JP3961074B2 - 画像処理装置と画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、入力された画像もしくはデータとして与えられた画像に対して最適な画像処理を施す画像処理装置と、この画像処理装置を有して複数の感光体ドラムに各色成分毎の画像を形成して記録紙上で重ね合わせることによりカラー画像を形成するカラー複写機等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の感光体ドラムに各色成分毎の画像を形成して記録紙上で重ね合わせることによりカラー画像を形成するカラー複写機等の画像形成装置において、通常、入力されたカラー画像もしくはデータとして与えられたカラー画像に対して最適な画像処理を施す画像処理装置を有している。
【０００３】
従来、このような画像処理装置においては、文字画像と中間調画像が混在する画像に対して識別処理を行い、その識別結果によってγ変換やフィルタリング処理などの画像処理を切り替えて画質の向上を図っている。
【０００４】
しかしながら、このような画像処理装置において、単純に識別結果に応じて画点ごとに処理を切り替えてしまうと、誤識別がある場合や切り替え部分に余裕がある場合、とくに網点を背景とした文字など、文字周辺の網点が強調されるなどしてノイズとして目立たせてしまう恐れがある。このような従来の技術では、識別の境界に相当する部分や誤識別された部分がノイズとして強調されたり、逆に境界がぼけてしまうことがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、画像形成装置の画像処理装置において、単純に文字画像や中間調画像等の異なる種類の画像の識別結果に応じて画点ごとに処理を切り替えてしまうと、誤識別がある場合や切り替え部分に余裕がある場合、とくに網点を背景とした文字など、文字周辺の網点が強調されるなどしてノイズとして目立たせてしまう恐れがあり、また、識別の境界に相当する部分や誤識別された部分がノイズとして強調されたり、逆に境界がぼけてしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、この発明は、異なる種類の画像が混在する画像に対し識別処理を行って種類毎に適した処理を行う際、誤判定があったり識別能力が低い場合でも好ましい画像を得ることができる画像処理装置と画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するべく、
入力画像の対象画素を含む小領域内の画素値の最大値と最小値との差を求めて所定値以上である場合に文字画像として識別し、それ以外を階調画像または下地画像として識別して識別結果を出力する識別部と、
前記識別部からの識別結果について、参照領域の主走差方向および副走差方向のそれぞれの画素数ｍ、 n1 と、前記対象画素を含む参照領域の画素数ｋと、所定画素数ｋ０とを用いて、文字優先処理を行なう場合は、
α＝ｋ／（ｍ× n1 −ｋ０）により、
下地優先処理を行なう場合は、
α＝（ｋ−ｋ０）／（ｍ× n1 −ｋ０）
により求めた合成比率αを出力する加工部と、
前記入力画像を受けて低域周波数通過の第 1 フィルタを通過させる第 1 処理部と、
前記入力画像を受けて前記第 1 フィルタの低域周波数よりも高域である高域周波数を強調する第２フィルタを通過させる第 2 処理部と、
前記第１処理部と前記第２処理部の出力をそれぞれ受けて、前記加工部から供給される前記合成比率αに基づいて合成して出力する出力部と、
を具備したことを特徴とする画像処理装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の画像処理装置と、この画像処理装置を有する画像形成装置に係るデジタルカラー複写機の構成を示すものである。デジタルカラー複写機は、読取手段としてのスキャナ部１と画像形成手段としてのプリンタ部２とから構成されている。
【００１４】
原稿の画像を読取るスキャナ部１は、その上部に原稿台カバー３を有し、閉じた状態にある原稿台カバー３に対向され、原稿Ｄがセットされる透明なガラスからなる原稿台４を有している。原稿台４の下方には、原稿台４に載置された原稿Ｄを照明する露光ランプ５、露光ランプ５からの光を原稿Ｄに集光させるためのリフレクター６、および原稿Ｄからの反射光を図中左方向に折曲げる第１ミラー７などが配設されている。なお、これらの露光ランプ５、リフレクター６、および第１ミラー７は、第１キャリッジ８に固設されている。第１キャリッジ８は、図示しない歯付きベルト等を介して図示しないパルスモータに接続され、パルスモータの駆動力が伝達されて原稿台４に沿って平行に移動されるようになっている。
【００１５】
第１キャリッジ８に対して図中左側、すなわち第１ミラー７により反射された反射光が案内される方向には、図示しない駆動機構たとえば歯付きベルトならびにＤＣモータなどを介して原稿台４と平行に移動可能に設けられた第２キャリッジ９が配設されている。第２キャリッジ９には、第１ミラー７により案内される原稿Ｄからの反射光を下方に折曲げる第２ミラー１１、および第２ミラー１１からの反射光を図中右方に折り曲げる第３ミラー１２が互いに直角に配置されている。第２キャリッジ９は、第１キャリッジ８に従動されるとともに、第１キャリッジ８に対して１／２の速度で原稿台４に沿って平行に移動されるようになっている。
【００１６】
第２キャリッジ９を介して折返された光の光軸を含む面内には、第２キャリッジ９からの反射光を所定の倍率で結像させる結像レンズ１３が配置され、結像レンズ１３を通過した光の光軸と略直交する面内には、結像レンズ１３により集束性が与えられた反射光を電気信号すなわち画像データに変換するＣＣＤイメージセンサ（光電変換素子）１５が配置されている。
【００１７】
しかして、露光ランプ５からの光をリフレクター６により原稿台４上の原稿Ｄに集光させると、原稿Ｄからの反射光が、第１ミラー７、第２ミラー１１、第３ミラー１２、および結像レンズ１３を介してＣＣＤイメージセンサ１５に入射され、ここで画像データに変換される。
【００１８】
プリンタ部２は、周知の減色混合法に基づいて、各色成分毎に色分解された画像、即ち、シアン (青みがかった紫、以下、Ｃと示す) 、マゼンタ (赤の一種、以下、Ｍと示す) 、イエロー (黄、以下、Ｙと示す) 、および墨色 (黒、以下、Ｋと示す) の４色の画像をそれぞれ形成する第１乃至第４の画像形成部１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋを有している。
【００１９】
各画像形成部１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋの下方には、各画像形成部により形成された各色毎の画像を図中矢印ａ方向に搬送する搬送ベルト２１を含む搬送手段としての搬送機構２０が配設されている。搬送ベルト２１は、図示しないベルトモータにより矢印ａ方向に回転される駆動ローラ９１と駆動ローラ９１から所定距離離間された従動ローラ９２との間に巻回されて張設され、矢印ａ方向に一定速度で無端走行される。なお、各画像形成部１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋは、搬送ベルト２１の搬送方向に沿って直列に配置されている。
【００２０】
各画像形成部１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋは、それぞれ、搬送ベルト２１と接する位置で外周面が同一の方向に回転可能に形成された像担持体としての感光体ドラム６１ｙ、６１ｍ、６１ｃ、６１ｋを含んでいる。各感光体ドラムには、各感光体ドラムを所定の周速度で回転させるための図示しないドラムモータがそれぞれ接続されている。
【００２１】
それぞれの感光体ドラム６１ｙ、６１ｍ、６１ｃ、６１ｋの軸線は、搬送ベルト２１により画像が搬送される方向と直交するよう配置され、各感光体ドラムの軸線が互いに等間隔に配置される。なお、以下の説明においては、各感光体ドラムの軸線方向を主走査方向（第２の方向）とし、感光体ドラムが回転される方向すなわち搬送ベルト２１の回転方向（図中矢印ａ方向）を副走査方向（第１の方向）とする。
【００２２】
各感光体ドラム６１ｙ、６１ｍ、６１ｃ、６１ｋの周囲には、主走査方向に延出された帯電手段としての帯電装置６２ｙ、６２ｍ、６２ｃ、６２ｋ、除電装置６３ｙ、６３ｍ、６３ｃ、６３ｋ、主走査方向に同様に延出された現像手段としての現像ローラ６４ｙ、６４ｍ、６４ｃ、６４ｋ、下撹拌ローラ６７ｙ、６７ｍ、６７ｃ、６７ｋ、上撹拌ローラ６８ｙ、６８ｍ、６８ｃ、６８ｋ、主走査方向に同様に延出された転写手段としての転写装置９３ｙ、９３ｍ、９３ｃ、９３ｋ、主走査方向に同様に延出されたクリーニングブレード６５ｙ、６５ｍ、６５ｃ、６５ｋ、および排トナー回収スクリュー６６ｙ、６６ｍ、６６ｃ、６６ｋが、それぞれ、対応する感光体ドラムの回転方向に沿って順に配置されている。
【００２３】
なお、各転写装置は、対応する感光体ドラムとの間で搬送ベルト２１を狭持する位置、すなわち搬送ベルト２１の内側に配設されている。また、後述する露光装置による露光ポイントは、それぞれ帯電装置と現像ローラとの間の感光体ドラムの外周面上に形成される。
【００２４】
搬送機構２０の下方には、各画像形成部１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋにより形成された画像を転写する被画像形成媒体としての記録紙Ｐを複数枚収容した用紙カセット２２ａ，２２ｂが配置されている。
【００２５】
用紙カセット２２ａ，２２ｂの一端部であって、従動ローラ９２に近接する側には、用紙カセット２２ａ，２２ｂに収容されている記録紙Ｐを (最上部から) １枚ずつ取り出すピックアップローラ２３ａ，２３ｂが配置されている。ピックアップローラ２３ａ，２３ｂと従動ローラ９２との間には、用紙カセット２２ａ，２２ｂから取り出された記録紙Ｐの先端と画像形成部１０ｙの感光体ドラム６１ｙに形成されたｙトナー像の先端とを整合させるためのレジストローラ２４が配置されている。なお、他の感光体ドラム１１ｙ、１１ｍ、１１ｃに形成されたトナー像（ｍ、ｃ、ｋ）は、搬送ベルト２１上を搬送される記録紙Ｐの搬送タイミングに合せて各転写位置に供給される。
【００２６】
レジストローラ２４と第１の画像形成部１０ｙとの間であって、従動ローラ９２の近傍、実質的に、搬送ベルト２１を挟んで従動ローラ９２の外周上には、レジストローラ２４を介して所定のタイミングで搬送される記録紙Ｐに、所定の静電吸着力を提供する吸着ローラ２６が配置されている。なお、吸着ローラ２６の軸線と従動ローラ９２の軸線は、互いに平行に配置される。
【００２７】
搬送ベルト２１の一端であって、駆動ローラ９１の近傍、実質的に、搬送ベルト２１を挟んで駆動ローラ９１の外周上には、搬送ベルト２１上に形成された画像の位置を検知するための位置ずれセンサ９６が、駆動ローラ９１から所定距離離間して配置されている。位置ずれセンサ９６は、透過型あるいは反射型の光センサにより構成される。
【００２８】
駆動ローラ９１の外周上であって位置ずれセンサ９６の下流側の搬送ベルト２１上には、搬送ベルト２１上に付着したトナーあるいは記録紙Ｐの紙かすなどを除去する搬送ベルトクリーニング装置９５が配置されている。
【００２９】
搬送ベルト２１を介して搬送された記録紙Ｐが駆動ローラ９１から離脱されてさらに搬送される方向には、記録紙Ｐを所定温度に加熱することにより記録紙Ｐに転写されたトナー像を溶融し、トナー像を記録紙Ｐに定着させる定着装置８０が配置されている。定着器８０は、ヒー卜ローラ対８１、オイル塗付ローラ８２、８３、ウェブ巻き取りローラ８４、ウェブローラ８５、ウェブ押し付けローラ８６とから構成されている。記録紙Ｐ上に形成されたトナーを記録紙に定着させ、排紙ローラ対８７により排出される。
【００３０】
各感光体ドラムの外周面上にそれぞれ色分解された静電潜像を形成する露光装置５０は、後述する画像処理装置にて色分解された各色毎の画像データ（ｙ、ｍ、ｃ、ｋ）に基づいて発光制御される半導体レーザ６０を有している。半導体レーザ６０の光路上には、レーザービームを反射、走査するポリゴンモータ５４に回転されるポリゴンミラー５１、およびポリゴンミラー５１を介して反射されたレーザービームの焦点を補正して結像させるためのｆθレンズ５２、５３が順に設けられている。
【００３１】
ｆθレンズ５３と各感光体ドラム６１ｙ、６１ｍ、６１ｃ、６１ｋとの間には、ｆθレンズ５３を通過された各色毎のレーザービームを各感光体ドラムの露光位置に向けて折り曲げる第１の折り返しミラー５５（ｙ、ｍ、ｃ、ｋ）、および、第１の折り返しミラー５５ｙ、５５ｍ、５５ｃにより折り曲げられたレーザービームを更に折り曲げる第２および第３の折り返しミラー５６（ｙ、ｍ、ｃ）、５７（ｙ、ｍ、ｃ）が配置されている。なお、黒用のレーザービームは、第１の折り返しミラー５５ｋにより折り返された後、他のミラーを経由せずに感光体ドラム６１ｋに案内される。
【００３２】
図２には、図１におけるデジタルカラー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。図２によれば、デジタルカラー複写機において、主制御部３０内のメインＣＰＵ３１とスキャナ部１のスキャナＣＰＵ１００とプリンタ部２のプリンタＣＰＵ１１０の３つのＣＰＵで構成される。メインＣＰＵ３１は、プリンタＣＰＵ１１０と共有ＲＡＭ３５を介して双方向通信を行うものであり、メインＣＰＵ３１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。
【００３３】
操作パネル４０はメインＣＰＵ３１に接続され、全体を制御するパネルＣＰＵ４１、液晶表示器４２、及びプリントキー４３とから構成されている。
主制御部３０は、メインＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、ＮＶＭ３４、共有ＲＡＭ３５、画像処理装置３６、ページメモリ制御部３７、ページメモリ３８、プリンタコントローラ３９、およびプリンタフォントＲＯＭ１２１によって構成されている。
【００３４】
メインＣＰＵ３１は、主制御部３０の全体を制御するものである。ＲＯＭ３２は、制御プログラムが記憶されている。ＲＡＭ３３は、一時的にデータを記憶するものである。
【００３５】
ＮＶＭ（持久ランダムアクセスメモリ：nonvolatile ＲＡＭ）３４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ＮＶＭ３４上のデータを保持するようになっている。
【００３６】
共有ＲＡＭ３５は、メインＣＰＵ３１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。
ページメモリ制御部３７は、ページメモリ３８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３８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１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。
【００３７】
プリンタフォントＲＯＭ１２１には、プリントデータに対応するフォントデータが記憶されている。
プリンタコントローラ３９は、パーソナルコンピュータ等の外部機器１２２からのプリントデータをそのプリントデータに付与されている解像度を示すデータに応じた解像度でプリンタフォントＲＯＭ１２１に記憶されているフォントデータを用いて画像データに展開するものである。
【００３８】
スキャナ部１は、スキャナ部１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イメージセンサ１５を駆動するＣＣＤドライバ１０３、露光ランプ５およびミラー７、１１、１２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イメージセンサ１５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イメージセンサ１５のばらつきあるいは周囲の温度変化などに起因するＣＣＤイメージセンサ１５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。
【００３９】
プリンタ部２は、プリンタ部２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６０による発光をオン／オフするレーザドライバ１１３、露光装置５０のポリゴンモータ５４の回転を制御するポリゴンモータドライバ１１４、搬送機構２０による用紙Ｐの搬送を制御する紙搬送部１１５、帯電装置６２ｙ、６２ｍ、６２ｃ，６２ｋ、現像ローラ６４ｙ、６４ｍ、６４ｃ、６４ｋ、転写装置９３ｙ、９３ｍ、９３ｃ、９３ｋを用いて帯電、現像、転写を行う現像プロセス部１１６、定着器８０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。
【００４０】
また、画像処理装置３６、ページメモリ３８、プリンタコントローラ３９、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。
【００４１】
図３は、画像処理装置３６の構成例を示すもので、以下に図３の各部の機能について説明する。
原稿から読み取られた画像の拡大、縮小の際には、主走査方向に読み取られた画像に対してはデジタル処理、副走査方向に読み取られた画像に対してはスキャナキャリッジの移動速度を変えることで行うが、ＲＧＢ３ラインＣＣＤセンサ （８ラインピッチ）を用いた構成の場合、等倍／整数倍時は問題ないが、その他の倍率時ではＲ、Ｇ、Ｂ間で副走査方向に位置ずれが生じる。位置合せ補間部２０１では、このずれ量をもとに画素値を補間し位置ずれを補うようになっている。
【００４２】
ＡＣＳ２０２は、原稿がカラー原稿であるのか、モノクロ原稿であるかを判定するものである。プリスキャン時に、上記判定を行い本スキャン時にカラー処理とモノクロ処理とのいずれかに切り替えるようになっている。
【００４３】
スキャナ入力信号はＲＧＢであるが、プリンタ信号はＣＭＹＫであるため、色信号の変換が必要である。色変換部２０５では、ＲＧＢ信号をＣＭＹ信号に変換するもので、ユーザの好みによる色調整も色変換部２０５のパラメータを切り替えることで行われる。なお、Ｋ信号は墨入れ部２１７で生成される。
【００４４】
モノクロ生成部２０６は、モノクロコピーモード時にＲＧＢカラー信号からモノクロ信号を生成する。
下地除去部２０７、ヒストグラム生成部２０４、下地／文字レベル検出部２１３は、例えば、新聞等の下地のある原稿の下地を除去するものである。すなわち、まず、ヒストグラム生成部２０４にて原稿のカラー濃度ヒストグラムを生成し、そのヒストグラムの値から下地の色レベルおよび文字部のレベルを検出し、その検出レベルを基に下地除去部２０７にて下地部を除去し、文字部を濃く出力することができる。
【００４５】
マクロ識別部２０８は、原稿中の写真領域と文字領域とを判定する。すなわち、原稿をプリスキャンしてページメモリ３８に入力されたラン画像を基に大局的に判定する。マクロ識別部２０８での領域識別結果は、一旦、識別メモリ２０９に格納される。、本スキャン時に、入力高画質化部１３０に出力されるようになっている。
【００４６】
入力高画質化部１３０は、詳しくは後述するが原稿中の写真領域と文字領域とを判定する。ここでは、例えば、３×３画素程度の局所領域を参照し判定を行う。この判定結果に基づき黒文字生成部２１６、セレクタ２１８、記録処理部２２０、スクリーン処理部２２１における処理を切り替えるようになっている。また、入力高画質化部１３０は、高画質化処理を行って処理結果の画像を拡大・縮小部２１５に出力する。
【００４７】
拡大・縮小部２１５は、主走査方向の拡大／縮小処理を行う。
電子ソートや画像の回転処理では、画像をページメモリ（ＰＭ）２３３に一旦蓄積し、各処理部では処理対象の必要部分を随時メモリ２３３から読み出して処理実行を行うため、画像の任意領域を一定レートで読み出す必要がある。従って、ページメモリ２３３に画像を蓄積する際には、まず、ＹＩＱ変換部２３１、誤差拡散部２３２で固定長の圧縮／伸長処理を行うようになっている。
【００４８】
ＹＩＱ変換部２３１では、ＣＭＹの画像信号をＹＩＱ信号に変換して色成分の冗長性を削除し、誤差拡散部２３２では誤差拡散により階調性を保存しつつビット削減を行う。ページメモリ２３３から圧縮された画像データを読み出す際には、ＣＭＹ変換部２３６にて、画像データの伸長とＹＩＱ信号からＣＭＹ信号への変換を行うようになっている。
【００４９】
ページメモリ２３３だけでは容量不十分な電子ソート機能の動作時には、ハードディスク装置（ＨＤＤ）２３５に画像データを蓄積するようになっている。その際、ＨＤＤ２３５へのアクセス速度には制限があるため、できるだけ圧縮効率のよい可変長圧縮処理を可変長圧縮部２３４にて行うようになっている。
【００５０】
黒文字生成部２１６は、ＣＭＹの各色信号を重ねてＫ信号を生成するようになっている。しかし、黒文字は、ＣＭＹの各色信号を重ねて記録するよりも黒一色で記録した方が色と解像性の両面で高画質となる。従って、セレクタ２１８では、墨入れ部２１７の出力と黒文字生成部２１６の出力とを入力高画質化部１３０から出力される識別信号にて切り替えて、γ補正部２１９に出力するようになっている。
【００５１】
γ補正部２１９ではプリンタのγ特性の補正を行う。この補正の際には、ＣＭＹＫ毎に設定されているγテーブルを参照して行うようになっている。
記録処理部２２０は、誤差拡散等の階調処理を行い、例えば、入力８ビットの画像信号を階調性を損なわずに４ビット程度の信号の変換するようになっている。
【００５２】
例えば、４連タンデム方式のプリンタの場合、４色の画像信号を記録する位相がそれぞれ異なるため、ダイレクトメモリ（ＤＭ）２４０にて、各画像信号に対し、その位相に見合う遅延を施すようになっている。また、４連タンデム方式のプリンタの場合、各色の画像信号を同じ万線構造で出力すると、各色の僅かなスキューや倍率誤差等でモアレや色誤差が生じる。そのため、スクリーン処理部２２１では、各色のスクリーンに角度をつけ、モアレや色誤差の発生を抑制するようになっている。
【００５３】
パルス幅変換部２２３は、上記各部で画像処理される信号レベルと記録濃度とがリニアでないため、プリンタのレーザ変調部のパルス駆動時間を制御し、リニアな特性となるようパルス幅を変換するようになっている。
【００５４】
なお、プリンタインタフェース（Ｉ／Ｆ）２３７、スキャナインタフェース （Ｉ／Ｆ）２３８、及びプリンタインタフェース（Ｉ／Ｆ）２３９は、外部機器と接続するためのものである。
【００５５】
図４は、第１実施例に係る入力高画質化部１３０の構成を示すものである。すなわち、入力高画質化部１３０は、上述したスキャナ部１等からのＣＭＹなどの画像信号Ｄが入力される入力系１３１、識別手段としての領域識別部１３２、複数の画像処理手段としての第１処理部１３３と第２処理部１３４、演算手段としての識別信号加工部１３５、及び出力手段としての切替部１３６とプリンタ部２等へ処理画像信号を出力する出力系１３７とから構成されている。
【００５６】
図４において、まず、画像信号Ｄが入力系１３１より入力される。画像信号Ｄは、「０」の場合は非印字、「１」の場合はベタをそれぞれ表している。
この画像信号Ｄは、領域識別部１３２、第１処理部１３３および第２処理部１３４へ入力される。
【００５７】
領域識別部１３２は、ここでは入力された対象画素が文字画像に属するものであるか、階調画像もしくは下地画像に属するのかを識別するものである。領域識別部１３２では、下地部分が網点などのパターンで構成されている場合を考慮して、予め低域通過フィルタをかけるなどしてテクスチャ成分を除去することにより文字部として識別されるのを防いでいる。つぎに対象画素を含む小領域内の画素値の最大値と最小値との差を求めて（たとえばバット法など）、その差が所定の値以上である場合に対象画素を文字として識別する。
【００５８】
この領域識別部１３２からの識別結果は、識別信号として、たとえば２値（非文字→「０」、文字→「１」）で出力され、識別信号加工部１３５へ入力される。
【００５９】
この識別信号は、識別エラーが孤立点として存在する場合や、下地パターン上の文字の周辺部のテクスチャまでが文字画素として識別された場合にそのまま識別信号として切り替えに用いて文字専用の処理を適用すると、その部分がノイズとして目立ってしまう。これを防止するために、この識別信号加工部１３５にて、識別信号に対して識別の対象となっている画素の周辺画素の識別結果を参照して対象画素に対する処理切り替え時の合成比率を求める（スムージング処理）。
【００６０】
図５は、この対象画素と周辺画素配列を表したものである。図５は、参照範囲が３×３で、９画素のうち対象画素を含む２画素が文字として識別された場合の一例を示している。このようにほとんど文字と識別されている画素が周辺にほとんどない画素は、ノイズもしくは文字の周辺部である可能性が高い。このような場合、識別信号加工部１３５は、文字識別の合成比率を低くして処理の切り替えを行うようにする。この合成比率αは一般式で次のように表される。
【００６１】
α＝ｋ／（ｍ×n1）………（１）
ここで、ｍ、n1は参照領域の主走差方向および副走差方向のそれぞれの画素数、ｋは参照領域のうち文字であると識別された画素数、αは対象画素の識別に対する合成比率を表している。
【００６２】
図６は、文字画素数ｋと合成比率αとの関係を表したものである。
図６の（ａ）は、上述の式（１）に示したような標準的な合成比率の例を表している。また、画像を作成、もしくは入力した環境によって入力系のＭＴＦ（Modulation Transfer Function）特性で高域のモジュレーションの再現性が悪く、実際の文字部分より大きい範囲を文字領域として判定したり、逆に文字として判定した範囲が文字領域ぎりぎりの範囲であったりした場合、文字と判定された画素を優先させたり、下地部分の方を優先させたりすることで切り替えの出力がより好ましいものになる。
【００６３】
このような処理に対応させるための処理の一例として、図６の（ｂ）に文字優先の文字画素数−合成比率の関係、図６の（ｃ）に下地優先の文字画素数−合成比率の関係を示している。図６の（ｂ）の文字優先処理の場合は、例えば参照領域のうちｋ０画素分残っても文字画素であると判定されたならば、文字用の処理の合成比率を１とする処理で、合成比率αは次式で求められる。
【００６４】
α＝ｋ／（ｍ×n1−ｋ０）………（２）
また、図６の（ｃ）の下地優先処理の場合、例えば参照領域中ｋ０画素分文字と識別されたとしても無視するならば、合成比率αを求める式は次式の通りになる。
【００６５】
α＝（ｋ−ｋ０）／（ｍ×n1−ｋ０）………（３）
上述したような操作によって識別信号を加工することによって求められた合成比率は切替部１３６へ入力される。
【００６６】
次に、第１処理部１３３、第２処理部１９４で行われる画像処理の詳細について説明する。文字画像と階調画像が混在する画像において高画質化処理として最もポピュラーなのはフィルタの切り替えである。
【００６７】
図７は、２種類のフィルタ処理用のオペレータの組み合わせ例を表わしたものである。例えば、第１処理部１３３を低域通過フィルタ（ＬＰＦ）、第２処理部１３４を高域強調フィルタ（ＨＥＦ）とする。
【００６８】
図７の（ａ）は、第１処理部１３３の低域通過フィルタで、下地部分であると識別された画素に対して適用する。下地部分が（テクスチャを含む場合は特に）滑らかに再現することが求められており、対象画素に対してｎ×n1（n1＞１の整数）の平均化した値を出力とする場合が多い。ここでは特に平均化の際の対象画素の比率を高くできるように係数fl（０＜fl＜１）を当てはめた場合を示す。対象画素の信号値をＤ_ij、hn=int((u-1)/2) とすると、このフィルタを適用したときの出力Ｄ１_ijは次式で表される。
【００６９】
i+hn j+hn
Ｄ１_ij=(fl-(1-fl)/ｎ² ) ・Ｄ_ij+ Σ Σ Ｄxy・(1-fl)/ ｎ² ………（４）
x=i-hn y=j-hn
逆に、文字などの画像はシャープな出力が求められているので、図７の（ｂ）に示されるようなｎ×ｎオペレータを用いた第２処理部１３４の高域強調フィルタをかけることが多い。高域強調フィルタで用いる係数をfh（fh＞０）とすると、対象画素のフィルタ出力値Ｄ２_ijは次式の、
i+hn j+hn
Ｄ２_ij=(ｎ² ・fh+1) ・Ｄ_ij- Σ Σ Ｄxy・fh………（５）
x=i-hn y=j-hn
より求めることができる。
【００７０】
切替部１３６では、これらの処理の出力を合成比率に応じて最終的な出力値を決定する。この出力値Ｄｏ_ijは合成比率α、フィルタ出力Ｄ２_ijおよびＤ１_ijから次式にて求められる。
【００７１】
Ｄｏ_ij＝α・Ｄ２_ij（１−α）・Ｄ１_ij………………（６）
このような処理を行うことで、文字画像や階調画像が混在する画像、テクスチャのある下地上の文字がある画像に対して文字識別を行い、それぞれに適したフィルタリング処理を画素単位で切り替える場合も切り替え部分や誤識別された画素のノイズが強調されることなく行うことが可能になる。
【００７２】
また、以下に示すように同じ構成で、第１処理部１３３、第２処理部１３４をγ変換に置き換えて画質の向上をはかることも可能である。
処理切り替えの合成比率αは上述と同様にして求められる。第１処理部１３３および第２処理部１３４において、図８の（ａ）、（ｂ）に示すようにそれぞれに適したγ特性をかける。
【００７３】
図８の（ａ）は、非文字領域に対するγ変換特性で、滑らかな画像を得ることができるように比較的軟調な特性を適用することが望ましい。一方、図８の（ｂ）は、文字部に対するγ特性であるが、文字は読みやすいようにコントラストを高めたいという目的から図８の（ａ）に示した特性よりも調子の硬い特性を用いる。なお、切り替えの方法については上述したフィルタ（第１処理部１３３、第２処理部１３４）と同じようにして切り替える。
【００７４】
上述したように第１実施例によれば、文字もしくはグラフなどの画像の鮮鋭度が求められる画像と階調画像のように滑らかさが求められる画像とを識別し、その処理を異ならせることで、それぞれに適した処理がなされるようにする。そして、対象画素の周辺画素の識別結果を参照して対象画素の識別の重み付けに反映させて、画像の入力装置のＭＴＦ（Modulation Transfer Function）特性やノイズの混入などの影響で識別エラーが発生したり、識別の切り替え部分に不適切な処理が行われて画質が低下するのを防止することができる。
【００７５】
さらに、単純に低域通過フィルタを識別結果にかけるより周辺画素を参照することにより、文字などのエッジ部分がぼけてしまうのも防ぐことができる。
図９は、入力高画質化部１３０の回路構成例を示すものである。
【００７６】
入力系１３１は、ラインメモリ１５１ａ〜１５１ｐから構成されている。
第１処理部１３３は、ＬＰＦ処理部１５３Ｃ、レンジ補正基準補正値算出部１７１Ｃ、レンジ補正部１７２Ｃ、ＬＰＦ処理部１５３Ｍ、レンジ補正基準補正値算出部１７１Ｍ、レンジ補正部１７２Ｍ、ＬＰＦ処理部１５３Ｙ、レンジ補正基準補正値算出部１７１Ｙ、レンジ補正部１７２Ｙとから構成されている。
【００７７】
第２処理部１３４は、ＨＥＦ処理部１５４Ｃ、ＨＥＦ処理部１５４Ｍ、ＨＥＦ処理部１５４Ｙとから構成されている。
切替部１３６は、フィルタ組み合わせ部１５６Ｃ、フィルタ組み合わせ部１５６Ｍ、フィルタ組み合わせ部１５６Ｙとから構成されている。
【００７８】
領域識別部１３２は、ＣＭＹ・Ｙ変換部１６１、ＬＰＦ処理部１６２、ラインメモリ１６３ａ〜１６３ｃ、ミクロ識別部１５２とから構成されている。
識別信号加工部１３５は、高濃度検出部１６４、無彩色検出部１６５、合成部１６６、ラインメモリ１６７ａ〜１６７ｇ、膨張処理部１６８、ラインメモリ１６９ａ，１６９ｂ、スムース切替部１７０とから構成されている。
【００７９】
切替部１３６は、フィルタ組み合わせ部１５６Ｃ，１５６Ｍ，１５６Ｙとから構成されている。
出力系１３７は、フィルタ組み合わせ部１５６Ｃ，１５６Ｍ，１５６Ｙからの信号を拡大縮小部２１５へ出力する。
【００８０】
次に、第２実施例について説明する。
図１０は、第２実施例に係る入力高画質化部１４０の構成を示すものである。なお、第１実施例と同一箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００８１】
第２実施例では、第１実施例の識別信号加工部１３５における識別信号加工の機能を切替部１３８にもたせて第１実施例と同様の処理を行う。
ただし、ここでは第１実施例で示した処理の合成比率αは求めないので、第１処理部１３３の出力をＤ１_ij、第２処理部１３４の出力をＤ２_ij、m n1の参照範囲中、第２処理部１３４を適応させると判定された画素数をｋ２とすると、切替部１３８における処理は次式で表すようになる。
【００８２】
Ｄｏ_ij＝ｋ２／(m×n1) ・Ｄ２_ij−（１−ｋ２／(m×n1))・Ｄ１_ij……（７）
このようにして求めた出力Ｄｏ_ijは、出力系１３７から後段へ供給される。このような構成で処理を行うことで画像のそれぞれの部分に最も適した処理を行い、誤識別が多少ある場合でもそれがノイズとして目立たないようにすることができる。
【００８３】
以上説明したように上記発明の実施の形態によれば、文字もしくはグラフなどの画像などの鮮鋭度が求められる画像と階調画像のように滑らかさが求められる画像とが混在する画像に対して識別処理を行い、それぞれに適した処理を施す際、対象画素の周辺画素の識別結果を参照して対象画素の識別の合成比率に反映させ、画像の入力装置のＭＴＦ特性やノイズの混入などの影響で識別エラーが発生した場合、あるいは識別の切り替え部分に不適切な処理が行われるなどしても画質が低下するのを防止することができる。
さらに、合成比率を求める際のパラメータの適正化により、文字などのエッジ部分がぼけてしまうのを防ぎつつ、良好な出力画像を得ることが可能となる。
【００８４】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、異なる種類の画像が混在する画像に対し識別処理を行って種類毎に適した処理を行う際、誤判定があったり識別能力が低い場合でも好ましい画像を得ることができる画像処理装置と画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の画像形成装置に係るデジタルカラー複写機の構成を示す断面図。
【図２】デジタルカラー複写機の概略構成を示す図。
【図３】画像処理装置の概略構成を示す図。
【図４】第１実施例に係る入力高画質化部の構成を示すブロック図。
【図５】対象画素と周辺画素配列とを示す図。
【図６】文字画素数と合成比率との関係を示す図。
【図７】２種類のフィルタ処理を説明するための図。
【図８】非文字領域と文字領域に対するγ変換特性を説明するための図。
【図９】入力高画質化部の回路構成例を示す図。
【図１０】第２実施例に係る入力高画質化部の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１…スキャナ部
２…プリンタ部
３１…メインＣＰＵ
３６…画像処理装置
１００…スキャナＣＰＵ
１１０…プリンタＣＰＵ
１３０…入力高画質化部
１３１…入力系
１３２…領域識別部
１３３…第１処理部
１３４…第２処理部
１３５…識別信号加工部
１３６…切替部
１３７…出力部

Claims (2)

1. 入力された画像信号の対象画素を含む小領域内の画素値の最大値と最小値との差を求めて所定値以上である場合に文字画像として識別し、それ以外を階調画像または下地画像として識別して識別結果を出力する識別部と、
   前記識別部からの識別結果について、参照領域の主走差方向および副走差方向のそれぞれの画素数ｍ、 n1 と、前記対象画素を含む参照領域の画素数ｋと、所定画素数ｋ０とを用いて、文字優先処理を行なう場合は、
   α＝ｋ／（ｍ× n1 −ｋ０）により、
   下地優先処理を行なう場合は、
   α＝（ｋ−ｋ０）／（ｍ× n1 −ｋ０）
   により求めた合成比率αを出力する加工部と、
   前記画像信号を受けて低域周波数通過の第 1 フィルタを通過させる第 1 処理部と、
   前記画像信号を受けて前記第 1 フィルタの低域周波数よりも高域である高域周波数を強調する第２フィルタを通過させる第 2 処理部と、
   前記第１処理部と前記第２処理部の出力をそれぞれ受けて、前記加工部から供給される前記合成比率αに基づいて合成して出力する出力部と、
   を具備することを特徴とする画像処理装置。
2. 入力された画像信号の対象画素を含む小領域内の画素値の最大値と最小値との差を求めて所定値以上である場合に文字画像として識別し、それ以外を階調画像または下地画像として識別して識別結果を出力する識別部と、
   前記識別部からの識別結果について、参照領域の主走差方向および副走差方向のそれぞれの画素数ｍ、 n1 と、前記対象画素を含む参照領域の画素数ｋと、所定画素数ｋ０とを用いて、文字優先処理を行なう場合は、
   α＝ｋ／（ｍ× n1 −ｋ０）により、
   下地優先処理を行なう場合は、
   α＝（ｋ−ｋ０）／（ｍ× n1 −ｋ０）
   により求めた合成比率αを出力する加工部と、
   前記画像信号を受けて低域周波数通過の第 1 フィルタを通過させる第 1 処理部と、
   前記画像信号を受けて前記第 1 フィルタの低域周波数よりも高域である高域周波数を強調する第２フィルタを通過させる第 2 処理部と、
   前記第１処理部と前記第２処理部の出力をそれぞれ受けて、前記加工部から供給される前記合成比率αに基づいて合成した合成画像信号を出力する出力部と、
   前記出力部からの前記合成画像信号に基づいて画像形成する画像形成部と、
   を具備することを特徴とする画像形成装置。

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