JP3633058B2 - 画像処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ等に用いて好適な画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスを用いる複写機、プリンタ等にあっては、画素値がアナログ信号に変換された後パターン信号（一般的には三角波）と比較され、この比較結果によってレーザダイオードが点滅制御される。また、画像のスムージングを行うために、複数のパターン信号（例えば１８０°の位相差を有する「２」系統の三角波）を準備するとともに画像のエッジを検出し、エッジ検出結果に応じたパターン信号を選択する技術も知られている。
【０００３】
エッジ検出を行う場合、注目画素を中心とする複数のマトリクス（例えば３×３と５×５）を用い、一方のマトリクスでエッジ方向を検出し、他方でエッジ強度を検出すると好適である。これらの検出は、マトリクス内の画素値の積和演算によって実現できる。このように、目的に応じた複数のマトリクスを用い、各々において積和演算を行うことにより、エッジ検出の精度を高めることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、複数のマトリクスに対して積和演算を行うと、演算回路が大規模化するとともに演算時間も増大する。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、小規模な回路で高速かつ高精度なエッジ検出を行うことができる画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の構成にあっては、注目画素を中心とする第１の領域と、この第１の領域を囲む第２の領域とに属する画素値を記憶する記憶手段と、前記記憶手段のうち前記第１の領域に属する画素値に基づいて、エッジ方向を算出するための途中経過である途中演算結果を出力する前段演算回路と、前記途中演算結果を用いて前記注目画素におけるエッジ方向を求めるエッジ方向検出手段と、前記途中演算結果と、前記第２領域に属する画素値とを用いて前記注目画素におけるエッジ強度を求めるエッジ強度検出手段とを具備することを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２記載の構成にあっては、請求項１記載の画像処理装置において、前記第１の領域は注目画素を中心とするＮ行Ｎ列（但しＮは３以上の奇数）の領域であり、前記第２の領域はＭ行Ｍ列（但しＭはＮを超える奇数）の領域のうち前記第１の領域を除いた部分であり、前記エッジ方向と前記エッジ強度とに基づいて前記注目画素の表示信号を生成する表示信号生成手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
［ 実施形態の構成 ］
Ａ．実施形態の全体構成
次に、図１を参照し本発明の第１実施形態の複合機の全体構成を説明する。
図において４０１は画像読取り装置であり、原稿を読取り、その結果を画像データとして出力する。この画像データは、「０」〜「２５５」の値によって表現される「２５６」階調の多値画像データである。６０１はプリンタ・インターフェースであり、ホストコンピュータ（図示せず）から供給されたプリントデータを受信する。
【０００８】
このプリントデータは、「２５６」階調の多値画像データまたは二値画像データである。プリントデータが二値画像データである場合は、画素値は「０」または「２５５」によって表現される。６０２はセレクタであり、入力セレクト信号ＩＮＳＥＬに基づいて、画像読取り装置４０１またはプリンタ・インターフェース６０１から出力された画像データのうち一方を選択する。なお、入力セレクト信号ＩＮＳＥＬは、画像読取り装置４０１を選択すべき場合に“０”、プリンタ・インターフェース６０１を選択すべき場合に“１”になる。４０２は入力階調補正部であり、この選択された画像データの階調補正を行う。
【０００９】
４０９はＣＰＵであり、デジタイザ等の入力装置によって指定された領域データに基づいて、画像の種別を指定する種別検出信号ＳＴＹＰＥを出力する。４０３はエッジ補正処理部であり、入力階調補正部４０２で補正された画像データに対してエッジ強調等の処理を施し、その結果を画像データＣＤ０として出力する。また、エッジ補正処理部４０３は、波形制御信号ＡＴＢ１（詳細は後述する）を出力する。４０４は出力階調補正部であり、画像データＣＤ０の出力階調補正を行い、その結果を画像データＣＤ１として出力する。
【００１０】
次に、６０３は二値エッジ判定部であり、プリントデータの注目画素が二値画像データのエッジを構成するか否かを判定し、その結果を二値エッジ判定信号ＥＧＨとして出力する。この二値エッジ判定信号ＥＧＨは、二値画像データのエッジが検出されると“１”、それ以外の場合に“０”になる信号である。また、６０４は二値用スムージング処理部であり、プリントデータが二値画像データであると仮定して、スムージング処理を行う。そして、二値用スムージング処理部６０４は、スムージングの施された（多値化された）画像データＣＤ２と、波形制御信号ＡＴＢ２とを出力する。
【００１１】
６０５はデコーダ回路であり、入力セレクト信号ＩＮＳＥＬと二値エッジ判定信号ＥＧＨとの論理和を出力セレクト信号ＯＵＴＳＥＬとして出力する。すなわち、出力セレクト信号ＯＵＴＳＥＬは、入力セレクト信号ＩＮＳＥＬによってプリンタ・インターフェース６０１が選択され、かつ、二値エッジ判定部６０３によって二値画像データのエッジが検出された場合に“１”になり、それ以外の場合は“０”になる。
【００１２】
次に、６０６，６０７はセレクタであり、出力セレクト信号ＯＵＴＳＥＬが“０”である場合は画像データＣＤ１，波形制御信号ＡＴＢ１を選択し、“１”である場合は画像データＣＤ２，波形制御信号ＡＴＢ２を選択し、選択した信号を各々画像データＣＤ，波形制御信号ＡＴＢとして出力する。４０５は波形制御スクリーン生成部であり、スクリーン信号（三角波）と上記画像データＣＤとを比較することにより、該画像データＣＤをパルス幅変調する。
【００１３】
４０６は画像出力装置であり、波形制御スクリーン生成部４０５から出力されたパルス幅変調信号によってレーザダイオードの点滅状態を制御し、周知の電子写真プロセスによって、用紙に画像を出力する。すなわち、画像データＣＤに応じた大きさのドットが出力される。４０８は制御装置であり、上述した各構成要素を制御する。４０７は操作・表示パネルであり、ユーザによって適宜操作され、複合機の動作モード等を設定する。
【００１４】
上述した各構成要素のうち、符号番号が「６００」以上のものはオプションである。すなわち、プリントデータを出力するための構成要素は、それが必要なユーザに対してのみ提供されることになる。オプションを装着しない場合は、画像読取り装置４０１から出力された画像データは入力階調補正部４０２に直接供給されることになる。同様に、画像データＣＤ１は画像データＣＤとして、波形制御信号ＡＴＢ１は信号ＡＴＢとして、波形制御スクリーン生成部４０５に直接供給される。
以下、上述した構成のうち主要部分の詳細構成を説明する。
【００１５】
Ａ．波形制御スクリーン生成部４０５
次に、波形制御スクリーン生成部４０５の構成を図９を参照し説明する。
図において１６０はＤ／Ａ変換回路であり、画像データＣＤをアナログ信号に変換して出力する。また、１６１はパターン発生部であり、２００ｄｐｉに相当する周期を有する三角波であるパターン信号ＳＡを出力する。また、１６２は他のパターン発生部であり、パターン信号ＳＡに対して「１８０°」位相の異なる三角波であるパターン信号ＳＢを出力する。また、１６３もパターン発生部であり、４００ｄｉｐに相当する周期を有する三角波であるパターン信号ＳＣを出力する。
【００１６】
１６４はセレクタであり、これらパターン信号ＳＡ，ＳＢ，ＳＣのうち何れかを波形制御信号ＡＴＢに基づいて選択する。１６５はコンパレータであり、アナログ信号に変換された画像データＣＤと、選択されたパターン信号とを比較し、前者のレベルが後者のレベル以上になる場合に“１”、それ以外の場合に“０”になるパルス幅変調信号を出力する。
【００１７】
ここで、「３」種類のパターン信号ＳＡ，ＳＢ，ＳＣを切り換えて使用する技術は従来より知られているものであるが、その理由について図１０を参照して簡単に説明しておく。まず、画像データＣＤが同図（ａ）に示すような多値画像データであった場合、パターン信号ＳＡのみを用いてパルス幅変調信号を生成すると、同図（ｂ）に示すように画像が跡切れ、「２線ボケ」と称される不具合が生じる。
【００１８】
そこで、同図（ｃ）に示すように、画像が跡切れないようにパターン信号ＳＡ，ＳＢのうち一方を選択することにより、「２線ボケ」を防止することができる。このように、２００ｄｐｉの信号としては、「１８０°」位相の異なる二系統の信号を用いるべきである。また、４００ｄｉｐのパターン信号ＳＣのみを用いてパルス幅変調信号を生成した場合の例を同図（ｄ）に示す。
【００１９】
この図においては、画像は両端のエッジで跡切れているように見えるが、実際は電子写真プロセスの再現特性により狭い空白部分は埋められ、出力画像に跡切れは生じない。さらに、４００ｄｉｐのパターン信号ＳＣを用いることにより、出力画像の解像度を高くすることができる。しかし、パターン信号ＳＣのみを用いると、階調度の再現性が悪化するという問題が生じる。従って、画像の状態等に応じて、２００ｄｐｉおよび４００ｄｉｐのパターン信号のうち好適なものを選択し、これによって出力すべきドットの種類を変更すべきである。
以上が、「３」種類のパターン信号ＳＡ，ＳＢ，ＳＣを切り換えて使用すべき理由である。
【００２０】
なお、２００ｄｐｉのパターン信号を用いるべき場合、波形制御信号ＡＴＢは、パターン信号ＳＡ，ＳＢの区別を直接指令するのではなく、「右エッジ」、「左エッジ」または「エッジ無し」を指令する。従って、セレクタ１６４は、指示されたエッジ方向（またはエッジの有無）と、その時点におけるパターン信号ＳＡ，ＳＢの位相に基づいて、パターン信号ＳＡ，ＳＢのうち何れかを選択することになる。
【００２１】
ところで、パターン発生部１６１，１６２の具体的構成として、パターン発生部１６１，１６２を独立したパルス発振器で実現し、両者に位相ロックをかけて「１８０°」の位相差を維持する構成が考えられる。しかし、かかる構成では２台のパルス発振器とＰＬＬ回路とが必要になり、装置が高価になるという欠点がある。そこで、一方のみを独立したパルス発振器として構成しておき、他方は直流電圧から該パルス電圧を減算する減算器として実現する構成が一般的に採られている。
【００２２】
ここで、パターン発生部１６１が独立したパルス発振器であって、パターン信号ＳＡが理想的な波形を有していれば、その結果としてパターン信号ＳＢも理想的な波形を有することになる。しかし、充分に高精度な三角波を発生するパルス発振器は高価であり、そのようなものを用いることは技術的には可能であっても実現性に乏しい。
【００２３】
すなわち、パターン発生部１６１は可能な限り簡易な回路で実現されるから、パターン信号ＳＡは、理想的な三角波と比較すると歪を有することになる。さらに、かかる歪と逆方向の歪がパターン信号ＳＢにも生ずることになる。その結果、画像データＣＤのレベルが一定であったとしても、パターン信号ＳＡ，ＳＢのうち何れを用いるかによって濃度差が生じることになる。この点はパターン信号ＳＣについても同様である。ここで、パターン信号ＳＡ，ＳＢ，ＳＣに応じて相違したスクリーン特性の一例を図１１（ａ）に示す。
【００２４】
Ａ．出力階調補正部４０４
次に、出力階調補正部４０４について説明する。出力階調補正部４０４は波形制御スクリーン生成部４０５の前段に設けられることにより、上述したスクリーン特性の相違を補償するものである。すなわち、出力階調補正部４０４には、パターン信号ＳＡ，ＳＢ，ＳＣに各々対応するテーブルが設けられ、画像データＣＤ０の同一の濃度に対してほぼ同一の出力画像濃度Ｄｏｕｔが得られるように、画像データＣＤ１の濃度を設定する。このテーブルの特性の一例を図１１（ｂ）に示す。
【００２５】
ところで、本実施形態にあっては、入力画像の種類（文字、写真、文字＋写真、または地図）に応じて各種のパラメータが変更される。従って、出力階調補正部４０４には、「４」種類の入力画像と「３」種類のパターン信号とに対応して、「１２」種類のテーブルが設けられている。そして、階調補正制御信号ＭＴＳＥＬに基づいて、使用すべきテーブルが選択される。
【００２６】
Ａ．二値エッジ判定部６０３
次に、二値エッジ判定部６０３の構成を図１３を参照し説明する。図において２８０，２８１はＦＩＦＯバッファであり、主走査方向の１ライン相当分だけプリントデータを遅延させて出力する。従って、ＦＩＦＯバッファ２８０の入力データおよび出力データと、ＦＩＦＯバッファ２８１の出力データとによって、「３」ライン分のプリントデータが得られる。
【００２７】
２８２は３×３マトリクス回路であり、「８」ビットのフリップフロップ「９個」を３行３列（座標値：（０，０）〜（２，２））に配列して成るものである。次に、２８４は「２５５」判定／カウンタであり、３×３マトリクス回路２８２内の各画素値のうち「２５５」の値を有するものが存在すると、その座標値を出力する。また、２８５は「０」判定／カウンタであり、３×３マトリクス回路２８２内の各画素値のうち「０」の値を有するものが存在すると、その座標値を出力する。
【００２８】
次に、２８６は論理回路であり、「２５５」判定／カウンタ２８４および「０」判定／カウンタ２８５から出力された座標値に基づいて、３×３マトリクス内に二値エッジが存在するか否かを判定し、その結果を表す二値エッジ判定信号ＥＧＨを出力する。すなわち、論理回路２８６は、主走査方向または副走査方向に隣接し「２５５」および「０」の画素値を有する２つ画素が存在するか否かを判定し、存在する場合は“１”に、存在しない場合は“０”に、二値エッジ判定信号ＥＧＨを設定する。
【００２９】
次に、２８３は比較器であり、注目画素（３×３マトリクス内の座標値（１，１）の画素）は「２５５」に等しいか否かを判定し、等しい場合に“１”に、等しくない場合に“０”になる二値エッジ信号ＰＤ０を出力する。ところで、上述したように、プリンタ・インターフェース６０１から二値エッジ判定部６０３に供給される画像データは、「２５６」階調の多値画像データ、または、「０」または「２５５」の画素値を有する二値画像データである。
【００３０】
前者の多値画像データが二値エッジ判定部６０３に供給された場合は、二値エッジ信号ＰＤ０は特に意味の無い信号になる。一方、後者の二値画像データが供給された場合は、二値エッジ信号ＰＤ０は、該二値画像データを一般的な形式（画素値を「０」または「１」で表現する二値画像データ）に変換したものになる。
【００３１】
Ａ．二値用スムージング処理部６０４
次に、二値用スムージング処理部６０４の構成を図１４を参照し説明する。図において２９０はＦＩＦＯバッファであり、主走査方向の１ライン相当分づつ、「８」回に渡って二値エッジ信号ＰＤ０を遅延させ出力する。従って、遅延されていない二値エッジ信号ＰＤ０自体と、このＦＩＦＯバッファ２９０の各出力信号とに基づいて、「９」ライン分の二値エッジ信号ＰＤ０が得られる。
【００３２】
２９１は窓化回路であり、「１」ビットのフリップフロップ「８１個」を９行９列に配列し、９×９マトリクス（座標値：（０，０）〜（８，８））を成すものである。２９２は論理回路であり、窓化回路２９１の出力信号（９×９マトリクスの各値）に基づいて、注目画素値（座標値：（４，４）〜（８，８））を多値化して成る多値画像データＣＤ２と、波形制御信号ＡＴＢ２とを出力する。
【００３３】
ここで、二値用スムージング処理部６０４によるスムージング処理の一例を図１５に示す。同図（ａ）は、二値用スムージング処理部６０４に入力された二値エッジ信号ＰＤ０であり、同図（ｂ）は画像データＣＤ２を示す。画像データＣＤ２は二値エッジ信号ＰＤ０を多値化し、エッジ部分を中間濃度にしたものになる。また、同図（ｃ）は、この画像データＣＤ２と上記波形制御信号ＡＴＢ２とに基づいて、波形制御スクリーン生成部４０５で生成されるパルス幅変調信号を示す。
【００３４】
同図（ｃ）においては、中間濃度部分のレーザダイオードの点灯タイミングは、各画素領域の右寄り、または中央に設定されている。前者は波形制御信号ＡＴＢ２によって「２００ｄｐｉ右寄せ」が指令されたことによるものであり、後者は「４００ｄｉｐ」が指令されたことによるものである。このような画像データＣＤ２および波形制御信号ＡＴＢ２を出力する具体的手法としては、例えば特開平４−１８６４８６号公報、特開平５−６４３８号公報、または特開平５−４６００２号公報等に開示された技術を用いるとよい。
【００３５】
Ｂ．エッジ補正処理部４０３
次に、エッジ補正処理部４０３の概要を図２を参照し説明する。
図において４１０はマトリクス回路であり、セレクタ６０２を介して入力された画像データに基づいて、注目画素を中心とする５×５マトリクスを生成する。４２０は空間デジタルフィルタ回路であり、該５×５マトリクスに対する線形フィルタリング処理により、エッジの強調を行う。
【００３６】
４３０はエッジ検出フィルタ回路であり、５×５マトリクスの各値に対して効率的に加減算等を行い、後段の回路に供給するデータを生成する。４５０、４６０および５００は、エッジ強度判定回路、エッジ方向検出回路およびエッジ方向判定ロジック回路であり、上記波形制御信号ＡＴＢ１を生成する。また、５１０はＴＲＣタグ生成ルックアップテーブルであり、波形制御信号ＡＴＢ１等に基づいて、階調補正制御信号ＭＴＳＥＬを出力する。
【００３７】
４８０は非線形フィルタ回路であり、空間デジタルフィルタ回路４２０から出力された画像データに対して、さらに急峻なエッジ強調を行う。この非線形フィルタ回路４８０におけるエッジ強調は、エッジ強度判定回路４５０から出力されるフィルタ切換信号ＦＣＸによりオン／オフ制御される。
以下、エッジ補正処理部４０３の各部を詳細に説明する。
【００３８】
Ｂ−１．マトリクス回路４１０等
次に、マトリクス回路４１０等の構成を図３を参照し説明する。図においてマトリクス回路４１０は、「８」ビットのフリップフロップを５×５マトリクス状に配列して構成されている。これらフリップフロップを、図上右から左に向かって、および上から下に向かって、アルファベット順にＡ〜Ｙの記号で表す。また、これらフリップフロップの出力信号（「８」ビット×「２５」系統）をマトリクス信号ＭＴＸという。
【００３９】
５×５マトリクス上で最左列のフリップフロップＥ，Ｊ，Ｏ，ＴおよびＹには、所定のクロックに同期して、画像データ中で副走査方向に隣接する「５」画素の濃度信号ＣＤＩ０〜ＣＤＩ４が供給される。これら濃度信号は各画素の濃度を「２５６」階調（「８」ビット）で表現するものである。供給された濃度信号はフリップフロップＥ，Ｊ，Ｏ，ＴおよびＹにラッチされる。また、それ以前に各フリップフロップにラッチされていた内容は、図上右方向にシフトされる。ここで、フリップフロップＭに係る画素はエッジ強調等の処理対象となる注目画素である。
【００４０】
また、１０はＣＰＵバスコントローラであり、制御装置４０８から供給された制御信号に基づいて、後述する各種のレジスタに必要なデータを書込む。１１はタイミング・コントローラであり、供給されたクロック信号等に基づいて、各種の制御信号を出力する。
【００４１】
Ｂ−２．エッジ検出フィルタ４３０
次に、エッジ検出フィルタ回路４３０の構成を図４を参照し説明する。図において２１〜２８，３３〜４４は加算器、２９〜３２，４５〜４８は減算器である。加算器２１は、フリップフロップＧ，Ｈ，Ｉの出力信号を加算し、加算器２２はフリップフロップＱ，Ｒ，Ｓの出力信号を加算し、減算器２９は前者の加算結果ｘ１から後者の加算結果ｘ２を減算し減算結果ｅ５を出力する。
【００４２】
ここで、かかる演算の意義について説明しておく。まず、５×５マトリクスの内部で注目画素を中心とする３×３マトリクスを想定する。上記演算は３×３マトリクスの第１行（最上行）および第３行（最下行）の強度の差を求めたものである。これは、注目画素が上エッジを構成する傾向にあるのか、あるいは下エッジを構成する傾向にあるのかを判定する指標になる。
【００４３】
同様に、加算器２３は、フリップフロップＧ，Ｌ，Ｑの出力信号を加算し、加算器２４はフリップフロップＩ，Ｎ，Ｓの出力信号を加算し、減算器３０は前者の加算結果ｙ１から後者の加算結果ｙ２を減算し減算結果ｅ６を出力する。この減算結果ｅ６は、注目画素が左エッジを構成する傾向にあるのか、あるいは右エッジを構成する傾向にあるのかを判定する指標になる。
【００４４】
次に、加算器２５〜２８，３３〜４４は、５×５マトリクスの各行および列毎の出力信号の加算結果を出力する。ここで、第１行〜第５行の加算結果をｃ１〜ｃ５，第１列〜第５列（列番号は、図１のマトリクス回路４１０内で右側から数える）の加算結果をｒ１〜ｒ５とする。加算器３３〜３８は奇数行および奇数列に対応し、その対応する行または列に属する「５」個のフリップフロップの出力信号がそのまま加算されることにより、各加算結果が求められる。
【００４５】
一方、加算器２５〜２８は偶数行および偶数列に対応する。これら加算器にあっては、先に３×３マトリクスについて求められた加算結果ｘ１，ｘ２，ｙ１，ｙ２が流用されることにより、加算結果が求められる。例えば、加算器２５にあっては、加算結果ｘ１（フリップフロップＧ，Ｈ，Ｉの出力信号の合計）に対して、さらにフリップフロップＦ，Ｊの出力信号が合計され、これによって第２行の加算結果ｃ２が得られる。
【００４６】
ここに本実施形態の一つの特徴がある。すなわち、本実施形態にあっては、３×３マトリクスにおける加算結果を流用して５×５マトリクスにおける加算結果を得ることができる。これにより、後者の演算処理量を削減でき、簡易な回路を用いて演算を高速に行うことが可能になる。
【００４７】
次に、加算器４１は加算結果ｃ１，ｃ２を加算して加算結果ｃ７を出力する。すなわち、加算結果ｃ７は、５×５マトリクス内で注目画素の属する行（第３行）の上方向に位置する全ての画素濃度の総和になる。同様に、加算器４２は加算結果ｃ４，ｃ５を加算して加算結果ｃ８を出力する。すなわち、加算結果ｃ８は、注目画素の属する行（第３行）の下方向に位置する全ての画素濃度の総和になる。次に、減算器４７は、両加算結果ｃ７，ｃ８の差を出力する。
【００４８】
ここで、減算器４７の減算結果は、５×５マトリクスの列方向すなわち副走査方向の濃度勾配の平均値に比例する量になる。そこで、この減算結果を「副走査方向１階微分値ｅ３」と呼ぶ。また、加算器４３，４４および減算器４８にあっては、各列の加算結果ｒ１，ｒ２，ｒ４，ｒ５に対して上述したのと同様の演算が行われ、減算器４８の減算結果は行方向すなわち主走査方向の濃度勾配の平均値に比例する量になる。そこで、この減算結果を「主走査方向１階微分値ｅ４」と呼ぶ。
【００４９】
次に、加算器３９は、加算結果ｃ１，ｃ５の各「１／２」の値を加算し、加算結果ｃ６を出力する。そして、減算器４５は、第３行の加算結果ｃ３から加算結果ｃ６を減算し、その結果を出力する。換言すれば、減算器４５からは、加算結果ｃ１，ｃ３，ｃ５に対して各々「−１／２」，「１」，「−１／２」の重み付けを行った後、これらを加算した結果が出力される。なお、各種値の「１／２」は、単にその値の最下位ビットを無視すれば得られるから、特に除算回路やシフト回路等を設ける必要はない。
【００５０】
さて、減算器４５における減算結果は、副走査方向の濃度勾配が一定である場合は「０」になり、濃度勾配に変化が生じた場合はその変化量に応じた値になる。すなわち、減算器４５から出力される値は、５×５マトリクス内の副走査方向の濃度勾配の勾配に比例する値になる。従って、この値を「副走査方向２階微分値ｅ１」と呼ぶ。また、加算器４０および減算器４６においては、各列の加算結果ｒ１，ｒ３，ｒ５に対して同様の演算が行われ、減算器４６からは主走査方向の濃度勾配の勾配に比例する値になる。従って、この値を「主走査方向２階微分値ｅ２」と呼ぶ。
【００５１】
次に、減算器３１は、注目画素値（フリップフロップＭの出力信号）からフリップフロップＡ，Ｙの各出力信号の「１／２」を減算する。この値は、注目画素を通る右上がりの斜線（フリップフロップＡ，Ｙを通る線）に沿った、濃度の２階微分値に対応する値になる。そこで、この値を「傾斜方向２階微分値ＤＩ１」と呼ぶ。同様に、減算器３２は、注目画素値からフリップフロップＥ，Ｕの各出力信号の「１／２」を減算する。そこで、この減算結果を「傾斜方向２階微分値ＤＩ２」と呼ぶ。
【００５２】
Ｂ−３．エッジ強度判定回路４５０およびエッジ方向検出回路４６０
図５において６０〜６７は絶対値回路であり、上述した各演算結果ｅ１〜ｅ６，ＤＩ１およびＤＩ２の絶対値を出力する。また、絶対値回路６５は、減算結果ｅ６の符号を符号信号ｅ６ｓとして出力する。７０は比較器であり、副走査方向２階微分値ｅ１の絶対値と主走査方向２階微分値ｅ２の絶対値との大小関係を比較する。７１はセレクタであり、この比較結果に基づいて、大きい方の値（以下、値ｍａｘ（｜ｅ１｜，｜ｅ２｜）という）を出力する。
【００５３】
次に、８０は閾値レジスタであり、原画像の種別（文字、写真、文字＋写真、および地図）に対応した「４」種類の閾値ＥＴＨ１を記憶する。そして、種別指令信号ＳＴＹＰＥ’（詳細は後述する）に基づいて、これら「４」種類の閾値ＥＴＨ１の中から何れかを選択して出力する。１００は比較器であり、値ｍａｘ（｜ｅ１｜，｜ｅ２｜）が閾値ＥＴＨ１以上である場合に“１”、それ以外の場合に“０”となる比較結果ＦＣ１を出力する。
【００５４】
また、８１は閾値レジスタであり、「４」種類の閾値ＥＴＨ２を記憶する。また、セレクタ９１および比較器１０１は、セレクタ９０および比較器１００と同様に構成されている。従って、比較器１０１は、値ｍａｘ（｜ｅ１｜，｜ｅ２｜）が閾値ＥＴＨ２以上である場合に“１”、それ以外の場合に“０”となる比較結果ＷＣ１を出力する。
【００５５】
また、比較器７２、セレクタ７３、閾値レジスタ８２，８３、セレクタ９２，９３および比較器１０２，１０３から成る部分は、上述した部分と同様に構成されている。従って、比較器１０２は、副走査方向１階微分値ｅ３の絶対値および主走査方向１階微分値ｅ４の絶対値のうち大きい方の値（以下、値ｍａｘ（｜ｅ３｜，｜ｅ４｜）という）が閾値ＥＴＨ３以上である場合に“１”になる比較結果ＦＣ２を出力する。同様に、比較器１０３は、値ｍａｘ（｜ｅ３｜，｜ｅ４｜）が閾値ＥＴＨ４以上である場合に“１”になる比較結果ＷＣ２を出力する。
【００５６】
また、比較器７４、セレクタ７５、閾値レジスタ８４、セレクタ９４および比較器１０４から成る部分も同様に構成されている。従って、比較器１０２は、減算結果ｅ５の絶対値および減算結果ｅ６の絶対値のうち大きい方の値（以下、値ｍａｘ（｜ｅ５｜，｜ｅ６｜）という）が閾値ＥＴＨ５以上である場合に“１”になる比較結果ＷＣ３を出力する。
【００５７】
さらに、比較器７７、セレクタ７８、閾値レジスタ８６、セレクタ９６および比較器１０７から成る部分も同様に構成されている。従って、比較器１０７は、傾斜方向２階微分値ＤＩ１の絶対値および傾斜方向２階微分値ＤＩ２の絶対値のうち大きい方の値（以下、値ｍａｘ（｜ＤＩ１｜，｜ＤＩ２｜）という）が閾値ＥＴＨ７以上である場合に“１”になる比較結果ＦＷＣ１を出力する。
【００５８】
次に、７６は加算器であり、減算結果ｅ５，ｅ６の絶対値の平均値（平均値ｅ７）を出力する。また、９５はセレクタであり、種別指令信号ＳＴＹＰＥ’に基づいて閾値ＥＴＨ６を選択し出力する。減算器１０８は、上記平均値ｅ７から閾値ＥＴＨ６を減算し、閾値ｅ８として出力する。１０５，１０６は比較器であり、減算結果ｅ５，ｅ６の各絶対値と閾値ｅ８とを比較し、対応する減算結果が閾値ｅ８以上である場合は“１”になり、それ以外の場合は“０”になる比較結果ＭＩ２，ＭＩ３を各々出力する。
【００５９】
ここで、比較結果ＭＩ２，ＭＩ３の意義について説明しておく。まず、上述したように、減算結果ｅ５は、３×３マトリクス内の注目画素が上エッジを構成する傾向にあるのか、あるいは下エッジを構成する傾向にあるのかを判定する指標である。従って、その絶対値は、注目画素が主走査方向のエッジ（上下エッジ）を構成する傾向の強さを示すことになる。同様に、減算結果ｅ６は、注目画素が副走査方向のエッジ（左右エッジ）を構成する傾向の強さを示すことになる。
【００６０】
従って、比較結果ＭＩ２，ＭＩ３の値によって、エッジ方向を判別することが可能である。すなわち、比較結果ＭＩ２，ＭＩ３が“１”，“０”である場合は注目画素は主走査方向のエッジを構成する傾向が強く、“０”，“１”である場合は副走査方向のエッジを構成する傾向が強いことになる。また、これらの値が“０”，“０”または“１”，“１”である場合は、注目画素が主走査方向および副走査方向のエッジを構成する傾向は同様であることなる。なお、減算結果ｅ５，ｅ６の絶対値が近接している場合（両者の差が±｜ＥＴＨ６｜以下である場合）、比較結果ＭＩ２，ＭＩ３は“０”，“０”または“１”，“１”になる。このうち何れになるかは、閾値ＥＴＨ６の符号（＋または−）に基づく。
【００６１】
Ｂ−４．エッジ方向判定ロジック回路５００およびＴＲＣタグ生成ルックアップテーブル５１０
図６において１２０はＯＲ回路であり、比較結果ＦＣ１，ＦＣ２，ＦＷＣ１の論理和を演算し、その結果をフィルタ切換信号ＦＣＸとして出力する。なお、フィルタ切換信号ＦＣＸの用途については後述する。１４２はＯＲ回路であり、比較結果ＷＣ１〜ＷＣ３，ＦＷＣ１の論理和を演算し、その結果をエッジ存否判定信号ＭＩ１として出力する。
【００６２】
１４４，１４５はレジスタであり、波形制御信号ＡＴＢ１の候補となりうる４種類の値を記憶する。そして、エッジ判定ロジック・マルチプレクサ１４３は、エッジ存否判定信号ＭＩ１、比較結果ＭＩ２，ＭＩ３および符号信号ｅ６ｓが供給されると、下表に基づいて、レジスタ１４４，１４５に記憶された値のうち一つを選択し出力する。
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１において、エッジ存否判定信号ＭＩ１が“０”である場合（エッジが検出されなかた場合）は、他の信号に拘らず、２００ｄｐｉの単独の三角波が選択されるように、波形制御信号ＡＴＢ１が“００”に設定される。また、エッジ存否判定信号ＭＩ１が“１”であって比較結果ＭＩ３が“０”である場合（副走査方向のエッジを構成する傾向が弱い場合）は、４００ｄｉｐの三角波を選択すべく、波形制御信号ＡＴＢ１が“１１”に設定される。
【００６５】
そして、これ以外の場合は、右寄せあるいは左寄せが行われるように、波形制御信号ＡＴＢ１が“０１”または“１０”に設定される。この波形制御信号ＡＴＢ１は、タイミング合せのために遅延回路１４６を介して所定時間（レジスタ１４７によって指定された時間）だけ遅延され、波形制御スクリーン生成部４０５に供給される。
【００６６】
次に、１２１〜１３６はレジスタであり、階調補正制御信号ＭＴＳＥＬの候補となる「１６」種類のデータを記憶する。１３７は出力階調補正ロジック・マルチプレクサであり、セレクタ１４０を介して供給された「２」ビットのデータと、上記波形制御信号ＡＴＢ１（「２」ビット）とを合せた計「４」ビットのデータを選択信号とし、上述した「１６」種類のデータのうち何れかを選択し、選択したデータを階調補正制御信号ＭＴＳＥＬとして出力する。
【００６７】
この階調補正制御信号ＭＴＳＥＬは、遅延回路１３８を介して所定時間（レジスタ１３９によって指定された時間）だけ遅延され、出力階調補正部４０４に供給される。また、上述したセレクタ１４０には、種別指令信号ＳＴＹＰＥ’と、他の信号（ＳＴＲＣ）とが供給され、タグ制御レジスタ１４１の内容に基づいて、そのうち一方が出力階調補正ロジック・マルチプレクサ１３７に供給される。通常の使用状態では、種別指令信号ＳＴＹＰＥ’が選択されるように、タグ制御レジスタ１４１の内容が設定される。
【００６８】
Ｂ−５．空間デジタルフィルタ回路４２０
次に、空間デジタルフィルタ回路４２０の構成を図７を参照し説明する。
図において２６５は種別指令レジスタであり、ユーザより指定された原稿画像の種別（文字、写真、文字＋写真、または地図）を表す「２」ビットのデータが書込まれる。このデータは、セレクタ２６６の一端に供給される。また、セレクタ２６６の他端には、ＣＰＵ４０９から「２」ビットの種別検出信号ＳＴＹＰＥが供給される。
【００６９】
セレクタ２６６は、レジスタ２６７に記憶されたデータに基づいて、種別指令レジスタ２６５の内容、あるいは種別検出信号ＳＴＹＰＥのうち一方を選択し、選択した信号を種別指令信号ＳＴＹＰＥ’として出力する。次に、２６０〜２６４は加算回路である。加算回路２６０は、マトリクス信号ＭＴＸ内のフリップフロップＡ，Ｅ，Ｕ，Ｙの出力信号を加算し、加算結果Ｓ１を出力する。
【００７０】
同様に、加算回路２６１はフリップフロップＢ，Ｄ，Ｆ，Ｊ，Ｐ，Ｔ，Ｖ，Ｘの出力信号を加算して加算結果Ｓ２を出力し、加算回路２６２はフリップフロップＣ，Ｋ，Ｏ，Ｗの出力信号を加算して加算結果Ｓ３を出力し、加算回路２６３はフリップフロップＧ，Ｉ，Ｑ，Ｓの出力信号を加算して加算結果Ｓ３を出力し、加算回路２６４はフリップフロップＨ，Ｌ，Ｎ，Ｒの出力信号を加算して加算結果Ｓ５を出力する。
【００７１】
１７０〜１７５はレジスタであり、係数ｇ１〜ｇ６を記憶する。これら係数ｇ１〜ｇ６は、原稿種別に対応して「４」種類づつ記憶されている。１８０〜１８５はセレクタであり、種別指令信号ＳＴＹＰＥ’に対応した係数ｇ１〜ｇ６を各々選択して出力する。１９０〜１９５は乗算回路であり、加算結果Ｓ１〜Ｓ５および注目画素値ｄＭに対して選択された係数ｇ１〜ｇ６を各々乗算し、乗算結果Ｓ１’〜Ｓ５’を出力する。
【００７２】
次に、２００〜２０５はレジスタであり、各々シフト量ＳＧ１〜ＳＧ６を記憶する。これらシフト量ＳＧ１〜ＳＧ６も画像種別に対応して「４」種類づつ記憶されている。２１０〜２１５はセレクタであり、種別指令信号ＳＴＹＰＥ’に対応したシフト量ＳＧ１〜ＳＧ６を各々選択して出力する。２２０〜２２５はシフト回路であり、シフト量ＳＧ１〜ＳＧ６で指定された桁数だけ乗算結果Ｓ１’〜Ｓ５’をシフトし、乗算結果Ｓ１”〜Ｓ５”として出力する。
【００７３】
２２６は加算回路であり、乗算結果Ｓ１”〜Ｓ５”を加算し、その結果を修正注目画素値ｄＭ’として出力する。すなわち、修正注目画素値ｄＭ’は、マトリクス信号ＭＴＸを成す５×５マトリクスの各値に対して下表２に示す重み付けを行って積和演算した結果になる。
【００７４】
【表２】
【００７５】
表２において、Ｈ１〜Ｈ６は重み付け係数である。本実施例にあっては、マトリクス信号ＭＴＸ中で同一の重み付け係数が乗算される信号は、予め加算回路２６０〜２６４において加算される。これにより、乗算回数が減少し、回路の小規模化と演算の高速化を達成することが可能になる。ところで、重み付け係数Ｈｎ（但しｎ＝１，２，・・・・，６）は、「ｇｎ×２ＳＧｎ」に等しい。換言すれば、本実施形態にあっては、加算結果Ｓ１〜Ｓ５に重み付け係数Ｈ１〜Ｈ６を乗算するという動作が、乗算回路１９０〜１９５における乗算とシフト回路２２０〜２２５におけるシフト動作との２段階に分けて実行されることになる。
【００７６】
これにより、本実施形態にあっては、乗算回路１９０〜１９５における被乗数の桁数を揃えることができ、乗算回路１９０〜１９５を固定小数点型の乗算器として実現することができる。固定小数点型の乗算器は浮動小数点型のものより高速化できるから、本実施形態にあっては、修正注目画素値ｄＭ’を一層高速に計算することが可能になる。
【００７７】
ここで、重み付け係数Ｈ１〜Ｈ６は、注目画素値ｄＭのエッジを強調するように設定される。例えば、注目画素値ｄＭが主走査方向の座標値ｘに対して図１２（ａ）の特性Ａ１に示すように山状に変化する場合、修正注目画素値ｄＭ’は、同図の特性Ａ２に示すように、山状の頂部付近は高く、裾野部分は低くなる。
【００７８】
ここで、空間デジタルフィルタ回路４２０のフィルタリング特性の一例について若干説明しておく。まず、空間デジタルフィルタ回路４２０は、巨視的な画像濃度を変更しないように、空間周波数が「０」である場合はゲインが「０ｄＢ」になるように設定される。そして、空間周波数が若干高い領域（例えば１００ｄｐｉ程度）では、エッジ強調を行うために、ゲインは「０ｄＢ」を超えるようになる。しかし、さらに高い空間周波数（例えば２００ｄｐｉ以上）にあっては、モアレを防止するため、ゲインは「０ｄＢ」未満の値になる。すなわち、空間デジタルフィルタ回路４２０は、バンド強調型のフィルタ特性を有することになる。
【００７９】
Ｂ−６．非線形フィルタ回路４８０
次に、非線形フィルタ回路４８０の構成を図８を参照し説明する。図において２４０〜２４３はフリップフロップであり、注目画素値ｄＭおよび修正注目画素値ｄＭ’のタイミングを合せるために、注目画素値ｄＭを遅延させて出力する。２４４は減算回路であり、修正注目画素値ｄＭ’から遅延された注目画素値ｄＭを減算し、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」を出力する。この減算結果は、図１２（ａ）の例にあっては、特性Ａ３に示すようになる。
【００８０】
この減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」を注目画素値ｄＭに対する第２のフィルタリング結果と考え、その周波数特性を検討してみる。上述したように、空間周波数が「０」である場合の修正注目画素値ｄＭ’は注目画素値ｄＭに等しいから、かかる場合は減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」は「０」になる。すなわち、ゲインは「−∞」になる。
【００８１】
また、高い空間周波数（モアレを防止するために減衰させている領域）では、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」は「０」未満になるから、やはりゲインは「−∞」になる。そして、両者の中間部分（エッジ強調の行われている領域）では、ゲインは有限値になる。換言すれば、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」は、注目画素値ｄＭの中間部分の周波数成分を抽出したものになる。
【００８２】
このように、空間デジタルフィルタ回路４２０と減算回路２４４とを合わせて、バンドパスフィルタの特性が実現されている。次に、２４５はレジスタであり、画像種別に対応して「４」種類の定数ｅｍ＿ｐを記憶する。２４６はセレクタであり、種別指令信号ＳＴＹＰＥ’に基づいて、対応する定数ｅｍ＿ｐを選択して出力する。
【００８３】
２４７は乗算器であり、上記減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」に対して選択された定数ｅｍ＿ｐを乗算し、乗算結果を修正量ｄＭＸとして出力する。すなわち、修正量ｄＭＸは、例えば図１２（ａ）の特性Ａ４に示すようになる。次に、２４８および２４９はレジスタであり、所定の閾値ｔｈ＿ｐおよびｔｈ＿ｍを各々記憶する。２５０は比較器であり、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」が閾値ｔｈ＿ｐ以上になる場合に“１”信号、それ以外の場合に“０”信号を出力する。
【００８４】
一方、比較器２５１は、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」が閾値ｔｈ＿ｍ以下になる場合に“１”信号、それ以外の場合に“０”信号を出力する。２５２はセレクタであり、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」の符号ビットが供給されると、これに応じて比較器２５０，２５１の出力信号のうち一方を選択して出力する。すなわち、セレクタ２５２は、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」が「０」以上である場合は比較器２５０の出力信号を、「０」未満である場合は比較器２５１の出力信号を選択する。
【００８５】
２５４はセレクタであり、制御装置４０８から供給される制御信号ＭＭＳ．ＣＮＴに基づいて、注目画素値ｄＭまたは修正注目画素値ｄＭ’のうち一方を選択し出力する。２５３はセレクタであり、セレクタ２５２の出力信号が“１”である場合は修正量ｄＭＸ、“０”である場合は値「０」を選択して出力する。２５５は加算器であり、セレクタ２５３，２５４で各々選択された信号を加算し、加算結果ｄＭ１を出力する。
【００８６】
次に、図１２（ａ），（ｂ）を参照して、減算回路２４４〜加算器２５５までの部分の動作を説明する。なお、セレクタ２５４にあっては修正注目画素値ｄＭ’が選択されていることとする。同図（ａ）において座標値ｘが座標値ｘ１１未満である区間にあっては、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」が「０」未満であるから、セレクタ２５２にあっては比較器２５１の出力信号が選択される。ここで、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」は閾値ｔｈ＿ｍ以下ではないから、セレクタ２５２を介して、比較器２５１からセレクタ２５３に“０”信号が供給される。
【００８７】
従って、セレクタ２５３にあっては「０」が選択され、加算器２５５の一入力端に供給される。一方、セレクタ２５４を介して修正注目画素値ｄＭ’が他入力端に供給される。従って、加算結果ｄＭ１は、修正注目画素値ｄＭ’と等しくなる。次に、座標値ｘがｘ１１〜ｘ１２の区間にあっては、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」が閾値ｔｈ＿ｍ以下になるから、セレクタ２５２を介して、比較器２５１からセレクタ２５３に“１”信号が供給される。
【００８８】
これにより、乗算器２４７からセレクタ２５３を介して、修正量ｄＭＸが加算器２５５に供給される。ここで、修正量ｄＭＸは負値であるから、図１２（ｂ）に示すように、加算結果ｄＭ１は修正注目画素値ｄＭ’よりも低くなる。その後、座標値ｘ１２において減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」が閾値ｔｈ＿ｍを超えると、比較器２５１から再度“０”信号が出力されるから、セレクタ２５３において値「０」が選択され、加算結果ｄＭ１は修正注目画素値ｄＭ’と等しくなる。
【００８９】
その後、座標値ｘがｘ１２，ｘ１３のほぼ中間値になると、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」の符号が正に転換され、セレクタ２５２においては比較器２５０の出力信号が選択される。しかし、この時点では該減算結果は閾値ｔｈ＿ｐ未満であるから、比較器２５０からは“０”信号が出力されている。従って、加算結果ｄＭ１は、引続き、修正量ｄＭＸに等しくなる。
【００９０】
次に、座標値ｘがｘ１３の区間にあっては、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」が閾値ｔｈ＿ｐ以上になるから、セレクタ２５２を介して、比較器２５０からセレクタ２５３に“１”信号が供給され、このセレクタ２５３を介して加算器２５５に修正量ｄＭＸが供給される。ここで、修正量ｄＭＸは正値であるから、図１２（ｂ）に示すように、加算結果ｄＭ１は修正注目画素値ｄＭ’よりも高くなる。
【００９１】
以後、上述した動作と逆の順序で加算結果ｄＭ１が変化する。すなわち、座標値ｘがｘ１４〜ｘ１５の区間に入ると加算結果ｄＭ１は修正注目画素値ｄＭ’に等しくなり、ｘ１５〜ｘ１６の区間に入ると加算結果ｄＭ１は修正注目画素値ｄＭ’よりも低くなる。なお、上述した動作はセレクタ２５４で修正注目画素値ｄＭ’が選択された場合について説明したが、注目画素値ｄＭが選択された場合であっても同様の動作が行われる。
【００９２】
図１２（ｂ）において修正注目画素値ｄＭ’と加算結果ｄＭ１とを比較すると、エッジを強調する傾向（山状の頂部付近を高く、裾野部分を低くする傾向）は、加算結果ｄＭ１において一層強くなっていることが解る。すなわち、本実施形態にあっては、一般的な線形の空間デジタルフィルタ回路４２０に僅かな回路（減算回路２４４〜加算器２５５の部分）を追加することにより、線形の空間デジタルフィルタ回路では到底為し得なかった急峻なエッジ強調を行うことが可能になる。
【００９３】
図８に戻り、２３０〜２３２はフリップフロップであり、修正注目画素値ｄＭ’を順次遅延させる。フリップフロップ２３０，２３１の出力信号は加算器２３３において加算される。また、２３４はレジスタであり、所定の定数（例えば「０．２５」）を記憶する。乗算器２３６は上記加算結果と該定数とを乗算して出力する。また、レジスタ２３５には他の定数（例えば、「０．５」）が記憶されている。
【００９４】
フリップフロップ２３１の出力信号は乗算器２３７に供給され、ここで上記他の定数が乗算される。乗算器２３６，２３７の乗算結果は加算器２３８において加算され、その結果は加算結果ｄＭ２として出力される。従って、この加算結果ｄＭ２は、修正注目画素値ｄＭ’を平滑化したものになる。２５６はセレクタであり、フィルタ切換信号ＦＣＸ（図６参照）に基づいて、加算結果ｄＭ１，ｄＭ２のうち一方を選択し、選択した結果を画像データＣＤ０として出力する。
【００９５】
すなわち、比較結果ＦＣ１，ＦＣ２，ＦＷＣ１のうち何れかが“１”になると（エッジが検出されると）フィルタ切換信号ＦＣＸが“１”になる。これにより、加算結果ｄＭ１が選択され、急峻なエッジ強調の行われた結果が画像データＣＤ０として出力される。一方、フィルタ切換信号ＦＣＸが“０”である場合は、注目画素値ｄＭに対して若干エッジの強調された加算結果ｄＭ２が画像データＣＤ０として出力されることになる。
【００９６】
［ 実施形態の動作 ］
Ａ．複写モード
ユーザが操作・表示パネル４０７において所定の操作（例えばコピースタートボタンの押下）を行うと、複合機の動作モードが複写モードに設定され、入力セレクト信号ＩＮＳＥＬが“０”に設定される。これにより、出力セレクト信号ＯＵＴＳＥＬも“０”に設定される。次に、画像読取り装置４０１において原稿の内容が読取られると、セレクタ６０２、入力階調補正部４０２を介してエッジ補正処理部４０３に画像データが供給される。その際、ＣＰＵ４０９にあっては、原稿画像の種別を示す種別検出信号ＳＴＹＰＥが出力される。
【００９７】
マトリクス回路４１０内の５×５マトリクスにおいてエッジが存在しない場合は、比較結果ＷＣ１〜ＷＣ３，ＦＷＣ１（図５参照）が何れも“０”になるからエッジ存否判定信号ＭＩ１も“０”になる。これにより、波形制御信号ＡＴＢ１は“００”に固定され、波形制御スクリーン生成部４０５のセレクタ１６４にあっては、パターン信号ＳＡが選択される。
【００９８】
次に、５×５マトリクス内で主走査方向または副走査方向に沿ってある程度強いエッジが発生すると、比較結果ＷＣ１〜ＷＣ３のうち何れかが“１”になり、エッジ存否判定信号ＭＩ１も“１”になる。従って、表１に示すように、比較結果ＭＩ２，ＭＩ３に基づいて波形制御信号ＡＴＢ１が選択される。これにより、波形制御スクリーン生成部４０５（図９参照）にあっては、パターン信号ＳＡ，ＳＢ，ＳＣが適宜切り換えられ、エッジ方向に応じた三角波が選択される。
【００９９】
しかし、比較結果ＦＣ１，ＦＣ２，ＦＷＣ１のうち何れかが“１”になる程度までエッジが強くなければ、フィルタ切換信号ＦＣＸは“０”になる。これにより、セレクタ２５６（図８参照）にあっては、エッジをやや強調した加算結果ｄＭ２が画像データＣＤ０として選択され、波形制御スクリーン生成部４０５に供給される。
【０１００】
一方、出力階調補正ロジック・マルチプレクサ１３７においては、上記パターン信号に対応した階調補正制御信号ＭＴＳＥＬが選択される。これにより、出力階調補正部４０４にあっては、画像データＣＤ０に対してパターン信号ＳＡ，ＳＢ，ＳＣに応じたスクリーン特性が付与され、その結果が画像データＣＤ１として出力される。波形制御スクリーン生成部４０５にあっては、この画像データＣＤ１と波形制御信号ＡＴＢ１とに基づいてパルス幅変調信号が生成される。この結果、画像出力装置４０６においては、ややエッジの強調された画像が用紙に出力される。
【０１０１】
次に、５×５マトリクス内で主走査方向、副走査方向または傾斜方向に沿ってさらに強いエッジが発生すると、比較結果ＦＣ１，ＦＣ２，ＦＷＣ１のうち何れかが“１”になり、フィルタ切換信号ＦＣＸも“１”になる。これにより、セレクタ２５６にあっては、エッジを相当に強調した加算結果ｄＭ１が画像データＣＤ０として選択され、波形制御スクリーン生成部４０５に供給される。これにより、出力階調補正部４０４、波形制御スクリーン生成部４０５および画像出力装置４０６を介して、相当にエッジの強調された画像が用紙に出力される。
【０１０２】
Ｂ．プリントモード
ホストコンピュータからプリンタ・インターフェース６０１にプリントデータが供給されると、複合機の動作モードはプリントモードに設定され、入力セレクト信号ＩＮＳＥＬは“１”に設定される。これにより、供給されたプリントデータは、二値エッジ判定部６０３および入力階調補正部４０２の双方に供給され、双方で並列にスムージング処理が行われることになる。
【０１０３】
ここで、プリントデータが多値画像データである場合は、一般的には、二値エッジ判定信号ＥＧＨは“０”になる。これにより、セレクタ６０６，６０７にあっては、画像データＣＤ１および波形制御信号ＡＴＢ１が選択される。すなわち、かかる場合は、画像データＣＤ２および波形制御信号ＡＴＢ２は無視され、複写モードにおいて説明したのと同様の処理が実行されることになる。
【０１０４】
一方、プリントデータとして二値画像データが供給されると、二値エッジ判定信号ＥＧＨが“１”になり、出力セレクト信号ＯＵＴＳＥＬも“１”になる。これにより、二値用スムージング処理の結果である画像データＣＤ２と波形制御信号ＡＴＢ２とが、セレクタ６０６，６０７を介して波形制御スクリーン生成部４０５に供給される。これにより、二値画像データに適するスムージング処理の施された画像が画像出力装置４０６を介して出力される。
【０１０５】
ここで、プリントデータとして、二値画像データと多値画像データとを混在させたものが考えられる。例えば写真と文字とを合成した画像や、文字に適宜網かけを施した画像等である。このようなプリントデータが供給されると、３×３マトリクス回路２８２（図１３参照）内の状態に応じて、セレクタ６０６，６０７が画素毎に切り換えられ、各部分に適したスムージング処理が施されることになる。
【０１０６】
なお、プリントデータが多値画像データであったとしても、「０」および「２５５」の画素値を有する画素が隣接する可能性は否定できない。かかる場合は、プリントデータが多値画像データであるにもかかわらず二値画像データであると判定され、二値画像データ用のスムージング処理が多値画像データに施されることになる。しかし、かかる状況が発生する可能性は僅かであり、画像全体に及ぼす影響は些細なものに過ぎない。
【０１０７】
［ 変形例 ］
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように種々の変形が可能である。
▲１▼上記実施形態にあっては、プリントデータが二値画像データであるか多値画像データであるかの判定は、主走査方向または副走査方向に隣接し「２５５」および「０」の画素値を有する２つ画素が存在するか否かに基づいて行われた。しかし、かかる判定は、他の条件に基づいて行ってもよい。例えば、３×３マトリクス回路２８２内の画素値として「２５５」および「０」が共に存在し、かつ、それ以外の画素値が存在しない場合にのみ二値画像データであると判定してもよい。
【０１０８】
▲２▼上記実施形態は本発明をモノクロ複合機に適用した例を説明したが、上述した各処理を各原色（シアン、マゼンタ、イエロー、黒）毎に行うことにより、本発明をカラー複合機に適用できることは言うまでもない。
【０１０９】
▲３▼上記実施形態にあっては、修正注目画素値ｄＭ’にフィルタリング処理を施して加算結果ｄＭ２を生成したが、加算結果ｄＭ２に代えて修正注目画素値ｄＭ’をそのままセレクタ２５６に供給してもよい。
【０１１０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、エッジ強度検出手段は、エッジ方向を算出するための途中経過である途中演算結果を用いてエッジ強度を求めるから、小規模な回路で高速かつ高精度なエッジ検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による複合機の全体構成を示すブロック図である。
【図２】エッジ補正処理部４０３の概略構成を示すブロック図である。
【図３】マトリクス回路４１０等のブロック図である。
【図４】エッジ検出フィルタ回路４３０のブロック図である。
【図５】エッジ強度判定回路４５０およびエッジ方向検出回路４６０のブロック図である。
【図６】エッジ方向判定ロジック回路５００およびＴＲＣタグ生成ルックアップテーブル５１０のブロック図である。
【図７】空間デジタルフィルタ回路４２０のブロック図である。
【図８】非線形フィルタ回路４８０のブロック図である。
【図９】波形制御スクリーン生成部４０５のブロック図である。
【図１０】画像データのスムージング処理の説明図である。
【図１１】出力階調補正部４０４の補正特性を示す図である。
【図１２】非線形フィルタ回路４８０の動作説明図である。
【図１３】二値エッジ判定部６０３のブロック図である。
【図１４】二値用スムージング処理部６０４のブロック図である。
【図１５】二値用スムージング処理部６０４の動作説明図である。
【符号の説明】
２１〜２４ 加算器（前段演算回路）
２５〜２８ 加算器（エッジ強度検出手段）
２９，３０ 減算器（エッジ方向検出手段）
４７，４８ 減算器（エッジ強度検出手段）
４１０ マトリクス回路（記憶手段）
５００ エッジ方向判定ロジック回路（表示信号生成手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ等に用いて好適な画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスを用いる複写機、プリンタ等にあっては、画素値がアナログ信号に変換された後パターン信号（一般的には三角波）と比較され、この比較結果によってレーザダイオードが点滅制御される。また、画像のスムージングを行うために、複数のパターン信号（例えば１８０°の位相差を有する「２」系統の三角波）を準備するとともに画像のエッジを検出し、エッジ検出結果に応じたパターン信号を選択する技術も知られている。
【０００３】
エッジ検出を行う場合、注目画素を中心とする複数のマトリクス（例えば３×３と５×５）を用い、一方のマトリクスでエッジ方向を検出し、他方でエッジ強度を検出すると好適である。これらの検出は、マトリクス内の画素値の積和演算によって実現できる。このように、目的に応じた複数のマトリクスを用い、各々において積和演算を行うことにより、エッジ検出の精度を高めることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、複数のマトリクスに対して積和演算を行うと、演算回路が大規模化するとともに演算時間も増大する。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、小規模な回路で高速かつ高精度なエッジ検出を行うことができる画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の構成にあっては、注目画素を中心とする第１の領域と、この第１の領域を囲む第２の領域とに属する画素値を記憶する記憶手段と、前記記憶手段のうち前記第１の領域に属する画素値に基づいて、エッジ方向を算出するための途中経過である途中演算結果を出力する前段演算回路と、前記途中演算結果を用いて前記注目画素におけるエッジ方向を求めるエッジ方向検出手段と、前記途中演算結果と、前記第２領域に属する画素値とを用いて前記注目画素におけるエッジ強度を求めるエッジ強度検出手段とを具備することを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２記載の構成にあっては、請求項１記載の画像処理装置において、前記第１の領域は注目画素を中心とするＮ行Ｎ列（但しＮは３以上の奇数）の領域であり、前記第２の領域はＭ行Ｍ列（但しＭはＮを超える奇数）の領域のうち前記第１の領域を除いた部分であり、前記エッジ方向と前記エッジ強度とに基づいて前記注目画素の表示信号を生成する表示信号生成手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
［ 実施形態の構成 ］
Ａ．実施形態の全体構成
次に、図１を参照し本発明の第１実施形態の複合機の全体構成を説明する。
図において４０１は画像読取り装置であり、原稿を読取り、その結果を画像データとして出力する。この画像データは、「０」〜「２５５」の値によって表現される「２５６」階調の多値画像データである。６０１はプリンタ・インターフェースであり、ホストコンピュータ（図示せず）から供給されたプリントデータを受信する。
【０００８】
このプリントデータは、「２５６」階調の多値画像データまたは二値画像データである。プリントデータが二値画像データである場合は、画素値は「０」または「２５５」によって表現される。６０２はセレクタであり、入力セレクト信号ＩＮＳＥＬに基づいて、画像読取り装置４０１またはプリンタ・インターフェース６０１から出力された画像データのうち一方を選択する。なお、入力セレクト信号ＩＮＳＥＬは、画像読取り装置４０１を選択すべき場合に“０”、プリンタ・インターフェース６０１を選択すべき場合に“１”になる。４０２は入力階調補正部であり、この選択された画像データの階調補正を行う。
【０００９】
４０９はＣＰＵであり、デジタイザ等の入力装置によって指定された領域データに基づいて、画像の種別を指定する種別検出信号ＳＴＹＰＥを出力する。４０３はエッジ補正処理部であり、入力階調補正部４０２で補正された画像データに対してエッジ強調等の処理を施し、その結果を画像データＣＤ０として出力する。また、エッジ補正処理部４０３は、波形制御信号ＡＴＢ１（詳細は後述する）を出力する。４０４は出力階調補正部であり、画像データＣＤ０の出力階調補正を行い、その結果を画像データＣＤ１として出力する。
【００１０】
次に、６０３は二値エッジ判定部であり、プリントデータの注目画素が二値画像データのエッジを構成するか否かを判定し、その結果を二値エッジ判定信号ＥＧＨとして出力する。この二値エッジ判定信号ＥＧＨは、二値画像データのエッジが検出されると“１”、それ以外の場合に“０”になる信号である。また、６０４は二値用スムージング処理部であり、プリントデータが二値画像データであると仮定して、スムージング処理を行う。そして、二値用スムージング処理部６０４は、スムージングの施された（多値化された）画像データＣＤ２と、波形制御信号ＡＴＢ２とを出力する。
【００１１】
６０５はデコーダ回路であり、入力セレクト信号ＩＮＳＥＬと二値エッジ判定信号ＥＧＨとの論理和を出力セレクト信号ＯＵＴＳＥＬとして出力する。すなわち、出力セレクト信号ＯＵＴＳＥＬは、入力セレクト信号ＩＮＳＥＬによってプリンタ・インターフェース６０１が選択され、かつ、二値エッジ判定部６０３によって二値画像データのエッジが検出された場合に“１”になり、それ以外の場合は“０”になる。
【００１２】
次に、６０６，６０７はセレクタであり、出力セレクト信号ＯＵＴＳＥＬが“０”である場合は画像データＣＤ１，波形制御信号ＡＴＢ１を選択し、“１”である場合は画像データＣＤ２，波形制御信号ＡＴＢ２を選択し、選択した信号を各々画像データＣＤ，波形制御信号ＡＴＢとして出力する。４０５は波形制御スクリーン生成部であり、スクリーン信号（三角波）と上記画像データＣＤとを比較することにより、該画像データＣＤをパルス幅変調する。
【００１３】
４０６は画像出力装置であり、波形制御スクリーン生成部４０５から出力されたパルス幅変調信号によってレーザダイオードの点滅状態を制御し、周知の電子写真プロセスによって、用紙に画像を出力する。すなわち、画像データＣＤに応じた大きさのドットが出力される。４０８は制御装置であり、上述した各構成要素を制御する。４０７は操作・表示パネルであり、ユーザによって適宜操作され、複合機の動作モード等を設定する。
【００１４】
上述した各構成要素のうち、符号番号が「６００」以上のものはオプションである。すなわち、プリントデータを出力するための構成要素は、それが必要なユーザに対してのみ提供されることになる。オプションを装着しない場合は、画像読取り装置４０１から出力された画像データは入力階調補正部４０２に直接供給されることになる。同様に、画像データＣＤ１は画像データＣＤとして、波形制御信号ＡＴＢ１は信号ＡＴＢとして、波形制御スクリーン生成部４０５に直接供給される。
以下、上述した構成のうち主要部分の詳細構成を説明する。
【００１５】
Ａ．波形制御スクリーン生成部４０５
次に、波形制御スクリーン生成部４０５の構成を図９を参照し説明する。
図において１６０はＤ／Ａ変換回路であり、画像データＣＤをアナログ信号に変換して出力する。また、１６１はパターン発生部であり、２００ｄｐｉに相当する周期を有する三角波であるパターン信号ＳＡを出力する。また、１６２は他のパターン発生部であり、パターン信号ＳＡに対して「１８０°」位相の異なる三角波であるパターン信号ＳＢを出力する。また、１６３もパターン発生部であり、４００ｄｉｐに相当する周期を有する三角波であるパターン信号ＳＣを出力する。
【００１６】
１６４はセレクタであり、これらパターン信号ＳＡ，ＳＢ，ＳＣのうち何れかを波形制御信号ＡＴＢに基づいて選択する。１６５はコンパレータであり、アナログ信号に変換された画像データＣＤと、選択されたパターン信号とを比較し、前者のレベルが後者のレベル以上になる場合に“１”、それ以外の場合に“０”になるパルス幅変調信号を出力する。
【００１７】
ここで、「３」種類のパターン信号ＳＡ，ＳＢ，ＳＣを切り換えて使用する技術は従来より知られているものであるが、その理由について図１０を参照して簡単に説明しておく。まず、画像データＣＤが同図（ａ）に示すような多値画像データであった場合、パターン信号ＳＡのみを用いてパルス幅変調信号を生成すると、同図（ｂ）に示すように画像が跡切れ、「２線ボケ」と称される不具合が生じる。
【００１８】
そこで、同図（ｃ）に示すように、画像が跡切れないようにパターン信号ＳＡ，ＳＢのうち一方を選択することにより、「２線ボケ」を防止することができる。このように、２００ｄｐｉの信号としては、「１８０°」位相の異なる二系統の信号を用いるべきである。また、４００ｄｉｐのパターン信号ＳＣのみを用いてパルス幅変調信号を生成した場合の例を同図（ｄ）に示す。
【００１９】
この図においては、画像は両端のエッジで跡切れているように見えるが、実際は電子写真プロセスの再現特性により狭い空白部分は埋められ、出力画像に跡切れは生じない。さらに、４００ｄｉｐのパターン信号ＳＣを用いることにより、出力画像の解像度を高くすることができる。しかし、パターン信号ＳＣのみを用いると、階調度の再現性が悪化するという問題が生じる。従って、画像の状態等に応じて、２００ｄｐｉおよび４００ｄｉｐのパターン信号のうち好適なものを選択し、これによって出力すべきドットの種類を変更すべきである。
以上が、「３」種類のパターン信号ＳＡ，ＳＢ，ＳＣを切り換えて使用すべき理由である。
【００２０】
なお、２００ｄｐｉのパターン信号を用いるべき場合、波形制御信号ＡＴＢは、パターン信号ＳＡ，ＳＢの区別を直接指令するのではなく、「右エッジ」、「左エッジ」または「エッジ無し」を指令する。従って、セレクタ１６４は、指示されたエッジ方向（またはエッジの有無）と、その時点におけるパターン信号ＳＡ，ＳＢの位相に基づいて、パターン信号ＳＡ，ＳＢのうち何れかを選択することになる。
【００２１】
ところで、パターン発生部１６１，１６２の具体的構成として、パターン発生部１６１，１６２を独立したパルス発振器で実現し、両者に位相ロックをかけて「１８０°」の位相差を維持する構成が考えられる。しかし、かかる構成では２台のパルス発振器とＰＬＬ回路とが必要になり、装置が高価になるという欠点がある。そこで、一方のみを独立したパルス発振器として構成しておき、他方は直流電圧から該パルス電圧を減算する減算器として実現する構成が一般的に採られている。
【００２２】
ここで、パターン発生部１６１が独立したパルス発振器であって、パターン信号ＳＡが理想的な波形を有していれば、その結果としてパターン信号ＳＢも理想的な波形を有することになる。しかし、充分に高精度な三角波を発生するパルス発振器は高価であり、そのようなものを用いることは技術的には可能であっても実現性に乏しい。
【００２３】
すなわち、パターン発生部１６１は可能な限り簡易な回路で実現されるから、パターン信号ＳＡは、理想的な三角波と比較すると歪を有することになる。さらに、かかる歪と逆方向の歪がパターン信号ＳＢにも生ずることになる。その結果、画像データＣＤのレベルが一定であったとしても、パターン信号ＳＡ，ＳＢのうち何れを用いるかによって濃度差が生じることになる。この点はパターン信号ＳＣについても同様である。ここで、パターン信号ＳＡ，ＳＢ，ＳＣに応じて相違したスクリーン特性の一例を図１１（ａ）に示す。
【００２４】
Ａ．出力階調補正部４０４
次に、出力階調補正部４０４について説明する。出力階調補正部４０４は波形制御スクリーン生成部４０５の前段に設けられることにより、上述したスクリーン特性の相違を補償するものである。すなわち、出力階調補正部４０４には、パターン信号ＳＡ，ＳＢ，ＳＣに各々対応するテーブルが設けられ、画像データＣＤ０の同一の濃度に対してほぼ同一の出力画像濃度Ｄｏｕｔが得られるように、画像データＣＤ１の濃度を設定する。このテーブルの特性の一例を図１１（ｂ）に示す。
【００２５】
ところで、本実施形態にあっては、入力画像の種類（文字、写真、文字＋写真、または地図）に応じて各種のパラメータが変更される。従って、出力階調補正部４０４には、「４」種類の入力画像と「３」種類のパターン信号とに対応して、「１２」種類のテーブルが設けられている。そして、階調補正制御信号ＭＴＳＥＬに基づいて、使用すべきテーブルが選択される。
【００２６】
Ａ．二値エッジ判定部６０３
次に、二値エッジ判定部６０３の構成を図１３を参照し説明する。図において２８０，２８１はＦＩＦＯバッファであり、主走査方向の１ライン相当分だけプリントデータを遅延させて出力する。従って、ＦＩＦＯバッファ２８０の入力データおよび出力データと、ＦＩＦＯバッファ２８１の出力データとによって、「３」ライン分のプリントデータが得られる。
【００２７】
２８２は３×３マトリクス回路であり、「８」ビットのフリップフロップ「９個」を３行３列（座標値：（０，０）〜（２，２））に配列して成るものである。次に、２８４は「２５５」判定／カウンタであり、３×３マトリクス回路２８２内の各画素値のうち「２５５」の値を有するものが存在すると、その座標値を出力する。また、２８５は「０」判定／カウンタであり、３×３マトリクス回路２８２内の各画素値のうち「０」の値を有するものが存在すると、その座標値を出力する。
【００２８】
次に、２８６は論理回路であり、「２５５」判定／カウンタ２８４および「０」判定／カウンタ２８５から出力された座標値に基づいて、３×３マトリクス内に二値エッジが存在するか否かを判定し、その結果を表す二値エッジ判定信号ＥＧＨを出力する。すなわち、論理回路２８６は、主走査方向または副走査方向に隣接し「２５５」および「０」の画素値を有する２つ画素が存在するか否かを判定し、存在する場合は“１”に、存在しない場合は“０”に、二値エッジ判定信号ＥＧＨを設定する。
【００２９】
次に、２８３は比較器であり、注目画素（３×３マトリクス内の座標値（１，１）の画素）は「２５５」に等しいか否かを判定し、等しい場合に“１”に、等しくない場合に“０”になる二値エッジ信号ＰＤ０を出力する。ところで、上述したように、プリンタ・インターフェース６０１から二値エッジ判定部６０３に供給される画像データは、「２５６」階調の多値画像データ、または、「０」または「２５５」の画素値を有する二値画像データである。
【００３０】
前者の多値画像データが二値エッジ判定部６０３に供給された場合は、二値エッジ信号ＰＤ０は特に意味の無い信号になる。一方、後者の二値画像データが供給された場合は、二値エッジ信号ＰＤ０は、該二値画像データを一般的な形式（画素値を「０」または「１」で表現する二値画像データ）に変換したものになる。
【００３１】
Ａ．二値用スムージング処理部６０４
次に、二値用スムージング処理部６０４の構成を図１４を参照し説明する。図において２９０はＦＩＦＯバッファであり、主走査方向の１ライン相当分づつ、「８」回に渡って二値エッジ信号ＰＤ０を遅延させ出力する。従って、遅延されていない二値エッジ信号ＰＤ０自体と、このＦＩＦＯバッファ２９０の各出力信号とに基づいて、「９」ライン分の二値エッジ信号ＰＤ０が得られる。
【００３２】
２９１は窓化回路であり、「１」ビットのフリップフロップ「８１個」を９行９列に配列し、９×９マトリクス（座標値：（０，０）〜（８，８））を成すものである。２９２は論理回路であり、窓化回路２９１の出力信号（９×９マトリクスの各値）に基づいて、注目画素値（座標値：（４，４）〜（８，８））を多値化して成る多値画像データＣＤ２と、波形制御信号ＡＴＢ２とを出力する。
【００３３】
ここで、二値用スムージング処理部６０４によるスムージング処理の一例を図１５に示す。同図（ａ）は、二値用スムージング処理部６０４に入力された二値エッジ信号ＰＤ０であり、同図（ｂ）は画像データＣＤ２を示す。画像データＣＤ２は二値エッジ信号ＰＤ０を多値化し、エッジ部分を中間濃度にしたものになる。また、同図（ｃ）は、この画像データＣＤ２と上記波形制御信号ＡＴＢ２とに基づいて、波形制御スクリーン生成部４０５で生成されるパルス幅変調信号を示す。
【００３４】
同図（ｃ）においては、中間濃度部分のレーザダイオードの点灯タイミングは、各画素領域の右寄り、または中央に設定されている。前者は波形制御信号ＡＴＢ２によって「２００ｄｐｉ右寄せ」が指令されたことによるものであり、後者は「４００ｄｉｐ」が指令されたことによるものである。このような画像データＣＤ２および波形制御信号ＡＴＢ２を出力する具体的手法としては、例えば特開平４−１８６４８６号公報、特開平５−６４３８号公報、または特開平５−４６００２号公報等に開示された技術を用いるとよい。
【００３５】
Ｂ．エッジ補正処理部４０３
次に、エッジ補正処理部４０３の概要を図２を参照し説明する。
図において４１０はマトリクス回路であり、セレクタ６０２を介して入力された画像データに基づいて、注目画素を中心とする５×５マトリクスを生成する。４２０は空間デジタルフィルタ回路であり、該５×５マトリクスに対する線形フィルタリング処理により、エッジの強調を行う。
【００３６】
４３０はエッジ検出フィルタ回路であり、５×５マトリクスの各値に対して効率的に加減算等を行い、後段の回路に供給するデータを生成する。４５０、４６０および５００は、エッジ強度判定回路、エッジ方向検出回路およびエッジ方向判定ロジック回路であり、上記波形制御信号ＡＴＢ１を生成する。また、５１０はＴＲＣタグ生成ルックアップテーブルであり、波形制御信号ＡＴＢ１等に基づいて、階調補正制御信号ＭＴＳＥＬを出力する。
【００３７】
４８０は非線形フィルタ回路であり、空間デジタルフィルタ回路４２０から出力された画像データに対して、さらに急峻なエッジ強調を行う。この非線形フィルタ回路４８０におけるエッジ強調は、エッジ強度判定回路４５０から出力されるフィルタ切換信号ＦＣＸによりオン／オフ制御される。
以下、エッジ補正処理部４０３の各部を詳細に説明する。
【００３８】
Ｂ−１．マトリクス回路４１０等
次に、マトリクス回路４１０等の構成を図３を参照し説明する。図においてマトリクス回路４１０は、「８」ビットのフリップフロップを５×５マトリクス状に配列して構成されている。これらフリップフロップを、図上右から左に向かって、および上から下に向かって、アルファベット順にＡ〜Ｙの記号で表す。また、これらフリップフロップの出力信号（「８」ビット×「２５」系統）をマトリクス信号ＭＴＸという。
【００３９】
５×５マトリクス上で最左列のフリップフロップＥ，Ｊ，Ｏ，ＴおよびＹには、所定のクロックに同期して、画像データ中で副走査方向に隣接する「５」画素の濃度信号ＣＤＩ０〜ＣＤＩ４が供給される。これら濃度信号は各画素の濃度を「２５６」階調（「８」ビット）で表現するものである。供給された濃度信号はフリップフロップＥ，Ｊ，Ｏ，ＴおよびＹにラッチされる。また、それ以前に各フリップフロップにラッチされていた内容は、図上右方向にシフトされる。ここで、フリップフロップＭに係る画素はエッジ強調等の処理対象となる注目画素である。
【００４０】
また、１０はＣＰＵバスコントローラであり、制御装置４０８から供給された制御信号に基づいて、後述する各種のレジスタに必要なデータを書込む。１１はタイミング・コントローラであり、供給されたクロック信号等に基づいて、各種の制御信号を出力する。
【００４１】
Ｂ−２．エッジ検出フィルタ４３０
次に、エッジ検出フィルタ回路４３０の構成を図４を参照し説明する。図において２１〜２８，３３〜４４は加算器、２９〜３２，４５〜４８は減算器である。加算器２１は、フリップフロップＧ，Ｈ，Ｉの出力信号を加算し、加算器２２はフリップフロップＱ，Ｒ，Ｓの出力信号を加算し、減算器２９は前者の加算結果ｘ１から後者の加算結果ｘ２を減算し減算結果ｅ５を出力する。
【００４２】
ここで、かかる演算の意義について説明しておく。まず、５×５マトリクスの内部で注目画素を中心とする３×３マトリクスを想定する。上記演算は３×３マトリクスの第１行（最上行）および第３行（最下行）の強度の差を求めたものである。これは、注目画素が上エッジを構成する傾向にあるのか、あるいは下エッジを構成する傾向にあるのかを判定する指標になる。
【００４３】
同様に、加算器２３は、フリップフロップＧ，Ｌ，Ｑの出力信号を加算し、加算器２４はフリップフロップＩ，Ｎ，Ｓの出力信号を加算し、減算器３０は前者の加算結果ｙ１から後者の加算結果ｙ２を減算し減算結果ｅ６を出力する。この減算結果ｅ６は、注目画素が左エッジを構成する傾向にあるのか、あるいは右エッジを構成する傾向にあるのかを判定する指標になる。
【００４４】
次に、加算器２５〜２８，３３〜４４は、５×５マトリクスの各行および列毎の出力信号の加算結果を出力する。ここで、第１行〜第５行の加算結果をｃ１〜ｃ５，第１列〜第５列（列番号は、図１のマトリクス回路４１０内で右側から数える）の加算結果をｒ１〜ｒ５とする。加算器３３〜３８は奇数行および奇数列に対応し、その対応する行または列に属する「５」個のフリップフロップの出力信号がそのまま加算されることにより、各加算結果が求められる。
【００４５】
一方、加算器２５〜２８は偶数行および偶数列に対応する。これら加算器にあっては、先に３×３マトリクスについて求められた加算結果ｘ１，ｘ２，ｙ１，ｙ２が流用されることにより、加算結果が求められる。例えば、加算器２５にあっては、加算結果ｘ１（フリップフロップＧ，Ｈ，Ｉの出力信号の合計）に対して、さらにフリップフロップＦ，Ｊの出力信号が合計され、これによって第２行の加算結果ｃ２が得られる。
【００４６】
ここに本実施形態の一つの特徴がある。すなわち、本実施形態にあっては、３×３マトリクスにおける加算結果を流用して５×５マトリクスにおける加算結果を得ることができる。これにより、後者の演算処理量を削減でき、簡易な回路を用いて演算を高速に行うことが可能になる。
【００４７】
次に、加算器４１は加算結果ｃ１，ｃ２を加算して加算結果ｃ７を出力する。すなわち、加算結果ｃ７は、５×５マトリクス内で注目画素の属する行（第３行）の上方向に位置する全ての画素濃度の総和になる。同様に、加算器４２は加算結果ｃ４，ｃ５を加算して加算結果ｃ８を出力する。すなわち、加算結果ｃ８は、注目画素の属する行（第３行）の下方向に位置する全ての画素濃度の総和になる。次に、減算器４７は、両加算結果ｃ７，ｃ８の差を出力する。
【００４８】
ここで、減算器４７の減算結果は、５×５マトリクスの列方向すなわち副走査方向の濃度勾配の平均値に比例する量になる。そこで、この減算結果を「副走査方向１階微分値ｅ３」と呼ぶ。また、加算器４３，４４および減算器４８にあっては、各列の加算結果ｒ１，ｒ２，ｒ４，ｒ５に対して上述したのと同様の演算が行われ、減算器４８の減算結果は行方向すなわち主走査方向の濃度勾配の平均値に比例する量になる。そこで、この減算結果を「主走査方向１階微分値ｅ４」と呼ぶ。
【００４９】
次に、加算器３９は、加算結果ｃ１，ｃ５の各「１／２」の値を加算し、加算結果ｃ６を出力する。そして、減算器４５は、第３行の加算結果ｃ３から加算結果ｃ６を減算し、その結果を出力する。換言すれば、減算器４５からは、加算結果ｃ１，ｃ３，ｃ５に対して各々「−１／２」，「１」，「−１／２」の重み付けを行った後、これらを加算した結果が出力される。なお、各種値の「１／２」は、単にその値の最下位ビットを無視すれば得られるから、特に除算回路やシフト回路等を設ける必要はない。
【００５０】
さて、減算器４５における減算結果は、副走査方向の濃度勾配が一定である場合は「０」になり、濃度勾配に変化が生じた場合はその変化量に応じた値になる。すなわち、減算器４５から出力される値は、５×５マトリクス内の副走査方向の濃度勾配の勾配に比例する値になる。従って、この値を「副走査方向２階微分値ｅ１」と呼ぶ。また、加算器４０および減算器４６においては、各列の加算結果ｒ１，ｒ３，ｒ５に対して同様の演算が行われ、減算器４６からは主走査方向の濃度勾配の勾配に比例する値になる。従って、この値を「主走査方向２階微分値ｅ２」と呼ぶ。
【００５１】
次に、減算器３１は、注目画素値（フリップフロップＭの出力信号）からフリップフロップＡ，Ｙの各出力信号の「１／２」を減算する。この値は、注目画素を通る右上がりの斜線（フリップフロップＡ，Ｙを通る線）に沿った、濃度の２階微分値に対応する値になる。そこで、この値を「傾斜方向２階微分値ＤＩ１」と呼ぶ。同様に、減算器３２は、注目画素値からフリップフロップＥ，Ｕの各出力信号の「１／２」を減算する。そこで、この減算結果を「傾斜方向２階微分値ＤＩ２」と呼ぶ。
【００５２】
Ｂ−３．エッジ強度判定回路４５０およびエッジ方向検出回路４６０
図５において６０〜６７は絶対値回路であり、上述した各演算結果ｅ１〜ｅ６，ＤＩ１およびＤＩ２の絶対値を出力する。また、絶対値回路６５は、減算結果ｅ６の符号を符号信号ｅ６ｓとして出力する。７０は比較器であり、副走査方向２階微分値ｅ１の絶対値と主走査方向２階微分値ｅ２の絶対値との大小関係を比較する。７１はセレクタであり、この比較結果に基づいて、大きい方の値（以下、値ｍａｘ（｜ｅ１｜，｜ｅ２｜）という）を出力する。
【００５３】
次に、８０は閾値レジスタであり、原画像の種別（文字、写真、文字＋写真、および地図）に対応した「４」種類の閾値ＥＴＨ１を記憶する。そして、種別指令信号ＳＴＹＰＥ’（詳細は後述する）に基づいて、これら「４」種類の閾値ＥＴＨ１の中から何れかを選択して出力する。１００は比較器であり、値ｍａｘ（｜ｅ１｜，｜ｅ２｜）が閾値ＥＴＨ１以上である場合に“１”、それ以外の場合に“０”となる比較結果ＦＣ１を出力する。
【００５４】
また、８１は閾値レジスタであり、「４」種類の閾値ＥＴＨ２を記憶する。また、セレクタ９１および比較器１０１は、セレクタ９０および比較器１００と同様に構成されている。従って、比較器１０１は、値ｍａｘ（｜ｅ１｜，｜ｅ２｜）が閾値ＥＴＨ２以上である場合に“１”、それ以外の場合に“０”となる比較結果ＷＣ１を出力する。
【００５５】
また、比較器７２、セレクタ７３、閾値レジスタ８２，８３、セレクタ９２，９３および比較器１０２，１０３から成る部分は、上述した部分と同様に構成されている。従って、比較器１０２は、副走査方向１階微分値ｅ３の絶対値および主走査方向１階微分値ｅ４の絶対値のうち大きい方の値（以下、値ｍａｘ（｜ｅ３｜，｜ｅ４｜）という）が閾値ＥＴＨ３以上である場合に“１”になる比較結果ＦＣ２を出力する。同様に、比較器１０３は、値ｍａｘ（｜ｅ３｜，｜ｅ４｜）が閾値ＥＴＨ４以上である場合に“１”になる比較結果ＷＣ２を出力する。
【００５６】
また、比較器７４、セレクタ７５、閾値レジスタ８４、セレクタ９４および比較器１０４から成る部分も同様に構成されている。従って、比較器１０２は、減算結果ｅ５の絶対値および減算結果ｅ６の絶対値のうち大きい方の値（以下、値ｍａｘ（｜ｅ５｜，｜ｅ６｜）という）が閾値ＥＴＨ５以上である場合に“１”になる比較結果ＷＣ３を出力する。
【００５７】
さらに、比較器７７、セレクタ７８、閾値レジスタ８６、セレクタ９６および比較器１０７から成る部分も同様に構成されている。従って、比較器１０７は、傾斜方向２階微分値ＤＩ１の絶対値および傾斜方向２階微分値ＤＩ２の絶対値のうち大きい方の値（以下、値ｍａｘ（｜ＤＩ１｜，｜ＤＩ２｜）という）が閾値ＥＴＨ７以上である場合に“１”になる比較結果ＦＷＣ１を出力する。
【００５８】
次に、７６は加算器であり、減算結果ｅ５，ｅ６の絶対値の平均値（平均値ｅ７）を出力する。また、９５はセレクタであり、種別指令信号ＳＴＹＰＥ’に基づいて閾値ＥＴＨ６を選択し出力する。減算器１０８は、上記平均値ｅ７から閾値ＥＴＨ６を減算し、閾値ｅ８として出力する。１０５，１０６は比較器であり、減算結果ｅ５，ｅ６の各絶対値と閾値ｅ８とを比較し、対応する減算結果が閾値ｅ８以上である場合は“１”になり、それ以外の場合は“０”になる比較結果ＭＩ２，ＭＩ３を各々出力する。
【００５９】
ここで、比較結果ＭＩ２，ＭＩ３の意義について説明しておく。まず、上述したように、減算結果ｅ５は、３×３マトリクス内の注目画素が上エッジを構成する傾向にあるのか、あるいは下エッジを構成する傾向にあるのかを判定する指標である。従って、その絶対値は、注目画素が主走査方向のエッジ（上下エッジ）を構成する傾向の強さを示すことになる。同様に、減算結果ｅ６は、注目画素が副走査方向のエッジ（左右エッジ）を構成する傾向の強さを示すことになる。
【００６０】
従って、比較結果ＭＩ２，ＭＩ３の値によって、エッジ方向を判別することが可能である。すなわち、比較結果ＭＩ２，ＭＩ３が“１”，“０”である場合は注目画素は主走査方向のエッジを構成する傾向が強く、“０”，“１”である場合は副走査方向のエッジを構成する傾向が強いことになる。また、これらの値が“０”，“０”または“１”，“１”である場合は、注目画素が主走査方向および副走査方向のエッジを構成する傾向は同様であることなる。なお、減算結果ｅ５，ｅ６の絶対値が近接している場合（両者の差が±｜ＥＴＨ６｜以下である場合）、比較結果ＭＩ２，ＭＩ３は“０”，“０”または“１”，“１”になる。このうち何れになるかは、閾値ＥＴＨ６の符号（＋または−）に基づく。
【００６１】
Ｂ−４．エッジ方向判定ロジック回路５００およびＴＲＣタグ生成ルックアップテーブル５１０
図６において１２０はＯＲ回路であり、比較結果ＦＣ１，ＦＣ２，ＦＷＣ１の論理和を演算し、その結果をフィルタ切換信号ＦＣＸとして出力する。なお、フィルタ切換信号ＦＣＸの用途については後述する。１４２はＯＲ回路であり、比較結果ＷＣ１〜ＷＣ３，ＦＷＣ１の論理和を演算し、その結果をエッジ存否判定信号ＭＩ１として出力する。
【００６２】
１４４，１４５はレジスタであり、波形制御信号ＡＴＢ１の候補となりうる４種類の値を記憶する。そして、エッジ判定ロジック・マルチプレクサ１４３は、エッジ存否判定信号ＭＩ１、比較結果ＭＩ２，ＭＩ３および符号信号ｅ６ｓが供給されると、下表に基づいて、レジスタ１４４，１４５に記憶された値のうち一つを選択し出力する。
【００６３】
【表１】
表１において、エッジ存否判定信号ＭＩ１が“０”である場合（エッジが検出されなかた場合）は、他の信号に拘らず、２００ｄｐｉの単独の三角波が選択されるように、波形制御信号ＡＴＢ１が“００”に設定される。また、エッジ存否判定信号ＭＩ１が“１”であって比較結果ＭＩ３が“０”である場合（副走査方向のエッジを構成する傾向が弱い場合）は、４００ｄｉｐの三角波を選択すべく、波形制御信号ＡＴＢ１が“１１”に設定される。
【００６５】
そして、これ以外の場合は、右寄せあるいは左寄せが行われるように、波形制御信号ＡＴＢ１が“０１”または“１０”に設定される。この波形制御信号ＡＴＢ１は、タイミング合せのために遅延回路１４６を介して所定時間（レジスタ１４７によって指定された時間）だけ遅延され、波形制御スクリーン生成部４０５に供給される。
【００６６】
次に、１２１〜１３６はレジスタであり、階調補正制御信号ＭＴＳＥＬの候補となる「１６」種類のデータを記憶する。１３７は出力階調補正ロジック・マルチプレクサであり、セレクタ１４０を介して供給された「２」ビットのデータと、上記波形制御信号ＡＴＢ１（「２」ビット）とを合せた計「４」ビットのデータを選択信号とし、上述した「１６」種類のデータのうち何れかを選択し、選択したデータを階調補正制御信号ＭＴＳＥＬとして出力する。
【００６７】
この階調補正制御信号ＭＴＳＥＬは、遅延回路１３８を介して所定時間（レジスタ１３９によって指定された時間）だけ遅延され、出力階調補正部４０４に供給される。また、上述したセレクタ１４０には、種別指令信号ＳＴＹＰＥ’と、他の信号（ＳＴＲＣ）とが供給され、タグ制御レジスタ１４１の内容に基づいて、そのうち一方が出力階調補正ロジック・マルチプレクサ１３７に供給される。通常の使用状態では、種別指令信号ＳＴＹＰＥ’が選択されるように、タグ制御レジスタ１４１の内容が設定される。
【００６８】
Ｂ−５．空間デジタルフィルタ回路４２０
次に、空間デジタルフィルタ回路４２０の構成を図７を参照し説明する。
図において２６５は種別指令レジスタであり、ユーザより指定された原稿画像の種別（文字、写真、文字＋写真、または地図）を表す「２」ビットのデータが書込まれる。このデータは、セレクタ２６６の一端に供給される。また、セレクタ２６６の他端には、ＣＰＵ４０９から「２」ビットの種別検出信号ＳＴＹＰＥが供給される。
【００６９】
セレクタ２６６は、レジスタ２６７に記憶されたデータに基づいて、種別指令レジスタ２６５の内容、あるいは種別検出信号ＳＴＹＰＥのうち一方を選択し、選択した信号を種別指令信号ＳＴＹＰＥ’として出力する。次に、２６０〜２６４は加算回路である。加算回路２６０は、マトリクス信号ＭＴＸ内のフリップフロップＡ，Ｅ，Ｕ，Ｙの出力信号を加算し、加算結果Ｓ１を出力する。
【００７０】
同様に、加算回路２６１はフリップフロップＢ，Ｄ，Ｆ，Ｊ，Ｐ，Ｔ，Ｖ，Ｘの出力信号を加算して加算結果Ｓ２を出力し、加算回路２６２はフリップフロップＣ，Ｋ，Ｏ，Ｗの出力信号を加算して加算結果Ｓ３を出力し、加算回路２６３はフリップフロップＧ，Ｉ，Ｑ，Ｓの出力信号を加算して加算結果Ｓ３を出力し、加算回路２６４はフリップフロップＨ，Ｌ，Ｎ，Ｒの出力信号を加算して加算結果Ｓ５を出力する。
【００７１】
１７０〜１７５はレジスタであり、係数ｇ１〜ｇ６を記憶する。これら係数ｇ１〜ｇ６は、原稿種別に対応して「４」種類づつ記憶されている。１８０〜１８５はセレクタであり、種別指令信号ＳＴＹＰＥ’に対応した係数ｇ１〜ｇ６を各々選択して出力する。１９０〜１９５は乗算回路であり、加算結果Ｓ１〜Ｓ５および注目画素値ｄＭに対して選択された係数ｇ１〜ｇ６を各々乗算し、乗算結果Ｓ１’〜Ｓ５’を出力する。
【００７２】
次に、２００〜２０５はレジスタであり、各々シフト量ＳＧ１〜ＳＧ６を記憶する。これらシフト量ＳＧ１〜ＳＧ６も画像種別に対応して「４」種類づつ記憶されている。２１０〜２１５はセレクタであり、種別指令信号ＳＴＹＰＥ’に対応したシフト量ＳＧ１〜ＳＧ６を各々選択して出力する。２２０〜２２５はシフト回路であり、シフト量ＳＧ１〜ＳＧ６で指定された桁数だけ乗算結果Ｓ１’〜Ｓ５’をシフトし、乗算結果Ｓ１”〜Ｓ５”として出力する。
【００７３】
２２６は加算回路であり、乗算結果Ｓ１”〜Ｓ５”を加算し、その結果を修正注目画素値ｄＭ’として出力する。すなわち、修正注目画素値ｄＭ’は、マトリクス信号ＭＴＸを成す５×５マトリクスの各値に対して下表２に示す重み付けを行って積和演算した結果になる。
【００７４】
【表２】
表２において、Ｈ１〜Ｈ６は重み付け係数である。本実施例にあっては、マトリクス信号ＭＴＸ中で同一の重み付け係数が乗算される信号は、予め加算回路２６０〜２６４において加算される。これにより、乗算回数が減少し、回路の小規模化と演算の高速化を達成することが可能になる。ところで、重み付け係数Ｈｎ（但しｎ＝１，２，・・・・，６）は、「ｇｎ×２ＳＧｎ」に等しい。換言すれば、本実施形態にあっては、加算結果Ｓ１〜Ｓ５に重み付け係数Ｈ１〜Ｈ６を乗算するという動作が、乗算回路１９０〜１９５における乗算とシフト回路２２０〜２２５におけるシフト動作との２段階に分けて実行されることになる。
【００７６】
これにより、本実施形態にあっては、乗算回路１９０〜１９５における被乗数の桁数を揃えることができ、乗算回路１９０〜１９５を固定小数点型の乗算器として実現することができる。固定小数点型の乗算器は浮動小数点型のものより高速化できるから、本実施形態にあっては、修正注目画素値ｄＭ’を一層高速に計算することが可能になる。
【００７７】
ここで、重み付け係数Ｈ１〜Ｈ６は、注目画素値ｄＭのエッジを強調するように設定される。例えば、注目画素値ｄＭが主走査方向の座標値ｘに対して図１２（ａ）の特性Ａ１に示すように山状に変化する場合、修正注目画素値ｄＭ’は、同図の特性Ａ２に示すように、山状の頂部付近は高く、裾野部分は低くなる。
【００７８】
ここで、空間デジタルフィルタ回路４２０のフィルタリング特性の一例について若干説明しておく。まず、空間デジタルフィルタ回路４２０は、巨視的な画像濃度を変更しないように、空間周波数が「０」である場合はゲインが「０ｄＢ」になるように設定される。そして、空間周波数が若干高い領域（例えば１００ｄｐｉ程度）では、エッジ強調を行うために、ゲインは「０ｄＢ」を超えるようになる。しかし、さらに高い空間周波数（例えば２００ｄｐｉ以上）にあっては、モアレを防止するため、ゲインは「０ｄＢ」未満の値になる。すなわち、空間デジタルフィルタ回路４２０は、バンド強調型のフィルタ特性を有することになる。
【００７９】
Ｂ−６．非線形フィルタ回路４８０
次に、非線形フィルタ回路４８０の構成を図８を参照し説明する。図において２４０〜２４３はフリップフロップであり、注目画素値ｄＭおよび修正注目画素値ｄＭ’のタイミングを合せるために、注目画素値ｄＭを遅延させて出力する。２４４は減算回路であり、修正注目画素値ｄＭ’から遅延された注目画素値ｄＭを減算し、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」を出力する。この減算結果は、図１２（ａ）の例にあっては、特性Ａ３に示すようになる。
【００８０】
この減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」を注目画素値ｄＭに対する第２のフィルタリング結果と考え、その周波数特性を検討してみる。上述したように、空間周波数が「０」である場合の修正注目画素値ｄＭ’は注目画素値ｄＭに等しいから、かかる場合は減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」は「０」になる。すなわち、ゲインは「−∞」になる。
【００８１】
また、高い空間周波数（モアレを防止するために減衰させている領域）では、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」は「０」未満になるから、やはりゲインは「−∞」になる。そして、両者の中間部分（エッジ強調の行われている領域）では、ゲインは有限値になる。換言すれば、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」は、注目画素値ｄＭの中間部分の周波数成分を抽出したものになる。
【００８２】
このように、空間デジタルフィルタ回路４２０と減算回路２４４とを合わせて、バンドパスフィルタの特性が実現されている。次に、２４５はレジスタであり、画像種別に対応して「４」種類の定数ｅｍ＿ｐを記憶する。２４６はセレクタであり、種別指令信号ＳＴＹＰＥ’に基づいて、対応する定数ｅｍ＿ｐを選択して出力する。
【００８３】
２４７は乗算器であり、上記減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」に対して選択された定数ｅｍ＿ｐを乗算し、乗算結果を修正量ｄＭＸとして出力する。すなわち、修正量ｄＭＸは、例えば図１２（ａ）の特性Ａ４に示すようになる。次に、２４８および２４９はレジスタであり、所定の閾値ｔｈ＿ｐおよびｔｈ＿ｍを各々記憶する。２５０は比較器であり、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」が閾値ｔｈ＿ｐ以上になる場合に“１”信号、それ以外の場合に“０”信号を出力する。
【００８４】
一方、比較器２５１は、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」が閾値ｔｈ＿ｍ以下になる場合に“１”信号、それ以外の場合に“０”信号を出力する。２５２はセレクタであり、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」の符号ビットが供給されると、これに応じて比較器２５０，２５１の出力信号のうち一方を選択して出力する。すなわち、セレクタ２５２は、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」が「０」以上である場合は比較器２５０の出力信号を、「０」未満である場合は比較器２５１の出力信号を選択する。
【００８５】
２５４はセレクタであり、制御装置４０８から供給される制御信号ＭＭＳ．ＣＮＴに基づいて、注目画素値ｄＭまたは修正注目画素値ｄＭ’のうち一方を選択し出力する。２５３はセレクタであり、セレクタ２５２の出力信号が“１”である場合は修正量ｄＭＸ、“０”である場合は値「０」を選択して出力する。２５５は加算器であり、セレクタ２５３，２５４で各々選択された信号を加算し、加算結果ｄＭ１を出力する。
【００８６】
次に、図１２（ａ），（ｂ）を参照して、減算回路２４４〜加算器２５５までの部分の動作を説明する。なお、セレクタ２５４にあっては修正注目画素値ｄＭ’が選択されていることとする。同図（ａ）において座標値ｘが座標値ｘ１１未満である区間にあっては、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」が「０」未満であるから、セレクタ２５２にあっては比較器２５１の出力信号が選択される。ここで、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」は閾値ｔｈ＿ｍ以下ではないから、セレクタ２５２を介して、比較器２５１からセレクタ２５３に“０”信号が供給される。
【００８７】
従って、セレクタ２５３にあっては「０」が選択され、加算器２５５の一入力端に供給される。一方、セレクタ２５４を介して修正注目画素値ｄＭ’が他入力端に供給される。従って、加算結果ｄＭ１は、修正注目画素値ｄＭ’と等しくなる。次に、座標値ｘがｘ１１〜ｘ１２の区間にあっては、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」が閾値ｔｈ＿ｍ以下になるから、セレクタ２５２を介して、比較器２５１からセレクタ２５３に“１”信号が供給される。
【００８８】
これにより、乗算器２４７からセレクタ２５３を介して、修正量ｄＭＸが加算器２５５に供給される。ここで、修正量ｄＭＸは負値であるから、図１２（ｂ）に示すように、加算結果ｄＭ１は修正注目画素値ｄＭ’よりも低くなる。その後、座標値ｘ１２において減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」が閾値ｔｈ＿ｍを超えると、比較器２５１から再度“０”信号が出力されるから、セレクタ２５３において値「０」が選択され、加算結果ｄＭ１は修正注目画素値ｄＭ’と等しくなる。
【００８９】
その後、座標値ｘがｘ１２，ｘ１３のほぼ中間値になると、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」の符号が正に転換され、セレクタ２５２においては比較器２５０の出力信号が選択される。しかし、この時点では該減算結果は閾値ｔｈ＿ｐ未満であるから、比較器２５０からは“０”信号が出力されている。従って、加算結果ｄＭ１は、引続き、修正量ｄＭＸに等しくなる。
【００９０】
次に、座標値ｘがｘ１３の区間にあっては、減算結果「ｄＭ’−ｄＭ」が閾値ｔｈ＿ｐ以上になるから、セレクタ２５２を介して、比較器２５０からセレクタ２５３に“１”信号が供給され、このセレクタ２５３を介して加算器２５５に修正量ｄＭＸが供給される。ここで、修正量ｄＭＸは正値であるから、図１２（ｂ）に示すように、加算結果ｄＭ１は修正注目画素値ｄＭ’よりも高くなる。
【００９１】
以後、上述した動作と逆の順序で加算結果ｄＭ１が変化する。すなわち、座標値ｘがｘ１４〜ｘ１５の区間に入ると加算結果ｄＭ１は修正注目画素値ｄＭ’に等しくなり、ｘ１５〜ｘ１６の区間に入ると加算結果ｄＭ１は修正注目画素値ｄＭ’よりも低くなる。なお、上述した動作はセレクタ２５４で修正注目画素値ｄＭ’が選択された場合について説明したが、注目画素値ｄＭが選択された場合であっても同様の動作が行われる。
【００９２】
図１２（ｂ）において修正注目画素値ｄＭ’と加算結果ｄＭ１とを比較すると、エッジを強調する傾向（山状の頂部付近を高く、裾野部分を低くする傾向）は、加算結果ｄＭ１において一層強くなっていることが解る。すなわち、本実施形態にあっては、一般的な線形の空間デジタルフィルタ回路４２０に僅かな回路（減算回路２４４〜加算器２５５の部分）を追加することにより、線形の空間デジタルフィルタ回路では到底為し得なかった急峻なエッジ強調を行うことが可能になる。
【００９３】
図８に戻り、２３０〜２３２はフリップフロップであり、修正注目画素値ｄＭ’を順次遅延させる。フリップフロップ２３０，２３１の出力信号は加算器２３３において加算される。また、２３４はレジスタであり、所定の定数（例えば「０．２５」）を記憶する。乗算器２３６は上記加算結果と該定数とを乗算して出力する。また、レジスタ２３５には他の定数（例えば、「０．５」）が記憶されている。
【００９４】
フリップフロップ２３１の出力信号は乗算器２３７に供給され、ここで上記他の定数が乗算される。乗算器２３６，２３７の乗算結果は加算器２３８において加算され、その結果は加算結果ｄＭ２として出力される。従って、この加算結果ｄＭ２は、修正注目画素値ｄＭ’を平滑化したものになる。２５６はセレクタであり、フィルタ切換信号ＦＣＸ（図６参照）に基づいて、加算結果ｄＭ１，ｄＭ２のうち一方を選択し、選択した結果を画像データＣＤ０として出力する。
【００９５】
すなわち、比較結果ＦＣ１，ＦＣ２，ＦＷＣ１のうち何れかが“１”になると（エッジが検出されると）フィルタ切換信号ＦＣＸが“１”になる。これにより、加算結果ｄＭ１が選択され、急峻なエッジ強調の行われた結果が画像データＣＤ０として出力される。一方、フィルタ切換信号ＦＣＸが“０”である場合は、注目画素値ｄＭに対して若干エッジの強調された加算結果ｄＭ２が画像データＣＤ０として出力されることになる。
【００９６】
［ 実施形態の動作 ］
Ａ．複写モード
ユーザが操作・表示パネル４０７において所定の操作（例えばコピースタートボタンの押下）を行うと、複合機の動作モードが複写モードに設定され、入力セレクト信号ＩＮＳＥＬが“０”に設定される。これにより、出力セレクト信号ＯＵＴＳＥＬも“０”に設定される。次に、画像読取り装置４０１において原稿の内容が読取られると、セレクタ６０２、入力階調補正部４０２を介してエッジ補正処理部４０３に画像データが供給される。その際、ＣＰＵ４０９にあっては、原稿画像の種別を示す種別検出信号ＳＴＹＰＥが出力される。
【００９７】
マトリクス回路４１０内の５×５マトリクスにおいてエッジが存在しない場合は、比較結果ＷＣ１〜ＷＣ３，ＦＷＣ１（図５参照）が何れも“０”になるからエッジ存否判定信号ＭＩ１も“０”になる。これにより、波形制御信号ＡＴＢ１は“００”に固定され、波形制御スクリーン生成部４０５のセレクタ１６４にあっては、パターン信号ＳＡが選択される。
【００９８】
次に、５×５マトリクス内で主走査方向または副走査方向に沿ってある程度強いエッジが発生すると、比較結果ＷＣ１〜ＷＣ３のうち何れかが“１”になり、エッジ存否判定信号ＭＩ１も“１”になる。従って、表１に示すように、比較結果ＭＩ２，ＭＩ３に基づいて波形制御信号ＡＴＢ１が選択される。これにより、波形制御スクリーン生成部４０５（図９参照）にあっては、パターン信号ＳＡ，ＳＢ，ＳＣが適宜切り換えられ、エッジ方向に応じた三角波が選択される。
【００９９】
しかし、比較結果ＦＣ１，ＦＣ２，ＦＷＣ１のうち何れかが“１”になる程度までエッジが強くなければ、フィルタ切換信号ＦＣＸは“０”になる。これにより、セレクタ２５６（図８参照）にあっては、エッジをやや強調した加算結果ｄＭ２が画像データＣＤ０として選択され、波形制御スクリーン生成部４０５に供給される。
【０１００】
一方、出力階調補正ロジック・マルチプレクサ１３７においては、上記パターン信号に対応した階調補正制御信号ＭＴＳＥＬが選択される。これにより、出力階調補正部４０４にあっては、画像データＣＤ０に対してパターン信号ＳＡ，ＳＢ，ＳＣに応じたスクリーン特性が付与され、その結果が画像データＣＤ１として出力される。波形制御スクリーン生成部４０５にあっては、この画像データＣＤ１と波形制御信号ＡＴＢ１とに基づいてパルス幅変調信号が生成される。この結果、画像出力装置４０６においては、ややエッジの強調された画像が用紙に出力される。
【０１０１】
次に、５×５マトリクス内で主走査方向、副走査方向または傾斜方向に沿ってさらに強いエッジが発生すると、比較結果ＦＣ１，ＦＣ２，ＦＷＣ１のうち何れかが“１”になり、フィルタ切換信号ＦＣＸも“１”になる。これにより、セレクタ２５６にあっては、エッジを相当に強調した加算結果ｄＭ１が画像データＣＤ０として選択され、波形制御スクリーン生成部４０５に供給される。これにより、出力階調補正部４０４、波形制御スクリーン生成部４０５および画像出力装置４０６を介して、相当にエッジの強調された画像が用紙に出力される。
【０１０２】
Ｂ．プリントモード
ホストコンピュータからプリンタ・インターフェース６０１にプリントデータが供給されると、複合機の動作モードはプリントモードに設定され、入力セレクト信号ＩＮＳＥＬは“１”に設定される。これにより、供給されたプリントデータは、二値エッジ判定部６０３および入力階調補正部４０２の双方に供給され、双方で並列にスムージング処理が行われることになる。
【０１０３】
ここで、プリントデータが多値画像データである場合は、一般的には、二値エッジ判定信号ＥＧＨは“０”になる。これにより、セレクタ６０６，６０７にあっては、画像データＣＤ１および波形制御信号ＡＴＢ１が選択される。すなわち、かかる場合は、画像データＣＤ２および波形制御信号ＡＴＢ２は無視され、複写モードにおいて説明したのと同様の処理が実行されることになる。
【０１０４】
一方、プリントデータとして二値画像データが供給されると、二値エッジ判定信号ＥＧＨが“１”になり、出力セレクト信号ＯＵＴＳＥＬも“１”になる。これにより、二値用スムージング処理の結果である画像データＣＤ２と波形制御信号ＡＴＢ２とが、セレクタ６０６，６０７を介して波形制御スクリーン生成部４０５に供給される。これにより、二値画像データに適するスムージング処理の施された画像が画像出力装置４０６を介して出力される。
【０１０５】
ここで、プリントデータとして、二値画像データと多値画像データとを混在させたものが考えられる。例えば写真と文字とを合成した画像や、文字に適宜網かけを施した画像等である。このようなプリントデータが供給されると、３×３マトリクス回路２８２（図１３参照）内の状態に応じて、セレクタ６０６，６０７が画素毎に切り換えられ、各部分に適したスムージング処理が施されることになる。
【０１０６】
なお、プリントデータが多値画像データであったとしても、「０」および「２５５」の画素値を有する画素が隣接する可能性は否定できない。かかる場合は、プリントデータが多値画像データであるにもかかわらず二値画像データであると判定され、二値画像データ用のスムージング処理が多値画像データに施されることになる。しかし、かかる状況が発生する可能性は僅かであり、画像全体に及ぼす影響は些細なものに過ぎない。
【０１０７】
［ 変形例 ］
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように種々の変形が可能である。
▲１▼上記実施形態にあっては、プリントデータが二値画像データであるか多値画像データであるかの判定は、主走査方向または副走査方向に隣接し「２５５」および「０」の画素値を有する２つ画素が存在するか否かに基づいて行われた。しかし、かかる判定は、他の条件に基づいて行ってもよい。例えば、３×３マトリクス回路２８２内の画素値として「２５５」および「０」が共に存在し、かつ、それ以外の画素値が存在しない場合にのみ二値画像データであると判定してもよい。
【０１０８】
▲２▼上記実施形態は本発明をモノクロ複合機に適用した例を説明したが、上述した各処理を各原色（シアン、マゼンタ、イエロー、黒）毎に行うことにより、本発明をカラー複合機に適用できることは言うまでもない。
【０１０９】
▲３▼上記実施形態にあっては、修正注目画素値ｄＭ’にフィルタリング処理を施して加算結果ｄＭ２を生成したが、加算結果ｄＭ２に代えて修正注目画素値ｄＭ’をそのままセレクタ２５６に供給してもよい。
【０１１０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、エッジ強度検出手段は、エッジ方向を算出するための途中経過である途中演算結果を用いてエッジ強度を求めるから、小規模な回路で高速かつ高精度なエッジ検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による複合機の全体構成を示すブロック図である。
【図２】エッジ補正処理部４０３の概略構成を示すブロック図である。
【図３】マトリクス回路４１０等のブロック図である。
【図４】エッジ検出フィルタ回路４３０のブロック図である。
【図５】エッジ強度判定回路４５０およびエッジ方向検出回路４６０のブロック図である。
【図６】エッジ方向判定ロジック回路５００およびＴＲＣタグ生成ルックアップテーブル５１０のブロック図である。
【図７】空間デジタルフィルタ回路４２０のブロック図である。
【図８】非線形フィルタ回路４８０のブロック図である。
【図９】波形制御スクリーン生成部４０５のブロック図である。
【図１０】画像データのスムージング処理の説明図である。
【図１１】出力階調補正部４０４の補正特性を示す図である。
【図１２】非線形フィルタ回路４８０の動作説明図である。
【図１３】二値エッジ判定部６０３のブロック図である。
【図１４】二値用スムージング処理部６０４のブロック図である。
【図１５】二値用スムージング処理部６０４の動作説明図である。
【符号の説明】
２１〜２４ 加算器（前段演算回路）
２５〜２８ 加算器（エッジ強度検出手段）
２９，３０ 減算器（エッジ方向検出手段）
４７，４８ 減算器（エッジ強度検出手段）
４１０ マトリクス回路（記憶手段）
５００ エッジ方向判定ロジック回路（表示信号生成手段）
Claims (2)
- 注目画素を中心とする第１の領域と、この第１の領域を囲む第２の領域とに属する画素値を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段のうち前記第１の領域に属する画素値に基づいて、エッジ方向を算出するための途中経過である途中演算結果を出力する前段演算回路と、
前記途中演算結果を用いて前記注目画素におけるエッジ方向を求めるエッジ方向検出手段と、
前記途中演算結果と、前記第２領域に属する画素値とを用いて前記注目画素におけるエッジ強度を求めるエッジ強度検出手段と
を具備することを特徴とする画像処理装置。 - 前記第１の領域は注目画素を中心とするＮ行Ｎ列（但しＮは３以上の奇数）の領域であり、
前記第２の領域はＭ行Ｍ列（但しＭはＮを超える奇数）の領域のうち前記第１の領域を除いた部分であり、
前記エッジ方向と前記エッジ強度とに基づいて前記注目画素の表示信号を生成する表示信号生成手段と
を具備することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25869595A JP3633058B2 (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | 画像処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25869595A JP3633058B2 (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | 画像処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09102876A JPH09102876A (ja) | 1997-04-15 |
| JP3633058B2 true JP3633058B2 (ja) | 2005-03-30 |
Family
ID=17323818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25869595A Expired - Fee Related JP3633058B2 (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | 画像処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3633058B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5605214B2 (ja) * | 2010-12-24 | 2014-10-15 | コニカミノルタ株式会社 | 画像処理装置及び画像処理方法 |
-
1995
- 1995-10-05 JP JP25869595A patent/JP3633058B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09102876A (ja) | 1997-04-15 |
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