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

Abstract

【課題】 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つつ、総転送画素数を削減して、全体の処理スループットを改善する。
【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、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に関し、特に、空間フィルタ処理などの局所（近傍）画像処理を行なう場合に用いて好適なものである。

従来から、画像形成を行って出力するに際し、空間フィルタ処理などの局所（近傍）画像処理を行なうようにしている。この局所（近傍）画像処理は、処理対象となる画素（以下、処理画素と略称する）を含む空間フィルタ領域に含まれるすべての画素を用いて何らかの演算を行なう画像処理のことである。例えば、デジタル画像データに対してエッジ強調処理やぼかし処理といった空間フィルタ処理を施す。

このような局所（近傍）画像処理の第１の従来技術として、デジタル画像データの左上端の画素から主走査方向に沿って一画素ずつ画像処理を行ない、右端の画素まで画像処理を行なうと、副走査方向に１画素だけ進み、再度左端の画素から主走査方向に沿って一画素ずつ右端まで画像処理を行なうという一連の画像処理をデジタル画像データの右下端の画素についての画像処理を終えるまで繰り返し実行し、所望の画像処理を行なうという技術がある。

かかる技術では、デジタル画像データの主走査方向の幅が大きくなるにつれて、大きなメモリ容量が必要になる。例えば、Ａ４サイズの画像を、解像度が６００ｄｐｉのスキャナで読み取り、デジタル画像データに変換した場合、デジタル画像データの幅は４９５３画素となる。また、１画素が３バイトのデータ量である場合に、上記３×３の空間フィルタ領域に対して局所（近傍）画像処理を行なうと、約２９Ｋバイト（４９５３画素×２ライン×３バイト）のメモリ容量が必要になる。

そこで、このような問題を解決する第２の従来技術として、デジタル画像データを４つのブロック（タイル）領域に分割し、別々に局所（近傍）画像処理を行なうという技術がある（特許文献１を参照）。かかる技術では、各ブロック領域間で隙間なく局所（近傍）画像処理を行なうために、各ブロック領域が、夫々隣接するブロック領域と、境界で互いに重なり合うようにしている（図１２の斜線部の領域１２００）。このようにすれば、メモリの容量をブロック（タイル）領域の大きさで規定することができ、前述した第１の従来技術よりも省メモリ化することが可能となる。

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）において、３画素×３画素の空間フィルタ領域に対して空間フィルタ処理を行なう場合、ブロック（タイル）領域の大きさを１６画素×１６画素とすると、メモリ容量は、０．７５Ｋバイト（１６画素×１６画素×３バイト）になり、前述した第１の従来技術におけるメモリ容量（約２９Ｋバイト）に比較して非常に小さくなる。

特開平１１−２５９６４６号公報

しかしながら、前述した第２の従来技術においては、分割した各ブロック（タイル）リ領域の隣接付近で互いに重なりあう領域を設定する必要がある。そのため重なり合う領域の画素は、２回又は４回転送されることになる。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）において、３画素×３画素の空間フィルタ領域に対して空間フィルタ処理を行なう場合、総転送画素数は本来のデジタル画像データの画素数である４９６９画素×７０１６画素に対し１.３１倍となる。また、９画素×９画素の空間フィルタ領域に対して空間フィルタ処理を行なう場合には、重なり合う領域がさらに増加し、デジタル画像データの総転送画素数は本来のデジタル画像データの画素数の４倍となる。

以上のように従来の技術では、局所（近傍）画像処理を行なうに際し、メモリ容量の削減と、総転送画素数の削減との両方を実現することが困難であるという問題点があった。
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。

本発明の画像処理方法は、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。

本発明の画像処理装置は、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。

本発明のコンピュータプログラムは、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。
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。

本発明によれば、１枚の画像データを分割して得られた複数のバンド領域をバンドメモリに逐次割当て、割当て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し、走査した処理対象の画素について画像処理を逐次行なうようにしたので、バンド領域内の画素を画像処理するためのメモリ容量を、バンド領域の長さ方向に対して垂直な方向におけるバンド領域の大きさ（バンド領域の高さ）に依存させることができる。これにより、局所（近傍）画像処理を行なうに際し、メモリ容量の削減と、総転送画素数の削減とを実現することができる。

（第１の実施形態）
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。

アナログ信号に変換された画像情報は、アナログ信号処理部１２６に入力され、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色毎に補正等が行われた後にアナログ・デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）される。デジタル化されたフルカラー信号（以下、デジタル画像信号という）は、画像処理部１３０に入力される。画像処理部１３０は、デジタル画像信号に対し、後述する入力補正処理、空間フィルタ処理、色空間変換、濃度補正処理、及び中間調処理を施し、これらの処理が施された後のデジタル画像信号をプリンタ部１４０へ出力する。

プリンタ部１４０は、たとえば、インクジェットヘッドやサーマルヘッド等を使用したラスタプロッタ等の印刷出力部（図示せず）を備えて構成され、入力されたデジタル画像信号により紙上に画像を記録する。
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。

次に、図１の画像処理部１３０について詳細に説明する。
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。

［入力補正回路２２０］
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。

［空間フィルタ回路２３０］
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。

［色空間変換回路２４０］
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。

［濃度補正回路２５０］
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。

［中間調処理回路２６０］
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。

次に、１枚の画像データを複数のバンド（帯状）領域に分割し、各バンド領域を逐次的にバンドメモリに割当てる画像処理方法（バンド処理）について説明する。
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。

この分割された細長い領域をバンド領域と呼び、バンド領域が展開される記憶領域をバンドメモリと呼び、分割する行為をバンド分割と呼ぶ。バンドメモリは、メインメモリ内に記憶領域として確保されると決まっているわけではなく、システム上のどの記憶領域に確保してもよいが、本実施形態では、説明を簡潔にするためにバンドメモリをメインメモリ内に確保する場合を例に挙げて説明する。

また、デジタル画像データの座標系（主走査方向−副走査方向）は、図３（ｅ）に示すように、長さ方向、高さ方向という新たな座標系（バンド領域座標系）を定義し、バンド領域を長さ×高さで表現する。また、分割の方法は、前述した特許文献１に記載されている方法と異なる。また、バンド領域の長さは、必ずデジタル画像データの主走査方向の幅、もしくは副走査方向の高さの何れかの値となり、バンドの高さは任意の値となる。

バンド処理についてもう少し詳しく説明する。
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。

図３（ａ）〜（ｄ）で明らかなように、バンド領域３０１〜３０４の長さは同じであるが、高さは同じである必要性は無い。メインメモリの記憶領域であるバンドメモリは最も大きいバンド領域（図３の場合、第１〜第３のバンド領域３０１〜３０３）によって決定される。
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は、本実施形態の画像処理方法の一例を説明する図である。
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。

まず、バンド領域の左上端の画素からバンド領域の高さ方向に沿って（デジタル画像データの副走査方向に画素が進むため、前述した第１の従来技術とは画素の走査方向が直行する）、一画素ずつ画像処理が実行される。バンド領域の下端の画素まで到達した時点で長さ方向に１画素だけ画像処理する画素を進め（デジタル画像データの主走査方向に画素が進むため、前述した第１の従来技術とは画素の走査方向が直行する）、再度バンド領域の上端の画素からバンド領域の高さ方向に沿って一画素ずつ下端まで画像処理が実行される。この一連の画像処理をバンド領域の右下端の画素まで実行し、１つのバンド処理が終了する。

図４（ａ）に示す空間フィルタ領域４１０内の９つの画素は、図６（ａ）に示す画素ａ〜ｉである。図４（ａ）は、画素ｉが、図５に示す画像処理装置（空間フィルタ回路２３０）に入力されて、空間フィルタ領域４１０内の９つの画素ａ〜ｉがすべて画像処理装置内に揃った状態を示している。図５に示す画像処理装置（空間フィルタ回路２３０）では、図６（ｂ）に示すような入力画素ｉの画素値が積和演算器５６５に代入される。また、図６（ｃ）に示すような加重マトリクスを記憶するための、加重マトリクスレジスタ５６０から９つの加重値が積和演算器５６５に代入される。

また、遅延レジスタ５７２によって遅延された画素ｃと画素ｆの画素値が夫々、積和演算器５６５に代入される。また画素ａ、ｂ、ｄ、ｅ、ｇ、ｈの画素値は遅延メモリ５７５に記憶されており、遅延回路５７０によって遅延メモリ５７５から取り出され、積和演算器５６５に代入される。積和演算器５６５は、加重マトリクスレジスタ５６０から９つの加重値と画素ａ〜ｉの画素値とを用いて所定の演算を行ない、処理画素のフィルタ演算結果５９０を出力する。この出力した値が、図４（ａ）に示す処理画素ｅの画像処理結果となる。

最後に、図５に示す画像処理装置（空間フィルタ回路２３０）は、遅延回路５７０を介して遅延メモリ５７５の画素ａの画素値に画素ｃの画素値を上書きし、画素ａの画素値を消去すると共に画素ｃの画素値を記憶する。このような遅延回路５７０のリング式ＦＩＦＯ（First-In First-Out）と同一の動作により、図４（ａ）に示す遅延メモリ５７５に記憶される画素領域４５０は、常に２ライン（空間フィルタ領域４１０の高さ３より１だけ小さいライン数）となる。処理画素が進むにつれ、入力画素ｉの走査方向４４０（バンド領域の高さ方向）とは垂直な方向（バンド領域の長さ方向）に、遅延メモリ５７５に記憶される画素領域４５０は遷移していくことになる。なお、図４（ａ）では、この遅延メモリ５７５に記憶される画素領域４５０が遷移する方向を、遅延メモリ走査方向４５５として図示している。このとき遅延メモリ５７５は、以下の（１式）に示すように、バンド領域の高さに依存した一定の容量となる。

遅延メモリ容量Ｄｂｕｆ＝Ｂｄｈ×（ｆｗ−１）×ｐｉｘ ・・・（１式）
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。

以上より、バンド領域の高さＢｄｈから遅延メモリ容量ＤＢｕｆの大きさが規定され、デジタル画像データの主走査方向の幅（ｗｉｄｔｈ）に依存することがなく、遅延メモリ容量も省メモリ化することが可能となり、前述した第１の従来技術の抱える問題を解決できる。本実施形態では、デジタル画像データの主走査方向の幅（ｗｉｄｔｈ）に等しいバンド領域の長さではなく、任意に設定可能なバンド領域の高さに着眼しており、バンド領域の高さに依存した遅延メモリ５７５を使用したことに大きな工夫がある。また、この工夫を実現するために、画素の走査方向をデジタル画像データの主走査方向ではなく、バンド領域の高さ方向に限定している。図２に示す一連の画像処理のうち、空間フィルタ処理以外の処理（入力補正、色空間変換、濃度補正、中間調処理）は局所（近傍）画像処理ではないが、処理画素の走査方向がバンド領域の高さ方向に限定されたとしても何ら問題は生じない。つまり、処理画素の走査方向をデジタル画像データの主走査方向ではなく、バンド領域の高さ方向に限定することが、本実施形態の最も大きな特徴と言える。

図４（ａ）に示す第１のバンド領域３０１に対して、以上のような処理を終えた後、図４（ｂ）に示すように、次の第２のバンド領域３０２に対して、第１のバンド領域３０１に対して行ったのと同様の局所（近傍）画像処理を行なう。このとき、前述した第２の従来技術と同様に、デジタル画像データ４００の周辺部は、空間フィルタ処理を施すことができない領域１１９０である（図７を参照）。これは空間フィルタ領域４１０内のすべての画素値を空間フィルタ処理に代入できないことが原因であり、この領域１１９０は原理上、適切な空間フィルタ処理を行なうことができない。したがって、各バンド領域（第１及び第２のバンド領域３０１、３０２）間で隙間無く局所（近傍）画像処理を行なうためには、各バンド領域において、図４（ｃ）に示すような重なり合う画素領域４６０が必須となる。ただし、本実施形態の場合、前述した第２の従来技術のように、重なり合うが素領域が網目状になるわけではないので、同一画素の再転送数は、前述した第２の従来技術に比べ少量でよく、その結果、総転送画素数は、前述した第２の従来技術より少なくてよい。

図６に、遅延（ブロック）メモリ容量とスループットとの関係を示す。この図６を参照しながら、前記総転送画素数について詳細に説明する。
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。

しかしながら、これまで述べてきたように、前述した第２の従来技術及び本実施形態では、デジタル画像データを分割して局所（近傍）画像処理するために、総転送画素数がデジタル画像データの総画素数より増加してしまう。そこで前述した第１の従来技術の総転送画素数を基準値とし、この第１の従来技術に対する総転送画素数の比率の逆数をスループットと規定した。つまり、デジタル画像データがより細かく分割される程、所要する遅延（ブロック）メモリ容量は小さくてよいが、総転送画素数は前述した第１の従来技術より増加することとなり、前述した第１の従来技術に対するスループットが低下する。

図８（ａ）は、空間フィルタ領域が３画素×３画素の条件の結果を示し、図８（ｂ）は、空間フィルタ領域が９画素×９画素の条件の結果を示し、図８（ｃ）は空間フィルタ領域が１５画素×１５画素の条件の結果を示す（遅延（ブロック）メモリ容量は、どの条件下も１画素あたり３バイトで換算している）。前述した第１の従来技術の場合、遅延メモリ容量は固定であるため、スループットの値は、グラフ上では１点（■印）となる。図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、空間フィルタ領域に係わらず、本実施形態の画像処理方法の方が、前述した第２の従来技術よりも、スループットが高く、特性が優れていることが見て取れる。

以上のように本実施形態では、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との積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ようにした。
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。

また空間フィルタ処理（領域９画素×９画素）を行なう場合、前記重なり合う領域は本実施形態の手法でも当然増加する。本実施形態で説明した手法を用いて、遅延メモリの容量を０.７５Ｋバイトに維持しつつ、空間フィルタ処理（領域９画素×９画素）を行なうためには、バンド領域の高さを３２画素に設定する（３２画素×２ライン×３バイトの遅延メモリとして構成される）。前述した第２の従来では、総転送画素数は本来のデジタル画像データ全体の画素数の４倍となり、Ａ４サイズの画像を処理するためにＡ３サイズ分の画素数を転送しなければならない。これに対し、本実施形態の手法を用いた場合の総転送画素数は、本来のデジタル画像データ全体の画素数の１.３１倍でよい。本実施形態では、前述した第１の従来技術のように遅延メモリの画素数が、入力するデジタル画像データの主走査方向の幅に固定されることがなく、空間フィルタ領域と遅延メモリの容量と総転送画素数との３つのパラメータから柔軟に回路構成を選ぶことができ、前述した第２の従来技術よりも、総転送画素数が著しく少なく、その結果として画像処理のスループットが改善される。
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。

（第２の実施形態）
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は、本実施形態の画像処理方法の一例を説明する図である。
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９（ａ）に示したものよりも、図９（ｂ）に示したものの方が、空間フィルタ領域が大きい。このために、遅延メモリに記憶される画素領域４５０の所定画素数は、図９（ａ）に示したものでは２ラインになるのに対し、図９（ｂ）に示したものでは４ラインになる（２倍になる）。それに伴い、図９（ｂ）に示すバンド領域３０１の高さが、図９（ａ）に示すバンド領域３０１の高さの（１／２）倍となり、図７（ｂ）に示すもののバンド分割数が、図９（ａ）に示すもののバンド分割数の２倍になる。

また、隣接するバンド領域間で重なり合う領域の幅が、図９（ａ）に示すものでは４画素になるのに対し、図９（ｂ）に示すものでは８画素になる。したがって、同一画素の再転送数が増加することになるので、総転送画素数が増加し、その結果スループットは低下する。しかしながら、前述した第１の従来技術とは異なり、同じ容量の遅延メモリで、異なる空間フィルタ領域を柔軟に実現できることが理解できる。

図１０（ａ）に、遅延（ブロック）メモリ容量を３Ｋバイト（一定）にして空間フィルタ領域４１０を変化させた場合の本実施形態と前述した第２の従来技術のスループットを示す。また、図１０（ｂ）に、空間フィルタ領域を変化した場合のバンド領域の高さを示す。このとき、第２の従来技術では、３２×３２のブロック（タイル）領域で固定した（１画素あたり３バイトで換算している）。

図１０（ｂ）から分かるように、本実施形態では、空間フィルタ領域４１０が小さいほどバンド領域の高さを大きく設定できる。また、図１０（ａ）から分かるように、空間フィルタ領域４１０が小さいほど総転送画素数が少なくなるので、スループットはよくなる。
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。

本実施形態では、空間フィルタ領域４１０の大きさに合わせて遅延メモリが保持する画素領域が変化するので、バンド分割数ができるだけ少ない数になり、バンド領域の更新数が常に最少となる。それに比べて、前述した第２の従来技術では、ブロック分割数が常に一定であるので、ブロック（タイル）領域の更新数は変化しない。
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。

（第３の実施形態）
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。

図１１は、本実施形態の画像処理方法の一例を説明する図である。
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。

尚、前述した各実施形態の画像処理装置は、複数の機器（たとえばホストコンピュータ、インターフェース機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、１つの機器からなる装置（たとえば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。

（本発明の他の実施形態）
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。

また、この場合、前記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えば、かかるプログラムコードを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。

さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでもない。

本発明の第１の実施形態を示し、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。 本発明の第１の実施形態を示し、画像処理部の回路構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態を示し、バンド処理の動作の一例を説明する図である。 本発明の第１の実施形態を示し、画像処理方法の一例を説明する図である。 本発明の第１の実施形態を示し、画像処理装置（空間フィルタ回路）の構成の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示し、空間フィルタ領域の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示し、デジタル画像データの一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示し、遅延（ブロック）メモリ容量とスループットとの関係の一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態を示し、画像処理方法の一例を説明する図である。 本発明の第２の実施形態を示し、空間フィルタ領域とスループットとの関係の一例を示す図である。 本発明の第３の実施形態を示し、画像処理方法の一例を説明する図である。 従来の技術を示し、ブロック領域が互いに重なり合っている様子を示す図である。

符号の説明

１２０ 画像処理部
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. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 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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