JP3857448B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原稿画像中のノイズを除去する画像処理手段を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来例としては、例えば特開平６−３５９７６号公報、特開平７−１５２９０８号公報に示すように、原稿画像をＭＴＦフィルタ処理した画像データからノイズ画素を除去する方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＭＴＦフィルタ処理は、スキャナによる読み取り画像データの文字などをはっきりさせるための強調処理として必要な処理であるが、原理的に画像ノイズも増幅される。したがって、上記従来例では、原稿画像をＭＴＦフィルタ処理した画像データからノイズ画素を除去するので、ノイズを十分に除去することができないという問題点がある。特にノイズにより１画素だけが他の画素と大きく異なる画像の場合、ＭＴＦフィルタ処理により画像が大きく劣化し、例えば白画像（低濃度領域）の中に存在する黒点や、黒画像（高濃度領域）の中に存在する白点は特に目立ちやすく、画像品質の劣化になりやすい。
【０００４】
本発明は上記従来例の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、画像全体としての画質を維持しつつ、大きな画像補正の効果を得ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第１の手段は、画像入力部から入力された画像データに対して画像処理部で画像処理を行い、処理後の画像データを画像出力部から顕像として出力する画像形成装置において、入力画像データの低濃度領域の画素値をさらに低濃度に変換する第１の画像データ変換手段と、前記第１の画像データ変換手段により変換された画像データに対して画像強調を行う補正手段と、前記補正手段により処理された画像データを第１の画像データ変換手段とは逆の変換特性で変換する第２の画像データ変換手段と、を備え、前記第２の画像データ変換手段は前記第１の画像データ変換手段による画像データの変換後から前記画像出力部に前記画像データの処理結果を出力するまでの間に当該画像データの変換を行うことを特徴とする。
第２の手段は、画像入力部から入力された画像データに対して画像処理部で画像処理を行い、処理後の画像データを画像出力部から顕像として出力する画像形成装置において、入力画像データの低濃度領域の画素値をさらに低濃度に変換し、高濃度領域の画素値をさらに高濃度に変換する第１の画像データ変換手段と、 前記第１の画像データ変換手段により変換された画像データに対して画像強調を行う補正手段と、前記補正手段により処理された画像データを前記第１の画像データ変換手段とは逆の変換特性で変換する第２の画像データ変換手段と、を備え、前記第２の画像データ変換手段は前記第１の画像データ変換手段による画像データの変換後から前記画像出力部に前記画像データの処理結果を出力するまでの間に当該画像データの変換を行うことを特徴とする。
第３の手段は、画像入力部から入力された画像データに対して画像処理部で画像処理を行い、処理後の画像データを画像出力部から顕像として出力する画像形成方法において、入力画像データの低濃度領域の画素値をさらに低濃度に変換する第１の画像データ変換工程と、前記第１の画像データ変換工程により変換された画像データに対して画像強調を行う補正工程と、前記補正工程で処理された画像データを第１の画像データ変換工程とは逆の変換特性で変換する第２の画像データ変換工程と、を備え、前記第２の画像データ変換工程では前記第１の画像データ変換工程による画像データの変換後から前記画像出力部に前記画像データの処理結果を出力するまでの間に当該画像データの変換を行うことを特徴とする。
第４の手段は、画像入力部から入力された画像データに対して画像処理部で画像処理を行い、処理後の画像データを画像出力部から顕像として出力する画像形成方法において、入力画像データの低濃度領域の画素値をさらに低濃度に変換し、高濃度領域の画素値をさらに高濃度に変換する第１の画像データ変換工程と、前記第１の画像データ変換工程により変換された画像データに対して画像強調を行う補正工程と、前記補正工程により処理された画像データを前記第１の画像データ変換工程とは逆の変換特性で変換する第２の画像データ変換工程と、を備え、前記第２の画像データ変換工程では前記第１の画像データ変換工程による画像データの変換後から前記画像出力部に前記画像データの処理結果を出力するまでの間に当該画像データの変換を行うことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係る実施形態に係る画像形成装置としてのデジタル複写機を示すブロック図、図２は図１のデジタル複写機を詳しく示すブロック図、図３は図２のノイズ低減変換部を詳しく示すブロック図、図４は図２のノイズ低減変換補正部を詳しく示すブロック図、図５は図２のノイズ低減変換部の変換特性を示す説明図、図６は図２のノイズ低減変換補正部の変換特性を示す説明図、図７は画像データの一例を示す説明図、図１１はデジタル複写機の機械的構成の概略を示す図である。
【００１０】
図１、図２において、画像入力部１０１はデジタル複写機、デジタルファクシミリのスキャナ部２０１を含み、原稿を読み取ってその読み取り画像データを画像処理部１０２に送る。画像処理部１０２はノイズ低減変換部２０２、ＭＴＦフィルタ処理部２０３、ノイズ低減変換補正部２０４、γ変換処理／階調処理部２０５による各処理をこの順番で行って処理結果を画像出力部１０３に送る。画像出力部１０３はデジタル複写機、デジタルファクシミリのプリンタ部２０６を含み、画像処理部１０２により処理されたビットマップ画像データを紙上にプリントアウトする。
【００１１】
制御部１０４はコピー動作、ファクシミリ動作を行うときに装置全体の制御を行い、ＣＰＵ２０８、ＣＰＵ２０８の制御プログラムが格納されたＲＯＭ２０９、制御プログラムがワークエリアとして使用するＲＡＭ２１０（及びシステムバス２０７）などを有する。制御部１０４は具体的には、画像入力部１０１に対してはスキャナ部２０１の動作制御を行い、画像処理部１０２に対してはノイズ低減レベルの設定と、γ変換処理、フィルタ処理、階調処理などの各種画像処理におけるパラメータの設定を行い、画像出力部１０３に対してはプリンタ部２０６の動作制御を行い、操作部２１１に対しては各種情報の表示制御や、動作モード、レベル変更の入力制御を行う。
【００１２】
図１１は、スキャナ部２０１とプリンタ部２０６の機械的構成を示す概略説明図である。スキャナ部２０１は、原稿を載置するコンタクトガラス１、コンタクトガラス１上に置かれた原稿を押さえる圧板３９、コンタクトガラス１の下面から原稿を照射する照明用光源（ランプ）２ａ、２ｂ、原稿からの反射光をＣＣＤイメージセンサ９に導く、第１ないし第５のミラー３、４、５、６、７、および結像レンズ８と、第１走行体１０と、第２走行体１１とからなる。
【００１３】
このような各構成要素を備えたスキャナ部２０１は、コンタクトガラス１上に置かれた原稿を照明し、読み取り原稿からの反射光を第１ないし第５ミラー３〜７および結像レンズ８を介してＣＣＤイメージセンサ９の受光面に結像する。光源２ａ、２ｂおよび第１ミラー３は第１走行体１０に搭載され、第２および第３ミラー４、５は第２走行体１１に搭載され、第２走行体１１は第１走行体１０に連動して第１走行体の１／２の速度で副走査方向に移動する。主走査方向のスキャンは、ＣＣＤイメージセンサ９の個体走査によって行われ、原稿画像はＣＣＤイメージセンサ９によって読み取られる。これによって原稿全体が走査され、読み取られる。
【００１４】
プリンタ部２０６は、レーザ書き込み系、画像再生系、および給紙系によって構成される。レーザ書き込み系は、レーザ出力ユニット２１、結像レンズ２２、およびミラー２３からなる。レーザ出力ユニット２１は、レーザ光源であるレーザダイオードおよびモータによって高速で回転する多角形ミラー（ポリゴンミラー）を備え、画像データに基づいて付勢されたレーザダイオードから出射されたレーザビームが感光体ドラム２４表面に照射される。感光体ドラム２４の周囲には、帯電チャージャ２５、イレーサ２６、現像ユニット２７、転写チャージャ２８、分離チャージャ２９、分離爪３０、クリーニングユニット３１などが配置されている。また、感光体ドラム２４の一端の近傍のレーザビームが照射される位置には、主走査同期信号を発生する図示しないビームセンサが配されている。
【００１５】
このように大略構成されたプリンタ部２０６で画像形成を行う場合には、以下のようにして行われる。すなわち、感光体ドラム２４の周面が帯電チャージャ２５によって一様に高電位に帯電され、感光体ドラム２４の周面にレーザ光が照射されると、照射された部分は電位が下がる。レーザ光は記録再生の黒／白に応じてオン／オフ制御されるので、レーザ光の照射によって感光体ドラム２４の周面に記録画像に対応する電位分布、言い換えれば静電潜像が形成される。静電潜像が形成された部分が現像ユニット２７を通ると、電位の高低に応じてトナーが付着し静電潜像が可視化されたトナー像となる。トナー像が形成された部分に所定のタイミングで記録シート３２がカセット３３から送り込まれ、トナー像に重なる。このトナー像は転写チャージャ２８によって記録シート３２に転写され、さらに、分離チャージャ２９および分離爪３０によって感光体ドラム２４から分離される。分離された記録シート３２は、搬送ベルト３４によって搬送され、ヒータを内蔵した定着ローラ３５によって加熱定着された後、排紙トレイ３６に排紙される。
【００１６】
この実施形態では、プリンタ部２０６は２系統の給紙系を有し、そのうち一系統は上段給紙カセット３３ａと手差し給紙台３３ｃを備え、両者とも給紙ローラ３７ａによって給紙される。他の一系統は下段給紙カセット３３ｂを備え、給紙ローラ３７ｂによって給紙される。そして、いずれかの給紙ローラ３７ａ、３７ｂから給紙された記録シート３２（図では、上段給紙カセット３３ａでは符号３２ａで、下段給紙カセット３３ｂでは符号３２ｂで示す）は、レジストローラ３８に当接した状態で一旦停止し、記録プロセスの進行に同期したタイミングで感光体ドラム２４に送り込まれる。
【００１７】
デジタル複写機の場合の画像処理部１０２の動作を説明する。まず、ノイズ低減変換部２０２はスキャナ部２０１からの入力画像データを、有効信号とノイズ成分の差分値が少なくなるように変換する。続くＭＴＦフィルタ処理部２０３はノイズ低減変換部２０２により処理された画像データに対して、例えば図７（ｂ）、図１０（ｂ）に示すような５画素×５ラインのマトリクスのフィルタ係数により各画素の値を積和演算することにより画像中のエッジを強調し、処理結果をノイズ低減変換補正部２０４に出力する。
【００１８】
続くノイズ低減変換補正部２０４はＭＴＦフィルタ処理部２０３により処理された画像データに対して、ノイズ低減変換部２０２のノイズ低減変換特性と反対の補正特性で補正を行う。したがって、ＭＴＦフィルタ処理部２０３により処理された画像データは、ノイズ低減変換補正部２０４によりノイズ低減変換部２０２による処理前のデータに変換される。続くγ変換処理／階調処理部２０５はノイズ低減変換補正部２０４により処理された画像データに対してγ変換処理、階調処理を行い、処理結果をプリンタ部２０６に送る。なお、γ変換処理はプリンタ部２０６の出力特性に応じて最適な濃度で出力するための変換処理であり、予め設定されている複数の変換特性の１つを、システムバス２０７を介して指示されたコマンドにより選択して行う。
【００１９】
＜ノイズ低減変換部２０２＞
ノイズ低減変換部２０２は図３に詳しく示すようにセレクタ３０１とＲＡＭ３０２を有し、その動作は設定時とコピー動作時で異なる。
【００２０】
（１）設定時
システムバス２０７からの変換テーブル設定アドレス（８ビット＝０〜２５５）がセレクタ３０１により選択されてＲＡＭ３０２のアドレス入力端子に印加されるとともに、システムバス２０７からの変換テーブル設定データ（８ビット＝０〜２５５）とライトイネーブル信号がそれぞれＲＡＭ３０２のデータ入力端子とライトイネーブル入力端子に印加され、これにより変換テーブル設定アドレスが示す変換テーブル設定データがＲＡＭ３０２に書き込まれる。
【００２１】
（２）コピー動作時
スキャナ部２０１からの入力画像データ（８ビット＝０〜２５５）がセレクタ３０１により選択されてＲＡＭ３０２のアドレス入力端子に印加され、ノイズ低減された画像データがＲＡＭ３０２のデータ出力端子からＭＴＦフィルタ処理部２０３に出力される。この変換テーブル設定データは図５（ａ）（ｂ）に示すように全濃度領域（＝０〜２５５）において下に凸の特性であり、したがって、低濃度の画素値がさらに低濃度に変換されてノイズが低減される。
【００２２】
＜ノイズ低減変換補正部２０４＞
ノイズ低減変換補正部２０４は図４に詳しく示すようにセレクタ４０１とＲＡＭ４０２を有し、その動作は設定時とコピー動作時で異なる。
【００２３】
（１）設定時
システムバス２０７からの変換テーブル設定アドレス（８ビット＝０〜２５５）がセレクタ４０１により選択されてＲＡＭ４０２のアドレス入力端子に印加されるとともに、システムバス２０７からの変換テーブル設定データ（８ビット＝０〜２５５）とライトイネーブル信号がそれぞれＲＡＭ４０２のデータ入力端子とライトイネーブル入力端子に印加され、これにより変換テーブル設定アドレスが示す変換テーブル設定データがＲＡＭ４０２に書き込まれる。
【００２４】
（２）コピー動作時
ＭＴＦフィルタ処理部２０３からの入力画像データ（８ビット＝０〜２５５）がセレクタ４０１により選択されてＲＡＭ４０２のアドレス入力端子に印加され、ノイズ低減補正された画像データがＲＡＭ４０２のデータ出力端子からγ変換処理／階調処理部２０５に出力される。この変換テーブル設定データは図６（ａ）（ｂ）に示すように図５（ａ）（ｂ）に示す特性と逆特性であり、上に凸の特性である。したがって、ノイズ低減変換部２０２による処理前のデータに変換される。但し、変換誤差のために両者は全く同じ値になるとは限らない。
【００２５】
図７（ａ）はスキャナ部２０１からの低濃度の入力画像データの一例を示し、５×５画素のマトリクスにおいて本来、画素値＝８の均一データであるが、中心画素（注目画素）の値がノイズの影響により「１４」に変化した場合を示している。ここで、この入力画像データを図７（ｂ）に示すようなＭＴＦ係数により処理すると、注目画素は図７（ｃ）に示すように「４４」となるので、画像ノイズも増幅されるという問題点がある。
【００２６】
そこで、本発明では図７（ａ）に示す入力画像データをノイズ低減変換部２０２により処理すると低濃度の画素値がさらに低濃度に変換されるので、図７（ｄ）に示すように注目画素＝２となる。次いでこの画像データを図７（ｂ）に示すようなＭＴＦ係数により処理すると図７（ｅ）に示すように注目画素＝７となり、次いでこの画像データをノイズ低減変換補正部２０４により処理すると図７（ｆ）に示すように注目画素＝２７となる。したがって、図７（ｃ）に示す注目画素＝４４より画像ノイズが増幅されることを防止することができる。
【００２７】
次に図８〜図１０を参照して第２の実施形態について説明する。図８はノイズ低減変換部２０２の変換特性を示す説明図、図９はノイズ低減変換補正部２０４の変換特性を示す説明図、図１０は画像データの一例を示す説明図である。ノイズ低減変換部２０２のＲＡＭ３０２には図８に示すように、低濃度領域では下に凸であって高濃度領域では上に凸の特性の変換テーブルが書き込まれる。したがって、低濃度領域では下に凸であるので低濃度領域の黒ノイズを低減することができ、高濃度領域では上に凸であるので高濃度領域の白ノイズを低減することができる。これに対し、ノイズ低減変換補正部２０４のＲＡＭ３０４には図９に示すように逆の変換特性、すなわち低濃度領域では上に凸であって高濃度領域では下に凸の特性の変換テーブルが書き込まれる。
【００２８】
図１０（ａ）はスキャナ部２０１からの高濃度の入力画像データの一例を示し、５×５画素のマトリクスにおいて本来は、画素値＝２５２の均一データであるが、中心画素（注目画素）の値がノイズの影響により「２４４」に変化した場合を示している。ここで、この入力画像データを図１０（ｂ）に示すようなＭＴＦ係数により処理すると、注目画素は図１０（ｃ）に示すように「２０４」となるので、画像ノイズも増幅されるという問題点がある。
【００２９】
そこで、本発明では図１０（ａ）に示す入力画像データをノイズ低減変換部２０２により処理すると高濃度の画素値がさらに高濃度に変換されるので、図１０（ｄ）に示すように注目画素が「２５２」となる。次いでこの画像データを図１０（ｂ）に示すようなＭＴＦ係数により処理すると図１０（ｅ）に示すように注目画素＝２３７となり、次いでこの画像データをノイズ低減変換補正部２０４により処理すると図１０（ｆ）に示すように注目画素＝２３３となる。したがって、図１０（ｃ）に示す注目画素＝２０４より画像ノイズが増幅されることを防止することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、画像ノイズのレベルが低減する変換特性で入力画像データを変換した後に画像強調を行い、次いで逆の変換特性で変換するようにしたので、画像全体としての画質を維持しつつ、画像補正の効果を最大限にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るデジタル複写機の電気的構成の概略を示すブロック図である。
【図２】図１の構成の要部の詳細を示すブロック図である。
【図３】図２のノイズ低減変換部の詳細を示すブロック図である。
【図４】図２のノイズ低減変換補正部の詳細を示すブロック図である。
【図５】図２のノイズ低減変換部の変換特性を示す説明図である。
【図６】図２のノイズ低減変換補正部の変換特性を示す説明図である。
【図７】画像データの一例を示す説明図である。
【図８】第２の実施形態のノイズ低減変換部の変換特性を示す説明図である。
【図９】第２の実施形態のノイズ低減変換補正部の変換特性を示す説明図である。
【図１０】画像データの一例を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施形態に係るデジタル複写機の機械的構成の概略を示す図である。
【符号の説明】
２０１ スキャナ部
２０２ ノイズ低減変換部
２０３ ＭＴＦフィルタ処理部
２０４ ノイズ低減変換補正部
２０６ プリンタ部
２０８ ＣＰＵ

Claims (4)

1. 画像入力部から入力された画像データに対して画像処理部で画像処理を行い、処理後の画像データを画像出力部から顕像として出力する画像形成装置において、
   入力画像データの低濃度領域の画素値をさらに低濃度に変換する第１の画像データ変換手段と、
   前記第１の画像データ変換手段により変換された画像データに対して画像強調を行う補正手段と、
   前記補正手段により処理された画像データを第１の画像データ変換手段とは逆の変換特性で変換する第２の画像データ変換手段と、
   を備え、
   前記第２の画像データ変換手段は前記第１の画像データ変換手段による画像データの変換後から前記画像出力部に前記画像データの処理結果を出力するまでの間に当該画像データの変換を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 画像入力部から入力された画像データに対して画像処理部で画像処理を行い、処理後の画像データを画像出力部から顕像として出力する画像形成装置において、
   入力画像データの低濃度領域の画素値をさらに低濃度に変換し、高濃度領域の画素値をさらに高濃度に変換する第１の画像データ変換手段と、
   前記第１の画像データ変換手段により変換された画像データに対して画像強調を行う補正手段と、
   前記補正手段により処理された画像データを前記第１の画像データ変換手段とは逆の変換特性で変換する第２の画像データ変換手段と、
   を備え、
   前記第２の画像データ変換手段は前記第１の画像データ変換手段による画像データの変換後から前記画像出力部に前記画像データの処理結果を出力するまでの間に当該画像データの変換を行うことを特徴とする画像形成装置。
3. 画像入力部から入力された画像データに対して画像処理部で画像処理を行い、処理後の画像データを画像出力部から顕像として出力する画像形成方法において、
   入力画像データの低濃度領域の画素値をさらに低濃度に変換する第１の画像データ変換工程と、
   前記第１の画像データ変換工程により変換された画像データに対して画像強調を行う補正工程と、
   前記補正工程で処理された画像データを第１の画像データ変換工程とは逆の変換特性で変換する第２の画像データ変換工程と、
   を備え、
   前記第２の画像データ変換工程では前記第１の画像データ変換工程による画像データの変換後から前記画像出力部に前記画像データの処理結果を出力するまでの間に当該画像データの変換を行うことを特徴とする画像形成方法。
4. 画像入力部から入力された画像データに対して画像処理部で画像処理を行い、処理後の画像データを画像出力部から顕像として出力する画像形成方法において、
   入力画像データの低濃度領域の画素値をさらに低濃度に変換し、高濃度領域の画素値をさらに高濃度に変換する第１の画像データ変換工程と、
   前記第１の画像データ変換工程により変換された画像データに対して画像強調を行う補正工程と、
   前記補正工程により処理された画像データを前記第１の画像データ変換工程とは逆の変換特性で変換する第２の画像データ変換工程と、
   を備え、
   前記第２の画像データ変換工程では前記第１の画像データ変換工程による画像データの変換後から前記画像出力部に前記画像データの処理結果を出力するまでの間に当該画像データの変換を行うことを特徴とする画像形成方法。

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