JP3815465B2

JP3815465B2 - カラー画像処理装置

Info

Publication number: JP3815465B2
Application number: JP2003313461A
Authority: JP
Inventors: 勝巳南野
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2003-09-05
Filing date: 2003-09-05
Publication date: 2006-08-30
Anticipated expiration: 2023-09-05
Also published as: JP2005086289A

Description

この発明は、コピー機、ファクシミリ装置、コピー機能・ファクシミリ機能等の多機能を有する複合機等のカラー画像処理装置に関する。

一般に、スキャンして得た画像の色空間（例えばＲＧＢ）を明度成分を含む中間色空間（例えば、ＣＩＥＬＡＢ又はＣＩＥＬＵＶ）や輝度色差成分を含む中間色空間（例えば、ＹＣＣ又はＹＩＱ）に変換し、中間色空間の各成分に対し、必要に応じてユーザの好みの調整を加えるための補正処理（色彩補正）を施した後、出力の色空間（例えば、ＣＭＹＫ）に変換して画像形成するようにしたカラー画像処理装置が知られている。この種のカラー画像処理装置において、消耗品（トナー）の無駄な消費を低減するためにＲＧＢデータから色相、明度、彩度を表す表色系のデータを生成し、ＣＭＹＫの多くとも２種類のトナーを用いて表現可能な近似色相データを生成し、ＣＭＹＫの多くとも３種類の濃度データを生成し、最大で３種類の濃度データを用いて電子写真プロセスを実行する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−１６３１６９号公報

上記した特許文献１に記載の技術では、ＲＧＢデータから明度、色相、彩度を含む表色系のデータを生成し、ＣＭＹＫの多くとも２種類のトナーを用いて表現可能な近似色相のデータを生成するので、色再現性を低下させるおそれがある上、ＣＭＹＫの多くとも３種類の濃度データを生成し、最大で３種類の濃度データを順に用いて電子写真プロセスを実行するので、処理が複雑になるという問題がある。

この発明は上記問題点に着目してなされたものであって、簡単な構成で、且つ色再現性の低下を最小限にしつつ、トナーセーブを実現し得るカラー画像処理装置を提供することを目的としている。

この発明の請求項１に係るカラー画像処理装置は、入力された画像の色空間を明度成分、色相成分及び彩度成分で表される中間色空間又は輝度成分及び色差成分で表される中間色空間に変換し、中間色空間の各成分に対して補正処理を施した後、出力の色空間に変換して出力するカラー画像処理装置であって、記録材の使用量を低減するモードが指定された場合、彩度を下げるように補正処理を実行する制御手段を備えている。

この発明のカラー画像処理装置の制御手段は、例えば実質的に色相を変更せずに彩度を下げるように制御するものであると良い。色相を実質的に変更しないとは、補正前後の画像を人が見比べた場合に、色相の変化に容易には気付かないようにすることである。また、彩度を下げるように制御するとは、補正前後の画像を人が見比べた場合に、比較的容易に彩度の変化に気付く程度に下げることである。もっとも、この点については、実施の状況により彩度の変化に気付く程度より、小さな下げ量であっても良い。

この発明のカラー画像処理装置の制御手段は、彩度の入出力特性において、入力値の最小値から最大値までの区間を、少なくとも低彩度区間、中彩度区間及び高彩度区間に分割し、低彩度区間では、入力値の変化に関わらず出力値を一定値（ゼロ）に抑制し、中彩度区間では、入力値に対して出力値が所定の関係（直線又は下に凸の曲線）を持って小さくなるようにし、高彩度区間では、出力値の上限値を設定し、出力値が上限値を越えないように制限することができる。

この発明では、見た目の影響を最小限にしつつ、記録材の使用量を低減できる。

また、この発明のカラー画像処理装置の制御手段は、ユーザの好みによる色彩補正（明度、彩度、色相の補正）を中間色空間の成分に対して施す色彩補正手段（第２の画像処理部５）を備え、前記制御手段は、記録材の使用量を低減するモードが指定された場合、色彩補正手段に設定するパラメータを通常モードの場合から変更することができる。

この発明によると、ユーザの好みで行う色彩補正ブロックを使い、そのパラメータを変更するだけで記録材使用量低減用の特別のブロックを設けることなしに省記録材を実現できる。

また、この発明のカラー画像処理装置の制御手段は、入力した画像の地色（下地色）を除去して出力する地色補正を中間色空間の成分に施す地色補正手段（第２の画像処理部５）を備え、前記制御手段は、記録材の使用量を低減するモードが指定された場合、地色補正手段に設定するパラメータを通常モードの場合から変更することができる。

また、この発明のカラー画像処理装置の制御手段は、明度成分に応じて、前記彩度を下げる量を変更するように制御する手段を備えると良い。例えば、明度が大きい場合は、彩度の下げ量を小さくし、明度が小さい場合には、彩度の下げ量を（明度が大きい場合に比べて）大きくする。このようにすることにより、一般に、明度が大きい場合には、彩度が少しでも小さくなると、人間の目で認識し易いが、明度が小さい場合には、彩度が少しぐらい小さくなっても人間の目では認識し難いという事実が知られているので、彩度を下げても明度に応じた下げ量とでき、彩度の低下を感じさせることなく、省記録材を実現できる。

この発明によれば、記録材の使用量を低減するモードが指定された場合、彩度を下げるように補正処理するので、色再現性の低下を最小限にしつつ、特別の回路を使用することなく、比較的簡単な処理で省記録材を実現することができる。

以下、実施の形態により、この発明を更に詳細に説明する。

図１は、この発明の実施形態に係るカラー複合機の構成を示すブロック図である。この実施形態カラー複合機は、プリンタ（画像記録部）８と、画像読取部９と、主制御部（ＣＰＵ）１０と、表示部１１と、操作部１２と、ＲＯＭ１３と、ＲＡＭ１４と、画像メモリ１５と、ＣＯＤＥＣ１６と、ＮＣＵ１７と、ＭＯＤＥＭ１８と、ＬＡＮＩ／Ｆ１９とを備えている。

プリンタ８は、電子写真式のカラープリンタであり、読取画像やＬＡＮＩ／Ｆ１７を通してＰＣ等から転送される画像データを記録紙上にカラー記録する。このプリンタ８は、ＣＭＹＫ４色の記録剤（トナー）を使用するものであり、Ｋ（黒）成分のみの記録剤を用いたモノクロプリントに加えて、ＣＭＹＫ４色全ての記録剤を用いたカラープリントも可能である。

画像読取部９は、コピーするときに、原稿を光学的に走査して画像データを読み取る。カラー画像の読み取りも可能である。詳細を後述する。主制御部（ＣＰＵ）１０は、バス２０より各部に接続され、ＲＯＭ１３に記憶されるプログラムに従い、読み取り処理、プリント処理、その他の種々の制御を実行する。表示部１１は、アイコン、キーボタンの表示や、操作のために必要なメッセージ内容等を表示する。表示部１１としては、主としてＬＣＤ（液晶表示装置）が使用されるが、ＣＲＴ、その他の表示器を使用しても良い。

操作部１２は、モード切替キー１２ａ、スタートキー１２ｂの他、テンキー、クリアキー、ストップキー等を備える。モード切替キー１２ａは、通常モードと省トナーモードの切り替えを行うことができる。省トナーモードは、通常モードよりも消費するカラートナー（記録材）を軽減し、節約したい場合に選択される。ＲＯＭ１３は、装置全体の動作を制御するためのプログラム等を記憶する。ＲＡＭ１４は、主制御部１０による制御に必要なデータ及び制御動作時に一時記憶が必要なデータ等を記憶する。画像メモリ１５は、画像読取部９で読み取った画像データを圧縮状態で記憶する。更に、画像メモリ１５は２値メモリであり２値の画像データ（ＣＭＹＫ又はＫ）を圧縮状態で記憶する。

ＣＯＤＥＣ１６は、ＭＨ、ＭＲ、ＭＭＲ方式等で２値データを符号化（エンコード）・復号化（デコード）する。ＮＣＵ１７は、ＣＰＵ１０により制御されて、通信回線である電話回線網（ＰＳＴＮ）２１との接続を制御する。また、ＮＣＵ１７は、通信相手の電話番号（ＦＡＸ番号を含む）に応じたダイヤルパルスを送出する機能及び着信を検出する機能を有する。ＭＯＤＥＭ１８は、ＩＴＵ（国際電気通信連合）−Ｔ勧告Ｔ．３０、Ｔ．４に従ったファクシミリ伝送制御手順（ファクシミリ通信手順）に基づいて、Ｖ．１７、Ｖ．２７ｔｅｒ、Ｖ．２９等に従って送信データの変調及び受信データの復調を行う。また、ＭＯＤＥＭ１８は、Ｖ．８、Ｖ．３４を用いてＶ．３４ＦＡＸにも適用可能である。具体的には、ＭＯＤＥＭ１８は、ＮＣＵ１７を介して電話回線網２１に送出するために、デジタル信号である送信データをアナログの音声信号に変調する機能を有する。また、ＭＯＤＥＭ１８は、電話回線網２１からＮＣＵ１７を介して受信したアナログの音声信号をデジタル信号に復調する機能を有する。ＬＡＮＩ／Ｆ１９は、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）を介して、外部機器とのデータ授受を行うためのものであり、このＬＡＮＩ／Ｆ１９を介して外部のＰＣ（パーソナルコンピュータ）より、ネットワークプリント、ネットワークスキャナ等の要請を受ける。

この画像読取部（カラー画像処理回路）９は、図２に示すように、カラー画像データを入力するカラー画像データ入力部としてのＣＣＤ１、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）回路を含むＡ／Ｄ変換部２、第１の画像処理部３、第１の色空間変換部４、第２の画像処理部５、第２の色空間変換部６、２値化部７を備えている。また、この画像読取部９の各部は、ＣＰＵ１０によって制御される。処理された画像データは、プリンタ８でプリントされる。通常モード／省トナーモードの設定は、操作部１２からの指示入力により行える。

ＣＣＤ１は、原稿の画像をＲ、Ｇ、Ｂに分離して読み取るラインセンサであり、所定間隔を置いて順次走査線画像を読み取る。Ａ／Ｄ変換部２は、ＡＦＥ回路でＣＣＤ１の出力をアナログ増幅する。このアナログ値をデジタルデータに変換し、多値化出力する。第１の画像処理部３では、ＲＧＢの多値データに対してシェーディング補正、ガンマ補正等の処理を行う。

第１の色空間変換部４は、第１の画像処理部３より出力されるＲＧＢの画像データ（多値データ）を、明度成分を分離して表せるＬ、ａ、ｂ（中間色空間）の画像データに変換する。図３を用いて後述するように、Ｌａｂ色空間は、彩度と色相とをａ（Ｒ−Ｇ軸）、ｂ（Ｙ−Ｂ軸）の２つのパラメータで表すことができる。第２の画像処理部５は、Ｌａｂ色空間の画像データ（多値データ）を受け、地色補正や明度、彩度、色相などの色彩補正を行う。色彩補正は、入力された明度、彩度、色相に対して、ユーザの好みの調整を加えて出力するものである。色彩補正は、テーブルを用いた変換により行うか、所定の関数を用いて演算により行うことができる。

第２の色空間変換部６は、Ｌａｂ色空間の画像データ（多値データ）を受け、３Ｄ−ＬＵＴ６ａを用いた補間により、Ｌａｂの画像データをＣＭＹＫ（出力色空間）の画像データ（多値データ）に変換する。２値化部７は、入力されるＣＭＹＫ多値データを２値化して出力する。

この実施形態に係る装置では、操作部１２に通常モード（省トナーモードではないモード）と省トナーモードとを選択的に設定し得るモード切替キー１２ａを備えており、省トナーモードが設定されていると、上記第２の画像処理部５では、通常モードよりも明度成分（Ｌ）を明るくなるように補正する機能を有している。また、この明度成分を明るく補正することに代えて、あるいは明度成分を明るく補正することに加えて、省トナーモードの場合には、通常モードよりも彩度を下げるように補正する機能を備えていても良い。

次に、この実施形態に係るカラー複合機における画像形成時の処理動作を説明する。操作部１２のスタートキー１２ｂを押すと、ＣＣＤ１により原稿のＲＧＢスキャンが実行される。この処理により読み込まれたＲＧＢの画像データは、Ａ／Ｄ変換部２でＡ／Ｄ変換され、多値デジタルデータに変換される。次にＡ／Ｄ変換部２の多値データは第１の画像処理部３に入力される。第１の画像処理部３で、ＲＧＢ画像データに対し、シェーディング補正、ガンマ補正がなされ、補正後のＲＧＢ画像データが第１の色変換部４に入力される。

第１の色空間変換部３においては、ＲＧＢ画像データをＬａｂ色空間の画像データに変換し、Ｌａｂ色空間の画像データを第２の画像処理部５に入力する。第２の画像処理部５においては、操作部１２におけるモード切替キー１２ａによる設定状態を参照して、省トナーモードか否かを判定する。省トナーモードではなく、通常モードの場合には、第２の画像処理部５において、入力されたＬａｂ画像データに対し、必要に応じて地色補正や色彩補正等の画像処理を行い、補正後のＬａｂ画像データを、第２の色空間変換部６へ入力する。地色補正や色彩補正は、ユーザの好みの色に調整するための補正であり、ユーザの操作入力により設定する。一方、省トナーモードに設定されている場合には、第２の画像処理部５において入力されたＬａｂ画像データに対し、使用するトナー量を低減させるため地色補正等の画像処理を行う。例えば、省トナーモードの場合には、地色補正又は色彩補正によって、明度成分Ｌを明るくなるように補正する。この明度成分Ｌを明るくなるようにする補正は、画像全体について明度成分Ｌの値を明るい方にシフトさせると良い。この明度成分Ｌを明るくする方向の補正に加えて、あるいはこの明度成分Ｌを明るくする補正に代えて、ａ成分及びｂ成分を補正することにより、彩度を下げる方向に補正しても良い。この場合、色相の値は変えないようにする。ここで、彩度を下げる量は、彩度の値による比率とする。また、彩度の下げ量をＬ成分に基づいて変更するようにしても良い。例えば彩度の下げ比率をＬ成分に基づく比率と乗算した比率とすることができる。

彩度は、Ｌａｂ座標系において、図３に示すように、ａ軸の値ａ_１、ｂ軸の値ｂ _１とすると、彩度Ｃ＝√（ａ _１ ² ＋ｂ _１ ² ）となる。この場合、θ＝ｔａｎ^-1ｂ／ａ＝Ｈが色相となる。したがって、彩度Ｃを下げ、且つ色相θを変更しないというのは、ａ及びｂに同じ負の係数を乗じることにより実現できる。彩度の入力に対する出力の関係を示すと、図４のＡに示す特性となる。トナーセーブをしない場合は、この特性Ａ（入力値＝出力値）に基づいたトナー使用となる。トナーセーブの場合には、例えばＢ１、Ｂ２に示すように、下方に凸の特性とする。Ｂ１、Ｂ２の例では、下げ量が彩度の値に応じたものとなっている。特性Ａより特性Ｂ１、Ｂ２に向けて、下方に凸になった領域分に相当する量のトナーが軽減される。図４の特性Ｂ１は特性Ｂ２よりも明度や輝度が大きい場合を示している。すなわち、明度や彩度の大きい場合、明度や彩度の小さい場合よりも彩度の下げ量が小さくなっている。

省トナーのために彩度を下げる他の例として、図５に示すように、入力が小さい０〜ｉ1 の間（低彩度区間）は彩度０とし、入力が大きいｉ2 〜ｉ3 の間（高彩度区間）は彩度を上限値に制限し、入力の中間値ｉ1 〜ｉ2 の間（中彩度区間）は特性Ａのｉ2 点とｉ1の０点を直線で結ぶ特性Ｂ２としても良い。更に、この特性Ｂ２のｉ1〜ｉ2 間のリニア部分に代えて、下方に凸の曲線特性とした特性Ｂ３としても良い。なお、図５において、ｉ３は入力の最大値、ｊ２は出力の最大値、ｊ１は出力の上限値である。出力の上限値ｊ１は、ユーザ指令により調整可能にできる。また、特性Ａ（入力値＝出力値）は、通常モード（彩度補正を行わないモード）での入出力特性である。

第２の色変換部６で、入力されたＬａｂ画像データを３Ｄ−ＬＵＴ６ａを用いた補間演算により、ＣＭＹＫ色空間の画像データに変換する。このＣＭＹＫの画像データは、２値化部７に入力される。２値化部７において、多値ＣＭＹＫデータを２値化し、プリンタ８に出力する。プリンタ８では入力された２値化データに基づいてプリント処理を実行する。

なお、上記実施形態において、地色除去補正を行う場合について説明する。地色除去補正を行う場合には、直前の１ライン又は複数ラインのピーク値Ｐを求める。このピーク値Ｐは、最大値、又は複数画素の平均の最大値である。ＬａｂのＬ成分について、次式による変換処理を行う。

Ｖｏｕｔ＝Ｖｉｎ・２５５／（α・Ｐ＋β）
省トナーモードで、かつ地色除去補正を行う場合には、上記パラメータαをα＜１とするか、パラメータβを負の値とする。この場合は、上式の分母が小さくなり、補正後の値Ｖｏｕｔが大きくなる。これにより、Ｌ成分が全体として明るく補正されたことになる。

なお、省トナーモードでなく（通常モード）、地色除去補正を行う場合には、α＝１、β＝０とする。また、省トナーモードで地色除去補正を行なわない場合は、Ｐ＝固定値（例えば２５５）とし、α＜１あるいはパラメータβを負とする。省トナーモードでなく、地色除去補正も行わない場合は、Ｐ＝固定値（例えば２５５）、α＝１、β＝０とする。

また、上記実施形態では、自身に備えた画像読取部９によりカラー原稿画像を読み取ってＲＧＢ色空間のカラー画像データを入力する場合について説明したが、カラー画像データの入力方法はこれに限定されず、例えばＬＡＮＩ／Ｆ１９等の外部Ｉ／Ｆを介して、ＰＣ等の外部データ処理装置からＲＧＢ色空間のカラー画像データを入力し、それをＬａｂやＹＣＣ等の中間色空間のカラー画像データに変換する場合にも適用できる。また、可搬型の記憶媒体を装置に装着し、その記憶媒体からデータを読み出す場合にも適用できる。

また、上記実施形態において、省トナーモードは、操作部１２で設定しているが、トナー残量検知により、自動的に設定されるようにしても良い。

また、上記実施形態においては、通常モードと省トナーモードとの２つからいずれかを選択するようにしているが、省トナーモードを第１の省トナーモード、第２の省トナーモード、第３の省トナーモードと複数段階備えることとしても良い。この場合、各省トナーモードにおいて明度成分の明るくする度合を変え、あるいは彩度を下げる度合いを変える。

また、上記実施形態においては、省トナーを行うため、Ｌａｂ色空間の明度成分を上げ、彩度を下げる場合について説明したが、Ｌａｂ色空間に代えて、輝度成分と色差成分から成るＹＣＣ色空間を使用するものであっても良い。ＹＣＣ色空間を使用する場合、輝度成分Ｙの値を変更することにより、明るさを変更することができる。

この発明の一実施形態であるカラー複合機の構成を示すブロック図である。同実施形態カラー複合機の画像読取部の構成を示すブロック図である。Ｌａｂ色空間における彩度及び色相を説明する図である。上記実施形態カラー複合機において彩度を下げて省トナーを行う場合の彩度の下げ方を説明する図である。同じく彩度を下げて省トナーを行う場合の彩度の下げ方の他の例を説明する図である。

符号の説明

１ＣＣＤ
２Ａ／Ｄ変換部
３第１の画像処理部
４第１の色空間変換部
５第２の画像処理部
６第２の色空間変換部
６ａ３Ｄ−ＬＵＴ
７２値化部
８プリンタ
９画像読取部
１０ＣＰＵ
１１表示部
１２操作部
１２ａモード切替キー
１２ｂスタートキー
１３ＲＯＭ
１４ＲＡＭ
１５画像メモリ
１６ＣＯＤＥＣ
１７ＮＣＵ
１８ＭＯＤＥＭ
１９ＬＡＮＩ／Ｆ
２０バス

Claims

入力された画像の色空間を明度成分、色相成分及び彩度成分で表される中間色空間又は輝度成分及び色差成分で表される中間色空間に変換し、中間色空間の各成分に対して補正処理を施した後、出力の色空間に変換して出力するカラー画像処理装置であって、
記録材の使用量を低減するモードが指定された場合、彩度を下げるように補正処理を実行する制御手段を備えたことを特徴とするカラー画像処理装置。
前記制御手段は、実質的に色相を変更せずに彩度を下げるように制御するものであることを特徴とする請求項１記載のカラー画像処理装置。
前記制御手段は、彩度の入出力特性において、入力値の最小値から最大値までの区間を、少なくとも低彩度区間、中彩度区間及び高彩度区間に分割し、低彩度区間では、入力値の変化に関わらず出力値を一定値に抑制し、中彩度区間では、入力値に対して出力値が所定の関係を持って小さくなるようにし、高彩度区間では、出力値の上限値を設定し、出力値が上限値を越えないように制限することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のカラー画像処理装置。
前記制御手段は、ユーザの好みによる色彩補正を中間色空間の成分に対して施す色彩補正手段を備え、前記制御手段は、記録材の使用量を低減するモードが指定された場合、色彩補正手段に設定するパラメータを通常モードの場合から変更することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載のカラー画像処理装置。
前記制御手段は、入力した画像の地色を除去して出力する地色補正を中間色空間の成分に施す地色補正手段を備え、前記制御手段は、記録材の使用量を低減するモードが指定された場合、地色補正手段に設定するパラメータを通常モードの場合から変更することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載のカラー画像処理装置。
前記制御手段は、明度成分に応じて、前記彩度を下げる量を変更するように制御する手段を含むことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５記載のカラー画像処理装置。