JPH1115965A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回路規模の縮小と処理時間の短縮を図る。 【解決手段】画素配列順に入力される画像データから一
定画素数の区画領域毎に最大値ＭＡＸ及び最小値ＭＩＮ
を抽出する手段１４と、抽出された最大値及び最小値を
記憶する手段１９と、記憶された最大値及び最小値に応
じた第１の画像処理を前記最大値及び最小値に該当する
区画領域の画像データに対して行う手段１７と、記憶さ
れた最大値及び最小値に応じた第２の画像処理を前記最
大値及び最小値に該当する区画領域の画像データに対し
て行う手段１８と、を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリアルに入力さ
れる画像データに対して複数種のデータ処理を行う画像
処理装置に関し、ディジタル複写機、スキャナとプリン
タとを組み合わせた画像再現システムなどに適用され
る。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル複写機においては、原稿を走
査して読み取った画像データに対して、γ変換・変倍・
ＭＴＦ補正・２値化などの画像処理が行われる。ＭＴＦ
補正は画質改善のための処理であり、エッジ強調に代表
されるフィルタリングを含んでいる。２値化は多値デー
タをドットの組合せによる画像再現のための２値データ
に変換する処理である。

【０００３】ＭＴＦ補正及び２値化については、文字領
域と中間調領域（写真など）とを区別して処理を行うの
が望ましい。従来の画像処理装置は、ＭＴＦ補正回路及
び２値化回路のそれぞれにおいて画像を区画した各領域
毎に濃淡差（濃度の最大値及び最小値）を検出し、その
結果に応じて処理内容を最適化するように構成されてい
た。

【０００４】一方、複写機では、ライン順次の走査が行
われ、走査順に各画素の画像データがシルアル伝送され
るので、フィルタリングを行うには所定のデータ遅延が
不可欠である。従来では、例えば５×５サイズの画素マ
トリクスのフィルタリングを行う場合において、４個の
ラインメモリを用いて４ライン分の画像データを一時的
に記憶し、５ライン目の走査の進行に合わせてメモリの
読み出しを行い、計５ラインの同一画素位置の画像デー
タをフィルタ回路に同時に入力するデータ遅延手段が用
いられていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来では、上述のよう
にＭＴＦ補正回路及び２値化回路の両方において別個に
画像の濃淡差を検出していたので、回路規模が大きく画
像処理全体の所要時間が長いという問題があった。

【０００６】本発明は、回路規模の縮小と処理時間の短
縮を図ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明においては、１つ
の抽出手段によって得られた濃淡差情報を第１及び第２
の画像処理手段で共用することによって、抽出の重複が
避けられる。また、濃淡差情報を利用して画像データを
圧縮し、圧縮画像データを遅延させて複数ラインのデー
タを同時に参照するフィルタリングを行うことによっ
て、データ遅延のためのメモリの小容量化が図られる。

【０００８】請求項１の発明の装置は、画素配列順に入
力される画像データから一定画素数の区画領域毎に最大
値及び最小値を抽出する手段と、抽出された最大値及び
最小値を記憶する手段と、記憶された最大値及び最小値
に応じた第１の画像処理を前記最大値及び最小値に該当
する区画領域の画像データに対して行う手段と、記憶さ
れた最大値及び最小値に応じた第２の画像処理を前記最
大値及び最小値に該当する区画領域の画像データに対し
て行う手段と、を有している。

【０００９】請求項２の発明の装置は、画素配列順に入
力される画像データから一定画素数分毎に最大値及び最
小値を抽出し、抽出した最大値及び最小値に基づいて一
定画素数分毎に前記画像データを圧縮するエンコード手
段と、抽出された最大値及び最小値に応じた第１及び第
２の制御データを出力するルックアップテーブルメモリ
と、前記エンコード手段によって圧縮された少なくとも
１ライン分の圧縮画像データを記憶する遅延メモリと、
前記遅延メモリに記憶された圧縮画像データを伸長する
デコード手段と、前記デコード手段によって伸長された
少なくとも１ライン分の画像データを含む複数ライン分
の画像データに対して、前記第１の制御データに応じた
データ処理を行う第１の画像処理手段と、前記第１の画
像処理手段を経た画像データに対して、前記第２の制御
データに応じたデータ処理を行う第２の画像処理手段
と、を有している。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は画像処理装置１の構成図で
ある。画像処理装置１は、ＡＤ変換器１０、γ変換部１
１、変倍部１２、データ遅延部１３、ＭＴＦ補正部１
７、２値化部１８、及びルックアップテーブルメモリ１
９を備えており、ライン順次の走査で原稿画像を読み取
って点描形式で再生するシステムに組み込まれて使用さ
れる。データ遅延部１３は、エンコーダ１４、ＦＩＦＯ
メモリ１５、及びデコーダ１６からなる。

【００１１】ＡＤ変換器１０には、１ラインの走査毎に
ラインセンサ３１から主走査方向の画素列（ライン）の
光電変換信号が入力される。ＡＤ変換器１０は、一定周
期で光電変換信号のサンプリングホールドを行い、１ラ
インの各画素の明暗を表す所定ビット（例えば８ビッ
ト）の画像データを出力する。γ変換部１１は、照明の
配向むらと光電変換素子間の感度差を補うシェーディン
グ補正を行った後、輝度データを濃度データに変換す
る。その際、所定の濃度調整を行う。変倍部１２は、入
力画像に対して主走査方向の変倍（指定された比率の拡
大／縮小）を行う。

【００１２】ＭＴＦ補正部１７は、本発明の第１の画像
処理手段であって、スムージング及びエッジ強調を行う
とともに、過度の画質調整を避けるためにダイナミック
レンジを制限する。２値化部１８は、本発明の第２の画
像処理手段であって、多値データを２値データに変換す
る。その際、後述のように文字領域と中間調領域（写真
領域）とを区別してそれぞれに適した２値化を実現する
ためのダイナミック変換を行う。

【００１３】ＦＩＦＯメモリ１５は、ＭＴＦ補正部１７
においてフィルタリングを行うための遅延メモリであっ
て、４ライン分のデータを一時的に記憶することができ
る。エンコーダ１４及びデコーダ１６は、ＦＩＦＯメモ
リ１５の小容量化を図るために設けられている。すなわ
ち、エンコーダ１４は画像データを圧縮し、デコーダ１
６はエンコーダ１４及びＦＩＦＯメモリ１５からの計５
ラインの圧縮画像データを同時に伸長してＭＴＦ補正部
１７に送り出す。

【００１４】ルックアップテーブルメモリ１９には、デ
ータ遅延部１３において検出される画像データの最大値
（ＭＡＸ）及び最小値（ＭＩＮ）がアドレスとして入力
される。アドレス入力に呼応して、アドレスに応じた第
１及び第２の制御データ（領域判別情報）Ｄ１９１，Ｄ
１９２が出力される。第１の制御データＤ１９１はＭＴ
Ｆ補正部１７におけるダイナミックレンジの制限に用い
られ、第２の制御データＤ１９２は２値化部１８におけ
るダイナミック変換に用いられる。つまり、画像処理装
置１においては、データ遅延部１３で検出した最大値及
び最小値を、ＭＴＦ補正部１７及び２値化部１８の処理
内容の設定に共通に用いることによって、全体の回路規
模の縮小が図られている。

【００１５】以下、本発明に係わる部分の構成をさらに
詳しく説明する。図２はエンコーダ１４の機能ブロック
図である。エンコーダ１４は、最大値・最小値検出部１
４１、ダイナミックレンジ（ＬＤ）・レンジ平均値（Ｌ
Ａ）の算出部１４２、４値化閾値の算出部１４３、４値
化部１４４、及び領域判別部１４５から構成されてお
り、変倍部１３から画素配列順に入力された画像データ
Ｄ１３を１／２のデータ量の圧縮画像データＤ１４に変
換する。

【００１６】エンコーダ１４では８画素単位（圧縮率が
３／１６の場合は１６画素単位) で圧縮が行われる。最
大値・最小値検出部１４１は、画像データＤ１３を８画
素毎にブロック分割し、ブロック内の最大値（ＭＡＸ）
及び最小値（ＭＩＮ）を検出する。ダイナミックレンジ
（ＬＤ）・レンジ平均値（ＬＡ）の算出部１４２は、最
大値と最小値との差であるダイナッミックレンジＬＤ
（＝ＭＡＸ−ＭＩＮ）、及びレンジ平均値ＬＡ〔＝（Ｍ
ＡＸ−ＭＩＮ）／２〕を算出する。４値化閾値の算出部
１４３は、ダイナミックレンジＬＤとレンジ平均値ＬＡ
とから、第１の４値化閾値Ｌ１（＝ＬＡ−ＬＤ／４）、
及び第２の４値化閾値Ｌ２（＝ＬＡ＋ＬＤ／４）を算出
する。これら算出値にレンジ平均値ＬＡを合わせた３個
のフローティング閾値Ｌ１，ＬＡ，Ｌ２によって、ダイ
ナミックレンジＬＤが４等分される。４値化部１４４
は、ブロック内の各画素の入力データ値とフローティン
グ閾値Ｌ１，ＬＡ，Ｌ２とを比較して、８ビット（２５
６階調）の画像データＤ１３を２ビット（４階調）の圧
縮画像データＤｄに変換するとともに、ブロック毎にダ
イナミックレンジＬＤとレンジ平均値ＬＡとを示す２バ
イトのヘッダＤｈを付加し、８画素分の圧縮画像データ
Ｄ１４として出力する。これにより入力された８バイト
のデータが４バイトに圧縮されることになる。この圧縮
の過程で、最大値・最小値検出部１４１は、５ライン分
の最大値と最小値とを検出する。領域判別部１４５は、
これら合計１０個のデータを再び比較して、５ラインに
跨がる区画領域における最大値（ＭＡＸ）と最小値（Ｍ
ＩＮ）を抽出する。これら抽出値が上述のとおりルック
アップテーブルメモリ１９に入力される。ルックアップ
テーブルメモリ１９は、入力アドレス（ＭＡＸ，ＭＩ
Ｎ）をラッチする記憶機能を有しており、ＭＴＦ補正部
１７及び２値化部１８で入力アドレスに該当する区画領
域に対する処理が行われている期間にわたって、上述の
ように制御データＤ１９１，Ｄ１９２を出力する。

【００１７】デコーダ３０は、圧縮画像データＤ１４か
らダイナミックレンジＬＤ及びレンジ平均ＬＡを抽出
し、圧縮画像データＤ１４の値（０，１，２，３）に応
じて表１の演算式を適用してデータの伸長を行う。伸長
によって２ビットのデータが８ビットに復元される。

【００１８】

【表１】

【００１９】図３はＭＴＦ補正部１７の機能ブロック図
である。デコーダ１６から入力される画像データは、ス
ムージング処理部１７１、平滑化度検出部１７２、エッ
ジ検出部１７３、エッジ抽出部１７４、エッジ強調処理
部１７５、及びスムージング制御部１７６にそれぞれ入
力される。

【００２０】スムージング処理部１７１は、画像の一様
濃度部分（ベタ部）などのノイズの除去やモアレ発生防
止を目的として、画像データに対して空間周波数の高周
波成分のみを除去するフィルタリングを行う。平滑化度
検出部１７２は、ノイズによるベタ部でのエッジ誤検出
を防止するために、注目画素がベタ部の画素であるか否
かを判別する。エッジ検出部１７３は、エッジ強調処理
の要否を判定するために、エッジの度合いを定量化す
る。エッジ抽出部１７４は、画像データから空間周波数
の高周波成分のみを分離抽出する。エッジ強調処理部１
７５は、注目画素に付加するエッジ強調量をエッジ抽出
部１７４の出力から生成する。そのとき、エッジ強調量
の生成の要否はエッジ検出部１７３の出力によって決定
される。スムージング制御部１７６は、画像中のベタ部
に含まれるノイズのみを除去するために、エッジ検出部
１７３の処理に従って、ベタ部のみに対して注目画素の
スムージング処理をする。スムージング制御部１７６を
経た画像データに対して、加算器１７７においてエッジ
強調処理部１７５からのエッジ強調量が加算される。

【００２１】以上の処理を行った後、レンジ制御部１７
８において過度のエッジ強調処理による白抜けや縁取り
を防止するため、注目画素のレべル変化範囲を制限す
る。この制限における範囲設定値として、ルックアップ
テーブルメモリ１９から制御データＤ１９１として与え
られる最大値（ＭＡＸ）及び最小値（ＭＩＮ）が用いら
れる。レンジ制御部１７８の入力Ａと出力Ｂとの関係は
表２のとおりである。レンジ制御部１７８で制限を受け
た画像データが２値化部１８へ送られる。

【００２２】

【表２】

【００２３】図４は２値化部１８の機能ブロック図、図
５はダイナミック変換の特性を示すグラフである。２値
化部１８は、一般的な誤差拡散２値化法による２値化手
段であって、誤差補正のための加算器１８１、閾値ｔｈ
を基準に２値化するコンパレータ１８２、誤差算出のた
めの減算器１８４、補正量を算定する重み付けフィルタ
１８６、及びフィルタリングのためのＦＩＦＯ式の遅延
メモリ１８５を基本要素として有している。２値化部１
８には、ルックアップテーブルメモリ１９からの制御デ
ータＤ１９２に基づいて上限側基準値（Ｈｉｇｈ基準
値）と下限側基準値（Ｌｏｗ基準値）とを出力するダイ
ナミック変換部１８７、及び、減算器１８４への入力を
切り換えるセレクタ１８３が設けられている。上限側基
準値及び下限側基準値に基づいてダイナミックレンジを
変化させることによって、文字領域ではコントラストが
高く、しかも写真領域では階調再現が忠実である高画質
の画像再現が実現される。文字領域のように最大値と最
小値との差（ＭＡＸ−ＭＩＮ）が大きい場合は、ダイナ
ミック変換によって下限側基準値と上限側基準値との差
が大きくなる。逆に写真領域のように最大値と最小値と
の差が小さい場合は、ダイナミック変換によって下限側
基準値と上限側基準値との差が小さくなる。

【００２４】上述の実施形態によれば、フィルタリング
のために遅延させるデータを圧縮するので、遅延メモリ
の小容量化を図ることができる。加えて、圧縮に際して
検出する最大値及び最小値を、後段のＭＴＦ補正部１７
及び２値化部１８の制御情報として用いるので、従来と
違ってＭＴＦ補正部１７及び２値化部１８のそれぞれで
領域判別を行う必要がない。すなわち、領域判別の重複
が避けられるので、回路規模の縮小による低価格化、及
び処理時間の短縮を図ることができる。また、固定長符
号化方式である１次元ブロック符号化による圧縮を行う
ので、データ内容に係わらず確実にデータ容量を削減す
ることができる。可変長符号化では、圧縮処理によって
データ量が増えてしまう場合がある。以上の実施形態に
おいて、フィルタリングのマトリクスサイズの大きさ、
フィルタの内容、圧縮率、圧縮手法、伸長手法は、例示
に限定されない。

【００２５】

【発明の効果】請求項１又は請求項２の発明によれば、
回路規模の縮小と処理時間の短縮を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像処理装置の構成図である。

【図２】エンコーダの機能ブロック図である。

【図３】ＭＴＦ補正部の機能ブロック図である。

【図４】２値化部の機能ブロック図である。

【図５】ダイナミック変換の特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 画像処理装置 １４ エンコーダ（エンコード手段） １５ ＦＩＦＯメモリ（遅延メモリ） １６ デコーダ（デコード手段） １７ ＭＴＦ補正部（第１の画像処理手段） １８ ２値化部（第２の画像処理手段） １９ ルックアップテーブルメモリ Ｄ１４ 圧縮画像データ Ｄ１３ 画像データ Ｄ１９１ 第１の制御データ Ｄ１９２ 第２の制御データ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画素配列順に入力される画像データから一
   定画素数の区画領域毎に最大値及び最小値を抽出する手
   段と、 抽出された最大値及び最小値を記憶する手段と、 記憶された最大値及び最小値に応じた第１の画像処理を
   前記最大値及び最小値に該当する区画領域の画像データ
   に対して行う手段と、 記憶された最大値及び最小値に応じた第２の画像処理を
   前記最大値及び最小値に該当する区画領域の画像データ
   に対して行う手段と、を有したことを特徴とする画像処
   理装置。
2. 【請求項２】画素配列順に入力される画像データから一
   定画素数分毎に最大値及び最小値を抽出し、抽出した最
   大値及び最小値に基づいて一定画素数分毎に前記画像デ
   ータを圧縮するエンコード手段と、 抽出された最大値及び最小値に応じた第１及び第２の制
   御データを出力するルックアップテーブルメモリと、 前記エンコード手段によって圧縮された少なくとも１ラ
   イン分の圧縮画像データを記憶する遅延メモリと、 前記遅延メモリに記憶された圧縮画像データを伸長する
   デコード手段と、 前記デコード手段によって伸長された少なくとも１ライ
   ン分の画像データを含む複数ライン分の画像データに対
   して、前記第１の制御データに応じたデータ処理を行う
   第１の画像処理手段と、 前記第１の画像処理手段を経た画像データに対して、前
   記第２の制御データに応じたデータ処理を行う第２の画
   像処理手段と、を有したことを特徴とする画像処理装
   置。