JP3715747B2 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置及び画像処理方法に関し、例えば、画像信号の解像度を変更して出力する画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、カラー画像データをデジタル的に処理して出力するカラープリント装置や、カラー原稿を色分解して電気的に読み取り、得られたカラー画像データを記録紙上にプリント出力することによってカラー画像複写を行う、所謂デジタルカラー複写機等のカラー印刷システムの発展は目覚ましいものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
また、これらの普及に伴い、カラー画像に要求される印刷品質も高くなっており、特に印刷した際、黒い文字や黒細線はより黒く、シャープに再現したいという要求が高まっている。即ち、黒原稿を色分解すると、黒を再現する信号として、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各信号が発生するが、それらの得られた信号に基づいてカラー画像を再現すると、再現される黒色はYMCK4色の重ね合わせにより再現されるため、色間の若干のズレにより黒の細線ににじみが生じ、黒が黒く見えなかったり、ボケて見えたりして印刷品質を著しく低下させてしまう。この場合、画質向上のためにスムージング処理を行ってデータ補間する方法が考えられるが、再現する画像に例えば、コード化された情報を付加する場合には、そのコード化された画像のパターンが欠落してしまう。
【0004】
そこで本発明は、付加された情報の欠落の防止、並びに高画質な画像出力が可能な画像処理装置及び画像処理方法の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の画像処理装置は以下の構成を特徴とする。
【0006】
即ち、所定のクロックに同期して入力される画像データを補間する補間手段と、その補間手段により補間された画像データの一部のビットに、所定情報を付加する情報付加手段と、前記補間された画像データについて、前記所定情報が付加されたビットを含む画像データと、付加されていないビットからなる画像データとを、前記所定のクロックのN倍のクロックに従って、交互に出力することにより、解像度を変換する変換手段とを備えることを特徴とする。
【0008】
また、例えば前記補間手段により、8ビットの画像データが16ビットの画像データに補間される場合において、前記情報付加手段は、下位8ビットの画像データに対して、前記所定情報を付加し、前記変換手段は、前記所定情報が付加された下位8ビットの画像データと、付加されていない上位8ビットの画像データとを、前記所定のクロックのN倍のクロックに従って、交互に出力するとよい。
【0009】
上記の目的を達成するため、本発明の画像処理方法は以下の構成を特徴とする。
【0010】
即ち、所定のクロックに同期して入力される画像データを補間する補間工程と、その補間された画像データの一部のビットに、所定情報を付加する情報付加工程と、前記補間された画像データについて、前記所定情報が付加されたビットを含む画像データと、付加されていないビットから画像データとを、前記所定のクロックのN倍のクロックに従って、交互に出力することにより、解像度を変換する変換工程とを備えることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
プリンタによる高画質な濃度再現を実現するためには、原稿の画像信号に含まれる黒色等の色情報や、細線、網点等を空間周波数の特徴を利用して抽出することにより、例えば、黒文字、色文字等のエリアを検出する。また、検出された各エリアを、中間調画像や網点画像領域等に分けて検出し、それらの各エリアに応じた処理を施すことによって、例えば黒文字部ならば黒単色化を行う。
【0013】
また、文字や線の太さを多段階に持ち、その文字の太さに応じて、黒の量を調節する方法も提案されている。更に、文字エッジと、網点エッジを分離して検出することにより、網点、中間調、或は白地の中に含まれる文字のエッジ領域に対してそれぞれ異なる処理を施すことにより、スムーズな黒文字処理を行う。
【0014】
上記のような像域分離を行う場合、例えば、400dpiのプリンタでは、ドットの配置間隔は63.5ミクロン程度となり、一般に約20ミクロンの識別が可能と言われている人の視覚にとって、記録紙上にドットによって形成される文字や図形の輪郭部はギザギザに見え、必ずしも高画質な印刷とは言えない。そこで、前記の像域分離処理と合わせて、例えば外部機器で作成されたカラーのフォントの文字の輪郭部を、スムージング処理により滑らかにデータ補間し、階調画像中の文字に対しても、ギザギザ感のない文字を出力するカラー複写機やカラープリンタが要求される。そしてこの場合、カラー複写機やカラープリンタは、その画像の再現性能の高さから、紙幣や有価証券等の偽造防止を考慮しなければならない。
【0015】
この紙幣や有価証券等の偽造防止の対策として、紙幣等の特徴を判定して複製を禁止する機能や装置固有の機体番号をコード化して目に見えにくくしてプリント(アドオン)することにより管理する手法が考えられる。しかし、機体番号がアドオンされた画像を、画質を向上するためにスムージング処理によってデータ補間すると、コード化された画像のパターンが崩れてしまうため、アドオンにより付加した機体番号の判別が困難になってしまう。
【0016】
また、逆に、データ補間した後にアドオン処理を行うことにより、コード化された画像のパターンを保存することも考えられる。しかし、データ補間された画像は解像度が高くデータ量が多くなるため、アドオン処理に必要な回路が複雑化し、処理の高速化が要求されることになる。従って、アドオンされた情報の欠落防止と、ギザギザのない滑らかな画像の出力が要求される。
【0017】
以下、上記の問題を解決するところの本発明に係る画像処理装置について、図面を参照して詳細に説明する。はじめに、本発明を適用する画像処理装置としてのカラー複写機の構造について図1から図4を参照して説明する。
【0018】
図1は、本発明の一実施形態としての画像処理装置の内部の構成を示す図である。
【0019】
図中、201はイメージスキャナであり、原稿を読み取り、デジタル信号処理を行う部分である。また、200はプリンタ部であり、イメージスキャナ201に読み取られた原稿画像に対応した画像を用紙にフルカラーでプリント出力する部分である。
【0020】
イメージスキャナ201において、202は原稿圧板(以下プラテン)であり、原稿台ガラス203上の原稿204は、ハロゲンランプ205の光により照射される。原稿からの反射光は、ミラー206,207に導かれ、レンズ208により3ラインセンサ(以下、CCD)210上に像を結ぶ。レンズ208には、赤外線カットフィルタ231が設けられている。CCD210は、原稿からの反射光を色分解して、レッド(R),グリーン(G),ブルー(B)各色成分信号を信号処理部209に送る。CCD210には、各色成分を読み取るラインセンサが設けられており、各々のラインセンサは5000画素分の受光素子を有する。これにより、原稿台ガラス203に載置される原稿中で最大サイズであるA3サイズの原稿の短手方向297mmを400dpiの解像度で読み取ることができる。
【0021】
尚、ハロゲンランプ205,ミラー206は速度V、そしてミラー207は速度1/2VにてCCD210におけるラインセンサの電気的走査方向(以下、主走査方向)に対して垂直方向(以下、副走査方向)に機械的に動くことにより、原稿204の全面を走査する。
【0022】
211は標準白色板であり、可視光領域では略均一の反射特性を示し、白色の色を有している。この標準白色板211は、Rセンサ210−1,Gセンサ210−2,Bセンサ210−3からの色線分信号の補正(シェーディング補正)に使用される。
【0023】
画像信号処理部209では、CCD210によって読み取られたRGBの色成分信号を電気的に処理し、マゼンタ(M),シアン(C),イエロー(Y),ブラック(K)の各成分に分解し、プリンタ202に送る。また、イメージスキャナ201における1回の原稿走査(スキャン)につき、M,C,Y,Kのうちの一つの成分がプリンタ200に送られる。従って、計4回の原稿走査により1回のプリントアウトが完成する。
【0024】
イメージスキャナ201の画像信号処理部209より送られてくるM,C,Y,Kの画像信号は、レーザドライバ212に送られる。レーザドライバ212は、得られた画像信号に応じて半導体レーザ素子213を変調駆動する。半導体レーザ素子213により生成されたレーザ光は、ポリゴンミラー214,f−θレンズ215,ミラー216を介して感光ドラム217上に達し、そのレーザ光により感光ドラム217は走査される。
【0025】
219〜222は現像器であり、マゼンタ現像器219,シアン現像器220,イエロー現像器221,ブラック現像器222より構成され、これら4つの現像器が交互に感光ドラム217に接し、感光ドラム217上に形成されるM,C,Y,Kの静電潜像を、その潜像に応じたトナーにより現像する。
【0026】
223は転写ドラムであり、用紙カセット224または225より給紙された用紙をこの転写ドラム223に巻き付け、感光ドラム217上に現像されたトナー像を記録紙に転写する。
【0027】
このようにしてM,C,Y,Kの4色が順次記録紙上に転写された後に、その記録紙は定着ユニット226にてトナー像が定着された後、排紙される。以上が本発明に係る画像処理装置の動作概要についての説明である。
【0028】
<イメージスキャナ201>
次に、イメージスキャナ201の構造について図2から図4を参照して詳述する。
【0029】
図2は、本発明の一実施形態としてのCCD210の外形図である。
【0030】
図中、CCD210は、3つのラインセンサ(受光素子列)を有しており、210−1,210−2,210−3は、順にR,G,B波長成分を読み取るための受光素子列である。これらの各センサは、主走査方向、副走査方向に10μmの開口を有する。これら3本の異なる光学特性をもつ受光素子列は、R,G,Bの各センサが原稿上の同一ラインを読み取るべく、同一のシリコンチップ上にモノリシックに互いに平行に構成されている。
【0031】
このような構成のCCD210を用いることにより、色分解する際のレンズ等の光学系を共通化し、R,G,Bの色毎の光学調整を簡潔にすることが可能となる。
【0032】
図3は、本発明の一実施形態としてのCCD210のX−X’断面図である。
【0033】
図中、シリコン基板210−5には、R読み取り用のフォトセンサ210−1とG,B各々の可視情報を読み取るフォトセンサ210−2,210−3が形成されている。Rフォトセンサ210−1上には、可視光のうちのレッドの波長成分を透過するRフィルタ210−7が配置される。同様に、Gフォトセンサ210−2上にはGフィルタ210−8が、Bフォトセンサ210−3上にはBフィルタ210−9が配置されている。210−6は、透明有機膜で構成された平坦化層である。
【0034】
図4は、本発明の一実施形態としてのCCD210表面の拡大図である。
【0035】
図中、各色のフォトセンサは、それぞれ主走査方向に一画素当り10μmの長さを有する。また、各フォトセンサにおける個々の受光素子は、主走査方向に5000画素配置されており、これによりA3原稿の短手方向(297mm)を400dpiの解像度で読み取ることができる。また、R,G,Bの各フォトセンサのライン間距離は80μmであり、400dpiの副走査解像度に対して各8ラインずつ離れている。
【0036】
本実施形態では、プリンタの濃度再現のための一般的なPWM(パルス幅変調)方式により、レーザ素子213の点灯時間を画像濃度信号に応じて制御するものである。これにより、レーザの点灯時間に応じた電位を有する静電潜像が感光ドラム217上に形成される。そして、静電潜像の電位に応じた量のトナーを、現像器219〜222から供給して当該静電潜像を現像することにより、濃度再現が行われる。
【0037】
【濃度再現】
以下、本実施形態の画像処理装置(カラー複写機)における濃度再現処理について説明する。
【0038】
図5は、本発明の一実施形態としての画像信号の流れを示すブロック図であり、イメージスキャナ201内の画像信号処理部209を中心とした画像信号の流れを示している。尚、以下の説明において、当該画像処理装置により記録紙上に再現する画像は、コンピュータ等の外部機器101から不図示のインタフェースを介して入力されるものとする。従って、カラー複写機である当該画像処理装置の本来の機能として、RGB画像信号はイメージスキャナ201により入手してもよいことは言うまでもない。
【0039】
外部機器101より得られる画像信号RGBは、102の濃度変換回路で、不図示のルックアップテーブルROMにより輝度信号から濃度信号に変換(LOG変換)される。
【0040】
103は、マスキング・UCR回路であり、入力されたY,M,Cの3原色信号から黒信号(K)を抽出し、更にプリンタ200の記録色材の色濁りを補正するマスキング演算を施されてY,M,C,Kの各信号が転送動作の度に順次所定のビット数(8bit)のデータとして出力される(詳細は後述する)。
【0041】
次に、スムージング回路104では、外部機器101から入力されたときの画像信号の解像度に対して2倍の解像度を有する画像データが生成される。スムージング回路104が解像度を2倍にするか否かは、像域分離回路107にて一般的な手法による像域分離の結果に応じて決定されるところの、400ライン/800ラインの切り替え信号SENに従って行われる(詳細は後述する)。スムージング回路104は、解像度を変換した画像データを、奇数画素を下位8ビット、そして偶数画素を上位8ビットに分離した16ビットの画像データとして出力する。
【0042】
スムージング回路104に入力されるSSTON信号は、スムージング回路104におけるスムージング処理の有無を指定する信号であり、制御ユニット100の不図示のCPUにより設定される。本実施形態においては、SSTON信号を常時1(スムージング処理:有り)として使用するが、例えば、イメージスキャナ201の不図示の操作パネルからオペレータが指定した場合は、スムージング処理を行わないようにしてもよい。
【0043】
スムージング回路104の出力画像データのうち下位8ビットは、112のアドオン回路に入力され、下記の機体番号情報が付加される。
【0044】
112は、アドオン回路であり、図7及び図8に示すように当該画像処理装置の機体番号をコード化して付加する。
【0045】
図7は、本発明の一実施形態としてのアドオン回路による画像処理装置の機体番号のコード化を説明する図である。
【0046】
図中、1ブロックは、6×2の画素で構成され、それぞれプラス記号とマイナス記号を組み合わせて1つのブロックとする。ここで、例えば、プラス記号の画素は、入力された画像信号に30レベル加算した値を出力し、マイナス記号の画素は、入力された画像信号から30レベル減算した値を出力する。
【0047】
図8は、本発明の一実施形態としてのコード化され、ブロック化された機体番号の印刷時の配置を示す図であり、同図における一つの四角形(□印)は図7の1ブロックに相当する。
【0048】
図中、LINE0では、2つのブロックが一組となり主走査方向にx画素ごとに配置される。また、副走査方向にyライン離れたところがLINE1であり、LINE0のブロックとは主走査方向にd0だけずれている。更に、副走査方向にyライン離れたところがLINE2であり、LINE1のブロックとは主走査方向にd1だけずれている。但し、LINE0と異なりブロックは一つずつである。以下同様に、LINE2とLINE3のブロックは主走査方向にd2だけずれており、LINE3とLINE4のブロックは主走査方向にd3だけずれている。ここで例えば、機体番号が16ビットのコードで表されるとき、4ビットずつ分割してビット0から3の下位4ビットをd0、ビット4から7をd1、ビット8から11をd2、そしてビット12から15をd3として表す。即ち、機体番号を、図8の各ブロックの距離d0,d1,d2,d3によって表すことができる。
【0049】
γ変換回路105では、3種類のγ変換テーブルを参照することにより、YMCKそれぞれの濃度データを、プリンタ200の階調再現性能に応じてデータ変換する。本実施形態では、800Hγ、800Lγ、そして400γの3種類のγ変換テーブルが用いられる。800Hγには、スムージング回路104からの800dpiの上位8ビット(偶数画素)のデータが入力される。800Lγ及び400γには、前述したアドオン回路112にて機体番号が付加された800dpi下位8ビット(奇数画素)のデータが入力される。
【0050】
更に、変換回路113では、400dpiの画像データを800dpiに変換する。つまり、400dpiで入力された16ビットの画像データのうち、下位8ビットを奇数画素に、上位8ビットを偶数画素に並び変えて400dpiの2倍のクロックで出力することにより800dpiの画像データを生成する。
【0051】
セレクタ114は、400/800ラインの切り替え信号SENに応じて、γ変換回路105(400γ)からの400dpiの画像データ(VSO4)、または変換回路113からの800dpiの画像データの何れかを選択して出力する。この動作を図6に示す。
【0052】
図6は、本発明の一実施形態としての信号SENとセレクタ114からの出力画像データの関係を示す図である。
【0053】
図中、400dpiCLK,800dpiCLKは、それぞれ400,800dpiのクロック信号である。
【0054】
VSIは、スムージング回路104への入力画像データ(AからH)である。VSOLとVSOHとは、それぞれγ変換回路105からの800dpiの出力画像データの下位ビット(A0からH0)と上位ビット(A1からH1)である。VSO4は、γ変換回路105からの400dpiの出力画像データである(A2からH2)。また、最下段のVLOは、セレクタ114からの出力画像データである。
【0055】
セレクタ114からの出力画像データは、同図に示す如く、信号SENがHigh期間のときには800dpiの2周期の期間で1画素分、即ち400dpiで画像データが出力される。そして、Low期間のときには800dpiで1画素分の画像データが出力される。
【0056】
セレクタ113から出力されたMCYKの面順次の画像データは、レーザードライバ(カラーLBP)106に送られてPWM(パルス幅変調)による変調処理を施される。そして、得られたパルス信号に応じてレーザ素子213の点灯時間に応じた電位を有する静電潜像が感光ドラム217上に形成され、その静電潜像の電位に応じた量のトナーを、現像器219〜222から供給して当該静電潜像を現像することにより、記録紙への濃度記録が行われる。
【0057】
<像域分離回路107>
次に、像域分離回路107の内部に備えられたエッジ検出回路108、彩度判定回路109、太さ判別回路110、並びにルックアップテーブル(LUT)111の動作の説明と、像域分離回路107による黒文字/黒線画の検出手法について説明する。
【0058】
[エッジ検出回路108]
図9は、本発明の一実施形態としてのエッジ検出回路108の内部構成を示すブロック図である。
【0059】
図中、輝度算出回路301では、外部機器101からの色信号R,G,Bが入力され、以下の式に従って輝度信号Yが算出される。
【0060】
Y=0.25R+0.5G+0.25B …(1)
図10は、本発明の一実施形態としての輝度算出回路301の詳細な構成を示す図であり、式(1)を実現する回路である。
【0061】
図中、輝度算出回路301に入力された色信号R,G,Bは、それぞれ乗算器401,402,403にて係数0.25,0.5,0.25が乗じられた後、加算器304,305により加算され、輝度信号Yが算出される。
【0062】
輝度算出回路301にて算出された輝度信号Yは、エッジMIN方向検出回路302に入力され、エッジ量が最小の値をとる方向(以下、エッジMIN方向)を得る。
【0063】
図11は、本発明の一実施形態としてのエッジMIN方向検出回路302の動作を説明する図である。
【0064】
図中、エッジMIN方向検出回路302に入力された輝度信号Yは、FIFO501〜502により各1ラインずつ遅延した3ライン分に拡張され、3画素×3画素の周知のラプラシアンフィルタ503〜506にて処理される。ラプラシアンフィルタ503〜506は、それぞれ縦方向、対角線方向、横方向、そして対角線方向の4方向のフィルタであり、この4方向のフィルタの出力値であるエッジ量の絶対値aが最小の値をとる方向を求め、その方向をエッジMIN方向とする。
【0065】
次に、エッジMIN方向スムージング回路303では、エッジMIN方向検出回路302で求めたエッジのMIN方向に対してスムージング処理を施す。この処理により、エッジ成分の最も大きい方向のみを保存し、その他の方向を平滑化することができる。即ち、複数の方向に対してエッジ成分が大きい網点成分は、エッジ成分が平滑化されてその特徴は減少する。一方、一方向にのみエッジ成分が存在する文字/細線は、その特徴は保存されるという効果が得られる。そして、必要に応じてこの処理を繰り返すことで、線成分と網点成分との分離がより一層効果的に行われ、一般的なエッジ検出法では検知できなかった、網点中に存在する文字成分も検知することが可能となる。
【0066】
検出エッジ出力回路304では、前述のラプラシアンフィルタの出力値であるエッジ量の所定の絶対値a以下のものは除去され、a以上のものだけが“1”として出力される。
【0067】
図31は、本発明の一実施形態としてのエッジ検出の一例を示す図であり、輝度算出回路301にて算出された輝度信号Yにおける画像データの例(a)と、エッジMIN方向スムージング回路303におけるスムージング後のエッジ検出信号を示す(b)である。
【0068】
更に、検出エッジ出力回路304では、エッジMIN方向スムージング回路303からのエッジ検出信号を、5種類の信号(7画素×7画素,5画素×5画素,3画素×3画素のブロックサイズで膨張した信号と、「膨張なし」及び「エッジなし」)をコードで表わした出力信号“edge”(3ビット)を、エッジ検出回路108の出力信号として出力する。ここで、信号の膨張とは、ブロック内の全ての画素の信号値をOR演算することを言う。
【0069】
[彩度判定部109]
図12は、本発明の一実施形態としての彩度判定回路109の詳細な構成を示す図である。
【0070】
図中、外部機器101からの色信号R,G,Bは、彩度判定回路109に入力され、最大値検出回路701と最小値検出回路702によって最大値MAX(r,g,b)、および最小値MIN(r,g,b)がそれぞれ抽出され、その差△Cが減算器703で算出され、次のLUT(ルックアップテーブル)704で図13に示すような特性に従ってデータ変換が行われる。
【0071】
図13は、本発明の一実施形態としての彩度判定回路109内のLUT704のデータ変換特性を示す図である。
【0072】
図中、横軸は減算器704からの△Cであり、縦軸は彩度信号Crを示している。同図において、△Cが“0”に近い程、彩度が低く(無彩色に近く)、△Cが大きい程有彩色の度合が強いことを示している。また、Crは無彩色の度合が強い程大きい値を示し、有彩色の度合が強い程“0”に近づく。
【0073】
尚、図5における彩度判定回路109の出力信号“col”として、色、黒、中間色(色と黒の間の色)、そして白を表わすデータが、それぞれ2ビットのコードで出力される。
【0074】
[太さ判定回路110]
図14は、本発明の一実施形態としての太さ判定回路110の構成を示すブロック図である。
【0075】
図中、外部機器101からの色信号R,G,Bは、太さ判定回路110に入力され、まず、最小値検出回路901に入力される。最小値検出回路901では、入力されたRGB信号の最小値MINRGBを求める。次に、平均値検出回路902にMINRGBを入力し、注目画素近傍の5画素×5画素のMINRGBの平均値AVE5と、その注目画素近傍の3画素×3画素のMINRGBの平均値AVE3を求める。
【0076】
次に、文字・中間調検出回路903にAVE5とAVE3が入力される。この文字・中間調領域検出回路903では、画素毎に注目画素の濃度、及び注目画素とその近傍の平均濃度との変化量を検出することによって、注目画素が文字または中間調領域の一部であるかどうかの判別を行う。ここで、文字・中間調検出回路903の内部処理について説明する。
【0077】
図15は、本発明の一実施形態としての文字・中間調検出回路903の回路構成を説明する図である。
【0078】
図中、文字・中間調領域検出回路903においては、まず、AVE3に適当なオフセット値OFST1を加え、コンパレータ2031においてAVE5と比較する。また、コンパレータ2032において適当なリミット値LIM1と比較する。そして、それぞれの出力値がOR回路2033に入力され、
AVE3+OFST1>AVE5 …(2)
または
AVE3+OFST1>LIM1 …(3)
の時に、文字・中間調領域を表わす出力信号BINGRAがHIGHになる。つまり、この回路によって、注目画素近傍に濃度変化が存在する場合[文字のエッジ部:式(2)]、または注目画素付近がある値以上の濃度を持っている場合[文字の内部及び中間調部:式(3)]に、文字・中間調領域信号BINGRAがHIGHになる。
【0079】
図14の網点領域検出回路2014においては、網点領域を検出する。ここで、網点領域検出回路2014の内部処理について説明する。
【0080】
図16は、本発明の一実施形態としての網点領域検出回路2014の回路構成を説明する図である。
【0081】
図中、まず、最小値検出回路901にて検出されたMINRGBに適当なオフセット値OFST2を加え、コンパレータ2041においてAVE5と比較する。また、コンパレータ2042において、MINRGBと適当なリミット値LIM2とを比較する。そして、それぞれの出力値がOR回路2043に入力され、
MINRGB+OFST2>AVE5 …(4)
または、
MINRGB+OFST2>LIM2 …(5)
の時に、出力信号BINAMIがHIGHになる。次に、BINAMI信号を用いて、エッジ方向検出回路2044にて画素毎にエッジ方向を検出する。
【0082】
図17は、本発明の一実施形態としてのエッジ方向検出回路2044によるエッジ方向の検出ルールを説明する図である。同図に示すように、注目画素近傍の8画素が、(0)〜(3)の何れかの条件を満たす場合に、エッジ方向信号DIRAMIの0ビット〜3ビットの何れかが、それぞれHIGHになる。
【0083】
更に、次の対向エッジ検出回路2045において、注目画素を囲む5画素×5画素の領域内で、互いに対向するエッジを検出する。
【0084】
図18は、本発明の一実施形態としての対向エッジ検出回路2045による対向エッジ方向の検出ルールを説明する図である。同図に示す注目画素のDIRAMI信号をA33とした座標系において、対向エッジ検出のルールを以下に示す。
【0085】
(1)A11,A21,A31,A41,A51,A22,A32,A42,A33の何れかのビット0がHIGH、且つ、A33,A24,A34,A44,A15,A25,A35,A45,A55の何れかのビット1がHIGH
(2)A11,A21,A31,A41,A51,A22,A32,A42,A33の何れかのビット1がHIGH、且つ、A33,A24,A34,A44,A15,A25,A35,A45,A55の何れかのビット0がHIGH
(3)A11,A12,A13,A14,A15,A22,A23,A24,A33の何れかのビット2がHIGH、且つ、A33,A42,A43,A44,A51,A52,A53,A54,A55の何れかのビット3がHIGH
(4)A11,A12,A13,A14,A15,A22,A23,A24,A33の何れかのビット3がHIGH、且つ、A33,A42,A43,A44,A51,A52,A53,A54,A55の何れかのビット2がHIGH
上記(1)〜(4)の内、何れかの条件を満たしたとき、EAAMIをHIGHにする。
【0086】
対向エッジ検出回路2045において対向エッジが検出された場合には、対向エッジ信号EAAMIがHIGHになる。
【0087】
次に、膨張回路2046において、EAAMI信号に対して、3画素×4画素の膨張を行い、注目画素の近傍3画素×4画素にEAAMIがHIGHの画素があれば、注目画素のEAAMI信号をHIGHに置き換える。更に、収縮回路2047と膨張回路2048を用いて、5画素×5画素の領域で孤立した検出結果を除去し、出力信号EBAMIを得る。ここで、収縮回路2047は、入力された全ての信号がHIGHのときのみHIGHを出力する。
【0088】
次に、カウンタ2049において、膨張回路2048の出力信号EBAMIがHIGHである画素個数を、適当な大きさを持つウインドウ内で計数する。
【0089】
図19は、本発明の一実施形態としてのカウンタ2049における画素計数用のウインドウを説明する図であり、本実施形態では、注目画素を含む5画素×64画素の領域を参照する。
【0090】
図中、ウインドウ内のサンプル点は、主走査方向に4画素おきに9点、副走査方向に5ライン分の合計45点である(図19では、太線枠にて表わす)。1つの注目画素に対して、このウインドウが主走査方向に移動することにより、ウインドウは(1)〜(9)の9つ用意されたことになる。即ち、注目画素を中心として5画素×64画素の領域を参照したことになる。そして、それぞれのウインドウにおいてEBAMIをカウントし、EBAMIがHIGHの個数が所定のしきい値を越えた場合に、網点領域信号AMIをHIGHに出力する。以上の網点領域検出回路2014の処理により、BINGRA信号では孤立点の集合として検出された網点画像を、領域信号として検出することが可能になる。
【0091】
更に、文字・中間調検出回路903からの文字・中間調領域信号BINGRAと、網点領域検出回路904からの網点領域信号AMIとは、図14のOR回路905においてOR演算され、入力画像の2値化信号PICTが生成される。
【0092】
次に、エリアサイズ判定回路906にPICT信号を入力し、2値化信号のエリアサイズを判定する。上述した画像領域判定は、画像をある濃度で2値化した2値画像に対して行われる。しかし、網点画像を単純に2値化すると、網点の構成要素であるドットによる細かい点の集合体が発生する。そこで、有る程度の面積を有する領域中に孤立点が存在するか否かを判定することで、ドットが網点画像であるか否かを判別する。つまり、ある領域中にドットが所定数存在する場合、その領域は網点画像であり、また、注目画素が存在する複数のドットの一部であっても、その周囲にドットが存在しない場合には、その注目画素は文字等の一部であると判断する。
【0093】
図20は、本発明の一実施形態としてのエリアサイズ判定回路906の回路構成を説明する図である。
【0094】
同図に示すように、エリアサイズ判定回路208には、収縮回路2081と膨張回路2082のペアが複数存在しており、それぞれ参照する領域のサイズが異なっている。OR回路905からのPICT信号は、収縮回路の大きさに合わせてライン遅延された後に、まず収縮回路2081に入力される。本実施形態では、23画素×23画素の大きさから35画素×35画素まで7種類の収縮回路を備えている。収縮回路2081から出力された信号は、それぞれライン遅延された後に膨張回路2082に入力される。本実施形態では、図20に示す収縮回路2081の出力に対応して、27画素×27画素から39画素×39画素まで7種類の膨張回路を備えており、それぞれの膨張回路からの出力信号PICT_FHを得る。
【0095】
注目画素が文字の一部である場合には、その文字の太さによって出力信号PICT_FHの値が定まる。
【0096】
図21は、本発明の一実施形態としての膨張回路2082からの出力信号を説明する図である。同図に示すように、例えば、PICT信号が幅26画素の帯状に存在する場合、27画素×27画素より大きいサイズで収縮を行うと出力は全て0になる。また、25画素×25画素より小さいサイズの収縮を行った後にそれぞれのサイズに応じた膨張を行うと、幅30画素の帯状の出力信号PICT_FHが得られる。次に、これらの出力PICT_FHを図20のエンコーダ2083に入力することにより、注目画素が属する画像領域信号ZONE_Pが求まる。
【0097】
図22は、本発明の一実施形態としてのエンコーダ2083のエンコードルールを説明する図である。このエンコード処理により、PICT信号(PICT_FH)が広い領域に渡ってHIGHである写真画像や網点画像は、領域7(最大値)として定義され、エリアサイズ最大値よりも小さい(細い)文字や線画像は、その大きさ(太さ)に応じた多値の画像領域に定義される。本実施形態では、ZONE信号を3ビットとし、文字の太さを8段階(ZONE_P)で表す。最も細い文字を0とし、最も太い文字(文字以外の領域も含む)を7とする。
【0098】
図23は、本発明の一実施形態としての網点/中間調中の文字検出のためのアルゴリズムを示す図である。
【0099】
図24は、本発明の一実施形態としての網点/中間調中の文字検出を説明する図である。
【0100】
まず、前述のPICT信号に対して、5×5のブロックで膨張処理を行う(ステップS2111)。この処理により、不完全な検出になり易い網点領域に対してその検出領域を補正する。次に、この出力信号に対して、11×11のブロックの収縮処理を行う(ステップS2112)。これらの処理によって得られた信号FCHは、PICT信号に対して3画素分収縮した信号となる。そこで、このFCH信号、ZONE信号、並びにエッジ信号を組み合わせることにより、白地中のエッジと、網点/中間調中のエッジとの区別が可能となり、網点画像中においても網点成分を強調すること無く、そして写真の縁等の黒文字処理が不必要な部分を処理すること無く、黒文字処理を行うことができる。
【0101】
[ルックアップテーブル111]
次に、LUT111について説明する。上述したエッジ検出回路108,彩度判定回路109,そして太さ判別回路110を使用してそれぞれ得られた判定信号は、LUT111内の不図示のテーブルROMを参照することにより、図5の“SEN”信号としてLUT111から出力される。このテーブルの特徴としては、「最も細い文字のエッジ部に対してのみプリンタの解像度を変化させる」ことが挙げられる。
【0102】
<スムージング回路104>
次に、スムージング回路104の動作について説明する。
【0103】
図25は、本発明の一実施形態としてスムージング回路104のブロック構成図である。スムージング回路104に備えられた各回路について以下に説明する。
【0104】
[2値化回路1001]
2値化回路1001には、マスキング・UCR回路103からの画像信号CMYKの各色の多値画像信号が面順次に入力され、不図示のOR回路にてビット毎にORを採ることにより2値化される。
【0105】
[パターンマッチング回路1002]
次に、2値化回路1001により2値化された信号は、パターンマッチング回路1002にてパターンマッチングが施される。
【0106】
図28は、本発明の一実施形態としてのパターンマッチング回路1002の構造を説明する図である。2値化回路1001からの画像ドットデータは、逐次ラインメモリ11〜19に記憶されると同時に、ラインメモリ11〜19のドットデータのうち主走査11ドット×副走査9ドットのドットマトリックス情報を、シフトレジスタ1(1aから1k)〜9(9aから9k)に取り出す。そして、判定回路1301により該ドットマトリックス情報の特徴を検出する。パターンマッチングの方法については、様々な提案がなされており、本実施形態も同様の手法を用いて詳細な説明を省略する。
【0107】
[スムージング回路1003]
次に、スムージング回路1003にてギザギザのパターンの間を2倍の解像度のデータでデータ補間することによりスムージングする。そして、解像度が変換されたデータは、奇数画素を下位8ビット、そして、偶数画素を上位8ビットとして分けられて、16ビットの画像データとして出力される。
【0108】
図29は、本発明の一実施形態としてのラスタライズされた濃度データのスムージングの一例を示す図である。
【0109】
同図に示す如く、画素単位でラスタライズされた入力画像のパターンに応じて、1画素幅のラインのスムージング処理を行い、濃度データ255の代わりに補間量を多値データとして置き換える。更に、入力画像は多値の階調を有するデータであるため、常に0または255のデータが入力される訳ではない。そこで、図30に示すように3×3のウインドウで、入力画像の多値のパターンを見る。
【0110】
図30は、本発明の一実施形態としてのウインドウを用いたスムージングを説明する図である。
【0111】
同図に示すように、注目画素を中心とした3画素×3画素のウインドウ内で、0以外のデータの数を計数する。そして、スムージングのための補間量を算出すべく、0以外のデータ(同図では、それぞれ濃度51とする)の平均値を取り、その平均値を用いてリニア演算する。以下に一例を示す。
【0112】
図30の例に示すように、3×3のウインドウ内で0以外のデータの数は3画素である。つまり、
(51×3)/3=51 …(6)
180×51/255=60 …(7)
図29にて置換されるべき値が180であった場合、入力の濃度データに応じて結果として60のデータをパターンに応じて補間する。尚、補間すべきデータは、周りの画素の濃度データを参照して決定する。実際の入力画像(図26)に対し、スムージングされた結果を図27に示す。尚、スムージングする場所としては、前述したように、像域分離された結果に基づきエッジ部だけである。
【0113】
[セレクタ1004]
1004は、セレクタであり、SSTON信号が1のときにはスムージング処理回路1003によるスムージング処理後の画像データを出力する。一方、SSTON信号が0のときには、スムージング処理回路1003によるスムージング処理を行わない画像データを出力する。これにより、スムージング回路104からは、CMYKの各色の多値画像データが、面順次に、γ変換回路105及びアドオン回路112に出力されることになる。
【0114】
以上説明したように、本実施形態では、スムージング回路104におけるデータ補間を行った画像データを、奇数画素を下位8ビット、そして、偶数画素を上位8ビットとして16ビットの画像データとして出力することにより、スムージング回路104からの出力画像データの解像度を向上することができる。
【0115】
また、スムージング回路104からの出力画像データは、解像度が向上されたことによりデータ量が多くなるが、本実施形態ではスムージング回路104による解像度の変換後の出力画像データの一部(下位8ビット)のデータを使ってアドオン処理を行った。これにより、解像度の変換後の出力画像データの全体に対してアドオン処理を施す場合と比較して、アドオン回路並びに画像処理回路全体の高速化のために複雑な構成にすることなく、アドオンされた情報の欠落の防止、並びにギザギザのない滑らかで高画質な画像出力が実現する。
【0116】
<<実施形態の変形例>>
上述の実施形態では、現像色のマゼンダ、シアン、イエロー、ブラックのすべてについて補間を行ったが、イエローは目立ちにくい色であるため、イエローのみアドオン処理を行い、イエローのみ補間を禁止する処理とすることも効果的である。この処理の切り換えは、制御ユニット100からのSSTON信号により行えば良い。
【0117】
また、上述の実施形態では、画像の特性に応じてパターンマッチングを行った結果、解像度を変換するときに、読み取り時の2倍の解像度で濃度補間を実施したが、更にギザギザ感を除去するため、N倍(Nは自然数)の解像度でデータを補間してもよい。
【0118】
尚、上述の実施形態では、本発明に係る画像処理装置を外部機器101からの画像信号をプリントするプリンタ機能として、即ち、複数の機器(例えばホストコンピュータ,インタフェイス機器,リーダ等)から構成されるシステムに適用して説明したが、原稿画像を複写する一つのコピー機器として用いる場合も同様の効果が期待できることは言うまでもない。
【0119】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【0120】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【0121】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク,ハードディスク,光ディスク,光磁気ディスク,CD−ROM,CD−R,磁気テープ,不揮発性のメモリカード,ROM等を用いることができる。
【0122】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS(オペレーティングシステム)等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0123】
更に、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0124】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、付加された情報の欠落の防止、並びに高画質な画像出力が可能な画像処理装置及び画像処理方法の提供が実現する。
【0125】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態としての画像処理装置の内部の構成を示す図である。
【図2】本発明の一実施形態としてのCCD210の外形図である。
【図3】本発明の一実施形態としてのCCD210のX−X’断面図である。
【図4】本発明の一実施形態としてのCCD210表面の拡大図である。
【図5】本発明の一実施形態としての画像信号の流れを示すブロック図である。
【図6】本発明の一実施形態としての信号SENとセレクタ114からの出力画像データの関係を示す図である。
【図7】本発明の一実施形態としてのアドオン回路による画像処理装置の機体番号のコード化を説明する図である。
【図8】本発明の一実施形態としてのコード化され、ブロック化された機体番号の印刷時の配置を示す図である。
【図9】本発明の一実施形態としてのエッジ検出回路108の内部構成を示すブロック図である。
【図10】本発明の一実施形態としての輝度算出回路301の詳細な構成を示す図である。
【図11】本発明の一実施形態としてのエッジMIN方向検出回路302の動作を説明する図である。
【図12】本発明の一実施形態としての彩度判定回路109の詳細な構成を示す図である。
【図13】本発明の一実施形態としての彩度判定回路109内のLUT704のデータ変換特性を示す図である。
【図14】本発明の一実施形態としての太さ判定回路110の構成を示すブロック図である。
【図15】本発明の一実施形態としての文字・中間調検出回路903の回路構成を説明する図である。
【図16】本発明の一実施形態としての網点領域検出回路2014の回路構成を説明する図である。
【図17】本発明の一実施形態としてのエッジ方向検出回路2044によるエッジ方向の検出ルールを説明する図である。
【図18】本発明の一実施形態としての対向エッジ検出回路2045による対向エッジ方向の検出ルールを説明する図である。
【図19】本発明の一実施形態としてのカウンタ2049における画素計数用のウインドウを説明する図である。
【図20】本発明の一実施形態としてのエリアサイズ判定回路906の回路構成を説明する図である。
【図21】本発明の一実施形態としての膨張回路2082からの出力信号を説明する図である。
【図22】本発明の一実施形態としてのエンコーダ2083のエンコードルールを説明する図である。
【図23】本発明の一実施形態としての網点/中間調中の文字検出のためのアルゴリズムを示す図である。
【図24】本発明の一実施形態としての網点/中間調中の文字検出を説明する図である。
【図25】本発明の一実施形態としてスムージング回路104のブロック構成図である。
【図26】本発明の一実施形態としての入力画像の一例を示す図である。
【図27】本発明の一実施形態としての入力画像のスムージング結果の一例を示す図である。
【図28】本発明の一実施形態としてのパターンマッチング回路1002の構造を説明する図である。
【図29】本発明の一実施形態としてのラスタライズされた濃度データのスムージングの一例を示す図である。
【図30】本発明の一実施形態としてのウインドウを用いたスムージングを説明する図である。
【図31】本発明の一実施形態としてのエッジ検出の一例を示す図である。
【符号の説明】
100 制御ユニット
101 外部機器
102 濃度変換回路
103 マスキングUCR回路
104 スムージング回路
105 γ変換回路
106 レーザードライバ
107 像域分離回路
108 エッジ検出回路
109 彩度判定回路
110 太さ判定回路
111 LUT
112 アドオン回路
Claims (9)
- 所定のクロックに同期して入力される画像データを補間する補間手段と、
前記補間手段により補間された画像データの一部のビットに、所定情報を付加する情報付加手段と、
前記補間された画像データについて、前記所定情報が付加されたビットを含む画像データと、付加されていないビットからなる画像データとを、前記所定のクロックのN倍のクロックに従って、交互に出力することにより、解像度を変換する変換手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記補間手段により、8ビットの画像データが16ビットの画像データに補間される場合において、
前記情報付加手段は、下位8ビットの画像データに対して、前記所定情報を付加し、
前記変換手段は、前記所定情報が付加された下位8ビットの画像データと、付加されていない上位8ビットの画像データとを、前記所定のクロックのN倍のクロックに従って、交互に出力することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記所定情報は、前記画像処理装置毎に特定されることを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 入力される画像データのうち、所定の色成分の画像データに対しては、前記情報付加手段によって前記所定情報を付加し、前記変換手段による解像度の変換を禁止することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 前記所定の色成分は、イエローであることを特徴とする請求項4記載の画像処理装置。
- 前記情報付加手段は、前記所定情報をコード化し、そのコードを分割して得られる複数の情報を、それぞれ主走査方向の距離で表わすことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 更に、前記入力画像データに含まれる黒文字・黒線画の検出を行う検出手段を備え、その検出手段の検出結果に応じて、前記補間手段が画像データの補間処理を行うことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 所定のクロックに同期して入力される画像データを補間する補間工程と、
その補間された画像データの一部のビットに、所定情報を付加する情報付加工程と、
前記補間された画像データについて、前記所定情報が付加されたビットを含む画像データと、付加されていないビットから画像データとを、前記所定のクロックのN倍のクロックに従って、交互に出力することにより、解像度を変換する変換工程と、
を備えることを特徴とする画像処理方法。 - 画像処理のプログラムコードを納めたコンピュータ可読メモリであって、
所定のクロックに同期して入力される画像データを補間する補間工程のコードと、
その補間工程により補間された画像データの一部のビットに、所定情報を付加する情報付加工程のコードと、
前記補間された画像データについて、前記所定情報が付加されたビットを含む画像データと、付加されていないビットからなる画像データとを、前記所定のクロックのN倍のクロックに従って、交互に出力することにより、解像度を変換する変換工程のコードと、
を備えることを特徴とするコンピュータ可読メモリ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18002997A JP3715747B2 (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | 画像処理装置及び画像処理方法 |
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JP18002997A JP3715747B2 (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | 画像処理装置及び画像処理方法 |
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