JP4506854B2 - 画像処理装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
画像形成装置は、まず、ページ記述言語(以下、PDL:Page Description Languageという)で記述された画像データを600dpiのラスタイメージに変換するラスタライズを行い(ステップSc01)、次いで、これを解像度変換により2400dpiのラスタイメージに変換する(ステップSc02)。ここで、この解像度変換とは、単純にラスタイメージの解像度を高くするものであり、これにより、画像形成時の解像度に合わせたラスタイメージを得ることができる。600dpiのラスタイメージを構成する最小単位である1画素は、2400dpiのラスタイメージに変換されると、4画素×4画素、すなわち16画素で表されることになる。このようにして、得られた2400dpiのラスタイメージは、細線化処理により細線化されてから(ステップSc03)、画像形成処理がなされる(ステップSc04)。これにより、細線化されたラスタイメージに応じた2400dpiの画像が用紙などの記録材の表面に形成される。
図12(a)は、細線化処理に用いるウィンドウを示した図である。図に示すウィンドウは、中心の注目画素P0の周囲を、周辺画素P1〜P8が取り囲んでいる3画素×3画素(3行3列)のウィンドウである。ここで、細線化処理に用いるウィンドウを構成する画素群の一辺の画素数を「ウィンドウサイズw」とすると、このウィンドウのウィンドウサイズwは「3」である。収縮アルゴリズムやHilditchの細線化アルゴリズムは、周辺画素P1〜P8と注目画素P0との関係を検査して、この関係が所定の条件に合致する場合に、注目画素P0を削除候補、つまり異なる色の画素への置換候補とする。
図12(b)は、ラスタイメージに対する走査を示す図である。図に示す格子は、ラスタイメージを構成する各画素を表している。細線化処理において、ラスタイメージに含まれる各画素を図に示す矢線Rsに沿って1画素ずつ注目画素として順に検査する。すなわち、注目画素を主走査方向(図における左から右へ向けての方向であり、「行」の方向)に検査し、右端まで検査したら左端に戻り、走査線を副走査方向(図における上から下へ向けての方向であり、「列」の方向)に1画素分、移動させて、また注目画素を主走査方向に検査する。このような検査を経て決定した削除候補の画素は、その後の削除処理により、まとめて背景色の画素、例えば白画素に置き換えられる。
図12(c)は、収縮アルゴリズムにおける削除候補の決定方法を示した図である。収縮アルゴリズムにおいては、注目画素P0が黒色の画素(以下、黒画素という)であり、かつ、周辺画素P1〜P8のうち、一つでも白色の画素(以下、白画素という)がある場合には、注目画素P0は、削除候補画素となる。例えば、図12(c)の左図に示すように、注目画素P0の左上、すなわち周辺画素P4が白画素の場合には、同右図に示すように、注目画素P0は削除候補画素となり、削除処理を経た後に、白画素に置き換えられる。
図13(a)の場合、解像度変換によって得られた画像は、図に示すように2400dpiで4画素分の線幅を有する縦線画像となる。この縦線画像に対し、上述の収縮アルゴリズムを1回施すと、図13(b)に示すように2400dpiにおける2画素分の線幅の縦線画像に細線化される。同様に図13(c)は、600dpiで1画素分の幅を有する横線画像であるが、この横線画像を2400dpiに解像度変換して1回の収縮アルゴリズムを施すことにより、図13(d)に示すように2400dpiにおける2画素分の横線画像に細線化される。さらに、これら図13(b)および図13(d)に示した2画素分の縦線画像または横線画像に対して、もう1回収縮アルゴリズムを施すと、全ての画素が白画素になり、画像が消えてしまう。
Hilditchの細線化アルゴリズムとは、図12(a)に示した3画素×3画素のウィンドウにおける注目画素P0が、周辺画素P1〜P8との関係において、以下の6つの条件を満たす場合に、注目画素P0を削除候補とするアルゴリズムである。
<条件1>注目画素P0が図形要素であること(例えば背景の白画素に対して色が異なる黒画素であること)。
<条件2>注目画素P0が、境界点であること。
<条件3>注目画素P0が、端点でないこと。
<条件4>注目画素P0が、孤立点でないこと。
<条件5>注目画素P0を削除しても、周辺画素の連結性が保存されること。
<条件6>注目画素P0が、幅2画素の線を構成している場合であって、これを削除しても、その線の片側だけが削除されること。
また、本発明の第3の構成に係る画像処理装置よれば、細線化処理が最小のウィンドウサイズである3行3列で実現できるので、細線化処理の負荷を抑制することができる。
また、本発明の画像形成装置によれば、本構成を有しない場合と比較して、斜線画像を細線化した場合であっても、その画像が途切れたり消えたりする可能性を小さくすることができる。
[A.第一実施形態]
[A−1.構成]
図1は、本発明の第一実施形態に係る画像形成装置1の構造を示す図である。
同図に示すように、画像形成装置1は、用紙収容部12と、画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kと、転写部14と、定着部15を備えている。これらの各構成は、後述する制御部1020によって制御され、像形成手段として機能する。この像形成手段が形成する像の解像度は、例えば2400dpiである。なお、符号のY,M,C,Kはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーに対応した構成であることを意味している。用紙収容部12は、A3やA4などの所定サイズにカットされた用紙を収容する。用紙収容部12に収容されている用紙は、ピックアップローラなどにより1枚ずつ取り出され、用紙搬送路を経由して転写部14へと搬送される。
以上が画像形成装置1の構造である。
画像形成装置1は、コントローラ1000、画像処理部1010、制御部1020、画像メモリ1030、操作部1040、表示部1050、画像形成部1060を備えている。画像形成装置1は、パーソナルコンピュータなどの外部PC2と有線や無線などにより通信可能に接続されており、外部PC2からPDLで記述された画像データ(以下、PDLデータという)を受信する。コントローラ1000は、外部PC2から受信したPDLデータに基づいてラスタライズを行って1200dpiのラスタイメージを生成し、そのラスタイメージを画像処理部1010へ出力する。すなわち、コントローラ1000は、ラスタイメージ生成手段である。画像処理部1010の解像度変換部1012は、コントローラ1000によって出力される1200dpiのラスタイメージを2400dpiのラスタイメージに解像度変換して画像メモリ1030に出力する。
制御部1020は、CPU(Central Processing Unit)などであり、画像形成装置1の各部を制御する。表示部1050は、例えば液晶ディスプレイ装置であり、制御部1020から与えられるデータに基づいて利用者との対話画面や各種の情報を表示する。操作部1040はボタンやスイッチなどを備えており、利用者による操作を受け付けてその操作内容に応じた信号を制御部1020に供給する。画像形成部1060は、上述した用紙収容部12と、画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kと、転写部14と、定着部15などを含み、制御部1020によって画像メモリ1030から読み出され転送されたラスタイメージに基づいて画像形成処理を行い、記録材(例えば用紙など)の表面に画像を形成する。
次に、第一実施形態の画像形成装置1の動作と、画像形成装置1によって奏される効果について説明する。
図3は、この画像形成装置1の処理の流れを示すフロー図である。まず、画像形成装置1のコントローラ1000は、外部PC2からPDLデータを受け取ると、ラスタライズを行って、像形成手段の解像度2400dpiの半分以上で且つその解像度よりも低い解像度、ここではちょうど半分の1200dpiのラスタイメージを生成する(ステップSa01)。これにより得られた1200dpiのラスタイメージは、画像形成装置1の画像処理部1010に送られ、解像度変換部1012によって、像形成手段の解像度である2400dpiのラスタイメージに変換される(ステップSa02)。そして、このラスタイメージは、画像処理部1010の細線化処理部1014によって、細線化処理が施され(ステップSa03)、画像メモリ1030に記憶された後、制御部1020の制御の下、画像形成部1060に送られて画像形成処理が行われる(ステップSa04)。
図4(a)は、まず、600dpiで1画素分の幅を有する斜線を600dpiでラスタライズし、次に、2400dpiに解像度変換した場合のラスタイメージを示す図である。この図において、太線の格子は600dpiの画素を示し、実線の格子は2400dpiの画素を示している。600dpiからその4倍の2400dpiへと解像度変換しているため、図4(a)に示すように、このラスタイメージのエッジサイズeは「4」である。
一方、図4(b)は、まず、600dpiで1画素分の幅を有する斜線を1200dpiでラスタライズし、次に、2400dpiに解像度変換した場合のラスタイメージを示す図である。図4(b)において斜線で示す部分は、図4(a)のラスタイメージと異なる部分であり、黒画素を示している。ここでは、1200dpiからその2倍の2400dpiへと解像度変換しているため、このラスタイメージのエッジサイズeは図4(b)に示すように「2」である。このように、細線化処理に用いる解像度(2400dpi)の半分よりも小さい解像度(600dpi)にラスタライズしてから、細線化処理に用いる解像度(2400dpi)に解像度変換すると、エッジサイズe=4となるのに対し、細線化処理を行うラスタイメージの解像度の半分(1200dpi)の解像度でラスタライズしてから、細線化処理に用いる解像度(2400dpi)に解像度変換をすると、エッジサイズe=2となる。第一実施形態の画像形成装置1の細線化処理においては、ウィンドウサイズw=3のウィンドウで細線化を行うから、ウィンドウサイズw>エッジサイズeの関係となる。
まず、ウィンドウサイズw>エッジサイズeという関係にする理由は以下のとおりである。
図4(c)は、エッジサイズe=4の斜線画像を表している。この斜線画像の1画素は600dpiにおける1画素であるから、2400dpiに解像度変換されると、4画素×4画素、すなわち16画素になる。この2400dpiのラスタイメージに対してウィンドウサイズw=3のウィンドウで、例えば主走査方向及び副走査方向のそれぞれと45°の角度をなす斜線画像に対して細線化処理を行うと、図4(c)に示す太枠にウィンドウがある場合には、注目画素の上にある3つの画素全てが白画素になるので、注目画素が斜線画像の一部であることがわからなくなる。すなわち、検査する注目画素の位置によっては、ウィンドウ内の黒画素が斜線画像の一部をなすのか縦線画像または横線画像の一部をなすのかを区別することが出来ない場合がある。そうすると、細線化処理部1014は、ウィンドウの中心にある注目画素をどの方向に細線化するべきかを特定することができない。
図4(e)は、画素の頂点Grのみで互いに接する黒画素を示した図である。なお、ここでいう画素の頂点とは、ラスタイメージを格子に対応させた場合における格子の交点をいう。このようにその頂点のみで互いに接する黒画素が存在すると、細線化処理において、図に示すように、図中左上の4つ黒画素は矢線T1方向へ、図中右下の黒画素は矢線T2方向へ細線化されることとなり、頂点Grに接している黒画素が細線化によって白画素に置換されやすくなるため、斜線画像は頂点Grの位置で途切れる可能性が高くなる。
ある解像度において、主走査方向及び副走査方向のそれぞれと45°の角度をなす斜線画像を表現する場合、表現できる限界の線幅は、その解像度における1画素分の幅までである。例えば、600dpiでラスタライズすると、600dpiにおいて1画素分の幅を有する斜線画像は、図4(e)に示すように、画素の頂点のみで互いに接する黒画素で構成されることになる。一方、同じ幅(600dpiにおいて1画素分の幅)の斜線画像を1200dpiでラスタライズすれば、黒画素は画素の頂点のみではなく、その辺でも互いに接する。したがって、これを細線化した場合にあっても、斜線画像は途切れる可能性が低くなる。
このように、ラスタライズの解像度を、細線化処理を行うラスタイメージの解像度の半分以上にすると、同じ線幅の斜線画像に対する細線化処理において、その斜線画像が途切れる可能性を低減させることができる。
図5(a)は、600dpiでラスタライズした斜線画像のラスタイメージを示す図である。図5(b)は、第一実施形態の画像形成装置1により1200dpiでラスタライズした斜線画像のラスタイメージを示す図である。そして、図5(c)は、図5(b)のラスタイメージに対し、Hilditchの細線化アルゴリズムに基づく細線化処理を一回施したラスタイメージを示す図であり、図5(d)は、さらに図5(c)に対して、この細線化処理を施したラスタイメージを示す図である。このように、第一実施形態の画像形成装置1は、Hilditchの細線化アルゴリズムに基づく細線化を行っても、斜線画像が途切れないことがわかる。これは、上述したように、細線化処理においてウィンドウサイズw>エッジサイズeの関係があるので、第一実施形態の画像形成装置1は、ウィンドウで検査される黒画素を細線化する方向を特定することができ、これに対して適切な細線化を施すことができるからである。また、図4(b)において斜線で示す部分があることにより、画素の頂点のみで互いに接する黒画素が存在しなくなっているから、斜線画像に対して細線化を行っても、斜線が途切れる可能性を低くすることができるからである。
また、第一実施形態の画像形成装置1は、像形成手段の解像度である第2解像度(2400dpi)よりも低い第1解像度(1200dpi)でラスタライズするので、第2解像度でラスタライズするような画像形成装置に比べると、コントローラ1000が取り扱うデータのデータ量が少なくてすむ。したがって、コントローラ1000のラスタライズ処理の負荷が小さくなり、同じ時間でラスタライズ可能なデータの量が増えるため、第2解像度でラスタライズするような画像形成装置に比べて、より多いPDLデータを迅速にラスタライズすることが可能となる。
次に、本発明の第二実施形態に係る画像形成装置1を説明する。以下、第一実施形態と共通する構成については、共通の符号を付し、説明を省略する。
[B−1.構成]
図6は、第二実施形態における画像形成装置1の電気的構成を示すブロック図である。
第二実施形態の画像形成装置1は、第一実施形態のコントローラ1000に替えて、コントローラ1001を、画像処理部1010に替えて、画像処理部1011をそれぞれ備えている。コントローラ1001は、第一実施形態のコントローラ1000と同じくラスタイメージ生成手段ではあるが、外部PC2から受け取ったPDLデータに基づいて生成するラスタイメージの解像度が600dpiである点において、コントローラ1000と異なっている。画像処理部1011は、第一実施形態の解像度変換部1012に替えて、パターンマッチング部1013を備えている。パターンマッチング部1013は、パターン記憶部10130を有している。このパターン記憶部10130は、予め定めた複数の画素の配置パターンと、像形成手段の解像度である2400dpiのラスタイメージとの対応関係を記憶する対応関係記憶手段である。このパターン記憶部10130が記憶するラスタイメージの最小単位は、2400dpiの1画素である。そして、パターンマッチング部1013は、上述した600dpiのラスタイメージを画素毎に検査し、これらの画素とその周辺の画素の組み合わせが一致するパターンを、上述したパターン記憶部10130に記憶されたパターンから抽出して、その画素を、抽出したパターンに対応するラスタイメージで置き換えてから、画像メモリ1030に出力する。すなわち、パターンマッチング部1013は、ラスタイメージ生成手段であるコントローラ1001により生成された第1解像度のラスタイメージの各画素及びその周辺の画素の配置パターンと、対応関係記憶手段に記憶されている配置パターンとを照合し、第1解像度のラスタイメージを、当該ラスタイメージに一致する配置パターンに対応付けられた第2解像度のラスタイメージに置換するパターン置換手段である。
次に、第二実施形態における画像形成装置1の動作について説明する。
図7は、第二実施形態における画像形成装置1の処理の流れを示すフロー図である。第二実施形態の画像形成装置1は、第一実施形態のラスタライズ(ステップSa01)に替えて、上述したように、600dpiでラスタライズを行う(ステップSb01)。また、第二実施形態の画像形成装置1は、第一実施形態の解像度変換(ステップSa02)に替えて、パターンマッチングを行う(ステップSb02)。
上述した実施形態を次の例のように変形してもよい。また、これらの変形例を適宜組み合わせてもよい。
(1)上述した実施形態では、コントローラ1000またはコントローラ1001は、外部PC2から受け取ったPDLデータをラスタライズしていたが、これらのコントローラは、外部PC2以外からPDLデータを受け取ってもよい。例えば、原画像を読み取ってPDLデータを出力する画像読取装置からPDLデータを受け取ってもよい。
Claims (4)
- ラスタイメージに基づき所定の解像度で像を形成する像形成手段に対し、当該ラスタイメージを出力する画像処理装置であって、
前記所定の解像度よりも低い第1解像度のラスタイメージを生成するラスタイメージ生成手段と、
前記第1解像度における複数の画素の配置パターンと、前記所定の解像度である第2解像度のラスタイメージとの対応関係を記憶する対応関係記憶手段と、
前記ラスタイメージ生成手段により生成された前記第1解像度のラスタイメージの各画素及びその周辺の画素の配置パターンと、前記対応関係記憶手段に記憶されている配置パターンとを照合し、前記第1解像度のラスタイメージを、当該ラスタイメージに一致する配置パターンに対応付けられた前記第2解像度のラスタイメージに置換するパターン置換手段と、
前記パターン置換手段によって得られた前記第2解像度のラスタイメージを画素毎に検査し、当該画素及びその周辺の画素からなる画素群が所定の条件を満たしている場合には、当該画素を異なる色の画素に置換して画像の細線化を行う細線化手段と、
前記細線化手段による細線化がなされたラスタイメージを前記像形成手段に出力する出力手段と
を具備することを特徴とする画像処理装置。 - ラスタイメージに基づき所定の解像度で像を形成する像形成手段に対し、当該ラスタイメージを出力する画像処理装置であって、
前記所定の解像度よりも低い第1解像度のラスタイメージを生成するラスタイメージ生成手段と、
前記ラスタイメージ生成手段によって生成された前記第1解像度のラスタイメージを、前記所定の解像度である第2解像度のラスタイメージに変換する解像度変換手段と、
前記解像度変換手段によって得られた前記第2解像度のラスタイメージを画素毎に検査し、当該画素及びその周辺の画素からなる画素群が所定の条件を満たしている場合には、当該画素を異なる色の画素に置換して画像の細線化を行う細線化手段と、
前記細線化手段による細線化がなされたラスタイメージを前記像形成手段に出力する出力手段と
を具備し、
前記解像度変換手段によって得られるラスタイメージの最小単位となる画像の一辺を前記第2解像度における画素数で示した数値が、前記細線化手段が細線化を行うときの前記画素群の一辺の画素数よりも少ない
ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記細線化手段が細線化を行うときの前記画素群は、検査される画素と当該画素を中心として周囲を取り囲む周辺画素とからなる、3行3列の画素群である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置から出力されたラスタイメージに基づき前記所定の解像度で像を形成する像形成手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
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