JP3880238B2

JP3880238B2 - 画像処理方法及び装置

Info

Publication number: JP3880238B2
Application number: JP07254199A
Authority: JP
Inventors: 雄一池田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2019-03-17
Also published as: JP2000270225A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像信号にノイズを付加して画像形成装置に出力する画像処理方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機やプリンタなどの画像形成装置において、プリンタの階調数が少ない場合やプリンタに擬似輪郭がある場合など、入力した画像信号にノイズをのせて出力することにより、擬似輪郭をなくし滑らかな出力画像を得ることが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、複写機のリーダから原稿を読み取り、コピーする場合、リーダで読み取った信号には既にＣＣＤの読み取り時におけるノイズがのっており、更にノイズをのせると、ハーフトーンなどでザラツキが目立つという不具合があった。また、画像全体にノイズが付加されてしまうため、ノイズをのせる必要の無い文字部などにもノイズがのることになり、文字品位が下がるという不具合もあった。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、入力画像に応じて画像信号にノイズを付加するか否かを制御可能な画像処理方法及び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】
上記目的を達成するために、本発明による画像処理装置は、入力画像の画像信号にノイズを付加するノイズ付加手段と、前記入力画像に応じて、前記ノイズ付加手段でノイズを付加するか否かを制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記入力画像が、外部装置から入力された場合にはノイズを付加し、画像読取手段で読み取られた場合にはノイズを付加しないことを特徴とする。
【０００６】
また、上記目的を達成するために、本発明による画像処理方法は、入力画像の画像信号にノイズを付加するノイズ付加工程と、前記入力画像に応じて、前記ノイズ付加工程でノイズを付加するか否かを制御する制御工程とを有し、前記制御工程は、前記入力画像が、外部装置から入力された場合にはノイズを付加し、画像読取装置で読み取られた場合にはノイズを付加しないことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。
【０００８】
［第１の実施形態］
まず、図１及び図２を参照して全体構成について説明する。尚、本例では電子写真方式のデジタルカラー複写機に適用されている場合を示す。
【０００９】
図１は、実施形態におけるデジタルカラー複写機の構造を示す図である。また図２は、第１の実施形態における画像処理部の構成を示すブロック図である。
【００１０】
図１において、不図示の操作パネルのコピー・キーが押されると、リーダ部Ａにおいて、原稿台ガラス３１上に載置された原稿３０が露光ランプ３２、ミラー等を含む走査ユニットにより露光走査される。そして、原稿３０からの反射光像がＣＣＤ等のフルカラーセンサ３４に集光され、カラー色分解信号が得られる。尚、フルカラーセンサ３４は、原稿画像を多数の画素に分解し、各画素の濃度に対応した光電変換信号を発生するものである。
【００１１】
次に、フルカラーセンサ３４から出力された画像信号は、図２に示すアナログ信号処理部２０１に入力されてゲインやオフセットが調整された後、Ａ／Ｄ変換部２０２で各色成分毎に、例えば８ｂｉｔ（０〜２５５レベル：２５６階調）のＲＧＢデジタル信号に変換される。そして、シェーディング補正部２０３に入力され、基準白色板１０６を読み取った信号を用いて一列に並んだＣＣＤのセンサセル群一つ一つの感度バラツキを無くすために、一つ一つのＣＣＤセンサセルに対応させてゲインを最適化してかける公知のシェーディング補正が施される。
【００１２】
次に、ラインディレイ部２０４において、シェーディング補正部２０３で補正された画像信号に含まれている空間的ずれを補正する。この空間的ずれは、フルカラーセンサ３４の各ラインセンサが副走査方向に、互いに所定の距離を隔てて配置されていることにより生じるものである。具体的には、Ｂ色成分信号を基準とし、Ｒ及びＧの各色成分信号を副走査方向に１ライン遅延させ、３つの色成分信号の位相を同期させる。
【００１３】
そして、入力マスキング部２０５において、ラインディレイ部２０４から出力された画像信号の色空間を次式（１）に示すマトリクス演算により、ＮＴＳＣの標準色空間に変換する。つまり、フルカラーセンサ３４から出力された各色成分信号の色空間は、各色成分のフィルタの分光特性で決まっているが、これをＮＴＳＣの標準色空間に変換するものである。
【００１４】
【数１】

【００１５】
次に、例えばＲＯＭ等のルックアップテーブル（ＬＵＴ）で構成されるＬＯＧ変換部２０６において、入力マスキング部２０５から出力されたＲＧＢ輝度信号をＣＭＹ濃度信号に変換する。そして、ライン遅延メモリ２０７で、不図示の黒文字判定部が入力マスキング部２０５の出力から制御信号UCR、FILTER、SENなどを生成する期間（１ライン遅延）分、ＬＯＧ変換部２０６から出力されたＣＭＹ濃度信号を遅延させる。
【００１６】
そして、マスキング・ＵＣＲ部２０８において、ライン遅延メモリ２０７から出力されたＣＭＹ濃度信号から黒成分信号Ｋを抽出し、更にプリンタ部Ｂの記録色材の色濁りを補正するマトリクス演算をＹＭＣＫ画像信号に施し、リーダ部Ａの各読み取り動作毎にＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋ順に、例えば８ｂｉｔの色成分信号を出力する。尚、マトリクス演算に使用するマトリクス係数は、ＣＰＵ２１６によって設定されるものである。
【００１７】
次に、γ補正部２０９において、画像信号をプリンタ部Ｂの理想的な階調特性に合わせるために、マスキング・ＵＣＲ部２０８から出力された画像信号に濃度補正が施される。そして、出力フィルタ（空間フィルタ処理部）２１０において、ＣＰＵ２１６からの制御信号に従ってγ補正部２０９から出力された画像信号にエッジ強調又はスムージング処理が施され、後述するＬＵＴに出力される。
【００１８】
ここで、ＬＵＴ（変換テーブル）２１１は、原画像の濃度と出力画像の濃度とを一致させるためのもので、例えばＲＡＭなどで構成され、その変換テーブルはＣＰＵ２１６によって設定される。次に、パルス幅変調器（ＰＷＭ）２１２では、入力された画像信号のレベルに対応するパルス幅のパルス信号を出力し、そのパルス信号がレーザ光源４２を駆動するレーザドライバ４１へ入力される。
【００１９】
尚、外部入力部２１３は、ホストコンピュータのＣＲＴディスプレイ上に表示されているカラーオリジナル画像情報をデジタルカラー複写機へ画像信号として入力するためのインターフェースである。また、外部入力部２１４は、フィルムスキャナなどで読み取られた画像信号を入力するためのインターフェースである。
【００２０】
ここで図１に戻り、半導体レーザ４２から放射されたレーザ光Ｅは回転多面鏡３ａによって掃引され、ｆ／θレンズ等のレンズ３ｂ及びレーザ光Ｅを像担持体としての感光ドラム１方向に指向させる固定ミラー３ｃによって感光体ドラム１上にスポット結像される。かくして、レーザ光Ｅは感光ドラム１の回転軸とほぼ平行な方向（主走査方向）にこの感光ドラム１上を走査し、感光ドラム１の回転方向（副走査方向）に繰り返し感光ドラム１を走査することで、静電潜像が形成される。
【００２１】
プリンタ部Ｂにおいて、像担持体である感光ドラム１はアモルファスシリコン、セレン、ＯＰＣ等を表面に有し、矢印方向に回転自在に担持され、感光ドラム１の周りに前露光ランプ１１、帯電手段としてのコロナ帯電器２、レーザ露光光学系３、表面電位センサ１２、色の異なる４個の現像器４ｙ，４ｃ，４ｍ，４ｂｋ、感光ドラム上光量検知手段１３、転写装置５、クリーニング装置６が配置される。
【００２２】
また、プリンタ部Ｂでは、画像形成時、感光ドラム１は矢印方向に回転され、前露光ランプ１１により均一に除電を受けた後、一次帯電器２により一様に帯電される。その後、上述した画像情報信号に対応して変調されたレーザ光Ｅで露光走査され、これによって画像情報信号に対応した静電潜像が形成される。
【００２３】
次に、現像器４ｙ，４ｃ，４ｍ，４ｂｋの１つを動作させ、感光ドラム１上の静電潜像がトナーとキャリアからなる２成分現像剤によって反転現像され、感光ドラム１上に樹脂を基体とした負に帯電された可視画像（トナー像）が形成される。尚、現像器４ｙ，４ｃ，４ｍ，４ｂｋは偏心カム２４ｙ，２４ｃ，２４ｍ，２４ｂｋの動作により、各分解色に応じて択一的に感光ドラム１に近接するように構成されている。また、反転現像とは、感光体の光で露光された領域に、潜像と同極性に帯電したトナーを付着させてこれを可視像する現像方法である。
【００２４】
そして、感光ドラム１上のトナー像は、記録材カセット７より搬送系及び転写装置５を介して感光ドラム１と対向した位置に供給された記録材に転写される。転写装置５は、本例では記録材担持体としての転写ドラム５ａ、転写手段としての転写ブラシ帯電器５ｂ、記録材を静電吸着させるための吸着ブラシ帯電器５ｃと対向する吸着ローラ５ｇ、内側帯電器５ｄ、外側帯電器５ｅ、転写剥がれセンサ５ｈとを有し、回転駆動されるように軸支された転写ドラム５ａの周面開口域には誘電体から成る記録材担持シート５ｆが円筒状に一体的に張設されている。記録材担持シート５ｆはポリカーボネード等の誘電体シートを使用している。
【００２５】
ドラム状とされる転写装置５、即ち転写ドラム５ａを回転させるに従って感光ドラム１上のトナー像は、転写ブラシ帯電器５ｂにより記録材担持シート５ｆに担持された記録材上に転写される。こうして記録材に所望数の色トナー像の転写が終了すると、記録材は転写ドラム５ａから分離爪８ａ、分離押し上げコロ８ｂ及び分離帯電器５ｈの作用によって分離され、熱ローラ定着器９を介してトレー１０に排紙され、フルカラー画像として供される。
【００２６】
他方、転写後、感光ドラム１は表面の残留トナーをクリーニングブレード６ａとスクイシートからなるクリーニング装置６により清掃され、再度画像形成工程に供される。
【００２７】
また、転写ドラム５ａの記録材担持シート５ｆ上の粉体の飛散付着、記録材上のオイルの付着等を防止するために、ファーブラシ１４と記録材担持シート５ｆを介してファーブラシ１４に対向するバックアップブラシ１５の作用により清掃が行われる。尚、このような清掃は画像形成前若しくは後に行われ、ジャム（紙詰まり）発生時には随時行われる。
【００２８】
また、本実施形態における画像形成装置は感光体ドラム１上に出力するテストパターンジェネレータを内蔵している。
【００２９】
尚、本実施形態で使用したトナーは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色トナーであり、スチレン系共重合樹脂をバインダーとし、各色の色材を分散させて形成されている。
【００３０】
次に、画像データに発生させたノイズを付加する方法について説明する。図２に示すように、本実施形態では、ノイズ発生回路２１５を出力フィルタ２１０とＬＵＴ２１１の間に挿入するものである。これは、ノイズ発生回路２１５を出力フィルタ２１０の後段のＬＵＴ２１１の直前に挿入することで、ノイズ量がマスキング・ＵＣＲ、出力フィルタ等の画像処理によって大きくなったり小さくなったりすることを防ぐことができるからである。また、ノイズ発生回路２１５は、公知の乱数発生手段により「−８」〜「＋８」までの乱数を発生させ、画像データの各画素に重畳する回路である。
【００３１】
尚、本実施形態では、ノイズ発生回路２１５においてノイズを付加するか否かは、ユーザがデジタルカラー複写機を、ホストコンピュータで作成したＣＧなどを出力するプリンタとして使用するか、原稿のコピーとして使用するかによって制御するものである。具体的には、フルカラーセンサ３４（複写機のリーダ部Ａ）から画像を読み取るコピーの場合にはノイズを付加しないように制御し、外部入力部２１３，２１４から画像を入力するプリントの場合にはノイズを付加するように制御する。
【００３２】
図３は、第１の実施形態におけるノイズ付加制御を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１０１において、ユーザが不図示の操作部から押下したキーを判断し、コピーキーが押下されたのであればステップＳ１０３へ進み、リーダ部Ａで読み取った画像信号に上述した所定の画像処理を施し、ステップＳ１０５において、プリンタ部Ｂへ出力する。また、ステップＳ１０１でプリントキーが押下されたのであればステップＳ１０２へ進み、外部入力部２１３，２１４から入力した画像信号に上述した所定の画像処理を施し、ステップＳ１０４へ進み、上述したように、ノイズ発生回路２１５で画像信号にノイズを付加する。そして、ステップＳ１０５において、プリンタ部Ｂへ出力し、画像形成を行う。
【００３３】
このように、ノイズ発生回路２１５では、外部入力部２１３，２１４から入力された場合にのみ各画素にノイズを付加する。そして、ＬＵＴ２５で変換された後、パルス幅変換回路２６で信号がドット幅に対応したパルス信号に変換され、レーザドライバ２７へ送られる。そして、レーザ走査により感光体ドラム１上にはドット面積変化による階調特性を有する潜像が形成され、現像、転写、定着という過程を経て階調画像が得られる。
【００３４】
上述したように、本実施形態によれば、ＣＧのグラデーションなどの外部装置から入力された画像の場合にはノイズを付加し、擬似輪郭をなくしたスムーズな階調特性を得ることができ、リーダから入力された画像の場合にはノイズを付加しないことにより、ザラツキを抑えた画像を得ることができる。
【００３５】
［変形例１］
尚、本実施形態では、単に乱数を用いてノイズを付加しているが、マクロ的に見て、乱数の発生が＋側や−側に偏っている場合、図４に示すように、ノイズを付加することによって画像の濃度が変化してしまう。図４に示す例では、ノイズを付加した結果、元の画像データの平均濃度が「２０」から「２１」へ変わってしまっている。
【００３６】
図５は、このような濃度変化をなくしたノイズ付加方法を示す図である。図５に示すように、あるノイズを付加した場合、そのノイズの逆符号分を別の画素に付加することにより、マクロ的に画像濃度の変化を防ぐことが可能となる。
【００３７】
［変形例２］
また、外部入力部２１３，２１４は、コンピュータと接続するコントローラであったり、フィルムスキャナであったりする。ＣＧなどのコンピュータから入力する画像は純粋なデジタル信号であるため、グラデーションなどにノイズを付加する必要があるが、フィルムスキャナなどはＣＣＤを用いて入力しているため、ノイズを付加する必要がない。そのため、外部入力部２１３，２１４から画像を入力する場合でも、ユーザがノイズを付加するか否かを指定できるようにしても良い。
【００３８】
図６は、変形例２におけるノイズ付加制御を示すフローチャートである。図６に示す制御は、図３に示すステップＳ１０４の前段に、ステップＳ２０４を挿入したものであり、ユーザによってノイズ付加が指定されているか否かを判断し、指定されていなければステップＳ２０５をスキップし、ステップＳ２０６へ進むように制御するものである。尚、他の処理は図３に示すフローチャートと同様である。
【００３９】
これにより、ノイズを付加する必要のないフィルムスキャナなどからの画像にノイズを付加しないので、ハーフトーンのザラツキを抑えることができる。
【００４０】
以上説明したように、第１の実施形態によれば、入力画像に応じて、ノイズの付加を制御することにより、ＣＧのグラデーションなど外部装置から画像が入力された場合にはノイズを付加し、擬似輪郭をなくしたスムーズな階調特性を得ることができ、リーダから入力する画像にはノイズを付加しないことにより、ザラツキを抑えた画像を得ることができる。
【００４１】
［第２の実施形態］
次に、図面を参照しながら本発明に係る第２の実施形態を詳細に説明する。
【００４２】
第２の実施形態では、画像領域が文字領域か自然画領域かを判定し、その判定結果に応じてノイズを付加するか否かを制御するものである。第２の実施形態でも、図１に示すデジタルカラー複写機を例に説明する。
【００４３】
図７は、第２の実施形態における画像処理部の構成を示すブロック図である。図示するように、第１の実施形態と同じ機能を有するものには同一の符号を付し、その説明は省略する。図７において、２１７は文字判定部であり、フルカラーセンサ３４で読み取った画像や外部入力部２１３から入力した画像の領域が文字領域であるか自然画領域であるかを識別する。そして、自然画領域と識別された画像領域の画像信号はマスキング・ＵＣＲ部２０８、γ補正部２０９、出力フィルタ２１０を経てノイズ発生回路２１５でノイズが付加された後、ＬＵＴ２１１へ出力される。
【００４４】
一方、文字判定部２１７で文字領域と識別された画像領域の画像信号はマスキング・ＵＣＲ部２１８、γ補正部２１９、出力フィルタ２２０を経て、そのままＬＵＴ２２１へ出力される。
【００４５】
上述したように、画像領域がＣＧのグラデーションなど自然画領域と判定された場合にはノイズを付加し、擬似輪郭をなくしたスムーズな階調特性を得ることができ、文字領域と判定された場合にはノイズを付加しないことにより、文字のチラツキを抑えた画像を得ることができる。
【００４６】
［変形例１］
第２の実施形態では、文字判定部２１７によって画像領域が自然画領域か文字領域かを判定しているが、ユーザがノイズを付加する領域であるか、付加しない領域であるかを設定し、その設定情報に基づき画像領域にノイズを付加するように制御することも可能である。
【００４７】
例えば、図８に示すように、１つの画像の中に文字部と自然画部とが混在する原稿を読み取る場合、ユーザがエディタボードを利用してノイズを付加する領域を指定することにより、その指定された領域のみノイズを付加することが可能となる。尚、上述の領域指定はこれだけに限るものではない。
【００４８】
このように、ＣＧのグラデーションなどの自然画部に対してユーザがノイズを付加するように指定することにより、擬似輪郭をなくしたスムーズな階調特性を得ることができ、文字部にはノイズを付加しないことにより、文字のチラツキを抑えた画像を得ることができる。
【００４９】
以上説明したように、第２の実施形態によれば、画像領域にノイズを付加するか否かを制御することにより、ＣＧのグラデーションなど自然画領域にはノイズを付加し、擬似輪郭をなくしたスムーズな階調特性を得ることができ、文字領域にはノイズを付加しないことにより、文字品位の低下を抑えた画像を得ることが可能となる。
【００５０】
尚、本発明は複数の機器（例えば、ホストコンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００５１】
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、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（ＣＰＵ若しくは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。
【００５２】
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。
【００５３】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えばフロッピーディスク，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などを用いることができる。
【００５４】
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）などが実際の処理の一部又は全部を行い、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。
【００５５】
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などが実際の処理の一部又は全部を行い、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。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、入力画像に応じて画像信号にノイズを付加するか否かを制御することにより、擬似輪郭をなくしたスムーズな階調特性の画像を得ることができると共に、文字品位の低下をも抑えた画像を得ることが可能となる。
【００５７】
また、本発明によれば、フィルタ処理された画像に対してノイズを付加するので、付加したノイズのレベルがフィルタ処理によって変化し、画質が劣化するといった欠点を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態におけるデジタルカラー複写機の構造を示す図である。
【図２】第１の実施形態における画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態におけるノイズ付加制御を示すフローチャートである。
【図４】画像データにノイズが付加された出力画像を示す図である。
【図５】第１の実施形態の変形例１におけるノイズ付加方法を示す図である。
【図６】変形例２におけるノイズ付加制御を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態における画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図８】第２の実施形態の変形例１における領域指定を説明するための図である。

Claims

入力画像の画像信号にノイズを付加するノイズ付加手段と、
前記入力画像に応じて、前記ノイズ付加手段でノイズを付加するか否かを制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記入力画像が、外部装置から入力された場合にはノイズを付加し、画像読取手段で読み取られた場合にはノイズを付加しないことを特徴とする画像処理装置。
ユーザがノイズを付加するか否かを指定する指定手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記画像信号をフィルタ処理する処理手段を有し、前記ノイズ付加手段は、付加したノイズのレベルが前記処理手段のフィルタ処理によって変化しないようにフィルタ処理された画像信号にノイズを付加することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記入力画像の画像領域を判定する判定手段を有し、前記制御手段は、前記判定手段での判定結果に応じて画像信号にノイズを付加するか否かを制御することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記判定手段は、前記画像領域が文字領域か自然画領域かを判定することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
ユーザが前記画像領域を指定する指定手段を有することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
入力画像の画像信号にノイズを付加するノイズ付加工程と、
前記入力画像に応じて、前記ノイズ付加工程でノイズを付加するか否かを制御する制御工程とを有し、
前記制御工程は、前記入力画像が、外部装置から入力された場合にはノイズを付加し、画像読取装置で読み取られた場合にはノイズを付加しないことを特徴とする画像処理方法。
ユーザがノイズを付加するか否かを指定する指定工程を有することを特徴とする請求項７に記載の画像処理方法。
前記画像信号をフィルタ処理する処理工程を有し、前記ノイズ付加工程は、付加したノイズのレベルが前記処理工程のフィルタ処理によって変化しないようにフィルタ処理された画像信号にノイズを付加することを特徴とする請求項７に記載の画像処理方法。
前記入力画像の画像領域を判定する判定工程を有し、前記制御工程は、前記判定工程での判定結果に応じて画像信号にノイズを付加するか否かを制御することを特徴とする請求項７に記載の画像処理方法。
前記判定工程は、前記画像領域が文字領域か自然画領域かを判定することを特徴とする請求項１０に記載の画像処理方法。
ユーザが前記画像領域を指定する指定工程を有することを特徴とする請求項１０に記載の画像処理方法。