JP2001189865A

JP2001189865A - 画像処理装置

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Publication number: JP2001189865A
Application number: JP37573699A
Authority: JP
Inventors: Koji Tone; 剛治刀根; Hiroaki Fukuda; 拓章福田; Rie Ishii; 理恵石井; Hiroyuki Kawamoto; 啓之川本; Hideto Miyazaki; 秀人宮崎; Shinya Miyazaki; 慎也宮崎; Yoshiyuki Namitsuka; 義幸波塚; Yasuyuki Nomizu; 泰之野水; Sugitaka Otegi; 杉高樗木; Yuji Takahashi; 祐二高橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2001-07-10

Abstract

(57)【要約】【課題】多値データを取り扱うことが可能であり、デ
ータ量を増加させることなく解像度変換や階調変換をお
こなうこと。【解決手段】センサー・ボード・ユニット２０２の読
取解像度とビデオ・データ制御部２０５の出力解像度お
よび出力階調数が異なっている場合、入力データを出力
解像度と出力階調数に合わせて画像処理プロセッサー２
０４で解像度変換と階調数変換とをし、画像処理プロセ
ッサー２０４で、センサー・ボード・ユニット２０２で
読み取られた階調数２５６階調の入力画像信号を入力解
像度の２倍の解像度に変換し、３階調の出力画像信号に
変換する際、入力画像信号を所定の誤差拡散を用いて階
調処理をし、３階調に量子化した画像に対して注目する
画素の量子化誤差に基づく解像度変換後のドット配置を
決定し、２５６階調の入力画像信号を２倍の解像度に変
換し、２階調に階調変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ディジタル画像
データに対する画像処理装置、特に、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター、スキャナー等による読取解像度、読
取階調数と出力解像度、出力階調数とが異なる画像信号
を処理する画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ディジタル画像データの処理
をおこなう画像処理装置として、たとえば、ディジタル
複写機などがあり、原稿画像をスキャナーで読取ったデ
ィジタル画像データを記録解像度の異なるプリンターへ
出力するような場合は、画像処理部において画素密度変
換処理（解像度変換処理）がおこなわれていた。

【０００３】従来の解像度変換処理技術は、変倍処理と
同様に補間演算をおこなって、データの増加や間引きを
したり、重複データを用いて２度書きすることなどがお
こなわれていた。このように、スキャナーの解像度と出
力するプリンターの解像度とが異なっていても、プリン
ター側の性能にディジタル画像データを合わせる画像処
理をおこなうことにより、画像出力することが可能とな
る。

【０００４】しかし、解像度変換処理する際に補間演算
をおこなうと、平坦で均一なデータ間に作成されるデー
タは、本来は周囲と同じ値であってほしいのに補間演算
をおこなうことによって違う値が算出されてしまった
り、また、単純な２度書きでは同じデータが続くことに
よって画質が低下してしまうという不具合があった。そ
こで、その不具合を解消するものとして、たとえば、特
開平６−１４１１６８号公報に記載された『画素密度変
換装置』のように、周囲の濃度パターンを見て、注目画
素を分割出力するものが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術における画像処理装置にあっては、出力値や判断
する周囲の濃度パターンが２値データに限られてしまう
ため、その２値データをパターンマッチングするだけで
は、電子写真機などのように多値データの写真や絵柄画
像を取り扱う場合の画像処理装置としては不十分である
という問題点があった。

【０００６】そこで、この画像処理装置を多値データの
場合にも応用できるようにすると、パターン数が膨大に
なってしまい、その結果、処理時間が長くなったり、ハ
ード面での負担が大きくなるという問題点があった。さ
らに、周囲画素パターンを複数照らし合わせてマッチン
グさせるパターンマッチング処理については、処理工程
が増加することから、高コストになる上、処理時間も長
くなるという問題点があった。

【０００７】この発明は、上述した従来技術による問題
点を解消するため、写真のような多値データを取り扱う
ことが可能であって、その場合でもデータ量を増加させ
ることなくドット配置をコントロールすることで、解像
度変換や階調変換をおこなうことが可能な画像処理装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明にかかる画像処理装置は、画像
入力手段の読取解像度と、画像出力手段の出力解像度お
よび出力階調数が異なっている場合に、入力画像信号を
出力解像度と出力階調数に合わせて解像度変換と階調数
変換とをおこなう画像処理手段を備えた画像処理装置で
あって、前記画像処理手段が、前記画像入力手段で読み
取った階調数２５６階調の入力画像信号を入力解像度の
２倍の解像度に変換するとともに、階調数３階調の出力
画像信号に変換する際に、前記入力画像信号を所定の誤
差拡散を用いて階調処理をおこない、階調数３階調に量
子化した画像に対して注目する画素の量子化誤差に基づ
く解像度変換後のドット配置を決定し、２５６階調の入
力画像信号を２倍の解像度に変換するとともに、階調数
２階調に階調変換できるようにしたことを特徴とする。

【０００９】この請求項１に記載の発明によれば、２５
６階調の入力画像信号をデータ量を増やすことなくドッ
ト配置をコントロールすることにより、２倍の解像度で
解像度変換するとともに、２階調に階調変換することが
できる。

【００１０】また、請求項２に記載の発明にかかる画像
処理装置は、請求項１に記載の発明において、前記画像
処理手段による解像度変換および階調変換が、階調数２
５６階調の画素を誤差拡散によって３階調に量子化し、
各画素濃度について１画素２階調の２×２画素で倍の解
像度に変換したドット配置パターンを複数備え、解像度
変換と階調変換をおこなう際に、量子化誤差に基づいて
２×２画素のドット配置パターンを１つ選択し、さらに
そのパターンに基づいてドット配置を決定するようにし
たことを特徴とする。

【００１１】この請求項２に記載の発明によれば、２５
６階調の入力画像信号をデータ量を増やすことなくドッ
ト配置をコントロールすることにより、解像度変換およ
び階調変換することができる。

【００１２】また、請求項３に記載の発明にかかる画像
処理装置は、請求項２に記載の発明において、前記解像
度変換と階調変換によるドット配置の決定に際して、画
質モード情報を反映させるようにしたことを特徴とす
る。

【００１３】この請求項３に記載の発明によれば、ドッ
ト配置の決定に画質モード情報を反映させることによ
り、使用する画質モードに適した密度変換や階調変換を
おこなうことができる。

【００１４】また、請求項４に記載の発明にかかる画像
処理装置は、読み取った画像信号をディジタル画像信号
に変換して入力する画像入力手段と、該ディジタル変換
された画像信号を顕像として出力する画像出力手段と、
前記ディジタル変換された画像信号に対して画像処理を
おこなうプログラマブルな画像処理手段と、前記ディジ
タル画像信号とバスとのインターフェースを一括管理す
るとともに、ディジタル画像信号の前処理を分担するイ
ンターフェース管理手段と、前記ディジタル画像信号の
メモリーへのアクセスを一括管理するメモリーアクセス
管理手段とを有する画像処理装置であって、前記画像処
理手段が、前記画像入力手段で読み取った階調数２５６
階調のディジタル画像信号を誤差拡散により階調処理を
おこなって階調数３階調の出力画像信号に階調変換する
階調変換手段と、３階調の１画素を２倍の解像度の階調
数１階調に解像度変換する解像度変換手段とを備え、前
記解像度変換手段により解像度変換処理をおこなう際
に、注目画素の量子化誤差と周辺画素の量子化誤差の情
報に基づいて解像度変換処理後のドット配置を決定する
ことにより、２５６階調の入力画像信号を２倍の解像度
で解像度変換し、かつ階調数を２階調に階調処理するよ
うにしたことを特徴とする。

【００１５】この請求項４に記載の発明によれば、２５
６階調の入力画像信号を２倍の解像度で解像度変換し、
かつ階調数を２階調に階調処理することができる。

【００１６】また、請求項５に記載の発明にかかる画像
処理装置は、請求項４に記載の発明において、前記画像
処理手段による解像度変換および階調変換が、階調数２
５６階調の画素を誤差拡散によって３階調に量子化し、
１画素３階調の各画素について、１画素２階調の２×２
画素で２倍の解像度に変換したドット配置パターンを複
数有し、解像度変換処理と階調変換処理をおこなう際
に、注目画素の量子化誤差と、周辺画素の量子化誤差の
情報に基づいて、前記２×２画素のドット配置パターン
を１つ選択し、それに基づいてドット配置を決定するよ
うにしたことを特徴とする。

【００１７】この請求項５に記載の発明によれば、電子
写真での出力画像のドットの再現性を高め、かつ、濃度
変化方向に順応した出力が可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかる画像処理装置の好適な実施の形態を詳細に
説明する。

【００１９】〔実施の形態１〕まず、実施の形態１にか
かる画像処理装置の原理について説明する。図１は、こ
の発明の実施の形態１にかかる画像処理装置の構成を機
能的に示すブロック図である。図１において、画像処理
装置は、以下に示す５つのユニットを含む構成である。

【００２０】上記５つのユニットとは、画像データ制御
ユニット１００と、画像データを読み取る画像読取ユニ
ット１０１と、画像を蓄積する画像メモリーを制御して
画像データの書込み／読出しをおこなう画像メモリー制
御ユニット１０２と、画像データに対し加工編集等の画
像処理を施す画像処理ユニット１０３と、画像データを
転写紙等に書き込む画像書込ユニット１０４と、であ
る。

【００２１】上記各ユニットは、画像データ制御ユニッ
ト１００を中心に、画像読取ユニット１０１と、画像メ
モリー制御ユニット１０２と、画像処理ユニット１０３
と、画像書込ユニット１０４とがそれぞれ画像データ制
御ユニット１００に接続されている。

【００２２】（画像データ制御ユニット１００）画像デ
ータ制御ユニット１００によりおこなわれる処理として
は以下のようなものがある。

【００２３】たとえば、（１）データのバス転送効率を
向上させるためのデータ圧縮処理（一次圧縮）、（２）
一次圧縮データの画像データへの転送処理、（３）画像
合成処理（複数ユニットからの画像データを合成するこ
とが可能である。また、データバス上での合成も含
む。）、（４）画像シフト処理（主走査および副走査方
向の画像のシフト）、（５）画像領域拡張処理（画像領
域を周辺へ任意量だけ拡大することが可能）、（６）画
像変倍処理（たとえば、５０％または２００％の固定変
倍）、（７）パラレルバス・インターフェース処理、
（８）シリアルバス・インターフェース処理（後述する
プロセス・コントローラー２１１とのインターフェー
ス）、（９）パラレルデータとシリアルデータのフォー
マット変換処理、（１０）画像読取ユニット１０１との
インターフェース処理、（１１）画像処理ユニット１０
３とのインターフェース処理、等である。

【００２４】（画像読取ユニット１０１）画像読取ユニ
ット１０１によりおこなわれる処理としては以下のよう
なものがある。

【００２５】たとえば、（１）光学系による原稿反射光
の読み取り処理、（２）ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕ
ｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）での電気信号
への変換処理、（３）Ａ／Ｄ変換器でのディジタル化処
理、（４）シェーディング補正処理（光源の照度分布ム
ラを補正する処理）、（５）スキャナーγ補正処理（読
み取り系の濃度特性を補正する処理）、等である。

【００２６】（画像メモリー制御ユニット１０２）画像
メモリー制御ユニット１０２によりおこなわれる処理と
しては以下のようなものがある。

【００２７】たとえば、（１）システム・コントローラ
ーとのインターフェース制御処理、（２）パラレルバス
制御処理（パラレルバスとのインターフェース制御処
理）、（３）ネットワーク制御処理、（４）シリアルバ
ス制御処理（複数の外部シリアルポートの制御処理）、
（５）内部バスインターフェース制御処理（操作部との
コマンド制御処理）、（６）ローカルバス制御処理（シ
ステム・コントローラーを起動させるためのＲＯＭ、Ｒ
ＡＭ、フォントデータのアクセス制御処理）、（７）メ
モリー・モジュールの動作制御処理（メモリー・モジュ
ールの書き込み／読み出し制御処理等）、（８）メモリ
ー・モジュールへのアクセス制御処理（複数のユニット
からのメモリー・アクセス要求の調停をおこなう処
理）、（９）データの圧縮／伸張処理（メモリー有効活
用のためのデータ量の削減するための処理）、（１０）
画像編集処理（メモリー領域のデータクリア、画像デー
タの回転処理、メモリー上での画像合成処理等）、等で
ある。

【００２８】（画像処理ユニット１０３）画像処理ユニ
ット１０３によりおこなわれる処理としては以下のよう
なものがある。

【００２９】たとえば、（１）シェーディング補正処理
（光源の照度分布ムラを補正する処理）、（２）スキャ
ナーγ補正処理（読み取り系の濃度特性を補正する処
理）、（３）ＭＴＦ補正処理、（４）平滑処理、（５）
主走査方向の任意変倍処理、（６）濃度変換（γ変換処
理：濃度ノッチに対応）、（７）単純多値化処理、
（８）単純二値化処理、（９）誤差拡散処理、（１０）
ディザ処理、（１１）ドット配置位相制御処理（右寄り
ドット、左寄りドット）、（１２）孤立点除去処理、
（１３）像域分離処理（色判定、属性判定、適応処
理）、（１４）密度変換処理、等である。

【００３０】（画像書込ユニット１０４）画像書込ユニ
ット１０４によりおこなわれる処理としては以下のよう
なものがある。

【００３１】たとえば、（１）エッジ平滑処理（ジャギ
ー補正処理）、（２）ドット再配置のための補正処理、
（３）画像信号のパルス制御処理、（４）パラレルデー
タとシリアルデータのフォーマット変換処理、等であ
る。

【００３２】（ディジタル複合機のハードウエア構成）
つぎに、実施の形態１にかかる画像処理装置がディジタ
ル複合機を構成する場合のハードウエア構成について説
明する。図２は実施の形態１にかかる画像処理装置のハ
ードウエア構成の一例を示すブロック図である。

【００３３】図２のブロック図において、実施の形態１
にかかる画像処理装置は、読取ユニット２０１と、画像
入力手段としてのセンサー・ボード・ユニット２０２
と、画像データ制御部２０３と、画像処理手段としての
画像処理プロセッサー２０４と、画像出力手段としての
ビデオ・データ制御部２０５と、作像ユニット（エンジ
ン）２０６とを備える。また、実施の形態１にかかる画
像処理装置は、シリアルバス２１０を介して、プロセス
・コントローラー２１１と、ＲＡＭ２１２と、ＲＯＭ２
１３とを備える。

【００３４】また、実施の形態１にかかる画像処理装置
は、パラレルバス２２０を介して、画像メモリー・アク
セス制御部２２１とファクシミリ制御ユニット２２４と
を備え、さらに、画像メモリー・アクセス制御部２２１
に接続されるメモリー・モジュール２２２と、システム
・コントローラー２３１と、ＲＡＭ２３２と、ＲＯＭ２
３３と、操作パネル２３４とを備える。

【００３５】ここで、上記各構成部と、図１に示した各
ユニット１００〜１０４との関係について説明する。す
なわち、読取ユニット２０１およびセンサー・ボード・
ユニット２０２により、図１に示した画像読取ユニット
１０１の機能を実現する。また同様に、画像データ制御
部２０３により、画像データ制御ユニット１００の機能
を実現する。また同様に、画像処理プロセッサー２０４
により画像処理ユニット１０３の機能を実現する。

【００３６】また同様に、ビデオ・データ制御部２０５
および作像ユニット（エンジン）２０６により画像書込
ユニット１０４を実現する。また同様に、画像メモリー
・アクセス制御部２２１およびメモリー・モジュール２
２２により画像メモリー制御ユニット１０２を実現す
る。

【００３７】つぎに、各構成部の内容について説明す
る。原稿を光学的に読み取る読取ユニット２０１は、ラ
ンプとミラーとレンズから構成され、原稿に対するラン
プ照射の反射光をミラーおよびレンズにより受光素子に
集光する。受光素子、たとえばＣＣＤは、センサー・ボ
ード・ユニット２０２に搭載され、ＣＣＤにおいて電気
信号に変換された画像データはディジタル信号に変換さ
れた後、センサー・ボード・ユニット２０２から出力
（送信）される。

【００３８】センサー・ボード・ユニット２０２から出
力（送信）された画像データは画像データ制御部２０３
に入力（受信）される。機能デバイス（処理ユニット）
およびデータバス間における画像データの伝送は画像デ
ータ制御部２０３が全て制御する。

【００３９】画像データ制御部２０３は、画像データに
関し、センサー・ボード・ユニット２０２、パラレルバ
ス２２０、画像処理プロセッサー２０４間のデータ転
送、画像データに対するプロセス・コントローラー２１
１と画像処理装置の全体制御を司るシステム・コントロ
ーラー２３１との間の通信をおこなう。また、ＲＡＭ２
１２はプロセス・コントローラー２１１のワークエリア
として使用され、ＲＯＭ２１３はプロセス・コントロー
ラー２１１のブートプログラム等を記憶している。

【００４０】センサー・ボード・ユニット２０２から出
力（送信）された画像データは画像データ制御部２０３
を経由して画像処理プロセッサー２０４に転送（送信）
され、光学系およびディジタル信号への量子化にともな
う信号劣化（スキャナー系の信号劣化とする）を補正
し、再度、画像データ制御部２０３へ出力（送信）され
る。

【００４１】画像メモリー・アクセス制御部２２１は、
メモリー・モジュール２２２に対する画像データの書き
込み／読み出しを制御する。また、パラレルバス２２０
に接続される各構成部の動作を制御する。また、ＲＡＭ
２３２はシステム・コントローラー２３１のワークエリ
アとして使用され、ＲＯＭ２３３はシステム・コントロ
ーラー２３１のブートプログラム等を記憶している。

【００４２】操作パネル２３４は、画像処理装置がおこ
なうべき処理を入力する。たとえば、処理の種類（複
写、ファクシミリ送信、画像読込、プリント等）および
処理の枚数等を入力する。これにより、画像データ制御
情報の入力をおこなうことができる。

【００４３】つぎに、読み取った画像データにはメモリ
ー・モジュール２２２に蓄積して再利用するジョブと、
メモリー・モジュール２２２に蓄積しないジョブとがあ
り、それぞれの場合について説明する。メモリー・モジ
ュール２２２に蓄積する例としては、１枚の原稿につい
て複数枚を複写する場合に、読取ユニット２０１を１回
だけ動作させ、読取ユニット２０１により読み取った画
像データをメモリー・モジュール２２２に蓄積し、蓄積
された画像データを複数回読み出すという方法がある。

【００４４】メモリー・モジュール２２２を使わない例
としては、１枚の原稿を１枚だけ複写する場合に、読み
取り画像データをそのまま再生すればよいので、画像メ
モリー・アクセス制御部２２１によるメモリー・モジュ
ール２２２へのアクセスをおこなう必要はない。

【００４５】まず、メモリー・モジュール２２２を使わ
ない場合、画像処理プロセッサー２０４から画像データ
制御部２０３へ転送されたデータは、再度画像データ制
御部２０３から画像処理プロセッサー２０４へ戻され
る。画像処理プロセッサー２０４においては、センサー
・ボード・ユニット２０２におけるＣＣＤによる輝度デ
ータを面積階調に変換するための画質処理をおこなう。

【００４６】画質処理後の画像データは画像処理プロセ
ッサー２０４からビデオ・データ制御部２０５に転送さ
れる。面積階調に変化された信号に対し、ドット配置に
関する後処理およびドットを再現するためのパルス制御
をおこない、その後、作像ユニット２０６において転写
紙上に再生画像を形成する。

【００４７】つぎに、メモリー・モジュール２２２に蓄
積し画像読み出し時に付加的な処理、たとえば画像方向
の回転、画像の合成等をおこなう場合の画像データの流
れについて説明する。画像処理プロセッサー２０４から
画像データ制御部２０３へ転送された画像データは、画
像データ制御部２０３からパラレルバス２２０を経由し
て画像メモリー・アクセス制御部２２１に送られる。

【００４８】ここでは、システム・コントローラー２３
１の制御に基づいて画像データとメモリー・モジュール
２２２のアクセス制御、外部ＰＣ（パーソナル・コンピ
ューター）２２３のプリント用データの展開、メモリー
・モジュール２２２の有効活用のための画像データの圧
縮／伸張をおこなう。

【００４９】画像メモリー・アクセス制御部２２１へ送
られた画像データは、データ圧縮後メモリー・モジュー
ル２２２へ蓄積され、蓄積された画像データは必要に応
じて読み出される。読み出された画像データは伸張さ
れ、本来の画像データに戻し画像メモリー・アクセス制
御部２２１からパラレルバス２２０を経由して画像デー
タ制御部２０３へ戻される。

【００５０】画像データ制御部２０３から画像処理プロ
セッサー２０４への転送後は画質処理、およびビデオ・
データ制御部２０５でのパルス制御をおこない、作像ユ
ニット２０６において転写紙上に再生画像を形成する。

【００５１】画像データの流れにおいて、パラレルバス
２２０および画像データ制御部２０３でのバス制御によ
り、ディジタル複合機の機能を実現する。ファクシミリ
送信機能は読み取られた画像データを画像処理プロセッ
サー２０４にて画像処理を実施し、画像データ制御部２
０３およびパラレルバス２２０を経由してファクシミリ
制御ユニット２２４へ転送する。ファクシミリ制御ユニ
ット２２４にて通信網へのデータ変換をおこない、公衆
回線（ＰＮ）２２５へファクシミリデータとして送信す
る。

【００５２】一方、受信されたファクシミリデータは、
公衆回線（ＰＮ）２２５からの回線データをファクシミ
リ制御ユニット２２４にて画像データへ変換され、パラ
レルバス２２０および画像データ制御部２０３を経由し
て画像処理プロセッサー２０４へ転送される。この場
合、特別な画質処理はおこなわず、ビデオ・データ制御
部２０５においてドット再配置およびパルス制御をおこ
ない、作像ユニット２０６において転写紙上に再生画像
を形成する。

【００５３】複数ジョブ、たとえば、コピー機能、ファ
クシミリ送受信機能、プリンター出力機能が並行に動作
する状況において、読取ユニット２０１、作像ユニット
２０６およびパラレルバス２２０の使用権のジョブへの
割り振りをシステム・コントローラー２３１およびプロ
セス・コントローラー２１１において制御する。プロセ
ス・コントローラー２１１は画像データの流れを制御
し、システム・コントローラー２３１はシステム全体を
制御し、各リソースの起動を管理する。また、ディジタ
ル複合機の機能選択は操作パネル（操作部）２３４にお
いて選択入力し、コピー機能、ファクシミリ機能等の処
理内容を設定する。

【００５４】システム・コントローラー２３１とプロセ
ス・コントローラー２１１は、パラレルバス２２０、画
像データ制御部２０３およびシリアルバス２１０を介し
て相互に通信をおこなう。具体的には、画像データ制御
部２０３内においてパラレルバス２２０とシリアルバス
２１０とのデータ・インターフェースのためのデータフ
ォーマット変換をおこなうことにより、システム・コン
トローラー２３１とプロセス・コントローラー２１１間
の通信をおこなう。

【００５５】（画像処理ユニット１０３／画像処理プロ
セッサー２０４）つぎに、画像処理ユニット１０３を構
成する画像処理プロセッサー２０４における処理の概要
について説明する。図３は実施の形態１にかかる画像処
理装置の画像処理プロセッサー２０４の処理の概要を示
すブロック図である。図３のブロック図において、画像
処理プロセッサー２０４は、誤差拡散処理部３０１と、
解像度変換／階調変換処理部３０２とを含む構成となっ
ている。

【００５６】上記構成において、読み取られた画像デー
タはセンサー・ボード・ユニット２０２、画像データ制
御部２０３を介して画像処理プロセッサー２０４の誤差
拡散処理部３０１から解像度変換／階調変換処理部３０
２へ伝送される。誤差拡散処理部３０１は、画像データ
制御部２０３からたとえばＮｄｐｉ（１インチあたりの
ドット数がＮ）で、２５６階調の画像データが入力され
た場合に、所定の誤差マトリックス係数によって３階調
に量子化するものである。

【００５７】図４は、その誤差マトリックス係数の一例
を示した図であり、図中の「＊」は注目画素の位置を示
している。図４では、主走査方向５画素、副走査方向２
ラインに対応しており、主走査方向には逐次処理が繰り
返される。また、副走査方向も同様にライン毎の逐次処
理が繰り返される。図５は、誤差マトリックス係数によ
る計算式の一例を示した図である。ここでは、３階調に
量子化するため、２つの量子化閾値を使用した例があげ
てある。

【００５８】図３の誤差拡散処理部３０１では、図５に
示した２つの量子化閾値に従って、２５６階調から３階
調に量子化すると同時に、各画素を量子化した際に発生
する量子化誤差を決定する。このように、誤差拡散は、
量子化誤差を主走査方向へ伝播させることで量子化によ
る濃度を保存するものである。

【００５９】つまり、注目画素が持つ量子化誤差によっ
て主走査方向次画素の量子化判定の確率が変化する。そ
のため、注目画素が３階調（０、１、２階調で表され
る）のうち「１」の階調の場合、次画素濃度が「２」の
階調と判断される確立が高い場合、次画素方向にドット
配置パターンを形成することで、電子写真におけるドッ
トの再現性を高めることが可能となる。

【００６０】また、逆に次画素が白判定される確立が大
きい場合は、次画素方向とは反対方向へドットを配置し
たパターンで形成されるべきである。本実施の形態で
は、そのドットパターンは、誤差拡散処理による量子化
誤差の大きさに対応させることにより実現する。

【００６１】図６は、その量子化誤差とドット配置方向
との関係を示す図である。ドット配置方向は、注目画素
の量子化誤差の正負に一対一に対応させている。つま
り、量子化誤差が正の場合、つぎの画素は３階調中の
「１」もしくは「２」の階調に判定される確立が高いと
判断して、注目画素のドット配置を次画素方向に集中さ
せた配置とする。

【００６２】また、量子化誤差が負の場合、つぎの画素
は３階調中の「０」もしくは「１」に判定される可能性
が大きいと判断して、注目画素のドット配置の方向を次
画素とは反対の方向に集中させた配置とする。

【００６３】図３の解像度変換／階調変換処理部３０２
は、上記した誤差拡散処理部３０１で誤差マトリックス
係数により入力画像データを量子化した際の注目画素デ
ータ（４ビット）と、各画素を量子化した際に発生する
量子化誤差情報（１ビット）とに基づいてドット配置を
決定し、解像度変換と階調変換をおこなうものである。

【００６４】図７は、ドット配置を決定する対応付け例
を示す図である。ドット配置の決定は、この対応付け例
に従い、２倍の解像度への変換と２階調への階調変換が
おこなわれる。図７においては、入力画像信号の各階調
に対して方向が割り当てられており、入力画像の階調数
とその方向情報によって、あらかじめ用意されているド
ット配置が選択される。このようにして選択されたドッ
ト配置パターンは、入力画像信号に対して、主走査、副
走査で２倍の解像度に変換されており、解像度変換後の
各１画素は０階調〜２階調までの３階調（２ビット）を
表現している。

【００６５】ドット配置パターンの２×２マトリックス
上にて、左上、右上、左下、右下の順で、出力画像信号
８ｂｉｔデータのＭＳＢ側よりパッキングされて、４画
素分のデータが出力されることになる。

【００６６】さらに、図３における解像度変換／階調変
換処理部３０２に対して、画像データ制御部２０３から
入力される画質モード情報を付加することにより画質モ
ード情報が反映されたドット配置パターンの決定が可能
となる。

【００６７】図８は、実施の形態１にかかる量子化後の
階調と解像度変換後のドット配置との関係を示す図であ
る。上記した画質モード情報を反映させたドット配置の
決定は、たとえば、写真モードのような滑らかな階調の
再現を期待する画質モードの場合に、図８の画質モード
ＯＮのドット配置を選択することによって、ドットの分
散した滑らかな階調を再現することが可能になる。

【００６８】〔実施の形態２〕実施の形態２では、注目
画素の量子化誤差以外に、主走査方向と副走査方向の双
方において１画素前の量子化誤差を参照するようにした
ものである。なお、上記実施の形態１の図１〜図３に示
した構成部については、実施の形態２も同様であって、
構成説明を省略する。

【００６９】図９は、注目画素の量子化誤差、主副の量
子化誤差とドット配置との関係を示す図である。つぎ
に、この図９を用いてアルゴリズムを説明する。出力さ
れるドット配置は、まず、主走査方向の１画素前の量子
化誤差（ｇ）と副走査方向の１画素前の量子化誤差
（ｃ）との大小関係を比較して、ｇ＞ｃの場合は、主走
査方向に対してドットの濃度変化が大きいと判断される
ため、注目画素のドット配置は主走査方向に順じた方向
のドット配置であるパターン１、またはパターン２のい
ずれかが選択可能である。

【００７０】このパターン１またはパターン２の選択
は、注目画素自身の量子化誤差が正の場合、主走査方向
の次画素方向へドットが配置されたパターン１を選択す
るようにし、注目画素自身の量子化誤差が負の場合、副
走査方向の次画素とは反対の方向へドットが配置された
パターン２を選択するようにする。

【００７１】また、主走査方向の１画素前の量子化誤差
（ｇ）と副走査方向の１画素前の量子化誤差（ｃ）との
大小関係を比較して、ｇ＜ｃの場合は、副走査方向に対
してドットの濃度変化が大きいと判断されるため、注目
画素のドット配置は副走査方向に順じた方向のドット配
置であるパターン３、またはパターン４のいずれかが選
択可能である。

【００７２】このパターン３またはパターン４の選択
は、注目画素自身の量子化誤差が正の場合、副走査方向
の次画素方向へドットが配置されたパターン３を選択す
るようにし、注目画素自身の量子化誤差が負の場合、副
走査方向の次画素とは反対の方向へドットが配置された
パターン４を選択するようにする。上記以外の条件の場
合は、注目画素のドット配置としてパターン５を選択す
るようにする。

【００７３】上記したドット配置パターン選択のアルゴ
リズムを実現するには、まず、図３の誤差拡散処理部３
０１において、注目画素の量子化結果(０〜２階調)を２
ビットの情報として、次段の解像度変換／階調変換処理
部３０２へ送るようにする。また、注目画素の量子化誤
差の正負の判断は、１ビットの情報として、次段の解像
度変換／階調変換処理部３０２へ送るようにする。

【００７４】さらに、主走査方向の１画素前の量子化誤
差（ｇ）と副走査方向の１画素前の量子化誤差（ｃ）と
の大小関係を１ビットの情報として、次段の解像度変換
／階調変換処理部３０２へ送るようにする。以上のよう
に、合計４ビットの情報に基づいて次段の解像度変換／
階調変換処理部３０２でパターン１〜５を選択すること
が可能となる。

【００７５】図１０は、実施の形態２にかかる量子化後
の階調と解像度変換後のドット配置との関係を示す図で
ある。図１０で選択されたドット配置パターンは、入力
画像信号に対して、主走査、副走査に２倍の解像度で変
換されており、解像度変換後の各１画素は０階調〜２階
調までの３階調（２ビット）を表現している。

【００７６】ドット配置パターンの２×２マトリックス
上にて、左上、右上、左下、右下の順で、出力画像信号
４ビットデータのＭＳＢ側よりパッキングされて４画素
分のデータが出力されることになる。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、画像処理手段が、前記画像入力手段で読
み取った階調数２５６階調の入力画像信号を入力解像度
の２倍の解像度に変換するとともに、階調数３階調の出
力画像信号に変換する際に、前記入力画像信号を所定の
誤差拡散を用いて階調処理をおこない、階調数３階調に
量子化した画像に対して注目する画素の量子化誤差に基
づく解像度変換後のドット配置を決定して、２５６階調
の入力画像信号を２倍の解像度に変換するとともに、階
調数２階調に階調変換できるようにしたので、２５６階
調の入力画像信号をデータ量を増やすことなくドット配
置をコントロールすることができ、これにより、２倍の
解像度で解像度変換するとともに、２階調に階調変換で
きるという効果を奏する。

【００７８】また、請求項２に記載の発明によれば、請
求項１に記載の発明において、前記画像処理手段による
解像度変換および階調変換が、階調数２５６階調の画素
を誤差拡散によって３階調に量子化し、各画素濃度につ
いて１画素２階調の２×２画素で倍の解像度に変換した
ドット配置パターンを複数備え、解像度変換と階調変換
をおこなう際に、量子化誤差に基づいて２×２画素のド
ット配置パターンを１つ選択し、さらにそのパターンに
基づいてドット配置を決定するようにしたので、２５６
階調の入力画像信号をデータ量を増やすことなくドット
配置をコントロールすることができ、これにより、解像
度変換と階調変換をおこなうことが可能な画像処理装置
が得られるという効果を奏する。

【００７９】また、請求項３の発明によれば、請求項２
に記載の発明において、前記解像度変換と階調変換によ
るドット配置の決定に際して、画質モード情報を反映さ
せるようにしたので、ドット配置の決定に画質モード情
報を反映させることができ、これにより、使用する画質
モードに適した解像度変換や階調変換をおこなうことが
可能な画像処理装置が得られるという効果を奏する。

【００８０】また、請求項４の発明によれば、画像処理
手段が、前記画像入力手段で読み取った階調数２５６階
調のディジタル画像信号を誤差拡散により階調処理をお
こなって階調数３階調の出力画像信号に階調変換する階
調変換手段と、３階調の１画素を２倍の解像度の階調数
１階調に解像度変換する解像度変換手段とを備え、前記
解像度変換手段によって解像度変換処理をおこなう際
に、注目画素の量子化誤差と周辺画素の量子化誤差の情
報に基づいて解像度変換処理後のドット配置を決定する
ことにより、２５６階調の入力画像信号を２倍の解像度
で解像度変換し、かつ階調数を２階調に階調変換できる
ようにしたので、２５６階調の入力画像信号をデータ量
を増やすことなくドット配置をコントロールすることが
でき、これにより、２倍の解像度で解像度変換するとと
もに、２階調に階調変換することが可能な画像処理装置
が得られるという効果を奏する。

【００８１】また、請求項５の発明によれば、請求項４
に記載の発明において、前記画像処理手段による解像度
変換および階調変換が、階調数２５６階調の画素を誤差
拡散によって３階調に量子化し、１画素３階調の各画素
について、１画素２階調の２×２画素で２倍の解像度に
変換したドット配置パターンを複数有し、解像度変換処
理と階調変換処理をおこなう際に、注目画素の量子化誤
差と、周辺画素の量子化誤差の情報に基づいて、前記２
×２画素のドット配置パターンを１つ選択し、それに基
づいてドット配置を決定するようにしたので、電子写真
での出力画像のドットの再現性を高めることができ、か
つ、濃度変化方向に順応した出力が可能な画像処理装置
が得られるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１にかかる画像処理装置
の構成を機能的に示すブロック図である。

【図２】実施の形態１にかかる画像処理装置のハードウ
エア構成の一例を示すブロック図である。

【図３】実施の形態１にかかる画像処理装置の画像処理
プロセッサーの処理の概要を示すブロック図である。

【図４】誤差マトリックス係数の一例を示した図であ
る。

【図５】誤差マトリックス係数による計算式の一例を示
した図である。

【図６】量子化誤差とドット配置方向との関係を示す図
である。

【図７】ドット配置を決定する対応付け例を示す図であ
る。

【図８】実施の形態１にかかる量子化後の階調と解像度
変換後のドット配置との関係を示す図である。

【図９】実施の形態２にかかる注目画素の量子化誤差、
主副の量子化誤差とドット配置との関係を示す図であ
る。

【図１０】実施の形態２にかかる量子化後の階調と解像
度変換後のドット配置との関係を示す図である。

【符号の説明】

１００画像データ制御ユニット１０１画像読取ユニット１０２画像メモリー制御ユニット１０３画像処理ユニット１０４画像書込ユニット２０１読取ユニット２０２センサー・ボード・ユニット２０３画像データ制御部２０４画像処理プロセッサー２０５ビデオ・データ制御部２０６作像ユニット（エンジン）２１０シリアルバス２１１プロセス・コントローラー２１２，２３２ＲＡＭ２１３，２３３ＲＯＭ２２０パラレルバス２２１画像メモリー・アクセス制御部２２２メモリー・モジュール２２３パーソナル・コンピューター（ＰＣ）２２４ファクシミリ制御ユニット２２５公衆回線２３１システム・コントローラー２３４操作パネル３０１誤差拡散処理部３０２解像度変換／階調変換処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 1/40 Ｂ (72)発明者石井理恵東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者川本啓之東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者宮崎秀人東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者宮崎慎也東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者波塚義幸東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者野水泰之東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者樗木杉高東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者高橋祐二東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者吉澤史男東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 5B057 CA08 CA12 CA16 CB08 CB12 CB16 CC01 CD06 CE12 CE13 5C076 AA21 BB04 BB44 5C077 NN02 NN07 NN11 NN13 PP10 PP68 RR02 RR09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像入力手段の読取解像度と、画像出力
手段の出力解像度および出力階調数が異なっている場合
に、入力画像信号を出力解像度と出力階調数に合わせて
解像度変換と階調数変換とをおこなう画像処理手段を備
えた画像処理装置であって、前記画像処理手段は、前記画像入力手段で読み取った階
調数２５６階調の入力画像信号を入力解像度の２倍の解
像度に変換するとともに、階調数３階調の出力画像信号
に変換する際に、前記入力画像信号を所定の誤差拡散を
用いて階調処理をおこない、階調数３階調に量子化した
画像に対して注目する画素の量子化誤差に基づく解像度
変換後のドット配置を決定し、２５６階調の入力画像信
号を２倍の解像度に変換するとともに、階調数２階調に
階調変換できるようにしたことを特徴とする画像処理装
置。
【請求項２】前記画像処理手段による解像度変換およ
び階調変換は、階調数２５６階調の画素を誤差拡散によって３階調に量
子化し、各画素濃度について１画素２階調の２×２画素
で倍の解像度に変換したドット配置パターンを複数備
え、解像度変換と階調変換をおこなう際に、量子化誤差に基
づいて２×２画素のドット配置パターンを１つ選択し、
さらにそのパターンに基づいてドット配置を決定するよ
うにしたことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装
置。
【請求項３】前記解像度変換と階調変換によるドット
配置の決定に際して、画質モード情報を反映させるよう
にしたことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装
置。
【請求項４】読み取った画像信号をディジタル画像信
号に変換して入力する画像入力手段と、該ディジタル変
換された画像信号を顕像として出力する画像出力手段
と、前記ディジタル変換された画像信号に対して画像処
理をおこなうプログラマブルな画像処理手段と、前記デ
ィジタル画像信号とバスとのインターフェースを一括管
理するとともに、ディジタル画像信号の前処理を分担す
るインターフェース管理手段と、前記ディジタル画像信
号のメモリーへのアクセスを一括管理するメモリーアク
セス管理手段とを有する画像処理装置であって、前記画像処理手段は、前記画像入力手段で読み取った階
調数２５６階調のディジタル画像信号を誤差拡散により
階調処理をおこなって階調数３階調の出力画像信号に階
調変換する階調変換手段と、３階調の１画素を２倍の解
像度の階調数１階調に解像度変換する解像度変換手段と
を備え、前記解像度変換手段により解像度変換処理をおこなう際
に、注目画素の量子化誤差と周辺画素の量子化誤差の情
報に基づいて解像度変換処理後のドット配置を決定する
ことにより、２５６階調の入力画像信号を２倍の解像度
で解像度変換し、かつ階調数を２階調に階調処理するよ
うにしたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】前記画像処理手段による解像度変換およ
び階調変換は、階調数２５６階調の画素を誤差拡散によって３階調に量
子化し、１画素３階調の各画素について、１画素２階調
の２×２画素で２倍の解像度に変換したドット配置パタ
ーンを複数有し、解像度変換処理と階調変換処理をおこなう際に、注目画
素の量子化誤差と、周辺画素の量子化誤差の情報に基づ
いて、前記２×２画素のドット配置パターンを１つ選択
し、それに基づいてドット配置を決定するようにしたこ
とを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。