JP2009132082A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 地紋の重ね／透かしの制御をアトリビュートプレーンを用いることで制御を行っているため、ハーフトーンレンダラであっても、アトリビュートプレーンを描画する必要がある。このとき、ラスタイメージに加えアトリビュートプレーンの描画を行うため、描画のパフォーマンスが２分の１程度に落ちてしまう。
【解決手段】 マルチプロセッサでラスタイメージとアトリビュートプレーンを効率良く描画させるためのスケジューリングを行う。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、ＰＤＬデータから中間データへＰＤＬインタプリタを介して変換を行い、該中間データに基づいて、描画処理を実行する画像形成装置に関するものである。

近年、プロセッサ単体の処理性能については、発熱量及び消費電力増加に伴い頭打ちになっている。そのため現在、複数のプロセッサを使用することで処理性能の向上を図る検討が様々な場面で行われている。

画像形成装置の描画処理においても、それは例外では無く、複数個のプロセッサを搭載した場合の描画処理の処理速度向上について検討が行われている。複数個のプロセッサを用いた処理速度向上の検討としては、複数個のプロセッサそれぞれに対して、最適な処理の割り当てを行い、プロセッサが遊休状態になっていること及び無駄な処理を行わせないようにスケジューリングを行わせることが挙げられる。

そのような例として、特許文献１のような技術がある。特許文献１では、描画を行うために必要な中間データ（ＤｉｓｐｌａｙＬｉｓｔ）の解析を行い、解析結果に応じて、どのプロセッサにどのバンドの描画処理を割り当てるかを決定して処理を行っている。特許文献１では、上記の方法をとって描画処理を高速に行う描画処理方法を提案している。
特開2006-088433号公報

しかしながら、描画イメージに加えて、描画イメージの１画素毎の属性情報を格納している属性プレーンの描画を行う場合、描画処理部は、描画イメージを２つ形成することに相当する。そのため、上述した方法を適用した場合、およそ描画処理の処理速度が半減してしまう。しかし、描画イメージと属性プレーンを描画する場合においても、描画イメージのみを描画したときと比較しても、あまり処理速度を落とさないで描画処理を行わせることが求められている。

そこで、複数のプロセッサを用いて描画イメージと属性プレーンを形成する描画処理では、描画イメージと属性プレーンの描画処理に掛かるバランスを考慮したプロセッサの割り当て方法が求められるが、その手法が確立されていないという問題点がある。

本発明は、上記問題を解決するものであり、複数のプロセッサによる描画イメージと属性プレーンの効率的な描画処理を行うことを可能する画像形成装置及び画像形成方法を提供することが目的である。

上述した課題を解決するために、本発明の画像形成装置では、以下の手段を備えることにする。

PDLデータを受信する受信手段と、
受信された前記PDLデータを中間データへ変換する変換手段と、
前記中間データを中間データ格納領域へ登録する手段と、
前記中間データ格納領域に登録された中間データを複数のプロセッサを用いて、
中間データを展開して、描画イメージを形成する描画イメージ形成手段と、
該描画イメージの１画素単位の付加情報をもつ属性プレーンを形成する属性プレーン形成手段とを有する画像形成装置において、
中間データ格納領域に登録された中間データ解析手段で解析を行い、前記中間データ解析手段での解析結果に応じて描画イメージと該描画イメージに対応する属性プレーンの描画処理を順次ひとつのプロセッサで行う直列描画処理と、描画イメージの描画処理にひとつのプロセッサを割当て、該描画イメージに対応する属性プレーンの描画処理に前記プロセッサ以外のプロセッサを割当て並列に描画処理行う並列描画処理を選択して行うことを特徴とする。

本発明を用いることで、描画イメージと属性プレーンの描画処理のバランスを良く行うことができる。具体的には、複数プロセッサにより同一のデータで同一処理を行ってしまう二度手間を軽減させること及びキャッシュ効率の良い描画処理を行わせることが可能となる。そのため、描画イメージと属性プレーンの描画処理において、プロセッサリソースの無駄を軽減させることができ、無駄の少ない高速な描画処理を行いことができる。

以下に、本発明の実施形態について説明する。

図２は、本発明の印刷装置の実施の一形態であるプリンタの構成を示すブロック図である。

プリンタコントローラ部２０３と、プリンタエンジン部２０５と、パネル部２０４とを備える。プリンタコントローラ部２０３は、ホストコンピュータなどの外部機器２０１からコードデータ（ＥＳＣコード、各種ページ記述言語（ＰＤＬ）が入力され、そのコードデータを解析することによってイメージデータ（ページ情報）を生成する。

この生成されたイメージデータはインタフェースを介してプリンタエンジン部２０５に送信する。プリンタエンジン部２０５は、電子写真プロセスにより、プリンタコントローラ部２０３によって生成されたイメージデータが示す画像を用紙上に形成する。

プリンタエンジン部２０５には、各機構と、その各機構による各印字プロセス処理（例えば、給紙処理など）に関する制御を行うエンジン制御部とが含まれている。パネル部２０４は、ユーザとのインタフェースを司り、プリンタ２０２に対する所望の動作を指示するための入力操作を行うための操作部を構成する。

次にプリンタコントローラ部２０３の構成について図３を参照しながら説明する。

プリンタコントローラ部１０３は、プリンタコントローラ部１０３全体を制御するためのメインプロセッサ３０８と、外部機器２０１と間でやり取りされる信号の入出力部を構成する。またプリンタコントローラ部は外部機器２０１との間の通信制御を行うホストＩ／Ｆ部３０２とを有している。ホストＩ／Ｆ部３０２には、外部機器３０１から送出された印刷データを入力する入力バッファ及び外部機器３０１へ送出する信号を一時的に保持する出力バッファとが設けられている。ホストＩ／Ｆ部３０２を介して入力されたコードデータは、画像データ発生部３０３に与えられる。画像データ発生部３０３は、入力されたコードデータに基づきプリンタエンジン部３０５が処理可能なビットマップデータ（イメージデータ）の作成を行う。この作成されたビットマップデータは画像メモリ３０４に格納される。メインプロセッサ３０８は、ＲＯＭ３２０に格納されているＰＤＬデータ変換処理部３２１に従いＰＤＬデータから中間データの作成を行う。作成された中間データは、中間データ解析処理部３２２で中間データの解析を行ってから中間データ格納部３３１に登録される。また描画プロセッサ３０９、３１０、３１１、３１２は、中間データ格納部３３１に登録された中間データに従って、描画イメージ描画処理部３２３と属性プレーン描画処理３２４で描画イメージと属性プレーンの形成を行う。形成された描画イメージと属性プレーンは、それぞれ、描画イメージ格納部３３２及び属性プレーン格納部３３３に格納される。そして、メインプロセッサ３０８は、形成した描画イメージと地紋データ格納部３３５に登録されている地紋データとの合成処理を属性プレーンの情報を元にを行う。

上記ＰＤＬデータ変換処理部３２１により作成された中間データは、ＲＡＭ３３０に設けられた中間データ格納部３３１に格納される。また、ＲＡＭ３３０には、属性プレーン格納部３３３、描画用メモリ２１７、作業領域部３３４、ディザデータを格納するディザデータ格納部３３５が設けられている。属性プレーン格納部３３２は、描画イメージにディザ処理を行って最終的に出力されるイメージを作成する際に、ディザ処理を描画イメージ上の描画オブジェクトの属性毎に切替えるために必要な属性プレーンの情報が格納されている。描画用メモリ２１７には、中間データ格納部３３１に登録されている中間データを展開するために必要な領域が確保されている。作業領域部２１８には、メインプロセッサ３０８がその他作業で使用する領域が確保されている。画像メモリ３０４に格納されているビットマップデータは、ＤＭＡ制御部３０６で制御され、このＤＭＡ制御部３０６による画像メモリ３０４からのビットマップデータの読出しに対する制御はメインプロセッサ３０８からの指示に基づき行われる。

画像メモリ３０４から読み出されたビットマップデータは、エンジンＩ／Ｆ部３０５を介してビデオ信号としてプリンタエンジン部１０５に転送される。エンジンＩ／Ｆ部３０５には、プリンタエンジン部３０５へ転送するビデオ信号を一時的に保持する出力バッファと、プリンタエンジン部３０５から送出された信号を一時的に保持する入力バッファ（図示せず）とが設けられている。エンジンＩ／Ｆ部３０５は、プリンタエンジン部１０５と間でやり取りされる信号の入出力部を構成するとともに、プリンタエンジン部１０５との間の通信制御を行う。パネル部１０４（図２に示す）から操作入力によって出されたモード設定に関する指示などは、パネルＩ／Ｆ部３０１を介して入力され、パネルＩ／Ｆ部３０１はパネル部１０４とメインプロセッサ３０８との間のインタフェーイスを構成する。

メインプロセッサ３０８は、パネル部１０４から指示されたモードに応じて上述の各ブロックに対する制御を行い、この制御はＲＯＭ３２０に格納されている制御プログラムに基づき実行される。（制御プログラムはＰＤＬデータ変換処理部３２１、中間データ解析処理部３２２、描画イメージ描画処理部３２３、属性プレーン描画処理部、３２４、ディザ処理部３２５を含む。）このＲＯＭ３２０に格納されている制御プログラムは、システムクロックによってタスクと称されるロードモジュール単位に時分割制御を行うためのＯＳと、このＯＳによって機能単位に実行制御される複数のロードモジュールとから構成される。このロードモジュールを含む制御プログラムは必要に応じてＥＥＰＲＯＭ（不揮発性メモリ）３０７に格納される。上述のメインプロセッサ３０８を含む各ブロックは、システムバス３４０にＣＰＵ３０８がアクセス可能なように接続されている。システムバス３４０は、アドレスバスとシステムバスとから構成される。

次に中間データ格納領域の構造について、図４を参照しながら説明する。

中間データ格納領域２１５の内部は、中間データ格納領域の内部構造４０１のようになっている。中間データは、各バンド毎にまとまって格納されている。そして、各バンド毎の中間データ群ごとにヘッダー情報４０２をもっている。ヘッダー情報４０２には、各バンド毎に必要な制御情報が格納されている。ヘッダー情報４０２の具体的な構造をバンド情報構造体４０３に示す。バンド情報構造体は、バンド毎の制御情報として、直列描画処理用カウンタ、並列描画処理用カウンタ、直列／並列描画処理決定フラグをもっている。直列描画処理カウンタは、各バンドで、直列描画処理が適している中間データの数を保持しているカウンタである。並列描画処理カウンタは、各バンドで並列描画処理が適している中間データの数を保持しているカウンタである。直列／並列描画処理決定フラグは、実際に描画処理時に直列描画処理及び並列描画処理のどちらを行うか、その決定情報を保持しているフラグである。

次に属性プレーンについて説明する。

属性プレーンは、描画イメージ上で描画データの属性（自然画、図形、及び文字など）によって、１画素単位で使用するディザを切替える場合に使用される。

属性プレーンは、描画イメージの任意の画素に対応する属性情報をもつ必要がある。そのため、描画イメージと同じ幅と高さをもち描画イメージの任意の画素との位置の対応をとっている。また、表現したい属性情報の分のビットの深さをもっている。そのため、属性プレーンを形成することは、描画イメージの他にもう一つ画像を形成することに相当する。そして、中間データがひとつ描画イメージに描画される度に、属性プレーン側でもその中間データの属性情報を参照して、属性プレーン上に属性情報の描画を行う必要がある。そのため、図５のように描画イメージへの描画と同じタイミングで属性プレーンへの描画を行うことが望まれる。

次に本特許で行う直列描画処理について図６を参照しながら説明を行う。

なお、ここでは、説明を簡略化するために、中間データとして、圧縮された文字データが来た場合について説明を行うことにする。

中間データとして、圧縮された文字データが来た場合、S６０１で、圧縮データの伸張を行う。伸張を行った文字データに対して、S６０２で中間データに記載されている文字データの高さ分、S６０３で中間データに記載されている文字データの幅分のループ制御部を行われる。S６０４で描画イメージの一画素への描画を行い、次いでS６０５で、属性プレーンのS６０４で描画を行った画素に対応する箇所へ属性情報の描画（書き込み）を行う。直列描画では、一バンド分の上記S６０１からS６０５までの処理を一つのプロセッサで行う。

次に本特許で行う並列描画処理について図７を参照しながら説明を行う。

なお、ここでは、説明を簡略化するために、中間データとして、圧縮された文字データが来た場合について説明を行うことにする。

中間データとして、圧縮された文字データが来た場合、S７０１（S７１１）でプロセッサ１、圧縮データの伸張を行う。伸張を行った文字データに対して、S７０２（S７１２）で中間データに記載されている文字データの高さ分、S７０３（S７１３）で中間データに記載されている文字データの幅分のループ制御部を行われる。

次にプロセッサ１では、S７０４で描画イメージの一画素への描画を行う、一方で、プロセッサ２では、S７１４でプロセッサ１がS７０４で描画を行った画素に対応する箇所へ属性情報の描画（書き込み）を行う。

並列描画では、プロセッサ１で１バンド分の描画イメージの描画処理をS７０１からS７０４で行い、プロセッサ２では、プロセッサ１が描画した描画イメージに対応する属性プレーンの描画処理をS７１１からS７１４で行う。

ここで、図６、図７に記載せれている前段処理及び後段処理について、説明を行う。前段処理とは、中間データに記載されている指定される処理であって、描画処理部において描画処理（S６０２からS６０５、S７０２からS７０４、及びS７１２からS７１４）の前に行う処理である。具体的には、中間データがもつ描画オブジェクトの回転処理、拡大・縮小処理、伸張処理などを示している。後段処理とは、描画処理部において実際に行う描画処理を（S６０２からS６０５、S７０２からS７０４、及びS７１２からS７１４）を示している。

次に、図８、９を参照しながら、データフローの観点から直列描画処理及び並列描画処理の特性について説明を行う。図８は、直列描画処理のデータフローの概略図である。一方、図９は、並列描画処理のデータフローの概略図である。図８及び図９より、直列描画処理では、同じデータに対して、前段処理を１つのプロセッサで一回行っていることに対して、並列描画処理では、同じデータに対して前段処理を２つのプロセッサで２回を行っていることがわかる。そのため、並列描画処理では、前段処理において２度手間が発生していることが分かる。つまり、前段処理にプロセッサの処理時間が掛かる場合、並列描画処理より、直列描画処理が効率的に処理を行えることが分かる。

次に、図１０を参照しながらメモリアクセスの観点から直列描画処理及び並列描画処理の特性について説明を行う。図１０より、直列描画処理は、描画イメージの描画と属性プレーンの描画を交互に行っていることが分かる。そのため、離散しているメモリ領域へのアクセスを頻繁に行うため、キャッシュのヒット率が低いことが分かる。一方、並列描画処理では、一つのプロセッサが描画イメージの展開されているメモリ領域、もう一つのプロセッサが属性プレーンの展開されているメモリ領域へのアクセスを行っていることが分かる。そのため、それぞれのプロセッサが連続したメモリ領域へアクセスを行うため、キャッシュのヒット率が高いことが分かる。つまり、後段処理単体に注目した場合、直列描画処理より並列描画処理が効率的に処理を行えることが分かる。

以上のことから、前段処理にプロセッサの処理時間が掛かる場合は、直列描画処理を選択して、前段処理にプロセッサの処理時間が掛からない場合、並列描画処理を選択することが望まれる。

次に、プリンタコンローラ部２０３による直列／並列描画処理を複数の描画プロセッサ３０９、３１０、３１１、３１２への割り当て方について説明を行う。

まず図１１を参照しながら、PDL変換処理部で作成された中間データを中間データ格納領域に登録する前に行う中間データ解析処理部での中間データの解析処理について説明を行う。S１１０１で作業変数Wの初期化を行う。S１１０２中間データの読込みを行う。S１１０３では、中間データが伸張処理を行うかどうかを調べる。S１１０３で伸張処理を行うと判定された場合、S１１０４でWにCdecを追加する。Cdecは、予め調べた一画素あたりの画像の伸張に掛かる処理時間が格納されている。次にS１１０５で中間データが回転処理を行うかどうかを調べる。S１１０５で回転処理を行うと判定された場合、S１１０６でWにCrotを追加する。Crotは予め調べた一画素あたりの画像の伸張に掛かる処理時間が格納されている。S１１０７で中間データが拡大・縮小処理を行うか否かを調べる。S１１０７中間データが拡大・縮小処理を行うと判定された場合、S１１０８でWにCmag×Pmagの値を追加する。Cmagは予め調べた一画素あたりの画像の拡大・縮小に掛かる処理時間が格納されている。また、Pmagには、どの程度拡大ないし縮小を行うか、その拡大（縮小率）のパラメータが格納されている。これは、拡大・縮小処理がその拡大（縮小）率により、処理時間が変動するためである。次にS１１０９でWと予め定めた閾値Thrdとの比較を行う。S１１０９での比較の結果Wの値がThrdより小さいと判定された場合、S１１１０で並列描画用のカウンタParaCntの値を１ほどインクリメントを行う。一方、S１１０９でWの値がThrdより大きいと判定された場合、S１１１１で、SeqCntの値を１ほどインクリメントを行う。

ここで、S１１０９の関係式と閾値Thrdの定め方について説明する。

S１１０９で用いた関係式は、図１４に記載した論理によって導かれる。S１１０９の関係式の大元にあるのは、直列描画処理の処理時間Tseqと並列描画処理の処理時間Tparaとの間での計算時間の比較である。Tseq＜Tparaの場合直列描画処理を行うと定めたとき、
Tseq ＝{(Cdec + Crot + Cmag × Pmag) + Cras-non + Catt-non}(H × W)
Tpara＝{2(Cdec + Crot + Cmag × Pmag) + Cras-cas + Catt-cas}(H × W）
であることを考慮すると
(Cras-non + Catt-non) − (Cras-cas + Catt-cas) ＜ (Cdec + Crot + Cmag × Pmag)
が導かれる。ここで、
作業変数W＝Cdec+Crot+Cmag×Pmagであること及び、
閾値 Thrd＝ (Cras-non + Catt-non) − (Cras-cas + Catt-cas)
と置くと、S１１０９の関係式は導かれることが分かる。

そのため、S１１０９では、Thrd＜Wの場合、該中間データは直列描画処理が適していると判断される。

次に図１２を参照しながら、各バンドをそれぞれ直列描画処理を実行するか、並列描画処理を実行するかを決定する処理について説明を行う。S１２０１では、作業用ポインタPtの初期化を行う。S１２０２では、S１２０３以降の処理がバンドの数分だけループされるので、その制御を行う。S１２０３では、直列描画処理カウンタSeqCntと並列描画処理カウンタParaCntの間でSeqCn＜ParaCntが成立した場合、S１２０４の処理を行う。S１２０４では、該当するバンドのヘッダー情報４０３の直列／並列描画処理決定フラグの値に直列描画処理を明示する値の代入を行う。一方、S９０３で、SeqCnt＝＞ParaCntが成立した場合、S１２０５の処理を行う。S１２０５では、作業用ポインタPtの値がNULLか否かを調べる。Pt＝NULLの場合、S１２０６で該当するバンドのヘッダー情報４０３が格納されている領域のメモリアドレスを作業用ポインタPtへ代入を行う。S１２０７では、該当するバンドのヘッダー情報の直列／並列描画処理決定フラグの値に一旦、直列描画処理を明示する値の代入を行う。S１２０５でPt≠NULLの場合、S１２０８の処理を行う。S１２０８では、該当するバンドのヘッダー情報４０３及び、作業用ポインタが示すバンドのヘッダー情報４０３の直列／並列描画処理決定フラグの値に並列描画を明示する値の代入を行う。以上のようにして、中間データ解析処理部での中間データ解析処理及び、直列／並列描画決定処理を行うことで、図１３に示すようにバンド単位で、描画イメージ及び属性プレーンの描画処理を直列で行うか並列で行うかを最適に決定することが可能となる。

本発明の概略を示した図。 本発明の印刷装置の実施例の一形態であるプリンタの構成を示すブロック図。 プリンタに搭載されているプリンタコントローラの構成を示す図。 本発明の実施例の一形態である中間データ格納領域の構造を示す図。 本発明の実施例である描画イメージと属性プレーンの関係を示す図。 本発明の実施例の一形態である直列描画処理の詳細を示すフローチャート。 本発明の実施例の一形態である並列描画処理の詳細を示すフローチャート。 本発明の実施例の一形態である直列描画処理のデータフローを示す図。 本発明の実施例の一形態である並列描画処理のデータフローを示す図。 本発明における直列描画処理と並列描画処理のメモリアクセスの詳細を示す図。 本発明における中間データ解析処理の詳細を示すフローチャート。 本発明における中間データ解析処理の結果、直列／並列描画処理どちらで描画処理を行うかを決定する処理の詳細を示すフローチャート。 本発明における中間データ解析処理及び、直列／並列描画処理決定処理を行った後の描画処理の処理形態を示す図。 本発明におけるS１１０９の関係式を導く論理を説明した図。

符号の説明

２０２ プリンタコントローラ部
２０３ プリンタ
３２２ 中間データ解析処理部
３２３ 描画イメージ描画処理部
３２４ 属性プレーン描画処理部
３３１ 中間データ格納領域
４０３ バンド情報構造体

Claims (5)

1. PDLデータを受信する受信手段と、
   受信された前記PDLデータを中間データへ変換する変換手段と、
   前記中間データを中間データ格納領域へ登録する手段と、
   前記中間データ格納領域に登録された中間データを複数のプロセッサを用いて、中間データを展開して、描画イメージを形成する描画イメージ形成手段と、
   該描画イメージの１画素単位の付加情報をもつ属性プレーンを形成する属性プレーン形成手段とを有する画像形成装置において、
   中間データ格納領域に登録された中間データ解析手段で解析を行い、前記中間データ解析手段での解析結果に応じて描画イメージと該描画イメージに対応する属性プレーンの描画処理を順次ひとつのプロセッサで行う直列描画処理と、描画イメージの描画処理にひとつのプロセッサを割当て、該描画イメージに対応する属性プレーンの描画処理に前記プロセッサ以外のプロセッサを割当て並列に描画処理行う並列描画処理を選択して行う画像形成装置。
2. 前記中間データの解析として、中間データで指定され描画処理部で行う、伸張処理、回転処理、拡大、縮小処理に掛かる１画素当たりの処理時間の和と、直列描画処理と並列描画処理の間での描画イメージと属性プレーンの1画素当たりの描画処理時間の差との大小関係を比較し、前記中間データで指定され描画処理部で行う、伸張処理、回転処理、拡大、縮小処理に掛かる１画素当たりの処理時間の和が直列描画処理と並列描画処理の間での描画イメージと属性プレーンの1画素当たりの描画処理時間の差より、大きい場合に該中間データは直列描画処理が適していると判断を行うこと、及び、前記中間データで指定され描画処理部で行う、伸張処理、回転処理、拡大、縮小処理に掛かる１画素当たりの処理時間の和が直列描画処理と並列描画処理の間での描画イメージと属性プレーンの1画素当たりの描画処理時間の差より小さい場合に該中間データは並列描画処理が適していると判断を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記複数のプロセッサによる描画処理は、１ページ分の描画処理をバンドに分割したバンド単位の描画処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記中間データの解析結果から1バンド中の直列描画処理に適している中間データが1バンド中の並列描画処理に適している中間データより多い場合、バンドに描画する中間データで直列描画処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記中間データの解析結果から1バンド中の並列描画処理に適している中間データが1バンド中の直列描画処理に適している中間データより多い場合、バンドに描画する中間データで並列描画処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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