JP2004320558A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像端（エッジ）の画素が画像領域の端辺を構成する画素である場合に、その端辺の外側に画像データがないため、有効なスムージングがかからないことがあった。
【解決手段】画像データに含まれる画像端画素が、画像領域の端辺を構成する画素である場合に、画像領域の端辺の外にある画素Ｗを予想し、その予想された画素Ｗから、前記画像領域の端辺を構成する画像端画素Ｉ（ｍ，ｎ）を介して、画像領域内に画像端画素が延びているかどうかを判別し、画像領域内に画像端画素が延びている場合に、当該画像領域の端辺の外にある画素Ｗ１〜Ｗ３を、画像端画素とともに、スムージング処理部に供給する。スムージング処理部は、供給された画像領域の端辺の外にある画素及び画像端画素に基づいて、スムージング処理を施す。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画素ごとに量子化された濃度を表す画像データに対して、画像の画像端（エッジ部分）にスムージング処理を施すための画像処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画素ごとに量子化された濃度を表す画像データを取り扱う機器には、レーザビームプリンタやディジタル複写機がある。ディジタル複写機を例にとれば、原稿画像を光学的に読み取る原稿読取部と、この原稿読取部によって読み取られた原稿の画像データを処理する画像処理部と、この画像処理部によって処理された後の画像データに基づいて、いわゆる電子写真プロセスにより記録用紙上に画像を形成する画像形成部とを備えている。
【０００３】
前記ディジタル複写機やレーザビームプリンタは、画素ごとに量子化された濃度を表す画像データを取り扱うので、原稿画像中に文字や線画が含まれている場合は、その画像の画像端において、ギザギザが発生することがあり、必ずしも良質な再生像を得ることはできない。
そこで、従来より、画像端を検出し、この画像端を構成する画素間に、細かく分割した画素幅を割り当ててスムージングを施すＰＷＭスムージング処理（以下「スムージング処理」という）が行われている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３０５７７５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記スムージング処理は、画像端の画素が画像領域の端辺（上下左右の辺をいう。）を構成する画素である場合に、その端辺の外側に画像データがないため、有効なスムージングがかからないことがあった。
図を用いて説明する。図６（ａ）は、整列された画素からなる画像領域の左上端辺付近を表す図であり、黒い部分は、量子化された画像部分を表わし、画像領域の左辺から上辺まで、斜め方向に延びている。
【０００６】
図６（ｂ）は、スムージング処理後の画像部分を表わした図である。図６（ｂ）では、画像の中央部は、スムージングが有効に施されているが、Ｂで示した画像領域の左辺部分と、Ａで示した画像領域の上辺部分とは、有効なスムージングがかかっていないことが分かる。
そこで、本発明は、画像端の画素が画像領域の端辺にまで延びている場合であっても、有効なスムージング処理を施すことのできる画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本発明の画像処理装置は、画像端画素判別部と、スムージング処理部とを備え、前記画像端画素判別部は、画像データに含まれる画像端画素が、画像領域の端辺を構成する画素であるかどうかを判定する端辺画素判定手段と、画像領域の端辺の外にある画素を予想し、その予想された画素から、前記画像領域の端辺を構成する画像端画素を介して、画像領域内に画像端画素が延びているかどうかを判別する延長判別手段と、画像領域内に画像端画素が延びている場合に、当該画像領域の端辺の外にある画素を、画像端画素とともに、スムージング処理部に供給する出力手段とを有し、前記スムージング処理部は、画像端画素判別部から供給された画像領域の端辺の外にある画素及び画像端画素に基づいて、スムージング処理を施すものである。
【０００８】
前記の構成によれば、画像端画素判別部は、画像データに含まれる画像端画素が、画像領域の端辺を構成する画素であるかどうかを判定する。この端辺を構成する画素は、１画素単独であることもあり、連続した複数画素であることもある。端辺を構成する画素がある場合に、画像領域の端辺の外にある画素を予想し、その予想された画素から、前記画像領域の端辺を構成する画像端画素を介して、画像領域内に画像端画素が延びているかどうかを判別する。
【０００９】
画像領域内に画像端画素が延びている場合に、当該画像領域の端辺の外にある画素を、画像端画素とともに、スムージング処理部に供給すると、スムージング処理部は、画像端画素判別部から供給された画像領域の端辺の外にある画素及び画像端画素に基づいて、スムージング処理を施す。
このように、画像端画素判別部は、画像領域の端辺の外に画像端画素の延長線上にある画素を予想して出力するので、スムージング処理部としては、従来のアルゴリズムを使用して、スムージング処理を施すことができる。
【００１０】
図１（ａ）は、図６（ａ）と同じく画像領域の左辺から上辺まで、斜め方向に延びた画像部分を表わしている。図１（ｂ）は、本発明のスムージング処理後の画像部分を表わした図である。図１（ｂ）では、画像の中央部のみならず、画像領域の左辺部分と上辺部分とで、有効なスムージングが施されることが示されている。
このため、比較的安価にて、従来のスムージング処理時に残っていた画像領域の端辺の不自然さをなくすことができ、斜線がシャープに表現できる。
【００１１】
なお、前記画像領域の端辺を構成する画像端画素のスムージングのためには、画像領域の端辺の外、少なくとも１ライン分の画素を予想すれば十分である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図２は、ディジタル複写機における、本発明の画像処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。この画像処理装置は、原稿画像を読み取って得られた画像データを記憶する画像メモリ１と、画像メモリ１に記憶された画像データの複数行分を一時的に蓄えるラインメモリ２と、ラインメモリ２に蓄えられた画像データを取り出して画像端の画素のデータであるかどうかを判別する画像端画素判別部３と、画像端画素に対してスムージング処理を施すスムージング演算部４と、画像データを構成する画素に対して、レーザパルス波形の幅を調整するＰＷＭ処理部５と、ＬＳＵ出力部７に供給する駆動信号を生成するレーザコントローラ６と、ＬＳＵ出力部７とを備えている。
【００１３】
前記ＬＳＵ出力部７のレーザ装置の照射光線は、回転する感光体に照射され、ここに原稿画像に対応した静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置に収納されたトナーの付着によって現像され、この現像されたトナー像が記録シートの表面に転写される。さらに、記録シート上のトナー像は熱を加えられることにより定着される。これにより、原稿画像が記録シートの上に形成される。
前記画像処理装置において、画像メモリ１は、ＣＣＤ等のイメージセンサにより原稿画像を読み取って得られた画像データを記憶するものである。イメージセンサは一次元に配列されたセンサであり、この一次元に配列方向を主走査方向、それと直角に原稿画像が照明光源により照明走査される方向を副走査方向という。なお、照明光源が固定されていて、原稿が搬送されて画像が読み取られる場合は、原稿が搬送される方向が副走査方向となる。
【００１４】
ラインメモリ２は、画像メモリに記憶された画像データの複数行分を一時的に蓄えるものであり、高速で書き込み読み出しができるＳＲＡＭ，ＤＲＡＭなどが使われる。
画像端画素判別部３は、ラインメモリ２に蓄えられた画像データを取り出して、マスク（例えば３×３画素）をかけることによってマスクの中心の画素が、画像端の画素であるかどうかを判別する。
【００１５】
スムージング演算部４は、画像端の凹凸を軽減して、画像の輪郭を滑らかにする。具体的には、画像端の画素及びそれに隣接する画素に対して、周辺の画素の配置に応じて中間の輝度値を決定する。例えば、輝度値を０〜３の４段階で表わす場合、地の明るい部分を０、ベタ黒の部分を３とすると、画像端の画素及びそれに隣接する画素に対しては、周辺の画素の配置パターンに応じて１又は２の中間の値を与える（特開２００２−１６５０９７号公報など参照）。
【００１６】
ＰＷＭ処理部５は、画像端の画素及びそれに隣接する画素に対して、前記輝度に応じて、１つの画素内でのレーザ照射ドットのサイズを決定し、ドットを右に寄せるか、左に寄せるか、を決定する。
レーザコントローラ６は、ＰＷＭ処理部５で決められたドットのサイズと位置に対応したレーザ駆動信号を生成し、ＬＳＵ出力部７は、このレーザ駆動信号に基づいて感光体にレーザ照射する。
【００１７】
画像処理装置は、上に述べた構成の他、画像データに対して平滑化処理又はエッジ強調処理を施すフィルタ処理部、出力エンジンのγ特性を補正する階調補正処理部、ディザ処理や誤差拡散処理などを行う擬似中間調処理部など公知の処理部を備えているが、本明細書では説明を省略する。
以下、画像端画素判別部３、スムージング演算部４の行う処理を詳細に説明する。
【００１８】
図３は、ラインメモリ２に記憶された画像左上端近くの画像を表す図であり、四角なマスは画素を表し、画像部分を黒で表している。
画像端画素判別部３は、１つ１つの画素に対して３×３のマスクを掛けて画像端の画素を検出する。この３×３画素のマスクを太線で示している。図２において黒塗りの画素は、検出された画像端の画素であることを示している。
画像端画素判別部３は、画像端の画素のうち、画像の端辺に接している画素を特定する。図２の例では、画像の左端に接する画素▲１▼▲２▼▲３▼と、画像の上端に接する画素▲４▼とが特定される。
【００１９】
画像端画素判別部３は、後のスムージングを効果的に行うために、画像端の画素の延長部を予想する。この予想方法を、以下説明する。
図４及び図５は、画像端の画素の延長部予想方法を説明するための図である。画像の端辺に接している画素よりも１列外側の任意の位置に、予想の対象となる画素を１つ設定する。これを「被予想画素」という。図４、図５において、画像の左端に接している画素よりも１列外側の被予想画素をＷで表し、画像の上端に接している画素よりも１列外側の被予想画素をＶで表している。
【００２０】
まず、被予想画素Ｗについて、次の処理をする。被予想画素Ｗの座標を（ｗｘ，ｗｙ）と書く。ラインメモリ２に蓄えられた画像データのうち、前記画像領域の端辺に接する画素又は画素群からなる領域を特定する。この領域をＩ（ｍ，ｎ）で表す。ｍは領域Ｉの主走査方向ｘに沿った幅とし、ｎは領域Ｉの副走査方向ｙに沿った幅とする。ｍ，ｎとも、１以上の整数である。
図４では、３つの画素▲１▼▲２▼▲３▼からなる領域を特定している。３つの画素からなるこの領域の主走査方向ｘに沿った幅は１、副走査方向ｙに沿った幅は３であるので、この領域は、Ｉ（１，３）で表される。
【００２１】
図５では、２×２＝４の画素からなる正方形の領域を特定している。この４つの画素からなるこの領域の主走査方向ｘに沿った幅は２、副走査方向ｙに沿った幅は２であり、この領域は、Ｉ（２，２）で表される。
被予想画素Ｗについて、次の論理式（１）を当てはめる。式において、“・”は論理積、“＋”は論理和をとることを表している。
Ｗ＝（ｗｘ＋ｍ，ｗｙ−ｎ）・（ｗｘ＋２ｍ，ｗｙ−２ｎ）・（ｗｘ＋３ｍ，ｗｙ−３ｎ）・・・・・（ｗｘ＋ａｍ，ｗｙ−ｂｎ）＋（ｗｘ＋ｍ，ｗｙ＋ｎ）・（ｗｘ＋２ｍ，ｗｙ＋２ｎ）・（ｗｘ＋３ｍ，ｗｙ＋３ｎ）・・・・・（ｗｘ＋ａｍ，ｗｙ＋ｂｎ） （１）
この論理式（１）の意味は、被予想画素Ｗから右上の方向、及び右下の方向に画素を検索することを示している。第１項目の（ｗｘ＋ｍ，ｗｙ−ｎ）は、被予想画素Ｗから主走査方向ｘにｍ、副走査方向−ｙにｎ離れた画素を示す。（ｗｘ＋２ｍ，ｗｙ−２ｎ）は、被予想画素Ｗから主走査方向ｘに２ｍ、副走査方向−ｙに２ｎ離れた画素を示す。以下、同様にして（ｗｘ＋ａｍ，ｗｙ−ｂｎ）まで検索する。“ａ”，“ｂ”は、画像端の画素の延長を予想する場合に、予想に用いる画素の範囲を示す正の定数であり、ラインメモリ２の容量を超えない範囲で任意の値に設定される。
【００２２】
第１項目のこれらの各値は論理積で結ばれているので、全てが黒い画素であれば、第１項目を論理１とする。そうでない場合は論理０とする。
第２項目の（ｗｘ＋ｍ，ｗｙ＋ｎ）は、被予想画素Ｗから主走査方向ｘにｍ、副走査方向ｙにｎ離れた画素を示す。（ｗｘ＋２ｍ，ｗｙ＋２ｎ）は、被予想画素Ｗから主走査方向ｘに２ｍ、副走査方向ｙに２ｎ離れた画素を示す。以下、同様にして（ｗｘ＋ａｍ，ｗｙ＋ｂｎ）まで検索する。第２項目のこれらの各値は論理積で結ばれているので、全てが黒い画素であれば、第２項目は論理１とする。そうでない場合は論理０とする。
【００２３】
図４の例でいえば、被予想画素ＷをＷ１で示した位置にとったとき、論理式（１）の第１項目は論理１となり、第２項目は論理０となるので、論理式（１）の論理は結局１となる。したがって、被予想画素Ｗ１は、画像端の画素の延長部を構成する画素となることが分かる。
次に、被予想画素Ｗを画像の左端に沿って１画素動かす。図４では、被予想画素Ｗ１の１つ上に、被予想画素Ｗ２をとる。この被予想画素Ｗ２についても、前記論理式（１）を当てはめる。その結果、論理式（１）の第１項目は論理１となり、第２項目は論理０となるので、論理式（１）の論理は結局１となり、被予想画素Ｗ２は、画像端の画素の延長部を構成する画素となることが分かる。
【００２４】
さらに、同様にして被予想画素Ｗを画像の左端に沿って１画素動かしていき、画像の左端に沿った全ての画素について、画像端の画素の延長部を構成する画素であるかどうかを判定する。図４では、被予想画素Ｗ１〜Ｗ３が画像端の画素の延長部を構成する画素であり、それ以外の画素は同延長部を構成しない画素であることが分かる。
次に、画像の上端に接している画素よりも１列外側の被予想画素Ｖについても同様の判定をする。この判定に用いる論理式は次のとおりである。
【００２５】
Ｖ＝（ｖｘ−ｍ，ｖｙ＋ｎ）・（ｖｘ−２ｍ，ｖｙ＋２ｎ）・（ｖｘ−３ｍ，ｖｙ＋３ｎ）・・・・・（ｖｘ−ａｍ，ｖｙ＋ｂｎ）＋（ｖｘ＋ｍ，ｖｙ＋ｎ）・（ｖｘ＋２ｍ，ｖｙ＋２ｎ）・（ｖｘ＋３ｍ，ｖｙ＋３ｎ）・・・・・（ｖｘ＋ａｍ，ｖｙ＋ｂｎ） （２）
この論理式（２）は、被予想画素Ｖから左下の方向、及び右下の方向に延長する画素を検索することを示している。被予想画素Ｖが画像端の画素の延長部を構成する画素であれば、論理式（２）は１、そうでない場合は０となる。この点検を画像の上端に接している画素よりも１列外側の全ての画素について行う。
【００２６】
なお、画像の左上のコーナーの１列外側に該当する画素Ｕについては、右下の方向に延長する画素を検索するだけでよい。この判定に用いる論理式は次のとおりである。
Ｕ＝（ｕｘ＋ｍ，ｕｙ＋ｎ）・（ｕｘ＋２ｍ，ｕｙ＋２ｎ）・（ｕｘ＋３ｍ，ｕｙ＋３ｎ）・・・・・（ｕｘ＋ａｍ，ｕｙ＋ｂｎ） （３）
また、本実施の形態においては、前記定数ａ，ｂは正の整数であって、０ではない。これは、被予想画素Ｗから真横、又は被予想画素Ｖから真下には、画素を検索しないことにしているからである。ｘ方向又はｙ方向にのみ一列に延びる画素は、通常、スムージング処理の対象とされない。
【００２７】
以上において、ラインメモリ２に記憶された左上部の画像についての処理を示したが、画像右上部の画像、画像右下部の画像、画像左下部の画像についても、同じような手順で処理を行うことができる。例えば、画像右上部の画像については、画像の上端に接している画素よりも１列外側の被予想画素から左下の方向、及び右下の方向に延長する画素を検索し、画像の右端に接している画素よりも１列外側の被予想画素から左上の方向、及び左下の方向に延長する画素を検索する。画像右下部の画像については、画像の下端に接している画素よりも１列外側の被予想画素から左上の方向、及び右上の方向に延長する画素を検索し、画像の右端に接している画素よりも１列外側の被予想画素から左上の方向、及び左下の方向に延長する画素を検索する。画像左下部の画像については、画像の下端に接している画素よりも１列外側の被予想画素から左上の方向、及び右上の方向に延長する画素を検索し、画像の左端に接している画素よりも１列外側の被予想画素から右上の方向、及び右下の方向に延長する画素を検索する。
【００２８】
画像端画素判別部３は、以上のようにして、ラインメモリ２に記憶された画像に基づいて、画像端の画素の延長部を構成する画素を特定することができる。
スムージング演算部４は、画像端の画素の延長部を構成する画素も画像端の画素とみなして、画像端の画素及びそれに隣接する画素に対して中間の輝度値を決定することにより、スムージング処理を行う。この結果、従来のスムージング処理時に残っていた画像領域の端辺の不自然さをなくすことができ、斜線がシャープに表現できる。
【００２９】
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではなく、例えば、本画像処理装置は、ディジタル複写機のみならず、レーザプリンタなど電子写真プロセスを利用した画像形成装置に広く適用ができる。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、画像端を構成する画素からなる画像領域の端辺付近を表す図であり、（ｂ）は、本発明のスムージング処理後の画像部分を表わした図である。
【図２】ディジタル複写機における、本発明の画像処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図３】ラインメモリ２に記憶された画像左上端近くの画像を表す図である。
【図４】画像端の画素の延長部予想方法を説明するための図である。
【図５】画像端の画素の延長部予想方法を説明するための図である。
【図６】（ａ）は、画像端を構成する画素からなる画像領域の端辺付近を表す図であリ、（ｂ）は、従来のスムージング処理後の画像部分を表わした図である。
【符号の説明】
１ 画像メモリ
２ ラインメモリ
３ 画像端画素判別部
４ スムージング演算部
５ ＰＷＭ処理部
６ レーザコントローラ
７ ＬＳＵ出力部

Claims (2)

1. 画素ごとに量子化された濃度を表す画像データに対して、画像の画像端にスムージング処理を施すための画像処理装置であって、
   画像端画素判別部と、スムージング処理部とを備え、
   前記画像端画素判別部は、画像データに含まれる画像端画素が、画像領域の端辺を構成する画素であるかどうかを判定する端辺画素判定手段と、
   画像領域の端辺の外にある画素を予想し、その予想された画素から、前記画像領域の端辺を構成する画像端画素を介して、画像領域内に画像端画素が延びているかどうかを判別する延長判別手段と、
   画像領域内に画像端画素が延びている場合に、当該画像領域の端辺の外にある画素を、画像端画素とともに、スムージング処理部に供給する出力手段とを有し、
   前記スムージング処理部は、画像端画素判別部から供給された画像領域の端辺の外にある画素及び画像端画素に基づいて、スムージング処理を施すものであることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記延長判別手段は、画像領域の端辺から外１ライン分の画素を予想することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。

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