JP4633078B2 - カラー画像処理装置および画像メモリアクセス制御方法 - Google Patents

Description

本発明はデジタルカラー複写機やプリンタ等に使用されるカラー画像処理装置に係り、特にカラー画像データを格納する画像メモリに対するアクセス制御方法に関する。

デジタルカラー複写機やカラープリンタなどに使用されるタンデム式プリンタエンジンを一例として、従来の画像メモリアクセス方法について説明する。

図１はタンデム方式のカラーレーザプリンタエンジンを用いた一般的なカラー複写機の構成を示す概略的ブロック図である。ここでは、色データとしてＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）およびＫ（ブラック）の４色を用いるものとする。

ＣＭＹＫの各色ごとに、画像書込部１１１（Ｃ〜Ｋ）、転写ドラム１２１（Ｃ〜Ｋ）、画像現像部１３１（Ｃ〜Ｋ）および１次転写部１４１（Ｃ〜Ｋ）からなる画像形成装置が一定の間隔で配置されている。画像書込み部１１１（Ｃ〜Ｋ）は、転写ドラム１２１（Ｃ〜Ｋ）上に対応するカラー画像の静電潜像を書き込み、その静電潜像を画像現像部１３１（Ｃ〜Ｋ）によってトナー現像することで転写ドラム１２１（Ｃ〜Ｋ）上に色つきトナー画像が形成される。この色つきトナー画像が１次転写部１４１（Ｃ〜Ｋ）によって中間転写ベルト１５１に順次タイミングを合わせながら転写され、１つのカラー（ＣＭＹＫ）画像が合成される。

記録紙は給紙経路１５２を通して２次転写部１５３の位置まで供給され、中間転写ベルト１５１上に合成されたカラートナー画像とタイミングを合わせて中間転写ベルト１５１と２次転写部１５３との間を通過することで、２次転写部１５３によってカラートナー画像が記録紙に再度転写される。そして、転写されたカラートナー画像は、定着部１５４で熱によりトナーを溶かすことで記録紙に定着し、こうしてカラー画像が記録された記録紙が排紙部１５５へ排出される。

原稿上の画像は、いわゆるカラースキャナである読取部１５６により読み取られ、その読取画像信号１５７がコントローラ１５８により画像処理されて、ＣＭＹＫの各々に対応する画像書込信号２０２〜２０５が生成され、画像書込部１１１（Ｃ〜Ｋ）へそれぞれ供給される。その際、色ごとにトナー現像を行う方式では、４色に対応する転写ドラム１２１（Ｃ〜Ｋ）の位置をそれぞれずらせて配置せざるを得ないために、画像書込部１１１（Ｃ〜Ｋ）に供給される画像書込信号２０２〜２０５も１枚の画像に対して時間的にずらして出力する必要がある。

図２は、それぞれＣＭＹＫの色に対応する画像書込信号２０２〜２０５の時間的なずれを模式的に示すタイムチャートである。ここでは、書込みスタート信号２０１を基準として各色の画像書込信号２０２〜２０５が時間的にずれて順次出力される。

この場合、図２中のＡ点２１０に対応する時刻では、シアン（Ｃ）に対応する画像書込信号２０２は画像の後端付近、マゼンダ（Ｍ）に対応する画像書込信号２０３は画像の中央よりやや後端寄り、イエロー（Ｙ）に対応する画像書込信号２０４は画像の中央よりやや先端より、ブラック（Ｋ）に対応する画像書込信号２０５は画像の先端より、のタイミングでそれぞれ出力される必要がある。このような異なるタイミングで出力するためには、ＣＭＹＫの画像を一旦画像メモリに書き込んでおき、必要な時間差を設けて読み出す必要がある。すなわち、１ページの画像から４箇所に対応するＣＭＹＫの各濃度値を読み出す必要がある。

このような画像メモリへのアクセスを効率的に実現する方法としては、（１）ＣＭＹＫの各々に対応する別々の画像メモリを用意して同時アクセスを実現する方法、（２）ＣＭＹＫの読取画像信号をＦＩＦＯメモリなどに一旦蓄積してから順次出力する方法などが考えられる。このうち（１）の別々の画像メモリを用意する方法では、同時アクセスが容易であるが、物理的にメモリチップ数が増大すること、メモリインタフェースに関わるＬＳＩの端子数が増大することなど、物理的な制約が強くなり、またコストアップにつながるという問題もある。

これに対して、（２）のＦＩＦＯメモリなどに一旦蓄積する方法では、物理的な制約は緩和される一方で、アクセス方法を工夫する必要がある。特に、画像メモリに同期式(Synchronous)ＤＲＡＭ(Dynamic Random Access Memory)を使用する場合、動作速度の点でいくつか解決すべき問題があった。以下、ＤＤＲ-ＳＤＲＡＭ(Double Data Rate - Synchronous DRAM)を例にとって説明する。

図３はＤＤＲ-ＳＤＲＡＭの読み出し動作を示すタイムチャートである。図３に示すように、１つの色に対して「活性化−リード−プリチャージ」という一連の読み出し動作が行われるが、この動作の所要時間３０１は短いとはいえない。このため、出力する画像信号の速度が上がるにつれて高速化のための対策が必要となる。一般に、次に示すようなバーストアクセスにより活性化・プリチャージの時間の割合を低下させる方法が採用されている（たとえば、特許文献１および２参照)。

図４はＤＤＲ-ＳＤＲＡＭのバーストリードコマンドによる一括読み出し動作を示すタイムチャートである。図４に示すように、バーストリードコマンドによる一括読み出しを行い、一度にリードまたはライトするデータ量を増やすことで、全体として活性化・プリチャージの時間の割合を低下させ高速化を図っている。

特開２００２−１１７３９７号公報 特開２００２−２９１０５号公報 特開平１０−２９４８５６号公報

しかしながら、上記バーストアクセス方法では、各色についてバーストアクセスしているので、その色については高速読み出しが可能となるが、他の３色のアクセス時間もバースト動作するのであるから、結局、１つの色に着目するとデータ読み出し時間間隔の最大値は大きくなる。また、バーストアクセスでは、ＦＩＦＯメモリに大量のデータを詰め込む必要があるために、ＦＩＦＯメモリのサイズが大きくなり、結果的にＬＳＩのコストアップに繋がるという問題も出てくる。

さらに、特許文献３のように、画像データの回転処理等の編集のために画像メモリのメモリマッピングを特殊な形式で行い、走査線方向とは異なる方向への画像の順次アクセスが必要な場合、同一カラムアドレスではないアクセスがほとんどとなる。すなわち、小さなデータ量でのランダムアクセスが必要となる。このような画像編集を行う場合には、バーストアクセスでの効率アップは望めない。

本発明の目的は、デバイス量を増大させることなく色データの読み出し効率を向上させることができるカラー画像処理装置および画像メモリアクセス制御方法を提供することにある。

本発明によれば、カラー画像データを同期式ＤＲＡＭに格納する際に、各色を同期式ＤＲＡＭの各バンクに割り当て、１色＝１バンクとすることを特徴とする。各色の画像データを同時にアクセスする際の活性化・プリチャージの時間を隠蔽することによって、画像メモリへのアクセス効率を向上させることができる。

本発明によるカラー画像処理装置は、内部に複数のバンクを有し、所定のメモリアクセス単位を有する同期式ＤＲＡＭ(Dynamic Random Access Memory)と、前記同期式ＤＲＡＭの各バンクに前記カラー画像の１つの色成分を割り当て、前記同期式ＤＲＡＭに対する各色成分の画像データの読出し／書込み制御を行う制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記同期式ＤＲＡＭに対する指定アドレスに対して、前記複数のバンクをバンクごとに１クロック単位で順次ずらしながら活性化コマンドを発行し、それに続いて前記複数のバンクをバンクごとに１クロック単位で順次ずらしながら読出し／書込みコマンドを発行することを特徴とする。さらに、複数のバンクの互いに関係のない領域へのランダムアクセスも可能となる。

本発明の一実施例によれば、内部に４つのバンクをもつ同期式ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ、ＤＤＲ−ＳＤＲＡＭ、ＤＤＲ２−ＳＤＲＡＭなどを含む。）の各バンクに対してプリンタエンジンのシアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応する画像メモリを割り当て、前記同期式ＤＲＡＭに対する指定アドレスに対して、前記複数のバンクをバンクごとに１クロック単位で順次ずらしながら活性化コマンドを発行し、それに続いて前記複数のバンクをバンクごとに１クロック単位で順次ずらしながら読出し／書込みコマンドを発行することにより、１つの同期式ＤＲＡＭインタフェースを用いてＣＭＹＫの異なる画像部分に対応する画像メモリアクセスを効率よく行うことができる。

本発明によれば、カラー画像データを同期式ＤＲＡＭに格納する際に、各色を同期式ＤＲＡＭの各バンクに割り当て、１色＝１バンクとすることで、各色の画像データを同時にアクセスする際の活性化・プリチャージの時間を隠蔽することができ、画像メモリへのアクセス効率を向上させることができる。

特に、内部にバンクを４個含むＳＤＲＡＭの各バンクは独立に動作することができるという特徴を活かすため、ＣＭＹＫの画像データをＳＤＲＡＭに格納する際に、ＣＭＹＫ各色をＳＤＲＡＭの各バンクに割り当て１色＝１バンクとする。ＣＭＹＫの４色分の画像データを同時にアクセスする際に活性化・プリチャージの時間を隠蔽することによって、画像メモリへのアクセス効率を向上させる。

また、画像の回転処理などを実行するために同期式ＤＲＡＭのメモリマッピングを特殊な形式で行う場合、小さなデータ量でのランダムアクセスであってもバス使用率の低下を抑制することができる。

まず、本発明によるカラー画像処理装置を適用可能なカラー複写機について簡単に説明し、そのカラー複写機を一例として本発明の実施形態について詳細に説明する。

図５は代表的なデジタルカラー複写機の画像処理系統の概略的構成を示すブロック図である。デジタルカラー複写機に搭載された読取部５０１は、ＣＣＤなどの光電変換デバイスからなるセンサアレイにより複写対象の原稿を読み取り、ＲＧＢの３原色に対応するアナログ信号をＡ／Ｄコンバータなどによって多値デジタル信号（例えば８ビット）に変換し、ＲＧＢ画像信号として読取画像処理部５０２へ出力する。読取画像処理部５０２はＲＧＢ画像信号に対して補正処理（例えば濃度調整や画像の拡大縮小など）を行う。補正処理されたＲＧＢ画像信号は、画像管理部５０３により必要に応じてＪＰＥＧなどで圧縮され、画像記憶部５０４に一旦蓄積される。画像記憶部５０４はハードディスクや半導体メモリなどの書込み／読み出し可能な記録媒体である。

読み取られた画像がプリントされる場合、画像管理部５０３は、画像記憶部５０４に蓄積されたＲＧＢ画像信号を読み出し（圧縮を行っていた場合には元の形式に戻した上で）記録画像処理部５０５へ出力する。記録画像処理部５０５は、ＲＧＢ画像信号をプリンタの記録特性にあわせて色の４原色シアン・マゼンダ・イエロー・ブラック（ＣＭＹＫ）の信号に変換するとともに、構造上の制約に合わせて画像特性の調整、出力タイミングの調整（図２参照)などの編集を行い、こうして得られたＣＭＹＫ画像信号をプリンタ部５０６へ出力する。

プリンタ部５０６は、図１で述べたように、ＣＭＹＫの各色の画像形成部を有し、記録画像処理部５０５から入力したＣＭＹＫ画像信号２０２−２０５に基づいて中間転写ベルト１５１にカラートナー画像を形成し、２次転写部１５３で記録紙に再転写した後、画像が熱定着した記録紙を排紙部１５５に排出する。

１．実施形態
図６は、本発明によるカラー画像処理装置の一実施形態を適用した、図５に示すカラー複写機の記録画像処理部の概略的構成を示すブロック図である。記録画像処理部５０５は、色空間変換部６０１によりＲＧＢ画像信号をプリンタで使用する色空間ＣＭＹＫの画像信号に変換する。ＣＭＹＫ画像信号は、画像処理部６０２によってプリンタエンジンの特性に合わせたγ特性の補正やスクリーンパターンへの変換処理などが行われた後、画像編集制御部６０３へ出力される。

画像編集制御部６０３は、一旦入力されたＣＭＹＫ画像信号を画像メモリ６０４に画像イメージを保持したまま書き込みを行い、プリンタ部５０６からの要求に従って、図２で説明したように構造上の制約に合わせた画像出力タイミングの調整、複数画像の合成などの処理を行い、プリンタ部５０６へ出力する。

本実施形態において用いられる画像メモリ６０４は、内部に４つのバンク０−３をもつ同期式ＤＲＡＭである。ここでいう「同期式ＤＲＡＭ」という用語は、ＳＤＲＡＭ、ＤＤＲ−ＳＤＲＡＭ、ＤＤＲ２−ＳＤＲＡＭなどを含む概念である。同期式ＲＡＭは、周知のように、アドレスデコーダ、メモリセルアレイ、センスアンプから構成される複数のバンクを有し、各バンクが独立して制御可能である。本実施形態では、同期式ＤＲＡＭ内の４つのバンクに対して、プリンタエンジンのシアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応する画像メモリをそれぞれ割り当てる。言い換えれば、１バンクに１色を割り当てる。各バンクが独立して制御可能であるから、各色の画像データの異なる画像部分に対して柔軟なアクセスが可能となり、ＣＭＹＫの４色分の画像データを同時にアクセスする際に活性化・プリチャージの時間を隠蔽することができるために効率的なアクセスが可能となる。

なお、画像編集制御部６０３は、プログラム制御プロセッサ上で、次に具体的に説明するような機能を有する画像編集制御プログラムを実行することによりソフトウエアで実現することもできる。

次に、画像メモリ６０４にＤＤＲ−ＳＤＲＡＭを用いた画像編集制御部６０３のより詳細な構成および動作について図７〜図１８および図１９〜図２０を参照しながら説明する。

２．第１実施例
図７は本発明の第１実施例によるカラー画像処理装置を用いた画像編集制御部のより詳細なブロック図である。画像編集制御部６０３は、ＤＤＲ−ＳＤＲＡＭである画像メモリ６０４への書込み要求を生成するＣＭＹＫ各々の画像書込み制御部７０１〜７０４と、画像メモリ６０４からの読出し要求を生成するＣＭＹＫ各々の画像読み出し制御部７０５〜７０８と、を有する。データ書込み制御部７０９は、ＣＭＹＫ各々の書込み要求に基づいて画像メモリ６０４へのデータ書込み制御を行う。データ読出し制御部７１１は、ＣＭＹＫ各々からの読出し要求に基づいて画像メモリ６０４からのデータ読出し制御を行う。リフレッシュ制御部７１４は画像メモリ６０４のリフレッシュを行う。データ書込み制御部７０９、データ読出し制御部７１１およびリフレッシュ制御部７１４の動作は、調停回路７１０によって調停される。セレクタ７１２は、調停回路７１０からの選択信号に従って、データ書込み制御部７０９、データ読出し制御部７１１およびリフレッシュ制御部７１４からのＳＤＲＡＭ制御を選択し、ＳＤＲＡＭインタフェース７１３へ出力する。

次に、本実施例の動作を説明するために、まず画像メモリ６０４内の画像データの構造について説明する。

２．１）画像メモリ６０４内の画像データ
図８は画像メモリ６０４内に格納された画像データを模式的に示す図であり、図９は画像メモリのアドレス構成を模式的に示す図である。

図８に示すように、画像イメージのＸ軸の増加方向を主走査方向、Ｙ軸の増加方向を副走査方向とし、ＣＭＹＫ１色あたりの１画素の画像データを４ビットの濃度値で表すものとする。また、画像の副走査方向ｙ番目のラインにおける主走査方向ｘ番目の画素の濃度値は『色（ｘ，ｙ）』の形式で表すものとする。例えば、シアン（Ｃ）の画像プレーンの左上隅の画像の濃度値は『Ｃ（０,０）』、マゼンタ（Ｍ）の画像プレーンの左上隅から主走査方向１番目の画像の濃度値は『Ｍ（１,０）』、イエロー（Ｙ）の画像プレーンの副走査方向１番目のラインの左隅の画像の濃度値は『Ｙ（０,１）』というように表現する。後述する画像書込み／読み出し制御ではＣＭＹＫ４色について同じ制御を行うため、以下、シアン（Ｃ）を代表例として説明する。

また、入力される画像は１ライン単位に先頭画素から順次入力されるものとする。すなわち、シアンを例に取れば、C(0,0)、C(1,0)、C(2,0)、C(3,0)…C(Xm-1,0)；C(0,1)、C(1,1)、C(2,1)、C(3,1)…C(Xm-1,1)；C(0,2)、C(1,2)…；・・・；C(0,Ym-1)、C(1,Ym-1)…C(Xm-1,Ym-1)、の順序でラインごとに入力される。他の色の場合も同様である。ここで、XmおよびYmは画像の主走査方向および副走査方向の画素数であり、説明を簡単にするためにXmは１６の倍数とする。

また、図９に示すように、画像メモリ６０４はワード長を３２ビットとし、画像メモリ６０４内の画像はメモリの指定領域の若いアドレスから順に３２ビット単位で入力画像順に格納されるものとする。また、アドレスの表記は８ｂｉｔ単位、すなわち、バイト単位とする。よって、ワード長単位でのアドレスは４飛びということになる。

２．２）画像書込み制御部
図１０（Ａ）は、図７における画像書込み制御部の動作を説明するための概略的なブロック図であり、図１０（Ｂ）は一連の書込みコマンドのフォーマット図である。以下、シアンの画像書込み制御部７０１を例として説明するが、他の色も同様である。

画像書込制御部７０１に入力された４ビット画像データは、一旦ＦＩＦＯメモリで構成される入力バッファ１００１に蓄えられ、次段のコマンド生成部１００４との時間調整が行われる。次段のコマンド生成部１００４の準備ができたことを示すRDY信号を受けると、入力バッファ１００１は１画素分の画像データをコマンド生成部１００４へ出力する。

座標管理部１００２は、次の画像書込み座標の管理を行い、書込み座標をアドレス変換部１００３へ伝達する。アドレス変換部１００３は、次の画像書込み座標から次の画像メモリ６０４上の画像書込みアドレスを算出する。ここでは図８および図９に定めた画像書込みアドレスと座標との関係から、次の画像書込みアドレスは次式で算出される：
画像書込みアドレスAddress＝TOP＋Y×(Xm/16)×２＋X/２。

ここで、TOPは書き込もうとする画像メモリエリアの先頭アドレス（すなわち、C(0,0)を書き込むアドレス）、XおよびYはそれぞれ次の画像書込み座標の主走査方向、副走査方向の位置、Xmは書き込もうとする画像の主走査方向の画素数である。なお、実際には座標を管理するのではなく、特許文献３に記載されているように、アドレスとアドレスの増分を指定することで、座標管理部１００２およびアドレス変換部１００３を一体にしてアドレス管理部として実装することもできる。

コマンド生成部１００４は入力バッファ１００１から１６画素分の画像データを引き取り、アドレス変換部１００３からの次の画像書込みアドレスと組み合わせて、図１０（Ｂ）に示すように一連の画像メモリ６０４への書込みコマンドを生成し、コマンドＦＩＦＯ部１００５へ出力する。ここまでの動作はＣＭＹＫ各色単位で行う。

２．３）データ書込み制御部
図１１は図７におけるデータ書込み制御部の動作を説明するための概略的なブロック図である。ＣＭＹＫの画像書き込み制御部７０１〜７０４のコマンドＦＩＦＯ部１００５（図１１ではそれぞれ参照番号１２０１〜１２０４とする。）からデータ有無信号を入力すると、シーケンサ１２０７は、調停回路７１０に要求信号ＲＥＱを出力する。調停回路７１０からＳＤＲＡＭ６０４に対するアクセス権を獲得すると、応答信号ＡＣＫが有効となり、コマンドＦＩＦＯ部１２０１〜１２０４の先頭データを使用してＳＤＲＡＭ６０４への書込みシーケンスを生成する。

調停回路７１０は、現在のＳＤＲＡＭアクセス権がデータ書込み制御部７０９にあることを保持しており、セレクタ７１２に対してデータ書込み制御部７０９からのアドレス・制御信号をＤＤＲ-ＳＤＲＡＭインタフェース部７１３へ出力する。

図１２は本実施例のデータ書込み動作を示すタイミングチャートである。ここでは、ＣＭＹＫすべてのコマンドＦＩＦＯ部１２０１〜１２０４の先頭に有効なデータがあるものとし、連続書込みする場合について説明する。

まず、図１２のタイミングチャートの記号について説明する。図１２上部のクロック１〜２０の数値は、ＳＤＲＡＭ６０４に与えるクロックの番号である。「対象色」は、ＳＤＲＡＭ６０４に対して発行しているコマンドがＣＭＹＫのどの色に対応するものかを示す。「バンクアドレス」は、ＳＤＲＡＭ６０４に対してActivateコマンドを発行する際のバンクアドレスを示す。「RA」はＳＤＲＡＭ６０４に対して与えるRowAddressであり、カッコ内にＣＭＹＫのどの色に対応するアドレスなのかを記載している。「CA」はＳＤＲＡＭ６０４に対して与えるColumnAddressであり、カッコ内にＣＭＹＫのどの色に対応するアドレスなのかを記載している。「ACT」はＳＤＲＡＭ６０４に対して与えるActivateコマンドを示している。「WRA」はＳＤＲＡＭ６０４に対して与えるオートプリチャージ付Writeコマンドを示している。それぞれのコマンドについては、一般的なＳＤＲＡＭおよびＤＤＲ−ＳＤＲＡＭの仕様書・解説書などを参照されたい。

図１２において、クロック１で、まずアドレスセレクタ１２０５は、シアンＣに対応するバンクアドレス００およびRowAddressをＳＤＲＡＭ６０４へのアドレスとしてコマンドＦＩＦＯ１２０１から選択して出力し、同時にACTコマンドを出力する。出力されたバンクアドレス、RowAddressおよびACTコマンドは、図７に示すセレクタ７１２およびＤＤＲ-ＳＤＲＡＭ インタフェース７１３を通して画像メモリ６０４であるＤＤＲ-ＳＤＲＡＭへと出力される。

クロック２、３、４では、同様に、アドレスセレクタ１２０５は、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）に対応するバンクアドレス０１、１０、１１とＭ，Ｙ，Ｋに対応するRowAddressとを各色用コマンドＦＩＦＯ１２０２〜１２０４からそれぞれ選択してＳＤＲＡＭ６０４へのアドレスとして出力し、同時にACTコマンドを出力する。

クロック５の時点では、クロック１で出力したバンクアドレス００に対するACTコマンドからｔ_RCDに相当する期間が経過しているので、バンク００に対する新たなコマンドを発行可能となっている。したがって、アドレスセレクタ１２０５は、クロック５の時点で、シアンＣに対応するColumnAddress をシアン用コマンドFIFO部１２０１から選択して出力し、同時にWRAコマンドを出力する。WRAコマンドに対応するタイミングでデータをＣ（シアン）用コマンドFIFO部１２０１から選択して出力する。同様にクロック６〜８のタイミングでＭ，Ｙ，Ｋに対応するColumnAddressとWRAコマンドとを出力するとともに、各WRAコマンドに対応するタイミングでデータをコマンドFIFO部１２０２〜１２０４からそれぞれ選択して出力する。

クロック１２のタイミングで、クロック５でのWRAコマンドに対するｔ_WRとｔ_RPが経過するため、ＣＭＹＫ各々の次のコマンドFIFO部に対応するデータの書込みをスタートする。シーケンスはクロック１と同様である。

２．４）画像読出し制御部
図１３は、図７における画像読出し制御部の動作を説明するための概略的なブロック図である。以下、シアンの画像読出し制御部７０５を例として説明するが、他の色も同様である。

座標管理部１４０２は、次の画像読出し座標の管理を行い、読出し座標をアドレス変換部１４０３へ伝達する。アドレス変換部１４０３は、次の画像読出し座標から次の画像メモリ上の画像読出しアドレスを算出する。ここでは図８および図９に定めた画像読出しアドレスと座標との関係から、次の画像読出しアドレスを次式で算出する：
画像読出しアドレスAddress＝TOP＋Y×(Xm/16)×２＋X/２
ここで、TOPは読み出そうとする画像メモリエリアの先頭アドレス（すなわち、C(0,0)を読み出すアドレス）、XおよびYはそれぞれ次の画像読出し座標の主走査方向、副走査方向の位置、Xmは読み出そうとする画像の主走査方向の画素数である。

コマンド生成部１４０４は、FIFOからなる出力バッファ１４０１のFIFO空き状況（十分なデータを受信できるかを示す）を受け取り、出力バッファ１４０１内に十分な空きがあれば、アドレス変換部１４０３からの次の画像読出しアドレスを用いて、画像メモリ６０４からの読出しコマンドを生成しコマンドＦＩＦＯ部１４０５へ伝送する。

２．５）データ読出し制御部
図１４は図７におけるデータ読出し制御部の動作を説明するための概略的なブロック図である。ＣＭＹＫの画像読出し制御部７０５〜７０８のコマンドＦＩＦＯ部１４０５（図１４ではそれぞれ参照番号１５０１〜１５０４とする。）からデータ有無信号を入力すると、シーケンサ１５０６は、調停回路７１０に要求信号ＲＥＱを出力する。調停回路７１０からＳＤＲＡＭ６０４に対するアクセス権を獲得すると、応答信号ＡＣＫが有効となり、コマンドＦＩＦＯ部１５０１〜１５０４の先頭データを使用してＳＤＲＡＭ６０４からの読出しシーケンスを生成する。

図１５は本実施例のデータ読出し動作を示すタイミングチャートである。ここでは、ＣＭＹＫすべてのコマンドＦＩＦＯ部１５０１〜１５０４の先頭に有効なデータがあるものとし、連続書込みする場合について説明する。

まず、図１５の記号について説明する。「対象色」はＳＤＲＡＭ６０４に対して発行しているコマンドがＣＭＹＫのどの色に対応するものかを示すものである。「バンクアドレス」は、ＳＤＲＡＭ６０４に対してActivateコマンドを発行する際のバンクアドレスを示す。「RA」はＳＤＲＡＭ６０４に対して与えるRowAddressであり、カッコ内にＣＭＹＫのどの色に対応するアドレスなのかを記載している。「CA」はＳＤＲＡＭ６０４に対して与えるColumnAddressであり、カッコ内にＣＭＹＫのどの色に対応するアドレスなのかを記載している。「ACT」はＳＤＲＡＭ６０４に対して与えるActivateコマンドのことを示している。「RDA」はＳＤＲＡＭ６０４に対して与えるオートプリチャージ付Readコマンドのことを示している。

クロック１では、アドレスセレクタ１５０５は、まずＣ（シアン）に対応するバンクアドレス００およびRowAddressをＳＤＲＡＭ６０４へのアドレスとしてコマンドＦＩＦＯ部１５０１から選択して出力し、同時にACTコマンドを出力する。出力されたバンクアドレス、RowAddressおよびACTコマンドは、図７に示すセレクタ７１２およびＤＤＲ-ＳＤＲＡＭインタフェース７１３を通して画像メモリ６０４であるＤＤＲ-ＳＤＲＡＭへと出力される。

続いて、アドレスセレクタ１５０５は、クロック２、３、４で、同様にＭ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）にそれぞれ対応するバンクアドレス０１、１０、１１とＭ、Ｙ、Ｋにそれぞれ対応するRowAddressとを各色用コマンドＦＩＦＯ部から選択してＳＤＲＡＭ６０４へのアドレスとして出力し、同時にACTコマンドを出力する。

クロック５の時点で、クロック１で出力したバンクアドレス００に対するACTコマンドからｔ_RCDに相当する期間が経過しているので、バンク００に対する新たなコマンドを発行可能となっている。クロック５の時点で、アドレスセレクタ１５０５は、シアンＣに対応するColumnAddress をコマンドＦＩＦＯ部１５０１から選択して出力し、同時にRDAコマンドを出力する。RDAコマンドに対応するタイミングでＳＤＲＡＭ６０４から読み出したデータをシアン用出力バッファ１４０１に出力する。

同様にクロック６〜８のタイミングで、Ｍ、Ｙ、Ｋにそれぞれ対応するColumnAddressおよびRDAコマンドを出力するとともに、各RDAコマンドに対応するタイミングでＳＤＲＡＭ６０４から読み出したデータを各色用出力バッファ１４０１に出力する。

クロック１２のタイミングで、クロック５でのRDAコマンドに対するｔ_RPが経過するため、ＣＭＹＫ各々の次のコマンドＦＩＦＯ部に対応するデータの読出しをスタートする。シーケンスはクロック１と同様である。

なお、ＣＭＹＫすべてのコマンドＦＩＦＯの先頭に有効なデータが入っているとは限らない。図１６および図１７に示すように、有効データのないコマンドＦＩＦＯがあれば、その色に対応するコマンド発行は行われない。

図１６は、ＣＭＫのコマンドＦＩＦＯのみ有効データがある場合のデータ読出し動作を示すタイミングチャートであり、図１７は、同じくＣＭＫのコマンドＦＩＦＯのみ有効データがある場合のデータ書込み動作を示すタイミングチャートである。このようにＣＭＫのコマンドＦＩＦＯのみ有効データがある場合、Ｙに対応するコマンド発行を行わない。

図１８は本実施例におけるデータ読出し／書込み動作の他の例を示すタイミングチャートである。この例では、クロック１〜クロック１１でＣＭＹＫそれぞれに対応する読出し動作、クロック１２〜２２でＣＭＹＫそれぞれに対応する書き込み動作、クロック２３〜３３で２回目のＣＭＹＫそれぞれに対応する読出し動作、クロック３４〜で２回目のＣＭＹＫそれぞれに対応する書込み動作を行っている。以下同様である。

２．６）効果
上述したように、本発明の第１実施例によれば、１つのチップ内のＳＤＲＡＭ６０４に対して、４つのバンクそれぞれに同時に画像データを入力または出力することができ、同じ量のデータの入出力を行う場合、その周期を短くすることができる。そのため、画像入出力速度を向上させることができ、したがって画像入出力バッファのサイズを小さくすることができる。ＳＤＲＡＭの４つのバンクにそれぞれ１つの色を割り当てることで、４つのバンクへのアクセスを平行して行うように画像書込み／データ書込み制御、画像読出し／データ読出し制御をスケジューリングすることができるからである。

例えば、画像を読み出しだけを行う場合、本方式をとらない場合には、図３で説明したようなアクセスとなり、１色あたり１０クロックを要し、ＣＭＹＫ４色の同時アクセスが発生した場合にはＣ（シアン）の画像の画像メモリからの読出しのサイクルは４０クロックとなる。

これに対して、本実施例によるアクセス方式をとる場合には、図１５に示すように、Ｃ（シアン）の画像の画像メモリからの読出しのサイクルは１２クロックとなる。したがって、メモリアクセスが１ワード３２ビットで２バーストアクセスの場合の平均のデータ読出し速度は、本実施例によるアクセス方式をとらない場合には、６４ビット／４０クロック＝１．６ビット／クロック、本方式による場合には６４ビット／１２クロック＝約５．３ビット／クロックとなり、３倍以上の平均速度の向上が図れる。

また、本方式をとらずに従来のバーストアクセスを利用して速度向上を図ろうとすると、例えば図４のように１回のアクセスを８ワードに拡張した場合には、ＣＭＹＫ４色の同時アクセスが発生すると、Ｃ（シアン）の画像の画像メモリからの読出しのサイクルは１色あたり１３×クロック４色＝５２クロックとなる。したがって平均のデータ読出し速度は２５６ビット／５２クロック＝約４．９ビット／クロックとなり、同程度の速度が得られるが、一度に２５６ビットのデータの授受を行えるだけの画像入出力バッファの大きさが必要となる。本実施例によるアクセス方式の場合には一度のデータ授受が６４ビットで同程度の平均のデータ読出し速度が得られる。

特に、本発明においてはデータアクセスを小さな単位で行っているため、４つの領域内の各々に対して連続したアドレスでのアクセスではなく、ランダムアクセスを行う場合において特に大きな効果をもつ。

３．第２実施例
次に、本発明の第２実施例として、本発明を特許文献３に記載されている画像回転処理に適用した例を説明する。

特許文献３に記載された画像データ回転処理装置では、ｎ×ｎ個の画素データを記憶可能な画像メモリを用い、画像メモリ内の画像をｋ画素×ｋライン単位に区切ってこれをメモリのアクセス単位に割り当てた上で、画像メモリ内のｋ画素×ｋラインの画像を読出し、そのうちのｋ画素×１ライン、または、１画素×ｋラインの領域を置き換えて画像メモリに書き戻す処理を行うことで画像の回転処理を実現している。特許文献３ではモノクロの画像の回転処理を対象としているが、これをＣＭＹＫで構成されるカラー画像の回転処理に適用することができる。

３．１）画像回転処理部
図１９は本発明の第２実施例によるカラー画像処理装置を用いた画像回転処理装置の詳細なブロック図である。本実施例においても、第１実施例と同様に、ＣＭＹＫの画像データをＳＤＲＡＭの画像メモリ６０４に格納する際に、ＣＭＹＫ各色をＳＤＲＡＭの各バンクに割り当て、１色＝１バンクとしてアクセス制御される。また、図７に示す第１実施例と基本的な機能が同じブロックには同じ参照番号を付し、詳細な説明は省略する。

なお、ＣＭＹＫ各々の画像データに対して画像回転処理を実行する画像回転処理部１６０１〜１６０４は同じブロック構成を有するので、シアン（Ｃ）用の画像回転処理部１６０１の構成および動作を代表例として説明する。

図１９において、画像回転処理部１６０１は、入力部１７０１、エリア選択制御部１７０２および出力部１７０３を有し、入力部１７０１を通して入力画像データがｋ画素ごとに入力すると、エリア選択制御部１７０２は、選択した画像メモリ６０４の領域に入力画像データの各画素データを格納する。また、回転処理された画像データは、エリア選択制御部１７０２が選択した画像メモリ６０４の領域から読み出され、出力部１７０３を通してｋ画素ごとに出力される。

動作制御部１７０５は、原画像データのサイズや回転すべき角度の情報である回転モードデータをエリア選択制御部１７０２およびアドレス制御部１７０７に供給し、ラインカウンタ１７０６へカウントアップ開始指令となるライン情報を供給する。ラインカウンタ１７０６は、動作制御部１７０５からのライン情報に基づいて、回転処理すべきページの画像データ内で指定されたｋ本のラインの何番目のラインの画素を処理すべきか指定し、そのカウント値をエリア選択制御部１７０２およびアドレス制御部１７０７へ出力する。

アドレス制御部１７０７は、動作制御部１７０５、ページカウンタ１７０４およびラインカウンタ１７０６から入力した回転モードデータなどの各種情報に基づいて、原画像データのサイズや回転角度に応じて予め設定されている制御手順を選択し、選択された制御手順に従って画素の読出し／書込みを行うべき画像メモリ６０４のアドレスデータを更新してデータ書込み制御部７０９あるいはデータ読出し制御部７１１へ供給する。

エリア選択制御部１７０２は、動作制御部１７０５、ページカウンタ１７０４およびラインカウンタ１７０６から入力した回転モードデータなどの各種情報に基づいて、アドレスデータによって指定された画像メモリ６０４の領域から読み出されたｋ×ｋ画素のうち、出力画像データを構成すべきｋ画素を、選択したｋ個のエリアから抽出し、そのｋ画素を出力画像データとして出力部１７０３へ出力すると共に、入力部１７０１から入力されるｋ画素の入力画像データを、選択された同一アドレスの同一エリアに書き込む。

このように、画像回転処理部１６０１〜１６０４が画像メモリ６０４内のｋ画素×ｋラインの画像を読出し、そのうちのｋ画素×１ライン、または、１画素×ｋラインの領域を置き換えて画像メモリ６０４に書き戻す処理を行うことで、ＣＭＹＫ各々の画像に対して回転処理が実行される。

また、ＣＭＹＫ各々のアドレス制御部１７０７およびエリア選択制御部１７０２からの画像メモリアクセスは、データ読出し制御部７１１およびデータ書込み制御部７０９が一旦まとめて整理することで、ＣＭＹＫの各々に対して個別の画像メモリを用意することなく、それらのアクセスを実現することができる。

図２０は本発明の第２実施例の動作を示すタイミングチャートである。まず、図２０の記号について説明する。「対象色」は、ＳＤＲＡＭに対して発行しているコマンドがＣＭＹＫのどの色に対応するものかを示す。「バンクアドレス」は、ＳＤＲＡＭに対してActivateコマンドを発行する際のバンクアドレスを示す。「RA」はＳＤＲＡＭに対して与えるRowAddressであり、カッコ内にＣＭＹＫのどの色に対応するアドレスなのかを示している。「CA」はＳＤＲＡＭに対して与えるColumnAddressであり、カッコ内にＣＭＹＫのどの色に対応するアドレスなのかを示している。「ACT」はＳＤＲＡＭに対して与えるActivateコマンドのことを示し、「RD」はＳＤＲＡＭに対して与えるReadコマンドを示している。「WRA」はＳＤＲＡＭに対して与えるオートプリチャージ付Writeコマンドのことを示している。なお、図２０では、ＣＭＹＫそれぞれの画像回転処理が動作しているものとして説明しているが、それぞれバラバラに動作していてもよいし、一部は動作していなくてもよい。一部が動作していない場合には、図１６、図１７で示されるように一部のコマンドの動作が抑制される。

図１９においては、ＣＭＹＫ各々のアドレス制御部１７０７から出力されたアクセス要求アドレスに対して、データ読出し制御部７１１およびデータ書込み制御部７０９が第１実施例で説明した制御を実行する。ただし、読出しと書込みは同じアドレスで実行されるので、図２０のようにクロック１〜１１でＣＭＹＫ各々が平行してデータ読出しを行い、クロック１、５、８で読み出されたデータをＣ（シアン）のエリア選択制御部１７０２へ、クロック２、６、９で読み出されたデータをＭ（マゼンダ）のエリア選択制御部１７０２へ、クロック３、７、１０で読み出されたデータをＹ（イエロー）のエリア選択制御部１７０２へ、クロック４、８、１１で読み出されたデータをＫ（ブラック）のエリア選択制御部１７０２へ、それぞれ転送する。エリア選択制御部１７０２で必要なビットが書き換えられた後、クロック１２〜１６で同じアドレスに書き戻しを行う。同じアドレスへの書き戻しであるので、クロック５〜８で発行される読出し用コマンドはプリチャージ無しのReadコマンドとし、次のACTコマンドを発行せずにクロック１２〜１５のWRAコマンドを発行ことができる。

３．２）効果
本発明の第２実施例によれば、画像メモリ内の画像をｋ画素×ｋライン単位に区切ってこれをメモリの一度のアクセスの単位に割り当てた上で、画像メモリ内のｋ画素×ｋラインの画像を読出し、そのうちのｋ画素×１ライン、または、１画素×ｋラインの領域を置き換えて画像メモリに書き戻す処理を行うことで画像の回転処理を実現する。本発明によるアクセス方式によって、より小さな単位で効率よく画像メモリにランダムアクセスができる。例えば、２値の画像を前提として、本実施例のアクセス方式のように６４ビット単位でランダムアクセスする場合と、図４に示す２５６ビット単位でランダムアクセスする場合とを比較すると、６４ビット単位でランダムアクセスする場合には６４＝８×８であるので１２クロックで８画素、すなわち約０．６６画素／１クロックで取り扱うことができるのに対し、従来では２５６＝１６×１６であるので、５２クロックで１６画素、すなわち約０．３１画素／クロックしか取り扱うことができない。したがって、実施例によるアクセス方式の方が小さな単位で効率よくアクセスすることができ、好ましいことがわかる。

なお、実施例には挙げていないが、図１９に示す第２実施例と同様のブロック構成を用い、図８および図９のように画像メモリ内に画像を格納する場合、副走査方向(Ｙ方向）に（例えばC(0,0)、C(0,1)、C(0,2)、C(0,3)、・・・・のような順序で）画像を入出力するには、上記図４を用いて説明した従来のアクセス方式では５２クロックで１画素の画像読出ししかできないのに対して、本実施例によるアクセス方式では１２クロックで１画素の読出しが可能となり、４倍以上の速度で画像データ読出しを実行することができる。

本発明は、同期式ＤＲＡＭを用いたカラー画像処理装置あるいはカラープリンタエンジンに適用可能であり、特にＣＭＹＫタンデム方式のプリンタエンジンを使用するデジタルカラー複写機、プリンタなどに利用することができる。

タンデム方式のカラーレーザプリンタエンジンを用いた一般的なカラー複写機の構成を示す概略的ブロック図である。 それぞれＣＭＹＫの色に対応する画像書込信号２０２〜２０５の時間的なずれを模式的に示すタイムチャートである。 ＤＤＲ-ＳＤＲＡＭの読み出し動作を示すタイムチャートである。 ＤＤＲ-ＳＤＲＡＭのバーストリードコマンドによる一括読み出し動作を示すタイムチャートである。 代表的なデジタルカラー複写機の画像処理系統の概略的構成を示すブロック図である。 本発明によるカラー画像処理装置の一実施形態を適用した、図５に示すカラー複写機の記録画像処理部の概略的構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施例によるカラー画像処理装置を用いた画像編集制御部のより詳細なブロック図である。 画像メモリ６０４内に格納された画像データを模式的に示す図である。 画像メモリのアドレス構成を模式的に示す図である。 （Ａ）は、図７における画像書込み制御部の動作を説明するための概略的なブロック図であり、（Ｂ）は一連の書込みコマンドのフォーマット図である。 図７におけるデータ書込み制御部の動作を説明するための概略的なブロック図である。 本実施例のデータ書込み動作を示すタイミングチャートである。 図７における画像読出し制御部の動作を説明するための概略的なブロック図である。 図７におけるデータ読出し制御部の動作を説明するための概略的なブロック図である。 本実施例のデータ読出し動作を示すタイミングチャートである。 ＣＭＫのコマンドＦＩＦＯのみ有効データがある場合のデータ読出し動作を示すタイミングチャートである。 ＣＭＫのコマンドＦＩＦＯのみ有効データがある場合のデータ書込み動作を示すタイミングチャートである。 本実施例におけるデータ読出し／書込み動作の他の例を示すタイミングチャートである。 本発明の第２実施例によるカラー画像処理装置を用いた画像回転処理装置の詳細なブロック図である。 本発明の第２実施例の動作を示すタイミングチャートである。

符号の説明

５０１ 読取部
５０２ 読取画像処理部
５０３ 画像管理部
５０４ 画像記憶部
５０５ 記録画像処理部
５０６ プリンタ部
６０１ 色空間変換部
６０２ 画像処理部
６０３ 画像編集制御部
６０４ 画像メモリ（同期式ＤＲＡＭ）

Claims (8)

1. 複数の色成分からなるカラー画像を画像処理するためのカラー画像処理装置において、
   内部に複数のバンクを有し、所定のメモリアクセス単位を有する同期式ＤＲＡＭ(Dynamic Random Access Memory)と、
   前記同期式ＤＲＡＭの各バンクに前記カラー画像の１つの色成分を割り当て、前記同期式ＤＲＡＭに対する各色成分の画像データの読出し／書込み制御を行う制御手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、前記同期式ＤＲＡＭに対する指定アドレスに対して、前記複数のバンクをバンクごとに１クロック単位で順次ずらしながら活性化コマンドを発行し、それに続いて前記複数のバンクをバンクごとに１クロック単位で順次ずらしながら読出し／書込みコマンドを発行することを特徴とするカラー画像処理装置。
2. 前記制御手段は、前記複数のバンクの互いに関係のない領域へランダムアクセスすることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像処理装置。
3. 前記同期式ＤＲＡＭは４個のバンクを内部に含み、それぞれのバンクにＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）およびＫ（ブラック）の４色成分を割り当てることを特徴とする請求項１または２に記載のカラー画像処理装置。
4. 内部に複数のバンクを有し、複数の色成分からなるカラー画像を格納する所定のメモリアクセス単位の同期式ＤＲＡＭ(Dynamic Random Access Memory)へのアクセス制御方法において、
   前記同期式ＤＲＡＭの各バンクに前記カラー画像の１つの色成分を割り当て、
   前記同期式ＤＲＡＭに対する指定アドレスに対して、前記複数のバンクをバンクごとに１クロック単位で順次ずらしながら活性化コマンドを発行し、それに続いて前記複数のバンクをバンクごとに１クロック単位で順次ずらしながら読出し／書込みコマンドを発行することを特徴とするアクセス制御方法。
5. 前記複数のバンクの互いに関係のない領域へランダムアクセスすることを特徴とする請求項４に記載のアクセス制御方法。
6. 内部に複数のバンクを有し、複数の色成分からなるカラー画像を格納する同期式ＤＲＡＭ(Dynamic Random Access Memory)へのアクセス制御をコンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、前記コンピュータに、
   前記同期式ＤＲＡＭの各バンクに前記カラー画像の１つの色成分を割り当てる機能と、
   前記同期式ＤＲＡＭに対する指定アドレスに対して、前記複数のバンクをバンクごとに１クロック単位で順次ずらしながら活性化コマンドを発行し、それに続いて前記複数のバンクをバンクごとに１クロック単位で順次ずらしながら読出し／書込みコマンドを発行する機能と、
   を実現させることを特徴とするプログラム。
7. 請求項１に記載のカラー画像処理装置を設けたことを特徴とするカラー複写機。
8. 請求項１に記載のカラー画像処理装置を設けたことを特徴とするカラープリンタ。

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