JPH07106646B2 - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JPH07106646B2
JPH07106646B2 JP1335747A JP33574789A JPH07106646B2 JP H07106646 B2 JPH07106646 B2 JP H07106646B2 JP 1335747 A JP1335747 A JP 1335747A JP 33574789 A JP33574789 A JP 33574789A JP H07106646 B2 JPH07106646 B2 JP H07106646B2
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40Picture signal circuits
    • H04N1/405Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels
    • H04N1/4055Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a clustered dots or a size modulated halftone pattern

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多値データをフォントパターンの打点出力に
変換して出力する画像処理装置の高精細画像生成方式に
関する。
〔従来の技術〕
デジタル複写機は、原稿を読み取ったアナログ信号をデ
ジタルの多値データに変換して粒状性や階調性、精細度
その他の画質調整処理を行い、網点画像で記録再現して
いる。また、デジタル複写機では、高精細画像を生成す
るためのデータ処理を行うのにデジタルに変換した多値
データを用いているので、そのデータでメモリを使った
種々の編集も自由に行うことができる。
第11図は画像処理装置の構成例を示す図である。
第11図において、IIT(イメージ入力ターミナル)100
は、CCDラインセンサーを用いて光の原色B(青)、G
(緑)、R(赤)に分解してカラー原稿を読み取ってこ
れをデジタルの画像データに変換するものであり、IOT
(イメージ出力ターミナル)115は、レーザビームによ
る露光、現像を行い、カラー画像を再現するものであ
る。IIT100とIOT115との間にあるEND変換回路101からIO
Tインターフェース110は、画像データの編集処理系(IP
S;イメージ処理システム)を構成するものであり、B、
G、Rの画像データをトナーのY(イエロー)、M(マ
ゼンタ)、C(シアン)、さらにはK(黒又は墨)に変
換し、現像サイクル毎にその現像色に対応するトナー信
号を出力する。ここでは、カラー分解信号(B、G、R
信号)をトナー信号(Y、M、C、K信号)に変換する
場合においては、その色のバランスをどう調整するかや
IITの読み取り特性およびIOTの出力特性に合わせてその
色をどう再現するか、濃度やコントラストのバランスを
どう調整するか、エッジの強調やボケ、モアレをどう調
整するか等が問題になる。
IITでは、CCDセンサーを使いB、G、Rのそれぞれにつ
いて、1ピクセルを16ドット/mmのサイズで読み取り、
そのデータを24ビット(3色×8ビット;256階調)で出
力している。CCDセンサーは、上面にB、G、Rのフィ
ルターが装着されていて16ドット/mmの密度で300mmの長
さを有し、190.5mm/secのプロセススピードで16ライン/
mmのスキャンを行うので、ほぼ各色につき毎秒15Mピク
セルの速度で読み取りデータを出力している。そして、
IITでは、B、G、Rの画素のアナログゲータをログ変
換することによって、反射率の情報から濃度の情報に変
換し、さらにデジタルデータに変換している。
IPSは、IITからB、G、Rのカラー分解信号を入力し、
色の再現性、階調の再現性、精細度の再現性等を高める
ために種々のデータ処理を施して現像プロセスカラーと
トナー信号をオン/オフに変換しIOTに出力するもので
あり、第8図に示すようにグレーバランスしたカラー信
号に調整(変換)するEND変換(Equivalent Neutral De
nsity;等価中性濃度変換)モジュール101、B、G、R
信号をマトリクス演算することによりY、M、Cのトナ
ー量に対応する信号に変換するカラーマスキングモジュ
ール102、プリスキャン時の原稿サイズ検出と原稿読み
取りスキャン時のプラテンカラーの消去(枠消し)処理
とを行う原稿サイズ検出モジュール103、領域画像制御
モジュールから入力されるエリア信号にしたがって特定
の領域において指定された色の変換を行うカラー変換モ
ジュール104、色の濁りが生じないように適量のKを生
成してその量に応じてY、M、Cを等量減ずると共にモ
ノカラーモード、4フルカラーモードの各信号にしたが
ってK信号およびY、M、Cの下色除去した後の信号を
ゲートするUCR(Under Color Removal;下色除去)&
黒生成モジュール105、ボケを回復する機能とモアレを
除去する機能を備えた空間フィルター106、再現性の向
上を図るための濃度調整、コントラスト調整、ネガポジ
反転、カラーバランス調整等を行うTRC(Tone Reproduc
tion Control;色調補正制御)モジュール107、主走査方
向の縮拡処理を行う縮拡処理モジュール108、プロセス
カラーの階調トナー信号をオン/オフの2値化トナー信
号に変換し出力するスクリーンジェネレータ109、IOTイ
ンターフェースモジュール110、領域生成回路やスイッ
チマトリクスを有する領域画像制御モジュール111、エ
リアコマンドメモリ112やカラーパレットビデオスイッ
チ回路118やフォントバッファ114等を有する編集制御モ
ジュール等からなる。
そして、IITからB、G、Rのカラー分解信号につい
て、それぞれ8ビットデータ(256階調)をEND変換モジ
ュール101に入力し、Y、M、C、Kのトナー信号に変
換した後、プロセスカラーのトナー信号Xをセレクト
し、これを2値化してプロセスカラーのトナー信号のオ
ン/オフデータとしIOTインターフェースモジュール110
からIOTに出力している。フルカラー(4カラー)の場
合には、プリスキャンでまず原稿サイズ検出、編集領域
の検出、その他の原稿情報を検出した後、例えばまず初
めに現像色のトナー信号XをYとするコピーサイクル、
続いて現像色のトナー信号XをMとするコピーサイクル
を順次実行する毎に、4回の原稿読み取りスキャンに対
応した信号処理を行っている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記の装置では、網点を除去するとボケるため、エッジ
を強調するように非線形の空間フィルタとスクリーンジ
ェネレータを組み合わせて用いることによって、高精細
画像の生成を実現している。そのため、ハードウェア規
模が大きくなるという問題がある。しかも、エッジを強
調しすぎると、変にエッジが強調され、画像が例えばと
ぎれとぎれになる等、エッジ部等が不自然に強調された
り、細部ボケ等が生じたりして品質的に満足されるもの
ができないという問題がある。このような場合には、ジ
ェネレーションコピーを繰り返しとってゆくとその劣化
が増幅され、拡大してしまう。
本発明は、上記の課題を解決するものであって、その目
的は、小規模のハードウェアで、高画質のコピーを提供
することである。さらに、本発明の目的は、精細度再
現、ジェネレーションコピー再現を大幅に改善すること
である。また、本発明の他の目的は、原画の劣化を伴わ
ずデータ圧縮を可能にすることである。
〔課題を解決するための手段及び作用〕
そのために本発明は、多値データをフォントパターン打
点出力に変換して画像を生成する画像処理装置であっ
て、多値データを所定サイズのブロックで平均化するブ
ロック化手段と、前記ブロック化手段によりブロック化
したデータを用いたウインドウで注目ブロックと周囲の
データの値からエッジを検出するエッジ検出手段と、前
記ブロック化手段によりブロック化したデータを用いて
ブロックの濃度パターンを判定することによりエッジ方
向を検出するエッジ方向検出手段と、前記エッジ検出手
段によりエッジが検出されたか否かによりフォントパタ
ーンを切り換えて出力するフォント出力手段とを備え、
前記フォント出力手段は、前記エッジ方向検出手段によ
り検出されたエッジ方向に応じて、あらかじめ定められ
たドット成長フォントパターンから所定のフォントパタ
ーンを選択して出力することを特徴とする。このように
すると、エッジが検出された場合には、そのエッジの方
向に対応したフォントパターンが出力できるので、不自
然なエッジ強調が行われることなく、高精細画像を生成
することができる。
さらには、ブロック化する2×2の濃度分布からエッジ
方向を検出し、或いは第3図に示すようにブロック化し
たデータを注目画素の周囲の画素で平滑化する平滑化手
段22を備え、エッジが検出されない場合には、平滑化し
たデータを出力するように構成したことを特徴とする。
また、フォント出力手段としてエッジ方向のパターンに
対応したフォントパターンを備え、エッジ及びエッジ方
向検出信号によりフォントパターンを切り換え、フォン
ト出力手段5には、入力デーダと出力データとの階調の
差に伴うエラーデータを有し、該エラーデータを入力デ
ータにフィードバックするエラーフィルタを備えたこと
を特徴とする。
上記のように構成することにより、エッジ検出、その方
向検出を高い精度で行うことができ、また、エッジが検
出されない場合には、平滑化した画像データを用いるこ
とができる。さらには、入力画像とフォントパターンと
の間に階調差があってもエラーデータにより階調再現性
を高めることができる。
〔実施例〕
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
第1図は本発明に係る画像処理装置の高精細画像生成方
式の1実施例を説明するための図、第2図及び第3図は
本発明の他の実施例を説明するための図である。
第1図において、2×2ブロック化・エッジ方向検出回
路1は、400spiの画像データを2×2=4画素で200spi
にブロック化して多値データを平均化すると共に、その
4画素からエッジの方向を検出する。また、エッジ検出
回路2は、そのブロック化した200spiの画像データでエ
ッジを検出するものである。フィォト出力回路5は、出
力フォントパターンデータを有し、マルチプレクサ4の
出力をアドレスとして加算回路3が出力する多値データ
をフォントデータに変換して出力するものである。フォ
ント出力回路5では、8ビット、256階調の多値データ
から8×4ビットのフォントデータを出力するので、そ
のエラーを加算回路3にフィードバックして次のデータ
の補正を行うのがエラーフィルタ6であり、このエラー
補正により階調性の低減を防いでいる。マルチプレクサ
4は、エッジ検出回路2でエッジが検出されると、2×
2ブロック化・エッジ方向検出回路1で検出したエッジ
方向データをフォント出力回路5のアドレスとして出力
し、エッジ検出回路2でエッジが検出されないと、固定
パラメータPをフォント出力回路5のアドレスとして出
力する。したがって、フォント出力回路5では、加算回
路3の出力が8ビット、256階調の同じ値であっても、
エッジが検出された場合とエッジが検出されなかった場
合では異なるフォントパターンを出力し、また、エッジ
が検出された場合でも、その方向によって異なるフォン
トパターンを出力する。エッジ方向は、2×2の画素に
より検出するので、縦、横、斜め、そのいずれ側かの組
み合わせに分類することができ、フォント出力回路5で
は、その分類に対応したフォントパターンデータが用い
られる。
上記の例では2×2の4画素でブロック化すると共にエ
ッジ方向も検出したが、エッジ方向検出もエッジ検出と
同様にブロック化後のデータで行うように構成したのが
第2図である。この場合には、2×2ブロック平均回路
11で4画素を平均化した多値データを求め、エッジ・方
向検出回路12は、このデータを用いてエッジを検出する
と共にその方向も検出するものである。したがって、エ
ッジ・方向検出回路12の出力は、エッジが検出された場
合には、その方向に応じた3〜4ビットのデータが、ま
た、エッジが検出されなかった場合には、固定パラメー
タPがフォント切り換え信号として出力され、フォント
出力回路14のアドレスとなる。
また、エッジ検出を行うと共に平滑化データも生成し、
エッジが検出されなかった場合には平滑化を行う構成例
を示したのが第3図である。第3図において、2×2ブ
ロック化・エッジ方向検出回路21は第1図に示すものと
同じであるが、エッジ検出・平滑化回路22は、ブロック
化したデータを用いてエッジ検出を行いエッジ検出信号
を出力すると共に、平滑化信号を出力するものである。
また、マルチプレクサ23は、エッジ検出信号に応じてブ
ロック化データとそれを平滑化処理した平滑化データと
の切り換えを行うものであり、エッジが検出された場合
には、ブロック化データをそのまま加算回路24に出力す
るが、エッジが検出されなかった場合には、エッジ検出
・平滑化回路22で生成された平滑化データを加算回路24
に出力する。
次に、エッジ方向検出やエッジ検出のアルゴリズム及び
その回路の構成例を説明する。
第4図はエッジ方向検出の定義を説明するための図、第
5図はエッジ方向検出回路の構成例を示す図である。
2×2のブロックをエッジ方向の検出単位とした場合、
エッジ方向のパターンは、第4図に示すように9種のパ
ターンで定義することができる。すなわち、全くエッジ
のないNo.1、縦方向にエッジがあるNo.2、3、横方向に
エッジがあるNo.4、5、斜め方向でその上下にエッジが
あるNo.6〜9で定義することができる。これらの各パタ
ーンを認識する回路の構成例を示したのが第5図(a)
である。
第5図において、31は2×2ブロック化回路、32A〜32D
は2×2ブロックの各画素A〜Dの値と2×2ブロック
化回路31で求められる平均値m=(A+B+C+D)/4
との比較を行うコンパレータ、33は各コンパレータ32A
〜32Dの出力からなる4ビットのエッジパターン信号を
アドレスとしてエッジパターン信号を出力するLUT(ル
ックアップテーブル)のROMである。例えば画素Aを最
下位のビット0、画素Bをビット1、画素Cをビット
2、そして画素Dを最上位のビット3としてコンパレー
タ32A〜32Dからなる4ビットの出力を構成すると、コン
パレータ32A〜32Dにおいて画素の値が平均値mより大き
いと「1」を出力する場合には、同図(b)に示すよう
に平均値mより大きい画素(例えば(1)は画素A、
(2)は画素B)の位置に対応した4ビットのエッジパ
ターン信号「0000」〜「1111」が得られる。そこで、こ
のエッジパターン信号をLUT33のアドレスとしてこのパ
ターンに対応して第4図に定義したNo.1〜No.9の方向信
号が得られる。
第6図はエッジ方向検出回路の比較部の構成例を示す図
である。第5図(a)に示すコンパレータ32A〜32Dで
は、各画素の値A〜Dと平均値mとを比較して平均値よ
り大きい画素の位置によりエッジ方向を検出するように
構成したが、平均値mの場合には、例えば中間調画像等
の上に文字があり、文字の背景に濃度変化があると、本
来文字でないところもエッジとしての方向性が出てしま
うという問題がある。そこで、第6図に示す例では、最
大値選択回路34を用いて各画素の値A〜Dと比較する値
を選択できるようにしたものである。例えば同図(a)
は、比較する閾値として予め経験的に決められた固定値
Bthと平均値mのいずれか大きい方を最大値選択回路34
で選択して用いるようにしたものである。また、同図
(b)は、各画素の値A〜Dの最大値から一定の値kを
引いた値と、固定値Bthのいずれか大きい方の値を最大
値選択回路34で選択して比較値とし、同図(c)は、平
均値mに一定の値kを加算した値と固定値Bthのいずれ
か大きい方の値を最大値選択回路34で選択して比較値と
して用いるように構成したものである。
次に第1図〜第3図に示すエッジ検出回路2、エッジ・
方向検出回路12、エッジ検出・平滑化回路22について説
明する。
第7図はエッジ検出のアルゴリズムを説明するための
図、第8図は平滑化回路のアルゴリズムを説明するため
の図である。
第1図に示すエッジ検出回路2は、例えば第7図に示す
ように構成したものである。このエッジ検出は、第7図
に示すようにブロック化したデータのさらに3×3のウ
インドを用いるものである。第7図において、A〜I
は、それぞれブロック平均化した200×200spiの画素で
あり、Eを注目画素とし、 e1=A+B+C……(上横列の濃度) e2=G+H+I……(下横列の濃度) e3=A+D+G……(左縦列の濃度) e4=C+F+I……(右縦列の濃度) e5=A+B+D……(左上隅の濃度) e6=F+H+I……(右下隅の濃度) e7=B+C+F……(右上隅の濃度) e8=D+G+H……(左下隅の濃度) とすると、エッジedgeは、上下横列の差の絶対値(E1
|e1−e2|)、左右縦列の差の絶対値(E2=|e3−e4|)、
左上隅と右下隅との差の絶対値(E3=|e5−e6|)、右上
隅と左下隅との差の絶対値(E4=|e7−e8)の最大値、e
dge=max(E1、E2、E3、E4)とする。そして、このエッ
ジedgeの値を閾値thと比較し、エッジedgeの値が大きい
場合にはエッジ領域とし、そうでない場合には非エッジ
領域とする。同図(b)はその検出回路の構成例を示し
たものであって、エッジ検出部41が9画素からなる200
×200spiのデータからエッジedgeを検出する回路であ
り、コンパレータ部42が閾値thとの比較によりはエッジ
領域か非エッジ領域かを判定する回路である。
第2図に示す実施例のエッジ・方向検出回路12は、上記
のようにしてエッジ検出を行うと同時に方向性も検出す
るものであるが、この方向検出は、上記E1〜E4で最大エ
ッジがどれであるかを検知し、その時の正負を見ること
によって検出するものである。エッジの方向は、例えば
最大エッジがE1の場合には、正であればエッジNo.4、負
であればエッジNo.5をエッジパターンとして検出するこ
とができる。同様に最大エッジがE2の場合には、正であ
ればエッジNo.2、負であればエッジNo.3、最大エッジが
E3の場合には、正であればエッジNo.8、負であればエッ
ジNo.9、最大エッジがE4の場合には、正であればNo.6、
負であればエッジNo.7をエッジパターンとして検出する
ことができる。なお、エッジがない場合にはエッジNo.1
のエッジパターンとなる。
第3図に示すエッジ検出・平滑化回路22は、上記のよう
にしてエッジ検出を行うと同時に平滑化信号fを出力す
るものであり、例えば、 が最も単純な演算式である。しかし、このような演算
は、ハード的に難しいので、第8図に示すように重み付
けをして平均化する処理を行ってもよい。例えば同図
(a)では、注目画素は4倍、上下左右の画素は2倍を
し、他の画素はそのままで周囲の9画素を加算し、16分
の1をして平滑化信号を得る。したがって、この場合に
は、 f=0.0625(A+C+G+I) +0.125(B+D+F+H)+0.25E の演算を行えばよいので、ハード的には、A、C、G、
Iを4ビット右にシフト、B、D、F、Hを3ビット右
にシフトし、Eを2ビット右にシフトして加算すればよ
い。
また、同図(b)では、注目画素のみを4倍にして上下
左右の画素を加算し、8分の1にして平滑化信号を得
る。したがって、この場合には、 f=0.5E+0.125(B+D+F+H) の演算を行えばよいので、ハード的には、B、D、F、
Hを3ビット右にシフトし、Eを2ビット右にシフトし
て加算すればよい。
次にフォント出力回路について説明する。
第9図はフォント出力回路を説明するための図である。
フォント出力回路は、第9図(a)に示すように主走査
方向を3200spi、副走査方向を400spiとすると、基本的
には200線の万線型フォントを出力するものであるが、
エッジによってこれを切り換えることによって精細度
(鮮鋭度)を向上させるようにしたものである。本発明
では、フォントタイプを用いるので、入出力間に生じる
エラーは計算なしで求めることができ、同図(b)に示
すように予めLUT43に入れておくことができる。そし
て、3〜4ビットのエッジ・方向データと8ビットの入
力画像データ(200spi)を合わせた11〜12ビットをアド
レスとしてLUT43からフォントパターンデータ及びエラ
ーデータを読み出し出力する。そのため、エラー計算に
かかる時間を削減することができ、第1図〜第3図に示
すエラーフィルタ6、15、27のフィードバックループを
速く回すことができる。LUTに予め格納するデータは、
例えば今、3200spi×400spiとすると、出力ドット数が3
2ドットとなるので、入力データが200の場合には、出力
ドット数が25ドット、同時にエラーも、 200−25×(255/32)≒1 となる。
第10図はエッジNo.とその出力フォントパターンの例を
示す図である。
この図に示す例の場合には、エッジNo.1が中央からドッ
トが成長し、エッジNo.2が左端から、No.3が右端から、
No.4が上側中央から、No.5が下側中央から、No.6が右上
端から、No.7が左下端から、No.8が左上端、No.9が右下
端からそれぞれ成長するパターンが設定されている。
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば上記の実施例で
は、データ解像度を400spiから200spiにブロック化する
例を示したが、これと異なる解像度でもよいことは勿論
である。また、ブロック化しエッジ・方向検出を行って
直ちにフォント出力として送出するように構成したが、
フォント出力回路の前にメモリを設け、3〜4ビットの
エッジ方向データと8ビットの2×2ブロック平均値デ
ータを画像情報としてメモリに格納するように構成した
もよい。このようにすると、そのままメモリに格納する
場合に比べて(8ビット×4画素)のデータを1ブロッ
クとして(3〜4ビット+8ビット)のデータに圧縮す
るので、メモリ容量を節約することができる。つまり、
約1/3の圧縮となる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、2×
2ブロック化、エッジ・方向検出、平滑化、フォント発
生、及びエラーフィルタによるフィードバック系を簡単
なハードで実現することができるので、デジタルフィル
ターやスクリーンジェネレータを用いた構成に比べてハ
ードウエアのコストの低減を図り、回路の簡素化を図る
ことができる。しかも、2×2のブロック平均による平
均値を保証しつつ、エッジとその方向を検出し、それに
応じてフォントを切り換えるので、ドット引き寄せ効果
により、不自然なエッジの発生を抑制し、粒状性、階調
再現性に優れ、高品質の高精度画像を提供することがで
き、ジェネレーションコピーに対して優れた装置を提供
することができる。また、データ解像度を400spi×400s
piから200spi×200spiに変換しても、エッジ成分の情報
をフォント切り換えに反映させるので、画像の劣化を伴
わず、画像情報量を1/3以下に圧縮することができ、圧
縮処理により処理スピードの高速化に対応することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る画像処理装置の高精度画像生成方
式の1実施例を説明するための図、第2図及び第3図は
本発明の他の実施例を説明するための図、第4図はエッ
ジ方向検出の定義を説明するための図、第5図はエッジ
方向検出回路の構成例を示す図、第6図はエッジ方向検
出回路の比較部の構成例を示す図、第7図はエッジ検出
のアルゴリズムを説明するための図、第8図は平滑化回
路のアルゴリズムを説明するための図、第9図はフォン
ト出力回路を説明するための図、第10図はエッジNo.と
その出力フォントパターンの例を示した図、第11図は画
像処理装置の構成例を示す図である。 1……2×2ブロック化・エッジ方向検出回路、2……
エッジ検出回路、3……加算回路、4……マルチプレク
サ、5……フォント出力回路、6……エラーフィルタ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多値データをフォントパターンの打点出力
    に変換して画像を生成する画像処理装置であって、 多値データを所定サイズのブロックで平均化するブロッ
    ク化手段と、 前記ブロック化手段によりブロック化したデータを用い
    たウインドウで注目ブロックと周囲のデータの値からエ
    ッジを検出するエッジ検出手段と、 前記ブロック化手段によりブロック化したデータを用い
    てブロックの濃度パターンを判定することによりエッジ
    方向を検出するエッジ方向検出手段と、 前記エッジ検出手段によりエッジが検出されたか否かに
    よりフォントパターンを切り換えて出力するフォント出
    力手段と を備え、前記フォント出力手段は、前記エッジ方向検出
    手段により検出されたエッジ方向に応じて、あらかじめ
    定められたドット成長フォントパターンから所定のフォ
    ントパターンを選択して出力することを特徴とする画像
    処理装置。
  2. 【請求項2】前記エッジ方向検出手段は、前記ブロック
    化手段によりブロック化した2×2の濃度分布からエッ
    ジ方向を検出することを特徴とする請求項1記載の画像
    処理装置。
  3. 【請求項3】前記ブロック化手段によりブロック化した
    データを注目画素の周囲の画素で平均化する平均化手段
    を備え、前記フォント出力手段は、前記エッジ検出手段
    によりエッジが検出されない場合には平滑化したフォン
    トパターンを選択して出力するように構成したことを特
    徴とする請求項1記載の画像処理装置。
  4. 【請求項4】前記フォント出力手段は、入力データと出
    力データとの階調の差に伴うエラーデータを有し、該エ
    ラーデータを入力データにフィードバックするように構
    成したことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
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