CN1146758C

CN1146758C - 图像处理装置

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Publication number: CN1146758C
Application number: CNB981074766A
Authority: CN
Inventors: ɽ��һ��; 山西英一
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1998-04-29
Publication date: 2004-04-21
Anticipated expiration: 2018-04-29
Also published as: EP0876052A2; EP0876052A3; CN1198545A; JPH10304175A; JP3198267B2; US6204931B1; EP0876052B1; DE69815434T2; DE69815434D1

Abstract

通过不使图失衡的补偿来防止图像色调劣化，进而对多位数据进行良好的补偿的图像处理。输入的图像数据送入高像质化处理部分100进行过滤处理等高像质化处理后，送往放大/缩小处理部分101实施放大/缩小处理，再由中间色调处理部分102实施所期望浓淡处理，由补偿处理部分103对应于主扫描方向和副扫描方向的二维方向，以像素为单位作补偿处理，作为印刷数据输出给数据变换/缓冲存储器43。

Description

图像处理装置

技术领域

本发明涉及具有把读取图像所得图像数据存于存储器中的功能，对此存储的图像数据进行图像处理而于纸上形成图像的图像处理装置以及成像装置。

背景技术

已存在有这样的成像装置，它用激光器由多角镜马达扫描激光束，使激光束照射到感光体上，对于在其上形成的静电潜像用显像装置显像，再由定影装置于记录媒体上成像的图像成像装置。此种技术近年来已广泛用于激光打印机、数字式电子复印机(PPC)等之中。

上述的采用激光器通过对像点逐一地通/断由静电潜像成像而用细微的色粉来显像化时，首先要使一个个的像点成为所希望的大小。

例如在以400dpi表现图像时，一个像点的大小纵横都需63.5μm的大小。对于这样的像点的大小，要用图中未示的透镜光学系统对激光聚光。

但即使能把激光会聚到所希望的大小，而在上述的显像。定影阶段，色粉是以三维形式转载到感光体上，再对它加热或加压进行定影，从而会变得比所希望的画点大。

因此，对一个像点的形式来说存在种种技术课题，而相对于它构成了种种建议，

例如在特开昭58-34675号公报中提出，对于在副扫描方向上使激光束具备所希望的大小时，有必要形成椭圆状，为了对此进行补偿，可使副扫描方向的像素有1～2个像素变化。此外，在特开昭58-107344号公报中示明，为了防止定影时像素破坏，可以通过缩短激光扫描方向的激光的曝光时间进行补偿。再有，特开平5-75816号公报中给出了如下方法：当发现所注意的像素前后有两个像素以上的像素时，可通过功率调制进行多值化的补偿。

但是上述种种补偿成像中因像素破坏造成像质劣化的方法，就其所介绍的内容而论，都是一维的补偿方法，对于因文字字体的像质劣化未能取得满意的效果。

这就是说，仅仅对主扫描方向或是对副描方向补偿，仍然存在有图像上下左右的失衡问题。

还由于对这种字体进行的补偿是对整个图像进行，这对于因文字字体的像质劣化虽然有效，但对照片或中间色调的图像部分进行补偿时，特别是进行一维的补偿时，仍然存在有图像色调劣化的问题。

再有，对于二值图像的补偿，还没有电路规模小而良好的进行多位数据处理的优良方法。

如上所述，对于成像中因像素失真造成像质劣化的补偿方法已有上面介绍的种种，但其中任何一种都属一维的补偿方法，对于由文字字体的像质劣化不能取得充分的效果，仅仅是对主扫描方向或仅仅是对副扫描方向进行补偿，仍然会有图像上下左右失衡的问题。

还有，上述这种补偿像素失真的方法是对图像整体进行，这对于因文字部分字体的像质劣化虽有一定效果，但对照片或中间色调图像部分进行这种补偿，特别是进行一维补偿时，就有图像色调劣化的问题。

再有，对于二值图像的补偿，还没有电路规模小而良好的进行单位数据处理的优良方法的问题。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供，能进行不使图像失衡的补偿来防止图像色调劣化，还能对多位数据处理进行良好的补偿来处理图像的图像处理装置与成像装置。

本发明提供一种图像处理装置，其特征在于包括：对输入的图像数据进行高像质化处理的高像质化处理装置；对此高像质化处理装置处理过的图像数据进行放大或缩小处理的放大缩小处理装置；对此放大缩小处理装置处理过的图像数据进行所希望的浓淡度处理的中间色调处理装置；将此中间色调处理装置处理、输出的二值图像数据输入，相对于主扫描方向和副扫描方向的二维方向按像素单位对图像数据作补偿处理的补偿处理装置；控制该补偿处理装置补偿处理的控制装置，上述补偿处理装置包括：进行主扫描方向判定输出的主扫描方向判定输出装置和进行副扫描方向的判定输出的副扫描方向判定输出装置，上述主扫描方向判定输出装置由多个触发器电路和查询表构成，上述副扫描方向判定输出装置由多个行存储器和查询表构成。

如上所述，根据本发明提供了能通过进行不使图像失衡的补偿来防止图像色调劣化，进而能相对于多位数据处理进行良好的补偿来处理图像的图像处理装置和成像装置。

附图说明

图1表示依据本发明图像形成装置的数字复印机的概要结构的剖面图。

图2是表示数字复印机梗概结构的框图。

图3表示现有图像处理装置的结构。

图4表示第一实施例的图像处理装置的结构。

图5表示第二实施例的图像处理装置的结构。

图6表示第三实施例的图像处理装置的结构。

图7表示第四实施例的图像处理装置的结构。

图8表示本发明的补偿处理部的结构。

图9表示本发明的主扫描方向判定输出部。

图10表示本发明的副扫描方向判定输出部。

图11示意地表明主扫描方向判定输出部的结果。

图12示意地表明副扫描方向判定输出部的结果。

图13示意地表明补偿处理部的结果。

图14是LUT中设定值的说明图。

图15是放大处理时终端部分特性的说明图。

图16是根据所注视的像素前后两象素进行判定的说明图。

图17表示有关多位数据的图像处理装置的结构图。

图中各标号的意义如下：

1，扫描部分；2，印刷部分；11，主CPU；44、144、244、344，图像处理装置；100，高像质化处理部分(高像质化处理装置)；101，放大/缩小处理部分(放大/缩小处理)；102，中间色调处理部分(中间色调处理装置)；103，补偿处理部分(补偿处理装置)；104，像域识别部分(像域识别装置)；105，延迟部分(延迟装置)；110，主扫描方向判定输出部分(主扫描方向判定输出装置)；111，副扫描方向判定输出部分(副扫描方向判定输出装置)；120a～120i，触发器电路；121、131，判定部分(LUT)；130a～130i，行存储器；150，二值化处理部分(二值化处理装置)；151，补偿处理检出部分(补偿处理检出装置)；152，合成部分(合成装置)。

具体实施方式

图1表示作为本发明的成像装置一例的数字复印机的梗概结构。具体地说，此数字复印机大致包括：作为用光学方法读取原稿图像的读取装置的扫描部1；以及根据此扫描部1读取的或由图中未表示的外部装置供给的图像信号，作为由电子照相方式在纸(媒体)上进行成像的成像装置的印刷部分2。

扫描部分1具有装载应复印原稿的原稿台61、能压定原稿台上所载原稿并可自由开闭的压纸板62、设置于原稿台61上作为照明原稿光源的荧光灯63、以及作为将荧光灯照射后从原稿来的反射光进行光电变换的光电变换装置的CCD式的行传感器64。此外，荧光灯63中还设有图中未表示的灯加热器，用作将荧光灯管壁加热到一定温度的装置，原稿台61上还设有承载原稿的台面玻璃65和使原稿定位测量原稿位置的原稿标尺66。

在荧光灯63一侧设有用来把荧光灯63的光高效地聚集到原稿上的反射器67。在荧光灯63与行传感器64之间，设有用来将原稿射向行传感器64的光即原稿的反射光所通过的光路曲折化的多个反射镜68、69、70，以及用来将上述反射光聚焦到行传感器64的受光面上透镜单元71等。

装载于原稿台61上的原稿，通过荧光灯63与反射镜68～70组成的扫描系统沿原稿台61的下面按箭头a的方向往复移动，在此往复移动中进行曝光扫描。这时，为了保持光路长，反射镜69与70要以反射镜68的1/2速度移动。

由上述扫描系统的扫描而来自原稿的反射光即由荧光灯63的照射后自原稿反射光，经反射镜68～70反射后，通过透镜单元71，导向行传感器64，使原稿的像成像于行传感器64的受光面上。

此外，由荧光灯63、行传感器64、反射镜68～70与透镜单元71构成了扫描单元72。荧光灯63、反射器67与反射镜68设于第一支撑架73上，而反射镜69与70设于第二支撑架74上，支撑架73与74分别为图中未示明的马达带动。

印刷部分2呈圆筒状，构成可由图中未示明的马达等带动依所希望的方向转动，并具有感光鼓80，它用作在充电到所需的电位时，通过对应于印刷数据调制的光束照射而形成静电潜像的像载体。

在感光鼓80的周围依次设有：传感光鼓80表面充电的充电装置81；激光器单元82，它所具有的半导体激光器5a能输出可对应于应复印或应输出图像信息的印刷数据调制的激光；显像装置83，它能使色粉附着于通过激光器单元82的激光而在感光鼓80上形成的静电潜像上而使之显像；复印装置85，它能把已显像的感光鼓80上的色粉像复印到供纸部分84供给的纸上；以及用来从感光鼓80上剥离下吸附的纸的剥离装置86等。

在感光鼓80的周围，在剥离装置86的下游顺次地设有用来除去感光鼓80表面上残余色粉的清除单元87，以及为下一次成像而消除感光鼓80上电位的消除装置88。

在显像装置83与复印装置85之间设置着上述的供给部84，把用来复印感光鼓80上形成的色粉像的纸朝感光鼓80与复印装置85之间供给。

从供纸部84所供给的纸是一张张地分离供给的，在由供纸停止开关94检测出并经预定时间后便中断供纸一次，此预定时间则是指所供给的纸的前端触合调准辊对95的辊隙部起至已调整好位置的这段时间。

然后，与后述的在感光鼓80上形成图像同步，当印刷机的CPU14输出中断信号时，定位辊对95便再次转动，将纸输送到感光鼓80与复印装置85之间，将感光鼓80上形成的色粉像复印到此纸的定位位置上。

在剥离装置86的后段上由剥离装置86将复印有色粉像的纸从感光鼓80上剥离下的方向中，设有用来使纸上的色粉像定影的定影装置90以及用来将剥离装置86剥离下来的纸送向定影装置90的输送装置91。

由定影装置90使色粉像定影了纸经排纸辊92排出到排纸盘93上。

图2是表示上述数字复印机的控制系统的梗概结构。具体地说，此复印机是由主CPU11、控制面板CUP12、扫描器CPU13与印刷机CPU14进行控制。

主CPU11通过与面板控制CPU12、扫描器CPU13与印刷CPU14的通信对它们进行控制。

控制面板CPU12与ROM15和RAM16相连，并根据后两者的数据对作为选择装置的控制板17上的开关的检测进行LED的亮灯与无灯以及显示器等控制。

扫描器CPU13通过与主CPU11的通信而受到控制，再根据ROM21、ROM22的数据，对CCD行传感器14、图中未示明的马达、螺线管等的机械部件等23进行控制，同时对自动文件输送机(ADF)24、作为座标输入装置的编辑器25、作为变换装置的模数变换电路26、斑影补偿电路(SHD)27、行存储器28等进行控制。

印刷CPU14通过与主CPU11的通信而受到控制，再根据ROM31、RAM32的数据对图中未示明的马达、螺线管等的机械部件等33进行控制，同时对分选机34、LCF(大容量供纸机)35、激光调制电路36、激光器驱动电路37等进行控制。

主CPU11上连接着ROM41、RAM42、数据变换/缓冲存储器43、图像处理装置44、压缩解压电路45、页存储器电路46、显示器47、显示存储器48、个人计算机(PC)49、印刷控制器50、显示器字型ROM51、印刷字型ROM52、压缩存储器53、硬盘驱动器54、光盘驱动器55、传真适配器56以及1/F控制器57。

ROM41中存储着与CPU11有关的预定作业的程序。

ROM42存储着由ROM41与主CPU11规定的数据等。

数据变换/缓冲存储器43对于把扫描部1读取的图像数据送至纸处，或给印刷部分输送什么样的数据进行替换和缓冲。

图像处理装置44对图像数据进行图像处理。压缩解压电路45进行图像数据的压缩解压。

页存储器电路46作为存储装置按页存储图像数据。

显示存储器48存储要在显示器47上显示的图像数据。

印刷控制器50将PC49供给的代码数据通过上述印刷部2展开成能印字(输出)的图像数据。

显示器字型ROM51是用来存储用于显示存储器48中的字型数据的存储器。

印刷字型ROM 52是用来把来自PC49的印字数据和对应于所希望输入的数字或记号等存储于页存储器46中。

压缩存储器53存储通过压缩解压电路45所压缩的数据。

下面说明上述结构下的图像处理装置44。

首先以图3表示现有的图像处理装置的结构。具体地说，现有图像处理装置中输入的图像数据，在送入进行过滤处理等高像质化的高像质化处理部分200中处理之后，再送到放大/缩小处理部分201作放大/缩小处理后输出。此输出输送给中间色调处理部分102进行所希望的浓淡度处理，由补偿处理部分103补偿，作为印刷数据输出给数据变换/缓冲存储器43。在此，由于处理结果是二值等，能对数据量少的部分进行补偿，可使电路规模小而能获得所希望的效果。

图5示明本发明第二实施例中图像处理设置144的结构。第二实施例由于与第一实施例中的图像处理装置44的结构只在一定范围内不同，故其它结构的说明可以省略。

具体地说，第二实施例的图像处理装置144是在高像质化处理部100之后设有补偿处理部103，由放大/缩小处理部101和中间色调处理部102构成。输入的图像数据送到进行过滤处理等高像质化的高像质化处理部100中处理之后，由补偿处理部103补偿，送往放大/缩小处理部101实施放大/缩小处理后输出。此输出送向中间色调处理部102进行所希望的浓淡度处理，作为印刷数据输出给变换/缓冲存储器43。这同第一实施例相比，电路规模变大，由于进行了多位阶段的处理，能抑止补偿处理对于放大/缩小等特别是对于中间色调的处理结果的影响。

图6示明本发明的第三实施例中图像处理装置244的结构。同样，此第三实施例由于与第一实施例中图像处理装置44的结构只是在一定范围内有不同，故略去其它结构的说明。

具体地说，第三实施例的图像处理装置244是由高像质化处理部100、像域识别部104、放大/缩小处理部101、补偿处理部103、中间色调处理部102构成。把高像质化处理的结果输入像域识别部104，把获得的像域识别信号与高像质化处理后的图像数据共同输入放大/缩小处理部101，经放大/缩小后输入补偿处理部103。补偿处理部103根据输入数据的识别结果，特别对文字部分那样的细小的字破坏而出现了问题的部分进行补偿处理，对于中间色调那样的会由于补偿处理而受影响的部分则不进行补偿处理。经此补偿处理后，送到中间色调处理部施加所希望的浓度处理，作为印刷数据而输出给数据变换/缓冲存储器43。

图7示明本发明第四实施例中的图像处理装置344的结构。同样，此第四实施例由于与第一实施例中图像处理装置44的结构只限于一定范围内的不同，故略去其它结构的说明。

具体地说，第四实施例的图像处理装置344由高像质化处理部100、像域识别部104、放大/缩小处理部101、延迟部105、中间色调处理部102以及补偿处理部103构成。将高像质化处理的结果输入像域识别部104，把获得的像域识别信号和高像质化处理后的图像数据一起输入放大/缩小处理部101，放大/缩小后输入中间色调处理部102同时也输入延迟部105中。这样，在补偿处理部103中，将像域识别的数据经中间色调处理后的补偿处理，输出到数据变换/缓冲存储器43中。由于在此能对位数据更小的部分进行补偿处理，故可由较小的电路规模构成。

图8示明本发明的补偿处理部103的结构。补偿处理部103由进行主扫描方向的判定输出的主扫描方向判定输出部110和进行副扫描方向的判定输出的副扫描方向判定输出部111构成主扫描方向判定输出部分110和副扫描方向判定输出部分111被连接到主CPU11，可以设定必要的参考数。

图9示明本发明的主扫描方向判定输出部110。主扫描方向判定输出部110是由多个触发器电路120a-120i以及判定部121构成。首先，图像数据与图像传送时钟同步地输入到串联的触发器电路120a～120i中，图像数据对应于此时钟传送给下一个触发器电路(120a～120i)。

各个触发器电路120a～120i的输出被输入到判定部分121中，判定部121对应于此输入的数据向输出判定数据。

这里的判定部121由可改写的LUT(查寻表)构成，此外，从本发明适用的装置的主CUP11对LUT(判定部)121进行存取。具体地说，LUT(判定部)121的内容是可改写的，能根据印刷部分2的特性进行始点象素的消除与浓度设定。再有，此主CUP11也与控制板17联接因而用户或维修人员可根据装置的状况变更LUT(判定部)121的设定值。

为了把LUT(判定部)121的数据用于抑制耗费色粉的方式，具体地即极力使图像上的粗细细化并在同时不要丢失信息，为此可通过在控制板17上进行设计来达到色粉耗用量的节约。

图10示明本发明的副扫描方向判定输出部111。副扫描方向判定输出部111由多个行存储器130a～130i和由LUT构成的判定部131组成。

在行存储器130a～130i之中，每一副扫描行的数据分别存储于每一行中，水平同步信号与像素传送时钟同步，传送到判定部131。判定部131对应于此输入的数据输出判定数据。

这里的判定部131由LUT构成，成为可改写的。与图9的说明相同，可根据印刷部分2的特性进行最合适地设定。

图11示意地表明了主扫描方向判定输出部110的结果，根据图11(a)中所示的输入数据，作为图11(b)中所示处理结果的输出数据。

图12示意地表明了副扫描方向判定输出部111的结果，根据图12(a)中所示的输入数据，作为图12(b)中所示处理结果的输出数据。

图13示意地表明补偿处理部44的结果，根据图13(a)中所示的输入数据，作为图13(b)所示处理结果的输出数据。

下面说明设置主扫描方向判定输出部110与副扫描方向判定输出部111中的LUT(判定部)121，LUT(判定部)131中的设定值。

在图14中，将图14(a)那样的数据向主扫描方向输入时，当从始端与终端过多地除去像素时，就会发现消除图像数据的不适当情况。也就是说，消除了纵线。

同样，将图14(b)那样的数据向副扫描方向输入时，当从始端与终端过多地除去像素时，就会出现消除图像数据的不适当情况。也就是说，对于横扫描方向，同样会出现消除，横线的不恰当情况。

为了不产生这种不合适的情况，应在主、副扫描方向都保留有最低的像素数。也就是要由主CPU11设定LUT(判定部)121和LUT(判定部)131。

但在放大处理时，若对主扫描方向施行内插演算等处理，则在副扫描方向上虽可通过降低滑架的移动速度来实现放大功能，但这时输出的数据如图15所示，端部具有慢坡状的特性，且这种特性随放大率而变化。

这种端部呈慢坡式的特性会使图像模糊，而在多值印刷输出时，由于是把浓度深的图像印刷到纸上，在进行“复印到复印”容易成为图像线条变“粗”的原因。这里所谓的“粗”时即是说原稿的原始印字线条在每次复印中都会变粗的这样一种印字。

于是，为了防止放大时端部图像模糊，进行多值电平的判定是有用的。同时这种判定可根据放大率变动。具体地说，在图15中所示的部分中，当添加前后的数据值进行判定，自然就可实现不模糊的图像，不太粗的图像。

在这方面的判定中，应就特定的阈值(例如在8位的256等级中的“128”等，作为这种阈值的确定方法，最好应根据印刷的再现性能力，选择不出现模糊部分的值)以下的像素，判断所出现的模糊而加以消除。

例如在图16所示的数据中，对所注意的像素前后各两个像素(a，b，d，e)，用LUT进行判定，这里的阈值取为“4”。例1，输入为a→0，b→0，c→3，d→7，d→7时，输出成为c→0。例2，输入为a→0，b→0，c→5，d→7，d→7时，输出成为c→5(要是“5”在印刷中不再现，则输出“0”)。

下面说明有关多位数据进行补处理的情形，按上述方法，虽可对各各多位数据准备多位用的触发器电路(主扫描)，或是准备多位对应的行存储器(副扫描)的方法，但这种方法会使电路规模增大。特别是由LUT构成的判这部分或行存储器部分等合成非常大的规模。

作为改进上述不足的图像处理装置相应地有图17所示的方法。

具体地说，对多位输入数据使其由二值化处理部150二值化，用补偿处理检出部151进行以上述二值数据为对象的补偿处理。将此补偿处理结果输入合成部152，进行所希望的处理。

例如在合成部152，当判定为补偿像素时，可把预先设定的参数与图像数据相乘输出。这对在图5与6所示结构的情形是有效的。

根据以上所述的本发明的实施形式，通过进行上述的补偿处理，由于进行了二维补偿，就能在防止像素破坏的同时不使图像失衡。

此外，由于是把LUT用作补偿手段，就能较简单地补偿强弱或是进行与输出装置相结合的补偿。

再有，即使对于多位数据也能用较简单的结构进行同样的补偿。

Claims

1.一种图像处理装置，其特征在于包括：对输入的图像数据进行高像质化处理的高像质化处理装置；对此高像质化处理装置处理过的图像数据进行放大或缩小处理的放大缩小处理装置；对此放大缩小处理装置处理过的图像数据进行所希望的浓淡度处理的中间色调处理装置；将此中间色调处理装置处理、输出的二值图像数据输入，相对于主扫描方向和副扫描方向的二维方向按像素单位对图像数据作补偿处理的补偿处理装置；控制该补偿处理装置补偿处理的控制装置，

上述补偿处理装置包括：进行主扫描方向判定输出的主扫描方向判定输出装置和进行副扫描方向的判定输出的副扫描方向判定输出装置，

上述主扫描方向判定输出装置由多个触发器电路和查询表构成，

上述副扫描方向判定输出装置由多个行存储器和查询表构成。