JP3082931B2

JP3082931B2 - カラー画像処理方法

Info

Publication number: JP3082931B2
Application number: JP02206549A
Authority: JP
Inventors: 順一宍塚
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-08-03
Filing date: 1990-08-03
Publication date: 2000-09-04
Anticipated expiration: 2015-09-04
Also published as: JPH0490673A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は例えばカラー複写機、カラースキヤナ、カラ
ーフアクシミリなど、カラー画像処理装置、特に、カラ
ー白黒判別を行う機能を有するカラー画像処理装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来のカラー原稿を読み取るシステムでは、入力画像
信号の３原色（RGB、XYZなど）の３成分の比を用いて有
彩／無彩を判定していた。例えば、３原色の入力レベル
が同じような値であれば無彩色、レベルにバラツキがあ
れば有彩色であると判定していた。この１画素毎の判定
を原稿の全画素について繰り返して、有彩色の画素が存
在すれば原稿はカラー、また逆に存在しなければ原稿は
白黒とする技術が知られている。

〔発明が解決しようとしている課題〕

しかしながら、上記従来技術では、画像入力用のカラ
ーセンサの読み取り精度がよくない場合、入力画像の黒
文字の周辺部の画素を有彩色と誤判定することが多かっ
た。そのために、白黒原稿にもかかわらず、カラー原稿
と誤判別してしまう問題があった。そして、白黒の原稿
を、カラー原稿として誤判別すると次のような問題が起
こる。

カラー複写機の場合には、カラーのインク（CMY）を
重ね合わせて白黒原稿を複写すると、色ずれや、インク
の分光特性の違いにより、文字や線や網点の締まりが悪
く見づらくなる。また、カラーフアクシミリの場合に
は、上記の印刷品位が悪いという欠点のほかに、白黒原
稿であるにも関わらず、３原色を送信すると伝送時間が
かかり、通信コストが高くなるという欠点もある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、コン
ピュータによって処理を行う画像処理方法であって、画
像のカラー／白黒の判定処理を精度よく、かつ処理の負
荷を軽減して行うことができるカラー画像処理方法を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明は、コンピュータに
よって処理を行う画像処理方法であって、画像に応じた
画像情報中の注目画素が有彩であるか無彩であるかを前
記コンピュータに判定させる第１の判定工程と、前記注
目画素の周辺画素を参照して、該周辺画素に明度、色度
がいずれも一定レベル以下である第１の画素が含まれる
か否かを前記コンピュータに判定させる第２の判定工程
と、前記第２の判定工程により前記注目画素の周辺画素
に第１の画素が含まれると判定された場合に、該注目画
素に対する前記第１の判定工程による判定結果を前記コ
ンピュータに補正させる補正工程と、前記第１の判定工
程により注目画素が無彩と判定された場合には、前記第
２の判定工程による該注目画素の周辺画素の参照を、該
周辺画素中の全ての画素に対して行わないように前記コ
ンピュータを制御する制御工程とを有することを特徴と
する。

〔実施例〕（本発明の原理）原稿をカラースキヤナから読み取り、そのデータをNT
SCのRGBに変換し、さらに明度データＹと色度データＩ
とＱに変換する。そして、IQをグラフにプロツトしたも
のが第６図と、第７図である。

第６図は白黒原稿、第７図はカラー原稿を読み込んだ
場合の分布を示すものである。白黒原稿を読み込んだと
きは、原点付近に分布し、カラー原稿では、原点から離
れたところに分布するのがわかる。よって、原点（Ｉ＝
０、Ｑ＝０）からの距離を計算して、距離が離れた画素
が多ければカラー原稿、少なければ白黒原稿とする。こ
のような考え方に基づいて原稿の判別を行うことができ
る。

（スキヤナの読み取り精度）白黒の文字をスキヤナから読み取ると、スキヤナの精
度がよくないと入力画像としては、第８図のように色ず
れを起こした画像になってしまう。これでは、色ずれの
画素を色画素と判別してしまい、その結果白黒原稿にも
関わらずカラー原稿と誤判別する可能性がある。そこ
で、入力画素の周囲に黒画素（白黒画素であって、かつ
暗画素）が存在すれば、入力画素は色ずれの画素であ
り、実際は白黒画素であると判断する。そうすることに
よりスキヤナの読み取りの誤差を少なくすることができ
る。

（第１の実施例）第９図に処理のフローチヤートを示す。処理は大き
く、画素判別処理（S1〜S4）と画素補正処理（S5〜S1
1）、そして原稿判別処理（S12〜S15）に分けられる。
画素判別処理は注目画素がカラーか白黒かを判別する処
理で、原稿判別処理は原稿全体がカラー原稿か、白黒原
稿かを判別する処理である。以下アルゴリズムの詳細を
フローに従って説明する。

＜画素判定処理＞はじめにカラー画像判定処理について説明する。カラ
ー画素判定はS1〜S4で処理される。入力画素がカラー画
素であるか、白黒画素であるかを画素毎に判定するもの
である。

色空間変換処理 S1では、色空間変換処理を行う。すなわち、NTSC−RG
Bに正規化されたデータを式（１）に従って、輝度信号
Ｙと色度信号Ｉ、Ｑに変換する。

距離計算 S2とS6では、ＩとＱから彩度情報を作るために、距離
計算部でを計算する。これは、対象の色がIQ色度図上で原点から
どれだけ離れているかを示すものである。この値が大き
ければ彩度が高く、カラー画素である確率が高いといえ
る。

彩度比較部 S3では注目画素の彩度をしきい値と比較する。第10図
（Ａ）に示すように注目画素Ｃが文字や下地（白色に限
る）の一部分であるならば彩度が低く、の条件を満たすためにS4に進み、黒画素の個数BPLXを１
だけ増加させる。そしてまたS2に戻り次の画素を読み込
んで同様の処理を行う。

また、第10図（Ｂ）のように注目画素がカラー画素と
思われる位置にある場合、彩度が高くの条件を満たさずS5に進む。

画素補正処理 S5〜S11は画素補正処理部である。これは、S3彩度比
較部でカラー画素と判定されたとしても、センサの色ず
れによって生じた黒文字のにじみのために誤ってカラー
画素と判定してしまう可能性があるために、この誤判定
を補正するために設けられたものである。以下画素補正
部について説明する。

S5では、第３図の注目画素Ｃの周囲８画素S₁〜S₈を１
画素ずつ入力する。S6で、色空間変換によりRGB→YIQ変
換を行う（S1と同様）。

S7で彩度情報を計算する（S2と同様）。S8では周囲画素の彩度と輝度Ｙをしきい値と比較する。例えば、周囲画素S₁が
文字部であるならば、彩度が低く輝度も低いのでかつＹ＜γの条件を満たす。その結果注目画素Ｃは画素
判定処理でカラー画素と判定されたが、実際はセンサの
色ずれによるものであり、本来は黒画素であると判断
し、S9に進み、黒画素の個数BPIXを１つだけ増加させ
る。周囲画素S₆の場合はかつＹ＜γの条件を満たさないためにS₆は黒画素ではな
いと判断しS10に進む。S10はすべての周囲８画素を入力
し終ったかのチエツクを行うものである。このようにし
て、周囲８画素に黒画素が含まれるかをS5〜S10の処理
を注目画素の周囲の８画素S1〜S8まで繰り返すことによ
り調べる。周囲８画素に１個でも黒画素が含まれるなら
ば注目画素Ｃは黒画素としてS9に進む。また周囲８画素
に黒画素が１つも含まれていなければ、注目画素Ｃは色
ずれによるカラー画素ではなく、本当のカラー画素とし
てS11に進み、カラー画素の個数CPIXを１だけ増加させ
る。

＜カラー白黒原稿判別＞以上に述べた画素判別（S1〜S11）を原稿のすべての
画素に対して施し、カラー画素CPIXと白黒画素BPIXの割
合を求める。S13でCPIX＞δの条件を満たした場合、対
象とする原稿はカラー原稿であると判別し、満たさない
場合は、白黒原稿であると判別する。

以上は、例えばコンピユータのソフトウエアによって
処理を行う場合のフローチヤートであったが、以下に上
述の処理を行う回路構成について説明する。第１図を用
いて101のCCDによって構成されるスキヤナに原稿を置
き、スキヤンするとNTSCの規格に正規化されたRGBのデ
ータが出力される。102のYIQ変換部では101から出力さ
れたRGBのデータを明度（輝度）信号Ｙと色度信号Ｉと
Ｑに変換する。103の画素判別部では入力した１画素が
白黒画素（彩度が小さい）かカラー画素かの判別を行
う。104は原稿判別部であり、１画素毎の判別結果を集
計して、全画素数に対するカラー画素数の割合を求め、
割合に応じて原稿がカラーであるか、白黒であるかの10
5原稿判別信号を出力する。106は画像処理部、107は画
像表示を行うデイスプレイ、108は画像伝送を行うフア
クシミリ送信部、109は画像を記録媒体上に再生するプ
リンタである。画像処理部106は、原稿判別信号105に応
じて白黒原稿とカラー原稿に対して夫々異なる処理を行
う。

例えばフアクシミリ送信部108に送る画像信号につい
ては、カラー原稿の場合は、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号それぞれの
保存できるような圧縮符号化を行い、白黒原稿の場合
は、濃度（輝度）信号に変換して通常のMH、MR、MMR等
の圧縮符号化を行う。

また、プリンタ109へ送る画像信号については、カラ
ー原稿の場合は、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号に対して対数変換、UC
R、マスキング等の所定の処理を施してＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ
の面順次信号となるように画像処理し、白黒原稿の場合
は、Ｋ（黒）信号のみ生成して、黒単色プリントを行う
ようにする。

なお、プリンタの種類は、レーザービームプリンタや
インクジエツトプリンタ、熱転写プリンタ、ドツトプリ
ンタ等カラー印字が可能なものであればよい。

第２図はYIQ変換部を表す図で、式（１）を計算して
いる。201、202、203はそれぞれ、Ｒ、Ｇ、Ｂの入力信
号である。204〜212は式（１）の係数をセツトするレジ
スタ、213〜221は入力データと係数を乗算する乗算器、
222、223、225、228は加算器、226と229は減算器であ
る。そして、演算の結果は224にＹ、227にＩ、230にＱ
が出力される。

たとえば、Ｙの計算をする場合には、レジスタ204に
0.3、レジスタ207に0.59、レジスタ210に0.11がセツト
されていて、Ｒデータ201とレジスタ204の内容を213乗
算器で乗算する。同様にＧデータとレジスタ207の内容
を乗算器216、Ｂデータとレジスタ210の内容を乗算器21
9で乗算する。そして、３個の乗算結果が加算器222と22
3で加えられ、最終的にＹが得られる。同様に、ＩとＱ
を計算することができる。

第３図は画素判別部を示す図である。

301にＹ、302にＩ、303にＱのデータが入力される。
Ｉは乗算器310で自乗される。またＱは乗算器311で自乗
される。I²とQ²は加算器312で加算される。次にの計算であるが、これはテーブルの参照によって行う。
たとえばROM313の入力が２の場合、ROMの２番アドレス
がアクセスされ、データ1.414が出力される。さらにROM
313の出力したが比較器305、306に入力される。レジスタ308にはしき
い値βが、レジスタ309にはしきい値αがセツトされ
る。そして、比較器305で、しきい値βとが比較され、のとき１を出力、それ以外は０を出力する。また、比較
器306では、しきい値αとが比較され、の時１を出力、それ以外は０を出力する。この比較器30
6の出力結果を第１判定結果と呼ぶ。

次に、明度（輝度）信号であるが、レジスタ307に
は、しきい値γがセツトされており、比較器304でＹと
γの比較を行う。Ｙ＜γの時に１を出力、それ以外は０
を出力する。比較器304、305の出力はアンドゲート314
で論理積がとられる。すなわち、輝度（明度）が低く、
かつ彩度も低い場合に、アンドゲート314は１を出力
し、それ以外は０を出力する。このアンドゲート314の
出力結果を第２次判定結果と呼ぶ。アンドゲート314の
出力はフリツプフロツプ（以下FF）318と315のラインメ
モリに入力される。またラインメモリ315の出力はライ
ンメモリ316とFF312の入力になる。したがって、FF321
には１ライン遅延した画素が、FF324には２ライン遅延
した画素が入力されることになる。FF318〜326は画素ク
ロツクに同期してアンドゲート314の出力結果を保持す
る。よって、ある時点において、注目画素の第２次判別
結果がFF322に保持されているとすると、FF318、319、3
20、321、323、324、325、326には周囲８画素の第２次
判定結果が保持されていることになる。これら８画素の
第２次判定結果はオアゲート329、330、331、332で論理
和がとられる。周囲８画素に第２次判別結果が１の画素
が一つでもあればオアゲート332の出力は１になる。す
なわち、注目画素の周り８画素に一つでも黒画素があれ
ば332は１を出力することになる。このオアゲート322の
出力を画素補正結果と呼ぶ。

また比較器306の出力（第１次判定結果）はラインメ
モリ317に入り、１ライン遅延されて、FF327、FF328と
流れて行く。すなわち、FF328とFF322はそれぞれ同一画
素の第１次判別結果と第２次判別結果が保持されること
になる。

最後に、画素補正結果と第１次判定結果のNORをNORゲ
ートで判断する。カラー画素と判定された場合には、カ
ラー画素判定信号334が１になり、白黒と判定された場
合には０になる。

第４図は原稿判別部を示す図である。

406はアツプカウンタであり、入力として403に初期カ
ウントデータDAT、402に画素クロツク、401にカラー画
素判定信号、出力として407のキヤリービツトがある。4
06のカウンタは画素クロツクに同期して、初期カウント
データからカウントアツプを行うが、カウントアツプが
イネーブルな期間は、カラー画素判定信号が１の間だけ
で、結果としてカラー画素判定信号がカウントされるこ
とになる。たとえば、406が10ビツトのカウンタで、原
稿判別しきい値δが255のときはDATに769をセツトして
おく。すると、カラーと判別された画素が255になった
ときにキヤリービツト407が１になり、原稿中のカラー
画素が255以上になったので、対象としている原稿はカ
ラー原稿であるという信号（原稿判別信号105）が１に
なる。

以上の処理により原稿がカラーか白黒かを判別するこ
とができる。

（第２の実施例）第５図は第２実施例を説明するための図である。第１
実施例では式（１）の計算を実現するために、第２図の
構成を用いていたが、第２の実施例では第５図の構成で
式（１）の計算を近似する。式（１）の係数を２のべき
乗分の１を加える形で近似すると式２のようになる。例
えば式１の係数0.3は0.25＋0.0625に近似する。そうす
ることにより、入力データを２ビツトシフトしたものと
４ビツトシフトしたものを加えることにより0.3＊Ｒの
計算を簡易的に行うことができる。

次に第４図の説明をする。501、502、503にはそれぞ
れ、Ｒ、Ｇ、Ｂの入力データがセツトされる504〜513、
519、520はビツトシフト部で入力データのビツトをシフ
トする回路である。514、515、516、517、518、521、52
3、527は加算器、524、525、526は減算器である。最終
的に計算されたデータは528にＹが、529にＩ、530には
Ｑが出力される。

次にデータの流れを説明する。計算方法はＹ、Ｉ、Ｑ
とも同様の計算をするのでここではＹを例にして説明
し、ＩとＱは省略する。式２のの項の計算として、504で２ビツトシフト、507で４ビツ
トシフトを行い、その結果を加算器517で加算する。ま
たの項の計算として、入力されたＧのデータを509で１ビ
ツトシフト、510で４ビツトシフトを行い、その結果と
加算器517の出力を加算器522で加算する。加算器522の
出力は、式２のＹの計算において、ＲとＧの項の加算の
結果になる。つぎに、Ｂの入力データ503を３ビツトシ
フトしたものを加算器523に入力する。結果的に加算器5
23の出力528は式２のＹになる。

本発明の上記実施例によれば、スキヤナから送られて
くる色分解データ（RGB）を色度データと明度データに
分離する手段、色度データから彩度データを作る手段、
明度データとしきい値を比較して明度データが大きけれ
ば明画素、小さければ暗画素と判別する手段、彩度デー
タとしきい値を比較して彩度データが大きければ色画
素、小さければ白黒画素と判別する手段、入力画素が白
黒画素と判定されたとき、白黒画素数を１個増やす手
段、入力画素が色画素と判定されたとき、判定の補正を
する手段、判定の補正をする手段は、入力画素の周囲に
暗画素で、しかも白画素の画素が存在すれば、白黒画素
数を１個増やし、存在しなければ、色画素数を１個増や
す手段、以上の処理を原稿の全画素に対して行い、色画
素数としきい値を比較して色画素数が大きければカラー
原稿、小さければ白黒原稿と判別する手段とを設けるこ
とにより、カラー原稿と白黒原稿を判別するようにした
ものである。

但し、入力画素と周囲画素では、彩度データとしきい
値を比較する際のしきい値を変えなければならない。

即ち、入力カラー信号の各成分信号を明度信号と色度
信号に分離する手段、色度信号から彩度信号を作る手
段、彩度信号をしきい値αと比較する手段、彩度信号を
しきい値βと比較する手段、明度信号をしきい値γと比
較する手段、注目画素の彩度信号としきい値を比較した
結果、彩度信号＜αならば白黒画素数を１増やす手段、
注目画素の彩度信号としきい値を比較した結果、彩度信
号≧αならば周囲の画素に対して、彩度信号としきい値
βを比較した結果、彩度信号＜βかつ明度信号としきい
値γを比較した結果、明度信号＜γの判定を行い、周囲
画素中にこの条件を満たす画素が含まれていたならば、
白黒画素数を１増やし、含まれていなければカラー画素
数を１増やす手段、カラー画素数をしきい値δと比較す
る手段、カラー画素数をしきい値δを比較した結果、カ
ラー画素数＞δならば、カラー原稿と判断する手段を設
けることにより、スキヤナの精度が良くない場合や、原
稿の下地に薄い色がついている場合にも、誤判定をせず
原稿を判別することができる。その結果、原稿の種類に
応じた処理を行うことができ、印刷品位の向上、通信コ
ストの低減を図ることができるという結果がある。

なお、画像入力手段はスキヤナに限らず、ホストコン
ピユータ、スチルビデオカメラ、ビデオカメラなどのイ
ンターフエースであってもよい。

また、参照する周辺画素数も８画素に限らない。ま
た、OR処理ではなく、多数決処理を行ってもよい。

また、（Ｙ、Ｉ、Ｑ）に分離するほか、（Ｌ^＊、
ａ^＊、ｂ^＊）、（Ｌ^＊、ｕ^＊、ｖ^＊）、（Ｙ、ｕ、ｖ）
等に分離して判定を行ってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、画像に応じた画
像情報中の注目画素が有彩であるか無彩かを判定し、そ
の判定結果を補正するために行う注目画素の周辺画素の
参照を、注目画素が無彩と判定された場合に、該周辺画
素中の全ての画素に対して行わないように制御する処理
をコンピュータにさせることにより、画像に応じた画像
情報中の注目画素が有彩であるか無彩であるかの判定を
精度よく、かつ処理の負荷を軽減して行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例のカラー白黒原稿自動判別
装置を示すブロツク図、第２図はYIQ変換部の構成図、第３図は画素判別部の構成図、第４図は原稿判別部の構成図、第５図は第２実施例のYIQ変換部の構成図、第６図は白黒原稿を読み込んだ時のＩとＱの分布を表す
図、第７図はカラー原稿を読み込んだときのＩとＱの分布を
表す図、第８図は色ずれの様子を表す図、第９図はカラー白黒原稿判別の全体フローを示す図、第10図は画素補正処理を説明する図である。 101……スキヤナ 102……YIQ変換部 103……画素判別部 104……原稿判別部 105……原稿判別信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/46 - 1/62 H04N 1/40 - 1/409

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】コンピュータによって処理を行う画像処理
方法であって、画像に応じた画像情報中の注目画素が有彩であるか無彩
であるかを前記コンピュータに判定させる第１の判定工
程と、前記注目画素の周辺画素を参照して、該周辺画素に明
度、色度がいずれも一定レベル以下である第１の画素が
含まれるか否かを前記コンピュータに判定させる第２の
判定工程と、前記第２の判定工程により前記注目画素の周辺画素に第
１の画素が含まれると判定された場合に、該注目画素に
対する前記第１の判定工程による判定結果を前記コンピ
ュータに補正させる補正工程と、前記第１の判定工程により注目画素が無彩と判定された
場合には、前記第２の判定工程による該注目画素の周辺
画素の参照を、該周辺画素中の全ての画素に対して行わ
ないように前記コンピュータを制御する制御工程とを有
することを特徴とするカラー画像処理方法。