JP2005092737A - 画像処理装置、画像形成装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 パイプライン方式で画像処理を行う際に必要になる記憶容量を削減させること。
【解決手段】 記憶手段を有し、該記憶手段に記憶した画像データに一連の処理を予め定められた順に施して画像処理を行う画像処理装置に、該画像データが記憶されている記憶領域を特定させ、上記各処理の実行過程では、該記憶領域に格納されている画像データを所定の画像データ単位づつ読み出し、各処理毎に固有のアルゴリズムにしたがって加工した後に該記憶領域の格納内容を上書きさせるようにする。
【選択図】 図５

Description

パイプライン方式で画像処理を行う技術に関する。

画像データに対してシャープネスフィルタリング処理やコントラスト調整処理や色調整処理などの各種処理を施してその画質を向上させる画像処理装置が一般に知られている。この種の画像処理装置の一つに、パイプライン方式の画像処理装置がある。パイプライン方式の画像処理装置は、上記各処理毎にその処理を画像データへ施す専用のモジュールを有しており、これらモジュールを予め定められた順に組み合わせて機能させることにより、多種多様な画像処理を実現している。以下では、これらモジュールの組み合わせをパイプラインと称する。

上記パイプライン方式の画像処理装置のなかには、上記各モジュールをソフトウェアモジュールで実現しているものがある。このようなモジュールのなかには、その実行過程で、処理対象の画像データのデータサイズに応じた記憶領域（例えば、１画面分の画像データを格納するための記憶領域：以下、「フルページバッファ」）を必要とするものがある。この種のモジュールは、確保したフルページバッファに上記処理対象の画像データをコピーして所定のアルゴリズムにしたがって加工し、その加工結果を後続のモジュールに引渡すようにしている。このため、この種のモジュールがパイプラインに多数含まれている場合には、そのパイプラインを実行する際に、多量の記憶容量が必要になってしまうといった問題点がある。このような問題点を解決するための技術としては、特許文献１に開示された技術が挙げられる。特許文献１に開示された技術では、フルページバッファを要するモジュールにおいて、このモジュールにおける処理が終了した時点で、このモジュールの前段に位置するモジュールで確保したフルページバッファを解放させるようにしている。これにより、パイプラインを構成する各モジュールの実行過程では、多くとも２つのフルページバッファのみが用いられることになる。具体的には、処理を実行中のモジュールにより確保されたフルページバッファとその前段に位置するモジュールにより確保されたフルページバッファのみが用いられることになる。このように、特許文献１に開示された技術によれば、パイプライン方式の画像処理の実行に要する記憶容量を削減させることが可能になる。

特開平０８−２７２９８１号公報

ところで、ディジタルカメラ機の普及や個人向けプリンタ装置の高性能化に伴い、ディジタルカメラ機で撮像した画像に対応する画像データをプリンタ装置へ送り、所望の画像処理を施してその処理結果に対応する画像を出力させたいといったニーズがある。このようなニーズに応えるための方策の一つとして、プリンタ装置に上述したパイプラン方式の画像処理装置を組み込んでおき、ディジタルカメラ機から送られてきた画像データに対してその画像処理装置を用いて画像処理を施すようにすることが挙げられる。

しかしながら、上記プリンタ装置に組み込まれる画像処理装置は、パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」）などの一般的なコンピュータ装置に比較して、小容量の記憶装置しか有していないことが一般的である。このため、パイプラインを構成する各モジュールの実行過程で必要になるフルページバッファの数が２つであっても、その２つのフルページバッファを確保することさえ困難な場合がある。つまり、特許文献１に開示された技術を用いたとしても、プリンタ装置などに組み込まれるような画像処理装置に、パイプライン方式の画像処理を行わせることができない場合がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、パイプライン方式で画像処理を行う際に必要になる記憶容量を削減させる技術を提供することを目的としている。

本発明は、上記課題を解決するために、記憶手段と、画像データを前記記憶手段へ書き込む書き込み手段であって、処理単位となる画像データ毎に固有の記憶領域を割り当てて前記記憶手段へ書き込む書き込み手段と、前記書き込み手段により割り当てられた記憶領域に格納されている画像データに一連の処理を予め定められた順に施す画像処理手段であって、各処理の実行過程において、該画像データを所定の画像データ単位づつ読み出し、各処理毎に固有のアルゴリズムにしたがって加工し上書きする画像処理手段とを有する画像処理装置を提供する。
また、本発明は、上記課題を解決するために、上記画像処理装置を組み込んだ画像形成装置を提供する。
このような画像処理装置および画像形成装置によれば、上記記憶手段に記憶されている画像データは、上記各処理が実行される度に、上記画像データ単位づつ読み出され、各処理毎に固有のアルゴリズムにしたがって加工された後に上書きされる。
また、本発明は、上記課題を解決するために、コンピュータ装置に、処理単位となる画像データ毎に固有の記憶領域を割り当てて該コンピュータ装置に記憶する記憶機能と、前記記憶機能により割り当てられた記憶領域に格納されている画像データに一連の処理を予め定められた順に施す画像処理機能であって、各処理の実行過程において、該画像データを所定の画像データ単位づつ読み出し、各処理毎に固有のアルゴリズムにしたがって加工し上書きする画像処理機能とを実現させるプログラムを提供する。
このようなプログラムによれば、上記コンピュータ装置に記憶されている画像データは、上記各処理が実行される度に、上記画像データ単位づつ読み出され、各処理毎に固有のアルゴリズムにしたがって加工された後に上書きされる。

本発明によれば、パイプライン方式の画像処理に要する記憶容量を削減させることが可能になり、小容量の記憶装置しか有さない画像処理装置にパイプライン方式の画像処理を行わせることが可能になるといった効果を奏する。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施するための最良の形態について説明する。
［Ａ：構成］
（Ａ−１：システム構成）
図１は、本発明に係る画像形成装置を有する画像処理システムの全体構成の一例を示す図である。図１に示されているように、この画像処理システムは、通信線１０を介してＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）規格に準拠したデータ通信を行う画像入力装置２０と画像形成装置３０とを有している。なお、本実施形態では、画像入力装置２０と画像形成装置３０とがＵＳＢに準拠した通信を行う場合について説明するが、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）１３９４に準拠した通信を行うとしても良いことは勿論である。

画像入力装置２０は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）カメラを有するディジタルカメラ機であり、このＣＣＤカメラにより撮像した画像に対応する画像データを記憶する機能を備えている。そして、この画像入力装置２０は、自装置に記憶している画像データを通信線１０を介して画像形成装置３０へ送り出すことができる。なお、本実施形態では、画像入力装置２０が、ディジタルカメラ機である場合について説明するが、係る画像入力装置は、スキャナ装置であっても良く、また、画像データを記憶したＰＣであっても良い。要は、通信線１０を介して画像データを画像形成装置３０へ送り出すことができる機器であれば、いずれであっても良い。

画像形成装置３０は、例えばプリンタ装置であり、パイプライン方式の画像処理を行う画像処理装置が組み込まれた画像形成装置である。より詳細に説明すると、画像形成装置３０は、画像処理装置３１と、画像出力装置３２とを含んでいる。画像処理装置３１は、通信線１０を介して送られてくる画像データを記憶し、記憶した画像データに予め定められた一連の処理を施す機能を備えている。つまり、画像処理装置３１は、パイプライン方式の画像処理を行う画像処理装置として機能するものである。一方、画像出力装置３２は、上記画像処理装置３１により画像処理が施された画像データに対応する画像を印刷用紙やＯＨＰ（Ｏｖｅｒ Ｈｅａｄ Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）シートなどの記録材へ所定の方式で印刷するためのものである。なお、本実施形態では、画像出力装置３２が電子写真方式で印刷を行う場合について説明するが、他の方式（例えば、インクジェット方式など）で印刷を行うとしても勿論良い。なお、本実施形態では、画像形成装置３０が、プリンタ装置である場合について説明するが、複写機やファクシミリ機、または、プリンタ機能と複写機能或いはプリンタ機能とファクシミリ機能など複数の機能を備えた複合機であっても良いことは勿論である。

ここで、図１に示す画像処理装置３１が従来の画像処理装置と異なっている点は、パイプラインを形成する各処理を実行する際に、記憶した画像データを直接処理し、前述したフルページバッファを確保しないようにした点である。このため、本実施形態に係る画像処理装置３１は、パイプライン方式の画像処理を行う際には、１画面分の画像データに対応した記憶領域しか必要としない。以下では、従来の画像処理システムとの相違点である画像処理装置３１を中心に説明する。

（Ａ−２：画像処理装置３１の構成）
まず、画像処理装置３１の構成について図面を参照しつつ説明する。図２は、画像処理装置３１のハードウェア構成の一例を示す図であり、この図に示されているように、画像処理装置３１は、制御部１００と、通信インターフェイス（以下、「ＩＦ」と表記する）部１１０と、記憶部１２０と、これら各構成要素間のデータ授受を仲介するバス１３０とを備えている。

制御部１００は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であり、記憶部１２０に格納されているソフトウェアを読み出し実行することにより、画像処理装置３１の各部を制御するためのものである。通信ＩＦ部１１０は、通信網１０に接続されており、通信網１０を介して送くられてくる画像データを受信し制御部１００へ引渡す機能を備えている。

記憶部１２０は、図２に示されているように、揮発性記憶部１２０ａと不揮発性記憶部１２０ｂとを有している。揮発性記憶部１２０ａは、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）であり、上記ソフトウェアにしたがって作動している制御部１００によってワークエリアとして利用される。また、詳細は後述するが、画像入力装置２０から送られてくる画像データを格納するためのフルページバッファが、この揮発性記憶部１２０ａ内に確保される。

不揮発性記憶部１２０ｂは、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）であり、本発明に係る画像処理装置に特有な機能を制御部１００に実現させるためのソフトウェアが格納されている。なお、本実施形態では、不揮発性記憶部１２０ｂがＲＯＭである場合について説明したが、データを書換え可能に記憶するＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲｅａｄＯｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やハードディスクを用いて不揮発性記憶部１２０ｂを構成しても良いことは勿論である。

図３は、不揮発性記憶部１２０ｂに格納されているソフトウェアの一例を示す図である。図３に示されているように、不揮発性記憶部１２０ｂには、オペレーティングシステム（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：以下「ＯＳ」）を制御部１００に実現させるためのＯＳソフトウェアとパイプライン制御プログラムと画像処理ライブラリとが格納されている。

図３に示されているように、画像処理ライブラリには、シャープネスフィルタリング処理プログラムや、コントラスト調整処理プログラム、色調整処理プログラムが含まれている。以下では、画像処理ライブラリに含まれているプログラムを「モジュールプログラム」と呼ぶ。シャープネスフィルタリング処理プログラムは、上記画像データに対応する画像の輪郭を際だたせる処理を制御部１００に実行させるためのプログラムである。コントラスト調整処理プログラムは、上記画像データに対応する画像の画線部と非画線部の濃度差を調整する処理を制御部１００に実行させるためのプログラムである。色調整処理プログラムは、上記画像データに対応する画像の色調を調整する処理を制御部１００に実行させるためのプログラムである。なお、本実施形態では、上記３つのモジュールプログラムが画像処理ライブラリに含まれている場合について説明するが、画像処理ライブラリに含まれるモジュールプログラムの数が３に限定されないことは言うまでもない。

次いで、不揮発性記憶部１２０ｂに格納されている各種ソフトウェアを実行することにより制御部１００に付与される機能について説明する。画像形成装置３０の電源（図示省略）が投入されると、制御部１００は、まず、ＯＳソフトウェアを不揮発性記憶部１２０ｂから読み出し実行する。ＯＳソフトウェアにしたがって作動している制御部１００には、画像処理装置３１の各部を制御する機能、他のソフトウェアを不揮発性記憶部１２０ｂから読み出し実行する機能などが付与される。ＯＳソフトウェアの実行を完了しＯＳを実現している状態の制御部１００は、即座に、パイプライン制御プログラムを不揮発性記憶部１２０ｂから読み出し実行する。

図４は、パイプライン制御プログラムにしたがって作動している制御部１００が行う画像処理の流れを示すフローチャートである。図４に示されているように、パイプライン制御プログラムにしたがって作動している制御部１００には、以下に述べる３つの機能が付与される。第１に、その画像データのデータサイズに応じたフルページバッファを揮発性記憶部１２０ａ内に割り当て、その画像データを書き込む書き込み機能である。第２に、上記書き込み機能により割り当てられたフルページバッファを表すデータ（例えば、その先頭アドレス）を引数として、各モジュールプログラムを予め定められた順に呼び出しリンクして実行する画像処理機能である。そして、第３に、上記画像処理機能による処理結果である画像データを画像出力装置３２へ引渡し印刷させる画像出力機能である。このように、パイプライン制御プログラムにしたがって作動している制御部１００には、画像処理ライブラリに含まれている各種モジュールプログラムを予め定められた順に呼び出し実行することにより、パイプライン方式の画像処理を行う機能が付与される。なお、本実施形態では、各モジュールプログラムを呼び出す度にそのモジュールプログラムがパイプライン制御プログラムにリンクされる場合について説明したが、各モジュールプログラムを予めパイプライン制御プログラムにリンクしておくとしても勿論良い。また、本実施形態では、ＯＳの制御下でパイプライン制御プログラムを制御部１００に実行させる場合について説明したが、ＯＳソフトウェアにパイプライン制御プログラムを組み込んでおくとしても勿論良い。

次いで、各モジュールプログラムにしたがって作動している制御部１００に付与される機能について説明する。上記各モジュールプログラムにしたがって作動している制御部１００は、基本的に、図５に示されるフローチャートにしたがって動作する。図５に示されているように、この制御部１００には、上記フルページバッファに格納されている画像データを所定のデータサイズ（例えば、１ライン分のデータサイズ）を有する画像データ単位づつ読み出し、各処理毎に固有なアルゴリズムにしたがって加工し上記フルページバッファの格納内容を上書きする機能である。なお、本実施形態では、上記加工の前後で上記画像データ単位のデータサイズが変化しないものとする。これは、データサイズが大きくなるように加工して上書きしてしまうと、後続する画像データ単位を毀損してしまうからである。

このように、本実施形態に係る画像処理装置のハードウェア構成は、一般的なコンピュータ装置のハードウェア構成と同一であり、制御部１００が不揮発性記憶部１２０ｂに格納されている各種ソフトウェアを読み出し実行することによって、本発明に係る画像処理装置に特有な機能が付与される。

［Ｂ：動作］
次いで、本実施形態に係る画像処理装置３１が行う動作のうち、その特徴を顕著に示す動作について図面を参照しつつ説明する。

図４に示されているように、制御部１００は、まず、通信線１０を介して画像入力装置２０から送られてきた画像データを受信すると、この画像データを書き込むためのフルページバッファを揮発性記憶部１２０ａ内に割り当て、このフルページバッファへ上記画像データを書き込む（ステップＳＡ１）。

次いで、制御部１００は、シャープネスフィルタリング処理、コントラスト調整処理および色調整処理をこの順に実行し（ステップＳＡ２〜ステップＳＡ４）、その処理結果に応じた画像を画像出力装置３２に出力させる（ステップＳＡ５）。具体的には、ステップＳＡ２〜ステップＳＡ４の各ステップにおいて、制御部１００は該当するモジュールプログラムを不揮発性記憶部１２０ｂから読み出しリンクし、ステップＳＡ１にて割り当てたフルページバッファの先頭アドレスを引数として実行する。なお、本実施形態では、シャープネスフィルタリング処理、コントラスト調整処理および色調整処理をこの順に実行する場合について説明したが、各処理を実行する順は、この順に限定されるものではない。次いで、上記各モジュールプログラムにしたがって作動している制御部１００が行う動作について図５を参照しつつ説明する。

上記各モジュールプログラムにしたがって作動している制御部１００は、基本的に、図５に示すフローチャートにしたがって動作する。図５に示されているように、制御部１００は、まず、引数として引渡された先頭アドレスで特定されるフルページバッファに格納されている画像データを解析し、その画像データに対応する画像の特徴を表す特徴量を算出する（ステップＳＢ１）。例えば、制御部１００がシャープネスフィルタリング処理プログラムにしたがって作動している場合には、上記画像データに撮像されている画像の輪郭を表すデータを特徴量として算出する。つまり、ステップＳＢ１においては、後続する処理にて変更が加えられる特徴に対応した特徴量が算出される。なお、後述するステップＳＢ３において、上記画像データに対応する画像の特徴とは無関係な加工が行われる場合には、このステップＳＢ１の処理を行わなくても良いことは勿論である。

次いで、制御部１００は、上記先頭アドレスで特定されるフルページバッファに格納されている画像データを所定のデータサイズ（例えば、１ライン分のデータサイズ）を有する画像データ単位分読み出す（ステップＳＢ２）。そして、制御部１００は、ステップＳＢ２にて読み出した画像データ単位を、ステップＳＢ１にて算出した特徴量に基づいて所定のアルゴリズムにしたがって加工し、上記フルページバッファの格納内容を上書きする（ステップＳＢ３）。例えば、制御部１００がシャープネスフィルタリング処理プログラムにしたがって作動している場合には、各画像データ単位は、上記画像データに撮像されている画像の輪郭を際だたせるようなアルゴリズムにしたがって加工され上書きされる。以降、制御部１００は、上記フルページバッファに格納されている画像データの全体を処理するまで、上記ステップＳＢ２およびＳＢ３の処理を繰り返し実行する。

このように、本実施形態によれば、モジュールプログラムにしたがって作動している制御部１００は、引数として引渡された先頭アドレスを用いて処理対象の画像データの読み出しおよび書き込みを行う。このため、各モジュールプログラムの実行過程毎にフルページバッファを確保する必要はなく、パイプライン方式の画像処理を行う際に要する記憶容量を削減させることが可能になるといった効果を奏する。

［Ｃ：変形例］
以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、係る実施形態を以下に述べるように変形しても良いことは勿論である。

（Ｃ−１：変形例１）
上述した実施形態では、画像処理ライブラリに含まれている各モジュールプログラムの実行過程で、処理対象の画像データ単位のデータサイズが増減しない場合について説明した。しかしながら、画像処理を施すべき画像データが、その画像データを構成する画像データ単位毎に所定のデータ長を有する予備データを付与されて上記フルページバッファに格納されている場合には、各モジュールプログラムの実行過程で上記画像データ単位のデータサイズが増減するとしても良い。このような場合には、各モジュールプログラムの実行過程で上記画像データ単位のデータサイズが増加しても、後続の画像データ単位を毀損してしまうことがないからである。

（Ｃ−２：変形例２）
上述した実施形態では、本発明に係る画像処理装置が画像形成装置に組み込まれている場合について説明した。しかしながら、画像形成装置とは別体の画像処理装置に本発明を適用しても良いことは勿論である。このように画像形成装置とは別体の画像処理装置であっても、本発明を適用することにより、パイプライン方式の画像処理を行う際に必要となる記憶容量を削減させることができることに変わりはないからである。

（Ｃ−３：変形例３）
上述した実施形態では、本発明に係る画像処理装置に特有な機能を実現させるためのパイプライン制御プログラムと画像処理ライブラリとが不揮発性記憶部１２０ｂに予め記憶されている場合について説明した。しかしながら、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などのコンピュータ装置読み取り可能な記録媒体に、上記ソフトウェアを記録させておき、このような記録媒体を用いて一般的なコンピュータ装置に上記ソフトウェアをインストールするとしても良いことは勿論である。また、インターネットなどの通信網を介して上記ソフトウェアを配信し、一般的なコンピュータ装置にインストールさせるとしても勿論良い。

本発明の一実施形態に係る画像処理システムの構成例を示す図である。 同画像処理システムが有する画像処理装置３１のハードウェア構成の一例を示す図である。 同画像処理装置３１のソフトウェア構成の一例を示す図である。 同画像処理装置３１の制御部１００がモジュールプログラムにしたがって行う動作の流れを示すフローチャートである。 同画像処理装置３１の制御部１００がパイプライン制御プログラムにしたがって行う動作の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０…通信線、２０…画像入力装置、３０…画像形成装置、３１…画像処理装置、３２…画像出力装置、１００…制御部、１１０…通信ＩＦ部、１２０…記憶部、１２０ａ…揮発性記憶部、１２０ｂ…不揮発性記憶部、１３０…バス。

Claims (5)

1. 記憶手段と、
   画像データを前記記憶手段へ書き込む書き込み手段であって、処理単位となる画像データ毎に固有の記憶領域を割り当てて前記記憶手段へ書き込む書き込み手段と、
   前記書き込み手段により割り当てられた記憶領域に格納されている画像データに一連の処理を予め定められた順に施す画像処理手段であって、各処理の実行過程において、該画像データを所定の画像データ単位づつ読み出し、各処理毎に固有のアルゴリズムにしたがって加工し上書きする画像処理手段と
   を有する画像処理装置。
2. 前記画像処理手段は、前記各処理の実行過程において、前記書き込み手段により割り当てられた記憶領域に格納されている画像データを解析し、その画像データに対応する画像の特徴を表す特徴量を算出し、その算出結果にしたがって前記画像データ単位を加工する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記各処理の実行前後で前記画像データ単位の大きさが変化しない
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 請求項１に記載の画像処理装置を含む
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. コンピュータ装置に、
   処理単位となる画像データ毎に固有の記憶領域を割り当てて該コンピュータ装置に記憶する記憶機能と、
   前記記憶機能により割り当てられた記憶領域に格納されている画像データに一連の処理を予め定められた順に施す画像処理機能であって、各処理の実行過程において、該画像データを所定の画像データ単位づつ読み出し、各処理毎に固有のアルゴリズムにしたがって加工し上書きする画像処理機能と
   を実現させるプログラム。

Images