JP2004112534A - 画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力された画像の注目画素が細線化対象であるか判断し(ステップS11)、細線化対象である場合には(ステップS11:Yes)、注目画素が文字部であるか判断し(ステップS12)、文字部である場合には(ステップS12:Yes)、細線化する処理を施し(ステップS13)、文字部でない場合には(ステップS12:No)、細線化を弱めた処理を施す(ステップS14)。これにより、文字部には細線化処理を行って線の太りを防止し尖鋭性のある再現が行え、絵柄部には細線化処理を弱く作用させて階調の連続性や粒状性を向上できる。
【選択図】 図7
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、デジタル複写機等に用いられ、入力された画像に対し画像処理を行う画像処理方法に関し、特に、画像に含まれる黒画像を細線化や孤立点ノイズの除去を行い画像品質の向上を図った画像処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
画像処理方法の1つとして、画像に含まれる黒画像を細線化する画像処理方法がある。この細線化により文字部では太りを防止して尖鋭性の再現が可能となり、絵柄部(網点部)では階調性や粒状性の劣化を防止できるようになる。従来、黒画像を細線化する技術としては、ある所定のパターンとマッチングする場合に画素濃度を小さくしたり、画素を削除するものがある(例えば、特許文献1,2,3参照。)。また、上記パターンマッチングを行わずに主走査と副走査の細線化処理を行うものがある(例えば、特許文献4参照。)。
【0003】
次に、他の画像処理方法として、画像に含まれる孤立点除去に関するものがある。この孤立点除去は、ある所定のパターンとマッチングする場合に注目画素を削除する技術がある(例えば、特許文献5参照。)。また、パターンマッチングを行わずに孤立点除去処理を行うものがある(例えば、特許文献6,7参照。)。これらは、注目画素周辺の画素の濃度を利用して、濃度の平均値を用いたり、判定のしきい値を複数有して孤立点ノイズの除去を行うものである。さらに、画像のエッジ量と地肌部検出結果により文字部と絵柄部に分離し、文字部かつ孤立点として検出された画素を孤立点として処理を行うものがある(例えば、特許文献8参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開平7−262369号公報
【特許文献2】
特開2000−085181号公報
【特許文献3】
特開2000−103117号公報
【特許文献4】
特開平8−065520号公報
【特許文献5】
特開平5−110843号公報
【特許文献6】
特開平8−163356号公報
【特許文献7】
特開平5−344334号公報
【特許文献8】
特開平9−247461号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1,2,3に開示されたものは、パターンマッチングのためのパターンを記憶するメモリー素子の増加やマッチング処理時間の増加があり装置が高価なものとなったり、生産性が劣るという問題点があった。
【0006】
また、特許文献4に開示された技術では文字部(線画部)と絵柄部(網点部)の区別を行わずに原稿全体に一様に細線化処理を施すため、文字部では太りを防止し尖鋭性のある再現が可能であるが、絵柄部では網点を構成する画素が細線化されるため、階調の連続性や粒状性が劣化する問題点があった。
【0007】
次に、孤立点の除去に関し特許文献5に記載された技術でも、パターンマッチングのためのパターンを記憶するメモリー素子の増加やマッチング処理時間の増加が生じて装置が高価なものとなり、生産性が劣るという問題点があった。
【0008】
また、特許文献6,7に記載の技術では、文字部と絵柄部に関する判別が行えない欠点があった。また、特許文献8に記載された技術では、エッジ量を算出し1つのしきい値により2つの画像種類(文字部(線画部)と絵柄部(網点部))しか有しておらず、誤判定、誤除去を完全に行えるものではなかった。
【0009】
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、文字部では線の太りを防止し網点部では階調性や粒状性の劣化を防止でき、孤立点ノイズを精度よく除去でき、画像品質の向上を図ることができる画像処理方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項1の発明にかかる画像処理方法は、入力された画像の注目画素と周辺画素をそれぞれ検出し、該画像の種類が文書画像であるか、あるいは網点画像であるかを判定する判定工程と、前記判定工程の判定結果に応じて前記注目画素を細線化する処理工程とを含むことを特徴とする。
【0011】
また、請求項2の発明にかかる画像処理方法は、請求項1に記載の発明において、前記判定工程は、前記画像の注目画素を中心とする複数方向のエッジ量に基づき前記画像の種類を判定することを特徴とする。
【0012】
また、請求項3の発明にかかる画像処理方法は、請求項1または2に記載の発明において、前記処理工程は、前記判定工程の判定結果が前記文書画像である場合には前記細線化を行い、前記判定結果が網点画像である場合には前記細線化を行わないことを特徴とする。
【0013】
また、請求項4の発明にかかる画像処理方法は、請求項1または2に記載の発明において、前記処理工程は、前記判定工程の判定結果が前記文書画像である場合には前記細線化を行い、前記判定結果が網点画像である場合には前記細線化の効果を弱めることを特徴とする。
【0014】
また、請求項5の発明にかかる画像処理方法は、入力された画像の注目画素と周辺画素をそれぞれ検出し、該画像の種類が文書画像であるか、あるいは網点画像であるかを判定する判定工程と、前記画像の注目画素と周辺画素をそれぞれ検出し、前記画像に含まれる孤立点ノイズを検出する孤立点検出工程と、前記判定工程の判定結果と、前記孤立点検出工程の検出結果に基づき、前記画像に含まれる孤立点ノイズを除去する除去工程とを含むことを特徴とする。
【0015】
また、請求項6の発明にかかる画像処理方法は、請求項5に記載の発明において、前記判定工程は、前記画像の注目画素を中心とする複数方向のエッジ量に基づき前記画像の種類を判定することを特徴とする。
【0016】
また、請求項7の発明にかかる画像処理方法は、請求項5または6に記載の発明において、前記処理工程は、前記判定工程により判定された画像種類別に孤立点の除去能力を変更することを特徴とする。
【0017】
また、請求項8の発明にかかる画像処理方法は、請求項6に記載の発明において、前記処理工程は、前記エッジ量別に孤立点の除去能力を変更することを特徴とする。
【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方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。図1は、本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。図にはデジタル複合機(MFP)の構成を示した。
【0019】
原稿を光学的に読み取る読み取りユニット1は、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(本実施の形態ではCCDを例とする)は、センサーボードユニット(SBU)2に搭載され、CCDに於いて電気信号に変換された画像信号はデジタル信号に変換された後、センサーボードユニット2から出力される。
【0020】
センサーボードユニット2から出力される画像信号は、デジタル信号とバスとのインターフェースを一括管理し、またデジタル信号の処理を分担する画像データ制御部3に入力される。機能デバイス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3が全て制御する。画像データ制御部3は、画像データに関し、センサーボードユニット2,パラレルバス4,デジタル変換された画像信号に対し画像処理を行うプログラマブルな演算処理手段(以下、画像処理プロセッサー5と称す)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ー6,画像データに対するプロセスコントローラー7間の通信を行う。
【0021】
センサーボードユニット2からの画像信号は、画像データ制御部3を経由して画像処理プロセッサー5に転送され、光学系およびデジタル信号への量子化に伴う信号劣化(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3へ出力される。
【0022】
次に、メモリー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。画像処理プロセッサー5から画像データ制御部3へ転送されたデータは、画像データ制御部3からパラレルバス4を経由して画像メモリーアクセス制御部8に送られる。ここではシステムコントローラー6の制御に基づき、画像データとメモリーモジュール9のアクセス制御,外部PC(パソコン)10のプリント用データの展開,メモリー有効活用のための画像データの圧縮/伸張を行う。
【0023】
画像メモリーアクセス制御部8へ送られたデータは、データ圧縮後にメモリーモジュール9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画像メモリーアクセス制御部8からパラレルバス4経由で画像データ制御部3へ戻される。
【0024】
画像データ制御部3から画像処理プロセッサー5への転送後は、画質処理およびビデオデータ制御部11でのパルス制御を行い、作像ユニット12に於いて転写紙上に再生画像を形成する。画像データの流れに於いて、パラレルバス4および画像データ制御部3でのバス制御により、MFPの機能を実現する。
【0025】
FAX送信機能は、読み取り画像データを画像処理プロセッサー5にて画像処理を実施し、画像データ制御部3およびパラレルバス4を経由してファクシミリ制御ユニット13へ転送する。ファクシミリ制御ユニット13にて通信網へのデータ変換を行い、公衆回線14へFAXデータとして送信する。
【0026】
FAX受信は、公衆回線14からの回線データをファクシミリ制御ユニット13にて画像データへ変換し、パラレルバス4および画像データ制御部3を経由して画像処理プロセッサー5へ転送される。この場合、特別な画質処理は行わず、ビデオデータ制御部11においてドット再配置およびパルス制御を行い、作像ユニット12に於いて転写紙上に再生画像を形成する。
【0027】
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於いて、読み取りユニット1、作像ユニット12およびパラレルバス4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6およびプロセスコントローラー7にて制御する。プロセスコントローラー7は画像データの流れを制御し、システムコントローラー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。MFPの機能選択は、操作パネル15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。
【0028】
システムコントローラー6とプロセスコントローラー7は、パラレルバス4,画像データ制御部3およびシリアルバス16を介して相互に通信を行う。画像データ制御部3内に於いてパラレルバス4とシリアルバス16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。
【0029】
(実施の形態1)
本実施の形態1における細線化処理の工程とエッジ量検出の工程は、画像処理プロセッサー5が実行する。以下、これらの処理について説明する。
【0030】
図2は、細線化の処理工程を説明するための図である。(a)に示すように、DO画素を中心として前後左右の画素がそれぞれDup,Ddw,Dlt,Drtであるとする。そして(b)に示すように、DO画素については、左右の画素Dlt,Drtの濃度に基づき、
【0031】
Dlt>しきい値上限
Drt<しきい値下限
が成り立つ場合は、DO画素濃度を図3に示す条件(補正式)に基づき濃度値を下げる方向に補正する。
【0032】
図3は、細線化を行う際の内容を説明するための図表である。(a)は主走査方向,(b)は副走査方向の細線化が図表化されている。各図表には、処理レベル(1,2)と、各処理レベル別の検出条件および補正式を記載した。補正式にあるように、細線化1の処理レベルでは0.75倍の細線化を行い、細線化2の処理レベルでは0.5倍の細線化を行う。この結果細線化が実現される。
【0033】
検出条件にあるように、細線化対象のエッジは、sfmuth,sfmdth(主走査)、sfsuth,sfsdth(副走査)としてプログラマブルに設定されたしきい値により検出される。
【0034】
図4は、エッジ量検出にかかる構成を示すブロック図である。図3の検出条件により検出された細線化候補の画素は、次にエッジ量検出手段20のエッジ量検出工程によってエッジ量が求められる。エッジ量は、縦,横,斜めの合計4方向の1次微分フィルタ21a〜21dによりエッジ量が求められる。1次微分フィルタ21a〜21dの出力はそれぞれ絶対値化部22で絶対値化された後、最大値検出部23で4方向のうち最大値Eが検出され、この後ビットシフト部24で所定ビット(8ビット,256階調)化して出力される。
【0035】
図5は、フィルタ係数を示す図である。(a)〜(d)には、それぞれ縦,横,斜め2方向のエッジに関するフィルタ係数が示されている。エッジ量をプログラマブルに設定されるしきい値と比較し、しきい値より大きい場合は文字部、小さい場合は網点部(絵柄部)と判定される。
【0036】
図6は、細線化対象の判別処理を示すフローチャートである。上記エッジ量の判定において網点部(絵柄部)と判定された画素には細線化対象となった画素であっても細線化を行わない。
【0037】
まず、注目画素が細線化対象であるか判断し(ステップS1)、細線化対象である場合のみ(ステップS1:Yes)、次に進み、非対象の場合(ステップS1:No)、終了する。次に、注目画素が文字部であるか判断し(ステップS2)、文字部でない(網点部)場合(ステップS2:No)、終了する。文字部の場合には(ステップS2:Yes)、細線化処理を実行する(ステップS3)。
【0038】
図7は、細線化処理時における処理レベルの判別処理を示すフローチャートである。上記エッジ量の判定において文字部と判定された画素には細線化対象となった画素であれば例えば細線化2の処理を施し、網点部(絵柄部)と判定された画素には細線化対象となった画素であれば例えば細線化1(細線化2よりも効果が弱い)の処理を施す。
【0039】
まず、注目画素が細線化対象であるか判断し(ステップS11)、細線化対象である場合のみ(ステップS11:Yes)、次に進み、非対象の場合(ステップS11:No)、終了する。次に、注目画素が文字部であるか判断し(ステップS12)、文字部である場合には(ステップS12:Yes)、細線化2の処理(図3参照)を施し(ステップS13)、文字部でない場合には(ステップS12:No)、細線化1の処理(図3参照)を施す(ステップS14)。
【0040】
以上説明した実施の形態1によれば、文字部に対する細線化処理を行って太りを防止し尖鋭性のある再現が可能となり、絵柄部については細線化処理を行わないか、あるいは弱く作用させることができるため、階調の連続性や粒状性を向上でき、これらを簡単な処理で実行できるようになる。
【0041】
(実施の形態2)
本実施の形態2における孤立点の検出、除去工程とエッジ量検出の工程は、画像処理プロセッサー5が実行する。以下、これらの処理について説明する。図8は、孤立点検出の処理を説明するための図である。図示のように、注目画素Cの周辺に黒画素が存在しない場合、注目画素Cは孤立点であると判定する。
【0042】
図示の例では、注目画素Cの全周囲に対して1画素分の非検出画素を設けて周辺画素を検出し、また、注目画素の左右方向については所定画素列分の検出を行っている。孤立点検出のアルゴリズムは、以下に示すマトリクス内で、注目画素Cを判定する際にA1〜A36までの周辺画素の黒レベル値を用いて以下のように行う。
【0043】
(A1<しきい値1)AND(A2<しきい値1)AND(A3<しきい値1)AND・・・(A10<しきい値1)AND(A27<しきい値1)AND(A28<しきい値1)AND(A29<しきい値1)AND・・・(A36<しきい値1)
【0044】
かつ、(A11<しきい値2)AND(A12<しきい値2)AND(A13<しきい値2)AND・・・(A25<しきい値2)
【0045】
ならばCは孤立点である。なお、しきい値1、しきい値2は同じ値であってもよい。
【0046】
また、図8の検出工程により検出された孤立点除去候補の画素は、前述した図4に示すエッジ量検出手段20によって縦、横、斜めの計4方向の1次微分フィルタ21によりエッジ量が求められ、最大値Eが出力される。また、フィルタ係数は前述した図5記載のものと同様であり、これらの説明は省略する。
【0047】
図9は、検出されたエッジ量の膨張にかかる処理を示すブロック図である。上記処理により検出されたエッジ量Eは、膨張処理部30の4値化部31によりしきい値th0,th1,th2を用いて4値化し、2ビットの信号を作成する。この後、膨張部32で膨張処理を行う。
【0048】
4値化部31に設定されるしきい値th0,th1,th2は、プログラムにより設定されるデータであり以下の関係を有する。
【0049】
255≧th0>th1>th2≧0
【0050】
しきい値th0〜255の範囲のエッジ量をもつ画素には、2ビットの「11」(以下E3)、
しきい値th1〜th0の範囲のエッジ量をもつ画素には、2ビットの「10」(以下E2)、
しきい値th2〜th1の範囲のエッジ量をもつ画素には、2ビットの「01」(以下E1)、
しきい値0〜th1の範囲のエッジ量をもつ画素には、2ビットの「00」(以下E0)の信号を作成する。
【0051】
膨張部32は、上記2ビットの信号に対し、N*M画素(主走査N、副走査M)の中の膨張を行う。この処理は、N*M画素の中央画素のエッジ量をN*Mマトリクス内の最大のエッジ量で置き換えるものである。本実施の形態では例えば、7×5の膨張を行う。
【0052】
孤立点、文字などは、絵柄部や網点部に比較して注目画素の周囲に画素が存在する確率が低いため、総じてエッジ量が大きくなる。そのため孤立点や文字部などがE3、E2になるようにしきい値th2,th1を選ぶことが好ましい。絵柄部や網点部に関しては、E1になるようにしきい値th0を選ぶことが好ましい。
【0053】
図10は、孤立点除去の判別処理の一例を示すフローチャートである。前記エッジ量のE3は孤立点である確率が高いため、図8に示した孤立点検出のためのしきい値(A1〜A36)を大きく設定し、孤立点の検出および除去能力を高めておく。また、前記エッジ量のE1は、絵柄、網点部の確率が高いため、孤立点除去を行わないかまたは図8の孤立点検出のためのしきい値(A1〜A36)を小さく設定し、孤立点検出、除去能力を弱めておく。前記エッジ量のE2の部分は、文字部である確率が高いため、前記E3とE1部分の中間程度に孤立点検出および除去能力を設定しておくことが好ましい。
【0054】
まず、注目画素が孤立点除去対象であるか判断する(ステップS21)。非除去対象であれば(ステップS21:No)、終了する。除去対象であれば(ステップS21:Yes)、注目画素のエッジ量を検出する(ステップS22)。エッジ量がE0であれば、孤立点除去を行わない(OFF,ステップS23)。エッジ量がE1であれば、孤立点除去を弱める(しきい値を小さく設定する,ステップS24)。エッジ量がE2であれば、孤立点除去を中間値にする(E3とE1の中間程度の設定,ステップS25)。エッジ量がE3であれば、孤立点除去を強める(しきい値を大きく設定する,ステップS26)。
【0055】
以上のように実施の形態2によれば、簡単な方法で孤立点、文字部、絵柄部等の判定が可能になり、孤立点の誤除去を防止できるようになる。
【0056】
なお、本実施の形態で説明した細線化および孤立点の除去に関する方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、CD−ROM、MO、DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。
【0057】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、画像の文字部に対しては細線化を行い線の太りを防止して尖鋭性のある再現が可能となる。同時に、絵柄部に対しては細線化処理を行わないか、または弱く作用させることができるようになり、階調の連続性や粒状性の向上が図れるという効果を奏する。
【0058】
また、文字部と絵柄部の判定を行い、孤立点ノイズを精度よく除去できるため、孤立点の誤除去を防止可能となる。上記処理は画像種別の判定に基づき簡単な処理で行えるようになる。これらにより、画像処理時の品質向上を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本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】細線化の処理工程を説明するための図である。
【図3】細線化を行う際の内容を説明するための図表である。
【図4】エッジ量検出にかかる構成を示すブロック図である。
【図5】フィルタ係数を示す図である。
【図6】細線化対象の判別処理を示すフローチャートである。
【図7】細線化処理時における処理レベルの判別処理を示すフローチャートである。
【図8】孤立点検出の処理を説明するための図である。
【図9】検出されたエッジ量の膨張にかかる処理を示すブロック図である。
【図10】孤立点除去の判別処理の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 読み取りユニット
2 センサーボードユニット
3 画像データ制御部
5 画像処理プロセッサー
6 システムコントローラー
7 プロセスコントローラー
8 画像メモリーアクセス制御部
9 メモリーモジュール
11 ビデオデータ制御部
12 作像ユニット
20 エッジ量検出手段
21 1次微分フィルタ
22 絶対値化部
23 最大値検出部
24 ビットシフト部
30 膨張処理部
31 4値化部
32 膨張部
Claims (8)
- 入力された画像の注目画素と周辺画素をそれぞれ検出し、該画像の種類が文書画像であるか、あるいは網点画像であるかを判定する判定工程と、
前記判定工程の判定結果に応じて前記注目画素を細線化する処理工程と、
を含むことを特徴とする画像処理方法。 - 前記判定工程は、前記画像の注目画素を中心とする複数方向のエッジ量に基づき前記画像の種類を判定することを特徴とする請求項1に記載の画像処理方法。
- 前記処理工程は、前記判定工程の判定結果が前記文書画像である場合には前記細線化を行い、前記判定結果が網点画像である場合には前記細線化を行わないことを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理方法。
- 前記処理工程は、前記判定工程の判定結果が前記文書画像である場合には前記細線化を行い、前記判定結果が網点画像である場合には前記細線化の効果を弱めることを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理方法。
- 入力された画像の注目画素と周辺画素をそれぞれ検出し、該画像の種類が文書画像であるか、あるいは網点画像であるかを判定する判定工程と、
前記画像の注目画素と周辺画素をそれぞれ検出し、前記画像に含まれる孤立点ノイズを検出する孤立点検出工程と、
前記判定工程の判定結果と、前記孤立点検出工程の検出結果に基づき、前記画像に含まれる孤立点ノイズを除去する除去工程と、
を含むことを特徴とする画像処理方法。 - 前記判定工程は、前記画像の注目画素を中心とする複数方向のエッジ量に基づき前記画像の種類を判定することを特徴とする請求項5に記載の画像処理方法。
- 前記処理工程は、前記判定工程により判定された画像種類別に孤立点の除去能力を変更することを特徴とする請求項5または6に記載の画像処理方法。
- 前記処理工程は、前記エッジ量別に孤立点の除去能力を変更することを特徴とする請求項6に記載の画像処理方法。
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