JP3135240B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はデジタル複写機に適用される画像処理装置に
関する。

〔従来の技術〕

上記画像形成装置において、読取り系，画像処理系で
発生するモアレは、網点原稿の周期と読み取りのサンプ
リングピツチ、あるいは画像処理の単位となる画素の集
まりのピツチとから起きていた。

従来これを防ぐために、全画像に対して平滑化処理や
誤差拡散処理等を施してモアレを防いできた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、モアレ発生に係わりのない文字画像や
ベタ写真画像に対してはこれらの処理は画像の解像力低
下を招き、ベタ写真や写真中の文字までこれらの処理に
よつてぼけてしまう欠点があつた。

一方、文字領域と写真領域を判別する技術も、網点原
稿がなく文字部とベタ写真部のみであれば従来より種々
提案されているものの、網点が入ることによつて複雑化
するという問題があつた。

本発明の目的は、網点原稿でしかも読取り装置でモア
レの発生し得る周期の網点原稿領域を確実に検知するこ
とができる画像処理装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、原稿画像情報をCCDセンサなどの光電変
換素子を使つて読取り、この画像信号を処理してプリン
タ等の記録装置に出力する画像形成装置に適用される画
像処理装置において、画像信号の極大値または極小値画
素の配列パターンを検出し、この配列パターンが予め設
定されている複数の配列パターンと一致するかどうかを
判別して網点を判別し、判別信号を出力する判別手段
と、該判別信号の主走査方向および副走査方向への周期
的な出現を検知し、周期性に基づきモアレの発生する網
点を検出して判別信号を補正する補正手段とを備えたこ
とによつて達成される。

〔作用〕

画像信号の極大値または極小値画素の配列パターンを
検出し、この配列パターンが予め設定されている複数の
配列パターンと一致するかどうかを判別して網点を判別
し、判別信号を出力し、この判別信号の主走査方向およ
び副走査方向への周期的な出現を検出して判別信号を補
正する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第12図は本発明が適用されるデジタル複写機の原稿読
取り装置部分の構成図であつて、読取り原稿を載置する
ためのコンタクトガラス１は、光源2a,2bによつて照明
され、読取り原稿の画像面からの反射光は、ミラー3,4,
5,6,7およびレンズ８を介してCCDイメージセンサ９の受
光面に結像される。また光源２およびミラー３は、コン
タクトガラス１の下面をコンタクトガラス１と平行に移
動する走行体11に搭載されている。主走査はCCD（イメ
ージセンサ）９の固体走査によつて行われる。原稿画像
はCCD9によつて１次元的に読み取られ、光学系が移動す
る（副走査）ことで原稿全面が走査される。

本実施例では読み取りの密度は、主、副走査共に16画
素/mmに設定され、A3判（297mm×420mm）の原稿まで読
み取り可能になつている。

第13図は本発明によるデジタル複写機の原稿読取り部
のブロツク図であつて、９はCCD、31,33は増幅器、32は
信号合成部、32はA/D変換部である。

16画素/mmのサンプリング密度で読み取られた画像信
号は、第13図のブロツク図で示されるように、まず増幅
器31,33で予め決められた電圧振幅に増幅され、その後A
/D変換部34で１画素数階調（実施例では64階調）のデジ
タルデータに変換される（階調数は２のｎ乗で、ｎビツ
トのバイナリ信号として取り扱う）。A/D変換された信
号は、実施例では６ビツトの信号となり、その後、光源
の照度むらおよびCCD9の素子間の感度ばらつきを補正す
るシエーデイング補正を行う。

シエーデイング補正後一般に、MTF補正，平滑化等の
空間フイルタ処理，変倍処理，書込み変調処理等を行
う。書込み変調処理はプリンタ等の出力装置の出力形態
に合わせるもので、１画素２値のプリンタであれば２値
化処理で、１画素複数階調表現できるプリンタであれば
それに応じてプリンタとの予め取り決められた形の信号
に変調する。

本発明では前述したように、シエーデイング補正後、
網点部の検知を行い網点部に対してのみまず平滑化処理
を行う。このときの網点の密度は読取り装置の密度16ド
ツト/mmで、モアレが発生する100／インチ〜200／
インチの範囲を対象とする。その範囲より密度の粗い網
点ならば読取り装置が十分に解像しモアレが発生しない
し、その範囲よりも密が網点であればCCDの読取りで積
分されて、モアレが発生しないとの判断からである。

第１図，第２図は本発明による画像処理装置の各実施
例のブロツク図であつて、両図において、40はシエーデ
イング補正部、41は網点検出部、42は平滑化回路、43は
セレクタである。また第１図において44はMTF補正部で
ある。一方、第２図において、45,46は文字画像用，写
真画像用の処理部、47は文字／写真領域分離部、48はセ
レクタである。

これらの図に示すように、シエーデイング後のデータ
を使つて網点検出し、シエーデイング後のデータをその
まま検出するか、平滑化後出力するかをセレクタ43でリ
アルタイムに切り替える。網点部が平滑化後の出力であ
る。

第５図（ａ）〜（ｄ）は空間フイルタの説明図であつ
て、このときの空間フイルタは様々なものが考えられる
が、この図のような例が考えられる。モアレを除去する
ためには第５図（ａ），（ｂ），（ｃ）程度の大きさが
適当である。この時点で網点画像信号は普通のベタ写真
のような中間調を有する画像と同等に取り扱うことがで
きる。

その後の処理は２つの例を第１図，第２図で示してい
る。

第１図の例ではその後MTF補正部44でMTF補正をし、そ
の後プリンタへの出力をするが、これは特にプリンタの
階調表現が優れ、文字，線字などの画像と写真などパー
フトーンを有する画像とを同じ出力処理で表現できるよ
うな場合に使うべきである。

MTF補正はセレクトされる前、つまりシエーデイング
補正直後に行つてもよい。その後、網点検出で使う信号
も、シエーデイング後かMTF補正後かは網点検出手段に
よつても違つてくるが、本例ではどちらを使つても良い
とする。

第２図の例は、文字，線字画像と写真中間調画像とを
分離処理する例である。上述したように、この時点では
網点画像が写真画像と同等に扱えるようになつているの
で、中間調を有しない文字画像と中間調を多く有する写
真画像を分離して、それぞれ適切な処理をしてプリンタ
に出力してやれば、画像全体の高画質化が望める。

第３図（ａ），（ｂ）および第４図（ａ），（ｂ）は
２値プリンタ，多値（多階調）プリンタの画像処理工程
図であつて、それぞれ（ａ）は文字画像用、（ｂ）は写
真画像用の処理工程図である。

まず、第３図に示す２種プリンタへ出力する場合、文
字画像用の処理部45では同図（ａ）に示すようにMTF補
正をし、その後、主走査方向の変倍をしたのちしきい値
より大きいか小さいかで２値化する。同図（ｂ）に示す
ように写真画像用の処理部46では、平滑化〔この場合は
第５図（ｄ）のように小さなフイルタ〕処理をし、変倍
して疑似的に中間調表現をするため、デイザ処理によつ
て２値化する。

第４図に示す多階調プリンタの場合、文字用の処理部
45では同図（ａ）に示すように、まず空間フイルタで
フイルタ処理する。この空間フイルタは、２値の場合
と同様にMTFを補正する意味で、高い周波数を優先させ
る周波数特性を持つフイルタである。その後、変倍して
プリンタの出力階調に合わせ、直接駆動用の信号を作る
かまたは第４図のようにプリンタとの取り決めによつて
コード化して出力する。写真用の処理部46では同図
（ｂ）に示すように、まず空間フイルタで信号ノイズ
を除去する。フイルタはしたがつて高い周波数成分を
抑える周波数特性を持つ。その後、変倍し文字の場合の
同様にプリンタに合わせて出力変調するが、この場合、
より階調性の優れた画像を得るために、プリンタの多階
調＋複数画素で階調表現する面積階調を行う。

第３図，第４図以外にも文字および写真に適した処理
はあるが、ここでは２例だけを示しておく。

文字と、網点を含まない写真画像とを分離する方法は
従来より種々考案されている。

ここでは詳述しないが、実施例では濃度勾配を２次元
的に検出し、ある値以上の濃度勾配のある画素を文字、
それ以外を写真というような分離方式で領域判定し、前
記処理部45と処理部46より得られた出力から一方をセレ
クトする。

先に第３図，第４図で変倍について述べたが、この種
の装置における変倍方法は、 （１）レンズを含めた光学系の縮小率を変えることによ
る主走査方向の変倍と光学系移動速度を変え、副走査方
向の読取り密度を変えることによる副走査方向の変倍、 （２）等倍時のデータを用いて、変倍時のサンプリング
点でのデータを補間演算によつて求める主走査方向の変
倍と、（１）と同じ副走査方向の変倍、 （３）等倍時のデータを使つて、主・副走査同時に２次
元の補間を行うことによる変倍、 などがある。実施例では（２）を用いる。

また、図示しないが変倍処理の後や、MTF補正の後な
どで入出力の濃度特性であるγ特性を変換などで行うこ
ともある。

ここで網点検出部の説明に戻る。網点画像の特質か
ら、濃淡データの極大値および極小値が周期的に規則的
に分散することに着目し、まず第１段階として極大値ま
たは極小値を検出する。

第６図は画素のマトリクスパターン図であつて、網点
検出方法は第６図のようなマトリクスでX₀を着目画素と
し、その上下、左右隣接４画素とデータの大小比較を行
い、実施例では注目画素X₀が他のX₁,X₂,X₃,X₄の全てよ
り大きい（小さい）か、４つのうち１つと等しく他の３
つより大きい（小さい）ならばX₀を極大値と判断する。
極大値（極小値）信号は極大値（極小値）を１、他を０
とする。

第７図は網点検出ブロツク図であつて、50はパターン
比較部、51は主走査網点検出部、52は誤判定除去部、53
は副走査網点補正部である。

この回路では極大値（極小値）信号から網点信号まで
の工程が処理される。まず主走査方向１次元で、極値信
号の配列を対象とする100／インチ〜200／インチに
対して予測する。

第８図は極値信号の配列パターン図であつて、この図
のような12のパターンが予測される。このパターンに一
致したとき、そこを網点の候補とする。一致したパター
ンの画素全てを網点候補とする方法もあるが、実施例で
は左端画素（第８図における）のみを候補とし、信号Ａ
として主走査網点検出部51へ送る。このとき12種類の網
点パターンのうち１度検出したパターンと、次に検出し
たパターンが極端に異なる場合は、それぞれを識別して
連続性をみることで、誤検知を防止できる。極値に対し
てパターンとの一致をみて、次の極値でまた一致をみ
る。その間の非極致は網点候補とならないから、候補と
候補の間がある決められら画素数以内であれば、その間
の候補として見直していく。それが主走査網点検出であ
る。決められた画素数をそのパターンの種類によつて変
えていくことも誤検知防止策になる。

第９図は極値信号から主走査網点検出までのブロツク
図であつて、60はパターンマツチ回路、61はＤ−Ｑフリ
ツプフロツプである。

網点原稿はその特質から極部的にそのパターンが現れ
ることはなく、画素のレベルから見て非常に広範囲に出
現するはずである。次の誤判定除去部52では、この点に
着目して網点信号の中で非網点部と誤検知された画素お
よび孤立して網点部と誤検知された部分について見直し
をかけ、誤判定を除去する。

第10図は誤判定除去回路の一例を示す図であつて、70
はシフトレジスタである。

この図の例では、主走査32画素のうち左右端８画素が
連続して網点であれば、それに囲まれた中央部も網点と
している。なお、32,8という画素数はこれに限定するも
のではなく、実験的に求まるものである。

また、同時に中央部の孤立点を除去しているが、これ
も実施例では非網点１画素ずつ囲まれた中１画素のみを
除去しているが２画素,3画素を囲む非網点から中を除去
することで、より精度を上げることも可能である。これ
で信号Ｃを生成し、主走査方向の網点検出を終了し、次
に副走査方向の補正をする。網点は２次元的な広がりで
あるから、極値の分布もそのライン毎に存在したり存在
しなかつたりする。主走査の場合と同様に網点ラインと
次の網点ラインの間が、ある決められたライン数であれ
ば、その間を補正する。

第11図は副走査網点補正部の一例を示すブロツク図で
あつて、71はラインメモリである。

このように多数のラインメモリ71を用いて副走査方向
の補正を行う。

これで最終的に網点信号が抽出され、第１図，第２図
のように応用される。本実施例では網点部に対して平滑
化処理を施す例を示したが、この他網点部にのみ誤差拡
散法などモアレ除去を目的とする処理を施すことも有効
な方法である。

なお、本発明が適用されるレーザプリンタの概略につ
いて述べておく。

第14図は本発明が適用されるデジタル複写機のレーザ
プリンタ部分の構成図であつて、レーザプリンタには、
レーザ書込み系、画像再生系、給紙系等が備わつてい
る。レーザ書込み系はレーザ出力ユニツト12,結合レン
ズ13,ミラー14を備えている。レーザ出力ユニツト12の
内部には、レーザ光源であるレーザダイオードおよびモ
ータによつて高速で定速回転する多角形ミラー（ポリゴ
ンミラー）が備わつている。レーザ書込み系から出力さ
れるレーザ光が、画像再生系に備わつた感光体ドラム15
に照射される。感光体ドラム15の周囲には、帯電チヤー
ジヤ16,イレーサ17,現像ユニツト18,転写チヤージヤ19,
分離チヤージヤ20,分離爪21,クリーニングユニツト22等
が備わつている。尚、感光体ドラム15の一端近傍のレー
ザビームを照射される位置に、主走査同期信号（MSYN
C）を発生するビームセンサ（図示せず）が配置されて
いる。

像再生のプロセスを簡単に説明する。感光体ドラム15
の表面は帯電チヤージヤ16によつて一様に高電位に帯電
する。その面にレーザ光が照射されると、照射された部
分は電位が低下する。レーザ光は記録画素の黒／白に応
じてオン／オフ制御されるので、レーザ光の照射によつ
て、感光体面に記録画像に対応する電位分布、即ち静電
潜像が形成される。静電潜像が形成された部分が現像ユ
ニツト18を通ると、その電位の工程に応じてトナーが付
着し、静電潜像を可視化したトナー像が形成される。ト
ナー像が形成された部分に、所定のタイミングで記録シ
ートが送り込まれ、トナー像に重なる。このトナー像は
転写チヤージヤ19によつて記録シートに転写し、分離チ
ヤージヤ20によつて感光体ドラム15から分離される。分
離された記録シートは、搬送ベルト23によつて搬送さ
れ、ヒータを内蔵した定着ローラ24によつて熱定着され
た後、排紙トレイ25に排出される。

実施例では、給紙系は２系統になつている。一方の給
紙系には、給紙カセツト26が備わつており、もう一方の
給紙系には、給紙カセツト27が備わつている。給紙カセ
ツト26内の記録シートは、給紙コロ28によつて給紙され
る。給紙カセツト27内の記録シートは給紙コロ29によつ
て給紙される。給紙された記録シートは、レジストロー
ラ30に当接した状態で一旦停止し、記録プロセスの進行
に同期したタイミングで、感光体ドラム15に送り込まれ
る。尚、図示しないが、各給紙系には、カセツトのシー
トサイズを検知するサイズセンサが備わつている。

先に網点の密度でモアレが発生したりしなかつたりす
ることを述べたが、これはまた変倍率とも関わつてく
る。すなわち、拡大コピーにしていくと100／インチ
などはモアレが出にくくなつていくし、逆に200／イ
ンチ以上でもモアレが発生する可能性が出てくる。また
縮小していくと100／インチ以下でもモアレが出てき
たり、175／インチ位でモアレが出なくなつたりする
などの現象がある。

したがつて、本実施例では変倍率に応じてパターン発
生を可変にできるようになつている。例えば、第８図の
１〜12までのパターンの内から選択する方法なども考え
られる。

なお、特許請求の範囲に記載した判別手段はパターン
比較部50が、補正手段は主走査網点検出部51,誤判定除
去部52,副走査網点補正部52がこれを構成する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれは、モアレの発生
し得る周期の網点原稿領域を確実に検知することができ
るから、この部分にのみ平滑化処理や誤差拡散処理を施
すことによつて、解像力，シヤープネス差を低下させな
いようにすることが可能な画像処理装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明による画像処理装置の各実
施例のブロツク図、第３図および第４図は２種および多
値プリンタの画像処理工程図、第５図は空間フイルタの
説明図、第６図は画素のマトリクスパターン図、第７図
は網点検出ブロツク図、第８図は極値信号の配列パター
ン図、第９図は極値信号から主走査網点検出までのブロ
ツク図、第10図は誤判定除去回路図、第11図は副走査網
点補正部の一例を示すブロツク図、第12図は原稿読取り
装置の構成図、第13図は原稿読取り部のブロツク図、第
14図はレーザプリンタの構成図である。 50……パターン比較部、51……主走査網点検出部、52…
…誤判定除去部、53……副走査網点補正部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/46 H04N 1/60

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原稿画像情報をCCDセンサなどの光電変換
   素子を使って読取り、この画像信号を処理してプリンタ
   等の記録装置に出力する画像形成装置に適用される画像
   処理装置において、 画像信号の極大値または極小値画素の配列パターンを検
   出し、この配列パターンが予め設定されている複数の配
   列パターンと一致するかどうかを判別して網点を判別
   し、判別信号を出力する判別手段と、 該判別信号の主走査方向および副走査方向への周期的な
   出現を検知し、周期性に基づきモアレの発生する網点を
   検出して判別信号を補正する補正手段とを備えたことを
   特徴とする画像処理装置。