JP2002101303A

JP2002101303A - 画像処理装置

Info

Publication number: JP2002101303A
Application number: JP2000286674A
Authority: JP
Inventors: Fumio Yoshizawa; 史男吉澤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-09-21
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2002-04-05

Abstract

(57)【要約】【課題】画質劣化が少なく、また大容量のメモリ及び
大規模な演算手段を必要とせずに、階調変換処理と密度
変換処理とを同時に実行することができるようにする。【解決手段】ｎ値（ｎ＞３）の入力画像データを、主
走査方向に２倍の解像度をもつ２値の画像データに変換
する倍密度階調処理を行う場合において、入力部２１か
ら入力された入力画像データは、誤差拡散部２２、比較
部２３で処理されて３値の画像データに変換される。次
に、画素補間部２６で上記３値の画像データの各画素を
２分割し、各分割画素に２値濃度を補間した後、出力部
２９から出力される。これらの一連のプロセスは、パイ
プライン処理によって各プロセスが並列に実行される。
これによって、より広範囲に位置する画素から、より多
くの情報を利用して分割画素に２値濃度を補間すること
ができるので、高速化及び高画質化を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ＦＡＸ、
プリンタ等のデジタル画像信号を処理する画像処理装置
に関し、特に、スキャナ等を用いて画像を入力する際の
解像度及び階調とプリンタ等を用いて出力する際の解像
度及び階調とが異なる場合等に用いて好適な画像処理装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多値画像データを、２倍の解像度
をもつ２値画像データに変換する場合には、拡大処理
（例えば特開平10-327316 号公報に開示）と同様のプロ
セスを用いて解像度を２倍に増やし、その後、２値化処
理（例えば特開平09-294209 号公報に開示）を施すか、
又はその逆のプロセスを行っていた。即ち、２つの画像
処理を別途に行うことで目的とする画像データを得るよ
うにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法では、拡大処理をする時に、多値画素の補間を行う
ため、最終的に処理結果として出力される画像が２値画
像データであるのにもかかわらず、拡大された多値画像
を一時的に格納するための大容量のメモリや、多値画像
データの補間をスムーズに実行するための高いパフォー
マンスをもった演算手段が必要になる。また、後者の方
法では、既に２値化された画像データに対して、画素の
補間を行うため、入力される多値の画像情報が十分に活
用されず、画質を低下させていた。

【０００４】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたもので、画質の劣化が少なく、また大容量のメモリ
及び大規模な演算手段を必要とせずに、階調変換処理と
密度変換処理とを同時に実行することができる画像処理
装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による画像処理装置においては、入力画像
データを顕像として出力可能な画像信号になるように処
理する画像処理装置において、ｎ値（ｎ＞３）の入力画
像データを、主走査方向に２倍の解像度をもつ２値の画
像データに変換する倍密度階調処理手段を設け、この倍
密度階調処理手段に、前記入力画像データの各画素に対
して誤差拡散処理を施し３値化する誤差拡散処理手段
と、前記３値化データの各画素を２分割し分割した画素
に２値濃度を補間する画素補間処理手段とを設けてい
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
と共に説明する。図１は本発明の実施の形態による画像
処理装置の構成を示すブロック図であり、ＭＦＰの構成
に関するものである。図１において、原稿を光学的に読
み取る読み取りユニット１においては、原稿に対するラ
ンプ照射の反射光をミラー及びレンズにより受光素子に
集光する。受光素子（例えばＣＣＤ）は、ＳＢＵ（セン
サボードユニット）２に搭載され、ＣＣＤにより電気信
号に変換された画像信号はディジタル信号に変換された
後、ＳＢＵ２から出力される。

【０００７】ＳＢＵ２から出力された画像信号はＣＤＩ
Ｃ（圧縮・伸張及びデータインターフェース制御部）３
に入力される。ＣＤＩＣ３は機能デバイス及びデータバ
ス間における画像データの伝送を全て制御する。また、
ＣＤＩＣ３は画像データに関し、ＳＢＵ２、パラレルバ
ス４、ＩＰＰ（画像処理プロッセサ）５間のデータ転
送、本実施の形態の全体制御を司るシステムコントロー
ラ６と、画像データに対するプロセスコントローラ７間
の通信をシリアルバス８を介して行う。

【０００８】ＳＢＵ２からの画像信号はＣＤＩＣ３を経
由してＩＰＰ５に転送され、光学系及びディジタル信号
への量子化に伴う信号劣化（スキャナ系の信号劣化）を
補正した後、再度ＣＤＩＣ３へ出力される。

【０００９】読み取りユニット１の読み取り画像をメモ
リに蓄積して再利用するジョブと、メモリに蓄積しない
ジョブとがあり、それぞれの場合について説明する。メ
モリに蓄積する例としては、１枚の原稿を複数枚複写す
る場合、読み取りユニット１を１回だけ動作させ、読み
取り画像をメモリに蓄積し、蓄積データを複数回読み出
す使い方がある。メモリ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、読み取り画像をそのまま
再生すればよいので、メモリアクセスを行う必要はな
い。

【００１０】まず、メモリを使わない場合、ＩＰＰ５か
らＣＤＩＣ３へ転送されたデータは、再度ＣＤＩＣ３か
らＩＰＰ５へ戻される。ＩＰＰ５においては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行
う。画質処理後の画像データはＩＰＰ５からＶＤＣ（ビ
デオデータ制御部）９に転送される。ＶＤＣ９では面積
階調に変化された信号に対し、ドット配置に関する後処
理及びドットを再現するためのパルス制御を行い、作像
ユニット１０において転写紙上に再生画像を形成する。

【００１１】次に、読み取り画像をメモリに蓄積し、画
像読み出し時に付加的な処理、例えば画像方向の回転、
画像の合成等を行う場合の画像データの流れについて説
明する。ＩＰＰ５からＣＤＩＣ３へ転送されたデータ
は、ＣＤＩＣ３からパラレルバス４を経由してＩＭＡＣ
（画像メモリアクセス制御部）１１に送られる。ここで
はシステムコントローラ６の制御に基づき画像データと
ＭＥＭ（メモリモジュール）１２へのアクセス制御、外
部ＰＣ（パソコン）１３のプリント用データの展開、メ
モリ有効活用のための画像データの圧縮・伸張を行う。

【００１２】ＩＭＡＣ１１へ送られたデータはデータ圧
縮後、ＭＥＭ１２へ蓄積され、蓄積データを必要に応じ
て読み出す。読み出しデータは伸張し、本来の画像デー
タに戻した後、ＩＭＡＣ１１からパラレルバス４経由で
ＣＤＩＣ３へ戻される。ＣＤＩＣ３からＩＰＰ５への転
送後は画質処理及びＶＤＣ９でのパルス制御を行い、作
像ユニット１０において転写紙上に再生画像を形成す
る。上記の画像データの流れにおいて、パラレルバス４
及びＣＤＩＣ３でのバス制御により、ＭＦＰの機能を実
現する。

【００１３】また、ＦＡＸ送信機能においては、読み取
り画像データをＩＰＰ５で画像処理し、ＣＤＩＣ３及び
パラレルバス４を経由してＦＣＵ（ＦＡＸ制御ユニッ
ト）１４へ転送する。ＦＣＵ１４で通信網へのデータ変
換を行い、ＰＮ（公衆回線）１５へＦＡＸデータとして
送信する。

【００１４】ＦＡＸ受信時には、ＰＮ１５からの回線デ
ータをＦＣＵ１４により画像データに変換し、パラレル
バス４及びＣＤＩＣ３を経由してＩＰＰ５へ転送され
る。この場合特別な画質処理は行わず、ＶＤＣ９におい
てドット再配置及びパルス制御を行い、作像ユニット１
０において転写紙上に再生画像を形成する。

【００１５】複数ジョブ、例えばコピー機能、ＦＡＸ送
受信機能、プリンタ出力機能が並行に動作する状況にお
いては、読み取りユニット１、作像ユニット１０及びパ
ラレルバス４使用権のジョブへの割り振りは、システム
コントロラ６及びプロセスコントローラ７により制御す
る。プロセスコントローラ７は画像データの流れを制御
し、システムコントローラ６はシステム全体を制御し、
各リソースの起動を管理する。

【００１６】ＭＦＰの機能選択はOpe.Pane（操作部）１
７で選択入力し、コピー機能、ＦＡＸ機能等の処理内容
を設定する。システムコントローラ６とプロセスコント
ローラ７はパラレルバス４、ＣＤＩＣ３及びシリアルバ
ス８を介して相互に通信を行う。ＣＤＩＣ３内において
パラレルバス４とシリアルバス８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行う。

【００１７】なお、シリアルバス８には、ＲＡＭ１７、
ＲＯＭ１８が接続されている。また、ＩＭＣＡ１１には
ローカルバスが接続され、このローカルバスにはＲＡＭ
１７、ＲＯＭ１８、フォントメモリ等が接続されてい
る。

【００１８】次に、ＩＰＰ５内部で倍密度変換処理を実
施する例として、３００dpi の解像度をもつ２５６値の
画像データに倍密度変換処理を施し、主走査方向に６０
０dpi の解像度をもつ２値の画像データに変換するプロ
セスについて説明する。

【００１９】図２に倍密度変換処理部の構成を示す。ま
ず、大まかな画像データの流れを説明すると、原稿画像
データは入力部２１から入力され、誤差拡散処理されて
３値の画像データに変換され、続いて、３値の画像デー
タの各画素を２分割し、各分割画素に２値濃度を補間す
る。その後、出力部２９から処理結果として出力され
る。尚、これら一連のプロセスは、プロセスＡからプロ
セスＤまでの４つのプロセスに区分され、パイプライン
処理（図３参照）によって各プロセスを並列に実行する
ことができる。

【００２０】次に、図２における各処理部について説明
する。入力部２１は、必要に応じて原稿画像データを
受信し、次段の誤差拡散部２２へ送信する。誤差拡散部
２２は、比較部２３が量子化を行う際に発生した量子化
誤差と係数マトリクス記憶部２４から受信した係数マ
トリクスとをかけ合わせた値を、入力部２１から受信
した画像データに加算し、比較部２３へ送る。

【００２１】係数マトリクス記憶部２４には、誤差拡散
処理を行う際に用いられる係数マトリクス（図４参照）
が記憶され、必要に応じて誤差拡散部２２へ係数マト
リクスを送信する。閾値記憶部２５には、誤差拡散処
理によって３値の画像データへ量子化する際に使用する
閾値が記憶され、必要に応じて比較部２３へ閾値を
送信する。

【００２２】比較部２３は、誤差拡散部２２から受信し
た画像データを、閾値記憶部２５から受信した閾値と
比較して、３値の画像データに量子化し、画素補間部
２６へ送信する。この場合、３値の濃度として、例えば
図５に示すような、全白から全黒までを均等に３段階に
分ける方法がある。即ち、全白を０、全黒を２５５とす
る２５６値で表せば、０と１２８と２５５が３値であ
る。上記のプロセスによって、２５６値の入力画像デー
タに誤差拡散処理が施され、３値の画像データが生成
される。

【００２３】次に、画素補間部２６は、まず、受信した
３値の画像データの各画素を主走査方向及び副走査方
向に２分割する。次に、現画素の３値濃度と既知の周辺
画素の３値濃度と量子化する際に発生した量子化誤差
等の情報から、画素補間パターン記憶部２７に記憶され
ている補間パターンを１つ選択する。その後、選択し
た補間パターンに従って、各分割画素に２値濃度を補
間し、出力部２９へ送信する。出力部２９は、画素補間
部２６から２値の画像データを受信し、必要に応じて
処理結果として出力する。

【００２４】画素補間パターン記憶部２７には、図６に
示すように、２×１画素の３種類の補間パターンが用意
され、必要に応じて画素補間部２６へ送信される。３値
濃度を低い方から順に０、１、２とした場合、２×１の
マトリクス内に補間される黒画素の数と等しくなる。２
値画像は白画素又は黒画素のいずれかであるため、２５
６値濃度で示せば、０と２５５のいずれかになる。従っ
て、２×１のマトリクス内にある２画素の平均濃度は、
全て白画素の時は０、黒画素が１つある時は１２８、２
つある時は２５６、３つある時は１９２、全て黒画素の
時は２５５となる。故に、誤差拡散処理をする際の量子
化濃度を同様の値にすれば、画像全体の濃度和が保存さ
れる。逆に、異なる値にした場合は、後段の出力装置へ
量子化値に関する情報を伝え、例えば、薄い黒画素を出
力せよといった指示を与える。

【００２５】画素補間アルゴリズム記憶部２８には、画
素補間部２６が分割画素に２値濃度を補間するための画
素補間アルゴリズムが記憶され、必要に応じて画素補
間部２６に送信される。なお、最適なアルゴリズムは、
周辺画素の濃度をできるだけ多く調べることで、詳細な
濃度分布を計算し、濃度分布の高い方向に接する分割画
素から優先的に黒画素が割り当てられるように補間する
ことである。

【００２６】本実施の形態においては、パイプライン処
理によって４つのプロセスが並列に実行されるので、図
３に示すように、分割画素の２値濃度を補間するプロセ
スと並行して、先の画素に対しては誤差拡散処理が行わ
れる。従って、先の画素の５値濃度、又は量子化する際
に発生した量子化誤差も利用して、分割画素に２値濃度
を補間することが可能である。この際、先の画素に関す
る情報は、図２のプロセスを跨ぐ信号でパイプライン処
理による遅延を受けない信号線を使用する。

【００２７】図３において、（ａ）の現ラインと、前ラ
イン、次ラインにおけるＰ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔの画素につ
いて、（ｂ）のように４つのプロセスＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄが
図示の順に並列に実行される。このように、パイプライ
ン処理を行えば、より広範囲に位置する画素から、より
多くの情報を利用して分割画素に２値濃度を補間するこ
とができるので、高速化に加え、高画質化も実現でき
る。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ｎ
値（ｎ＞３）の入力画像データを、主走査方向に２倍の
解像度をもつ２値の画像データへ変換する倍密度階調処
理を行うのに際して、入力画像データの各画素に対して
誤差拡散処理を施すことにより３値化し、この３値化デ
ータの各画素を２分割し、分割した画素に２値濃度を補
間することにより、画質の劣化が少なく、また、処理に
必要なメモリとして大容量のメモリや大規模な演算手段
を用いることなく、階調変換と密度変換とを同時に実行
することができる。

【００２９】また、入力画像データの各画素に誤差拡散
処理を施して３値化する際の３つの濃度を、全白から全
黒までを均等に３段階に区分した濃度にするか、又はそ
うでない場合は、その情報を画像出力側にへ伝えるよう
にすれば、画像全体の濃度和が、倍密度階調処理の前後
で保存され、誤差拡散処理の特徴を反映させることがで
きる。また、前記倍密度階調処理の一連のプロセスを複
数のプロセスに分割し、パイプライン処理によって、そ
れぞれのプロセスを並行して行えば、倍密度変換処理の
高速化及び高画質化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による画像処理装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】図１のＩＰＰ内部の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】パイプライン処理を示す構成図である。

【図４】係数マトリクスを説明する構成図である。

【図５】３値濃度を説明する構成図である。

【図６】画素補間パターンを説明する構成図である。

【符号の説明】

１読み取りユニット２ＳＢＵ３ＣＤＩＣ５ＩＰＰ６システムコントローラ７プロセスコントローラ９ＶＤＣ１０作像ユニット１１ＩＭＡＣ１２ＭＥＭ２１入力部２２誤差拡散部２３比較部２４係数マトリクス記憶部２５閾値記憶部２６画素補間部２７画素補間パターン記憶部２８画素補間アルゴリズム記憶部２９出力部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像データを顕像として出力可能な
画像信号になるように処理する画像処理装置において、ｎ値（ｎ＞３）の入力画像データを、主走査方向に２倍
の解像度をもつ２値の画像データに変換する倍密度階調
処理手段を設け、この倍密度階調処理手段に、前記入力画像データの各画素に対して誤差拡散処理を施
し３値化する誤差拡散処理手段と、前記３値化データの各画素を２分割し分割した画素に２
値濃度を補間する画素補間処理手段とを設けたことを特
徴とする画像処理装置。
【請求項２】前記入力画像データの各画素に誤差拡散
処理を施して３値化する際の３つの濃度とは、全白から
全黒までを均等に３段階に区分した濃度であることを特
徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】前記入力画像データの各画素に誤差拡散
処理を施して３値化する際の３つの濃度が、全白から全
黒までを均等に３段階に区分した濃度でない場合には、
その情報を画像出力側に伝えるための伝達手段を設けた
ことを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】前記倍密階調処理手段は、一連のプロセ
スを複数のプロセスに分割し、パイプライン処理によっ
てそれぞれのプロセスを並行して行うことを特徴とする
請求項１記載の画像処理装置。