JP2004289427A - 画像処理装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】効率及び稼働性の高い画像処理装置を提供する。
【解決手段】画像処理プロセッサ14はバス・スイッチ/ローカル・メモリ群141を備え、前記メモリ群141の使用するメモリ領域、データパスの経路をメモリ制御部142で制御する。プロセッサ・アレー部143は、メモリ群141に格納された画像データの各種処理を行い、出力結果を再度格納する。プロセッサ・アレー部143での処理手段、処理のためのパラメータ等は、プログラムRAM145およびデータRAM144との間でやりとりを行う。プログラムRAM145およびデータRAM144の内容は、プロセス・コントローラ18からホスト・バッファ146にダウンロードされる。処理の内容やシステムで要求される処理形態が変更になる場合は、プロセッサ・アレー部143が参照するプログラムRAM145およびデータRAM144の内容を更新して対応する。
【選択図】 図3

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばディジタル複写機、ファクシミリ、プリンタ、スキャナ、またはそれらの機能を統合したディジタル複合機等に使用される画像処理装置及び当該画像処理装置を備えた画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ディジタル複合機等の画像処理装置において、データ演算処理部にSIMD(Single Instruction Multiple Data)型の演算処理方法を用いた高速かつプログラマブルに画像処理を行える技術がある。
【0003】
また、特許文献1には、ダウンロードは管理装置が画像形成装置の非作動状態を判別して画像形成に関する情報を通信コントロールユニット、交換機及び電話回線を介して画像形成装置へ自動送信し、前記画像形成装置の記憶装置に記憶させ、アップロードは画像形成装置が自動調整中、使用中あるいは使用される可能性が高いときをのぞいた最適時期に管理装置が各画像形成装置の記憶手段に記憶されている画像形成に関する情報を自動的に送信させて集信し、自己の記憶手段に記憶させるようにした画像形成装置管理システムが開示されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平6−237330号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1には、外部の制御プロセッサが画像処理装置に対して、画像処理に必要なプログラムをダウンロードするために、外部の制御プロセッサが画像処理装置の非動作状態を監視して非動作状態の時にダウンロードする方法が示されているが、上記の特許文献1では、画像処理プログラムのどんなに小さな変更に対しても常に画像処理装置の非動作状態の監視を行ってダウンロードするので、効率、稼働性の高い画像処理装置を実現することができないという問題点がある。
【0006】
本発明は上記従来例の問題点に鑑み、効率、稼働性の高い、高速な処理が可能な画像処理装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【0007】
また本発明の目的は、外部からの制御を必要とせず、より稼働性の高い画像処理装置及び画像形成装置を提供することである。
【0008】
また本発明の目的は、異なる処理動作を容易に実現することを可能とすることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
第1の手段は上記目的を達成するために、処理プログラムに基づいて画像処理を行うSIMD型のデータ演算手段と、前記データ演算手段の処理プログラムを格納するプログラム格納手段と、前記プログラム格納手段に格納された処理プログラム中の命令コードを任意に変更する命令コード変更手段とを備えたことを特徴とする。
【0010】
上記構成により、画像処理装置の非動作状態を監視することなく処理プログラムを変更することができるので、効率、稼働性の高い、高速な処理が可能な画像処理装置を実現することができる。
【0011】
第2の手段は、第1の手段において前記命令コード変更手段が、前記命令コードとは異なる命令コードによって実行することを特徴とする。
【0012】
上記構成により、外部からの制御を必要とせず、より稼働性の高い画像処理装置を提供することができる。
【0013】
第3の手段は、第1、第2の手段において前記命令コード変更手段が、前記任意の命令コードの一部を変更することを特徴とする。
【0014】
上記構成により、異なる処理動作を容易に実現することができる。
【0015】
第4の手段は、第1ないし第3の手段において前記命令コード変更手段が、前記任意の命令コードの全てを変更することを特徴とする。
【0016】
上記構成により、異なる処理動作を容易に実現することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明に係る画像処理装置の一実施形態の構成を機能的に示すブロック図である。
【0018】
図1において、画像処理装置は以下に示す5つのユニット1〜5により構成される。5つのユニットは、画像データ制御ユニット1と、画像データを読み取る画像読取ユニット2と、画像を蓄積する画像メモリを制御して画像データの書き込み/読み出しを行う画像メモリ制御ユニット3と、画像データに対し加工・編集等の画像処理を施す画像処理ユニット4と、画像データを転写紙等に書き込む画像書込ユニット5である。各ユニット1〜5は、画像データ制御ユニット1を中心に構成されており、画像読取ユニット2と、画像メモリ制御ユニット3と、画像処理ユニット4と画像書込ユニット5はいずれも画像データ制御ユニット1に接続されている。
【0019】
前記画像データ制御ユニット1では、
(1) データのバス転送効率を向上させるためのデータ圧縮処理(一次圧縮)
(2) 一次圧縮データの画像データへの転送処理
(3) 画像合成処理(複数ユニットからの画像データを合成する)
(4) 画像シフト処理(主走査および副走査方向への画像のシフト)
(5) 画像領域拡張処理(主走査および副走査方向への任意量の画像追加)
(6) パラレルバス・インターフェース処理
(7) シリアルバス・インターフェース処理
(8) パラレルデータとシリアルデータのフォーマット変換処理
(9) 画像読取ユニットとのインターフェース処理
(10) 画像処理ユニットのインターフェース処理
等の処理が行われる。
【0020】
また、画像読取ユニット2では、
(1) 光学系による原稿反射光の読み取り処理
(2) CCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)での電気信号への変換処理
(3) A/D変換器でのディジタル化処理
(4) シェーディング補正処理(光源の照度分布ムラを補正する処理)
(5) スキャナγ補正処理(読み取り系の濃度特性を補正する処理)
等の処理が行われる。
【0021】
また、画像メモリ制御ユニット3では、
(1) システムコントローラとのインターフェース制御処理
(2) パラレルバス制御処理
(3) ゼットワーク制御処理
(4) シリアルバス制御処理(複数の外部シリアルポートの制御処理)
(5) 内部バスインターフェース制御処理(操作部とのコマンド制御処理)
(6) ローカルバス制御処理(システムコントローラを起動させるためのROM/RAMフォントデータのアクセス制御)
(7) メモリモジュールの動作制御処理(メモリモジュールの書き込み/読み出し制御処理等)メモリモジュールへの動作制御処理(複数のユニットからのメモリ・アクセス要求の調停を行う処理)
(8) データ圧縮/伸張処理
(9) ・画像編集処理(画像データの回転、メモリ上での画像合成処理等)
等の処理が行われる。
【0022】
また、画像処理ユニット4では、
(1) シェーディング補正処理(光源の照度分布ムラを補正する処理)
(2) スキャナγ補正処理(読み取り系の濃度特性を補正する処理)
(3) MTF補正処理
(4) 平滑化処理
(5) 主走査方向への任意変倍処理
(6) 濃度変換(γ変換処理)
(7) 単純多値化処理
(8) 単純二値化処理
(9) 誤差拡散処理
(10) ディザ処理
(11) ドット配置位相制御処理
(12) 孤立点除去処理
(13) 像域分離処理(色判定、属性判定、適応処理)
(14) 密度変換処理
等の処理が行われる。
【0023】
画像書込ユニット5では、
(1) エッジ平滑処理(ジャギー補正処理)
(2) ドット再配置のための補正処理
(3) 画像信号のパルス制御処理
(4) パラレルデータとシリアルデータのフォーマット変換処理
等の処理が行われる。
【0024】
次に本実施形態に係る画像処理装置がディジタル複写機を構成する場合のハードウェア構成について説明する。
【0025】
図2は本実施形態に係る画像処理装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図2において、本実施形態に係る画像処理装置は、読取ユニット11と、センサボードユニット12と、画像データ制御部13と、画像処理プロセッサ14と、ビデオデータ制御部15と、作像ユニット(エンジン)16を備える。さらに、シリアルバス17を介してプロセスコントローラ18と、ROM20とRAM19を備える。
【0026】
このような構成において、画像処理プロセッサ14は、画像に基づいて作成されたディジタル信号である画像データを顕像として出力できるように処理し、複数の画像形成動作を実現できるプログラマブルな画像処理手段である。また、画像データ制御部13は、画像データを伝送するデータバス21と画像処理プロセッサ14による画像処理に用いられる処理ユニットとの間の画像データの伝送を一括して管理する画像データ伝送管理手段である。なお、本発明は、画像処理プロセッサ14に係るもので、画像処理プロセッサ14の構成については図3以降の図面を用いて詳細に説明する。
【0027】
画像処理装置はまた、パラレルバス22を介して画像メモリ・アクセス制御部23とファクシミリ制御ユニット24とを備え、さらに、画像メモリ・アクセス制御部23に接続されるメモリモジュール25と、システムコントローラ26と、ROM28と、RAM27と操作パネル29を備える。このような構成において、画像メモリアクセス制御部23とメモリモジュール25がROM28、RAM27に対する画像データのアクセスを一括して管理する画像データ記憶管理手段として機能する。
【0028】
ここで、前記各構成部と図1に示した各ユニット1〜5との関係は次のようになる。すなわち、読取ユニット11及びセンサボードユニット12により、図1に示した画像読取ユニット2の機能を実現し、画像データ制御部13により、画像データ制御ユニット1の機能を実現している。同様に、画像処理プロセッサ14により画像処理ユニット4の機能を実現し、ビデオデータ制御部15及び作像ユニット(エンジン)16により画像書込ユニット5の機能を実現している。同様に、画像メモリ・アクセス制御部23及びメモリモジュール25により画像メモリ制御ユニット3の機能を実現している。
【0029】
次に、図2に示す各構成部の内容について説明する。原稿を光学的に読み取る読取ユニット11は、ランプとミラーとレンズから構成され、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を介して受光素子の結像面に集光する。受光素子、例えばCCDはセンサボードユニット12に搭載され、CCDにおいて電気信号に変換された画像データはディジタル信号に変換された後、センサボードユニット12から出力される。センサボードユニット12から出力された画像データは画像データ制御部13に入力される。機能デバイス(処理ユニット)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13が全て制御する。
【0030】
画像データ制御部13は画像データに関し、センサボードユニット12、パラレルバス21、画像処理プロセッサ14間のデータ転送、画像データに対するプロセスコントローラ18と画像処理装置の全体制御を司るシステムコントローラ26との間の通信を行う。また、RAM19はプロセスコントローラ18のワークエリアとして使用され、ROM20はプロセスコントローラ18のブートプログラム等を記憶している。センサボードユニット12から出力された画像データは、画像データ制御部13を経由して画像処理プロセッサ14に転送され、光学系およびディジタル信号への量子化にともなう信号劣化(スキャナ系の信号劣化とする)を補正し、再度、画像データ制御部13へ出力される。
【0031】
画像メモリアクセス制御部23はメモリモジュール25に対する画像データの書き込み/読み出しを制御する。また、パラレルバス30に接続される各構成部26〜29の動作を制御する。ROM28はシステムコントローラ26のブートプログラム等を記憶し、RAM27はシステムコントローラ26のワークエリアとして機能する。操作パネル29は画像処理装置が行うべき処理を入力するものであり、例えば処理の種類(複写、ファクシミリ送信、画像読込、プリント等)および処理の枚数等を入力する。これにより、画像データ制御情報の入力を行うことができる。なお、ファクシミリ制御ユニット24の内容については後述する。
【0032】
読み取った画像データに対しは、メモリモジュール25に蓄積して再利用するジョブと、メモリモジュール25に蓄積しないジョブとがある。メモリモジュール25に蓄積する例としては、1枚の原稿について複数枚を複写する場合に、読取ユニット11を1回だけ動作させ、読取ユニット11により読み取った画像データをメモリモジュール25に蓄積し、蓄積された画像データを複数回読み出すというもので、メモリモジュール26を使用しない例としては、1枚の原稿を1枚だけ複写する場合に、読み取り画像データをそのまま再生すればよいので、画像メモリアクセス制御部23によるメモリモジュール25へのアクセスを行う必要はない。
【0033】
メモリモジュール25を使用しない場合、画像処理プロセッサ14から画像データ制御部13へ転送されたデータは、再度、画像データ制御部13から画像処理プロセッサ14へ戻される。画像処理プロセッサ14においては、センサボードユニット12における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画像処理プロセッサ14からビデオデータ制御部15に転送される。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およびドットを再現するためのパルス制御を行い、その後、作像ユニット16において転写紙上に再生画像を形成する。
【0034】
メモリモジュール25に蓄積し画像読み出し時に付加的な処理、たとえば、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は、以下のようになる。すなわち、画像処理プロセッサ14から画像データ制御部13へ転送された画像データは、画像データ制御部13からパラレルバス22を経由して画像メモリアクセス制御部23に送られる。ここでは、システムコントローラ26の制御に基づいて画像データとメモリモジュール25のアクセス制御、外部PC(パーソナル/コンピュータ)31のプリント用データの展開、メモリモジュール25の有効活用のための画像データの圧縮/伸張を行う。
【0035】
画像メモリアクセス制御部23へ送られた画像データは、データ圧縮後、メモリモジュール25へ蓄積され、蓄積された画像データは必要に応じて読み出される。読み出された画像データは伸張され、本来の画像データに戻し、画像メモリアクセス制御部23からパラレルバス22を経由して画像データ制御部13へ戻される。画像データ制御部13から画像処理プロセッサ14への転送後は画質処理およびビデオデータ制御部15でのパルス制御を行い、作像ユニット16において転写紙上に再生画像を形成する。
【0036】
画像データの流れにおいて、パラレルバス22および画像データ制御部13でのバス制御によりディジタル複写機の機能を実現する。ファクシミリ送信機能は読み取った画像データに対し画像処理プロセッサ14によって画像処理を施し、画像データ制御部13およびパラレルバス22を経由してファクシミリ制御ユニット24へ転送する。ファクシミリ制御ユニット24において通信網へのデータ変換を行い、公衆回線(PN)32へファクシミリデータとして送信する。
【0037】
一方、ファクシミリ受信の場合、公衆回線(PN)32から送信されてくる回線データがファクシミリ制御ユニット24で画像データへ変換され、パラレルバス22および画像データ制御部13を経由して画像処理プロセッサ14へ転送される。この場合、特別な画像処理は行わず、ビデオデータ制御部15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16において転写紙上に再生画像を形成する。
【0038】
複数ジョブ、例えばコピー機能、ファクシミリ送受信機能、プリンタ出力機能が並行に動作する状況において、読取ユニット11、作像ユニット16及びパラレルバス22の使用権のジョブへの割り振りをシステムコントローラ26及びプロセスコントローラ17において制御する。プロセスコントローラ18は画像データの流れを制御し、システムコントローラ26はシステム全体を制御し、各リソースの起動を管理する。また、ディジタル複合機の機能選択は操作パネル(操作部)29において選択入力し、コピー機能、ファクシミリ機能等の処理内容を設定する。
【0039】
システムコントローラ26とプロセスコントローラ18は、パラレルバス22、画像データ制御部13及びシリアルバス17を介して相互に通信を行う。具体的には、画像データ制御部13内においてパラレルバス22とシリアルバス17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ことにより、システムコントローラ26とプロセスコントローラ18間の通信を行う。
【0040】
図3は、本実施形態に係る画像処理プロセッサ14の内部構成を説明するための図である。図示した画像処理プロセッサ14は、SIMD型のデータ演算処理部を有している。なおSIMDとは、複数のデータに対し単一の命令を並列に実行させるもので、複数のPE(Processor Element:プロセッサ・エレメント)より構成される。
【0041】
ここで、SIMD型プロセッサの概略構成を図4に示し説明する。SIMD型プロセッサは、図4に示したように、それぞれのPEがデータを格納するレジスタRegと、他のPEのレジスタをアクセスするためのマルチプレクサMUXと、バレルシフタShift Expandと、論理演算器ALUと、論理演算器ALUの論理結果を格納するアキュムレータAと、アキュムレータAの内容を一時的に退避させるテンポラリレジスタFから構成される。
【0042】
各レジスタRegはアドレスバスおよびデータバス(リード線およびワード線)に接続されており、処理を規定する命令コード、処理の対象となるデータを格納する。レジスタRegの内容は論理演算器ALUに入力され、論理演算器ALUの演算処理結果はアキュムレータAに格納される。結果をPEの外部に取り出すために、テンポラリレジスタFにいったん退避させる。テンポラリレジスタFの内容を取り出すためことにより、対象データに対する処理結果が得られる。命令コードは各PEに同一内容で与え、処理の対象データをPE毎に異なる状態で与え、隣接PEのレジスタRegの内容をマルチプレクサMUXにおいて参照することによって演算結果は並列処理され、各アキュムレータAに出力される。
【0043】
図3において、画像処理プロセッサ14は入出力ポートと接続するように、内部にバス・スイッチ/ローカル・メモリ群(第1の記憶部)141を備え、バス・スイッチ/ローカル・メモリ群141の使用するメモリ領域、データパスの経路をメモリ制御部142において制御する。入力されたデータおよび出力のためのデータは、バス・スイッチ/ローカル・メモリ群141をバッファ・メモリとして割り当ててそれぞれ格納され、外部とのインターフェースを制御する。
【0044】
プロセッサ・アレー部(画像処理部)143は、バス・スイッチ/ローカル・メモリ群141に格納された画像データの各種処理を行い、出力結果(処理された画像データ)を、再度、バス・スイッチ/ローカル・メモリ群141に格納する。プロセッサ・アレー部143での処理手段、処理のためのパラメータ等は、プロセッサ・アレー部143のデータ処理を制御する手段によって参照可能なプログラムRAM145およびデータRAM(第2の記憶部)144との間でやりとりを行う。
【0045】
プログラムRAM145およびデータRAM144の内容は、シリアルI/Fを介してプロセス・コントローラ18からホスト・バッファ(第3の記憶部)146にダウンロードされ、ホスト・バッファ146よりタイミング制御された後に更新される。また、ホスト・バッファ146によりタイミング制御されて読み出されたデータRAM144の内容をプロセス・コントローラ18がホスト・バッファ146に読み出し、それにより処理の経過を監視する。
【0046】
一般的に、処理の内容を変更したり、システムで要求される処理形態が変更になる場合は、プロセッサ・アレー部143が参照するプログラムRAM145およびデータRAM144の内容を更新して対応する。本発明においては、すでにプロセッサ・アレー部143に格納されているプログラムによって、命令コードの一部またはすべてを変更することによって同機能を実現する。
【0047】
図5はプログラムA(ProgramA)によりプログラムB(ProgramB)の命令コード(32bit Code)の一部を変更する場合の例を示し、図6は命令コードの例としてNOP、RET、LDI、ST、LDを示したものである。図5中”org 0xC000”は、ProgarmAの先頭アドレスが”C000h”であり、同様に”org 0xD000”は、ProgramBの先頭アドレスが”D000h”であることを示し、また、”G0”は16bitの汎用レジスタを示す。
【0048】
ProgramAは命令コード1(OP1)および命令コード2(OP2)によって、アドレス”D002h”から16bitのデータを”1000h”から”0000h”に置き換える。アドレス”D002h”から16bitのデータにはProgramBの命令コード(OP3)32bitのうち上位16bitが格納されているため、前記置き換えにより、このOP3のコードは、命令コード(OP3’)へと変更されたことになる。この変更により、これまでOP3が”NOP(ノー・オペレーション)”であったためにOP3以降で実行されていた命令コード(OP4、OP5、・・・)がOP3’ ”RET(リターン)となったために実行されず、これまでは異なる処理動作が可能となる。例えば、ProgramAをユーザが設定した任意のモードのとき1度だけ実行されるようにすれば、別途外部制御手段を用いることなく、プログラムを変更し、処理内容を変更することが可能となる。
【0049】
さらに、上記変更された状態のProgramBを変更前の状態に戻すためのプログラムA’(ProgramA’)を別途用意し、上記と同様にユーザが設定した任意のモードからの復帰も可能となる。
【0050】
また、図7はプログラムC(ProgramC)によりプログラムD(ProgramD)の命令コード(32bit コード)をすべて変更する場合の例を示したものである。ProgramCは命令コード6(OP6)および命令コード(OP7)によって、アドレス”E002h”から16bitのデータを”1CC0h”から”010Ch”に置き換え、命令コード8(OP8)および命令コード9(OP9)によって、アドレス”E000h”から16bitの命令コードを”0000h”から”B200h”に置き換える。この変更によりこれまでOP10で実行されていた”LDI #0000h, G0(16bit即値”0x0000”をレジスタG0にロード)”動作が、OP10’ ”LD #B200h, G0(アドレス”B200h”にあるデータをレジスタG0にロード)”へと変更され全く異なる処理が可能となる。この場合も前述したように変更される前のProgramDの状態へ戻すためにプログラムC’(ProgramC’)を別途用意しておけば良い。
【0051】
【発明の効果】
以上、述べたように本発明によれば、画像処理装置の非動作状態を監視することなく処理プログラムを変更することができるので、効率及び稼働性が高く、高速な処理が可能な画像処理装置及び画像形成装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における画像処理装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施形態における画像形成装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図3】一般的なSIMD型画像処理プロセッサの構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の一実施形態における画像処理プロセッサの構成の一例を示すブロック図である。
【図5】本発明の一実施形態におけるプログラム変更の一例を示す説明図である。
【図6】本発明の一実施形態における命令コードの一例を示す説明図である。
【図7】本発明の一実施形態におけるプログラム変更の他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
14 画像処理プロセッサ
141 バス・スイッチ/ローカル・メモリ群
142 メモリ制御部
143 プロセッサ・アレイ部
144 データRAM
145 プログラムRAM
146 ホスト・バッファ

Claims (5)

  1. 処理プログラムに基づいて画像処理を行うSIMD型のデータ演算手段と、
    前記データ演算手段の処理プログラムを格納するプログラム格納手段と、
    前記プログラム格納手段に格納された処理プログラム中の命令コードを任意に変更する命令コード変更手段と
    を備えたことを特徴とする画像処理装置。
  2. 前記命令コード変更手段は、前記命令コードとは異なる命令コードによって実行することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
  3. 前記命令コード変更手段は、前記任意の命令コードの一部を変更することを特徴とする請求項1又は2記載の画像処理装置。
  4. 前記命令コード変更手段は、前記任意の命令コードの全てを変更することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  5. 請求項1ないし4のいずれか1項に記載の画像処理装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
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