JP3244406B2 - 画像処理装置 - Google Patents
画像処理装置Info
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- JP3244406B2 JP3244406B2 JP21779995A JP21779995A JP3244406B2 JP 3244406 B2 JP3244406 B2 JP 3244406B2 JP 21779995 A JP21779995 A JP 21779995A JP 21779995 A JP21779995 A JP 21779995A JP 3244406 B2 JP3244406 B2 JP 3244406B2
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- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
- Color Image Communication Systems (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー画像を、
R、G、Bまたはシアン、マゼンタ、イエロー等の各色
成分ごとに2値化する画像処理装置に関する。特に、R
GB信号等の各色をディザ法で2値化する画像処理装置
に関する。
R、G、Bまたはシアン、マゼンタ、イエロー等の各色
成分ごとに2値化する画像処理装置に関する。特に、R
GB信号等の各色をディザ法で2値化する画像処理装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、パソコンやワープロ等の事務機器
のパーソナル化によって、CCDカメラ等によりカラー
画像を取り込み処理をするという要望が高まってきてい
る。しかし、CCDカメラ等を用いて画像を取り込む場
合、ファクシミリやスキャナと異なり光源が一定でない
ため、画像の明るさの調整やコントラストの調整が必要
となる。
のパーソナル化によって、CCDカメラ等によりカラー
画像を取り込み処理をするという要望が高まってきてい
る。しかし、CCDカメラ等を用いて画像を取り込む場
合、ファクシミリやスキャナと異なり光源が一定でない
ため、画像の明るさの調整やコントラストの調整が必要
となる。
【0003】一方、カメラで取り込んだ画像は、RGB
の三原色かまたはその補色系であるシアン、マゼンタ、
イエロー(以下CMY)において、それぞれ二値化され
て表示されたり、印刷されたりする。この時、できるだ
け原画像に近い画像を表現するために、二値化しても擬
似的に階調が表現出来ればよい。
の三原色かまたはその補色系であるシアン、マゼンタ、
イエロー(以下CMY)において、それぞれ二値化され
て表示されたり、印刷されたりする。この時、できるだ
け原画像に近い画像を表現するために、二値化しても擬
似的に階調が表現出来ればよい。
【0004】この疑似階調表現手法としては、ディザ法
及び誤差拡散法が、よく知られている。ディザ法では、
予め決められた幾つかの画素の集合の中で、あるパター
ンに従って各画素ごとに閾値を変える。これにより、画
素値に応じて集合内の閾値を越えるドット数が変化する
ため、見た目に階調があるように見える。
及び誤差拡散法が、よく知られている。ディザ法では、
予め決められた幾つかの画素の集合の中で、あるパター
ンに従って各画素ごとに閾値を変える。これにより、画
素値に応じて集合内の閾値を越えるドット数が変化する
ため、見た目に階調があるように見える。
【0005】ところで、このような疑似中間調処理によ
る2値化を行うと、輪郭部分がぼやけてしまうという欠
点がある。このため、特開平3−145273号公報
(H04N1/40)にも示されるように、これを改善
するため輪郭強調を行う必要がある。この輪郭強調をR
GBそれぞれに施すと回路規模の増大を招き、また、輪
郭部分で色相ずれが起きる等の問題があるため、図2に
示すように、カラー自然画像を輝度信号と色差信号に分
離し、輝度信号のみにこれらの処理を行う。
る2値化を行うと、輪郭部分がぼやけてしまうという欠
点がある。このため、特開平3−145273号公報
(H04N1/40)にも示されるように、これを改善
するため輪郭強調を行う必要がある。この輪郭強調をR
GBそれぞれに施すと回路規模の増大を招き、また、輪
郭部分で色相ずれが起きる等の問題があるため、図2に
示すように、カラー自然画像を輝度信号と色差信号に分
離し、輝度信号のみにこれらの処理を行う。
【0006】図2において、1は、NTSC信号である
カラーTV信号から輝度信号と、色差信号とを分離して
いる。2は、この輝度信号の輪郭強調を行う輪郭強調回
路である。9は、輝度信号のコントラスト調整を行うコ
ントラスト調整回路である。3は、輝度信号と色差信号
をRGB信号に変換する変換回路である。
カラーTV信号から輝度信号と、色差信号とを分離して
いる。2は、この輝度信号の輪郭強調を行う輪郭強調回
路である。9は、輝度信号のコントラスト調整を行うコ
ントラスト調整回路である。3は、輝度信号と色差信号
をRGB信号に変換する変換回路である。
【0007】5は、RGB信号をディザ法を利用して、
2値信号に変換する回路であり、RGB信号を2値の疑
似中間調信号に変換する回路である。
2値信号に変換する回路であり、RGB信号を2値の疑
似中間調信号に変換する回路である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この図2の画像処理装
置において、輝度信号で輪郭強調およびコントラスト調
整を行い、RGBに変換したのちディザ法で二値化した
場合、白っぽい背景等に不自然な点があらわれることが
ある。その一例を図3に示す。
置において、輝度信号で輪郭強調およびコントラスト調
整を行い、RGBに変換したのちディザ法で二値化した
場合、白っぽい背景等に不自然な点があらわれることが
ある。その一例を図3に示す。
【0009】図3(a)は、CCDカメラ等により人物
の画像を取り込み、図2の従来のシステムに従い処理
し、コントラスト調整が終わった時点のものである。背
景(61)に比べ人物(62)が暗めに映っているた
め、コントラストを上げた結果、背景がとんで真っ白に
なっている。これを輝度及び色差信号からRGBに変換
し、2値化したのが図3(b)である。
の画像を取り込み、図2の従来のシステムに従い処理
し、コントラスト調整が終わった時点のものである。背
景(61)に比べ人物(62)が暗めに映っているた
め、コントラストを上げた結果、背景がとんで真っ白に
なっている。これを輝度及び色差信号からRGBに変換
し、2値化したのが図3(b)である。
【0010】このように真っ白になっているはずの背景
に不自然な点(63)があらわれている。これは、コン
トラスト調整時に、とり得る上限値(8ビットなら25
5)を超えて飽和したデータを、輝度及び色差信号から
RGBに変換するときに、その変換誤差により、変換結
果(RGB)が上限値よりわずかに小さい値になってし
まうことによる。
に不自然な点(63)があらわれている。これは、コン
トラスト調整時に、とり得る上限値(8ビットなら25
5)を超えて飽和したデータを、輝度及び色差信号から
RGBに変換するときに、その変換誤差により、変換結
果(RGB)が上限値よりわずかに小さい値になってし
まうことによる。
【0011】図4を用いてこれを説明する。なお、ここ
で扱うデータはRGB、輝度、色差信号(Cr,Cb)
とも8ビットであるとする。すなわちそれぞれのとり得
る値は0〜255(色差信号は −127〜128)で
ある。ここで、図4(a)に示すような値をとる画素が
あったとする。この画素は輝度のみ150という値を持
ち、説明を簡単にするため色差信号は0とする。
で扱うデータはRGB、輝度、色差信号(Cr,Cb)
とも8ビットであるとする。すなわちそれぞれのとり得
る値は0〜255(色差信号は −127〜128)で
ある。ここで、図4(a)に示すような値をとる画素が
あったとする。この画素は輝度のみ150という値を持
ち、説明を簡単にするため色差信号は0とする。
【0012】一般的にCCDカメラの画像は、コントラ
ストが弱い。ここでコントラストをあげるために、輝度
を2倍にしたとする。すると図4(b)に示すように、
輝度の値は上限値255を越えてしまう。255を越え
た値は扱えないので、その画素の輝度は255(すなわ
ち白)とされる。
ストが弱い。ここでコントラストをあげるために、輝度
を2倍にしたとする。すると図4(b)に示すように、
輝度の値は上限値255を越えてしまう。255を越え
た値は扱えないので、その画素の輝度は255(すなわ
ち白)とされる。
【0013】この後、
【0014】
【数1】
【0015】(1)式によりRGBに変換される。この
変換が理想的で有れば、図4(d)のようにRGBそれ
ぞれ上限値255となり、変換後も白色となる。この場
合、輝度信号において飽和している値が、RGBへの変
換後もRGB各々が飽和した場合と同じ値(255)を
とっているので問題ない。
変換が理想的で有れば、図4(d)のようにRGBそれ
ぞれ上限値255となり、変換後も白色となる。この場
合、輝度信号において飽和している値が、RGBへの変
換後もRGB各々が飽和した場合と同じ値(255)を
とっているので問題ない。
【0016】ところが、輝度及び色差信号からRGBに
変換する(1)式の変換マトリクスをハードウエアで実
現する場合、回路規模的な制約(費用的な制約もある)
から理想的なマトリクスを作ることは困難であり、変換
に誤差が生じる。この変換誤差により、変換後の値は、
図4(e)のように255を越えたり、足りなかったり
する。
変換する(1)式の変換マトリクスをハードウエアで実
現する場合、回路規模的な制約(費用的な制約もある)
から理想的なマトリクスを作ることは困難であり、変換
に誤差が生じる。この変換誤差により、変換後の値は、
図4(e)のように255を越えたり、足りなかったり
する。
【0017】これをディザ法で各色を二値化すると、こ
のわずかな差の部分に、たまたまディザの閾値の一つが
位置する場合がある。この部分が、点となってあらわれ
る。すなわち、閾値がGB信号より高いとすると、この
部分は赤い点となる。このように、コントラスト調整の
結果、飽和してとんでしまい真っ白になっているはずの
部分に色のついた点があらわれるのである。
のわずかな差の部分に、たまたまディザの閾値の一つが
位置する場合がある。この部分が、点となってあらわれ
る。すなわち、閾値がGB信号より高いとすると、この
部分は赤い点となる。このように、コントラスト調整の
結果、飽和してとんでしまい真っ白になっているはずの
部分に色のついた点があらわれるのである。
【0018】この変換誤差により発生する点を、変換誤
差ノイズと呼ぶこととする。この例では、コントラスト
調整を、画素の輝度およびRGB各成分を定数倍するこ
とで実現しているが、コントラストをあげるということ
は、各画素における最大値と最小値の差を広げることに
なるので、他の方法をとった場合でもコントラスト調整
は各画素値が飽和しやすいという性質を持つ。
差ノイズと呼ぶこととする。この例では、コントラスト
調整を、画素の輝度およびRGB各成分を定数倍するこ
とで実現しているが、コントラストをあげるということ
は、各画素における最大値と最小値の差を広げることに
なるので、他の方法をとった場合でもコントラスト調整
は各画素値が飽和しやすいという性質を持つ。
【0019】またコントラスト調整を行う場合、画像内
の特定部分(例えば人の顔等)を基準に行うため、その
他の部分(背景等)が飽和しがちであり、変換誤差ノイ
ズはしばしばあらわれる。
の特定部分(例えば人の顔等)を基準に行うため、その
他の部分(背景等)が飽和しがちであり、変換誤差ノイ
ズはしばしばあらわれる。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記の問題は、画素値が
飽和しやすいコントラスト調整を、輝度及び色差信号か
らRGBへの変換の前に行ったことによる。これを解決
するために、コントラスト調整をRGBへの変換の後に
行うこととする。 [作用]本発明により、上記に示した変換誤差ノイズの
発生を防ぐことができる。
飽和しやすいコントラスト調整を、輝度及び色差信号か
らRGBへの変換の前に行ったことによる。これを解決
するために、コントラスト調整をRGBへの変換の後に
行うこととする。 [作用]本発明により、上記に示した変換誤差ノイズの
発生を防ぐことができる。
【0021】
【実施の形態】本発明の構成を図1の第1実施例を参照
しながら説明する。ここで、各色成分ごとのビット数等
の条件は、従来の説明と同様とする。入力されたカラー
画像は輝度色差分離回路(1)により、輝度信号と色差
信号に分離される。
しながら説明する。ここで、各色成分ごとのビット数等
の条件は、従来の説明と同様とする。入力されたカラー
画像は輝度色差分離回路(1)により、輝度信号と色差
信号に分離される。
【0022】分離された輝度信号は、輪郭強調回路
(2)により輪郭が強調される。これにより、回路規模
拡大を防ぎつつ、ディザ処理において輪郭がぼけるのを
補う。輪郭強調の具体的な例としては、原画像における
輝度のラプラシアンを計算し、それを原画像に加える方
法等が挙げられる。次に、RGB変換回路(3)によ
り、輪郭強調後の輝度信号と色差信号をRGB信号に変
換する。
(2)により輪郭が強調される。これにより、回路規模
拡大を防ぎつつ、ディザ処理において輪郭がぼけるのを
補う。輪郭強調の具体的な例としては、原画像における
輝度のラプラシアンを計算し、それを原画像に加える方
法等が挙げられる。次に、RGB変換回路(3)によ
り、輪郭強調後の輝度信号と色差信号をRGB信号に変
換する。
【0023】これは、最終的にRGB各二値のデータを
得るためである。この時の変換後の値の様子を図5
(a)に示す。変換によるわずかな誤差による差がRG
B各色成分にあらわれている。次に、コントラスト調整
回路(4)により、RGB各色でコントラスト調整を行
う。
得るためである。この時の変換後の値の様子を図5
(a)に示す。変換によるわずかな誤差による差がRG
B各色成分にあらわれている。次に、コントラスト調整
回路(4)により、RGB各色でコントラスト調整を行
う。
【0024】コントラスト調整を図5を用いて説明す
る。ここでは、コントラストをあげるため、各画素にお
けるRGBの値を2倍した場合を考える。すると図5
(b)のようにRGBすべて飽和して上限値を越えてし
まうので、コントラスト調整後の結果は図5(c)のよ
うになる。
る。ここでは、コントラストをあげるため、各画素にお
けるRGBの値を2倍した場合を考える。すると図5
(b)のようにRGBすべて飽和して上限値を越えてし
まうので、コントラスト調整後の結果は図5(c)のよ
うになる。
【0025】図2の従来例におけるディザ処理回路への
入力データ図4(e)と図5(c)を比較すると、本実
施例により、誤差の無いときのデータ図4(d)と同じ
データが、ディザ処理回路(5)に入力されていること
がわかる。この後、ディザ処理回路(5)により二値化
処理を行う。この時、従来において現れた変換誤差ノイ
ズはあらわれない。
入力データ図4(e)と図5(c)を比較すると、本実
施例により、誤差の無いときのデータ図4(d)と同じ
データが、ディザ処理回路(5)に入力されていること
がわかる。この後、ディザ処理回路(5)により二値化
処理を行う。この時、従来において現れた変換誤差ノイ
ズはあらわれない。
【0026】このように、輝度及び色差信号からRGB
に変換した後に、コントラストの調整をすることによ
り、変換誤差ノイズの発生を防ぐことができる。図6を
参照しつつ本発明の第2実施例を説明する。この第2実
施例では、カラー画像信号を輝度色差分離回路(1)に
より輝度信号、色差信号に分離した後、黒レベル調整回
路(7)により輝度信号に黒レベル調整を行っている。
に変換した後に、コントラストの調整をすることによ
り、変換誤差ノイズの発生を防ぐことができる。図6を
参照しつつ本発明の第2実施例を説明する。この第2実
施例では、カラー画像信号を輝度色差分離回路(1)に
より輝度信号、色差信号に分離した後、黒レベル調整回
路(7)により輝度信号に黒レベル調整を行っている。
【0027】CCDカメラ等により取り込んだカラー画
像における輝度信号は、最も小さな値でも0になること
はほとんどないため、各画素の輝度の値から一定値を減
じ、黒い部分を輝度0に調節する。これにより画面が締
まり、コントラストもよくなる。前述の(1)式より、
輝度信号より一定の値を減ずることは、RGB各成分か
ら同じ値を減ずるのとまったく等価であるため、このよ
うに輝度のみで行うことは、回路規模の縮小に有効であ
る。
像における輝度信号は、最も小さな値でも0になること
はほとんどないため、各画素の輝度の値から一定値を減
じ、黒い部分を輝度0に調節する。これにより画面が締
まり、コントラストもよくなる。前述の(1)式より、
輝度信号より一定の値を減ずることは、RGB各成分か
ら同じ値を減ずるのとまったく等価であるため、このよ
うに輝度のみで行うことは、回路規模の縮小に有効であ
る。
【0028】この黒レベル調整の後、輪郭強調回路
(2)により処理がされるが、以降は図1と同様であ
る。この第2実施例では、黒レベル調整回路(7)を輪
郭強調回路(2)の前においたが、処理の順番は逆でも
よい。図7を参照しつつ本発明の第3実施例を説明す
る。
(2)により処理がされるが、以降は図1と同様であ
る。この第2実施例では、黒レベル調整回路(7)を輪
郭強調回路(2)の前においたが、処理の順番は逆でも
よい。図7を参照しつつ本発明の第3実施例を説明す
る。
【0029】第1実施例では、輝度及び色差信号をRG
B信号に変換したが、この第3実施例においてはRGB
信号ではなくCMY信号に変換するものである。つま
り、コントラスト調整回路(4)の前段にYMC変換回
路(8)を配置している。一般的にディスプレイ等の表
示にはRGBが用いられ、プリンタ等への出力にはY、
M、CのCMY信号が用いられる。
B信号に変換したが、この第3実施例においてはRGB
信号ではなくCMY信号に変換するものである。つま
り、コントラスト調整回路(4)の前段にYMC変換回
路(8)を配置している。一般的にディスプレイ等の表
示にはRGBが用いられ、プリンタ等への出力にはY、
M、CのCMY信号が用いられる。
【0030】印字のみが目的であれば、この第3実施例
のほうが、図1の第1実施例より効率がよい。なお、本
実施例では、輝度色差信号から直接CMY信号に変換し
ているが、一度RGB信号に変換してコントラスト調整
等の処理を行い出力時にCMY信号に変換してもよい。
のほうが、図1の第1実施例より効率がよい。なお、本
実施例では、輝度色差信号から直接CMY信号に変換し
ているが、一度RGB信号に変換してコントラスト調整
等の処理を行い出力時にCMY信号に変換してもよい。
【0031】また逆に一度CMY信号に変換して出力時
にRGB信号に変換してもよい。この場合、図7の構成
の他に、RGB信号からCMY信号へ、またはCMY信
号からRGB信号への変換回路が必要となる。印刷関係
では本実施例でCMY信号と呼んでいる三原色にK
(黒)を加える場合もある。本実施例において、CMY
信号といった場合、CMYK信号も含んでいる。
にRGB信号に変換してもよい。この場合、図7の構成
の他に、RGB信号からCMY信号へ、またはCMY信
号からRGB信号への変換回路が必要となる。印刷関係
では本実施例でCMY信号と呼んでいる三原色にK
(黒)を加える場合もある。本実施例において、CMY
信号といった場合、CMYK信号も含んでいる。
【0032】
【発明の効果】本発明は、RGB信号等への変換時に変
換誤差が発生し、且つ、ディザ法により2値化する画像
処理回路において、発生する特有の問題である変換誤差
ノイズを防止するものである。本発明では、画素値が飽
和しやすいコントラスト調整を、輝度信号及び色差信号
からRGB等の各色成分に変換後に行うという、容易な
回路変更でのみで、上述の変換誤差ノイズの発生を防
ぎ、高品位の画像を得ることができる。
換誤差が発生し、且つ、ディザ法により2値化する画像
処理回路において、発生する特有の問題である変換誤差
ノイズを防止するものである。本発明では、画素値が飽
和しやすいコントラスト調整を、輝度信号及び色差信号
からRGB等の各色成分に変換後に行うという、容易な
回路変更でのみで、上述の変換誤差ノイズの発生を防
ぎ、高品位の画像を得ることができる。
【図1】本発明の第1実施例を示す図である。
【図2】従来の画像処理の構成例である。
【図3】変換誤差ノイズの発生を説明する図である。
【図4】変換誤差ノイズ発生の原因を説明する図であ
る。
る。
【図5】本実施例による信号処理を説明する図である。
【図6】本発明の第2実施例を示す図である。
【図7】本発明の第3実施例を示す図である。
(1)・・・・輝度信号、色差信号分離回路、 (2)・・・・輪郭強調回路、 (3)・・・・輝度信号、色差信号からRGBに変換す
る変換回路、 (4)・・・・コントラスト調整回路、 (5)・・・・ディザ処理回路、 (6)・・・・人物を取り込んだ画像、 (61)・・・人物、 (62)・・・背景、 (63)・・・変換誤差ノイズ、 (7)・・・・黒レベル調整回路、 (8)・・・・輝度信号、色差信号からCMY信号に変
換する変換回路。
る変換回路、 (4)・・・・コントラスト調整回路、 (5)・・・・ディザ処理回路、 (6)・・・・人物を取り込んだ画像、 (61)・・・人物、 (62)・・・背景、 (63)・・・変換誤差ノイズ、 (7)・・・・黒レベル調整回路、 (8)・・・・輝度信号、色差信号からCMY信号に変
換する変換回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−93563(JP,A) 特開 平4−35360(JP,A) 特開 平4−259165(JP,A) 特開 平2−210968(JP,A) 特開 平9−65158(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/46 - 1/64
Claims (2)
- 【請求項1】 輝度信号と色差信号のうち、少なくても
1方の信号に対して画像処理を行う画像処理手段(2)
と、 この画像処理された信号を含む前記輝度信号と前記色差
信号とを、R、G、Bまたはシアン、マゼンタ、イエロ
ー等の各色成分の信号に変換する変換手段(3,8)
と、 この各色成分の信号に対してコントラスト調整を行うコ
ントラスト調整手段(4)と、 このコントラスト調整された前記各色成分の信号をディ
ザ法を用いて2値化する疑似中間調変換手段(5)とを
備えることを特徴とする画像処理装置。 - 【請求項2】 前記画像処理手段(2)は、前記輝度信
号の輪郭強調処理を行うことを特徴とする請求項1の画
像処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21779995A JP3244406B2 (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 画像処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21779995A JP3244406B2 (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 画像処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0965159A JPH0965159A (ja) | 1997-03-07 |
JP3244406B2 true JP3244406B2 (ja) | 2002-01-07 |
Family
ID=16709922
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21779995A Expired - Fee Related JP3244406B2 (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 画像処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3244406B2 (ja) |
-
1995
- 1995-08-25 JP JP21779995A patent/JP3244406B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH0965159A (ja) | 1997-03-07 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |