JP2993014B2 - 画像処理装置の画質制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カラー複写機やカラープリンタその他の画
像を形成出力する装置に関し、特に原稿を読み取った画
像信号の雑音や網点成分を除去し高画質の画像信号を得
る画像処理装置の画質制御方式に関する。

〔従来の技術〕

カラー複写機やカラーレーザプリンタのようなデジタ
ルカラー画像形成装置は、フルカラーの場合で、Ｙ（イ
エロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラッ
ク）からなる４色のトナーを搭載し、それぞれのカラー
トナー像を現像し重ねることによりカラー画像を再現し
ている。つまり、４回のコピープロセスを実行すること
により初めてフルカラーのコピー複写が完了することに
なる。従って、プラテン上に載置された原稿を読み取っ
てカラー複写するには、まず、原稿を光学的に読み取っ
てその読み取り信号を各トナーの現像信号に変換してい
る。

一般に原稿には、文字原稿、写真原稿、印刷原稿、そ
してこれらの混在原稿に分類できる。写真や絵のような
中間調画像は、その精細度や階調性の再現性を高め、中
間調としての滑らかな画像を再現するため画像信号につ
いて雑音や網点成分の除去等の平滑処理が必要となる。
しかし、このような中間調画像の再現と同じ処理を文字
原稿のような２値画像の再現に適用すると、逆にエッジ
部がボケてしまう。つまり、文字原稿のような２値画像
ではエッジを強調し、精鋭度を高める処理が必要であ
る。そこで、写真原稿も文字原稿もそれなりに再現され
るように雑音や網点成分の除去等の平滑処理とエッジの
強調処理との整合を図り、文字原稿の画像がボケないよ
うにある程度のエッジ強調を行いながら、写真原稿等の
中間調画像の再現性もよくするように画像信号の調整が
行うことが必要である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のように文字原稿、写真原稿、印
刷原稿、混在原稿に対してそれなりに再現されるように
雑音や網点成分の除去等の平滑処理とエッジの強調処理
を行うようにしても、全体としては一応の画質のものが
得られるが、例えば写真原稿、文字原稿の個々に観る
と、写真原稿では、エッジがやや強調されたザラザラし
た画像となったり、文字原稿では、エッジ部がボケたり
し、いずれの画像も充分に満足する画質のものを得るこ
とは難しいという問題がある。文字、写真、印刷の原稿
に対しては、それぞれに最適な平滑化処理とエッジ強調
処理があり、別々のパラメータが必要になる。また、各
原稿に対し、それなりの再現ができる同一のパラメータ
を設定することはできるが、この場合には、各原稿に良
好な再現性が得られるようにバランスをとるのが難しい
という問題がある。

また、複写機には、ほとんどのものに縮拡機能を備え
ているが、上記の平滑処理およびエッジ強調処理のパラ
メータの設定は、縮拡率100％で行われるため、縮拡処
理した場合には、画質が劣化するという問題がある。す
なわち、縮拡率100％で最適に設定された平滑処理およ
びエッジ強調処理のパラメータにより縮拡処理を行った
画像を再現すると、不自然なエッジ強調が生じると共
に、拡大時には、縮拡率100％で気にならないレベルの
細部ボケが拡大されて目立つようになり、縮小時にはモ
アレが除去しきれなくなる。

本発明は、上記の課題を解決するものであって、その
目的は、写真原稿や文字原稿 印刷原稿、これらの混在
原稿の画像信号のモードに対して高画質の画像信号を得
ることである。本発明の他の目的は、各画像信号のモー
ドに対して平滑処理およびエッジ強調処理の最適パラメ
ータを設定することである。本発明の他の目的は、シャ
ープネスの調整が容易に行えるようにすることである。
本発明の他の目的は、縮拡処理による画質の劣化を防止
することである。

〔課題を解決するための手段および作用〕

そのために本発明は、第１図に示すように画像信号の
雑音や網点成分を除去して高画質の画像信号を得る画像
処理装置の画質制御方式において、網点成分を除去し中
間調画像の平滑化を行うローパスの平滑用フィルタ１、
該平滑用フィルタの出力を変換する平滑用変換テーブル
３、高い周波数成分からなるエッジ部を検出するハイパ
スのエッジ検出用フィルタ２、該エッジ検出用フィルタ
の出力を変換するエッジ強調用変換テーブル４を備え、
画像信号毎に各フィルタおよび各変換テーブルのパラメ
ータを変更してこれらにより平滑処理およびエッジ強調
処理を行った信号を合成回路５で合成することにより画
質を制御するようにしたことを特徴とする。そして、標
準設定では、平滑用フィルタおよびエッジ検出用フィル
タは、空間周波数で133線近傍がカットオフ点になるよ
うにパラメータを設定すると共に、標準設定である混在
モードに加え文字、写真、印刷の原稿をよりよく再現す
るための原稿対応モードを設定し、文字原稿、写真原
稿、印刷原稿、混在原稿のモードに応じてパラメータを
変更して領域信号により切り換えることを特徴とする。

上記により文字原稿、写真原稿、印刷原稿、混在原稿
の画像信号のモードに応じてそれぞれに最適なパラメー
タを設定し、切り換えるので、平滑処理およびエッジ強
調処理が適切に行われ、文字原稿についてはエッジが強
調された鮮鋭度の高い２値画像を再現することができ、
写真原稿についてはエッジが目立つことなく精細度の高
い滑らかな中間調画像を再現することができる。

エッジ強調用変換テーブルは、混在原稿の画像信号の
モードでは、カットオフ点を最大値の0.24、最大値に対
する変換値を最大値の0.71、変換カーブの漸近線の交点
を被変換値が最大値の0.47で変換値が最大値の0.63の近
傍に設定し、マイナス側のパラメータをプラス側のパラ
メータの1/2乃至1/3に設定したことを特徴とする。そし
て、文字原稿の画像信号のモードでは、混在信号の画像
信号のモードよりも強めにし、写真原稿の画像信号のモ
ードでは、混在原稿の画像信号のモードと文字原稿の画
像信号のモードとの中間にし、印刷原稿の画像信号のモ
ードでは、混在原稿の画像信号のモードよりも弱めにす
ることによって、各画像信号のモードに応じたエッジ強
調用パラメータを設定する。

また、平滑用変換テーブルは、文字原稿の画像信号の
モードでカットし、写真原稿の画像信号のモードで低域
側のみ変換し、印刷原稿および混在原稿の画像信号のモ
ードでスルーにすることによって、各画像信号のモード
に応じた平滑用パラメータを設定する。

混在原稿および写真原稿の画像信号のモードにおい
て、シャープネスを弱める場合には、平滑用フィルタの
カットオフ点を小さくすると共にエッジ強調用変換テー
ブルにおける強調度を弱めるようにし、シャープネスを
強める場合には、エッジ強調用変換テーブルにおける強
調度を強めるようにすることを特徴とする。文字原稿の
画像信号のモードにおいて、シャープネスを調整する場
合には、エッジ強調用変換テーブルの強調度をシャープ
ネスの強弱に応じて変えるようにすることを特徴とす
る。印刷原稿の画像信号のモードにおいて、シャープネ
スを弱める場合には、平滑用フィルタのカットオフ点を
小さくし、シャープネスを強める場合には、エッジ強調
用変換テーブルの強調度を強めるようにすることを特徴
とする。このようにシャープネスもパラメータを各画像
信号のモードに応じて変えることによってそれぞれの原
稿対応モードでのシャープネスがきめこまかに調整でき
る。

縮拡処理モードでは、縮拡率に応じて平滑用フィルタ
とエッジ強調用変換テーブルのパラメータを変更する。
そして、画像信号の縮小処理モードの場合には、エッジ
強調用変換テーブルの強調度を上げ、画像信号の拡大処
理モードの場合には、エッジ強調用変換テーブルの強調
度を下げるように平行にシフトする共に平滑用フィルタ
のカットオフ点を大きくすることを特徴とする。また、
段階的にパラメータを変更し、定形倍率の中間でパラメ
ータを変更することを特徴とする。このようにすること
によって拡大時のボケや縮小時のモアレを除去すること
ができる。

さらに、原稿の画像信号のモードとシャープネスと縮
拡率に連動してパラメータを変更することによって、各
原稿対応モードにおける縮拡処理でも画質の劣化を防止
し、さらにシャープネスの調整も行えるようにする。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。

この実施例では、カラー複写機を画像処理装置の１例
として説明するが、これに限定されるものではなく、プ
リンタやファクシミリ、その他の画像処理装置にも適用
できることは勿論である。

まず、実施例の説明に先立って目次を示す。

（Ｉ）画質制御回路の構成 （Ｉ−１）非線形平滑用フィルタ （Ｉ−２）非線形エッジ強調用フィルタ （Ｉ−３）原稿モードによるパラメータの設定 （Ｉ−４）シャープネスによるパラメータの変更 （Ｉ−５）縮拡によるパラメータの変更 （Ｉ−６）パラメータの自動設定 （II）パラメータの設定処理 （III）イメージ入力システム（IPS） （III−１）IPSのモジュール構成 （III−２）IPSのハードウエア構成 （Ｉ）画質制御回路の構成 従来の線形フィルタで雑音や網点成分を除去しようと
すると、原稿中の文字等のエッジ部分も損なわれ、コピ
ーとして満足できる画質を得ることはできない。そこ
で、エッジ部分を損なうことなしに雑音や網点成分を除
去するためには、非線形フィルタを用いることが必要に
なる。このような画像信号に対する非線形フィルタとし
て、種々のものが提案されており、主に以下のように大
別される。

非線形関数の級数展開に基づくもの 無記憶形非線形変換と線形フィルタの組み合わせに
よるもの フィルタ係数の非線形制御によるもの 区分的に線形フィルタ係数をもつもの フィルタ窓内の信号値を並べ換えて処理するもの 信号の閾値分解に基づくもの デジタルカラー複写機において、各種入力画像を忠実
に再現するためには、一方では、雑音やモアレの発生原
因となる網点成分を除去し、他方では、文字等のエッジ
部をよりシャープにして出力することが要求される。こ
れを非線形フィルタで実現するためには、以下の２つの
要素が必要になる。

エッジ部を保存しつつ雑音、網点成分を除去するフ
ィルタ（非線形平滑用フィルタ） 雑音を強調せず、エッジ部のみを強調するフィルタ
（非線形エッジ強調用フィルタ） 第２図は２つのフィルタ（いずれも非線形フィルタで
構成されるもの）の概略構成を示す図、第３図は非線形
平滑用フィルタの周波数特性を説明するための図、第４
図はエッジ強調用フィルタを説明するための図、第５図
はエッジ強調用非線形変換を説明するための図である。

（Ｉ−１）非線形平滑用フィルタ 非線形平滑用フィルタを示したのが第２図（ａ）であ
り、２次元の線形平滑用フィルタ11のタップ数を（Ｎ＋
１）×（Ｎ＋１）としたとき、直流成分が12の低域通過
フィルタの係数a_ij′は次のように表される。

なお、通常のフィルタにおいてＮは偶数となってい
る。このとき線形平滑用フィルタ11で用いる係数ａ_k,l
は、ａ_k,l′の中心の係数から１を引いた直流分０の係
数として与えられる。

ここで、 である。これより線形平滑用フィルタ11の出力ｄ
_m,nは、次式で表される。

このときａ_k,lで表されるフィルタの周波数特性は、
例えばａ_k,l′の特性が第３図（ａ）に示すような低域
通過型フィルタのとき、同図（ｂ）に示すような通過域
のゲインがほぼ１で位相が反転している高域通過型フィ
ルタとなる。

したがって、画像の平坦な部分や周波数のあまり高く
ないところの雑音については、小さな値を示し、エッジ
等については高い値を示す。つまり、一般的には、エッ
ジ部、網点部、平坦部の順に低い値となる。

そこで、この出力に対して非線形変換部12により関数
Ｆ（ｄ）を導入することを考える。Ｆ（ｄ）は例えば次
のように設定される。

したがって、非線形MEフィルタ出力ｙ_m,nは、以下の
ように表される。

ここで、直流分１のときの低域通過型フィルタ
ａ_k,l′の出力ｙ_m,n′は、次の式となる。

これより上記ｙ_m,n′の式は、ｙ_m,nの式における|d
_m,n｜≦thの場合に等しい。すなわち、このとき、非線
形平滑用フィルタの出力ｙ_m,nは、線形低域通過型フィ
ルタを適用したものとなり、|d_m,n｜＞thのとき、入力
信号ｘ_m,nがそのまま出力されることがわかる。

したがって、ここで用いた閾値thをエッジ部分とその
他の部分とが分離できるところに設定すれば、エッジを
保存したままその他の部分のみを平滑化処理できること
になる。

上記のように非線形平滑用フィルタにより網点成分を
取り除き、また、場合によっては、エッジ成分も保存で
きるが、これだけでは、フィルタ処理後のディザ処理に
よるエッジ劣化による文字再現不良は解決できない。そ
のために、逆にエッジを強調させることが必要となる。

（Ｉ−２）非線形エッジ強調用フィルタ エッジ強調での目標は、高域の雑音や網点成分に左右
されずに文字等のエッジ部分を抽出し強調してやること
であり、主に第２図（ｂ）に示すように線形エッジ強調
用フィルタ13と非線形変換部14の２要素より構成されて
いる。線形エッジ強調用フィルタ13は、例えば第４図に
示すような特性のものを用いる。エッジ検出用フィルタ
13の特性は、同図から判るように帯域通過型（バンドパ
ス）フィルタのものであり、入力として想定される133
線（5.2lps/mm）〜200線（7.9lps/mm）の網点原稿の成
分を除くエッジ成分を検出できるように設定される。

この出力値をそのまま用いると、雑音成分も若干含ま
れるため、非線形平滑用フィルタのときと同様に例えば
LUTで構成される非線形変換部14で非線形変換し、雑音
成分を除去してエッジ部を強調するための信号を取り出
す。

このとき第２図（ｂ）に示す非線形エッジ強調用フィ
ルタの出力Ｚ_m,nは、次の式で表される。

ここで、ｅ_m,nはエッジ検出用フィルタ13の出力、ま
た、ｂ_k,lはエッジ検出用フィルタ13の係数であり、 である。非線形変換部14の変換関数f_eは、雑音や網点成
分の値が小さいことを想定して、第５図に示すように閾
値ε₁,ε_２を設け、この間の範囲を雑音の帯域と認識し
て出力を０にし、それ以外（強調帯域）をエッジ成分と
して強調するように設定される。

以上の非線形平滑用フィルタと非線形エッジ強調用フ
ィルタの２種を合成することで第１図に示すようなデジ
タルカラー複写機において要求されるフィルタを構成す
ることができる。

（Ｉ−３）原稿モードによるパラメータの設定 第６図はエッジ強調用非線形変換部の変換特性を説明
するための図、第７図は平滑用非線形変換部の変換特性
を説明するための図である。

エッジ強調用非線形変換を行うエッジ強調用変換テー
ブル（LUT）の変換特性は、立ち上がり点の値、ｘ（被
変換値）の最大値に対するｙ（変換値）、漸近線の交点
の値、ｘ方向の漸近線との接点の値等により設定するこ
とができる。まず、標準モードを写真・印刷・文字の混
在原稿に適用するものとすると、この標準モードにおけ
る正の方向の変換特性は、255階調で第６図に示すよう
に立ち上がり点の値x₀を60±20（最大値255の0.24近
傍）、ｘの最大値x₃＝255に対するｙの値y₃を180±20
（最大値255の0.71近傍）、漸近線の交点の値x₂、y₂を1
20±20（最大値255の0.47近傍）、160±20（最大値255
の0.63近傍）、また、漸近線との接点のｘ方向の値x₁を
100±20（最大値255の0.39近傍）に設定し、負の方向の
場合には、これらの1/2〜1/4の範囲内に設定したときに
全体として良好な画像を再現することができる。

これに対して印刷モードの場合には、網点を拾ったり
強調度を強くするとざらざらした感じの画像になってし
まうので、これを避けるために例えばx₀を≧80、y₃を≦
160程度に全体として図示右方にシフトして強調度を弱
めにした内容とする。しかし、文字モードの場合には、
エッジを強調しシャープにするため、印刷モードの場合
とは逆に例えばx₀を≦40、y₃を≧200程度に全体として
図示左方にシフト強調度を強めにした内容とする。そし
て、写真モードの場合には、ボケず精細度の高くするに
はある程度のエッジ強調が必要であるので、標準モード
と文字モードとの中間にあってむしろ文字モードに近い
内容の設定とすると、それぞれのモードで高い精細度で
の画像を再現することができる。

すなわち、標準モードに対して印刷モードは、立ち上
がり点が右にずれ、強調度も弱くなるので、あまりエッ
ジを検出せずに粒状性にも影響を与えないようになる。
写真モードは、印刷モードに比較して立ち上がり点が左
にシフトし強調度も強くなり、文字モードはさらに立ち
上がり点が左にシフトするのでこの傾向が高くなる。

平滑用非線形変換を行う平滑用変換テーブルの変換特
性は、標準（混在）モードおよび印刷モードの場合に
は、第７図（ａ）に示すように平滑用フィルタの出力を
そのまま出力するが、写真モードの場合には、エッジ成
分がなまらないようにカットする。また、文字モードの
場合には、平滑処理をカットしてしまうことによって、
エッジ成分のなまりをなくす。

（Ｉ−４）シャープネスによるパラメータの変更 第８図はシャープネスモードにおけるパラメータの変
更を説明するための図である。

シャープネスモードは、鮮鋭度を変化させる調整機能
であり、正負の方向にそれぞれ段階的に変化させるよう
にパラメータを変更する。シャープネス０のパラメータ
に対して、第８図に示すようにプラス側では、エッジ強
調用変換テーブル（LUT）による強調度を強くする。こ
の際、網点成分除去のための平滑用（ME）フィルタは変
更しない。これは、シャープネス・プラス側において
も、モアレを発生させないためである。また、エッジ強
調量は、パラメータを適切に選んでエッジ強調（USM）
フィルタは固定し、エッジ強調用変換テーブル（LUT）
のみで行うようにする。この傾向は、いずれのモードに
対しても同じである。逆にマイナス側では、エッジ強調
用変換テーブルの強調度を弱くし、さらに平滑用フィル
タのカットオフ点を小さくする。エッジ強調用フィルタ
は固定のままとする。なお、印刷モードでは、先に説明
したようにエッジ強調用変換テーブルの強調度をもとも
と弱くしているので、そのままにしてもよい。また、文
字モードでは、平滑用フィルタをかけないため、シャー
プネス調整は、エッジ強調用変換テーブル（LUT）のみ
で行う。

シャープネスモードの調整において、例えば平滑用フ
ィルタのカットオフ点を大きい方へ変化させると、プラ
ス側では、細部ボケが改善され、シャープなイメージに
なってくるが、モアレが発生する。このため、シャープ
ネス・プラス側調整を平滑用フィルタのカットオフ点の
変更により行うのは好ましくない。一方、シャープネス
・マイナス側を平滑用フィルタのカットオフ点の変更の
みで行うと、エッジ強調が強い場合、平滑化画像の上に
強いエッジが現れ、画像が不自然となり好ましくない。
上記のようなエッジ強調用変換テーブルと平滑用フィル
タの調整は、微調整を容易にしシャープなイメージを実
現することができる。

上記エッジ強調用変換テーブルの変更方向によると、
エッジ強調用変換テーブルは、ある制限された閾値内の
変更下で行う必要がある。プラス側では或る閾値を越え
ると高濃度側でスポットエッジが現れ、シャープネス・
マイナス側では或る閾値以下になると濃度不足となる。
エッジ強調用変換テーブルの変更方法としては、上記の
方法とは逆に最大値側を固定してカットオフ点を移動さ
せる方法があるが、この場合には、プラス側でざらつい
た感じが現れ、スポットノイズが発生してくる。そし
て、或る閾値以下になると、網点成分も強調するように
なりモアレが発生する。また、マイナス側で高エッジ量
領域のみの強調された不自然な画質となる。その他、平
行移動させる方法もあるが、この方法は、上記２つの方
法の複合効果が現れる。いずれの方法であれ、テーブル
の変更は、画質にデフェクトがでない範囲で行う必要が
ある。その範囲内であれば、２つの方法を組み合わせる
ことも考えられ、例えばシャープネス・プラス側の強い
方は、平行移動させる方法を採用してもよい。

（Ｉ−５）縮拡によるパラメータの変更 第９図は縮拡によるパラメータの変更方法を説明する
ための図、第10図はパラメータの変更カーブの例を示す
図である。

先に述べたように縮拡処理を行った場合、100％の縮
拡率での画質に対してそのままのパラメータを使用する
と、縮小時には間引きモアレを除去しきれず、拡大時に
は100％で気にならないレベルの細部ぼけが拡大されて
目立つようになる。また、縮拡時は、不自然なエッジ強
調が目立つようになる。

そこで、縮小時のパラメータの変更は、第９図（ａ）
に示すように平滑用フィルタを固定し、あるいはカット
オフ点を小さくしてエッジ強調用変換テーブルのみ強調
度を高める。このようにすると、縮小によりエッジ強調
量が弱くなり、細線のとぎれが生じるのを防止すること
ができる。

また、拡大時のパラメータの変更は、同図（ｂ）に示
すように平滑用フィルタのカットオフ点を大きくすると
共にエッジ強調用変換テーブルの強調度を弱める。すな
わち、平滑用フィルタのMTFを上げることによってボケ
を目立たなくなるようにする。同時に、拡大と共にエッ
ジ強調が強すぎるようになり不自然な画質となり、画像
の周波成分が変化して網点成分も強調してしまいモアレ
の発生や粒状性の悪化をもたらしているので、エッジ強
調量を弱めることにより、これらの問題を改善すること
ができる。

なお、４（lps/mm）の空間周波数における平滑用フィ
ルタのMTFと縮拡率との関係を示したのが第10図であ
り、縮拡率に応じて第10図に示すようにMTFが変化する
ように平滑用フィルタのパラメータを調整してもよい
し、所定の曲線で変化するものでもよい。縮拡率に伴う
エッジ強調量の調整では、網点成分を検出することなく
エッジ成分のみ検出するようにエッジ強調用フィルタに
おけるエッジ検出バンド幅を変えるようにしてもよい。
また、第10図に示すように縮拡率に応じて連続的にパラ
メータを変更すると、用意すべきパラメータの種類が多
くなるという問題がある。そこで、縮拡率50〜400％の
範囲を分割し、その分割単位でパラメータを段階的に変
更するようにしてもよいことは勿論である。この場合、
使用頻度の高い定形倍率の両側、すなわち定形倍率の中
間で分割すると、ＡサイズからＢサイズ或いは同サイズ
同士での縮拡のような定形倍率（70％、81％、86％、11
5％、122％、141％）の近傍で縮拡率を調整した場合に
も画質の変化が大きくなるのを回避することができる。
この切り換え倍率として、例えば67％、77％、133％、1
53％、177％、207％、23％、267％を設定すると、100％
のパラメータは、78％〜132％までの縮拡率で使用され
ることになる。

縮拡処理との関係では、平滑処理およびエッジ強調処
理を行う位置として、縮拡処理を行った後の場合と、逆
に縮拡処理を行う前の場合がある。前者の場合には、拡
大時にもボケが生じずよい画質が得られるが、ハードウ
エア規模が大きくなる。逆に後者の場合には、ハードウ
エア規模を小さくすることができるが、拡大時にボケが
生じる。しかし、この拡大時のボケは上記のような平滑
用フィルタにおけるカットオフ点の変更を行えば改善す
ることができる。また、平滑処理およびエッジ強調処理
の前後で縮拡処理を行うように構成しても、また、縮拡
処理の前後で平滑処理およびエッジ強調処理を行うよう
にしてもよいが、いずれにしても、それぞれの組み合わ
せによってパラメータの設定内容も変化することは勿論
である。

また、原稿の読み取りにラインセンサを使っている場
合、主走査方向では、ラインセンサの読み取り信号に対
して縮拡率に応じた縮小／拡大の処理を行うが、副走査
方向では、走査速度を変えて読み取り密度を制御してい
る。したがって、主走査方向成分と副走査方向成分でフ
ィルタ処理される空間周波数が異なってくることによ
り、例えば主走査方向の線間はボケても副走査方向の線
間はあまりボケないという場合もあるので、このような
場合には、主走査方向成分と副走査方向成分での改善効
果の度合に対応したパラメータの設定を行えばよい。

（Ｉ−６）パラメータの自動設定 第11図はパラメータの自動設定法を説明するための図
である。

上記のように平滑処理およびエッジ強調処理のパラメ
ータを変更すると、原稿のモード、シャープネス、縮拡
率が変わってもモアレやボケの少ない高画質の画像を再
現することができるが、これを実現するためには、第11
図（ａ）に示すような原稿モード、シャープネス、縮拡
の３軸からなるそれぞれの組み合わせに応じた編集画質
に対し、適切なパラメータを設定しておくことが必要と
なる。この場合、基本的には、上記の説明から明らかな
ように まず、混在モード、シャープネス０、縮拡率100％
を中心点とするパラメータを決め、 次いで例えば混在モード、縮拡率100％とするシャ
ープネス基本軸でのパラメータを決め、 シャープネス０、縮拡率100％とするモード基本軸
でのパラメータを決め、 とより各モードでのシャープネス用パラメータ
を決め、 混在モード、シャープネス０とする縮拡基本軸での
パラメータを決め、 とより各モードでの縮拡用パラメータを決め、 そして基本軸から外れた残りのパラメータを決め
る。

以上により第11図（ｂ）に示すような編集画質空間の
パラメータが決まる。したがって、例えばモードが混在
モードであれば、混在モードを切り口とするシャープネ
ス基本軸と縮拡基本軸からなる平面でシャープネスと縮
拡率に応じたパラメータが選択され、写真モードであれ
ば図示空間の上面でシャープネスと縮拡率に応じたパラ
メータが選択される。つまり、モードでは４つの切り口
平面をもつことになる。このようにすることによってモ
ード、シャープネス、縮拡率に応じたパラメータの選
択、変更を行うことができる。

（II）パラメータ設定処理 第12図はIPS（イメージ処理システム）のLUT設定方法
を説明するための図である。

次に、上記の各フィルタや変換テーブルをLUTで構成
し、そこに各パラメータを設定する方法、すなわち平滑
用フィルタ（ME−LUT）、エッジ検出用用フィルタ（USM
−LUT）へのフィルタ重み係数の設定方法、および平滑
用変換テーブル（ME−MODU−LUT）、エッジ強調用変換
テーブル（USM−MODU−LUT）への折線近似出力の設定方
法について説明する。

CPUでは、第12図に示すようにシャープネスセレクシ
ョンテーブル21、ME−LUT−ｎ係数テーブル22、ME−MOD
U−LUT−ｎ折れ線近似テーブル23、USM−LUT−ｎ係数テ
ーブル24、USM−MODU−LUT−ｎ折れ線近似テーブル25を
ROMに持つ。そして、倍率、シャープネス調整値、シャ
ープネスモード（写真、文字、印刷、混在）、現像色か
らなる４つのパラメータからシャープネス係数選択のた
めの座標（x,y,z,c）を得て、シャープネスセレクショ
ンテーブル21より各テーブルの検索値を知るようにして
いる。したがって、例えばデジタルフィルターの係数を
選択する４つのパラメータを下表のように設定すると、 倍率が100％で、ｘ＝３、シャープネス調整値が３でｙ
＝３、シャープネスモードが写真でｚ＝３、現像色がｍ
でｃ＝１の場合には、 （x,y,z,c） であり、これを座標表現にすると（3,3,3,1）となり、
ビット表現では「0011、011、11、01」、十進表現では
「445」となる。これをシャープネスセレクションテー
ブル21のアドレスとし、このアドレスのシャープネスセ
レクションテーブル21に書き込まれた各テーブルの検索
番号でテーブルの中の係数を選択し、IPSのLUTに書き込
み処理を行う。

次にIPSのLUTへの具体的な書き込み処理を説明する。

第13図は各LUTの設定内容を示す図である。同図
（ａ）に示すように７×７の２次元フィルタとした場
合、係数Ａ〜ＰをME−LUT−ｎ係数テーブル、USM−LUT
−ｎ係数テーブルに持ち、同図（ｂ）に示すようにパケ
ット形式にてIPSに転送し、平滑処理用テーブル（ME−L
UT）、エッジ検出用テーブル（USM−LUT）を設定する。

ME−MODU−LUT−ｎ折れ線近似テーブルは、同図
（ｃ）に示すように平滑用変調テーブルME−MODU−LUT
の内容を近似するための折れ線座標点を同図（ｄ）に示
すデータ構造で格納している。この折れ線は、（c,
0）、（d,d）、（a,a）、（b,0）の点を直線で接続した
ものとなり、CPUによりこの座標点を展開した値がIPSの
平滑用変調テーブルME−MODU−LUTに設定される。な
お、〔c,d〕の外側は０である。

USM−MODU−LUT−ｎ折れ線近似テーブルは、同図
（ｅ）に示すようにエッジ強調用変調テーブルUSM−MOD
U−LUTの内容を近似するための折れ線座標点を持ち、同
図（ｆ）に示すデータ構造で格納している。この折れ線
は、（a_x,0）、（b_x,b_y）、（c_x,c_y）、（d_x,d_y）、（e
_x,e_y）、（f_x,0）の点を直線で接続したものとなり、CP
Uによりこの座標点をこれを展開した値がIPSのエッジ強
調用変調テーブルUSM−MODU−LUTに設定される。なお、
〔d,c〕の外側は、それぞれｂ−ｃ、ｅ−ｄを結ぶ直線
の延長である。

第14図はテーブルの設定タイミングを示す図である。

上記平滑用フィルタ（ME−LUT）、エッジ検出用フィ
ルタ（USM−LUT）、平滑用変換テーブル（ME−MODU−LU
T）、エッジ強調用変換テーブル（USM−MODU−LUT）をC
PUから設定するタイミングは、第14図に示すように原稿
を読み取るIIT（イメージ入力ターミナル）のキャリッ
ジリターン中に次の現像色（プロセスカラー）用の値が
計算され設定される。

（III）イメージ処理システム（IPS） （III）IPSのモジュール構成 次に本発明に係る画像処理装置の画質制御方式が適用
されるシステムの例を説明する。

第15図はIPSのモジュール構成の概要を示す図であ
る。

カラー画像処理装置では、IIT（イメージ入力ターミ
ナル）においてCCDラインセンサーを用いて光の原色Ｂ
（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）に分解してカラー原稿を読
み取ってこれをトナーの現色Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼ
ンタ）、Ｃ（シアン）、さらにはＫ（黒又は墨）に変換
し、IOT（イメージ出力ターミナル）においてレーザビ
ームによる露光、現像を行いカラー画像を再現してい
る。この場合、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのそれぞれのトナー像に
分解してＹをプロセスカラーとするコピープロセス（ピ
ッチ）を１回、同様にＭ、Ｃ、Ｋについてもそれぞれを
プロセスカラーとするコピーサイクルを１回ずつ、計４
回のコピーサイクルを実行し、これらの網点による像を
重畳することによってフルカラーによる像を再現してい
る。したがって、カラー分解信号（Ｂ、Ｇ、Ｒ信号）を
トナー信号（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ信号）に変換する場合にお
いては、その色のバランスをどう調整するかやIITの読
み取り特性およびIOTの出力特性に合わせてその色をど
う再現するか、濃度やコントラストのバランスをどう調
整するか、エッジの強調やボケ、モアレをどう調整する
か等が問題になる。

IPSは、IITからＢ、Ｇ、Ｒのカラー分解信号を入力
し、色の再現性、階調の再現性、精細度の再現性等を高
めるために種々のデータ処理を施して現像プロセスカラ
ーのトナー信号をオン／オフに変換しIOTに出力するも
のであり、第15図に示すようにEND変換（Equivalent Ne
utral Density;等価中性濃度変換）モジュール301、カ
ラーマスキングモジュール302、原稿サイズ検出モジュ
ール303、カラー変換モジュール304、UCR（Under Color
Removal;下色除去）＆黒生成モジュール305、空間フィ
ルター306、TRC（Tone Reproduction Control;色調補正
制御）モジュール307、縮拡処理モジュール308、スクリ
ーンジェネレータ309、IOTインターフェースモジュール
310、領域生成回路やスイッチマトリクスを有する領域
画像制御モジュール311、エリアコマンドメモリ312やカ
ラーパレットビデオスイッチ回路313やフォントバッフ
ァ314等を有する編集制御モジュール等からなる。

そして、IITからＢ、Ｇ、Ｒのカラー分解信号につい
て、それぞれ８ビットデータ（256階調）をEND変換モジ
ュール301に入力し、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー信号に変
換した後、プロセスカラーのトナー信号Ｘをセレクト
し、これを２値化してプロセスカラーのトナー信号のオ
ン／オフデータとしIOTインターフェースモジュール310
からIOTに出力している。したがって、フルカラー（４
カラー）の場合には、プリスキャンでまず原稿サイズ検
出、編集領域の検出、その他の原稿情報を検出した後、
例えばまず初めにプロセスカラーのトナー信号ＸをＹと
するコピーサイクル、続いてプロセスカラーのトナー信
号ＸをＭとするコピーサイクルを順次実行する毎に、４
回の原稿読み取りスキャンに対応した信号処理を行って
いる。

IITでは、CCDセンサーを使いＢ、Ｇ、Ｒのそれぞれに
ついて、１ピクセルを16ドット/mmのサイズで読み取
り、そのデータを24ビット（３色×８ビット;256階調）
で出力している。CCDセンサーは、上面にＢ、Ｇ、Ｒの
フィルターが装着されていて16ドット/mmの密度で300mm
の長さを有し、190.5mm/secのプロセススピードで16ラ
イン/mmのスキャンを行うので、ほぼ各色につき毎秒15M
ピクセルの速度で読み取りデータを出力している。そし
て、IITでは、Ｂ、Ｇ、Ｒの画素のアナログデータをロ
グ変換することによって、反射率の情報から濃度の情報
に変換し、さらにデジタルデータに変換している。

次に各モジュールについて説明する。

第16図はIPSを構成する各モジュールを説明するため
の図である。

（Ａ）END変換モジュール END変換モジュール301は、IITで得られたカラー原稿
の光学読み取り信号をグレーバランスしたカラー信号に
調整（変換）するためのモジュールである。カラー画像
のトナーは、グレーの場合に等量になりグレーが基準と
なる。しかし、IITからグレーの原稿を読み取ったとき
に入力するＢ、Ｇ、Ｒのカラー分解信号の値は光源や色
分解フィルターの分光特性等が理想的でないため等しく
なっていない。そこで、第16図（ａ）に示すような変換
テーブル（LUT;ルックアップテーブル）を用いてそのバ
ランスをとるのがEND変換である。したがって、変換テ
ーブルは、グレイ原稿を読み取った場合にそのレベル
（黒→白）に対応して常に等しい階調でＢ、Ｇ、Ｒのカ
ラー分解信号に変換して出力する特性を有するものであ
り、IITの特性に依存する。また、変換テーブルは、16
面用意され、そのうち11面がネガフィルムを含むフィル
ムフプロジェクター用のテーブルであり、３面が通常の
コピー用、写真用、ジェネレーションコピー用のテーブ
ルである。

（Ｂ）カラーマスキングモジュール カラーマスキングモジュール302は、Ｂ、Ｇ、Ｒ信号
をマトリクス演算することによりＹ、Ｍ、Ｃのトナー量
に対応する信号に変換するものであり、END変換により
グレーバランス調整を行った後の信号を処理している。

カラーマスキングに用いる変換マトリクスには、純粋
にＢ、Ｇ、ＲからそれぞれＹ、Ｍ、Ｃを演算する３×３
のマトリクスを用いているが、Ｂ、Ｇ、Ｒだけでなく、
BG、GR、RB、B²、G²、R²の成分も加味するため種々のマ
トリクスを用いたり、他のマトリクスを用いてもよいこ
とは勿論である。変換マトリクスとしては、通常のカラ
ー調整用とモノカラーモードにおける強度信号生成用の
２セットを保有している。

このように、IITのビデオ信号についてIPSで処理する
に際して、何よりもまずグレーバランス調整を行ってい
る。これを仮にカラーマスキングの後に行うとすると、
カラーマスキングの特性を考慮したグレー原稿によるグ
レーバランス調整を行わなければならないため、その変
換テーブルがより複雑になる。

（Ｃ）原稿サイズ検出モジュール 定型サイズの原稿は勿論のこと切り張りその他任意の
形状の原稿をコピーする場合もある。この場合に、原稿
サイズに対応した適切なサイズの用紙を選択するために
は、原稿サイズを検出する必要がある。また、原稿サイ
ズよりコピー用紙が大きい場合に、原稿の外側を消すと
コピーの出来映えをよいものとすることができる。その
ため、原稿サイズ検出モジュール303は、プリスキャン
時の原稿サイズ検出と原稿読み取りスキャン時のプラテ
ンカラーの消去（枠消し）処理とを行うものである。そ
のために、プラテンカラーは原稿との識別が容易な色例
えば黒にし、第16図（ｂ）に示すようにプラテンカラー
識別の上限値／下限値をスレッショルドレジスタ3031に
セットする。そして、プリスキャン時は、原稿の反射率
に近い情報に変換（γ変換）した信号（後述の空間フィ
ルター306の出力を用いる）Ｘとスレッショルドレジス
タ3031にセットされた上限値／下限値とをコンパレータ
3032で比較し、エッジ検出回路3034で原稿のエッジを検
出して座標x,yの最大値と最小値とを最大／最小ソータ3
035に記憶する。

例えば第16図（ｄ）に示すように原稿が傾いている場
合や矩形でない場合には、上下左右の最大値と最小値
（x₁,x₂,y₁,y₂）が検出、記憶される。また、原稿読み
取りスキャン時は、コンパレータ3033で原稿のＹ、Ｍ、
Ｃとスレッショルドレジスタ3031にセットされた上限値
／下限値とを比較し、プラテンカラー消去回路3036でエ
ッジの外側、即ちプラテンの読み取り信号を消去して枠
消し処理を行う。

（Ｄ）カラー変換モジュール カラー変換モジュール304は、特定の領域において指
定されたカラーを変換できるようにするものであり、第
16図（ｃ）に示すようにウインドコンパレータ3042、ス
レッショルドレジスタ3041、カラーパレット3043等を備
え、カラー変換する場合に、被変換カラーの各Ｙ、Ｍ、
Ｃの上限値／下限値をスレッショルドレジスタ3041にセ
ットすると共に変換カラーの各Ｙ、Ｍ、Ｃの値をカラー
パレット3043にセットする。そして、領域画像制御モジ
ュールから入力されるエリア信号にしたがってナンドゲ
ート3044を制御し、カラー変換エリアでない場合には原
稿のＹ、Ｍ、Ｃをそのままセレクタ3045から送出し、カ
ラー変換エリアに入ると、原稿のＹ、Ｍ、Ｃ信号がスレ
ッショルドレジスタ3041にセットされたＹ、Ｍ、Ｃの上
限値と下限値の間に入るとウインドコンパレータ3042の
出力でセレクタ3045を切り換えてカラーパレット3043に
セットされた変換カラーのＹ、Ｍ、Ｃを送出する。

指定色は、ディジタイザで直接原稿をポイントするこ
とにより、プリスキャン時に指定された座標の周辺の
Ｂ、Ｇ、Ｒ各25画素の平均をとって指定色を認識する。
この平均操作により、例えば150線原稿でも色差５以内
の精度で認識可能となる。Ｂ、Ｇ、Ｒ濃度データの読み
取りは、IITシェーディング補正RAMより指定座標をアド
レスに変換して読み出し、アドレス変換に際しては、原
稿サイズ検知と同様にレジストレーション調整分の再調
整が必要である。プリスキャンでは、IITはサンプルス
キャンモードで動作する。シェーディング補正RAMより
読み出されたＢ、Ｇ、Ｒ濃度データは、ソフトウエアに
よりシェーディング補正された後、平均化され、さらに
END補正、カラーマスキングを実行してからウインドコ
ンパレータ3042にセットされる。

登録色は、1670万色中より同時に８色までカラーパレ
ット3043に登録を可能にし、標準色はＹ、Ｍ、Ｃ、Ｇ、
Ｂ、Ｒおよびこれらの中間色とＫ、Ｗの14色を用意して
いる。

（Ｅ）UCR＆黒生成モジュール Ｙ、Ｍ、Ｃが等量である場合にはグレーになるので、
理論的には、等量のＹ、Ｍ、Ｃを黒に置き換えることに
よって同じ色を再現できるが、現実的には、黒に置き換
えると色に濁りが生じ鮮やかな色の再現性が悪くなる。
そこで、UCR＆黒生成モジュール305では、このような色
の濁りが生じないように適量のＫを生成し、その量に応
じてＹ、Ｍ、Ｃを等量減ずる（下色除去）処理を行う。
具体的には、Ｙ、Ｍ、Ｃの最大値と最小値とを検出し、
その差に応じて変換テーブルより最小値以下でＫを生成
し、その量に応じＹ、Ｍ、Ｃについて一定の下色除去を
行っている。

UCR＆黒生成では、第16図（ｅ）に示すように例えば
グレイに近い色になると最大値と最小値との差が小さく
なるので、Ｙ、Ｍ、Ｃの最小値相当をそのまま除去して
Ｋを生成するが、最大値と最小値との差が大きい場合に
は、除去の量をＹ、Ｍ、Ｃの最小値よりも少なくし、Ｋ
の生成量も少なくすることによって、墨の混入および低
明度高彩度色の彩度低下を防いでいる。

具体的な回路構成例を示した第16図（ｆ）では、最大
値／最小値検出回路3051によりＹ、Ｍ、Ｃの最大値と最
小値とを検出し、演算回路3053によりその差を演算し、
変換テーブル3054と演算回路3055によりＫを生成する。
変換テーブル3054がＫの値を調整するものであり、最大
値と最小値の差が小さい場合には、変換テーブル3054の
出力値が零になるので演算回路3055から最小値をそのま
まＫの値として出力するが、最大値と最小値の差が大き
い場合には、変換テーブル3054の出力値が零でなくなる
ので演算回路3055で最小値からその分減算された値をＫ
の値として出力する。変換テーブル3056がＫに対応して
Ｙ、Ｍ、Ｃから除去する値を求めるテーブルであり、こ
の変換テーブル3056を通して演算回路3059でＹ、Ｍ、Ｃ
からＫに対応する除去を行う。また、アンドゲート305
7、3058はモノカラーモード、４フルカラーモードの各
信号にしたがってＫ信号およびＹ、Ｍ、Ｃの下色除去し
た後の信号をゲートするものであり、セレクタ3052、30
50は、プロセスカラー信号によりＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのいず
れかを選択するものである。このように実際には、Ｙ、
Ｍ、Ｃの網点で色を再現しているので、Ｙ、Ｍ、Ｃの除
去やＫの生成比率は、経験的に生成したカーブやテーブ
ル等を用いて設定されている。

（Ｆ）空間フィルターモジュール 本発明に適用される装置では、先に述べたようにIIT
でCCDをスキャンしながら原稿を読み取るので、そのま
まの情報を使うとボケた情報になり、また、網点により
原稿を再現しているので、印刷物の網点周期と16ドット
/mmのサンプリング周期との間でモアレが生じる。ま
た、自ら生成する網点周期と原稿の網点周期との間でも
モアレが生じる。空間フィルターモジュール306は、こ
のようなボケを回復する機能とモアレを除去する機能を
備えたものである。そして、モアレ除去には網点成分を
カットするためローパスフィルタが用いられ、エッジ強
調にはバンドパスフィルタが用いられている。

空間フィルターモジュール306では、第16図（ｇ）に
示すようにＹ、Ｍ、Ｃ、MinおよびMax−Minの入力信号
の１色をセレクタ3003で取り出し、変換テーブル3004を
用いて反射率に近い情報に変換する。この情報の方がエ
ッジを拾いやすいからであり、その１色としては例えば
Ｙをセレクトしている。また、スレッショルドレジスタ
3001、４ビットの２値化回路3002、デコーダ3005を用い
て画素毎に、Ｙ、Ｍ、Ｃ、MinおよびMax−MinからＹ、
Ｍ、Ｃ、Ｋ、Ｂ、Ｇ、Ｒ、Ｗ（白）の８つに色相分離す
る。デコーダ3005は、２値化情報に応じて色相を認識し
てプロセスカラーから必要色か否かを１ビットの情報で
出力するものである。

第16図（ｇ）の出力は、第16図（ｈ）の回路に入力さ
れる。ここでは、FIFO3061と５×７デジタルフィルタ30
63、平滑用変換テーブル3066により網点除去の情報を生
成し、FIFO3062と５×７デジタルフィルタ3064、エッジ
強調用変換テーブル3067、デュレイ回路3065により同図
（ｇ）の出力情報からエッジ強調情報を生成する。５×
７デジタルフィルタ3063が先に説明した本発明の平滑用
フィルタとして用いられ、５×７デジタルフィルタ3064
がエッジ強調用フィルタとして用いられる。したがっ
て、５×７デジタルフィルタ3063、3064、変換テーブル
3066、3067のパラメータが原稿のモードやシャープネ
ス、縮拡率に応じて変更される。

エッジ強調では、例えば第16図（ｉ）のような緑の
文字をのように再現しようとする場合、Ｙ、Ｃを、
のように強調処理し、Ｍは実線のように強調処理し
ない。このスイッチングをアンドゲート3068で行ってい
る。この処理を行うには、の点線のように強調する
と、のようにエッジにＭの混色による濁りが生じる。
ディレイ回路3065は、このような強調をプロセスカラー
毎にアンドゲート3068でスイッチングするためにFIFO30
62と５×７デジタルフィルタ3064との同期を図るもので
ある。鮮やかな緑の文字を通常の処理で再生すると、緑
の文字にマゼンタが混じり濁りが生じる。そこで、上記
のようにして緑と認識するとＹ、Ｃは通常通り出力する
が、Ｍは抑えエッジ強調をしないようにする。

（Ｇ）TRC変換モジュール IOTは、IPSからのオン／オフ信号にしたがってＹ、
Ｍ、Ｃ、Ｋの各プロセスカラーにより４回のコピーサイ
クル（４フルカラーコピーの場合）を実行し、フルカラ
ー原稿の再生を可能にしているが、実際には、信号処理
により理論的に求めたカラーを忠実に再生するには、IO
Tの特性を考慮した微妙な調整が必要である。TRC変換モ
ジュール307は、このような再現性の向上を図るための
ものであり、Ｙ、Ｍ、Ｃの濃度の各組み合わせにより、
第16図（ｊ）に示すように８ビット画像データをアドレ
ス入力とするアドレス変換テーブルをRAMに持ち、エリ
ア信号に従った濃度調整、コントラスト調整、ネガポジ
反転、カラーバランス調整、文字モード、すかし合成等
の編集機能を持っている。このRAMアドレス上位３ビッ
トにはエリア信号のビット０〜ビット３が使用される。
また、領域外モードにより上記機能を組み合わせて使用
することもできる。なお、このRAMは、例えば2kバイト
（256バイト×８面）で構成して８面の変換テーブルを
保有し、Ｙ、Ｍ、Ｃの各サイクル毎にIITキャリッジリ
ターン中に最高８面分ストアされ、領域指定やコピーモ
ードに応じてセレクトされる。勿論、RAM容量を増やせ
ば各サイクル毎にロードする必要はない。

（Ｈ）縮拡処理モジュール 縮拡処理モジュール308は、第16図（ｋ）に示すよう
にラインバッファ3083にデータＸを一旦保持して送出す
る過程において縮拡処理回路3082を通して縮拡処理する
ものであり、リサンプリングジェネレータ＆アドレスコ
ントローラ3081でサンリングピッチ信号とラインバッフ
ァ3083のリード／ライトアドレスを生成する。ラインバ
ッファ3083は、２ライン分からなるピンポンバッファと
することにより一方の読み出しと同時に他方に次のライ
ンデータを書き込めるようにしている。縮拡処理では、
主走査方向にはこの縮拡処理モジュール308でデジタル
的に処理しているが、副走査方向にはIITのスキャンの
スピードを変えている。スキャンスピードは、２倍速か
ら1/4倍速まで変化させることにより50％から400％まで
縮拡できる。デジタル処理では、ラインバッファ3083に
データを読み／書きする際に間引き補完することによっ
て縮小し、付加補完することによって拡大することがで
きる。補完データは、中間にある場合には同図（１）に
示すように両側のデータとの距離に応じた重み付け処理
して生成される。例えばデータXi′の場合には、両側の
データX_i、X_i+1およびこれらのデータとサンプリングポ
イントとの距離d₁、d₂から、 （X_i×d₂）＋（X_i+1×d₁） ただし、d₁＋d₂＝１ の演算をして求められる。

縮小処理の場合には、データの補完をしながらライン
バッファ3083に書き込み、同時に前のラインの縮小処理
したデータをバッファから読み出して送出する。拡大処
理の場合には、一旦そのまま書き込み、同時に前のライ
ンのデータを読み出しながら補完拡大して送出する。書
き込み時に補完拡大すると拡大率に応じて書き込み時の
クロックを上げなければならなくなるが、上記のように
すると同じクロックで書き込み／読み出しができる。ま
た、この構成を使用し、途中から読み出したり、タイミ
ングを遅らせて読み出したりすることによって主走査方
向のシフトイメージ処理することができ、繰り返し読み
出すことによって繰り返し処理することができ、反対の
方から読み出すことによって鏡像処理することもでき
る。

（Ｉ）スクリーンジェネレータ スクリーンジェネレータ309は、プロセスカラーの階
調トナー信号をオン／オフの２値化トナー信号に変換し
出力するものであり、閾値マトリクスと階調表現された
データ値との比較による２値化処理とエラー拡散処理を
行っている。IOTでは、この２値化トナー信号を入力
し、16ドット/mmに対応するようにほぼ縦80μｍφ、幅6
0μｍφの楕円形状のレーザビームをオン／オフして中
間調の画像を再現している。

まず、階調の表現方法について説明する。第16図
（ｎ）に示すように例えば４×４のハーフトーンセルｓ
を構成する場合について説明する。まず、スクリーンジ
ェネレータでは、このようなハーフトーンセルｓに対応
して閾値マトリクスｍが設定され、これと階調表現され
たデータ値とが比較される。そして、この比較表現で
は、例えばデータ値が「５」であるとすると、閾値マト
リクスｍの「５」以下の部分でレーザビームをオンとす
る信号を生成する。

16ドット/mmで４×４のハーフトーンセルを一般に100
spi、16階調の網点というが、これでは画像が粗くカラ
ー画像の再現性が悪いものとなる。そこで、本発明で
は、階調を上げる方法として、この16ドット/mmの画素
を縦（主走査方向）に４分割し、画素単位でのレーザビ
ームのオン／オフ周波数を同図（ｏ）に示すように1/4
の単位、すなわち４倍に上げるようにすることによって
４倍高い階調を実現している。したがって、これに対応
して同図（ｏ）に示すような閾値マトリクスｍ′を設定
している。さらに、線数を上げるためにサブマトリクス
法を採用するのも有効である。

上記の例は、各ハーフトーンセルの中央付近を唯一の
成長核とする同じ閾値マトリクスｍを用いたが、サブマ
トリクス法は、複数の単位マトリクスの集合により構成
し、同図（ｐ）に示すようにマトリクスの成長核を２ヵ
所或いはそれ以上（複数）にするものである。このよう
なスクリーンのパターン設計手法を採用すると、例えば
明るいところは141spi、64階調にし、暗くなるにしたが
って200spi、128階調にすることによって暗いところ、
明るいところに応じて自由に線数と階調を変えることが
できる。このようなパターンは、階調の滑らかさや細線
性、粒状性等を目視によって判定することによって設計
することができる。

中間調画像を上記のようなドットマトリクスによって
再現する場合、階調数と解像度とは相反する関係とな
る。すなわち、階調数を上げると解像度が悪くなり、解
像度を上げると階調数が低くなるという関係がある。ま
た、閾値データのマトリクスを小さくすると、実際に出
力する画像に量子化誤差が生じる。エラー拡散処理は、
同図（ｑ）に示すようにスクリーンジェネレータ3092で
生成されたオン／オフの２値化信号と入力の階調信号と
の量子化誤差を濃度変換回路3093、減算回路3094により
検出し、補正回路3095、加算回路3091を使ってフィード
バックしてマクロ的にみたときの階調の再現性を良くす
るものであり、例えば前のラインの対応する位置とその
両側の画素をデジタルフィルタを通してたたみこむエラ
ー拡散処理を行っている。

スクリーンジェネレータでは、上記のように中間調画
像や文字画像等の画像の種類によって原稿或いは領域毎
に閾値データやエラー拡散処理のフィードバック係数を
切り換え、高階調、高精細画像の再現性を高めている。

（Ｉ）領域画像制御モジュール 領域画像制御モジュール311では、７つの矩形領域お
よびその優先順位が領域生成回路に設定可能な構成であ
り、それぞれの領域に対応してスイッチマトリクスに領
域の制御情報が設定される。制御情報としては、カラー
変換やモノカラーかフルカラーか等のカラーモード、写
真や文字等のモジュレーションセレクト情報、TRCのセ
レクト情報、スクリーンジェネレータのセレクト情報等
があり、カラーマスキングモジュール302、カラー変換
モジュール304、UCRモジュール305、空間フィルター30
6、TRCモジュール307の制御に用いられる。なお、スイ
ッチマトリクスは、ソフトウエアにより設定可能になっ
ている。

（Ｋ）編集制御モジュール 編集制御モジュールは、矩形でなく例えば円グラフ等
の原稿を読み取り、形状の限定されない指定領域を指定
の色で塗りつぶすようなぬりえ処理を可能にするもので
あり、同図（ｍ）に示すようにCPUのバスにAGDC（Advan
ced Graphic Digital Controller）3121、フォントバッ
ファ3126、ロゴROM3128、DMAC（DMA Controller）3129
が接続されている。そして、CPUから、エンコードされ
た４ビットのエリアコマンドがAGDC3121を通してプレー
ンメモリ3122に書き込まれ、フォントバッファ3126にフ
ォントが書き込まれる。プレーンメモリ3122は、４枚で
構成し、例えば「0000」の場合にはコマンド０であって
オリジナルの原稿を出力するというように、原稿の各点
をプレーン０〜プレーン３の４ビットで設定できる。こ
の４ビット情報をコマンド０〜コマンド15にデコードす
るのがデコーダ3123であり、コマンド０〜コマンド15を
フィルパターン、フィルロジック、ロゴのいずれの処理
を行うコマンドにするかを設定するのがスイッチマトリ
クス3124である。フォントアドレスコントローラ3125
は、２ビットのフィルパターン信号により網点シェー
ド、ハッチングシェード等のパターンに対応してフォン
トバッファ3126のアドレスを生成するものである。

スイッチ回路3127は、スイッチマトリクス3124のフィ
ルロジック信号、原稿データＸの内容により、原稿デー
タＸ、フォントバッファ3126、カラーパレットの選定等
を行うものである。フィルロジックは、バックグラウン
ド（原稿の背景部）だけをカラーメッシュで塗りつぶし
たり、特定部分をカラー変換したり、マスキングやトリ
ミング、塗りつぶし等を行う情報である。

本発明のIPSでは、以上のようにIITの原稿読み取り信
号について、まずEND変換した後カラーマスキングし、
フルカラーデータでの処理の方が効率的な原稿サイズや
枠消し、カラー変換の処理を行ってから下色除去サイズ
および墨の生成をして、プロセスカラーに絞っている。
しかし、空間フィルターやカラー変調、TRC、縮拡等の
処理は、プロセスカラーのデータを処理することによっ
て、フルカラーのデータで処理する場合より処理量を少
なくし、使用する変換テーブルの数を1/3にすると共
に、その分、種類を多くして調整の柔軟性、色の再現
性、階調の再現性、精細度の再現性を高めている。

（III−２）IPSのハードウエア構成 第17図はIPSのハードウエア構成例を示す図である。

本発明のIPSでは、２枚の基板（IPS−Ａ、IPS−Ｂ）
に分割し、色の再現性や階調の再現性、精細度の再現性
等のカラー画像形成装置としての基本的な機能を達成す
る部分について第１の基板（IPS−Ａ）に、編集のよう
に応用、専門機能を達成する部分を第２の基板（IPS−
Ｂ）に搭載している。前者の構成が第17図（ａ）〜
（ｃ）であり、後者の構成が同図（ｄ）である。特に第
１の基板により基本的な機能が充分達成できれば、第２
の基板を設計変更するだけで応用、専門機能について柔
軟に対応できる。したがって、カラー画像形成装置とし
て、さらに機能を高めようとする場合には、他方の基板
の設計変更をするだけで対応できる。

IPSの基板には、第17図に示すようにCPUのバス（アド
レスバスADRSBUS、データバスDATABUS、コントロールバ
スCTRLBUS）が接続され、IITのビデオデータＢ、Ｇ、
Ｒ、同期信号としてビデオクロックIIT・VCLK、ライン
同期（主走査方向、水平同期）信号IIT・LS、ページ同
期（副走査方向、垂直同期）信号IIT・PSが接続され
る。

ビデオデータは、END変換部以降においてパイプライ
ン処理されるため、それぞれの処理段階において処理に
必要なクロック単位でデータの遅れが生じる。そこで、
このような各処理の遅れに対応して水平同期信号を生成
して分配し、また、ビデオクロックとライン同期信号の
フェイルチェックするのが、ライン同期発生＆フェイル
チェック回路328である。そのため、ライン同期発生＆
フェイルチェック回路328には、ビデオクロックIIT・VC
LKとライン同期信号IIT・LSが接続され、また、内部設
定書き換えを行えるようにCPUのバス（ADRSBUS、DATABU
S、CTRLBUS）、チップセレクト信号CSが接続される。

IITのビデオデータＢ、Ｇ、ＲはEND変換部のROM321に
入力される。END変換テーブルは、例えばRAMを用いCPU
から適宜ロードするようにしてもよいが、装置が使用状
態にあって画像データの処理中に書き換える必要性はほ
とんど生じないので、Ｂ、Ｇ、Ｒのそれぞれに2kバイト
のROMを２個ずつ用い、ROMによるLUT（ルックアップテ
ーブル）方式を採用している。そして、16面の変換テー
ブルを保有し、４ビットの選択信号END Selにより切り
換えられる。

END変換されたROM321の出力は、カラー毎に３×１マ
トリクスを２面保持する３個の演算LSI322からなるカラ
ーマスキング部に接続される。演算LSI322には、CPUの
各パスが接続され、CPUからマトリクスの係数が設定可
能になっている。画像信号の処理からCPUによる書き換
え等のためCPUのバスに切り換えるためにセットアップ
信号SU、チップセレクト信号CSが接続され、マトリクス
の選択切り換えに１ビットの切り換え信号MONOが接続さ
れる。また、パワーダウン信号PDを入力し、IITがスキ
ャンしていないときすなわち画像処理をしていないとき
内部のビデオクロックを止めている。

演算LSI322によりＢ、Ｇ、ＲからＹ、Ｍ、Ｃに変換さ
れた信号は、同図（ｄ）に示す第２の基板（IPS−Ｂ）
のカラー変換LSI353を通してカラー変換処理後、DOD用L
SI323に入力される。カラー変換LSI353には、非変換カ
ラーを設定するスレッショルドレジスタ、変換カラーを
設定するカラーパレット、コンパレータ等からなるカラ
ー変換回路を４回路保有し、DOD用LSI323には、原稿の
エッジ検出回路、枠消し回路等を保有している。

枠消し処理したDOD用LSI323の出力は、UCR用LSI324に
送られる。このLSIは、UCR回路と墨生成回路、さらには
必要色生成回路を含み、コピーサイクルでのトナーカラ
ーに対応するプロセスカラーＸ、必要色Hue、エッジEdg
eの各信号を出力する。したがって、このLSIには、２ビ
ットのプロセスカラー指定信号COLR、カラーモード信号
（4COLR、MONO）も入力される。

ラインメモリ325は、UCR用LSI324から出力されたプロ
セスカラーＸ、必要色Hue、エッジEdgeの各信号を５×
７のデジタルフィルター326に入力するために４ライン
分のデータを蓄積するFIFOおよびその遅れ分を整合させ
るためのFIFOからなる。ここで、プロセスカラーＸとエ
ッジEdgeについては４ライン分蓄積してトータル５ライ
ン分をデジタルフィルター326に送り、必要色Hueについ
てはFIFOで遅延させてデジタルフィルター326の出力と
同期させ、MIX用LSI327に送るようにしている。

デジタルフィルター326は、２×７フィルターのLSIを
３個で構成した５×７ィルターが２組（ローパスLPとバ
ンドパスHP）あり、一方で、プロセスカラーＸについて
の処理を行い、他方で、エッジEdgeについての処理を行
っている。MIX用LSI327では、これらの出力に変換テー
ブルで網点除去やエッジ強調の処理を行いプロセスカラ
ーＸにミキシングしている。ここでは、変換テーブルを
切り換えるための信号としてエッジEDGE、シャープShar
pが入力されている。先に説明した本発明のパラメータ
切り換えは、これらの切り換え信号による領域毎の切り
換えおよびCPUバスを通したパラメータの書き替えによ
り行われる。

TRC342は、８面の変換テーブルを保有する2kバイトの
RAMからなる。変換テーブルは、各スキャンの前、キャ
リッジのリターン期間を利用して変換テーブルの書き換
えを行うように構成され、３ビットの切り換え信号TRC
Selにより切り換えられる。そして、ここからの処理出
力は、トランシーバーより縮拡処理用LSI345に送られ
る。縮拡処理部は、8kバイトのRAM344を２個用いてピン
ポンバッファ（ラインバッファ）を構成し、LSI343でリ
サンプリングピッチの生成、ラインバッファのアドレス
を生成している。

縮拡処理部の出力は、同図（ｄ）に示す第２の基板の
エリアメモリ部を通ってEDF用LSI346に戻る。EDF用LSI3
46は、前のラインの情報を保持するFIFOを有し、前のラ
インの情報を用いてエラー拡散処理を行っている。そし
て、エラー拡散処理後の信号Ｘは、スクリーンジェネレ
ータを構成するSG用LSI347を経てIOTインターフェース
へ出力される。

IOTインターフェースでは、１ビットのオン／オフ信
号で入力されたSG用LSI347からの信号をLSI349で８ビッ
トにまとめてパラレルでIOTに送出している。

第17図に示す第２の基板において、実際に流れている
データは、16ドット/mmであるので、縮小LSI354では、1
/4に縮小して且つ２値化してエリアメモリに蓄える。拡
大デコードLSI359は、フィルパターンRAM360を持ち、エ
リアメモリから領域情報を読み出してコマンドを生成す
るときに16ドット/mmに拡大し、ロゴアドレスの発生、
カラーパレット、フィルパターンの発生処理を行ってい
る。DRAM356は、４面で構成しコードされた４ビットの
エリア情報を格納する。AGDC355は、エリアコマンドを
コントロールする専用のコントローラである。

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものでは
なく、種々の変形が可能である。上記の実施例では、カ
ラー画像複写機により説明したが、原稿を読み取りその
画像をディザ法で再現するものであれば、通常の複写機
にも同様に適用できることは勿論である。また、領域指
定信号によりフィルタのパラメータを切り換えるように
したが、例えばフィルタによるエッジ検出信号から文字
領域と中間調領域との識別を行うことができるので、エ
ッジ検出信号の後にこのような識別回路を設けて文字領
域か中間調領域かを判定し、このブロック単位でパラメ
ータの切り換えるようにしてもよい。文字領域と中間調
領域では、文字領域の背景濃度が低いので、エッジ検出
信号から領域を判定する場合には、例えば一定のサイズ
のブロックにおいて一定の閾値以上の濃度の画素でのエ
ッジ量の平均値や、エッジ量がある閾値より大きい画素
と濃度がある閾値より大きい画素との割合等を指標とな
る。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ノ
イズや網点成分を除去しエッジ強調を行う平滑処理およ
びエッジ強調処理のパラメータを画像モードやシャープ
ネス、縮拡率に応じてボケやモアレ等が生じないように
変更するので、あらゆる原稿に対して高画質の画像を再
現することができる。しかも、線形フィルタと非線形変
換テーブルとを組み合わせその中で選択的にパラメータ
を変更するので、効率よく画質制御を行うことができ
る。また、LUTで構成することによりLUTのみの変更でパ
ラメータの切り換えを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る画像処理装置の画質制御方式の１
実施例を説明するための図、第２図は２つのフィルタ
（いずれも非線形フィルタで構成されるもの）の概略構
成を示す図、第３図は非線形平滑用フィルタの周波数特
性を説明するための図、第４図はエッジ強調用フィルタ
を説明するための図、第５図はエッジ強調用非線形変換
を説明するための図、第６図はエッジ強調用非線形変換
部の変換特性を説明するための図、第７図は平滑用非線
形変換部の変換特性を説明するための図、第８図はシャ
ープネスモードにおけるパラメータの変更を説明するた
めの図、第９図は縮拡によるパラメータの変更方法を説
明するための図、第10図はパラメータの変更カーブの例
を示す図、第11図はパラメータの自動設定法を説明する
ための図、第12図はIPSのLUT設定方法を説明するための
図、第13図は各LUTの設定内容を示す図、第14図はテー
ブルの設定タイミングを示す図、第15図はIPSのモジュ
ール構成概要を示す図、第16図はIPSを構成する各モジ
ュールを説明するための図、第17図はIPSのハードウエ
ア構成例を示す図である。 １……平滑用フィルタ、２……エッジ強調用フィルタ、
３……平滑用変換テーブル、４……エッジ強調用変換テ
ーブル、５……合成回路。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−13578（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−80971（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−261966（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−250274（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−66272（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/46,1/60 G06T 1/00 - 7/00

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像信号の雑音や網点成分を除去して高画
   質の画像信号を得る画像処理装置の画質制御方式におい
   て、 網点成分を除去し中間調画像の平滑化を行うローパスの
   平滑用フィルタと、 該平滑用フィルタの出力を変換する平滑用変換テーブル
   と、 高い周波数成分からなるエッジ部を検出するバンドパス
   のエッジ検出用フィルタと、 該エッジ検出用フィルタの出力を変換するエッジ強調用
   変換テーブルと、 平滑用変換テーブルの出力とエッジ強調用変換テーブル
   の出力とを合成する合成手段と、 画像信号のモード毎に各フィルタ及び各変換テーブルの
   パラメータを変更するパラメータ変更手段と を備え、画像信号のモード毎に各フィルタ及び各変換テ
   ーブルのパラメータを変更して画質を制御するようにし
   たことを特徴とする画像処理装置の画質制御方式。
2. 【請求項２】パラメータ変更手段は、文字原稿、写真原
   稿、印刷原稿、混在原稿の各原稿モードを設け、該モー
   ドに応じてパラメータを変更することを特徴とする請求
   項１記載の画像処理装置の画質制御方式。
3. 【請求項３】文字原稿の画像信号のモードでは、エッジ
   強調用変換テーブルにおける強調度を混在原稿の画像信
   号のモードよりも強めにしたことを特徴とする請求項２
   記載の画像処理装置の画質制御方式。
4. 【請求項４】写真原稿の画像信号のモードでは、エッジ
   強調用変換テーブルにおける強調度を混在原稿の画像信
   号のモードと文字原稿の画像信号のモードとの中間にし
   たことを特徴とする請求項２記載の画像処理装置の画質
   制御方式。
5. 【請求項５】印刷原稿の画像信号のモードでは、エッジ
   強調用変換テーブルにおける強調度を混在原稿の画像信
   号のモードよりも弱めにしたことを特徴とする請求項２
   記載の画像処理装置の画質制御方式。
6. 【請求項６】平滑用変換テーブルは、文字原稿の画像信
   号のモードで出力信号をゼロにし、写真原稿の画像信号
   のモードで出力信号を高域側はゼロにして低域側のみ変
   換し、印刷原稿および混在原稿の画像信号のモードで入
   力信号をそのまま出力信号とすることを特徴とする請求
   項２記載の画像処理装置の画質制御方式。
7. 【請求項７】混在原稿および写真原稿の画像信号のモー
   ドにおいて、シャープネスを弱める場合には、平滑用フ
   ィルタのカットオフ点を小さくすると共にエッジ強調用
   変換テーブルにおける強調度を弱めるようにし、シャー
   プネスを強める場合には、エッジ強調用変換テーブルに
   おける強調度を強めるようにすることを特徴とする請求
   項２記載の画像処理装置の画質制御方式。
8. 【請求項８】文字原稿の画像信号のモードにおいて、シ
   ャープネスを調整する場合には、エッジ強調用変換テー
   ブルの強調度をシャープネスの強弱に応じて変えるよう
   にすることを特徴とする請求項２記載の画像処理装置の
   画質制御方式。
9. 【請求項９】印刷原稿の画像信号のモードにおいて、シ
   ャープネスを弱める場合には、平滑用フィルタのカット
   オフ点を小さくし、シャープネスを強める場合には、エ
   ッジ強調用変換テーブルの強調度を強めるようにするこ
   とを特徴とする請求項２記載の画像処理装置の画質制御
   方式。
10. 【請求項１０】縮拡処理モードでは、縮拡率に応じて平
    滑用フィルタとエッジ強調用変換テーブルのパラメータ
    を変更することを特徴とする請求項１記載の画像処理装
    置の画質制御方式。
11. 【請求項１１】画像信号の縮小処理モードの場合には、
    エッジ強調用変換テーブルの強調度を上げることを特徴
    とする請求項10記載の画像処理装置の画質制御方式。
12. 【請求項１２】画像信号の拡大処理モードの場合には、
    エッジ強調用変換テーブルの強調度を一定値ずつ一様に
    下げるようにすると共に平滑用フィルタのカットオフ点
    を大きくすることを特徴とする請求項10記載の画像処理
    装置の画質制御方式。
13. 【請求項１３】原稿の画像信号のモードとシャープネス
    と縮拡率によりパラメータを変更するようにしたことを
    特徴とする請求項１乃至12のいずれかに記載の画像処理
    装置の画質制御方式。