JP3756207B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、画像形成装置に係り、特にディジタル複写機のようなディジタル処理によって画像を処理可能な画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル複写機は、ディジタル処理によって、多様、且つ柔軟性の高い画像処理を行うことが可能になる反面、記録画質は、未だアナログに遠く及ばないとされている。例えば、ディジタル複写機では、画像をディジタル電気信号として扱えるため、アナログ複写機では、不可能であった高倍率の画像拡大が可能になるが、信号処理を施すが故に画像を劣化させることがある問題がある。
【０００３】
これに対して、拡大処理時にも原画像の有する重要な情報を忠実に再現し、高画質画像を記録しようとする種々の方式が検討されている。画像の副走査方向における拡大処理に関しては、一般に、スキャナ・キャリッジの走査速度を倍率に応じて変化させ、拡大率に応じて画像をサンプリングして拡大画像に相当する画素を得る機械的変倍方式、即ち、光学的変倍方式が知られている。この方式における信号処理は、単にスキャナ・カートリッジが走査した画像をサンプリングするだけであることから、回路構成も簡素となる利点がある。
【０００４】
然ながら、この方式では、拡大画像の忠実度は、スキャナ・カートリッジを駆動する機械的駆動機構の精度に依存し、その走査速度等の最適化が難しいとされている。即ち、高倍率時には、スキャナ・カートリッジが低速で、しかも高精度に駆動されることが要求されるが、実際には、スキャナ・カートリッジを低速で精度良く駆動することが困難であり、倍率が高ければ高いほどサンプリングした結果の画像品質が劣化することが避けられない問題がある。
【０００５】
更に、画像走査時に積分要素が働くため、文字部、或いは、境界部のエッジ等の空間周波数が高い信号成分が劣化し、具体的には、信号成分の振幅が減衰し、エッジがなまる現象が生じる。その結果、解像度の必要な画像部分であるにも拘わらず、やはりボケを生じる等、画像品質が劣化する等の問題がある。
【０００６】
この様な従来方式の問題点を補償する方法として拡大／縮小処理の後に画像信号のコントラストを改善する方法がある。即ち、従来の画像処理方式では、図１３に示されるような原画像、例えば、画像”Ａ”がスキャナで読み込まれ、図１４（ａ）に示すような画像データに変換される。ここで、図１４（ａ）で示される画像デ−タは、図１３に破線で示したラインに沿った濃度データを表している。この画像データは、拡大／縮小処理部で、例えば、図１４（ｂ）に示すように拡大される。この拡大された画像は、図１４（ａ）に対する図１４（ｂ）の画像濃度を示すグラフの比較から明らかなように信号成分の振幅が減衰し、エッジがなまる等の現象が生じる。このような画像劣化を改善する為に図１４（ｃ）に示すように拡大された画像のコントラストが強調され、このコントラストが強調された画像がγ（ガンマー）変換されて拡大画像信号として出力される。
【０００７】
このようにコントラストを強調した拡大画像信号で画像を再現しても画像の品質がそれほど改善されない問題があることが指摘されている。例えば、上述したように「Ａ」の文字が拡大される場合を例に取ると理論的に得られる画像に比べて次のような問題がある。
【０００８】
(1) 文字の再現性が悪い。特に、文字中の小さな空白部分の再現性が悪い。
図１３で示される「Ａ」の３本の直線部分で囲まれた中央の空白部分は、本来は、低濃度で再現されるべきであるが、図１４（ｄ）から理解されるようにこの中央の空白領域は、コントラストを強調しても他の空白領域に比較して十分な低濃度領域とすることできない問題がある。
【０００９】
(2) 文字のエッジ部、特に文字の外側のエッジ部になまり・ボケが生じる。
文字のエッジ部は、本来はもっとコントラストが強調されるべきで部分あるが、図１４（ｄ）から明らかなように比較的濃度が緩やかに変化され、文字のエッジ部がボケて再現されてしまう問題がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、スキャナーで読み取られた画像信号をデジタル的に拡大処理する際し、単に拡大画像信号にコントラスト強調処理を施しても拡大画像の文字画像部や境界部のエッジがボケたり、なまったりしてしまう問題がある。
【００１１】
従って、この発明の目的は、上述したような事情に鑑みなされたものであって階調画像部でのなめらかな階調再現を保ったまま、文字画像部や境界部のエッジでもボケを生じさせない拡大画像が得られる画像処理方式を採用した画像処理装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記問題点に基づきなされたもので、原稿を光学的に走査する走査手段と、この走査手段により走査された原稿からの光線を導くレンズ系と、画像形成の為の変倍率を設定する手段と、レンズ系で導かれた光線を画像信号に変換する光電変換手段と、変換された画像信号が文字的性質及び階調的性質のいずれかを有するかを定める手段と、画像信号が文字的性質を有する場合、この画像信号を平均画素濃度と比較する比較演算により演算した結果に基づいてコントラストを強調する処理を施すコントラスト強調手段と、前記画像信号を指示された倍率に拡大する際に、前記定める手段により文字的性質を有すると判断された画像信号については、前記コントラスト強調手段によりコントラストを強調する処理が施された画像信号を用い、前記定める手段により階調的性質を有すると判断された画像信号については、画像信号を変倍率に応じて補間するように設定された補間係数を用いて線形的な補間を施し、前記画像信号の個数を増加して拡大画像信号を生成する拡大手段と、前記画像信号が文字的性質を有する場合、生成された拡大画像信号に所定の傾きでγ処理を施すγ処理手段と、前記γ処理手段でγ処理された画像信号に応じて被画像形成媒体上に拡大画像を形成する画像形成手段と、を具備することを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
【００１６】
また、この発明は、原稿を光学的に走査する走査手段と、この走査手段により走査された原稿からの光線を導くレンズ系と、画像形成の為の変倍率を設定する手段と、レンズ系で導かれた光線を画像信号に変換する光電変換手段と、変換された画像信号が文字的性質及び階調的性質のいずれかを有するかを定める手段と、画像信号が文字的性質を有する場合、この画像信号のコントラストを強調する処理を施すコントラスト強調手段と、前記画像信号が文字的性質を有する場合には補間係数を用いない固定係数を、前記画像信号が階調的性質を有する場合には倍率に応じた複数の補間係数を選択する選択手段と、前記画像信号を倍率に応じて拡大する際に、拡大倍率に対応した補間係数を用いて拡大画像信号を生成するものであって、前記画像信号が文字的性質を有する場合、前記係数選択手段により選択された前記固定係数を用いて画像信号を生成し、前記画像信号が階調的性質を有する場合、前記選択手段により選択された前記拡大倍率に対応した前記補間係数を用いて線形的な補間を施して前記画像信号の個数を増加して拡大画像信号を生成する拡大手段と、画像信号が文字的性質を有する場合、生成された拡大画像信号に急な傾きでγ処理を施すγ処理手段と、前記γ処理された画像信号に応じて被画像形成媒体上に拡大画像を形成する画像形成手段と、を具備することを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
さらに、この発明は、画像信号が文字的性質を有する画像信号であるか、階調的性質を有する画像信号であるか、を示す入力画像信号に付与されている識別情報に従って、濃度データを補間する補間係数切替部と、拡大倍率が入力される操作部と、この操作部により入力された倍率の拡大画像を出力可能な画像出力部と、この画像出力部に出力すべき画像信号が文字的性質を有する場合に、前記補間係数切替部の出力を固定値とし、画像信号が階調的性質を有する場合に、前記補間係数切替部の出力を前記操作部から入力された倍率に応じて線形的に補間する補間値とする拡大／縮小部と、を具備することを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
【００１７】
【作用】
この発明の画像形成装置においては、画像の拡大モード時には、拡大される画像が文字的背移出を有するか、階調的性質を有するかが判別され、文字的性質を有する場合には、その画像信号に濃度変換、即ち、コントラスト強調処理が施される。この強調処理が施された画像信号は、拡大処理を施され、急な傾きを有するγ変換が施される。従って、階調画像部でのなめらかな階調再現を保ったまま、文字画像部や境界部のエッジでもボケを生じさせない拡大画像が得られる。
【００１８】
【実施例】
以下図面を参照して本発明の一実施例に係る画像形成装置ついて説明する。図１はディジタル複写機の画像処理部の要部を示すブロック図、図２はディジタル複写機の制御ブロック図、図３はデジタル複写機の内部構造を示す断面図である。
【００１９】
始めに、図３を参照してデジタル複写機の構造について説明する。図３に示すようにデジタル複写機は、原稿の画像情報を光学的に読取るためのスキャナ部ｃ、及びこのスキャナ部ｃを介して読み取られた画像を被記録材すなわち複写用紙上に出力するプリンタエンジンｄを具備している。
【００２０】
スキャナ部ｃでは、複写すべき原稿が原稿載置台５上に載置され、この載置台５に載置された原稿ｐは、副走査方向に延出されている光源としての蛍光ランプ２９で照明され、この蛍光ランプ２９によって照明された上記原稿ｐからの反射光線がＣＣＤセンサ２６によって光電変換されて上記反射光線に含まれる画像情報が画像信号に変換される。上記蛍光ランプ２９の側方には、蛍光ランプ２９からの照明光を上記原稿６に効率良く集束させるためのリフレクタが配置され、また、上記蛍光ランプ１と上記ＣＣＤセンサ２６との間には、上記原稿ｐから上記ＣＣＤセンサ２６へ向かう光線、即ち、原稿からの反射光線が通過される光路を折曲げるための複数のミラー及び上記反射光を上記ＣＣＤセンサ２６の集光面に集束させるためのレンズなどが配置されている。
【００２１】
露光ランプ２９及び原稿からの反射光線をＣＣＤセンサ２６に導く光学系は、キャリッジに載置され、図示せぬパルスモータで主走査方向に搬送される。蛍光ランプ２９によって副走査方向の原稿領域が照明され、キャリッジが主走査方向に移動されることによって原稿の副走査方向の領域が次々に照明され、原稿の全領域が蛍光ランプ２９によって照明され、原稿が照明光で線でスキャンされることとなる。
【００２２】
原稿載置台５の上部には、原稿を載置台５に密着させる原稿カバ−９１ａが配置されている。この原稿カバ−９１ａには、載置台５に載置された原稿ｐ上の画像処理する閉領域を指定する座標入力部が設けられている。原稿の押えは、デジタル複写機の大きさ、或いは、複写能力に応じて、例えば、ＳＤＦすなわちセミオート原稿給送装置、或いは、ＡＤＦすなわち自動原稿給送装置などと置換え可能である。
【００２３】
画像形成部ｄには、円筒状であって、図示しないモータなどを介して所望の方向に回転されるとともに所望の電位に帯電される感光ドラム９３が設けられている。光ビームがこの感光体ドラム９３に照射されると、光ビームが照射された領域の電位が変化され、感光体ドラム９３上には、静電潜像が形成される。
【００２４】
この感光体ドラム９３の周囲には、ドラム９３に所望の電位を与える帯電装置９４、感光体ドラム９４に画像情報に応じて変調されたレーザビームを出力するレーザユニット９５、このレーザユニット９５からのレーザビームによって感光体ドラム９３に形成された静電潜像に、可視化剤すなわちトナーを供給して現像する現像装置９６、及びこの現像装置９６によって現像された感光体ドラム９４上の可視化されたトナー像を後述する被記録材給送部から給送された被記録材、即ち、複写用紙に転写さする転写装置９７が配置されている。
【００２５】
尚、感光体ドラム９４の回転方向の転写装置９７の後流側には、感光体ドラム９４の感光体９３の表面上に残ったトナーを除去するとともにレーザビームによって感光体９３上に生じた電位の変化を次の画像形成のために消去するクリーナユニット９８が配置されている。
【００２６】
現像装置９６と上記転写装置９７との間には、感光体９３に形成されたトナー像が転写される複写用紙を上記転写装置９７に向けて給送する被記録材給送部９９が配置されている。また、転写装置９７によってトナー像が転写された複写用紙が上記感光体９３から分離される方向には、この複写用紙上のトナー像を固着させるための定着装置１００が設けられている。この定着装置１００と転写装置９７との間には、複写用紙をこの定着装置１００に向かって搬送するための搬送装置１０１が配置されている。
【００２７】
このようなディジタル複写機は、図２に示される制御系で画像が処理され、画像処理の制御が実行される。この 図２において、１１は、本デジタル複写機を統括して制御する主制御部である。この主制御部１１には、各部の制御を実行する４つの副制御部１２〜１４が接続され、この主制御部１１は、操作パネル１６、画像処理のための各種係数を計算する係数計算部２３、画像処理領域を管理する領域管理部１７が接続され、これらを制御している。さらに、主制御部１１には、画像情報を一次的に格納するバッファ２１、取り込まれた画像データの画質を改善する画質改善部２２、画像データのコントラストを強調するコントラスト強調部１８、コントラストが強調された画像を拡大、或いは、縮小して拡大／縮小画像データに変換処理する拡大／縮小処理部１９、拡大／縮小画像データをγ変換して違和感のない画像データとするγ変換部２０が接続されている。
【００２８】
副制御部１２は、蛍光ランプ２９の光源光強度を制御する光源制御部１２４、図３に示した給紙機構等の機械的な機構を制御する機構駆動部２５、反射光線を検出して画像信号に変換するＣＣＤセンサ、即ち、光電変換部２６、変換されたアナログ画像信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部２７及び画像信号にシェーディング等の補正を施す補正部２８に接続され、これらを制御している。また、光源制御部１２４は、光源である露光ランプ２９に接続され、光源の光強度が制御され、機構駆動部２５は、キャリッジ移動用のパルスモータ等の入力部機構３０に接続され、パルスモータが駆動される。従って、原稿の全ての領域が適切な照明光で照明されることとなる。
【００２９】
副制御部１３は、加工された画像信号に像識別部２４からの識別信号に応じて階調処理を施す階調処理部３１、階調処理部３１からの画像信号を画像形成のために展開し、この展開された画像信号をレーザ変調信号として出力する画像出力部３２、レーザビームを検出してレーザユニット９５の半導体レーザから出力されるレーザの光強度を調整する検出部３３、レーザユニット９５内のモータ、ソレノイド等の駆動系等の機構駆動部３５を駆動する機構駆動部３４に接続され、これらを制御している。
【００３０】
副制御部１４は、取り込むべき画像領域を指定する座標入力部３６に接続され、これらを制御している。副制御部１５は、データ送受信部３７に接続され、外部機器とのデータ送受信を制御している。領域管理部１７は、この座標入力部３６から入力された原稿画像上の座標情報に基づいて、閉領域を検出し、画像信号がその閉領域内にあるときは、画像信号ごとに領域内であることを示す信号を付与する。一方、画像信号がその閉領域外にあるときは画像信号ごとに領域外であることを示す信号を付与している。
【００３１】
上述したディジタル複写機では、原稿ｐが蛍光ランプ２９より照明され、この原稿から反射された反射光線は、ＣＣＤセンサ２６上に結像され、アナログ電気信号に変換される。このアナログ画像信号は、Ａ／Ｄ変換部２７でディジタル信号に変換される。即ち、図１に示すようにスキャナ部５０で原稿がスキャンされて画像信号に変換される。ここで、このスキャナ部５０では、特に拡大画像を再現する拡大モード時にあってもキャリッジの主走査方向への移動速度が通常モードと変わらず、変化されることがない。また、拡大率に相当するサンプリング率で画像信号をサンプリングせず、原稿に対して１００％相当の画像サンプルされ、その画像信号がＡ／Ｄ変換部２７でディジタル信号に変換される。このディジタル信号は、シェ−ディング補正の為に補正部２８に供給され、この補正部２８では、シェーディング補正された画像信号が一次的にバッファ２１に格納され、画像改善部２２に出力される。この画像改善部２２では、ディジタルフイルタによってディジタル画像信号に演算を施し、画像信号の低周波数域の特性、また、高周波数域の特性が改善され、改善された画像信号が拡大／縮小処理に先だっててコントラスト強調処理部１８に供給される。
【００３２】
座標入力部３６を操作することによって原稿上の領域を分割して指定することができ、この分割された指定領域の情報が領域管理部１７に格納される。また、バッファ２１には、座標入力部３６で指定された原稿上の領域が濃度差の大き、明暗が明確な文字情報及び写真等のハーフトーンを含む背景情報のいずれであるかを識別する文字／背景識別信号を発生する像域識別部２４が接続されている。この識別信号は、領域管理部１７の領域管理情報とともに画像改善部２２に送られ、この識別信号に応じて画像信号の画質が改善される。即ち、空間周波数の高い文字情報は、より高周波特性が強調され、シャープネスな画像情報に改善される。また、空間周波数の低い背景情報は、低周波特性が強調され、緩やかなグラデュエーションを有する画像情報に改善される。
【００３３】
像域識別部２４では、座標入力部３６で指定された原稿上の領域の画像の空間周波数が分析され、空間周波数の高い文字情報であるか、或いは、空間周波数の低い背景情報であるかが判別される。具体的には、図４に示すようにバッファ２１から供給された画像信号は、その高周波数成分を抽出するディジタルフィルタ３８に供給されて高周波成分が２値化回路３９に供給される。この２値化回路３９で基準信号発生器４０からの基準信号と比較され、その比較結果が２値化画像テーブル４１に格納される。この格納された２値化画像は、パターンテーブル４３に予め記憶されている文字パターン及び写真等の背景パターンからなる複数の基準パターンと参照回路４２で比較参照される。比較参照の結果が判定回路４４に与えられ、その判定結果が識別信号”１”又は、”０”としてこの像域識別回路２４から発生される。
【００３４】
操作パネル１６からの入力で画像の拡大、或いは、縮小が指示された場合には、コントラスト強調処理部１８、拡大／縮小処理部１９及びγ変換部２０は、その指示に従った拡大モード、或いは、縮小モードで画像信号を処理することとなる。像域識別回路２４からの識別信号は、また拡大／縮小処理部１９、γ変換部２０及び階調処理部３１に送られ、この文字／背景識別信号に応じた画像信号が処理される。特に、拡大モード、即ち、拡大処理の際であって像域識別部２４からの識別信号により画像信号が文字情報であることが判明した場合には、画像が改善された画像情報は、拡大処理に先だって画像信号は、コントラスト強調処理部１８でコントラストが予め強調処理されて拡大／縮小処理部１９に送られる。これに対して、拡大モードであって像域識別部２４からの識別信号により画像信号が絵、背景等の階調が重視される背景信号である場合、或いは、縮小モード、或いは、拡大及び縮小処理を施さない通常モードの際には、コントラスト強調処理部１８で何らの処理を受けずに拡大／縮小処理部１９に送られる。
【００３５】
【発明の効果】
拡大／処理部１９では、拡大モードの際には、画像情報が水増しされ、必要に応じて補間計算が施されて拡大画像信号に変換される。即ち、拡大されるべき画像が空間周波数の高い文字情報である場合には、そのまま水増しされ、水増しされた拡大画像信号が画像情報としてγ変換部２０に出力される。これに対して、拡大されるべき画像が空間周波数の低い背景情報である場合には、係数計算部２３で定められた補間係数に従って画像信号が補間されて画像信号が水増しされ、この拡大画像信号が画像情報として拡大／処理部１９に出力される。また、縮小モードの際には、拡大／処理部１９では、画像情報が必要に応じて間引きされ、間引きされた画像情報がγ変換部２０に出力される。更に、通常モードの際には、拡大／処理部１９では、画像情報が何らの処理受けずにγ変換部２０に出力される。
【００３６】
γ変換部２０では、入力された画像情報をγ変換して出力することとなる。このγ変換部２０では、拡大モードの際であって像域識別部２４からの識別信号により画像信号が文字情報であることが判明した場合には、係数計算部２３からの係数信号に基づいて画像情報に対して急な傾きを与えるようなγ変換を施して階調処理部３１に画像情報を出力することとなる。これに対して、拡大モードであって像域識別部２４からの識別信号により画像信号が絵、背景等の階調が重視される背景信号である場合、或いは、縮小モード、或いは、通常モードの際には、係数計算部２３からの係数信号に基づいて画像情報に対して緩やかな傾きを与えるようなγ変換を施して階調処理部３１に画像情報を出力することとなる。
【００３７】
γ変換を施された画像情報は、階調処理部３１において、識別信号に応じた階調処理、即ち背景識別信号に対しては、緩やかな階調処理及び文字識別信号に対しては、濃淡が明瞭な階調処理が施されて階調処理部３１に画像情報が出力されることとなる。
【００３８】
その後、上述したようにこの画像処理された画像情報は、プリンタ部５２の画像出力部３２で画素情報に展開され、この展開された画像が画像出力部３２で可視画像として印刷される。即ち、展開された画像情報に応じてレーザユニット９５から出力されるレーザビームが変調されて感光ドラム９４上に潜像が形成され、これが現像装置９６によって可視化されて被記録材に転写され、画像が被記録材に定着されて出力される。
【００３９】
次に、より具体的に拡大モードにおける文字画像の処理、即ち、拡大モードで文字識別信号が発生された際の画像処理について図５及び図６を参照して説明する。図５及び図６は、従来の拡大方式を説明した図１３及び図１４に対応して描かれている。図１３に示したような図５に示される原画像、例えば、画像“Ａ”がスキャナ部５０で１００％相当のサンプリング率で読み込まれ、図６（ａ）に示すような画像データに変換される。この画像データは、通常モード時に読み込まれた読み取りデータに相当している。尚、図６（ａ）で示される図５に破線で示したラインに沿った濃度データを表している。この画像データは、既に述べたように拡大処理に先だって図６（ｂ）に示すようにコントラスト処理部１８でコントラストが強調される。このコントラストが強調された画像デ−タは、拡大／縮小処理部１９で、例えば、図６（ｃ）に示すように拡大される。この拡大された画像は、図１４（ｃ）の従来の画像濃度を示すグラフと、図６（ｃ）に示すこの発明の方式によって処理された画像濃度を示すグラフとの比較から明らかなように信号成分の振幅が減衰せず、エッジがなまる等の現象が生ぜず、明瞭な画像に拡大されていることが十分に推測できる。その後、この拡大された画像は、γ変換部２０で図６（ｄ）に示すようにγ変換されて画像として出力される。既に述べたように、文字画像に対しては、コントラスト強調処理及びその後の拡大処理が施された画像がγ変換部２０で急な傾きを有するγ変換の処理が施される。これに対して、絵、写真等の階調画像に対しては、コントラスト強調処理が施されず、その後の拡大処理が施されたとしても、γ変換部２０では、緩やかなγ変換の処理が施されるにすぎない。
【００４０】
拡大モード時のコントラスト強調処理は、図７に示すようなコントラスト強調処理回路で画像が処理される。即ち、図８に示すような３列３行の画素配列において注目画素は、次のようにコントラストが強調される。このコントラスト強調処理回路では、注目画素の１ライン前の画素列信号、注目画素を含む１ラインの画素列信号及び注目画素の１ライン後の画素列信号がパラレルにクロックに同期してこのコントラスト強調処理回路に入力される。始めに各ラインの第１列の画素がコントラスト強調処理回路に入力されると、これらの画素は、第１のシフトレジスタ６１、６３、６５に格納される。次に、各ラインの第２列の画素がコントラスト強調処理回路に入力されると、第１のシフトレジスタ６１、６３、６５に格納された各ラインの第１列の画素は、第２のシフトレジスタ６２、６４、６６にシフトし、第２列の画素が第１のシフトレジスタ６１、６３、６５に格納される。更に、各ラインの第３列の画素がコントラスト強調処理回路に入力されると、第２のシフトレジスタ６２、６４、６６に格納された第１列の画素、第１のシフトレジスタ６１、６３、６５に格納された第２列の画素及び入力された第３列の画素が同時に平均値演算部６７及び最大値最小値計算部６８に入力されると共に注目画素が補間計算部６９に入力される。
【００４１】
平均値演算部６７では、全ての画素の画素濃度の平均値が求められ、この平均値が補間計算部６９に入力される。また、最大値最小値計算部６８では、全ての画素の画素濃度から最大値及び最小値に相当する画素濃度が求められ、最大及び最小画素濃度が拡大／縮小処理部１９の補間計算部６９に入力される。この補間計算部６９では、この画素の平均濃度、最大及び最小画素濃度から入力された注目画素の濃度が次のいずれかの計算式で処理されてコントラストが強調された画素濃度が求められ、求められた濃度が注目画素の濃度として補間計算処理を施されて拡大処理される。
【００４２】
(1) 平均画素濃度が最大及び最小画素濃度の加算値の１／２よりも小さいとき、即ち、平均値＜（最大値＋最小値）／２のときには、次の演算式でコントラストが強調された画素濃度が求められる。
【００４３】
演算式＝（注目画素の画素濃度−平均値）／（最大値−平均値）X １２８＋１２８
(2) 平均画素濃度が最大及び最小画素濃度の加算値の１／２よりも大きいか等しいとき、即ち、平均値≧（最大値＋最小値）／２のときには、次の演算式でコントラストが強調された画素濃度が求められる。
【００４４】
演算式＝（注目画素の画素濃度−最小値）／（平均値−最小値）×１２８
このようにして次々に注目画素に関しての濃度データが求められてコントラスト強調処理が施された画像データが得られる。
【００４５】
次に、図７に示した拡大／縮小処理部１９の補間計算部６９の詳細について説明する。図９には、補間計算部６９の詳細なブロック図が示されている。この図９に示すようにコントラスト強調処理部１８から供給された画像情報、即ち、濃度データは、補間計算部６９のメモリ７０に格納される。例えば、図１０に示すように画素（i, i+1, i+2, i+3）を有する画像情報がメモリ７０に格納される。このとき、クロック発生部（図示せず）から供給されるデータクロックに同期して書き込みアドレスカウンタ７５から書き込みアドレスがメモリ７０に供給されることから、次々に書き込みアドレスが発生され、この書き込みアドレスで指定されるメモリ領域に次々に濃度データ、即ち、画素（i, i+1, i+2, i+3）の濃度データがメモリ７０に格納される。補間計算部６９で補間計算が実施される際には、次のようにして画素が水増しされ、必要に応じて線形補間された濃度データがこの補間計算部６９から出力される。
【００４６】
クロック発生部から供給されるデータクロックに同期して読み出しアドレス発生部７４から読み出しアドレスＡがメモリ７０に供給され、この読み出しアドレスＡで指定された濃度データの画素信号が第１の乗算回路７８に格納されるとともにこのアドレスＡに１を加算したアドレス（Ａ＋１）で指定されるメモリ領域からアドレス（Ａ＋１）の濃度データとしての画素信号が第２の乗算回路７７に格納される。例えば、読み出しアドレスＡで指定された濃度データの画素信号（i ）が第１の乗算回路７８に格納されるとともにこのアドレスＡに１を加算したアドレス（Ａ＋１）で指定されるメモリ領域からアドレス（Ａ＋１）の濃度データの画素信号（i+1 ）が第２の乗算回路７７に格納される。操作パネル１６から拡大倍率に関する拡大倍率信号が補間係数計算部２３に入力されると、この補間係数計算部２３からは、拡大倍率に対応した補間係数が設定される。
【００４７】
ここで、文字／背景識別信号として画像情報が文字であることを示す文字識別信号１が供給されると、補間係数切替部８６の接点が固定値設定部８２に接続され、この固定値設定部８２から固定の補間係数信号が乗算回路７７、７８に供給される。具体的には、乗算回路７７には、固定値として”０”の補間係数が第２の補間係数信号として供給され、乗算回路７８には、固定値として”１”の補間係数が第１の補間係数信号として供給される。この補間係数信号は、拡大倍率に応じたタイミングで出力される。例えば、拡大率４００％では、この補間係数信号は、データクロックを４倍に分周したタイミングで出力される。従って、あるデータクロックから次のデータクロックが発生されるまでに、４画素に相当する画素信号が乗算回路７７、７８から発生される。即ち、乗算回路７７、７８では、次の画素データが入力され、格納された画素データが更新されるまで、４回の乗算が施され、４画素の信号が出力される。具体的には、乗算回路７７からは、画素信号（i+1 ）が更新されるまで、画素信号（i+1 ）に補間係数”０”を乗算した濃度０の４画素信号が発生され、乗算回路７８からは、画素信号（i ）が更新されるまで、画素（i ）に補間係数”１”を乗算したある濃度を有する４画素信号が発生される。
【００４８】
両画素信号（i ）, （i+1 ）は、加算回路７９で加算され、この加算出力は、除算回路８０において、除算係数計算部８４で求められた補間係数から求められた除算係数で除算され、拡大画像のための画素信号がこの除算回路８０から出力される。具体的には、加算回路７９で濃度０の画素信号（i+1 ）とある濃度の画素信号（i ）が加算され、加算信号としてある濃度を有する画素信号（i ）が発生される。また、除算係数計算部８４では、固定補間係数”０”及び”１”が加算され、除算回路８０において、この加算された固定補間係数”１”で加算信号としての画素信号（i ）が除算され、除算回路８０からは、除算出力として４つの画素信号（i ）が出力される。
【００４９】
次のデータクロックが入力されてアドレスが更新されると、乗算回路７７、７８には、それぞれ画素信号（i+2 ）, （i+1 ）が格納され、上述と同様の処理にて除算回路８０からは、除算出力として４つの画素信号（i+1 ）が出力される。同様の処理が実行されることによって図１１に示すように図１０の画素データを４００％に水増しした拡大画素信号が発生される。
【００５０】
文字／背景識別信号として画像情報が背景であることを示す背景識別信号１が供給されると、補間係数切替部８６の接点が補間係数計算部２３に接続され、この補間係数設定部２３から補間係数信号が乗算回路７７、７８に供給される。既に述べたと同様に、この補間係数信号は、拡大倍率に応じたタイミングで出力される。例えば、拡大率４００％では、この補間係数信号は、データクロックを４倍に分周したタイミングで出力される。従って、あるデータクロックから次のデータクロックが発生されるまでに、４つの補間係数信号が発生され、この補間係数信号によって補正された４画素に相当する画素信号が乗算回路７７、７８から発生され、この乗算結果が加算回路７９で加算され、加算出力が除算回路８０で補間係数の和で除されて出力される。即ち、乗算回路７７、７８、加算回路７９及び除算回路８０から成る演算回路では、次の画素データが入力され、格納された画素データが更新されるまで、４つの補間係数信号で４回の演算が施され、４画素の信号が出力される。
【００５１】
具体的には、図１２（ｂ）から図１２（ｅ）に示すような演算が乗算回路７７、７８、加算回路７９及び除算回路８０から成る演算回路で実行される。即ち、補間係数計算部２３では、始めに図７（ｂ）に示すように補間係数として”０”及び”１．００”が選択され、この補間係数が乗算回路７７、７８に与えられると共に除算係数計算部８４に与えられる。除算係数計算部８４では、補間係数が加算されて除算回路８０に供給される。乗算回路７７では、画素信号（i+1 ）に補間係数”０”を乗算した濃度０の画素信号が発生され、乗算回路７８では、画素（i ）に補間係数”１”を乗算したある濃度を有する画素信号が発生され、加算回路７９で両者が加算される。加算された画素信号が除算回路８０に供給され、加算された補間係数で除算される。次に、補間係数計算部２３では、図１２（ｃ）に示すように補間係数として”０．２５”及び”０．７５”が選択され、この補間係数が乗算回路７７、７８に与えられると共に除算係数計算部８４に与えられる。除算係数計算部８４では、補間係数が加算されて除算回路８０に供給される。乗算回路７７では、画素信号（i+1 ）に補間係数”０．２５”を乗算した画素信号が発生され、乗算回路６８では、画素（i ）に補間係数”０．７５”を乗算した画素信号が発生され、加算回路７９で両者が加算される。加算された画素信号が除算回路８０に供給され、加算された補間係数で除算される。更に、補間係数計算部２３では、図１２（ｄ）に示すように補間係数として”０．５”及び”０．５”が選択され、この補間係数が乗算回路７７、７８に与えられると共に除算係数計算部８４に与えられる。除算係数計算部８４では、補間係数が加算されて除算回路８０に供給される。乗算回路７７では、画素信号（i+1 ）に補間係数”０．５”を乗算した画素信号が発生され、乗算回路７８では、画素（i ）に補間係数”０．５”を乗算した画素信号が発生され、加算回路６９で両者が加算される。加算された画素信号が除算回路８０に供給され、加算された補間係数で除算される。更にまた、補間係数計算部２３では、図１２（ｅ）に示すように補間係数として”０．７５”及び”０．２５”が選択され、この補間係数が乗算回路７７、７８に与えられると共に除算係数計算部８４に与えられる。除算係数計算部８４では、補間係数が加算されて除算回路８０に供給される。乗算回路７７では、画素信号（i+1 ）に補間係数”０．７５”を乗算した画素信号が発生され、乗算回路７８では、画素（i ）に補間係数”０．２５”を乗算した画素信号が発生され、加算回路７９で両者が加算される。加算された画素信号が除算回路８０に供給され、加算された補間係数で除算される。
【００５２】
このようにして４画素信号が発生された後、次のデータクロックが入力されてアドレスが更新されると、乗算回路７７、７８には、それぞれ画素信号（i+2 ）, （i+1 ）が格納され、上述と同様の処理にて除算回路８０からは、除算出力として４つの画素信号（i+1 ）が出力される。即ち、図１２（ｆ）に示すように画素信号が更新された図１２（ｂ）と同様の演算処理が開始され、その後、図１２（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）と同様の処理が実行される。この処理が繰り返されることによって図１２（ａ）に示すように図１０の画素データを４００％に水増し、しかも、線形補間された拡大画素信号が発生される。
【００５３】
このように、文字部や境界部のエッジ等線形補間した結果の画像信号を用いることが望ましくない部分では、線形補間法のアルゴリズムに従わず、補間時の重みを重くして重み付き平均計算をするように補間計算の補間係数をリアルタイムに変更している。
【００５４】
以上のように、このようにコントラストを強調した後に、画像を拡大処理して画像を再現していることから、画像の品質が劣化せず、十分に高品質の画像を再現することができる。
【００５５】
【発明の効果】
この発明によれば、階調画像部はなめらかな画像再現を保ったまま、文字部や境界部のエッジでもボケを生じさせないような拡大画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る画像形成装置の制御系の主要な処理系を示すブロック図である。
【図２】図１に示された画像形成装置の制御系のより詳細なブロック図である。
【図３】図１に示された画像形成装置の構造を概略的に示す断面図である。
【図４】図１に示された像域識別部の回路例を示すブロック図である。
【図５】図１に示された画像形成装置で読みとられた画像の一例を示す平面図である。
【図６】図１に示された画像形成装置で図５の画像を変換した画像信号の一例を示す波形図である。
【図７】図１に示されたコントラスト強調部の具体例を示すブロック図である。
【図８】図７に示されたコントラスト強調部で処理される画素列の例を示す平面図である。
【図９】図７に示された補間計算部の具体例を示すブロック図である。
【図１０】画像の拡大の対象とされる拡大画像の濃度分布例を示す画像例を示す波形図である。
【図１１】画像の拡大の為に図１０に示された画像信号を水増した例を示す信号波形図である。
【図１２】画像の拡大の為に図１０に示された画像信号を水増し、しかも、線形補間を施した例を示す信号波形図及びその線形補間の演算方法を示す計算式を示している。
【図１３】読みとられる画像の一例を示す平面図である。
【図１４】従来の拡大方式を採用した画像形成装置で図１３の画像を変換した画像信号の一例を示す波形図である。
【符号の説明】
５・・・載置台
１１・・・主制御装置
１７・・・領域管理部
１８・・・コントラスト強調部
１９・・・拡大／縮小処理部
２０・・・γ変換部
２２・・・画質改善部
２４・・・像域識別部
２６・・・ＣＣＤセンサ
２８・・・補正部
３１・・・画像展開部
３６・・・座標入力部
６１〜６６・・・シフトレジスタ
６７・・・平均値計算部
６８・・・最大値最小値計算部
７０・・・メモリ
７７，７８・・・乗算回路
７９・・・加算回路
８０・・・徐算回路
８２・・・固定値設定部
８４・・・徐算係数計算部
８６・・・補間係数切り替え部
９３・・・感光帯ドラム
９５・・・レーザユニット
９６・・・現像装置
９７・・・転写装置
１００・・・定着装置

Claims (3)

1. 原稿を光学的に走査する走査手段と、
   この走査手段により走査された原稿からの光線を導くレンズ系と、
   画像形成の為の変倍率を設定する手段と、
   レンズ系で導かれた光線を画像信号に変換する光電変換手段と、
   変換された画像信号が文字的性質及び階調的性質のいずれかを有するかを定める手段と、
   画像信号が文字的性質を有する場合、この画像信号を平均画素濃度と比較する比較演算により演算した結果に基づいてコントラストを強調する処理を施すコントラスト強調手段と、
   前記画像信号を指示された倍率に拡大する際に、前記定める手段により文字的性質を有すると判断された画像信号については、前記コントラスト強調手段によりコントラストを強調する処理が施された画像信号を用い、前記定める手段により階調的性質を有すると判断された画像信号については、画像信号を変倍率に応じて補間するように設定された補間係数を用いて線形的な補間を施し、前記画像信号の個数を増加して拡大画像信号を生成する拡大手段と、
   前記画像信号が文字的性質を有する場合、生成された拡大画像信号に所定の傾きでγ処理を施すγ処理手段と、
   前記γ処理手段でγ処理された画像信号に応じて被画像形成媒体上に拡大画像を形成する画像形成手段と、
   を具備することを特徴とする画像形成装置。
2. 原稿を光学的に走査する走査手段と、
   この走査手段により走査された原稿からの光線を導くレンズ系と、
   画像形成の為の変倍率を設定する手段と、
   レンズ系で導かれた光線を画像信号に変換する光電変換手段と、
   変換された画像信号が文字的性質及び階調的性質のいずれかを有するかを定める手段と、
   画像信号が文字的性質を有する場合、この画像信号のコントラストを強調する処理を施すコントラスト強調手段と、
   前記画像信号が文字的性質を有する場合には補間係数を用いない固定係数を、前記画像信号が階調的性質を有する場合には倍率に応じた複数の補間係数を選択する選択手段と、
   前記画像信号を倍率に応じて拡大する際に、拡大倍率に対応した補間係数を用いて拡大画像信号を生成するものであって、前記画像信号が文字的性質を有する場合、前記係数選択手段により選択された前記固定係数を用いて画像信号を生成し、前記画像信号が階調的性質を有する場合、前記選択手段により選択された前記拡大倍率に対応した前記補間係数を用いて線形的な補間を施して前記画像信号の個数を増加して拡大画像信号を生成する拡大手段と、
   画像信号が文字的性質を有する場合、生成された拡大画像信号に急な傾きでγ処理を施すγ処理手段と、
   前記γ処理された画像信号に応じて被画像形成媒体上に拡大画像を形成する画像形成手段と、
   を具備することを特徴とする画像形成装置。
3. 画像信号が文字的性質を有する画像信号であるか、階調的性質を有する画像信号であるか、を示す入力画像信号に付与されている識別情報に従って、濃度データを補間する補間係数切替部と、
   拡大倍率が入力される操作部と、
   この操作部により入力された倍率の拡大画像を出力可能な画像出力部と、
   この画像出力部に出力すべき画像信号が文字的性質を有する場合に、前記補間係数切替部の出力を固定値とし、画像信号が階調的性質を有する場合に、前記補間係数切替部の出力を前記操作部から入力された倍率に応じて線形的に補間する補間値とする拡大／縮小部と、
   を具備することを特徴とする画像形成装置。

Images