JP5089713B2 - 画像圧縮装置、圧縮画像出力装置、画像圧縮方法、コンピュータプログラム及び記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、画像データを圧縮する画像圧縮方法に関し、より詳しくは、画像を文字と背景とに分離して夫々に適した方法で圧縮を行うことにより、高効率で画像データを圧縮することができる画像圧縮装置、圧縮画像出力装置、画像圧縮方法、コンピュータプログラム及び記録媒体に関する。

紙等に記録された文書等の画像を光学的に読み取って電子データである画像データを生成する画像処理技術は、スキャナ装置、ファクシミリ装置、複写装置、又はこれらの機能を兼ね備えた複合機の分野で広く利用されている。生成された画像データは、ファクシミリ通信若しくは電子メール等を用いて送受信されるか、又はデータベースに蓄積される等して種々の用途に利用される。画像を光学的に読み取って生成した画像データは、一般的にデータサイズが大きくなるので、送受信又は蓄積を効率的に行うためには、画像データの圧縮が必須となっている。

高圧縮率を実現するための圧縮技術の１つとして、ＭＲＣ（Mixed Raster Content）等のレイヤ分離に基づく圧縮技術がある。レイヤ分離に基づく圧縮技術は、画像から文字・線画を表す前景マスクを生成し、生成した前景マスクに基づいて画像を前景レイヤと背景レイヤとに分離し、前景レイヤと背景レイヤとを夫々に適した圧縮方法を用いて圧縮することにより、最終的に高圧縮画像を生成する技術である。ここで、前景レイヤとは、画像中の文字及び／又は線画を表す前景のレイヤであり、一般的に、ＪＢＩＧ（Joint Bi-level Image Experts Group）、ＭＭＲ（Modified Modified Read）、又はＬＺＷ（Lempel Ziv Welch）等の可逆圧縮技術を用いて圧縮される。

一方、背景レイヤは、文字及び／又は線画以外の画像内容を表す背景のレイヤであり、一般的に、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）等の非可逆圧縮技術を用いて圧縮される。引用文献１に記載された技術では、カラー文書画像に含まれるテキスト領域毎に、そのテキスト領域に用いられている色を抽出し、同色が用いられているテキスト領域を包含した包含画像を生成し、包含画像に対してＭＭＲ圧縮を行い、この包含画像のパレット情報と包含画像情報をヘッダとして添付する。また、注目テキスト領域が１つの色のみを有している場合、この注目テキスト領域に対してＭＭＲ圧縮を行い、注目テキスト領域が複数の色を有する場合、可逆圧縮を行う。圧縮結果にはパレット情報とテキスト情報がヘッダに添付される。更に引用文献１には、テキスト情報を用いてカラー文書画像におけるテキスト領域を特定し、特定したテキスト領域を所定の色で塗りつぶした画像（背景レイヤに相当）を生成し、生成した画像にＪＰＥＧ圧縮を行う技術が記載されている。

非可逆圧縮技術による圧縮は、可逆圧縮技術による圧縮に比べて、圧縮後の画像の画質が劣化し易い。しかしながら、非可逆圧縮技術は圧縮率の制御が簡易であるため、圧縮画像の用途に応じて、データサイズの縮小を優先して圧縮率を高くしたり、画質の高さを優先して圧縮率を低くしたりすることができる。逆に、可逆圧縮技術は圧縮率を制御することが難しいため、圧縮率を向上させることが困難である。

特開２００３−１８４１３号公報

画像中の文字と背景とを分離する際には、文字形状全体を抽出するのが一般的である。文字形状全体を抽出するには、エッジの立ち上がりと立下りとの間を文字として検出するか、又は、文字の濃度若しくは色を特定して閾値処理で文字を検出することにより実現可能である。しかしながら、精度良く文字の形状を抽出するためには、写真エッジ、印刷網点、又はノイズなど、文字以外のものを排除するための種々の前処理及び後処理を行う必要があり、正しく文字の形状のみを抽出することは容易ではない。また引用文献１に記載の技術では、テキスト領域が正しく抽出された場合には問題はないものの、テキスト領域が正しく抽出されなかった場合は、テキスト領域は背景レイヤに組み込まれ、非可逆圧縮により文字が潰れて文字の視認性が悪化するという問題がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、各種の文書で最も多く利用される黒文字の輪郭を抽出して前景レイヤを生成することにより、圧縮後の画像に含まれる文字の視認性を向上させることができる画像圧縮装置、圧縮画像出力装置、画像圧縮方法、コンピュータプログラム及び記録媒体を提供することにある。

本発明に係る画像圧縮装置は、複数の画素で構成された原画像を圧縮する画像圧縮装置において、画素の色が黒色である文字のエッジ、画素の色が黒色である線画のエッジ、又は、画素の色が黒色である文字及び線画のエッジを原画像から抽出する抽出手段と、該抽出手段が抽出したエッジに含まれる画素とその他の画素とを２値で区別した２値画像でなる前景レイヤを生成する手段と、生成した前景レイヤを可逆圧縮する手段と、原画像に含まれる画素の内で前記抽出手段が抽出したエッジに含まれる画素とその他の画素との間で色の濃度差を縮小するように、原画像に含まれる画素の色を調整して、画素の色を調整した原画像を表す背景レイヤを生成する背景レイヤ生成手段と、生成した背景レイヤを非可逆圧縮する手段と、可逆圧縮した前景レイヤ及び非可逆圧縮した背景レイヤをまとめた圧縮ファイルを生成する手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る画像圧縮装置は、前記背景レイヤ生成手段は、前記抽出手段が抽出したエッジに含まれる画素の色の濃度を示す濃度値を、該画素の八近傍の画素の周囲にある画素での濃度値の平均に置き換える手段を有することを特徴とする。

本発明に係る画像圧縮装置は、前記背景レイヤ生成手段は、前記抽出手段が抽出したエッジに含まれない画素の濃度値を平滑化する手段を有することを特徴とする。

本発明に係る画像圧縮装置は、非可逆圧縮を行う前の画像を低解像度化する手段を更に備えることを特徴とする。

本発明に係る画像圧縮装置は、前記背景レイヤ生成手段により画素の色を調整する前の原画像に対して、各画素の色の濃度をより高濃度化するように、各画素の濃度値を補正する処理を行う手段と、非可逆圧縮する前の背景レイヤに対して、各画素の色の濃度をより高濃度化するように、各画素の濃度値を補正する処理を行う手段とを更に備えることを特徴とする。

本発明に係る画像圧縮装置は、前記抽出手段が抽出したエッジに含まれる画素の色の濃度を示す濃度値の平均値を計算する手段と、可逆圧縮した前景レイヤの色を、計算した前記平均値に定める手段とを更に備えることを特徴とする。

本発明に係る圧縮画像出力装置は、本発明に係る画像圧縮装置と、該画像圧縮装置で圧縮すべき原画像を受け付ける手段と、前記画像圧縮装置で生成した圧縮ファイルを外部へ出力する手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る画像圧縮方法は、複数の画素で構成された原画像を圧縮する方法において、画素の色が黒色である文字のエッジ、画素の色が黒色である線画のエッジ、又は、画素の色が黒色である文字及び線画のエッジを原画像から抽出するステップと、抽出したエッジに含まれる画素とその他の画素とを２値で区別した２値画像でなる前景レイヤを生成するステップと、生成した前景レイヤを可逆圧縮するステップと、原画像に含まれる画素の内で抽出したエッジに含まれる画素とその他の画素との間で色の濃度差を縮小するように、原画像に含まれる画素の色を調整して、画素の色を調整した原画像を表す背景レイヤを生成するステップと、生成した背景レイヤを非可逆圧縮するステップと、可逆圧縮した前景レイヤ及び非可逆圧縮した背景レイヤをまとめた圧縮ファイルを生成するステップとを含むことを特徴とする。

本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、複数の画素で構成された原画像を圧縮する処理を実行させるためのコンピュータプログラムにおいて、画素の色が黒色である文字のエッジ、画素の色が黒色である線画のエッジ、又は、画素の色が黒色である文字及び線画のエッジを原画像から抽出するステップと、抽出したエッジに含まれる画素とその他の画素とを２値で区別した２値画像でなる前景レイヤを生成するステップと、生成した前景レイヤを可逆圧縮するステップと、原画像に含まれる画素の内で抽出したエッジに含まれる画素とその他の画素との間で色の濃度差を縮小するように、原画像に含まれる画素の色を調整して、画素の色を調整した原画像を表す背景レイヤを生成するステップと、生成した背景レイヤを非可逆圧縮するステップと、可逆圧縮した前景レイヤ及び非可逆圧縮した背景レイヤをまとめた圧縮ファイルを生成するステップとを含む処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明に係る記録媒体は、コンピュータに、複数の画素で構成された原画像を圧縮する処理を実行させるためのコンピュータプログラムを記録してあるコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体において、画素の色が黒色である文字のエッジ、画素の色が黒色である線画のエッジ、又は、画素の色が黒色である文字及び線画のエッジを原画像から抽出するステップと、抽出したエッジに含まれる画素とその他の画素とを２値で区別した２値画像でなる前景レイヤを生成するステップと、生成した前景レイヤを可逆圧縮するステップと、原画像に含まれる画素の内で抽出したエッジに含まれる画素とその他の画素との間で色の濃度差を縮小するように、原画像に含まれる画素の色を調整して、画素の色を調整した原画像を表す背景レイヤを生成するステップと、生成した背景レイヤを非可逆圧縮するステップと、可逆圧縮した前景レイヤ及び非可逆圧縮した背景レイヤをまとめた圧縮ファイルを生成するステップとを含む処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムを記録してあることを特徴とする。

本発明においては、複数の画素で構成された原画像を圧縮する画像圧縮装置は、原画像中の黒文字又は線画のエッジを検出し、検出したエッジを２値画像で表した前景レイヤ（第１画像）を生成し、前景レイヤを可逆圧縮し、原画像中の黒文字又は線画のエッジと他の部分との濃度差を縮小した背景レイヤ（第２画像）を生成し、背景レイヤを非可逆圧縮する。黒文字又は線画のエッジを検出して前景レイヤとすることにより、黒文字又は線画の輪郭が明確に分離される。また、濃度差を縮小することにより、非可逆圧縮する際に圧縮に起因するノイズが低減される。

また本発明においては、黒文字又は線画のエッジに含まれる画素については、周囲の画素の濃度値の平均をとることにより、黒文字又は線画の周辺で黒文字又は線画と背景との間の濃度差が縮小される。

また本発明においては、黒文字又は線画のエッジ以外の画素については、濃度の平滑化処理を行うことにより、黒文字又は線画の周辺以外の領域で濃度の変動を縮小する。

また本発明においては、背景レイヤを低解像度化した上で非可逆圧縮を行うことにより、圧縮ファイルのサイズを低減させる。

また本発明においては、濃度差を縮小する前の原画像、及び非可逆圧縮を行う前の背景レイヤに対して、画素の濃度を高濃度化する濃度補正を行うことにより、画像圧縮時の画像処理によって画像中の色の濃度が低下することを抑制する。

また本発明においては、検出した黒文字又は線画のエッジにおける黒濃度の平均値を、黒文字又は線画のエッジを表す前景レイヤの色に定めることにより、圧縮ファイルを伸張した画像における黒文字又は線画の色を、背景レイヤにおける黒色に近い黒色とすることができる。

本発明にあっては、圧縮ファイルを伸張した画像において、黒文字又は線画の輪郭が明確に表現され、また圧縮に起因するノイズが少なくなるので、文字又は線画が潰れて視認性が悪化することが抑制され、黒文字又は線画の視認性が向上する。各種の文書で利用されることが最も多い黒文字の視認性が向上するので、文書を圧縮した画像においても、文字の視認性が高く、文書を容易に再利用することが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。

実施の形態１に係る画像形成装置の内部の機能構成を示すブロック図である。 圧縮処理部の内部構成例を示すブロック図である。 圧縮処理部の他の内部構成例を示すブロック図である。 圧縮処理部の他の内部構成例を示すブロック図である。 圧縮処理部の他の内部構成例を示すブロック図である。 前景レイヤ生成部が行う処理の手順を示すフローチャートである。 黒文字のエッジの検出例を示す概念図である。 フィルタ処理及び黒画素を判定する処理により、黒文字のエッジを検出した例を示す概念図である。 フィルタ処理及び黒画素を判定する処理により、黒文字のエッジを検出した例を示す概念図である。 フィルタ処理及び黒画素を判定する処理により、黒文字のエッジを検出した例を示す概念図である。 原画像の例を示す模式図である。 前景レイヤの例を示す模式図である。 原画像に対してエッジ検出のみを行った結果を示す模式図である。 加重平均を取るフィルタの例を示す概念図である。 平滑化フィルタの例を示す概念図である。 濃度差縮小部での処理結果の例を示す概念図である。 濃度差縮小部での処理結果の例を示す概念図である。 低解像度化処理の結果の例を示す概念図である。 ルックアップテーブルの例を示す特性図である。 濃度補正部による濃度補正の処理結果の例を示す概念図である。 濃度補正部による濃度補正の処理結果の例を示す概念図である。 圧縮処理部での処理結果の例を示す模式図である。 圧縮ファイルを生成する方法を設定するための操作パネルの表示の例を示す模式図である。 実施の形態２に係る画像圧縮装置を含むスキャナ装置の内部の機能構成を示すブロック図である。 実施の形態３に係る本発明の画像圧縮装置の内部構成を示すブロック図である。

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１では、本発明の画像圧縮装置がカラー画像を形成する画像形成装置の一部をなす形態を示す。画像形成装置１は、本発明の圧縮画像出力装置に対応する。図１は、実施の形態１に係る画像形成装置１の内部の機能構成を示すブロック図である。画像形成装置１は、カラーコピー機能及びカラースキャナ機能等を有するデジタル複合機である。画像形成装置１は、原稿からカラー画像を光学的に読み取るカラー画像入力装置１１を備えており、カラー画像入力装置１１には、読み取ったカラー画像に応じた画像データ及び圧縮画像データを生成するカラー画像処理装置２が接続されている。カラー画像処理装置２には、カラー画像処理装置２が生成した画像データに基づいてカラー画像を出力するカラー画像出力装置１３、及びカラー画像処理装置２が生成した圧縮画像データを外部へ送信し、また外部からの圧縮画像データを受信する送受信装置１４が接続されている。カラー画像入力装置１１、カラー画像処理装置２、カラー画像出力装置１３及び送受信装置１４には、使用者からの操作を受け付ける操作パネル１２が接続されている。

画像形成装置１で実行される各種の処理は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）が制御する。画像形成装置１のＣＰＵは、図示しないネットワークカード及びＬＡＮケーブルを介して、通信ネットワークに接続されたコンピュータ及び他のデジタル複合機等とデータ通信を行なう。

次に、画像形成装置１の各部の構成を説明する。操作パネル１２は、画像形成装置１の動作モードを設定するための設定指示等、画像形成装置１の動作を制御するための指示を使用者の操作により受け付けるタッチパネル又はテンキー等の受付部と、操作に必要な情報を表示する液晶ディスプレイ等の表示部とを含んで構成されている。

カラー画像入力装置１１は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）等の光センサを備えたカラー・スキャナを用いて構成されており、紙等の記録シートにカラー画像が記録された原稿からの反射光像をＲＧＢ（Ｒ：赤，Ｇ：緑，Ｂ：青）の各色に分解して光センサで読み取り、ＲＧＢのアナログ信号に変換してカラー画像処理装置２へ出力する。

カラー画像処理装置２は、カラー画像入力装置１１から入力されたＲＧＢのアナログ信号に対して、Ａ／Ｄ変換部２０、シェーディング補正部２１、原稿種別判別部２２、入力階調補正部２３、及び領域分離処理部２４にて後述する画像処理を行うことにより、ＲＧＢのデジタル信号（以下、ＲＧＢ信号という）からなる画像データを生成する。以下では、ＲＧＢ信号の強度を夫々Ｒ，Ｇ，Ｂと表わす。

またカラー画像処理装置２は、領域分離処理部２４が出力したＲＧＢ信号に対して、色補正部２５、黒色生成下色除去部２６、空間フィルタ処理部２７、出力階調補正部２８、階調再現処理部２９にて後述する画像処理を実行することにより、ＣＭＹＫ（Ｃ：シアン，Ｍ：マゼンタ，Ｙ：イエロー，Ｋ：ブラック）のデジタル信号からなる画像データを生成し、ストリームとしてカラー画像出力装置１３へ出力する。なお、カラー画像処理装置２は、画像データをカラー画像出力装置１３へ出力する前に、ハードディスク等の不揮発性の記憶装置である記憶部３０に画像データを一旦記憶する構成であってもよい。

カラー画像出力装置１３は、カラー画像処理装置２から入力された画像データに基づいて、熱転写、電子写真、又はインクジェット等の方式により紙等の記録シート上にカラー画像を形成することによって、カラー画像を出力する。なお、画像形成装置１は、カラー画像出力装置１３の代わりに、記録シート上にモノクローム画像を形成して出力するモノクロ画像出力装置を備えていてもよい。この場合、カラー画像処理装置２は、カラー画像の画像データをモノクローム画像の画像データに変換した上で、画像データをモノクロ画像出力装置へ出力する。

またカラー画像処理装置２は、領域分離処理部２４が出力したＲＧＢ信号に対して圧縮処理部３で後述する本発明の画像圧縮方法を実行することにより、画像データを圧縮したデータを含む圧縮ファイルを生成し、圧縮ファイルを送受信装置１４へ出力する。圧縮処理部３は、本発明に係る画像圧縮装置として機能する。なお、カラー画像処理装置２は、圧縮ファイルを送受信装置１４へ出力する前に記憶部３０に一旦記憶する構成であってもよい。

送受信装置１４は、ネットワークカード又はモデム等を用いて構成されており、図示しない公衆回線網、ＬＡＮ（Local Area Network）又はインターネット等の通信ネットワークに接続可能であり、ファクシミリ又は電子メール等の通信方法により通信ネットワークを介して外部に対して圧縮ファイルを送受信する。例えば、操作パネル１２においてscan to e-mailモードが選択されている場合、送受信装置１４は、圧縮ファイルを電子メールに添付した上で、設定された送信先へ送信する。

なお、送受信装置１４でファクシミリの送信を行なう場合は、画像形成装置１のＣＰＵは、送受信装置１４を用いて相手先との通信手続きを行ない、送信可能な状態が確保されたときに、圧縮ファイルに対して圧縮形式の変更等の必要な処理を施してから、相手先へ順次送信する。

また、送受信装置１４でファクシミリの受信を行う場合は、画像形成装置１のＣＰＵは、送受信装置１４を用いて通信手続きを行ないながら、相手先から送信された圧縮ファイルを送受信装置１４で受信し、受信した圧縮ファイルをカラー画像処理装置２へ入力する。カラー画像処理装置２は、受信した圧縮ファイルに対し、図示しない伸張処理部で伸張処理を行う。またカラー画像処理装置２は、圧縮ファイルを伸張することによって得られた画像データに対して、必要に応じて図示しない処理部で回転処理及び／又は解像度変換処理等を行い、出力階調補正部２８で出力階調補正を行い、階調再現処理部２９で階調再現処理を行う。更にカラー画像処理装置２は、各種の画像処理が施された画像データを、カラー画像出力装置１３へ出力し、カラー画像出力装置１３は、画像データに基づいてカラー画像を出力する。

次に、カラー画像処理装置２における画像処理を説明する。Ａ／Ｄ変換部２０は、カラー画像入力装置１１からカラー画像処理装置２へ入力されたＲＧＢのアナログ信号を受け付け、ＲＧＢのアナログ信号をデジタル信号であるＲＧＢ信号へ変換し、ＲＧＢ信号をシェーディング補正部２１へ出力する。

シェーディング補正部２１は、Ａ／Ｄ変換部２０から入力されたＲＧＢ信号に対して、カラー画像入力装置１１の照明系、結像系及び撮像系で生じる各種の歪みを取り除く処理を行う。シェーディング補正部２１は、次に、歪みを取り除いたＲＧＢ信号を原稿種別判別部２２へ出力する。

原稿種別判別部２２は、シェーディング補正部２１から入力されたＲＧＢの反射率信号をＲＧＢ各色の濃度を示す濃度信号に変換し、文字、印刷写真、又は印画紙写真等の原稿のモードを判別する原稿種別判別処理を実行する。原稿種別判別処理を、ユーザが操作パネル１２を用いてマニュアル設定する場合、原稿種別判別部２２は、ＲＧＢ各色の濃度を示す濃度信号へ変換したＲＧＢ信号を後段の入力階調補正部２３へ出力する。原稿種別判別処理の処理結果は、後段の画像処理に反映される。

入力階調補正部２３は、ＲＧＢ信号に対して、カラーバランスの調整、下地濃度の除去、及びコントラストの調整等の画質調整処理を行う。入力階調補正部２３は、次に、処理を行ったＲＧＢ信号を領域分離処理部２４へ出力する。

領域分離処理部２４は、入力階調補正部２３から入力されたＲＧＢ信号が表す画像中の各画素を、黒文字領域、網点領域、又は写真領域のいずれかに分離する。黒文字領域を検出するための処理として、領域分離処理部２４は、後述するような文字のエッジを検出する処理及び黒画素を判定する処理を行う。また領域分離処理部２４は、分離結果に基づき、各画素がいずれの領域に属しているかを示す領域識別信号を、圧縮処理部３、黒色生成下色除去部２６、空間フィルタ処理部２７、及び階調再現処理部２９へ出力する。領域分離処理部２４は、更に、入力階調補正部２３から入力されたＲＧＢ信号を、色補正部２５及び圧縮処理部３へ出力する。なお、領域分離処理部２４は圧縮処理部３へは領域識別信号を出力しない形態であってもよい。

色補正部２５は、領域分離処理部２４から入力されたＲＧＢ信号をＣＭＹのデジタル信号（以下、ＣＭＹ信号という）へ変換し、色再現の忠実化実現のために、不要吸収成分を含むＣＭＹ色材の分光特性に基づいた色濁りをＣＭＹ信号から取り除く処理を行なう。色補正部２５は、次に、色補正後のＣＭＹ信号を黒色生成下色除去部２６へ出力する。

黒色生成下色除去部２６は、色補正部２５から入力されたＣＭＹ信号に基づき、ＣＭＹ信号から黒色（Ｋ）信号を生成する黒色生成処理と、元のＣＭＹ信号から黒色生成で得たＫ信号を差し引いて新たなＣＭＹ信号を生成する処理とを行なう。この結果、３色のＣＭＹ信号は、ＣＭＹＫ４色のデジタル信号（以下、ＣＭＹＫ信号という）へ変換される。黒色生成下色除去部２６は、次に、ＣＭＹ信号を変換したＣＭＹＫ信号を空間フィルタ処理部２７へ出力する。

黒色生成下色除去部２６が行う黒色生成処理の一例としては、一般に、スケルトン・ブラックによる黒色生成を行なう方法が用いられる。この方法では、スケルトン・カーブの入出力特性をｙ＝ｆ（ｘ）、入力されるデータをＣ，Ｍ，Ｙ、出力されるデータをＣ'，Ｍ'，Ｙ'，Ｋ'、ＵＣＲ（Under Color Removal ）率をα（０＜α＜１）とすると、黒色生成下色除去部２６による処理で得られるＣ'，Ｍ'，Ｙ'，Ｋ'は、下記の式（１）〜式（４）で表わされる。
Ｋ'＝ｆ（ｍｉｎ（Ｃ，Ｍ，Ｙ））…（１）
Ｃ'＝Ｃ−αＫ'…（２）
Ｍ'＝Ｍ−αＫ'…（３）
Ｙ'＝Ｙ−αＫ'…（４）

ここで、ＵＣＲ率α（０＜α＜１）とは、ＣＭＹが重なっている部分をＫに置き換えてＣＭＹをどの程度削減するかを示すものである。式（１）は、ＣＭＹの各信号強度の内で最小の信号強度に応じてＫ信号が生成されることを示している。

空間フィルタ処理部２７は、黒色生成下色除去部２６から入力されたＣＭＹＫ信号が表す画像に対して、領域分離処理部２４から入力された領域識別信号に基づいてデジタルフィルタによる空間フィルタ処理を行なって空間周波数特性を補正することにより、画像のぼやけ又は粒状性劣化を改善する。例えば、領域分離処理部２４にて文字に分離された領域に対しては、空間フィルタ処理部２７は、文字の再現性を高めるために、高周波成分の強調量が大きいフィルタを用いて空間フィルタ処理を行なう。また、領域分離処理部２４にて網点に分離された領域に対しては、空間フィルタ処理部２７は、入力網点成分を除去するためのローパス・フィルタ処理を行なう。空間フィルタ処理部２７は、次に、処理後のＣＭＹＫ信号を出力階調補正部２８へ出力する。

出力階調補正部２８は、空間フィルタ処理部２７から入力されたＣＭＹＫ信号に対して、カラー画像出力装置１３の特性に合わせて網点面積率に基づく出力階調補正処理を行ない、出力階調補正処理後のＣＭＹＫ信号を階調再現処理部２９へ出力する。

階調再現処理部２９は、出力階調補正部２８から入力されたＣＭＹＫ信号に対して、領域分離処理部２４から入力された領域識別信号に基づいて、領域に応じた中間調処理を行なう。例えば、領域分離処理部２４にて文字に分離された領域に対しては、階調再現処理部２９は、高域周波成分の再現に適した高解像度のスクリーンによる二値化又は多値化の処理を行なう。また、領域分離処理部２４にて網点に分離された領域に対しては、階調再現処理部２９は、階調再現性を重視したスクリーンでの二値化又は多値化の処理を行なう。階調再現処理部２９は、処理後の画像データをカラー画像出力装置１３へ出力する。

次に、圧縮処理部３の構成及び圧縮処理部３が行う処理を説明する。圧縮処理部３は、領域分離処理部２４から入力されたＲＧＢ信号からなる画像データに基づき、本発明の画像圧縮方法を用いて圧縮ファイルを生成する。

圧縮処理部３に入力されるカラー画像の画像データが表す原画像は、マトリクス状に配置されている複数の画素で構成されている。圧縮処理部３は、原画像から前景レイヤ（第１画像）と背景レイヤ（第２画像）とを生成し、前景レイヤを２値画像に変換し、前景レイヤを例えばＭＭＲで可逆圧縮し、背景レイヤを例えばＪＰＥＧで非可逆圧縮する。圧縮処理部３は、次に、可逆圧縮された前景レイヤ及び非可逆圧縮された背景レイヤと、これらを伸張してカラー画像の画像データとなすための伸張情報とを一つのファイルにまとめる。このファイルが圧縮ファイルである。また、この伸張情報としては、圧縮形式を示す情報、及びインデックス・カラー・テーブル（以下、ＩＣテーブルという）等が用いられる。このような圧縮ファイルは、カラー画像の画像データが直接的に圧縮される場合、又は、前景レイヤ及び背景レイヤが圧縮される場合等に比べて、ファイルサイズが小さくなり、しかも画質の劣化が抑制されている。また、２値画像に対する可逆圧縮手段と背景レイヤに対する非可逆圧縮手段とを夫々１種類ずつ備えていればよいため、３種類以上の圧縮手段を備えておく必要がない。

図２は、圧縮処理部３の内部構成例を示すブロック図である。圧縮処理部３は、文字を表す前景レイヤを生成する前景レイヤ生成部３１、前景レイヤを圧縮する可逆圧縮部３２、画像中の前景レイヤと他の部分との濃度差を縮小する処理を行う濃度差縮小部３４、背景レイヤを圧縮する非可逆圧縮部３５、及び圧縮ファイル生成部３３を備えている。領域分離処理部２４からの領域識別信号、及びＲＧＢ信号からなる画像データは、前景レイヤ生成部３１及び濃度差縮小部３４へ入力される。前景レイヤ生成部３１は、領域識別信号から黒文字領域の信号を抽出し、黒文字のエッジに対応する画素を２値で表した２値画像を生成することにより、前景レイヤを生成する。前景レイヤ生成部３１は、生成した前景レイヤを可逆圧縮部３２へ出力し、可逆圧縮部３２は、前景レイヤ生成部３１から入力された前景レイヤに対して可逆圧縮を行う。

濃度差縮小部３４は、領域識別信号に含まれる黒文字領域の信号に基づいて、原画像に含まれる画素の内、黒文字領域に含まれる画素を特定し、黒文字領域中の画素とその他の画素との濃度差を縮小する処理を行う。具体的には、濃度差縮小部３４は、黒文字エッジ上の画素に対して、エッジ近傍にある画素との間で濃度差が小さくなるようなフィルタ処理を行う。また濃度差縮小部３４は、黒文字領域に含まれない画素に対して、濃度の平滑化処理を行う。濃度差縮小部３４は、原画像に対してこれらのフィルタ処理及び平滑化処理を行うことにより、背景レイヤを生成し、背景レイヤを非可逆圧縮部３５へ出力する。非可逆圧縮部３５は、可逆圧縮部３２よりも高い圧縮率で、背景レイヤに対して非可逆圧縮を行う。

可逆圧縮部３２は、前景レイヤを可逆圧縮した可逆圧縮データを圧縮ファイル生成部３３へ出力し、非可逆圧縮部３５は、背景レイヤを非可逆圧縮した非可逆圧縮データを圧縮ファイル生成部３３へ出力する。また可逆圧縮部３２及び非可逆圧縮部３５は、圧縮形式を示す情報等の必要な情報を圧縮ファイル生成部３３へ入力する。圧縮ファイル生成部３３は、可逆圧縮データと、非可逆圧縮データと、ＩＣテーブル等の伸張情報とを一つのファイルにまとめることにより、圧縮ファイルを生成する処理を行う。

なお、黒文字領域を示す信号を含む領域識別信号が領域分離処理部２４から入力されない形態の場合は、前景レイヤ生成部３１は、文字のエッジを検出する処理及び黒画素を判定する処理を行うことにより、黒文字領域を検出する処理を行う。この形態は、領域分離処理部２４を使用しない設定でカラー画像処理装置２を動作させた場合、又は領域分離処理部２４を備えていないカラー画像処理装置２に相当する。前景レイヤ生成部３１は、文字のエッジを検出する処理として、ソベルのエッジ検出フィルタ等の一般的なエッジ検出フィルタ処理を行う。また黒画素を検出する処理として、前景レイヤ生成部３１は、原画像中の画素を順次選択し、Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＜ＴＨ１である場合に、注目画素が黒画素であると判定する処理を行う。ここで、ＴＨ１は、注目画素の色が黒であると判定するためのＲＧＢ信号強度の閾値であり、予め前景レイヤ生成部３１に記憶されている値である。また前景レイヤ生成部３１は、黒画素を検出する処理として、｜Ｒ−Ｇ｜、｜Ｇ−Ｂ｜及び｜Ｂ−Ｒ｜が夫々閾値ＴＨ２以下であり、しかもＲ、Ｇ及びＢがいずれもＴＨ１以下である場合に、注目画素が黒画素であると判定する処理を行ってもよい。ここで、ＴＨ２は、ＴＨ１よりも小さい値であり、予め前景レイヤ生成部３１に記憶されている。黒文字領域を検出した前景レイヤ生成部３１は、黒文字領域を示す信号を濃度差縮小部３４へ主力し、濃度差縮小部３４は、前景レイヤ生成部３１から入力された黒文字領域を示す信号に基づいて黒文字領域に含まれる画素を特定する処理を行う。

図３〜図５は、圧縮処理部３の他の内部構成例を示すブロック図である。図３には、背景レイヤを低解像度化する圧縮処理部３の形態を示す。圧縮処理部３は、前景レイヤ生成部３１、可逆圧縮部３２、圧縮ファイル生成部３３、濃度差縮小部３４及び非可逆圧縮部３５に加えて、背景レイヤを低解像度化する低解像度化部３６を備える。濃度差縮小部３４は、背景レイヤを低解像度化部３６へ出力し、低解像度化部３６は、濃度差縮小部３４から入力された前景レイヤを低解像度画像へ変換し、低解像度化した背景レイヤを非可逆圧縮部３５へ出力する。非可逆圧縮部３５は、低解像度化部３６から入力された背景レイヤに対して非可逆圧縮を行い、非可逆圧縮データを圧縮ファイル生成部３３へ出力する。前景レイヤ生成部３１、可逆圧縮部３２、及び圧縮ファイル生成部３３は、前述と同様の処理を行う。背景レイヤの低解像度化を行うことにより、圧縮ファイルのデータサイズをより小さくすることができる。

図４には、背景レイヤの濃度補正を行う圧縮処理部３の形態を示す。圧縮処理部３は、前景レイヤ生成部３１、可逆圧縮部３２、圧縮ファイル生成部３３、濃度差縮小部３４及び非可逆圧縮部３５に加えて、背景レイヤの濃度補正を行う濃度補正部３７及び３８を備える。領域分離処理部２４からの画像データ及び領域識別信号は、前景レイヤ生成部３１及び濃度補正部３７へ入力される。濃度補正部３８は、原画像に含まれる画素の濃度をより高濃度化する濃度補正の処理を行う。濃度補正部３７は、濃度補正を行った画像データを濃度差縮小部３４へ出力し、濃度差縮小部３４は、濃度補正部３７から入力された画像データから背景レイヤを生成して濃度補正部３８へ出力する。濃度補正部３８は、濃度差縮小部３４から入力された背景レイヤに含まれる画素の濃度をより高濃度化する濃度補正の処理を行い、濃度補正を行った背景レイヤを非可逆圧縮部３５へ出力する。非可逆圧縮部３５は、濃度補正部３８から入力された背景レイヤに対して非可逆圧縮を行い、非可逆圧縮データを圧縮ファイル生成部３３へ出力する。前景レイヤ生成部３１、可逆圧縮部３２、及び圧縮ファイル生成部３３は、前述と同様の処理を行う。

図５には、背景レイヤの低解像度化及び濃度補正を行う圧縮処理部３の形態を示す。圧縮処理部３は、前景レイヤ生成部３１、可逆圧縮部３２、圧縮ファイル生成部３３、濃度差縮小部３４及び非可逆圧縮部３５に加えて、低解像度化部３６、濃度補正部３７及び３８を備える。領域分離処理部２４からの画像データ及び領域識別信号は、前景レイヤ生成部３１及び濃度補正部３７へ入力され、濃度補正部３８は、濃度補正の処理を行い、濃度補正を行った画像データを濃度差縮小部３４へ出力する。濃度差縮小部３４は、濃度補正部３７から入力された画像データから背景レイヤを生成し、低解像度化部３６へ背景レイヤを出力する。低解像度化部３６は、濃度差縮小部３４から入力された前景レイヤを低解像度画像へ変換し、低解像度化した背景レイヤを濃度補正部３８へ出力する。濃度補正部３８は、低解像度化部３６から入力された背景レイヤに対して濃度補正の処理を行い、濃度補正を行った背景レイヤを非可逆圧縮部３５へ出力する。非可逆圧縮部３５は、濃度補正部３８から入力された背景レイヤに対して非可逆圧縮を行い、非可逆圧縮データを圧縮ファイル生成部３３へ出力する。前景レイヤ生成部３１、可逆圧縮部３２、及び圧縮ファイル生成部３３は、前述と同様の処理を行う。

次に、前景レイヤ生成部３１での処理を説明する。図６は、前景レイヤ生成部３１が行う処理の手順を示すフローチャートである。前景レイヤ生成部３１は、領域分離処理部２４から入力された領域識別信号の内、画素が文字領域に含まれることを示す文字領域信号に基づき、領域分離処理部２４から入力された画像データが表す原画像に含まれる黒文字のエッジを検出する（Ｓ１）。図７は、黒文字のエッジの検出例を示す概念図である。図７（ａ）は領域識別信号のフォーマット例を示す。図７（ａ）に示す例では、領域識別信号は３ビットの信号であり、左端のビットが黒文字の領域を示し、中央のビットが網点領域を示し、右端のビットが写真領域を示すビットであるとする。各ビットが１であれば、画素はそのビットが示す領域に含まれており、ビットが０であれば画素はそのビットが示す領域には含まれていない。図７（ｂ）は、原画像中の各画素に領域識別信号を対応させた例を示す。原画像に含まれる画素の内、文字領域を示すビットが１となっている画素を抽出することにより、原画像中の黒文字領域が検出される。更に、抽出した画素の内、両隣、四近傍、又は八近傍が文字領域となっている画素を除外することにより、残った画素は黒文字のエッジに対応する画素となり、黒文字のエッジが検出される。図７（ｃ）は、図７（ｂ）に示した各画素の内、黒文字のエッジに対応する画素を１で示し、他の画素を０で示した状態を示す。ステップＳ１により、図７（ｃ）に示すような、黒文字のエッジを表す２値マスクが得られる。

なお、領域分離処理部２４から領域識別信号が入力されない形態の場合は、前景レイヤ生成部３１は、ステップＳ１で、文字のエッジを検出する処理及び黒画素を判定する処理を行うことにより、黒文字のエッジを検出する処理を行う。図８〜図１０は、フィルタ処理及び黒画素を判定する処理により、黒文字のエッジを検出した例を示す概念図である。図８（ａ）は、各画素の濃度を０〜２５５の値で示した画像を示す。図８（ｂ）は、縦横２種類の３×３のソベルのエッジ検出フィルタを示す。図９（ａ）は、図８（ａ）に示す画像に対して、図８（ｂ）に示す２種類のソベルのエッジ検出フィルタを適用したフィルタ結果を加算してから絶対値を取った結果を示す。文字エッジ以外の部分に対応する画素に対応する値は０となり、より大きい値が対応する画素が文字エッジとして検出される。前景レイヤ生成部３１は、次に、所定の閾値より大きい値を１、閾値以下の値を０とすることにより、エッジの検出結果の２値化を行う。図９（ｂ）は、閾値を５００として２値化を行った結果を示す。２値化の結果、１が対応する画素が文字エッジとして検出される。前景レイヤ生成部３１は、次に、２値化の結果１の値が対応する画素に対して、黒画素であるか否かを判定し、黒画素である場合に画素に対応する値を１とし、黒画素でない場合に画素に対応する値を０とする処理を行う。黒画素を判定する処理としては、前述したように、Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＜ＴＨ１であるか、又は、｜Ｒ−Ｇ｜、｜Ｇ−Ｂ｜及び｜Ｂ−Ｒ｜が夫々ＴＨ２以下であってしかもＲ、Ｇ及びＢがいずれもＴＨ１以下であるかを判定する処理を行う。図１０は、ＴＨ１＝６０及びＴＨ２＝１０として、黒画素を判定した結果を示す。図１０中で１の値が対応する画素が、最終的に黒文字のエッジとして検出された画素である。

前景レイヤ生成部３１は、ステップＳ１が終了した後、黒文字のエッジとして検出した画素での濃度値の総和を計算し、黒文字のエッジの画素数をカウントし、濃度値の総和を画素数で除することにより、黒文字のエッジでの黒濃度の平均値を計算する。（Ｓ２）。画素の濃度値としては、例えば、Ｒ、Ｇ及びＢの値の平均値を用いる。圧縮処理部３では、計算した黒濃度の平均値を、黒文字の黒濃度を示す黒色情報として使用する。これにより、圧縮する前の原画像の黒濃度となるべく近い濃度で黒文字エッジを置き換えることが可能となる。なお、処理を簡略化するために、黒濃度を固定値として予め定めておき、ステップＳ２を省略する形態であってもよい。

前景レイヤ生成部３１は、次に、検出した黒文字のエッジに対応する画素の濃度値を１とし、他の画素の濃度値を０とする等の方法で、原画像から２値画像を生成することにより、前景レイヤを生成する（Ｓ３）。前景レイヤを生成した前景レイヤ生成部３１は、前景レイヤ及び黒色情報を可逆圧縮部３２へ出力し、処理を終了する。

図１１は、原画像の例を示す模式図である。図１１に示す原画像に含まれる５段の「ＴＥＳＴ」という文字の内、１段目、３段目及び５段目の文字は黒文字であり、２段目及び４段目の文字が有彩色で形成されている。また、１段目、２段目及び３段目の文字の背景は白色であり、４段目及び５段目の文字の背景は有彩色である。図１２は、前景レイヤの例を示す模式図であり、図１１に示す原画像から黒文字のエッジを検出して２値画像を生成した例を示す。図中の黒い部分は画素の濃度値が１となった部分であり、図中の白い部分は画素の濃度値が０となった部分である。なお、濃度値０は、透明であることを示す。図１２に示すように、図１１中に含まれる文字の内、黒文字エッジのみが検出され、２値画像即ち前景レイヤが生成される。

図１３は、原画像に対してエッジ検出のみを行った結果を示す模式図であり、図１１に示す原画像から文字のエッジを検出した結果を示す。領域分離処理部２４から領域識別信号が入力されない形態の場合、前景レイヤ生成部３１は、文字のエッジを検出することにより、図１３に示す如き結果を得る。この段階では、図１３に示すように、黒文字のエッジと、有彩色で形成された文字のエッジとが検出される。前景レイヤ生成部３１は、図１３に示す如きエッジ検出の結果に対して、黒画素を判定する処理を行うことにより、図１２に示す如き２値画像を得る。

次に、濃度差縮小部３４での処理を説明する。濃度差縮小部３４は、原画像に含まれる画素を順次選択し、注目画素が黒文字のエッジに含まれる画素であるか否かを判定する。具体的には、濃度差縮小部３４は、前述した前景レイヤ生成部３１と同様の処理を行うことにより、注目画素が黒文字のエッジに含まれる画素であるか否かを判定する。注目画素が黒文字のエッジに含まれる画素である場合、濃度差縮小部３４は、注目画素の８近傍の画素の更に周囲に位置する画素の濃度値の加重平均を取るフィルタ処理を行う。図１４は、加重平均を取るフィルタの例を示す概念図である。このフィルタを用いることにより、注目画素の８近傍の画素の更に周囲に位置する画素の濃度値の加重平均が得られ、黒文字領域中の画素とその周囲の画素との間で濃度差を小さくすることができる。

注目画素が黒文字領域に含まれない画素である場合、濃度差縮小部３４は、平滑化フィルタを用いて平滑化処理を行う。ここで行う平滑化処理は、網点のモアレが発生しない程度に弱い平滑化処理とする。図１５は、平滑化フィルタの例を示す概念図である。この平滑化フィルタを用いることにより、注目画素及び注目画素の八近傍の画素の間で平滑化が行われる。なお、図１４及び図１５に示したフィルタ係数は一例であり、これに限定するものではない。

図１６及び図１７は、濃度差縮小部３４での処理結果の例を示す概念図である。図１６（ａ）は原画像の例を示し、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）に示す原画像から黒文字のエッジを検出した結果を示す。図１７は、図１６（ａ）に示す原画像に対して、図１４及び図１５に示したフィルタを用いたフィルタ処理及び平滑化処理を行った結果を示す。なお、この例では、画像の図示されない外側の領域はすべてＲ＝Ｇ＝Ｂ＝２５５として計算を行っている。このようなフィルタ処理を行うことにより、黒文字のエッジの周囲での濃度差を小さくし、非可逆圧縮によって発生するリンギングノイズを抑制することができる。また平滑化処理により、エッジ近傍以外の領域で、リンギングノイズ及び網点のモアレの発生を抑制することができ、更に圧縮率の向上にも寄与する。図１７に示す処理結果は、背景レイヤに相当する。濃度差縮小部３４は、図１７に示す如き処理結果を得ることにより、背景レイヤを生成し、生成した背景レイヤを出力する。

次に、低解像度化部３６での処理を説明する。低解像度化部３６は、濃度差縮小部３４が生成した背景レイヤに対して、単純間引き、ニアレストネイバー、バイリニア又はバイキュービック等の補間処理を行うことにより、背景レイヤの低解像度化処理を行う。図１８は、低解像度化処理の結果の例を示す概念図である。図１８に示す画像は、図１７に示す背景レイヤをバイリニアで１／２の解像度に低解像度化した結果である。ここでは、バイリニアの始点として、２×２画素の中心を始点としているため、２×２画素の平均値（小数点以下四捨五入）がバイリニアの結果となる。図１８に示すように、低解像度化により背景レイヤの画素数が減少し、データ量が削減される。原画像に含まれる文字の細かい形状は、前景レイヤで再現することができるので、背景レイヤを低解像度化したとしても画像の再現性に与える影響は小さい。従って、画像の再現性を劣化させることなく、圧縮ファイルのサイズを低減させることができる。

次に、濃度補正部３７及び３８での処理を説明する。濃度差縮小部３４でのフィルタ処理、低解像度化部３６での低解像度化処理、及び非可逆圧縮部３５での非可逆圧縮処理を行うことにより、背景レイヤの画像全体の濃度は均一化する方向に補正されるので、背景レイヤでのコントラストが弱くなる。そこで、濃度差縮小部３４でのフィルタ処理の前、及び非可逆圧縮部３５での非可逆圧縮処理の前に、背景レイヤの画素の濃度を高濃度化する濃度補正を行う。濃度補正部３７及び３８は、夫々１次元のルックアップテーブルを記憶してあり、背景レイヤ中の各画素の濃度値をルックアップテーブルを用いて変換する処理を行う。

図１９は、ルックアップテーブルの例を示す特性図である。図１９（ａ）は濃度補正部３７でのルックアップテーブルを示し、図１９（ｂ）は濃度補正部３８でのルックアップテーブルを示す。図中の横軸は入力の濃度値を示し、縦軸は出力の濃度値を示す。背景レイヤの各画素での濃度値は、図１９に示す如き、入力の濃度値に対応する出力の濃度値へ変換される。図１９に示すように、入力の濃度値は、現在の濃度値以下の値に変換されるようにルックアップテーブルが設定されている。濃度値の値が小さいほど画素の色は濃くなるので、背景レイヤの画素の濃度は高濃度化される。図１９（ａ）に示す例では、入力の濃度値０〜３０を濃度値０に変換し、入力の濃度値３０〜６４を入力から３０を減算した濃度値に変換する。また、入力の濃度値が６５〜１００の間は、入力の濃度値＝１００で出力の濃度値＝１００となるように、線形に入力と出力との関係を変動させる。また入力の濃度値１００〜２５５は入力＝出力となるように変換する。図１９（ｂ）に示す例では、入力の濃度値０〜２０を濃度値０に変換し、入力の濃度値が２０〜１２８の間は、入力の濃度値＝１２８で出力の濃度値＝１２８となるように、線形に入力と出力との関係を変動させる。また入力の濃度値１２８〜２５５は入力＝出力となるように変換する。濃度補正部３８での濃度補正は、濃度補正部３７で既に濃度補正を行っている背景レイヤに対して、非可逆圧縮の前に再度行うものであるので、図１９に示すように、高濃度化の程度は、濃度補正部３７での濃度補正に比べて軽度でよい。なお、図１９に示したルックアップテーブルは一例であり、これに限るものではない。また濃度補正部３７及び３８で用いるルックアップテーブルは、図１９に示すように互いに異なっていてもよく、同一であってもよい。ルックアップテーブルが同一である場合は、圧縮処理部３で必要なメモリ容量を削減することができる。ルックアップテーブルが異なる場合は、圧縮処理部３における各処理での濃度低下に合わせた、より細かい濃度調整が可能となる。

図２０及び図２１は、濃度補正部３７及び３８による濃度補正の処理結果の例を示す概念図であり、図５に示す圧縮処理部３での処理結果を示す。図２０（ａ）は、図１６（ａ）に示す原画像に対して濃度補正部３７で濃度補正の処理を行った処理結果を示す。図１６（ａ）に比べ、各画素の濃度値はより色が濃い値（より小さい値）に変換されている。図２０（ｂ）は、図２０（ａ）に示す処理結果から濃度差縮小部３４で生成した背景レイヤを示す。図１７に示す背景レイヤに比べ、背景レイヤがより高濃度化されている。図２１（ａ）は、図２０（ｂ）に示す背景レイヤに対して低解像度化部３６で低解像度化の処理を行った結果を示す。また図２１（ｂ）は、図２１（ａ）に示す背景レイヤに対して濃度補正部３８で濃度補正の処理を行った処理結果を示す。図１８に示す背景レイヤに比べて、図２１（ｂ）に示す濃度補正を行った背景レイヤの方が、より各画素の濃度値が小さく、高濃度化されている。このため、この後、非可逆圧縮部３５により非可逆圧縮を行ったとしても、コントラストを高く保つことができる。

以上のような圧縮処理部３の各部での処理により、原画像から前景レイヤと背景レイヤとが生成され、前景レイヤ、黒色情報及び背景レイヤは圧縮ファイル生成部３３へ入力される。圧縮ファイル生成部３３は、可逆圧縮された前景レイヤ及び非可逆圧縮された背景レイヤと、黒色情報が示す黒文字の黒濃度を前景レイヤに含まれる黒画素の色として定めた情報を含む伸張情報とを一つのファイルにまとめることにより、圧縮ファイルを生成する。圧縮ファイルを伸張した画像における黒文字の色を、背景レイヤにおける黒色に近い黒色とすることができ、背景レイヤと黒文字の輪郭との間で黒の濃度のギャップを抑制することが可能となる。

図２２は、圧縮処理部３での処理結果の例を示す模式図であり、図１１に示す原画像に対して行った画像処理の結果を示す。図２２（ａ）は背景レイヤを示し、図２２（ｂ）は前景レイヤを示す。背景レイヤは原画像とほぼ同じ画像であり、前景レイヤは黒文字のエッジを示す２値画像である。図２２（ｃ）は、圧縮ファイルを伸張した画像を示し、前景レイヤと背景レイヤとをレイヤ合成した画像となっている。図２２では、黒文字のエッジを強調して描いているものの、実際には、背景レイヤの黒文字の色に近い濃度の黒で表現されている。黒文字の輪郭は、可逆圧縮された前景レイヤで表現されているので、明確に表現され、黒文字の視認性は高い。また黒文字とその他の部分との濃度差がより小さくなっているので、背景レイヤの非可逆圧縮の際に発生するノイズが抑制され、黒文字の視認性の悪化が抑制される。有彩色で形成された文字については、濃度差を縮小する処理、及び非可逆圧縮の処理により、にじみが発生してぼやけ気味になってはいるものの、濃度補正部３７及び３８での濃度補正の処理をより適切な条件で実行することにより、視認性を改善することは可能である。

画像形成装置１は、本発明を用いて黒文字の視認性を向上させた圧縮ファイルを生成する処理と、通常の方法で圧縮ファイルを生成する処理とを選択することが可能な形態であってもよい。選択が可能な形態では、画像形成装置１は、操作パネル１２で使用者からの操作を受け付けることにより、圧縮ファイルを生成する方法を設定する構成となっている。図２３は、圧縮ファイルを生成する方法を設定するための操作パネル１２の表示の例を示す模式図である。操作パネル１２は、図２３に示す如き設定画面を表示部に表示し、受付部にて使用者からの操作を受け付ける。圧縮ファイルを生成する際の圧縮率を、低圧縮、中圧縮及び高圧縮の３種類の中から選択する構成となっており、図２３（ａ）には、中圧縮が選択されている例を示す。図２３（ｂ）には、高圧縮が選択されている例を示し、高圧縮が選択されている場合には、更に、「黒文字重視」のチェックボックスが指定可能となっている。設定画面で更に「黒文字重視」を指定することにより、本発明を用いて黒文字の視認性を向上させた圧縮ファイルを生成する処理が設定される。圧縮ファイルのファイルサイズを小さくして黒文字の視認性を向上させたい場合は、本発明を用いて圧縮ファイルを生成すればよい。高圧縮率で圧縮する必要がない場合、又は黒文字だけでなく有彩色の文字の視認性もある程度向上させたい場合等では、通常の方法を用いて圧縮ファイルを生成すればよい。

また画像形成装置１は、圧縮処理部３で生成した圧縮ファイルに基づいた画像をカラー画像出力装置１３に形成させることができる形態であってもよい。この形態の画像形成装置１は、圧縮処理部３で生成した圧縮ファイル又は記憶部３０で記憶している圧縮ファイルに対し、図示しない伸張処理部で伸張処理を行うことにより、前景レイヤ及び背景レイヤを伸張し、前景レイヤ及び背景レイヤをレイヤ合成する。カラー画像処理装置２は、前景レイヤ及び背景レイヤをレイヤ合成して得られた画像データに対して必要な画像処理を行い、カラー画像出力装置１３へ出力する。カラー画像出力装置１３は、画像データに基づいてカラー画像を形成する。

以上詳述した如く、本発明においては、黒文字を含む原画像を圧縮する際に、原画像中の黒文字のエッジを検出し、検出したエッジを２値画像で表した前景レイヤを生成し、前景レイヤを可逆圧縮し、原画像中の黒文字のエッジと他の部分との濃度差を縮小した背景レイヤを生成し、背景レイヤを非可逆圧縮する。文字全体ではなく黒文字のエッジを検出して前景レイヤとすることにより、黒文字が背景レイヤに組み込まれて非可逆圧縮により文字が潰れることが無くなり、背景から文字を分離し易くなる。黒文字の輪郭は、可逆圧縮された前景レイヤで表現されているので、明確に表現され、圧縮ファイルを伸張した画像における黒文字の視認性が高くなる。各種の文書で利用されることが最も多い黒文字の視認性が向上するので、文書を圧縮した画像においても、文字の視認性が高く、文書を容易に再利用することが可能となる。

また本発明においては、画像中の濃度差を縮小するために、黒文字のエッジに含まれる画素については、周囲の画素の濃度値の加重平均をとるフィルタ処理を行うことにより、黒文字の周辺で黒文字のエッジがなまり、黒文字と背景との間の濃度差が縮小される。また黒文字のエッジ以外の画素については、濃度の平滑化処理を行うことにより、黒文字の周辺以外の領域で濃度の変動を縮小する。黒文字の周辺で黒文字と背景との濃度差が縮小することにより、背景レイヤの非可逆圧縮時に発生するリンギングノイズを抑制することができる。また黒文字の周辺以外の領域で濃度の変動が縮小することにより、背景レイヤの非可逆圧縮時に、黒文字の周辺以外の領域で、リンギングノイズ及びモアレの発生を抑制することができる。このように、画像の圧縮に起因するノイズの発生を抑制することができるので、圧縮ファイルを伸張した画像における黒文字の悪化を抑制することができる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、本発明の画像圧縮装置が画像形成装置の一部をなす形態を示したが、実施の形態２においては、本発明の画像圧縮装置がスキャナ装置の一部をなす形態を示す。スキャナ装置は、本発明の圧縮画像出力装置に対応する。図２４は、実施の形態２に係る画像圧縮装置を含むスキャナ装置の内部の機能構成を示すブロック図である。スキャナ装置は、カラー画像を光学的に読み取るカラー画像入力装置１１を備えており、カラー画像入力装置１１には、画像処理装置４が接続されている。画像処理装置４には、通信ケーブル又は通信ネットワークを介してパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の図示しないホスト装置が接続されている。カラー画像入力装置１１及び画像処理装置４には、操作パネル１２が接続されている。

カラー画像入力装置１１は、実施の形態１と同様の処理を行い、カラー画像を読み取ったＲＧＢのアナログ信号を画像処理装置４へ出力する。画像処理装置４は、カラー画像入力装置１１から入力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換部２０でデジタル信号に変換し、シェーディング補正部２１、原稿種別判別部２２、入力階調補正部２３、領域分離処理部２４、圧縮処理部３の順に送る構成となっている。圧縮処理部３は、本発明に係る画像圧縮装置に対応する。Ａ／Ｄ変換部２０、シェーディング補正部２１、原稿種別判別部２２、及び入力階調補正部２３の構成は、実施の形態１と同様である。領域分離処理部２４は、入力階調補正部２３から入力されたＲＧＢ信号を圧縮処理部３へ出力する。

圧縮処理部３の構成は実施の形態１と同様であり、圧縮処理部３は、領域分離処理部２４からＲＧＢ信号でなる画像データを入力され、実施の形態１と同様に本発明の画像圧縮方法を実行することにより、入力された画像データを圧縮した圧縮ファイルを生成する。また圧縮処理部３は、生成した圧縮ファイルを図示しないホスト装置へ出力する。ホスト装置は、画像処理装置４が出力した圧縮ファイルを受け付け、圧縮ファイルの記憶、圧縮ファイルの外部への送信、又は圧縮ファイルに基づいた画像出力等の処理を実行する。なお、カラー画像入力装置１１の替わりにデジタルカメラを用いる形態であってもよい。

以上のように、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、黒文字を含む原画像を圧縮する際に、黒文字のエッジを検出して前景レイヤとし、原画像中の黒文字のエッジと他の部分との濃度差を縮小して背景レイヤとすることにより、圧縮ファイルを伸張した画像における黒文字の視認性を向上させることができる。従って、本実施の形態に係るスキャナ装置は、圧縮ファイルのサイズを低減させながら、画像を再現したときの文字の視認性を向上させた圧縮ファイルを生成することが可能となる。

（実施の形態３）
実施の形態３では、汎用のコンピュータを用いて本発明の画像圧縮装置を実現した形態を示す。図２５は、実施の形態３に係る本発明の画像圧縮装置５の内部構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る画像圧縮装置５は、ＰＣ又はサーバ装置等の汎用コンピュータを用いて構成されており、演算を行うＣＰＵ５１と、演算に伴って発生する一時的な情報を記憶するＲＡＭ５２と、光ディスク等の本発明の記録媒体６から情報を読み取るＣＤ−ＲＯＭドライブ等のドライブ部５３と、ハードディスク等の記憶部５４とを備えている。ＣＰＵ５１は、本発明の記録媒体６から本発明のコンピュータプログラム６１をドライブ部５３に読み取らせ、読み取ったコンピュータプログラム６１を記憶部５４に記憶させる。コンピュータプログラム６１は必要に応じて記憶部５４からＲＡＭ５２へロードされ、ロードされたコンピュータプログラム６１に基づいてＣＰＵ５１は画像圧縮装置５に必要な処理を実行する。

また画像圧縮装置５は、使用者が操作することによる各種の処理指示等の情報が入力されるキーボード又はポインティングデバイス等の入力部５５と、各種の情報を表示する液晶ディスプレイ等の表示部５６とを備えている。更に画像圧縮装置５は、図示しない外部の通信ネットワークに接続可能な送信部５７と、画像データを入力する外部の入力装置６２に接続された受信部５８とを備えている。送信部５７は、ネットワークカード又はモデム等であり、入力装置６２は、フラットベッドスキャナ、フィルムスキャナ又はデジタルカメラ等である。入力装置６２は、画像を光学的に読み取って画像データを生成し、生成した画像データを画像圧縮装置５へ送信し、受信部５８は、入力装置６２から送信された画像データを受信する。また送信部５７は、図示しない通信ネットワークを介して、ファクシミリ又は電子メール等の通信方法により外部へデータを送信することができる。

ＣＰＵ５１は、本発明のコンピュータプログラム６１をＲＡＭ５２にロードし、ロードしたコンピュータプログラム６１に従って、本発明の画像圧縮方法に係る処理を実行する。即ち、受信部５８で入力装置６２から画像データが入力された場合に、ＣＰＵ５１は、実施の形態１における前景レイヤ生成部３１、可逆圧縮部３２、濃度差縮小部３４、非可逆圧縮部３５及び圧縮ファイル生成部３３が行う処理と同様の、前景レイヤ生成処理、可逆圧縮処理、濃度差縮小処理、非可逆圧縮処理及び圧縮ファイル生成処理を実行する。これにより、ＣＰＵ５１は、受け付けた画像データを圧縮した圧縮ファイルを生成する処理を行う。ＣＰＵ５１は、生成した圧縮ファイルを記憶部５４に記憶させる。またＣＰＵ５１は、ロードしたコンピュータプログラム６１に従って、生成した圧縮ファイル、又は記憶部５４から読み出した圧縮ファイルを送信部５７に外部へ送信させる処理を行う。

以上のように、本実施の形態においても、実施の形態１及び２と同様に、黒文字を含む原画像を圧縮する際に、黒文字のエッジを検出して前景レイヤとし、原画像中の黒文字のエッジと他の部分との濃度差を縮小して背景レイヤとすることにより、圧縮ファイルを伸張した画像における黒文字の視認性を向上させることができる。従って、本実施の形態に係る画像圧縮装置は、圧縮ファイルのサイズを低減させながら、画像を再現したときの文字の視認性を向上させた圧縮ファイルを生成することが可能となる。

なお、本発明のコンピュータプログラム６１を記録してある本発明の記録媒体６は、磁気テープ、磁気ディスク、可搬型のハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ等の光ディスク、又はＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード型記録媒体のいずれの形態であってもよい。また本発明の記録媒体６は、画像圧縮装置５に装着され、記録媒体６の記録内容をＣＰＵ５１が読み出すことが可能な半導体メモリ、即ちマスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、フラッシュＲＯＭ等であってもよい。

また、本発明のコンピュータプログラム６１は、インターネット又はＬＡＮ等の通信ネットワークを介して画像圧縮装置５に接続された図示しない外部のサーバ装置から画像圧縮装置５へダウンロードされて記憶部５４に記憶される形態であってもよい。この形態の場合は、コンピュータプログラム６１をダウンロードするために必要なプログラムは、予め記憶部５４に記憶されてあるか、又は所定の記録媒体からドライブ部５３を用いて読み出されて記憶部５４に記憶され、必要に応じてＲＡＭ５２にロードされるものであればよい。

また以上の実施の形態１〜３においては、前景レイヤに含まれる画素として黒文字のエッジに対応する画素を抽出する処理を行う形態を示したが、これに限るものではなく、本発明は、前景レイヤに含まれる画素として、画素の色が黒である線画に対応する画素を抽出する処理を行う形態であってもよい。また本発明は、前景レイヤに含まれる画素として黒文字及び黒の線画に対応する画素を抽出する処理を行う形態であってもよい。

１ 画像形成装置（圧縮画像出力装置）
１１ カラー画像入力装置
１３ カラー画像出力装置
１４ 送受信装置
２ カラー画像処理装置
３ 圧縮処理部（画像圧縮装置）
３１ 前景レイヤ生成部
３２ 可逆圧縮部
３３ 圧縮ファイル生成部
３４ 濃度差縮小部
３５ 非可逆圧縮部
３６ 低解像度化部
３７、３８ 濃度補正部
４ 画像処理装置
５ 画像圧縮装置
６ 記録媒体
６１ コンピュータプログラム

Claims (10)

1. 複数の画素で構成された原画像を圧縮する画像圧縮装置において、
   画素の色が黒色である文字のエッジ、画素の色が黒色である線画のエッジ、又は、画素の色が黒色である文字及び線画のエッジを原画像から抽出する抽出手段と、
   該抽出手段が抽出したエッジに含まれる画素とその他の画素とを２値で区別した２値画像でなる前景レイヤを生成する手段と、
   生成した前景レイヤを可逆圧縮する手段と、
   原画像に含まれる画素の内で前記抽出手段が抽出したエッジに含まれる画素とその他の画素との間で色の濃度差を縮小するように、原画像に含まれる画素の色を調整して、画素の色を調整した原画像を表す背景レイヤを生成する背景レイヤ生成手段と、
   生成した背景レイヤを非可逆圧縮する手段と、
   可逆圧縮した前景レイヤ及び非可逆圧縮した背景レイヤをまとめた圧縮ファイルを生成する手段と
   を備えることを特徴とする画像圧縮装置。
2. 前記背景レイヤ生成手段は、
   前記抽出手段が抽出したエッジに含まれる画素の色の濃度を示す濃度値を、該画素の八近傍の画素の周囲にある画素での濃度値の平均に置き換える手段を有すること
   を特徴とする請求項１に記載の画像圧縮装置。
3. 前記背景レイヤ生成手段は、
   前記抽出手段が抽出したエッジに含まれない画素の濃度値を平滑化する手段を有すること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の画像圧縮装置。
4. 非可逆圧縮を行う前の画像を低解像度化する手段を更に備えることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の画像圧縮装置。
5. 前記背景レイヤ生成手段により画素の色を調整する前の原画像に対して、各画素の色の濃度をより高濃度化するように、各画素の濃度値を補正する処理を行う手段と、
   非可逆圧縮する前の背景レイヤに対して、各画素の色の濃度をより高濃度化するように、各画素の濃度値を補正する処理を行う手段と
   を更に備えることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の画像圧縮装置。
6. 前記抽出手段が抽出したエッジに含まれる画素の色の濃度を示す濃度値の平均値を計算する手段と、
   可逆圧縮した前景レイヤの色を、計算した前記平均値に定める手段と
   を更に備えることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の画像圧縮装置。
7. 請求項１から６までのいずれか一つに記載の画像圧縮装置と、
   該画像圧縮装置で圧縮すべき原画像を受け付ける手段と、
   前記画像圧縮装置で生成した圧縮ファイルを外部へ出力する手段と
   を備えることを特徴とする圧縮画像出力装置。
8. 複数の画素で構成された原画像を圧縮する方法において、
   画素の色が黒色である文字のエッジ、画素の色が黒色である線画のエッジ、又は、画素の色が黒色である文字及び線画のエッジを原画像から抽出するステップと、
   抽出したエッジに含まれる画素とその他の画素とを２値で区別した２値画像でなる前景レイヤを生成するステップと、
   生成した前景レイヤを可逆圧縮するステップと、
   原画像に含まれる画素の内で抽出したエッジに含まれる画素とその他の画素との間で色の濃度差を縮小するように、原画像に含まれる画素の色を調整して、画素の色を調整した原画像を表す背景レイヤを生成するステップと、
   生成した背景レイヤを非可逆圧縮するステップと、
   可逆圧縮した前景レイヤ及び非可逆圧縮した背景レイヤをまとめた圧縮ファイルを生成するステップと
   を含むことを特徴とする画像圧縮方法。
9. コンピュータに、複数の画素で構成された原画像を圧縮する処理を実行させるためのコンピュータプログラムにおいて、
   画素の色が黒色である文字のエッジ、画素の色が黒色である線画のエッジ、又は、画素の色が黒色である文字及び線画のエッジを原画像から抽出するステップと、
   抽出したエッジに含まれる画素とその他の画素とを２値で区別した２値画像でなる前景レイヤを生成するステップと、
   生成した前景レイヤを可逆圧縮するステップと、
   原画像に含まれる画素の内で抽出したエッジに含まれる画素とその他の画素との間で色の濃度差を縮小するように、原画像に含まれる画素の色を調整して、画素の色を調整した原画像を表す背景レイヤを生成するステップと、
   生成した背景レイヤを非可逆圧縮するステップと、
   可逆圧縮した前景レイヤ及び非可逆圧縮した背景レイヤをまとめた圧縮ファイルを生成するステップと
   を含む処理をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
10. コンピュータに、複数の画素で構成された原画像を圧縮する処理を実行させるためのコンピュータプログラムを記録してあるコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体において、
    画素の色が黒色である文字のエッジ、画素の色が黒色である線画のエッジ、又は、画素の色が黒色である文字及び線画のエッジを原画像から抽出するステップと、
    抽出したエッジに含まれる画素とその他の画素とを２値で区別した２値画像でなる前景レイヤを生成するステップと、
    生成した前景レイヤを可逆圧縮するステップと、
    原画像に含まれる画素の内で抽出したエッジに含まれる画素とその他の画素との間で色の濃度差を縮小するように、原画像に含まれる画素の色を調整して、画素の色を調整した原画像を表す背景レイヤを生成するステップと、
    生成した背景レイヤを非可逆圧縮するステップと、
    可逆圧縮した前景レイヤ及び非可逆圧縮した背景レイヤをまとめた圧縮ファイルを生成するステップと
    を含む処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムを記録してあることを特徴とするコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体。

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