彩色图像处理设备和彩色图像处理方法

专利名称：彩色图像处理设备和彩色图像处理方法
技术领域：
本发明涉及一种彩色图像处理设备，如复印机、传真机、有多种功能如复制功能和传真功能的多功能外围设备，以及打印设备。
背景技术：
通常，彩色图像处理设备将扫描的输入色空间(例如，红、绿和蓝(GRB))转换为包括明度(lightness)和亮度(brightness)分量(例如，Lab或Ycc)的色空间。然后，在对色空间的每一个分量执行了校正处理之后，输入色空间就被转换为输出色空间(例如，青、品、黄和黑(CMYK))，一幅图像的形成处理就被执行完了。在这种类型的彩色图像处理设备中，按照惯例，要指定一幅输出图像或类似图像的色彩，提供一个具有多个色彩区块用于指定一色彩的面板并且按压与该色彩相关联的按钮(键)，以指定色彩。可选择的，提供一个彩色液晶显示屏(LCD)并在LCD上显示多个色彩样本。通过触摸色彩或按相关的按钮，色彩就被指定了。
根据上面描述的传统彩色图像处理设备，对于指定并输入色彩来说，特殊的面板或LCD是必须的，这将导致设备昂贵。另外，为了指定色彩，要输入面板或LCD的色彩编号或者要触摸某个色彩。因此，只能指定一个单个的色彩。

发明内容
本发明考虑到上面描述的情况而做出。本发明的优点是提供了一种彩色图像处理设备，其能在不使用特殊机制的情况下容易的指定一个规定色彩范围。
根据本发明，彩色图像处理设备包括一个指定单元，其能根据模式图像(pattern image)指定一个色调范围，和一个控制单元，其根据所指定的色调范围执行彩色图像数据的图像处理。
在本发明的彩色图像处理设备中，模式图像可以包括一个圆形的图像，其色调在圆周方向上逐渐的改变，以及附于该圆形图像的表示色调的值。
在上面描述的彩色图像处理设备中，由于色调通过使用该圆形图像而被指定，因此可以容易地指定范围。
根据本发明的彩色图像处理设备，指定单元能指定转换前的色调范围和转换后的色调范围。控制单元能将对应于转换前的色调范围的像素的色调值转换为对应于转换后的色调范围的色调值。
控制单元能够用一个单个的色调值代替对应于被指定色调范围的所有像素。这里，当该单个的色调值是白色的时候，就可以提供一种色彩擦除功能(一种从原始文件擦除指定范围色调的功能)。根据本发明，不仅可以指定单个的色调值，而且可以指定色调范围。换句话说，通过选择(提取)一具体色彩的区域，被选择的具体色彩的区域能被转换为一个不同色彩的区域(色调转换功能)。作为选择，被选择的具体色彩的区域能够被转换为一种具体的单个色彩或被擦除(色彩擦除功能)。
根据本发明，彩色图像处理设备还可包括一个存储单元，其存储用于指定色彩的彩色模式图像，和一个打印单元，其检索存储的模式图像数据并在记录纸上打印出该模式图像数据。由于彩色图像处理设备使用由打印单元打印出的模式图像，因此色调范围就能够最如实的被指定。另外，在彩色图像处理设备中，存储单元能够将模式图像数据存储为由色调、饱和度和明度分量表示的色空间的数据。
相应地，当在对对应于指定色调范围的像素执行指定的图像处理时，数据就能很容易的被处理，处理数据的结构也被简化了。
根据本发明，色彩能通过色调的规定的范围而不是色调的一点而被指定。例如，通过用范围指定转换前的色彩和转换后的色彩，在原始的文件中就能执行将第一范围的色调转换为第二范围色调的处理。


图1是一个方框图，显示了根据本发明实施例的彩色复印机的结构。
图2是一个方框图，显示了根据本发明实施例的彩色复印机图像扫描单元的结构。
图3是一个流程图，显示了根据本发明实施例的彩色复印机所执行的图像形成处理。
图4是一个流程图，显示了根据本发明实施例的彩色复印机所执行的模式图像的打印处理。
图5是一个流程图，显示了根据本发明实施例的彩色复印机所执行的色彩转换处理。
图6是用于描述通过使用根据本发明实施例的彩色复印机的圆形模式图像而执行的色彩指定的图。
图7A和7B是用来描述通过使用圆形模式图像而执行的色彩指定的另一种方法的图。
图8显示了通过使用圆形模式图像而执行的色彩指定的另一个例子。
具体实施例方式
在下文中将描述本发明的实施例。
图1是一个方框图，显示了根据本发明实施例的彩色复印机的结构。根据该实施例的彩色复印机包括打印机(图像记录单元)8、图像扫描单元9、主控制单元(中央处理单元(CPU))10、显示单元11、操作单元12、只读存储器(ROM)13、随机存取存储器(RAM)14、图像存储器15、编解码器16和局域网接口(LAN I/F)17。
打印机8是一个静电照相彩色打印机，其将扫描的图像或通过LAN I/F 17从个人计算机(PC)等传送的图像数据打印在记录纸上。打印机8使用四种色彩的调色剂，青、品、黄和黑(CMYK)。打印机8通过仅仅使用K(黑)分量的调色剂能完成单色的打印操作。另外，打印机8能够通过使用所有四种色彩(CMYK)的调色剂执行打印操作。
当执行复印处理的时候，图像扫描单元9以光学的方式扫描原始文件并扫描图像数据。图像扫描单元9也能扫描彩色图像。稍后将详细描述。主控制单元(CPU)10通过总线18与每一个单元相连接。主控制单元根据ROM 13中存储的程序执行扫描处理、打印处理和其它各种控制处理。显示单元11显示图标和按钮，也显示对于操作等来说必要的消息。液晶显示屏(LCD)主要被用于显示单元11。然而，其它的显示设备如阴极射线管(CRT)显示器也能被用于显示设备11。
操作单元12包括一个设置键12a用于改变色彩，一个开始键12b和一个十键数字键盘、一个清除键、一个停止键或类似的键。设置键12a一个当执行设置以改变色彩时操作的键。开始键12b是一个当启动复印操作或类似操作时操作的键。ROM 13存储程序等以控制整个彩色复印机的操作。RAM 14存储对于主控制单元10的控制操作必要的数据和控制操作期间必须被临时存储的数据。RAM 14存储彩色模式图像用于输入色彩的指定。图像存储器15存储压缩状态下的、由图像扫描单元9扫描的图像数据。此外，图像存储器15存储压缩状态下的、通过网络从远程设备如PC接收到的图像数据或从记录介质读到的图像数据。
编解码器16根据修正的霍夫曼编码(MH)、修改读出(MR)或改进的修改读出(MMR)的方法或类似方法对读出图像数据进行编码以存储图像数据。编解码器将16对在被压缩和被编码状态下接收的图像数据进行解码以便由打印机8能打印出图像数据。LAN I/F17通过LAN与远程设备交换数据。彩色复印机通过LAN I/F 17从远程PC接收网络打印处理、网络扫描处理或类似处理的请求。
如图2所示，图像扫描单元(彩色图像处理电路)9包括电荷耦合设备(CCD)1、模数(A/D)转换器2、第一图像处理单元3、第一色空间转换器4、第二图像处理单元5、第二色空间转换器6和二值化单元7。CCD 1充当用于输入彩色图像数据的彩色图像数据输入单元。A/D转换器2包括模拟前端(AFE)电路。图像扫描单元9的每一个单元都被CPU 10控制。处理后的图像数据由打印机8打印出来。
CCD 1将原始文件的一条扫描线分成红(R)、绿(G)和蓝(B)并扫描原始文件。在规定的时间周期之后，CCD 1顺序地扫描下一个扫描线的图像。AFE电路放大了CCD 1的模拟输出。A/D转换器2将被AFE电路放大的模拟信号转换为数字数据并作为数字多级数据输出。第一图像处理单元3执行如黑点补偿和伽马校正这样的处理。
第一色空间转换器4将从第一图像处理单元3输出的RGB图像数据转换为能够通过分离明度分量而表示的L、a、b图像数据。Lab色空间是由通过两个参数a(R-G轴)和b(Y-B轴)来表示饱和度和色调，并把明度L(K-W轴)加到这两个参数中的坐标系统组成的色空间。第二图像处理单元5接收Lab色空间的图像数据并执行图像处理，如底色校正和饱和度及色调等的色彩校正，并且还改变色彩。
第二色空间转换器6接收Lab色空间的图像数据，并将Lab图像数据转换为通过三维查找表(3D-LUT)6a而插值的青(Cyan)、品(Magenta)、黄(Yellow)和黑(blacK)(CMYK)的图像数据。二值化单元7二值化并输出输入的CMYK多级数据。
彩色复印机存储用于指定色彩的彩色模式图像数据。当指定了一种色彩时，彩色复印机就能打印出彩色模式图像数据以参考彩色模式图像数据。作为一个例子如图6所示，彩色模式图像数据由色调(RGB，YCM)在圆周方向上逐渐变化的圆形图像，以及附加到圆形图像的表示色调的值(角度)组成。在图6中，参考标号R表示红、G表示绿、B表示蓝、C表示青、M表示品、Y表示黄。
参照图4所示的流程图，下面将描述彩色复印机打印出如图6所示的模式图像时所执行的处理。当进入到处理程序中时，在步骤ST21，做出是否打印出模式图像的判断。当从操作单元12上操作了指示打印模式图像的键的时候，在图4所示流程中的步骤ST21的是否打印模式图像的判断得到的是“是”。接下来，处理进行到步骤ST22。在步骤ST22中，检索存储在RAM 14中的模式图像数据。接下来，处理进行到步骤ST23。在步骤ST23中，模式图像由打印机8打印出来。在这种情况下，模式图像的图像数据就以由色调(H)、饱和度(S)和明度(L)表示的色空间的形式被存储。图像可以在压缩状态下被存储。在图像数据被压缩的情况下，当打印出模式图像时，在展开检索的压缩数据后，图像数据就被转换为输出色空间(CMYK)并被打印。此外，如上所述，由于通过Lab的ab分量能很容易的计算出色调和饱和度，因此由色调(H)、饱和度(S)和明度(L)表示的色空间就包括Lab。
用户可以根据打印出的模式图像将色彩指定输入彩色复印机。例如，通过输入如图6所示的色调B的一个角度作为转换前的色调并输入色调M的一个角度作为转换后的色调，可以将色彩从色调B转换为色调M。在这里，当色调B的角度被指定为单个色调值时，就指定了一个B±α的色调范围。当色调角度M被指定为单个色调值时，就指定了一个M±α的色调范围。通过改变α，能够改变色彩范围。在图6中，仅仅显示了RGB和CMY的字母。然而，在实际上打印出的模式图像中，指示色调角度的数字被打印在色调模式图像的周围。通过使用这些数字，可以进行详细的色彩指示。另外，如上所述，仅仅通过输入单个色调值，就能指定以该单个色调值作为标准的具有±α的范围的色调范围。
在该实施例中，用于指定色调的彩色图像模式被存储在模式存储器中，并在必要时被打印出来。然而，彩色图像模式可以预先写在使用手册中。作为选择，可以提供显示彩色图像模式的专用页并且可以通过使用该专用页来执行色彩指定。作为选择，彩色图像模式可以在显示单元7上显示，而不是打印出存储在模式存储器中的图像模式。
在该彩色复印机中，当通过色彩指定输入色彩的变化时，从操作单元12操作用于改变色彩的设置键12a。相应地，图5所示流程图的步骤ST31中是否改变色彩的判断得到的结果是“是”。接下来，处理进行到步骤ST32。在步骤ST32中，首先，输入并指定转换前色调的角度(例如，B)。然后，输入和指定转换后色调的目标角度(例如，M)。接下来，处理进行至步骤ST33。在步骤ST33中，用RAM14记录输入的色彩改变的数据。
接下来，参照图3所示的流程图，将根据本实施例描述在由彩色复印机形成一幅图像时所执行的处理操作。
当按下操作单元12的开始键12b时，处理程序开始。在步骤ST1中，由CCD 1对原始文件执行RGB扫描处理。在步骤ST2中，由这个处理读取的RGB图像数据被A/D转换器2转换为多级数字数据。接下来，处理进行至步骤ST3。第一图像处理单元3对RGB图像数据执行黑点补偿和伽马校正。然后，将图像数据输入至第一色空间转换器4。接下来，处理进行至步骤ST4。
在步骤ST4中，RGB图像数据被转换为Lab色空间的图像数据并被输入至第二图像处理单元5。接下来，处理进行至步骤ST5。在步骤ST5中，第二图像处理单元5对输入的Lab图像数据执行图像处理，如底色校正。接下来，处理进行至步骤ST6。在步骤ST6中，做出是否存在一个改变色彩的设置的判断。在存在图5流程图中描述的改变色彩的设置的情况下，处理进行至步骤ST7。同时，在没有改变色彩的设置的情况下，处理将跳过步骤ST7而进行至步骤ST8。
在步骤ST7中，已经执行了底色校正或类似校正的Lab数据执行改变色彩的处理。像素值被校正并计算，使得色彩已经被改变的部分的像素变为指定的内容。然后，处理进行至步骤ST8。
在步骤ST8中，3D-LUT 6a对从第二色彩转换器6输入的Lab图像数据进行插值，并且Lab图像数据被转换为CMYK色空间的图像数据。接下来，处理进行至步骤ST9。在步骤ST9中，二值化单元7通过使用一种抖动(dither)方法二值化多级CMYK数据。接下来，处理进行至步骤ST10。在步骤ST10中，打印机8打印出输入的二进制数据。步骤ST6和步骤ST7的处理，换句话说，改变色彩的处理，能够在步骤ST4的处理后执行。
作为用于输入并指定一种色彩以改变该色彩的另一种方法，如图7所示，为了输入转换前的色彩范围，可以输入用于表示开始点的角度P和表示结束点的角度P’用于指定该范围。为了输入转换后的目标色彩范围，可以输入表示开始点的角度Q和表示结束点的角度Q’用于指定该范围。此外，在图7A中，参考标号R表示红、G表示绿、B表示蓝、C表示青、M表示品、Y表示黄。这一转换也可以如图7B所示那样被表示。通过查看实际的色调，可以指定色调，也能可靠地指定目标色彩范围。此外，在图7A和7B中，尽管只用P、P’和Q、Q’表示角度，但在实际打印出来的模式图像中，显示了详细表示角度的数字值。通过切换图7B中的开始点和结束点之间的关系，该关系可以如图8所示那样被表示。在图6、图7A、图7B和图8的情况下，当指定色调范围时，可以以比写入模式图像中角度值的间隔更小的间隔输入角度值。例如，在角度值每隔10度被写入模式图像中的情况下，当指定色调范围时可以一度为单位输入角度值。
权利要求
1.一种包括用于输入彩色图像数据的输入装置和用于执行由输入装置输入的彩色图像数据的图像处理的控制装置的彩色图像处理设备，该彩色图像处理设备包括根据一模式图像指定色调范围的色调范围指定装置；其特征在于，所述控制装置根据由所述色调范围指定装置指定的色调范围，执行图像处理。
2.如权利要求1所述的彩色图像处理设备，其特征在于所述模式图像包括色调在圆周方向上逐渐改变的圆形图像和附于该圆形图像的表示色调的值。
3.如权利要求2所述的彩色图像处理设备，其特征在于所述表示色调的值是表示色调角度的角度值。
4.如权利要求1所述的彩色图像处理设备，其特征在于所述色调范围指定装置能够以所指定的一单个色调值作为标准来规定色调范围。
5.如权利要求1所述的彩色图像处理设备，其特征在于所述色调范围指定装置能够根据所指定的一开始点和一结束点来规定色调范围。
6.如权利要求1所述的彩色图像处理设备，其特征在于所述色调范围指定装置能够指定一转换前的色调范围和一转换后的色调范围；以及所述控制装置将由所述输入装置输入的彩色图像数据中对应于转换前的色调范围的像素的色调值转换为对应于转换后的色调范围的色调值。
7.如权利要求1所述的彩色图像处理设备，其特征在于所述色调范围指定装置能够指定一转换前的色调范围和一转换后的单个色调值；以及所述控制装置将由所述输入装置输入的彩色图像数据中对应于转换前的色调范围的所有像素替代为被指定为转换后的色调值的单个色调值。
8.如权利要求7所述的彩色图像处理设备，其特征在于所述色调范围指定装置能够将对应于白色的色调值指定为转换后的单个色调值。
9.如权利要求1所述的彩色图像处理设备，还包括存储用于指定色彩的彩色模式图像数据的存储装置；用于检索存储的模式图像数据并在记录纸上打印出该模式图像数据的打印装置。
10.如权利要求9所述的彩色图像处理设备，其特征在于所述存储装置将模式图像数据存储为由色调、饱和度和明度分量表示的色空间的数据。
11.如权利要求1所述的彩色图像处理设备，其特征在于所述输入装置是用于以光学方式扫描原始文件并生成彩色图像数据的彩色图像扫描装置。
12.如权利要求1所述的彩色图像处理设备，其特征在于所述输入装置是用于通过网络从远程设备接收彩色图像数据的装置。
13.如权利要求1所述的彩色图像处理设备，其特征在于所述输入装置是用于从记录介质读取彩色图像数据的装置。
14.一种彩色图像处理方法，包括下列步骤输入彩色图像数据；获得用于指定色调范围的模式图像；根据该模式图像指定色调范围；以及根据所指定的色调范围处理彩色图像数据。
15.如权利要求14所述的彩色图像处理方法，其特征在于所述模式图像包括色调在圆周方向上逐渐改变的圆形图像和附于该圆形图像的表示色调的值；以及在所述指定步骤中，通过使用所述附于模式图像的圆形图像的值来指定色调范围。
16.如权利要求15所述的彩色图像处理方法，其特征在于所述表示色调的值是表示色调角度的角度值；以及在所述指定步骤中，通过使用所述附于模式图像的圆形图像的值来指定色调范围。
17.如权利要求14所述的彩色图像处理方法，其特征在于所述指定步骤还包括指定一单个色调值；以及以所指定的单个色调值为标准来规定色调范围。
18.如权利要求14所述的彩色图像处理方法，其特征在于所述指定步骤还包括指定一开始点和一结束点；以及根据所指定的开始点和结束点来规定色调范围。
19.如权利要求14所述的彩色图像处理方法，其特征在于在所述指定步骤中，可以指定一转换前的色调范围和一转换后的色调范围；以及在所述处理步骤中，彩色图像数据中对应于所述转换前的色调范围的像素的色调值被转换为对应于所述转换后的色调范围的色调值。
20.如权利要求14所述的彩色图像处理方法，其特征在于在所述指定步骤中，可以指定一转换前的色调范围和一转换后的单个色调值；以及在所述处理步骤中，彩色图像数据中对应于所述转换前的色调范围的所有像素被替代为被指定为转换后的色调值的单个色调值。
21.如权利要求20所述的彩色图像处理方法，其特征在于在所述指定步骤中，对应于白色的色调值能够被指定为转换后的单个色调值。
22.如权利要求14所述的彩色图像处理方法，其特征在于在所述获得步骤中，所述模式图像通过检索存储的模式图像数据并在记录纸上打印该模式图像数据而获得。
23.如权利要求22所述的彩色图像处理方法，还包括以下步骤将所述模式图像数据存储为由色调、饱和度和明度分量表示的色空间的数据。
全文摘要
本发明提供了一种彩色图像处理设备，其能够在不使用特殊机制的情况下容易地指定一个规定的色彩范围。存储单元存储包括用于指定色彩的色调角度的圆形彩色模式图像。当指定一色彩时，该彩色模式图像被检索并打印出来。待指定的期望的色彩范围的角度通过参考被打印的彩色模式图像而被确定。角度从操作单元输入，而期望的色彩范围被输入至一设备中。
文档编号B41J2/205GK1599411SQ2004100786
公开日2005年3月23日 申请日期2004年9月17日 优先权日2003年9月18日
发明者南野胜巳 申请人:村田机械株式会社