JP2006139606A - 画像処理方法、画像処理装置、コンピュータプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 1枚のデジタル画像データ400を複数バンド領域301〜304に分割して、各バンド領域301〜304を逐次的にバンドメモリに割り当て、バンド領域の長さ方向に対し垂直な方向(高さ方向)に画素を走査し、バンド領域の高さと空間フィルタ領域401とに依存する所定画素数分の容量のリング式にデータ更新される遅延メモリ575に前記走査した画素を保持しながら画像処理を行なう。
【選択図】 図4
Description
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、メモリ容量の削減と、総転送画素数の削減とを実現しつつ、局所(近傍)画像処理を適切に行なえるようにすることを目的とする。
本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、前記記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴とする。
以下、図面を参照して本発明の第1の実施形態を説明する。
図1は、本実施形態の画像処理装置の全体構成の一例を示すブロック図である。
図1において、画像読み取り部120は、レンズ122、CCDセンサ124、及びアナログ信号処理部126等を備えて構成される。レンズ122を介しCCDセンサ124に結像された原稿100の画像が、CCDセンサ124によりR(Red),G(Green),B(Blue)のアナログ電気信号に変換される。
また、CPU回路部110は、演算制御用のCPU112、固定データやプログラムを格納するROM114、データの一時保存やプログラムのロードに使用されるRAM116、及び外部記憶装置118等を備えて構成され、画像読み取り部120、画像処理部130、及びプリンタ部140等を制御し、本実施形態の画像処理装置のシーケンスを統括的に制御する。外部記憶装置118は、本実施形態の画像処理装置が使用するパラメータやプログラムを記憶するディスク等の媒体であり、RAM116のデータやプログラム等は、外部記憶装置118からロードされる構成としても構わない。
図2は、本実施形態の画像処理部130の回路構成の一例を示すブロック図である。
アナログ信号処理部126からデジタル画像信号がバス205を経由して画像処理コントローラ200に入力され、以下に説明する画像処理が実行される。画像処理コントローラ200は、入力インターフェース210、入力補正回路220、空間フィルタ回路230、色空間変換回路240、濃度補正回路250、中間調処理回路260、及び出力インターフェース270を備えて構成される。
以下、入力補正回路220、空間フィルタ回路230、色空間変換回路240、濃度補正回路250、及び中間調処理回路260について詳細に説明する。
入力インターフェース210を経由して入力補正回路220にデジタル画像信号215が入力される。このデジタル画像信号215はR,G,Bの輝度信号で構成される。入力補正回路220では、原稿100を読み取るセンサの特性のばらつきや、原稿照明用ランプの配光特性を補正するための処理がデジタル画像信号に対して行なわれる。
入力補正回路220から出力されたデジタル画像信号(輝度信号R,G,B)225が、空間フィルタ回路230に入力される。空間フィルタ回路230は、本実施形態の主な特徴部分に該当する回路であり、デジタル画像信号(輝度信号R,G,B)225に対し、平滑化やエッジ強調といった局所(近傍)画像処理が行なわれる。
空間フィルタ処理回路230から出力されたデジタル画像信号(輝度信号R,G,B)235が、色空間変換回路240に入力される。色空間変換処理回路240では、デジタル画像信号235の輝度信号R,G,Bが、濃度信号C(Cyan),M(Magenta),Y(Yellow),K(Black)へ変換される。
色空間変換回路240から出力されたデジタル画像信号(濃度信号C,M,Y,K)245が、濃度補正回路250に入力される。濃度補正回路250では、デジタル画像信号(濃度信号C,M,Y,K)245に対し、濃度補正が行なわれる。これは、後段の中間調処理回路260で2値化されたときに濃度変化が起きないように、中間調処理の特性を考慮して予め濃度補正を行なう必要があるからである。
濃度補正回路250から出力されるデジタル画像信号(濃度信号C,M,Y,K)217が中間調処理回路260に入力される。中間調処理回路260では、デジタル画像信号(濃度信号C,M,Y,K)255に対し、スクリーン処理が行なわれ、2値の中間調表現に変換される。そして、2値デジタル画像信号(印字信号C,M,Y,K)265が出力インターフェース270とバス275とを経由してプリンタ部140に出力される。
家庭用プリンタのような低コストの機器では、システムのメインメモリ(図1のRAM116に相当)の容量が小さく、1枚のデジタル画像データ全体をメインメモリに記憶できない場合が多い。そのため、図3(a)〜(d)に示すように、1枚のデジタル画像データ全体を帯状(短冊状)に分割して逐次的にその領域のみメインメモリに展開して各種の画像処理を行なうことが一般的である。
まず、図3(a)に示す第1のバンド領域301を、メインメモリ上のバンドメモリに展開して画像処理を行なう。次に、図3(b)に示す第2のバンド領域302を第1のバンド領域301が展開されたバンドメモリに上書き展開して画像処理を行なう。さらに、図3(c)に示す第3のバンド領域303を第2のバンド領域302が展開されたバンドメモリに上書き展開して画像処理を行なう。最後に、図3(d)に示す第4のバンド領域304を第3のバンド領域303が展開されたバンドメモリに上書き展開して画像処理を行なう。
また、前述したように、メインメモリ内のバンドメモリは1つの記憶領域に限定されるわけではない。例えば2つのバンドメモリA、Bをメインメモリ内に確保してもよい。このようにした場合には、まず、第1のバンドメモリAに第1のバンド領域301を展開して第1の画像処理を行ない、次に、第1のバンド領域301を第1のバンドメモリAから第2のバンドメモリBに移して、第1のバンドメモリAに第2のバンド領域302を展開し、第1のバンド領域301に対して第2の画像処理を行ないながら、並列に第2のバンド領域302に第1の画像処理を行なっても良い。バンド領域単位にデジタル画像データを分割して画像処理を行なうことで、このようなパイプライン的な画像処理が可能となる。
図4(a)において、太枠で示している400は、デジタル画像データを示す。本実施形態では、バンド処理に特化した画像処理を行なうことで、前述した第1の従来技術よりも遅延メモリの省容量化を実現しつつ、前述した第2の従来技術よりもデータ・ハンドリングの効率化を実現できるようにすることを目的としている。このような目的を達成するために、本実施形態では、デジタル画像データの座標系(主走査方向−副走査方向)とは異なるバンド領域座標系で画像処理を行なう。
ここで、Bdhは、バンド領域の高さである。fwは、空間フィルタ領域410の幅である。pixは、1画素あたりのデータ量である。
まず、ここで述べるスループットという用語について以下に補足する。前述した第1の従来技術では、前述した第2の従来技術及び本実施形態と違い、総転送画素数はデジタル画像データの総画素数に等しい。
このようにすれば、あるバンド領域と次のバンド領域との隣接付近で、同一画素をメインメモリから2回転送しなければならない領域(重なり合う領域)が生じるが、前述した第2の従来技術のように網目状に重なり合う領域が形成されることは無い。そのため非常に効率的なデータ・ハンドリングを行なうことができる。例えば、解像度が600dpiのA4サイズのデジタル画像データ(主走査方向4969画素×副走査方向7016画素)に対して、空間フィルタ処理(領域3画素×3画素)を想定すると、バンド領域の高さが128画素の条件における遅延メモリの容量は0.75Kバイト(128画素×2ライン×3バイト)となり、遅延メモリの容量は、前述した第2の従来技術と同じ容量となり、前述した第1の従来技術の29Kバイトよりも非常に小さくなる。さらに、前述した第2の従来技術の総転送画素数が本来のデジタル画像データ全体の画素数の1.31倍に増加するのに対し、本実施形態の手法では1.02倍にしか増加しない。
以上のように本実施形態では、前述した第1の従来技術に比べメモリ容量を削減して回路規模の縮小及びコスト削減を図りながら、前述した第2の従来技術よりも総転送画素数を削減することができ、画像処理のスループットを向上することが可能となる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態では、遅延メモリの容量を一定にしており、この点が前述した第1の実施形態と異なるだけである。したがって、本実施形態の説明において、前述した第1の実施形態と同一部分については、図1〜図8に付した符号と同一の符号を付すなどして詳細な説明を省略する。
図9(a)は、空間フィルタ領域410が3画素×3画素の条件での画像処理方法を示し、図9(b)は空間フィルタ領域410が5画素×5画素の条件での画像処理方法を示している。
図10(a)に示すように、前述した第2の従来技術では、空間フィルタ領域410の増加と共にスループットの低下が急激であるのに対し、本実施形態では、スループットの低下が緩やかである。遅延(ブロック)メモリ容量が同一の場合、空間フィルタ領域410の増加に対して、本実施形態の方が、前述した第2の従来技術よりも、データ・ハンドリングが効率的であると言える。
以上説明したように、本実施形態の画像処理方法を採用すれば、遅延メモリが記憶する画素領域を柔軟に変化させることが可能であり、かつ非常に効率的なデータ・ハンドリングを可能としている。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態では、デジタル画像データの主走査方向にバンド分割を行なうようにしており、この点が前述した第1及び第2の実施形態と異なるだけである。したがって、本実施形態の説明において、前述した第1及び第2の実施形態と同一部分については、図1〜図10に付した符号と同一の符号を付すなどして詳細な説明を省略する。
本実施形態では、デジタル画像データ400の副走査方向がバンド領域1101〜1103の長さ方向となり、デジタル画像データ400の主走査方向がバンド領域1101〜1103の高さ方向となる。
また、図11(d)に示すように、第1のバンド領域1101と第2のバンド領域1102との境界付近と、第2のバンド領域1102と第3のバンド領域1103との境界付近とで重なり合う領域1104、1105が存在する。図11(a)〜(c)に示すように、本実施形態のようにしても、前述した第1の実施形態と全く同様の画像処理を実現することが可能であり、デジタル画像データに対してどの方向に沿ってバンド分割したとしても実現可能であるということが言える。
上述した実施形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるように、該各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、前記実施形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(CPUあるいはMPU)に格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
200 画像処理コントローラ
230 空間フィルタ回路
301〜304、1101〜1103 バンド領域
400 デジタル画像データ
410 空間フィルタ領域
560 加重マトリクスレジスタ
572 遅延レジスタ
575 遅延メモリ
570 遅延回路
565 積和演算器
Claims (12)
- 1枚の画像データを複数のバンド領域に分割し、分割した各バンド領域をバンドメモリに逐次割当てて行なう画像処理方法であって、
前記バンドメモリに割当てられたバンド領域の長さ方向に対して垂直な方向に、前記バンド領域内の画素を走査する走査ステップと、
前記走査ステップにより走査された処理対象の画素について画像処理を逐次行なう画像処理ステップとを有することを特徴とする画像処理方法。 - 前記走査ステップにより走査された画素のうち、前記バンド領域の一部の画素の値のみを遅延メモリに保持する保持ステップを有し、
前記画像処理ステップは、前記保持ステップにより保持された前記遅延メモリ内の画素の値を用いて、前記処理対象の画素について画像処理を行なうことを特徴とする請求項1に記載の画像処理方法。 - 前記保持ステップは、前記バンド領域の長さ方向に遷移するように、前記遅延メモリに記憶されている画素の値を更新することを特徴とする請求項2に記載の画像処理方法。
- 前記遅延メモリは、前記バンド領域の高さに相当する画素数と、所定画素数との積により定まる大きさのバッファであることを特徴とする請求項2又は3に記載の画像処理方法。
- 前記遅延メモリの容量が一定の場合、前記所定画素数に応じて、前記バンド領域の高さを設定するとともに、前記バンド領域の分割数を設定する設定ステップと、
前記設定ステップにより設定されたバンド領域の高さと分割数とに基づいて、前記1枚の画像データを複数のバンド領域に分割する分割ステップと、
前記分割ステップにより分割された各バンド領域を、前記バンドメモリに逐次割当てる割当ステップとを有し、
前記走査ステップは、前記割当ステップによりバンドメモリに割当てられたバンド領域の長さ方向に対して垂直な方向に、前記バンド領域内の画素を走査することを特徴とする請求項4に記載の画像処理方法。 - 1枚の画像データを複数のバンド領域に分割し、分割した各バンド領域をバンドメモリに逐次割当てて画像処理を行なう画像処理装置であって、
前記バンドメモリに割当てられたバンド領域の長さ方向に対して垂直な方向に、前記バンド領域内の画素を走査する走査手段と、
前記走査手段により走査された処理対象の画素について画像処理を逐次行なう画像処理手段とを有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記走査手段により走査された画素のうち、前記バンド領域の一部の画素の値のみを遅延メモリに保持する保持手段を有し、
前記画像処理手段は、前記保持手段により保持された前記遅延メモリ内の画素の値を用いて、前記処理対象の画素について画像処理を行なうことを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。 - 前記保持手段は、前記バンド領域の長さ方向に遷移するように、前記遅延メモリに記憶されている画素の値を更新することを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。
- 前記遅延メモリは、前記バンド領域の高さに相当する画素数と、所定画素数との積により定まる大きさのバッファであることを特徴とする請求項7又は8に記載の画像処理装置。
- 前記遅延メモリの容量が一定の場合、前記所定画素数に応じて、前記バンド領域の高さを設定するとともに、前記バンド領域の分割数を設定する設定手段と、
前記設定手段により設定されたバンド領域の高さと分割数とに基づいて、前記1枚の画像データを複数のバンド領域に分割する分割手段と、
前記分割手段により分割された各バンド領域を、前記バンドメモリに逐次割当てる割当手段とを有し、
前記走査手段は、前記割当手段によりバンドメモリに割当てられたバンド領域の長さ方向に対して垂直な方向に、前記バンド領域内の画素を走査することを特徴とする請求項9に記載の画像処理装置。 - 1枚の画像データを複数のバンド領域に分割し、分割した各バンド領域をバンドメモリに逐次割当てて行なう画像処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記バンドメモリに割当てられたバンド領域の長さ方向に対して垂直な方向に、前記バンド領域内の画素を走査する走査ステップと、
前記走査ステップにより走査された処理対象の画素について画像処理を逐次行なう画像処理ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。 - 前記請求項11に記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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