JP4217302B2 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置及び画像処理方法に関し、例えば、原稿画像に基づいて電気的に読み取られたカラー画像データやコンピュータにより作成されたカラー画像データから画像の特徴部分を抽出し、その抽出結果からプリンタ等に出力するカラー画像データを処理する適応型の画像処理装置及び画像処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、デジタル処理を施したカラー画像データを出力してカラー画像を得るカラープリンタ装置や、カラー原稿を色分解して電気的に読み取り、その読み取られたカラー画像データを記録用紙上にプリント出力することにより、カラー画像複写を行う、いわゆるデジタルカラー複写機等のカラー画像を印刷するシステムの発展はめざましいものがある。また、これら装置の普及に伴ない、カラー画像の画質に対する要求も高くなっており、特に黒い文字や黒細線をより黒く、シャープに印刷したいという要求が高まっている。即ち、黒原稿を色分解すると、黒を再現する信号として、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各信号が発生するが、得られた信号に基づいてそのまま印刷すると、黒はこれら4色の重ね合わせで再現されるため、色間の若干のズレにより黒の細線に色にじみが生じ、黒が黒く見えなかったり、ボケて見えたりして印刷品質を著しく低下させていた。
【0003】
これに対し、対象画像を表わす画像信号中の黒に関する情報、色等に関する色情報や、細線、網点等の空間周波数の特徴データを抽出し、例えば黒文字、色文字等のエリアを検出したり、更には中間調画像や網点画像領域等に分けて夫々のエリアを検出することにより、各エリアに応じた画像処理を施し、黒文字ならば黒単色化する方法がある。文字や線の太さを他段階に持ち、文字の太さに応じて、黒の色量を調節したり、文字エッジと、網点エッジを分離して検出することで、網点/中間調中或いは白地中の文字エッジに対して夫々異なる画像処理を施すことにより、スムーズな黒文字処理を行う方法も提案されている。但し、像域分離を施しても、400dpiの程度のプリンタでは、ドットの配置間隔は63.5ミクロンなので、一般に約20ミクロンまで識別可能と言われる人の視覚では、ドットによって形成される文字や図形の輪郭はギザギザに見え、必ずしも高画質な印刷品質とは言えないのである。
【0004】
また、印刷品質を向上させるために、図32に示すシステムが知られている。この従来のシステムは、ホストコンピュータ1310を用いてDTP等のページレイアウト文書やワープロ、グラフィック文書などを作成し、ラスタイメージプロセッサ1313を介してカラープリンタ(レーザビームプリンタ)により印刷出力する。1311はホストコンピュータ1310上で動作するアプリケーションで、例えばMICROSOFT社のWORD(登録商標)等のワードプロセッサソフトや、Adobe社のPageMaker(登録商標)のようなページレイアウトソフト等が有名である。これらのソフトウェアで作成されたデジタル文書は図示しないコンピュータのオペレーティングシステム(OS)を介してプリンタドライバ1312に送られる。このデジタル文書は通常、1つのページ中の図形や文字等を表わすコマンドデータの集合体とされ、これらのコマンドがプリンタドライバ1312に送られることになる。コマンドはPDL(ページ記述言語)と呼ばれる言語体系として表現され、PDLの代表例としてはGDI(登録商標)やPS(ポストスクリプト:登録商標)等が有名である。プリンタドライバ1312はアプリケーション1311から送出されるPDLコマンドをラスタイメージプロセッサ1313内のラスタライザ1314に転送する。ラスタライザ1314はPDLコマンドで表現されている文字、図形等を実際に印刷出力するための2次元のビットマップイメージに展開する。ラスタライザ1314は、画面を2次元平面として、1次元ラインで繰り返し走査(ラスタ)することにより画面全体に亘ってビットマップイメージを形成する。ラスタライザ1314にて展開されたビットマップイメージは画像メモリ1315に一時的に格納される。
【0005】
そして、ホストコンピュータ1310で表示されている文書画像はPDLコマンドとしてプリンタドライバ1312を経由してラスタライザ1314に送られ、ラスタライザ1314は2次元のビットマップイメージを画像メモリ1315上に展開する。展開された画像データはカラープリンタ1318へ送られる。カラープリンタ1318には周知の電子写真方式の画像形成ユニット1319が搭載されており、画像データは記録用紙上に可視画像を形成して印刷出力される。画像メモリ1315中の画像データは、画像形成ユニット1319を動作させるために必要な不図示の同期信号やクロック信号、あるいは特定の色成分信号やその要求信号等と同期して転送される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
外部機器より転送されてくるフルカラー画像データに対して文字及び写真が混在している場合には、カラー複写機等に搭載される適応処理回路を用いることにより、より画質を高めることができる。しかしながら、像域分離により文字領域を100%検出できるとは限らず、また自然画像領域の中で文字領域を誤検出してしまう場合もあり、信頼性に欠けるという不具合がある。
【0009】
また、本発明の目的は、外部機器から入力されるフルカラー画像に対して、像域分離及び属性マップ情報を利用して適応処理を施し、より画質を向上できる画像処理装置及び画像処理方法を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明の画像処理装置は以下の構成を備える。即ち、
入力された画像データを処理して出力する画像処理装置であって、複数のオブジェクトで構成される画像データを入力する入力手段と、前記複数のオブジェクトを、各オブジェクトに対応する画像を描画するためのコマンドに基づいてビットマップイメージデータに展開する展開手段と、前記展開手段で展開されたビットマップイメージデータと、該ビットマップイメージデータのオブジェクトに対応するコマンドの属性とに基づいて、前記オブジェクトに対応するビットマップイメージデータの各画素毎に各属性の存在の有無を示す属性情報フラグを含む属性マップ情報をオブジェクト毎に生成する生成手段とを備え、前記属性マップ情報は、少なくともベクトルフラグ、文字フラグ、エッジフラグ、エッジ境界フラグを含む。
【0013】
上述の目的を達成するため、本発明の画像処理方法は以下の特徴を備える。即ち、
入力された画像データを処理して出力する画像処理方法であって、複数のオブジェクトで構成される画像データを入力する入力工程と、前記複数のオブジェクトを、各オブジェクトに対応する画像を描画するためのコマンドに基づいてビットマップイメージデータに展開する展開工程と、前記展開工程で展開されたビットマップイメージデータと、該ビットマップイメージデータのオブジェクトに対応するコマンドの属性とに基づいて、前記オブジェクトに対応するビットマップイメージデータの各画素毎に各属性の存在の有無を示す属性情報フラグを含む属性マップ情報をオブジェクト毎に生成する生成工程とを備え、前記属性マップ情報は、少なくともベクトルフラグ、文字フラグ、エッジフラグ、エッジ境界フラグを含む。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
[第1実施形態]
図1は本発明に係わる第1の実施形態の装置の外観図を示す図である。
【0015】
図1において、イメージスキャナ部201は、原稿を読み取り、デジタル信号処理を行う。また、プリンタ部200は、イメージスキャナ部201に読み取られた原稿画像に対応した画像を用紙にフルカラーでプリント出力する。
【0016】
イメージスキャナ部201において、原稿圧板202には、原稿台ガラス(以下プラテン)203上の原稿204に照射されるハロゲンランプ205の光が照射される。原稿からの反射光はミラー206、207に導かれ、レンズ208により3ラインセンサ(以下CCD)210上に結像される。レンズ208には赤外線カットフィルタ231が設けられている。
【0017】
CCD210は原稿からの光情報を色分解して、フルカラー情報として、レッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)成分を読み取り、信号処理部209に送る。
【0018】
CCD210の各色成分読み取りセンサ列は各々5000画素から構成されている。これにより原稿台ガラス203に載置される原稿中で最大サイズであるA3サイズの原稿の短手方向297mmを400dpiの解像度で読み取る。
【0019】
尚、第1副走査部205、206は速度vでラインセンサの電気的走査方向(以下、走査方向)に対して垂直方向(以下、副走査方向)に機械的に動くことで原稿全面を走査し、第2走査部207は速度0.5vでラインセンサの電気的走査方向に対して垂直方向に機械的に動くことで原稿全面を走査する。
【0020】
標準白色板211は、センサ210−1〜210−3のR、G、Bセンサの読み取りデータの補正データを生成する。
【0021】
この標準白色板211は可視光でほぼ均一の反射特性を示し、可視では白色の色を有している。この標準白色板211を用いてセンサ210−1〜210−3の可視センサの出力データの補正を行う。
【0022】
画像信号処理部209では読み取られた光情報を電気信号で処理し、マゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)、ブラック(BK)の各成分に分解し、プリンタ部200に送る。また、イメージスキャナ部201における一回の原稿走査(スキャン)につき、色成分M、C、Y、BKの一つの色成分毎にプリンタ200に送られるので、計4回(4色分)の原稿を走査することにより一回のプリントアウトが完了する。
【0023】
イメージスキャナ部201より送られてくる各色成分M、C、Y、BKの画像信号は、レーザドライバ212に送られる。レーザドライバ212は画信号に応じ、半導体レーザ213を変調駆動する。レーザ光はポリゴンミラー214、f−θレンズ215、ミラー216を介し、感光ドラム217上を走査する。
【0024】
219〜222は現像器であり、マゼンタ現像器219、シアン現像器220、イエロー現像器221、ブラック現像器222より構成され、4つの現像器が交互に感光ドラムに接し、感光ドラム217上に形成された色成分M、C、Y、BKの静電潜像を対応するトナーで現像する。
【0025】
転写ドラム223は、用紙カセット224又は225より給紙される用紙をこの転写ドラム223に巻き付け、感光ドラム217上に現像されたトナー像を用紙に転写する。
【0026】
以上の手順により、各色成分M、C、Y、BK毎に合計4色分が用紙に面順次に転写された後に、用紙は定着ユニット226を通過して排出される。
【0027】
以上、装置の概略動作について説明した。
【0028】
次に、イメージスキャナ部201について詳細に説明する。
【0029】
図2Aは図1に示す装置に用いたCCD210を示す外観図である。
【0030】
図2Aにおいて、210−1は赤色光(R)を読み取るための受光素子列、210−2は緑色光(G)を読み取るための受光素子列、210−3は青色光(B)を読み取るための受光素子列である。
【0031】
R、G、Bの各受光素子列210−1〜210−3は、図2Bに示すように、主走査方向、副走査方向に各々10μmの開口を有する。
【0032】
この3本の異なる光学特性を持つ受光素子列は、R、G、Bの各センサ列が原稿の同一ラインを読み取るべく互いに平行に配置されるように、同一のシリコンチップ上にモノシリックに構成されている。
【0033】
このような構成のCCDを用いることで、色分解した各色の読み取りでのレンズ等の光学系を共通化できる。
【0034】
これにより、各色成分R、G、Bの各色毎の光学調整を簡潔にすることが可能となる。
【0035】
図2Bは図2Aに示すX部分の拡大図であり、図2Cは図2AのA−A断面図である。
【0036】
図2Cにおいて、シリコン基板210−5上に赤色読み取り用のフォトセンサ210−1と、緑色、青色の各可視情報を読み取るフォトセンサ210−2、210−3が配置されている。
【0037】
赤色フォトセンサ210−1上には可視光のうち、レッド(R)の波長成分を透過するRフィルタ210−7が配置される。同様に、緑色フォトセンサ210−2上にはグリーン(G)の波長成分を通過するGフィルタ210−8が、青色フォトセンサ210−3上にはブルー(B)の波長成分を通過するBフィルタ210−9が配置されている。210−6は透明有機膜で構成された平坦化層である。
【0038】
図2Bにおいて、各フォトセンサ210−1〜3は主走査方向に一画素当たり10μmの長さを有する。各フォトセンサ210−1〜3はA3サイズの原稿の短手方向(297mm)を400dpiの解像度で読み取ることができるように、主走査方向に5000画素設けられている。
【0039】
またR、G、Bの各フォトセンサ210−1〜3のライン間距離は80μmであり、400dpiの副走査方向の解像度に対して各々8ライン分ずつ離間されている。
【0040】
次に、プリンタの濃度再現法について説明する。
【0041】
本実施形態ではプリンタの濃度再現のために、所謂パルス幅変調(PWM)方式を採用し、レーザ213の点灯時間を画像濃度信号に応じて制御するものである。これにより、レーザの点灯時間に応じた電位の静電潜像が感光ドラム217上に形成される。そして、現像器219〜222で静電潜像の電位に応じた量のトナーで潜像を現像することにより濃度再現が行われる。
【0042】
図3は、図1に示す画像信号処理部209の詳細構成を示すブロック図である。
【0043】
図3において、コンピュータ等の外部機器101より出力される画像信号Y、M、C、Kは、プリンタ部106における走査面毎に順次転送され、1色ずつ濃度輝度変換部102で、ルックアップテーブルROMによりY、M、C、Kの濃度信号がR、G、Bの輝度信号に変換される。
【0044】
輝度濃度変換部103は、CCD210又は外部機器から転送されたRGBの3原色信号をY、M、C、Kの濃度信号に変換し、面順次に所定のビット幅(8bit)で出力する。
【0045】
次に、スムージング回路104にて、像域分離部107の結果と操作部112又は外部機器101からのエリア信号に応じて、詳細は後述するが、読み取り解像度に対し2倍の解像度を有するデータを生成する。そして、γテーブル105において、それぞれの解像度の濃度データをプリンタの階調再現に応じてデータ変換を行う。このように処理されたMCYKの画像信号と400dpi/800dpi線の切替信号であるsen信号はレーザドライバに送られ、プリンタ部106でPWM処理による濃度記録が行われる。
【0046】
像域分離部107は、エッジ検出部108、彩度判定部109、太さ判別回路110及びルックアップテーブル(LUT)111を有する。エッジ検出部108は濃度輝度変換部102から出力されるMCYKの画像信号からエッジ信号edgeを生成してLUT111に出力する。彩度判定部109は濃度輝度変換部102から出力されるMCYKの画像信号から彩度信号colを生成してLUT111に出力する。太さ判別部110は濃度輝度変換部102から出力されるMCYKの画像信号から太さ信号zoneを生成してLUT111に出力する。
【0047】
次に、黒文字/黒線画の検出方法について説明する。
【0048】
<図3に示すエッジ検出部108での動作>
上述の如く濃度輝度変換されたR、G、Bは、エッジ検出部108に入力され、図4に示す輝度算出回路301にて以下の式1に従って輝度信号Yが算出される。
【0049】
Y=0.25R+0.5G+0.25B・・・(1)
図5は輝度算出回路301の詳細構成を示す図である。図5において、入力された各色成分信号R、G、Bに対し、乗算器401、402、403で各係数「0.25」、「0.05」、「0.25」が乗じられた後、加算器304、305で加算され、(1)式に従った輝度信号Yが夫々算出される。
【0050】
次に、エッジmin方向検出部302に入力された輝度信号Yは、図6に示すFIFO501〜502により各1ラインずつ遅延した3ライン分に拡張され、所謂ラプラシアンフィルタ503〜506にかけられ、4方向のうち、フィルターの出力値であるエッジ量の絶対値aが、最小の値をとる方向を求め、その方向をエッジmin方向とする。
【0051】
次に、エッジmin方向スムージング部303では、エッジmin方向検出部302で求めたエッジのmin方向に対してスムージング処理を施す。このスムージング処理により、エッジ成分の最も大きい方向のみを保存し、その他の方向を平滑化することができる。即ち、複数の方向の中でエッジ成分の大きい網点成分は、エッジ成分が平滑化されるので網点成分の特徴は減少し、一方、一方向にのみエッジ成分が存在する文字/細線の特徴は保存されるという効果が上げられる。必要に応じてこの処理を繰り返すことで、線成分と網点成分の分離がより一層効果的に行われ、今までのエッジ検出方法では検出できなかった、網点中に存在する文字成分も検知することが可能となる。
【0052】
その後、エッジ検出部304では、前述のラプラシアンフィルタにかけられエッジ量の絶対値a以下のものは除去され、a以上のもののみが“1”として出力される。
【0053】
図7は輝度データYにおける画像データ(a)と、エッジ検出信号(b)を示す図である。
【0054】
更に、上記判定信号を7×7、5×5、3×3のブロックサイズで膨張した信号と、膨張なし及びエッジなしの5つのコードであらわしたものが図3に示すエッジ検出部108の出力信号“edge”(3ビット)である。ここで、信号の膨張とは、ブロック内の全ての画素の信号値をOR演算することを言う。
【0055】
<図3に示す彩度判定部109での動作>
図8は、彩度判定部109の詳細構成を示す図である。
【0056】
図8に示すように、色成分信号R、G、Bに対し、最大値検出部701と最小値検出部702によって最大値MAX(r,g,b)及び最小値MIN(r,g,b)が夫々抽出され、その差△Cが減算器703で算出され、次のLUT(ルックアップテーブル)704で図9に示す特性に従ってデータ変換が行われ、彩度信号Crが生成される。図9においては、△Cが“0”に近い程、彩度が低く(無彩色に近く)、△Cが大きい程有彩色の度合が強いことを示している。従って、図9の特性より、Crは無彩色の度合が強い程大きい値を示し、有彩色の度合が強い程、“0”に近づく。また、変化の度合は図9に従うことを示している。尚、図3の出力信号colは色、黒、中間(色と黒の間の色)、白がそれぞれ2ビットのコードで表現される。
【0057】
<図3に示す太さ判定回路110での動作>
図10は文字の太さ判定回路110の詳細構成を示す図である。
【0058】
図10において、先ず、色成分信号RGBが最小値検出部901に入力される。最小値検出部901では、入力されたRGB信号の最小値MINR、MING、MINBが検出される。次に、平均値検出部902にMINR、G、Bを入力し、注目画素近傍の5画素×5画素のMINR、G、Bの平均値AVE5と、近傍3画素×3画素のMINR、G、Bの平均値AVE3を算出する。
【0059】
次に、文字/中間調検出部903にAVE5とAVE3が入力される。この文字/中間調検出部903では、画素毎に注目画素の濃度、及び注目画素とその近傍の平均濃度との変化量を検出することによって、注目画素が文字又は中間調領域の一部であるかどうかの判別を行う。
【0060】
図11は、図10に示す文字/中間調検出部903の詳細構成を示す図である。図11において、文字/中間調検出部903では、先ず、AVE5に適当なオフセット値OFST1を加え、コンパレータ2031においてAVE3と比較する。また、コンパレータ2032において適当なリミット値LIM1と比較する。そして、それぞれの出力値がOR回路2033に入力され、
AVE5+OFST1>AVE3 (2)
又は
AVE5+OFST1>LIM1 (3)
の時に、出力信号BINGRAがHigh出力になる。つまり、この回路によって、注目画素近傍に濃度変化が存在する場合(文字のエッジ部)、また注目画素付近がある値以上の濃度を持っている場合(文字の内部及び中間調部)に文字/中間調信号BINGRAがHigh出力になる。
【0061】
次に、網点領域検出部904において網点領域を検出する。図12は、図10に示す網点領域検出部904の詳細構成を示す図である。図12において、最小値検出部901にて検出されたMINR、G、Bに適当なオフセット値OFST2を加え、コンパレータ2041においてAVE5と比較する。また、コンパレータ2042において、MINR、G、Bと適当なリミット値LIM2とを比較する。そして、各出力値がOR回路2043に入力され、
MIN(R、G、B)+OFST2>AVE5 (4)
または
MIN(R、G、B)+OFST2>LIM2 (5)
の時に、出力信号BINAMIがHighになる。次に、BINAMI信号を用いて、エッジ方向検出部2044で、画素毎のエッジの方向を求める。図13はエッジ方向検出部2044でのエッジ方向検出のルールを示す図である。図13において、注目画素近傍の8画素が、図13に示す(a)〜(d)のいずれかの条件を満たす場合に、エッジ方向信号DIRAMIの0ビット〜3ビットのいずれかをHighとする。
【0062】
更に、次の対向エッジ検出部2045において、注目画素を囲む5画素×5画素の領域内で、互いに対向するエッジを検出する。図14に示す、注目画素のDIRAMI信号をA33とした座標系において、対向エッジ検出のルールを以下に示す。
(1)A11,A21,A31,A41,A51,A22,A32,A42,A33のいずれかのビット0がHigh、かつ、A33,A24,A34,A44,A15,A25,A35,A45,A55のいずれかのビット1がHigh
(2)A11,A21,A31,A41,A51,A22,A32,A42,A33のいずれかのビット1がHigh、かつ、A33,A24,A34,A44,A15,A25,A35,A45,A55のいずれかのビット0がHigh
(3)A11,A12,A13,A14,A15,A22,A23,A24,A33のいずれかのビット2がHigh、かつ、A33,A42,A43,A44,A51,A52,A53,A54,A55のいずれかのビット3がHigh
(4)A11,A12,A13,A14,A15,A22,A23,A24,A33のいずれかのビット3がHigh、かつ、A33,A42,A43,A44,A51,A52,A53,A54,A55のいずれかのビット2がHigh
上記(1)〜(4)の内、いずれかの条件を満たしたとき、EAAMIをHighにする。
【0063】
対向エッジ検出部2045において対向エッジが検出された場合には、対向エッジ信号EAAMIがHighになる。
【0064】
次に、図12に示す膨張回路2046において、EAAMI信号に対して、3画素×4画素の膨張を行い、注目画素の近傍3画素×4画素にEAAMIがHighの画素があれば、注目画素のEAAMI信号をHighに置き換える。さらに、収縮回路2047と膨張回路2048を用いて、5画素×5画素の領域で孤立した検出結果を除去し、出力信号EBAMIを得る。ここで、収縮回路2047とは、入力された全ての信号がHighのときのみHighを出力する回路のことである。
【0065】
次に、カウント部2049において、膨張回路2048の出力信号EBAMIがHighである画素数を、適当な大きさを持つウインドウ内で数える。本実施形態では注目画素を含む5画素×64画素の領域を参照する。図15は、ウインドウの形を示す図である。図15において、ウインドウ内のサンプル点は、主走査方向に4画素おきに9点、副走査方向に5ライン分の合計45点である。1つの注目画素に対して、このウインドウが主走査方向に移動することにより、ウインドウは(a)〜(i)の9つ用意されたことになる。すなわち、注目画素を中心として5画素×64画素の領域を参照したことになる。そして、それぞれのウインドウにおいてEBAMIをカウントし、EBAMIがHighの個数が適当なしきい値を越えた場合に、網点領域信号AMIをHighに出力する。
【0066】
以上のように、図10に示す網点領域検出部904での処理により、上述のBINGRA信号では孤立点の集合として検出された網点画像を、領域信号として検出することが可能になる。
【0067】
次に、上記の処理により検出された文字/中間調領域信号BINGRAと網点領域信号AMIは、OR回路905においてOR演算され、入力画像の2値化信号PICTが生成される。
【0068】
次に、エリアサイズ判定回路906にPICT信号を入力し、2値化信号のエリアサイズを判定する。
【0069】
図16は、図10に示すエリアサイズ判定回路906の詳細構成を示す図である。図16に示すように、このエリアサイズ判定回路906は、複数の収縮回路2081と膨張回路2082のペアが存在し、それぞれ参照する領域のサイズが異なっている。PICT信号は収縮回路の大きさに合わせてライン遅延された後に、まず収縮回路2081に入力される。本実施形態では、23画素×23画素の大きさから35画素×35画素まで7種類の収縮回路を用意している。収縮回路2081から出力された信号は、ライン遅延された後に膨張回路2082に入力される。本実施形態では、図16に示す収縮回路の出力に対応して、27画素×27画素から39画素×39画素まで7種類の膨張回路を用意し、それぞれの膨張回路からの出力信号PICT_FHを得る。
【0070】
この出力信号PICT_FHは、注目画素が文字の一部である場合には、その文字の太さによってPICT_FHの出力が決定される。
【0071】
図17は出力信号PICT_FHを決定する手順の説明図である。図17に示すように、例えば、PICT信号が幅26画素を有し、帯状に存在する場合、27画素×27画素より大きいサイズの収縮を行うと出力は全て0になり、25画素×25画素より小さいサイズの収縮を行った後にそれぞれのサイズに応じた膨張を行うと、幅30画素の帯状の出力信号PICT_FHが得られる。そこで、これらの出力PICT_FHを図16に示すエンコーダ2083に入力することにより、注目画素が属する画像領域信号ZONE_Pが求まる。エンコーダ2083のエンコードルールを図18に示す。この処理によって、広い領域においてPICT信号がHighである写真画像や網点画像は領域7(最大値)として定義され、エリアサイズ最大値よりも小さい(細い)文字や線画像は、その大きさ(太さ)に応じた多値の画像領域に定義される。本実施形態では、ZONE信号を3ビットとし、文字の太さを8段階で表す。最も細い文字を0とし、最も太い文字(文字以外の領域も含む)を7とする。図19に網点/中間調中の文字検出のためのアルゴリズムを示す。まず、前述のPICT信号に対して、2111で、5×5のブロックで膨張処理を行う。この処理により、不完全な検出になりやすい網点領域に対して、その検出領域を補正する。つぎに、この出力信号に対して、2112において11×11のブロックの収縮処理を行う。これらの処理によって得られた信号FCHはPICT信号に対して、3画素分収縮した信号となる。図20はFCH信号生成までの図である。図20において、そこで、このFCH信号とZONE信号とエッジ信号を組み合わせることで、白地中のエッジと、網点/中間調中のエッジの区別ができ、網点画像中においても、網点成分を強調してしまうことなく、また、写真の縁などの黒文字処理が不必要な部分を処理することなく、黒文字処理を行うことができる。
【0072】
<図3に示すLUT111での動作>
次に、図3に示すLUT111での動作について説明する。
【0073】
図3に示すように、エッジ検出部108、彩度判定部109、太さ判別回路110で各々検出、判定又は判別された信号edge,col,zoneはLUT111に従ってsen信号を出力する。このLUT111の特徴点は、最も細い文字のエッジ部に対してのみプリンタの解像度を変化させることである。
【0074】
<図3に示すスムージング回路104での動作>
次に、図3に示すスムージング回路104での動作について説明する。
【0075】
図21は、図3に示すスムージング回路104の詳細構成を示す図である。図21において、画像信号としてCMYKの各色成分信号が、面順次に転送され、色成分毎に以下の処理が行われる。先ず、2値化回路1001にてパターンマッチングを施すために、2値化を行う。次に、2値化された信号に基づきパターンマッチング回路1002にて、パターンマッチングを行う。そして、スムージング処理回路1003にて、ギザギザパターン間を2倍の解像度のデータでスムージングを行う。尚、補間すべきデータは、周囲の画素の濃度データを見ることで置換すべきデータを決定する。
【0076】
図22は実際に入力された画像信号の例を示し、図23は、図22に示す画像信号に対してスムージング処理された結果を示している。尚、スムージング処理する領域は、前述したように、像域分離された結果に基づき最も細いエッジ部である。
【0077】
次に、図21に示す各回路の詳細構成について説明する。図21に示すように、2値化回路1001は、入力される多値画像画像を不図示のOR回路にてビットORを抽出し、2値化処理を実行する。パターンマッチング回路1002は、図24に示すように、400dpiの解像度の画像データが画像CLKに同期して送信されてくると、画像データは逐次ラインメモリ1〜9に記憶されると同時に、シフトレジスタ11〜19にラインメモリ1〜9のドットデータのうち主走査11ドット×副走査9ドットのドットマトリックスデータを取り出す。しかる後に判定回路1301で該ドットマトリックスデータの特徴を検出する。パターンマッチング方法については、種々の方法が提案されており、本実施形態ではそれらの手法を用いるということで説明を省略する。
【0078】
次に、スムージング回路1003について説明する。図25は、ラスタライズされた濃度データ255の1画素幅のラインのスムージング処理の一例について説明する図である。図25に示すように、入力パターンに応じて画像データの補間量を多値データとして置き換える。更に、入力される画像信号が多値の階調を有するデータであるため、常に0又は255のデータで入力されるわけではない。そこで、図26に示すように、3×3のウインドウで、入力される画像信号の多値のパターンを見る。つまり、3×3のウインドウ内で、0以外のデータの数を数え、0以外のデータの平均値を取り、スムージングするデータをリニア演算することによりデータ補間を行うのである。以下にそのデータ補間例を示す。
【0079】
図26に従い、3×3のウインドウ内で、0以外のデータの数は3画素である。つまり、
(51×3)/3=51 … 式6
180×51/255=6 … 式7
図25にて置換されるべき値が式(2)の180であった場合、入力される濃度データに応じて、結果的に60のデータがパターンに応じて補間される。
【0080】
以上のように、本実施形態によれば、外部機器からのラスタ画像やイメージスキャナ部201による読み取り画像がYMCKの各色成分毎に入力される場合でも、文字、線等のあらゆる画像形態に応じて、濃度補間を実行することにより、より滑らかなスムージング処理が可能になり文字や図形の高品位化が実現できる。
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態の画像処理システムについて説明する。
【0081】
図27は、第2の実施形態の画像処理システムのブロック構成図である。
【0082】
図27中の符号1310〜1315及び1318と1319は、前述の図32と同一の構成であるので同一の番号を付して説明を省略する。
【0083】
図27において、第2の実施形態の特徴点は、ラスタイメージプロセッサ1313に属性マップメモリ1316を設けた点と、カラープリンタ1318に画像処理部1317を設けた点である。
【0084】
ラスタライザ1314は画像を構成する個々のオブジェクトに対応するコマンドに基づいて画像メモリ1315上にビットマップイメージを生成する際に、オブジェクトの属性と生成されたビットマップイメージとに基づいて後述する方法で属性マップ情報を生成して属性マップメモリ1316に書き込む。即ち、ラスタライザ1314はオブジェクトを表わすコマンドの属性と、画像メモリ1315に書き込むために生成したビットマップイメージとに基づいて属性マップ情報を生成する。尚、既にビットマップイメージに展開されている画像メモリ1315上の内容を参照することもできる。また、カラープリンタ1318の画像処理部1317は、画像メモリ1315上のビットマップイメージに対して各種画像処理を施して画像形成ユニット1319にビットマップデータを出力すると共に、属性マップメモリ1316上の属性情報を参照して画像処理方法を適宜切り替える。
【0085】
次に、属性情報の生成方法について詳細に説明する。
【0086】
図28は、図27の画像メモリ1315上に展開された画像データを示す図である。図29は、図28のA部分の拡大図であり、円形画像を描画するコマンドに基づいてビットマップイメージを生成する方法を示す図である。図30は、図28のB部分の拡大図である。
【0087】
図29において、(a)は画像メモリ1315に書き込まれるビットマップデータを表し、微少画素単位の画素値を例えば8ビットの整数値として2次元的に配列されている。
【0088】
(b)〜(e)は属性マップメモリ1316に書き込まれる属性情報であり、例えば、ベクトルフラグ、文字フラグ、エッジフラグ、エッジ境界フラグの4種類の属性情報フラグが各1ビット(0又は1の2値データ)毎に画像メモリ1315上のビットマップデータと同じ画素配列で生成される。
【0089】
図29では0を白、1を黒の微少矩形として表現している。(b)はベクトルフラグを表わし、文字やグラフィック等のベクトル画像領域で1となり、それ以外の下地部や連続階調写真部(図28のC部参照)では0となるフラグである。従って、図29(b)のベクトルフラグは円形画像の内部が全て1となる。図29(b)のベクトルフラグは通常、円形を描画するコマンドに基づいて生成できるが、本実施形態では図29(a)の内容を参照するので新たに塗りつぶされた領域を検知して、その領域全体を1として図29(b)のベクトルフラグを得ることができる。
【0090】
図29(c)の文字フラグは、文字領域で1、それ以外で0となるようなフラグである。円形は文字ではないため、文字フラグは全て0となる。図29(d)のエッジフラグは、円形オブジェクトの境界部分で1となるようなフラグである。
【0091】
エッジフラグは、ベクトルフラグが0から1に変化する画素を検出して、検出された画素位置に1をセットする。図29(e)のエッジ境界フラグは、エッジフラグに隣接する画素で1となるフラグである。
【0092】
エッジ境界フラグはエッジフラグを参照することで、エッジフラグが1となる画素に4つの近傍で隣接する画素を検出して、その画素に1をセットすることにより図29(e)のようにエッジの内側と外側の両方に生成される。
【0093】
一方、後述する画像処理内容によってはエッジの外側の画素のみを1とした方がよい場合もあるので、この場合は図29(d)のエッジフラグと同時に元の画像メモリも参照して円形の内側の中間調部分(黒色で示した領域)でエッジ境界フラグを発生しないようにすることもできる。
【0094】
図30は、文字オブジェクトに対して属性マップ情報を生成した場合を示す図である。
【0095】
図30(a)〜(e)の意味は図29(a)〜(e)と同じであり、生成される属性情報も図29と略同一であるが、唯一図30(c)の文字フラグのみが異なっている。これは、対象画像が文字オブジェクトであるので文字内部全体で文字フラグを1にセットしているからである。
【0096】
以上の手順で属性マップ情報が生成されるが、図29、30に示した連続階調画像領域、及び画像が描画されない下地領域では全てのフラグが0となっている。
【0097】
画像メモリ1315上のビットマップイメージデータ及び属性マップメモリ1316上の属性情報は不図示の同期信号とともに画像処理部1317へ転送される。この時画像メモリ1315の所定の画素位置に対応するビットマップイメージとその画素の属性情報が互いに対応付けられて転送される。即ち、画像メモリ1315中の特定画素の画素値が画像処理部1317へ転送される場合には、同一画素の属性情報(フラグデータ)も略同時に転送される。
【0098】
次に、図27の画像処理部1317について説明する。
【0099】
図31は、図29に示す画像処理部1317のブロック構成図である。
【0100】
図31において、外部機器101より出力される前述のビットマップデータに応じた画像信号Y、M、C、Kは、プリンタ部106における走査面毎に順次転送され、1色ずつ濃度輝度変換部102で、ルックアップテーブルROMによりY、M、C、Kの濃度信号がR、G、Bの輝度信号に変換される。
【0101】
輝度濃度変換部103は、濃度輝度変換部102から転送されるRGBの3原色信号を外部機器101から転送されたY、M、C、Kの濃度信号に変換し、面順次に所定のビット幅(8bit)で出力する。
【0102】
次に、スムージング回路104にて、像域分離部107の結果としての400線/800線の切替信号(sen信号)に応じて、第1の実施形態と同様に、読み取り解像度に対し2倍の解像度を有するデータを生成する。そして、γテーブル105において、それぞれの解像度の濃度データをプリンタの階調再現に応じてデータ変換を行う。このように処理されたMCYKの画像信号と400/800線の切替信号であるsen信号はレーザドライバに送られ、プリンタ部106でPWM処理による濃度記録が行われる。
【0103】
像域分離部107は、エッジ検出部108、太さ判別回路110及びルックアップテーブル(LUT)111を有する。エッジ検出部108は濃度輝度変換部102から出力されるMCYKの画像信号からエッジ信号edgeを生成してLUT111に出力する。太さ判別部110は濃度輝度変換部102から出力されるMCYKの画像信号から太さ信号zoneを生成してLUT111に出力する。
<図31に示すLUT111での動作>
次に、図31に示すLUT111での動作について説明する。
【0104】
図31に示すように、LUT111は、エッジ検出部108と太さ判別回路110から出力される信号edge,zoneと外部機器101から出力される属性情報に従ってsen信号を出力し、プリンタ側でPDL画像のオブジェクトの種類に応じて適切な処理を施すことができる。
【0105】
LUT111の特徴点は、
▲1▼文字の太さに応じて多値の黒文字処理が可能である(例えば、太い文字では、文字内部に比べエッジ近傍において800線を用い、更にエッジを強調し文字を際立たせる)。
【0106】
▲2▼エッジ領域の範囲が複数用意されているため、文字の太さに応じて黒文字処理領域を選択する(800線を用いる領域とするか400線を用いる領域とするか選択する)ことが可能である。
【0107】
▲3▼網点/中間調中の文字を白地中の文字を区別して処理を実施できる。
【0108】
▲4▼最も細い文字に対してのみプリンタの解像度を変化させる(例えば、細い文字については線数を増やし、解像度を上げる)。
【0109】
当然のことながら、上述の処理に限らず、入力信号に対して様々な組み合わせにより色々な処理が可能となる。
【0110】
エッジ検出部108、太さ判別回路110の動作については、図3と同様なので説明を省略する。
[第3の実施形態]
第1、第2実施形態では、画像の特性に応じてパターンマッチングを行った結果、解像度を変換する場合に読み取り時の解像度より大きな値(例えば、2倍)の解像度で濃度補間を実行させたが、より解像度を高めて、ギザギザ感を除去するため、N倍(Nは自然数)の解像度でデータを補間することも可能である。
【他の実施形態】
尚、本発明は、複数の機器(例えばホストコンピュータ、インタフェース機器、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。
【0111】
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、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUや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。
【0112】
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。
【0113】
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。
【0114】
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または全部を行い、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。
【0115】
さらに、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または全部を行い、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。
【0116】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するプログラムコードを格納することになるが、簡単に説明すると、図33、34のメモリマップ例に示す各モジュールを記憶媒体に格納することになる。
【0117】
即ち、少なくとも「入力工程のモジュール」、「検出工程のモジュール」及び「スムージング工程のモジュール」の各モジュールのプログラムコード、或いは「入力工程のモジュール」、「ビットマップデータ生成工程のモジュール」及び「属性生成工程のモジュール」の各モジュールのプログラムコードを記憶媒体に格納すればよい。
【0119】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像を示すコマンドから生成されるビットマップデータに対して、画像を構成するオブジェクトの属性及びビットマップデータの特徴を利用して適応処理を施し、ビットマップデータの特徴のみを用いて適応処理を行う時の誤判定を低減し、更に画質の向上に際し、補間、スムージング、像形成における線数のコントロールを行うので、例えば、文字オブジェクトの端部におけるギザギザ感を低減して、高い解像度の画像とすることが可能となる。
【0120】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる第1の実施形態の装置の外観図を示す図である。
【図2A】図1に示す装置に用いたCCD210を示す外観図である。
【図2B】図2Aに示すX部分の拡大図である。
【図2C】図2AのA−A断面図である。
【図3】図1に示す画像信号処理部209の詳細構成を示すブロック図である。
【図4】図3に示す濃度輝度変換部102の詳細構成を示すブロック図である。
【図5】図4に示す輝度算出回路301の詳細構成を示すブロック図である。
【図6】図4に示すエッジmin方向検出部302での処理を説明する図である。
【図7】輝度データYにおける画像データとエッジ検出信号を示す図である。
【図8】図3に示す彩度判定部109の詳細構成を示すブロック図である。
【図9】図3に示す彩度判定部109での彩度信号Crの特性を示す図である。
【図10】文字の太さ判定回路110の詳細構成を示すブロック図である。
【図11】図10に示す文字/中間調検出部903の詳細構成を示すブロック図である。
【図12】図10に示す網点領域検出部904の詳細構成を示すブロック図である。
【図13】図12に示すエッジ方向検出部2044でのエッジ方向検出のルールを示す図である。
【図14】注目画素を中心とした周辺画素の値であって、エッジ方向検出部2044から出力される値を示す図である。
【図15】図12に示すカウント部2049で設定されるウインドウの形態例を示す図である。
【図16】図10に示すエリアサイズ判定回路906の詳細構成を示すブロック図である。
【図17】出力信号PICT_FHを決定する手順の説明図である。
【図18】エンコーダ2083のエンコードルールを示す図である。
【図19】網点/中間調中の文字検出のためのアルゴリズムを示す図である。
【図20】FCH信号生成までの図である。
【図21】図3に示すスムージング回路104の詳細構成を示すブロック図である。
【図22】実際に入力された画像信号の例を示す図である。
【図23】図22に示す画像信号に対してスムージング処理された結果を示す図である。
【図24】図21に示すパターンマッチング回路1002の詳細構成を示すブロック図である。
【図25】ラスタライズされた濃度データ255の1画素幅のラインのスムージング処理の一例について説明する図である。
【図26】図21に示すスムージング処理回路1003での補間処理の一例を説明する図である。
【図27】第2の実施形態の画像処理システムのブロック構成図である。
【図28】図27の画像メモリ1315上に展開された画像データを示す図である。
【図29】図28のA部分の拡大図である。
【図30】図28のB部分の拡大図である。
【図31】図29に示す画像処理部1317のブロック構成図である。
【図32】従来の画像処理システムのブロック構成図である。
【図33】本発明の画像処理方法を記憶媒体に記憶させた場合のメモリマップ例を示す図である。
【図34】本発明の画像処理方法を記憶媒体に記憶させた場合のメモリマップ例を示す図である。
【符号の説明】
200…プリンタ部
201…イメージスキャナ部
210…CCD
101…外部機器
102…濃度輝度変換部
103…輝度濃度変換部
104…スムージング回路部
105…γテーブル
106…プリンタ部
107…像域分離部
Claims (5)
- 入力された画像データを処理して出力する画像処理装置であって、
複数のオブジェクトで構成される画像データを入力する入力手段と、
前記複数のオブジェクトを、各オブジェクトに対応する画像を描画するためのコマンドに基づいてビットマップイメージデータに展開する展開手段と、
前記展開手段で展開されたビットマップイメージデータと、該ビットマップイメージデータのオブジェクトに対応するコマンドの属性とに基づいて、前記オブジェクトに対応するビットマップイメージデータの各画素毎に各属性の存在の有無を示す属性情報フラグを含む属性マップ情報をオブジェクト毎に生成する生成手段とを備え、
前記属性マップ情報は、少なくともベクトルフラグ、文字フラグ、エッジフラグ、エッジ境界フラグを含むことを特徴とする画像処理装置。 - 前記属性マップ情報は、前記ビットマップイメージデータの2次元座標位置に対応付けられて生成され、該ビットマップイメージデータ及び、そのビットマップイメージデータと同一座標の属性マップ情報は同期して画像形成部へ転送されることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 入力された画像データを処理して出力する画像処理方法であって、
複数のオブジェクトで構成される画像データを入力する入力工程と、
前記複数のオブジェクトを、各オブジェクトに対応する画像を描画するためのコマンドに基づいてビットマップイメージデータに展開する展開工程と、
前記展開工程で展開されたビットマップイメージデータと、該ビットマップイメージデータのオブジェクトに対応するコマンドの属性とに基づいて、前記オブジェクトに対応するビットマップイメージデータの各画素毎に各属性の存在の有無を示す属性情報フラグを含む属性マップ情報をオブジェクト毎に生成する生成工程とを備え、
前記属性マップ情報は、少なくともベクトルフラグ、文字フラグ、エッジフラグ、エッジ境界フラグを含むことを特徴とする画像処理方法。 - 前記属性マップ情報は、前記ビットマップイメージデータの2次元座標位置に対応付けられて生成され、該ビットマップイメージデータ及び、そのビットマップイメージデータと同一座標の属性マップ情報は同期して画像形成部へ転送されることを特徴とする請求項3に記載の画像処理方法。
- 複数のオブジェクトで構成される画像データを入力する入力工程と、
前記複数のオブジェクトを、各オブジェクトに対応する画像を描画するためのコマンドに基づいてビットマップイメージデータに展開する展開工程と、
前記展開工程で展開されたビットマップイメージデータと、該ビットマップイメージデータのオブジェクトに対応するコマンドの属性とに基づいて、前記オブジェクトに対応するビットマップイメージデータの各画素毎に各属性の存在の有無を示す属性情報フラグを含む属性マップ情報をオブジェクト毎に生成し、前記属性マップ情報が少なくともベクトルフラグ、文字フラグ、エッジフラグ、エッジ境界フラグを含む生成工程とをコンピュータに実行させるプログラムを格納したコンピュータ可読メモリ。
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