JP2002262070A

JP2002262070A - 画像処理装置

Info

Publication number: JP2002262070A
Application number: JP2001059293A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Nishikawa; 喜章西川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2002-09-13

Abstract

(57)【要約】【課題】網点原稿画像を処理する際に発生するサンプ
リングモアレを軽減して画質の向上を図る。【解決手段】画像読取部１で所定の周波数でサンプリ
ングした画像を読取り、読取った画像をＡ／Ｄ変換して
原画像データ得る。モアレ補正回路２２において、量子
化された原画像データから画素間の複数の補間データを
演算し、これらの複数の補間データ及び原画像データの
大小関係を認識し、これに基づいて原画像データを複数
ある補間データの一つと置き換える。置き換えられた補
間データの位置が１画素内の左側、中心、右側のどこに
あるかを示す位相データを求める。この位相データによ
り１画素内の左側、中心、右側のどれかに画像データを
画素毎に切換えながらプロットして出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、網点原稿画像を処
理する際に発生するサンプリングモアレを軽減する機能
を有する画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、特開平５−４１７９３
号公報に開示されている発明がある。この発明によれ
ば、所定のサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換された原稿
画像の原画像データ（Ｄ）のそれぞれの画素間の任意の
位置に原画像データ（Ｄ）を基に補間により新たに補間
画像データ（Ｄ’）を形成する補間手段、補間によって
得られた補間画像データ（Ｄ’）と原画像データ（Ｄ）
とにより所定サンプリング周波数より高い周波数の第１
の画像データ（Ｄ＋Ｄ’）を形成し、第１の画像データ
（Ｄ＋Ｄ’）を所定サンプリング周波数の第２の画像デ
ータ（Ｄ”＝（Ｄ＋Ｄ’）／２）に変換する画像データ
形成手段、および第２の画像データが表す画像を形成す
る画像形成手段を備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術おいて
は、原画像データと補間データの平均等をとり、それを
原画像データに置き換える処理をしているため、原画像
で発生しているモアレ成分を充分に取り除くことができ
ないという問題があった。

【０００４】そこで、本発明は、網点原稿に対する再生
画像において、網点原稿と読取サンプリングピッチとの
干渉に起因するモアレの発生をシャープ性をほとんど劣
化させることなく防止し、さらにそれを簡単な回路で実
現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、所定の周
波数でサンプリングした画像を読み取る画像読取手段
と、読み取った画像を量子化して原画像データ得る画像
量子化手段と、量子化された原画像データから画素間の
複数の補間データを演算する画像補間手段と、複数の補
間データを演算処理し原画像データを加工する画像加工
手段と、加工した画像データを出力する画像出力手段と
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２は、本発明の実施の形態による画
像処理装置を搭載したデジタル複写機の概観を示すもの
である。図２において、このデジタル複写機は、原稿台
（コンタクトガラス）上にセットされた原稿を露光走査
して画像を読取り、読取った画像に対して所定の処理を
施した後、転写紙上に画面形成する一般的なデジタル機
に、モアレを軽減するための画像処理機能を備えたもの
である。原稿台にセットされた原稿はＣＣＤラインセン
サにより４００ｄｐｉの画素に分解されて読取られる。
主走査はＣＣＤラインセンサと原稿との相対的な位置移
動により行われる。尚、図中５は操作部である。

【０００７】図１は、図２に示すデジタル複写機の概略
構成を示すブロック図である。図１において、原稿台上
に読取面を下側にしてセットされた原稿は、原稿読取手
段（図示せず）により露光走査され、この露光光は画像
読取部１のＣＣＤラインセンサ１１に入力される。即
ち、原稿画像は画素に分解して読取られる。ＣＣＤライ
ンセンサ１１から出力されたアナログ画像信号は、増幅
器１２で増幅され、Ａ／Ｄ変換器１３で例えば６ビッ
ト、６４階調のデジタル画像データに変換（量子化）さ
れる。

【０００８】デジタル画像データは、画像処理部２に入
力され、まず、シェーディング補正部２１において、画
像の白を階調０に、黒を階調６３に変換する白黒変換お
よびシェーディング補正が行われる。その後、モアレ補
正回路２２において、モアレが軽減された画像データに
補正される。このモアレ補正回路２２における処理が本
発明に関する処理であり、詳細は後述する。

【０００９】モアレ補正された画像データはフィルタ回
路２３において、ＭＴＦ補正や平滑化等の空間フィルタ
リング処理が施され、さらにγ補正回路２４において、
反射率−濃度変換や、画像処理部２の後段の画像記録部
３でのγ特性を補正するγ補正処理が行われる。また、
画像処理回路２５においては、コピーモードに応じて線
画像に適した階調処理や写真画像に適した階調処理が行
われ、さらに画像記録部３の特性に応じた画像データに
再量子化される。

【００１０】画像記録部３は、画像処理部２より出力さ
れた画像データに基づいて画像を記録する。尚、画像記
録部３は電子写真方式によるレーザプリンタであり、４
００ｄｐｉの密度で画像再生する。

【００１１】以上の操作は操作部５からの入力指示に応
じて制御部４により制御される。尚、図１の各回路にお
いて、モアレ補正回路２２以外は一般的なデジタル複写
機に使用されている回路と同様の公知のものであるの
で、詳細な説明は省略する。

【００１２】図３はある一様の濃さの網点原稿を読取っ
た時の画像データの一例を示す図である。図３におい
て、各区画が画素を表し、区画内の数値はその画素の階
調を表す。ｘ主走査方向、ｙが副走査方向である。尚、
以後の説明において、この画像データはＤで表す。局所
的に見た場合はモアレの存在やその多少を認識すること
は困難であるが、画素に分解する際のサンプリング周波
数と原稿の網点周波数との干渉により画像データＤにモ
アレが発生し、このモアレを補正することなく画像再生
すると、再生画像上にモアレが観測される。読取りの主
走査方向はＣＣＤラインセンサによる電気的な走査、副
走査方向は機械的な走査という走査方法の違いにより、
特に読取りでのＭＴＦ劣化が比較的少ない主走査方向で
のモアレが目立つ傾向がある。

【００１３】図４にモアレ補正回路２２の概略構成を示
す。このモアレ補正回路２２は、補間演算部２００と画
像比較置換部２５０とにより構成されている。補間演算
部２００では、画像データＤとサンプリングクロックＣ
Ｋによるサンプリング周波数は同一であるが、位相の異
なる仮想サンプリング点における７つの点Ｄ'1〜7 を画
像データＤから補間演算により求める。Ｄ、Ｄ'1〜7 の
サンプリング周期をＴとすると、Ｄ'1はＤに対してＴ／
８だけ位相が遅れている。つまり、Ｄ'nはＤに対して
（ｎ×Ｔ）／８だけ遅れている。

【００１４】図５は、補間演算部２００における補間演
算の動作を説明するための図で、サンプリング点にする
画像データの画素階調を示すグラフの一例である。任意
の画像データＤn に対する仮想サンプリング点Ｄ'nを求
める場合、仮想サンプリング点Ｄ'nの前後における各２
画素の実サンプリング画像データＤa 、Ｄb 、Ｄc 、Ｄ
d の値と、仮想サンプリング点Ｄ'nからの距離とから
Ｄ'nの値を算出する。

【００１５】この補間演算はいわゆる３次関数補間法に
よるものであり、より具体的には、 D'n = ( W1n * Da ) + ( W2n * Db ) + ( W3n * Dc ) + ( W4n * Dd ) （ｎは、１〜７）・・・・・（１）なる関数によりＤ'nを求めている。係数（W1n 、W2n 、
W3n 、W4n ）は仮想サンプリング点Ｄ'nからの距離の３
次関数より決めている。係数の具体的な値を表１に示
す。

【００１６】

【表１】

【００１７】上式（１）による補間を走査方向に順次行
うことによって仮想サンプリング点に対する画像データ
Ｄ'n（ｎは１〜７）が各画素に対応して得られ、結局Ｄ
およびＤ'nは図５に示すようなものになる。Ｄおよび
Ｄ'nはそれぞれ同じ分解能であり、いずれの場合も例え
ば網点原稿に対してはモアレが発生するが、ＤとＤ'n
（ｎは１〜７）を合成して考えると、所定のサンプリン
グ周波数の８倍で読取ったことに相当し、網点原稿に対
するモアレもほとんどなくなる。

【００１８】例えば、Ｄb 、Ｄ'1、Ｄ'2、Ｄ'3、Ｄ'4、
Ｄ'5、Ｄ'6、Ｄ'7、Ｄc 、・・・・の順に画像データを
形成し、これらの画像データに基づいて画像を再生する
と、主走査方向に画像サイズは８倍に拡大されるが、再
生画像にモアレはほとんど発生しない。しかしながら、
８倍に拡大された再生画像を出力するわけにはいかない
ので、周期Ｔの画像データが必要である。この時、図５
で示すように、周期Ｔのサンプリングでは、１ライン中
の画像の濃度変化を完全には検知することができていな
い。

【００１９】例えば、周期Ｔでサンプリングされた図５
のＤc においては、その近辺でサンプリングされたＡ点
での画像データを読取ることができない。ここでのＡ点
での画像データはこの周辺では最高濃度であり、本画像
データの特徴を著しく表しており、この点を取れないこ
とが画像を劣化させてしまう一つの要因となってしま
う。

【００２０】さらに、原稿全体が均一的なベタ画像であ
り、図５で示すような多少濃度の濃淡の波を持つ画像デ
ータが一面に広がっている場合、実サンプリングで読取
られる位置が少しずつ画像の周期とずれてしまい、ある
場所ではその近辺の最高濃度値を読めたが、別の場所で
は、図５のように最高濃度値を持つ画像データからずれ
た画像データを読んでしまうことがあり、これがモアレ
の原因の一つになり得るのである。

【００２１】そこで、画像比較置換部２５０では、補間
演算部２００で演算された仮想点７点と実サンプリング
点１点、合わせて８点の濃度値の大小関係を比較して、
その中での濃度値の特徴により、それらの８点の内、ど
の点を代表画像データとして後段へ出力するかを決定す
る。

【００２２】図６にこの時の一例が示されている。図６
は、主走査方向の連続した３画素（ｎ−１、ｎ、ｎ＋
１）をグラフで表したものである。それぞれ画素ｎ−
１、ｎ、ｎ＋１の従来の技術におけるサンプリング値は
Ｄb 、Ｄc 、Ｄd である。ここで中央の画素ｎに注目す
ると、中央の画素ｎの画像データは前記のようにＤc で
あるが、この濃度値が必ずしも本画素の特徴点を示して
いるわけではない。それは、所定の周波数でサンプリン
グし、たまたま検知した値がＤc であり、このような画
像が別の場所にあり、サンプリング点がずれていれば、
また異なる点の濃度値が本画素の画像データとなるため
である。

【００２３】本画素ｎの特徴的な点といえば、その近辺
の画像の頂点となる画素である図６のＢ点である。図６
のような画像パターンが原稿のどのような場所にあった
としても上記Ｂ点が画像データとして検知されれば、原
稿画像を忠実に再現することができ、さらにサンプリン
グによるばらつきから発生するモアレを除去することが
可能である。よって、画像比較置換部２５０では、この
場合Ｂ点の画像データをＤc と置き換えて本画素の代表
値となるように構成されている。この時の画像データの
並びと、その中で代表値とする画素との関係を表２に示
す。

【００２４】

【表２】

【００２５】例えば、表２の１についていうと、画像デ
ータの並びとしては、８点ある濃度値の中でａ点が一番
濃度が高く、しかもａ点がただ一つの頂点となってい
る。このような並びの場合は、ａ点がその画素の代表値
となる。さらに表２の例えば５についていうと、画像デ
ータの並びとして、８点ある濃度値の中でｅ点が一番濃
度が低く、しかもａ点がただ一つの谷点となっている。
このような並びの場合は、ｅ点がその特徴点となり画素
の代表値とする。その他の場合も同様であり、８点のサ
ンプリング点の中で最大濃度でその点がただ一つの頂点
となっている点、または最小濃度でその点がただ一つの
谷点となっている点をその画素の代表値とする。

【００２６】そして、この条件を満たさない、例えば頂
点が複数存在したり、頂点と谷点が両方存在したり、８
点が全て同じ値である場合には、その画素の代表値は、
所定のサンプリング点であった点、図５でいうとＤc を
代表値とするのである。

【００２７】以上説明した画像比較置換部２５０の構成
を図７に示す。図７において、主走査方向に入力された
画像データＤinを５個のラッチ回路２５１でラッチし、
順次常に並び合う５系統（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）の並列
データとして、仮想点演算部２５２の入力データとす
る。仮想点演算部２５２は、この５系統の入力から前記
仮想点演算式（１）を用いて演算する。

【００２８】この時、図８に示すように実サンプリング
点ａ、ｂ、ｃ、ｄから仮想点０、１、２、３を演算し、
実サンプリング点ｂ、ｃ、ｄ、ｅから仮想点５、６、
７、８、９を演算する。これで、実サンプリング点ｃ
（４とｃは同じ）と合わせて図８に示す１０点が導き出
される。次に、この１０点の画像データを図７の仮想点
比較部２５３により、各々比較し、表２で示すような特
徴点を検出する。

【００２９】この仮想点比較部２５３で行われる処理フ
ローを図９、図１０、図１１に示す。図９は、これらの
１０点の中から最小値を求めるフローである。初期値と
してＭＩＮに２５５（本例では１画素８ビットデータと
し、１画素のとり得る値を０〜２５５としている）を代
入しておき、順次１０個の濃度値と比較し、ＭＩＮより
も小さかった値を順次ＭＩＮに代入していく。これによ
り、１０点と全て比較し終わった時点でＭＩＮに最小値
が格納されていることになる。

【００３０】図１０は、これらの１０点の中から最大値
を求めるフローである。初期値としてＭＡＸに０を代入
しておき、順次１０個の濃度値と比較し、ＭＡＸよりも
大きかった値を更にＭＡＸに順次代入していく。これに
より、１０点と全て比較し終わった時点でＭＡＸに最大
値が格納されていることになる。さらに本フローでは、
これらの１０点の中で頂点と谷点がいくつあるかを検知
する必要がある。

【００３１】図１１は頂点、谷点を求めるフローであ
る。ＤＩＲは連続する２つの画像データの濃度値の傾き
を示す。ＤＩＲが−１の時は、下に傾いていることを示
し、０の時は傾きがないこと、１の時は上に傾いている
ことを示す。先ず最初の２点の傾きを求め、その後、順
次次の点との傾きを求め、傾きが上から下に変化した
時、そこに頂点があると判断しＵＰに１を加算する。ま
た、傾きが下から上に変化した時、そこに谷点があると
判断しＤＷＮに１を加算していく。このようにして全て
の点を比較し終わった時点でＵＰとＤＷＮにそれぞれ頂
点の個数と谷点の個数が格納されていることになる。さ
らにＮＵＭには頂点、あるいは谷点があった場合に図８
の１〜８のどの場所にあったかを示す値が格納されてい
る。

【００３２】次にこれらの結果を参照して、「ＵＰの値
が１でＤＷＮの値が０」、あるいは「ＵＰの値が０でＤ
ＷＮの値が１」である２つの場合にだけ表２に適合する
パタンが存在し、仮想点比較部は、表２に示す代表値を
後段へ出力する。これにより、本発明に係る画像の特徴
点をその画素の値として置き換えることができる。

【００３３】さらに請求項４記載の発明に関する出力手
段として、位相データにより一画素内の左側、中心、右
側のどれかに画像データを画素毎に切換ながらプロット
出力する機能を有することで、上記図１１のフローで説
明したＮＵＭに格納されている値により、その代表値と
なった特徴点が一画素内のどの領域にあるかがわかり、
その値を位相データとして出力装置を制御することでプ
ロット位置を左側、中心、右側と切換ながら出力するこ
とが可能となるのである。表２に画像の並びに対する代
表画素とその時の位相制御信号を示す。

【００３４】さらに具体的にいうと、図６に示すように
１画素内にある８個の仮想点の最初の２個は画素内の左
側に位置し、次の３個は中央、そして次の３個は右側に
位置している。さらに図８でいうと仮想点１、２に代表
値がある場合には、１画素内の左側にプロット出力し、
３、４、５に代表値がある場合には、中央にプロット出
力し、そして、６、７、８に代表値がある場合には、１
画素内の右側にプロット出力することでより原稿画像に
近い画像データを出力することができ、しかもモアレが
軽減することも可能な画像処理装置を提供することがで
きる。

【００３５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、所定の周
波数でサンプリングした画像を読み取る画像読取手段、
読み取った画像を量子化して原画像データを得る画像量
子化手段、量子化された原画像データから画素間の複数
の補間データを演算する画像補間手段、複数の補間デー
タを演算処理し原画像データを加工する画像加工手段、
加工した画像データを出力する画像出力手段を設けたこ
とにより、所定の周波数よりも高周波数のサンプリング
画像を得、加工することができ、モアレを軽減した画像
を出力できる効果がある。

【００３６】請求項２記載の発明によれば、画像加工手
段が、原画像データを複数の補間データの大小関係を認
識し、原画像データを複数ある補間データどれかと置き
返る機能を備えることにより、より原稿画像の特徴とな
る画像データを所定の周波数のサンプリングにより劣化
させることなく出力できる効果がある。

【００３７】請求項３記載の発明によれば、画像加工手
段が、置き換えた補間データの位置が一画素内の左側、
中心、右側のどれであったを示す位相データを出力する
機能を備え、入力画像に適合して位相データが自動的に
生成されるため、リアルタイムに適切な位相制御ができ
る効果がある。

【００３８】請求項４記載の発明によれば、画像出力手
段が、上記位相データにより一画素内の左側、中心、右
側のどれかに画像データを画素毎に切換ながらプロット
出力する機能を備え、より原稿に近い画像データを出力
できる効果がある。

【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を示す
ブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態による画像処理装置を搭載
したデジタル複写機の外観図である。

【図３】一様な濃さの網点原稿を読取った時の画像デー
タの例を示す図である。

【図４】画像処理装置におけるモアレ補正回路を示すブ
ロック図である。

【図５】モアレ補正回路における補間演算部による補間
演算の動作を説明するためのサンプリング点に対する画
像データの階調を示すグラフである。

【図６】主走査方向の連続した３画素（ｎ−１、ｎ、ｎ
＋１）を示すグラフである。

【図７】図４のモアレ補正回路における画像比較置換部
の構成を示すブロック図である。

【図８】画像比較置換部により実サンプリング点ａ、
ｂ、ｃ、ｄから仮想点０、１、２、３を演算し、実サン
プリング点ｂ、ｃ、ｄ、ｅから仮想点５、６、７、８、
９を演算することを説明するための図である。

【図９】図７の仮想点比較部で行われる１０点のサンプ
リング点から最小値を求める処理を示すフローチャート
である。

【図１０】図７の仮想点比較部で行われる１０点のサン
プリング点から最大値を求める処理を示すフローチャー
トである。

【図１１】図７の仮想点比較部で行われる１０点のサン
プリング点から頂点および谷点を求める処理を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１画像読取部２画像処理部４制御部５操作部２２モアレ補正回路２００補間演算部２５０画像比較置換部２５１ラッチ回路２５２仮想点演算部２５３仮想点比較部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の周波数でサンプリングした画像を
読み取る画像読取手段と、読み取った画像を量子化して原画像データ得る画像量子
化手段と、量子化された原画像データから画素間の複数の補間デー
タを演算する画像補間手段と、複数の補間データを演算処理し原画像データを加工する
画像加工手段と、加工した画像データを出力する画像出力手段とを設ける
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】前記画像加工手段は、原画像データ、複
数の補間データの大小関係を認識し、原画像データを複
数の補間データの一つと置き換える機能を有することを
特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】前記画像加工手段は、前記置き換えられ
た補間データの位置が１画素内の左側、中心、右側のど
こであるかを示す位相データを出力する機能を有するこ
とを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】前記画像出力手段は、前記位相データに
より１画素内の左側、中心、右側のどれかに画像データ
を画素毎に切換えながらプロット出力する機能を有する
ことを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。