JPH08331379A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JPH08331379A
JPH08331379A JP7134224A JP13422495A JPH08331379A JP H08331379 A JPH08331379 A JP H08331379A JP 7134224 A JP7134224 A JP 7134224A JP 13422495 A JP13422495 A JP 13422495A JP H08331379 A JPH08331379 A JP H08331379A
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Kenichi Ota
健一 太田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 原稿画像の属性判定の精度を向上させる。 【構成】 アダマール変換回路109にて画像信号から
抽出した所定の特徴量に、重み付け加算回路110にて
重み付け加算する。そして、この重み付けのための重み
係数を動的に変化させて更新した重み付けに基づいて、
領域ごとに原稿画像の属性判定を行なう。特定原稿に対
する属性判定信号は可視表示される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、原稿画像から読み取っ
た画像の特徴を抽出し、その特徴に応じて最適な画像処
理を行なう画像処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、原稿画像を画素単位に分割し
てデジタル的に読み取り、読み取った画像の特徴を抽出
して、それに応じて最適な処理を行なう画像処理装置と
して、例えば、図10に示すような構成をとる装置があ
る。図10に示す装置では、読み取るべき原稿を、図示
しない原稿積載台ガラス上に置き、適当な原稿照明系や
結像レンズを用いて、CCD901上に原稿画像を結像
する。このCCDは、例えば、図11に示すように、微
小なフォトダイオード920を1画素単位で1次元配列
して、原稿画像の1ライン分の光量分布に比例した電荷
を発生させ、それらを、例えば、シフトレジスターで電
荷転送を行なって、時系列の画像信号を生成する。CC
D901は、さらに、フォトダイオードの並び方向と直
交する向きに原稿を走査し、2次元の画像信号を得る。
このようにして、2次元画像情報は、時系列のアナログ
信号列に変換される。
【0003】AD変換回路902では、アナログ信号を
サンプルホールド後にデジタル信号に変換し、シェーデ
ィング補正回路903では、CCD901の感度ムラ等
の補正が行なわれる。また、ブロック分割部904で
は、時系列のデジタル信号列から、図示しないFIFO
等を用いて、例えば、図12に示すような3×3画素程
度の信号値を取り出す。ここでは、画像信号値は、8ビ
ットのデジタル値としており、図12に示された数字
は、3×3各画素の画像信号値を表わしている。
【0004】特徴抽出部905では、上記の3×3画素
ブロックから所定の特徴量を抽出する。通常、この種の
特徴量としては、ブロック内の統計的特徴を抽出する例
が知られており、例えば、3×3画素内の画像信号の平
均値Mと分散値S、及び最大信号値と最小信号値の差分
信号Dが求められ、その値により、注目ブロック領域の
属性を判別する。これらS,Dは、画像信号値をIj
(j=1〜9)として、次式にて求められる。
【0005】 M=(ΣIj)/9 …(1) S=√(Σ(Ij−M)^2)/(9−1) …(2) D=Max(Ij)−Min(Ij) …(3) ここで、^2は2乗べきを意味し、a^2は、「aの2
乗」である。特徴抽出部905では、上記の特徴量を用
いて注目ブロックの属性判定を行なう。ここでは、画像
の属性として、写真画像、文字画像、網点画像の3種類
に分類するものとする。
【0006】写真画像の場合、ブロック内での濃度の変
化が小さいので、D,Sがいずれも小さくなる。文字領
域では、濃度の変化が急峻であるため、Sは小さいがD
は大きくなる。また、網点領域では、画像が微小な網点
構造により作られるため、濃度の変化が細かく、従って
D,Sともに大きくなる。そこで、特徴抽出部905
は、あらかじめ決められたしきい値Ts,Tdを用い
て、以下の判定条件により、属性判定信号R(910)
を生成する。すなわち、 S<Ts かつ D<Tdならば、R=1(写真領域) S<Ts かつ D≧Tdならば、R=2(文字領域)…(4) S≧Ts かつ D≧Tdならば、R=3(網点領域) である。
【0007】エッジ強調部906,907、スムージン
グ処理部908では、それぞれの画像属性に適した画像
処理が施される。具体的には、エッジ強調部906で
は、写真画像の品位を向上させるため、画像読み取り系
のMTFを逆補正するためのエッジ強調処理が施され
る。エッジ強調部907では、文字画像をよりシャープ
に再現するため、エッジ強調部906よりも強いエッジ
強調処理を行なう。また、スムージング処理部908で
は、網点画像とCCD901のサンプリングによって生
じるモアレ雑音を除くためのスムージング処理が行なわ
れる。
【0008】そして、エッジ強調部906,907、ス
ムージング処理部908で処理された信号を、セレクタ
909で選択し、最終出力信号911を得る。セレクタ
909には、上記の属性判定信号R(910)が入力さ
れるので、セレクタ909は、R=1の場合、エッジ強
調部906の出力を選択し、R=2の場合、エッジ強調
部907の出力を選択する。また、R=3の場合には、
スムージング処理部908の出力を選択する。このよう
にすれば、原稿画像のブロックごとの画像属性に最適な
出力画像信号を得られることになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の画像処理装置では、属性判定のための特徴抽出方法
や判定パラメーター等は、あらかじめ装置に設定されて
いる。従って、読み取り系のMTF特性の装置ごとのば
らつきにより判定パラメーターを調整したり、あるい
は、ユーザーが原稿として頻繁に用いる画像の特徴に合
わせて特徴抽出方法を変更するということが不可能であ
る。
【0010】また、これらを装置にあらかじめ設定する
場合でも、原稿画像の特性は千差万別であり、すべての
原稿に対して誤った判定をすることのないように、判定
方法あるいは判定パラメーターを決定するのは、容易な
ことではない。本発明は、上記の課題に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、原稿画像の特徴に合
わせて特徴抽出の方法を変更し、画像の属性判定の精度
を向上できる画像処理装置を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】及び
【作用】上記の目的を達成するため、本発明は、原稿画
像を画素ごとに分割してデジタル的に読み取る画像処理
装置において、前記読み取られた画像信号を、あらかじ
め決められたM×N画素のブロックに分割する手段と、
前記M×N画素に対応する画像信号から所定の特徴量を
抽出する手段と、前記抽出された特徴量を重み付け加算
して複数の出力値を得る手段と、前記重み付けのための
重み係数を動的に変化させて該重み付けを更新する手段
と、前記重み付けに基づいて得られる複数の出力値を可
視表示する表示手段とを備え、前記複数の出力値は、画
素ごと、あるいは所定の画素ブロックごとに得られる。
【0012】以上の構成において、画像の特徴量に応じ
た属性判定の精度を向上させるよう機能する。
【0013】
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明に係る好
適な実施例を詳細に説明する。後述する、本実施例に係
る画像処理装置は、以下の3通りの動作モードで動作す
る。すなわち、第1のモードは画像読み取りモードであ
り、原稿画像をデジタル的に読み取り、原稿画像の領域
ごとの属性判定を行なって、属性ごとの最適処理を行な
った読み取り画像信号を得るモードである。第2のモー
ドは、上記の属性判定のためのパラメーターを決定する
ためのモードであり、特定のサンプル原稿を複数枚読み
取りながら自動的に判定パラメーターを決定していく。
そして、第3のモードは、上記パラメーター決定後に出
力される属性判定信号と、実際の画像属性との対応づけ
を行なうモードであり、特定原稿に対する属性判定信号
を可視化して表示し、表示内容を参照してユーザーが属
性判定信号に対応する属性情報を入力する。
【0014】通常、装置は第1のモードで動作している
が、判定パラメーターの調整が必要となった場合には、
ユーザーが、第2のモード、第3のモードを順次選択し
て実行し、新たなパラメーターを設定することができ
る。まず、第1のモードについて、図1を参照して説明
する。図1は、本実施例における第1のモードに係る画
像処理装置の構成を示すブロック図である。同図に示す
CCD101、AD変換回路102、シェーディング補
正回路103は、上記従来の画像処理装置である、図9
に示すCCD901、AD変換回路902、シェーディ
ング補正回路903と同一であり、それらと同じ原理で
原稿画像信号を生成する。
【0015】また、本実施例においても、シェーディン
グ補正回路103でのシェーディング補正後の画像信号
は、上記従来の画像装置と同様、エッジ強調部104,
105、スムージング処理部106で、それぞれ写真画
像、文字画像、網点画像に適した3通りの処理、すなわ
ち、エッジ強調(エッジ強調部104)、強いエッジ強
調(エッジ強調部105)、スムージング処理(スムー
ジング処理部106)が施される。そして、エッジ強調
部104,105、スムージング処理部106からの出
力は、セレクタ107で選択され、最終の読み取り画像
信号115が出力される。
【0016】一方、シェーディング補正後の信号は、ブ
ロック分割回路108で、図2に示す4×4画素のブロ
ックに切り出される。アダマール変換回路109は、こ
のブロック信号に対して、周知のアダマール変換処理を
実行する。アダマール変換は、対象ブロックの画像信号
の空間周波数分布を検出するものであり、この場合、1
6個のアダマール変換係数がアダマール変換回路109
より出力される。
【0017】なお、アダマール変換係数は、通常、正負
の符号を持っているので、ここでは、出力値の絶対値を
取る。重み付け加算回路110は、アダマール変換回路
109から出力される16個のアダマール変換信号と、
重み係数メモリ111に記憶されている重み係数を用い
て、重み付け加算演算を行なう。この重み付け加算され
た結果が、重み付け加算回路110から出力されるが、
複数の異なる重み係数を用いて複数の加算値を得ること
が可能であり、ここでは、3つの異なる重み付け加算出
力Yk(k=1〜3)を出力する。
【0018】上記のアダマール変換係数をHj(j=1
〜16)とし、重み係数メモリ111に記憶されている
重み係数をWkj(k=1〜3、j=1〜16)とする
と、重み付け加算回路110では、次式に従った演算を
行なう。 Yk=ΣWkj・Hj …(5) なお、図3に、上記の式(5)の意味するところを模式
的に示す。
【0019】最大値検出回路112は、重み付け加算回
路110から出力される複数の加算値Ykの内、最大値
を検出する回路であり、同時に、最大値を与える番号k
を検出して出力する。Ykの内、k番目が最大となる場
合、この最大値検出回路112からは、kが値として出
力される。最大値検出回路112からの出力は、エンコ
ーダ113により、属性判定信号Rに変換される。な
お、Rの意味は、上記従来例で説明したものと同じもの
であり、R=1(写真領域)、R=2(文字領域)、R
=3(網点領域)を表わす。
【0020】上記のエンコーダ113は、最大値検出回
路112から出力されるkの値(1〜3)を属性判定信
号Rに変換するテーブルの一種であり、その内容は、C
PU114により書き換えることができる。このテーブ
ルの書き換えは、後述する第3のモードで行なわれる。
なお、属性判定信号Rに従ったセレクタ107の動作
は、上記従来の装置と同一である。
【0021】次に、第2のモードについて、図4を参照
して説明する。なお、図4中、上記第1のモードに係
る、図1に示す装置と同じ要素には同じ番号を付してあ
る。第2のモードが選択されると、本装置は重み係数メ
モリ111の更新動作を行なう。このモードを選択する
と、まず、重み係数メモリ111の重み係数として、適
当な乱数値が初期値としてセットされる。次に、ユーザ
ーは、重み係数決定のため、特定の原稿を選択して装置
に読み込ませる。
【0022】すると、最大値検出回路112から、最大
の重み付け加算値を生じるkの値であるkoが、画素単
位、あるいはブロック単位で、最大値検出回路112か
ら順次、出力される。そして、最大値検出回路112の
出力値koは、重み係数更新回路201に入力される。
この重み係数更新回路201には、同時に、そのときの
アダマール変換出力値(アダマール変換回路109の出
力値)Hjも入力される。
【0023】重み係数更新回路201は、次式により重
み係数の更新量△Wkjを求める。 k=koに対して、△Wkj=α・Hj k≠koに対して、△Wkj=−α・Hj …(6) これは、人間の神経回路の研究において、HEBBの学
習規則として知られているものの一種であり、特定の入
力パターンHjに対して、k番目の出力が最大となった
場合、同じような入力パターンに対するk番目の出力値
がさらに大きくなり、異なるパターンに対する出力値は
小さくなるように重み係数を修正していくことで、入力
原稿に対する属性判別を学習させていくものである。
【0024】上記の式(6)で、αは、あらかじめ決め
られている定数であり、学習の速度を決定する。また、
Ykの値がどれも非常に小さい場合、k=0を出力し、
重み係数の更新をせずに、次のブロックに移るようにし
てもよい。重み係数更新回路201は、現在、重み係数
メモリ111に設定されている内容を読み込み、上記の
式(6)で求められた△Wkjをそれに加えることによ
り、新たな重み係数Wkj’を求める。そして、得られ
た値にて、重み係数メモリ111のメモリの内容を更新
する。すなわち、 Wkj’=Wkj+△Wkj …(7) の関係が成立する。
【0025】以上の動作を原稿画像のすべてのブロック
について行ない、順次、重み係数を更新していくことに
より、最終的に画像の特徴に応じて特定のkの値が出力
されるように重み係数が学習される。例えば、写真画像
に対してはk=2、文字画像に対してはk=3、網点画
像に対してはk=1が出力されるようになる。
【0026】次に、第3のモードについて、図5を用い
て説明する。なお、図5においても、上記第1のモード
に係る、図1に示す装置と同じ要素には同じ番号を付し
てある。第3のモードが選択されると、装置は、エンコ
ーダ113の内容の更新動作を行なう。すなわち、上記
第2のモードで決定された重み係数で、実際に特定の原
稿画像の領域に応じて出力されるkの値と、属性判別信
号Rとの対応付けを行なう。
【0027】上記第2のモードと同様の手順に従って重
み係数を学習させると、異なる画像属性に対応して異な
る判別信号kが出力されるようになるのであるが、写真
画像、文字画像、網点画像の各々に対してkの値がいく
つになるのか、ということは、初期値として与える重み
係数の値や学習手順、原稿画像の種類等によって変化す
るため、一般にこれを予測することはできない。
【0028】そこで、第3のモードでは、kとRの対応
付けのために、図5に示すように、特定の原稿を装置に
読み取らせ、出力されたkの値を、可視化表示用のディ
スプレイメモリ301に記憶させる。ここで、表示用の
ディスプレイが、R,G,B3色で発光するカラーモニ
タ302である場合、k=1,2,3に対応して赤,
緑,青の表示がされるように、ディスプレイメモリ30
1に表示用データを書き込む。例えば、 k=1のとき→R=255,G=B=0 k=2のとき→R=0,G=255,B=0 …(8) k=3のとき→R=G=0,B=255 とする。
【0029】このように、原稿のすべてのブロックにつ
いて判定処理を行ない、ディスプレイメモリ301に表
示データを書き込む。そして、第2のモードで説明した
ように、写真画像に対してはk=2、文字画像に対して
はk=3、網点画像に対してはk=1が出力されるよう
に重み係数が学習されたとすると、カラーモニタ302
に表示される画像は、写真領域が緑、文字領域が青、網
点領域が赤で表示されることになる。
【0030】例えば、図6に示すように、写真領域40
1、文字領域402、網点領域403が混在した原稿を
読み込ませた場合、ディスプレイの表示は、図7に示す
ように、写真領域に対応する部分が緑(404)、文字
領域に対応する部分が青(405)、網点領域に対応す
る部分が赤(406)で表示される。上記の処理が終了
すると、本装置の操作部303には、図8に示すような
設定画面が表示される。操作部303としては、例え
ば、タッチパネル方式の液晶表示パネル等を用いること
ができる。
【0031】図6,図7では、写真領域、文字領域、網
点領域がディスプレイ上で何色に表示されているかを指
定するようになっている。図8において、赤、緑、青の
表示部(501〜503)は、上記のタッチパネルのキ
ーと対応しており、写真領域に対する色として緑、文字
領域に対する色として青、網点領域に対する色として赤
の部分のキーに触れることで指定できる。図8に示すよ
うに、ここでは、選択された色の文字が他より大きく表
示されるようになっている。
【0032】CPU114は、上記の指定をもとに、エ
ンコーダ113の内容を更新する。上記の例では、kの
値に対して、以下のように属性判定信号Rを出力するよ
うにテーブルを作る。 k=1→R=3(網点領域) k=2→R=1(写真領域) …(9) k=3→R=2(文字領域) このようにして第2、第3のモードの処理が終了したな
らば、第1のモードに戻り、画像読み取り動作を行な
う。
【0033】図9は、操作部303に表示されるモード
選択画面の一例を示す。図中、符号601,602,6
03にて示されるキーに触れると、それぞれ第1、第
2、第3のモードが選択され、図9では、選択されたモ
ードが黒く表示されることが示されている。このように
して第2、第3のモードの処理が終了したならば、第1
のモードに戻り、画像の読み取り動作を行なう。
【0034】以上説明したように、本実施例によれば、
画像信号から抽出した所定の特徴量に重み付け加算し、
この重み付けのための重み係数を動的に変化させて更新
した重み付けに基づいて領域ごとに原稿画像の判定を行
なうことで、画像の属性判定の精度を容易に、かつ、ユ
ーザーや装置そのものの状況に応じて向上させることの
でき、常に高品位な読み取り画像信号を得ることができ
る。
【0035】なお、上記実施例において、画像読み取り
装置としての画像処理装置の構成を示しているが、これ
に限定されず、例えば、レーザー書き込み方式の電子写
真プリンターが接続されたデジタル複写機に対しても、
読み取り画像信号をレーザードライバーへ入力して用い
れば、本発明を同様に適用できる。また、プリンタ部と
して熱転写方式やインクジェット方式等を用いてもよ
い。
【0036】また、画像の属性として文字、写真、網点
の3種類を判別しているが、さらにその種別の数を増し
てもよい。さらに、カラー画像読み取り装置を用いて、
原稿画像の色情報を用いた属性判別を実施する場合に
も、上記と同様の構成をとることができる。上記の第3
のモードにおいて、判別結果を装置に接続されたカラー
モニタ上に表示するようにしているが、例えば、本装置
が接続されたホストコンピュータのCRTモニタに表示
するようにしてもよい。また、複写機のように装置にプ
リンタ部を含む場合、表示装置として、このプリンタを
用いることも可能である。
【0037】上記実施例では、モードの選択や、各モー
ドでの操作手順をユーザーが行なう場合を示している
が、それを装置の製造過程で実行するようにしてもよ
い。さらに、特徴抽出方法としてアダマール変換を用い
ているが、単純なエッジ検出フィルターや離散コサイン
変換、フーリエ変換等を用いてもよいし、統計的特徴量
を用いてもよい。
【0038】本発明は、複数の機器から構成されるシス
テムに適用しても、1つの機器から成る装置に適用して
も良い。また、本発明は、システムあるいは装置にプロ
グラムを供給することによって達成される場合にも適用
できることは言うまでもない。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
抽出した画像の特徴量に重み付け加算し、重み付けの係
数を動的に変化させて更新した重み付けに基づいて領域
ごとに原稿画像の判定を行なうことで、装置のばらつき
に起因する判定精度のばらつきを解消し、ユーザーが原
稿として頻繁に用いる画像の特徴に合わせた最適な画像
属性判定を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例における第1のモードに係る画像処理
装置の構成を示すブロック図である。
【図2】ブロック分割回路で切り出される4×4画素ブ
ロックを示す図である。
【図3】重み付け加算回路での演算の意味を模式的に示
す図である。
【図4】第2のモードに係る画像処理装置の構成を示す
ブロック図である。
【図5】第3のモードに係る画像処理装置の構成を示す
ブロック図である。
【図6】複数の領域を含む原稿画像を示す図である。
【図7】各領域に対応する色表示の表示例を示す図であ
る。
【図8】領域と表示色との対応表示例を示す図である。
【図9】操作部に表示されるモード選択画面の一例を示
す図である。
【図10】従来の画像処理装置の構成を示すブロック図
である。
【図11】CCDのダイオード配列を示す図である。
【図12】3×3画素の画像信号値を示す図である。
【符号の説明】
101,901 CCD 102,902 AD変換回路 103,903 シェーディング補正回路 104,105,906,907 エッジ強調部 106,908 スムージング処理部 107,909 セレクタ 108 ブロック分割回路 109 アダマール変換回路 110 重み付け加算回路 111 重み係数メモリ 112 最大値検出回路 113 エンコーダ 114 CPU 201 重み係数更新回路 301 ディスプレーメモリ 302 カラーモニタ 303 操作部

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原稿画像を画素ごとに分割してデジタル
    的に読み取る画像処理装置において、 前記読み取られた画像信号を、あらかじめ決められたM
    ×N画素のブロックに分割する手段と、 前記M×N画素に対応する画像信号から所定の特徴量を
    抽出する手段と、 前記抽出された特徴量を重み付け加算して複数の出力値
    を得る手段と、 前記重み付けのための重み係数を動的に変化させて該重
    み付けを更新する手段と、 前記重み付けに基づいて得られる複数の出力値を可視表
    示する表示手段とを備え、 前記複数の出力値は、画素ごと、あるいは所定の画素ブ
    ロックごとに得られることを特徴とする画像処理装置。
  2. 【請求項2】 前記重み付けの更新は、前記特徴量と、
    該特徴量に対して更新前の重み係数を適用して出力され
    る重み付け加算出力値とに基づいて、画素ごと、または
    所定の画素ブロックごとに行なわれることを特徴とする
    請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 【請求項3】 さらに、前記重み付け加算により得られ
    る複数の出力値の内、最大値または最小値を検出する手
    段と、 前記複数の出力値の内、いずれが前記最大値または最小
    値に対応するかを識別するための出力番号を、画素ご
    と、または所定の画素ブロックごとに生成する手段とを
    備えることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装
    置。
  4. 【請求項4】 さらに、前記出力番号に対応して、該出
    力番号ごとに異なる画像信号を生成する手段と、 前記生成された画像信号を可視表示する表示手段とを備
    えることを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
  5. 【請求項5】 さらに、前記可視表示された画像信号の
    出力番号に基づいて、該出力番号の各々について画像属
    性を指定する手段を備えることを特徴とする請求項4に
    記載の画像処理装置。
  6. 【請求項6】 前記画像属性は、前記原稿画像が文字原
    稿か写真原稿か網点原稿かの種別を表わすことを特徴と
    する請求項5に記載の画像処理装置。
  7. 【請求項7】 前記複数の出力値、及び前記画像属性に
    応じて、前記原稿画像に対して画素毎または所定の画素
    ブロック毎に異なる画像処理を適用する手段を備えるこ
    とを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
  8. 【請求項8】 前記表示手段には、少なくともカラーモ
    ニタ、CRTモニタ、プリンタが含まれることを特徴と
    する請求項1あるいは請求項4に記載の画像処理装置。
JP7134224A 1995-05-31 1995-05-31 画像処理装置 Withdrawn JPH08331379A (ja)

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