JP3679539B2 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置及び画像処理方法に関し、例えば、画像信号の解像度を変更して出力する画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カラー画像データをデジタル的に処理し、出力するカラープリント装置や、カラー原稿を色分解して電気的に読み取り、得られたカラー画像データを記録紙上にプリント出力することによってカラー画像複写を行う、所謂デジタルカラー複写機等のカラー印刷システムの発展は目覚ましいものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
また、これらの普及に伴い、カラー画像に要求される印刷品質も高くなっており、特に印刷した際、黒い文字や黒細線はより黒く、シャープに再現したいという要求が高まっている。即ち、黒原稿を色分解すると、黒を再現する信号として、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各信号が発生するが、得られた信号に基づいてそのまま印刷すると、再現されるそれぞれの色がＹＭＣＫ４色の重ね合わせにより再現されるため、色間の若干のズレにより黒の細線ににじみが生じ、黒が黒く見えなかったり、ボケて見えたりして印刷品質を著しく低下させてしまう。この場合、画質向上のためにスムージング処理を行ってデータ補間する方法が考えられるが、再現する画像に例えば、コード化された情報を付加する場合には、そのコード化された画像のパターンが欠落してしまう。
【０００４】
そこで本発明は、付加された情報の欠落の防止、並びに高画質な画像出力が可能な画像処理装置及び画像処理方法の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の画像処理装置は以下の構成を特徴とする。
【０００６】
即ち、画像信号の解像度を変更して出力する解像度変換手段を備える画像処理装置は、
所定情報を所定色の画像信号に付加する情報付加手段を有し、
前記解像度変換手段は、前記所定色以外の色の画像信号には解像度の変換を行い、前記所定色の画像信号には解像度の変換を禁止することを特徴とする。
【０００８】
また、例えば、前記所定色は、イエローであって、前記解像度変換手段は、マゼンダ、シアン、ブラックの画像信号には解像度の変換を行い、イエローの画像信号には解像度の変換を禁止することを特徴とする。
【０００９】
また、例えば、前記解像度変換手段は、前記画像データを補間するとよい。
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明の画像処理方法は以下の構成を特徴とする。
【００１１】
即ち、画像信号の解像度を変更して出力する解像度変換工程を備える画像処理方法は、
所定情報を所定色の画像信号に付加する情報付加工程を有し、
前記解像度変換工程は、前記所定色以外の色の画像信号には解像度の変換を行い、前記所定色の画像信号には解像度の変換を禁止することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
プリンタによる高画質な濃度再現を実現するためには、原稿の画像信号に含まれる黒色等の色情報や、細線、網点等を空間周波数の特徴を利用して抽出することにより、例えば、黒文字、色文字等のエリアを検出したり、更には中間調画像や網点画像領域等に分けてそれぞれのエリアを検出することにより、それらの各エリアに応じた処理を施し、例えば黒文字部ならば黒単色化する。
【００１４】
また、文字や線の太さを多段階に持ち、その文字の太さに応じて、黒の量を調節する方法も提案されている。更に、文字エッジと、網点エッジを分離して検出することにより、網点、中間調、或は白地の中に含まれる文字のエッジ領域に対してそれぞれ異なる処理を施すことにより、スムーズな黒文字処理を行う。
【００１５】
上記のような像域分離を行う場合、例えば、４００ｄｐｉのプリンタでは、ドットの配置間隔は６３．５ミクロン程度となり、一般に約２０ミクロンと言われている人の視覚にとって、記録紙上にドットによって形成される文字や図形の輪郭部はギザギザに見え、必ずしも高画質な印刷とは言えない。そこで、像域分離と合わせて、例えば外部機器で作成されたカラーのフォントの文字の輪郭部をスムージング処理により滑らかにデータ補間し、階調画像中の文字に対しても、ギザギザ感のない文字を出力するカラー複写機やカラープリンタが要求される。そしてこの場合、カラー複写機やカラープリンタは、その画像の再現性能の高さから、紙幣や有価証券等の偽造防止を考慮しなければならない。
【００１６】
この紙幣や有価証券等の偽造防止の対策として、紙幣等の特徴を判定して複製を禁止する機能や装置固有の機体番号をコード化して目に見えにくくしてプリント（アドオン）することにより管理する手法が考えられる。後者のアドオン処理の場合、複写された記録紙上に目立たないイエロー色にコード化した情報を入れ込む。しかし、アドオンされた画像を画質向上のためのスムージング処理によりデータ補間すると、コード化された画像のパターンが崩れてしまうため、アドオンにより付加した機体番号の判別が困難になってしまう。
【００１７】
また、逆に、データ補間した後にアドオン処理を行うことにより、コード化された画像のパターンを保存することも考えられる。しかし、データ補間された画像は解像度が高くデータ量が多くなるため、アドオン処理に必要な回路が複雑化し、処理の高速化が要求されることになる。従って、アドオンされた情報の欠落防止と、ギザギザのない滑らかな画像の出力が要求される。
【００１８】
以下、上記の問題を解決するところの本発明に係る画像処理装置について、図面を参照して詳細に説明する。はじめに、本発明を適用する画像処理装置としてのカラー複写機の構造について図１から図４を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態としての画像処理装置の内部の構成を示す図である。
【００２０】
図中、２０１はイメージスキャナであり、原稿を読み取り、デジタル信号処理を行う部分である。また、２００はプリンタ部であり、イメージスキャナ２０１に読み取られた原稿画像に対応した画像を用紙にフルカラーでプリント出力する部分である。
【００２１】
イメージスキャナ２０１において、２０２は原稿圧板（以下プラテン）であり、原稿台ガラス２０３上の原稿２０４は、ハロゲンランプ２０５の光により照射される。原稿からの反射光は、ミラー２０６，２０７に導かれ、レンズ２０８により３ラインセンサ（以下、ＣＣＤ）２１０上に像を結ぶ。レンズ２０８には、赤外カットフィルタ２３１が設けられている。ＣＣＤ２１０は、原稿からの光情報を色分解して、フルカラー情報レッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）成分を読み取り、信号処理部２０９に送る。ＣＣＤ２１０には、各色成分を読み取るラインセンサが設けられており、各々のラインセンサは５０００画素分の受光素子を有する。これにより、原稿台ガラス２０３に載置される原稿中で最大サイズであるＡ３サイズの原稿の短手方向２９７ｍｍを４００ｄｐｉの解像度で読み取ることができる。
【００２２】
尚、ハロゲンランプ２０５，ミラー２０６は速度Ｖ、そしてミラー２０７は速度１／２ＶにてＣＣＤ２１０におけるラインセンサの電気的走査方向（以下、主走査方向）に対して垂直方向（以下、副走査方向）に機械的に動くことにより、原稿２０４の全面を走査する。
【００２３】
２１１は標準白色板であり、Ｒセンサ２１０−１，Ｇセンサ２１０−２，Ｂセンサ２１０−３の読み取りデータの補正データを発生する。この標準白色板は、可視光領域では略均一の反射特性を示し、白色の色を有している。この標準白色板を用いてセンサ２１０−１〜２１０−３の可視センサの出力データのシェーディング補正を行う。
【００２４】
画像信号処理部２０９では、読み取られた信号を電気的に処理し、マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）の各成分に分解し、プリンタ部２０２に送る。また、イメージスキャナ２０１における一回の原稿走査（スキャン）につき、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋのうちの一つの成分がプリンタ２００に送られる。従って、計４回の原稿走査により一回のプリントアウトが完成する。
【００２５】
イメージスキャナ２０１より送られてくるＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋの画像信号は、レーザドライバ２１２に送られる。レーザドライバ２１２は、画像信号に応じ、半導体レーザ素子２１３を変調駆動する。レーザ光は、ポリゴンミラー２１４，ｆ−θレンズ２１５，ミラー２１６を介して感光ドラム２１７上を走査する。
【００２６】
２１９〜２２２は現像器であり、マゼンタ現像器２１９，シアン現像器２２０，イエロー現像器２２１，ブラック現像器２２２より構成され、これら４つの現像器が交互に感光ドラム２１７に接し、感光ドラム２１７上に形成されるＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋの静電潜像を、その潜像に応じたトナーにより現像する。
【００２７】
２２３は転写ドラムであり、用紙カセット２２４または２２５より給紙された用紙をこの転写ドラム２２３に巻き付け、感光ドラム２１７上に現像されたトナー像を記録紙に転写する。
【００２８】
このようにしてＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋの４色が順次記録紙上に転写された後に、その記録紙は定着ユニット２２６にてトナー像が定着された後、排紙される。以上が本発明に係る画像処理装置の動作概要についての説明である。
【００２９】
＜イメージスキャナ２０１＞
次に、イメージスキャナ２０１の構造について図２から図４を参照して詳述する。
【００３０】
図２は、本発明の一実施形態としてのＣＣＤ２１０の外形図である。
【００３１】
図中、ＣＣＤ２１０は、３つのラインセンサ（受光素子列）を有しており、２１０−１，２１０−２，２１０−３は、順にＲ，Ｇ，Ｂ波長成分を読み取るための受光素子列である。これらの各センサは、主走査方向、副走査方向に１０μｍの開口を有する。これら３本の異なる光学特性をもつ受光素子列は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各センサが原稿上の同一ラインを読み取るべく、同一のシリコンチップ上にモノリシックに互いに平行に構成されている。
【００３２】
このような構成のＣＣＤ２１０を用いることにより、色分解する際のレンズ等の光学系を共通化し、Ｒ，Ｇ，Ｂの色毎の光学調整を簡潔にすることが可能となる。
【００３３】
図３は、本発明の一実施形態としてのＣＣＤ２１０のＸ−Ｘ’断面図である。
【００３４】
図中、シリコン基板２１０−５には、Ｒ読み取り用のフォトセンサ２１０−１とＧ，Ｂ各々の可視情報を読み取るフォトセンサ２１０−２，２１０−３が形成されている。Ｒフォトセンサ２１０−１上には、可視光のうちのレッドの波長成分を透過するＲフィルタ２１０−７が配置される。同様に、Ｇフォトセンサ２１０−２上にはＧフィルタ２１０−８が、Ｂフォトセンサ２１０−３上にはＢフィルタ２１０−９が配置されている。２１０−６は、透明有機膜で構成された平坦化層である。
【００３５】
図４は、本発明の一実施形態としてのＣＣＤ２１０表面の拡大図である。
【００３６】
図中、各色のフォトセンサは、それぞれ主走査方向に一画素当り１０μｍの長さを有する。また、各フォトセンサにおける個々の受光素子は、主走査方向に５０００画素配置されており、これによりＡ３原稿の短手方向（２９７ｍｍ）を４００ｄｐｉの解像度で読み取ることができる。また、Ｒ，Ｇ，Ｂの各フォトセンサのライン間距離は８０μｍであり、４００ｄｐｉの副走査解像度に対して各８ラインずつ離れている。
【００３７】
本実施形態では、プリンタの濃度再現のための一般的なＰＷＭ（パルス幅変調）方式により、レーザ素子２１３の点灯時間を画像濃度信号に応じて制御するものである。これにより、レーザの点灯時間に応じた電位を有する静電潜像が感光ドラム２１７上に形成される。そして、静電潜像の電位に応じた量のトナーを、現像器２１９〜２２２から供給して当該静電潜像を現像することにより、濃度再現が行われる。
【００３８】
【プリンタ２００による濃度再現】
以下、本実施形態のプリンタ２００における濃度再現手法について説明する。
【００３９】
図５は、本発明の一実施形態としての画像信号の流れを示すブロック図であり、イメージスキャナ２０１内の画像信号処理部２０９を中心とした画像信号の流れを示している。尚、以下の説明において、当該画像処理装置により記録紙上に再現する画像は、コンピュータ等の外部機器１０１から不図示のインタフェースを介して入力されるものとする。従って、カラー複写機である当該画像処理装置の本来の機能として、ＲＧＢ画像信号はイメージスキャナ２０１により入手してもよいことは言うまでもない。
【００４０】
はじめに、本発明の画像処理装置の全体の動作の流れを把握するため、図５の各ブロックの詳細な説明に先立って、本発明の概要を図６を参照して説明する。
【００４１】
図６は、本発明の一実施形態としての画像処理装置の動作を示すフローチャートである。
【００４２】
ステップＳ１：外部機器１０１からＲＧＢ画像信号が入力されると、スムージング処理の実行／停止を指令する信号（以下、ＳＳＴＯＮ信号）が１（スムージング実行）に設定される。そして、マスキングＵＣＲ回路１０３からマゼンタ色成分の画像信号が出力され、スムージング回路１０４によりスムージング処理される。その後、感光ドラム２１７上にマゼンダの静電潜像が形成され、その潜像に応じてマゼンタ現像器２１９により現像される。
【００４３】
ステップＳ２：次に、マゼンタ色成分同様に、マスキングＵＣＲ回路１０３からシアン色成分が出力され、スムージング回路１０４によりスムージング処理される。その後、感光ドラム２１７上にシアンの静電潜像が形成され、その潜像に応じてシアン現像器２２０により現像される。
【００４４】
ステップＳ３：次に、ＳＳＴＯＮ信号が０（スムージング停止）に設定されてマスキングＵＣＲ回路１０３からイエロー成分が出力され、アドオン回路１１２により所定の付加情報（本実施形態では、後述の如く機体番号情報）がアドオン処理される。そして、スムージング回路１０４によるスムージング処理は行わない。その後、感光ドラム２１７上にイエローの静電潜像が形成され、その潜像に応じてイエロー現像器２２１により現像される。
【００４５】
ステップＳ４：次に、ＳＳＴＯＮ信号が１に設定されてマスキングＵＣＲ回路１０３からブラック成分が出力され、スムージング回路１０４によるスムージング処理される。その後、感光ドラム２１７上にブラックの静電潜像が形成され、その潜像に応じてブラック現像器２２２により現像される。
【００４６】
ステップＳ５：感光ドラム２１７上に現像されたトナー像を記録紙にプリント出力する。
【００４７】
上記のＳＳＴＯＮ信号は、制御ユニット１００の不図示のＣＰＵにより制御されており、Ｍ，Ｃ，Ｋ色成分の場合には１（スムージング実行）に設定され、Ｙ色成分の場合にはＳＳＴＯＮ信号が０（スムージング停止）に設定される。これにより、Ｙ色成分の場合にはスムージング回路１０４によるスムージング処理は行われない。
【００４８】
以下、図５の各ブロックの詳細に説明する。外部機器１０１より得られる画像信号ＲＧＢは、１０２の濃度変換回路で、不図示のルックアップテーブルＲＯＭにより輝度信号から濃度信号に変換（ＬＯＧ変換）される。
【００４９】
１０３は、マスキング・ＵＣＲ回路であり、入力されたＹ，Ｍ，Ｃの３原色信号から黒信号（Ｋ）を抽出し、更にプリンタ２００の記録色材の色濁りを補正するマスキング演算を施されてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各信号が転送動作の度に順次所定のビット幅（８ｂｉｔ）で出力される（詳細は後述する）。
【００５０】
１１２は、アドオン回路であり、図７及び図８に示すように当該画像処理装置の機体番号をコード化して付加する。
【００５１】
図７は、本発明の一実施形態としてのアドオン回路による画像処理装置の機体番号のコード化を説明する図である。
【００５２】
図中、１ブロックは、６×２の画素で構成され、それぞれプラス記号とマイナス記号を組み合わせて１つのブロックとする。ここで、例えば、プラス記号の画素は、入力された画像信号に３０レベル加算した値を出力し、マイナス記号の画素は、入力された画像信号から３０レベル減算した値を出力する。
【００５３】
図８は、本発明の一実施形態としてのコード化され、ブロック化された機体番号の印刷時の配置を示す図であり、同図における一つの四角形（□印）は図７の１ブロックに相当する。
【００５４】
図中、ＬＩＮＥ０では、２つのブロックが一組となり主走査方向にｘ画素ごとに配置される。また、副走査方向にｙライン離れたところがＬＩＮＥ１であり、ＬＩＮＥ０のブロックとは主走査方向にｄ０だけずれている。更に、副走査方向にｙライン離れたところがＬＩＮＥ２であり、ＬＩＮＥ１のブロックとは主走査方向にｄ１だけずれている。但し、ＬＩＮＥ０と異なりブロックは一つずつである。以下同様に、ＬＩＮＥ２とＬＩＮＥ３のブロックは主走査方向にｄ２だけずれており、ＬＩＮＥ３とＬＩＮＥ４のブロックは主走査方向にｄ３だけずれている。ここで例えば、機体番号が１６ビットのコードで表されるとき、４ビットずつ分割してビット０から３の下位４ビットをｄ０、ビット４から７をｄ１、ビット８から１１をｄ２、そしてビット１２から１５をｄ３として表す。即ち、機体番号を、図８の各ブロックの距離ｄ０，ｄ１，ｄ２，ｄ３によって表すことができる。
【００５５】
次に、スムージング回路１０４では、像域分離回路１０７による公知の手法による像域分離の結果に応じて決定されるところの、４００ライン／８００ラインの切り替え信号ｓｅｎに従って、読み取り解像度に対して２倍の解像度を有するデータを生成する（詳細は後述する）。ＳＳＴＯＮ信号は、スムージング回路１０４によるスムージング処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。
【００５６】
γ変換回路１０５では、不図示のγ変換テーブルを参照することにより、ＹＭＣＫそれぞれ解像度の異なる濃度信号をプリンタ２００の階調再現性能に応じてデータ変換する。
【００５７】
スムージング回路１０４にて処理されたＭＣＹＫの面順次の画像信号及び４００／８００線の切り替え信号であるＳＥＮ信号は、レーザードライバ（カラーＬＢＰ）１０６に送られ、ＰＷＭによる記録紙への濃度記録が行われる。
【００５８】
＜像域分離回路１０７＞
次に、像域分離回路１０７の内部に備えられたエッジ検出回路１０８、彩度判定回路１０９、太さ判別回路１１０、並びにルックアップテーブル（ＬＵＴ）１１１の動作の説明と、像域分離回路１０７による黒文字／黒線画の検出手法について説明する。
【００５９】
［エッジ検出回路１０８］
図９は、本発明の一実施形態としてのエッジ検出回路１０８の内部構成を示すブロック図である。
【００６０】
図中、輝度算出回路３０１では、外部機器１０１からの色信号Ｒ，Ｇ，Ｂが入力され、以下の式に従って輝度信号Ｙが算出される。
【００６１】
Ｙ＝０．２５Ｒ＋０．５Ｇ＋０．２５Ｂ …（１）
図１０は、本発明の一実施形態としての輝度算出回路３０１の詳細な構成を示す図であり、式（１）を実現する回路である。
【００６２】
図中、輝度算出回路３０１に入力された色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれ乗算器４０１，４０２，４０３にて係数０．２５，０．５，０．２５が乗じられた後、加算器３０４，３０５により加算され、輝度信号Ｙが算出される。
【００６３】
輝度算出回路３０１にて算出された輝度信号Ｙは、エッジＭＩＮ方向検出回路３０２に入力され、エッジ量が最小の値をとる方向（以下、エッジＭＩＮ方向）を得る。
【００６４】
図１１は、本発明の一実施形態としてのエッジＭＩＮ方向検出回路３０２の動作を説明する図である。
【００６５】
図中、エッジＭＩＮ方向検出回路３０２に入力された輝度信号Ｙは、ＦＩＦＯ５０１〜５０２により各１ラインずつ遅延した３ライン分に拡張され、３画素×３画素の周知のラプラシアンフィルタ５０３〜５０６にて処理される。ラプラシアンフィルタ５０３〜５０６は、それぞれ縦方向、対角線方向、横方向、そして対角線方向の４方向のフィルタであり、この４方向のフィルタの出力値であるエッジ量の絶対値ａが最小の値をとる方向を求め、その方向をエッジＭＩＮ方向とする。
【００６６】
次に、エッジＭＩＮ方向スムージング回路３０３では、エッジＭＩＮ方向検出回路３０２で求めたエッジのＭＩＮ方向に対してスムージング処理を施す。この処理により、エッジ成分の最も大きい方向のみを保存し、その他の方向を平滑化することができる。即ち、複数の方向に対してエッジ成分が大きい網点成分は、エッジ成分が平滑化されてその特徴は減少する。一方、一方向にのみエッジ成分が存在する文字／細線は、その特徴は保存されるという効果が得られる。そして、必要に応じてこの処理を繰り返すことで、線成分と網点成分との分離がより一層効果的に行われ、一般的なエッジ検出法では検知できなかった、網点中に存在する文字成分も検知することが可能となる。
【００６７】
検出エッジ出力回路３０４では、前述のラプラシアンフィルタの出力値であるエッジ量の絶対値ａ以下のものは除去され、ａ以上のものだけが“１”として出力される。
【００６８】
図３１は、本発明の一実施形態としてのエッジ検出の一例を示す図であり、輝度算出回路３０１にて算出された輝度信号Ｙにおける画像データの例（ａ）と、エッジＭＩＮ方向スムージング回路３０３におけるスムージング後のエッジ検出信号を示す（ｂ）である。
【００６９】
更に、検出エッジ出力回路３０４では、エッジＭＩＮ方向スムージング回路３０３からのエッジ検出信号を、５種類の信号（７画素×７画素，５画素×５画素，３画素×３画素のブロックサイズで膨張した信号と、「膨張なし」及び「エッジなし」）をコードで表わした出力信号“ｅｄｇｅ”（３ビット）を、エッジ検出回路１０８の出力信号として出力する。ここで、信号の膨張とは、ブロック内の全ての画素の信号値をＯＲ演算することを言う。
【００７０】
［彩度判定部１０９］
図１２は、本発明の一実施形態としての彩度判定回路１０９の詳細な構成を示す図である。
【００７１】
図中、外部機器１０１からの色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、彩度判定回路１０９に入力され、最大値検出回路７０１と最小値検出回路７０２によって最大値ＭＡＸ（ｒ，ｇ，ｂ）、および最小値ＭＩＮ（ｒ，ｇ，ｂ）がそれぞれ抽出され、その差△Ｃが減算器７０３で算出され、次のＬＵＴ（ルックアップテーブル）７０４で図１３に示すような特性に従ってデータ変換が行われる。
【００７２】
図１３は、本発明の一実施形態としての彩度判定回路１０９内のＬＵＴ７０４のデータ変換特性を示す図である。
【００７３】
図中、横軸は減算器７０４からの△Ｃであり、縦軸は彩度信号Ｃｒを示している。同図において、△Ｃが“０”に近い程、彩度が低く（無彩色に近く）、△Ｃが大きい程有彩色の度合が強いことを示している。また、Ｃｒは無彩色の度合が強い程大きい値を示し、有彩色の度合が強い程“０”に近づく。
【００７４】
尚、図５における彩度判定回路１０９の出力信号“ｃｏｌ”として、色、黒、中間色（色と黒の間の色）、そして白を表わすデータが、それぞれ２ビットのコードで出力される。
【００７５】
［太さ判定回路１１０］
図１４は、本発明の一実施形態としての太さ判定回路１１０の構成を示すブロック図である。
【００７６】
図中、外部機器１０１からの色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、太さ判定回路１１０に入力され、まず、最小値検出回路９０１に入力される。最小値検出回路９０１では、入力されたＲＧＢ信号の最小値ＭＩＮRGBを求める。次に、平均値検出回路９０２にＭＩＮRGBを入力し、注目画素近傍の５画素×５画素のＭＩＮRGBの平均値ＡＶＥ５と、その注目画素近傍の３画素×３画素のＭＩＮRGBの平均値ＡＶＥ３を求める。
【００７７】
次に、文字・中間調検出回路９０３にＡＶＥ５とＡＶＥ３が入力される。この文字・中間調領域検出回路９０３では、画素毎に注目画素の濃度、及び注目画素とその近傍の平均濃度との変化量を検出することによって、注目画素が文字または中間調領域の一部であるかどうかの判別を行う。ここで、文字・中間調検出回路９０３の内部処理について説明する。
【００７８】
図１５は、本発明の一実施形態としての文字・中間調検出回路９０３の回路構成を説明する図である。
【００７９】
図中、文字・中間調領域検出回路９０３においては、まず、ＡＶＥ３に適当なオフセット値ＯＦＳＴ１を加え、コンパレータ２０３１においてＡＶＥ５と比較する。また、コンパレータ２０３２において適当なリミット値ＬＩＭ１と比較する。そして、それぞれの出力値がＯＲ回路２０３３に入力され、
ＡＶＥ３＋ＯＦＳＴ１＞ＡＶＥ５ …（２）
または
ＡＶＥ３＋ＯＦＳＴ１＞ＬＩＭ１ …（３）
の時に、文字・中間調領域を表わす出力信号ＢＩＮGRAがＨＩＧＨになる。つまり、この回路によって、注目画素近傍に濃度変化が存在する場合［文字のエッジ部：式（２）］、または注目画素付近がある値以上の濃度を持っている場合［文字の内部及び中間調部：式（３）］に、文字・中間調領域信号ＢＩＮGRAがＨＩＧＨになる。
【００８０】
図１４の網点領域検出回路２０１４においては、網点領域を検出する。ここで、網点領域検出回路２０１４の内部処理について説明する。
【００８１】
図１６は、本発明の一実施形態としての網点領域検出回路２０１４の回路構成を説明する図である。
【００８２】
図中、まず、最小値検出回路９０１にて検出されたＭＩＮRGBに適当なオフセット値ＯＦＳＴ２を加え、コンパレータ２０４１においてＡＶＥ５と比較する。また、コンパレータ２０４２において、ＭＩＮRGBと適当なリミット値ＬＩＭ２とを比較する。そして、それぞれの出力値がＯＲ回路２０４３に入力され、
ＭＩＮRGB＋ＯＦＳＴ２＞ＡＶＥ５ …（４）
または、
ＭＩＮRGB＋ＯＦＳＴ２＞ＬＩＭ２ …（５）
の時に、出力信号ＢＩＮAMIがＨＩＧＨになる。次に、ＢＩＮAMI信号を用いて、エッジ方向検出回路２０４４にて画素毎にエッジ方向を検出する。
【００８３】
図１７は、本発明の一実施形態としてのエッジ方向検出回路２０４４によるエッジ方向の検出ルールを説明する図である。同図に示すように、注目画素近傍の８画素が、（０）〜（３）の何れかの条件を満たす場合に、エッジ方向信号ＤＩＲAMIの０ビット〜３ビットの何れかが、それぞれＨＩＧＨになる。
【００８４】
更に、次の対向エッジ検出回路２０４５において、注目画素を囲む５画素×５画素の領域内で、互いに対向するエッジを検出する。
【００８５】
図１８は、本発明の一実施形態としての対向エッジ検出回路２０４５による対向エッジ方向の検出ルールを説明する図である。同図に示す注目画素のＤＩＲAMI信号をＡ３３とした座標系において、対向エッジ検出のルールを以下に示す。
【００８６】
（１）A11,A21,A31,A41,A51,A22,A32,A42,A33の何れかのビット０がＨＩＧＨ、且つ、A33,A24,A34,A44,A15,A25,A35,A45,A55の何れかのビット１がＨＩＧＨ
（２）A11,A21,A31,A41,A51,A22,A32,A42,A33の何れかのビット１がＨＩＧＨ、且つ、A33,A24,A34,A44,A15,A25,A35,A45,A55の何れかのビット０がＨＩＧＨ
（３）A11,A12,A13,A14,A15,A22,A23,A24,A33の何れかのビット２がＨＩＧＨ、且つ、A33,A42,A43,A44,A51,A52,A53,A54,A55の何れかのビット３がＨＩＧＨ
（４）A11,A12,A13,A14,A15,A22,A23,A24,A33の何れかのビット３がＨＩＧＨ、且つ、A33,A42,A43,A44,A51,A52,A53,A54,A55の何れかのビット２がＨＩＧＨ
上記（１）〜（４）の内、何れかの条件を満たしたとき、ＥＡAMIをＨＩＧＨにする。
【００８７】
対向エッジ検出回路２０４５において対向エッジが検出された場合には、対向エッジ信号ＥＡAMIがＨＩＧＨになる。
【００８８】
次に、膨張回路２０４６において、ＥＡAMI信号に対して、３画素×４画素の膨張を行い、注目画素の近傍３画素×４画素にＥＡAMIがＨＩＧＨの画素があれば、注目画素のＥＡAMI信号をＨＩＧＨに置き換える。更に、収縮回路２０４７と膨張回路２０４８を用いて、５画素×５画素の領域で孤立した検出結果を除去し、出力信号ＥＢAMIを得る。ここで、収縮回路２０４７は、入力された全ての信号がＨＩＧＨのときのみＨＩＧＨを出力する。
【００８９】
次に、カウンタ２０４９において、膨張回路２０４８の出力信号ＥＢAMIがＨＩＧＨである画素個数を、適当な大きさを持つウインドウ内で計数する。
【００９０】
図１９は、本発明の一実施形態としてのカウンタ２０４９における画素計数用のウインドウを説明する図であり、本実施形態では、注目画素を含む５画素×６４画素の領域を参照する。
【００９１】
図中、ウインドウ内のサンプル点は、主走査方向に４画素おきに９点、副走査方向に５ライン分の合計４５点である（図１９では、太線枠にて表わす）。１つの注目画素に対して、このウインドウが主走査方向に移動することにより、ウインドウは（１）〜（９）の９つ用意されたことになる。即ち、注目画素を中心として５画素×６４画素の領域を参照したことになる。そして、それぞれのウインドウにおいてＥＢAMIをカウントし、ＥＢAMIがＨＩＧＨの個数が適当なしきい値を越えた場合に、網点領域信号ＡＭＩをＨＩＧＨに出力する。以上の網点領域検出回路２０１４の処理により、ＢＩＮGRA信号では孤立点の集合として検出された網点画像を、領域信号として検出することが可能になる。
【００９２】
更に、文字・中間調検出回路９０３からの文字・中間調領域信号ＢＩＮGRAと、網点領域検出回路９０４からの網点領域信号ＡＭＩとは、図１４のＯＲ回路９０５においてＯＲ演算され、入力画像の２値化信号ＰＩＣＴが生成される。
【００９３】
次に、エリアサイズ判定回路９０６にＰＩＣＴ信号を入力し、２値化信号のエリアサイズを判定する。上述した画像領域判定は、画像をある濃度で２値化した２値画像に対して行われる。しかし、網点画像を単純に２値化すると、網点の構成要素であるドットによる細かい点の集合体が発生する。そこで、有る程度の面積を有する領域中に孤立点が存在するか否かを判定することで、ドットが網点画像であるか否かを判別する。つまり、ある領域中にドットが相当数ある場合、その領域は網点画像であり、また、注目画素がドットの一部であっても、その周囲にドットが存在しない場合、その注目画素は文字等の一部であると判断する。
【００９４】
図２０は、本発明の一実施形態としてのエリアサイズ判定回路９０６の回路構成を説明する図である。
【００９５】
同図に示すように、エリアサイズ判定回路２０８には、収縮回路２０８１と膨張回路２０８２のペアが複数存在しており、それぞれ参照する領域のサイズが異なっている。ＯＲ回路９０５からのＰＩＣＴ信号は、収縮回路の大きさに合わせてライン遅延された後に、まず収縮回路２０８１に入力される。本実施形態では、２３画素×２３画素の大きさから３５画素×３５画素まで７種類の収縮回路を備えている。収縮回路２０８１から出力された信号は、それぞれライン遅延された後に膨張回路２０８２に入力される。本実施形態では、図２０に示す収縮回路２０８１の出力に対応して、２７画素×２７画素から３９画素×３９画素まで７種類の膨張回路を備えており、それぞれの膨張回路からの出力信号ＰＩＣＴ＿ＦＨを得る。
【００９６】
注目画素が文字の一部である場合には、その文字の太さによって出力信号ＰＩＣＴ＿ＦＨの値が定まる。
【００９７】
図２１は、本発明の一実施形態としての膨張回路２０８２からの出力信号を説明する図である。同図に示すように、例えば、ＰＩＣＴ信号が幅２６画素の帯状に存在する場合、２７画素×２７画素より大きいサイズで収縮を行うと出力は全て０になる。また、２５画素×２５画素より小さいサイズの収縮を行った後にそれぞれのサイズに応じた膨張を行うと、幅３０画素の帯状の出力信号ＰＩＣＴ＿ＦＨが得られる。次に、これらの出力ＰＩＣＴ＿ＦＨを図２０のエンコーダ２０８３に入力することにより、注目画素が属する画像領域信号ＺＯＮＥ＿Ｐが求まる。
【００９８】
図２２は、本発明の一実施形態としてのエンコーダ２０８３のエンコードルールを説明する図である。このエンコード処理により、ＰＩＣＴ信号（ＰＩＣＴ＿ＦＨ）が広い領域に渡ってＨＩＧＨである写真画像や網点画像は、領域７（最大値）として定義され、エリアサイズ最大値よりも小さい（細い）文字や線画像は、その大きさ（太さ）に応じた多値の画像領域に定義される。本実施形態では、ＺＯＮＥ信号を３ビットとし、文字の太さを８段階（ＺＯＮＥ＿Ｐ）で表す。最も細い文字を０とし、最も太い文字（文字以外の領域も含む）を７とする。
【００９９】
図２３は、本発明の一実施形態としての網点／中間調中の文字検出のためのアルゴリズムを示す図である。
【０１００】
図２４は、本発明の一実施形態としての網点／中間調中の文字検出を説明する図である。
【０１０１】
まず、前述のＰＩＣＴ信号に対して、５×５のブロックで膨張処理を行う（ステップＳ２１１１）。この処理により、不完全な検出になり易い網点領域に対してその検出領域を補正する。次に、この出力信号に対して、１１×１１のブロックの収縮処理を行う（ステップＳ２１１２）。これらの処理によって得られた信号ＦＣＨは、ＰＩＣＴ信号に対して３画素分収縮した信号となる。そこで、このＦＣＨ信号、ＺＯＮＥ信号、並びにエッジ信号を組み合わせることにより、白地中のエッジと、網点／中間調中のエッジとの区別が可能となり、網点画像中においても網点成分を強調すること無く、そして写真の縁等の黒文字処理が不必要な部分を処理すること無く、黒文字処理を行うことができる。
【０１０２】
［ルックアップテーブル１１１］
次に、ＬＵＴ１１１について説明する。上述したエッジ検出回路１０８，彩度判定回路１０９，そして太さ判別回路１１０を使用してそれぞれ得られた判定信号は、ＬＵＴ１１１内の不図示のテーブルＲＯＭを参照することにより、図５の“ｓｅｎ”信号としてＬＵＴ１１１から出力される。このテーブルの特徴としては、「最も細い文字のエッジ部に対してのみプリンタの解像度を変化させる」ことが挙げられる。
【０１０３】
＜スムージング回路１０４＞
次に、スムージング回路１０４の動作について説明する。
【０１０４】
図２５は、本発明の一実施形態としてスムージング回路１０４のブロック構成図である。スムージング回路１０４に備えられた各回路について以下に説明する。
【０１０５】
［２値化回路１００１］
２値化回路１００１には、前述のアドオン回路１１２からの画像信号ＣＭＹＫの各色の多値画像信号が面順次に入力され、不図示のＯＲ回路にてビット毎にＯＲを採ることにより２値化される。
【０１０６】
［パターンマッチング回路１００２］
次に、２値化回路１００１により２値化された信号は、パターンマッチング回路１００２にてパターンマッチングが施される。
【０１０７】
図２８は、本発明の一実施形態としてのパターンマッチング回路１００２の構造を説明する図である。不図示のコントローラからプリンタ２００に対して４００ｄｐｉの解像度の画像信号が画像ＣＬＫに同期して送信されてくると、画像ドットデータは逐次ラインメモリ１〜９に記憶されると同時に、シフトレジスタ１〜９にラインメモリ１〜９のドットデータのうち主走査１１ドット×副走査９ドットのドットマトリックス情報を取り出す。しかる後に判定回路１３０１で該ドットマトリックス情報の特徴を検出する。パターンマッチングの方法については、様々な提案がなされており同様の手法を用いるということでここでは省略する。
【０１０８】
［スムージング回路１００３］
次に、スムージング回路１００３にてギザギザのパターンの間を２倍の解像度のデータでスムージングする。
【０１０９】
図２９は、本発明の一実施形態としてのラスタライズされた濃度データのスムージングの一例を示す図である。
【０１１０】
同図に示す如く、画素単位でラスタライズされた入力画像のパターンに応じて、１画素幅のラインのスムージング処理を行い、濃度データ２５５の代わりに補間量を多値データとして置き換える。更に、入力画像は多値の階調を有するデータであるため、常に０または２５５のデータが入力される訳ではない。そこで、図３０に示すように３×３のウインドウで、入力画像の多値のパターンを見る。
【０１１１】
図３０は、本発明の一実施形態としてのウインドウを用いたスムージングを説明する図である。
【０１１２】
同図に示すように、注目画素を中心とした３画素×３画素のウインドウ内で、０以外のデータの数を計数する。そして、スムージングのための補間量を算出すべく、０以外のデータ（同図では、それぞれ濃度５１とする）の平均値を取り、その平均値を用いてリニア演算する。以下に一例を示す。
【０１１３】
図３０の例に示すように、３×３のウインドウ内で０以外のデータの数は３画素である。つまり、
（５１×３）／３＝５１ …（６）
１８０×５１／２５５＝６０ …（７）
図２９にて置換されるべき値が１８０であった場合、入力の濃度データに応じて結果として６０のデータをパターンに応じて補間する。尚、補間すべきデータは、周りの画素の濃度データを参照して決定する。実際の入力画像（図２６）に対し、スムージングされた結果を図２７に示す。尚、スムージングする場所としては、前述したように、像域分離された結果に基づきエッジ部だけである。
【０１１４】
［セレクタ１００４］
セレクタ１００４は、ＳＳＴＯＮ信号が１のとき、即ち、画像信号が、Ｍ、Ｃ、Ｋ成分のときには、スムージング処理回路１００３にてスムージングした画像信号をγ変換回路１０５に出力する。一方、ＳＳＴＯＮ信号が０、即ち、画像信号がＹ成分のとき、セレクタ１００４はアドオン回路１１２からの画像信号をそのままγ変換回路１０５に出力する。これにより、スムージング回路１０４からは、ＣＭＹＫの各色の多値画像信号が面順次にγ変換回路１０５に出力されることになる。
【０１１５】
＜＜実施形態の変形例＞＞
上述の実施形態では、アドオン回路１１２による情報付加のあとにスムージング回路１０４によるスムージング処理を行ったが、アドオン処理が不必要なとき、または、イエロー色もスムージング処理を行いたいときには、オペレータによる操作部等からのＯＮ／ＯＦＦ設定を可能にするとよい。
【０１１６】
また、上述の実施形態では、画像の特性に応じてパターンマッチングを行った結果、解像度を変換するときに、読み取り時の２倍の解像度で濃度補間を実施したが、更にギザギザ感を除去するため、Ｎ倍（Ｎは自然数）の解像度でデータを補間してもよい。
【０１１７】
また、上述の実施形態では、イエロー色のときにデータ補間を禁止したが、任意の色でデータ補間の禁止または実行をするように構成してもよい。例えば、現像色のマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのうちブラックは視覚的にデータ補間による効果が高いため、ブラックのみデータ補間を行なうように構成してもよい。
【０１１８】
尚、上述の実施形態では、本発明に係る画像処理装置を外部機器１０１からの画像信号をプリントするプリンタ機能として、即ち、複数の機器（例えばホストコンピュータ，インタフェイス機器，リーダ等）から構成されるシステムに適用して説明したが、原稿画像を複写する一つのコピー機器として用いる場合も同様の効果が期待できることは言うまでもない。
【０１１９】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【０１２０】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【０１２１】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭ等を用いることができる。
【０１２２】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１２３】
更に、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１２４】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するプログラムコードを格納することになるが、簡単に説明すると、図３１のメモリマップ例に示す各モジュールを記憶媒体に格納することになる。
【０１２５】
即ち、少なくとも以下の各モジュールのプログラムコードを記憶媒体に格納すれば良い。
・「画像処理モジュール」：画像信号をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色に変換し、色毎に潜像を形成した後、現像する。
・「解像度変換モジュール」：画像信号の解像度をスムージング回路１０４によって変更する。
・「情報付加モジュール」：機体番号を、イエロー色によりイエロー色の画像信号に付加する。
・「制御モジュール」：スムージング回路１０４によるイエロー色の画像信号の解像度は変換しないように制御ユニット１００を制御する（ＳＳＴＯＮ信号を制御する）。
【０１２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、付加された情報の欠落の防止、並びに高画質な画像出力が可能な画像処理装置及び画像処理方法の提供が実現する。
【０１２７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての画像処理装置の内部の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態としてのＣＣＤ２１０の外形図である。
【図３】本発明の一実施形態としてのＣＣＤ２１０のＸ−Ｘ’断面図である。
【図４】本発明の一実施形態としてのＣＣＤ２１０表面の拡大図である。
【図５】本発明の一実施形態としての画像信号の流れを示すブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態としての画像処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態としてのアドオン回路による画像処理装置の機体番号のコード化を説明する図である。
【図８】本発明の一実施形態としてのコード化され、ブロック化された機体番号の印刷時の配置を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態としてのエッジ検出回路１０８の内部構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態としての輝度算出回路３０１の詳細な構成を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態としてのエッジＭＩＮ方向検出回路３０２の動作を説明する図である。
【図１２】本発明の一実施形態としての彩度判定回路１０９の詳細な構成を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態としての彩度判定回路１０９内のＬＵＴ７０４のデータ変換特性を示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態としての太さ判定回路１１０の構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の一実施形態としての文字・中間調検出回路９０３の回路構成を説明する図である。
【図１６】本発明の一実施形態としての網点領域検出回路２０１４の回路構成を説明する図である。
【図１７】本発明の一実施形態としてのエッジ方向検出回路２０４４によるエッジ方向の検出ルールを説明する図である。
【図１８】本発明の一実施形態としての対向エッジ検出回路２０４５による対向エッジ方向の検出ルールを説明する図である。
【図１９】本発明の一実施形態としてのカウンタ２０４９における画素計数用のウインドウを説明する図である。
【図２０】本発明の一実施形態としてのエリアサイズ判定回路９０６の回路構成を説明する図である。
【図２１】本発明の一実施形態としての膨張回路２０８２からの出力信号を説明する図である。
【図２２】本発明の一実施形態としてのエンコーダ２０８３のエンコードルールを説明する図である。
【図２３】本発明の一実施形態としての網点／中間調中の文字検出のためのアルゴリズムを示す図である。
【図２４】本発明の一実施形態としての網点／中間調中の文字検出を説明する図である。
【図２５】本発明の一実施形態としてスムージング回路１０４のブロック構成図である。
【図２６】本発明の一実施形態としての入力画像の一例を示す図である。
【図２７】本発明の一実施形態としての入力画像のスムージング結果の一例を示す図である。
【図２８】本発明の一実施形態としてのパターンマッチング回路１００２の構造を説明する図である。
【図２９】本発明の一実施形態としてのラスタライズされた濃度データのスムージングの一例を示す図である。
【図３０】本発明の一実施形態としてのウインドウを用いたスムージングを説明する図である。
【図３１】本発明の一実施形態としてのエッジ検出の一例を示す図である。
【図３２】本発明の一実施形態としてのメモリマップの一例を示す図である。
【符号の説明】
１００ 制御ユニット
１０１ 外部機器
１０２ 濃度変換回路
１０３ マスキングＵＣＲ回路
１０４ スムージング回路
１０５ γ変換回路
１０６ レーザードライバ
１０７ 像域分離回路
１０８ エッジ検出回路
１０９ 彩度判定回路
１１０ 太さ判定回路
１１１ ＬＵＴ
１１２ アドオン回路

Claims (8)

1. 画像信号の解像度を変更して出力する解像度変換手段を備える画像処理装置であって、
   所定情報を所定色の画像信号に付加する情報付加手段を有し、
   前記解像度変換手段は、前記所定色以外の色の画像信号には解像度の変換を行い、前記所定色の画像信号には解像度の変換を禁止することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記所定色は、イエローであって、前記所定色以外の色はマゼンダ、シアン、ブラックであることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 解像度を変換するか否かを、制御手段からの制御信号により切り替えることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
4. 前記制御信号は、形成を開始する画像の、または形成中の画像の色を示す信号であることを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
5. 前記情報付加手段は、前記所定情報をコード化し、そのコードを分割して得られる複数の情報を、それぞれ主走査方向の距離で表わすことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
6. 前記解像度変換手段は、前記画像データを補間することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
7. 前記所定情報は、画像処理装置毎に特定されることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
8. 画像信号の解像度を変更して出力する解像度変換工程を備える画像処理方法であって、
   所定情報を所定色の画像信号に付加する情報付加工程を有し、
   前記解像度変換工程は、前記所定色以外の色の画像信号には解像度の変換を行い、前記所定色の画像信号には解像度の変換を禁止することを特徴とする画像処理方法。

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