JP2000278518A - 画像処理装置 - Google Patents
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Abstract
き、自然な画像が表現できる画像処理装置を提供する。 【解決手段】 入力画像データについて各画素を複数の
小領域に分割し高解像度化する。入力画像データについ
て、エッジ部の属性に応じてエッジ部の小領域の階調値
を変換し、変換された階調値で該当小領域のデータを置
換して該当小領域の周辺のデータを考慮してエッジ属性
を小領域の単位で判定する。このエッジ属性に応じて、
当該小領域の階調値を当該小領域とその周辺の小領域の
階調値から設定する。こうして、確実にエッジを高解像
度化し、滑らかなエッジを提供する。
Description
などで用いられている画像処理装置に関する。
主に2値画像について、エッジ部分を高解像度化する技
術が提案されている。たとえば、2値入力画像を多値画
像に変換し、複数の2値化回路でそれぞれ異なるしきい
値で多値画像データを2値化する。これにより、エッジ
を滑らかに表現できる。また、2値画像について高解像
度化する場合、変倍率に合わせて置換データを切り替え
ることにより適切な置換データを設定することも知られ
ている。また、多値画像について、階調差からどのよう
なエッジかを判定し、1画素内の濃度重心をずらしてエ
ッジ部分を高解像度化する技術も提案されている。
スムージング技術は2値画像データを対象としており、
多値画像データが入力されることは考慮されていない。
多値画像データに対応するには、属性に応じた多くの出
力階調値を設定しなければならない。また、1画素内の
濃度重心をずらす方法では、周辺画素に対し階調値が非
常に高くなったり低くなったりする部分が存在するた
め、見た目に不自然な画像となることがある。たとえ
ば、中間調の文字などの場合にはエッジの部分の濃度が
高くなり縁取り文字のような現象が起こり、また、濃度
下地の上の文字の場合にはエッジ部付近に白抜けが起こ
っていた。
高解像度化するとき、自然な画像が表現できる画像処理
装置を提供することである。
処理装置は、入力画像データについて各画素を複数の小
領域に分割する分割部と、エッジ部の属性に応じてエッ
ジ部の小領域の階調値を変換するデータ変換部と、入力
画像データについて、分割部により分割された小領域の
単位で、該当小領域のデータをデータ変換部により出力
された階調値と置換して該当小領域の周辺のデータを考
慮してエッジ属性を判定する属性判定部と、分割部によ
り分割された小領域の単位で、属性判定部により判定さ
れたエッジ属性に応じて、当該小領域の階調値を当該小
領域とその周辺の小領域の階調値から設定する階調値設
定部とからなる。分割部によるエッジ高解像度化処理の
出力を用いてエッジ属性判別を行い、そのエッジ属性で
の出力データを出力する。このため、エッジ属性の誤判
別によるエッジ高解像度処理の副作用がなく、確実にエ
ッジをなめらかに高解像度化できる。たとえば、前記の
階調値設定部は、入力画像データからエッジ属性により
階調を設定する複数のデータ処理部と、属性判定部から
の判定結果に基づいて、複数のデータ処理部により設定
された階調値のいずれかを選択する選択部を備える。エ
ッジ属性を判別し、複数あるエッジ高解像度化処理の出
力から、出力すべき画像を選択するため、適切な高解像
度化処理を施したデータを出力できる。たとえば、前記
のデータ変換部は、1ドットの距離にある小領域のデー
タから変換を行なう。
画像データについて各画素を複数の小領域に分割する分
割部と、エッジ部の属性に応じてエッジ部の小領域の階
調値を変換するデータ変換部と、分割部により分割され
た小領域の単位で、当該小領域の階調値を当該小領域と
その周辺の小領域の階調値から設定する階調値設定部
と、階調値設定部により設定された階調値がエッジ部の
属性に適合しているか否かを判定する判定部と、判定部
により適合していると判定されたときに、階調値設定部
により設定された階調値を出力する出力部とからなる。
判定部を設けるので、高解像度化処理において、正しく
変換されたエッジ処理結果のみを出力できる。たとえ
ば、前記の判定部は、入力画像データについて、分割部
により分割された小領域の単位で、該当小領域のデータ
をデータ変換部により出力された階調値と置換して該当
小領域の周辺のデータを考慮してエッジ部の属性に適合
するかを判定する。
明の実施の形態を説明する。なお、図面において、同じ
参照記号は同一または同等のものを示す。図1は、カラ
ーデジタル複写機の全体構成を示す。この複写機は、自
動原稿送り装置100と画像読取部200と画像形成部
300から構成される。通常は自動原稿送り装置100
により画像読取位置に搬送された原稿を画像読取部20
0で読み取り、読み取られた画像データを画像形成部3
00に転送し、画像を形成できる。またインターフェイ
ス207により外部機器との接続が可能である。
と、露光ランプ201により照射された原稿ガラス20
8上の原稿の反射光は、3枚のミラー群202によりレ
ンズ203に導かれCCDセンサ204に結像する。露
光ランプ201はスキャナモータにより矢印の方向へ倍
率に応じた速度でスキャンすることにより原稿ガラス2
08上の原稿を全面にわたって走査することができる。
CCDセンサ204に入射した原稿の反射光はセンサ内
で電気信号に変換され、画像処理回路205により電気
信号のアナログ処理、A/D変換、デジタル画像処理が
行なわれた後、インターフェイス部207と画像形成部
300へ送られる。
ついて説明する。イメージングユニット302c、30
2m、302y、302kは、用紙搬送ベルト304の
用紙搬送方向にそって縦に1列に並んで配置される。画
像読取部200またはインターフェイス部207から送
られてきた画像データは、シアン(C)、マゼンタ
(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の印字用デー
タに変換され、各露光ヘッドの制御部(図示せず)に送
られる。各露光ヘッド制御部では送られてきた画像デー
タの電気信号に応じてレーザーを発光させて、その光を
ポリゴンミラー301により1次元走査し、各イメージ
ングユニット302c、302m、302y、302k
内の感光体を露光する。各イメージングユニット内部に
は感光体を中心に電子写真プロセスを行なうために必要
なエレメントが配置されている。C,M,Y,K用の各
感光体が時計周りに回転することにより各画像形成プロ
セスが連続的に行なわれる。各イメージングユニット内
の感光体上の潜像は各色現像器により現像される。所望
のサイズの用紙が給紙カセット310a、310b、3
10cから給紙ローラー312と搬送ローラー対313
により用紙搬送ベルト304へ送られる。感光体上のト
ナー像は、用紙搬送ベルト304内に上述の各感光体と
対向して設置された転写チャージャ303c、303
m、303y、303kにより、用紙搬送ベルト304
上の用紙に重ねて転写される。ここではタイミングセン
サ306により、用紙搬送ベルト304上の基準マーク
を検出し、搬送される用紙の搬送タイミング合わせが行
われる。転写された用紙上のトナー像は定着ローラー対
307により加熱され溶かされて用紙上に定着された
後、トレイ311へ排出される。
は、3個のレジスト補正センサ312が、ベルト304
の搬送方向と垂直な方向(主走査方向に)に一列に配置
されている。用紙搬送ベルト304上のレジストパター
ンを形成した際、このセンサによってY,M,C,K画
像の主・副走査方向の色ずれ量を検出し、画像データ制
御部での描画位置補正と画像歪み補正を行うことによっ
て、ペーパー上のC,M,Y,K画像の色ずれを防止し
ている。
て、画像読取部200の画像処理部またはインターフェ
イス部207からの画像データは、画像インターフェー
ス部320を介して、固定長圧縮と可変長コード変換と
を行う符号化部322に送られる。具体的には、ブロッ
クトランケーション符号化により、画像を4*4ドット
のブロックに分割し、各ブロックのデータを48ビット
に圧縮する。次に、この固定長データをGBTC符号デ
ータLDにより2、10または50ビットに変換する。
次に、フレームメモリ部324は、副走査方向に遅延制
御を行い、Y,M,C,Kの感光体の間隔に対応した画
像位置を補正する。次に、固定長データ変換部326
は、可変長コードデータを固定長データ(GBTC圧縮
データ)に変換する。次に、主走査位置調整部・600
dpiスキュー補正部・GBTC伸長部328は、主走
査方向の描画位置を補正し、片側原稿位置基準を中央用
紙位置基準に変換し、副走査方向のスキューを600d
piで補正し、GBTC圧縮データを8ビット(256
階調)データに伸長する。この600dpiスキュー補
正では、装置ごとの機械的なばらつきに対して大まかに
スキューを補正する。次に、階調再現部330は、副走
査方向のスキューについて2400dpi解像度変換を
し、エッジスムージング処理、ガンマ補正およびスクリ
ーン処理をする。得られたY、M、C、Kデータは露光
ヘッド制御部に送られる。
dpiの画像データが、ラインメモリブロック400
(図4参照)に入力され、6ラインのデータが並列に出
力される。次に、小領域分割部402(図5参照)にお
いて、600dpiの1画素を4つの小領域に分割し、
5*4=20ライン分の2400dpiの解像度のデー
タに画像データが変換される。4つの小領域のそれぞれ
について並列に以下の処理がなされる。
と非エッジ部で異なる画像処理がなされる。非エッジ部
については、小領域分割部402において内挿補間型の
解像度変換が行なわれ、変換後のデータについてガンマ
補正部404でガンマ補正が行なわれる。非エッジ部の
処理については以下ではこれ以上説明しない。エッジ部
については、エッジスムージング処理部406(図1
4、図15参照)でエッジが滑らかにされた後で、ガン
マ補正部408でガンマ補正が行なわれる。エッジスム
ージング処理部406では、後で詳細に説明するよう
に、エッジ画素の属性(太らせパターン、細らせパター
ン)に応じて小領域の単位で階調値が決定される。ここ
で、階調値は周辺の階調値から決定するので、出力され
る階調値が不自然にならない。それぞれの属性に対応し
た処理がなされデータはデータ選択部410に送られ
る。データ選択部410は、領域判定部412での判定
結果に従って、処理後の画像データを選択して出力す
る。このように、エッジスムージング処理において、小
領域の階調値は周辺の階調値を考慮して決定するので、
出力される階調値が不自然にならない。従来は、処理対
象の画素を分割した小領域の階調値は、周辺画素の階調
値との連続性がなかったため、周辺画素に比べて濃度が
高くなったり、低くなったりして不自然な画像が出力さ
れることがあった。本実施形態では、このような現象が
防止される。
す。ラインメモリブロック400は、5個のラインメモ
リ(FIFOメモリ)4001、4002、4003、
4004、4005からなる。入力データVIは、ライ
ンメモリ4001〜4005で順次遅延され、6ライン
のデータV1〜V6が並列に出力される。
す。600dpiの1つの画素Vは、副走査方向に複数
(4つ)の小領域に分割される。ここで、画素のデータ
Vは、小領域のデータVA、VB、VC、VDに変換さ
れる。図5に示すように、ラインメモリブロック400
からの6ラインのデータV1〜V6が並列に入力され
る。解像度変換処理部4021〜4025は、隣接する
2ラインのデータから解像度を4倍に変換したデータを
出力する。エッジ部では、小領域に単純に同じデータを
割り当てて、高解像度化する。たとえば、解像度変換処
理部4023は、隣接する2ラインのデータV3、V4
から解像度を4倍に変換したデータVA3、VB3、V
C3、VD3を出力する。
ごとに、図6〜図9に示すように、中心画素を含む5行
*5列のマトリクスの画素から得られる5*20の小領
域のデータが並列に出力される。たとえば、図6に示す
ように、5ラインのデータVA(すなわち、VA1、V
A2、VA3、VA4、VA5)が遅延用の素子を用い
て出力タイミングを順次ずらせて、それぞれ、5列のデ
ータVA11〜VA55として出力される(図10参
照)。こうして、データVA3は、4個の遅延素子によ
り、信号VA31〜VA35として出力される。同様
に、図7に示すように、5ラインのVB(すなわち、V
B1、VB2、VB3、VB4、VB5)が遅延素子を
用いて、それぞれ、5列のデータVB11〜VB55と
して出力され(図11参照)、図8に示すように、5ライ
ンのVC(すなわち、VC1、VC2、VC3、VC
4、VC5)が遅延素子を用いて、それぞれ、5列のデ
ータVC11〜VC55として出力され(図12参照)、
図9に示すように、5ラインのVD(すなわち、VD
1、VD2、VD3、VD4、VD5)が遅延素子を用
いて、それぞれ、5列のデータVD11〜VD55とし
て出力される(図13参照)。
域判定部412を示す。(なお、小領域データVB、V
C、VDについての領域判定部412も同様に構成され
る。)エッジ判定のため、小分割部402から出力され
る中心画素の小領域データVA33とその周辺画素の小
領域データVA22、VA23、VA24、VA32、
VA34、VA42、VA43、VA44との差がそれ
ぞれ減算器4120により求められ、得られた差は、そ
れぞれ白側のしきい値EDGREF17−10と比較器
4121において比較される。周辺画素の小領域データ
VA22、VA23、VA24、VA32、VA34、
VA42、VA43、VA44と中心画素の小領域デー
タVA33との差がすべてしきい値より小さいと負論理
ORゲート4122が判断した場合、エッジではないの
で、ORゲート41210から信号が出力されない。
心画素の小領域データVA33とその周辺画素の小領域
データVA22、VA23、VA24、VA32、VA
34、VA42、VA43、VA44との差が減算器4
123により求められ、得られた差は、それぞれ、黒側
のしきい値EDGREF27−20と比較器4124で
比較される。中心画素の小領域データVA33と周辺画
素の小領域データVA22、VA23、VA24、VA
32、VA34、VA42、VA43、VA44との差
がすべてしきい値より小さいと負論理ORゲート412
5が判断した場合、エッジではないので、OR回路41
210から信号が出力されない。
その周辺画素の小領域データおよびさらにその周辺の小
領域データが比較される。たとえば、中心画素の小領域
データVA33と周辺画素の小領域データVA11との
差と、周辺画素の小領域データVA22とVA11の差
が減算器4126で求められ、いずれも比較器4127
で第2の黒側のしきい値EDGREF37−30と比較
される。いずれかの差がしきい値より大きいと負論理A
NDゲート4128が判断した場合、エッジであるので
ORゲート4129、41210を経て信号が出力され
る。同様に、中心画素の小領域データVA33と周辺画
素の小領域データVA13との差と周辺画素の小領域デ
ータVA23とVA13の差がそれぞれしきい値と比較
され、また、中心画素の小領域データVA33と周辺画
素の小領域データVA15との差と周辺画素の小領域デ
ータVA24とVA15の差がそれぞれしきい値と比較
され、また、中心画素の小領域データVA33と周辺画
素の小領域データVA31との差と周辺画素の小領域デ
ータVA32とVA31の差がそれぞれしきい値と比較
され、また、中心画素の小領域データVA33と周辺画
素の小領域データVA35との差と周辺画素の小領域デ
ータVA34とVA35の差がそれぞれしきい値と比較
され、また、中心画素の小領域データVA33と周辺画
素の小領域データVA51との差と周辺画素の小領域デ
ータVA42とVA51の差がそれぞれしきい値と比較
され、また、中心画素の小領域データVA33と周辺画
素の小領域データVA53との差と周辺画素の小領域デ
ータVA43とVA53の差がそれぞれしきい値と比較
され、また、中心画素の小領域データVA33と周辺画
素の小領域データVA55との差と周辺画素の小領域デ
ータVA44とVA55の差がそれぞれしきい値と比較
される。いずれかの差がしきい値より大きい場合、エッ
ジであるので信号が出力される。
ジスムージング処理部406における処理の考え方を示
す。入力データについて、複数のエッジスムージング処
理(太らせ処理および細らせ処理)をする。ここで、太
らせ処理においては、中心小領域のデータを最大値と
し、細らせ処理においては、中心小領域のデータを最小
値とする。選択部では、処理しないデータと、上述の2
つの処理結果とを入力する。エッジ属性判定では、太ら
せ処理においては中心小領域のデータを最大値として判
定し、細らせ処理においては、中心小領域のデータを最
小値として判定する。そして、エッジ属性判定結果に基
づいてデータを選択して出力する。これにより、それぞ
れの処理結果に不自然さがないかをチェックできるの
で、自然なデータが出力できる。
を示す。上部に示された入力画素データを基にエッジ属
性判定を行なうと、中央部に示すような判定結果が得ら
れる。下部が、エッジスムージング処理結果を示す。こ
れに対し、図17は、図16と同じ入力画素データにつ
いてエッジスムージング処理を行なった比較結果を示
す。ここでは、エッジ属性の判定は、入力画像データを
基に行ない、中央部に示すような判定結果が得られる。
それに基づきエッジスムージング処理を行うと、下部に
示されるようになり、白抜けなどが起こり、不自然な画
像が得られる。
ッジスムージングを行うエッジスムージング処理部40
6を示す。なお、小領域データVB、VC、VDについ
てのエッジスムージング処理部412も同様に構成され
る。エッジスムージング処理部406において、最大値
回路4066と最小値回路4067により中心小領域と
その周辺のデータVA、VB、VCの最大値と最小値が
求められ、セレクタ4068に出力される。また、最小
値は、細らせパターン判定のため、減算器4060に送
られ、最大値は、太らせパターン判定のため、減算器4
062に送られる。
画素の小領域データVA22、VA23、VA24、V
A32、VA34、VA42、VA43、VA44と最
小値の差が減算器4060により求められ、得られた差
は、それぞれ、細らせパターン用しきい値ESREF1
7−10と比較器4061において比較される。比較結
果は、それぞれ、エッジ属性判定部4064に送られ、
図16の左側に示した細らせるべきエッジ画像のパター
ン(細らせパターン)に該当するか否か判定される。こ
のエッジスムージング判定条件に該当する場合は、ES
OUTP=1を出力する。
される周辺画素の小領域データVA22、VA23、V
A24、VA32、VA34、VA42、VA43、V
A44との差が減算器4062により求められ、得られ
た差は、それぞれ、太らせパターン用しきい値ESRE
F27−20と比較器4063において比較される。比
較結果は、それぞれ、エッジ属性判定部4064に送ら
れ、図16の右側に示した太らせるべきエッジ画像のパ
ターン(太らせパターン)に該当するか否かが判定され
る。このエッジスムージング判定条件に該当する場合
は、ESOUTN=1を出力する。ESOUTP=1と
ESOUTN=1の判定結果は、EXORゲート406
5を経てセレクタに出力される。セレクタ4058の出
力は、ESOUTNにより選択されるので、太らせパタ
ーンである場合は、最大値が出力され、そうでない場合
は、最小値が出力される。このセレクタ4068の出力
値はセレクタ4069に送られる。セレクタ4069に
は、中心の小領域のデータVA33も入力される。した
がって、セレクタ4069は、太らせパターンである場
合は、最大値を出力し、細らせパターンである場合は、
最小値を出力し、それ以外の場合は、中心の小領域のデ
ータを出力する。
部406におけるエッジ属性判定部4064におけるエ
ッジスムージング判定の条件を示す。左側の6つの条件
は細らせるべき画像のパターンである。ここで、E1〜
E8は、周辺の画素の比較結果を表す。この6つの条件
のいずれかに当てはまった場合、細らせパターンである
と判定し、ESOUTP=1とする。また、右側の6つ
の条件は太らせるべき画像のパターンである。ここで、
F1〜F8は、周辺の画素の比較結果を表す。この6つ
の条件のいずれかに当てはまった場合、太らせパターン
であると判定し、ESOUTN=1とする。
ッジスムージング処理において、エッジ部の階調値は、
周辺画素の階調値の最大値と最小値から決定され、処理
対象の画素を分割した小領域に相当する解像度で画像形
成を行う。エッジスムージングの判定には、注目画素
(たとえばVA33)の周辺の8画素(たとえばVA2
2〜VA44)を用いる。このときは、600dpi、
1ドットの距離にある小領域のデータを用いる。また、
エッジスムージング判定によりエッジスムージングを行
う場合、注目小領域の階調値(たとえばVA33)を置
き換えるために用いる階調値は、注目小領域から240
0dpi、1ドットの距離にある小領域(たとえばVD
23、VB33)の階調値を用いる。この例では、デー
タVD23は、データVA33、VB33とは異なる画
素の小領域のデータである。
ッジ属性を判別し、適切なデータを出力できるので、エ
ッジ誤判別によるエッジ高解像度処理の副作用がなく、
確実にエッジを高解像度化し、滑らかなエッジを提供で
きる。
るための図
グ処理部、 412領域判定部、 4064 エッ
ジ属性判定部、 4069 セレクタ。
Claims (5)
- 【請求項1】 入力画像データについて各画素を複数の
小領域に分割する分割部と、 エッジ部の属性に応じてエッジ部の小領域の階調値を変
換するデータ変換部と、 入力画像データについて、分割部により分割された小領
域の単位で、該当小領域のデータをデータ変換部により
出力された階調値と置換して該当小領域の周辺のデータ
を考慮してエッジ属性を判定する属性判定部と、 分割部により分割された小領域の単位で、属性判定部に
より判定されたエッジ属性に応じて、当該小領域の階調
値を当該小領域とその周辺の小領域の階調値から設定す
る階調値設定部とからなる画像処理装置。 - 【請求項2】 前記の階調値設定部は、入力画像データ
からエッジ属性により階調を設定する複数のデータ処理
部と、属性判定部からの判定結果に基づいて、複数のデ
ータ処理部により設定された階調値のいずれかを選択す
る選択部を備えることを特徴とする請求項1に記載され
た画像処理装置。 - 【請求項3】 前記のデータ変換部は、1ドットの距離
にある小領域のデータから変換を行なうことを特徴とす
る請求項1に記載された画像処理装置。 - 【請求項4】 入力画像データについて各画素を複数の
小領域に分割する分割部と、 エッジ部の属性に応じてエッジ部の小領域の階調値を変
換するデータ変換部と、 分割部により分割された小領域の単位で、当該小領域の
階調値を当該小領域とその周辺の小領域の階調値から設
定する階調値設定部と、 階調値設定部により設定された階調値がエッジ部の属性
に適合しているか否かを判定する判定部と、 判定部により適合していると判定されたときに、階調値
設定部により設定された階調値を出力する出力部とから
なる画像処理装置。 - 【請求項5】 前記の判定部は、入力画像データについ
て、分割部により分割された小領域の単位で、該当小領
域のデータをデータ変換部により出力された階調値と置
換して該当小領域の周辺のデータを考慮してエッジ部の
属性に適合するかを判定することを特徴とする請求項4
に記載された画像処理装置。
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