JP2001158136A - 画像処理装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 文字や線画などをよりシャープに印刷し、写
真画像の階調をより滑らかに印刷したい場合は、パター
ンマッチングによる解像度変換だけでは実現が困難であ
る。 【解決手段】 置換濃度選択回路1004は、入力画像に含
まれる文字および線画の線の太さを画像の特徴として判
定した結果ftに基づき、入力画像の解像度を変換するた
めの置き換えパターンの隣接画素間の置き換え濃度差
を、線が細い部分では大きくし、線の太い部分では小さ
くする。スムージング処理回路1003は、入力画像のパタ
ーンに応じた置き換えパターンを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像処理装置および
その方法に関し、例えば、入力画像の解像度を変換する
画像処理装置およびその方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラー画像データをディジタル的
に処理し、カラープリンタに出力してカラー画像を得る
カラープリント装置や、カラー原稿の画像を色分解して
電気的に読み取り、得られたカラー画像データを記録紙
上にプリント出力してカラー画像複写を行う、所謂ディ
ジタルカラー複写機などのカラー印刷システムの発展は
めざましいものがある。

【０００３】ところで、カラー印刷システムに対して、
カラー画像の印刷品質に対する要求だけでなく、黒色の
文字や細線をより黒くシャープに印刷したいという要求
が高いが、これは次に理由による。

【０００４】ディジタルカラー複写機において黒画像を
複写する場合、黒色を再現する信号をとしてイエロー、
マゼンタ、シアンおよびブラックの各信号が発生され、
これらの信号にによりイエロー、マゼンタ、シアンおよ
びブラックの四色画像が重ね合わされて黒画像が再現さ
れる。このため、各色画像間の若干のずれにより黒色の
細線に色の滲みが生じ、黒色が黒くみえなかったり、ぼ
けて見えたりするなど、黒画像において印刷品質の劣化
が発生するからである。

【０００５】これに対して、画像信号中の黒色やその他
の色などの色情報や、細線や網点などの空間周波数の特
徴を抽出して、例えば黒文字や色文字などのエリアを検
出したり、さらに中間調画像や網点画像などのエリアに
分けて、エリアの特性に応じた画像処理を施し、黒色の
文字や線画は黒単色で印刷するなどの方法が提案されて
いる。

【０００６】また、黒色の文字や線の太さに応じて例え
ば黒トナーの量を多段階に調節したり、文字や線画のエ
ッジと、網点のエッジとを分離して検出し、中間調画像
中の文字や線画のエッジ部と、白地上の文字や線画のエ
ッジ部とにそれぞれ異なる画像処理を施して、黒色の文
字や線画のエッジをスムーズに形成する処理なども提案
されている。

【０００７】しかし、上記のような画像処理を行うにし
ても、400dpiのプリンタでは、そのドット間隔が63.5μ
mであるから、一般に約20μmと言われる人間の視覚に
り、ドットによって形成される文字や図形の輪郭部にぎ
ざぎざがみえ、必ずしも高画質な印刷とは言えない。そ
こで、上記の画像処理と合わせて、例えば外部機器から
供給される文字や線画の輪郭部をスムージングするデー
タ補間により、中間調画像中の文字や線画に対しても、
ぎざぎざの目立たない文字や線画を形成することが可能
である。

【０００８】また、印刷する文字部分の解像度を高め
て、印刷品質を向上する技術が提案されている。とく
に、特定のパターンを検出して、解像度を変換した特定
のパターンに置き換える解像度変換手法は、文字や線画
の印刷品質を高めるのに効果的である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、文字や線画な
どをよりシャープに印刷し、写真画像の階調をより滑ら
かに印刷したい場合は、上記のパターンマッチングによ
る解像度変換だけでは実現が困難である。

【００１０】本発明は、上述の問題を解決するためのも
のであり、文字や線画などをよりシャープにし、写真画
像の階調をより滑らかにすることが可能な画像処理装置
およびその方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の目的を
達成する一手段として、以下の構成を備える。

【００１２】本発明にかかる画像処理装置は、入力され
る画像の特徴を判定する判定手段と、前記入力画像のパ
ターンに応じた置き換えパターンを出力することで、画
像の解像度を変換する変換手段と、前記判定手段の判定
結果に基づき、前記変換手段の置き換えパターンの値を
制御する制御手段とを有することを特徴とする。

【００１３】本発明にかかる画像処理方法は、入力され
る画像の特徴を判定し、その判定結果に基づき、前記入
力画像の解像度を変換するための置き換えパターンの値
を制御し、前記入力画像のパターンに応じた前記置き換
えパターンを出力することで、画像の解像度を変換する
ことを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる一実施形態
の画像処理装置を図面を参照して詳細に説明する。

【００１５】［装置概観］図1は本発明にかかる一実施
形態の画像処理装置の概観図の一例である。

【００１６】図1において、201はイメージスキャナ部
で、原稿画像を読み取って得られるディジタル画像信号
を処理する。また、200はプリンタ部で、イメージスキ
ャナ部201に読み取られる原稿画像に対応する画像を記
録紙にフルカラープリントする。

【００１７】イメージスキャナ部201において、原稿台
ガラス203および原稿圧板202の間に画像が読み取られる
原稿204が置かれ、原稿204はハロゲンランプ205の光に
照射される。原稿204からの反射光は、ミラー206および
207に導かれ、レンズ208により3ラインセンサ210上に像
が結ばれる。なお、レンズ208には赤外カットフィルタ2
31が設けられている。さらに、図示しないモータにより
機械的に、ミラー206およびハロゲンランプ205を含むミ
ラーユニットは速度Vで、ミラー207を含むミラーユニッ
トは速度V/2で矢印の方向、つまり3ラインセンサ210の
電気的走査方向（主走査方向）に対して垂直方向（副走
査方向）に移動され、原稿204の全面が走査される。

【００１８】3ラインのCCDからなる3ラインセンサ210
は、入力される光情報を色分解して、フルカラー情報レ
ッド(R)、グリーン(G)およびブルー(B)の各色成分を読
み取り、その色成分信号を信号処理部209へ送る。な
お、3ラインセンサ210を構成するCCDはそれぞれ5000画
素分の受光素子を有し、原稿台ガラス203に載置可能な
原稿の最大サイズであるA3サイズの原稿の短手方向(297
mm)を400dpiの解像度で読み取ることができる。

【００１９】211は標準白色板で、3ラインセンサ210の
各CCD210-1から210-3によって読み取られたデータを補
正するためのものである。標準白色板211は、可視光で
ほぼ均一の反射特性を示する白色である。

【００２０】信号処理部209は、3ラインセンサ210から
入力される画像信号を電気的に処理して、マゼンタ
(M)、シアン(C)、イエロー(Y)およびブラック(Bk)の各
色成分信号を生成し、生成したMCYBkの色成分信号をプ
リンタ部202に送る。また、イメージスキャナ部201にお
ける一回の原稿走査（スキャン）につきMCYBkのうちの
一つの色成分信号がプリンタ部200に送られ、計四回の
原稿走査により一回のプリントアウトが完成する。

【００２１】プリンタ部200において、イメージスキャ
ナ部201より送られてくるM、C、YまたはBkの画像信号は
レーザドライバ212へ送られる。レーザドライバ212は、
入力される画像信号に応じて半導体レーザ素子213を変
調駆動する。半導体レーザ素子213から出力されるレー
ザビームは、ポリゴンミラー214、f-θレンズ215および
ミラー216を介して感光ドラム217を走査し、感光ドラム
217上に静電潜像を形成する。

【００２２】219から222はそれぞれ現像器で、マゼンタ
現像器219、シアン現像器220、イエロー現像器221およ
びブラック現像器222から構成される。四つの現像器が
交互に感光ドラム217に接することで、感光ドラム217上
に形成された静電潜像を対応する色のトナーで現像して
トナー像を形成する。223は転写ドラムで、記録紙カセ
ット225から供給される記録紙が巻き付けられ、感光ド
ラム217上のトナー像を記録紙に転写する。

【００２３】このようにしてM、C、YおよびBkの四色の
トナー像が順次転写された記録紙は、定着ユニット226
を通過することで、トナー像が定着された後、装置外へ
排出される。

【００２４】［3ラインセンサ］図2Aから図2Cは3ライン
センサ210の構成例を示す図である。

【００２５】図2Aに示すように、210-1、210-2および21
0-3は、順に、赤色、緑色および青色の光を読み取るた
めの受光素子列である。

【００２６】図2Bに示すように、受光素子列の各受光素
子は主走査および副走査方向に10μmの開口をもつ。ま
た、受光素子列間の距離は80μmであり、400lpiの副走
査解像度に対して各8ライン分ずつ離間している。

【００２７】これら受光素子列は、各列の対応する受光
素子が原稿画像の同じ位置を読み取るべく互いに平行に
配置されるように、同一のシリコンチップ上にモノリシ
ックに構成されている。このような構成の3ラインセン
サ210を用いることで、各色成分の読み取りにおけるレ
ンズなどの光学系を共通にすることができ、RGB各色の
光学調整を簡潔にすることが可能になる。

【００２８】図2Cは3ラインセンサ210を受光素子列に直
交する方向に切った場合の断面図である。シリコン基板
210-5上に、赤色、緑色および青色の光を読み取るため
のRフィルタ210-7および受光素子列210-1の組、Gフィル
タ210-8および受光素子列210-2の組、並びに、Bフィル
タ210-9および受光素子列210-3の組が配置されている。
なお、210-6は透明有機膜で構成される平坦化層であ
る。

【００２９】［濃度再現］次に、プリンタ部200におけ
る濃度の再現方法について説明する。

【００３０】プリンタ部200は、画像の濃度を再現する
ために、半導体レーザ素子213の点灯時間を画像の濃度
を表す信号に応じて制御するPWM方式を採用する。これ
により、半導体レーザ素子213の点灯時間に応じた電位
の静電潜像が感光ドラム217上に形成される。そして、
現像器219から222により、静電潜像の電位に応じた量の
トナーで静電潜像を現像することにより、画像の濃度が
再現される。

【００３１】［信号処理部］図3は信号処理部209の構成
例を示すブロック図である。

【００３２】アナログ信号処理部101は、3ラインセンサ
210から入力されるアナログRGB画像信号にアナログ-デ
ィジタル変換、シェーディング補正、位相補正、入力マ
スキング補正などの公知の処理を施し、標準的なRGB色
空間（例えばNTSC-RGB）のディジタルRGB画像信号を出
力する。

【００３３】ルックアップテーブルROMなどにより輝度
信号を濃度信号に変換するLOG変換部102は、入力される
RGB画像信号をCMY画像信号に変換する。マスキングUCR
部103は、入力されるYMC画像信号から黒(Bk)信号を抽出
し、さらに、プリンタ部200のトナーの色濁りを補正す
るマスキング演算を施した画像信号を、原稿走査に合わ
せて、M、C、YおよびBkの面順次に出力する。

【００３４】一方、像域分離部107は、アナログ信号処
理部101から入力されるRGB画像信号により、像域分離処
理を行い、その結果を後述するスムージング回路104お
よびセレクタ113へ出力する。

【００３５】スムージング回路104は、マスキングUCR部
103から入力される画像信号を、像域分離部107から出力
される400線/800線を切り替えるためのsen信号に応じ
て、イメージスキャナ部201の読取解像度に対して倍の
解像度である800dpiの画像データに変換するためのもの
である。スムージング回路104からはライン上の奇数番
目の画素に対応する8ビットの画像データ（以下「奇数
番目の画像データ」と呼ぶ）と、偶数番目の画素に対応
する8ビットの画像データ（以下「偶数番目の画像デー
タ」と呼ぶ）が400dpiの画素クロックに同期して並列に
出力される。すなわち、スムージング回路104は、奇数
番目の画像データを下位8ビットに、偶数番目の画素デ
ータを上位8ビットに配置した400dpi、16ビットの画像
データを出力する。なお、スムージング回路104ンもス
ムージング処理は、図示しないCPUにより設定されるSST
ON信号によりオン/オフされる。

【００３６】ガンマ補正回路105は、スムージング回路1
04から入力される画像データに、プリンタ部200の階調
再現に応じたγ補正を施す。ガンマ補正回路105は、偶
数番目の画像データ用のガンマ変換テーブル（800H
γ）、奇数番目の画像データ用のガンマ変換テーブル
（800Lγ）、および、400dpiの画像データ用のガンマ変
換テーブル（400γ）の三種類の変換テーブルを備えて
いる。なお、図3に示されるように、400dpiの画像デー
タは、ガンマ補正回路105の入力端において、奇数番目
の画像データと同じものである。

【００３７】変換回路112は、ガンマ補正回路105から40
0dpiの画素クロックに同期して入力される偶数および奇
数番目の二つの画像データを、400dpiの画素クロックの
倍の周波数をもつ800dpiの画素クロックに同期して、交
互に出力することで400dpiの画像データを800dpiに変換
する。

【００３８】セレクタ113は、400/800線の切替信号sen
に応じて、変換回路112から出力される800dpiの画像デ
ータ、または、ガンマ補正回路105から出力される400dp
iの画像データを選択し出力する。セレクタ113から出力
されるMCYBkの面順次の画像データは、400/800線の切替
信号senとともにプリンタ部200のレーザドライバ212へ
送られ、PWM方式を用いた画像の形成が行われる。

【００３９】［記録密度の切り替え］図4はsen信号と画
像データの関係を示すタイミングチャートである。図4
にVSIで示す画像データはスムージング回路104へ入力さ
れる画像データ、VSOLおよびVSOHで示す画像データはそ
れぞれガンマ補正回路105から出力される奇数番目およ
び偶数番目の画素に対応する画像データ、VSO4で示す画
像データはガンマ補正回路105から出力される400dpiの
画像データ、VSO8で示す画像データは変換回路112から
出力される800dpiの画像データ、VLOで示す画像データ
はセレクタ113から出力される画像データである。

【００４０】図4において、sen信号がハイレベルの期
間、セレクタ113は画像データVSO4を選択して画像デー
タVLOとして800dpiのクロックに同期して出力する。一
方、sen信号がローレベルの期間、セレクタ113は画像デ
ータVSO8を選択して画像データVLOとして800dpiのクロ
ックに同期して出力する。

【００４１】［領域判別］次に、黒色の文字および黒線
画を検出する像域分離について説明する。

【００４２】●エッジ検出 図5はエッジ検出部108の詳細な構成例を示すブロック
図、図6は図5に示す輝度算出回路250の詳細な構成例を
示すブロック図である。図5および図6に示す輝度算出回
路250は、式(1)の演算により、入力されるRGB信号の輝
度信号Yを算出する。 Y = 0.25R + 0.5G + 0.25B …(1)

【００４３】つまり、輝度算出回路250に入力されるRGB
信号はそれぞれ、図6に示す乗算器401、402および403に
より係数0.25、0.5および0.25が乗じられた後、加算器4
04および405により加算されて輝度信号Yになる。

【００４４】図7は図5に示すエッジmin方向検出回路251
の動作を説明する図である。エッジmin方向検出回路251
に入力される輝度信号Yは、FIFOメモリ501および502に
より1ラインずつ遅延され、3×3画素の周知のラプラシ
アンフィルタ処理が施される。ラプラシアンフィルタ50
3から506はそれぞれ、図7に示すような縦方向、対角線
方向、横方向および対角線方向のラプラシアンを求める
フィルタである。エッジmin方向検出回路251は、この四
つのフィルタの出力値であるエッジ量の絶対値aが、最
小の値をとる方向（以下「エッジmin方向」と呼ぶ）を
示す情報を、輝度信号Yとともに出力する。

【００４５】図5に示すエッジmin方向スムージング回路
252は、検出されたエッジmin方向に対するスムージング
処理を輝度信号Yに施す。このスムージング処理によ
り、エッジ成分の最も大きい方向の輝度成分が保存さ
れ、その他の方向の輝度成分は平滑化される。すなわ
ち、複数の方向に対してエッジ成分が大きい網点成分
は、エッジ成分が平滑化されるのでその特徴は減少す
る。一方、一方向にエッジ成分が存在する文字や細線の
特徴は保存される。必要に応じて、この処理を繰り返す
ことで、線成分と網点成分との分離がより一層効果的に
行われ、網点中に存在する文字や線画成分も容易に検知
することができる。

【００４６】図5に示すエッジ検出回路253は、エッジmi
n方向のエッジ量の絶対値aを閾値として、スムージング
された輝度信号Yを二値化する。従って、絶対値a以下の
輝度信号は除去され、絶対値a以上の輝度信号が‘1’と
して出力される。従って、図8(a)は輝度信号Yが表す画
像を、図8(b)はエッジ検出信号により表される画像を示
す図であるが、輝度算出回路250から出力される輝度信
号Yのエッジ成分がエッジ検出信号としてエッジ検出回
路253から出力される。

【００４７】そして、エッジ検出部108は、上記のエッ
ジ検出信号を7×7、5×5および3×3のブロックサイズで
膨張した信号と、「膨張なし」および「エッジなし」の
五つを3ビットのコードで表した信号edgeを出力する。
なお、信号の膨張とは、ブロック内のすべての画素の信
号値を論理和することである。

【００４８】●彩度判定 図9は彩度判定部109の詳細な構成例を示すブロック図で
ある。最大値検出回路701および最小値検出回路702は入
力されるRGB信号の最大値max(R,G,B)および最小値min
(R,G,B)をそれぞれ抽出し、減算器703は最大値と最小値
の差ΔCを算出し、ルックアップテーブル(LUT)704は、
図10に示すような特性の変換を行い、彩度信号Crを生成
する。

【００４９】図10に示す特性は、ΔCが零に近いほど彩
度が低く、言い換えれば無彩色に近く、ΔCが大きいほ
ど有彩色の度合いが強いことを示している。従って、彩
度信号Crは、無彩色の度合いが強いほど大きい値を示
し、有彩色の度合いが強いほど零に近づく信号である。
彩度判定部109は、彩度信号Crに従い、色、黒、中間
（色と黒の間の色）および白を示す2ビットの信号colを
出力する。

【００５０】●太さ判定 図11は太さ判定部110の詳細な構成例を示すブロック図
である。

【００５１】まず、最小値検出回路2011は、入力される
RGB信号の最小値Min(R,G,B)を出力する。平均値検出回
路2012は、注目画素近傍の5×5画素のMin(R,G,B)の平均
値AVE5と、3×3画素のMin(R,G,B)の平均値AVE3を出力す
る。

【００５２】文字/中間調検出回路2013は、AVE5およびA
VE3を入力して、注目画素の濃度、および、注目画素と
その近傍の平均濃度との変化量を検出することにより、
注目画素が文字または中間調領域の一部であるか否かを
判別する。

【００５３】図12は文字/中間調検出回路2013の詳細な
構成例を示すブロック図である。文字/中間調検出回路2
013は、適当なオフセット値OFST1を加えたAVE3を、コン
パレータ2031によりAVE5と比較するとともに、コンパレ
ータ2032により適当な制限値LIM1と比較する。コンパレ
ータ2031および2032の出力はORゲート2033に入力され
る。つまり、文字/中間調検出回路2013の出力BINGRAは
次の条件で‘1’になる。 AVE3 + OFSET1 ＞ AVE5 …(2) または AVE3 + OFSET1 ＞ LIM1 …(3)

【００５４】つまり、文字/中間調検出回路2013によっ
て、注目画素近傍に濃度変化が存在する場合（文字のエ
ッジ部）、または、注目画素付近がある値以上の濃度を
もっている場合（文字の内部および中間調部）に文字/
中間調領域信号BINGRAが‘1’になる。

【００５５】図13は図11に示す網点領域検出回路2014の
詳細な構成例を示すブロック図である。網点領域検出回
路2014は、適当なオフセット値OFST2を加えたMin(R,G,
B)を、コンパレータ2014によりAVE5と比較するととも
に、コンパレータ2042により適当な制限値LIM2と比較す
る。コンパレータ2041および2042の出力はORゲート2043
に入力される。つまり、ORゲート2043の出力BINAMIは次
の条件で‘1’になる。 Min(R,G,B) + OFSET2 ＞ AVE5 …(4) または Min(R,G,B) + OFSET2 ＞ LIM2 …(5)

【００５６】信号BINAMIは、エッジ方向検出回路2044へ
入力されて、画素毎のエッジの方向が検出される。図14
はエッジ方向検出回路2044のエッジ方向検出ルールを示
す図で、注目画素およびその近傍の八画素が、図14に示
す条件(0)から(3)の何れかを満たす場合、4ビットのエ
ッジ方向信号DIRAMIの満足された条件に対応するビット
が‘1’になる。

【００５７】信号DIRAMIは、対向エッジ検出回路2045へ
入力されて、注目画素を囲む5×5画素の領域内で互いに
対向するエッジが検出される。図15は対向エッジの検出
ルールを説明するための図で、注目画素はA33で表され
る。つまり、注目画素A33において、下記の条件(1)から
(4)の何れかが満たされる場合、対向エッジ検出回路204
5は出力信号EAAMIを‘1’にする。 条件(1): A11,A21,A31,A41,A51,A22,A32,A42およびA33
の何れかのビット0が‘1’、かつ、 A33,A24,A34,A44,A15,A25,A35,A45およびA55の何れかの
ビット1が‘1’ 条件(2): A11,A21,A31,A41,A51,A22,A32,A42およびA33
の何れかのビット1が‘1’、かつ、 A33,A24,A34,A44,A15,A25,A35,A45およびA55の何れかの
ビット0が‘1’ 条件(3): A11,A12,A13,A14,A15,A22,A23,A24およびA33
の何れかのビット2が‘1’、かつ、 A33,A42,A43,A44,A51,A52,A53,A54およびA55の何れかの
ビット3が‘1’ 条件(4): A11,A12,A13,A14,A15,A22,A23,A24およびA33
の何れかのビット3が‘1’、かつ、 A33,A42,A43,A44,A51,A52,A53,A54およびA55の何れかの
ビット2が‘1’

【００５８】次に、膨張回路2046は、信号EAAMIに対し
て3×4画素の膨張を行い、注目画素近傍の3×4画素にEA
AMIが‘1’の画素があれば、注目画素のEAAMIを‘1’に
する。さらに、収縮回路2047および膨張回路2048によ
り、5×5画素の領域で孤立した検出結果を除去した信号
EBAMIを得る。なお、収縮とは、入力されたすべての信
号が‘1’の場合は‘1’を、それ以外の場合は‘0’を
出力することである。

【００５９】次に、カウンタ2049は、適当な大きさのウ
ィンドウ、例えば注目画素を含む5×64画素の領域にお
いて、信号EBAMIが‘1’である画素の数をカウントす
る。図16はこのウィンドウの一例を示す図で、ウィンド
ウ内のサンプル点は、主走査方向に四画素おきに九点、
副走査方向に五ライン分の合計45点である。一つの注目
画素に対して、このウィンドウを主走査方向に移動する
ことにより、図16に示す(1)〜(9)の九つのウィンドウが
用意されたことになる。すなわち、注目画素を中心とし
て5×64画素の領域を参照したことになる。

【００６０】そして、コンパレータ2050は、カウンタ20
49がそれぞれのウィンドウにおいてEBAMIをカウントし
た結果が適当な閾値LIM3を超えた場合に網点領域信号AM
Iを‘1’にする。このような網点領域検出回路2014の処
理により、信号BINGRAでは孤立点の集合として示される
網点画像を領域として検出することができる。

【００６１】ここで、孤立点の集合について簡単に説明
する。上述した画像領域判定は、画像をある輝度で二値
化した二値画像に対して行われる。しかし、網点画像を
単純に二値化すると、網点の構成要素であるドットによ
る細かい点の集合体が発生する。そこで、ある程度の面
積を有する領域中に孤立点が存在するか否かを判定する
ことで、ドットが網点画像を構成するものであるか否か
を判別する。つまり、ある領域中にドットが相当数ある
場合その領域は網点画像であり、また、注目画素がドッ
トの一部であっても、その周囲にドットが存在しない場
合その注目画素は文字などの一部であると判定する。

【００６２】このようにして得られた文字/中間調領域
信号BINGRAと網点領域信号AMIは、図11に示すORゲート2
015において論理和されて、入力画像の二値化信号PICT
が生成される。エリアサイズ判定回路2016は、二値化信
号PICTを入力して、そのエリアサイズを判定する。

【００６３】図17はエリアサイズ判定回路2016の詳細な
構成例を示すブロック図である。エリアサイズ判定回路
2016には、複数の収縮回路2081と膨張回路2082のペアが
存在し、それぞれ参照する領域のサイズが異なる。信号
PICTは、収縮回路の大きさに合わせてライン遅延された
後に、まず収縮回路群2081に入力される。本実施形態で
は、23×23画素サイズから35×35画素サイズまで七種類
の収縮回路を用意する。収縮回路群2081の出力は、ライ
ン遅延された後に膨張回路群2082に入力される。本実施
形態では、収縮回路の七つの出力に対応して、27×27画
素サイズから39×39画素まで七種類の膨張回路を用意し
て、それら膨張回路から出力信号PICT_FHを得る。

【００６４】注目画素が文字の一部である場合、その文
字の太さによって信号PICT_FHの値が定まる。その様子
を図18に示す。例えば、信号PICTが26画素幅の帯状に存
在する場合、27×27より大きいサイズの収縮を行った後
の膨張出力はすべて‘0’になり、25×25より小さいサ
イズの収縮を行った後にそれぞれのサイズに応じた膨張
を行うと、30画素幅の帯状の出力信号PICT_FHが得られ
る。そして、これらの信号PICT_FHをエンコーダ2083に
入力することにより、注目画素が属する画像領域信号ZO
NE_Pが求まる。

【００６５】図19はエンコーダ2083のエンコードルール
を示す図で、3ビット信号ZONE_Pにより文字などの太さ
を八段階で表す。従って、最も細い文字などはZONE_P =
0になり、最も太い文字など（文字以外の領域も含む）
はZONE_P = 7になる。この処理によって、広い領域にお
いて信号PICTが‘1’である写真画像や網点画像などの
信号ZONE_Pは7（最大値）に定義され、エリアサイズが
最大値よりも小さい（細い）文字や線画は、その大きさ
（太さ）に応じて信号ZONE_Pの値が定義される。

【００６６】図20はZONE補正部2084の構成例を示すブロ
ック図で、ZONE補正部2084へ入力される信号ZONE_Pは、
複数のFIFOメモリを備えるライン遅延回路2112によりラ
イン遅延されて、例えば10×10画素のZONE_Pの平均値を
算出する平均値算出回路2111へ入力される。信号ZONE_P
の値は文字などが太いほど大きく、細いほど小さくいの
で、平均値算出回路2111の出力はそのまま補正されたZO
NE信号になる。この補正に用いるブロックサイズは、文
字や線画の太さを判定するためのブロックサイズに応じ
て定めることが望ましい。

【００６７】補正されたZONE信号を用いてそれ以後の処
理を行うことで、急激に文字や線の太さが変化する画像
部分においても、太さの判定結果は滑らかに変化するこ
とになり、黒文字処理の変化による画像品位の劣化をよ
り改善することができる。

【００６８】ここで、前述したように、ZONE = 7の領域
は中間調領域とみなすことができる。そこでこれを利用
して、信号ZONEとエッジ信号より、網点や中間調の領域
内に存在する文字や線を、他の領域の文字や線と区別す
ることが可能である。以下にこの方法を述べる。

【００６９】図21および図22は網点/中間調に含まれる
文字を検出するアルゴリズム例を説明する図である。

【００７０】まず、図21のステップS1で、前述した信号
PICTに対して5×5画素のブロック膨張処理を行う。この
処理により、不完全な検出になりやすい網点領域に対し
て、その検出領域を補正する。次にステップS2で、膨張
処理結果に対して11×11画素のブロック収縮処理を行
う。これらの処理によって得られる信号FCHは、信号PIC
Tに対して三画素分収縮した信号になる。

【００７１】そこで、図22に示すように、信号FCH、信
号ZONEおよびエッジ信号を組合わせることで、白地中の
エッジと、網点/中間調のエッジとを区別することがで
き、網点画像中においても網点成分を強調してしまうこ
となく、また、写真の縁などの黒文字処理が不必要な部
分を処理することなく、黒文字処理を行うことができ
る。

【００７２】●LUT 図3に示すLUT111は、前述した判定信号ZONE、edgeおよ
びcolを入力し、判定信号に対応するsen信号およびft信
号を出力する。sen信号は、注目画素の色が黒色で、か
つ、エッジ部に属するときにローレベルになる。また、
ft信号は、注目画素が属する文字の太さに応じて0から7
まで変化する。

【００７３】［スムージング回路］図23はスムージング
回路104の詳細な構成例を示すブロック図である。二値
化回路1001はMCYBk面順次に入力される画像データVSIを
パターンマッチングするために二値化する。なお、この
二値化は、入力される画像データの各ビット値の論理和
をとるものである。パターンマッチング回路1002は、入
力される二値データの特徴をパターンマッチングにより
検出する。

【００７４】スムージング処理回路1003は、パターンマ
ッチング回路1002により検出されるパターンを所定のパ
ターンに置き換え、置き換えられたパターンのぎざぎざ
を倍の解像度のデータでスムージングする。このとき、
上述したように、スムジーング後のデータは、奇数番目
の画素に対応するデータが下位8ビットに、偶数番目の
画素に対応するデータが上位8ビットに配置された16ビ
ットの画像データとして出力される。

【００７５】セレクタ1005および1006は、SSTON信号に
応じてスムージング処理をオンオフするためのセレクタ
である。

【００７６】図24はパターンマッチング回路1002の詳細
な構成例を示すブロック図である。400dpiのクロックに
同期して送られてくると二値データは、逐次、九本のラ
インメモリに記憶されるとともに、九本のシフトレジス
タに記憶されて、主走査11画素×副走査9画素の画素マ
トリクス情報が取り出され、判定回路1301に入力され
る。判定回路1301は、入力される画素マトリクス情報の
特徴をパターンマッチングにより検出する。

【００７７】なお、パターンマッチングについては様々
な提案がなされているので、ここではその詳細説明を省
略する。

【００７８】図25(a)は濃度255、一画素幅のラインを示
す図である。スムージング処理回路1003は、図25(a)に
示す入力パターンを、そのパターンの特徴に応じた図25
(b)に示すような多値データに置き換える。

【００７９】ただし、スムージング回路104に実際に入
力される画像データは多階調を有し、常に零または255
のデータというわけではない。従って、図25(b)に示す
多値データを出力したのでは、スムージング回路104へ
入力される画像データの濃度情報が維持されないことに
なる。そこで、図26に示すように、3×3画素のウィンド
ウを用いてスムージング回路104に入力される多値デー
タを参照して補間処理を行う。つまり、3×3画素のウィ
ンドウ内で値が零以外のデータの平均値を得て、入力パ
ターンを置き換えるべきデータをリニア演算により求め
る。

【００８０】例えば、図26に示す3×3画素のウィンドウ
内において、零以外の値をもつ画素は三つあり、それら
の値が51だとすると、それらの平均値は51である。一
方、置き換えパターンにおける、対応する画素の値が18
0であるとすれば、実際に置き換えるべき画素の値は180
×51/255 = 36になり、画素の値が255であれば255×51/
255 = 51になる。図25(b)に示す置き換えデータに対応
する上記平均値が51であるとすれば、スムージング回路
104から出力される画像データは図25(c)のようになる。
従って、スムージング回路104へ入力される画像データ
の濃度情報を維持したスムージングが可能になる。

【００８１】また、図23に示す置換濃度選択回路1004は
置換濃度を選択するためのテーブルを備え、文字や線の
太さを示すft信号に応じて、スムージング処理回路1003
の置き換えパターンの値を変化させる。

【００８２】図27(a)は濃度255、三画素幅のラインを示
す図である。このラインの画素幅に応じてft信号の値が
変化し、スムージング処理回路1003の置き換えパターン
の値が変化する。つまり、図27(b)においては、図25(b)
に比べてより滑らかなスムージング結果が得られる値が
置き換えパターンに設定されている。

【００８３】図28はその太さが変化するような画像例を
示す図である。図28(a)に示される画像に一般的なスム
ージング処理を施すと図28(b)に示されるスムージング
画像が得られる。図28(b)に示されるスムージング画像
においては、画像の太さに関らず同様のスムージングが
行われている。

【００８４】一方、図28(a)に示される画像に本実施形
態のスムージング処理を施すと図28(c)に示されるスム
ージング画像が得られる。図28(c)に示されるスムージ
ング画像においては、画像が細い部分では隣接画素間の
置き換え濃度差が大きくなり、画像の太い部分では隣接
画素間の置き換え濃度差が小さくなる。

【００８５】このように、本実施形態によれば、パター
ンマッチングによる解像度変換を行う際に、検出した文
字や線の太さに応じて変換濃度を制御することにより、
文字や線画などはよりシャープに、写真画像の階調はよ
り滑らかにすることができ、高品位の出力画像を得るこ
とができる。

【００８６】なお、上記においては、入力パターンの解
像度を二倍に高めてぎざぎざ感を除去する例を説明した
が、二倍に限らず、解像度をN（Nは自然数）倍に高める
ことが可能である。

【００８７】さらに、上記では、原稿画像を複写する複
写機を例として説明を行ったが、装置外部から入力され
る画像信号に基づき画像をプリントするプリンタに、上
述した本実施形態の画像処理を適用すれば、同様の効果
が得られることは言うまでもない。

【００８８】

【他の実施形態】なお、本発明は、複数の機器（例えば
ホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プ
リンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一
つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ
装置など）に適用してもよい。

【００８９】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるい
は装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュ
ータ（またはCPUやMPU）が記憶媒体に格納されたプログ
ラムコードを読み出し実行することによっても、達成さ
れることはいうまでもない。この場合、記憶媒体から読
み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の
機能を実現することになり、そのプログラムコードを記
憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、
コンピュータが読み出したプログラムコードを実行する
ことにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけ
でなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピ
ュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)
などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理に
よって前述した実施形態の機能が実現される場合も含ま
れることはいうまでもない。

【００９０】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示
に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備
わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることはいうまでもない。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
文字や線画などをよりシャープにし、写真画像の階調を
より滑らかにすることが可能な画像処理装置およびその
方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる一実施形態の画像処理装置の概
観図、

【図２Ａ】3ラインセンサの構成例を示す図、

【図２Ｂ】3ラインセンサの構成例を示す図、

【図２Ｃ】3ラインセンサの構成例を示す図、

【図３】図1に示す信号処理部の構成例を示すブロック
図、

【図４】sen信号と画像データの関係を示すタイミング
チャート、

【図５】図3に示すエッジ検出部の詳細な構成例を示す
ブロック図、

【図６】図5に示す輝度算出回路の詳細な構成例を示す
ブロック図、

【図７】図5に示すエッジmin方向検出回路の動作を説明
する図、

【図８】輝度信号Yが表す画像およびエッジ検出信号が
表す画像を示す図、

【図９】図3に示す彩度判定部の詳細な構成例を示すブ
ロック図、

【図１０】図9に示すルックアップテーブル(LUT)の変換
特性を示す図、

【図１１】図3に示す太さ判定部の詳細な構成例を示す
ブロック図、

【図１２】図11に示す文字/中間調検出回路の詳細な構
成例を示すブロック図、

【図１３】図11に示す網点領域検出回路の詳細な構成例
を示すブロック図、

【図１４】図13に示すエッジ方向検出回路のエッジ方向
検出ルールを示す図、

【図１５】図13に示す対向エッジ検出回路の対向エッジ
検出ルールを説明するための図、

【図１６】図13に示すカウンタが信号EBAMIが‘1’であ
る画素の数をカウントするウィンドウの一例を示す図、

【図１７】図11に示すエリアサイズ判定回路の詳細な構
成例を示すブロック図、

【図１８】文字の太さによって信号PICT_FHの値が定ま
る様子を説明する図、

【図１９】図17に示すエンコーダのエンコードルールを
示す図、

【図２０】図17に示すZONE補正部の構成例を示すブロッ
ク図、

【図２１】網点/中間調に含まれる文字を検出するアル
ゴリズム例を説明する図、

【図２２】網点/中間調に含まれる文字を検出するアル
ゴリズム例を説明する図、

【図２３】図3に示すスムージング回路の詳細な構成例
を示すブロック図、

【図２４】図23に示すパターンマッチング回路の詳細な
構成例を示すブロック図、

【図２５】図23に示すスムージング処理回路によるスム
ージング処理を説明するための図、

【図２６】図23に示すスムージング処理回路によるスム
ージング処理を説明するための図、

【図２７】文字や線の太さを示すft信号とスムージング
処理を説明するための図、

【図２８】図23に示すスムージング処理回路によるスム
ージング処理を説明するための図である。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力される画像の特徴を判定する判定手
   段と、 前記入力画像のパターンに応じた置き換えパターンを出
   力することで、画像の解像度を変換する変換手段と、 前記判定手段の判定結果に基づき、前記変換手段の置き
   換えパターンの値を制御する制御手段とを有することを
   特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記判定手段は、前記入力画像に含まれ
   る文字および線画の線の太さを画像の特徴として判定す
   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。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記置き換えパターン
   の隣接画素間の置き換え濃度差を、線が細い部分では大
   きくし、線の太い部分では小さくすることを特徴とする
   請求項2に記載された画像処理装置。
4. 【請求項４】 入力される画像の特徴を判定し、 その判定結果に基づき、前記入力画像の解像度を変換す
   るための置き換えパターンの値を制御し、 前記入力画像のパターンに応じた前記置き換えパターン
   を出力することで、画像の解像度を変換することを特徴
   とする画像処理方法。
5. 【請求項５】 前記判定ステップは、前記入力画像に含
   まれる文字および線画の線の太さを画像の特徴として判
   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
   方法。
6. 【請求項６】 前記制御ステップは、前記置き換えパタ
   ーンの隣接画素間の置き換え濃度差を、線が細い部分で
   は大きくし、線の太い部分では小さくすることを特徴と
   する請求項5に記載された画像処理方法。
7. 【請求項７】 画像処理のプログラムコードが記録され
   た記録媒体であって、前記プログラムコードは少なくと
   も、 入力される画像の特徴を判定するステップのコードと、 前記判定手段の判定結果に基づき、前記入力画像の解像
   度を変換するための置き換えパターンの値を制御するス
   テップのコードと、 前記入力画像のパターンに応じた前記置き換えパターン
   を出力することで、画像の解像度を変換するステップの
   コードとを有することを特徴とする記録媒体。