JP2006146468A - 画像処理装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像処理をより速く行うことのできる画像処理装置、及びこの画像処理装置を備える画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 画像処理の対象となる注目画素の値及びその近傍の画素の値を用いて注目画素の値を決定する画像処理部１に、それぞれ内部メモリを備える複数の処理ユニット部１５，１６，１７と、前記各内部メモリの容量と、分割後の各画像データの主走査方向１ライン分に対する画像処理に必要な画素の合計サイズとがほぼ一致するように画像データを分割するデータ分割部１２と、データ分割部１２により分割された前記各画像データを、その主走査方向１ライン分に対する画像処理に必要な画素の合計サイズがほぼ一致する内部メモリの容量を備える処理ユニット部１５，１６，１７にそれぞれ分散処理させる処理制御部１３と、各処理ユニット部１５，１６，１７で処理された各画像データを１つの画像データに合成する画像合成部１４とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像データの画像処理について、処理の対象となる注目画素の近傍の画素を用いて注目画素の画像処理を行う画像処理装置、及びこの画像処理装置を備える画像形成装置に関する。

処理の対象となる注目画素の近傍の画素を用いて注目画素の画像処理を行う近傍画像処理は、一般に用いられている画像処理方法で、カメラ、スキャナ等の各種画像入力装置や、画像の加工を行う画像加工装置、プリンタ、ディスプレイ等の画像出力装置等多くの機器で用いられている。

近傍画像処理においては、注目画素の処理に遠くの画素を参照することはないため、複数のＣＰＵ（中央処理装置）に画像を分割させることができ、各分割単位の画像処理は、他の分割単位には依存しないので、各ＣＰＵにおいては、他のＣＰＵと連携することなく処理を行うことができる。

また、画像データを適当に分割し（例えば複数の同じ大きさのスクェア領域に分割して各ＣＰＵに振り分ける。）、処理を行った場合には、空いているＣＰＵや処理速度の速いＣＰＵに多くの分割データを処理させることにより画像データ全体の処理をより早く終了することができる。

図４は、画像データの分割イメージを示す図である。図全体は、１つの画像データを表し、細分化された各領域は画素を表している。画素３１を注目画素とした場合、その周辺の網掛け領域の８つの画素３２が例えば画素３１の画像処理に用いられる近傍画素である。また、太線で区切られた各領域は、分割された画像データ（分割データ）で、この単位毎に各ＣＰＵに分散されて並列に画像処理が行われる。このとき、この分割データの最外縁にある画素に対する画像処理を行うには、（近傍画素として注目画素に隣接した８つの画素を用いる場合、）その１つ外側の（すなわち、太線の１つ外側の）画素を用いる必要があるため、各ＣＰＵには、その分割領域の１つ外側の画素列も渡す必要がある。したがって、実際には、太線周辺の網掛け領域の画素は各分割領域に対して２又は４回重複して取り込まれることとなる。

例えば、近傍画素として注目画素に隣接した８つの画素を用いる場合、斜線領域３３に示す、分割データの３列の画素がＣＰＵの内部メモリに格納されるデータである。このとき、真ん中の列の画素が処理される。真ん中の列の画素の処理が終了した後、上の列の画素が破棄され、斜線領域３３の次の（下の）列の画素が内部メモリに取り込まれ、上記真ん中の列の次の（下の）列の画素の画像処理が行われる。

しかしながら、上記のように各ＣＰＵに画像を分割して画像処理を行う場合、各分割単位の境界付近のデータは各ＣＰＵで重複して持つ必要がある。このためこの重複部分のデータは複数回、外部メモリ等の記憶手段からＣＰＵの内部メモリに取り込まれるため、これに余分な時間がかかってしまうという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みて成されたもので、画像処理をより速く行うことのできる画像処理装置、及びこの画像処理装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る画像処理装置は、画像処理の対象となる注目画素の値及びその近傍の画素の値を用いて注目画素の値を決定する画像処理装置において、それぞれ内部メモリを備える複数の画像処理手段と、前記各内部メモリの容量と、分割後の各画像データの主走査方向１ライン分に対する画像処理に必要な画素の合計サイズとがほぼ一致するように画像データを分割する分割手段と、前記分割手段により分割された前記各画像データを、その主走査方向１ライン分に対する画像処理に必要な画素の合計サイズがほぼ一致する内部メモリの容量を備える前記画像処理手段にそれぞれ分散して画像処理を行わせる制御手段と、前記各画像処理手段で処理された各画像データを１つの画像データに合成する合成手段とを備えるものである。

この構成によれば、分割手段により分割された各画像データは、その主走査方向１ライン分に対する画像処理に必要な画素の合計サイズがほぼ一致する内部メモリの容量を備える前記画像処理手段に制御手段によりそれぞれ分散されて画像処理が行わされ、処理された画像データは合成手段により１つの画像データに合成される。

請求項２に係る画像処理装置は、請求項１に記載の画像処理装置であって、前記分割手段は、同一の画像処理手段で処理を行う分割後の画像データの副走査方向の長さがより長くなるように画像データを分割するものである。

請求項３に係る画像処理装置は、請求項１又は２に記載の画像処理装置であって、前記複数の各画像処理手段の処理速度を記憶する記憶手段を更に備え、前記分割手段は、前記記憶手段に記憶されている各画像処理手段の処理速度に基づき、当該画像処理が各画像処理手段において近い時期に終了するように画像データを分割するものである。

請求項４に係る画像処理装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の画像処理装置であって、前記分割手段は、前記複数の画像処理手段のうち、処理中でない画像処理手段のみを対象として分割を行い、前記制御手段は、前記分割手段により分割された画像データを前記処理中でない画像処理手段のみに分散処理させるものである。

請求項５に係る画像処理装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の画像処理装置であって、前記分割手段は、前記複数の各画像処理手段の備える内部メモリの容量の最大公約数と、分割後の各画像データの主走査方向１ライン分に対する画像処理に必要な画素の合計サイズとがほぼ一致するように画像データを分割する細分割手段と、前記各内部メモリの容量と、分割後の各画像データの主走査方向１ライン分に対する画像処理に必要な画素の合計サイズとがほぼ一致するように、前記細分割手段により分割された画像データを結合する結合手段とを備える。

この構成によれば、細分割手段により細かい単位の領域に画像データが分割され、この画像データが結合手段により結合されることで、各画像処理手段に対応するように元の画像データが分割される。

請求項６に係る画像形成装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の画像処理装置を備えるものである。この構成によれば、請求項１〜５のいずれかの作用を奏する画像形成装置を提供することができる。

請求項１に記載の発明によれば、画像データを主走査方向に分割することによって、他の画像処理手段との間で重複して読み込まれる領域をより少なくすることができ、その重複部分の画像データに対するアクセス時間を削減することができるので、より速く画像処理を行える画像処理装置を提供することができる。

請求項２に記載の発明によれば、画像データを副走査方向に分割することによって、同一又は他の画像処理手段との間で重複して読み込まれる領域をより少なくすることができ、その重複部分の画像データに対するアクセス時間を削減することができるので、より速く画像処理を行える画像処理装置を提供することができる。

請求項３に記載の発明によれば、各画像処理手段に分割された画像データに対する画像処理が近い時期（すなわち、ほぼ同時期）に終了するので、空いている画像処理手段（早く処理を終えてしまった画像処理手段）をつくることなく、資源（画像処理手段）をより有効に使用でき、より速く画像処理を行える画像処理装置を提供することができる。

請求項４に記載の発明によれば、処理中でない（空いている）画像処理手段のみを用いて画像処理を分散させて行うので、容易にかつより速く画像処理を行える画像処理装置を提供することができる。

請求項５に記載の発明によれば、各画像処理手段に対応するように容易に画像データを分割することができる。

請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５のいずれかの効果を奏する画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例である複合機の機能構成を示すブロック図である。複合機２は、複写機能、プリント機能、ファクシミリ機能等の複数の機能を備えるデジタル式の複写機である。複合機２は、画像データ取得部２１、画像処理部１、及び画像出力部２２を備える。

画像データ取得部２１は、ネットワーク又は電話回線等を通じて画像データを取得したり、図略の画像読取部により原稿から画像を読み取ることにより画像データを取得するものである。画像出力部２２は、画像処理部１において画像処理された画像データを、記録紙に印刷して出力したり、ネットワーク又は電話回線等を通じて他の画像形成装置や情報処理装置（例えばＰＣ（Personal Computer））等に送信して出力するものである。

画像処理部１は、画像データ取得部２１により取得された画像データに対して画像処理を施すものである。ここで、画像処理とは例えば画像のノイズを除去したり、文字等のラインをスムースにする等の処理である。画像処理部１は、データ分割部１２、処理制御部１３、画像合成部１４、処理ユニット部１５，１６，１７、処理ユニット部状態取得部１８、及び処理速度記憶部１９を備える。画像処理部１は、複数の処理ユニット部を備え（本実施形態では３つ）、画像データを分割してその各画像データをその複数の処理ユニット部１５，１６，１７に分散して画像処理を行う。

処理ユニット部１５，１６，１７は、画像処理を含む各種処理（例えばファクシミリ送受信処理等）を行う処理装置で、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）である。各処理ユニット部１５，１６，１７は、それぞれ画像処理専用のものであってもよいし、画像処理と共にその他の処理も行う汎用のものであってもよい。本実施形態においては、処理ユニット部１５は画像処理専用で、処理ユニット部１６，１７は汎用のものとする。また、各処理ユニット部１５，１６，１７は、一般にそれぞれ異なるサイズの内部メモリ１５１，１６１，１７１を備える。処理ユニット部１５，１６，１７は、それぞれの備える内部メモリ１５１，１６１，１７１に対するアクセスは、外部の記憶装置（例えば外部メモリ）に対するより高速に行うことができる。そのため、内部メモリに格納されたデータだけを用いて処理を完結できる場合には、より高速に処理を行うことができる。本実施形態では、処理ユニット部１６，１７の内部メモリ１６１，１７１は、処理ユニット部１５の内部メモリ１５１の２倍の容量を有することとする。加えて、各処理ユニット部１５，１６，１７は、一般にそれぞれ異なる処理速度を有する。本実施形態では、処理ユニット部１５，１６は、処理ユニット部１７の２倍の処理速度を有するものとする。

処理速度記憶部１９は、画像処理部１の備える各処理ユニット部１５，１６，１７の処理速度（例えばＣＰＵの動作クロック数）を記憶するものである。処理ユニット部状態取得部１８は、各処理ユニット部１５，１６，１７が処理中であるか否かの状態を取得するものである。

データ分割部１２は、処理ユニット部状態取得部１８から各処理ユニット部１５，１６，１７の状態を取得し、空いている（処理中でない）処理ユニット部に画像処理を分散した場合に、ほぼ同時期に画像処理が終了するように画像データを分割するものである。データ分割部１２は、細分割部１２１及び結合部１２２を備える。細分割部１２１は、処理ユニット部状態取得部１８から各処理ユニット部１５，１６，１７の状態を取得し、空いている（処理中でない）処理ユニット部を当該画像処理を行う処理ユニット部として選択する。細分割部１２１は、前記選択された処理ユニット部（例えば処理ユニット部１５，１６，１７）の各内部メモリのサイズの最大公約数（例えば処理ユニット部１５の内部メモリのサイズ）に３ライン分（ここで、ラインとは、副走査方向に１画素分が主走査方向につながったものである。）が格納可能なライン長（画素数）から２画素引いた画素数（本実施形態では１０画素）で主走査方向を分割する。そして、副走査方向を所定の任意の画素数（本実施形態では１５画素）で分割する。

結合部１２２は、処理速度記憶部１９から前記選択された処理ユニット部１５，１６，１７の処理速度を読み出す。そして、結合部１２２は、細分割部１２１が分割した各分割領域を、前記選択された処理ユニット部１５，１６，１７の各内部メモリサイズに３ライン分が格納可能なライン長になるように主走査方向に結合し、さらに前記処理速度に基づき前記各処理ユニット部１５，１６，１７における画像処理の終了時期がほぼ同時期になるように副走査方向に結合する。すなわち、結合部１２２は（処理ユニット部１５，１６の処理速度が処理ユニット部１７の２倍の場合には）、処理ユニット部１５に割り当てる分割領域としては、主走査方向に他の細分割領域とは結合せず、処理ユニット部１６，１７に割り当てる分割領域としては、主走査方向に２つずつの細分割領域を結合させ、かつ、処理ユニット部１５，１６に対応する分割領域はほぼ同じサイズで、処理ユニット部１７に対応する分割領域は処理ユニット部１５，１６に対応する領域のほぼ半分になるように全領域を分割する。このとき、結合部１２２は、同じ処理ユニット部で処理する画像データの領域は副走査方向にできるだけつながったものにする。同じ処理ユニット部で処理する画像データは、縦につながっている限り、データを縦方向には重複して読み込む必要がないため、より速く画像処理を行うことができる。

図２は、画像分割の方法を示す図で、図２（ａ）は、分割の第１段階（すなわち、細分割部１２１による分割結果）、図２（ｂ）は最終的な分割結果（すなわち、結合部１２２による結合結果）の一例を示している。図２に示される各図の全体は、画像の全体像を表しており、これを細分化した各領域はこの画像を構成する画素を表している。図２（ｂ）に示す本実施形態における分割データは、図４に示す従来の分割データと比較して網掛け部分（すなわち重複部分）が少ないため、より速く画像処理を行うことができる。

図１に戻り、処理制御部１３は、データ分割部１２で分割された各データを順次（１ラインずつ）各処理ユニット部１５，１６，１７に与えて処理を行わせる。画像合成部１４は、各処理ユニット部１５，１６，１７で処理された画像データを各処理ユニット部から順次受信して、これを合成して１つの画像にする。すなわち、処理済みの各画素を元と同じ位置に来るように画像を合成する。画像合成部１４は、処理済みの画像データの（分割前の画像内での）位置の情報をデータ分割部１２から受信する。

次に、画像形成装置２における画像処理の流れを説明する。図３は、画像形成装置２における画像処理の処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ１では、画像データ取得部２１は、画像データを取得しデータ分割部１２に送信する。ステップＳ２では、データ分割部１２は、処理ユニット部状態取得部１８から各処理ユニット部１５，１６，１７の空き状態を取得する。ステップＳ３では、データ分割部１２は、当該画像処理を行う処理ユニット部として、空いている処理ユニット部を選択する。データ分割部１２は、画像データ取得部２１から取得した画像データを、上記選択した各処理ユニット部に対応するように分割する。

ステップＳ４では、処理制御部１３は、データ分割部１２により分割された、各処理ユニット部１５，１６，１７に対応した各画像データの次の１ライン分を（１回目は３ライン分）、その対応した処理ユニット部に送信する。ステップＳ５では、各処理ユニット部１５，１６，１７は１ライン分の画像処理を行う。ステップＳ６では、画像合成部１４は、処理ユニット部１５，１６，１７から処理の終わった１ライン分の画像データを受信し、この画像データに応じた格納位置に書き込む（すなわち、画像を合成する。）。ステップＳ７では、処理制御部１３は、画像処理の行われていない画像データ（ライン）がまだあるか否かをチェックし、まだある場合には（ステップＳ７でＹＥＳ）、ステップＳ４に戻る。ステップＳ７で、画像処理の行われていない画像データがもうない場合には（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ８へ進む。ステップＳ８では、画像合成部１４は、合成した画像を画像出力部２２へ送信し、画像出力部２２は、この画像を（指示されている方法で）出力する。

このように本実施形態においては、使用できる処理ユニット部の備える内部メモリ部の容量に基づいて、画像データの主走査方向の分割位置を決定し、更に同じ処理ユニット部で処理する分割分に関しては副走査方向にはできるだけ分割しないようにしたので、画像を分割して処理させることにより、複数の分割分に重複して入る領域がより少なくなり、この部分を重複して読み出す必要がないので、処理速度をより速くすることができる。

なお、本発明は、上記実施形態のものに限定されるものではなく、以下に述べる態様を採用することができる。本実施形態においては、画素の画像処理に、注目画素の縦、横、斜め方向に隣接する８つの画素を近傍画素として用いたが、近傍画素は、必ずしもこの８つの画素である必要はなく、この８つの画素の更に外側の画素や、離れた場所にある画素であってもよい。処理ユニット部の内部メモリ部に読み込むラインは、注目画素及び近傍画素が含まれるラインであるので、近傍画素にどの画素を用いるかに応じて、処理ユニット部の内部メモリ部に読み込まれるライン及びライン数は異なる。

上記実施形態においては、細分割部により一度細分割を行ってから、結合部により細分割領域を結合して最終的な分割領域を作成したが、必ずしも細分割を行う必要はなく、細分割（すなわち、最終的な分割領域より小さな、同じ形状及び大きさの領域への分割）を行うことなく、直接最終的な分割領域に分割を行うようにしてもよい。

本発明に係る画像分割方法を常時行う必要はなく、処理を速く行う必要のあるときだけ行うようにしてもよい。例えば、コピー機能が使用される場合には、本発明に係る画像分割方法を用い、プリント機能が使用される場合には、本発明に係る画像分割方法を用いないようにしてもよい。

本発明の一実施形態における画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態における画像の分割例を示す図で、（ａ）は、画像分割の第１段階、（ｂ）は、画像分割の最終結果を示す図である。 本発明の一実施形態における画像形成装置の処理の流れを示すフローチャートである。 従来の画像処理装置における画像の分割例を示す図である。

符号の説明

１ 画像処理部（画像処理装置）
１２ データ分割部
１２１ 細分割部（細分割手段）
１２２ 結合部（結合手段）
１３ 処理制御部
１４ 画像合成部
１５，１６，１７ 処理ユニット部（画像処理手段）
１９ 処理速度記憶部（記憶手段）
２ 複合機（画像形成装置）
３１ 注目画素
３２ 近傍画素（近傍の画素）

Claims (6)

1. 画像処理の対象となる注目画素の値及びその近傍の画素の値を用いて注目画素の値を決定する画像処理装置において、
   それぞれ内部メモリを備える複数の画像処理手段と、
   前記各内部メモリの容量と、分割後の各画像データの主走査方向１ライン分に対する画像処理に必要な画素の合計サイズとがほぼ一致するように画像データを分割する分割手段と、
   前記分割手段により分割された前記各画像データを、その主走査方向１ライン分に対する画像処理に必要な画素の合計サイズがほぼ一致する内部メモリの容量を備える前記画像処理手段にそれぞれ分散して画像処理を行わせる制御手段と、
   前記各画像処理手段で処理された各画像データを１つの画像データに合成する合成手段と
   を備える画像処理装置。
2. 前記分割手段は、同一の画像処理手段で処理を行う分割後の画像データの副走査方向の長さがより長くなるように画像データを分割する請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記複数の各画像処理手段の処理速度を記憶する記憶手段を更に備え、
   前記分割手段は、前記記憶手段に記憶されている各画像処理手段の処理速度に基づき、当該画像処理が各画像処理手段において近い時期に終了するように画像データを分割する請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. 前記分割手段は、前記複数の画像処理手段のうち、処理中でない画像処理手段のみを対象として分割を行い、
   前記制御手段は、前記分割手段により分割された画像データを前記処理中でない画像処理手段のみに分散処理させる請求項１〜３のいずれかに記載の画像処理装置。
5. 前記分割手段は、前記複数の各画像処理手段の備える内部メモリの容量の最大公約数と、分割後の各画像データの主走査方向１ライン分に対する画像処理に必要な画素の合計サイズとがほぼ一致するように画像データを分割する細分割手段と、
   前記各内部メモリの容量と、分割後の各画像データの主走査方向１ライン分に対する画像処理に必要な画素の合計サイズとがほぼ一致するように、前記細分割手段により分割された画像データを結合する結合手段とを備える請求項１〜４のいずれかに記載の画像処理装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の画像処理装置を備える画像形成装置。

Images