JP2906791B2

JP2906791B2 - 画像処理装置

Info

Publication number: JP2906791B2
Application number: JP3325426A
Authority: JP
Inventors: 茂守家; 薫多田; 秀郎熊城
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1990-12-21
Filing date: 1991-12-10
Publication date: 1999-06-21
Anticipated expiration: 2014-06-21
Also published as: JPH0573675A; US5299029A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原画像を縮小又は拡大
するための変倍処理と原画像の画質を補正するためのフ
ィルタ処理とを行う画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、デジタル複写機は、原稿（原画
像）を画素に細分化して読み取る走査系、読み取った画
像に種々の画像処理を加える画像処理装置、及び画像処
理後の画像データに基づいて複写画像を形成するプリン
タ装置から構成されている。

【０００３】原稿の走査は、通常、主走査方向に沿った
１次元イメージセンサーを副走査方向に移動させること
によって行われる。

【０００４】画像処理の主なものとしては、中間調を再
現するために多値データをディザ法などによって２値デ
ータに変換する階調処理、視覚特性に合わせて濃度を補
正するガンマ処理、色変換などの画像編集のための処
理、及び原画像を変倍率に応じて拡大し又は縮小する変
倍処理などがある。

【０００５】なお、変倍処理においては、原画像を縮小
する場合は画素（厳密には画素の濃淡や色調を示す情
報）を間引き、原画像を拡大する場合は画素を重複させ
る。すなわち、変倍の方向を主走査方向とした変倍処理
では、変倍率が例えば「０．５」であれば、主走査方向
に並ぶ画素を１個おきに間引く。また、変倍率が例えば
「３」であれば、同じ画素を主走査方向に３個ずつ並べ
るように各画素を重複させる（繰り返して配置する）。

【０００６】さて、原画像の走査、画像処理、及び複写
（画像形成）という一連の画像再現過程では、画像情報
の伝達に伴って種々の要因により画質が劣化する。例え
ば、光学レンズの収差による画像のぼけ、ディザパター
ンとの干渉によるモアレ（縞模様）などが生じる。

【０００７】このため、従来より、画像処理装置では、
上述の各処理に加えて、原画像の画質を保持するための
画質補正処理が行われている。この画質補正処理は、画
像処理装置に画像（画像データ）が入力された時点で既
に劣化している画質を劣化前の状態に復元する入力側補
正と、画像処理装置から出力された後の劣化を見越して
予め画質を調整しておく出力側補正とに分けることがで
きる。

【０００８】通常は、画質補正処理とともに、複写画像
に対する主観的な好みに合わせて意図的に画質を調整す
るいわゆる画質の強調のための処理、例えばエッジ強調
処理やソフトフォーカス処理なども行われる。

【０００９】なお、本明細書においては、画像処理装置
が行う処理の内、画質補正処理以外の処理を「他の処
理」と総称する。

【００１０】一般に、画質補正処理は、画素毎に適当な
荷重係数（重み付け）を定めた所定マトリクスサイズの
デジタルフィルタによるいわゆる離散型たたみ込み演算
（フィルタ処理）によって実現される。

【００１１】このとき、入力側補正と出力側補正をそれ
ぞれ他の処理の前後で別個に行うことができるが、その
場合には、２個のデジタルフィルタを設けることになっ
て画像処理装置の回路構成が複雑化するとともに、デー
タ遅延を伴うフィルタ処理を２回行うことから画像デー
タの出力が遅くなる。

【００１２】したがって、従来より、入力側補正と出力
側補正とが同時に実現されるように荷重係数を選定した
１個のデジタルフィルタを他の処理の前段又は後段に設
け、１回のフィルタ処理によって画質補正を行ってい
た。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来においては、デジ
タルフィルタの荷重係数は、例えば等倍複写（変倍率が
１）の際に原画像の画質が得られるように選定され、そ
の値が固定値とされていた。

【００１４】このため、変倍複写に際して、変倍率が１
から隔たるほど画質が劣化するという問題があった。

【００１５】つまり、変倍処理の前に画質補正処理を行
う場合にデジタルフィルタの荷重係数を等倍時の値に固
定すると、入力側補正は変倍率によらず適正となるが、
出力側補正が変倍時に不適正となる。逆に変倍処理の後
に画質補正処理を行う場合に荷重係数を等倍時の値に固
定すると、入力側補正が変倍時に不適正となる。

【００１６】本発明は、上述の問題に鑑み、変倍率にか
かわらず適切なフィルタ処理を行うことによって画質の
劣化を防止することを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、請求項１の発明に係る装置は、原画像の画像データ
に対して任意の変倍率で変倍処理を行うとともに画質を
補正するようにした画像処理装置であって、変倍処理前
の画像データを補正するための第１の荷重係数を記憶す
る第１記憶手段と、変倍処理後の画像データを補正する
ための第２の荷重係数を記憶する第２記憶手段と、前記
第１記憶手段に記憶された前記第１の荷重係数と前記第
２記憶手段に記憶された前記第２の荷重係数と前記変倍
率とから第３の荷重係数を求める演算手段と、注目画素
及び周辺画素の画像データと、第３の荷重係数からなる
所定のマトリクスサイズのデジタルフィルタとの積和演
算を行い、演算結果を注目画素の画像データとするフィ
ルタリング手段とを有して構成される。

【００１８】

【作用】変倍率が指定されると、予め記憶されている第
１の荷重係数と第２の荷重係数とに基づいて変倍率に対
応した第３の荷重係数が算出される。

【００１９】算出された第３の荷重係数がフィルタリン
グ手段のマトリクスに与えられ、これによって、適当数
の注目画素及び周辺画素の画像データに対して荷重加算
などが行われ、原画像の画質が保持されるように補正さ
れる。

【００２０】

【実施例】図４は本発明に係るイメージリーダ部ＩＲの
要部を模式的に示す斜視図である。

【００２１】イメージリーダ部ＩＲは、デジタル複写機
の内部に原稿Ｄの読取り手段として組み込まれており、
このイメージリーダ部ＩＲの出力に基づいて、図示しな
いレーザプリンタ部で電子写真プロセスによるカラー複
写画像の形成が行われる。

【００２２】図示しない原稿台ガラス上に載置された原
稿Ｄは、矢印Ｍ２方向（副走査方向）に移動する光学系
によって、画素に細分化されて読み取られる。光学系
は、原稿Ｄを照射する露光ランプ１７、矢印Ｍ１方向
（主走査方向）に配置された１次元のイメージセンサー
１１、及びロッドレンズアレイ１５などからなる等倍型
の光学系である。

【００２３】イメージセンサー１１の光電変換出力は信
号処理部１００に送られる。なお、原稿台ガラスを覆う
図示しない原稿カバーに白色の基準画像となる均一濃度
の白色板１６が設けられている。

【００２４】図１は信号処理部１００のブロック図であ
る。

【００２５】信号処理部１００は、信号処理部１００の
各部を制御するＣＰＵ（中央処理装置）１１２、プログ
ラム及び第１の荷重係数や第２の荷重係数などの各種デ
ータを記憶するＲＯＭ１１３、特定の処理段階の画像デ
ータを記憶するラインメモリ１１１、変倍処理回路１０
７などの種々の画像処理回路からなるデータ処理部１１
０、及び１×５のマトリクスサイズのデジタルフィルタ
１２０から構成されている。

【００２６】データ処理部１１０は、イメージセンサー
１１の光電変換出力信号Ｓ１１を量子化して８ビットの
画像データに変換した後、シェーディング補正処理、変
倍処理、ガンマ補正処理、画像編集処理、階調処理など
の種々の画像処理（他の処理）を加えた画像データＤ８
７〜８０を出力する。

【００２７】デジタルフィルタ１２０は、上述の画質補
正のために設けられている。デジタルフィルタ１２０の
荷重係数ｈ（−２）〜ｈ（２）は、後述するようにＣＰ
Ｕ１１２によって入力側補正と出力側補正とを一括して
行い得る値に設定される。

【００２８】図５は変倍処理回路１０７の回路図であ
る。

【００２９】変倍処理回路１０７は、書込みクロック信
号ＷＣＫと読出しクロック信号ＲＣＫとをパラレルに出
力するクロック発生回路４００、前段から順次入力され
る画像データＤ６７〜６０の書込みと読出しとを１ライ
ン周期で交互に行う１組のＦＩＦＯメモリ４０１，４０
２、及び入出力のタイミングを定めるためのＤフリップ
フロップからなるラッチ回路４０４，４０５などから構
成されており、前段から入力された画像データＤ６７〜
６０に対して、間引き法又は補間法によって原画像を拡
大し又は縮小する変倍処理を加えた画像データＤ７７〜
７０を出力する。

【００３０】ラッチ回路４０４，４０５は、データ伝送
のタイミングを規定する画素クロック信号ＳＹＮＣＫに
従ってラッチ動作を行う。

【００３１】クロック発生回路４００は、ＣＰＵ１１２
から与えられる変倍データに基づいて、画素クロック信
号ＳＹＮＣＫのパルスを所定周期で間引いた変倍クロッ
ク信号を生成する。なお、変倍率として「１」が指定さ
れたとき、つまり等倍の複写画像を形成するときは、画
素クロック信号ＳＹＮＣＫは間引かれず、変倍クロック
信号と画素クロック信号ＳＹＮＣＫのパルスタイミング
は等しくなる。

【００３２】そして、縮小画像を形成する場合には、変
倍クロック信号を書込みクロック信号ＷＣＫとして出力
し、同時に画素クロック信号ＳＹＮＣＫを読出しクロッ
ク信号ＲＣＫとして出力する。逆に、拡大画像を形成す
る場合には、画素クロック信号ＳＹＮＣＫを書込みクロ
ック信号ＷＣＫとして出力し、同時に変倍クロック信号
を読出しクロック信号ＲＣＫとして出力する。

【００３３】これら単位時間当たりのパルス数の異なる
クロック信号ＷＣＫ，ＲＣＫによってＦＩＦＯメモリ４
０１，４０２のアクセスを行うことにより、変倍画像に
対応した画像データＤ７７〜７０が生成される。

【００３４】図６は拡大時の変倍処理を示すタイムチャ
ートである。同図においては、１本のラインに対応する
画像データＤ６７〜６０の書込みと読出しとを合わせて
示しているが、実際には上述したように１本のラインに
対する書込みと読出しは１ライン周期毎に交互に行われ
る。

【００３５】図５をも参照して、例えば、変倍率が
「３．５」の拡大画像を形成する場合、クロック発生回
路４００は、画素クロック信号ＳＹＮＣＫのパルスをま
ず２つ間引いて１つ残し、次に３つ間引いて１つ残すと
いう動作を繰り返すことによって変倍クロック信号を生
成する。そして、その変倍クロック信号を読出しクロッ
ク信号ＲＣＫとして出力し、書込みクロック信号ＷＣＫ
として画素クロック信号ＳＹＮＣＫを出力する。

【００３６】ラッチ回路４０４は、前段より主走査方向
の画素の配列順に入力される画像データＤ６７〜６０を
画素クロック信号ＳＹＮＣＫに従って画素毎にラッチす
る。

【００３７】ここで例えば奇数ラインの処理とすると、
ラッチ回路４０４でラッチされた各画素に対応するデー
タＤｊ（ｊ＝１，２，３…）は、ＦＩＦＯメモリ４０１
に書き込まれる。このとき、書込みクロック信号ＷＣＫ
は画素クロック信号ＳＹＮＣＫと同等なので、ＦＩＦＯ
メモリ４０１の書込みアドレスＡｊ（ｊ＝１，２，３
…）は画素クロック信号ＳＹＮＣＫに従ってインクリメ
ントされ、１ライン分のデータＤｊは欠落することなく
ＦＩＦＯメモリ４０１に書き込まれる。

【００３８】しかし、ＦＩＦＯメモリ４０１の読出し
は、変倍クロック信号によって行われるので、奇数番目
のアドレス指定の期間は画素クロック信号ＳＹＮＣＫの
３周期に相当し、偶数番目のアドレス指定の期間は画素
クロック信号ＳＹＮＣＫの４周期に相当する。これによ
り、画素クロック信号ＳＹＮＣＫに従うラッチ回路４０
５から、奇数番目の画素を３個ずつ重複させ、偶数番目
の画素を４個ずつ重複させた画像データＤ７７〜７０が
出力される。

【００３９】以上のようにして生成された画像データＤ
７７〜７０に基づいて画像を形成すると、主走査方向に
おいて原稿画像を３．５倍に拡大した複写画像が得られ
る。なお、副走査方向の拡大は、原稿Ｄを読み取るとき
の副走査方向の走査速度を遅くすることによって実現さ
れる。

【００４０】図２はデジタルフィルタ１２０の回路図で
ある。デジタルフィルタ１２０は、遅延回路２１〜２
４、乗算器３１〜３５、及び加算器４１から構成された
非巡回型フィルタである。

【００４１】遅延回路２１〜２４は、データ処理部１１
０から入力された画像データＤ８７〜８０を１画素分ず
つ順次遅延させるように設けられており、２番目の遅延
回路２２の出力がフィルタ処理の注目画素（ｊ）に対応
する。

【００４２】乗算器３１〜３５のそれぞれの乗数、すな
わちフィルタ処理の荷重係数（第３の荷重係数）ｈ（−
２），ｈ（−１），ｈ（０），ｈ（１），ｈ（２）は可
変とされ、ＣＰＵ１１２が実行する係数設定処理によっ
て変倍率ｍに応じた値に設定される。

【００４３】本実施例のデジタルフィルタ１２０は、デ
ータ処理部１１０の後段に設けられているので、デジタ
ルフィルタ１２０による画質補正の内の入力側補正つい
ては、その内容を変倍率に応じて変更する必要がある。
すなわち、デジタルフィルタ１２０による画質補正の内
容は、空間周波数（２次元周波数）の関数として式
（１）のように表すことができる。

【００４４】Ｈ（ω）＝ｍ・Ｈａ（ｍω）・Ｈｂ（ω）…（１） ω: 角周波数ｍ：変倍率

【００４５】式（１）において、ｍ・Ｈａ（ｍω）は入
力側補正の内容を示し、Ｈｂ（ω）は出力側補正の内容
を示す。

【００４６】また、式（１）の両辺について逆フーリエ
変換を行うことにより、デジタルフィルタ１２０の荷重
係数〔ｈ（ｘ），ｘ＝−２，−１，０，１，２〕は式
（２）のように表すことができる。

【００４７】ｈ（ｘ）＝〔（１／ｍ）・ｈａ（ｘ／ｍ）〕＊ｈｂ（ｘ）…（２）式（２）において、記号「＊」は、たたみ込み演算を表
す。すなわち、

【００４８】

【数１】

【００４９】但し、ｘ＝（０，１，２，…，Ｘ−１）ｙ＝（０，１，２，…，Ｙ−１）と定義される。

【００５０】したがって、本実施例の場合は、

【００５１】

【数２】

【００５２】である。また、ここで、ｈａ（ｘ）、ｈｂ
（ｘ）は、それぞれ入力側補正及び出力側補正のための
荷重係数列である。

【００５３】図３は係数設定処理のフローチャートであ
る。ＣＰＵ１１２は、まず、ステップ＃１において、操
作パネルのキー操作によって指定された変倍率ｍを読み
込む。

【００５４】次に、ステップ＃２において、ＲＯＭ１１
３に予め格納されている変倍率が「１」のときの入力側
補正に対応する荷重係数〔（１／１）・ｈａ（ｘ／
１）〕＝ｈａ（ｘ）を読出し、このｈａ（ｘ）に基づい
て、変倍率が「ｍ」のときの入力側補正に対応する荷重
係数〔（１／ｍ）・ｈａ（ｘ／ｍ）〕を求める。

【００５５】ｈａ（ｘ）は、例えば図７に示すような関
数として表すことができる。本実施例においては、ｘ＝
−２，−１，０，１，２のときのｈａ（ｘ）を記憶して
おき、この記憶されたｈａ（ｘ）の値に基づいて、荷重
係数〔（１／ｍ）・ｈａ（ｘ／ｍ）〕を計算で近似的に
求める。

【００５６】続いて、変倍率が「１」のときの出力側補
正に対応する荷重係数ｈｂ（ｘ）をＲＯＭ１１３から読
出し、式（２）のたたみ込み演算によって荷重係数ｈ
（ｘ）を求める（ステップ＃３）。

【００５７】そして、荷重係数ｈ（−２），ｈ（−
１），ｈ（０），ｈ（１），ｈ（２）をそれぞれ各乗算
器３１，３２，３３，３４，３５に乗数として設定する
（ステップ＃４）。

【００５８】上述の実施例において、ＣＰＵ１１２が実
行する処理の内、ステップ＃１〜ステップ＃３の処理が
係数演算手段の機能に対応し、ステップ＃４の処理が係
数設定手段の処理に対応する。

【００５９】上述の実施例によれば、変倍率ｍに応じた
荷重係数を設定することによって画質補正の内容が最適
化されるので、変倍率ｍに係わらず画質の安定化を図る
ことができる。また、荷重係数を、入力側補正のための
荷重係数と出力側補正のための荷重係数と変倍率ｍとに
基づいて演算により求めるので、予め変倍率ｍに応じた
種々の荷重係数を記憶しておく場合に比べて、メモリの
容量が少なくてすみ、且つ任意の変倍率ｍに対する画質
の安定化が容易である。

【００６０】上述の実施例においては、１ラインの画素
列に対応したデジタルフィルタ１２０を用いて画質補正
を行うようにしたが、複数ラインに跨がるｋ×ｌ（ｋ，
ｌは任意の奇数）のマトリクスサイズのデジタルフィル
タによって画質補正を行うようにしてもよい。その場合
に変倍率が主走査方向と副走査方向とで異なっていても
よい。

【００６１】上述の実施例においては、変倍率ｍが
「１」のときの画質補正に対応する荷重係数に基づい
て、任意の変倍率ｍに対応する荷重係数を算出するもの
として説明したが、変倍率ｍとしての複数の特定値に対
応する荷重係数を記憶しておき、変倍率ｍが与えられた
ときにその変倍率ｍに最も近い特定値に対応する荷重係
数に基づいて、変倍率ｍに対応した荷重係数を算出れ
ば、より画質補正の精度を向上させることができる。

【００６２】すなわち、０．１刻みのｘに対してそれぞ
れ対応する関数ｈａ（ｘ）の値をＲＯＭ１１３に記憶さ
せておき、例えばｍ＝１．５、ｘ＝１でｘ／ｍ＝０．６
６６…のときは、ｈａ（０．６）とｈａ（０．７）の値
からｈａ（ｘ／ｍ）を近似的に求めるようにすればよ
い。

【００６３】上述の実施例においては、非巡回型のデジ
タルフィルタ１２０を例示したが、巡回型フィルタにつ
いても本発明を適用することが可能である。なお、上述
の実施例においては、変倍処理回路１０７による変倍処
理の後でデジタルフィルタ１２０による画質補正を行う
例を示したが、変倍処理の前に画質補正を行う場合に
は、次式（３）によって荷重係数列ｈ（ｘ）を求めるこ
とができる。

【００６４】ｈ（ｘ）＝ｈａ（ｘ）＊〔ｍ・ｈｂ（ｍ・ｘ）〕 ……（３）

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、変倍率に係わらず適切
なフィルタ処理を行うことによって画質の劣化を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】信号処理部のブロック図である。

【図２】デジタルフィルタの回路図である。

【図３】係数設定処理のフローチャートである。

【図４】本発明に係るイメージリーダ部の要部を模式的
に示す斜視図である。

【図５】変倍処理回路の回路図である。

【図６】拡大時の変倍処理を示すタイムチャートであ
る。

【図７】荷重係数のための関数の例を示す図である。

【符号の説明】

１００信号処理部（画像処理装置）１０７変倍処理回路１１２ＣＰＵ（演算手段）１１３ＲＯＭ（第１記憶手段、第２記憶手段）１２０デジタルフィルタ（フィルタリング手段）ｈ（−２）〜ｈ（２）荷重係数ｍ変倍率

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者熊城秀郎大阪府大阪市中央区安土町２丁目３番13 号大阪国際ビルミノルタカメラ株式会社内 (56)参考文献特開平２−278478（ＪＰ，Ａ) 特開平２−132967（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−168580（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06T 5/20 G06T 3/40 H04N 1/393

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】原画像の画像データに対して任意の変倍率
で変倍処理を行うとともに画質を補正するようにした画
像処理装置であって、変倍処理前の画像データを補正するための第１の荷重係
数を記憶する第１記憶手段と、変倍処理後の画像データを補正するための第２の荷重係
数を記憶する第２記憶手段と、前記第１記憶手段に記憶された前記第１の荷重係数と前
記第２記憶手段に記憶された前記第２の荷重係数と前記
変倍率とから第３の荷重係数を求める演算手段と、注目画素及び周辺画素の画像データと、第３の荷重係数
からなる所定のマトリクスサイズのデジタルフィルタと
の積和演算を行い、演算結果を注目画素の画像データと
するフィルタリング手段とを有してなることを特徴とす
る画像処理装置。