JP2004229204A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モノクロ画像について、コストアップすることなく非可逆圧縮による画像劣化を低減して画質を向上させることができる画像処理装置、特にカラーＭＦＰを提供する。
【解決手段】原稿がカラーの場合には、パスＢが切替え手段により選択され、読み取りデータについて非可逆圧縮をして外部記憶装置に蓄積される。この蓄積画像データを印刷する場合には、あらかじめ画像データを伸長し、画像データの各成分ごとにフィルタ処理が行われる。すなわち、後段で行うフィルタ処理手段（Ｒフィルタ演算部５１、Ｇフィルタ演算部５２およびＢフィルタ演算部５３）が選択される。原稿がモノクロの場合には、パスＡが切替え手段により選択され、前段でフィルタ処理（Ｒフィルタ演算部５１）が、後段で第２のフィルタ処理（Ｇフィルタ演算部５２）が、それぞれ行われる。
【選択図】 図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処装置に関し、詳しくは、１画素のデータが多成分で、かつ、１成分のデータが多階調である画像データを蓄積するＭＦＰ（複合型プリンタ）に関する。本発明はデジタル複写機、ファクシミリ装置、イメージスキャナ等に有効に適用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
スキャナ、複写機等の画像処理装置においては、読み取った画像を圧縮処理して一旦画像メモリに蓄積し、その後、画像メモリから圧縮データを読み出して伸長して、記録出力に供したり、コンピュータ等の外部装置に出力したりする。
【０００３】
ところで、画像データにおけるデータ圧縮は、圧縮伸長の前後で同一の画像データになる可逆圧縮と、同一にならない非可逆圧縮とに分けることができる。一方、ディジタルデータを扱う画像処理においては、フィルタ処理は重要な機能である。非可逆圧縮を用いた画像データの蓄積を行うＭＦＰシステムにおいては、先のフィルタ処理と圧縮の処理の順番がとても重要な要素となる。例として、８ｂｉｔ（多値）画像蓄積を行うモノクロＭＦＰシステムは、フィルタ処理と圧縮器（符号化器）、伸長器（復号化器）の位置関係によって、以下の２つのタイプに分けることができる。
【０００４】
（１）図９に示すように、読取装置で読み取ったデータに対してフィルタ処理を行い、その８ｂｉｔデータを蓄積し、その後、蓄積データを伸長した８ｂｉｔデータに対して階調変換処理（誤差拡散処理）を行いプリントするもの。
（２）図１０に示すように、読取装置によって読み取ったデータを８ｂｉｔ蓄積し、その後、蓄積データを伸長した８ｂｉｔデータに対してフィルタ処理を行い、次に階調変換処理（誤差拡散処理）を行いプリントするもの。
【０００５】
上記圧縮伸長の部分が可逆圧縮の場合には、（１）と（２）の結果は同じになる。しかしながら、非可逆圧縮を行う場合では（１）と（２）の出力結果は同じにならない。非可逆圧縮は一部の周波数成分の損失と引き換えに、蓄積され画像データサイズを小さくしているためである。
【０００６】
以上のように非可逆圧縮による蓄積を行うシステムでは、圧縮伸長を中心として、フィルタ処理がその前段であるか、その後段であるかが、出力データの特性に大きな影響を与える重要な要素となる（以下、圧縮前のフィルタ処理を前段フィルタ処理、圧縮後のフィルタ処理を後段フィルタ処理と呼ぶことがある）。
【０００７】
非可逆圧縮を行うＭＦＰシステムには、以下のモードがある。
（Ａ）第１のモード
図１１はこのモードを示すブロック構成図、すなわち従来のプリンタγ変換処理を行うフィルタ前処理タイプ（前段フィルタ処理タイプ）の画像処理装置のブロック構成図である。一般的に、非可逆圧縮は高周波成分が損失されることが多く、たとえば、文字のエツジの鮮鋭度が下がる傾向にある。これを補正するために後段でフィルタ処理を行った場合、失われた情報に対してエッジ強調しても、文字の鮮鋭度の向上には限度が生じてしまう。このため、あらかじめ非可逆圧縮による高周波成分の損失を考慮して、強めのエッジ強調フィルタを原画像に施し、その後圧縮伸長した場合の方が、前記後段フィルタ処理よりも文字の鮮鋭度の劣化が少なくなり、画質も向上する。
【０００８】
（Ｂ）第２のモード
図１２はこのモードを示すブロック構成図すなわち、従来の適応γ変換処理を行うフィルタ後処理タイプ（後段フィルタ処理タイプ）の画像処理装置のブロック構成図である。エッジか非エッジかによって画像処理（たとえば出力の濃度を調整するためのブリンタγ変換テーブル）を切り替える処理（適応γ変換処理）を行う場合、コストダウンのため、フィルタ処理のＦｌＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−ＩＮ Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ） を使ってエッジか否かを判定する場合がある。
【０００９】
この処理を行うと文字部と絵柄部によって、使用されるγ変換テーブルが異なるので、それぞれの領域に適した濃度を得ることができ、文字・写真混在の原稿に対して画質が向上する。しかしながら、プリンタγ変換処理は印刷の濃度を調整する機能なので、８ｂｉｔ蓄積を行うシステムにおいては、あらかじめ前段で行うことができず、かならず後段で行う必要がある。上記の場合、フィルタ処理も適応γ変換処理も後段で行う方法しか選択できない。
【００１０】
図１３は前処理用とフィルタ処理部と、適応γ変換処理を行う後処理用のフィルタ処理部とを備えた、従来の画像処理装置を示すブロック構成図であり、以上のような第１のモードと第２のモードを行うシステムでは、前段と後段にフィルタ処理を行う必要があるため、それぞれのフィルタにＦｌＦＯを必要とし、コストアップとなる。
【００１１】
一方、カラーＭＦＰにおいても、上記のようにモノクロＭＦＰの場合と同様のことが言える。ただし、たとえば３刺激値で表わされるＲＧＢを、８ｂｉｔの多値カラーデータとして蓄積するカラーＭＦＰにおいては、３原色ＲＧＢそれぞれに対し、フィルタ処理を行う必要がある。モノクロＭＦＰシステムで必要なフィルタ処理を、３成分それぞれに対して用意する必要があり、ライン逐次処理によりＦｌＦＯを使用してフィルタ処理を行うシステムでは、そのために３倍のメモリ（ＦｌＦＯ）の容量が必要となる。
【００１２】
しかしながら、このようなカラーＭＦＰにおいて、１成分のデータしか処理する必要がないモノクロデータ処理を行う場合、３つのフィルタ処理部のうち、２つ分のＦｌＦＯは使用しないことになる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明者は、すでに１つのフィルタ手段を前段と後段とで使用し、文字原稿に特化した前段フィルタ処理タイプと、文字・写真混在原稿に適した後段フィルタ処理タイプを適宜に切り替えて実施することで、安価に画質を向上させることができる画像処理装置について検討出願している。
【００１４】
本発明は、従来技術の上記事情に鑑みなされたもので、その目的は、モノクロ画像について、コストアップすることなく非可逆圧縮による画像劣化を低減することができて画質を向上させることができる画像処理装置、特にカラーＭＦＰを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、１画素のデータが多成分であり、かつ、１成分のデータが多階調である画像データを蓄積するＭＦＰにおいて、多成分で構成される画像データを取り扱う場合には、前段または後段でフィルタ処理を行い、単一成分で表わされる画像データを取り扱う場合には、フィルタ処理を前段および後段で行うことを特徴とする画像処理装置である。
【００１６】
請求項２に係る発明は、前記多成分で構成される画像データが、ＲＧＢからなる有彩色データであり、前記単一成分で表わされる画像データが、無彩色データ（たとえば白黒グレースケール）であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置である。
【００１７】
請求項３に係る発明は、取り扱われる原稿がカラー原稿の場合には、後段で行う第１のフィルタ処理手段を選択し、取り扱われる原稿がモノクロ原稿の場合には、前段および後段で行う第２のフィルタ処理手段を選択するように構成するとともに、使用者が原稿の種類に応じて、前記第１、第２のフィルタ処理手段を切り替える切替え手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置である。
【００１８】
以上の構成によれば、カラーＭＦＰにおいて、モノクロ画像についてコストアップすることなく非可逆圧縮による画像劣化を低減することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に沿って詳細に説明する。図１は画像読取装置の構成図である。大きな構成としては、読取装置本体１と原稿搬送装置２と原稿読取台３が設けられており、これによってイメージスキャナを構成している。
【００２０】
上記読取装置本体１の内部には、露光走査光字系９が設けられている。この露光走査光字系は、キセノンランプや蛍光灯で構成される光源４ａおよびミラー４ｂを備えた第１の走行体４と、ミラー５ａ，５を備えた第２の走行体５と、レンズ６と、一次元の光電変換素子（ＣＣＤ）７と、第１、第２の走行体４，５を駆動するステッピングモータ８とからなる。なお、この露光走査光学系９の下方に配備された構成要素についての説明は省略する。
【００２１】
また、原稿搬送装置２には、ＡＤＦユニット（自動給紙装置）１０と、原稿台１１とが設けられ、ＡＤＦユニット１０内にはステッピングモータ１２が備えられている。さらに、原稿読取台３の上部に原稿押さえ板１４が回動自在に取り付けられており、原稿１３はその原稿押さえ板１４の下にセットされる。原稿読取台３の端部には、シェーディング補正用の白基準板１５が配備されている。
【００２２】
図２は画像読取装置の全体制御ブロツク図である。図３はブックモード時の原稿読取部の構成図、図４はＡＤＦモード時の原稿読取部の構成図である。図２に示す画像読取装置は、光源４ａ，ＣＣＤ７、ステッピングモータ８，１２、ＣＰＵ１６、光源ドライバ１７、ＣＣＤ駆動部１８、画像処理部１９、モータドライバ２０，２８、スキャンバッファ２５、Ｉ／Ｆコントローラ２６およびバッファコントローラ２７を備えている。
【００２３】
原稿読取モードとしては、図３に示すような原稿読取台３を用いて画像データの読み取りを行う上記ブックモードと、図４に示すような原稿搬送装置２を用いて画像データの読み取りを行う上記ＡＤＦモードとがある。
【００２４】
まず、図３に示すようなブックモードにおける画像データ読み取りの基本動作について説明する。原稿１３を原稿押さえ板１４下の原稿読取台３上にセットすると、ＣＰＵ１６は光源ドライバ１７を動作させて光源４ａをオンにする。次に、ＣＣＤ駆動部１８により駆動されるＣＣＤ７で白基準板１５を読み取り、画像処理部１９内のＡ／Ｄコンバータ（図示せず）でアナログデジタル変換を行い、画像データのシェーディング補正用の碁準データとして画像処理部１９内のＲＡＭ（図示せず）に記憶する。
【００２５】
ＣＰＵ１６は、モータドライバ（駆動装置）２０をドライブして、ステッピングモータ８を動作させ、これにより、第１の走行体４は原稿１３のある方向へ移動する。第１の走行体４が原稿面を一定速度で走査することにより、その原稿１３の画像データがＣＣＤ７により光電変換される。
【００２６】
図５は、図２に示す画像処理部１９の最も基本的な構成を示すブロック図である。図５に示す画像処理部１９は、アナログビデオ処理部２１、シェーディング補正処理部２２、画像データ処理部２３，２値化処理部２４を備えている。。ここで光電変換されたアナログビデオ信号ａは、アナログビデオ処理部２１でデジタル変換の処理まで行われ、ついでシェーディング補正処理部２２、画像データ処理部２３により、それぞれシェーディング補正、各種の画像データ処理が行われた後、２値画像を所望する場合は、２値化処理部２４により２値化データｂが作成される。多値データを所望する場合は、８ｂｉｔデータとして後段に送られる。その後、その２値化データあるいは多値データｂが、スキャンバッファ２５に順次記憶されていく。
【００２７】
Ｉ／Ｆコントローラ２６は、スキャンバッファ２５内のデータをホストコンピュータ（図示せず）等の装置に出力する制御を行う。バッファコントローラ２７は、スキャンバッファ２５への画像データの入出力管理を行う。
【００２８】
次に、図４に示すようなＡＤＦモードにおける画像データ読み取りの基本動作について説明する。この場合にも、まず、白基準板１５が読み込まれた後、ステッピングモータ１２をＣＰＵ１６がモータドライバ（駆動装置）２８でドライブすることにより、原稿台１１にセットされた原稿１３を、分離ローラ２９、搬送ローラ３０で搬送していき、第１の走行体４の所定の読み取り位置まで搬送する。このとき、原稿３は一定速度で搬送されていき、第１の走行体４は停止したままで、原稿面の画像データをＣＣＤ７で読み取る。
【００２９】
以下、ブックモードと同様の処理を行い、２値化あるいは多値の画像データはスキャンバッファ２５に記憶され、Ｉ／Ｆコントローラ２６を介してホストコンピュータ（図示せず）等に送られる。
【００３０】
図６は、図５に示す画像処理部１９をさらに詳細に示すブロック図である。図５に示すアナログビデオ処理部２１は、プリアンプ回路３１と、可変増幅回路３２を備えている。また、シェーディング補正処理部２２は、Ａ／Ｄコンバータ３３、黒演算回路３４、シェーディング補正演算回路３５およびラインバッファ３６を備えている。
【００３１】
光源４ａで原稿読取台３上にある原稿１３を照射した反射光を、シェーディング調整板３７を通してレンズ６によって集光し、ＣＣＤ７に結像する。なお、図６では、説明簡単化のために、反射光を折り返すためのミラーは省略している。シェーディング調整板３７は、ＣＣＤ７の中央部と端部での反射光の差を無くすための光量調整の役割を果たす。これは、シェーディング演算処理において、ＣＣＤ中央部と端部との間に反射光量の差がありすぎると、多分に歪みを含んだ演算結果しか得られないために、あらかじめ反射光量の差をなくしてから、シェーディング演算処理を行うためのものである。
【００３２】
フィルタ処理部の詳細図を図７に示す。使用者が原稿の種類をオペレーションパネルを通して選択し、これを画像処理装置に設定する。原稿の種類はカラー原稿とモノクロ原稿の２つの種類から選ぶことができる。図８のフローチャートに従って、モノクロ原稿の場合にはパスＡを選択し、原稿の種類がカラーの場合にはパスＢを選択する。この選択切替えを行うための手段は、図７に示すとおりである。また、ここではカラー画像を表わす画像データはＣＣＤから読み取られたＲＧＢの３刺激値によるものとする。
【００３３】
＜原稿がカラーの場合＞
ここで説明するシステムでは、カラーデータを取り扱うときはフィルタ処理を後段で行う。原稿がカラーの場合、上記のように図８のフローチャートに従ってパスＢが選択される。この場合、前段のＣＣＤの読み取りデータについては、あらかじめ決められたシェーディング補正や変倍処理を行い、非可逆の圧縮をして外部記憶装置に蓄積する。この蓄積された画像データを印刷する場合、外部記憶装置の画像データを伸長し、画像データの各成分ごとにフィルタ処理を行う。
すなわち図７において、後段で行うフィルタ処理手段（Ｒフィルタ演算部５１、Ｇフィルタ演算部５２およびＢフィルタ演算部５３）を選択する。また、出力装置がＣＭＹＫの表色系の１ラインごとの書き込みを行う出力装置であるならば、ＲＧＢからＣＭＹＫへ色変換するとともに、点順次の画像データを線順次の画像データに変換する。
【００３４】
＜原稿がモノクロの場合＞
取り扱われる原稿がモノクロ原稿の場合には、下記のように、前段および後段で行う第２のフィルタ処理手段（Ｒフィルタ演算部５１およびＧフィルタ演算部５２）を選択する。具体的には、モノクロデータをカラーＣＣＤで取り扱う場合、Ｇｒｅｅｎ（Ｇ）の感度特性がモノクロＣＣＤの感度特性に近いため、この成分をグレースケール画像として取り扱うことが多い。本実施の形態に係るシステムの場合においても、カラー読取装置のＧのデータをモノクロデータとして取り扱う。読取装置からのＧのデータについてシェーディング補正や変倍などの前処理を行い、ついでフィルタ処理を行う。このフィルタ処理では、図７に示すように、カラーデータのフィルタ処理で使用していたＲｅｄ（Ｒ）のフィルタ処理部（Ｒフィルタ演算部５１）を利用する。Ｒのフィルタ処理によりエッジ強調を行い、そのあとで非可逆のデータ圧縮を行う。
【００３５】
その後、圧縮されたデータを外部記憶装置に蓄積する。次に、蓄積された先の画像データを印刷する場合は、外部記憶装置からのデータを伸長器にて伸長し、カラー原稿のときに使用していたＧのフィルタ処理部（Ｇフィルタ演算部５２）を利用してモノクロデータのフィルタ演算処理を行い、その後、出力装置に画像データを渡す。このように、原稿がモノクロの場合には、このモノクロデータは図７において符号（１），（２），…，（９），（１０）の順に流れて処理される。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明（請求項１〜３）によれば、カラーＭＦＰにおいて、モノクロ画像について、コストアップすることなく非可逆圧縮による画像劣化を低減することができ、画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像読取装置の要部構成を示す断面面である。
【図２】図１の画像読取装置における要部回路を示すブロック構成図である。
【図３】図１の画像読取装置に係るもので、ブックモードでの読取動作時の要部構成を示す断面図である。
【図４】図１の画像読取装置に係るもので、ＡＤＦモードでの読取動作時の要部構成を示す断面図である。
【図５】図２の画像処理部の構成を示す詳細な回路ブロック構成図である。
【図６】図２の画像処理部の構成を示す、更に詳細な回路ブロック構成図である。
【図７】図１の画像読取装置を構成するフィルタ処理部の、画像パスの切替えを示す模式的説明図である。
【図８】図７のフィルタ処理部の動作を示すフローチャートである。
【図９】従来のフィルタ前処理タイプの画像処理装置を示すブロック構成図である。
【図１０】従来のフィルタ後処理タイプの画像処理装置を示すブロック構成図である。
【図１１】従来の非可逆圧縮を行うＭＦＰシステムに係るもので、第１のモードの画像処理装置を示すブロック構成図である。
【図１２】従来の非可逆圧縮を行うＭＦＰシステムに係るもので、第２のモードの画像処理装置を示すブロック構成図である。
【図１３】前処理用とフィルタ処理部と、適応γ変換処理を行う後処理用のフィルタ処理部とを備えた、従来の画像処理装置を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
１：読取装置本体
２：原稿搬送装置
３：原稿読取台
４：第１の走行体
４ａ：光源
４ｂ：ミラー
５：第２の走行体
５ａ：ミラー
５ｂ：ミラー
６：レンズ
７：ＣＣＤ（一次元の光電変換素子）
８：ステッピングモータ
９：露光走査光字系
１０：ＡＤＦユニット
１１：原稿台
１２：ステッピングモータ
１３：原稿
１４：原稿押さえ板
１５：白基準板
１６：ＣＰＵ
１７：光源ドライバ
１８：ＣＣＤ駆動部
１９：画像処理部
２０：モータドライバ
２１：アナログビデオ処理部
２２：シェーディング補正処理部
２３：画像データ処理部
２４：２値化処理部
２５：スキャンバッファ
２６：Ｉ／Ｆコントローラ
２７：バッファコントローラ
２８：モータドライバ（駆動装置）
２９：分離ローラ
３０：搬送ローラ
３１：プリアンプ回路
３２：可変増幅回路
３３：Ａ／Ｄコンバータ
３４：黒演算回路
３５：シェーディング補正演算回路
３６：ラインバッファ
３７：シェーディング調整板
５１：Ｒフィルタ演算部
５２：Ｇフィルタ演算部
５３：Ｂフィルタ演算部
ａ：アナログビデオ信号
ｂ：２値化データ（または多値データ）

Claims (3)

1. １画素のデータが多成分であり、かつ、１成分のデータが多階調である画像データを蓄積するＭＦＰにおいて、多成分で構成される画像データを取り扱う場合には、前段または後段でフィルタ処理を行い、単一成分で表わされる画像データを取り扱う場合には、フィルタ処理を前段および後段で行うことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記多成分で構成される画像データが、ＲＧＢからなる有彩色データであり、前記単一成分で表わされる画像データが、無彩色データであることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 取り扱われる原稿がカラー原稿の場合には、後段で行う第１のフィルタ処理手段を選択し、取り扱われる原稿がモノクロ原稿の場合には、前段および後段で行う第２のフィルタ処理手段を選択するように構成するとともに、使用者が原稿の種類に応じて、前記第１、第２のフィルタ処理手段を切り替える切替え手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。

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