JP3611742B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スキャナ、ディジタル複写機、あるいはファクシミリ等に供され、原稿を走査して読み取られた画像信号の解像度に応じて、該画像信号を最適に処理する画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、原稿送り装置や原稿を走査する装置の速度を変化させることで副走査方向の読み取り線密度（以下、解像度と称する）を可変とし、記憶容量の大きさに応じて副走査方向の解像度を選択して原稿画像の読み取りを行い、このような原稿画像の読み取り動作により得られる画像信号に対して画像処理を施す画像処理装置が知られている。
【０００３】
例えば、特開平５−１１４９９６号公報には、間引き処理もしくは光学系の走査速度の変換のどちらかを、画像信号の転送に使用される一時記憶手段の容量に応じて自動的に選択可能として画像の読み取りを行い、副走査方向の解像度を変化させる画像処理装置が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、副走査方向の解像度を低くした場合、記憶容量を小さく抑えることはできるものの、画像の劣化、特に小さい文字や細いライン等が消えて無くなるというような、線画の画像品位の著しい低下の発生が問題となっている。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、高速化および省容量化を実現しつつ、副走査方向の解像度を低くした場合でも、線画等の画像における品位の低下を抑制することができる画像処理装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の画像処理装置は、画像の読み取り速度を変化させることにより副走査方向の解像度が変換されて読み取られた画像信号が入力される画像処理装置において、変換された副走査方向の解像度に応じて、上記画像信号を各領域に分割する領域分割手段と、変換された副走査方向の解像度、および上記領域分割手段により分割された各領域に応じて、上記画像信号に対する画像処理を行う解像度領域別画像処理手段とを備えていることを特徴としている。
【０００７】
上記の構成によれば、入力される画像信号の副走査方向の解像度は変換されているので、該画像信号の副走査方向の解像度と主走査方向の解像度とは異なっている。すなわち、入力される画像領域の大きさが、主走査方向と副走査方向とで異なっていることとなる。これに対し、上記領域分割手段を用いることにより、変換された副走査方向の解像度、つまり入力される画像に対する副走査方向の領域の大きさに応じて上記画像信号を各領域に分割することができるので、副走査方向の解像度の変更によらず、画像信号の領域分割を高い精度で行うことが可能となる。
【０００８】
さらに、上記解像度領域別画像処理手段は、副走査方向の解像度と、上記のように高い精度で求められた画像信号の各領域とに応じて、上記画像信号に最適な画像処理を施すことができる。
【０００９】
また、例えば、高速化のために画像の読み取り速度を速くすると、副走査方向の解像度は低くなる、すなわち入力される画像の領域の大きさが副走査方向で小さくなるので、該画像信号を記憶手段等で記憶する際に必要とされる容量は小さくてすむ。
【００１０】
これにより、高速および小容量であって、かつ、画像信号に対する副走査方向の解像度の変換による画像品位の低下を抑制した画像処理装置を実現することができる。
【００１１】
尚、副走査方向の解像度とは、副走査方向の読み取り線密度のことである。
【００１２】
さらに、本発明の画像処理装置は、上記の課題を解決するために、上記領域分割手段が、上記画像信号の各画素の特性を表す特徴量を算出し、かつ該特徴量のうち副走査方向の解像度に依存する解像度依存特徴量に対して、副走査方向の解像度に応じた補正を行い、上記特徴量および補正された上記解像度依存特徴量を用いて上記画像信号を各領域に分割する構成とすることができる。
【００１３】
上記の構成によれば、上記領域分割手段により、算出される特徴量のうち副走査方向の解像度に依存する解像度依存特徴量に対して、副走査方向の解像度の高さ、つまり読み取られる画像に対する副走査方向の領域の大きさに応じて補正が行われ、補正された解像度依存特徴量を含む上記特徴量に基づいて、上記画像信号が各領域に分割される。このように、読み取られた画像信号に対する副走査方向の解像度の高さを考慮した上で、簡単な補正により画像信号の領域分割処理を行うことができる。
【００１４】
これにより、複雑な構成を必要としない簡単な補正で、副走査方向の解像度の変化に応じた画像信号の領域分割を高い精度で行うことができ、結果的には、副走査方向の解像度の変換による画像品位の低下を抑制した画像処理装置を実現することができる。
【００１５】
さらに、本発明の画像処理装置は、上記の課題を解決するために、上記解像度領域別画像処理手段が、変換された副走査方向の解像度および上記領域分割手段により分割された各領域に応じてフィルタ係数を選択し、該選択されたフィルタ係数を用いて画像信号の各画素に対するフィルタ処理を行うフィルタ処理手段である構成とすることができる。
【００１６】
上記の構成によれば、上記解像度領域別画像処理手段は各画素に対してフィルタ処理を行うフィルタ処理手段であり、かつ、副走査方向の解像度の大きさと上記領域分割手段により高い精度で求められた各領域とに対して、最適な効果をもたらすフィルタ係数を選択することができる。例えば、副走査方向の解像度の低下に応じて文字や線画等が劣化する文字領域に対しては、先鋭度が高くなるようなフィルタ係数が選択されて、副走査方向の解像度の低下に応じてモアレがきつくなるような網点領域に対しては、平滑度を上げてモアレを抑制するようなフィルタ係数が選択される。従って、副走査方向の解像度と各領域とに対して、最適なフィルタ処理を施すことが可能となる。
【００１７】
これにより、各領域に対して良質な画像を得ることができ、さらに副走査方向の解像度が変化したとしても、画質の劣化を抑制することができる。
【００１８】
尚、上記したモアレとは、画像の周波数と解像度との関係で起こる干渉のことである。
【００１９】
さらに、本発明の画像処理装置は、上記の課題を解決するために、画像処理が施された画像信号を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶される前の画像信号に対して、副走査方向の解像度を主走査方向の解像度と同等になるように変換する副走査解像度変換手段とをさらに備えた構成とすることができる。
【００２０】
上記の構成によれば、画像信号が画像処理装置から外部装置に出力される段階において、主走査方向の解像度と副走査方向の解像度とを揃えることができる。もし、画像信号が外部装置等に転送される際に、主走査方向の解像度と副走査方向の解像度とが同等になっていなければ、外部装置として、例えばパソコンのモニタ等で画像を表示した時に、画面に表示される画像の大きさが主走査方向と副走査方向とで異なってしまう等の問題が生じ、画像として非常に扱い難いものとなる。これに対して、上記副走査解像度変換手段を設けることにより、上述したような問題を解決することができる。
【００２１】
さらに、上記副走査解像度変換手段は、画像信号が上記記憶手段に記憶される前に、主走査方向の解像度と同等になるように副走査方向の解像度を変換するので、例えば、主走査方向の解像度と揃えるために副走査方向の解像度を大きくする場合、必要とされる記憶手段の容量は大きくなるものの、得られる画像は画質の劣化が抑えられた良好のものとなる。
【００２２】
これにより、外部装置にて扱いやすい画像に変換することが可能で、かつ、該外部装置に転送される画像信号は、画質の劣化が抑制された画像品質の良いものとなる。
【００２３】
また、本発明の画像処理装置は、上記の課題を解決するために、画像処理が施された画像信号を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された画像信号を外部装置に転送する際に、副走査方向の解像度を主走査方向の解像度と同等になるように変換する副走査解像度変換手段とをさらに備えた構成とすることもできる。
【００２４】
上記の構成によれば、画像信号が画像処理装置から外部装置に出力される段階において、主走査方向の解像度と副走査方向の解像度とを揃えることができる。もし、画像信号が外部装置に転送される際に、主走査方向の解像度と副走査方向の解像度とが同等になっていなければ、外部装置として、例えばパソコンのモニタ等で画像を表示した時に、画面に表示される画像の大きさが主走査方向と副走査方向とで異なってしまう等の問題が生じ、画像として非常に扱い難いものとなる。これに対して、上記副走査解像度変換手段を設けることにより、上述したような問題を解決することができる。
【００２５】
さらに、上記副走査解像度変換手段は、上記記憶手段に記憶された画像信号を外部装置に転送する際に、主走査方向の解像度と同等になるように副走査方向の解像度を変換するので、例えば、主走査方向の解像度と揃えるために副走査方向の解像度を大きくする場合、得られる画像には多少の画質の劣化が見られるものの、上記記憶装置の容量は小さく抑えることが可能である。
【００２６】
これにより、外部装置にて扱いやすい画像に変換することが可能で、かつ、さらなる省容量化によりコストの上昇が抑制された画像処理装置を実現することができる。
【００２７】
また、本発明の画像処理装置は、上記の課題を解決するために、画像処理が施された画像信号を記憶する記憶手段と、上記記憶手段に記憶される前の画像信号に対して、副走査方向の解像度を主走査方向の解像度と同等になるように変換する記憶前副走査解像度変換手段と、上記記憶手段に記憶された画像信号を外部装置に転送する際に、副走査方向の解像度を主走査方向の解像度と同等になるように変換する記憶後副走査解像度変換手段とをさらに備え、画像処理の目的に応じて、上記記憶前副走査解像度変換手段または上記記憶後副走査解像度変換手段の何れか一方が選択される構成とすることもできる。
【００２８】
上記の構成によれば、外部装置に転送する画像信号の解像度を主走査方向と副走査方向とで揃える処理を、記憶手段に記憶される前に記憶前副走査解像度変換手段にて行うか、または記憶手段に記憶された後の外部装置への転送過程で記憶後副走査解像度変換手段にて行うかを、画像処理の目的に応じて選択することができる。例えば、主走査方向の解像度と揃えるために副走査方向の解像度を大きくする場合、記憶手段に記憶する前に副走査方向の解像度を変換すれば、必要とされる記憶装置の容量は大きくなるものの、得られる画像は画質の劣化が抑えられたものとなる。一方、記憶手段に記憶した後に副走査方向の解像度を変換すれば、得られる画像には多少の画質の劣化が見られるものの、記憶装置の容量を小さくすることができる。
【００２９】
これにより、得られる画像の品質低下を抑制する、もしくは記憶装置の容量を小さくする等の目的に応じて、任意に処理方法を選択することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の第１の実施の形態について図１ないし図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００３１】
図１は、本実施の形態に係る画像処理装置１の構成を示すブロック図であり、図２は、上記画像処理装置１に入力される画像信号を読み取る自動原稿送り装置２およびスキャナ３である。
【００３２】
上記自動原稿送り装置２によって搬送された原稿の画像は、上記スキャナ３により画像信号として読み取られる。該スキャナ３は、原稿を載置する原稿台４と、原稿の画像表面を露光するランプユニット５と、原稿からの反射光像を所定の方向に向かって偏光する第１ミラー６と、該第１ミラー６により偏光された上記反射光像をさらに所定の方向に偏光する第２ミラー７および第３ミラー８と、該第３ミラー８により偏光された上記反射光像を、後述するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ ）１０上の所定位置に結像させる光学レンズ９と、結像された反射光像を順次光電変換して画像信号として出力するＣＣＤ１０とを備えている。
【００３３】
本実施の形態に係る画像処理装置１は、以上のような自動原稿送り装置２とスキャナ３とを用いて読み取られた画像信号に対して、画像処理を行うものである。
【００３４】
上記自動原稿送り装置２およびスキャナ３の速度は可変である。上記画像処理装置１の処理速度が一定の状態の下で、上記自動原稿送り装置２およびスキャナ３の速度を変化させることにより、読み取られる画像信号の副走査方向の線密度（以下、解像度と称す）を変換することができる。本実施の形態においては、スキャナ３により読み取られる画像信号の通常の読み取り解像度（以下、基本解像度と称す）が６００Ｄｐｉ（ドット／インチ）となるようなＣＣＤが、上記ＣＣＤ１０として採用されている。従って、主走査方向の解像度は基本解像度の６００Ｄｐｉであり、一方、副走査方向の解像度は、自動原稿送り装置２およびスキャナ３の速度が１２０ｍｍ／ｓｅｃの時に基本解像度６００Ｄｐｉとなるように設定されている。
【００３５】
以下に、上記画像処理装置１により、上記自動原稿送り装置２およびスキャナ３の速度を１２０ｍｍ／ｓｅｃから２４０ｍｍ／ｓｅｃに変化させて読み取られた画像信号に対して行われる画像処理について、詳細に説明する。上記自動原稿送り装置２およびスキャナ３の速度をこのように設定することで、副走査方向の解像度は基本解像度６００Ｄｐｉの半分である３００Ｄｐｉとなる。
【００３６】
上記ＣＣＤ１０から出力された画像信号（主走査方向の解像度６００Ｄｐｉ、副走査方向の解像度３００Ｄｐｉ）は、まず上記画像処理装置１のＡ／Ｄ変換部１１に入力される。上記ＣＣＤ１０から出力される画像信号はアナログ信号であるので、該アナログ信号は、まず始めに上記Ａ／Ｄ変換部１１にてディジタル信号に変換される。該ディジタル信号は２５６階調、つまり８ビットである。
【００３７】
上記のようにディジタル信号に変換された画像信号は、次に濃度変換部１２に送出される。該濃度変換部１２は、ＣＣＤ１０の階調性を濃度変換テーブルを用いて変換する、つまり、入力された画像信号に対して濃度変換を行った後、該画像信号を領域分割部（領域分割手段）１３に送出する。
【００３８】
上記領域分割部１３は、画像を文字領域、写真領域、または網点領域の３種類の領域に分割するために用いられており、基本解像度である６００Ｄｐｉを基準として、各パラメータ（特徴量）が設計されている。本実施の形態においては、第１および第２の特徴量の２つが、パラメータとして上記領域分割部１３から算出される。
【００３９】
上記領域分割部１３は、画像信号の各画素について、図３に示す注目画素Ｐとその近傍の２４個の画素（図３中の斜線を付した画素）とからなる５×５のブロック（マスク）内の最大濃度Ｄｍａｘ と最小濃度Ｄｍｉｎ とを求め、次いで該最大濃度Ｄｍａｘ と該最小濃度Ｄｍｉｎ との差（＝Ｄｍａｘ −Ｄｍｉｎ ）を、第１の特徴量である最大濃度差として算出する。
【００４０】
また、上記領域分割部１３は、画像信号の各画素について、上記５×５のブロック（マスク）内における主走査方向、および副走査方向の濃度差分値総和をそれぞれ求め、各走査方向の濃度差分値総和のうち小さい方の値を、上記注目画素Ｐの第２の特徴量である繁雑度（解像度依存特徴量）として算出する。各走査方向における濃度差分値総和の算出方法について詳細に説明すれば、主走査方向の濃度差分値総和とは、まず図４に示す矢印Ｅの方向に連続する２つの画素間の濃度の差分値が求められ、上記５×５のブロック（マスク）内の前記差分値が全て加算された濃度差分値の総和のことである。また、副走査方向の濃度差分値総和とは、主走査方向の濃度差分値総和とほぼ同じであるが、ただし、濃度の差分値を求める２つの画素の連続する方向が図５に示す矢印Ｓの方向である。
【００４１】
上記領域分割部１３は、上述した第１の特徴量である最大濃度差と、第２の特徴量である繁雑度とを軸とする２次元平面上において、上記第１および第２の特徴量に対して予め設定された境界線により文字領域、写真領域、または網点領域の分類が行われている、領域分離ルックアップテーブルを参照することにより、注目画素Ｐが上記した何れの領域に属しているのかを識別する。図６に示すように、該領域分離ルックアップテーブルには、予め各特徴量と各領域との関係性を考慮して、各領域に分割するための境界線が設定されている。各特徴量と各領域との関係性とは、例えば、最大濃度差が大きいということは、連続階調をもつ写真領域や網点領域である可能性が低く、文字領域である可能性が高いことを示しているということや、繁雑度が大きいということは、写真領域である可能性が低く、網点領域である可能性が高いことを示しているということである。
【００４２】
ここで、主走査方向および副走査方向の解像度がともに同じ６００Ｄｐｉである場合、５×５のブロック（マスク）にて検出される画像に対して、主走査方向および副走査方向の大きさは同一となる。しかし、副走査方向の解像度が３００Ｄｐｉ、すなわち主走査方向の解像度の半分である場合、５×５のブロック（マスク）で検出される画像に対して、副走査方向の大きさは主走査方向の大きさに対して２倍となる。ただし、副走査方向の解像度は低く設定されているので、その分、副走査方向に検出される画像は粗くなっている。
【００４３】
上述したように、本実施の形態における領域分割部１３が算出する各画素のパラメータは、最大濃度差と繁雑度であるが、このうち最大濃度差は、主走査方向および副走査方向の解像度に依存しない。一方、繁雑度は、主走査方向、副走査方向それぞれについて、隣接する画素の濃度差分値の総和を検出することにより求められるので、５×５のブロック（マスク）にて検出される画像の検出範囲の大きさに依存することとなる。そこで、本実施の形態における領域分割部１３は、副走査方向の濃度差分値総和に対して補正値を与え、解像度が基本解像度６００Ｄｐｉである場合の濃度差分値総和と同等となるように補正を行う。これにより、副走査方向の解像度が基本解像度の半分である３００Ｄｐｉであっても、基本解像度である場合と同じ濃度差分値総和を求めることができるので、副走査方向の解像度が低い場合でも、通常の解像度を有する場合と略同じ精度の領域分割結果を得ることが可能となる。
【００４４】
具体的には、本実施の形態においては、主走査方向と比較して、画像に対する副走査方向の検出範囲が大きく解像度が低い。まず、画像に対する副走査方向の検出範囲が大きいということは、検出範囲が通常の場合（解像度が基本解像度である場合）と比較して、濃度差分値総和の値は大きくなる。また、解像度が低いということも、特定の周波数（特に高周波）の画像に対する濃度差分値総和の値は大きくなると予想される。そこで、副走査方向の濃度差分値総和に１以下の係数を乗算することにより、両走査方向の解像度を共に基本解像度とした場合と同等の濃度差分値総和を算出して、解像度の違いに依存せずに常に両走査方向の解像度が基本解像度である場合と同等の繁雑度を求めることができる。ここでは、予め原稿における各領域（文字領域、写真領域、網点領域）での実験と、網点領域における周波数各種での実験との結果から、副走査方向の濃度差分値総和に乗算する係数は０．６〜０．８程度が適当であることが判明した。
【００４５】
以上のように決定された補正値を、算出された副走査方向の濃度差分値総和に乗算して、副走査方向のみを補正し、一方、主走査方向はそのままの濃度差分値総和を算出する。そして、両走査方向の濃度差分値総和を比較して、小さい方の値を繁雑度とする。
【００４６】
上記のように求められた繁雑度と上述した最大濃度差との結果により、文字領域、写真領域、網点領域が分類されるので、副走査方向が基本解像度（６００Ｄｐｉ）、基本解像度の半分の解像度（３００Ｄｐｉ）の２つの解像度のうちの何れかをとる場合であっても、解像度の違いに関係なく、ほぼ同一精度の領域分割結果を得ることが可能となる。
【００４７】
さらに、入力デバイス（自動原稿送り装置２およびスキャナ３）の特性により、副走査方向の解像度が基本解像度の半分である際に、前記したような補正値で補正しきれない場合は、第２の領域分割部として、領域分割手段をもう１種類設けることで、領域分割精度の低下を抑制することができる。
【００４８】
尚、上記領域分割処理部１３においては、第２の特徴量である繁雑度を補正することによって、副走査方向の解像度の変化によらない領域分割精度を実現したが、副走査方向の解像度に応じて領域分離ルックアップテーブルを補正したり、あるいは、予め副走査方向の解像度の変化に対する複数の領域分離ルックアップテーブルを持つような構成としても、同様の作用効果を得ることができる。また、副走査方向に関するパラメータ自身を、解像度に応じて変更する構成としても、同様の作用効果を得ることができる。
【００４９】
フィルタ処理部１４は、上記領域分割部１３から得られた領域分割結果がフィードバックされたフィルタ係数を用いることにより、各領域に最適なフィルタをかけて画像処理を行う。フィルタ処理とは、画像信号の注目画素および近傍画素の濃度値からなるブロック（マトリクス）と、加重係数のマトリクスであるフィルタ係数との畳み込み演算の結果を、上記注目画素の濃度値とする処理のことである。
【００５０】
図７（ａ）ないし（ｃ）には、両走査方向の解像度がともに６００Ｄｐｉである場合の各領域に対するフィルタ処理に用いられる最適なフィルタ係数が示されており、図８（ａ）ないし（ｃ）には、副走査方向の解像度のみを３００Ｄｐｉと変更した場合に画像の劣化を最小限にするための最適なフィルタ係数が示されている。図７および図８に示されている各フィルタ係数は、図３に示した注目画素Ｐおよび近傍画素とからなる５×５ブロックと畳み込み演算されるフィルタ係数である。図７および図８において、（ａ）は写真領域用、（ｂ）は文字領域用、（ｃ）は網点領域用のフィルタ係数である。
【００５１】
まず、図７（ａ）および図８（ａ）を比較すると、使用されるフィルタ係数は同一であることがわかる。これは、写真領域では解像度の変化に対して大きな画像変化が生じないためである。
【００５２】
次に、図７（ｂ）および図８（ｂ）を比較すると、副走査方向の解像度が３００Ｄｐｉの時の方が、先鋭度の高いフィルタ係数となっている。これは、解像度の低下に応じて生じる線画、文字等の劣化を抑制するためである。
【００５３】
次に、図７（ｃ）および図８（ｃ）を比較すると、副走査方向の解像度が３００Ｄｐｉの時の方が、平滑化度が高いフィルタ係数となっている。これは、副走査方向の解像度が低くなり、モアレと呼ばれる画像周波数と解像度との関係で起こる干渉がきつくなるため、図８（ｃ）に示されるようなフィルタ係数を用いて平滑化度を上げて、このモアレを抑制することを目的としているからである。
【００５４】
以上のように、フィルタ処理を行う際に、副走査方向の解像度および各種領域に応じて最適なフィルタ係数を選択することにより、常に品質の高い画像を得ることができる。従って、本実施の形態のように、副走査方向の解像度が基本解像度よりも低い場合であっても、画像の劣化を抑制することができる。
【００５５】
上記フィルタ処理部１４でフィルタ処理された画像信号は、次に変倍及び解像度変換部１５に入力される。画像処理装置１に入力される画像信号において、主走査方向の解像度が副走査方向の解像度と異なる場合、パソコンのモニタ等の外部装置１９に該画像信号を送出するにあたり、何らかの方法で主走査方向の解像度と副走査方向の解像度とを揃えておかなければ、外部装置１９において画像が非常に扱いにくくなるという問題が生じる。例えば、副走査方向の解像度が主走査方向の解像度の半分である画像信号をパソコンのモニタで表示した場合、画面に表示される画像の大きさは、主走査方向に対して副走査方向が倍となってしまう。
【００５６】
そこで、以上のような問題を解決するために、上記変倍及び解像度変換部１５により、外部装置１９に送出される画像信号の解像度を両走査方向で揃える処理を行う。上記変倍及び解像度変換部１５により、画像信号における両走査方向の解像度を同一にするアルゴリズムとして、最近隣法およびｎ次補間法の２つについて以下に説明する。どちらのアルゴリズムも、画素を補間または間引きして処理を行うことに関しては同じである。
【００５７】
まず、上記最近隣法から説明する。最近隣法では、まず変換後の解像度により補間または間引きされる画素の位置を算出する。算出された画素の位置に対して、最も近い元（処理前）の画素の濃度を検出し、この画素の濃度を補間画素の濃度とする。図９に示すように、補間画素をＲとし、該補間画素Ｒの近傍で互いに隣接する元の画素の画像信号をＰ１、Ｐ２とする。本実施の形態においては、副走査方向の解像度を主走査方向の解像度に揃える処理を行うことを目的としているので、副走査方向の画像信号に対してのみ補間処理を施すこととする。
【００５８】
補間画素Ｒから元の画素の画像信号Ｐ１までの距離をＲＰ１、補間画素Ｒから元の画素の画像信号Ｐ２までの距離をＲＰ２とした場合、補間画素Ｒの濃度は次のように決定される。ＲＰ１＞ＲＰ２の場合は、画像信号Ｐ２の濃度が補間画素Ｒの濃度と決定され、ＲＰ１＞ＲＰ２でない場合は、画像信号Ｐ１の濃度が補間画素Ｒの濃度と決定される。すなわち、補間画素Ｒは元の画素の画像信号Ｐ１，Ｐ２のどちらに近いかにより、その濃度が決定される。
【００５９】
一方、ｎ次補間法は、上述した最近隣法と同様に、まず補間される画素の位置が算出される。上述したような理由により、補間処理は副走査方向の画像信号に対してのみ施すこととする。次に、図９に示すように、補間画素Ｒと該補間画素Ｒの近傍で互いに隣接する元の画素の画像信号Ｐ１、Ｐ２とのそれぞれの距離ＲＰ１，ＲＰ２がそれぞれ算出される。補間画素Ｒの濃度は次のような式を用いて算出される。
【００６０】
補間画素Ｒの濃度値＝（Ｐ１×ＲＰ２＋Ｐ２×ＲＰ１）／（ＲＰ１＋ＲＰ２）上記した計算式は、ｎ次補間法の中でも１次補間法と呼ばれているものであり、さらに２次や３次補間法など、次数を上げて算出する方法を用いることも可能である。
【００６１】
以上のようにして、変倍及び解像度変換部１５にて両走査方向の解像度が揃えられた画像信号は、以降、出力濃度変換部１６および誤差拡散処理部１７を経由して記憶装置１８に入力される。このように、記憶装置１８に入力される段階において、画像信号の両走査方向の解像度が揃えられていることから、画像の劣化の度合いを低く抑えることができる。
【００６２】
以上のように、本実施の形態に係る画像処理装置は、読み取られた画像信号において、主走査方向の解像度と異なる副走査方向の解像度に応じて、画像信号の領域分割に用いられる特徴量である繁雑度に対する補正を行い、さらに、フィルタ処理部１４にて用いられるフィルタ係数に関しても、副走査方向の解像度を考慮して、副走査方向の解像度および画像信号の各領域に応じた値を選択して処理を行う。従って、たとえ、画像の読み取り速度を上げるために、副走査方向の解像度が主走査方向の解像度に対して低く設定されている場合であっても、低い副走査方向の解像度に最適な画像処理を行うことができる。これにより、副走査方向の画像の読み取り速度を速くして副走査方向の解像度を低くして、高速化および省容量化を実現しつつ、画像の品質の低下を抑制することが可能となる。
【００６３】
〔実施の形態２〕
本発明の第２の実施の形態について図１０ないし図１２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、説明の便宜上、前記した実施の形態１で説明した構成と同様の構成については同一の参照番号を付記し、その説明を省略する。
【００６４】
本実施の形態に係る画像処理装置２１は、フィルタ処理部１４から出力されて外部装置１９に転送されるまでの画像信号に対する処理の方法が異なる以外は、前記した実施の形態１に係る画像処理装置１と同様の構成を有している。
【００６５】
上記画像処理装置１のように、フィルタ処理部１４から出力された画像信号に対して、変倍及び解像度変換部１５で副走査方向の解像度変換処理を行ってから、記憶装置１８に記憶する構成の場合では、本実施の形態のように低い状態の副走査方向の解像度を高く変換する、つまり、元の画像に対して画素を補間してから記憶装置１８に記憶することになる。従って、元の画像を記憶するために必要な容量よりも大きい容量の記憶装置が必要となる。
【００６６】
以上のような問題に対して、本実施の形態に係る画像処理装置２１は、図１０に示すように、フィルタ処理部１４から出力された画像信号を、上記変倍及び解像度変換部１５を経由させることなく、出力濃度変換部１６および誤差拡散処理部１７を経由させて、記憶装置１８に送出する。このような処理を行う場合、記憶装置１８に画像信号を記憶させる段階では、まだ該画像信号の副走査方向の解像度は低い状態のまま、すなわち元の画像に対して補間が行われていない状態であるので、記憶装置１８は大きい容量を必要としない。つまり、この処理方法では、記憶装置１８に必要な容量は、読み取られた画像の副走査方向の解像度が低いほど、小さく抑えることができる。
【００６７】
しかし、上述したように、外部装置１９に送出される画像信号の主走査方向の解像度と副走査方向の解像度とが異なっていると扱いにくくなる。そこで、記憶装置１８で記憶された画像信号は次に解像度変換部２２に送出され、該解像度変換部２２で両走査方向の解像度が揃えられる。
【００６８】
以上のように、画像信号が記憶装置１８に入力される後の段階で解像度変換処理を行うことにより、記憶装置１８の容量を抑えながら取り扱いやすい画像信号に変換することが可能となる。以下に、本実施の形態に係る画像処理装置２１の構成による画像処理方法について、図１１および図１２に基づき具体的に説明する。
【００６９】
図１１は、記憶装置１８に記憶された、副走査方向の解像度が変換されていない画像信号の模式図である。ここでは、主走査方向の解像度が６００Ｄｐｉ、副走査方向の解像度が３００Ｄｐｉの画像信号が記憶されていることとする。
【００７０】
このように記憶されている画像信号は、解像度変換部２２において主走査方向に順次走査されて、外部装置１９へと転送される。副走査方向の解像度が主走査方向の解像度と同じである場合は、主走査方向への転送終了後、次に転送される画素の位置は、副走査方向に移動し、かつ主走査方向の先頭へと移動する。しかし、本実施の形態においては、主走査方向の解像度に対して副走査方向の解像度は半分であるため、次に転送される画素の位置は、副走査方向へは移動せずに、主走査方向の先頭位置へのみ移動する。すなわち、上記解像度変換部２２による画像信号の外部装置１９への転送は、あたかも２ライン目の画像信号を転送するように見せかけて、実際は先程転送した画像信号をもう一度転送していることになる。同じラインの画像信号の転送が完了すると、次に副走査方向へ１ライン移動し、かつ主走査方向の先頭へと移動した位置の画素が転送される。以上のような操作を繰り返すことにより、図１２に示されているような画像信号が外部装置１９に転送されたことになる。以上のような方法で解像度変換を行う解像度変換部２２は、副走査方向の解像度を整数倍に変換する際に、同じラインの走査の繰り返しの回数が前記整数と同一であるので、簡素な構成であるといえる。
【００７１】
以上のような構成を用いることにより、記憶装置１８の容量を小さくすることが可能となるので、コスト削減を実現することができ、さらに、外部装置１９に画像信号を転送した場合の取り扱いが用意となるので、画像処理の難易度を低くすることができる。
【００７２】
尚、記憶装置１８に記憶された後の段階で解像度変換を行う本実施の形態に係る画像処理装置２１に、前記した実施の形態１に係る画像処理装置１の、画像信号を記憶装置１８に送出する前の段階で解像度変換を行う構成を組み合わせて、画像処理の目的に応じて両構成を切り換えることも可能である。
【００７３】
上述したように、記憶装置１８の前に解像度変換を行う構成では、誤算拡散処理部１７による処理前には副走査方向の解像度が高く変換されているので、画像品位の低下を抑制することができる。しかし、記憶装置１８の容量は、副走査方向の解像度を高くした分だけ必要となる。一方、記憶装置１８の後に解像度変換を行う構成では、画像は多少劣化するが、画像信号を外部装置１９に転送した場合の取り扱いが容易になり、しかも記憶装置１８の容量を小さく抑えることが可能となる。
【００７４】
従って、以上のように、両構成を切り替え可能とすることにより、画質の劣化を抑制したい場合には記憶装置１８の前に解像度変換処理を行う構成を用い、記憶装置１８の容量を抑えたい場合には記憶装置１８の後に解像度変換処理を行う構成を用いるようにと、目的に応じた設定の変更が可能となる。
【００７５】
尚、記憶装置１８の後に解像度変換を行う方法では、補間（走査の繰り返し）が必要なライン（転送すべき画素）の近傍画素の状態を検出して、その結果に基づいて転送すべき画素を決定するようにすることも可能である。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の画像処理装置は、変換された副走査方向の解像度に応じて、画像信号を各領域に分割する領域分割手段と、変換された副走査方向の解像度、および上記領域分割手段により分割された各領域に応じて、上記画像信号に対する画像処理を行う解像度領域別画像処理手段とを備えている構成である。
【００７７】
それゆえ、変換された副走査方向の解像度、つまり入力される画像に対する副走査方向の領域の大きさに応じて上記画像信号を各領域に分割することができるので、副走査方向の解像度の変更によらず、画像信号の領域分割を高い精度で行うことが可能となり、さらに、副走査方向の解像度と、上記のように高い精度で求められた画像信号の各領域とに応じて、上記画像信号に最適な画像処理を施すことができる。これにより、高速および省容量であって、かつ、画像信号に対する副走査方向の解像度の変換による画像品位の低下を抑制した画像処理装置を実現することができるという効果を奏する。
【００７８】
さらに、本発明の画像処理装置は、上記領域分割手段が、上記画像信号の各画素の特性を表す特徴量を算出し、かつ該特徴量のうち副走査方向の解像度に依存する解像度依存特徴量に対して、副走査方向の解像度に応じた補正を行い、上記特徴量および補正された上記解像度依存特徴量を用いて上記画像信号を各領域に分割する構成とすることができる。
【００７９】
それゆえ、副走査方向の解像度の高さ、つまり読み取られる画像に対する副走査方向の領域の大きさに応じて補正を行い、補正された解像度依存特徴量を含む上記特徴量に基づいて上記画像信号を各領域に分割することができる。これにより、複雑な構成を必要としない簡単な補正で、副走査方向の解像度の変化に応じた画像信号の領域分割を高い精度で行うことができ、結果的には、副走査方向の解像度の変換による画像品位の低下を抑制した画像処理装置を実現することができるという効果を奏する。
【００８０】
さらに、本発明の画像処理装置は、上記解像度領域別画像処理手段が、変換された副走査方向の解像度および上記領域分割手段により分割された各領域に応じてフィルタ係数を選択し、該選択されたフィルタ係数を用いて画像信号の各画素に対するフィルタ処理を行うフィルタ処理手段である構成とすることができる。
【００８１】
それゆえ、副走査方向の解像度の大きさと上記領域分割手段により高い精度で求められた各領域とに対して、最適な効果をもたらすフィルタ係数を選択することができる。これにより、各領域に対して良質な画像を得ることができ、さらに副走査方向の解像度が変化したとしても、画質の劣化を抑制することができるという効果を奏する。
【００８２】
さらに、本発明の画像処理装置は、画像処理が施された画像信号を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶される前の画像信号に対して、副走査方向の解像度を主走査方向の解像度と同等になるように変換する副走査解像度変換手段とをさらに備えた構成とすることができる。
【００８３】
それゆえ、画像信号が記憶手段に記憶される前に主走査方向の解像度と同等になるように副走査方向の解像度を変換するので、画像信号が外部装置等に転送される際に、主走査方向の解像度と副走査方向の解像度とを揃えることができる。これにより、外部装置にて扱いやすい画像に変換することが可能で、かつ、該外部装置に転送される画像信号は、画質の劣化が抑制された画像品質の良いものとなるという効果を奏する。
【００８４】
また、本発明の画像処理装置は、画像処理が施された画像信号を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された画像信号を外部装置に転送する際に、副走査方向の解像度を主走査方向の解像度と同等になるように変換する副走査解像度変換手段とをさらに備えている構成とすることもできる。
【００８５】
それゆえ、画像信号が記憶手段に記憶された後に、主走査方向の解像度と同等になるように副走査方向の解像度を変換するので、記憶装置の容量を抑えることができるとともに、画像信号が外部装置等に転送される際に、主走査方向の解像度と副走査方向の解像度とを揃えることができる。これにより、外部装置にて扱いやすい画像に変換することが可能で、かつ、さらなる省容量化によりコストの上昇が抑制された画像処理装置を実現することができる。
【００８６】
また、本発明の画像処理装置は、画像処理が施された画像信号を記憶する記憶手段と、上記記憶手段に記憶される前の画像信号に対して、副走査方向の解像度を主走査方向の解像度と同等になるように変換する記憶前副走査解像度変換手段と、上記記憶手段に記憶された画像信号を外部装置に転送する際に、副走査方向の解像度を主走査方向の解像度と同等になるように変換する記憶後副走査解像度変換手段とをさらに備え、画像処理の目的に応じて、上記記憶前副走査解像度変換手段または上記記憶後副走査解像度変換手段の何れか一方が選択される構成とすることもできる。
【００８７】
それゆえ、画像処理の目的に応じて、外部装置に転送する画像信号の解像度を主走査方向と副走査方向とで揃える処理を、記憶手段に記憶される前に行うか、または記憶手段に記憶された後の外部装置への転送過程で行うかを選択することができる。これにより、得られる画像の品質低下を抑制する、もしくは記憶装置の容量を小さくする等の目的に応じて、任意に処理方法を選択することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１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２】上記画像処理装置に入力される画像信号の読み取りを行う、自動原稿送り装置およびスキャナの構成を示す断面図である。
【図３】上記画像処理装置の領域分割部において、画像信号の注目画素と該注目画素の近傍画素とからなる５×５のブロックを示す説明図である。
【図４】上記領域分割部におけるＥ方向の繁雑度の算出方法を説明するための説明図である。
【図５】上記領域分割部におけるＳ方向の繁雑度の算出方法を説明するための説明図である。
【図６】上記領域分割部が各画素を各領域に分割する際に用いられる領域分離ルックアップテーブルを示す説明図である。
【図７】主走査方向の解像度と副走査方向の解像度とが同じである場合において、フィルタ処理部において用いられるフィルタ係数を示す説明図であり、（ａ）は写真領域に対して用いられるフィルタ係数、（ｂ）は文字領域に対して用いられるフィルタ係数、（ｃ）は網点領域に対して用いられるフィルタ係数を示す。
【図８】副走査方向の解像度が主走査方向の解像度の半分である場合において、フィルタ処理部において用いられるフィルタ係数を示す説明図であり、（ａ）は写真領域に対して用いられるフィルタ係数、（ｂ）は文字領域に対して用いられるフィルタ係数、（ｃ）は網点領域に対して用いられるフィルタ係数を示す。
【図９】変倍及び解像度変換部において用いられるアルゴリズムを説明するための説明図である。
【図１０】本発明の第２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１１】上記画像処理装置の記憶装置に記憶されている画像信号を示す説明図である。
【図１２】図１１に示す画像信号が外部装置に転送される際の画像信号を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 画像処理装置
１３ 領域分割部（領域分割手段）
１４ フィルタ処理部（解像度領域別画像処理手段、フィルタ処理手段）
１５ 変倍及び解像度変換手段（副走査解像度変換手段、記憶前副走査解像度変換手段）
１８ 記憶装置（記憶手段）
２１ 画像処理装置
２２ 解像度変換手段（副走査解像度変換手段、記憶後副走査解像度変換手段）

Claims (5)

1. 画像の読み取り速度を変化させることにより副走査方向の解像度を変動させた状態で読み取られた入力画像信号を処理する画像処理装置において、
   入力画像信号を文字領域、写真領域、または網点領域の各領域に分割する領域分割手段と、
   この領域分割手段により分割された各領域に対し、領域の種類および副走査方向の解像度に応じて画像処理を行う解像度領域別画像処理手段とを備え、
   上記領域分割手段は、入力画像信号における各画素の特性を表す特徴量である最大濃度差および繁雑度を算出し、これらに基づいて入力画像信号を各領域に分割するようになっており、
   さらに、上記領域分割手段は、
   入力画像信号における主走査方向および副走査方向の濃度差分値総和をそれぞれ求め、
   副走査方向の濃度差分値総和を副走査方向の解像度に応じて補正し、
   主走査方向の濃度差分値総和と副走査方向の補正後の濃度差分値総和とのうち小さい方の値を、上記の繁雑度として算出することを特徴とする画像処理装置。
2. 上記解像度領域別画像処理手段は、
   副走査方向の解像度および領域の種類に応じてフィルタ係数を選択し、
   選択したフィルタ係数を用いて、分割された各領域に対するフィルタ処理を行う、フィルタ処理手段であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
3. 上記解像度領域別画像処理手段による画像処理の施された画像信号を、副走査方向の解像度を主走査方向の解像度と同等になるように変換する第１副走査解像度変換手段と、
   第１副走査解像度変換手段によって変換された画像信号を記憶する第１記憶手段とを有する第１変換部を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 上記解像度領域別画像処理手段による画像処理の施された画像信号を記憶する第２記憶手段と、
   第２記憶手段に記憶された画像信号を、副走査方向の解像度を主走査方向の解像度と同等になるように変換して外部装置に転送する第２副走査解像度変換手段とを有する第２変換部を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
5. 上記解像度領域別画像処理手段による画像処理の施された画像信号を記憶する第２記憶手段と、
   第２記憶手段に記憶された画像信号を、副走査方向の解像度を主走査方向の解像度と同等になるように変換して外部装置に転送する第２副走査解像度変換手段とを有する第２変換部を備えており、
   第１変換部あるいは第２変換部のいずれか一方が選択されて用いられることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。

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