JP4047144B2

JP4047144B2 - Image processing apparatus and method

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Publication number: JP4047144B2
Application number: JP2002334215A
Authority: JP
Inventors: 直樹伊藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2022-11-18
Also published as: JP2004172773A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理技術に関し、特に画像データを圧縮及び伸長する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プリンタにおいては、受信した印刷ジョブに含まれるページ記述言語を解析し、レンダリングすることによりビットマップイメージを形成し、これを記録紙等に出力する。ここで生成されるビットマップイメージはデータサイズが非常に大きいため、かなりのメモリを消費し、ハンドリングの負荷が大きい。このため、複数ページの印刷ジョブを記録出力する場合には、レンダリングされたビットマップイメージの保持やハンドリングにメモリやＣＰＵリソースが占領されてしまい、別の処理（例えば新たなページのレンダリング等）については、記録出力が完了し、対応するビットマップイメージのデータ量が減少するのを待ってから実行することが必要となり、プリンタの処理効率を低下させている。
【０００３】
このような課題を解決するために、レンダリングされたビットマップイメージをひとまず圧縮して保持することにより、ビットマップイメージによるメモリの消費量を減少させ、別の処理に利用できるメモリ容量を増加させ、プリンタの処理効率を向上させることが提案されている。
【０００４】
上記のような静止画像の一般的な圧縮方式としては、離散コサイン変換を利用したＪＰＥＧ方式が挙げられる。しかしながら、このＪＰＥＧ方式は非可逆な圧縮方式であるため、圧縮による画像劣化を伴ってしまう。このような画像劣化を抑えるための方法として、ＪＰＥＧ方式で用いられる量子化ステップを調整することにより劣化を低減すること、あるいは、追加的な後処理によってノイズ成分を除去することなどが提案されている。さらには、画像の属性などによって、圧縮方式を切り替えて、その属性にあった画像圧縮を行なって劣化が出にくくするなどの工夫がなされていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方式では次のような課題がある。まず、ＪＰＥＧ方式等において量子化ステップを劣化の出ないようなものに設定すると、圧縮率が悪くなってしまう。また、後処理の追加によってノイズ除去を行うことは、そのための処理や装置などが別途必要となり、ハードウエアの大型化、処理時間の増加を招く。また、ノイズ除去処理そのものによる弊害も懸念される。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、圧縮率を維持しつつ圧縮による画質の劣化を低減する画像処理を実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明による画像処理装置は以下の構成を備える。すなわち、
印刷用データに基づいて画像データおよび該画像データの画素毎の属性を示す属性情報を生成する生成手段と、
前記画像データに対して非可逆圧縮処理を施し、前記属性情報に対して可逆圧縮処理を施す圧縮手段と、
前記圧縮手段で圧縮された画像データと属性情報を格納する格納手段と、
前記格納手段に格納された画像データと属性情報を復号する復号手段と、
ユーザからの、階調補正の実施の有無の指示を受け付ける指示手段と、
前記復号手段で復号された画像データの各画素に対する前記階調補正を実行するか否かを前記復号手段で復号された属性情報に基づいて制御する補正手段と、
前記指示手段で階調補正を実施しないことが指示された場合、前記補正手段が参照する属性情報の値を前記階調補正の実行が禁止される値に変更することにより、前記補正手段による前記階調補正の実行を禁止する禁止手段とを備える。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
【０００９】
＜第１実施形態＞
図１Ａは、本実施形態による印刷システムの概略構成を示す図である。１０はプリンタ装置であり、ホストコンピュータ５０からの印刷ジョブを受信し、この印刷ジョブに基づいて記録紙等の記録媒体上に可視画像を形成する。
【００１０】
１１は制御部であり、ホストコンピュータ５０から受信した印刷ジョブを解析し、プリンタエンジン１４に提供可能な形態の画像データを生成する。１２はＣＰＵであり、メモリ１３に格納された制御プログラムを実行することにより、プリンタ装置１０における各種制御を実現する。１４はプリンタエンジンであり、制御部１１より入力される画像データに従って記録紙上に可視像を形成する。なおプリンタエンジン１４には、電子写真方式、インクジェット方式、感熱方式等、各種のプリンタエンジンを適用できる。１０５はハードディスクである。
【００１１】
５０はホストコンピュータであり、プリンタ装置１０に対応したプリンタドライバ（不図示）が動作可能にインストールされている。例えばあるアプリケーションより作成文書の印刷指示が発行されると、プリンタドライバによりプリンタ装置１０が解析可能なページ記述言語（ＰＤＬ）による印刷ジョブが生成され、プリンタ装置１０に送信される。
【００１２】
図１Ｂは、本実施形態のプリンタ装置１０における画像処理部の機能ブロックを示す図である。図１Ｂに示される画像処理部は、ＣＰＵ１２がメモり１３に格納された制御プログラム（ファームウエア）を実行することにより、所定のハードウエア資源（ラインバッファ等）を活用して実現される。
【００１３】
図１Ｂにおいて、１０１は圧縮用ブロックラインバッファ、１０２は属性フラグデータ符号化部、１０３はカラー画像符号化部、１０４は圧縮バッファ、１０５は大容量記憶装置であるハードディスク（ＨＤＤ）、１０６は圧縮バッファ、１０７は属性フラグデータ復号部、１０８はカラー画像復号部、１０９は展開用ブロックラインバッファである。また１１０はプリントデータ出力部であり、復号された画像データの色変換、階調補正を行ない、得られたデータをプリンタエンジン１４に出力する。１２０はページ記述言語レンダリング部であり、印刷ジョブとして受信したＰＤＬデータを解析しビットマップイメージへ展開する。
【００１４】
以上の構成を備えた本実施形態のプリンタ装置１０の動作について、図２Ａ，図２Ｂのフローチャートを参照して以下に説明する。
【００１５】
ホストコンピュータ５０より印刷ジョブを受信すると、まず、ＰＤＬ解析を行ない、ＰＤＬに基づいてレンダリングすることによりビットマップイメージを得るとともに、ＰＤＬ解析時に各画素毎の属性情報を得て属性フラグデータを生成する（ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３）。すなわち、ホストコンピュータ５０からの信号を受けたページ記述言語レンダリング部１２０は、受信した信号を解析し、ＰＤＬコマンドを解釈してプリントのための画像（ビットマップイメージ）を生成する。このとき、ＰＤＬコマンドにおけるコマンドの種別を示す情報を参照して、黒文字画素を構成する画素を識別するための属性情報を画素単位で生成し、属性フラグデータとする。
【００１６】
なお、属性フラグデータとしては黒文字を示すものに限定されるわけではなく、例えば色文字領域、網点領域、ベクターグラフィックス領域、などの各種属性を示す多ビットの情報を属性フラグデータとして用いることができる。
【００１７】
次に、レンダリングされたビットマップイメージはカラー画像符号化部１０３によって、非可逆な圧縮方式（本例ではＪＰＥＧ方式）で圧縮符号化される（ステップＳ１４）。一方、属性フラグデータは属性フラグデータ符号化器１０２によって可逆圧縮される（ステップＳ１５）。以下、本実施形態の圧縮処理について説明する。
【００１８】
圧縮ブロックラインバッファ１０１において、画像をＭ×Ｎの大きさのタイルに分割し、このタイル（Ｍ×Ｎ画素）を単位として、離散コサイン変換符号化（ＪＰＥＧ）によるカラー画像データの符号化と、ランレングス符号化による属性フラグデータの符号化を実行する。ただしＭ、Ｎは離散コサイン変換符号化のためのウィンドウサイズの倍数でなければならない。この実施形態で用いるＪＰＥＧ圧縮方式では圧縮のためのウィンドウサイズは８×８画素であるので、例えばＭ＝Ｎ＝３２（８×４）とする。従って、３２×３２画素タイルの中をさらに１６個の８×８画素に分割して、８×８画素単位でＪＰＥＧ圧縮を行う（以後、Ｍ＝Ｎ＝３２として説明するが、もちろんその値に限定されるわけではない）。
【００１９】
カラー画像符号化部１０３では３２×３２画素のタイル画像に含まれる１６個の８×８画素ウィンドウに対し周知のＤＣＴ変換を施して量子化する。属性フラグデータも属性フラグデータ符号化部１０２によってランレングス符号化される。
【００２０】
こうして、符号化部１０３より出力された符号化データは、圧縮バッファ１０４を経由して、圧縮画像データとしてハードディスク１０５に記憶される（ステップＳ１６）。属性フラグデータ符号化部１０２から出力される符号化データも同様に、圧縮属性フラグデータとしてハードディスク１０５に記憶される（ステップＳ１６）。
以上のように、レンダリングされたビットマップイメージはＪＰＥＧ圧縮されて保存されるので、ハンドリングが容易となる。
【００２１】
次に、以上のようにして記憶されたＪＰＥＧ圧縮画像をプリンタエンジン１４から出力する際の処理について図２Ｂを用いて説明する。まず、ハードディスク１０５に記憶されている画像データ（圧縮されたビットマップデータ）および属性フラグデータを読み出し（ステップＳ２１）、これらをそれぞれ復号する（ステップＳ２２）。復号されたビットマップイメージはＲＧＢデータであるので、ＹＭＣＫデータに色変換し（ステップＳ２３）、ステップＳ２４〜Ｓ２８の処理により、色変換されたビットマップイメージの各画素について、対応する画素の復号された属性フラグデータに基づいて階調変更が適用され、プリンタエンジン１４へ出力される。
まず、復号手順（ステップＳ２１、Ｓ２２）について詳細に説明する。
【００２２】
圧縮して記憶された属性フラグデータのＭ×Ｎ画素分のデータが読み出され、圧縮バッファ１０６に格納される。そして、属性フラグデータ復号部１０７は、属性フラグデータについて復号化処理を行い、その結果をラインバッファ１０９に出力する。ここで、属性フラグデータはデータの劣化しないランレングス符号化のような可逆圧縮方式で圧縮されているので、符号化前と同一の属性フラグデータが得られることになる。画像データについてもＭ×Ｎ画素分のデータが読み出され、圧縮バッファ１０６に格納され、カラー画像復号化部１０８によって復号されラインバッファ１０９に出力される。
【００２３】
以上のように画像データと属性フラグデータの圧縮／伸長が行なわれる。ここで、図３を用いてカラー画像符号化部１０３、カラー画像復号化部１０８の構成及び動作に関する詳細な説明を、図４を用いて属性フラグデータ符号化部１０２の構成及び動作に関する詳細な説明を行なう。
【００２４】
図３はカラー画像符号化部およびカラー画像復号部の構成を示すブロック図である。図３において、符号２１１〜２１４がカラー画像符号化部１０３に、符号２１６〜２１９がカラー画像復号部１０８の構成に対応する。メモリ２１５は圧縮バッファ１０４、１０６及びＨＤＤ１０５を含む。
【００２５】
ページ記述言語レンダリング部１２０によって描画されたビットマップイメージ２００は、ラインバッファ１０１を介してカラー画像符号化部１０３の色変換部２１１に供給される。このビットマップイメージは、画像信号として供給されるものであり、カラー信号の場合は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色、２５６階調の信号である。
【００２６】
色変換ユニット２１１は入力されたＲＧＢ信号を輝度色差信号（ＹＣｂＣｒ）に変換する。２１２は離散コサイン変換ユニット（ＤＣＴ）で、輝度色差信号のそれぞれを８×８画素単位で空間周波数変換（ＤＣＴ変換）する。２１３は量子化ユニットで、設定された量子化マトリクスを用いてＤＣＴ係数を量子化することにより、データ量を削減する。２１４は可変長符号化ユニット（ＶＬＣ）で量子化値をハフマン符号化処理することによりさらにデータ量を削減する。
【００２７】
以上がカラー画像符号化部１０３における機能構成であり、圧縮された画像データ（圧縮画像データ）は圧縮バッファ１０４または大容量記憶装置１０５に記憶される（図３のメモリ２１５）。
【００２８】
記憶された圧縮画像データは以下の手順で復号される。まず、可変長復号ユニット（ＶＬＤ）２１６で、圧縮画像データに対してハフマンデコードを施す。次に、逆量子化ユニット２１７で、設定された逆量子化マトリクスによりＤＣＴ係数値に戻す。そして、逆コサイン変換ユニット（ＩＤＣＴ）２１８がＤＣＴ逆変換を行い、輝度色差信号に戻す。２１９は色変換ユニットで、輝度色差信号をＲＧＢ信号に戻す。２０１は以上の圧縮、復号処理の結果、カラー画像復号部１０８より出力されるカラー画像信号である。
【００２９】
また、図４は、属性フラグデータのランレングス符号化器のブロック図である。判定部３１０では、入力される属性フラグデータの前画素の値と現画素の値とが同じかを判定し、同じ場合はＲＬコード生成部３１１に、違う場合はＬＴコード生成部３１２にデータを送るように切り替える。ＲＬコード生成部３１１では、前画素データと同じ場合の回数を違うデータが出てくるまでカウントし、最後に、繰返したデータを出力する。ＬＴコード生成部３１２では、データが前画素と異なる場合の数をカウントして、カウント数に対応する符号語と、実際データの最小構成ビット数をカウント数分だけ出力する。合成部３１３では、ＲＬコード生成部３１１の出力データとＬＴコード生成部３１２の出力データを合成してコード３１５として出力する。
【００３０】
なお、属性フラグデータ復号化部１０７の構成及び動作は、上記属性フラグデータ符号化部１０２の逆の動作によってデータを復元するものである。
【００３１】
さて、以上のステップＳ２１及びＳ２２によって復元されたビットマップイメージはＲＧＢデータであり、プリントデータ出力部１１０はこのビットマップデータをプリンタエンジン１４に適したデータに変換する。まず、上述したようにステップＳ２３でＹＭＣＫデータに色変換される。その後、ステップＳ２４〜Ｓ２８の処理により、色変換されたビットマップイメージの各画素について、対応する画素の復号された属性フラグデータに基づいて階調補整が適用される。
【００３２】
階調補整について詳細に説明する。すなわち、ステップＳ２４において、色変換後の画素データと対応する画素の属性フラグデータを取り出す。そして、ステップＳ２５において、この属性フラグデータに基づいて当該画素について階調変更を施すか否かを判定する。本実施形態では、属性フラグデータが黒文字を示す場合に階調変更すると判定され、ステップＳ２６で所定の階調変更処理が施される。それ以外の属性であった場合は階調変更処理を行なわず、ステップＳ２６をスキップする。こうして属性フラグデータが所定の属性を示す画素の画素データについて階調変更が施されたビットップイメージがプリンタエンジン１４に供給される（ステップＳ２７）。以上のステップＳ２４〜Ｓ２７の処理をビットマップイメージの全ての画素について行なう（ステップＳ２８）。そして、以上の処理を圧縮されたビットマップイメージの全てについて行なう（ステップＳ２９）。
【００３３】
図５は、ラインバッファから送られてきたデータを処理するプリントデータ処理部１１０の構成を簡単に示した図である。復号化されたビットマップイメージがラインバッファ１０９からプリンタＩ／Ｆ１１０に送られてくると、色変換部４０１により色変換が行われる（ステップＳ２３）。色変換されたビットマップイメージは階調補正部４０２に入力される。階調補正処理部４０２は、別途入力される属性フラグデータに基づいて、画素単位で階調補正を行なうか否かを判定し、階調補正すると判定された画素の画素データについて階調補正を施す（ステップＳ２４〜Ｓ２６）。
【００３４】
階調補正部４０２では、周知の階調補整が行われる（ステップＳ２６）。例えば、階調のダイナミックレンジを変更したり、ある階調を“２５５レベルに”張り付かせるなどの処理を行うことが可能である。この階調補整部４０２は、属性フラグデータによって階調補整処理を実行するか否かの切り替えが可能になっている。階調補整を行うかどうかの判定は、例えば属性フラグデータの文字ビットが立っていた場合に行うなど、属性フラグデータに基づいて行われる。もちろん属性フラグデータ中のベクター、写真など任意の属性フラグによって判定を行ってもよいことは言うまでもない。更に、属性フラグが示す属性の種類に応じて階調補正の内容を変更してもよい。
【００３５】
図６は本実施形態による階調補整の一例を示す図である。図６の階調補整は、ある階調を“２５５レベル（白レベル）に”張り付かせる処理であり、２４０から２５５の入力値に対して出力値が２５５となる。なお、階調補整方法は、任意であり、この図に示したものに限ることのないことは言うまでもない。
【００３６】
図８は、本実施形態により文字属性の画素データに対して階調補整を行なった場合（図８の（ｂ））と、階調補正を行なわない場合の出力画像例（図８の（ａ））を示す図である。
【００３７】
＜第２の実施形態＞
以下、第２実施形態による符号化処理を行なう為の基本構成を図１等を用いて説明する。ただし、第２実施形態においては、第１実施形態と同様の構成をとるため、異なる部分について詳細な説明を加える。
【００３８】
上述したように、ホストコンピュータ５０等からの画像入力信号は、ページ記述言語レンダリング部１２０により解析され、ＰＤＬコマンドが解釈されてプリント画像（ビットマップイメージ）が生成される。このときＰＤＬコマンドの種別を示す情報を参照して、黒文字画素を構成する画素を識別するための属性フラグデータを画素単位で生成する。ここで属性フラグデータとしては黒文字を示すものに限定されるわけではなく、例えば色文字領域、網点領域、ベクターグラフィックス領域、など各種属性を示す多ビットの情報を属性フラグデータとして用いることができる。そして、この属性フラグデータを参照することにより、各画素の属性に応じて階調補正のＯＮ／ＯＦＦを切り換える。
【００３９】
しかしながら、階調補整をおこなうと弊害を生じてしまう画像もある。例えば、なだらかな階調表現を必要とするグラデーションなどは、階調補整を行ってしまうと、その表現が変わってしまうことも有り得る。このような弊害をなくすために、第２実施形態では、外部入力手段からの情報によって、階調補整のＯＮ／ＯＦＦを可能にする。そして、このような機能を実現するために、階調補正をＯＮさせる属性フラグのＯＮ／ＯＦＦを外部操作に応じて切り換え可能に構成する（或いは階調補正を強制的にＯＦＦ又はＯＮさせるフラグを設け、このフラグを外部操作に応じて設定可能とする）。外部入力操作を行なうための手段としては、プリント命令を行うインターフェイス、あるいは、プリント命令を行った機器上のメニューで行うなど、外部から命令を行うことが出来ればよく、所定の形態に限定されるものではない。
【００４０】
上述したグラデーションに関して言えば、例えば、図７に示すように、グラデーション優先といったボタンをホスト装置上で表示されるプリント命令画面につくり、このボタンによって、属性フラグを階調補整を行わないフラグに書き換えることにより、階調補整が実施されず、なだらかな階調の画像を出力することが可能である。ここでは、グラデーション優先の例を示したが、その表現は、任意ものであり、階調補整を行うかどうかのフラグを書き換えることを行うものであればよい。さらには、ユーザが指定するところをホスト装置に提供されるプリント命令画面のボタンとして説明を行ったが、これに限るものではなく、ユーザが、指定できるものであれば、プリンタ本体のパネルなどに指定するところを設けてもよい。
【００４１】
以上説明したように、各実施形態によれば、印刷用データに基づいて画像データおよび該画像データの画素毎の属性を示す属性情報を生成し、画像データに対して非可逆圧縮処理を施すとともに属性情報に対しては可逆圧縮処理を施し、非可逆圧縮された画像データと可逆圧縮された属性情報を格納する。そして、格納された画像データと属性情報をそれぞれ復号し、復号された画像データの各画素に対する階調補正が、復号された属性情報に基づいて制御される。
【００４２】
ここで、例えば、非可逆圧縮処理は離散コサイン変換を含む。また、可逆圧縮処理としては、例えば、ランレングス符号化を含む。更に、階調補正の制御としては、例えば、属性情報に基づいて各画素毎に階調補正を実施するか否かを決定するように構成する。
【００４３】
このように、圧縮した際の画像劣化を極力目立たなくするために、属性フラグデータによって階調補整を制御するため、圧縮ノイズを減少させることが出来るとともに、非可逆圧縮にもかかわらずプリント画質の劣化を抑えることが可能となる。また、プリント処理を行うときに、ユーザに画像劣化を抑えるかどうかを意識させることなく、画質劣化を目立たなくする処理が行われ、プリントした際の画像劣化を極力抑えられて画像品位が保たれる。また、所定の属性に対してのみ階調補整を実行するので、階調補正による悪影響が防止される。
【００４４】
また、第２実施形態によれば、上記の構成において、ユーザ設定に応じて、属性情報の所定の属性項目を任意の値に固定する手段が更に設けられる。ここで、この手段は、例えば、階調補正の制御のために参照される属性項目を任意の値に固定する。
【００４５】
以上の構成により、第２実施形態によれば、ユーザ操作によって階調補整のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることが可能となり、階調補整を施してほしくない画像に対して階調補正を禁止することができる。このため、階調補正の弊害を抑えることができ、良好な画像を出力することが可能になる。すなわち、ユーザが本機能を意識しない命令によって、本機能のＯＮ／ＯＦＦの切り替えを行うことが可能である。
【００４６】
なお、上記実施形態ではプリンタ装置内でＰＤＬデータを解析してビットマップイメージと属性フラグデータを生成し、ビットマップイメージ及び属性フラグデータの圧縮処理を行なうが、これらの処理をホストコンピュータ５０内のプリンタドライバ等によって行なうようにしてもよい。なお、ＰＤＬをレンダリングする処理をホストで作った場合でも、ビットマップイメージを圧縮するのでプリンタへの通信量を減らす効果がある。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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、フレキシブルディスク，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などを用いることができる。
【００５０】
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）など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。
【００５１】
さらに、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など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。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、圧縮率を維持しつつ圧縮による画質の劣化を低減する画像処理を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】第１実施形態による印刷システムの概略構成を示す図である。
【図１Ｂ】第１実施形態のプリンタ装置における画像処理部の機能ブロックを示す図である。
【図２Ａ】第１実施形態のプリンタ装置による画像処理手順を説明するフローチャートである。
【図２Ｂ】第１実施形態のプリンタ装置による画像処理手順を説明するフローチャートである。
【図３】第１実施形態によるカラー画像符号化部、カラー画像復号部を説明する図である。
【図４】第１実施形態における、ランレングスによる属性フラグデータ符号化部を説明する図である。
【図５】第１実施形態における階調補整部の周辺構成を説明する図である。
【図６】第１実施形態による階調補整の一例を示した図である。
【図７】第２実施形態による外部入力画面の一例を示した図である。
【図８】第１実施形態により文字属性の画素データに対して階調補整を行なった場合（ｂ）と、階調補正を行なわない場合の出力画像例（ａ）を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing technique, and more particularly to a technique for compressing and decompressing image data.
[0002]
[Prior art]
In general, in a printer, a page description language included in a received print job is analyzed and rendered to form a bitmap image, which is output to a recording sheet or the like. Since the bitmap image generated here has a very large data size, a considerable memory is consumed and the handling load is large. For this reason, when recording and outputting a print job of a plurality of pages, memory and CPU resources are occupied for holding and handling a rendered bitmap image, and another process (for example, rendering a new page). However, it is necessary to wait for the recording output to be completed and the data amount of the corresponding bitmap image to decrease, thus reducing the processing efficiency of the printer.
[0003]
In order to solve such a problem, by compressing and holding the rendered bitmap image for the time being, the memory consumption by the bitmap image is reduced, the memory capacity available for another processing is increased, It has been proposed to improve the processing efficiency of the printer.
[0004]
As a general compression method for still images as described above, there is a JPEG method using discrete cosine transform. However, since this JPEG method is an irreversible compression method, it causes image degradation due to compression. As a method for suppressing such image degradation, it has been proposed to reduce the degradation by adjusting the quantization step used in the JPEG method, or to remove the noise component by additional post-processing. Yes. Furthermore, the invention has been devised such that the compression method is switched depending on the attribute of the image and the like, and the image is compressed according to the attribute so that the deterioration hardly occurs.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method has the following problems. First, if the quantization step is set so as not to deteriorate in the JPEG method or the like, the compression rate will deteriorate. Further, removing noise by adding post-processing requires a separate process and apparatus for that purpose, resulting in an increase in hardware size and an increase in processing time. In addition, there is a concern about harmful effects caused by the noise removal processing itself.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to realize image processing that reduces deterioration in image quality due to compression while maintaining a compression rate.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image processing apparatus according to the present invention comprises the following arrangement. That is,
Generating means for generating image data and attribute information indicating an attribute of each pixel of the image data based on the print data;
Compression means for performing lossy compression processing on the image data and performing lossless compression processing on the attribute information;
Storage means for storing image data and attribute information compressed by the compression means;
Decoding means for decoding image data and attribute information stored in the storage means;
From the user, an instruction means for accepting an indication of the presence or absence of implementation of the tone correction,
Correction means for controlling whether or not to execute the gradation correction for each pixel of the image data decoded by the decoding means based on the attribute information decoded by the decoding means ;
When it is instructed not to perform gradation correction by the instruction means, the value of attribute information referred to by the correction means is changed to a value that prohibits execution of the gradation correction, whereby the correction means performs the Prohibiting means for prohibiting execution of gradation correction .
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0009]
<First Embodiment>
FIG. 1A is a diagram illustrating a schematic configuration of a printing system according to the present embodiment. A printer apparatus 10 receives a print job from the host computer 50, and forms a visible image on a recording medium such as a recording sheet based on the print job.
[0010]
A control unit 11 analyzes a print job received from the host computer 50 and generates image data in a form that can be provided to the printer engine 14. Reference numeral 12 denotes a CPU, which implements various controls in the printer 10 by executing a control program stored in the memory 13. A printer engine 14 forms a visible image on the recording paper in accordance with image data input from the control unit 11. Various printer engines such as an electrophotographic system, an inkjet system, and a thermal system can be applied to the printer engine 14. Reference numeral 105 denotes a hard disk.
[0011]
Reference numeral 50 denotes a host computer in which a printer driver (not shown) corresponding to the printer device 10 is installed so as to be operable. For example, when a print instruction for a created document is issued from a certain application, a print job in a page description language (PDL) that can be analyzed by the printer device 10 is generated by the printer driver and transmitted to the printer device 10.
[0012]
FIG. 1B is a diagram illustrating functional blocks of the image processing unit in the printer device 10 according to the present embodiment. The image processing unit shown in FIG. 1B is realized by utilizing predetermined hardware resources (such as a line buffer) when the CPU 12 executes a control program (firmware) stored in the memory 13.
[0013]
In FIG. 1B, reference numeral 101 denotes a compression block line buffer, 102 denotes an attribute flag data encoding unit, 103 denotes a color image encoding unit, 104 denotes a compression buffer, 105 denotes a hard disk (HDD) which is a mass storage device, and 106 denotes compression. A buffer 107 is an attribute flag data decoding unit, 108 is a color image decoding unit, and 109 is a developing block line buffer. A print data output unit 110 performs color conversion and gradation correction on the decoded image data, and outputs the obtained data to the printer engine 14. A page description language rendering unit 120 analyzes PDL data received as a print job and develops it into a bitmap image.
[0014]
The operation of the printer apparatus 10 of the present embodiment having the above configuration will be described below with reference to the flowcharts of FIGS. 2A and 2B.
[0015]
When a print job is received from the host computer 50, first, PDL analysis is performed, and a bitmap image is obtained by rendering based on PDL, and attribute flag data is generated by obtaining attribute information for each pixel during PDL analysis. (Steps S11, S12, S13). In other words, the page description language rendering unit 120 that receives the signal from the host computer 50 analyzes the received signal, interprets the PDL command, and generates an image (bitmap image) for printing. At this time, by referring to the information indicating the type of command in the PDL command, attribute information for identifying the pixels constituting the black character pixel is generated on a pixel basis and used as attribute flag data.
[0016]
The attribute flag data is not limited to those indicating black characters. For example, multi-bit information indicating various attributes such as a color character region, a halftone dot region, a vector graphics region, and the like is used as the attribute flag data. Can do.
[0017]
Next, the rendered bitmap image is compression-encoded by the color image encoding unit 103 using an irreversible compression method (JPEG method in this example) (step S14). On the other hand, the attribute flag data is losslessly compressed by the attribute flag data encoder 102 (step S15). Hereinafter, the compression processing of this embodiment will be described.
[0018]
In the compressed block line buffer 101, an image is divided into M × N tiles, and color image data is encoded by discrete cosine transform encoding (JPEG) in units of the tiles (M × N pixels). Encode attribute flag data by run-length encoding. However, M and N must be multiples of the window size for discrete cosine transform coding. In the JPEG compression method used in this embodiment, since the window size for compression is 8 × 8 pixels, for example, M = N = 32 (8 × 4). Therefore, the 32 × 32 pixel tile is further divided into 16 8 × 8 pixels, and JPEG compression is performed in units of 8 × 8 pixels. Not limited).
[0019]
The color image encoding unit 103 quantizes the 16 8 × 8 pixel windows included in the 32 × 32 pixel tile image by performing known DCT transformation. The attribute flag data is also run-length encoded by the attribute flag data encoding unit 102.
[0020]
Thus, the encoded data output from the encoding unit 103 is stored in the hard disk 105 as compressed image data via the compression buffer 104 (step S16). Similarly, the encoded data output from the attribute flag data encoding unit 102 is stored in the hard disk 105 as compressed attribute flag data (step S16).
As described above, since the rendered bitmap image is JPEG compressed and stored, handling becomes easy.
[0021]
Next, processing when the JPEG compressed image stored as described above is output from the printer engine 14 will be described with reference to FIG. 2B. First, image data (compressed bitmap data) and attribute flag data stored in the hard disk 105 are read (step S21), and these are decoded (step S22). Since the decoded bitmap image is RGB data, color conversion into YMCK data is performed (step S23), and the corresponding pixel is decoded for each pixel of the color-converted bitmap image by the processing of steps S24 to S28. The gradation change is applied based on the attribute flag data, and is output to the printer engine 14.
First, the decoding procedure (steps S21 and S22) will be described in detail.
[0022]
Data of M × N pixels of the attribute flag data stored after being compressed is read out and stored in the compression buffer 106. The attribute flag data decoding unit 107 performs a decoding process on the attribute flag data and outputs the result to the line buffer 109. Here, since the attribute flag data is compressed by a lossless compression method such as run-length encoding in which data does not deteriorate, the same attribute flag data as before encoding can be obtained. Also for the image data, data for M × N pixels is read out, stored in the compression buffer 106, decoded by the color image decoding unit 108, and output to the line buffer 109.
[0023]
As described above, image data and attribute flag data are compressed / expanded. Here, a detailed description of the configuration and operation of the color image encoding unit 103 and the color image decoding unit 108 will be given using FIG. 3, and a detailed description of the configuration and operation of the attribute flag data encoding unit 102 will be given using FIG. Give an explanation.
[0024]
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the color image encoding unit and the color image decoding unit. In FIG. 3, reference numerals 211 to 214 correspond to the configuration of the color image encoding unit 103, and reference numerals 216 to 219 correspond to the configuration of the color image decoding unit 108. The memory 215 includes compression buffers 104 and 106 and an HDD 105.
[0025]
The bitmap image 200 drawn by the page description language rendering unit 120 is supplied to the color conversion unit 211 of the color image encoding unit 103 via the line buffer 101. This bitmap image is supplied as an image signal, and in the case of a color signal, it is a signal of, for example, three colors of red (R), green (G), and blue (B) and 256 gradations.
[0026]
The color conversion unit 211 converts the input RGB signal into a luminance color difference signal (YCbCr). A discrete cosine transform unit (DCT) 212 performs spatial frequency transform (DCT transform) on each luminance / chrominance signal in units of 8 × 8 pixels. A quantization unit 213 quantizes the DCT coefficient using a set quantization matrix to reduce the data amount. A variable length coding unit (VLC) 214 further reduces the amount of data by subjecting the quantized value to Huffman coding processing.
[0027]
The above is the functional configuration of the color image encoding unit 103, and the compressed image data (compressed image data) is stored in the compression buffer 104 or the large-capacity storage device 105 (memory 215 in FIG. 3).
[0028]
The stored compressed image data is decoded by the following procedure. First, the variable length decoding unit (VLD) 216 performs Huffman decoding on the compressed image data. Next, the inverse quantization unit 217 restores the DCT coefficient value using the set inverse quantization matrix. Then, an inverse cosine transform unit (IDCT) 218 performs DCT inverse transform to return to a luminance / color difference signal. A color conversion unit 219 returns the luminance color difference signal to an RGB signal. Reference numeral 201 denotes a color image signal output from the color image decoding unit 108 as a result of the above compression and decoding processing.
[0029]
FIG. 4 is a block diagram of a run-length encoder for attribute flag data. The determination unit 310 determines whether the value of the previous pixel and the value of the current pixel in the input attribute flag data are the same. If they are the same, the data is stored in the RL code generation unit 311. Switch to send. The RL code generation unit 311 counts the same number of times as the previous pixel data until different data comes out, and finally outputs the repeated data. The LT code generation unit 312 counts the number of cases where the data is different from the previous pixel, and outputs the code word corresponding to the count number and the minimum number of constituent bits of the actual data by the count number. The synthesizer 313 synthesizes the output data of the RL code generator 311 and the output data of the LT code generator 312 and outputs the result as a code 315.
[0030]
Note that the configuration and operation of the attribute flag data decoding unit 107 restores data by the reverse operation of the attribute flag data encoding unit 102.
[0031]
The bitmap image restored in steps S21 and S22 is RGB data, and the print data output unit 110 converts the bitmap data into data suitable for the printer engine 14. First, as described above, color conversion into YMCK data is performed in step S23. After that, gradation correction is applied to each pixel of the color-converted bitmap image based on the decoded attribute flag data of the corresponding pixel by the processing of steps S24 to S28.
[0032]
The gradation correction will be described in detail. That is, in step S24, pixel attribute flag data corresponding to the pixel data after color conversion is extracted. In step S25, it is determined whether or not to change the gradation of the pixel based on the attribute flag data. In the present embodiment, it is determined that the gradation is changed when the attribute flag data indicates a black character, and a predetermined gradation changing process is performed in step S26. If the attribute is other than that, the gradation changing process is not performed and step S26 is skipped. In this way, a bit-up image obtained by changing the gradation of the pixel data of the pixel whose attribute flag data indicates the predetermined attribute is supplied to the printer engine 14 (step S27). The above steps S24 to S27 are performed for all the pixels of the bitmap image (step S28). Then, the above processing is performed for all the compressed bitmap images (step S29).
[0033]
FIG. 5 is a diagram simply showing the configuration of the print data processing unit 110 that processes data sent from the line buffer. When the decoded bitmap image is sent from the line buffer 109 to the printer I / F 110, the color conversion unit 401 performs color conversion (step S23). The color-converted bitmap image is input to the gradation correction unit 402. The gradation correction processing unit 402 determines whether or not to perform gradation correction on a pixel basis based on separately input attribute flag data, and performs gradation correction on the pixel data of the pixel determined to be subjected to gradation correction. (Steps S24 to S26).
[0034]
The tone correction unit 402 performs well-known tone correction (step S26). For example, it is possible to perform processing such as changing the dynamic range of the gradation or attaching a certain gradation to “255 level”. The gradation correction unit 402 can switch whether or not to execute gradation correction processing based on attribute flag data. The determination of whether or not to perform gradation correction is performed based on the attribute flag data, for example, when the character bit of the attribute flag data is set. Of course, it is needless to say that the determination may be made based on an arbitrary attribute flag such as a vector or a photo in the attribute flag data. Furthermore, the content of gradation correction may be changed according to the type of attribute indicated by the attribute flag.
[0035]
FIG. 6 is a diagram showing an example of gradation correction according to the present embodiment. The gradation correction in FIG. 6 is a process of sticking a certain gradation to “255 level (white level)”, and an output value becomes 255 with respect to an input value from 240 to 255. Needless to say, the gradation correction method is arbitrary and is not limited to that shown in FIG.
[0036]
8A and 8B show examples of output images when gradation correction is performed on pixel data having character attributes according to the present embodiment (FIG. 8B) and output images when gradation correction is not performed (FIG. 8A). )).
[0037]
<Second Embodiment>
Hereinafter, a basic configuration for performing the encoding process according to the second embodiment will be described with reference to FIG. However, since the second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, a detailed description of different portions will be added.
[0038]
As described above, an image input signal from the host computer 50 or the like is analyzed by the page description language rendering unit 120, a PDL command is interpreted, and a print image (bitmap image) is generated. At this time, referring to information indicating the type of the PDL command, attribute flag data for identifying the pixels constituting the black character pixel is generated for each pixel. Here, the attribute flag data is not limited to those indicating black characters. For example, multi-bit information indicating various attributes such as a color character region, a dot region, a vector graphics region, and the like is used as the attribute flag data. it can. Then, by referring to the attribute flag data, gradation correction ON / OFF is switched according to the attribute of each pixel.
[0039]
However, there are some images that cause adverse effects when tone correction is performed. For example, for gradations that require a gentle gradation expression, the expression may change if gradation correction is performed. In order to eliminate such an adverse effect, in the second embodiment, gradation correction can be turned ON / OFF based on information from an external input unit. In order to realize such a function, ON / OFF of an attribute flag for turning on gradation correction can be switched according to an external operation (or a flag for forcibly turning off or on gradation correction). And this flag can be set according to an external operation). As a means for performing an external input operation, it is only necessary to be able to perform an external command such as an interface for performing a print command or a menu on a device that has performed the print command, and is limited to a predetermined form. It is not a thing.
[0040]
With regard to the gradation described above, for example, as shown in FIG. 7, a button such as gradation priority is created on the print command screen displayed on the host device, and the attribute flag is rewritten to a flag that does not perform gradation correction by this button. Thus, gradation correction is not performed, and an image with a gentle gradation can be output. Here, an example of gradation priority is shown, but the expression is arbitrary, and any expression may be used as long as it rewrites a flag indicating whether or not gradation correction is performed. Furthermore, the description has been given with respect to the buttons specified on the print command screen provided to the host device by the user. However, the present invention is not limited to this. A place to specify may be provided.
[0041]
As described above, according to each embodiment, the image data and the attribute information indicating the attribute of each pixel of the image data are generated based on the print data, and the image data is subjected to the irreversible compression process. The attribute information is subjected to a lossless compression process, and the lossy compressed image data and the losslessly compressed attribute information are stored. Then, the stored image data and attribute information are respectively decoded, and gradation correction for each pixel of the decoded image data is controlled based on the decoded attribute information.
[0042]
Here, for example, the lossy compression processing includes discrete cosine transform. The lossless compression process includes, for example, run length encoding. Furthermore, as gradation correction control, for example, it is configured to determine whether or not gradation correction is performed for each pixel based on attribute information.
[0043]
As described above, in order to make the image deterioration at the time of compression as inconspicuous as possible, the gradation correction is controlled by the attribute flag data, so that compression noise can be reduced and the print image quality can be reduced despite irreversible compression. Deterioration can be suppressed. In addition, when performing print processing, processing that makes image quality degradation inconspicuous is performed without making the user aware of whether or not image degradation is suppressed, and image quality at the time of printing is minimized and image quality is maintained. It is. In addition, since gradation correction is executed only for a predetermined attribute, adverse effects due to gradation correction are prevented.
[0044]
Further, according to the second embodiment, in the above configuration, means for fixing a predetermined attribute item of the attribute information to an arbitrary value is further provided according to the user setting. Here, this means fixes, for example, an attribute item referred to for gradation correction control to an arbitrary value.
[0045]
With the above configuration, according to the second embodiment, it is possible to switch on / off gradation correction by a user operation, and prohibit gradation correction on an image that you do not want to perform gradation correction. it can. For this reason, the adverse effect of gradation correction can be suppressed, and a good image can be output. That is, it is possible to switch this function ON / OFF by a command that the user is not aware of this function.
[0046]
In the above embodiment, the PDL data is analyzed in the printer device to generate a bitmap image and attribute flag data, and the bitmap image and attribute flag data are compressed. These processes are performed in the host computer 50. It may be performed by a printer driver or the like. Even when the processing for rendering the PDL is created by the host, the bitmap image is compressed, so there is an effect of reducing the communication amount to the printer.
[0047]
Another object of the present invention is to supply a storage medium storing software program codes for implementing the functions of the above-described embodiments to a system or apparatus, and the computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus stores the storage medium. Needless to say, this can also be achieved by reading and executing the program code stored in the.
[0048]
In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.
[0049]
As a storage medium for supplying the program code, for example, a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-R, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.
[0050]
Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an OS (operating system) operating on the computer based on the instruction of the program code. It goes without saying that a case where the function of the above-described embodiment is realized by performing part or all of the actual processing and the processing is included.
[0051]
Further, after the program code read from the storage medium is written in a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the function expansion is performed based on the instruction of the program code. It goes without saying that the CPU or the like provided in the board or the function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to realize image processing that reduces deterioration in image quality due to compression while maintaining the compression rate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a diagram illustrating a schematic configuration of a printing system according to a first embodiment.
FIG. 1B is a diagram illustrating functional blocks of an image processing unit in the printer apparatus according to the first embodiment.
FIG. 2A is a flowchart illustrating an image processing procedure by the printer device of the first embodiment.
FIG. 2B is a flowchart illustrating an image processing procedure performed by the printer apparatus according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating a color image encoding unit and a color image decoding unit according to the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram for explaining a run-length attribute flag data encoding unit in the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating a peripheral configuration of a gradation correction unit according to the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing an example of gradation correction according to the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing an example of an external input screen according to the second embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing an output image example (a) when gradation correction is performed on pixel data with character attributes according to the first embodiment and when gradation correction is not performed;

Claims

印刷用データに基づいて画像データおよび該画像データの画素毎の属性を示す属性情報を生成する生成手段と、
前記画像データに対して非可逆圧縮処理を施し、前記属性情報に対して可逆圧縮処理を施す圧縮手段と、
前記圧縮手段で圧縮された画像データと属性情報を格納する格納手段と、
前記格納手段に格納された画像データと属性情報を復号する復号手段と、
ユーザからの、階調補正の実施の有無の指示を受け付ける指示手段と、
前記復号手段で復号された画像データの各画素に対する前記階調補正を実行するか否かを前記復号手段で復号された属性情報に基づいて制御する補正手段と、
前記指示手段で階調補正を実施しないことが指示された場合、前記補正手段が参照する属性情報の値を前記階調補正の実行が禁止される値に変更することにより、前記補正手段による前記階調補正の実行を禁止する禁止手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。Generating means for generating image data and attribute information indicating an attribute of each pixel of the image data based on the print data;
Compression means for performing lossy compression processing on the image data and performing lossless compression processing on the attribute information;
Storage means for storing image data and attribute information compressed by the compression means;
Decoding means for decoding image data and attribute information stored in the storage means;
From the user, an instruction means for accepting an indication of the presence or absence of implementation of the tone correction,
Correction means for controlling whether or not to execute the gradation correction for each pixel of the image data decoded by the decoding means based on the attribute information decoded by the decoding means ;
When it is instructed not to perform gradation correction by the instruction means, the value of attribute information referred to by the correction means is changed to a value that prohibits execution of the gradation correction, whereby the correction means performs the An image processing apparatus comprising: prohibiting means for prohibiting execution of gradation correction .

印刷用データに基づいて画像データおよび該画像データの画素毎の属性を示す属性情報を生成する生成工程と、
前記画像データに対して非可逆圧縮処理を施し、前記属性情報に対して可逆圧縮処理を施す圧縮工程と、
前記圧縮工程で圧縮された画像データと属性情報を記憶手段に格納する格納工程と、
前記記憶手段に格納された画像データと属性情報を復号する復号工程と、
ユーザからの、階調補正の実施の有無の指示を受け付ける指示工程と、
前記復号工程で復号された画像データの各画素に対する前記階調補正を実行するか否かを前記復号工程で復号された属性情報に基づいて制御する補正工程と、
前記指示工程で階調補正を実施しないことが指示された場合、前記補正工程で参照される属性情報の値を前記階調補正の実行が禁止される値に変更することにより、前記補正工程における前記階調補正の実行を禁止する禁止工程とを備えることを特徴とする画像処理方法。A generation step of generating image data and attribute information indicating an attribute for each pixel of the image data based on the print data;
A compression step of performing lossy compression processing on the image data and performing lossless compression processing on the attribute information;
A storage step of storing the image data and attribute information compressed in the compression step in a storage means;
A decoding step of decoding the image data and the attribute information stored in the storage means;
From the user, an instruction step of accepting an instruction of the presence or absence of implementation of the tone correction,
A correction step of controlling whether or not to perform the gradation correction on each pixel of the image data decoded in the decoding step based on the attribute information decoded in the decoding step ;
When it is instructed not to perform gradation correction in the instruction step, the value of the attribute information referred to in the correction step is changed to a value that prohibits execution of the gradation correction. An image processing method comprising: a prohibiting step for prohibiting execution of the gradation correction .