JPH10166663A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 文字領域と絵領域とを正確に判別して各画像
領域に適した信号処理を施すことにより、文字領域の画
像品質低下を伴うことなく、絵領域の高品質画像を形成
することができる画像形成装置の提供。 【解決手段】 画像を構成する画素の濃度ディジタル信
号関数と、高周波通過型フィルタ特性関数または、微分
フィルタ特性関数との畳み込み積分の結果から、文字領
域と絵領域とを正確に判別して各画像領域に適した信号
処理を施すことにより、文字の画像品質低下を来すこと
なく、絵領域の高品質画像を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像データ処理に
より中間調画像を形成するプリンタなどの画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリンタなどの画像形成装置で
は、中間調の画面を表現する場合、ディザ法等の面積階
調法を用いている。この方式では階調数を多くするほど
解像度が低下してしまい、絵領域だけでなく文字領域に
まで面積階調法が施されると、結果として文字の輪郭が
ぼやけてしまい、記録画像の品質が著しく低下してしま
うことになる。

【０００３】この対策として、文字領域と絵領域を判別
して絵領域にのみ面積階調法による中間調処理を行い、
文字領域には解像度の低下するような中間調処理を施さ
ない方式が考えられる。このような絵領域にのみ中間調
処理を行う画像形成装置としては、特開昭６１−１３８
７７号や、特開平４−１９１７６０号に開示されている
装置が知られている。

【０００４】特開昭６１−１３８７７号による画像形成
装置では、画像信号が文字領域か絵領域かの判別方式と
して、画像信号が示す画像濃度が周期的に変動する場合
を文字領域と判定し、所定の時間以上基準となる濃度を
下回る場合を絵領域と判定し、文字領域と判定された部
分にはディザ法による中間調処理を施さない方式であ
る。

【０００５】また、特開平４−１９１７６０号による画
像形成装置では、中間調を表現する手段として画像信号
の示す画像濃度が所定のしきい値以上の濃度の場合は濃
度階調法を用い、所定のしきい値未満の場合は面積階調
法による中間調処理を行う方式である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
特開昭６１−１３８７７号に開示されている方式では、
画像信号が示す画像濃度が周期的なら文字領域、そうで
なければ絵領域であると判別しているが、文字画像のパ
ターンは形、大きさともに多種多様であり、周期的に濃
度が変化するからと言って一概に文字領域であると判別
するのは難しく、また、格子模様のような周期的に濃度
が変化する絵が文字領域と誤って判断される恐れがあ
る。

【０００７】また、上述の特開平４−１９１７６０号に
開示されている方式では、文字画像信号が示す画像濃度
が所定のしきい値未満であった場合に、絵領域と誤認さ
れ面積階調が施されてしまう。このようにこれら２つの
方式では、上述の理由により文字領域と絵領域の判別が
正確に行われないことにより適切な中間調処理が施され
ないという問題点があった。

【０００８】本発明はこのような背景の下になされたも
ので、画像信号から文字の輪郭部分と、画像の内部が均
一に塗りつぶされている領域との別を検出し、文字領域
か否かを正確に判別して適切な中間調処理を施すことに
より画像品質の高い画像形成装置を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
画像データの色領域の変換をおこないラスタ画像データ
として出力する色信号変換手段と、前記色信号変換手段
からの出力画像信号のデータを記憶、保持する記憶手段
と、文字領域と中間階調を有する絵領域とを判別する文
字領域／絵領域判別手段と、画像データに墨入れ処理を
おこなう色補正手段と、画像データを記録部の特性に応
じて最適化するγ補正手段と、前記文字領域／絵領域判
別手段の判別結果に基づき画像データに適当な面積階調
を施し２値データとして出力する２値化処理手段と、前
記２値化処理手段によるデータに基づき画像を記録する
記録手段とを具備することを特徴とする画像形成装置を
提供する。

【００１０】請求項２記載の発明は、前記文字領域／絵
領域判別手段が、高周波通過型フィルタによる局所オペ
レータの演算結果から文字領域／絵領域の判別を行うこ
とを特徴とする請求項１記載の画像形成装置を提供す
る。

【００１１】請求項３記載の発明は、前記文字領域／絵
領域判別手段が、微分フィルタによる局所オペレータの
演算結果から文字領域／絵領域の判別を行うことを特徴
とする請求項１記載の画像形成装置を提供する。

【００１２】請求項４記載の発明は、前記局所オペレー
タが、画像の濃度ディジタル信号関数と、高周波通過型
フィルタ特性関数または、微分フィルタ特性関数との畳
み込み積分をおこなうことを特徴とする請求項１ないし
請求項３記載の画像形成装置を提供する。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態の動作
について、図１による本発明の画像形成装置の構成を示
すブロック図と、図２による文字領域／絵領域判別アル
ゴリズムのフロー図を参照して説明する。図１におい
て、入力された赤色、緑色および青色の３色のディジタ
ル信号Ｒ，Ｇ，Ｂの画像データは色信号変換部１におい
て、印刷用信号であるシアン、マゼンタおよび黄色の３
色の濃度を示すディジタル信号Ｃ，Ｍ，Ｙに変換された
後、水平走査への画像変換によりラスタデータとし、主
走査方向の画素データを単位ラインデータとしてライン
メモリ部２および色補正部４に伝送される。

【００１４】前記ラインメモリ部２では、画像構成画素
換算で数ライン分の画像信号のデータを保持し、この保
持データはデータの処理と記録の進行とともにｌライン
単位で更新される。前記ラインメモリ部２の１ライン単
位の前記保持データは、文字領域／絵領域判別部３に取
り込まれ、高周波通過型フィルタまたは微分フィルタを
使用した信号データ処理を局所オペレータ３１で行い、
記録対象画素の変化に応じて画像全体を走査する。

【００１５】高周波通過型フィルタによる局所オペレー
タ３１の特性関数は、空間周波数領域での高周波通過型
フィルタ特性関数を空間領域にフーリエ変換した関数を
サンプリングおよび量子化して得られ、微分フィルタに
よる局所オペレータ３１の特性関数は、微分演算する関
数をサンプリングおよび量子化して得られる。前記局所
オペレータ３１の特性関数を、ｉ軸とｊ軸の直行２次元
座標の関数として、ｉ＝０，ｊ＝０を原点とした、ｆ
（ｉ，ｊ）で表す。ここで、ｉ，ｊは整数であり、ｉと
ｊで表される座標は画素の座標に対応し、ｆ（ｘ，ｙ）
は画素の位置に対応してサンプリングされる。

【００１６】局所オペレータ３１の動作は、画像データ
を記録する位置をラスタデータの主走査方向ｘ軸と副走
査方向ｙ軸の直行２次元座標軸で表すものとし、前記ラ
インメモリ部２を通して参照する前記色信号変換部１か
らの任意の位置の各色の画像濃度ディジタル信号の和を
ｓ（ｘ，ｙ）とすると、局所オペレータ３１のｆ（ｉ，
ｊ）を動作させた値ｄ（ｘ，ｙ）は、式（１）で表され
る。ここでｘおよびｙは整数であり、ｘとｙで表される
座標は画素の座標を示す。

【数１】 ここで、図２の文字領域／絵領域判別アルゴリズムのフ
ロー図のステップｓ１において、前記局所オペレータ３
１による演算結果ｄ（ｘ，ｙ）の絶対値と所定しきい値
ｄｔｈ１を比較し、ｄ（ｘ，ｙ）がｄｔｈ１を超えてい
れば、領域判別記憶部３２により画素ｓ（ｘ，ｙ）は文
字の輪郭部を構成しているので文字領域と判断され、ま
た、図２のステップｓ４において、ｄ（ｘ，ｙ）が別の
所定しきい値ｄｔｈ２に達していなければ、隣接する画
素と同じ濃度の画素であり、絵領域と判断される。

【００１７】このように走査記録の進行とともに前記式
（ｌ）の演算が行われ、前記文字領域／絵領域判別アル
ゴリズムを動作させて判別処理が行われ、判別された画
素の状態履歴が領域判別記憶部３２に順次記憶されて行
く。例えば、図３に示すような主走査がｘ方向にｍ個、
副走査がｙ方向にｎ個のｍ×ｎ個の画素データに対し記
録を実行する場合、図２に示すフロー図のようにｘ，ｙ
の値を１づつインクリメントしながら、ｘ方向およびｙ
方向に記録部７の記録の進行に同期して走査して式
（１）の演算を実行し（ステップｓ１〜ｓ３）、ステッ
プｓ４で演算結果ｄ（ｘ，ｙ）の絶対値を所定しきい値
ｄｔｈ１と比較し、ｄｔｈ１を超えた輪郭のはっきりし
た画素であれば、ステップｓ５でＦＬ＝１のフラグを立
て、ステップｓ６で文字領域であることを表すＦＪ＝１
のフラグを立てて、文字領域であることを示す処理信号
を図１の２値化処理部６へ送出し、７において該当する
信号処理を行う。

【００１８】また、ｄ（ｘ，ｙ）の絶対値が所定しきい
値ｄｔｈ１以下であればステップｓ７で前記ｄ（ｘ，
ｙ）の絶対値と別の所定しきい値ｄｔｈ２とを比較し、
ｄ（ｘ，ｙ）の絶対値がｄｔｈ２に達していない、いわ
ゆるフラットな画像であれば、ステップｓ８でＦＬ＝０
のフラグを立て、ステップｓ９で絵領域であることを表
すＦＪ＝０のフラグを立てて、絵領域であることを示す
処理信号を図１の２値化処理部６へ送出し、６において
該当する信号処理を行う。

【００１９】次にステップｓ１１においてｘの値の判定
を行い、ｘの値がｍに達していなければｓ３に戻り、ｘ
の値を１だけ増加させて上記ｓ４からｓ１０の処理を行
い、ｓ１１においてｘの値がｍに達したとき、ステップ
ｓ１２に移行する。ｓ１２ではｙの値の判定を行い、ｙ
の値がｎに達していなければｓ２に戻り、フラグＦＬを
０にセットし、ｙの値を１だけ増加させ、ｘの値を０に
セットしてステップｓ３からｓ１１の各処理を行い、ｓ
１２においてｙの値の判定を行い、ｙの値がｎに達する
までステップｓ３からｓ１１の処理を繰り返す。

【００２０】上述のような処理を行う場合、図１のライ
ンメモリ部２に保持、記憶されているデータは、図３の
画素データのうち、図４に示すように、主走査数にして
数ラインであり、図４のｙの値は記録対象画素を中心ラ
インに位置づけるようにして記録の進行に同期して増加
していく。上述のように、図１の局所オペレータ３１の
動作は、図５の様に配置された局所オペレータ関数を、
図４のラインメモリ部に重ね合わせて、記録の進行とと
もにｘ方向に移動させたときに重なりあった各画素セル
の数値の積を取り、それぞれの積の和をとったものが式
（ｌ）に示したｄ（ｘ，ｙ）である。

【００２１】これまでの説明で明らかなように、画像の
濃度ディジタル信号関数と、高周波通過型フィルタ特性
関数または、微分フィルタ特性関数との畳み込み積分を
おこなうことになり、その結果から濃度が急激に変わる
座標と、ほとんど濃度が変わらない座標との区別をｄ
（ｘ，ｙ）の値から判断可能となり、図２のフロー図の
アルゴリズムにより、文字領域か絵領域かが判断され
る。以上の処理をステップｓ１１でｘ＝ｍ，ステップｓ
１２でｙ＝ｎが満足されるまで繰り返すことにより、主
走査のｘ方向および副走査のｙ方向について、図１の記
録部７における記録の進行に同期して走査しながら所定
の信号処理を行うことができる。

【００２２】次に、図１の前記文字領域／絵領域判別部
３によるデータ判別と並行して、前記色信号変換部ｌよ
り色補正部４に入力されたディジタル信号Ｃ、Ｍ、Ｙに
対してマスキング、墨入れ、および下色除去（ＵＣＲ）
の各色補正処理をおこない、その結果をシアン、マゼン
タ、黄色および黒色の４色のディジタル信号Ｃ’，
Ｍ’，Ｙ’，Ｋ’としてγ補正部５に出力する。γ補正
部５では入力されたディジタル信号Ｃ’，Ｍ’，Ｙ’，
Ｋ’に対し、記録部７で記録される実際の濃度と、濃度
を示すディジタル信号のレベルの関係が線形となるよう
に、画像ディジタル信号のコントラストとブライトネス
をγ補正して、γ補正後の各色のディジタル信号Ｃ”，
Ｍ”，Ｙ”，Ｋ”を２値化処理部６に出力する。

【００２３】２値化処理部６では、γ補正部５からの各
色のディジタル信号Ｃ”，Ｍ”，Ｙ”，Ｋ”に対し、文
字領域／絵領域判別部３で判断された文字領域／絵領域
フラグＦＪの結果に基づき、文字領域であれば画素の色
にもっとも近い色が再現できるよう濃度階調をおこな
い、また絵領域であれば面積階調をおこなって、２値デ
ータとして記録部７へ出力する。記録部７では、２値化
処理部６で２値化されたデータに基づき、画像記録をお
こなう。

【００２４】また、本実施形態ではラインメモリ部２
は、色信号変換部ｌから信号を入力しているが、色補正
部４またはγ補正部５から入力してもよい。ただし、色
信号変換部ｌからの色信号は３種類であるのに対し、色
補正部４、γ補正部５からの色信号は４種類あるためメ
モリ容量が増加し文字領域／絵領域判別部３での演算量
が増大する。

【００２５】以上、本発明の一実施形態の動作を図面を
参照して詳述してきたが、本発明はこの実施形態に限ら
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設
計変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本実施
形態で説明したカラー画像を記録する場合だけでなく、
モノクローム画像を記録する場合にも適用できるなどで
ある。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、画像の濃度ディジタル信号関数と、高周波通過型フ
ィルタ特性関数または、微分フィルタ特性関数との畳み
込み積分の結果から、文字領域と絵領域の区別を正確に
判別して各画像領域に適した信号処理を施すことによ
り、文字の画像品質の低下を来すことなく高品質画像を
形成することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態による画像形成装置の構
成を表すブロック図である。

【図２】 本発明の一実施形態による文字領域／絵領域
判別アルゴリズムのフロー図である。

【図３】 表示画素データの構成を表す図である。

【図４】 ラインメモリ部２に記憶されるデータを表す
図である。

【図５】 局所オペレータ３１の関数の配置を表す図で
ある。

【符号の説明】

ｌ 色信号変換部 ２ ラインメモリ部 ３ 文字領域／絵領域判別部、 ４ 色補正部 ５ γ補正部 ６ ２値化処理部 ７ 記録部 ３ｌ 局所オペレータ ３２ 領域判別記憶部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データの色領域の変換をおこないラ
   スタ画像データとして出力する色信号変換手段と、 前記色信号変換手段からの出力画像信号のデータを記
   憶、保持する記憶手段と、 文字領域と中間階調を有する絵領域とを判別する文字領
   域／絵領域判別手段と、 画像データに墨入れ処理をおこなう色補正手段と、 画像データを記録部の特性に応じて最適化するγ補正手
   段と、 前記文字領域／絵領域判別手段の判別結果に基づき画像
   データに適当な面積階調を施し２値データとして出力す
   る２値化処理手段と、 前記２値化処理手段によるデータに基づき画像を記録す
   る記録手段とを具備することを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 前記文字領域／絵領域判別手段は、 高周波通過型フィルタによる局所オペレータの演算結果
   から文字領域／絵領域の判別を行うことを特徴とする請
   求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記文字領域／絵領域判別手段は、 微分フィルタによる局所オペレータの演算結果から文字
   領域／絵領域の判別を行うことを特徴とする請求項１記
   載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記局所オペレータは、 画像の濃度ディジタル信号関数と、高周波通過型フィル
   タ特性関数または、微分フィルタ特性関数との畳み込み
   積分をおこなうことを特徴とする請求項１ないし請求項
   ３記載の画像形成装置。