JP7487611B2 - 画像形成装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置及びプログラムに関する。

プリンタ装置、プリンタ機能を有する複写機、ＦＡＸ等の画像処理装置では、２値画像の解像度変換実施時にスムージング処理を行うことがある。例えば、入力される２値画像データのパターンに応じて、決まった法則に従ってスムージング処理を行う画像処理装置では、スムージング処理を行うための補正パターンをユーザが外部から設定し、内部メモリに保存しておく構成が知られている（例えば特許文献１参照）。

従来のスムージング処理では、より高画質にするためにパターンのサイズを拡大していくと、回路（論理ゲート）のファンイン数（１出力に対する入力数）が多くなり、回路規模が増大してしまうという問題があった。なお、特許文献１は上記の問題について解決するものではない。

本発明の一実施形態は、パターンマッチングのサイズ拡大による回路規模の増大を抑えることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記した課題を達成するため、本発明の一実施形態は、パターンマッチングによる解像度変換を行う画像処理装置において、複数のグループに分けられており、パターンマッチングが成立した入力画素パターンの注目画素に対して、前記入力画素パターンに応じた解像度変換を前記グループそれぞれで行う複数のスムージング処理手段と、前記入力画素パターンに対応する前記グループを識別するグループ識別手段と、前記スムージング処理手段により前記グループそれぞれで行われた前記注目画素に対する解像度変換の出力画素パターンから、前記グループ識別手段が識別した前記グループの前記出力画素パターンを選択して出力する出力画素パターン選択手段と、を有する。

本発明の一実施形態によれば、パターンマッチングのサイズ拡大による回路規模の増大を抑えることができる。

本実施形態に係るＭＦＰの一例のハードウェア構成図である。 本実施形態に係るＭＦＰの一例の機能構成図である。 本実施形態に係るパターンマッチングによる解像度変換の一例の説明図である。 スムージング部の処理の一例の説明図である。 スムージング処理部の入力画素パターン及び出力画素パターンの一例の説明図である。 グループマッチング部の処理の一例の説明図である。 斜め線のスムージング処理の一例の説明図である。 スムージング処理部に対応するパターンの一例の説明図である。 グループマッチング部がパターンマッチング処理に用いるパターンの一例の説明図である。

以下、本発明の各実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態ではパターンマッチングによる解像度変換を行う画像処理装置の一例として、ＭＦＰ（Ｍultifunction Peripheral/Product/Printer）の例を説明するが、コピー機、プリンタ装置、ファクス装置など、パターンマッチングによる解像度変換を行う様々な画像処理装置への適用が可能である。

＜ハードウェア構成＞
パターンマッチングによる解像度変換を行う画像処理装置の一例であるＭＦＰ９００は例えば図１に示すようなハードウェア構成により実現される。図１は本実施形態に係るＭＦＰの一例のハードウェア構成図である。ＭＦＰ９００は、コントローラ９１０、近距離通信回路９２０、エンジン制御部９３０、操作パネル９４０、ネットワークＩ／Ｆ９５０を備えている。コントローラ９１０は、コンピュータの主要部であるＣＰＵ９０１、システムメモリ（ＭＥＭ－Ｐ）９０２、ノースブリッジ（ＮＢ）９０３、サウスブリッジ（ＳＢ）９０４、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）９０６、記憶部であるローカルメモリ（ＭＥＭ－Ｃ）９０７、ＨＤＤコントローラ９０８、及び、記憶部であるＨＤ９０９を有する。コントローラ９１０は、ＮＢ９０３とＡＳＩＣ９０６との間をＡＧＰ（Accelerated Graphics Port）バス９２１で接続した構成となっている。

ＣＰＵ９０１は、ＭＦＰ９００の全体制御を行う制御部である。ＮＢ９０３は、ＣＰＵ９０１と、ＭＥＭ－Ｐ９０２、ＳＢ９０４、及びＡＧＰバス９２１とを接続するためのブリッジである。また、ＮＢ９０３は、ＭＥＭ－Ｐ９０２に対する読み書きなどを制御するメモリコントローラと、ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）マスタ及びＡＧＰターゲットとを有する。

ＭＥＭ－Ｐ９０２は、コントローラ９１０の各機能を実現させるプログラムやデータの格納用メモリであるＲＯＭ９０２ａと、プログラムやデータの展開、及びメモリ印刷時の描画用メモリなどとして用いるＲＡＭ９０２ｂとを有する。ＲＡＭ９０２ｂに記憶されているプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。

ＳＢ９０４はＮＢ９０３とＰＣＩデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。ＡＳＩＣ９０６は、画像処理用のハードウェア要素を有する画像処理用途向けのＩＣ（Integrated Circuit）であり、ＡＧＰバス９２１、ＰＣＩバス９２２、ＨＤＤコントローラ９０８、及びＭＥＭ－Ｃ９０７を、それぞれ接続するブリッジの役割を有する。

ＡＳＩＣ９０６は、ＰＣＩターゲットと、ＡＧＰマスタと、アービタ（ＡＲＢ）と、メモリコントローラと、複数のＤＭＡＣ（Direct Memory Access Controller）と、ＰＣＩユニットと、を有する。アービタはＡＳＩＣ９０６の中核をなす。メモリコントローラはＭＥＭ－Ｃ９０７を制御する。ＤＭＡＣはハードウェアロジックなどにより画像データの回転などを行う。ＰＣＩユニットはスキャナ部９３１及びプリンタ部９３２との間でＰＣＩバス９２２を介したデータ転送を行う。なお、ＡＳＩＣ９０６には、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）のインタフェースや、ＩＥＥＥ１３９４（Institute of Electrical and Electronics Engineers 1394）のインタフェースを接続するようにしてもよい。

ＭＥＭ－Ｃ９０７は、コピー用画像バッファ及び符号バッファとして用いるローカルメモリである。ＨＤ９０９は、画像データの蓄積、印刷時に用いるフォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。ＨＤ９０９は、ＣＰＵ９０１の制御にしたがってＨＤ９０９に対するデータの読出又は書込を制御する。ＡＧＰバス９２１は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレータカード用のバスインタフェースである。ＡＧＰバス９２１は、ＭＥＭ－Ｐ９０２に高スループットで直接アクセスすることにより、グラフィックスアクセラレータカードを高速にすることができる。

また、近距離通信回路９２０には、近距離通信回路９２０ａが備わっている。近距離通信回路９２０は、ＮＦＣ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の通信回路である。エンジン制御部９３０は、スキャナ部９３１及びプリンタ部９３２によって構成されている。操作パネル９４０は、パネル表示部９４０ａ、及び操作パネル９４０ｂを備えている。パネル表示部９４０ａは、現在の設定値や選択画面等を表示させ、操作者からの入力を受け付けるタッチパネル等である。操作パネル９４０ｂは濃度の設定条件などの画像形成に関する条件の設定値を受け付けるテンキー及びコピー開始指示を受け付けるスタートキー等からなる。

コントローラ９１０は、ＭＦＰ９００全体の制御を行い、例えば、描画、通信、操作パネル９４０からの入力等を制御する。スキャナ部９３１又はプリンタ部９３２には、誤差拡散やガンマ変換などの画像処理部分が含まれている。

なお、ＭＦＰ９００は、操作パネル９４０のアプリケーション切り替えキーにより、ドキュメントボックス機能、コピー機能、プリンタ機能、及びファクス機能を順次に切り替えて選択することが可能となる。ドキュメントボックス機能の選択時には、ドキュメントボックスモードとなり、コピー機能の選択時にはコピーモードとなり、プリンタ機能の選択時にはプリンタモードとなり、ファクス機能の選択時にはファクスモードとなる。

また、ネットワークＩ／Ｆ９５０は、ネットワークを利用してデータ通信をするためのインタフェースである。近距離通信回路９２０及びネットワークＩ／Ｆ９５０は、ＰＣＩバス９２２を介して、ＡＳＩＣ９０６に電気的に接続されている。

なお、ＭＦＰ９００はＩＣカードによる認証を利用する場合、ＩＣカードリーダが内蔵又は外付けされる。ＭＦＰ９００はＩＣカードに埋め込まれたＲＦタグからＩＣカードに固有の識別情報を無線通信で読み取る。ＩＣカードはスマートフォンなどのスマートデバイスが内蔵するものでもよい。また、ＭＦＰ９００はＩＣカードリーダ以外を利用してもよく、生体認証装置（指紋、掌紋、虹彩、顔など）やバーコード読み取り装置等を利用してもよい。

＜機能構成＞
本実施形態に係るＭＦＰ９００は例えば図２に示す機能構成により実現される。図２は本実施形態に係るＭＦＰの一例の機能構成図である。図２の機能構成は、本実施形態の説明に不要な構成について適宜省略している。

図２のＭＦＰ９００は画像データ入力受付部１０、入力画像データ記憶部２０、入力画素パターン読出部３０、グループ識別部４０、スムージング部５０、出力画素パターン選択部６０、出力画素パターン書込部７０、及び出力画像データ記憶部８０を有する。ＭＦＰ９００は、例えばＡＳＩＣ設計及びプログラム作成により、図２のような機能構成を実現する。

画像データ入力受付部１０は、パターンマッチングによる解像度変換を行う画像データの入力を受け付ける。入力画像データ記憶部２０は、画像データ入力受付部１０が入力を受け付けた画像データ（入力画像データ）を記憶する。

入力画素パターン読出部３０は、入力画像データ記憶部２０に記憶されている入力画像データから入力画素パターンを読み出し、グループ識別部４０、スムージング部５０に提供する。入力画素パターン読出部３０は、入力画像データの全ての画素を順番に着目画素として選択し、選択した着目画素と、その着目画素に隣接する参照画素と、を含む入力画素パターンを入力画像データから読み出す。

グループ識別部４０は入力画素パターン読出部３０から提供された入力画素パターンに対応するグループを識別する。グループ識別部４０は例えばグループマッチング部４２を有する構成である。例えばグループマッチング部４２は、グループを識別するために設定されているパターンを用いて入力画素パターンのパターンマッチングを行い、入力画素パターンに対応するグループを識別する。グループマッチング部４２は識別したグループの識別データを出力画素パターン選択部６０に提供する。グループマッチング部４２が識別するグループの数は、スムージング部５０のグループの数と等しくなる。

スムージング部５０は複数のスムージング処理部５２ａ１、５２ａ２、５２ｂ１、及び５２ｂ２を有する構成である。スムージング処理部５２ａ１、５２ａ２、５２ｂ１、及び５２ｂ２は、以下の説明においてスムージング処理部５２と総称する場合がある。

スムージング部５０が有する複数のスムージング処理部５２は、複数のグループに分けられている。図２では複数のスムージング処理部５２が「グループＡ」「グループＢ」に分けられた例を示しているが、３つ以上のグループに分けられてもよい。複数のスムージング処理部５２は、スムージング処理部５２ごとに設定されているパターンを用いて入力画素パターンのパターンマッチングを行う。パターンマッチングが成立したスムージング処理部５２は入力画素パターンの注目画素に対して解像度変換を行い、出力画素パターンとして出力する。

なお、スムージング処理部５２は、同一のグループで複数のパターンマッチングが成立しないようにグループ分けされている。例えば図２のスムージング部５０では「グループＡ」にグループ分けされたスムージング処理部５２ａ１及び５２ａ２は、同一の入力画素パターンでパターンマッチングが成立しない。また、「グループＢ」にグループ分けされたスムージング処理部５２ｂ１及び５２ｂ２は、同一の入力画素パターンでパターンマッチングが成立しない。スムージング部５０はスムージング処理部５２のグループごとに注目画素に対する解像度変換の出力画素パターンを１つ、出力する。

出力画素パターン選択部６０はセレクタ部６２を有する構成である。セレクタ部６２はグループマッチング部４２からグループの識別データを提供される。また、セレクタ部６２はスムージング部５０から出力されたグループごとの出力画素パターンを受信する。セレクタ部６２は、受信したグループごとの出力画素パターンから、グループマッチング部４２により識別されたグループの出力画素パターンを選択して出力する。

例えばセレクタ部６２はグループマッチング部４２から「グループＡ」の識別データが提供されると、スムージング部５０から受信した「グループＡ」及び「グループＢ」の出力画素パターンから「グループＡ」の出力画素パターンを選択して出力する。

出力画素パターン書込部７０は、セレクタ部６２から出力された出力画素パターンに基づく画像データ（出力画像データ）を、出力画像データ記憶部８０に書き込む。出力画像データ記憶部８０は、出力画素パターン書込部７０に書き込まれた、パターンマッチングによる解像度変換後の出力画像データを記憶する。

＜処理＞
ＭＦＰ９００は、パターンマッチングによる解像度変換を例えば図３～図６に示すように行う。図３は本実施形態に係るパターンマッチングによる解像度変換の一例の説明図である。図４はスムージング部の処理の一例の説明図である。図５はスムージング処理部の入力画素パターン及び出力画素パターンの一例の説明図である。図６はグループマッチング部の処理の一例の説明図である。

例えば図３の入力（入力画素パターン）は、白黒の２値画像データである。図３に示したように、入力画素パターンはグループマッチング部４２、及びスムージング部５０に提供される。

グループマッチング部４２は、供給された入力画素パターンに対して、例えば図６に示す予め設定されたパターン１２００とのパターンマッチングを行う。パターン１２００はスムージング部５０のグループを識別するために設定されている。例えばグループマッチング部４２はスムージング部５０のグループが３つ（パターンマッチングが成立しない場合のグループを含む）であれば、例えば図６に示すようなパターン１２００が設定される。このように、グループマッチング部４２はスムージング部５０のグループを識別できるようにパターンが設定される。

パターンマッチングが成立した場合、グループマッチング部４２は入力画素パターンとのパターンマッチングが成立したパターンに対応するグループを識別し、グループの識別データをセレクタ部６２に提供する。例えば図６の例では「グループＡ」を示している識別データ「１」と「グループＢ」を示している識別データ「２」のうち、「グループＡ」を示した識別データ「１」がセレクタ部６２に提供される。なお、パターンマッチングが成立しなかった場合、グループマッチング部４２はパターンマッチングが成立しなかった場合の「グループＣ」を示す識別データ「３」を、セレクタ部６２に提供する。

スムージング部５０は、グループごとに入力された入力画素パターンに対して例えば図４に示すようなスムージング処理を行い、解像度変換を行う。図４は「グループＡ」にグループ分けされたスムージング処理部５２ごとに設定されたパターン１０００を用いて入力画素パターンのパターンマッチングを行う。また、「グループＢ」にグループ分けされたスムージング処理部５２ごとに設定されたパターン１０００を用いて入力画素パターンのパターンマッチングを行う。また、「グループＣ」にグループ分けされたスムージング処理部５２ごとに設定されたパターン１０００を用いて入力画素パターンのパターンマッチングを行う。

パターンマッチングが成立したスムージング処理部５２は、入力画素パターンの注目画素に対して例えば図５に示すように、パターンマッチングが成立したパターン１０００に対応する出力画素パターンを出力する。図５の例は、注目画素を主副方向それぞれ２倍した場合である。

例えば図４において、スムージング部５０はパターンマッチングが成立した「グループＡ」のパターン「Ａ－１」に対応する出力画素パターンを出力する。また、スムージング部５０は「グループＢ」のパターンマッチングが成立しなかった例である。スムージング部５０は「グループＢ」の出力画素パターンとして、パターンマッチングが成立しない場合の出力画素パターンを出力している。また、スムージング部５０はパターンマッチングが成立した「グループＣ」のパターン「Ｃ－１」に対応する出力画素パターンを出力する。

図４及び図５に示したスムージング部５０は６つのスムージング処理部５２が３つのグループが独立するように分けられている。スムージング部５０は３つのグループそれぞれに対して入力画素パターンが入力され、それぞれのグループが出力画素パターンを出力する。なお、図４及び図５の例は一例である。スムージング部５０のグループ及びパターンの数は図４及び図５の例に限定されない。

図３に戻り、セレクタ部６２はグループマッチング部４２からグループの識別データを提供される。また、セレクタ部６２はスムージング部５０から出力されたグループごとの出力画素パターンを受信する。セレクタ部６２はスムージング部５０からグループごとに出力された出力画素パターンを、グループマッチング部４２から提供されたグループの識別データに基づき、切り替えて出力する。

例えば図３～図６の例では「グループＡ」を示した識別データ「１」がセレクタ部６２に提供されるため、セレクタ部６２から「グループＡ」の出力画素パターンが出力されることになる。

例えばスムージング処理を論理演算による論理回路で実現する場合は、スムージング処理部５２をグループ分けしなければ、パターン分の９画素の入力が必要となる。しかしながら、図３～図６に示したように、グループ分けを行った場合は、各グループで必ず「Ｄｏｎ'ｔ ｃａｒｅ」となる画素（非参照画素）がある。非参照画素とは、マッチング処理において参照しない画素であり、パターンマッチングの成立／不成立の判定に影響を与えない画素である。図５の例では非参照画素が２つあり、７画素の入力で十分となる。

このように、本実施形態に係るＭＦＰ９００はスムージング処理部５２をグループ分けしたことで、回路単位のファンイン数を減らすことができる。また、本実施形態に係るＭＦＰ９００はパターンマッチング処理のファンイン数を減らすことで論理演算子の数を減らすことができる。したがって、本実施形態に係るＭＦＰ９００はパターンマッチングのサイズ拡大による回路規模の増大を抑えることができると共に、出力までの遅延を減らすことができる。

また、本実施形態に係るＭＦＰ９００は、図７～図９を用いて説明するように斜め線をスムージング処理する。図７は斜め線のスムージング処理の一例の説明図である。図８はスムージング処理部に対応するパターンの一例の説明図である。図９はグループマッチング部がパターンマッチング処理に用いるパターンの一例の説明図である。

図７では左が入力画像データ、右が出力画像データを示している。また、図７は注目画素を主副方向それぞれ２倍した例である。なお、図７に記載されたＡ１～Ａ３、Ｂ１～Ｂ３、Ｃ１～Ｃ３、及びＤ１～Ｄ３は、スムージング処理部５２のパターンマッチングが成立する注目画素を示している。Ａ１～Ａ３、Ｂ１～Ｂ３、Ｃ１～Ｃ３、及びＤ１～Ｄ３のアルファベットはスムージング処理部５２のグループを示し、数字がグループ内におけるパターンを示す。

図８は、図７の場合のグループとパターンとを例示している。図８に示したグループは線の方向に応じてグループ分けされている。図９は、図８の場合にグループマッチング部４２がパターンマッチング処理に用いるパターンを例示している。

図９の「グループＡ」に着目すると、パターン「Ａ１」でパターンマッチングが成立した場合は、図８の「グループＡ」のパターン「Ａ１」又は「Ａ２」のいずれかでパターンマッチングが成立することになり、パターンが絞られたことになる。

角度が小さい斜め線になるほどスムージング処理で用いるパターンマッチングのウインドウサイズは大きくする必要があり、パターンの数も増加する。本実施形態に係るＭＦＰ９００では線の方向に着目することでパターンをグループ分けできるようになる。本実施形態に係るＭＦＰ９００では、パターンのグループ分けにより、グループあたりの入力画素パターンの画素数を減らすことができるため、論理演算子の数を減らして、出力までの遅延量を低減できる。

上記で説明した実施形態の各機能は、一又は複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、本明細書における「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、上記で説明した各機能を実行するよう設計されたASIC(Application Specific Integrated Circuit)、DSP（digital signal processor）、FPGA（field programmable gate array）や従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。

また、本実施形態ではパターンマッチングによる解像度変換を行う画像処理装置の一例であるＭＦＰ９００の例を説明したが、上記したパターンマッチングによる解像度変換の処理をＰＣなどの情報処理装置に実行させるプログラムに適用することもできる。

１０ 画像データ入力受付部
２０ 入力画像データ記憶部
３０ 入力画素パターン読出部
４０ グループ識別部
４２ グループマッチング部
５０ スムージング部
５２ スムージング処理部
６０ 出力画素パターン選択部
６２ セレクタ部
７０ 出力画素パターン書込部
８０ 出力画像データ記憶部
９００ ＭＦＰ

特開２０００－３４１５２７号公報

Claims (5)

1. パターンマッチングによる解像度変換を行う画像処理装置において、
   複数のグループに分けられており、パターンマッチングが成立した入力画素パターンの注目画素に対して、前記入力画素パターンに応じた解像度変換を前記グループそれぞれで行う複数のスムージング処理手段と、
   前記入力画素パターンに対応する前記グループを識別するグループ識別手段と、
   前記スムージング処理手段により前記グループそれぞれで行われた前記注目画素に対する解像度変換の出力画素パターンから、前記グループ識別手段が識別した前記グループの前記出力画素パターンを選択して出力する出力画素パターン選択手段と、
   を有する画像処理装置。
2. 前記スムージング処理手段は、同一の前記グループで複数のパターンマッチングが成立しないように、何れかの前記グループに分けられていること
   を特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記グループ識別手段は、前記グループを識別するために設定されたパターンと、前記入力画素パターンとにより、前記グループのパターンマッチングを行い、前記入力画素パターンに対応する前記グループの識別データを前記出力画素パターン選択手段に送信すること
   を特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。
4. 前記スムージング処理手段は、前記複数のスムージング処理手段を前記グループに分けたことにより、前記グループそれぞれで設定可能な非参照画素に基づき、前記入力画素パターンの画素数が減少すること
   を特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像処理装置。
5. コンピュータを、
   複数のグループに分けられており、パターンマッチングが成立した入力画素パターンの注目画素に対して、前記入力画素パターンに応じた解像度変換を前記グループそれぞれで行う複数のスムージング処理手段、
   前記入力画素パターンに対応する前記グループを識別するグループ識別手段、
   前記スムージング処理手段により前記グループそれぞれで行われた前記注目画素に対する解像度変換の出力画素パターンから、前記グループ識別手段が識別した前記グループの前記出力画素パターンを選択して出力する出力画素パターン選択手段、
   として機能させるためのプログラム。

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