JP4011709B2 - 画像処理装置と画像形成装置と画像処理方法と画像形成方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像に含まれる文字（線画）の高画質化を行う画像処理装置と画像処理方法と、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用紙上で重ね合わせることによりカラー画像を形成するデジタル式カラー電子複写機等の画像形成装置と画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、デジタルＰＰＣの様に画像に含まれる文字（線画）の高画質化を行う画像形成装置において、文字（線画）の強調を行う場合にその画像の所定領域の濃度勾配を検出し（ＢＡＴ法）その勾配の大きな部分を文字（線画）と識別し、識別された部分の濃度をあげることで文字（線画）と下地部のコントラストを強調し、画質を向上させる方法が知られている。また、上記の識別信号を主走査、副走査方向に膨張させて、よりコントラストを強調させる方法も知られている。
【０００３】
ところが、上記のようなＢＡＴ法の識別技術のみでは、濃度が上がるのは文字（線画）の輪郭部のみであり文字（線画）内部の濃度が薄く見えるという欠点がある。
また、上記の問題を識別信号の膨張処理により解決しようとした場合、ラインメモリの増加によりハードウエアが増大し好ましくない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、デジタルＰＰＣの様に画像に含まれる文字（線画）の高画質化を行う場合、ＢＡＴ法のような識別技術のみでは、濃度が上がるのは文字（線画）の輪郭部のみであり文字（線画）内部の濃度が薄く見えるという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明は、文字（線画）の輪郭部のみならず内部も識別し、文字 （線画）の高画質化を図ることのできる画像処理装置と画像形成装置と画像処理方法と画像形成方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の画像処理装置は、入力画像信号を濃度信号に変換する変換手段と、この変換手段で変換された濃度信号における注目画素の濃度とその所定周辺画素の濃度とから濃度の最大値と最小値との差を抽出する抽出手段と、この抽出手段で抽出された濃度差と上記注目画素の濃度とを加算する加算手段と、この加算手段で加算された値と予め設定された閾値とを比較し、この比較結果から、文字領域か否かの識別信号を生成する比較手段と、この比較手段により文字領域であることを示す識別信号が生成された場合には画像信号をエッジ強調した信号を出力し、文字領域以外であることを示す識別信号が生成された場合には画像信号を平滑化処理した信号を出力する画像処理を行う画像処理手段と、から構成されている。
【０００７】
この発明の画像形成装置は、画像信号を読み取る読取手段と、この読取手段で読み取られた画像信号を濃度信号に変換する変換手段と、この変換手段で変換された濃度信号における注目画素の濃度とその所定周辺画素の濃度とから濃度の最大値と最小値との差を抽出する抽出手段と、この抽出手段で抽出された濃度差と上記注目画素の濃度とを加算する加算手段と、この加算手段で加算された値と予め設定された閾値とを比較し、この比較結果から、文字領域か否かの識別信号を生成する比較手段と、この比較手段により文字領域であることを示す識別信号が生成された場合には画像信号をエッジ強調した信号を出力し、文字領域以外であることを示す識別信号が生成された場合には画像信号を平滑化処理した信号を出力する画像処理を行う画像処理手段と、この画像処理手段で画像処理された画像信号に基づいて画像を形成する画像形成手段と、から構成されている。
【０００８】
この発明の画像処理方法は、入力画像信号を濃度信号に変換し、変換された濃度信号における注目画素の濃度とその所定周辺画素の濃度とから濃度の最大値と最小値との差を抽出し、抽出された濃度差と上記注目画素の濃度とを加算し、加算された値と予め設定された閾値とを比較し、この比較結果から、文字領域か否かの識別信号を生成し、識別信号が文字領域であることを示す場合は画像信号をエッジ強調した信号を出力し、識別信号が文字領域以外であることを示す場合は画像信号を平滑化処理した信号を出力することを特徴とする。
【０００９】
この発明の画像形成方法は、入力画像信号を濃度信号に変換し、変換された濃度信号における注目画素の濃度とその所定周辺画素の濃度とから濃度の最大値と最小値との差を抽出し、抽出された濃度差と上記注目画素の濃度とを加算し、加算された値と予め設定された閾値とを比較し、この比較結果から、文字領域か否かの識別信号を生成し、識別信号が文字領域であることを示す場合は画像信号をエッジ強調した信号を出力し、識別信号が文字領域以外であることを示す場合は画像信号を平滑化処理した信号を出力し、出力された画像信号に基づいて画像を形成することを特徴とする。
【００１０】
【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、本発明に係るカラー画像の複製画像を形成するデジタル式カラー複写機などの画像形成装置の内部構成を概略的に示している。この画像処理装置は、大別して、原稿上のカラー画像を読み取る読取手段としてのカラースキャナ部１と、読み取ったカラー画像の複製画像を形成する画像形成手段としてのカラープリンタ部２とから構成されている。
【００１１】
カラースキャナ部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。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。
【００１２】
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。
【００１３】
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形カラーイメージセンサ（光電変換素子）１５が配置されている。
【００１４】
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を介してカラーイメージセンサ１５に入射され、ここで入射光がＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の光の３原色に応じた電気信号に変換される。
【００１５】
および、ブラック（ｋ）の４色の画像をそれぞれ形成する第１〜第４の画像形成部１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋを有している。
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設されている。
【００１６】
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６１ｙ、６１ｍ、６１ｃ、６１ｋは、図示しないモータにより所定の速度で回転されるようになっている。
【００１７】
感光体ドラム６１ｙ、６１ｍ、６１ｃ、６１ｋは、その軸線がお互いに等間隔になるように配設されているとともに、そ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設されている。なお、以下の説明においては、各感光体ドラム６１ｙ、６１ｍ、６１ｃ、６１ｋ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。
【００１８】
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がそれぞれ感光体ドラム６１ｙ、６１ｍ、６１ｃ、６１ｋの回転方向に沿って順に配置されている。
【００１９】
なお、各転写装置９３ｙ、９３ｍ、９３ｃ、９３ｋは、対応する感光体ドラム６１ｙ、６１ｍ、６１ｃ、６１ｋ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５０による露光ポイントは、それぞれ帯電装置６２ｙ、６２ｍ、６２ｃ、６２ｋと現像ローラ６４ｙ、６４ｍ、６４ｃ、６４ｋとの間の感光体ドラム６１ｙ、６１ｍ、６１ｃ、６１ｋの外周面上に形成される。
【００２０】
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用紙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。
【００２１】
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に収容されている用紙Ｐをその最上部から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から取り出された用紙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。
【００２２】
なお、他の感光体ドラム６１ｙ、６１ｍ、６１ｃに形成されたトナー像は、搬送ベルト２１上を搬送される用紙Ｐの搬送タイミングに合せて各転写位置に供給される。
【００２３】
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、すなわち、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用紙Ｐに静電吸着力を付与するための吸着ローラ２６が配設されている。なお、吸着ローラ２６の軸線と従動ローラ９２の軸線は、互いに平行になるように設定されている。
【００２４】
搬送ベルト２１の一端であって、駆動ローラ９１の近傍、すなわち、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が配設されている。
【００２５】
位置ずれセンサ９６は、たとえば、透過形あるいは反射形の光センサにより構成される。
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用紙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。
【００２６】
搬送ベルト２１を介して搬送された用紙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、用紙Ｐを所定温度に加熱することにより用紙Ｐに転写されたトナー像を溶融し、トナー像を用紙Ｐに定着させる定着装置８０が配設されている。定着器８０は、ヒー卜ロ一ラ対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。用紙Ｐ上に形成されたトナーを用紙に定着させ、排紙ローラ対８７により排出される。
【００２７】
各感光体ドラム６１ｙ、６１ｍ、６１ｃ、６１ｋ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３６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発振器６０を有している。半導体レーザ発振器６０の光路上には、レーザビームを反射、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。
【００２８】
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ビームを各感光体ドラム６１ｙ、６１ｍ、６１ｃ、６１ｋの露光位置に向けて折り曲げる第１の折り返しミラー５５ｙ、５５ｍ、５５ｃ、５５ｋ、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５６ｙ、５６ｍ、５６ｃ、５７ｙ、５７ｍ、５７ｃが配置されている。
【００２９】
なお、黒用のレーザビームは、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に案内されるようになっている。
【００３０】
図２は、図１に示した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を示している。図２において、制御系は、主制御部３０内のメインＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）９１、カラースキャナ部１のスキャナＣＰＵ１００、および、カラープリンタ部２のプリンタＣＰＵ１１０の３つのＣＰＵで構成される。
【００３１】
メインＣＰＵ９１は、プリンタＣＰＵ１１０と共有ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）３５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。
【００３２】
操作パネル４０は、液晶表示部４２、各種操作キー４３、および、これらが接続されたパネルＣＰＵ４１を有し、メインＣＰＵ９１に接続されている。
主制御部３０は、メインＣＰＵ９１、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）３２、ＲＡＭ３３、ＮＶＲＡＭ３４、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。
【００３３】
メインＣＰＵ９１は、全体的な制御を司るものである。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。
【００３４】
ＮＶＲＡＭ（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、電源を遮断しても記憶データを保持するようになっている。
【００３５】
共有ＲＡＭ３５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。
ページメモリ制御部３７は、ページメモリ３８に対して画像データを記憶したり、読み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、カラースキャナ部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。
【００３６】
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などの外部機器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。
【００３７】
カラースキャナ部１は、全体の制御を司るスキャナＣＰＵ１００、制御プログラムなどが記憶されているＲＯＭ１０１、データ記憶用のＲＡＭ１０２、前記カラーイメージセンサ１５を駆動するＣＣＤドライバ１０３、前記第１キャリッジ８などを移動する走査モータの回転を制御する走査モータドライバ１０４、および、画像補正部１０５などによって構成されている。
【００３８】
画像補正部１０５は、カラーイメージセンサ１５から出力されるＲ，Ｇ，Ｂのアナログ信号をそれぞれデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、カラーイメージセンサ１５のばらつき、あるいは、周囲の温度変化などに起因するカラーイメージセンサ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、および、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ジタル信号を一旦記憶するラインメモリなどから構成されている。
【００３９】
カラープリンタ部２は、全体の制御を司るプリンタＣＰＵ１１０、制御プログラムなどが記憶されているＲＯＭ１１１、データ記憶用のＲＡＭ１１２、前記半導体レーザ発振器６０を駆動するレーザドライバ１１３、前記露光装置５０のポリゴンモータ５４を駆動するポリゴンモータドライバ１１４、前記搬送機構２０による用紙Ｐの搬送を制御する紙搬送部１１５、前記帯電装置、現像ローラ、および、転写装置を用いての帯電、現像、転写を行うプロセスを制御する現像プロセス部１１６、前記定着装置８０を制御する定着制御部１１７、および、オプションを制御するオプション部１１８などによって構成されている。
【００４０】
なお、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の構成を概略的に示している。この画像処理装置３６は以下で説明するように、本発明の最も重要な部分であって、入力される画像データＲ，Ｇ，Ｂを基に原稿のコントラストに対する特徴量を抽出し、この抽出した情報量を基に原稿の文字（線画）と下地の領域の識別をし、この識別情報量を基に出力する画像に対し文字（線画）の強調処理を施すものである。
【００４２】
画像処理装置３６は、画像入力部１００１、色変換部１００２、像域識別部１００３、フィルタ部１００４、信号選択部１００５、墨入れ処理部１００６、階調処理部１００７、画像記録部１００８とから構成されている。
【００４３】
画像入力部１００１は、カラースキャナ部１からの画像データを入力する入力処理部である。
色変換部１００２は、画像入力部１００１からのＲ，Ｇ，Ｂの画像データ１１０１をカラープリンタ部２における画像形成の色材料を制御する色材の３原色のデータＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロウ）に変換する。この変換は種々の方法があるが、例えば、マスキング方式が使われる。
その基本式は数１によって表される。
【００４４】
【数１】

【００４５】
像域識別信号部１００３は、色変換部１００２から出力されるＣＭＹ信号１１０２を基に文字（線画）を識別する識別信号を生成する。
フィルタ部１００４は、色変換部１００２からの出力されるＣＭＹ信号１１０２に平滑化処理をした信号とエッジ強調した信号とを生成する。
【００４６】
信号選択部１００５は、文字（線画）の強調をするために、フィルタ部１００４から出力される平滑化処理をした信号とエッジ強調した信号とを、像域識別部１００３で生成される識別信号によって選択して墨入れ処理部１００６に送る。
【００４７】
墨入れ処理部１００６は、カラー画像形成の際に色材の消費量を削減したり色再現性を向上する目的で、墨入れ処理を行う。
階調処理部１００７は、墨入れ処理部１００６で墨入れされた画像データに対し、像域識別部１００３で生成される識別（像域）信号に基づいて公知の疑似中間調処理、例えば、ディザ法、誤差拡散法等により出力画像の階調再現性を向上させる処理を行う処理部である。
【００４８】
画像記録部１００８は、カラープリンタ部２のレーザドライバ１１３に接続し、階調処理部１００７で疑似中間調処理された画像データを、半導体レーザ発振器６０を駆動するためのレーザオン／オフ信号に変換するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）を行う処理部である。
【００４９】
図４は、像域識別部１００３の概略構成を示すものである。すなわち、像域識別部１００３は、変換手段としての識別用色変換部２００１、ラインメモリ２００２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）部２００３、ラインメモリ２００４，２００５，２００６、濃度勾配相当量の抽出手段としての濃度勾配抽出部２００７、および識別信号の生成手段としての演算部２００８とから構成されている。
【００５０】
識別用色変換部２００１は、色変換部１００２から入力されるＣＭＹ信号１１０２を、Ｙ’（濃度）、Ｉ’、Ｑ’（色差）の信号にそれぞれ変換し、Ｙ’（濃度）信号２１０１をラインメモリ２００２とＬＰＦ部２００３へそれぞれ送っている。この色変換の変換式は、下記式の様になる。
【００５１】
Ｙ’＝（Ｃ＋Ｍ＋Ｙ）／３
Ｉ’＝Ｍ−Ｃ
Ｑ’＝Ｍ−Ｙ
本実施例では、Ｙ’（濃度）、Ｉ’、Ｑ’（色差）の信号中のＹ’（濃度）信号のみに着目して識別信号を生成することにする。
【００５２】
ラインメモリ２００２は、Ｙ’（濃度）信号２１０１を画像データの１ライン分記憶保持し、現在、処理しているラインに対し、１つ前のラインの情報をＬＰＦ部２００３に送っている。
【００５３】
ＬＰＦ部２００３は、Ｙ’（濃度）信号２１０１とその１つ前のラインの情報であるラインメモリ部２００２の出力に対し、２＊２画素の平滑化処理を行う。一般にｍ＊ｍのフィルタ処理では、注目画素の周りをｍ＊ｍ画素の大きさの窓で画像を切り出し、その各画素データに前もって決まっているｍ＊ｍの係数マトリクスの値を同位置同士で乗算し、それぞれの乗算結果を合計加算する積和演算が行なわれている。
【００５４】
このような画像の切り出し窓を主走査、副走査それぞれに対して１画素ごとにずらしながら、積和演算を全ての画素に対して行ってゆくことで平滑化画像が求められる。
例えば、図５において、画像データから切り出してきた２＊２画素の値を数２とし、
【００５５】
【数２】

フィルタの係数の値を数３とすれば、
【００５６】
【数３】

注目画素に対するフィルタリング後の値ａ’は、
ａ’＝（ａＡ＋ｂＢ＋ｃＣ＋ｄＤ）／４
となる。
本実施例においてフィルタの係数は数４であり、
【００５７】
【数４】

【００５８】
この数４によりａ’は、
ａ’＝（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）／４
となっている。
【００５９】
前記ラインメモリ部２００２とＬＰＦ部２００３との組み合わせにより上述したような平滑化処理を行っている。
このように平滑化されたデータであるＬＰＦ部２００３の出力２１０３は、ラインメモリ２００４と濃度勾配抽出部２００７とに送られる。
【００６０】
ラインメモリ２００４、２００５、２００６は、図４に示すように縦に接続されており、初段のラインメモリ２００４には、平滑化データ２１０３が送られてくる。
【００６１】
ラインメモリ２００４、２００５、２００６は、画像データの１ライン分を記憶保持するためのメモリで、現在、処理しているラインに対し、それぞれ１、２、３つ前のラインデータを濃度勾配抽出部２００７とそれぞれの次段のラインメモリに送っている。
【００６２】
濃度勾配抽出部２００７は、ＬＰＦ部２００３の出力２１０３とそのライン遅延信号であるラインメモリ２００４、２００５、２００６の出力信号とから濃度勾配相当量２１０７を生成して演算部２００８に送る。
【００６３】
ところでＢＡＴ法は、濃度勾配相当量を求める一手法であり、一般に広く使われている。
まず、注目画素の周囲のｎ＊ｎ画素の窓で切り出し、その画素中の最大値と最小値の差を取って値とする。ＬＦＰ部２００３と同様に演算部２００８は、このような演算を主走査方向、副走査方向それぞれ１画素ずつ切り出し窓を移動しながら画像の全画素について行って出力する。
【００６４】
各画素の濃度値データをＤ_ij（ｉ＝１，２，３，４、ｊ＝１，２，３，４）とすれば、注目画素に対する濃度勾配相当量の生成値ΔＤは、
ΔＤ＝max （Ｄ_ij）−min （Ｄ_ij）
（但し、max は最大値、min は最小値をそれぞれ求める関数。）
となる。ＢＡＴ法は、この濃度勾配相当量ΔＤをあらかじめ決められた閾値との比較を行う。本実施例では、この濃度勾配相当量ΔＤを使用することにする。
【００６５】
図６は、４＊４画素の場合の濃度勾配抽出処理の様子を示している。上述したような処理をラインメモリ２００４、２００５、２００６と濃度勾配抽出部２００７との組み合わせにより行っている。
【００６６】
演算部２００８は、識別用色変換部２００１の出力２１０１と濃度勾配抽出部２００７の出力２１０７の２つのデータに基づいて演算を行い、画像を文字（線画）部または下地部のどちらに当たるかの識別結果を出力する。
【００６７】
具体的に演算部２００８は、濃度勾配相当量を意味する出力信号２１０７と識別用色変換部２００１の出力で濃度そのものを意味する信号２１０１とあらかじめ決められている値ｔｈとに基づいてなされる演算の結果を出力する。この出力信号は、文字識別結果として、図３に示す信号選択部１００５と階調処理部１００７へ送られる。
【００６８】
図７は、演算部２００８の構成例を示すもので、加算手段としての加算器３００１と比較手段としての比較器３００２とから構成されている。
加算器３００１は、濃度勾配相当量を意味する出力信号（以下、濃度勾配相当量と記述する）２１０７と識別用色変換部２００１の出力で濃度そのものを意味する信号（以下、濃度と記述する）２１０１とを加算する。
【００６９】
比較器３００２は、あらかじめ決められている閾値ｔｈと加算器３００１からの加算信号とを比較する。
比較器３００２の出力は、
０（ｔｈ≧（濃度２１０１）＋（濃度勾配相当量２１０７））→非文字領域
１（ｔｈ＜（濃度２１０１）＋（濃度勾配相当量２１０７））→文字領域
として値を選択して出力する。この出力信号が文字識別信号である。
【００７０】
この選択の妥当性を示したのが次に示す図８である。
図８は、濃度（２１０１）と濃度勾配相当量（２１０７）の２次元ヒストグラムによる文字（線画）領域と下地（非文字）領域の分布の概略を示していると同時に、これを分割するのに適している直線があることも示している。
【００７１】
この直線の式は、（濃度２１０１）＋（濃度勾配相当量２１０７）＝ｔｈであり、前記式はこの直線の上側の領域と下側の領域とに含まれる画素をそれぞれ１、０とに振り分けているに他ならない。
【００７２】
もちろん、２次元ヒストグラム上の文字（線画）領域と下地（非文字）領域の分割には他にも方法がある。
図９は、演算部２００８の他の構成例を示すもので、演算部２００８をルックアップテーブル（ＬＵＴ）部４００１で構成している。
【００７３】
出力手段としてのＬＵＴ部４００１は、濃度勾配相当量２１０７と濃度２１０７とを加算して比較する代わりに、任意の計算結果を２次元のマトリクス・テーブルを持って濃度２１０１と濃度勾配相当量２１０７とをキーとし、２次元マトリクス・テーブルを検索して値を出力する。
【００７４】
図１０にその様子を示す。本実施例の場合、ａ_xyは「０」または「１」のどちらかの値を持っている。例えば、図１１の無地で示された領域に当たる下地部は「０」、斜線で示された領域に当たる文字（線画）部は「１」を返すような値を前もってセットしておく。当然、このＬＵＴ部４００１の出力が文字識別結果として使用される。
【００７５】
図３に示す信号選択部１００５は、文字（線画）の強調をするために、前記フィルタ部１００４から出力される平滑化処理をした信号とエッジ強調した信号とを、像域識別部１００３で生成される識別（像域）信号によって選択して墨入れ処理部１００６に送る。識別信号が文字（線画）領域であることを示す場合にエッジ強調した信号を選択し、識別信号が下地領域であることを示す場合に平滑化処理をした信号を選択して出力される。
【００７６】
墨入れ処理部１００６は、カラー画像形成の際に色材の消費量を削減したり色再現性を向上する目的で墨入れ処理を行う。
その原理を簡単に説明すると、画像データＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロウ）から、
ｋ＝ｍｉｎ（Ｃ、Ｍ、Ｙ）
ただし，ｍｉｎは最小値を得る関数。
【００７７】
その結果、カラープリンタ部２で実際に消費するシアン、マゼンタ、イエロウ、ブラックの各色材の消費量に相当する画像データは、それぞれ消費量から上記式で求まるブラックの色材量を除去することにより、下記式で表せる。
【００７８】
ｃ＝Ｃ−ｋ
ｍ＝Ｍ−ｋ
ｙ＝Ｙ−ｋ
すなわち、ブラック（ｋ）成分を用いることにより、色材の重なり量を少なくし、各色材の消費量の削減が可能となる。
【００７９】
図３に示す階調処理部１００７は、墨入れ処理部１００６で墨入れされた画像データに対し、像域識別部１００３で生成される識別（像域）信号に基づいて公知の疑似中間調処理、例えば、ディザ法、誤差拡散法等により出力画像の階調再現性を向上させる処理を行う。
【００８０】
図３に示す画像記録部１００８は、カラープリンタ部２のレーザドライバ１１３に接続し、階調処理部１００７で疑似中間調処理された画像データを、半導体レーザ発振器６０を駆動するためのレーザオン／オフ信号に変換するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）を行う。
【００８１】
なお、上述した画像入力部１００１、色変換部１００２、像域識別部１００３、フィルタ部１００４、信号選択部１００５、墨入れ処理部１００６、階調処理部１００７、画像記録部１００８の各ブロックは、メインＣＰＵ９１によって制御される。また、あらかじめ与える必要のあるデータについては、メインＣＰＵ９１がＲＯＭ３２などの記憶装置に格納された値を呼び出し、必要とするブロックに与えている。
【００８２】
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（線画）の輪郭部のみならず内部も識別し、文字（線画）の高画質化を図ることができる。
また、膨脹処理のようにラインメモリの付加のようなハードウェアの増大の必要はなく、単純な演算と比較器のみで内部及び輪郭部の両方を含む文字（線画）部全体を識別することができ、従って、輪郭部のみの濃度を上げることが出来るので、より効果的な文字（線画）の高画質化を実現することができる。
【００８３】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、文字（線画）の輪郭部のみならず内部も識別し、文字（線画）の高画質化を図ることのできる画像処理装置と画像形成装置と画像処理方法と画像形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本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】画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図４】像域識別部の概略構成を示す図。
【図５】２＊２画素における平滑化画像を説明するための図。
【図６】４＊４画素の場合の濃度勾配抽出処理を説明するための図。
【図７】演算部の構成例を示す図。
【図８】濃度と濃度勾配相当量の２次元ヒストグラムを示す図。
【図９】演算部の他の構成例を示す図。
【図１０】２次元マトリクス・テーブルの構成例を示す図。
【図１１】濃度と濃度勾配相当量の２次元ヒストグラムを示す図。
【符号の説明】
１…カラースキャナ部
２…カラープリンタ部
３６…画像処理装置
１００１…画像入力部
１００２…色変換部
１００３…像域識別部
１００４…フィルタ部
１００５…信号選択部
１００６…墨入れ処理部
１００７…階調処理部
１００８…画像記録部
２００１…識別用色変換部
２００２、２００４、２００５、２００６…ラインメモリ
２００３…ローパスフィルタ部
２００７…濃度勾配抽出部
２００８…演算部

Claims (12)

1. 入力画像信号を濃度信号に変換する変換手段と、
   この変換手段で変換された濃度信号における注目画素の濃度とその所定周辺画素の濃度とから濃度の最大値と最小値との差を抽出する抽出手段と、
   この抽出手段で抽出された濃度差と上記注目画素の濃度とを加算する加算手段と、
   この加算手段で加算された値と予め設定された閾値とを比較し、この比較結果から、文字領域か否かの識別信号を生成する比較手段と、
   この比較手段により文字領域であることを示す識別信号が生成された場合には画像信号をエッジ強調した信号を出力し、文字領域以外であることを示す識別信号が生成された場合には画像信号を平滑化処理した信号を出力する画像処理を行う画像処理手段と、
   を具備したことを特徴とする画像処理装置。
2. 入力画像信号を濃度信号に変換する変換手段と、
   この変換手段により変換された現在のラインの濃度信号を、１ライン前の濃度信号を用いて積和演算することにより平滑化処理した信号を出力するフィルタ手段と、
   このフィルタ手段で平滑化処理された濃度信号における注目画素の濃度とその所定周辺画素の濃度とから濃度の最大値と最小値との差を抽出する抽出手段と、
   この抽出手段で抽出された濃度差と上記注目画素の濃度とから上記注目画素が文字領域であるか否かの識別信号を予め設けられたテーブルを参照して出力する出力手段と、
   この出力手段から文字領域であることを示す識別信号が出力された場合には画像信号をエッジ強調した信号を出力し、文字領域以外であることを示す識別信号が出力された場合には画像信号を平滑化処理した信号を出力する画像処理を行う画像処理手段と、
   を具備したことを特徴とする画像処理装置。
3. 入力画像信号を濃度信号に変換する変換手段と、
   この変換手段により変換された現在のラインの濃度信号を、１ライン前の濃度信号を用いて積和演算することにより平滑化処理した信号を出力するフィルタ手段と、
   このフィルタ手段で平滑化処理された濃度信号における注目画素の濃度とその所定周辺画素の濃度とから濃度の最大値と最小値との差を抽出する抽出手段と、
   この抽出手段で抽出された濃度差と上記注目画素の濃度とを加算する加算手段と、
   この加算手段で加算された値と予め設定された閾値とを比較する比較手段と、
   この比較手段により文字領域であることを示す識別信号が生成された場合には画像信号をエッジ強調した信号を出力し、文字領域以外であることを示す識別信号が生成された場合には画像信号を平滑化処理した信号を出力する画像処理を行う画像処理手段と、
   を具備したことを特徴とする画像処理装置。
4. 画像信号を読み取る読取手段と、
   この読取手段で読み取られた画像信号を濃度信号に変換する変換手段と、
   この変換手段で変換された濃度信号における注目画素の濃度とその所定周辺画素の濃度とから濃度の最大値と最小値との差を抽出する抽出手段と、
   この抽出手段で抽出された濃度差と上記注目画素の濃度とを加算する加算手段と、
   この加算手段で加算された値と予め設定された閾値とを比較し、この比較結果から、文字領域か否かの識別信号を生成する比較手段と、
   この比較手段により文字領域であることを示す識別信号が生成された場合には画像信号をエッジ強調した信号を出力し、文字領域以外であることを示す識別信号が生成された場合には画像信号を平滑化処理した信号を出力する画像処理を行う画像処理手段と、
   この画像処理手段で画像処理された画像信号に基づいて画像を形成する画像形成手段と、
   を具備したことを特徴とする画像形成装置。
5. 画像信号を読み取る読取手段と、
   この読取手段で読み取られた画像信号を濃度信号に変換する変換手段と、
   この変換手段により変換された現在のラインの濃度信号を、１ライン前の濃度信号を用いて積和演算することにより平滑化処理した信号を出力するフィルタ手段と、
   このフィルタ手段で平滑化処理された濃度信号における注目画素の濃度とその所定周辺画素の濃度とから濃度の最大値と最小値との差を抽出する抽出手段と、
   この抽出手段で抽出された濃度差と上記注目画素の濃度とから上記注目画素が文字領域であるか否かの識別信号を予め設けられたテーブルを参照して出力する出力手段と、
   この出力手段から文字領域であることを示す識別信号が出力された場合には画像信号をエッジ強調した信号を出力し、文字領域以外であることを示す識別信号が出力された場合には画像信号を平滑化処理した信号を出力する画像処理を行う画像処理手段と、
   この画像処理手段で画像処理された画像信号に基づいて画像を形成する画像形成手段と、
   を具備したことを特徴とする画像形成装置。
6. 画像信号を読み取る読取手段と、
   この読取手段で読み取られた画像信号を濃度信号に変換する変換手段と、
   この変換手段により変換された現在のラインの濃度信号を、１ライン前の濃度信号を用いて積和演算することにより平滑化処理した信号を出力するフィルタ手段と、
   このフィルタ手段で平滑化処理された濃度信号における注目画素の濃度とその所定周辺画素の濃度とから濃度の最大値と最小値との差を抽出する抽出手段と、
   この抽出手段で抽出された濃度差と上記注目画素の濃度とを加算する加算手段と、
   この加算手段で加算された値と予め設定された閾値とを比較する比較手段と、
   この比較手段により文字領域であることを示す識別信号が生成された場合には画像信号をエッジ強調した信号を出力し、文字領域以外であることを示す識別信号が生成された場合には画像信号を平滑化処理した信号を出力する画像処理を行う画像処理手段と、
   この画像処理手段で画像処理された画像信号に基づいて画像を形成する画像形成手段と、
   を具備したことを特徴とする画像形成装置。
7. 入力画像信号を濃度信号に変換し、
   変換された濃度信号における注目画素の濃度とその所定周辺画素の濃度とから濃度の最大値と最小値との差を抽出し、
   抽出された濃度差と上記注目画素の濃度とを加算し、
   加算された値と予め設定された閾値とを比較し、この比較結果から、文字領域か否かの識別信号を生成し、
   識別信号が文字領域であることを示す場合は画像信号をエッジ強調した信号を出力し、識別信号が文字領域以外であることを示す場合は画像信号を平滑化処理した信号を出力する
   ことを特徴とする画像処理方法。
8. 入力画像信号を濃度信号に変換し、
   変換された現在のラインの濃度信号を１ライン前の濃度信号を用いて積和演算して平滑化処理した信号を出力し、
   平滑化処理された濃度信号における注目画素の濃度とその所定周辺画素の濃度とから濃度の最大値と最小値との差を抽出し、
   抽出された濃度差と上記注目画素の濃度とから上記注目画素が文字領域であるか否かの識別信号を予め設けられたテーブルを参照して取得し、
   文字領域であることを示す識別信号が出力された場合には画像信号をエッジ強調した信 号を出力し、文字領域以外であることを示す識別信号が出力された場合には画像信号を平滑化処理した信号を出力する
   ことを特徴とする画像処理方法。
9. 入力画像信号を濃度信号に変換し、
   変換された現在のラインの濃度信号を１ライン前の濃度信号を用いて積和演算することにより平滑化処理した信号を出力し、
   平滑化処理された濃度信号における注目画素の濃度とその所定周辺画素の濃度とから濃度の最大値と最小値との差を抽出し、
   抽出された濃度差と上記注目画素の濃度とを加算し、
   加算された値と予め設定された閾値とを比較し、
   比較結果として文字領域であることを示す識別信号が得られた場合は画像信号をエッジ強調した信号を出力し、比較結果として文字領域以外であることを示す識別信号が得られた場合には画像信号を平滑化処理した信号を出力する
   ことを特徴とする画像処理方法。
10. 入力画像信号を濃度信号に変換し、
    変換された濃度信号における注目画素の濃度とその所定周辺画素の濃度とから濃度の最大値と最小値との差を抽出し、
    抽出された濃度差と上記注目画素の濃度とを加算し、
    加算された値と予め設定された閾値とを比較し、この比較結果から、文字領域か否かの識別信号を生成し、
    識別信号が文字領域であることを示す場合は画像信号をエッジ強調した信号を出力し、識別信号が文字領域以外であることを示す場合は画像信号を平滑化処理した信号を出力し、
    出力された画像信号に基づいて画像を形成する
    ことを特徴とする画像形成方法。
11. 入力画像信号を濃度信号に変換し、
    変換された現在のラインの濃度信号を１ライン前の濃度信号を用いて積和演算して平滑化処理した信号を出力し、
    平滑化処理された濃度信号における注目画素の濃度とその所定周辺画素の濃度とから濃度の最大値と最小値との差を抽出し、
    抽出された濃度差と上記注目画素の濃度とから上記注目画素が文字領域であるか否かの識別信号を予め設けられたテーブルを参照して取得し、
    文字領域であることを示す識別信号が出力された場合には画像信号をエッジ強調した信号を出力し、文字領域以外であることを示す識別信号が出力された場合には画像信号を平滑化処理した信号を出力し、
    出力された画像信号に基づいて画像を形成する
    ことを特徴とする画像形成方法。
12. 入力画像信号を濃度信号に変換し、
    変換された現在のラインの濃度信号を１ライン前の濃度信号を用いて積和演算することにより平滑化処理した信号を出力し、
    平滑化処理された濃度信号における注目画素の濃度とその所定周辺画素の濃度とから濃度の最大値と最小値との差を抽出し、
    抽出された濃度差と上記注目画素の濃度とを加算し、
    加算された値と予め設定された閾値とを比較し、
    比較結果として文字領域であることを示す識別信号が得られた場合は画像信号をエッジ強調した信号を出力し、比較結果として文字領域以外であることを示す識別信号が得られ た場合には画像信号を平滑化処理した信号を出力し、
    出力された画像信号に基づいて画像を形成する
    ことを特徴とする画像形成方法。

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