JP2002185786A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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
び階調が異なる場合に、階調変換処理と解像度変換処理
を同時に行う画像処理装置を提供すること。 【解決手段】 閾値記憶部９５には、誤差拡散処理によ
って２値の画像データへ変換する際に用いる閾値が記憶
されており、比較部９３からの要求により閾値を転送す
る。記憶されている閾値はマトリクス状に配置されたも
の（図４参照）で、マトリクスの中心ほど閾値が小さく
設定され、外郭に位置するほど大きな値が設定されてい
るドット集中型マトリクスと、大きさの近い閾値を分散
させて配置したドット分散型マトリクスに大別される。
比較部９３は、誤差積算部９２から画像データを受信す
ると、比較アルゴリズム記憶部９６で指定された内容に
基いて、閾値記憶部９５へ閾値マトリクスをダウンロー
ドするように要求する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ装置、プリンター等のディ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が異なる場合に、階調変換処
理と解像度変換処理を同時に行う画像処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像処理において、誤差拡散法を
用いて、ｎ値の画像データ(ｎ＞３)から、より高い解像
度をもつ２値画像データへ変換する時には、拡大処理
(特開平１０ー３２７３１６号参照）と同様のプロセス
を用いて解像度を増やし、その後、誤差拡散法を用いて
２値化処理(特開平９ー２９４２０９号参照）を施す
か、または、その逆のプロセスを行っていた。すなわ
ち、２つの画像処理を別途に行うことで目的とする画像
データを得ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ｎ値画
像データ（ｎ＞３）に拡大処理を施し、その後、２値化
する方法では、拡大処理を施す際に、ｎ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ｎ値
画像を一時的に格納するための大容量のメモリや、ｎ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器が必要になる。また、はじめ
にｎ値画像データを２値化し、その後、２値化された画
像データに拡大処理を施す方法では、すでに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ｎ値の画像情報が十分に活用されず、画質も低下し
てしまう。そこで、本発明の目的は、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が異なる場合に、階調
変換処理と解像度変換処理を同時に行う画像処理装置を
提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、読み
取った画像信号をディジタル変換された画像信号に変換
する手段と、ディジタル的に生成された画像情報を画像
信号に変換する手段と、前記ディジタル変換された画像
信号に対し画像処理を行う画像処理手段と、この画像処
理手段で処理された画像信号を顕像として出力するよう
処理を行う出力処理手段と、を備えた画像処理装置にお
いて、前記画像処理手段が、誤差拡散法によって、ｎ階
調の入力画像データ（ｎは３以上)を２階調の出力画像
データに変換する時、入力画像データの各１画素に対し
マトリクス状に配置された複数の閾値である閾値マトリ
クスを用いて比較することにより画像処理を行うことに
より、前記目的を達成する。

【０００５】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、前記入力画像データの各１画素と比較す
る閾値マトリクスのサイズは、主走査方向と副走査方向
に独立して変更できることを特徴とする。請求項３記載
の発明では、請求項１記載の発明において、マトリクス
状に配置される複数の閾値は、マトリクスの中心ほど閾
値が小さく設定され、外郭に位置するほど大きな値が設
定されるか、または、大きさの近いものほど分散するよ
うに設定されていることを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図１ないし図５を参照して詳細に説明する。
図１は、画像処理装置の構成を示したブロック図であ
り、ＭＦＰの構成に関する。原稿を光学的に読み取る読
み取りユニット１０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（本実施例ではＣＣＤを用いている）は、ＳＢＵ
（センサーボードユニット）１２に搭載され、ＣＣＤに
おいて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、ＳＢＵ１２から出力される。ＳＢＵ１
２から出力される画像信号はＣＤＩＣ（圧縮/伸張及び
データインターフェース制御部）１４に入力される。こ
のＣＤＩＣ１４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。ＣＤＩＣ１４
は、画像データに関し、ＳＢＵ１２、パラレルバス１
６、ＩＰＰ（画像処理プロッセサー）１８間のデータ転
送、本実施例の全体制御を司るシステムコントローラー
３０と画像データに対するプロセスコントローラー５０
間の通信を行う。ＳＢＵ１２からの画像信号は、ＣＤＩ
Ｃ１４を経由してＩＰＰ１８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
信号劣化とする）を補正し、再度ＣＤＩＣ１４へ出力さ
れる。

【０００７】次に、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。まず、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１０を１回だけ動作させてデータ
をメモリに蓄積し、この蓄積データを複数回読み出す使
い方がある。一方、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
ま再生すれば良いので、メモリアクセスを行う必要はな
い。メモリを使わない場合、ＩＰＰ１８からＣＤＩＣ１
４へ転送されたデータは、再度ＣＤＩＣ１４からＩＰＰ
１８へ戻される。ＩＰＰ１８において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、ＩＰＰ１８からＶＤＣ（ビデ
オデータ制御）２４に転送する。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４０にお
いて転写紙上に再生画像を形成する。

【０００８】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を説明する。ＩＰＰ１８からＣＤＩ
Ｃ１４へ転送されたデータは、ＣＤＩＣ１４からパラレ
ルバス１６を経由してＩＭＡＣ（画像メモリアクセス制
御）２０に送られる。ここではシステムコントローラー
３０の制御に基づき、画像データとＭＥＭ（メモリモジ
ュール）２２のアクセス制御、外部ＰＣ（パソコン）８
０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。ＩＭＡＣ２０へ送られ
たデータは、データ圧縮後ＭＥＭ２２へ蓄積し、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ＩＭＡＣ２０からパラレル
バス経由でＣＤＩＣ１４へ戻される。ＣＤＩＣ１４から
ＩＰＰ１８への転送後は、画質処理及びＶＤＣ２４での
パルス制御を行い、作像ユニット４０において転写紙上
に再生画像を形成する。

【０００９】画像データの流れにおいて、パラレルバス
１６及びＣＤＩＣ１４でのバス制御により、ＭＦＰの機
能を実現する。ＦＡＸ送信機能は読み取り画像データを
ＩＰＰ１８にて画像処理を実施し、ＣＤＩＣ１４及びパ
ラレルバス１６を経由してＦＣＵ（ＦＡＸ制御ユニッ
ト）６０へ転送する。ＦＣＵ６０にて通信網へのデータ
変換を行い、ＰＮ（公衆回線）６２へＦＡＸデータとし
て送信する。ＦＡＸ受信は、ＰＮ６２からの回線データ
をＦＣＵ６０にて画像データへ変換し、パラレルバス１
６及びＣＤＩＣ１４を経由してＩＰＰ１８へ転送され
る。この場合特別な画質処理は行わず、ＶＤＣ２４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
４０において転写紙上に再生画像を形成する。

【００１０】複数ジョブ、例えばコピー機能、ＦＡＸ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、読み取りユニット１０、作像ユニット４０及び
パラレルバス１６の使用権のジョブへの割り振りをシス
テムコントロラー３０及びプロセスコントロラー５０に
て制御する。プロセスコントローラ５０は、画像データ
の流れを制御し、システムコントローラー３０は、シス
テム全体を制御し、各リソースの起動を管理する。ＭＦ
Ｐの機能選択はＯｐｅ.Ｐａｎｅ（操作部）にて選択入
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ー３０とプロセスコントロー
ラー５０はパラレルバス１６、ＣＤＩＣ１４及びシリア
ルバスを介して相互に通信を行う。ＣＤＩＣ１４内に於
いてパラレルバス１６とシリアルバスとのデータインタ
ーフェースのためのデータフォーマット変換を行う。

【００１１】次に、ＩＰＰ１８内部で誤差拡散処理を実
施する例として、３００ｄｐｉの解像度をもつ２５６階
調の画像データに誤差拡散処理を施し、主走査方向に１
２００ｄｐｉ、副走査方向に６００ｄｐｉの解像度をも
つ２値の画像データに変換するプロセスを解説する。

【００１２】図２にＩＰＰ１８の構成図を示してある。
このＩＰＰ１８は、入力部９１、誤差積算部９２、比較
部９３、係数マトリクス記憶部９４、閾値記憶部９５、
比較アルゴリズム記憶部９６、出力部９７より構成され
ている。この図２で、（１）は、入力画像データ（３０
０×３００ｄｐｉ、２５６値）、（２）は、補正済み画
像データ（３００×３００ｄｐｉ、２５６値）、（３）
は、閾値、（４）は、量子化誤差、（５）は、係数マト
リクス、（６）は、出力画像データ（１２００×６００
ｄｐｉ、２値）、（７）は、比較アルゴリズムを示して
いる。２５６階調の画像データは入力部９１から入力さ
れ、次段の誤差積算部９２へと送られる。誤差積算部９
２は、比較部９３が量子化を行う際に発生した誤差（以
降、量子化誤差）と係数マトリクス記憶部から受信した
係数を掛け合わせた値を、入力画像データに加算し、比
較部９３へ送る。係数マトリクス記憶部９４には、誤差
の積算を行うために必要な、係数マトリクス（例を図３
に示してある）が記憶され、必要に応じて、誤差積算部
９２へ係数を転送する。閾値記憶部９５には、誤差拡散
処理によって２値の画像データへ変換する際に使用する
閾値が記憶されており、比較部９３からの要求に応じて
閾値を転送する。ここで記憶されている閾値はマトリク
ス状に配置されたもの（例を図４に示してある）で、マ
トリクスの中心ほど閾値が小さく設定され、外郭に位置
するほど大きな値が設定されている(ドット集中型)マト
リクスと、大きさの近い閾値を分散させて配置した(ド
ット分散型)マトリクスの２種類に大別される。

【００１３】比較部９３は、誤差積算部９２から画像デ
ータを受信すると、比較アルゴリズム記憶部９６で指定
された内容に基いて、閾値記憶部９５へ閾値マトリクス
をダウンロードするように要求する。閾値記憶部９５か
ら比較部９３へ閾値マトリクスのダウンロードが終了し
たら、入力画像データの各１画素に対し、複数の閾値で
２値化し、合わせて解像度の変換を行う。そして、２値
化された画像データは出力部９７へ転送され、出力部９
７は、外部からの要求に応じて、処理結果として画像デ
ータを出力する。

【００１４】比較アルゴリズム記憶部９６には、画像デ
ータを２値化するために必要なアルゴリズムが記憶さ
れ、比較部９３は、ここで指定された内容に従って、閾
値記憶部９５から所定の閾値マトリクスをダウンロード
し、入力画像データを２値化する。ここで、比較アルゴ
リズム部９６に記憶されている２値化アルゴリズムの一
例を示す。使用する閾値マトリクスのサイズは１６×１
６(図５参照)とする。２値化する際に入力画像データの
各画素と比較する閾値は一定の値ではなく、主走査/副
走査方向ともに、周期的に変化する。ただし、１つの入
力画素に対して４×２サイズの閾値マトリクスを割り当
て、計８種類の閾値と比較をする。１つの入力画素に割
り当てる閾値マトリクスのサイズは、解像度を向上させ
る割合によって決定し、本例では主走査方向に４倍、副
走査方向に２倍だけ解像度を引き上げるので、割り当て
る閾値マトリクスのサイズは４×２となる。

【００１５】具体的には、入力画像データの各画素を４
×２分割し、各分割画素を２値化する。参照する閾値は
周期的に変化するが、入力画像データの各画素につき４
×２の閾値マトリクスを割り当てるため、１画素につ
き、主走査方向には４マス、副走査方向には２マスだけ
参照する閾値が変動する。尚、量子化誤差は４×２分割
した各画素から算出されので、１つの入力画素から８種
類の量子化誤差が得られるが、誤差積算部では画像デー
タの解像度が６００ｄｐｉであるため、８種類の量子化
誤差から代表値を１つ求め、それを誤差積算部９２へ送
信する。

【００１６】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、誤差拡散法に
よって、ｎ階調の入力画像データ(ｎは３以上)を２階調
の出力画像データに変換する時、入力画像データの各１
画素につきマトリクス状に配置された複数の閾値を用い
て比較することにより、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
変換と密度変換を同時に実行することができる。

【００１７】請求項２記載の発明では、前記閾値マトリ
クスのサイズが、主走査方向と副走査方向に独立して可
変であり、出力先の解像度に合わせて、主走査方向と副
走査方向の解像度を任意に設定することができる。請求
項３記載の発明では、マトリクス状に配置される閾値
は、マトリクスの中心ほど閾値が小さく設定され、外郭
に位置するほど大きな値が設定されるか、または、大き
さの近いものほど分散するように設定されているので、
入力画像の様々な画質にも対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像処理装置の構成を示した図である。

【図２】ＩＰＰの構成を示した図である。

【図３】係数マトリクスを示した図である。

【図４】閾値マトリクスを示した図である。

【図５】２値化アルゴリズムの例を示した図である。

【符号の説明】

１０ 読み取りユニット １２ ＳＢＵ １４ ＣＤＩＣ １６ パラレルバス ２０ ＩＭＡＣ ３０ システムコントローラー ４０ 作像ユニット ５０ プロセスコントローラー ９１ 入力部 ９２ 誤差積算部 ９３ 比較部 ９４ 係数マトリクス記憶部 ９５ 閾値記憶部 ９６ 比較アルゴリズム記憶部 ９７ 出力部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読み取った画像信号をディジタル変換さ
   れた画像信号に変換する手段と、ディジタル的に生成さ
   れた画像情報を画像信号に変換する手段と、前記ディジ
   タル変換された画像信号に対し画像処理を行う画像処理
   手段と、この画像処理手段で処理された画像信号を顕像
   として出力するよう処理を行う出力処理手段と、を備え
   た画像処理装置において、 前記画像処理手段が、誤差拡散法によって、ｎ階調の入
   力画像データ（ｎは３以上)を２階調の出力画像データ
   に変換する時、入力画像データの各１画素に対しマトリ
   クス状に配置された複数の閾値である閾値マトリクスを
   用いて比較することにより画像処理を行うことを特徴と
   する画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記入力画像データの各１画素と比較す
   る閾値マトリクスのサイズは、主走査方向と副走査方向
   に独立して変更できることを特徴とする請求項１記載の
   画像処理装置。
3. 【請求項３】 マトリクス状に配置される複数の閾値
   は、マトリクスの中心ほど閾値が小さく設定され、外郭
   に位置するほど大きな値が設定されるか、または、大き
   さの近いものほど分散するように設定されていることを
   特徴とする請求項１記載の画像処理装置。