JP6696361B2 - 画像処理装置、画像形成装置及びプログラム - Google Patents
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Description
一方、ハードウェア処理によってエッジ補正すれば、処理時間を短縮できるが、画像データを保持するための大容量のメモリーが必要となり、回路規模の拡大を招く。
画像データの各画素をブロック単位で分割し、分割した各ブロックにおける画素値の最大値及び最小値を用いて、前記画像データを圧縮する圧縮処理部と、
前記圧縮処理部により圧縮した画像データから各ブロックの最大値及び最小値を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出した各ブロックの最大値及び最小値の少なくとも1つに基づいて、オブジェクトのエッジを検出するエッジ検出部と、
前記エッジ検出部により検出したエッジから補正範囲内にある各ブロックの最大値及び最小値を増減することにより、前記圧縮した画像データをエッジ補正する補正部と、
前記各ブロックの最大値及び最小値を用いて、前記補正部によりエッジ補正した画像データを伸長する伸長処理部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置が提供される。
前記エッジ検出部は、トナーにより形成する画像のシフト方向における前記オブジェクトの先端又は後端のエッジを検出し、
前記補正部は、前記検出したオブジェクトの先端又は後端のエッジから補正範囲内にあるオブジェクト内部の各ブロックの最大値及び最小値を、前記エッジからの距離に応じて増減することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置が提供される。
前記エッジ検出部は、用紙の向きを回転し、この回転に合わせて形成する画像も回転する場合、回転した画像のシフト方向に合わせて前記画像データの向きも回転させて、前記オブジェクトの先端又は後端のエッジを検出することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置が提供される。
前記補正部は、前記画像データの各画素の属性を示す属性データを入力し、当該属性データが示す属性に応じて、前記エッジ補正を行うか行わないかをブロックごとに切り替えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像処理装置が提供される。
前記圧縮処理部の圧縮方法は、BTC圧縮であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像処理装置が提供される。
画像データの各画素をブロック単位で分割し、分割した各ブロックにおける画素値の最大値及び最小値を用いて、前記画像データを圧縮する圧縮処理部と、
前記圧縮処理部により圧縮した画像データから各ブロックの最大値及び最小値を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出した各ブロックの最大値及び最小値の少なくとも1つに基づいて、オブジェクトのエッジを検出するエッジ検出部と、
前記エッジ検出部により検出したエッジから補正範囲内にある各ブロックの最大値及び最小値を増減することにより、前記圧縮した画像データをエッジ補正する補正部と、
前記各ブロックの最大値及び最小値を用いて、前記補正部によりエッジ補正した画像データを伸長する伸長処理部と、
前記伸長処理部により伸長した画像データに基づいて、トナーにより用紙上に画像を形成する画像形成部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置が提供される。
前記エッジ検出部は、トナーにより形成する画像のシフト方向における前記オブジェクトの先端又は後端のエッジを検出し、
前記補正部は、前記検出したオブジェクトの先端又は後端のエッジから補正範囲内にあるオブジェクト内部の各ブロックの最大値及び最小値を、前記エッジからの距離に応じて増減することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置が提供される。
前記エッジ検出部は、前記画像形成部により用紙の向きを回転し、この回転に合わせて形成する画像も回転する場合、回転した画像のシフト方向に合わせて前記画像データの向きも回転させて、前記オブジェクトの先端又は後端のエッジを検出することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置が提供される。
前記補正部は、前記画像データの各画素の属性を示す属性データを入力し、当該属性データが示す属性に応じて、前記エッジ補正を行うか行わないかをブロックごとに切り替えることを特徴とする請求項6〜8のいずれか一項に記載の画像形成装置が提供される。
前記圧縮処理部の圧縮方法は、BTC圧縮であることを特徴とする請求項6〜9のいずれか一項に記載の画像形成装置が提供される。
コンピューターに、
(a)画像データの各画素をブロック単位で分割し、分割した各ブロックにおける画素値の最大値及び最小値を用いて、前記画像データを圧縮するステップと、
(b)前記圧縮した画像データから各ブロックの最大値及び最小値を抽出するステップと、
(c)前記抽出した各ブロックの最大値及び最小値の少なくとも1つに基づいて、オブジェクトのエッジを検出するステップと、
(d)前記検出したエッジから補正範囲内にある各ブロックの最大値及び最小値を増減することにより、前記圧縮した画像データをエッジ補正するステップと、
(e)前記各ブロックの最大値及び最小値を用いて、前記エッジ補正した画像データを伸長するステップと、
を実行させることを特徴とするプログラムが提供される。
前記ステップ(c)では、トナーにより形成する画像のシフト方向における前記オブジェクトの先端又は後端のエッジを検出し、
前記ステップ(d)では、前記検出したオブジェクトの先端又は後端のエッジから補正範囲内にあるオブジェクト内部の各ブロックの最大値及び最小値を、前記エッジからの距離に応じて増減することを特徴とする請求項11に記載のプログラムが提供される。
前記ステップ(c)では、用紙の向きを回転し、この回転に合わせて形成する画像も回転する場合、回転した画像のシフト方向に合わせて前記画像データの向きも回転させて、前記オブジェクトの先端又は後端のエッジを検出することを特徴とする請求項12に記載のプログラムが提供される。
前記ステップ(d)では、前記画像データの各画素の属性を示す属性データを入力し、当該属性データが示す属性に応じて、前記エッジ補正を行うか行わないかをブロックごとに切り替えることを特徴とする請求項11〜13のいずれか一項に記載のプログラムが提供される。
前記ステップ(a)の圧縮方法は、BTC圧縮であることを特徴とする請求項11〜14のいずれか一項に記載のプログラムが提供される。
図1に示すように、画像形成装置Gは、制御部11、記憶部12、操作部13、表示部14、通信部15、画像生成部16、画像メモリー17、画像処理装置A及び画像形成部18を備えている。
例えば、制御部11は、画像生成部16により生成され、画像メモリー17に保持された画像データを、画像処理装置Aにより画像処理させて、画像処理後の画像データに基づいて、画像形成部18により用紙上に画像を形成させる。
通信部15は、ネットワークを介してユーザー端末等から、画像を形成する指示内容がページ記述言語(PDL:Page Description Language)で記述されたデータ(以下、PDLデータという)を受信する。
例えば、画像生成部16は、ラスタライズ処理時に、PDLデータ中の文字コードの記述にしたがって描画した、かな、アルファベット、数字等の画像の各画素の属性を文字(Text)と決定することができる。また、画像生成部16は、DXF、SVG、WMF等のベクター形式の記述にしたがって描画した多角形、円、罫線等の画像の各画素の属性を図形(Graphics)と決定し、JPEG形式のファイルにより描画した写真画像等の画像の属性を写真(Image)と決定することができる。
図2は、電子写真方式の画像形成部18の構成の一例を示している。
画像形成部18は、図2に示すように、4つの書込みユニット21、中間転写ベルト22、2次転写ローラー23、定着装置24、給紙トレイ25等を備えている。
図3は、画像処理装置Aの構成を機能ごとに示している。
図3に示すように、画像処理装置Aは、圧縮処理部1、伸長処理部2、γ補正部3及びスクリーン処理部4を備えている。また、画像処理装置Aは、圧縮処理部1と伸長処理部2間にエッジ補正部100を備えている。
圧縮処理部1は、画像データをブロック単位に分割し、分割した各ブロックにおける画素値の最大値及び最小値を用いて、画像データを圧縮する。
圧縮処理部1の圧縮方法としては、各ブロックの画素値の最大値及び最小値を用いて画像データを圧縮できる方法であれば特に限定されず、例えばBTC(Block Truncation Coding)圧縮、3Dc等を使用することができる。
図4は、圧縮前後の4×4画素のブロックを示している。
図4に示すように、圧縮前のブロックは、8ビットの画素値aij(a00〜a33)を有する16個の画素からなる。圧縮後のブロックは、圧縮前と解像度が変わらず、16個の画素からなるが、各画素の画素値は4ビットの画素値bij(b00〜b33)にそれぞれ変換されている。なお、iはブロック内における各画素の主走査方向xの位置を表し、jは副走査方向yの位置を表している。
TH1=min+(Max−min)× 1/14
TH2=min+(Max−min)× 3/14
TH3=min+(Max−min)× 5/14
TH4=min+(Max−min)× 7/14
TH5=min+(Max−min)× 9/14
TH6=min+(Max−min)×11/14
TH7=min+(Max−min)×13/14
min≦aij<TH1のとき、bij=000
TH1≦aij<TH2のとき、bij=001
TH2≦aij<TH3のとき、bij=010
TH3≦aij<TH4のとき、bij=011
TH4≦aij<TH5のとき、bij=100
TH5≦aij<TH6のとき、bij=101
TH6≦aij<TH7のとき、bij=110
TH7≦aij≦Maxのとき、bij=111
図5は、圧縮後の4×4画素のブロックのデータ構成を示している。
図5に示すように、圧縮後のブロックの画像データを、0〜3の各ビット位の4×4画素のデータ層であるプレーンbij[0]〜[3]として表すと、上位のプレーンbij[1]〜[3]は、各画素の画素値aijを変換して得られた3ビットの画素値bijをそれぞれ保持している。また、最下位のプレーンbij[0]は、8ビットの最大値Max及び最小値minを1ビットずつ保持している。図5において、Max[0]〜Max[7]及びmin[0]〜min[7]は、それぞれ8ビットの最大値Max及び最小値minのうちの各ビット位0〜7の1ビットを表している。
伸長処理部2は、圧縮した画像データから各ブロックの最大値Max及び最小値minを抽出し、当該最大値Max及び最小値minを用いて、圧縮した画像データを伸長する。
上述したBTC圧縮の場合、伸長処理部2は、プレーンbij[0]に保持されているMax[0]〜Max[7]及びmin[0]〜min[7]を抽出し、8ビットの最大値Max及び最小値minを得る。
bij=000の場合、a*ij=min+(Max−min)× 0/14
bij=001の場合、a*ij=min+(Max−min)× 2/14
bij=010の場合、a*ij=min+(Max−min)× 4/14
bij=011の場合、a*ij=min+(Max−min)× 6/14
bij=100の場合、a*ij=min+(Max−min)× 8/14
bij=101の場合、a*ij=min+(Max−min)×10/14
bij=110の場合、a*ij=min+(Max−min)×12/14
bij=111の場合、a*ij=min+(Max−min)×14/14
エッジ補正部100は、図3に示すように、抽出部101、エッジ検出部102、補正部103及び置換部104を備えている。
エッジ補正部100の抽出部101、エッジ検出部102、補正部103及び置換部104の処理内容を、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等の画像処理回路を用いてハードウェア処理により実現することもできるし、CPUやGPU(Graphics Processing Unit)等のプロセッサーがプログラムを読み取って実行するソフトウェア処理によって実現することもできる。
エッジ検出部102は、抽出部101により抽出した各ブロックの最大値Max及び最小値minの少なくとも1つを用いて、オブジェクトのエッジを検出する。オブジェクトとは、文字や図形等のトナーにより形成する画像部分をいう。
トナーの掃き寄せが生じると、画像形成部18においてトナーにより感光体2b上に形成する画像のシフト方向(感光体2bの回転方向であり、画像を形成した用紙の搬送方向と同じ方向)におけるオブジェクトの先端側及び後端側に濃度変動が生じる。よって、トナーの掃き寄せによる濃度変動を解消するためのエッジ補正を行う場合、エッジ検出部102は、画像のシフト方向におけるオブジェクトの先端又は後端のエッジを検出する。
図6は、画像データの各ブロックBIJを示している。図6において、Iは各ブロックの主走査方向xの位置を表し、Jは副走査方向yの位置を表している。
例えば、図6に示すように、ブロックB12を注目ブロックとする場合、エッジ検出部102は、当該注目ブロックB12の最大値Maxを、画像のシフト方向Dyにおいて2ブロック先に位置するブロックB10の最大値Max又は2ブロック後に位置するブロックB14の最大値Maxと比較する。
(1) Max(I,J)−Max(I,J−d)>Th
(2) Max(I,J)−Max(I,J+d)>Th
上記式(1)及び(2)において、Max(I,J)は注目ブロックBIJの最大値Maxを表す。Max(I,J−d)は注目ブロックBIJよりdブロック先のブロックBI(J−d)の最大値Maxを表し、Max(I,J+d)は注目ブロックBIJよりdブロック後のブロックBI(J+d)の最大値Maxを表す。Thはエッジ検出用の閾値を表す。
図7に示すように、ブロックB11はオブジェクトの一部であり、各画素の元の画素値が255である。圧縮後のブロックB11の最大値Max及び最小値minはそれぞれ255である。ブロックB12はオブジェクトの後端のエッジを含み、元の画素値が255の画素と0の画素が混在している。圧縮後のブロックB11の最大値Maxは255、最小値minは0である。ブロックB13及びB14はオブジェクトの背景であり、各画素の元の画素値はすべて0であるため、圧縮後のブロックB13及びB14はいずれも最大値Max及び最小値minが0である。
上記式(1)又は(2)を満たす場合であっても、前回のエッジ検出からのブロック数が一定値以下である場合は、エッジ検出部102はエッジ検出を無効にすることが好ましい。これにより、画素値の単調増加又は単調減少が続くときのエッジの誤検出を防ぐことができる。
例えば、注目ブロックと注目ブロックに隣接するブロックの最大値Max及び最小値minを比較して、注目ブロックの最大値Max≧隣接するブロックの最大値Maxを満たし、かつ注目ブロックの最小値min−隣接するブロックの最小値min>Thを満たすとき、エッジを検出してもよい。
トナーの掃き寄せは、画像のシフト方向において生じるため、画像データの向きを画像のシフト方向に合わせることにより、用紙の向きを回転した場合も掃き寄せによる濃度変動を解消できるように補正することができる。
補正部103は、エッジ検出部102により検出したエッジから補正範囲内にある各ブロックの最大値Max及び最小値minを増減することにより、圧縮した画像データのエッジ補正を行う。
補正部103が行うエッジ補正としては、トナーの掃き寄せにより生じる濃度変動を解消するためのエッジ補正の他、スムージング(アンチエイリアス)処理、輪郭強調処理等の一般的なエッジ補正が挙げられる。
図8は、現像方式が、感光体2bと現像スリーブ2ccの回転方向が逆であるカウンター方式の場合の濃度変動の例を示している。
図8に示すように、オブジェクトの先端では先端のエッジに近いほど濃度が大きく低下している。また、オブジェクトの後端では後端のエッジに近いほど濃度が大きく上昇している。この濃度変動の補正を行う場合、補正部103は、元の濃度が再現できるように、先端及び後端のエッジから濃度変動が生じる範囲を補正範囲kw(単位はブロック)として、補正範囲kw内にあるオブジェクト内部の各ブロックの最大値Max及び最小値minを、エッジからの距離に応じて増減する。
また、補正部103は、エッジ検出部102により後端のエッジを検出した場合、下記式(12)により補正後の最大値Max及び最小値minを算出する。
(12) Out(c)=In(c)−max{0,kh×(1−c/kw)}
上記式(11)及び(12)において、Out(c)は、補正範囲kw内にある各ブロックのうち、エッジからの距離(ブロック数)がcのブロックの補正後の最大値Max又は最小値minを表す。In(c)は、同じくブロック数cのブロックの補正前の最大値Max又は最小値minを表す。max{A,B}は、AとBのうち大きい方を選択して出力する関数を表す。khは、エッジからの距離に応じて補正量を調整する補正係数である。
上記のように補正後の最大値Max及び最小値minを算出することにより、圧縮した画像データを伸長したとき、図9に示すように、オブジェクトの先端のエッジから補正範囲kw内にあるオブジェクト内部の各ブロックの画素値を、先端のエッジに近いほど大きく増やすことができる。また、オブジェクトの後端のエッジから補正範囲kw内にあるオブジェクト内部の各ブロックの画素値を、後端のエッジに近いほど大きく減らすことができる。これにより、トナーの掃き寄せによる濃度変動が生じても、図8に示す本来の濃度を再現することができる。
例えば、文字及び図形の属性のブロックの補正を行い、写真の属性のブロックの補正を行わないように切り替えることにより、写真の属性のブロックを補正対象外とすることができる。写真の画像領域は、ノイズ除去のためにローパスフィルター処理等が施されてオブジェクトと背景のコントラスト差が明瞭でなく、エッジとして検出しにくいことがある。また、オブジェクトの濃度が平坦な領域が少なく、トナーの掃き寄せによる濃度変動がもともと目立ちにくく補正の効果が小さい反面、補正により意図しない濃度変動が生じることがあるため、写真の属性の画素を補正対象外とすることにより、新たな画質劣化を防止することができる。
例えば、スムージング処理の場合、補正部103は、エッジから2ブロックの範囲内、すなわちオブジェクトの輪郭画素を含む注目ブロックと、注目ブロックに隣接し、注目ブロックよりも最大値Maxが小さい背景のブロックを補正対象とすることができる。補正部103は、この注目ブロックの最大値Max及び最小値minを減らし、背景のブロックの最大値Max及び最小値minを増やす補正により、エッジ周辺の濃度変化が滑らかになるように補正することができる。
図7及び図10に示すように、補正により、ブロックB11では最大値Maxも最小値minも255から220へと減じられている。ブロックB11よりエッジに近いブロックB12では、最大値Maxが255から200へと、ブロックB11よりも大きく減じられている。この補正後の画像データを伸長すると、ブロックB11では元の画素値が25であった各画素の画素値が220に変換され、ブロックB12では元の画素値255であった画素は220に変換され、後端のエッジに近いほど画素値を大きく減じた画像データが得られる。
例えば、制御部11がプログラムを読み取ることにより、上記エッジ補正部100の処理手順を、制御部11により実行させることもできる。また、画像形成装置Gに限らず、汎用のPC等のコンピューターにより当該プログラムを読み取らせて、上記処理手順を実行させることもできる。
11 制御部
12 記憶部
17 画像メモリー
18 画像形成部
A 画像処理装置
1 圧縮処理部
2 伸長処理部
100 エッジ補正部
101 抽出部
102 エッジ検出部
103 補正部
104 置換部
Claims (15)
- 画像データの各画素をブロック単位で分割し、分割した各ブロックにおける画素値の最大値及び最小値を用いて、前記画像データを圧縮する圧縮処理部と、
前記圧縮処理部により圧縮した画像データから各ブロックの最大値及び最小値を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出した各ブロックの最大値及び最小値の少なくとも1つに基づいて、オブジェクトのエッジを検出するエッジ検出部と、
前記エッジ検出部により検出したエッジから補正範囲内にある各ブロックの最大値及び最小値を増減することにより、前記圧縮した画像データをエッジ補正する補正部と、
前記各ブロックの最大値及び最小値を用いて、前記補正部によりエッジ補正した画像データを伸長する伸長処理部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記エッジ検出部は、トナーにより形成する画像のシフト方向における前記オブジェクトの先端又は後端のエッジを検出し、
前記補正部は、前記検出したオブジェクトの先端又は後端のエッジから補正範囲内にあるオブジェクト内部の各ブロックの最大値及び最小値を、前記エッジからの距離に応じて増減することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記エッジ検出部は、用紙の向きを回転し、この回転に合わせて形成する画像も回転する場合、回転した画像のシフト方向に合わせて前記画像データの向きも回転させて、前記オブジェクトの先端又は後端のエッジを検出することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記補正部は、前記画像データの各画素の属性を示す属性データを入力し、当該属性データが示す属性に応じて、前記エッジ補正を行うか行わないかをブロックごとに切り替えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記圧縮処理部の圧縮方法は、BTC圧縮であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 画像データの各画素をブロック単位で分割し、分割した各ブロックにおける画素値の最大値及び最小値を用いて、前記画像データを圧縮する圧縮処理部と、
前記圧縮処理部により圧縮した画像データから各ブロックの最大値及び最小値を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出した各ブロックの最大値及び最小値の少なくとも1つに基づいて、オブジェクトのエッジを検出するエッジ検出部と、
前記エッジ検出部により検出したエッジから補正範囲内にある各ブロックの最大値及び最小値を増減することにより、前記圧縮した画像データをエッジ補正する補正部と、
前記各ブロックの最大値及び最小値を用いて、前記補正部によりエッジ補正した画像データを伸長する伸長処理部と、
前記伸長処理部により伸長した画像データに基づいて、トナーにより用紙上に画像を形成する画像形成部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記エッジ検出部は、トナーにより形成する画像のシフト方向における前記オブジェクトの先端又は後端のエッジを検出し、
前記補正部は、前記検出したオブジェクトの先端又は後端のエッジから補正範囲内にあるオブジェクト内部の各ブロックの最大値及び最小値を、前記エッジからの距離に応じて増減することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。 - 前記エッジ検出部は、前記画像形成部により用紙の向きを回転し、この回転に合わせて形成する画像も回転する場合、回転した画像のシフト方向に合わせて前記画像データの向きも回転させて、前記オブジェクトの先端又は後端のエッジを検出することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記補正部は、前記画像データの各画素の属性を示す属性データを入力し、当該属性データが示す属性に応じて、前記エッジ補正を行うか行わないかをブロックごとに切り替えることを特徴とする請求項6〜8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記圧縮処理部の圧縮方法は、BTC圧縮であることを特徴とする請求項6〜9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- コンピューターに、
(a)画像データの各画素をブロック単位で分割し、分割した各ブロックにおける画素値の最大値及び最小値を用いて、前記画像データを圧縮するステップと、
(b)前記圧縮した画像データから各ブロックの最大値及び最小値を抽出するステップと、
(c)前記抽出した各ブロックの最大値及び最小値の少なくとも1つに基づいて、オブジェクトのエッジを検出するステップと、
(d)前記検出したエッジから補正範囲内にある各ブロックの最大値及び最小値を増減することにより、前記圧縮した画像データをエッジ補正するステップと、
(e)前記各ブロックの最大値及び最小値を用いて、前記エッジ補正した画像データを伸長するステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。 - 前記ステップ(c)では、トナーにより形成する画像のシフト方向における前記オブジェクトの先端又は後端のエッジを検出し、
前記ステップ(d)では、前記検出したオブジェクトの先端又は後端のエッジから補正範囲内にあるオブジェクト内部の各ブロックの最大値及び最小値を、前記エッジからの距離に応じて増減することを特徴とする請求項11に記載のプログラム。 - 前記ステップ(c)では、用紙の向きを回転し、この回転に合わせて形成する画像も回転する場合、回転した画像のシフト方向に合わせて前記画像データの向きも回転させて、前記オブジェクトの先端又は後端のエッジを検出することを特徴とする請求項12に記載のプログラム。
- 前記ステップ(d)では、前記画像データの各画素の属性を示す属性データを入力し、当該属性データが示す属性に応じて、前記エッジ補正を行うか行わないかをブロックごとに切り替えることを特徴とする請求項11〜13のいずれか一項に記載のプログラム。
- 前記ステップ(a)の圧縮方法は、BTC圧縮であることを特徴とする請求項11〜14のいずれか一項に記載のプログラム。
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