JP2004032510A

JP2004032510A - 画像処理方法及び装置

Info

Publication number: JP2004032510A
Application number: JP2002187846A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kashiwabara; 柏原　淳
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】注目画素及び周囲の画素を参照してフィルタ処理等を行う場合に、参照領域が元画像からはみ出してしまう画像端部においても正確な処理を行う。
【解決手段】元画像の有効領域の外側に対応する代替値を設定可能とし、注目画素が画像端部にある時は非画像領の参照データとして上記代替値を使用する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周囲を参照して元画像に村して所定の変更処理を行う画像処理の方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
注目画素及びその周辺の画像情報を参照することによって、エッジ強調や変倍等のフィルタ処理を行う手法が従来より知られており、デジタル複写機等の記録装置に搭載されて実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば図４に示すように、８×８の画素を参照して変倍のフィルタ処理を行う場合、注目画素は斜線で示す中央部の４画素いずれかの範囲となる。このとき、上下左右の有効画像の端部においては参照する画像領域が一部非画像領域となってしまうことになる。例えば図示のように注目画素が左上の角部である場合、参照領域の上部及び左部の４画素ずつが非画像領域となってしまう。
【０００４】
しかし一般的に複写機においてはリーダーで読み込む画像は実際の印字可能領域よりも広いため処理時に参照することは可能であり、特に問題になる事はなかった。
【０００５】
しかしながら入力する画像情報が外部機器から送られてきたものであったり、一旦メモリやハードディスク等の記憶装置に記憶されたものである場合には、最初のデータから有効領域となるため、上記非画像領域を含む画素群を参照して処理を行うことになる画像端部では最適な処理を行えなくなってしまうという問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明では、注目画素及びその周囲の画素を参照して所定の処理を行うことで注目画素の値を変更する画像処理の方法及び装置において、本来の有効画像領域の外側に予め所定の代替値を設定する代替値設定手段を有することを特徴とする。
【０００７】
また、上記代替値設定手段は、前記注目画素が前記有効画像領域の端部であるとき、前記参照のための参照領域を包含する範囲に対して前記代替値を設定することをも特徴とする。
【０００８】
また、上記代替値設定手段は、画像毎に設定値を変更可能に構成することをも特徴とする。
【０００９】
また、上記代替値設定手段は、前記有効画像領域の上部、下部、左部及び右部に対してそれぞれ独立して設定可能に構成することをも特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下本発明を適用した実施形態として、画像の変倍処理を行うデジタル複写機について詳細な説明をする。
【００１１】
［装置概要説明］
図２に本発明に関るデジタル複写機の外観図を示す。
【００１２】
２００は、原稿自動送り装置（以下ＤＦ）であり、複数枚の原稿を自動的に一枚ずつ給紙し、各原稿の表面および裏面を原稿台に順次セットすることができる。その具体的構成は既に公知であるため、詳細な説明は省略する。第３図において、ＤＦ２００上には、読み取られるべき複数枚の原稿が置かれる。ＤＦ２００にセットされた原稿は、ＤＦ２００によって１枚ずつ給紙され原稿台２０１上に置かれる。２０２は例えばハロゲンランプから構成される原稿照明ランプで、原稿台ガラス２０１に載置された原稿を露光する。２０３、２０４、２０６は走査ミラーであり、図示しない光学走査ユニットに収容され、往復勤しながら、原稿からの反射光をＣＣＤユニット２０６に導く。ＣＣＤユニット２０６はＣＣＤに原稿からの反射光を結像させる結像レンズ２０７、ＣＣＤから構成される撮像素子２０８、撮像素子２０８を駆動するＣＣＤドライバ２０９等から構成されている。撮像素子２０８からの画像信号出力は、例えば８ビットのデジタルデータに変換された後、コントローラ部２３９に入力される。また、２１０は感光ドラムであり、２１２の前露光ランプによって画像形成に備えて除電される。２１３は帯電器であり、感光ドラム２１０を一様に帯電させる。２１４は露光手段であり、例えば半導体レーザー等で構成され、画像処理や装置全体の制御を行うコントローラ部１３９で処理された画像データに基づいて感光ドラム２１０を露光し、静電潜像を形成する。２１５は現像器で黒色の現像剤（トナー）が収容されている。２１９は転写前帯電器であり、感光ドラム２１０上に現像されたトナー像を用紙に転写する前に高圧をかける。２２０、２２２、２２４は給紙ユニットであり、各給紙ローラ２２１、２２３、２２５の駆動により、転写用紙が装置内へ給送され、レジストローラ２２６の配設位置で一旦停止し、感光ドラム２１０に形成された画像との書き出しタイミングがとられ再給送される。２２７は転写帯電器であり、感光ドラム２１０に現像されたトナー像を給送される転写用紙に転写する。２２８は分離帯電器であり、転写動作の終了した転写用紙を感光ドラム２１０より分離する。転写されずに感光ドラム２１０上に積ったトナーはクリーナー２１１によって回収される。２２９は搬送ベルトで、転写プロセスの終了した転写用紙を定着器１３０に搬送し、例えば熱により定着される。２３１はフラッパであり、定着プロセスの終了した転写用紙の搬送パスを切換え、コピー終了して機外に排紙するか、または中間トレイ２３７の配置方向のいずれかに制御する。２３３〜２３６は給送ローラであり、一度定着プロセスの終了した転写用紙を中間トレイ２３７に反転（多重）または非反転（両面）して給送する。２３８は再給送ローラであり、中間トレイ２３７に載置された転写用紙を再度、レジストローラ２３６の配設位置まで搬送する。２３２はステープルソータであり、コピーされた用紙の丁合およびステーブル綴じを行う。
【００１３】
２３９のコントローラ部には後述するマイクロコンピュータ、画像処理部等を備えており、操作パネル２９０からの指示に従って、前述の画像形成動作を行う。
【００１４】
［コントローラ部詳細説明］
図３は本発明の画像形成装置におけるコントローラ部２３９のブロック図である。
【００１５】
３０１は画像処理装置全体の制御を行うＣＰＵであり、装置本体の制御手順（制御プログラム）を記憶した読み取り専用メモリ３０３（ＲＯＭ）からプログラムを順次読み取り、実行する。ＣＰＵ３０１からはＣＰＵバス３０２を介して、各負荷に接続されている。また、３０４は入力データの記憶や作業用記憶領域等として用いる主記憶装置であるところのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）である。３０６はＩ／Ｏインターフェースであり、操作者がキー入力を行い、装置の状態等を液晶、ＬＥＤを用いて表示する３１６の操作パネルや給紙系、搬送系、光学系の駆動を行うモーター類３０７、クラッチ類３０８、ソレノイド類３０９、また、搬送される用紙を検知するための紙検知センサ類３１０等の装置の各負荷に接続される。（さらに、現像器２１５には現像器内のトナー量を検知する３１１のトナー残検センサが配置されており、その出力信号がＩ／Ｏポート３０６に入力される。）３１５は高圧ユニットであり、ＣＰＵの指示に従って、前述の帯電器、現像器、転写前帯電器、転写帯電器、分離帯電器へ高圧を出力する。
【００１６】
３０６は画像処理部であり、ＣＣＤユニット２０６から出力された画像信号が入力され、後述する画像処理を行い、画像データに従って２１４のレーザーユニットの制御信号を出力する。レーザーユニット２１４から出力されるレーザー光は感光ドラム２１０を照射する。
【００１７】
［画像処理部］
図１は、本発明の画像処理部のブロック図である。同図において、１０１は変倍率入力部、１０２はアドレス演算処理部、１０３は位相情報変更処理部、１０４は係数演算処理部、１０５は画像記憶部、１０６はデジタルフィルタ処理部である。
【００１８】
該画像処理部の機能は、画像の変倍処理であり、元画像を変倍率に応じて、変倍画像を出力する。本実施形態の榎写機においては、出力される画像は、画像記憶部１０５に一時記憶されるように構成される。これは、ＲＡＭでもハードディスクでもよい。また、処理する画像の全領域がスプールされるように構成してもよいし、画像の１部がスプールされるように構成されてもよい。以下動作を説明する。
【００１９】
変倍率入力部１０１から変倍率が入力される。
【００２０】
位相情報変更手投１０３は、該変倍率を受け取り、変倍率に応じて位相情報制御パラメータを出力し、また、変倍率に応じて初期位相パラメータをアドレス演算処理部に出力する。
【００２１】
アドレス演算処理部１０２は、該変倍率と初期位相パラメータを受け取り、出力画像の画素位置を１画素毎に移動させてアドレス演算をする。具体的には、出力画像上の注目画素が元画像上のどの画素位置にあたるかを該変倍率から演算し、位相情報を係数演算処理部１０４に、元画像の画素位置情報をフィルタ処理部に出力する。
【００２２】
係数演算処理部１０４は、位相情報と位相情報制御パラメータを入力し、注目画素の近傍に位置する元画像８×８画素それぞれと注目画素との距離を計算し、距離と位相情報制御パラメータに応じて、フィルタに用いるためのフィルタ係数を演算する。その後フィルタ処理部１０６に各画素の係数をセットする。
【００２３】
画像記憶部１０５は、外部（自機リーダを含む）から入力した元画像を記憶する。
【００２４】
フィルタ処理部１０６は、アドレス演算処理部からの画素位置情報をもとに、処理される元画像の８×８画素のデータを画像記憶部から取り出して、該フィルタ係数をもとに畳み込み演算を行い、多値画像データを出力する。
【００２５】
図５に上記フィルタ処理部１０６の構成例を示す。
【００２６】
同図において、１はラインメモリであり、８ビットの入力画像データを主走査８ライン分記憶する容量を有する。２、４は副走査及び主走査畳み込み演算回路、３はシフトレジスタ、６は２入力セレクタ、７は端部代替値を格納するためのレジスタ。５はタイミング制御回路で、基本クロック“Ｃｌｏｃｋ”、垂直（副走査）同期信号“ｎＩＶＳｙｎｃ”、垂直イネーブル信号“ｎＩＨＥｎａｂｌｅ”、水平（主走査）同期信号“ｎＩＨＳｙｎｃ”、水平イネーブル信号“ｎＩＨＥｎａｂｌｅ”に基づき、ラインメモリ１の書き込み読み出し制御や、セレクタ６、シフトレジスタ３の制御を行うと共に、処理による信号の遅れを付加した垂直、水平同期信号“ｎＯＶＳｙｎｃ”、“ｎＯＨＳｙｎｃ”、及びイネーブル信号“ｎＯＶＥｎａｂｌｅ”、“ｎＯＨＥｎａｂｌｅ”を出力する。
【００２７】
以下、フィルタ処理部１０６の動作を説明する。
【００２８】
まず、ページ印刷の始めにＣＰＵ（図示せず）は端部代替値レジスタ７に有効画像領域の先端、後端、左端、及び右端より外部の非画像領域にそれぞれ対応する代替画像データＫｔ、Ｋｂ、Ｋｌ、Ｋｒをセットする。これは例えば、有効画像の端部が白ならば自データ“００Ｈ”、黒ならば黒データ“ＦＦＨ”をセットするようにすれば正確な処理を行うことができる。また、画像を自動的に判別してそれぞれの端において近似色をセットする構成も可能である。有効画像領域と端部代替値のイメージ図を図６に示す。
【００２９】
次に周囲の画像を参照するためにラインメモリ１に画像データＤａｔａを順次入力する。このラインメモリは入力データを１ライン毎にシフトしながら入出力を繰り返し、主走査８ライン分のデータを同時に出力するように構成したものである。以下動作を説明する。
【００３０】
第１ライン目、第１ドット日のＤａｔａ信号は、ラインメモリ１の第１ラインＬＭ＿０の最初のアドレスに書き込まれる。続いてタイミング制御回路５はラインメモリ１のアドレスをインクリメントし、第２ドット日のＤａｔａ信号をＬＭ＿０に書き込む。このようにして第１ライン目のＤａｔａ信号は順次ＬＭ＿０に格納されていく。第１ライン目のＤａｔａ信号の書き込みが完了すると、次の主走査においては、第２ライン目のＤａｔａ信号の入力に先んじて、ＬＭ＿０に格納されていた第１ライン目の同じ位置のＤａｔａ信号が読み出され、それぞれ副走査畳み込み演算回路２の第１入力Ｐ０及び第２入力Ｐｌに入力される。その後、入力した第２ライン目のＤａｔａ信号はＬＭ＿０に、またＬＭ＿０より前記読み出された信号は次ラインＬＭ＿１の同じアドレスに書き込まれる。以上のあるアドレスからの１ライン前のデータの読み出しと同アドレスへの新しいデータの書き込み動作はＣｌｏｃｋ信号の１周期の間に行われる。このように各ライン毎に入力するＤａｔａ信号はＬＭ＿０→ＬＭ−１→…→ＬＭ＿７とシフトしながら書き込みと読み出しが行なわれていく。従って、各ラインメモリＬＭ＿０〜ＬＭ＿７には連続する８ライン分のＤａｔａ信号が格納されていることになる。上記ラインメモリには例えばスタティツクＲＡＭを使用することができる。
【００３１】
この時、最初の４ラインはセレタタ６で端部設定レジスタ７に設定されている先端代替値Ｋｔを選択し、ラインメモリ１の最初のラインＬＭ＿０の全てのアドレスにＫｔを書き込む。この動作を繰り返しながら前期代替値Ｋｔを４ライン分書き込んだ後はセレクタ６で入力画像データＩＤａｔａ側を選択、主走査ライン毎にｌｉｎｅ＿１、ｌｉｎｅ＿２、…、ｌｉｎｅ＿ｎの順に全ての有効画像データを入力した後、再びセレクタ６で後端代替値Ｋｂを選択、先端と同様に４ライン分の書き込みを行う。一方、主走査方向では、有効画像データとなるｌｉｎｅ−１〜ｌｉｎｅ＿ｎで有効データＤ（１）、Ｄ（２）、…、Ｄ（ｎ）以前の４Ｃｌｏｃｋ間は左端代替値Ｋｌ、前記有効データが終わった後の４Ｃｌｏｃｋ間は右端代替値Ｋｒを毎ライン書き込みを行う。
【００３２】
次に周囲の画像を参照するためにラインメモリ１に画像データＤａｔａを順次入力する。
このラインメモリは入力データを１ライン毎にシフトしながら入出力を繰り返し、主走査８ライン分のデータを同時に出力するように構成したものである。以下動作を説明する。
【００３３】
第１ライン目、第１ドット日のＤａｔａ信号は、ラインメモリ１の第１ラインＬＭ＿０の最初のアドレスに書き込まれる。続いてタイミング制御回路５はラインメモリ１のアドレスをインクリメントし、第２ドット日のＤａｔａ信号をＬＭ＿０に書き込む。このようにして第１ライン目のＤａｔａ信号は順次ＬＭ＿０に格納されていく。第１ライン目のＤａｔａ信号の書き込みが完了すると、次の主走査においては、第２ライン目のＤａｔａ信号の入力に先んじて、ＬＭ＿０に格納されていた第１ライン目の同じ位置のＤａｔａ信号が読み出され、それぞれ副走査畳み込み演算回路２の第１入力Ｐ　Ｏ及び第２入力Ｐｌに入力される。その後、入力した第２ライン目のＤａｔａ信号はＬＭ−０に、またＬＭ＿０より前記読み出された信号は次ラインＬＭ＿１の同じアドレスに書き込まれる。以上のあるアドレスからの１ライン前のデータの読み出しと同アドレスへの新しいデータの書き込み動作はＣｌｏｃｋ信号の１周期の間に行われる。このように各ライン毎に入力するＤａｔａ信号はＬＭ＿０→ＬＭ＿１→…→ＬＭ＿７とシフトしながら書き込みと読み出しが行なわれていく。従って、各ラインメモリＬＭ＿０〜ＬＭ＿７には連続する８ライン分のＤａｔａ信号が格納されていることになる。上記ラインメモリには例えばスタティックＲＡＭを使用することができる。
【００３４】
この時、最初の４ラインはセレタタ６で端部設定レジスタ７に設定されている先端代替値Ｋｔを選択し、ラインメモリ１の最初のラインＬＭ＿０の全てのアドレスにＫｔを書き込む。この動作を繰り返しながら前期代替値Ｋｔを４ライン分書き込んだ後はセレクタ６で入力画像データＩＤａｔａ側を選択、主走査ライン毎にｌｉｎｅ＿１、ｌｉｎｅ＿２、…、ｌｉｎｅ＿ｎの順に全ての有効画像データを入力した後、再びセレクタ６で後端代替値Ｋｂを選択、先端と同様に４ライン分の書き込みを行う。一方、主走査方向では、有効画像データとなるｌｉｎｅ＿１〜ｌｉｎｅ＿ｎで有効データＤ（１）、Ｄ（２）、…、Ｄ（ｎ）以前の４Ｃｌｏｃｋ間は左端代替値Ｋｌ、前記有効データが終わった後の４Ｃｌｏｃｋ間は右端代替値Ｋｒを毎ライン書き込みを行う。
【００３５】
このように本来の有効画像領域の外側に予め所定の代替値を設定することにより、参照画素が有効画像萌域からはみ出してしまう画像の端部においてもより正確なフィルタ処理を行うことができる。
【００３６】
以上説明したデータの流れのタイミングを図８（副走査方向）、及びｃ（主走査方向）に示す。同図において、Ｒはその期間での読み出し動作を、Ｗはその期間での書き込み動作を表わしている（Ｒ、Ｗに続く数字が読み出しや書き込みを行うラインまたはドットの番号を表わす）。
【００３７】
以上のようにして連続する８ライン分の画像データがラインメモリ１より順次出力され、副走査畳み込み演算回路２に入力される。ここではこれら８つの入力データと前記係数演算処理部からの副走査演算係数に基づいて畳み込み演算処理が行われる。この演算の結果はシフトレジスタ３でＣｌｏｃｋ周期毎にシフトされ、主走査方向に連続する８つの演算結果が主走査畳み込み演算回路４で同様に畳み込み演算処理が行われる。この演算の結果が８×８のフィルタ処理の結果となり、０Ｄａｔａとして出力される。
【００３８】
そしてこの０Ｄａｔａを画像信号として、半導体レーザを駆動し前述の画像形成動作が行われる。
【００３９】
なお、本実施形態では、フィルタ処理を行った画像データに基づいて直ちに印字を行う例を説明したが、例えばフィルタ処理後のデータ０Ｄａｔａを再度画像記憶部に記憶し、他の機器に向けて送出することも可能である。
【００４０】
また、上記ではフィルタのサイズを８×８として説明したが、サイズは主走査、副走査で違ってもよいし、サイズも８に限るものではなく任意に設定することが可能である。
【００４１】
更に、本実施形態では変倍のフィルタ処理について説明したが、本発明はこれに限らず注目画素の周囲を参照して注目画素の値を変更する画像処理ならば全て適用可能である。具体的には例えば複写機やプリンタにおいて広く実用化されているエッジスムージング処理等がある。
【００４２】
（第２の実施形態）
図１０に本発明第２の実施形態のフィルタ処理部のブロック図を示す。
【００４３】
同図において、前記図５と同じ機能を有する部分については同じ番号を付し、説明は省略する。
【００４４】
前記端部代替値が先端、後端、左端、右端で同じ値で構わないとき、本実施形態の方式を採用できる。
【００４５】
以下動作を説明する。
【００４６】
前記第一実施形態同様、ページ印刷の始めにＣＰＵ（図示せず）は端部代替値レジスタ７に非画像領域に対応する代替画像データＫをセットする。
【００４７】
次にセレクタ群８でラインメモリＬＭ＿０〜ＬＭ＿７の入力として前記代替値Ｋを選択して１ライン分全てのアドレスに値Ｋを書き込む。
【００４８】
その後、セレタタ８を切り替えることにより第１実施形態で説明したラインシフトの動作を行う。この時、入力画像データＩＤａｔａを書き込むアドレスとして始めから５番目以降に設定しておくことにより、左端及び右端は常に予め書き込んだ値Ｋが読み出されることになる。
【００４９】
最後の有効画像ラインデータ入力後はＫの値を４ライン分連続して書き込むのは第１実施形態と同様である。
【００５０】
本実施形態ではより簡潔な方法で本発明を実現可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、注目画素の周囲を参照して注目画素の値を変更する画像処理において、本来の有効画像額域の外側に予め所定の代替値を設定することにより、参照画素が有効画像領域からはみ出してしまう画像の端部においてもより正確な画像処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像処理部のブロック図である。
【図２】実施形態で用いた複写機を説明する図である。
【図３】実施形態で用いた複写機のコントローラを説明する図である。
【図４】有効画像領域と参照画素の関係を説明する図である。
【図５】第１実施形態のフィルタ処理部のブロック図である。
【図６】有効画像領域と端部代替値のイメージ図である。
【図７】実施形態１におけるデータの流れのタイミング図である。
【図８】実施形態１におけるデータの流れのタイミング図である。
【図９】実施形態１におけるデータの流れのタイミング図である。
【図１０】第２実施形態のフィルタ処理部のブロック図である。

Claims

注目画素及びその周囲の画素を参照して所定の処理を行うことで注目画素の値を変更する画像処理の方法及び装置であって、本来の有効画像領域の外側に予め所定の代替値を設定する代替値設定手段を有することを特徴とする画像処理の方法及び装置。
請求項１において、代替値設定手段は、前記注目画素が前記有効画像領域の端部であるとき、前記参照のための参照領域を包含する範囲に対して前記代替値を設定することを特徴とする画像処理の方法及び装置。
請求項１において、代替値設定手段は、画像毎に設定値を変更可能に構成することを特徴とする画像処理の方法及び装置。
請求項１において、代替値設定手段は、前記有効画像領域の上部、下部、左部及び右部に対してそれぞれ独立して設定可能に構成することを特徴とする画像処理の方法及び装置。
請求項１において、画像処理は画像の変倍処理であることを特徴とする画像処理の方法及び装置。
請求項１において、画像処理は画像のスムージング処理であることを特徴とする画像処理装置の方法及び装置。
画像データ入力手段と、該画像データに基づいて記録媒体上に記録を行う記録手段を有する画像記録装置に内蔵する画像処理装置であって、前記画像データに基づいて注目画素及びその周囲の画素を参照して所定の処理を行い注目画素の値を変更する画像データ変更手段と、本来の有効画像領域の外側に予め所定の代替値を設定する代替値設定手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
請求項７において、代替値設定手段は、前記注目画素が前記有効画像領域の端部であるとき、前記参照のための参照領域を包含する範囲に対して前記代替値を設定することを特徴とする画像処理装置。
請求項７において、代替値設定手段は、画像毎に設定値を変更可能に構成することを特徴とする画像処理装置。
請求項７において、代替値設定手段は、前記有効画像領域の上部、下部、左部及び右部に対してそれぞれ独立して設定可能に構成することを特徴とする画像処理装置。
請求項７において、画像データ変更手段は画像の変倍処理であることを特徴とする画像処理装置。
請求項７において、画像データ変更手段は画像のスムージング処理であることを特徴とする画像処理装置。