JP3961090B2 - スムージング処理機能を備えた画像処理装置 - Google Patents
スムージング処理機能を備えた画像処理装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は画像の輪郭を滑らかにするスムージング機能を備えた画像処理装置と画像処理方法および画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像処理装置たとえば複写機は、原稿上の画像を光学的に読取り、その読取り画像を像担持体であるところの感光体ドラム上に静電潜像として形成し、その静電潜像を現像剤により顕像化して用紙に転写する。
【０００３】
この複写機の画像処理の一つに、スムージング処理がある。この処理では、先ず画像を所定数の画素からなる画素ブロック単位で順次サンプリングし画素マトリクスが形成され、この画素マトリクスからデータがサンプリング画像データとして提供される。これらサンプリング画像データと予め用意されたルックアップテーブル内の種々の基準画像データいわゆるテンプレート画像データとを比較し（パターンマッチング）、一致した場合にはサンプリング画像データにおける黒色画像の輪郭部（座標値）を求めてその輪郭部に黒色画素または白色画素のデータを適宜に付加することで、輪郭部の“ぎざぎざ”いわゆるジャギーの目立たない滑らかな画像が得られる。
【０００４】
このスムージング処理によって得られる画像の例を図２１に示している。また、スムージング処理の例として特開平7-57102 号公報に示されるものがある。
【０００５】
ただし、スムージング処理は、文字画像に対しては適切であるが、階調変化を有する写真画像に対しては中間調濃度が微妙に変化して画質劣化を生じるため不適切である。
【０００６】
そこで、処理対象の画像の文字領域と写真領域を識別し（像域識別という）、写真領域に対してはスムージング処理を施さない処理が一般に採用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
画像が誤差拡散法などの擬似階調化手段によって２値化されたものである場合、写真領域中に現れる、数個の黒色画素が集合してできた極めて小さな島状領域が、文字（点）として誤って認識されることが多い。
【０００８】
この場合、写真領域に対し不要にもスムージング処理が施されることになり、写真領域の画質劣化が避けられない状況となる。
【０００９】
すなわち、誤差拡散処理では、複数の画素の平均的な濃度（面積階調という）により中間調を表現している。そのため誤差拡散処理を行った写真領域に対してスムージング処理を施すと、複数の画素の平均で表現している濃度値が微妙に変化し写真画像としての画質が劣化する。たとえば、図２２に示すように、中間調画像に点状のノイズ模様が現われる。この点状のノイズ模様は、図２３に示すように、所定数（図では４個）の画素で表わされるはずの画像部分に、新たな画素が加わることで生じる。
【００１０】
この発明は上記の事情を考慮したもので、その目的とするところは、画像の写真領域などに対する不要なスムージング処理を確実に防止して画質劣化を回避できる画像処理装置または画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
またこの発明は、画像の写真領域などに対する不要なスムージング処理を確実に防止して画質劣化を回避できる画像処理方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像処理装置は、画像データから構成される画像の輪郭を滑らかにするスムージング手段と、入力画像データを所定数の画素ずつ順次サンプリングし画素マトリクスを形成し、この画素マトリクスの画像データをサンプリング画像データとして提供するマトリクス形成手段と、前記マトリクス形成手段から提供される前記サンプリング画像データの黒色画像の輪郭を検出する検出手段と、前記検出手段で検出される黒色画像の輪郭をなす輪郭点の数が所定個数以下で、しかもこれらを結ぶラインの起点と終点とが一致する条件が成立するとき、サンプリング画像データに所定面積以下の島状領域があることを識別する識別手段と、前記識別手段の識別結果が島状領域なしのとき前記スムージング手段により処理された画像を選択し、前記識別結果が島状領域ありのとき、前記マトリクス形成手段のサンプリング画像データを選択し、出力するデータ切換手段を具備する。
【００１３】
上記所定数以下の画素の集合により構成される特定領域は写真画像内の領域として処理され、この領域に対してスムージング処理は施されない。
【００１５】
本発明の画像処理装置は更に、前記マトリクス形成手段から提供されるサンプリング画像データが文字領域か写真領域か判断する像域判断手段を具備する。前記データ切換手段は、前記識別手段の識別結果が島状領域がなく、前記像域判断手段の判断結果が文字領域であると判断されたとき、前記スムージング手段が処理した画像を選択し、それ以外のとき前記マトリクス形成手段から提供されるサンプリング画像データを選択し出力する手段を有する。従ってこの像域判断手段により文字領域と判断された領域であっても、前記識別手段により島状領域があると識別された領域は、スムージング処理が行われない。
【００１６】
更に又、本発明の画像形成方法は、入力画像データを順次サンプリングして画素マトリクスを形成し、この画素マトリクスの画像データをサンプリング画像データとして提供するマトリクス形成ステップと、前記マトリクス形成ステップにより提供されるサンプリング画像データと予め用意された複数のテンプレート画像とを比較し、一致したテンプレート番号を提供する比較ステップと、前記比較ステップにより提供される前記一致画像の輪郭を構成する輪郭点の座標値を検出するステップと、前記検出ステップで検出された輪郭に黒色画素または白色画素を適宜付加し、輪郭の滑らかな画像を提供するスムージングステップと、前記検出ステップで検出される黒色画像の輪郭をなす輪郭点の数が所定個数以下で、しかもこれらを結ぶラインの起点と終点とが一致する条件が成立するとき、サンプリング画像データに所定面積以下の島状領域があることを識別する識別ステップと、前記マトリクス形成ステップから提供されるサンプリング画像データが文字領域か写真領域か判断する像域判断ステップと、前記識別ステップの識別結果が島状領域なしで、前記像域判断ステップの判断結果が文字領域であるとき、前記スムージングステップで処理された画像を選択し、それ以外のとき前記マトリクス形成ステップにより提供されるサンプリング画像データを選択し出力するステップとを具備する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明する。まず、図２は画像処理装置たとえば電子複写機の構成を示している。
【００１８】
本体１の上部に原稿載置用の原稿台（ガラス板）２があって、その原稿台２の上に原稿台カバー３が開閉自在に設けられる。原稿台２には原稿４が適宜にセットされる。
【００１９】
本体１内の上部に、露光系１０が設けられる。この露光系１０は、原稿台２の下面に対向して設けられた露光手段たとえば露光ランプ１１、第１ないし第３の反射ミラー１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、変倍用レンズブロック１３、および画像信号出力手段たとえばＣＣＤ型のラインセンサ（以下、ＣＣＤセンサと称する）１４により構成される。
【００２０】
露光ランプ１１は移動手段であるところのキャリッジ（ＣＲＧ）１５に設けられて往復動が自在となっており、キャリッジ１５の図示右方向への往動と露光ランプ１１の発光とにより、原稿台２の全面にわたって露光走査が行なわれる。この露光走査により、原稿台２に載置される原稿４の反射光像が得られ、それが上記各反射ミラーおよび変倍用レンズブロック１３によってＣＣＤセンサ１４に投影される。ＣＣＤセンサ１４は、受光量に対応するレベルの画像信号を出力する。この画像信号は、レーザユニット２０に送られる。
【００２１】
本体１内の略中央部に、像担持体として、矢印方向への回転が自在な感光体ドラム３０が設けられる。この感光体ドラム３０の周囲に、帯電チャージャ３１、上記レーザユニット２０、現像器３２、転写チャージャ３３、剥離チャージャ ３４、剥離ツメ３５、クリーナ３７、除電ランプ３８が順次に配設される。
【００２２】
レーザユニット２０は、半導体レーザ素子（図示しない）から発せられるレーザビームに集束性を与えて概ね円形の断面形状を有するレーザビームに変換する第１レンズ、この第１レンズを経たレーザビームを感光体ドラム３０の軸方向に沿って偏向させるレーザ偏向装置２１、このレーザ偏向装置２１にて偏向されたレーザビームを感光体ドラム３０上に順次結像させるためにレーザビームの偏向角と感光体ドラム３０上における光軸からビームが結像されるべき位置までの距離を一致させる結像レンズ２２、およびこの結像レンズ２２を経たレーザビームを感光体ドラム３０上に案内するミラー２３などを有する。
【００２３】
帯電チャージャ３１は、帯電高圧トランス（図示しない）から供給される高電圧をコロナワイヤによって感光体ドラム３０に印加することにより、感光体ドラム３０の表面に静電荷を帯電させる。
【００２４】
この帯電と、感光体ドラム３０に対するレーザユニット２０のレーザビームによる結像とにより、感光体ドラム３０上に静電潜像が形成される。
【００２５】
現像器３２は、非磁性のトナーと磁性のキャリアとからなる２成分現像剤を収容するとともに、その現像剤を感光体ドラム３０に供給するための現像ローラ ３２ａを有する。
【００２６】
現像ローラ３２ａは、現像剤を外周にて保持しつつ、負に帯電されたトナーのみを感光体ドラム３０上の静電潜像に付着させる。この付着により、感光体ドラム３０上の静電潜像が顕像化される。この現像を行うために、現像ローラ３２ａおよび現像剤に対し、現像バイアス発生回路（図示しない）から所定レベルの現像バイアス電圧が印加される。
【００２７】
また、現像ローラ３２ａは、円周方向にＳ極およびＮ極が配置されマグネットローラと、このマグネットローラの周囲を矢印方向に回転する非磁性のスリーブとから構成される。このスリーブ上に、かつマグネットローラの磁力線に沿うように、キャリアの穂（穂立ち）が形成される。このキャリアの穂に鏡像力にて卜ナーが付着し、その卜ナーが、感光体ドラム３０と現像ローラ３２ａとが対向する現像位置で、かつ現像バイアス電圧と感光体ドラム３０の表面電位とで形成される電界により、感光体ドラム３０側に移行する。
【００２８】
本体１内の底部に、給紙手段として複数の給紙カセット４０が設けられる。これら給紙カセット４０には、画像形成媒体として、互いに異なるサイズのコピー用紙が多数枚収容されている。後述するコントロールパネル（操作盤）123 におけるコピーキーのオン操作に応じて、かつ原稿サイズセンサ（図示しない）の検知結果に応じて、各給紙カセット４０のいずれか一つからピックアップローラ （図示しない）によりコピー用紙が一枚ずつ取出される。取出されたコピー用紙は、搬送ローラ４１によってアライニングローラ４２に送られ、そこで感光体ドラム３０の回転を待つことになる。
アライニングローラ４２は、コピー用紙の傾きを補正するとともに、感光体ドラム３０上のトナー像の先端とコピー用紙の先端とを整合させ、さらに感光体ドラム３０における外周面の移動速度と同じ速度でコピー用紙の給送を行う。なお、アライニングローラ４２の近傍には、アライニングローラ４２の動作タイミングの制御用として、コピー用紙の先端を検知するためのアライニングスイッチ（図示しない）が配置される。
【００２９】
転写チャージャ３３は、転写高圧トランス（図示しない）から供給される高電圧を、感光体ドラム３０の回転に同期してアライニングローラ４２から送り込まれるコピー用紙に印加することにより、感光体ドラム３０上の顕像（トナー）をコピー用紙に転写する。
【００３０】
剥離チャージャ３４は、剥離高圧トランス（図示しない）から供給される高電圧をコロナワイヤによってコピー用紙に印加することにより、感光体ドラム３０からコピー用紙を剥離する。
【００３１】
剥離ツメ３５は、剥離チャージャ３４によるコピー用紙の剥離を補助する働きをする。
【００３２】
クリーナ３７は、感光体ドラム３０の表面に残つた未転写トナーを掻き落として回収する。回収されるトナーはトナー回収装置（図示しない）に集められ、所定量に達するたびに廃却される。
【００３３】
除電ランプ３８は、光源ドライバ（図示しない）から供給される電圧により発光動作し、感光体ドラム３０に残る残存電位を除去する。
【００３４】
上記剥離チャージャ３４で剥離されるコピー用紙は、搬送ベルト４３によって定着器（ヒートローラ）４４に送られる。定着器４４は、コピー用紙に転写された顕像を加熱／圧着することでコピー用紙に定着させる。
【００３５】
定着の済んだコピー用紙は排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６へ排出される。排紙ローラ４５の近傍には、排紙スイッチ（図示しない）が配置されており、この排紙スイッチがコピー用紙の後端を検知することで、コピー用紙に対する画像形成動作が完了したことになる。
【００３６】
当該電子複写機の制御を行なう制御回路を図３に示す。
【００３７】
主ＣＰＵ（中央処理装置）111 に、通信ラインを介してコンパネＣＰＵ112 、スキャナＣＰＵ113 、プリンタＣＰＵ114 が接続される。主ＣＰＵ111 は、これらコンパネＣＰＵ112 、スキャナＣＰＵ113 、プリンタＣＰＵ114 を統括的に制御し、複写の全般にわたる制御を行なう。
【００３８】
コンパネＣＰＵ112 に、ＲＯＭ（リ−ド・オンリ・メモリ）121 、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）122 、コントロールパネル（操作盤）123 が接続される。コンパネＣＰＵ112 は、コンパネ123 上のスイッチ（倍率や用紙サイズを設定するためのスイッチを含む）の操作の検知、ＬＥＤの点灯、消灯、表示器の制御等を行う。
【００３９】
スキャナＣＰＵ113 に、ＲＯＭ131 、ＲＡＭ132 、モータ・ソレノイドなどメカコン等の制御部133 、ＡＤＦ（オートドキュメントフィーダ）134 、エディタ（座標入力装置）135 、上記ＣＣＤセンサ１４から出力されるアナログの画像信号を例えば８ビットの画像データに変換するＡ／Ｄ回路（アナログ・デジタル変換回路）137 、シェーディング補正回路（ＳＨＤ）回路138 、ラインメモリ139 が接続される。制御部133 にはキャリッジ４０を副走査方向において動かすためのパルスモ−タが接続される。さらに、スキャナＣＰＵ113 に、ランプレギュレータ136 を介して露光ランプ１１が接続される。
【００４０】
プリンタＣＰＵ114 に、モータ・ソレノイド・スイッチなどメカコン等の制御部141 、ＲＡＭ142 、ＲＯＭ143 、ＬＣＦ（ラージカセットフィーダ）144 、ソータ145 、レ−ザユニット２０を駆動するためのレ−ザドライブ147 およびレーザ変調回路148 が接続される。
【００４１】
さらに、主ＣＰＵ111 に、ＲＯＭ151 、ＲＡＭ152 、スキャナ部103 で読取ったデータをどこへ送るか、プリンタエンジンへはどのデータを送るのかの切り替えとバッファリングを行なうデータ切り替え及びバッファメモリ回路153 、画像データに対し画像的な処理を行なう画像処理回路154 、画像データの圧縮伸長を行なう圧縮・伸長回路155 、圧縮・伸長回路155 で圧縮されたデータを蓄える圧縮メモリ156 、ハードディスクドライブ・光ディスクドライブ・ファクシミリ・アダプタとのインタフェースを行なうＩ／Ｆコントローラ回路157 、ディスプレイ158 に表示する画像データを記憶するめのディスプレイメモリ回路159 、パソコン160 からのコードデータを画像データに展開するためのプリンタコントローラ回路161 、画像データをページごとに蓄えるページメモリ回路162 、ディスプレイ158 にコードデータを展開するためのディスプレイフォントＲＯＭ163 、ページメモリ回路162 上にコードデータを展開するためのプリントフォントＲＯＭ164 が接続される。
【００４２】
101 は基本処理部、102 はコントロ−ルパネル、103 はスキャナ部、104 はプリンタエンジンである。
【００４３】
このような構成の制御回路において、画像処理回路154 内 に図１に示す本発明によるスムージング処理回路154a が設けられる。
【００４４】
スムージング処理回路154aは、マトリクス形成部201 、輪郭点抽出部202 、像域識別部205 、スムージング部206 、島状領域識別部207 、画像データ切換部208 からなる。輪郭点抽出部202 は、テンプレート回路203 および座標値出力回路204 からなる。
【００４５】
マトリクス形成部201 は、図４に示すように、５ライン分のラインメモリと、マトリクス配列された複数個のフリップフロップ回路（F/F ）とで構成され、所定数（ｉ×ｊ）の入力画像データを用いてｍ×ｎの画素マトリクスを形成する。この画素マトリクスは走査方向に１ビットづつシフトされ、サンプリング画像データとして後段の回路で参照される。サンプリング画像データの中心位置の画素データは、注目画素201aとして指定される。
【００４６】
テンプレート回路203 は、図５に示すように、各々異なるパターンの多数のテンプレート（1,2,…ｍ：ｍは例えば６４）をルックアップテーブルとして有し、各テンプレートには図４のマトリクス形成部２０１の出力が接続されている。テンプレート回路203 は各テンプレート画像データと上記マトリクス形成部201 からのサンプリング画像データとを比較（パターンマッチング）し、一致した場合、そのテンプレートからの出力が「１」となる。不一致の場合は「０」を出力する。図６はテンプレートの一例（テンプレートｋ）を示す。このテンプレートｋに例えば後述の図１４に示すデータが入力されると、テンプレートｋは「１」を出力する。 尚、一致するテンプレートは１つのみであるため、出力信号の「１」を出力するものも１つのみである。
【００４７】
座標値出力回路204 は、図７に示すように、Ｐ1 座標値出力回路ないしＰn 座標値出力回路を有し、各座標値出力回路には図５のテンプレート回路203 の出力（ｍビット）が接続されている。座標値出力回路204 はテンプレート回路203 の比較においてサンプリング画像データが各テンプレート画像データのいずれかに一致したとき、サンプリング画像データにおける黒色画像の輪郭を検出する検出手段として機能するもので、その輪郭をなす画素（輪郭点Ｐ1 ，Ｐ2 ，…Ｐn ）の X-Y座標値（Ｐ1X，Ｐ1Y ）、（Ｐ2X ，Ｐ2Y ）、…（ＰnX，ＰnY）を検出し出力する。輪郭をなす各画素の中心は輪郭点と呼ばれる。ここでｎはマトリクスサイズの一辺の画素数に対応し、本実施例の場合、５×５のマトリクスであるので、ｎ＝５となる。
【００４８】
図８はＰｎ座標値出力回路の例を示す。Ｘ座標用セレクタ及びＹ座標用セレクタはテーブルで構成されており、ｍビットの入力パターンに応じてＬビットの信号として出力する。このＬビットは以下の式を満足する。
【００４９】
２（Ｌ−１）≦例えばｎ＜２Ｌ
例えば、本実施例の５×５マトリクスデータの場合、上述の通りｎ＝５なので、３ビットの信号で出力される。後述される図１４の例では、Ｐ１はＰ1X＝４、Ｐ1Y ＝３、Ｐ２はＰ２ X ＝４、Ｐ２ Y ＝２、Ｐ３はＰ３ X ＝３、Ｐ３ Y 、Ｐ４はＰ４ X ＝３、Ｐ４ Y ＝４、Ｐ５はＰ５ X ＝４、Ｐ５ Y ＝３を出力する。
図１の像域識別部205 は、上記マトリクス形成部201 のサンプリング画像データが文字領域か写真領域か識別する（識別結果Ｃ2 ）。
【００５０】
スムージング部206 は、座標値出力回路204 から出力される黒色画像の輪郭点の X-Y座標値に基づき、その黒色画像の輪郭部に黒色画素または白色画素のデータを適宜付加し、輪郭部の“ぎざぎざ”いわゆるジャギーの目立たない滑らかな画像データを作成する。
【００５１】
島状領域識別部207 は、サンプリング画像データ中のたとえば写真領域に含まれるような所定数以下の黒色画素が集合してできた特定領域たとえば小さな島状領域（写真画像内の点）を識別する。島状領域識別部207 は、輪郭点の連結状態を判定する。島状領域識別部207 は図９に示すように、Ｘ座標用とＹ座標用の二つのコンパレータで構成され、座標値出力回路204 から出力される黒色画像の輪郭点の連結状態、即ち輪郭点の起点と終点が一致するか判定する。
【００５２】
一致した場合コンパレータは「１」を、逆に不一致の場合「０」を出力する。両方のコンパレータが「１」を出力した場合のみＣ１は「０」を出力することになる。従って島状領域識別部207 は、Ｐ1X＝ＰnXかつＰ1Y＝ＰnYの条件が満足されるとき、所定個数（たとえば５個）で構成される輪郭点があるのを示すことになるので、対応する黒色画素の集合を島状領域であると識別する（識別結果Ｃ1 ）。尚、上記所定個数は誤差拡散処理によって形成された原稿内の島状領域の大きさとスキャナの解像力とによって決められる値であり、５個に限られるものではない。又、４及び５個の両方を島状領域として判断したい場合には、図１０のように、連結状態判定部を複数設ければよい。
【００５３】
画像データ切換部208 は、図１１に示すように、セレクタを有し、マトリクス形成部201 のサンプリング画像データＡとスムージング部206 の処理済み画像データＢのいずれか一方を、島状領域識別部207 および像域識別部205 の識別結果Ｃ1 ，Ｃ2 に応じて選択的に出力する（出力画像データＤ）。
【００５４】
次に、本発明によるスムージング処理回路154aの動作を図１２を参照して詳述する。
【００５５】
入力画像データは、マトリクス形成部201 に供給され、そこで所定数（ｉ×ｊ）の画素ずつ順次にマトリクス状に取り込まれ、サンプリング画像データとして保持される（ステップＳ１）。
【００５６】
マトリクス形成部201 のサンプリング画像データは像域識別部205 に供給されており、そこでサンプリング画像データ内の文字領域と写真領域とが識別される（ステップＳ２）。この識別結果は画像データ切換部208 に供給される。
【００５７】
マトリクス形成部201 のサンプリング画像データは又、テンプレート回路２０３及び画像データ切替え部（ステップＳ１０）に供給され、サンプリング画像データとテンプレート回路 203 におけるルックアップテーブルの各テンプレート画像データとが比較される（ステップＳ３）。この比較において、サンプリング画像データが各テンプレート画像データのいずれか（例えばテンプレートｋ）に一致すると（ステップＳ４）、サンプリング画像データにおける黒色画像のｎ個の輪郭点Ｐ1 ，…Ｐn の X-Y座標値Ｐ1X・Ｐ1Y、…ＰnX・ＰnYが座標値出力回路204 から出力される（ステップＳ５）。
【００５８】
こうして、 座標値出力回路204 からX-Y 座標値が出力されると、その X-Y座標値に基づくスムージング処理がスムージング部206 で実行される（ステップＳ６）。つまり、黒色画像の輪郭部に黒色画素または白色画素のデータが適宜に付加されて、輪郭部の“ぎざぎざ”いわゆるジャギーの目立たない滑らかな画像データが作られる。この画像データが画像データ切換部 208 に供給される。
【００５９】
一方、座標値出力回路204 から出力されるX-Y 座標値は島状領域識別部207 にも供給されており、そこで座標値出力回路204 から出力される黒色画像の輪郭点の X-Y座標値に基づいて、サンプリング画像データ中の島状領域が識別される（ステップＳ７−Ｓ９）。
【００６０】
島状領域を有するサンプリング画像データの例を図１３に示す。黒色画素の集団から離れて存在する数個の黒色画素の集合体が島状領域であり、楕円で囲んで示している。このサンプリング画像データに対しては、島状領域識別部207 において図１４に示す処理が実行される。
【００６１】
すなわち、これら輪郭点を結ぶラインの起点Ｐ1 と終点Ｐ5 とが一致する条件が成立している。ここで輪郭点とは黒色画素の集団をループ状に結ぶラインを構成する各点を示す。
【００６２】
Ｐ1 (X=4,Y=3) 、 Ｐ2 (X=4,Y=2) 、 Ｐ3 (X=3,Y=3) 、
Ｐ4 (X=3,Y=4) 、 Ｐ5 (X=4,Y=3)
このように、これら輪郭点を結ぶラインの起点と終点とが一致する条件が成立する場合、所定個数以下の輪郭点で構成された島状領域ありの識別結果が出る。この識別結果は画像データ切換部208 に供給される。
【００６３】
図１３では島状領域から離れた位置の黒色画素の集団についても輪郭点が存在するが、これら輪郭点は各輪郭点を結ぶラインの起点と終点とが一致しないため、島状領域なしの識別結果が出る。
【００６４】
画像データ切換部208 では、マトリクス形成部201 で構成されたサンプリング画像データＡとスムージング部206 でスムージング処理された画像データＢのうち、一方の画像データが図１５のように像域識別部205 および島状領域識別部207 の識別結果に応じて選択され出力される（ステップＳ１１）。
【００６５】
たとえば、像域識別部205 の識別結果が写真領域の場合には、島状領域識別部207 の識別結果にかかわらず、マトリクス形成部201 のサンプリング画像データＡが選択され出力される。
【００６６】
像域識別部205 の識別結果が文字領域で、島状領域識別部 207 の識別結果が島状領域なしの場合、スムージング部206 の処理済み画像データＢが選択出力される。
【００６７】
像域識別部205 の識別結果が文字領域であっても、島状領域識別部207 の識別結果が島状領域ありの場合には、マトリクス形成部201 のサンプリング画像データが選択出力される。
【００６８】
つまり、写真領域中に現れる小さな島状領域が像域識別部２０５で文字として誤認識される状況であっても、島状領域ありが識別されることで、不要なスムージング処理画像を避けることができる。これにより、誤差拡散画像の中間調濃度を損なわない画像処理を提供し、写真領域の画質劣化を回避できる。
【００６９】
図１６はサンプリング画像データとテンプレート画像データのパターンマッチングの例を示している。この例では、図１７に示すように、黒色画素の集合体に５個以下の輪郭点Ｐ1 ，…Ｐ5 があって、しかもこれら輪郭点を結ぶラインの起点と終点とが一致している。
【００７０】
Ｐ1 (X=3,Y=3) ＝Ｐ3 ＝Ｐ5 、 Ｐ2 (X=4,Y=2) 、 Ｐ4 (X=3,Y=4)
識別結果は島状領域ありとなる。
【００７１】
また、図１８のパターンマッチング例では、図１９に示すように、黒色画素の集合体に５個以下の輪郭点Ｐ1 ，…Ｐ5 があるものの、これら輪郭点を結ぶラインの起点と終点とが一致していない。
【００７２】
Ｐ1 (X=5,Y=2) 、 Ｐ2 (X=4,Y=2) 、 Ｐ3 (X=3,Y=3) 、
Ｐ4 (X=2,Y=4) 、 Ｐ5(X=2,Y=5)、
識別結果は島状領域なしとなる。
【００７３】
このように、輪郭点の座標値に基づいて島状領域を識別し、かつその識別を像域識別処理と併用することにより、誤差拡散画像の中間調濃度を損なわない画像処理が実現できる。従って、図２０に示すように濃度値が微妙に変化する中間調画像に対し不要なスムージング処理を回避し、図２２に示すような点状のノイズ模様など全くない良好な画質を得ることができる。
【００７４】
なお、上記実施例では、島状領域を識別するための画素数を５個としたが、その個数に限定はなく、サンプリング画像データの画素数などに応じて適宜に設定可能である。
【００７５】
その他、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【００７６】
【発明の効果】
即ち、この発明によれば、画像の輪郭をなす複数の画素の相互関係に基づき、その画像中に所定数以下の画素の集合による特定領域があるか否か識別し、この識別結果に応じてスムージング処理が許容または禁止される。従って、画像の写真領域などに対する不要なスムージング処理を確実に防止して画質劣化を回避できる画像処理装置及び方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るスムージング処理回路のブロック図。
【図２】本発明が適用される画像形成装置の内部機構の構成を示す断面図。
【図３】図２に示す装置の制御回路のブロック図。
【図４】図１におけるマトリクス形成部の具体的なブロック図。
【図５】図１におけるテンプレート回路の具体的なブロック図。
【図６】テンプレートの一例を示す.
【図７】図１における座標値出力回路の具体的なブロック図。
【図８】Ｐｎ座標値出力回路の例を示す。
【図９】図１における島状領域識別部の部分的ブロック図。
【図１０】図１における島状領域識別部の他の部分的ブロック図。
【図１１】図１における画像データ切換部の具体的なブロック図。
【図１２】同実施例における島状領域識別部の動作を説明するための図。
【図１３】同実施例におけるサンプリング画像データの例を示す図。
【図１４】同実施例におけるサンプリング画像データの例を示す図。
【図１５】データ切換え部の動作を説明するための図。
【図１６】同実施例におけるサンプリング画像データとテンプレート画像データのパターンマッチングの例を示す図。
【図１７】図１６のパターンマッチングの場合の各輪郭点の相互関係を示す図。
【図１８】同実施例におけるサンプリング画像データとテンプレート画像データのパターンマッチングの他の例を示す図。
【図１９】図１８のパターンマッチングの場合の各輪郭点の相互関係を示す図。
【図２０】同実施例の作用を濃度値が微妙に変化する写真画像を例として示した図。
【図２１】一般的なスムージング処理によって得られる画像の例を示す図。
【図２２】一般的なスムージング処理によって写真画像に点状のノイズ模様が現われた状態を示す図。
【図２３】図２２において点状のノイズが生じる様子を説明するための図。
【発明の属する技術分野】
この発明は画像の輪郭を滑らかにするスムージング機能を備えた画像処理装置と画像処理方法および画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像処理装置たとえば複写機は、原稿上の画像を光学的に読取り、その読取り画像を像担持体であるところの感光体ドラム上に静電潜像として形成し、その静電潜像を現像剤により顕像化して用紙に転写する。
【０００３】
この複写機の画像処理の一つに、スムージング処理がある。この処理では、先ず画像を所定数の画素からなる画素ブロック単位で順次サンプリングし画素マトリクスが形成され、この画素マトリクスからデータがサンプリング画像データとして提供される。これらサンプリング画像データと予め用意されたルックアップテーブル内の種々の基準画像データいわゆるテンプレート画像データとを比較し（パターンマッチング）、一致した場合にはサンプリング画像データにおける黒色画像の輪郭部（座標値）を求めてその輪郭部に黒色画素または白色画素のデータを適宜に付加することで、輪郭部の“ぎざぎざ”いわゆるジャギーの目立たない滑らかな画像が得られる。
【０００４】
このスムージング処理によって得られる画像の例を図２１に示している。また、スムージング処理の例として特開平7-57102 号公報に示されるものがある。
【０００５】
ただし、スムージング処理は、文字画像に対しては適切であるが、階調変化を有する写真画像に対しては中間調濃度が微妙に変化して画質劣化を生じるため不適切である。
【０００６】
そこで、処理対象の画像の文字領域と写真領域を識別し（像域識別という）、写真領域に対してはスムージング処理を施さない処理が一般に採用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
画像が誤差拡散法などの擬似階調化手段によって２値化されたものである場合、写真領域中に現れる、数個の黒色画素が集合してできた極めて小さな島状領域が、文字（点）として誤って認識されることが多い。
【０００８】
この場合、写真領域に対し不要にもスムージング処理が施されることになり、写真領域の画質劣化が避けられない状況となる。
【０００９】
すなわち、誤差拡散処理では、複数の画素の平均的な濃度（面積階調という）により中間調を表現している。そのため誤差拡散処理を行った写真領域に対してスムージング処理を施すと、複数の画素の平均で表現している濃度値が微妙に変化し写真画像としての画質が劣化する。たとえば、図２２に示すように、中間調画像に点状のノイズ模様が現われる。この点状のノイズ模様は、図２３に示すように、所定数（図では４個）の画素で表わされるはずの画像部分に、新たな画素が加わることで生じる。
【００１０】
この発明は上記の事情を考慮したもので、その目的とするところは、画像の写真領域などに対する不要なスムージング処理を確実に防止して画質劣化を回避できる画像処理装置または画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
またこの発明は、画像の写真領域などに対する不要なスムージング処理を確実に防止して画質劣化を回避できる画像処理方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像処理装置は、画像データから構成される画像の輪郭を滑らかにするスムージング手段と、入力画像データを所定数の画素ずつ順次サンプリングし画素マトリクスを形成し、この画素マトリクスの画像データをサンプリング画像データとして提供するマトリクス形成手段と、前記マトリクス形成手段から提供される前記サンプリング画像データの黒色画像の輪郭を検出する検出手段と、前記検出手段で検出される黒色画像の輪郭をなす輪郭点の数が所定個数以下で、しかもこれらを結ぶラインの起点と終点とが一致する条件が成立するとき、サンプリング画像データに所定面積以下の島状領域があることを識別する識別手段と、前記識別手段の識別結果が島状領域なしのとき前記スムージング手段により処理された画像を選択し、前記識別結果が島状領域ありのとき、前記マトリクス形成手段のサンプリング画像データを選択し、出力するデータ切換手段を具備する。
【００１３】
上記所定数以下の画素の集合により構成される特定領域は写真画像内の領域として処理され、この領域に対してスムージング処理は施されない。
【００１５】
本発明の画像処理装置は更に、前記マトリクス形成手段から提供されるサンプリング画像データが文字領域か写真領域か判断する像域判断手段を具備する。前記データ切換手段は、前記識別手段の識別結果が島状領域がなく、前記像域判断手段の判断結果が文字領域であると判断されたとき、前記スムージング手段が処理した画像を選択し、それ以外のとき前記マトリクス形成手段から提供されるサンプリング画像データを選択し出力する手段を有する。従ってこの像域判断手段により文字領域と判断された領域であっても、前記識別手段により島状領域があると識別された領域は、スムージング処理が行われない。
【００１６】
更に又、本発明の画像形成方法は、入力画像データを順次サンプリングして画素マトリクスを形成し、この画素マトリクスの画像データをサンプリング画像データとして提供するマトリクス形成ステップと、前記マトリクス形成ステップにより提供されるサンプリング画像データと予め用意された複数のテンプレート画像とを比較し、一致したテンプレート番号を提供する比較ステップと、前記比較ステップにより提供される前記一致画像の輪郭を構成する輪郭点の座標値を検出するステップと、前記検出ステップで検出された輪郭に黒色画素または白色画素を適宜付加し、輪郭の滑らかな画像を提供するスムージングステップと、前記検出ステップで検出される黒色画像の輪郭をなす輪郭点の数が所定個数以下で、しかもこれらを結ぶラインの起点と終点とが一致する条件が成立するとき、サンプリング画像データに所定面積以下の島状領域があることを識別する識別ステップと、前記マトリクス形成ステップから提供されるサンプリング画像データが文字領域か写真領域か判断する像域判断ステップと、前記識別ステップの識別結果が島状領域なしで、前記像域判断ステップの判断結果が文字領域であるとき、前記スムージングステップで処理された画像を選択し、それ以外のとき前記マトリクス形成ステップにより提供されるサンプリング画像データを選択し出力するステップとを具備する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明する。まず、図２は画像処理装置たとえば電子複写機の構成を示している。
【００１８】
本体１の上部に原稿載置用の原稿台（ガラス板）２があって、その原稿台２の上に原稿台カバー３が開閉自在に設けられる。原稿台２には原稿４が適宜にセットされる。
【００１９】
本体１内の上部に、露光系１０が設けられる。この露光系１０は、原稿台２の下面に対向して設けられた露光手段たとえば露光ランプ１１、第１ないし第３の反射ミラー１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、変倍用レンズブロック１３、および画像信号出力手段たとえばＣＣＤ型のラインセンサ（以下、ＣＣＤセンサと称する）１４により構成される。
【００２０】
露光ランプ１１は移動手段であるところのキャリッジ（ＣＲＧ）１５に設けられて往復動が自在となっており、キャリッジ１５の図示右方向への往動と露光ランプ１１の発光とにより、原稿台２の全面にわたって露光走査が行なわれる。この露光走査により、原稿台２に載置される原稿４の反射光像が得られ、それが上記各反射ミラーおよび変倍用レンズブロック１３によってＣＣＤセンサ１４に投影される。ＣＣＤセンサ１４は、受光量に対応するレベルの画像信号を出力する。この画像信号は、レーザユニット２０に送られる。
【００２１】
本体１内の略中央部に、像担持体として、矢印方向への回転が自在な感光体ドラム３０が設けられる。この感光体ドラム３０の周囲に、帯電チャージャ３１、上記レーザユニット２０、現像器３２、転写チャージャ３３、剥離チャージャ ３４、剥離ツメ３５、クリーナ３７、除電ランプ３８が順次に配設される。
【００２２】
レーザユニット２０は、半導体レーザ素子（図示しない）から発せられるレーザビームに集束性を与えて概ね円形の断面形状を有するレーザビームに変換する第１レンズ、この第１レンズを経たレーザビームを感光体ドラム３０の軸方向に沿って偏向させるレーザ偏向装置２１、このレーザ偏向装置２１にて偏向されたレーザビームを感光体ドラム３０上に順次結像させるためにレーザビームの偏向角と感光体ドラム３０上における光軸からビームが結像されるべき位置までの距離を一致させる結像レンズ２２、およびこの結像レンズ２２を経たレーザビームを感光体ドラム３０上に案内するミラー２３などを有する。
【００２３】
帯電チャージャ３１は、帯電高圧トランス（図示しない）から供給される高電圧をコロナワイヤによって感光体ドラム３０に印加することにより、感光体ドラム３０の表面に静電荷を帯電させる。
【００２４】
この帯電と、感光体ドラム３０に対するレーザユニット２０のレーザビームによる結像とにより、感光体ドラム３０上に静電潜像が形成される。
【００２５】
現像器３２は、非磁性のトナーと磁性のキャリアとからなる２成分現像剤を収容するとともに、その現像剤を感光体ドラム３０に供給するための現像ローラ ３２ａを有する。
【００２６】
現像ローラ３２ａは、現像剤を外周にて保持しつつ、負に帯電されたトナーのみを感光体ドラム３０上の静電潜像に付着させる。この付着により、感光体ドラム３０上の静電潜像が顕像化される。この現像を行うために、現像ローラ３２ａおよび現像剤に対し、現像バイアス発生回路（図示しない）から所定レベルの現像バイアス電圧が印加される。
【００２７】
また、現像ローラ３２ａは、円周方向にＳ極およびＮ極が配置されマグネットローラと、このマグネットローラの周囲を矢印方向に回転する非磁性のスリーブとから構成される。このスリーブ上に、かつマグネットローラの磁力線に沿うように、キャリアの穂（穂立ち）が形成される。このキャリアの穂に鏡像力にて卜ナーが付着し、その卜ナーが、感光体ドラム３０と現像ローラ３２ａとが対向する現像位置で、かつ現像バイアス電圧と感光体ドラム３０の表面電位とで形成される電界により、感光体ドラム３０側に移行する。
【００２８】
本体１内の底部に、給紙手段として複数の給紙カセット４０が設けられる。これら給紙カセット４０には、画像形成媒体として、互いに異なるサイズのコピー用紙が多数枚収容されている。後述するコントロールパネル（操作盤）123 におけるコピーキーのオン操作に応じて、かつ原稿サイズセンサ（図示しない）の検知結果に応じて、各給紙カセット４０のいずれか一つからピックアップローラ （図示しない）によりコピー用紙が一枚ずつ取出される。取出されたコピー用紙は、搬送ローラ４１によってアライニングローラ４２に送られ、そこで感光体ドラム３０の回転を待つことになる。
アライニングローラ４２は、コピー用紙の傾きを補正するとともに、感光体ドラム３０上のトナー像の先端とコピー用紙の先端とを整合させ、さらに感光体ドラム３０における外周面の移動速度と同じ速度でコピー用紙の給送を行う。なお、アライニングローラ４２の近傍には、アライニングローラ４２の動作タイミングの制御用として、コピー用紙の先端を検知するためのアライニングスイッチ（図示しない）が配置される。
【００２９】
転写チャージャ３３は、転写高圧トランス（図示しない）から供給される高電圧を、感光体ドラム３０の回転に同期してアライニングローラ４２から送り込まれるコピー用紙に印加することにより、感光体ドラム３０上の顕像（トナー）をコピー用紙に転写する。
【００３０】
剥離チャージャ３４は、剥離高圧トランス（図示しない）から供給される高電圧をコロナワイヤによってコピー用紙に印加することにより、感光体ドラム３０からコピー用紙を剥離する。
【００３１】
剥離ツメ３５は、剥離チャージャ３４によるコピー用紙の剥離を補助する働きをする。
【００３２】
クリーナ３７は、感光体ドラム３０の表面に残つた未転写トナーを掻き落として回収する。回収されるトナーはトナー回収装置（図示しない）に集められ、所定量に達するたびに廃却される。
【００３３】
除電ランプ３８は、光源ドライバ（図示しない）から供給される電圧により発光動作し、感光体ドラム３０に残る残存電位を除去する。
【００３４】
上記剥離チャージャ３４で剥離されるコピー用紙は、搬送ベルト４３によって定着器（ヒートローラ）４４に送られる。定着器４４は、コピー用紙に転写された顕像を加熱／圧着することでコピー用紙に定着させる。
【００３５】
定着の済んだコピー用紙は排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６へ排出される。排紙ローラ４５の近傍には、排紙スイッチ（図示しない）が配置されており、この排紙スイッチがコピー用紙の後端を検知することで、コピー用紙に対する画像形成動作が完了したことになる。
【００３６】
当該電子複写機の制御を行なう制御回路を図３に示す。
【００３７】
主ＣＰＵ（中央処理装置）111 に、通信ラインを介してコンパネＣＰＵ112 、スキャナＣＰＵ113 、プリンタＣＰＵ114 が接続される。主ＣＰＵ111 は、これらコンパネＣＰＵ112 、スキャナＣＰＵ113 、プリンタＣＰＵ114 を統括的に制御し、複写の全般にわたる制御を行なう。
【００３８】
コンパネＣＰＵ112 に、ＲＯＭ（リ−ド・オンリ・メモリ）121 、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）122 、コントロールパネル（操作盤）123 が接続される。コンパネＣＰＵ112 は、コンパネ123 上のスイッチ（倍率や用紙サイズを設定するためのスイッチを含む）の操作の検知、ＬＥＤの点灯、消灯、表示器の制御等を行う。
【００３９】
スキャナＣＰＵ113 に、ＲＯＭ131 、ＲＡＭ132 、モータ・ソレノイドなどメカコン等の制御部133 、ＡＤＦ（オートドキュメントフィーダ）134 、エディタ（座標入力装置）135 、上記ＣＣＤセンサ１４から出力されるアナログの画像信号を例えば８ビットの画像データに変換するＡ／Ｄ回路（アナログ・デジタル変換回路）137 、シェーディング補正回路（ＳＨＤ）回路138 、ラインメモリ139 が接続される。制御部133 にはキャリッジ４０を副走査方向において動かすためのパルスモ−タが接続される。さらに、スキャナＣＰＵ113 に、ランプレギュレータ136 を介して露光ランプ１１が接続される。
【００４０】
プリンタＣＰＵ114 に、モータ・ソレノイド・スイッチなどメカコン等の制御部141 、ＲＡＭ142 、ＲＯＭ143 、ＬＣＦ（ラージカセットフィーダ）144 、ソータ145 、レ−ザユニット２０を駆動するためのレ−ザドライブ147 およびレーザ変調回路148 が接続される。
【００４１】
さらに、主ＣＰＵ111 に、ＲＯＭ151 、ＲＡＭ152 、スキャナ部103 で読取ったデータをどこへ送るか、プリンタエンジンへはどのデータを送るのかの切り替えとバッファリングを行なうデータ切り替え及びバッファメモリ回路153 、画像データに対し画像的な処理を行なう画像処理回路154 、画像データの圧縮伸長を行なう圧縮・伸長回路155 、圧縮・伸長回路155 で圧縮されたデータを蓄える圧縮メモリ156 、ハードディスクドライブ・光ディスクドライブ・ファクシミリ・アダプタとのインタフェースを行なうＩ／Ｆコントローラ回路157 、ディスプレイ158 に表示する画像データを記憶するめのディスプレイメモリ回路159 、パソコン160 からのコードデータを画像データに展開するためのプリンタコントローラ回路161 、画像データをページごとに蓄えるページメモリ回路162 、ディスプレイ158 にコードデータを展開するためのディスプレイフォントＲＯＭ163 、ページメモリ回路162 上にコードデータを展開するためのプリントフォントＲＯＭ164 が接続される。
【００４２】
101 は基本処理部、102 はコントロ−ルパネル、103 はスキャナ部、104 はプリンタエンジンである。
【００４３】
このような構成の制御回路において、画像処理回路154 内 に図１に示す本発明によるスムージング処理回路154a が設けられる。
【００４４】
スムージング処理回路154aは、マトリクス形成部201 、輪郭点抽出部202 、像域識別部205 、スムージング部206 、島状領域識別部207 、画像データ切換部208 からなる。輪郭点抽出部202 は、テンプレート回路203 および座標値出力回路204 からなる。
【００４５】
マトリクス形成部201 は、図４に示すように、５ライン分のラインメモリと、マトリクス配列された複数個のフリップフロップ回路（F/F ）とで構成され、所定数（ｉ×ｊ）の入力画像データを用いてｍ×ｎの画素マトリクスを形成する。この画素マトリクスは走査方向に１ビットづつシフトされ、サンプリング画像データとして後段の回路で参照される。サンプリング画像データの中心位置の画素データは、注目画素201aとして指定される。
【００４６】
テンプレート回路203 は、図５に示すように、各々異なるパターンの多数のテンプレート（1,2,…ｍ：ｍは例えば６４）をルックアップテーブルとして有し、各テンプレートには図４のマトリクス形成部２０１の出力が接続されている。テンプレート回路203 は各テンプレート画像データと上記マトリクス形成部201 からのサンプリング画像データとを比較（パターンマッチング）し、一致した場合、そのテンプレートからの出力が「１」となる。不一致の場合は「０」を出力する。図６はテンプレートの一例（テンプレートｋ）を示す。このテンプレートｋに例えば後述の図１４に示すデータが入力されると、テンプレートｋは「１」を出力する。 尚、一致するテンプレートは１つのみであるため、出力信号の「１」を出力するものも１つのみである。
【００４７】
座標値出力回路204 は、図７に示すように、Ｐ1 座標値出力回路ないしＰn 座標値出力回路を有し、各座標値出力回路には図５のテンプレート回路203 の出力（ｍビット）が接続されている。座標値出力回路204 はテンプレート回路203 の比較においてサンプリング画像データが各テンプレート画像データのいずれかに一致したとき、サンプリング画像データにおける黒色画像の輪郭を検出する検出手段として機能するもので、その輪郭をなす画素（輪郭点Ｐ1 ，Ｐ2 ，…Ｐn ）の X-Y座標値（Ｐ1X，Ｐ1Y ）、（Ｐ2X ，Ｐ2Y ）、…（ＰnX，ＰnY）を検出し出力する。輪郭をなす各画素の中心は輪郭点と呼ばれる。ここでｎはマトリクスサイズの一辺の画素数に対応し、本実施例の場合、５×５のマトリクスであるので、ｎ＝５となる。
【００４８】
図８はＰｎ座標値出力回路の例を示す。Ｘ座標用セレクタ及びＹ座標用セレクタはテーブルで構成されており、ｍビットの入力パターンに応じてＬビットの信号として出力する。このＬビットは以下の式を満足する。
【００４９】
２（Ｌ−１）≦例えばｎ＜２Ｌ
例えば、本実施例の５×５マトリクスデータの場合、上述の通りｎ＝５なので、３ビットの信号で出力される。後述される図１４の例では、Ｐ１はＰ1X＝４、Ｐ1Y ＝３、Ｐ２はＰ２ X ＝４、Ｐ２ Y ＝２、Ｐ３はＰ３ X ＝３、Ｐ３ Y 、Ｐ４はＰ４ X ＝３、Ｐ４ Y ＝４、Ｐ５はＰ５ X ＝４、Ｐ５ Y ＝３を出力する。
図１の像域識別部205 は、上記マトリクス形成部201 のサンプリング画像データが文字領域か写真領域か識別する（識別結果Ｃ2 ）。
【００５０】
スムージング部206 は、座標値出力回路204 から出力される黒色画像の輪郭点の X-Y座標値に基づき、その黒色画像の輪郭部に黒色画素または白色画素のデータを適宜付加し、輪郭部の“ぎざぎざ”いわゆるジャギーの目立たない滑らかな画像データを作成する。
【００５１】
島状領域識別部207 は、サンプリング画像データ中のたとえば写真領域に含まれるような所定数以下の黒色画素が集合してできた特定領域たとえば小さな島状領域（写真画像内の点）を識別する。島状領域識別部207 は、輪郭点の連結状態を判定する。島状領域識別部207 は図９に示すように、Ｘ座標用とＹ座標用の二つのコンパレータで構成され、座標値出力回路204 から出力される黒色画像の輪郭点の連結状態、即ち輪郭点の起点と終点が一致するか判定する。
【００５２】
一致した場合コンパレータは「１」を、逆に不一致の場合「０」を出力する。両方のコンパレータが「１」を出力した場合のみＣ１は「０」を出力することになる。従って島状領域識別部207 は、Ｐ1X＝ＰnXかつＰ1Y＝ＰnYの条件が満足されるとき、所定個数（たとえば５個）で構成される輪郭点があるのを示すことになるので、対応する黒色画素の集合を島状領域であると識別する（識別結果Ｃ1 ）。尚、上記所定個数は誤差拡散処理によって形成された原稿内の島状領域の大きさとスキャナの解像力とによって決められる値であり、５個に限られるものではない。又、４及び５個の両方を島状領域として判断したい場合には、図１０のように、連結状態判定部を複数設ければよい。
【００５３】
画像データ切換部208 は、図１１に示すように、セレクタを有し、マトリクス形成部201 のサンプリング画像データＡとスムージング部206 の処理済み画像データＢのいずれか一方を、島状領域識別部207 および像域識別部205 の識別結果Ｃ1 ，Ｃ2 に応じて選択的に出力する（出力画像データＤ）。
【００５４】
次に、本発明によるスムージング処理回路154aの動作を図１２を参照して詳述する。
【００５５】
入力画像データは、マトリクス形成部201 に供給され、そこで所定数（ｉ×ｊ）の画素ずつ順次にマトリクス状に取り込まれ、サンプリング画像データとして保持される（ステップＳ１）。
【００５６】
マトリクス形成部201 のサンプリング画像データは像域識別部205 に供給されており、そこでサンプリング画像データ内の文字領域と写真領域とが識別される（ステップＳ２）。この識別結果は画像データ切換部208 に供給される。
【００５７】
マトリクス形成部201 のサンプリング画像データは又、テンプレート回路２０３及び画像データ切替え部（ステップＳ１０）に供給され、サンプリング画像データとテンプレート回路 203 におけるルックアップテーブルの各テンプレート画像データとが比較される（ステップＳ３）。この比較において、サンプリング画像データが各テンプレート画像データのいずれか（例えばテンプレートｋ）に一致すると（ステップＳ４）、サンプリング画像データにおける黒色画像のｎ個の輪郭点Ｐ1 ，…Ｐn の X-Y座標値Ｐ1X・Ｐ1Y、…ＰnX・ＰnYが座標値出力回路204 から出力される（ステップＳ５）。
【００５８】
こうして、 座標値出力回路204 からX-Y 座標値が出力されると、その X-Y座標値に基づくスムージング処理がスムージング部206 で実行される（ステップＳ６）。つまり、黒色画像の輪郭部に黒色画素または白色画素のデータが適宜に付加されて、輪郭部の“ぎざぎざ”いわゆるジャギーの目立たない滑らかな画像データが作られる。この画像データが画像データ切換部 208 に供給される。
【００５９】
一方、座標値出力回路204 から出力されるX-Y 座標値は島状領域識別部207 にも供給されており、そこで座標値出力回路204 から出力される黒色画像の輪郭点の X-Y座標値に基づいて、サンプリング画像データ中の島状領域が識別される（ステップＳ７−Ｓ９）。
【００６０】
島状領域を有するサンプリング画像データの例を図１３に示す。黒色画素の集団から離れて存在する数個の黒色画素の集合体が島状領域であり、楕円で囲んで示している。このサンプリング画像データに対しては、島状領域識別部207 において図１４に示す処理が実行される。
【００６１】
すなわち、これら輪郭点を結ぶラインの起点Ｐ1 と終点Ｐ5 とが一致する条件が成立している。ここで輪郭点とは黒色画素の集団をループ状に結ぶラインを構成する各点を示す。
【００６２】
Ｐ1 (X=4,Y=3) 、 Ｐ2 (X=4,Y=2) 、 Ｐ3 (X=3,Y=3) 、
Ｐ4 (X=3,Y=4) 、 Ｐ5 (X=4,Y=3)
このように、これら輪郭点を結ぶラインの起点と終点とが一致する条件が成立する場合、所定個数以下の輪郭点で構成された島状領域ありの識別結果が出る。この識別結果は画像データ切換部208 に供給される。
【００６３】
図１３では島状領域から離れた位置の黒色画素の集団についても輪郭点が存在するが、これら輪郭点は各輪郭点を結ぶラインの起点と終点とが一致しないため、島状領域なしの識別結果が出る。
【００６４】
画像データ切換部208 では、マトリクス形成部201 で構成されたサンプリング画像データＡとスムージング部206 でスムージング処理された画像データＢのうち、一方の画像データが図１５のように像域識別部205 および島状領域識別部207 の識別結果に応じて選択され出力される（ステップＳ１１）。
【００６５】
たとえば、像域識別部205 の識別結果が写真領域の場合には、島状領域識別部207 の識別結果にかかわらず、マトリクス形成部201 のサンプリング画像データＡが選択され出力される。
【００６６】
像域識別部205 の識別結果が文字領域で、島状領域識別部 207 の識別結果が島状領域なしの場合、スムージング部206 の処理済み画像データＢが選択出力される。
【００６７】
像域識別部205 の識別結果が文字領域であっても、島状領域識別部207 の識別結果が島状領域ありの場合には、マトリクス形成部201 のサンプリング画像データが選択出力される。
【００６８】
つまり、写真領域中に現れる小さな島状領域が像域識別部２０５で文字として誤認識される状況であっても、島状領域ありが識別されることで、不要なスムージング処理画像を避けることができる。これにより、誤差拡散画像の中間調濃度を損なわない画像処理を提供し、写真領域の画質劣化を回避できる。
【００６９】
図１６はサンプリング画像データとテンプレート画像データのパターンマッチングの例を示している。この例では、図１７に示すように、黒色画素の集合体に５個以下の輪郭点Ｐ1 ，…Ｐ5 があって、しかもこれら輪郭点を結ぶラインの起点と終点とが一致している。
【００７０】
Ｐ1 (X=3,Y=3) ＝Ｐ3 ＝Ｐ5 、 Ｐ2 (X=4,Y=2) 、 Ｐ4 (X=3,Y=4)
識別結果は島状領域ありとなる。
【００７１】
また、図１８のパターンマッチング例では、図１９に示すように、黒色画素の集合体に５個以下の輪郭点Ｐ1 ，…Ｐ5 があるものの、これら輪郭点を結ぶラインの起点と終点とが一致していない。
【００７２】
Ｐ1 (X=5,Y=2) 、 Ｐ2 (X=4,Y=2) 、 Ｐ3 (X=3,Y=3) 、
Ｐ4 (X=2,Y=4) 、 Ｐ5(X=2,Y=5)、
識別結果は島状領域なしとなる。
【００７３】
このように、輪郭点の座標値に基づいて島状領域を識別し、かつその識別を像域識別処理と併用することにより、誤差拡散画像の中間調濃度を損なわない画像処理が実現できる。従って、図２０に示すように濃度値が微妙に変化する中間調画像に対し不要なスムージング処理を回避し、図２２に示すような点状のノイズ模様など全くない良好な画質を得ることができる。
【００７４】
なお、上記実施例では、島状領域を識別するための画素数を５個としたが、その個数に限定はなく、サンプリング画像データの画素数などに応じて適宜に設定可能である。
【００７５】
その他、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【００７６】
【発明の効果】
即ち、この発明によれば、画像の輪郭をなす複数の画素の相互関係に基づき、その画像中に所定数以下の画素の集合による特定領域があるか否か識別し、この識別結果に応じてスムージング処理が許容または禁止される。従って、画像の写真領域などに対する不要なスムージング処理を確実に防止して画質劣化を回避できる画像処理装置及び方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るスムージング処理回路のブロック図。
【図２】本発明が適用される画像形成装置の内部機構の構成を示す断面図。
【図３】図２に示す装置の制御回路のブロック図。
【図４】図１におけるマトリクス形成部の具体的なブロック図。
【図５】図１におけるテンプレート回路の具体的なブロック図。
【図６】テンプレートの一例を示す.
【図７】図１における座標値出力回路の具体的なブロック図。
【図８】Ｐｎ座標値出力回路の例を示す。
【図９】図１における島状領域識別部の部分的ブロック図。
【図１０】図１における島状領域識別部の他の部分的ブロック図。
【図１１】図１における画像データ切換部の具体的なブロック図。
【図１２】同実施例における島状領域識別部の動作を説明するための図。
【図１３】同実施例におけるサンプリング画像データの例を示す図。
【図１４】同実施例におけるサンプリング画像データの例を示す図。
【図１５】データ切換え部の動作を説明するための図。
【図１６】同実施例におけるサンプリング画像データとテンプレート画像データのパターンマッチングの例を示す図。
【図１７】図１６のパターンマッチングの場合の各輪郭点の相互関係を示す図。
【図１８】同実施例におけるサンプリング画像データとテンプレート画像データのパターンマッチングの他の例を示す図。
【図１９】図１８のパターンマッチングの場合の各輪郭点の相互関係を示す図。
【図２０】同実施例の作用を濃度値が微妙に変化する写真画像を例として示した図。
【図２１】一般的なスムージング処理によって得られる画像の例を示す図。
【図２２】一般的なスムージング処理によって写真画像に点状のノイズ模様が現われた状態を示す図。
【図２３】図２２において点状のノイズが生じる様子を説明するための図。
Claims (8)
- 画像データから構成される画像の輪郭を滑らかにするスムージング手段と、
入力画像データを所定数の画素ずつ順次サンプリングし画素マトリクスを形成し、この画素マトリクスの画像データをサンプリング画像データとして提供するマトリクス形成手段と、
前記マトリクス形成手段から提供される前記サンプリング画像データの黒色画像の輪郭を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出される黒色画像の輪郭をなす輪郭点の数が所定個数以下で、しかもこれらを結ぶラインの起点と終点とが一致する条件が成立するとき、サンプリング画像データに所定面積以下の島状領域があることを識別する識別手段と、
前記識別手段の識別結果が島状領域なしのとき前記スムージング手段により処理された画像を選択し、前記識別結果が島状領域ありのとき、前記マトリクス形成手段のサンプリング画像データを選択し、出力するデータ切換手段を具備することを特徴とする画像処理装置。 - 前記検出手段は、前記マトリクス形成手段から提供されるサンプリング画像データと予め用意された複数のテンプレート画像とを比較し、一致した場合その一致画像を提供する比較手段、及び前記比較手段から提供される前記一致画像の輪郭を構成する輪郭点の座標値を提供する手段を更に具備することを特徴とする請求項１記載の装置。
- 前記マトリクス形成手段から提供されるサンプリング画像データが文字領域か写真領域か判断する像域判断手段を更に具備し、
前記データ切換手段は、前記識別手段の識別結果が島状領域なしで、前記像域判断手段の判断結果が文字領域であるとき、前記スムージング手段が処理した画像を選択し、それ以外のとき前記マトリクス形成手段から提供されるサンプリング画像データを選択し出力する手段を有することを特徴とする請求項１記載の装置。 - 入力画像データを所定数の画素ずつ順次サンプリングし画素マトリクスを形成し、この画素マトリクスの画像データをサンプリング画像データとして提供するマトリクス形成手段と、
前記マトリクス形成手段から提供される前記サンプリング画像データの黒色画像の輪郭を検出する検出手段と、
この検出手段で検出される輪郭に黒色画素または白色画素を適宜付加し、輪郭の滑らかな画像を提供するスムージング手段と、
前記検出手段で検出される黒色画像の輪郭をなす輪郭点の数が所定個数以下で、しかもこれらを結ぶラインの起点と終点とが一致する条件が成立するとき、サンプリング画像データに所定面積以下の島状領域があることを識別する識別手段と、
前記識別手段の識別結果が島状領域なしのとき前記スムージング手段により処理された画像選択し、前記識別結果が島状領域ありのとき、前記マトリクス形成手段のサンプリング画像データを選択し、出力する画像データ切換手段を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記検出手段は、前記マトリクス形成手段から提供されるサンプリング画像データと予め用意された複数のテンプレート画像とを比較し、一致したテンプレート番号を提供する比較手段、及び前記比較手段から提供される前記一致画像の輪郭を構成する輪郭点の座標値を提供する手段を更に具備することを特徴とする請求項４記載の装置。
- 前記マトリクス形成手段から提供されるサンプリング画像データが文字領域か写真領域か判断する像域判断手段と、
前記識別手段の識別結果が島状領域なしで、前記像域判断手段の判断結果が文字領域であるとき、前記スムージング手段が処理した画像を選択し、それ以外のとき前記マトリクス形成手段から提供されるサンプリング画像データを選択し出力するデータ切換手段を有 することを特徴とする請求項４記載の装置。 - 入力画像データを順次サンプリングして画素マトリクスを形成し、この画素マトリクスの画像データをサンプリング画像データとして提供するマトリクス形成ステップ、
前記マトリクス形成ステップにより提供されるサンプリング画像データと予め用意された複数のテンプレート画像とを比較し、一致したテンプレート番号を提供する比較ステップ、
前記比較ステップにより提供される前記一致画像の輪郭を構成する輪郭点の座標値を検出するステップ、
前記検出ステップで検出された輪郭に黒色画素または白色画素を適宜付加し、輪郭の滑らかな画像を提供するスムージングステップと、
前記検出ステップで検出される黒色画像の輪郭をなす輪郭点の数が所定個数以下で、しかもこれらを結ぶラインの起点と終点とが一致する条件が成立するとき、サンプリング画像データに所定面積以下の島状領域があることを識別する識別ステップと、
前記マトリクス形成ステップから提供されるサンプリング画像データが文字領域か写真領域か判断する像域判断ステップ、
前記識別ステップの識別結果が島状領域なしで、前記像域判断ステップの判断結果が文字領域であるとき、前記スムージングステップで処理された画像を選択し、それ以外のとき前記マトリクス形成ステップにより提供されるサンプリング画像データを選択し出力するステップ、
を具備することを特徴とする画像形成方法。 - 画像データから構成される画像の輪郭を滑らかにするスムージング手段と、
入力画像データを所定数の画素ずつ順次サンプリングし画素マトリクスを形成し、この画素マトリクスの画像データをサンプリング画像データとして提供するマトリクス形成手段と、
前記マトリクス形成手段から提供される前記サンプリング画像データの黒色画像の輪郭を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出される黒色画像の輪郭をなす輪郭点の数が所定個数以下で、しかもこれらを結ぶラインの起点と終点とが一致する条件が成立するとき、サンプリング画像データに所定面積以下の島状領域があることを識別する識別手段と、
前記識別手段の識別結果が島状領域なしのとき前記スムージング手段により処理された画像を選択し、前記識別結果が島状領域ありのとき、前記マトリクス形成手段のサンプリング画像データを選択し、出力するデータ切換手段と、
前記データ切換手段から出力される画像データに基づいて、被画像形成媒体に画像を形成する画像形成手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
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| JP32930297A JP3961090B2 (ja) | 1996-11-29 | 1997-11-28 | スムージング処理機能を備えた画像処理装置 |
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