JP2016092553A - Image processing apparatus, image processing method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は画像処理装置に関し、特に画像に含まれるエッジ部を検出する技術に関する。 The present invention relates to an image processing apparatus, and more particularly to a technique for detecting an edge portion included in an image.
電子写真方式の画像形成装置において、露光により潜像部が形成された感光体ドラムに対して、トナーを付着させた現像ローラを接触させることで、トナーが現像ローラから潜像部に付着し感光体ドラム上にトナー像が形成される。このとき、エッジ効果と呼ばれる現象が起こる。エッジ効果とは、感光体ドラム上に形成された潜像部と非潜像部との境界に電界が集中することで、高濃度の画像領域のエッジにトナーが過剰に付着する現象である。 In an electrophotographic image forming apparatus, a developing roller to which toner is attached is brought into contact with a photosensitive drum on which a latent image portion has been formed by exposure, so that toner adheres to the latent image portion from the developing roller. A toner image is formed on the body drum. At this time, a phenomenon called an edge effect occurs. The edge effect is a phenomenon in which toner adheres excessively to the edge of a high-density image region when an electric field concentrates on the boundary between a latent image portion and a non-latent image portion formed on a photosensitive drum.
このようなエッジ効果によるトナー消費量の増加を抑制するために、画像形成装置において、画像データの注目画素とその周辺画素との濃度差に基づいてエッジを検出し、検出されたエッジ近傍の濃度を補正している(特許文献1参照)。 In order to suppress an increase in toner consumption due to such an edge effect, the image forming apparatus detects an edge based on the density difference between the target pixel of the image data and its surrounding pixels, and the density near the detected edge Is corrected (see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1の画像形成装置では、画像データに含まれるエッジ検出を行う際に、注目画素とその周辺の広範囲の画素を参照する必要があり、多くのメモリが必要となる。
本発明は、少ないメモリで、画像データに含まれるエッジ部を高精度に検出することを目的とする。
However, in the image forming apparatus disclosed in
An object of the present invention is to detect an edge portion included in image data with high accuracy with a small amount of memory.
上記課題を解決する本発明の画像処理装置は、以下に示す構成を備える。 The image processing apparatus of the present invention that solves the above problems has the following configuration.
第一の解像度の画像を、前記第一の解像度よりも低い第二の解像度の画像に変換する解像度変換手段と、前記第二の解像度の画像における注目画素と前記注目画素の周辺画素を参照し、前記注目画素がエッジ部であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によってエッジ部であると判定された注目画素の値と、前記第一の解像度と前記第二の解像度との比とに基づき、前記注目画素に対応する、前記第一の解像度の画像におけるエッジ部の画素を決定する決定手段とを備える。 Resolution conversion means for converting an image of the first resolution into an image of a second resolution lower than the first resolution, a pixel of interest in the image of the second resolution, and a peripheral pixel of the pixel of interest Determining means for determining whether or not the target pixel is an edge portion; a value of the target pixel determined to be an edge portion by the determination means; and the first resolution and the second resolution Determining means for determining a pixel of an edge portion in the image of the first resolution corresponding to the target pixel based on the ratio.
本発明によれば、少ないメモリで、画像データに含まれるエッジ部を高精度に検出することができる。 According to the present invention, an edge portion included in image data can be detected with high accuracy with a small amount of memory.
[実施例1]
<画像形成装置の概要>
図1を参照して画像形成装置101の動作を説明する。画像形成装置101は、像担持体であるドラム状の電子写真感光体(以下、「感光体ドラム」という。)1を備えている。帯電手段である帯電ローラ等の帯電装置2は、感光体ドラム1の表面を一様に帯電させる。露光手段であるレーザビームスキャナ装置や面発光素子等の露光装置7は、一様に帯電した感光体ドラム1に、画像データに基づいた露光量の光を照射して露光する。このように露光はレーザビームによって行われる。露光によって感光体ドラム1の表面上に静電潜像が形成される。
[Example 1]
<Outline of image forming apparatus>
The operation of the
画像演算部(画像処理装置)9が出力する駆動信号71を、露光装置7は受け取り、駆動信号71に応じて光情報72を感光体ドラム1に照射して静電潜像を形成する。露光制御部19は露光時の目標光量を調整するための光量調整信号73を露光装置7に出力する。これにより一定量の電流が露光装置7に供給され露光強度が一定に制御される。この目標光量を基準として画素ごとに光量を調整したり、パルス幅変調により発光時間を調整したりすることで、画像の階調表現が実現される。
The
画像演算部9は、検知装置12が検知した物理パラメータにしたがってトナー消費量を削減するための補正処理を実行する。本実施形態では、エッジ効果や掃き寄せに起因した過剰なトナーの付着を抑制することで、トナー消費量が削減される。画像演算部9は、イメージスキャナやホストコンピュータ8から送信されるラスタデータ(画像データ)を受信し、トナー消費量が削減されるように補正処理を実行する。ここで、エッジ効果とは感光体ドラム1の表面のうち露光された露光領域と露光されなかった非露光領域との境界(縁)において、現像剤が過剰に付着する現象をいう。露光領域の表面電位と非露光領域の表面電位は異なるため、これらの境界では電界の廻り込みが発生し、過剰に現像剤が付着してしまう。また、掃き寄せとは、静電潜像の搬送方向における後端部において現像剤が過剰に付着してしまう現象である。このような現像剤の過剰な付着は、原稿濃度に対する画像濃度の再現性を低下させるだけでなく、現像剤の過剰な消費をもたらす。よって、現像剤の過剰な消費を抑制できれば、現像剤を節約できる。
The image calculation unit 9 executes a correction process for reducing the toner consumption according to the physical parameter detected by the
CPU10は、画像形成装置101の全体を統括的に制御する制御ユニットである。CPU10は、たとえば、画像データを構成する複数の画素のうち、現像剤のエッジ効果または掃き寄せが生じうる画素の画素値を補正することで、現像剤のエッジ効果または掃き寄せを低減する補正手段として機能する。また、CPU10は、画像データを構成する複数の画素のうち、現像剤のエッジ効果または掃き寄せによって現像剤が過剰となる画素を特定する特定手段として機能してもよい。以下で説明するCPU10の一部またはすべてはASIC18によって実行されてもよい。記憶装置11は、画像メモリ111を有しているとともに、LUT112を記憶している。露光制御部19は、たとえば、露光装置7の光源についてAPC(自動光量制御)を実行して目標光量を設定する。画像メモリ111(RAM)は、画像形成の対象となる画像データが展開される記憶領域(ページメモリやラインメモリなど)である。LUT112は、ルックアップテーブルであり、エッジ効果や掃き寄せを低減させるための露光量の補正値などを記憶している。たとえば、検知装置12によって検知される物理パラメータに対応する補正値がLUT112から読み出される。このように、記憶装置11のLUT112は、物理パラメータと画素値の補正量とを関連付けて記憶する記憶手段として機能するが、物理パラメータと画素数とを関連付けて記憶する記憶手段して記憶してもよい。これにより、CPU10は、補正対象となる画素を特定しやすくなる。
The
現像手段である現像装置3は、現像剤(以下、「トナー」という。)13の貯蔵および保管を行うトナー容器と現像剤担持体である現像ローラ14とを備えている。ここではトナー13として非磁性一成分トナーを使用するが、二成分トナーが採用されてもよいし、磁性トナーが採用されてもよい。現像ローラ14に供給されたトナー13の層厚は、トナー層厚規制部材として機能する規制ブレード15により規制される。規制ブレード15は、トナー13に電荷を付与するように構成されていてもよい。そして、所定の層厚に規制され、かつ、所定量の電荷を付与されたトナー13は、現像ローラ14により現像領域16へ搬送される。現像領域16は、現像ローラ14と感光体ドラム1とが近接または接触する領域であり、かつ、トナーの付着が実行される領域である。感光体ドラム1の表面上に形成された静電潜像は、トナー13により現像されてトナー像に変換される。そして、感光体ドラム1の表面上に形成されたトナー像は、転写位置Tにて転写装置4により転写材P上に転写される。転写材P上に転写されたトナー像は、定着装置6に搬送される。定着装置6はトナー像と転写材Pに熱と圧力を加えることで、トナー像を転写材P上に定着させる。
The developing
<現像方式>
図2(a)および図2(b)を参照して現像方式について説明する。現像方式には主にジャンピング現像方式と接触現像方式がある。ジャンピング現像方式とは、非接触の状態に維持された現像ローラ14と感光体ドラム1との最接近部である現像領域16で、現像ローラ14と感光体ドラム1との間に印加された現像電圧により現像する方式である。現像電圧とは、直流バイアスを重畳した交流バイアス電圧などである。図2(a)はジャンピング現像方式を用いた現像装置3の一例を示している。ジャンピング現像方式を採用した現像装置3は、現像位置における現像ローラ14と感光体ドラム1との間にギャップ17を有している。ギャップ17が小さすぎると現像ローラ14から感光体ドラム1へリークが発生し易くなり、潜像を現像することが難しくなる。ギャップ17が大きすぎるとトナー13が感光体ドラム1に飛翔し難くなる。そのため、現像ローラ14の軸に回転可能に支持された突き当てコロによって、ギャップ17が適切な大きさに維持されてもよい。
<Development method>
The developing method will be described with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b). Development methods mainly include a jumping development method and a contact development method. The jumping development method is a
接触現像方式とは、接触した状態にある感光体ドラム1と現像ローラ14との最接近部である現像領域16で、現像ローラ14と感光体ドラム1との間に印加された現像電圧(直流バイアス)によりトナー13を現像する方式である。図2(b)は接触現像方式を用いた現像装置3の一例を示している。
The contact development method is a developing
感光体ドラム1と現像ローラ14は、それぞれ異なる周速で順方向に回転している。また、感光体ドラム1と現像ローラ14の間には現像電圧として直流電圧が印加されているが、現像電圧の極性は感光体ドラム1の表面の帯電電位と同極性に設定されている。現像ローラ14上に薄層化されたトナー13が現像領域16に搬送され、感光体ドラム1の表面上に形成された静電潜像を現像する。
The
<エッジ効果の発生原理>
エッジ効果とは、感光体ドラム1上に形成された露光部(静電潜像)と非露光部(帯電部)との境界に電界が集中することで、画像の縁にトナー13が過剰に付着してしまう現象である。図3によれば、露光部300の周囲にある非露光部301、302からの電気力線が露光部300の縁(エッジ)に回り込んでいるため、露光部300の中央よりもエッジにおける電界強度が強くなる。つまり、露光部300の中央よりも多くのトナーがエッジに付着する。
<Principle of edge effect generation>
The edge effect is that the electric field concentrates on the boundary between the exposed portion (electrostatic latent image) and the non-exposed portion (charged portion) formed on the
図4(a)はエッジ効果の発生したトナー画像の一例を示している。矢印Aはトナー画像の搬送方向(感光体ドラム1の回転方向であり、いわゆる副走査方向)を示している。トナー画像400の元となった画像データでは、トナー画像400は一様の濃度の画像である。エッジ効果が生じた場合、トナー画像400のエッジ部402aにトナー13が集中して付着する。その結果、非エッジ部401aと比較してエッジ部402aの画像濃度が濃くなってしまう。
FIG. 4A shows an example of a toner image having an edge effect. An arrow A indicates the toner image conveyance direction (the rotation direction of the
このようにジャンピング現像方式では、エッジ部に対して電界が集中することでエッジ効果が発生する。一方、接触現像方式では、ギャップ17が極端に短いため、感光体ドラム1から現像ローラ14に向かって電界が発生するため、エッジ部への電界集中が緩和されてエッジ効果は発生しにくい。
As described above, in the jumping development method, the edge effect occurs due to the concentration of the electric field on the edge portion. On the other hand, in the contact development method, since the
<掃き寄せの発生原理>
接触現像方式で発生する掃き寄せに関して説明する。掃き寄せとは図4(b)に示すように、感光体ドラム1上の画像の後端部のエッジにトナー13が集中する現象を言う。後端部とは、トナー画像のうち矢印Aで示したトナー画像の搬送方向(感光体ドラム1の回転方向)における後端部である。掃き寄せが発生すると、図4(b)に示すように、トナー画像410のエッジ後端部402bの濃度は非エッジ部401bの濃度と比較して高くなり、トナー13の消費量が増大する。接触現像方式では、図6に示すように、感光体ドラム1上のトナーの高さを、所定の高さになるようにするために、現像ローラ14の周速は感光体ドラム1の周速よりも速くなっている。これにより、感光体ドラム1に安定してトナー13を供給することが可能となり、画像濃度が目標となる濃度に維持される。現像領域16では、現像ローラ14によって搬送されてきたトナー13により静電潜像が現像される。また、感光体ドラム1に対して現像ローラ14の方が速く回転しているため、両者の表面上の位置関係は常にずれ続けている。静電潜像600の後端部が現像領域16に侵入した時点では、現像ローラ14上のトナー13aは、現像領域16の開始位置より回転方向において静電潜像600の後端部13bよりも後側に位置する。その後、静電潜像600の後端部13bが現像領域16を出るまでの間に、現像ローラ14上のトナー13aは静電潜像600の後端部13bを追い越す。そして、このトナー13aが静電潜像600の後端部13bに供給されるため、後端部13bの現像量が多くなる。これが、掃き寄せの発生メカニズムである。
<Sweeping principle>
The sweeping that occurs in the contact development method will be described. As shown in FIG. 4B, the sweeping is a phenomenon in which the
<露光装置の制御方法>
図7を用いて露光装置7の制御方法について説明する。露光制御部19は、8ビットのDAコンバータ2021とレギュレータ2022を内蔵したIC2003を有しており、露光装置7を制御する信号を生成して送出する。露光装置7には、電圧を電流に変換するVI変換回路2306と、レーザドライバIC2009と、半導体レーザLDが搭載されている。IC2003は、CPU10により設定された半導体レーザLDの駆動電流を示す光量調整信号73を基に、レギュレータ2022から出力される電圧VrefHを調整する。電圧VrefHはDAコンバータ2021の基準電圧となる。IC2003がDAコンバータ2021の入力データ2020を設定することで、DAコンバータ2021が光量補正アナログ電圧Vaを出力する。VI変換回路2306は光量補正アナログ電圧Vaを電流値Idに変換してレーザドライバIC2009に出力する。図7では露光制御部19に実装されたIC2003が光量補正アナログ電圧Vaを出力している。しかし、露光装置7上にDAコンバータ2021が実装され、レーザドライバIC2009の近傍で光量補正アナログ電圧Vaが生成されてもよい。
<Control method of exposure apparatus>
A method for controlling the
レーザドライバIC2009は、画像演算部9が出力する駆動信号71に応じて、スイッチSWを切り替える。スイッチSWは、電流ILを半導体レーザLDに流すか、ダミー抵抗R1に流すかを切換えることで、半導体レーザLDの発光のON/OFF制御を行う。
The
<露光量補正の方法>
図8(a)は1画素を目標光量に対して100%の光量で露光して形成される画像を示している。図8(b)は1画素の光量を目標光量に対して50%に低下させて露光して形成される画像を示している。これは、露光強度を50%に低下させたり、トナー画像の濃度(階調値)を半分にしたりすることにより実現可能である。図8(c)は1画素をN個(Nは2以上の自然数)の副画素に分割し、一部の副画素を間引くことで形成される画像を示している。これは、たとえば、目標光量に対して100%の光量をPWM(パルス幅変調)することにより実現可能である。たとえば、1画素を16個の副画素に分割し、奇数番目の副画素のみを露光するよう半導体レーザLDを駆動することで実現される。
<Exposure amount correction method>
FIG. 8A shows an image formed by exposing one pixel with a light amount of 100% with respect to a target light amount. FIG. 8B shows an image formed by exposing the light amount of one pixel to 50% of the target light amount. This can be realized by reducing the exposure intensity to 50% or halving the density (tone value) of the toner image. FIG. 8C shows an image formed by dividing one pixel into N (N is a natural number of 2 or more) subpixels and thinning out some subpixels. This can be realized, for example, by PWM (pulse width modulation) of 100% of the target light amount. For example, it is realized by dividing one pixel into 16 subpixels and driving the semiconductor laser LD so as to expose only odd-numbered subpixels.
<エッジ効果の補正手順>
ここでは静電潜像を形成するための画像データを補正することで、エッジ効果を減少させてトナー13の消費量を削減する実施例について説明する。エッジ効果に相関する物理パラメータなどの条件と、エッジ効果を削減するための露光量の補正値との関係を実験やシミュレーションによって予め求めておき、LUT112に記憶させておく。
<Edge effect correction procedure>
Here, an embodiment will be described in which image data for forming an electrostatic latent image is corrected to reduce the edge effect and reduce the consumption amount of the
図9を用いて、エッジ効果を補正する処理方法について説明する。エッジ効果を減少させるため、補正処理は画像演算部9のCPU10またはASIC18にて実行される。ここでは、CPU10が補正処理を実行する例を説明する。なお、エッジ効果や掃き寄せを減少させるために露光強度を補正するが、露光強度を補正する方法は2つある。1つ目は露光装置7の駆動信号71を補正する方法であり、2つ目は光量調整信号73を補正する方法である。エッジ効果の補正処理は、画像データを構成する複数の画素のうち現像剤のエッジ効果または掃き寄せが生じうる画素の画素値を小さくする処理であり、この処理により、現像剤のエッジ効果を低減することができる。補正処理には、たとえば、画像データを構成する複数の画素のうち、現像剤のエッジ効果によって現像剤が過剰となる画素を特定する工程が含まれてもよい。さらに、画像データを構成する複数の画素のうち、画素値が所定値以上の画素からなる画像領域を求め、画像領域の縁に位置する画素から所定の画素数以内の画素を、エッジ効果により現像剤が過剰となる画素として特定する工程が含まれてもよい。
A processing method for correcting the edge effect will be described with reference to FIG. In order to reduce the edge effect, the correction process is executed by the
ホストコンピュータ8から送信された画像データは、画像メモリ111に蓄積される。
Image data transmitted from the
画像解析部901は、パラメータ設定部902により設定された補正幅パラメータLを基に、画像メモリ111上の画像データ906を構成している複数の画素から、エッジ効果が発生しうる画素を特定する。ここで、補正幅パラメータLとは、高解像度画像において、エッジ効果補正又は掃き寄せの補正が必要な黒画素が連続する画素数である。補正幅パラメータLは、入力される画像の内容に関わらず、予め決まっている。図11のルックアップテーブルを参照して、画素領域のエッジからエッジ効果が発生しうる画素までの距離に応じて、補正信号ID907を出力する。
Based on the correction width parameter L set by the
特定された画素の露光強度を補正することでエッジ効果が低減され、トナー13の消費量が削減される。補正幅パラメータLは、所定値以上の画素からなる画像領域のエッジからの画素数を示している。たとえば、補正幅パラメータLが8であれば、画像領域のエッジから8画素以内の各画素が補正対象となる。本実施例では、補正幅パラメータLの値よりも短い黒画素数の画像領域については、エッジ効果に対する補正と掃き寄せに対する補正を行わない。
By correcting the exposure intensity of the identified pixel, the edge effect is reduced, and the consumption amount of the
画像データ904と画像データ906は、画像メモリ111上に格納されている同じデータであるが、画像解析部901で画像解析処理が行われるタイミングと露光量補正部903で露光量補正処理が行われるタイミングが異なる。従って、画像解析部907から出力される補正信号IDの画素位置と露光量補正部903に入力される画素位置が一致するようにCPU10は、同期をとって画像を転送する。
The image data 904 and the
<露光量補正部の説明>
露光量補正部903は、画像メモリ111上の画像データ904と、補正信号ID907と、露光量調整パラメータ909にしたがって、各画素について画素値(露光量)を補正する。そして、補正した画素値に基づいて駆動信号71を生成して露光装置7に出力する。
<Explanation of exposure correction unit>
The exposure
このとき、露光量補正部903は、図12に示す、補正信号IDを入力とするルックアップテーブルを参照して、補正信号ID907に応じて補正を行う。また、光量調整信号73を補正する場合は、図12の露光量削減割合[光量]の露光量調整パラメータ909を用いて光量補正を行い、駆動信号71を補正する場合は図12の露光量削減割合[PWM]の露光量調整パラメータ909を用いて補正を行う。
At this time, the exposure
駆動信号71が補正されると、図8(c)に示すように、露光間隔が補正され、1つの画素あたりのトナー量が削減される。光量調整信号73が補正されると、図8(b)に示すように、1つの画素あたりの画像濃度が低下するように露光量が削減される。
When the
図10は、CPU10が実行する補正処理の各工程を示すフローチャートである。ホストコンピュータ8から印刷開始の指示を受けとると、CPU10は、本フローチャートに係る処理を開始する。S1201で、CPU10は、LUT112に記憶された露光量調整パラメータ909を取得する。
FIG. 10 is a flowchart showing each step of the correction process executed by the
S1202で、CPU10は、LUT112から取得した露光量調整パラメータ909に基づき、画像データにおける補正対象画素を特定する。また、画像の所定濃度以上の領域のエッジ部からの距離を算出する。これにより、画像領域のエッジからいくつの画素が補正対象となるか、そしてそれらの補正対象の画素の露光量調整パラメータ909が確定する。
In step S <b> 1202, the
S1203で、CPU10は、特定した補正対象画素について、露光量調整パラメータ909を用いて画素値を補正することで、補正対象画素の露光量を補正する。ここでは、CPU10において補正処理を行う例を説明したが、ASIC18またはホストコンピュータ8で補正処理が実行されてもよい。このように、CPU10やASIC18、ホストコンピュータ8は画像処理装置として機能する。
In step S1203, the
<画像解析処理の詳細な説明>
次に、図13、図14、図15を用いて、本実施形態における画像解析部901で行われる画像解析処理について詳細に説明する。
<Detailed description of image analysis processing>
Next, image analysis processing performed by the
図13は、画像解析部901の構成を示す図である。図14は、画像解析部901で行われる画像解析処理のフローチャートである。図15は、解像度変換処理を説明するための図である。ブロック幅Sは、解像度変換を行う単位である。すなわち、入力画像(高解像度画像)906におけるS×S画素からなるブロックの画素値を、1画素の多値データに変換することで、入力画像(高解像度画像)906を低解像度画像に解像度変換を行う。なお、ブロック幅Sは、高解像度画像の解像度と低解像度画像の解像度との比に等しい。例えば、高解像度画像の解像度が1200dpi、低解像度画像の解像度が400dpiの場合、ブロック幅Sは、「3」になる。
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of the
まず、ステップS1401において、解像度変換部1301は、高解像度画像(第一の解像度の画像)906に対して、解像度を低下させる解像度変換を行い、解像度変換後の低解像度画像(第二の解像度の画像)を低解像度メモリ部1302へ格納する。解像度変換部1301は、図15(a)に示す、2値の入力画像の黒の数をカウントし、図15(b)に示す、低解像度の多値画像(Mbit)に変換する。
First, in step S1401, the
例えば、ブロック幅Sが3の場合で、高解像度画像のS×S画素の領域の中に、3画素の黒画素が存在する場合を示したものが図15(c)である。このとき、解像度変換部1301は、S×S画素の領域の中の黒画素の数を数え、画素値3となる低解像度画像の1画素に変換する。3×3画素の入力画像を表現するためには、9ビットのデータ量が必要であるが、低解像度の多値データ1画素であれば、4ビットのデータ量で表現することができる。つまり、データ量を4/9に抑えることが可能となる。
For example, FIG. 15C shows a case where the block width S is 3 and three black pixels exist in the S × S pixel region of the high resolution image. At this time, the
次に、ステップS1402において、補正対象エッジ予測部1303は、低解像度メモリ部1302に格納されている低解像度画像に対して、高解像度画像におけるエッジを予測し、予測エッジ信号を補正信号ID生成部1304に出力する。
Next, in step S1402, the correction target
最後に、ステップS1403において、補正信号ID生成部1304は、補正対象領域のエッジから注目画素まで距離に応じて補正信号を生成して、露光量補正部903へ出力する。
Finally, in step S1403, the correction signal
<補正対象エッジ予測部1303の詳細な説明>
次に、図17、図18を用いて、本実施形態における補正対象エッジ予測部1303で行われる補正対象エッジ予測処理について詳細に説明する。
<Detailed Description of Correction Target
Next, the correction target edge prediction process performed by the correction target
図17は、エッジ検出処理で行われる補正対象エッジ予測処理のフローチャートである。図18は、画像解析部901で行われる補正対象エッジ予測処理を説明するための図である。図18は、補正対象エッジ予測部1303に入力される低解像度の画像を示したものである。注目画像iの上部の画素を画素ujとする。jは注目画素からの距離を示したものである。注目画素iの1画素上の画素は、画素u1である。そして、注目画素iの1画素下の画素は、画素d1である。
FIG. 17 is a flowchart of the correction target edge prediction process performed in the edge detection process. FIG. 18 is a diagram for explaining the correction target edge prediction process performed by the
まず、補正対象となる画素について図4と図16を用いて説明を行う。図4(a)と(b)に示すように、所定濃度以上の画像領域の端部から所定画素以内にある、前記画像領域内の画素に対して、画像の端部からの距離に応じて、露光量の補正を実施する。また、所定濃度以上の画像領域の端部に隣接する白領域の大きさによって補正量を変化させてもよい。これは、補正対象の黒画素群の近くに別の黒画素群が存在する場合は、トナーが過剰に付着しにくくなるためである。 First, a pixel to be corrected will be described with reference to FIGS. 4 and 16. As shown in FIGS. 4A and 4B, the pixels in the image area that are within the predetermined pixels from the edge of the image area having a predetermined density or more are according to the distance from the edge of the image. The exposure amount is corrected. Further, the correction amount may be changed depending on the size of the white area adjacent to the edge of the image area having a predetermined density or more. This is because when another black pixel group is present near the black pixel group to be corrected, it is difficult for toner to adhere excessively.
従って、画像解析部901は、エッジ効果を補正する対象画素として、図16(a)、(b)、(c)、(d)に示すように、黒画素が補正幅パラメータLの長さ連続する画素を抽出する。掃き寄せ現象を補正する対象画素として、図16(a)に示すように、黒画素が補正幅パラメータLの長さ連続する画素を抽出する。そして、所定濃度以上の画像領域のエッジからの距離に応じて、補正対象画素の補正量を決定する。
Accordingly, the
まず、ステップS1701において、補正対象エッジ予測部1303は、補正幅パラメータLをブロック幅Sで除算し、小数点以下を切り上げることで低解像度画像において参照する参照画素数nを算出する。ここで、ROUNDUPとは、小数点以下を切り上げるという意味である。
First, in step S1701, the correction target
次に、ステップS1702において、変数の初期設定を行うために、参照位置jに1を代入し、補正中止フラグ(flag)に0を代入する。ステップS1702からステップS1706までは、低解像度における注目画素iより上部の低解像度画素を参照し、黒画素の副走査方向の連続性の観点で、注目画素iが補正対象のエッジを含む画素であるかを判定する。ステップS1703において、参照画素(周辺画素)ujの値がS×Sと一致するか判定する。すなわち、ステップS1703において、参照画素ujの値が黒であるかを判定する。ここで、高解像度におけるS×S画素のブロックの全ての画素が黒である場合、低解像度画素の画素値がS×Sとなる。参照画素ujが黒画素であるかをS×Sと比較することで判定する。参照画素ujがS×Sと一致する場合は、解像度変換処理前の参照画素ujの位置における画素群の全ての画素が黒であると判断し、ステップS1705へ移行する。参照画素ujがS×Sと一致しない場合は、解像度変換処理前の参照画素ujの位置における画素群に白画素が混在しているので、補正対象外であると判断し、ステップS1704へ移行する。 In step S1702, 1 is substituted for the reference position j and 0 is substituted for the correction stop flag (flag) in order to initialize the variables. From step S1702 to step S1706, the low-resolution pixel above the target pixel i in the low resolution is referred to, and the target pixel i is a pixel including the edge to be corrected in terms of continuity of the black pixel in the sub-scanning direction. Determine whether. In step S1703, it is determined whether the value of the reference pixel (peripheral pixel) uj matches S × S. That is, in step S1703, it is determined whether the value of the reference pixel uj is black. Here, when all the pixels of the S × S pixel block in the high resolution are black, the pixel value of the low resolution pixel is S × S. Whether the reference pixel uj is a black pixel is determined by comparing with S × S. If the reference pixel uj matches S × S, it is determined that all the pixels in the pixel group at the position of the reference pixel uj before the resolution conversion process are black, and the process proceeds to step S1705. If the reference pixel uj does not match S × S, it is determined that the pixel group is not subject to correction because white pixels are mixed in the pixel group at the position of the reference pixel uj before the resolution conversion process, and the process proceeds to step S1704. .
ステップS1704において、注目画素iが補正対象でないので、補正中止フラグflagに1を代入し、ステップS1705へ移行する。 In step S1704, since the target pixel i is not a correction target, 1 is substituted for the correction stop flag flag, and the process proceeds to step S1705.
ステップS1705において、参照画素を移動させるために、参照位置jに1を加算し、ステップS1706へ移行する。 In step S1705, 1 is added to the reference position j in order to move the reference pixel, and the process proceeds to step S1706.
ステップS1706において、参照位置jが参照画素数nより大きい場合はステップS1707へ移行し、小さい場合は、ステップS1703へ移行する。参照位置jが参照画素数nより大きい場合は参照範囲外であると判断する。 If the reference position j is larger than the reference pixel number n in step S1706, the process proceeds to step S1707, and if it is smaller, the process proceeds to step S1703. When the reference position j is larger than the reference pixel number n, it is determined that it is out of the reference range.
ステップS1707において、補正対象エッジ予測部1303は、補正中止フラグflagが1の場合は、ステップS1717へ移行し、補正中止フラグflagが0の場合は、ステップS1708へ移行する。補正中止フラグflagが1の場合は、注目画素が補正対象のエッジを含む画素でないと判断し、次の画素へ判断を移す。補正中止フラグflagが0の場合は、注目画素が補正対象のエッジを含む画素であると判断し、注目画素の下部の判定を行う。
In step S1707, the correction target
ステップS1708において、変数の初期設定を行うために、補正対象エッジ予測部1303は、参照位置jに1を代入し、補正中止フラグflagに0を代入する。ステップS1708からステップS1712までは、低解像度における注目画素iより下部の低解像度画素を参照し、白画素の副走査方向の連続性の観点で、注目画素iが補正対象のエッジを含む画素であるかを判定する。
In step S1708, in order to perform initial setting of variables, the correction target
ステップS1709において、参照画素djが0と一致するか判定する。参照画素djが0と一致する場合は、解像度変換処理前の参照画素djの位置における画素群の全ての画素が白であると判断し、ステップS1711へ移行する。参照画素djが0と一致しない場合は、解像度変換処理前の参照画素djの位置における画素群に黒画素が混在しているので、補正対象外であると判断し、ステップS1710へ移行する。 In step S1709, it is determined whether the reference pixel dj matches zero. If the reference pixel dj matches 0, it is determined that all the pixels in the pixel group at the position of the reference pixel dj before the resolution conversion process are white, and the process proceeds to step S1711. When the reference pixel dj does not match 0, it is determined that the pixel group is not subject to correction because the black pixel is mixed in the pixel group at the position of the reference pixel dj before the resolution conversion process, and the process proceeds to step S1710.
ステップS1710において、注目画素iが補正対象でないので、補正中止フラグflagに1を代入し、ステップS1711へ移行する。 In step S1710, since the target pixel i is not a correction target, 1 is substituted for the correction stop flag flag, and the process proceeds to step S1711.
ステップS1711において、補正対象エッジ予測部1303は、参照画素を移動させるために、参照位置jに1を加算し、ステップS1712へ移行する。
In step S1711, the correction target
ステップS1712において、補正対象エッジ予測部1303は、参照位置jが参照画素数nより大きい場合はステップS1713へ移行し、小さい場合は、ステップS1709へ移行する。参照位置jが参照画素数nより大きい場合は参照範囲外であると判断する。
In step S1712, the correction target
ステップS1713において、補正対象エッジ予測部1303は、補正中止フラグflagが1の場合は、ステップS1717へ移行し、補正中止フラグflagが0の場合は、ステップS1714へ移行する。補正中止フラグflagが1の場合は、注目画素が補正対象のエッジを含む画素でないと判断し、次の画素へ判断を移す。補正中止フラグflagが0の場合は、注目画素が補正対象のエッジを含む画素であると判断する。
In step S1713, the correction target
ステップS1714において、以下の条件式に一致するかどうか判定を行う。 In step S1714, it is determined whether or not the following conditional expression is satisfied.
左辺は、注目画素iと参照画素u1からunの画素値の合計である。つまり、高解像度換算の画素の合計となる。右辺は、主走査方向にブロック幅S、副走査方向に補正幅パラメータLの画素の塊の高解像度における画素の数である。右辺は、補正対象となる黒画素の塊である。左辺が右辺以上であれば、注目画素を含む参照画素u1からunが補正対象として相応しい黒画素の塊であると判断できる。ここでは、低解像度画像の注目画素iと参照画素u1からunの画素値から高解像度において黒画素がL画素連続しているか判断する。条件式に、一致する場合は、ステップS1715へ移行し、一致しない場合は、ステップS1717へ移行する。ステップS1715において、補正対象エッジ予測部1303は、以下の条件式に一致するかどうか判定を行う。
The left side is the sum of the pixel values of the target pixel i and the reference pixels u1 to u1. That is, it is the sum of pixels of high resolution conversion. The right side is the number of pixels in the high resolution of the block of pixels having the block width S in the main scanning direction and the correction width parameter L in the sub scanning direction. The right side is a block of black pixels to be corrected. If the left side is greater than or equal to the right side, it can be determined that the reference pixels u1 to un including the target pixel are black pixel blocks suitable for correction. Here, it is determined whether black pixels are L pixels continuous at high resolution from the pixel of interest i of the low resolution image and the pixel values of the reference pixels u1 to un. If the conditional expression matches, the process proceeds to step S1715, and if not, the process proceeds to step S1717. In step S1715, the correction target
左辺は、注目画素iと参照画素d1からdnの画素値の合計である。つまり、高解像度換算の画素の合計となる。右辺は、主走査方向にブロック幅S、副走査方向に補正幅パラメータLの画素の塊の高解像度における画素の数である。右辺は、補正対象となる白画素の塊である。左辺が右辺以下であれば、注目画素を含む参照画素d1からdnが補正対象として相応しい白画素の塊であると判断できる。ここでは、低解像度画像の注目画素iと参照画素d1からdnの画素値から高解像度において白画素がL画素連続しているか判断する。条件式に、一致する場合は、ステップS1716へ移行し、一致しない場合は、ステップS1717へ移行する。ステップS1702からステップS1715により、低解像度の注目画素iに高解像度におけるエッジが存在することを判断する。 The left side is the sum of the pixel values of the target pixel i and the reference pixels d1 to dn. That is, it is the sum of pixels of high resolution conversion. The right side is the number of pixels in the high resolution of the block of pixels having the block width S in the main scanning direction and the correction width parameter L in the sub scanning direction. The right side is a lump of white pixels to be corrected. If the left side is less than or equal to the right side, it can be determined that the reference pixels d1 to dn including the target pixel are white pixel blocks suitable for correction. Here, it is determined whether white pixels are continuous in L pixels at high resolution from the pixel of interest i of the low resolution image and the pixel values of the reference pixels d1 to dn. If the conditional expression matches, the process proceeds to step S1716, and if not, the process proceeds to step S1717. From step S1702 to step S1715, it is determined that a high resolution edge exists in the low resolution pixel of interest i.
なお、ステップS1714、ステップS1715の処理を行わずに、S1713の判定がNoの場合、S1716に移行してもよい。ステップS1714、ステップS1715の処理を行うことで、低解像度画像の注目画素iと参照画素u1からunまでの画素が、L画素連続しているどうかを、より正確に判定することができる。 If the determination in S1713 is No without performing the processes in steps S1714 and S1715, the process may proceed to S1716. By performing the processing of step S1714 and step S1715, it is possible to more accurately determine whether or not the pixel of interest i of the low resolution image and the pixels from the reference pixels u1 to un are continuous by L pixels.
ステップS1716において、補正対象エッジ予測部1303は、低解像度の注目画素iの画素値をブロック幅Sで除算することで、低解像度の注目画素iにおける高解像度画像におけるエッジ部の画素を決定し、ステップS1717へ移行する。これまでの判断により、注目画素iの上部に黒画素が連続し、下部に白画素が連続することが分かっている。そこで、注目画素iの画素値から、高解像度において、ブロックS×Sの上部から画素をつめることで、注目画素iの上辺を基準に上から何画素目にエッジがあるか計算を行う。
In step S1716, the correction target
ステップS1717において、補正対象エッジ予測部1303は、全ての画素について補正対象のエッジ予測処理が行われたかを判断し、全ての画素に対して処理が行われていない場合は、ステップS1702へ移行する。全ての画素に対して処理が行われた場合は、処理を終了する。
In step S1717, the correction target
本実施例では、図16(a)に示すように、注目画素の上部に黒画素が連続し、注目画素の下部に白画素が連続するエッジ方向が一方向について説明を行った。図4(a)に示すエッジ効果を補正する画素を判定するために、図16(a)に加えて、図16(b)、(c)、(d)に示す画像パターンの判定も行う。図16(a)では、黒画素の連続は注目画素に対して上部であったが、図16(b)の判定を行う場合には、黒画素の連続は注目画素に対して下部のため、判定する方向を入れ替えて処理を行う。図16(c)の判定を行う場合には、黒画素の連続は注目画素に対して右の画素のため、判定する方向を入れ替えて処理を行う。つまり、ステップ1702からステップS1706までは、注目画素より右の画素を参照し、黒画素が主走査方向に連続しているかの判定を行う。処理内容は繰り返しとなるので説明は割愛する。 In the present embodiment, as shown in FIG. 16A, the edge direction in which black pixels are continuous above the target pixel and white pixels are continuous below the target pixel is described as one direction. In addition to FIG. 16A, the image patterns shown in FIGS. 16B, 16C, and 16D are also determined in order to determine the pixel that corrects the edge effect shown in FIG. In FIG. 16A, the continuous black pixels are above the target pixel. However, when the determination of FIG. 16B is performed, the continuous black pixels are below the target pixel. Processing is performed by changing the direction of determination. When the determination of FIG. 16C is performed, the continuation of the black pixels is the right pixel with respect to the target pixel, and therefore, the process is performed by changing the determination direction. That is, from step 1702 to step S1706, it is determined whether or not black pixels are continuous in the main scanning direction with reference to the pixel to the right of the target pixel. Since the processing contents are repeated, the description is omitted.
<具体例を交えた説明>
図5を用いて、画像解析部901における掃き寄せが生じうる画素の解析の処理例を詳細に説明する。本実施形態では、補正幅パラメータLが8、ブロック幅Sが3である場合について説明する。
<Explanation with specific examples>
With reference to FIG. 5, a processing example of pixel analysis that may cause sweeping in the
図5(a)は、画像解析部901に入力される高解像度の二値の画像データ906である。画素群1901は、横に3画素、縦に8画素の黒画素の塊である。画素群1902は、横に3画素、縦に10画素の黒画素の塊である。画素群1903は、横に3画素、縦に4画素の黒画素の塊である。
FIG. 5A shows high-resolution
図5(b)は、解像度変換部1301において、低解像度画像に変換された後の画像データである。画素位置1904における黒画素の数は3画素のため、低解像度画素1906の画素値は3となる。また、画素位置1905における黒画素の数は9画素のため、低解像度画素1907の画素値は9となる。
FIG. 5B shows image data after being converted into a low resolution image by the
図5(c)は、補正対象エッジ予測部1303で予測された補正対象エッジである。注目画素が低解像度画素1908である場合、参照画素数nは、ROUNDUP(L/S)=ROUNDUP(8/3)=ROUNDUP(2.67)=3となる(ステップS1701)。注目画素が低解像度画素1908である場合、参照画素u1は低解像度画素1909、参照画素u2は低解像度画素1910であり、S×S=3×3=9と一致する(ステップS1703)。参照画素d1は低解像度画素1911、参照画素d2は低解像度画素1912であり、0と一致する(ステップS1709)。
FIG. 5C shows a correction target edge predicted by the correction target
注目画素が低解像度画素1908である場合、左辺は、(un+i)+S×S×(n−1)=(3+3)+3×3×(3−1)=6+18=24となる。右辺は、L×S=8×3=24となる。従って、ステップS1714は一致するので、ステップS1715へ移行する。注目画素が低解像度画素1908である場合、左辺は、(dn+i)+S×S×(n−1)=(0+3)+3×3×(3−1)=3+18=21となる。右辺は、L×S=8×3=24となる。
When the pixel of interest is the
従って、ステップS1715は、右辺のほうが左辺よりも大きいため、ステップS1716へ移行する。予測エッジeの位置は、i/S=3/3=1となり、注目画素の上端から1画素目がエッジであると予測される(ステップS1716)。従って、図5(b)の低解像度画素1906、1908、1909、1910、1911、1912から、補正対象エッジの画素群は画素群1913であると判断する。同様に、低解像度画素1907に隣接する画素群の補正対象エッジは、画素群1914となる。これは、予測エッジeの位置は、i/S=9/3=3となり、注目画素の上端から3画素目がエッジであると予測されるからである。また、ステップS1703において、低解像度画素1915に隣接する画素群は、画素u2が画素1916のため、u2はS×Sではないと判定され、ステップS1704に移行する。すなわち、低解像度画素1915に隣接する画素群は、補正対象エッジを含まないと判断される。
Accordingly, in step S1715, since the right side is larger than the left side, the process proceeds to step S1716. The position of the predicted edge e is i / S = 3/3 = 1, and it is predicted that the first pixel from the upper end of the target pixel is an edge (step S1716). Therefore, the pixel group of the correction target edge is determined to be the
図5(d)は、補正信号ID生成部1304で生成された補正信号IDデータである。補正信号ID生成部1304は、補正対象エッジ予測部1303から出力された図5(c)に示す画像を入力し、注目画素と補正対象エッジからの距離に応じて、図5(d)に示す画像を出力する。画素1917は、補正対象エッジからの距離が0画素なので、補正量信号IDとして0を出力する。画素1918は、補正対象エッジからの距離が8画素なので、補正量信号IDとして8を出力する。画素1919は、補正対象エッジからの距離が9画素であるが、補正幅パラメータLが8なので、補正信号IDとして0を出力する。図5(d)において、数字が記載されていない画素は補正信号IDが0である。なお、図5(c)と図5(d)は、入力画像(高解像度画像)906と同じ解像度の画像データである。
FIG. 5D shows correction signal ID data generated by the correction signal
以上説明したように、入力された高解像度画像において補正対象画素を判定するためには、判定処理において広い領域を参照する回路が必要となり、高コストとなってしまう。また、入力された高解像度画像を低解像度化し、低解像度画像に対して補正対象画素を判定すると、高解像度画像におけるエッジの位置が正確に特定できない。 As described above, in order to determine the correction target pixel in the input high-resolution image, a circuit that refers to a wide area is required in the determination process, resulting in high cost. Further, when the resolution of the input high-resolution image is reduced and the correction target pixel is determined for the low-resolution image, the position of the edge in the high-resolution image cannot be accurately specified.
本実施形態では、入力された高解像度画像を低解像度化し、低解像度画像において補正対象画素を判定し、入力された高解像度画像における補正対象のエッジを予測することで、データ量を削減しながら、高精度にエッジ判定を行うことが可能となる。 In the present embodiment, the input high resolution image is reduced in resolution, the correction target pixel is determined in the low resolution image, and the correction target edge in the input high resolution image is predicted, thereby reducing the data amount. It becomes possible to perform edge determination with high accuracy.
本実施形態では、注目画素iの画素値からエッジの位置を予測する方法を説明したが、他の方法であってもよいことは言うまでもない。例えば、注目画素iの周辺の画素値とパターンマッチングを行って、低解像度画像の注目画素iに対応する高解像度画像におけるエッジ形状を予測してもよい。 In the present embodiment, the method for predicting the edge position from the pixel value of the pixel of interest i has been described, but it goes without saying that other methods may be used. For example, the edge shape in the high resolution image corresponding to the target pixel i of the low resolution image may be predicted by performing pattern matching with the pixel values around the target pixel i.
<まとめ>
本実施形態によれば、トナー消費量の低減処理を実施する際に、入力画像を低解像度化し、低解像度画像で補正対象を判断しつつ、低解像度画像から元の入力画像のエッジを予測する。前記方法により、メモリを削減しながら、高精度に補正対象画素を判定し、良好な画像が得られる。
<Summary>
According to this embodiment, when the toner consumption reduction process is performed, the input image is reduced in resolution, and the edge of the original input image is predicted from the low-resolution image while determining the correction target in the low-resolution image. . By the above method, it is possible to determine the correction target pixel with high accuracy while reducing the memory, and to obtain a good image.
画像解析部901は、画像データを構成する複数の画素のうち現像剤のエッジ効果または掃き寄せによって現像剤が過剰となる画素を特定し、露光量補正部903が特定された画素の値を補正してもよい。なお、画像解析部901は、画像データを構成する複数の画素のうち、所定値以上の画素値からなる画像領域を求め、画像領域のエッジに位置する画素から所定の画素数以内の画素を、エッジ効果により現像剤が過剰となる画素として特定してもよい。エッジ効果や掃き寄せは、画素の光学的な濃度がある値より大きくなると視認しやすくなる。さらに、エッジ効果は画素領域の縁に発生し、掃き寄せは画素領域の後端に発生する。よって、これらを考慮して補正対象画素を決定すれば、エッジ効果や掃き寄せを効率よく低減できるであろう。
The
本実施形態では、エッジ部の画素値の補正処理として、エッジ効果と掃き寄せを補正する処理を例に挙げて説明したが、エッジ部の画素値の補正処理であれば、それ以外の補正処理でもよい。例えば、エッジ部のトナーの飛び散りを抑制する処理や、エッジ部の画素のガタツキを抑制するスムージング処理でもよい。 In the present embodiment, as an example of the correction process for the pixel value of the edge part, the process of correcting the edge effect and sweeping is described as an example. But you can. For example, processing that suppresses scattering of toner at the edge portion and smoothing processing that suppresses rattling of pixels at the edge portion may be used.
本実施形態では、画像形成装置101内の画像処理装置(画像演算部9)において補正処理を実行するものとして説明したが、画像処理装置は画像形成装置101の外部に設置されたコンピュータであってもよい。また、CPU10は、記憶装置11に記憶されたプログラムを実行することで、図10に示した画像処理方法を実行し、図9に示したような機能を実現してもよい。
In the present exemplary embodiment, the correction processing is described as being performed in the image processing apparatus (image calculation unit 9) in the
(その他の実施例)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other examples)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
Claims (8)
前記第二の解像度の画像における注目画素と前記注目画素の周辺画素を参照し、前記注目画素がエッジ部であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によってエッジ部であると判定された注目画素の値と、前記第一の解像度と前記第二の解像度との比とに基づき、前記注目画素に対応する、前記第一の解像度の画像におけるエッジ部の画素を決定する決定手段とを
有することを特徴とする画像処理装置。 Resolution conversion means for converting an image with a first resolution into an image with a second resolution lower than the first resolution;
A determination unit that refers to a target pixel in the image of the second resolution and a peripheral pixel of the target pixel, and determines whether the target pixel is an edge;
The image of the first resolution corresponding to the target pixel based on the value of the target pixel determined to be an edge portion by the determination unit and the ratio between the first resolution and the second resolution. An image processing apparatus comprising: determining means for determining a pixel at an edge portion of the image processing apparatus.
前記第二の解像度の画像における注目画素と前記注目画素の周辺画素を参照し、前記注目画素がエッジ部であるか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップによってエッジ部であると判定された注目画素の値と、前記第一の解像度と前記第二の解像度との比とに基づき、前記注目画素に対応する、前記第一の解像度の画像におけるエッジ部の画素を決定する決定ステップとを
有することを特徴とする画像処理方法。 A resolution conversion step of converting an image of the first resolution into an image of a second resolution lower than the first resolution;
A determination step of referring to a target pixel in the image of the second resolution and a peripheral pixel of the target pixel and determining whether the target pixel is an edge;
The image of the first resolution corresponding to the target pixel based on the value of the target pixel determined to be an edge portion by the determination step and the ratio between the first resolution and the second resolution. An image processing method comprising: a determining step for determining a pixel of an edge portion in
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2014
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