JP3862789B2 - 画像処理装置及び画像処理方法、並びに画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スキャナ入力された画像データを高品質に出力するため、スキャナ入力された画像データ各々に対して各種フィルタリング処理を施し、このフィルタリング処理が施された画像データを合成して出力する画像処理装置及び画像処理方法に関する。また、この画像処理装置を利用した画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル複写機、ファクシミリ等の画像形成装置が急速に普及し始めている。このようなデジタル機器では、スキャナ入力された画像を高品質に出力するための画像処理が不可欠とされている。一般に、デジタル複写機、ファクシミリといった画像入出力装置において、入力時には読みとり光学系のＭＴＦ（Modulation Transfer Function）特性の劣化、及びデジタルサンプリングによる周波数帯域制限に伴う折り返しひずみの発生、出力時には現像系での劣化やデジタル特有のモアレ発生等のさまざまな空間周波数の劣化が発生する。
【０００３】
このため、画像処理系の一部として、ＭＴＦ補正が必要となる。このようなＭＴＦ補正をフィルタリング処理と呼び、さらに、モアレ等を抑制するローパスフィルタ（以下ＬＰＦと称する）と、文宇のエッジ等を強調するハイパスフィルタ（以下ＨＰＦと称する）に分けられる。一般にフィルタリング処理は、主走査及び副走査方向の２次元デジタルフィルタ処理により実現されている。即ち、フィルタリング処理は、処理の対象となる画素（注目画素）及びその周辺画素で構成される局所領域に対し、各画素位置に対応する係数を掛け合わせることで実現されている。従って（ｎＸｎ）のマ卜リクスサイズで処理を行う場合、副走査方向の処理はｎラインのラインバッファが必要となる。
【０００４】
このようなＬＰＦ及びＨＰＦ処理を実行するにあたり、ハード構成のコスト低減及び簡略化のため、ラインバッファを供用するような構成が提案されている。即ち、ラインバッファを供用してＬＰＦ及びＨＰＦ処理を並列的に行い、さらにラインバッファを供用してＬＰＦ処理後にレンジ補正処理を行い、ＨＰＦ処理後には重み付け処理を行うようになっている。その後、レンジ補正処理後の画像データと重み付け処理後の画像データとは合成され出力されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この合成処理により、エッジ成分を含んだ特定の画像データにおいて画像濃度が反転する現象が生じることがある。この現象は、プリンタ系が高解像度・高階調対応となればなるほど顕著に現れる。例えば、フィルタリング処理前の画像データがレンジ補正処理でレンジ幅を広げる範囲外の画像データで値がばらつきを持っていたとすると、レンジ補正処理でレンジ幅を広げて処理した場合の処理後の結果がＦＦｈになった局所領域が、ＨＰＦ処理後の結果でこの値のばらつきがエッジ強調されてしまい、マイナス成分をもった局所部の値とレンジ補正処理後の値が合成される。そのため、ＦＦｈで処理したい局所部の結果がＦＦｈでなくなってしまうことがある。この結果、中間濃度部などの濃度が緩やかに変化している部分で濃度の反転現象が発生し画像劣化が起こっていた。また、ファクシミリなとで解像度変換して解像度を低くした場合、濃度の反転した局所領域が拡大され、さらに画像劣化を増加させるような問題があった。
【０００６】
この発明の目的は、上記したような事情に鑑み成されたものであって、ＬＰＦ処理後にレンジ補正処理、ＨＰＦ処理後に重み付け処理を行うハードウェア構成において、レンジ補正処理後の画像データと重み付け処理後の画像データとを合成したときに生じる濃度反転現象を防止できる画像処理装置及び画像処理方法、並びにこの画像処理装置を利用した画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【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、
この発明によれば、
画像データに対して所定の画像処理を施し、画像データを補正して出力する画像処理装置において、
画像データに対して第１のフィルタリング処理を施す第１のフィルタリング手段と、
この第１のフィルタリング処理が施された画像データの濃度レンジを補正する濃度レンジ補正手段と、
画像データに対して前記第１のフィルタリング処理と異なる第２のフィルタリング処理を施す第２のフィルタリング手段と、
前記濃度レンジ補正後の結果に応じて、この濃度レンジ補正後の画像データを出力したり、或いはこの濃度レンジ補正後の画像データとこの濃度レンジ補正がなされた画像データに対応する前記第２のフィルタリング処理が施された画像データとを合成した画像データを出力したりする合成手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置が提供される。
【０００８】
また、この発明によれば、
画像データに対して所定の画像処理を施し、画像データを補正して出力する画像処理装置において、
主走査方向に複数の画素でかつ副走査方向に複数のラインからなる処理対象画像における注目画素の画像データから第１の周波数帯域成分を抽出するための第１のフィルタリング処理を施す第１のフィルタリング手段と、
この第１のフィルタリング処理が施された画像データの濃度レンジを補正する濃度レンジ補正手段と、
前記第１のフィルタリング処理と並列して、前記注目画素の画像データから前記第１の周波数成分より高い第２の周波数帯域成分を抽出するための第２のフィルタリング処理を施す第２のフィルタリング手段と、
この第２のフィルタリング処理が施された画像データに対して所定の係数を乗算する乗算手段と、
前記濃度レンジ補正後の結果に応じて、この濃度レンジ補正後の画像データを出力したり、或いはこの濃度レンジ補正後の画像データとこの濃度レンジ補正がなされた画像データに対応する前記乗算処理が施された画像データとを合成した画像データを出力したりする合成手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置が提供される。
【０００９】
さらに、この発明によれば、
画像データに対して所定の画像処理を施し、画像データを補正して出力する画像処理装置において、
主走査方向に複数の画素でかつ副走査方向に複数のラインからなる処理対象画像における注目画素の画像データから第１の周波数帯域成分を抽出するための第１のフィルタリング処理を施す第１のフィルタリング手段と、
この第１のフィルタリング処理が施された画像データの濃度レンジを補正する濃度レンジ補正手段と、
前記第１のフィルタリング処理と並列して、前記注目画素の画像データから前記第１の周波数成分より高い第２の周波数帯域成分を抽出するための第２のフィルタリング処理を施す第２のフィルタリング手段と、
この第２のフィルタリング処理が施された画像データに対して所定の係数を乗算する乗算手段と、
前記濃度レンジ補正後の画像データの濃度値と所定の濃度閾値とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に応じて、この濃度レンジ補正後の画像データを出力したり、或いはこの濃度レンジ補正後の画像データとこの濃度レンジ補正がなされた画像データに対応する前記乗算処理が施された画像データとを合成した画像データを出力したりする合成手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置が提供される。
【００１０】
またさらに、この発明によれば、
画像データに対して所定の画像処理を施し、画像データを補正して出力する画像処理装置において、
主走査方向に複数の画素でかつ副走査方向に複数のラインからなる処理対象画像における注目画素の画像データから第１の周波数帯域成分を抽出しモアレを抑制するための第１のフィルタリング処理を施す第１のフィルタリング手段と、
この第１のフィルタリング処理が施された画像データの濃度レンジを補正する濃度レンジ補正手段と、
前記第１のフィルタリング処理と並列して、前記注目画素の画像データから前記第１の周波数成分より高い第２の周波数帯域成分を抽出しエッジを強調するための第２のフィルタリング処理を施す第２のフィルタリング手段と、
この第２のフィルタリング処理が施された画像データに対して所定の係数を乗算する乗算手段と、
前記濃度レンジ補正後の画像データの濃度値と、第１の濃度閾値及びこの第１の濃度閾値より高い第２の濃度閾値とを比較する比較手段と、
前記濃度レンジ補正後の画像データの濃度値が前記第１の濃度閾値より低いとき、又は前記第２の濃度閾値より高いときには前記濃度レンジ補正後の画像データを出力し、前記濃度レンジ補正後の画像データの濃度値が前記第１の濃度閾値以上かつ前記第２の濃度閾値以下のときには前記濃度レンジ補正後の画像データとこの濃度レンジ補正後の画像データに対応する前記乗算処理が施された画像データとを合成した画像データを出力する合成手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置が提供される。
【００１１】
さらにまた、この発明によれば、
画像データの濃度レンジを補正し、
前記濃度レンジの補正とは別に、画像データに対してフィルタリング処理を施し、
前記濃度レンジ補正後の結果に応じて、この濃度レンジ補正後の画像データを出力する処理、及びこの濃度レンジ補正後の画像データとこの濃度レンジ補正がなされた画像データに対応する前記フィルタリング処理が施された画像データとを合成した画像データを出力する処理を行う、
ことを特徴とする画像処理方法が提供される。
【００１２】
またさらに、この発明によれば、
画像を読み取りデジタル信号へ変換して出力する画像読取手段と、
この画像読取手段により読み取られた画像データの濃度レンジを補正する濃度レンジ補正手段と、
前記画像読取手段により読み取られた画像データに対してフィルタリング処理を施すフィルタリング手段と、
前記濃度レンジ補正後の結果に応じて、この濃度レンジ補正後の画像データを出力する処理、及びこの濃度レンジ補正後の画像データとこの濃度レンジ補正がなされた画像データに対応する前記フィルタリング処理が施された画像データとを合成した画像データを出力する処理を行う合成手段と、
この合成手段から出力される画像データに基づいて画像を形成する画像形成手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１３】
上記手段を講じた結果、下記のような作用が生じる。
【００１４】
（１）この発明の画像処理装置、画像処理方法、及び画像形成装置は、レンジ補正後の画像データに応じて（レンジ補正後の画像データの濃度値と閾値との比較結果に応じて）、このレンジ補正後の画像データと乗算処理後（重み付け処理後）の画像データとの合成処理を実行するので、合成処理により濃度反転現象が生じるようなレンジ補正後の画像データの場合には合成処理を行わずに、レンジ補正後の画像データがそのまま出力される。これにより、合成処理により生じるおそれのある濃度反転現象を防止することができる。
【００１５】
（２）この発明の画像形成装置は、濃度閾値を任意に設定可能としたので、濃度反転現象の抑制度合いをユーザが任意に調整できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図２は、この発明の一実施の形態に係る画像形成装置としてのデジタル複写機の内部構造を概略的に示す図である。
【００１８】
図２に示すように、デジタル複写機は装置本体１０を備え、この装置本体１０内には、後述する画像読取手段として機能するスキャナ部４、および画像形成手段として機能するプリンタ部６が設けられている。
【００１９】
装置本体１０の上面には、読取対象物、つまり原稿Ｄが載置される透明なガラスからなる原稿載置台１２が設けられている。また、装置本体１０の上面には、原稿載置台１２上に原稿を自動的に送る自動原稿送り装置７（以下、ＡＤＦと称する）が配設されている。このＡＤＦ７は、原稿載置台１２に対して開閉可能に配設され、原稿載置台に載置された原稿Ｄを原稿載置台１２に密着させる原稿押さえとしても機能する。
【００２０】
ＡＤＦ７は、原稿Ｄがセットされる原稿トレイ８、原稿の有無を検出するエンプティセンサ９、原稿トレイ８から原稿を一枚づつ取り出すピックアップローラ１４、取り出された原稿を搬送する給紙ローラ１５、原稿の先端を整位するアライニングローラ対１６、原稿載置台１２のほぼ全体を覆うように配設された搬送ベルト１８を備えている。そして、原稿トレイ８に上向きにセットされた複数枚の原稿は、その最下の頁、つまり、最終頁から順に取り出され、アライニングローラ対１６により整位された後、搬送ベルト１８によって原稿載置台１２の所定位置へ搬送される。
【００２１】
ＡＤＦ７において、搬送ベルト１８を挟んでアライニングローラ対１６と反対側の端部には、反転ローラ２０、非反転センサ２１、フラッパ２２、排紙ローラ２３が配設されている。後述するスキャナ部４により画像情報の読み取られた原稿Ｄは、搬送ベルト１８により原稿載置台１２上から送り出され、反転ローラ２０、フラッパ２１、および排紙ローラ２２を介してＡＤＦ７上面の原稿排紙部２４上に排出される。原稿Ｄの裏面を読み取る場合、フラッパ２２を切換えることにより、搬送ベルト１８によって搬送されてきた原稿Ｄは、反転ローラ２０によって反転された後、再度搬送ベルト１８により原稿載置台１２上の所定位置に送られる。
【００２２】
装置本体１０内に配設されたスキャナ部４は、原稿載置台１２に載置された原稿Ｄを照明する光源としての露光ランプ２５、および原稿Ｄからの反射光を所定の方向に偏向する第１のミラー２６を有し、これらの露光ランプ２５および第１のミラー２６は、原稿載置台１２の下方に配設された第１のキャリッジ２７に取り付けられている。
【００２３】
第１のキャリッジ２７は、原稿載置台１２と平行に移動可能に配置され、図示しない歯付きベルト等を介して駆動モータにより、原稿載置台１２の下方を往復移動される。
【００２４】
また、原稿載置台１２の下方には、原稿載置台１２と平行に移動可能な第２のキャリッジ２８が配設されている。第２のキャリッジ２８には、第１のミラー２６により偏向された原稿Ｄからの反射光を順に偏向する第２および第３のミラー３０、３１が互いに直角に取り付けられている。第２のキャリッジ２８は、第１のキャリッジ２７を駆動する歯付きベルト等により、第１のキャリッジ２７に対して従動されるとともに、第１のキャリッジに対して、１／２の速度で原稿載置台１２に沿って平行に移動される。
【００２５】
また、原稿載置台１２の下方には、第２のキャリッジ２８上の第３のミラー３１からの反射光を集束する結像レンズ３２と、結像レンズにより集束された反射光を受光して光電変換するＣＣＤセンサ３４とが配設されている。結像レンズ３２は、第３のミラー３１により偏向された光の光軸を含む面内に、駆動機構を介して移動可能に配設され、自身が移動することで反射光を所望の倍率で結像する。そして、ＣＣＤセンサ３４は、入射した反射光を光電変換し、読み取った原稿Ｄに対応する電気信号を出力する。
【００２６】
一方、プリンタ部６は、レーザ露光部４０を備えている。レーザ露光部４０は、光源としての半導体レーザ４１と、半導体レーザ４１から出射されたレーザ光を連続的に偏向する走査部材としてのポリゴンミラー３６と、ポリゴンミラー３６を後述する所定の回転数で回転駆動する走査モータとしてもポリゴンモータ３７と、ポリゴンミラーからのレーザ光を偏向して後述する感光体ドラム４４へ導く光学系４２とを備えている。このような構成のレーザ露光部４０は、装置本体１０の図示しない支持フレームに固定支持されている。
【００２７】
半導体レーザ４１は、スキャナ部４により読み取られた原稿Ｄの画像情報、あるいはファクシミリ送受信文書情報等に応じてオン・オフ制御され、このレーザ光はポリゴンミラー３６および光学系４２を介して感光体ドラム４４へ向けられ、感光体ドラム４４周面を走査することにより感光体ドラム４４周面上に静電潜像を形成する。
【００２８】
また、プリンタ部６は、装置本体１０のほぼ中央に配設された像担持体としての回転自在な感光体ドラム４４を有し、感光体ドラム４４周面は、レーザ露光部４０からのレーザ光により露光され、所望の静電潜像が形成される。感光体ドラム４４の周囲には、ドラム周面を所定の電荷に帯電させる帯電チャージャ４５、感光体ドラム４４周面上に形成された静電潜像に現像剤としてのトナーを供給して所望の画像濃度で現像する現像器４６、後述する用紙カセットから給紙された被転写材、つまり、コピー用紙Ｐを感光体ドラム４４から分離させるための剥離チャージャ４７を一体に有し、感光体ドラム４４に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写させる転写チャージャ４８、感光体ドラム４４周面からコピー用紙Ｐを剥離する剥離爪４９、感光体ドラム４４周面に残留したトナーを清掃する清掃部５０、および、感光体ドラム４４周面の除電する除電器５１が順に配置されている。
【００２９】
装置本体１０内の下部には、それぞれ装置本体から引出し可能な上段カセット５２、中段カセット５３、下段カセット５４が互いに積層状態に配設され、各カセット内にはサイズの異なるコピー用紙が装填されている。これらのカセットの側方には大容量フィーダ５５が設けられ、この大容量フィーダ５５には、使用頻度の高いサイズのコピー用紙Ｐ、例えば、Ａ４サイズのコピー用紙Ｐが約３０００枚収納されている。また、大容量フィーダ５５の上方には、手差しトレイ５６を兼ねた給紙カセット５７が脱着自在に装着されている。
【００３０】
装置本体１０内には、各カセットおよび大容量フィーダ５５から感光体ドラム４４と転写チャージャ４８との間に位置した転写部を通って延びる搬送路５８が形成され、搬送路５８の終端には定着器６０が設けられている。定着器６０に対向した装置本体１０の側壁には排出口６１が形成され、排出口には排紙トレイ６２が装着されている。
【００３１】
上段カセット５２、中段カセット５３、下段カセット５４、給紙カセット５７の近傍および大容量フィーダ５５の近傍には、カセットあるいは大容量フィーダから用紙Ｐを一枚づつ取り出すピックアップローラ６３がそれぞれ設けられている。また、搬送路５８には、ピックアップローラ６３により取り出されたコピー用紙Ｐを搬送路５８を通して搬送する多数の給紙ローラ対６４が設けられている。
【００３２】
搬送路５８において感光体ドラム４４の上流側にはレジストローラ対６５が設けられている。レジストローラ対６５は、取り出されたコピー用紙Ｐの傾きを補正するとともに、感光体ドラム４４上のトナー像の先端とコピー用紙Ｐの先端とを整合させ、感光体ドラム４４周面の移動速度と同じ速度でコピー用紙Ｐを転写部へ給紙する。レジストローラ対６５の手前、つまり、給紙ローラ６４側には、コピー用紙Ｐの到達を検出するアライニング前センサ６６が設けられている。
【００３３】
ピックアップローラ６３により各カセットあるいは大容量フィーダ５５から１枚づつ取り出されたコピー用紙Ｐは、給紙ローラ対６４によりレジストローラ対６５へ送られる。そして、コピー用紙Ｐは、レジストローラ対６５により先端が整位された後、転写部に送られる。
【００３４】
転写部において、感光体ドラム４４上に形成された現像剤像、つまり、トナー像が、転写チャージャ４８により用紙Ｐ上に転写される。トナー像の転写されたコピー用紙Ｐは、剥離チャージャ４７および剥離爪４９の作用により感光体ドラム４４周面から剥離され、搬送路５２の一部を構成する搬送ベルト６７を介して定着器６０に搬送される。そして、定着器６０によって現像剤像がコピー用紙Ｐに溶融定着さた後、コピー用紙Ｐは、給紙ローラ対６８および排紙ローラ対６９により排出口６１を通して排紙トレイ６２上へ排出される。
【００３５】
搬送路５８の下方には、定着器６０を通過したコピー用紙Ｐを反転して再びレジストローラ対６５へ送る自動両面装置７０が設けられている。自動両面装置７０は、コピー用紙Ｐを一時的に集積する一時集積部７１と、搬送路５８から分岐し、定着器６０を通過したコピー用紙Ｐを反転して一時集積部７１に導く反転路７２と、一時集積部に集積されたコピー用紙Ｐを一枚づつ取り出すピックアップローラ７３と、取り出された用紙を搬送路７４を通してレジストローラ対６５へ給紙する給紙ローラ７５とを備えている。また、搬送路５８と反転路７２との分岐部には、コピー用紙Ｐを排出口６１あるいは反転路７２に選択的に振り分ける振り分けゲート７６が設けられている。
【００３６】
両面コピーを行う場合、定着器６０を通過したコピー用紙Ｐは、振り分けゲート７６により反転路７２に導かれ、反転された状態で一時集積部７１に一時的に集積された後、ピックアップローラ７３および給紙ローラ対７５により、搬送路７４を通してレジストローラ対６５へ送られる。そして、コピー用紙Ｐはレジストローラ対６５により整位された後、再び転写部に送られ、コピー用紙Ｐの裏面にトナー像が転写される。その後、コピー用紙Ｐは、搬送路５８、定着器６０および排紙ローラ６９を介して排紙トレイ６２上に排紙される。
【００３７】
デジタル複写機は、さらに、図３に示されている操作パネル８０、および主制御部９０を含んでいる。
【００３８】
操作パネル８０は、複写開始を指示するプリントキー８１、デジタル複写機における画像出力のための条件、例えば、複写あるいは印字枚数および倍率、あるいは、部分複写の指定やその領域の座標を入力するための、例えば、複数の押しボタンスイッチあるいはカラーブラウン管あるいは液晶の画面上に透明なタッチセンサパネル８２ａが設けられている入力部８２、操作パネル８０を制御するパネルＣＰＵ８３、複写枚数および複写倍率の設定に利用されるテンキー８４を含んでいる。入力部８２は、デジタル複写機に関する操作手順あるいは入力すべき条件に応じて配置され、例えば、絵記号、数字、文字あるいは文字列がなどが表示されている複数の入力キーを有している。
【００３９】
図３には、図２におけるデジタル複写機の電気的接続および制御のための信号の流れを概略的に表わすブロック図が示されている。
【００４０】
この図３によれば、デジタル複写機は、主制御部９０内のメインＣＰＵ９１と、スキャナ部４のスキャナＣＰＵ１００と、プリンタ部６のプリンタＣＰＵ１１０の３つのＣＰＵで構成される。
【００４１】
メインＣＰＵ９１は、プリンタＣＰＵ１１０と共有ＲＡＭ９５を介して双方向通信を行うものであり、メインＣＰＵ９１は動作指示をだし、プリンタＣＰＵ１１０は状態ステータスを返すようになっている。プリンタＣＰＵ１１０とスキャナＣＰＵ１００はシリアル通信を行い、プリンタＣＰＵ１１０は動作指示をだし、スキャナＣＰＵ１００は状態ステータスを返すようになっている。操作パネル８０は、メインＣＰＵ９１に接続されている。
【００４２】
主制御部９０は、メインＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、ＮＶＭ９４、共有ＲＡＭ９５、画像処理部９６、ページメモリ制御部９７、ページメモリ９８、および画像合成部９９によって構成されている。
【００４３】
メインＣＰＵ９１は、主制御部９０の全体を制御するものである。ＲＯＭ９２は、制御プログラムが記憶されているものである。ＲＡＭ９３は、一時的にデータを記憶するものである。ＮＶＭ（持久ランダムアクセスメモリ：ｎｏｎｖｏｌａｔｉｌｅ ＲＡＭ）９４は、バッテリ（図示しない）にバックアップされた不揮発性のメモリであり、電源を切った時ＮＶＭ９４上のデータを保持するようになっている。共有ＲＡＭ９５は、メインＣＰＵ９１とプリンタＣＰＵ１１０との間で、双方向通信を行うために用いるものである。
【００４４】
画像処理部９６は、スキャナ部４から送られる画像データに対して、各種画像処理を行うものであり、例えば、後述するフィルタリング処理、レンジ補正処理、重み付け処理、及び合成処理を行う。ページメモリ制御部９７は、ページメモリ９８に画像データを記憶したり、読出したりするものである。ページメモリ９８は、複数ページ分の画像データを記憶できる領域を有し、スキャナ部４からの画像データを圧縮したデータを１ページ分ごとに記憶可能に形成されている。
【００４５】
スキャナ部４は、スキャナ部４の全体を制御するスキャナＣＰＵ１００、制御プログラム等が記憶されているＲＯＭ１０１、データ記憶用のＲＡＭ１０２、ＣＣＤセンサ３４を駆動するＣＣＤドライバ１０３、露光ランプ２５およびミラー２６、２７、２８等を移動するモータの回転を制御するスキャンモータドライバ１０４、ＣＣＤセンサ３４からのアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路とＣＣＤセンサ３４のばらつきあるいは周囲の温度変化などに起因するＣＣＤセンサ３４からの出力信号に対するスレッショルドレベルの変動を補正するためのシェーディング補正回路とシェーディング補正回路からのシェーディング補正されたディジタル信号を一旦記憶するラインメモリからなる画像補正部１０５によって構成されている。
【００４６】
プリンタ部６は、プリンタ部６の全体を制御するプリンタＣＰＵ１１０、制御プログラム等が記憶されているＲＯＭ１１１、データ記憶用のＲＡＭ１１２、半導体レーザ４１による発光をオン／オフするレーザドライバ１１３、レーザユニット４０のポリゴンモータ３７の回転を制御するポリゴンモータドライバ１１４、搬送路５８による用紙Ｐの搬送を制御する紙搬送部１１５、帯電チャージャ４５、現像器４６、転写チャージャ４８を用いて帯電、現像、転写を行う現像プロセス部１１６、定着器６０を制御する定着制御部１１７、およびオプション部１１８によって構成されている。
【００４７】
また、画像処理部９６、ページメモリ９８、画像補正部１０５、レーザドライバ１１３は、画像データバス１２０によって接続されている。
【００４８】
ここで、図１を参照して、画像処理装置としての画像処理部９６の内部構成の概略について説明する。
【００４９】
画像処理部９６には、スキャナ部４で読み取られた画像データを取り込むラインバッファ（ＬＤ１）２０１及びラインバッファ（ＬＤ２）２０２、画像データに含まれる高周波成分を抑え（低周波成分を抽出し）モアレ等を抑制するローパスフィルタ（以下ＬＰＦと称する）２０３、このＬＰＦと並列に接続され画像データに含まれる低周波成分を抑え（高周波成分を抽出し）エッジ等を強調するハイパスフィルタ（以下ＨＰＦと称する）２０４、このＨＰＦ２０４から出力される画像データに後述する重み付け乗算計数Ｋを乗算して重み付け処理を行う乗算器２０８などが設けられている。
【００５０】
さらに、画像処理部９６には、スキャナ部４で読み取られた画像データを基にして濃度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成部２０５、このヒストグラム作成部２０５により作成された濃度ヒストグラムに基づいて濃度補正処理を行うための補正基準値を算出する補正基準値算出部２０６、この補正基準値算出部２０６により算出された白基準値及び黒基準値を用いてＬＰＦ処理後の画像データに対して濃度レンジ（後述）を補正しリアルタイムに自動濃度調整を行うレンジ補正部２０７、このレンジ補正部２０７から出力される画像データに乗算器２０８から出力される画像データを加算する加算器２０９などが設けられている。なお、乗算器２０８及び加算器２０９により、ＬＰＦ２０３及びＨＰＦ２０４においてフィルタリング処理が施された画像データの合成を行うフィルタ合成補正部２１０が形成されることになる。
【００５１】
さらに、この画像処理部９６には、フィルタリング上限補正閾値設定部（ＦＵＴＨ）２２０ａ及びフィルタリング下限補正閾値設定部（ＦＬＴＨ）により構成される補正閾値設定部２２０が設けられている。この補正閾値設定部２２０に設定される補正閾値（濃度値）により、フィルタ合成補正部２１０における合成処理が制御（補正）される。なお、この補正閾値設定部２２０によるフィルタ合成補正部２１０の制御は、この発明のポイントであり、後に詳しく説明するものとする。
【００５２】
さらに、画像処理部９６には、必要に応じてフィルタ合成補正部２１０から出力される画像データに対して主走査方向の画像を拡大／縮小する拡大／縮小処理部２１１、この拡大／縮小処理部２１１から出力される画像データに対して誤差拡散法やディザ法などを用いて画像の疑似中間調処理を行う階調処理部２１２などが設けられている。このように画像処理部９６で処理された画像データはプリンタ部６に送られ、プリンタ部においてこの画像データに基づき画像形成処理が行われる。
【００５３】
なお、この画像処理部９６には図示しないタイミング信号発生部及びクロック発生部が設けられており、タイミング信号発生部はクロック発生部からのクロック信号に基づいて、画像処理部９６内の各ブロックに必要な各種タイミング信号を発生するようになっている。
【００５４】
図４、図５は、濃度ヒストグラム作成部２０５により作成される濃度ヒストグラムの概略を示す。例えば、Ａ４（２１０×２９７[mm]）の１枚の画像を読込む場合、４００dpi で読込んだとすると、全画素数Ｇは次のようになる。
【００５５】
Ｇ＝２１０×２９７×（４００／２５．４）２
この画素数Ｇの各画素は濃度を有し、ここでは、その濃度を８ビットにて表現する。図４における横軸は、この濃度即ち画素値を示し、縦軸はその濃度に対し、どの濃度の画素が何個存在したかを示す頻度（画素数）である。
【００５６】
図４に示すようにこの実施の形態では濃度を１６に分割し２５６段階の濃度を１６段階に簡略化している。即ち８ビットの画素値の内、下位４ビットは無視される。このように１６分割を採用することによりハードウエアは大幅に簡略化される。また、１６分割でもヒストグラムとして必要な情報量は、自動濃度調整機能においては十分確保されている。図５は均等１６分割の仕方を示し、分割番号０は画素値０〜Ｆの範囲、分割番号１は画素値１０〜１Ｆの範囲、以下同様に分割番号Ｆまで画素値範囲が設定される。
【００５７】
ヒストグラム作成部２０５を詳細に説明する前に、補正基準値算出部２０６及びレンジ補正部２０７のレンジ補正について説明する。レンジ補正はアナログ複写機における自動露光機能での背景部としての下地カット等に使用される機能である
一般に、原稿をデジタル的に読取り、濃度ヒストグラムを作成すると図６のようになる。新聞のような原稿の場合、下地濃度がかなりあるので図６のＭで示すように下地濃度部分に山が１つでき、Ｎのように文字濃度部分にも１つの山ができる。ここで、アナログ複写機では、露光ランプの明るさを制御して下地濃度部を排除しているが、デジタル複写機では、下記のような信号処理で同様の効果を得ている。
【００５８】
簡単な例で説明すると、図６に示すＭの山とＮの山のピークポイントに対応する濃度ＤW とＤB を求め、下記の計算を行うことにより、濃度ヒストグラムを図７に示すような分布に変換する。ここで、濃度ＤW とＤB は補正基準値と呼ばれ、ヒストグラム作成部２０５が作成した各走査ラインでのヒストグラムを基に補正基準値算出部２０６が算出する。
【００５９】
ＤN ＝（ＤI −ＤW ）×ＦＦｈ／（ＤB −ＤW ）
ここでＤI は入力画素濃度、ＤN は補正された画素濃度、ＦＦｈは最高画素濃度である。すなわち、図６におけるＭ〜Ｎ間のレンジ（濃度幅）は０〜ＦＦｈのレンジに広げられる。
【００６０】
次に、ヒストグラム作成方式を概説する。下記式は、ヒストグラム作成の基本計算式であり、ヒストグラムは主走査ライン毎に作成されている。１ラインのヒストグラム作成処理が終るごとにレンジ補正の基準値を求め、その基準値を基にレンジ補正処理を行っている。また、ヒストグラムを構成する総データ数は常に一定の値である。
【００６１】
Ａ’＝Ａ−αＡ＋αＢ
ここで、 Ａ’：現ラインの各濃度に対応する補正された頻度（画素数）
Ａ ：前ラインまでに計算された各濃度に対応する頻度
Ｂ ：現ラインの各濃度に対応する頻度
α ：重み係数
重み係数αは、各ラインで累積される頻度値に掛ける値で、ヒストグラムに対する寄与率を示している。このαの値は図８に示すように、ライン数に対応して設定され、１４値（２のべき乗分の１）すなわち、１，１／２，１／４，１／８，１／１６，１／３２，……，１／２０４８，１／４０９６，１／８１９２（＝１／２13）の中から選択される。
【００６２】
次にヒストグラム作成部２０５について説明する。ヒストグラム作成部２０５は、第１に１ライン読取り中に、入力画素毎にＡ’＝（Ａ’）＋αＢを計算し、第２に１ライン読取りから次のライン読取りの間、即ち画素濃度が入力されていないとき、前記ヒストグラムの各濃度の頻度について（Ａ’）＝Ａ−αＡを計算する。このようにしてヒストグラム作成部２０５は、現ラインに関する補正された頻度値Ａ’＝Ａ−αＡ＋αＢを生成する。このようにして作成されたヒストグラムから、補正基準値算出部２０６によりレンジ補正用の基準値が算出される。
【００６３】
また、ヒストグラム作成には２モード、モード０及びモード１が提供され、必要に応じて一方のモードが選択される。
【００６４】
モード０：副走査ライン数に依存した重み付け係数変動加算モード
モード１：入力画素に対する重み付け係数一定加算モード
モード０は、前述したように主走査ラインのカウント数に応じて係数αの値を変化させ、ヒストグラムを作成する。モード１は、主走査ラインのカウント値に関係なく、係数を一定としてヒストグラムを作成する。
【００６５】
図９はヒストグラム作成部２０５の詳細な構成を示すブロック図である。スイッチ１４１の一方の端子にはスキャナ部４からの画素濃度信号ＩＤＡＴ４〜ＩＤＡＴ７が入力され、カウンタ１４２からの出力データの信号ＣＤＴ００〜ＣＤＴ０３が他方の端子に入力される。スイッチ１４１は、図示しないタイミング信号発生部からの選択信号に応じてどちらかの入力信号を選択し、選択後の信号ＳＬＤＴ０〜ＳＬＤＴ３をセレクタ１４５と図示しないクロック発生部へ出力する。ここで画素濃度信号ＩＤＡＴ４〜ＩＤＡＴ７は、画素濃度の上位４ビットであり、ＩＤＡＴ０〜３は前述された理由により無視される。タイミング信号発生部からのタイミング信号ＣＴＬ０は各ラインの間、即ち画素濃度信号が読み込まれていないときハイレベルとなり、スイッチ１４１はカウンタ１４２からの信号を選択し出力する。
【００６６】
カウンタ１４２は、（Ａ’）＝Ａ−αＡを計算する時にクロック発生部及びセレクタ１４５に必要な値（カウント値）を供給する。カウンタ１４２は前述の画素濃度信号が読み込まれていないとき、クロック発生部の出力が順番に選択されて発生するための４ビットカウント値を発生する。カウンタ１４２はタイミング信号発生部からカウンタクロック信号ＣＴ１ＣＫが入力され、タイミング信号発生部からのカウンタクリア信号ＣＴ１ＣＬによりクリアされる。カウンタクリア信号ＣＴ１ＣＬは画素濃度信号が読み込まれているときローレベルとなり、カウンタ１４２をクリアする。
【００６７】
クロック発生部は選択入力信号ＳＬＤＴ０〜３に応じて、１６の出力ＦＣＫ０〜Ｆの１出力を入力クロック信号ＭＣＫの周期で選択し出力する。図１０はクロック発生部の入出力信号の関係を示す。
【００６８】
ヒストグラムレジスタ（フリップフロップ）１４４１ 〜１４４Ｆ は各画素濃度に対する補正された頻度（ＷＤＡＴ）を、入力クロック信号ＦＣＫ０〜Ｆの立ち上がり時にラッチし出力する。入力信号ＷＤＡＴは前述のＡ’−αＡ又は（Ａ’）＋αＢである。ヒストグラムレジスタ１４４１ 〜１４４Ｆ からの補正された頻度信号Ｈ０〜ＨＦは、補正基準値算出部２０６へも出力される。
【００６９】
セレクタ１４５は、ヒストグラムレジスタ１４４１ 〜１４４Ｆ からの１６段階の各濃度Ｈ０〜ＨＦに対応した頻度（画素数）が入力され、スイッチ１４１からの入力信号ＳＬＤＴ０〜ＳＬＤＴ３に応じて、Ｈ０〜ＨＦの１６データ（各々バス幅２６ビット）のうち１データを選択し信号ＨＳＤＴを出力する。
【００７０】
副走査ライン数カウンタ１５３は図１６のタイミングチャートに示すように、タイミング信号発生部からのライン同期信号ＨＤＥＮが入力され、カウント値信号ＦＤＡＴ００〜ＦＤＡＴ１２をクロック発生部１５２へ出力し、メインＣＰＵ９１からのクリア信号ＣＲＳＴによって、原稿１ページが走査される毎にクリアされる。
【００７１】
クロック発生部１５２は、副走査ライン数カウンタ１５３からの出力信号ＦＤＡＴ０〜ＦＤＡＴ１２、及びスキャナ部４からの画素同期クロック信号ＧＣＫが入力され、信号ＨＣＫをカウンタ１５１及び加算値生成部１５０へ出力する。クロック発生部１５２は、信号ＦＤＡＴの値が１，３，７，Ｆ，１Ｆ，３Ｆ，７Ｆ，１ＦＦ，３ＦＦ，７ＦＦ，ＦＦＦ，１ＦＦＦのいづれかのときに、入力画素同期クロック信号の１クロックを出力する。クロック発生部１５２は、アンド回路で構成され、ライン数信号ＦＤＡＴが全て”１”のとき、即ちＦＤＡＴ＝１，３（１１），７（１１１），Ｆ（１１１１），…のとき、１クロックを出力する。
【００７２】
カウンタ１５１は、クロック発生部１５２からのクロック信号ＨＣＫが入力され、モード０のときカウント値信号ＣＤＴ２０〜ＣＤＴ２３をセレクタ１４７へ出力する。カウンタ１５１もメインＣＰＵ９１からのクリア信号ＣＲＳＴによってページ毎にクリアされる。カウント値ＣＤＴ２０〜ＣＤＴ２３は図８のようにαを選択するための値である。
【００７３】
固定係数値レジスタ１５５はモード１のときの固定係数値を出力する。スイッチ１５６はＣＰＵ９１からのモード信号ＳＬ１に応じて切り替わり、モード０のときカウンタ１５１側に設定され、モード１のときレジスタ１５５側に設定される。
【００７４】
減算値生成部１４６は、（Ａ’）＝Ａ−αＡを計算する際の”αＡ”を出力する。減算値生成部１４６は、セレクタ１４５からの出力信号ＨＳＤＴが入力され、信号ＨＳＤＴを２のべき乗で除算した値を生成する（信号ＨＳＤＴをシフトする）。
【００７５】
セレクタ１４７は各ラインの間、即ち画素信号が読み込まれていないときに行われる演算（Ａ’）＝Ａ−αＡの”αＡ”を、入力信号ＳＳＬ０〜ＳＳＬ３に応じて決定する。すなわち、セレクタ１４７は入力信号ＳＳＬ０〜ＳＳＬ３の値が”１”の場合は（信号ＨＳＤＴの値）／２、入力値が”２”の場合は（信号ＨＳＤＴの値）／２2 、……、入力値がＣの場合は（信号ＨＳＤＴの値）／２13を出力する。
【００７６】
減算部１４９は、減算（Ａ’）＝Ａ−αＡを行う。減算部１４９は、セレクタ１４５からの濃度信号ＨＳＤＴ（上式のＡ）が入力され、セレクタ１４７からの減算数信号ＳＤＴ（上式のαＡ）が入力され、その減算結果として信号ＹＤＡＴが出力される。
【００７７】
加算値生成部（シフトレジスタ）１５０は、Ａ’＝（Ａ’）＋αＢを計算する際の「αＢ」を生成する。加算値生成部１５０は、クロック発生部１５２からのクロックの信号ＨＣＫが入力されて信号ＸＤＡＴを加算部１４８へ出力する。加算値生成部１５０も又、メインＣＰＵ９１からのクリア信号ＣＲＳＴによってページ毎にクリアされる。図１１は、加算値生成部１５０の出力例を示すもので、クリア信号ＣＲＳＴの入力時にイニシャル値出力２０００Ｈで、その後クロック発生部１５２からのクロック信号ＨＣＫが入る毎に現状値の１／２を出力する。この出力は１６進数であるので、例えば現状値２０００Ｈの１／２は１０００Ｈとなり、現状値１０００Ｈの１／２は８００Ｈとなる。図１２は、信号ＦＤＡＴの変化に対応する各信号の変化を示す。
【００７８】
加算部１４８は、加算Ａ´＝（Ａ’）＋αＢを行う。加算部１４８は、セレクタ１４５からの頻度信号ＨＳＤＴ、及び加算値生成部１５０からの加算データの信号ＸＤＡＴが入力され、その加算結果として信号ＺＤＡＴを出力する。図１３は、信号ＺＤＡＴの加算例を示すものである。
【００７９】
スイッチ１５４は、（Ａ’）＝Ａ−αＡとＡ’＝（Ａ’）＋αＢの演算の切換えを行う。スイッチ１５４の一方の端子には、加算部１４８からの加算結果信号ＺＤＡＴが入力され、及び減算部１４９からの減算結果信号ＹＤＡＴが他方の端子に入力され、選択信号ＣＴＬ１に応じて一方の入力を選択し、選択結果信号ＷＤＡＴをヒストグラムレジスタ１４４１ 〜１４４Ｆ へ出力する。
【００８０】
次に、図９に示す構成によるヒストグラムの作成を図１４、図１５、図１６のタイミングチャートを参照して説明する。
【００８１】
図１４は１ライン読取り中に、入力画素毎にＡ’＝（Ａ’）＋αＢを計算するときの様子を示すタイミングチャートである。信号ＭＣＫはメインクロックで、画素信号に同期している。信号ＶＤＥＮはページ同期信号で、信号ＨＤＥＮはライン同期信号である。スキャナ部４からの画素濃度信号ＩＤＡＴ４〜ＩＤＡＴ７は、画素濃度の上位４ビットであり、スイッチ１４１へ入力される。副走査有効信号ＣＴＬ０はこの場合イネーブル（ローレベル）であり、スイッチ１４１は、入力ＩＤＡＴ４〜ＩＤＡＴ７をセレクタ１４５及びクロック発生部１４３へ送る。
【００８２】
セレクタ１４５は画素信号ＩＤＡＴ４〜ＩＤＡＴ７即ち選択入力信号の値に応じて、ヒストグラムレジスタ１４４1 〜１４４F の出力（頻度）を選択し、選択された頻度信号ＨＳＤＴを出力する。信号ＨＳＤＴは加算部１４８でライン数に応じて重み付けされる係数（ＸＤＡＴ）が加算される。スイッチ１５４はこの場合入力信号ＣＴＬ１により加算部１４８側に設定されているので、加算結果信号ＺＤＡＴはヒストグラムレジスタ１４４１ 〜１４４Ｆ へ戻る。
【００８３】
次にクロック発生部１４３は、画素信号ＩＤＡＴ４〜ＩＤＡＴ７に応じてクロック信号ＦＣＫ０−ＦＣＫＦを出力する。各ヒストグラムレジスタ１４４１ 〜１４４Ｆ は各クロック信号ＦＣＫ０−ＦＣＫＦの立ち上がりで、スイッチ１５４の出力信号ＷＤＡＴの値を各々ラッチ即ち格納する。１ラインの各画素につき、上記処理が行われることにより、１ラインのヒストグラムが生成され、画素濃度調整用の基準値が算出され、その基準値は次ラインでの処理に利用される。
【００８４】
次に、１ライン読取りから次のライン読取りの間、即ち画素濃度信号が入力されていないとき、ヒストグラムの各濃度の頻度について（Ａ’）＝Ａ−αＡを計算する。
【００８５】
図１５は、その減算処理の様子を示すタイミングチャートである。スイッチ１４１は選択信号ＣＴＬ０によりカウンタ１４２側へ切換えられ、スイッチ１５４は選択信号ＣＴＬ１により減算器１４９側へ切換えられる。セレクタ１４７は、副走査カウンタ数によって決まる係数（モード０時）又は固定係数（モード１時）にて、各々のヒストグラム値を減算する。この減算動作が終った後、通常のヒストグラム作成動作に移る。上述したような動作を繰り返すことにより、各主走査ラインを読み込む度に総データ量可変一定のヒストグラムが作成される。
【００８６】
以上説明したように、各主走査ライン毎にヒストグラムを得ることが可能になり、ヒストグラムを用いたリアルタイムでの自動濃度調整が可能となる。また、読み込んだライン数に応じて変化される重み係数を頻度に掛けて、その頻度を累積することにより、各主走査ラインを読み込む度に総データ量可変一定のヒストグラムが作成される。また、重み付け係数を固定にした場合には、原稿画像の急激な濃度変化にも対応したヒストグラムを得ることができる。
【００８７】
ここで、再び図１に戻り、ラインバッファを供用したＬＰＦ２０３及びＨＰＦ２０４の処理について説明する。
【００８８】
まず、スキャナ部４により読み込まれた画像データは、一時的にラインバッファ（ＬＤ１）２０１及びラインバッファ（ＬＤ２）２０２に取り込まれる。これらラインバッファ２０１及び２０２から所定のクロックに同期して入力される画像データのうち局所領域（３×３）画素内の画素の値を図１７に示すように、ｆ（ｉ−１，ｊ−１），ｆ（ｉ，ｊ−１），ｆ（ｉ＋１，ｊ−１），ｆ（ｉ−１，ｊ），ｆ（ｉ，ｊ），ｆ（ｉ＋１，ｊ），ｆ（ｉ−１，ｊ＋１），ｆ（ｉ，ｊ＋１），ｆ（ｉ＋１，ｊ＋１）とする。このとき、注目画素ｆ（ｉ，ｊ）のＬＰＦ２０３による処理結果としてのｌ（ｉ，ｊ）は次式で表される。
【００８９】
ｌ（ｉ，ｊ）＝Ｌａ＊ｆ（ｉ，ｊ）＋Ｌｂ＊［ｆ（ｉ，ｊ−１）＋ｆ（ｉ，ｊ＋１）］＋Ｌｃ＊［ｆ（ｉ−１，ｊ）＋ｆ（ｉ＋１，ｊ）］＋Ｌｄ＊［ｆ（ｉ−１，ｊ−１）＋ｆ（ｉ＋１，ｊ−１）＋ｆ（ｉ−１，ｊ＋１）＋ｆ（ｉ＋１，ｊ＋１）］
ただし、この式の係数Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄは、図１８に示す（３×３）のＬＰＦ２０３の乗算係数で、処理前と処理後の局所的な平均濃度を変化させないように以下のような条件が必要となる。
【００９０】
Ｌａ＋Ｌｂ＋Ｌｃ＋Ｌｄ＝１
次に、ＬＰＦ２０３で処理された結果に対して、画像のコントラストを補正するために、レンジ補正部２０７でレンジ補正処理を行い、この値をｒ（ｉ，ｊ）とする。
【００９１】
また、ＬＰＦ２０３の処理とレンジ補正部２０７のレンジ補正処理と並行して、ＨＰＦ２０４の処理を行う。ＨＰＦ２０４の処理は、ＬＰＦ２０３の処理と同様にラインバッファ２０１及び２０２に取り込まれた入力画像のうち局所領域（３×３）画素内の値ｆ（ｉ−１，ｊ−１），ｆ（ｉ，ｊ−１），ｆ（ｉ＋１，ｊ−１），ｆ（ｉ−１，ｊ），ｆ（ｉ，ｊ），ｆ（ｉ＋１，ｊ），ｆ（ｉ−１，ｊ＋１），ｆ（ｉ，ｊ＋１），ｆ（ｉ＋１，ｊ＋１）と、係数Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃ，Ｈｄを掛け合わせることによって行われる。
【００９２】
具体的には、注目画素ｆ（ｉ，ｊ）のＨＰＦ２０４の結果ｈ（ｉ，Ｊ）は次式で表される。
【００９３】
ｈ（ｉ，ｊ）＝Ｈａ＊ｆ（ｉ，ｊ）＋Ｈｂ＊［ｆ（ｉ，ｊ−１）＋ｆ（ｉ，ｊ＋１）］＋Ｈｃ＊［ｆ（ｉ−１，ｊ）＋ｆ（ｉ＋１，ｊ）］＋Ｈｄ＊［ｆ（ｉ−１，ｊ−１）＋ｆ（ｉ＋１，ｊ−１）＋ｆ（ｉ−１，ｊ＋１）＋ｆ（ｉ＋１，ｊ＋１）］
ＨＰＦ２０４の係数Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃ，Ｈｄは、図１９に示す配置となっている。さらに、フィルタ合成補正部２１０においてＨＰＦ２０４の処理結果に重み付け乗算計数パラメータＫを掛け合わせることによって、エッジ強調の強度を変えることができる。すなわち、この係数値が大きいほどエッジ強調の度合いが強くなるため、スキャナ部２のＭＴＦ特性等に応じて最適値を設定できる。
【００９４】
このように並列的に算出した結果を次式に基づいて足し合わせ、その結果ｆ’（ｉ，ｊ）に対して図１に示す拡大／縮小処理以下の処理を行いプリンタ出力する。
【００９５】
ｆ’（ｉ，ｊ）＝ｒ（ｉ，ｊ）＋ｈ（ｉ，ｊ）＊Ｋ
以上説明した方法によればマスクサイズ（３×３）画素のフィルタリング処理は２ラインのバッファを持つことにより実現できる。
【００９６】
なお、この実施の形態では、マスクサイズ（３×３）の場合について説明したが、これは（３×３）に限定されるものではなく、そのサイズは自由に設定可能である。一般に（ｍ×ｎ）のマトリクスサイズの場合、ラインバッファは（ｎ−１）ライン必要となり、従来の半分で済むことになる。また、係数の配置もこの実施の形態に限定されるものではなく、マトリクスサイズ内の全ての係数値を変えることも可能である。
【００９７】
ここで、フィルタ合成補正部２１０における合成処理について説明する。
【００９８】
従来は、常時、ＬＰＦ処理及びレンジ補正処理が施された画像データに、ＨＰＦ処理及び重み付け処理が施された画像データを加算して合成処理が行われていた。このため、図２０に示すような現象が生じることがあった。
【００９９】
つまり、データ１のようにＦＦｈ中にある原画像データの局所領域で濃度ばらつき部分を処理した場合、レンジ補正での黒基準値をＦ８ｈとしたとき、レンジ補正処理出力は全てＦＦｈとなる。このとき、同一の局所領域でＨＰＦ処理、さらには重み付け処理を行うと次のようになる。ＨＰＦ２０４の乗算係数をＨａ＝４、Ｈｂ＝０、Ｈｃ＝０、Ｈｄ＝−１とすると、注目画素ｆ（ｉ，ｊ）のＨＰＦ処理結果ｈ（ｉ，ｊ）＝−１＊ＦＦｈ＊４＋４＊ＦＡｈ＝−２０＝−１４ｈとなり、周辺画素ｆ（ｉ−１，ｊ−１），ｆ（ｉ−１，ｊ＋１），ｆ（ｉ＋１，ｊ−１），ｆ（ｉ＋１，ｊ＋１）のＨＰＦ処理結果ｈ（ｉ−１，ｊ−１）＝ｈ（ｉ−１，ｊ＋１）＝ｈ（ｉ＋１，ｊ−１）＝ｈ（ｉ＋１，ｊ＋１）＝−１＊ＦＦｈ＊３−１＊ＦＡｈ＊１＋４＊ＦＦｈ＝５となり、その他の周辺画素のＨＰＦ処理結果は０となる。このＨＰＦ処理結果に重み付け乗算係数Ｋ＝０．５で重み付け処理を行うとデータ１のようなマイナス成分を持った値となってしまう。合成処理において、レンジ補正後の値と上記した重み付け処理後の値を足し合わせるため、合成処理結果がＦＦｈにならなくなってしまう。このような原画像データの場合、レンジ補正処理でレンジ幅を広げた結果をフィルタ合成補正部より出力することができない。
【０１００】
一方、データ２に示すように、原画像データが全て均一のＦＦｈより低濃度の画像データＦＡｈの場合、前記データ１と同様に処理すると、レンジ補正処理後の結果は全てＦＦｈとなり、また、ＨＰＦ処理後の結果は原稿画像データが均一であるためエッジ成分が現れず００ｈとなり、これらを足し合わせると、合成処理結果はＦＦｈとなる。
【０１０１】
このように、データ１とデータ２とを比べると、マクロ的に見てデータ１の方が大きな値（高濃度）にならなければならないのであるが、データ１のように画像データにばらつきがあると、データ２の結果よりマクロ的に見ると小さな値となってしまい、結果的に中間調処理により濃度再現が反転する現象が生じてしまう。
【０１０２】
そこで、この発明では、補正閾値設定部２２０に設定される補正閾値（濃度値）によりフィルタ合成補正部２１０の合成処理を制御（補正）することで、この問題を解決するようにした。ここで、補正閾値設定部２２０及びフィルタ合成補正部２１０について説明する。
【０１０３】
補正閾値設定部２２０には、前記したようにフィルタリング上限補正閾値設定部（ＦＵＴＨ）２２０ａ及びフィルタリング下限補正閾値設定部（ＦＬＴＨ）２２０ｂが設けられている。このフィルタリング上限補正閾値設定部２２０ａには合成処理を実行する上限の閾値（濃度値）が設定され、フィルタリング下限補正閾値設定部２２０ｂには合成処理を実行する下限の閾値（濃度値）が設置される。つまり、レンジ補正処理後の画像データの濃度値が、前記上限の閾値と下限の閾値の間に納まるときに限り、レンジ補正処理後の画像データと重み付け処理後の画像データとの合成処理を行う。ちなみに、上限の閾値と下限の閾値は、この閾値内に納まる濃度値の画像データを合成処理したとき上記したような濃度反転現象が生じないような値に設定されるものとする。
【０１０４】
ここで、図２１のフローチャートを参照して、補正閾値による合成処理の制御（合成補正処理）について説明する。
【０１０５】
まず、最初にフィルタリング上限補正閾値及び下限補正閾値が、夫々フィルタリング上限補正閾値設定部２２０ａ及びフィルタリング下限補正閾値設定部２２０ｂに設定される（ＳＴ１０）。この補正閾値は、その都度、操作パネル８０の入力部８２から設定可能なようにしてもよい。
【０１０６】
プリントキー８１が押下され、コピー動作が開始されると（ＳＴ１２）、原稿が読み取られる。読み取られた画像データに対して（３×３）マトリクスサイズで、ＬＰＦ処理が行われ、その後、レンジ補正処理が行われる。ここで、このレンジ補正処理後の画像データをＲＯＵＴとする。また、このＬＰＦ処理及びレンジ補正処理と並行して、ＨＰＦ処理が行われ、その後、重み付け処理が行われる（ＳＴ１４）。
【０１０７】
次に、フィルタ合成補正部２１０において、レンジ補正処理後の画像データ（ＲＯＵＴ）が、フィルタリング上限補正閾値（ＦＵＴＨ）とフィルタリング下限補正閾値（ＦＬＴＨ）と比較され、以下の条件に応じて合成処理がリアルタイムに画素単位で切り換えられる（ＳＴ１６）。
【０１０８】
・ＲＯＵＴ＞ＦＵＴＨ、又は、ＲＯＵＴ＜ＦＬＴＨの場合（ＳＴ１６、ＮＯ）
合成処理結果＝ＲＯＵＴ（合成処理しない）（ＳＴ２０）
・上記以外の場合（ＳＴ１６、ＹＥＳ）
合成処理結果＝ＲＯＵＴ＋ＨＰＦ処理後画像データ＊重み付け乗算係数（ＳＴ１８）
このようして行われた合成処理結果の画像データに対して次ぎの画像処理が施され（ＳＴ２２）、プリンタ部６においてプリントアウトされる（ＳＴ２４）。
【０１０９】
このようなフィルタリング合成補正機能により、図２０に示した原画像を図２２に示すような処理例の結果とすることがきる。この処理例では、フィルタリング上限補正閾値（ＦＵＴＨ）をＦＥｈとして処理した場合に、データ１及びデータ２が共に合成処理しない判定となり、レンジ補正処理結果が出力されるためＦＦｈとなり、図２０に示すような合成処理後に起こる問題を改善することができる。
【０１１０】
また、この処理例とは逆に、００ｈ側でも同様の濃度反転が発生することが考えられるため、このような場合は、もう一つのフィルタリング下限補正閾値により合成処理を制御することができる。さらに、今回のフィルタ合成補正処理で行っている計算部をＲＡＭなどの構成として、入力条件に対する処理結果をＣＰＵより変更設定が可能な構成としてもよい。
【０１１１】
【発明の効果】
この発明によれば下記の効果を奏する画像処理装置、画像処理方法、及び画像形成装置が提供できる。
【０１１２】
ハード構成の低コスト・簡略化のため、ＬＰＦ処理とＨＰＦ処理を並列的なハードウェア構成とし、ＬＰＦ処理後にレンジ補正処理、ＨＰＦ処理後に重み付け処理を行う場合、レンジ補正後の画像データに応じて、このレンジ補正後の画像データと重み付け処理後の画像データとを合成するので、従来問題となっていた中間濃度部などの濃度が緩やかに変化している部分における濃度反転現象を防止することができる。
【０１１３】
また、ファクシミリなどで解像度変換して解像度を低くした場合も同様に、濃度反転現象を防止することができる。
【０１１４】
これにより、レンジ補正処理しレンジ幅を広げた画像データを保持したまま、エッジ強調を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係る画像処理装置としての画像処理部の構成を概略的に示す図。
【図２】この発明の一実施の形態に係る画像形成装置としてのデジタル複写機の内部構造を概略的に示す図。
【図３】図２に示すデジタル複写機の電気的接続および制御のための信号の流れを概略的に示すブロック図。
【図４】画像データを基に作成される濃度ヒストグラムを示す図。
【図５】濃度ヒストグラムを説明するための図。
【図６】補正基準値及びレンジ補正を説明するための図。
【図７】補正基準値及びレンジ補正を説明するための図。
【図８】モード０における副走査ライン数と、それに対応する係数αを説明するための図。
【図９】ヒストグラム作成部の概略構成を示すブロック図。
【図１０】クロック発生部における入力画素濃度に対応する出力クロック信号のタイミングを説明するための図。
【図１１】加算値生成部の出力例を示す図。
【図１２】信号ＦＤＡＴの変化に対応する各信号の変化を示す図。
【図１３】信号ＺＤＡＴの加算例を示す図。
【図１４】ヒストグラム作成部の動作を説明するためのタイミングチャート。
【図１５】ヒストグラム作成部の動作を説明するためのタイミングチャート。
【図１６】ヒストグラム作成部の動作を説明するためのタイミングチャート。
【図１７】画像データのうちの局所領域（３×３）画素内の画素の値を示す図。
【図１８】ローパスフィルタの係数を示す図。
【図１９】ハイパスフィルタの係数を示す図。
【図２０】濃度反転現象を説明する図。
【図２１】この発明の一実施の形態に係る画像処理方法としての合成補正処理を説明するフローチャート。
【図２２】合成補正処理による処理結果を説明する図。
【符号の説明】
４…スキャナ部
６…プリンタ部
１０…装置本体
９６…画像処理部
２０１…ラインバッファ（ＬＤ１）
２０１…ラインバッファ（ＬＤ２）
２０３…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
２０４…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）
２０５…ヒストグラム作成部
２０６…補正基準値算出部
２０７…レンジ補正部
２０８…乗算器
２０９…加算器
２１０…フィルタ合成補正部
２１１…拡大／縮小処理部
２１２…階調処理部
２２０…補正閾値設定部
２２０ａ…上限補正閾値設定部
２２０ｂ…下限補正閾値設定部

Claims (10)

1. 画像データに対して所定の画像処理を施し、画像データを補正して出力する画像処理装置において、
   主走査方向に複数の画素でかつ副走査方向に複数のラインからなる処理対象画像における注目画素の画像データから第１の周波数帯域成分を抽出するための第１のフィルタリング処理を施す第１のフィルタリング手段と、
   この第１のフィルタリング処理が施された画像データの濃度レンジを補正する濃度レンジ補正手段と、
   前記第１のフィルタリング処理と並列して、前記注目画素の画像データから前記第１の周波数成分より高い第２の周波数帯域成分を抽出するための第２のフィルタリング処理を施す第２のフィルタリング手段と、
   この第２のフィルタリング処理が施された画像データに対して所定の係数を乗算する乗算手段と、
   前記濃度レンジ補正後の結果に応じて、この濃度レンジ補正後の画像データを出力する処理、及びこの濃度レンジ補正後の画像データとこの濃度レンジ補正がなされた画像データに対応する前記乗算処理が施された画像データとを合成した画像データを出力する処理のいずれか一方を行う合成手段と、
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 画像データに対して所定の画像処理を施し、画像データを補正して出力する画像処理装置において、
   主走査方向に複数の画素でかつ副走査方向に複数のラインからなる処理対象画像における注目画素の画像データから第１の周波数帯域成分を抽出するための第１のフィルタリング処理を施す第１のフィルタリング手段と、
   この第１のフィルタリング処理が施された画像データの濃度レンジを補正する濃度レンジ補正手段と、
   前記第１のフィルタリング処理と並列して、前記注目画素の画像データから前記第１の周波数成分より高い第２の周波数帯域成分を抽出するための第２のフィルタリング処理を施す第２のフィルタリング手段と、
   この第２のフィルタリング処理が施された画像データに対して所定の係数を乗算する乗算手段と、
   前記濃度レンジ補正後の画像データの濃度値と所定の濃度閾値とを比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較結果に応じて、この濃度レンジ補正後の画像データを出力する処理、及びこの濃度レンジ補正後の画像データとこの濃度レンジ補正がなされた画像データに対応する前記乗算処理が施された画像データとを合成した画像データを出力する処理のいずれか一方を行う合成手段と、
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。
3. 画像データに対して所定の画像処理を施し、画像データを補正して出力する画像処理装置において、
   主走査方向に複数の画素でかつ副走査方向に複数のラインからなる処理対象画像における注目画素の画像データから第１の周波数帯域成分を抽出するための第１のフィルタリング処理を施す第１のフィルタリング手段と、
   この第１のフィルタリング処理が施された画像データの濃度レンジを補正する濃度レンジ補正手段と、
   前記第１のフィルタリング処理と並列して、前記注目画素の画像データから前記第１の周波数成分より高い第２の周波数帯域成分を抽出するための第２のフィルタリング処理を施す第２のフィルタリング手段と、
   この第２のフィルタリング処理が施された画像データに対して所定の係数を乗算する乗算手段と、
   前記濃度レンジ補正後の画像データの濃度値と所定の濃度閾値（下限補正閾値）とを比較する比較手段と、
   前記濃度レンジ補正後の画像データの濃度値が前記所定の濃度閾値より低いときには前記濃度レンジ補正後の画像データを出力し、前記濃度レンジ補正後の画像データの濃度値が前記所定の濃度閾値以上のときには前記濃度レンジ補正後の画像データとこの濃度レンジ補正後の画像データに対応する前記乗算処理が施された画像データとを合成した画像データを出力する合成手段と、
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。
4. 画像データに対して所定の画像処理を施し、画像データを補正して出力する画像処理装置において、
   主走査方向に複数の画素でかつ副走査方向に複数のラインからなる処理対象画像における注目画素の画像データから第１の周波数帯域成分を抽出するための第１のフィルタリング処理を施す第１のフィルタリング手段と、
   この第１のフィルタリング処理が施された画像データの濃度レンジを補正する濃度レンジ補正手段と、
   前記第１のフィルタリング処理と並列して、前記注目画素の画像データから前記第１の周波数成分より高い第２の周波数帯域成分を抽出するための第２のフィルタリング処理を施す第２のフィルタリング手段と、
   この第２のフィルタリング処理が施された画像データに対して所定の係数を乗算する乗算手段と、
   前記濃度レンジ補正後の画像データの濃度値と所定の濃度閾値（上限補正閾値）とを比較する比較手段と、
   前記濃度レンジ補正後の画像データの濃度値が前記所定の濃度閾値より高いときには前記濃度レンジ補正後の画像データを出力し、前記濃度レンジ補正後の画像データの濃度値が前記所定の濃度閾値以下のときには前記濃度レンジ補正後の画像データとこの濃度レンジ補正後の画像データに対応する前記乗算処理が施された画像データとを合成した画像データを出力する合成手段と、
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。
5. 画像データに対して所定の画像処理を施し、画像データを補正して出力する画像処理装置において、
   主走査方向に複数の画素でかつ副走査方向に複数のラインからなる処理対象画像における注目画素の画像データから第１の周波数帯域成分を抽出しモアレを抑制するための第１のフィルタリング処理を施す第１のフィルタリング手段と、
   この第１のフィルタリング処理が施された画像データの濃度レンジを補正する濃度レンジ補正手段と、
   前記第１のフィルタリング処理と並列して、前記注目画素の画像データから前記第１の周波数成分より高い第２の周波数帯域成分を抽出しエッジを強調するための第２のフィルタリング処理を施す第２のフィルタリング手段と、
   この第２のフィルタリング処理が施された画像データに対して所定の係数を乗算する乗算手段と、
   前記濃度レンジ補正後の画像データの濃度値と、第１の濃度閾値及びこの第１の濃度閾値より高い第２の濃度閾値とを比較する比較手段と、
   前記濃度レンジ補正後の画像データの濃度値が前記第１の濃度閾値より低いとき、又は前記第２の濃度閾値より高いときには前記濃度レンジ補正後の画像データを出力し、前記濃度レンジ補正後の画像データの濃度値が前記第１の濃度閾値以上かつ前記第２の濃度閾値以下のときには前記濃度レンジ補正後の画像データとこの濃度レンジ補正後の画像データに対応する前記乗算処理が施された画像データとを合成した画像データを出力する合成手段と、
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。
6. 主走査方向に複数の画素でかつ副走査方向に複数のラインからなる処理対象画像における注目画素の画像データから第１の周波数帯域成分を抽出するための第１のフィルタリング処理を施し、
   この第１のフィルタリング処理が施された画像データの濃度レンジを補正し、
   前記第１のフィルタリング処理と並列して、前記注目画素の画像データから前記第１の周波数成分より高い第２の周波数帯域成分を抽出するための第２のフィルタリング処理を施し、
   この第２のフィルタリング処理が施された画像データに対して所定の係数を乗算し、
   前記濃度レンジ補正後の画像データの濃度値と所定の濃度閾値とを比較し、
   前記比較の結果に応じて、この濃度レンジ補正後の画像データを出力する処理、及びこの濃度レンジ補正後の画像データとこの濃度レンジ補正がなされた画像データに対応する前記乗算処理が施された画像データとを合成した画像データを出力する処理を行う、
   ことを特徴とする画像処理方法。
7. 主走査方向に複数の画素でかつ副走査方向に複数のラインからなる処理対象画像における注目画素の画像データから第１の周波数帯域成分を抽出しモアレを抑制するための第１のフィルタリング処理を施し、
   この第１のフィルタリング処理が施された画像データの濃度レンジを補正し、
   前記第１のフィルタリング処理と並列して、前記注目画素の画像データから前記第１の周波数成分より高い第２の周波数帯域成分を抽出しエッジを強調するための第２のフィルタリング処理を施し、
   この第２のフィルタリング処理が施された画像データに対して所定の係数を乗算し、
   前記濃度レンジ補正後の画像データの濃度値と、第１の濃度閾値及びこの第１の濃度閾値より高い第２の濃度閾値とを比較し、
   前記濃度レンジ補正後の画像データの濃度値が前記第１の濃度閾値より低いとき、又は前記第２の濃度閾値より高いときには前記濃度レンジ補正後の画像データを出力し、前記濃度レンジ補正後の画像データの濃度値が前記第１の濃度閾値以上かつ前記第２の濃度閾値以下のときには前記濃度レンジ補正後の画像データとこの濃度レンジ補正後の画像データに対応する前記乗算処理が施された画像データとを合成した画像データを出力する、
   ことを特徴とする画像処理方法。
8. ラインセンサにより画像を読み取りデジタル信号へ変換して出力する画像読取手段と、
   この画像読取手段により読み取られた主走査方向に複数の画素でかつ副走査方向に複数のラインからなる処理対象画像における注目画素の画像データから第１の周波数帯域成分を抽出するための第１のフィルタリング処理を施す第１のフィルタリング手段と、
   この第１のフィルタリング処理が施された画像データの濃度レンジを補正する濃度レンジ補正手段と、
   前記第１のフィルタリング処理と並列して、前記注目画素の画像データから前記第１の周波数成分より高い第２の周波数帯域成分を抽出するための第２のフィルタリング処理を施す第２のフィルタリング手段と、
   この第２のフィルタリング処理が施された画像データに対して所定の係数を乗算する乗算手段と、
   前記濃度レンジ補正後の画像データの濃度値と所定の濃度閾値とを比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較結果に応じて、この濃度レンジ補正後の画像データを出力する処理、及びこの濃度レンジ補正後の画像データとこの濃度レンジ補正がなされた画像デー タに対応する前記乗算処理が施された画像データとを合成した画像データを出力する処理を行う合成手段と、
   この合成手段から出力される画像データに基づいて画像を形成する画像形成手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
9. ラインセンサにより画像を読み取りデジタル信号へ変換して出力する画像読取手段と、
   この画像読取手段により読み取られた主走査方向に複数の画素でかつ副走査方向に複数のラインからなる処理対象画像における注目画素の画像データから第１の周波数帯域成分を抽出しモアレを抑制するための第１のフィルタリング処理を施す第１のフィルタリング手段と、
   この第１のフィルタリング処理が施された画像データの濃度レンジを補正する濃度レンジ補正手段と、
   前記第１のフィルタリング処理と並列して、前記注目画素の画像データから前記第１の周波数成分より高い第２の周波数帯域成分を抽出しエッジを強調するための第２のフィルタリング処理を施す第２のフィルタリング手段と、
   この第２のフィルタリング処理が施された画像データに対して所定の係数を乗算する乗算手段と、
   前記濃度レンジ補正後の画像データの濃度値と、第１の濃度閾値及びこの第１の濃度閾値より高い第２の濃度閾値とを比較する比較手段と、
   前記濃度レンジ補正後の画像データの濃度値が前記第１の濃度閾値より低いとき、又は前記第２の濃度閾値より高いときには前記濃度レンジ補正後の画像データを出力し、前記濃度レンジ補正後の画像データの濃度値が前記第１の濃度閾値以上かつ前記第２の濃度閾値以下のときには前記濃度レンジ補正後の画像データとこの濃度レンジ補正後の画像データに対応する前記乗算処理が施された画像データとを合成した画像データを出力する合成手段と、
   この合成手段から出力される画像データに基づいて画像を形成する画像形成手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
10. 前記濃度閾値を任意に設定可能としたことを特徴とする請求項８及び請求項９記載の画像形成装置。

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