JP2006157977A - 画像処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】メモリを使用して画像回転を行う際に、中間のバッファメモリ量を少なくする。
【解決手段】入力画像データを順次画像メモリ403のデータバス幅nビットのm画素単位にパッキングして前記画像メモリ403の第1の所定領域に書き込む画像入出力DMAC402と、画像入出力DMAC402により画像メモリ403の第1の所定領域に記憶された入力画像データがmライン蓄積された後に、副走査方向に連続してmワード単位で読み出す回転リードDMAC404と、nビット×mワードのバッファメモリを持ち、前記回転リードDMAC404から読み出された主走査n画素×副走査nラインの画像データに対して90°または270°の回転処理を施す回転処理部406と、回転処理部406によって回転した画像データを順次、回転アドレスを発生して画像メモリ403の第2の所定領域に書き込む回転ライトDMAC405と、画像メモリ403への書き込み及び画像メモリ403からの読み出しを時分割で並行して実行するメモリ制御部401とを備えた。
【選択図】図4

Description

本発明は、画像情報のデジタル処理を行うためのメモリ制御に特徴のある画像処理装置に関し、特にデジタル複写機、スキャナ、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に備えられ、入力画像データを回転して出力するための画像処理装置に関する。
近年、複写機のデジタル化が進むと共に画像メモリを応用した、加工、編集が盛んとなってきている。このような加工、編集の例として、例えば、メモリの読み出し時のアドレス操作による画像回転、イメージリピート、書き込み時のアドレス操作による複数枚の原稿を1枚の転写紙にコピーするinto1等がある。このような加工や編集機能を満足するため、メモリ機能を持つデジタル複写機では、最低原稿1枚分に相当する画像メモリを持っているのが一般的である。また、画像メモリは比較的大容量で、高速性が要求されるため、DRAMで構成するのが一般的である。
前述の画像回転において、スキャナで読み取られた画像に90度あるいは270度の回転を加えてリアルタイムにページメモリに書き込むには、スキャナから入力される画像データが一般的に主走査方向に連続したラスタデータであり、かつ画像メモリのデータバス幅が一般的にnビットであるため、nラインを一旦中間メモリに記憶させる等の工夫が必要になる。そこで、特開平5−314249号公報には、中間メモリとして1ビット単位で構成されるラインメモリをn個用いて画像メモリのデータバス幅に揃えた上で画像メモリに格納することが提案されている。
しかし、この特開平5−314249号公報の開示の方式では、中間メモリとしてワード数を主走査の画素数分持ったn個のラインメモリが必要になり、またラインメモリ自体が画像メモリとは独立して必要になるため、全体としてコスト高にならざるを得なかった。
そこで、本発明は、中間のバッファメモリ量を少なくでき、コスト高になることのない画像処理装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、第1の手段は、記憶手段に記憶される画像データあるいは記憶された画像データを回転させて回転画像として出力する画像処理装置において、入力画像データを順次前記記憶手段のデータバス幅nビットのm画素単位にパッキングして前記記憶手段の第1の所定領域に書き込む手段と、前記書き込み手段により前記記憶手段の第1の所定領域に記憶された入力画像データがmライン蓄積された後に、副走査方向に連続してmワード単位で読み出す手段と、nビット×mワードのバッファメモリを持ち、前記読み出し手段より読み出された主走査n画素×副走査nラインの画像データに対して90°または270°の回転処理を施す手段と、前記回転処理を施す手段によって回転した画像データを順次、回転アドレスを発生して前記記憶手段の第2の所定領域に書き込む手段と、前記記憶手段への書き込み及び前記記憶手段からの読み出しを時分割で並行して実行する手段とを備えた構成とした。
この場合、前記第1の所定領域に書き込む手段による処理ライン数と、前記読み出す手段による処理ライン数とを比較し、その比較結果に基づいて前記第1の所定領域をページ内で再帰的に使用するようにするとよい。
また、第2の手段は、前記第1の手段と同様の前提の画像処理装置において、あらかじめ前記記憶手段の第1の所定領域に記憶された画像データを順次、回転アドレスを発生して読み出す手段と、nビット×mワードのバッファメモリを持ち、前記読み出す手段より読み出された主走査n画素×副走査mラインの画像データに対して90°または270°の回転処理を施す手段と、前記回転処理を施す手段により回転した画像データを前記記憶手段の第2の所定領域に副走査方向に連続してmワード単位で書き込む手段と、前記書き込む手段により書き込まれたmライン処理後の画像データを、主走査方向に前記第2の所定領域から順次読み出してラスタ形式で出力する手段と、前記記憶手段への書き込み及び前記記憶手段からの読み出しを時分割で並行して実行する手段とを備えた構成とした。
また、下記の実施形態において、前記記憶手段は画像メモリ403に、入力画像データを順次前記記憶手段のデータバス幅nビットのm画素単位にパッキングして前記記憶手段の第1の所定領域に書き込む手段は画像入出力DMAC402に、前記書き込み手段により記憶手段の第1の所定領域に記憶された入力画像データがmライン蓄積された後に、副走査方向に連続してmワード単位で読み出す手段は回転リードDMAC404に、nビット×mワードのバッファメモリを持ち、前記読み出す手段より読み出された主走査n画素×副走査mラインの画像データに対して90°または270°の回転処理を施す手段は回転処理部406に、前記回転処理を施す手段によって回転した画像データを順次、回転アドレスを発生して記憶手段の第2の所定領域に書き込む手段は回転ライトDMAC405に、記憶手段への書き込み及び記憶手段からの読み出しを時分割で並行して実行する手段はメモリ制御部401(アクセス制御回路502)に、あらかじめ前記記憶手段の第1の所定領域に記憶された画像データを順次、回転アドレスを発生して読み出す手段は回転リードDMAC404に、前記回転処理を施す手段により回転した画像データを前記記憶手段の第2の所定領域に副走査方向に連続してmワード単位で書き込む手段は回転ライトDMAC405に、前記書き込む手段により書き込まれたmライン処理後の画像データを主走査方向に前記第2の所定領域から順次読み出してラスタ形式で出力する手段は画像入出力DMAC402にそれぞれ対応する。
本発明によれば、記憶手段を有効に利用することにより、中間のバッファメモリ量を少なくでき、それによりコストメリットのある画像処理装置を提供することが可能となる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は本発明に係る画像処理装置の一実施形態としてデジタル複写機を示すブロック図、図2は原稿を示す説明図、図3は図1のIPUから出力される画像データの同期信号を示すタイミングチャート、図4は図1の記憶部を詳細に示すブロック図、図5及び図6は図4のメモリ制御部の構成を詳細に示すブロック図、図7は入力回転の画像データの流れの様子を示す説明図、図8は出力回転の画像データの流れの様子を示す説明図、図9は図7の斜線部の画像を拡大した様子を示す説明図である。
図1に示す読み取り部1では、原稿台2上の原稿3を露光ランプ4により照明し、その反射光を反射ミラー5によりCCDイメージセンサ6に導き、CCDイメージセンサ6により光電変換して光の強弱に応じた電気信号に変換する。IPU(イメージプロセシングユニット)7ではこの電気信号に対してシェーディング補正等の処理を行って8ビットのデジタル信号にA/D変換し、更に変倍処理、ディザ処理等の画像処理を行い、この画像信号を同期信号と共にセレクタ9を介して記憶部32または像形成部10内の書き込み部13に送る。スキャナ制御部8は以上のような読み取り部1のプロセスを実行するために各種センサの検知、駆動モータ等の制御を行い、また、IPU7に対して各種パラメータを設定する。
像形成部10では、一定の速度で時計回り方向に回転する感光体11の表面が帯電チャージャ12により一様に帯電され、次いで書き込み部13により画像データに応じて変調されたレーザ光により感光体11の表面に潜像が形成される。次いでこの潜像が現像装置14によりトナーで現像され、次いでこのトナー像が転写チャージャ15により転写紙に転写される。次いで感光体11の表面はクリーニング装置16により残存トナーが除去され、次いで除電チャージャ17により残存電荷が除去される。書き込み部13は図示省略されているが、レーザダイオード、ポリゴンミラー、ポリゴンモータ、fθレンズ、同期検知素子等の公知のレーザ書き込み系により構成されている。
給紙トレイ18に予めセットされている転写紙は、給紙コロ19により給紙され、次いでレジストローラ20により感光体11上のトナー像に一致するように搬送される。この転写紙は転写チャージャ15によりトナー像が転写された後、分離チャージャ21により感光体11から分離され、次いでトナー像が定着装置22により定着され、次いで排紙コロ23により排紙トレイ24上に排出される。プロッタ制御部8は以上のような像形成部10のプロセスを実行するために各種センサの検知、駆動モータ等の制御を行う。
また、この複写機はシステム制御部30と、操作部31と、記憶部32とFAX部33を有し、システム制御部30への指示はオペレータが操作部31に対してキー入力を行うことにより行われる。システム制御部30は操作部31の入力状態を検知し、読み取り部1内のスキャナ制御部8、記憶部32、像形成部10内のプロッタ制御部8に対して各種パラメータを設定したり、プロセス実行指示を行い、また、システム全体の状態を操作部31に表示させる。
記憶部32は通常は、IPU7からセレクタ部9を介して入力する1原稿分の画像データを記憶することによりリピートコピー、回転コピー等の複写アプリケーションに使用される。セレクタ部9はシステム制御部30からの指示に基づいて、像形成部10が画像形成を行うソースを読み取り部1又は記憶部32に切り替えたり、記憶部32が記憶する画像データのソースを読み取り部1又はFAX部33に切り替える。
IPU7から出力される画像データは図3に示すような各種同期信号に同期している。フレームゲート信号(/FGATE)は、画像エリアの副走査方向の画像有効範囲を示す信号であり、ローレベルの間画像データが有効(ローアクティブ)になる。また、このフレームゲート信号(/FGATE)はライン同期信号(/LSYNC)の立ち上がりでアサート、ネゲートされる。ライン同期信号(/LSYNC)が画素クロック(PCLK)の立ち上がりエッジから所定の数の画素クロック(PCLK)だけアサートされ、信号(/LSYNC)の立ち上がり後、所定クロック後に画像データの主走査方向が有効になる。
IPU7から送られてくる画像データは、画素クロック(PCLK)の1周期に対して1つであり、図2において矢印で示すコーナから主、副走査方向に400dpi相当で分割されたデータである。画像データは矢印で示すコーナを先頭にしてラスタ形式のデータとして送出され、また、画像データの副走査方向の有効範囲は、通常、転写紙のサイズにより決まる。
FAX部33はシステム制御部30からの指示により送られてきた画像データをG3,G4FAXのデータ転送規定に基づいて2値圧縮を行い、電話回線へ転送する。また、電話回線からFAX部33に転送されたデータは復元されて2値の画像データとされ、像形成部10の書込部13へ送られ、顕像化される。
セレクタ部9は、システム制御部30からの指示によりセレクタの状態を変化させ、像形成を行う画像データのソースを読取部1、記憶部32、及びFAX部33のいずれかから選択する。
記憶部32は通常IPU7から入力される原稿の画像データを記憶することによってリピートコピー、回転コピーなどの複写アプリケーションに使用される。また、FAX部33からの2値画像データを一時記憶するバッファメモリとしても使用される。なお、これらのデータ記憶の指示はシステム制御部30によって行われる。
記憶部32の詳細な構成を図4のブロック図に示す。同図から分かるように記憶部32は、メモリ制御部401、このメモリ制御部401によって制御される画像入出力DMAC(Direct Memory Access controller−以下、同様)402、画像メモリ403、回転リードDMAC404、回転ライトDMAC405、及び回転処理部406から構成されている。
画像入出力DMAC402はCPU及びロジックで構成され、メモリ制御部401と通信を行ってコマンドを受信し、そのコマンドに応じた動作設定を行い、また、画像入出力DMAC402の状態を知らせるためステータス情報として送信する。画像入力のコマンドを受けた場合、入力画像データを入力画像同期信号に従って8画素単位のメモリデータとしてパッキングして、メモリ制御部401にメモリアクセス信号と共に随時出力する。画像出力のコマンドを受けた場合には、メモリ制御部401からの画像データを出力画像同期信号に同期させて出力する。
画像メモリ403は画像データを記憶するためのメモリで、DRAM等の半導体記憶素子で構成され、メモリ量の合計は400DPI、2値画像データのA4サイズ分の2Mバイトとしている。メモリ制御部401から読み出し、書き込みの制御が行われる。
メモリ制御部401はCPU及びロジックで構成され、システム制御部30と通信を行ってコマンドを受信し、そのコマンドに応じた動作設定を行い、また、記憶部32の状態を知らせるためステータス情報として送信する。
なお、画像入出力DMAC402には、フレームゲート信号、ライン同期信号、画素同期信号、画像データがそれぞれ入力され、出力される。また、メモリ制御部401には、画像入出力DMAC402からアドレスと入出力アクセス要求信号が、回転リードDMAC404からアドレスと回転リードa苦節要求信号が、回転ライトDMAC405からアドレスと回転ライトアクセス要求信号が、それぞれ入力される。また、メモリ制御部401からは、画像入出力DMAC402に入出力アクセス許可信号が、回転リードDMAC404に回転リードアクセス許可信号が、回転ライトDMAC405に回転ライトアクセス許可信号が、画像メモリ403にメモリアドレスがそれぞれ出力される。
システム制御部30からの動作コマンドには、画像入力、画像出力、回転等があり、画像入力、画像出力のコマンドは画像入出力DMAC402に、回転関連のコマンドは回転リードDMAC404、回転ライトDMAC405、回転処理部406に送信される。
図5及び図6はそれぞれメモリ制御部401内のアクセス制御部の構成を示すブロック図である。図5及び図6に示した構成は、両者を合わせて1つの回路とすることもできるが、説明を簡単にするため分けた構成で説明する。
図5において、アクセス制御部は、アービタ501、アクセス制御回路502、処理ライン数比較部503、及び要求マスク504からなる。アービタ501は、画像入出力DMAC402、回転リードDMAC404、回転ライトDMAC405からのメモリアクセス要求信号を調停し、アクセス許可信号を出力する。リフレッシュ制御回路を内蔵し、優先順位はリフレッシュ、画像入出力DMAC402、回転リードDMAC404、回転ライトDMAC405の順で、メモリアクセスが非アクティブの条件で許可先にはメモリアクセス許可信号をアクティブ出力する。また、許可信号を出力すると共にメモリのアドレスをセレクトし、アクセス制御回路502にメモリアクセスのスタートを示すトリガ信号を出力する。
アクセス制御回路502は、入力される物理アドレスを半導体メモリであるDRAMに対応したローアドレス、カラムアドレスに分割し11ビットのアドレスバスに出力する。また、アービタ501からのアクセス開始信号に従い、DRAM制御信号(RAS、CAS、WE)を出力する。処理ライン数比較部503は、外部から画像入力中は画像入出力DMAC402が出力する入出力処理ライン数計数値と回転リードDMAC404が出力する回転処理ライン数計数値を大小比較し、
(入力処理ライン数)<(回転処理ライン数+8)
ならばアービタ501に出力する比較結果の要求マスク信号をアクティブとする。また、入出力画像DMAC402が動作中でない状態では、常にアクティブを出力する。
要求マスク部504は、処理ライン数比較部503からの比較結果に基づいて回転リードDMAC404、または回転ライトDMAC405のアクセスのための回転リードアクセス要求信号、または回転ライトアクセス要求信号をマスク(ディスイネーブル状態とすること)し、転送処理を停止させる。
一方、図6の構成では、図5に示した構成における回転リードDMAC404からの回転リードアクセス要求信号に代えて回転ライトアクセス要求信号が要求マスク部に入力するようにした点が異なるだけで、他の構成は、図5と同一である。この構成により、外部への画像出力中は画像入出力DMAC402が出力する入出力処理ライン数計数値と回転リードDMAC404が出力する回転処理ライン数計数値を大小比較し、
回転処理ライン数−出力処理ライン数>バッファライン数で8の整数倍
ならばアービタ501に出力する比較結果の要求マスク信号をアクティブとする。また、入出力画像DMACが動作中でない状態では、常にアクティブを出力する。
回転リードDMAC404はCPU及びロジックで構成され、メモリ制御部401と通信を行ってコマンドを受信し、そのコマンドに応じた動作設定を行い、また、状態を知らせるためステータス情報として送信する。回転のコマンドを受けた場合、メモリ制御部401にメモリアクセス要求信号を出力し、メモリアクセス許可信号がアクティブの場合に画像データを受け取って回転処理部406に転送する。また、メモリアクセス要求信号に応じてカウントアップするアドレスカウンタを内蔵し、画像データが格納される格納場所を示す22ビットのメモリアドレスを出力する。このアドレスカウンタは入力回転、出力回転、回転角度の指示に応じて動作がそれぞれ異なり、後述のアドレッシングの仕方をする。メモリアクセス開始時にアドレスはいったんアクセスするアドレスの始点に初期化される。
回転ライトDMAC405はCPU及びロジックで構成され、メモリ制御部401と通信を行ってコマンドを受信し、そのコマンドに応じた動作設定を行い、また、状態を知らせるためステータス情報として送信する。回転のコマンドを受けた場合、メモリ制御部401にメモリアクセス要求信号を出力し、メモリアクセス許可信号がアクティブの場合に画像データを受け取って回転処理部406に転送する。また、メモリアクセス要求信号に応じてカウントアップするアドレスカウンタを内蔵し、画像データが格納される格納場所を示す22ビットのメモリアドレスを出力する。このアドレスカウンタは入力回転、出力回転、回転角度の指示に応じて動作がそれぞれ異なり、後述のアドレッシングの仕方をする。メモリアクセス開始時にアドレスはいったんアクセスするアドレスの始点に初期化される。
回転処理部406はCPU及びロジックで構成され、メモリ制御部401と通信を行ってコマンドを受信し、そのコマンドに応じた動作設定を行い、また、状態を知らせるためステータス情報として送信する。8ビット×8ワードを内部ロジックにて指定された角度に回転する。
記憶部32の全体の動作としては、入力回転に際してはシステム制御部30からの指示により、入力された画像データを画像メモリ403の所定の領域1に記憶し、その記憶動作中に既に入力された画像データを、回転リードDMAC404により読み出して回転処理部で回転し、回転ライトDMAC405にて画像メモリ403の所定の領域2に書き込む。
図7は入力回転の画像データの流れの様子を示す説明図である。また、図7の斜線部の画像を拡大した様子を図9に示した。1つの丸印が1画素に相当する。画像入出力DMAC402は外部からラスタ形式で画像を受け、シリアル/パラレル変換して8画素を1つの固まりとして、画像メモリ403中の領域1の所定アドレスに書き込み、連続したアドレスに同様に後続の画像データをパッキングして書き込む処理を行う。画像入出力DMAC402により8ラインの処理が終了したら図5の要求マスク信号504aが解除され、回転リードDMAC404のアクセスが許可される。回転リードDMAC404は、画像入出力DMAC402が主走査方向に連続して画像メモリ403に書き込みを行ったのに対し、副走査方向に連続してアクセスを行う。アドレスとしては副走査幅のデータ分の格納アドレス数だけとびとびのものを生成して出力する。8ラインにまたがった8アドレスの画像データを読み出したら、次の主走査方向に1つ進んだ1ライン目のアドレスの画像データを読み出す動作となる。
読み出した画像データは回転処理部406に転送される。回転処理部406に入力されるときには画素の集まりの単位が主走査方向に同一ラインのものであるが、270°回転処理を行った後の出力されるところでは、画素の集まりの単位が副走査方向に同一ラインのものに変換されている。回転ライトDMAC405は副走査方向にパッキングが修正された8画素の集まりの画像データを回転アドレスを生成して、順次、画像メモリ403の領域2に書き込む処理を行う。領域1は回転リードDMACが読み出した後は画像を保存する必要がなければ、8ラインの整数倍のバッファメモリがあれば、同一アドレスを繰り返して使うことが可能である。
図8は出力回転の画像データの流れの様子を示す説明図である。この場合、回転入力と全く逆の動作となる。回転リードDMAC404は、回転に対応したアドレスを発生し、副走査方向に連続したとびとびのアドレスをアクセスし、読み出した画像データを回転処理部406に転送する。回転処理部406は、回転角度に応じて主・副のパッキング方向と配列を変更し、回転ライトDMAC405に画像を転送する。回転ライトDMAC405は受けた画像データに対し、回転リードDMAC404の入力回転時と同様なアドレス生成方法によって、8ラインにまたがった8アドレスの画像データを書き込んだら、次の主走査方向に1つ進んだ1ライン目のアドレスの画像データを書き込むという動作を行う。また、図8の領域2はバッファメモリ的な使用が可能で、使用するメモリ量を決めておき、回転ライトDMAC405がバッファメモリ量以上の書き込みをできないように、メモリアクセス要求をマスクし動作を停止させることで、同一アドレスを繰り返して使うことが可能である。
本発明の一実施形態に係るデジタル複写機を示すブロック図である。 図1のデジタル複写機によって読み取られる原稿を示す説明図である。 図1のIPUから出力される画像データの同期信号を示すタイミングチャートである。 図1の記憶部を詳細に示すブロック図である。 図4のメモリ制御部の構成を詳細に示すブロック図である。 図4のメモリ制御部の構成を詳細に示すブロック図である。 入力回転の画像データの流れの様子を示す説明図である。 出力回転の画像データの流れの様子を示す説明図である。 図7の斜線部の画像を拡大した様子を示す説明図である。
符号の説明
1 読み取り部
10 像形成部
30 システム制御部
32 記憶部
401 メモリ制御部
402 画像入出力DMAC
403 画像メモリ
404 回転リードDMAC
405 回転ライトDMAC
406 回転処理部
501 アービタ
502 アクセス制御回路
503 処理ライン数比較部
504 要求マスク部

Claims (3)

  1. 記憶手段に記憶される画像データあるいは記憶された画像データを回転させて回転画像として出力する画像処理装置において、
    入力画像データを順次前記記憶手段のデータバス幅nビットのm画素単位にパッキングして前記記憶手段の第1の所定領域に書き込む手段と、
    前記書き込み手段により前記記憶手段の第1の所定領域に記憶された入力画像データがmライン蓄積した後に、副走査方向に連続してmワード単位で読み出す手段と、
    nビット×mワードのバッファメモリを持ち、前記読み出し手段より読み出された主走査n画素×副走査mラインの画像データに対して90°または270°の回転処理を施す手段と、
    前記回転処理を施す手段によって回転した画像データを順次、回転アドレスを発生して前記記憶手段の第2の所定領域に書き込む手段と、
    前記記憶手段への書き込み及び前記記憶手段からの読み出しを時分割で並行して実行する手段と、
    を含んでなることを特徴とする画像処理装置。
  2. 前記第1の所定領域に書き込む手段による処理ライン数と、前記読み出す手段による処理ライン数とを比較し、その比較結果に基づいて 前記第1の所定領域をページ内で再帰的に使用することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
  3. 記憶手段に記憶される画像データあるいは記憶された画像データを回転させて回転画像として出力する画像処理装置において、
    あらかじめ前記記憶手段の第1の所定領域に記憶された画像データを順次、回転アドレスを発生して読み出す手段と、
    nビット×mワードのバッファメモリを持ち、前記読み出す手段より読み出された主走査n画素×副走査mラインの画像データに対して90°または270°の回転処理を施す手段と、
    前記回転処理を施す手段により回転した画像データを前記記憶手段の第2の所定領域に副走査方向に連続してmワード単位で書き込む手段と、
    前記書き込む手段により書き込まれたmライン処理後の画像データを、主走査方向に前記第2の所定領域から順次読み出してラスタ形式で出力する手段と、
    前記記憶手段への書き込み及び前記記憶手段からの読み出しを時分割で並行して実行する手段と、
    を含んでなることを特徴とする画像処理装置。
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