JP2023048313A - Image processing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
Image processing apparatus and image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023048313A JP2023048313A JP2021157552A JP2021157552A JP2023048313A JP 2023048313 A JP2023048313 A JP 2023048313A JP 2021157552 A JP2021157552 A JP 2021157552A JP 2021157552 A JP2021157552 A JP 2021157552A JP 2023048313 A JP2023048313 A JP 2023048313A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pixel
- filtering
- image
- scanning direction
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000003467 diminishing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
Abstract
Description
本発明は、画像処理装置および画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image processing apparatus and an image forming apparatus.
ある画像処理装置は、入力画素値を2値化する際に、入力画素値に対して空間的なローパスフィルターを適用して得られた値から出力画素値に対して空間的なバンドパスフィルターを適用して得られた値を減算して得られた値を誤差拡散しつつ量子化(2値化)している。このようにすることで、2値化後の出力ドットが、バンドパスフィルターのフィルター特性によるクラスターサイズ(出力ドットの凝集度合い)でクラスター化される。 An image processing device applies a spatial band-pass filter to output pixel values from values obtained by applying a spatial low-pass filter to input pixel values when binarizing input pixel values. The value obtained by subtracting the value obtained by the application is quantized (binarized) while performing error diffusion. By doing so, the binarized output dots are clustered according to the cluster size (the degree of aggregation of the output dots) according to the filter characteristics of the bandpass filter.
出力ドットをクラスター化する場合、出力すべき画像によっては、カラー出力時に、画像の粒状感が大きくなってしまうことがあるので、カラー出力画像の粒状感を軽減するために、ある画像処理装置は、注目画素の周辺画素の出力画素値と入力画素値との差分に対してバンドパスフィルター処理を実行し、そのフィルター処理の出力に対して量子化誤差の誤差拡散処理を行い、誤差拡散処理により得られる値に対して量子化を行い注目画素の出力画素値を特定しており、フィルター処理では、主走査方向と副走査方向とで異なり、かつ、画像の構成色ごとに異なる特性でバンドパスフィルター処理を実行し、バンドパスフィルター処理のフィルター係数を、画像の構成色ごとに、バンディング軽減のために主走査方向からの角度に応じた補正係数で補正している(例えば特許文献1参照)。 When output dots are clustered, depending on the image to be output, the graininess of the image may become large during color output. , performs band-pass filtering on the difference between the output pixel value and the input pixel value of pixels surrounding the pixel of interest, performs error diffusion processing of the quantization error on the output of the filtering processing, and performs The obtained value is quantized to specify the output pixel value of the pixel of interest. In the filtering process, the bandpass filter has different characteristics in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and also for each constituent color of the image. Filter processing is executed, and the filter coefficients of the band-pass filter processing are corrected for each component color of the image with a correction coefficient corresponding to the angle from the main scanning direction in order to reduce banding (see, for example, Patent Document 1). .
また、別の画像処理装置では、バッファーが、フィルター処理部1によるフィルター処理後の画素値と入力画素値との和と、出力画素値との差分を画素ごとに記憶し、フィルター処理部が、バッファー5に記憶されている上述の差分に基づいて、バンドパスフィルター処理を実行し、量子化器が、フィルター処理部によるフィルター処理後の画素値を量子化して出力画素値を生成するようにしている(例えば特許文献2参照)。これにより、1つのバッファーでのみ、過去の注目画素の値を保持するため、要求される記憶領域が比較的小さくて済み、また、1回のフィルター処理で、クラスター化と階調保存を行うため、データ演算量も少なくて済み、回路規模を小さくて済むようになっている。
In another image processing device, a buffer stores, for each pixel, the difference between the sum of the pixel value after filtering by the
しかしながら、上述のフィルター処理は、走査方向に沿って画素ごとに逐次的に実行されるため、処理時間が長くなってしまう。 However, the filtering process described above is executed sequentially for each pixel along the scanning direction, resulting in a long processing time.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、比較的小さな記憶領域で、かつ高速に、出力ドットをクラスター化する画像処理装置および画像形成装置を得る。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and provides an image processing apparatus and an image forming apparatus that cluster output dots at high speed with a relatively small storage area.
本発明に係る画像処理装置は、対象画像の入力画素値から2値化された出力画素値を生成して出力する画像処理装置であり、フィルター処理部と、前記フィルター処理部によるフィルター処理後の画素値を量子化して前記出力画素値を生成する量子化器と、前記フィルター処理部によるフィルター処理後の画素値と前記入力画素値との和と、前記出力画素値との差分を画素ごとに記憶するバッファーとを備える。前記フィルター処理部は、複数の処理要素を備え、前記複数の処理要素は、前記対象画像を主走査方向において分割して得られる複数のブロックにおいて、それぞれ、注目画素を順次選択していき、前記注目画素について、前記バッファーに記憶されている前記差分に基づいて、バンドパスフィルター処理を並列に実行する。そして、前記ブロックの主走査方向のサイズは、前記フィルター処理のフィルターウィンドウの主走査方向のサイズの2分の1を整数化した値に1を加算した値以上とされる。 An image processing apparatus according to the present invention is an image processing apparatus that generates and outputs binarized output pixel values from input pixel values of a target image, and includes a filter processing unit, and a quantizer for quantizing a pixel value to generate the output pixel value; and a buffer for storing. The filter processing unit includes a plurality of processing elements, and the plurality of processing elements sequentially select pixels of interest in each of a plurality of blocks obtained by dividing the target image in the main scanning direction. A band-pass filtering process is performed in parallel on the pixel of interest based on the difference stored in the buffer. The size of the block in the main scanning direction is equal to or greater than a value obtained by adding 1 to a value obtained by converting half the size of the filter window in the filtering process in the main scanning direction into an integer.
本発明に係る画像形成装置は、上記の画像処理装置と、前記出力画素値に基づいて画像をプリントするプリント装置とを備える。 An image forming apparatus according to the present invention includes the image processing apparatus described above and a printing apparatus that prints an image based on the output pixel values.
本発明によれば、比較的小さな記憶領域で、かつ高速に、出力ドットをクラスター化する画像処理装置および画像形成装置が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain an image processing apparatus and an image forming apparatus that cluster output dots at high speed with a relatively small storage area.
本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。 The above and other objects, features and advantages of the present invention will become further apparent from the following detailed description together with the accompanying drawings.
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。図1に示す画像処理装置は、対象画像の入力画素値から、2値化された出力画素値を生成して出力し、例えば、プリンター、複写機、複合機などの画像形成装置に内蔵されている。この画像処理装置は、例えば、マイクロコンピューター、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)などで実現される。入力画素値は、例えば8ビットの多階調値であって、0から1までのいずれかの値をとる。出力画素値は、0および1のいずれかの値をとる。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an image processing apparatus according to an embodiment of the invention. The image processing apparatus shown in FIG. 1 generates and outputs binarized output pixel values from input pixel values of a target image. there is This image processing apparatus is implemented by, for example, a microcomputer, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or the like. The input pixel value is, for example, an 8-bit multi-gradation value and takes any value from 0 to 1. The output pixel value is either 0 or 1.
図1に示す画像処理装置は、フィルター処理部1、量子化器2、加算器3、減算器4、およびバッファー5を備える。当該画像処理装置には、所定の走査順に沿って、注目画素の入力画素値が順番に入力される。 The image processing device shown in FIG. Input pixel values of target pixels are sequentially input to the image processing apparatus in accordance with a predetermined scanning order.
フィルター処理部1は、バッファー5に記憶されている後述の差分に基づいて、バンドパスフィルター処理を実行する。具体的には、フィルター処理部1は、注目画素の周辺画素についての上述の差分とフィルター係数との積和演算を行う。
The
量子化器2は、フィルター処理部1によるフィルター処理後の画素値を量子化して出力画素値を生成する。ここでは、閾値を0とし、フィルター処理部1の出力が0以上であれば出力画素値を1とし、そうでなければ出力画素値を0とする。なお、量子化器2は、注目画素の入力画素値が0または1である場合には、そのまま、注目画素の出力画素値を0または1とする。
The
加算器3は、注目画素についての入力画素値とフィルター処理部1による処理後の画素値との和を演算する。
The
減算器4は、注目画素についての、加算器3の演算結果の値と出力画素値との差分を演算する。なお、その差分を計算する際に、2値化されている出力画素値(0または1)を多階調値(0または1)に変換してから差分が計算される。
The subtractor 4 calculates the difference between the value of the calculation result of the
バッファー5は、例えば図示せぬメモリー(SRAM(Static Random Access Memory)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)など)の記憶領域を有し、注目画素についての減算器4の演算結果の値を順番にその記憶領域に記憶していく。つまり、バッファー5は、フィルター処理部1によるフィルター処理後の画素値と入力画素値との和と、出力画素値との差分を画素ごとに記憶する。
The
なお、バッファー5のサイズは、NX×((int)M/2+1)画素以上についての差分のデータを記憶可能なサイズとされる。ここで、NXは、対象画像の主走査方向の画素数であり、intは、整数化演算(つまり、小終点以下の切り捨て)を示し、Mは、フィルター処理のフィルターウィンドウの副走査方向のサイズ(副走査方向のフィルターサイズ)である。
The size of the
具体的には、バッファー5は、上述の走査順において、既に生成されている出力画素値についての差分を記憶し、フィルター処理部1は、注目画素のバンドパスフィルター処理を実行する際に既にバッファー5に記憶されている差分に基づいて、注目画素のバンドパスフィルター処理を実行する。
Specifically, the
図2は、図1におけるフィルター処理部1の並列処理において、注目画素のフィルター演算を行うために参照される画素を説明する図である。
2A and 2B are diagrams for explaining pixels referred to in order to perform a filter operation on a pixel of interest in the parallel processing of the
フィルター処理部1は、複数の処理要素11を備え、複数の処理要素11を使用して、上述のフィルター処理を並列処理で実行する。具体的には、複数の処理要素11は、対象画像を主走査方向において(同一サイズで)分割して得られる複数のブロックにおいて、それぞれ、注目画素を順次選択していき、注目画素について、バッファーに記憶されている差分に基づいて、バンドパスフィルター処理を並列に実行する。ここで、ブロックの主走査方向のサイズ(ブロックサイズB)は、上述のフィルター処理のフィルターウィンドウの主走査方向のサイズNの2分の1を整数化した(つまり、小終点以下を切り捨てた)値に1を加算した値以上とされる。つまり、ブロックごとに注目画素が設定され、注目画素のフィルター処理が並列に実行される。なお、処理要素11は、それぞれ、プロセッサーであり、例えば、GPU(Graphics Processing Unit)のプロセッサーコアを処理要素11として使用してもよい。また、バッファー5は、複数の処理要素11により共有されており、処理要素11は、各ブロックおよびその隣接ブロック内の画素についての差分を読み出し可能となっている。
The
その際、ブロックごとに、注目画素は主走査方向および副走査方向に沿って(あるいは蛇行走査で)移動させていくため、現在の注目画素より後続の画素については、出力画素値の計算が行われていない。そのため、図2に示すように、フィルター処理部1は、注目画素の周辺画素のうち、既に導出されている上述の差分とフィルター係数との積和演算を行う。つまり、後続の画素についての差分はゼロとして、上述の差分とフィルター係数との積和演算が実行される。ここで、注目画素の位置を中心としたフィルターウィンドウに隣接ブロックの画素が含まれる場合には、その隣接ブロックの画素についての差分が既に導出されていれば、その隣接ブロックの画素についての差分がバッファー5から読み出されて、上述の積和演算が実行される。
At this time, since the target pixel is moved along the main scanning direction and the sub-scanning direction (or meandering scanning) for each block, the output pixel values are calculated for the pixels subsequent to the current target pixel. not been Therefore, as shown in FIG. 2, the
なお、例えば、特開2021-019257号公報に記載のように、上述のバンドパスフィルター処理は、主走査方向と副走査方向とで異なるゲイン分布となるようにゲイン分布が調整されたDoG(Difference of Gaussian)フィルター処理としてもよい。 Note that, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-019257, the above-described band-pass filter processing is a DoG (Difference of Gaussian) filter processing.
次に、実施の形態1に係る画像処理装置の動作について説明する。
Next, operation of the image processing apparatus according to
この画像処理装置は、1つの画像の各構成色の色プレーンについて、注目画素を所定の走査パターンに沿って移動させていき、注目画素の出力画素値を順次導出していく。 This image processing apparatus moves a target pixel along a predetermined scanning pattern for each color plane of each component color of one image, and sequentially derives an output pixel value of the target pixel.
その際、注目画素について、既に導出されバッファー5に記憶されている上述の差分に基づいて、フィルター処理部1(処理要素11)は複数ブロックに対する上述のフィルター処理を並列に実行し、ブロックごとに、フィルター処理部1(処理要素11)および量子化器2によって、出力画素値が導出され、出力されるとともに、加算器3および減算器4によって、注目画素についての上述の差分が演算され、バッファー5に記憶される。
At that time, for the pixel of interest, based on the above-described differences already derived and stored in the
バッファー5に記憶される値は、量子化器2の入力値と出力値との差分(つまり、量子化誤差)に入力画素値を加算した値となっているため、入力画素値に対してフィルター処理部1のフィルター演算が実行されるとともに、量子化誤差に対してフィルター処理部1のフィルター演算が実行され、両者のフィルター演算結果の和がフィルター処理部1の出力となる。
The value stored in the
つまり、1つのフィルター処理部1によって、周辺画素についての入力画素値に対するフィルター処理と、周辺画素についての量子化誤差に対するフィルター処理とが実行され、前者によって出力ドットのクラスター化が実現され、後者によって(誤差拡散に相当する)量子化の前後における階調保存が実現される。
That is, one
このようにして、すべての構成色(例えばCMYK)について、上述の出力画素値による2値画像が得られた後、それらの2値画像がそれぞれの色のトナーで現像され、カラー出力画像として出力される。 In this way, for all the component colors (for example, CMYK), after obtaining binary images based on the above output pixel values, these binary images are developed with respective color toners and output as color output images. be done.
以上のように、上記実施の形態1によれば、量子化器2は、フィルター処理部1によるフィルター処理後の画素値を量子化して出力画素値を生成する。バッファー5は、フィルター処理部1によるフィルター処理後の画素値と入力画素値との和と、出力画素値との差分を画素ごとに記憶する。フィルター処理部1は、複数の処理要素11を備え、複数の処理要素11は、対象画像を主走査方向において分割して得られる複数のブロックにおいて、それぞれ、注目画素を順次選択していき、注目画素について、バッファー5に記憶されている差分に基づいて、バンドパスフィルター処理を並列に実行する。そして、ブロックの主走査方向のサイズは、フィルター処理のフィルターウィンドウの主走査方向のサイズの2分の1を整数化した値に1を加算した値以上とされる。
As described above, according to the first embodiment, the
これにより、比較的小さな記憶領域で、出力ドットのクラスター化が実現されるとともに、並列処理によって、高速にフィルター処理が実行される。並列処理によって、複数の画素についての誤差の伝播が並行して行われるため、画像全体についての量子化処理が短時間で行われる。 As a result, output dots can be clustered in a relatively small storage area, and filtering can be performed at high speed by parallel processing. Due to parallel processing, error propagation for a plurality of pixels is performed in parallel, so quantization processing for the entire image is performed in a short time.
なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。 Various changes and modifications to the above-described embodiments will be apparent to those skilled in the art. Such changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of its subject matter and without diminishing its intended advantages. It is therefore intended that such changes and modifications be covered by the claims.
例えば、上記実施の形態に係る画像処理装置は、画像形成装置に内蔵されていてもよく、その場合、その画像形成装置は、プリント装置をさらに備え、そのプリント装置は、上述の出力画素値に基づいて対象画像をプリントする。 For example, the image processing apparatus according to the above embodiments may be incorporated in an image forming apparatus. In that case, the image forming apparatus further includes a printing device, and the printing device outputs the above output pixel values. Print the target image based on
また、上記実施の形態において、複数の量子化器2、複数の加算器3、および複数の減算器4を設け、複数の量子化器2、複数の加算器3、および複数の減算器4が、並列処理で生成されるフィルター処理後の画素値に対して、並列に、量子化、加算演算、および減算演算をそれぞれ実行するようにしてもよい。例えば、上述のGPUの複数のプロセッサーコアを、これらの複数の量子化器2、複数の加算器3、および複数の減算器4としても使用するようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, a plurality of
さらに、上記実施の形態において、画像回転部を設け、対象画像の主走査方向のサイズが副走査方向のサイズより大きい場合には、画像回転部によって対象画像を90度または-90度回転してから、上述の処理を実行するようにしてもよい。その場合、対象画像の主走査方向のサイズが小さくなり、バッファー5のサイズが小さくて済む。
Furthermore, in the above embodiment, an image rotation unit is provided, and when the size of the target image in the main scanning direction is larger than the size in the sub-scanning direction, the image rotation unit rotates the target image by 90 degrees or −90 degrees. , the above-described processing may be executed. In this case, the size of the target image in the main scanning direction is reduced, and the size of the
本発明は、例えば、画像形成装置に適用可能である。 The present invention is applicable to, for example, an image forming apparatus.
1 フィルター処理部
2 量子化器
5 バッファー
11 処理要素
1
Claims (3)
フィルター処理部と、
前記フィルター処理部によるフィルター処理後の画素値を量子化して前記出力画素値を生成する量子化器と、
前記フィルター処理部によるフィルター処理後の画素値と前記入力画素値との和と、前記出力画素値との差分を画素ごとに記憶するバッファーとを備え、
前記フィルター処理部は、複数の処理要素を備え、
前記複数の処理要素は、前記対象画像を主走査方向において分割して得られる複数のブロックにおいて、それぞれ、注目画素を順次選択していき、前記注目画素について、前記バッファーに記憶されている前記差分に基づいて、バンドパスフィルター処理を並列に実行し、
前記ブロックの主走査方向のサイズは、前記フィルター処理のフィルターウィンドウの主走査方向のサイズの2分の1を整数化した値に1を加算した値以上とされること、
を特徴とする画像処理装置。 In an image processing device that generates and outputs binarized output pixel values from input pixel values of a target image,
a filtering unit;
a quantizer for generating the output pixel value by quantizing the pixel value after filtering by the filtering unit;
a buffer for storing, for each pixel, the sum of the pixel value after filtering by the filtering unit and the input pixel value, and the difference between the output pixel value;
The filtering unit comprises a plurality of processing elements,
The plurality of processing elements sequentially select a pixel of interest in each of a plurality of blocks obtained by dividing the target image in the main scanning direction, and for the pixel of interest, the difference stored in the buffer. performs bandpass filtering in parallel based on
the size of the block in the main scanning direction is equal to or greater than a value obtained by adding 1 to a value obtained by converting half the size of the filter window in the filtering process in the main scanning direction into an integer;
An image processing device characterized by:
前記バッファーは、前記走査順において、既に生成されている前記出力画素値についての前記差分を記憶し、
前記複数の処理要素は、前記注目画素の前記バンドパスフィルター処理を実行する際に既に前記バッファーに記憶されている前記差分に基づいて、前記注目画素の前記バンドパスフィルター処理を実行すること、
を特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 the input pixel values are sequentially input along a predetermined scanning order;
the buffer stores the difference for the output pixel values that have already been generated in the scan order;
The plurality of processing elements perform the bandpass filtering of the pixel of interest based on the difference already stored in the buffer when performing the bandpass filtering of the pixel of interest;
2. The image processing apparatus according to claim 1, characterized by:
前記出力画素値に基づいて前記対象画像をプリントするプリント装置と、
を備える画像形成装置。 an image processing apparatus according to claim 1 or claim 2;
a printing device that prints the target image based on the output pixel values;
An image forming apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021157552A JP2023048313A (en) | 2021-09-28 | 2021-09-28 | Image processing apparatus and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021157552A JP2023048313A (en) | 2021-09-28 | 2021-09-28 | Image processing apparatus and image forming apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023048313A true JP2023048313A (en) | 2023-04-07 |
Family
ID=85779967
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021157552A Pending JP2023048313A (en) | 2021-09-28 | 2021-09-28 | Image processing apparatus and image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023048313A (en) |
-
2021
- 2021-09-28 JP JP2021157552A patent/JP2023048313A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9569822B2 (en) | Removing noise from an image via efficient patch distance computations | |
JPS62216476A (en) | Picture processor | |
JP4217657B2 (en) | Image processing method, program, storage medium, and apparatus | |
KR950006440B1 (en) | Halt-tone image processing system | |
US6160921A (en) | Error diffusion with homogeneous distribution in highlight and shadow regions | |
US8699792B2 (en) | Error diffusion processing circuit | |
US9147140B2 (en) | Image processing apparatus, method, and product for converting image data into fewer gradations based on total value of pixels in a group except for a detected pixel having a specific value | |
US5295202A (en) | Method and apparatus for replicating a two-color original image with foreground and background colors exchanged | |
JP2023048313A (en) | Image processing apparatus and image forming apparatus | |
JP2007306513A (en) | Method and device for image data compression | |
JP3814921B2 (en) | Grayscale image halftoning method and apparatus having grayscale image halftoning means | |
Kouge et al. | Accelerating digital halftoning using the local exhaustive search on the GPU | |
JP7296040B2 (en) | Image processing device and image forming device | |
JP2000152005A (en) | Picture processor | |
JPH0698157A (en) | Halftone image forming device | |
JPH02228878A (en) | Picture processor | |
US8390895B2 (en) | Color conversions in the real domain | |
JP2016181761A (en) | Processing apparatus, control method of the same, and program | |
JP2860039B2 (en) | Pseudo halftone image reduction device | |
JP3089688B2 (en) | Image information processing method | |
JP2913867B2 (en) | Color image processing method | |
JPH1032713A (en) | Picture processor | |
JPH08279903A (en) | Binary picture processor | |
JPH0822017B2 (en) | Image signal processor | |
JPS63155954A (en) | Picture signal processor |