(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿画像を読み取って電気信号に変換する手段と、変換された電気信号に対して信号処理を施す手段と、信号処理を施された信号にしたがって画像を再生させる手段とを有する画像処理装置において、
読み取った画像信号を画質処理し、画質処理後、データを外部装置に出力する手段と、
画像データをライン単位で間引きして出力する手段と、
階調処理する前の多値データをライン間で加算処理する手段と、
階調処理時に間引きの対象ラインの処理を停止する手段と、
を備え、
前記加算処理する手段が、間引きを行わないときのフィルタ係数をライン間で加算したことによってできるフィルタ処理手段であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
原稿画像を読み取って電気信号に変換する手段と、変換された電気信号に対して信号処理を施す手段と、信号処理を施された信号にしたがって画像を再生させる手段とを有する画像処理装置において、
読み取った画像信号を画質処理し、画質処理後、処理された画像データをライン単位で間引きして出力する手段と、
前記出力する手段によって間引きされた画像データを一旦メモリに記憶させる手段と、
階調処理する前の多値データをライン間で加算処理する手段と、
階調処理時に間引きの対象ラインの処理を停止する手段と、
を備え、
前記加算処理する手段が、間引きを行わないときのフィルタ係数をライン間で加算したことによってできるフィルタ処理手段であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
前記フィルタ処理手段は、間引きを行わないときのフィルタがＭＴＦフィルタである場合には、間引き処理時にライン間の加算を行い、間引きを行わないときのフィルタが平滑化フィルタである場合には、間引き時にライン間の加算処理を行わないことを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばデジタル複写機に好適な画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像処理装置としては、例えば特開昭６３−２３２７４９号公報や特開平６４−７７３７０号公報などに開示された発明が知られている。前者には、間引きディザマトリクスのサイズ単位で行うことによって、間引きによるディザパターンの変形を防止する技術が開示され、後者には、縮小率や拡大率にしたがって、間引き、補間を行うラインを乱数によって決定し、かつ、ライン間のＯＲ処理を行ってデータの欠落を防ぐ技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＦＡＸ複合機などにおけるＦＡＸ装置に対してスキャナの速度限界を越えた副走査方向の密度変換の要求があるときに、画像データの間引きを利用することがあり、この間引き処理で画質が劣化することがあるので、劣化を防止を図る必要があるが、上記各従来技術では、この劣化の防止に対応することができなかった。
【０００４】
また、ページメモリを使用してデジタル複写機の応用機能を提供する装置においては、メモリを利用した単純な密度変換（変倍）を利用する際に、従来の間引き方法では、画質が劣化するおそれがあった。
【０００５】
また、画質処理を行う前の多値のレベルで間引き対象のラインのＯＲ処理を行うことによって間引きでの画質処理を抑えることができるが、ＯＲ処理のための処理手段が必要であって、その分コストが高くならざるを得なかった。
【０００６】
さらに、間引きによる画像抜けを防止するために加算処理を行う場合があるが、もともと平滑化がかかっていればさらに加算する必要はなく、画像抜けも発生しないので、この加算処理は不要であった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、間引き処理によって画質が劣化することのない画像処理装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第１の手段は、原稿画像を読み取って電気信号に変換する手段と、変換された電気信号に対して信号処理を施す手段と、信号処理を施された信号にしたがって画像を再生させる手段とを有する画像処理装置において、読み取った画像信号を画質処理し、画質処理後、データを外部装置に出力する手段と、画像データをライン単位で間引きして出力する手段と、階調処理する前の多値データをライン間で加算処理する手段と、階調処理時に間引きの対象ラインの処理を停止する手段とを備え、 前記加算処理する手段が、間引きを行わないときのフィルタ係数をライン間で加算したことによってできるフィルタ処理手段であることを特徴としている。
【０００９】
第２の手段は、原稿画像を読み取って電気信号に変換する手段と、変換された電気信号に対して信号処理を施す手段と、信号処理を施された信号にしたがって画像を再生させる手段とを有する画像処理装置において、読み取った画像信号を画質処理し、画質処理後、処理された画像データをライン単位で間引きして出力する手段と、前記出力する手段によって間引きされた画像データを一旦メモリに記憶させる手段と、階調処理する前の多値データをライン間で加算処理する手段と、階調処理時に間引きの対象ラインの処理を停止する手段とを備え、前記加算処理する手段が、間引きを行わないときのフィルタ係数をライン間で加算したことによってできるフィルタ処理手段であることを特徴としている。
【００１０】
第３の手段は、第１または第２の手段におけるフィルタ処理手段が、間引きを行わないときのフィルタがＭＴＦフィルタである場合には、間引き処理時にライン間の加算を行い、間引きを行わないときのフィルタが平滑化フィルタである場合には、間引き時にライン間の加算処理を行わないことを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
１．原稿読み取り装置
図１は本発明に係る画像処理装置の一実施形態が適用されたデジタル複写機の原稿読み取り装置を示す構成図である。
【００１４】
図１において、コンタクトガラス１上の原稿は光源２ａ、２ｂにより照明され、その反射光がミラー３、４、５、６、７及びレンズ８を介してＣＣＤイメージセンサ９の受光面で結像され、これにより、原稿画像が読み取られる。前記光源２ａ、２ｂおよびミラー３はコンタクトガラス１の下面をコンタクトガラス１と平行に副走査方向（図１において左右方向）に移動する第１走行体１０に搭載され、ミラー４および５は同様の第２走行体１１に搭載されている。
【００１５】
主走査はＣＣＤイメージセンサ９の固体走査によって行われ、原稿画像はＣＣＤイメージセンサ９によって読み取られ、前述のように光学形が移動することによって原稿全体が走査される。本実施形態では、読み取り密度は１６画素／ｍｍに設定され、Ａ３判（２９７ｍｍ×４２０）の原稿まで読み取り可能に構成されている。
【００１６】
２．レーザプリンタ部
図２に示すレーザプリンタは概略的にレーザ書き込み系と、画像再生系と給紙系を有する。レーザ書き込み系はレーザ出力ユニット２１、結像レンズ２２及びミラー２３を有し、レーザ出力ユニット２１は図３に示すＬＤ制御回路２０により駆動されるレーザダイオード（ＬＤ）と、モータにより高速で回転してレーザ光を感光体ドラム２４上に走査するポリゴンミラー等を有する。
【００１７】
感光体ドラム２４の回りには公知の電子写真プロセス機構として帯電チャージャ２５と、イレーサ２６と、上記レーザ書き込み系と、現像ユニット２７と、転写チャージャ２８と、分離チャージャ２９と、分離爪３０とクリーニングユニット３１等が設けられ、感光体ドラム２４の表面には帯電、露光、現像、転写によりトナー像が形成され、このトナー像が記録紙に転写される。なお、感光体ドラム２４の一端近傍でレーザビームが照射される位置に、主走査同期信号（ＭＳＹＮＣ）を発生する図示しないビームセンサが配されている。
【００１８】
このレーザプリンタにおける画像再生のプロセスを簡単に説明すると、感光体ドラム２４の周面は帯電チャージャ２５によって一様に高電位に帯電される。その周面にレーザ光が照射されると、照射された部分の電位が下がる。レーザ光は記録再生の黒／白に応じてオン／オフされ、パルス幅変調（ＰＷＭ）またはパワー変調（ＰＭ）に寄って感光体ドラム２４面上のレーザ照射エネルギを制御する。その結果、感光体ドラム２４面上には、記録画像の階調レベルに対応する電位分布、すなわち静電潜像が形成される。静電潜像が形成された部分が現像ユニット２７を通ると、その電位の工程に応じてトナーが付着し、静電潜像が可視化したトナー像となる。記録紙は給紙カセット３３ａ、３３ｂからそれぞれ給紙ローラ３７ａ、３７ｂにより搬送され、レジストローラ３８に当接した状態で一旦停止して感光体ドラム２４上のトナー像に一致するように搬送され、転写チャージャ２８によりトナー像が転写される。トナー像が転写された記録紙は搬送ベルト３４により搬送されて定着ローラ３５によりトナー像が定着され、排紙トレイ３６上に排出される。
【００１９】
この実施形態では、給紙系は２系統になっている。一方の給紙系、すなわち、上側給紙カセット３３ａ内の記録シート３２ａは、給紙ローラ３７ａによって給紙される。一方、下側給紙カセット３３ｂ内の記録シート３２ｂは、給紙ローラ３７ｂによって給紙される。そして、いずれかの給紙ローラ３７から給紙された記録紙（記録シート）は、レジストローラ３８に当接した状態で一端停止し、記録プロセスの進行に同期したタイミングで感光体ドラム２４に送り込まれる。なお、図示しないが、各給紙系には、カセット３３ａ、３３ｂに収納されている記録シート３２ａ、３２ｂのサイズを検知する記録シートサイズ検知センサがそれぞれ設けられている。
【００２０】
３．画像処理
図３は画像データの処理順序を説明するためのブロック図である。同図において、１２はセンサドライバ回路、９はＣＣＤイメージセンサ、１３は増幅器、１４はＡ／Ｄ変換回路、１５はシェーディング補正回路、１６は空間フィルタ回路、１７は主走査変倍回路、１８はガンマ（γ）補正回路、１９は階調処理回路、２０はレーザダイオード（ＬＤ）制御回路である。
【００２１】
ＣＣＤセンサ９はセンサドライバ１２により駆動されて最大Ａ３サイズ（２９７ｍｍ×４２０ｍｍ）の原稿画像を例えば主走査方向、副走査方向共に１６画素／ｍｍの密度で読み取る。ＣＣＤセンサ９により読み取られたアナログの画像信号は増幅器１３により所定の電圧振幅に増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路１４により１画素当たり２ｎ  階調（例えば２５６階調＝８ビット）のデジタルデータに変換される。このデジタルデータはシェーディング補正回路１５により光源２ａ、２ｂの照明むら及びＣＣＤセンサ９の各素子間の感度バラツキ等が補正され、次いで図８〜図１１に詳しく示すような空間フィルタ回路１６により文字、線字画像等の解像度を上げるＭＴＦ補正、信号ノイズの除去、写真等の再現性を上げる平滑化処理等が行われる。
【００２２】
次いで主走査変倍回路１７により２次元リアルタイム変倍が行われ、その後、γ補正回路１８により設定濃度に応じて原稿画像のγが補正される。次いで図１２に詳しく示す階調処理回路１９により設定画質に応じて中間調処理と２値化処理等が行われ、その後、メモリ蓄積時は階調処理後、データをビデオ制御回路１０１、メモリ制御回路１０４を介してページメモリ１０５に格納する。メモリからの画像データは、メモリ制御回路１０４、ビデオ制御回路１０１を介してＬＤ制御回路２０へ送られ、記録紙に印字される。ビデオ制御回路１０１は、画像パスを切り換えるものであり、後述の図７のように構成されている。同図から、画像データは外部インターフェイス１０２からメモリ部（メモリ制御回路１０４）、またはメモリ部から外部インターフェイス１０２への切り換えも可能であることが分かる。また、外部インターフェイス１０２には、この実施形態では、ＦＡＸ制御回路１０３が接続されている。
【００２３】
４．デジタル複合機の電気的構成
４．１  概略構成
図４はデジタル複合機の電気的構成を示すブロック図である。
【００２４】
この複写機本体１の制御は、液晶表示、各種ＬＥＤ制御、各種キー入力制御制御を行う操作部コントローラ５００、給紙、搬送、定着、両面、プロセス制御などを行うメインコントローラ５０１、画像制御／スキャナ読み取り制御を行う画像処理コントローラ５０２、ＡＤＦ制御を行うＡＤＦコントローラ５０３、ソータ制御を行うソータコントローラ５０４、給紙トレイ制御を行う給紙トレイコントローラ５０５、ファクシミリ制御を行うＦＡＸコントローラ５０６、Ｇ３のプロトコル制御を行うＧ３コントローラ５０７、Ｇ４のプロトコル制御を行うＧ４コントローラ５０８などで構成されている。
【００２５】
４．２  デジタル複合機の画像処理部の構成
図５は画像処理部の構成を示すブロック図である。
【００２６】
同図において、画像処理コントローラ５０２部のＣＰＵ６００はメインコトローラ５０１から読み取り開始の指示があると、スキャナ制御回路６０４に対して指示を伝える。スキャナ制御回路６０４は露光ランプ２を点灯させ、モータ６０５を動作させることによって第１キャリッジ、第２キャリッジを読み取り基準位置に移動させ、位置センサ６０３で検出後、読み取りを開始する。このとき、副走査有効期間信号ＦＧＡＴＥ（読み取り開始時アクティブ、終了時ネガティブ）を作り、タイミング制御回路６０６に送る。タイミング制御回路６０６では、画像同期クロックＣＬＫ、主走査同期信号ＬＳＹＮＣ、主走査有効信号ＬＧＡＴＥを生成し、出力する。なお、６０１はＲＯＭ、６０２はＲＡＭである。
【００２７】
４．３  画像の流れ
画像の流れは、コンタクトガラス１０上におかれた原稿６０７が露光ランプ（光源）２によって照明され、、反射光がカラーＣＣＤ９に結像され、カラーＣＣＤ９から赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に分離されたアナログ画像信号が、信号処理回路６０８によって増幅／光量補正され、Ａ／Ｄ変換器６０９によりデジタル多値信号に変換され、シェーディング補正回路６１０によってシェーディング補正され、画像処理部６１１に送られる。画像処理部６１１では、ＭＴＦ補正、ガンマ補正、黒画像生成、カラー画像生成、２値処理、多値処理などの基本的な画質処理と、変倍、編集、マーカー検知などのデジタル特有の画像処理を行い、黒データＤＡＴＡ０〜７、カラーデータＤＡＴＡＣが出力される。画像処理部６１１から出力された画像データ、タイミング制御回路６０６で生成された同期信号、書き込みの基準信号ＰＭＳＹＮＣは画像セレクタ６１２に入力される。
【００２８】
コピーの場合は、黒画像は書き込み制御部（黒）６１３からＬＤ６１４に送られ、カラー画像は書き込み制御部（カラー）６１５からＬＥＤ６１６に送られ、感光体ドラム２４に照射されることによって像を形成する。
【００２９】
ＦＡＸ送信を行う場合は、セレクタ６１２からメインコントローラ５０１に設けられたＦＡＸ用メモリに転送される。また、ＦＡＸ受信出力は回線から受信したデータを伸張してＦＡＸ用メモリに展開後、画像データ、同期信号とともに画像セレクタ６１２に入力され、書き込みが行われる。
【００３０】
ＦＡＸ送受信時の画像の流れを図６を参照して説明する。
【００３１】
ＦＡＸ画像蓄積／送信時は、スキャナから読み取られたデータが、画像処理コントローラ５０２で各種画像処理を施された後、セレクタ６１２からメインコントローラ５０１上のイメージメモリ６２０に蓄積される。その後、圧縮伸張器６２２により指定された圧縮コード（ＭＨ、ＭＲ、ＭＭＲ）に圧縮され、ＦＡＸコントローラ５０６上のＳＡＦメモリ６２３に蓄積される。このとき、イメージメモリ６２０に蓄積されたデータが、Ａ４横、またはＢ５横など回転して送信した方が効率がいい場合には、イメージメモリ６２０から圧縮伸張器６２２にデータをわたすときに回転器６２１を使用してイメージを回転させて圧縮を行う。ＳＡＦメモリ６２３に蓄積されたデータはＧ３コントローラ５０７内にあるラインバッファ６２４に転送され、受信機のモードに合わせて圧縮伸張器６２７で再圧縮後、モデム６２５を介してＮＣＵ６２６から送信される。Ｇ４の場合も同様に、Ｇ４コントローラ５０８内にあるラインバッファ６２８に転送され、受信機のモードに合わせて圧縮伸張器６３１で圧縮後、ＩＳＤＮ制御部６２９、トランス６３０を介して送信される。
【００３２】
ＦＡＸ受信／印刷時には、回線から送られてきたデータはＮＣＵ６２６、モデム６２５を介して、ＳＡＦメモリ６２３に蓄積される。ＳＡＦメモリ６２３に蓄積されたデータはメインコントローラ５０１上の圧縮伸張器６２２によって伸張され、イメージメモリ６２０上に展開される。伸張時にＡ４横、または、Ｂ５横など回転して印刷した方が効率がいい場合には、圧縮伸張器６２２からイメージメモリ６２０にデータをわたすときに回転器６２１を使用してイメージを回転させて伸張を行う。イメージメモリ６２０上に展開されたデータは、画像処理コントローラ５０２に送られ、セレクタ６１２から書き込み制御部６１５にわたされ、印刷が行われる。
【００３３】
なお、複合機の画像信号は図３の階調処理後のビデオ制御回路１０１によって制御される。このビデオ制御回路１０１は、図５ではセレクタ６１２に相当する。また、ＦＡＸ送信時は、スキャナからの画像信号を階調処理した後、外部Ｉ／Ｆ１０２を通してＦＡＸ制御回路１０３に送る。なお、外部Ｉ／Ｆ１０２は図５においては、コネクタ、ドライバ、レシーバなどの物理的な接続に相当し、ＦＡＸ制御回路１０３は図４における、メインコントローラ５０１、画像処理コントローラ５０２、ＡＤＦコントローラ５０３、ソータコントローラ５０４、給紙トレイコントローラ５０５、ＦＡＸコントローラ５０６、Ｇ３コントローラ５０７およびＧ  ３コントローラなどを全て含んだものである。
【００３４】
このように構成するとＦＡＸ受信時は、ＦＡＸ制御回路１０３から画像データを外部Ｉ／Ｆ１０２を通してビデオ制御回路１０１に送り、さらに、ＬＤ制御回路２０に送って画像を記録させる。
【００３５】
４．４  メモリ応用機能
メモリ応用機能は、ページ展開メモリ、および蓄積用メモリをもって、例えば、原稿を１回のみスキャンして複数枚のコピーをとるリテンション機能、複数原稿を１回づつスキャンして蓄積メモリに蓄えて複数部数を部単位で出力する電子ソート機能、原稿の載置方向と記録紙の方向が違ったときに画像を回転させて合わせる回転コピー、複数原稿を１枚のコピーに縮小して集約する集約コピーなど、さまざまなサービス機能を実現する。これらの機能は、外部Ｉ／Ｆを通してＦＡＸなどの複合機能からも使用することができる。
【００３６】
画像信号は図３において、メモリ蓄積時は階調処理後、データをビデオ制御回路１０１、メモリ制御回路１０４を介してページメモリ１０５に格納する。メモリからの画像データはメモリ制御回路１０４、ビデオ制御回路１０１を介してＬＤ制御回路２０へ送られ、記録紙は印字される。
【００３７】
ビデオ制御回路１０１は、画像パスを切り換えるものであり、図７のように３つのマルチプレクサ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃによって切り換えることができるようになっている。図から、画像データは外部Ｉ／Ｆ１０２からメモリ制御回路１０４、また、メモリ制御回路１０４から外部Ｉ／Ｆ１０２への切り換えも可能であることがわかる。
【００３８】
５．  画像処理内容
５．１  空間フィルタ回路
次に、図８〜図１１を参照して空間フィルタ回路１６について詳しく説明する。
【００３９】
図８（ａ）は一例としてマトリクス生成部１６ａと、ＭＴＦ補正部１６ｂと平滑化処理部１６ｃとセレクタ１６ｄより成る構成を示し、図８（ｂ）は他の例としてマトリクス生成部１６ａとＭＴＦ補正部１６ｂのみより成る構成を示し、いずれも公知である。マトリクス生成部１６ａは例えば図９に示すように５×５画素のマトリクスを生成するために画素を主走査方向に遅延するフリップフロップ群と、画素を副走査方向に遅延するラインメモリ群を有する。なお、図９におけるマトリクスの処理対象画素（注目画素）は中心のＤ３３である。
【００４０】
図８（ａ）に示す例は、注目画素Ｄ３３をＭＴＦ補正部１６ｂと平滑化処理部１６ｃにより並列でフィルタ処理し、セレクタ１６ｄにより選択する構成である。このような構成は、目的の画像やコピーモードなどによりフィルタ処理を切り換える場合に用いられる。また、自動的に画像領域を文字、線字の領域か、または写真、中間調の領域を識別し、識別結果に基づいてフィルタ処理を切り換えるものも知られている。
【００４１】
図８（ｂ）に示す構成は、平滑化処理部１６ｃ及びセレクタ１６ｄが省略されており、入力系（レンズ、ＣＣＤ９など）のＭＴＦによる画質劣化を補正するためにのみ用いられ、平滑化は行われない。なお、このＭＴＦ補正は入力系の補正だけでなく、解像度や白から黒に変化する部分のシャープさが求められる場合に効果がある。
【００４２】
ＭＴＦ補正部１６ｂと平滑化処理部１６ｃの各々は一般に共に複数のフィルタを有する。一例として図１０（ａ）〜（ｄ）はＭＴＦ補正部１６ｂが有する４つのＭＴＦフィルタを示し、各フィルタは参照画素と係数が異なることにより周波数が異なる。また、図１１（ａ）〜（ｄ）は平滑化処理部１６ｃが有する４つの平滑化フィルタを示し、画像信号のノイズを除去したり、写真、中間調画像の階調性に関して滑らかな濃度を再現するために用いられる。
【００４３】
すなわち、図１０のＭＴＦフィルタでは、係数が異なることで周波数特性が異なっている。実際のフィルタ演算は、マトリクス内に書かれた係数を図９のマトリクスで示された２次元展開された原画像データに積和演算することによって注目画素の補正結果を得ることができる。図１１の平滑化フィルタもブロック内に複数の係数を持っていて、画像や目的に応じて選択される。なお、各計算例を図１０および図１１の下部に示す。
【００４４】
５．２  階調処理回路
次に、図１２を参照して階調処理回路１９について説明する。
【００４５】
階調処理回路１９は、多値化処理部１９ａ、誤差拡散処理部１９ｂ、多値ディザ処理部１９ｃ、および２値化回路１９ｄとこれらの出力を選択するセレクタ１９ｅからなっている。階調処理回路１９には、多値の処理と２値の処理がある。これは、１画素あたりの再生レベルを示しているが、実施形態の場合、コピーとして使用するときには、主に多値処理を利用し、ＦＡＸ送信、メモリ応用時に２値化処理を利用する。もちろん、ＦＡＸ、メモリでも多値処理を利用してもよいし、コピーの場合も２値処理を利用することができる。
【００４６】
５．２．１  ２値化回路
２値化回路１９ｄは、図１５および図１６に示すように固定閾値、ディザ閾値による単純な閾値比較２値化部１９１と、固定閾値、ディザ閾値による誤差拡散２値化部１９２をと含み、ディザ閾値は主走査アドレスと副走査アドレスの二次元マトリクスで図１６（ａ），（ｂ）に示すように周期的に変化する。なお、２値化方法としてこの４種類以外の方法も知られているが、処理の種類としては、
１）固定閾値による２値化
２）ディザ閾値による２値化
３）固定閾値による誤差拡散２値化
４）ディザ閾値による誤差拡散２値化
の４種類である。
【００４７】
図１５に示す閾値比較２値化部１９１と誤差拡散２値化部１９２は、固定閾値、ディザ閾値の１つを選択して画素値と比較し、
画素値≧閾値のとき→２値化データ＝１
画素値＜閾値のとき→２値化データ＝０
を出力する。セレクタ１９３はその１つを選択する。
【００４８】
図１５の例では、１）と２）を１つのブロックで表現し、例えば固定閾値とディザ閾値のうちの一方のみ選択して画像データと比較し、出力を得、そして、誤差拡散２値化ブロックでは、３）と４）の処理を担当し、同じように固定閾値とディザ閾値のうちの一方を選択して、誤差拡散２値化を行って出力を得、さらに、これら２つの出力の一方をセレクタ１９３で選択する、というようにすることもできる。
【００４９】
また、上記１）〜４）の４通りの処理を並列して行い、その１つを選択するように構成したり、１）〜４）の比較処理を１箇所で行うように構成することもできる。すなわち、まず閾値を固定かディザかで選択し、次に、入力画像データに周囲画素からの誤差を加算するかどうかを選択するようにし、その後、２値化して２値化誤差を常にフィードバックするように構成することも可能である。
【００５０】
ディザ閾値については、基本的に閾値が組織的（周期的）に変る２値化であり、このため、図１５においても、主走査アドレスと副走査アドレスとが入っており、２次元マトリクスで示される閾値を画像の位置によって変る閾値と比較する。この閾値マトリクスの例が図１６（ａ），（ｂ）である。
【００５１】
５．２．２  誤差拡散２値化
次に、誤差拡散２値化について詳しく説明する。
【００５２】
誤差拡散法では、例えば２５６階調の疑似ハーフトーン２値化処理を行う。この方法は、２値化誤差を一定のフィルタサイズ、重み付けに従って周辺画素に分配し、画像濃度を保存することを特徴とする疑似中間調の表現方法の１つである。また、例えば誤差拡散２値化部１９２に対してＭＴＦ補正処理後のデータ、ＭＴＦ補正処理しないスルーデータ、又はエッジ検出によるＭＴＦ補正処理後のデータを選択的に印加する３つのモードにより適応的に処理することができる。
【００５３】
そのアルゴリズムでは、注目画素の周辺の「既２値化データの２値化誤差」を重み付けし、注目画素に加算繰り込みして固定閾値又はディザ閾値で２値化を行う。このときに生じた注目画素の２値化時の誤差データを記憶しておいて後続の画素の２値化時の誤差データとして使用し、また、次のラインからの２値化処理時に前のラインの誤差データとして使用する。
【００５４】
図１７は一例として誤差拡散フィルタサイズとして５画素×２ラインを使用した場合の２値化誤差εと重み付け係数を示し、
0003589268.tif 000002
とすると、加算補正値Λｉ，ｊ  は次のように算出される。
【００５５】
Λｉ，ｊ  ＝ｄｉ，ｊ  ＋（εｉ−２  ，ｊ−１＋２＊εｉ−１，ｊ−１  ＋４＊εｉ，ｊ−１  ＋２＊εｉ＋１，ｊ−１  ＋εｉ＋２，ｊ−１  ＋２＊εｉ−２，ｊ  ＋４＊εｉ−１，ｊ  ）／１６  …（１）
また、２値化データＤｉ，ｊ  は
Ｄｉ，ｊ  ＝１  （ｉｆ    Λｉ，ｊ  ＞ＴＥＤ）  …（２）
Ｄｉ，ｊ  ＝０  （ｉｆ    Λｉ，ｊ  ≦ＴＥＤ）  …（３）
により算出される。但し、閾値ＴＥＤは「誤差拡散用変動閾値マトリクス」により任意に設定される。
【００５６】
２値化誤差εｉ，ｊ  は
εｉ，ｊ  ＝Λｉ，ｊ            （ｉｆ    Ｄｉ，ｊ  ＝０：白）  …（４）
εｉ，ｊ  ＝Λｉ，ｊ  −２５５  （ｉｆ    Ｄｉ，ｊ  ＝１：黒）  …（５）
のように算出される。ここで、式（４）は｜εｉ，ｊ  ｜（εｉ，ｊ  ≧０）の分だけ「原画より白く２値化表現した」ことを示し、式（５）は｜εｉ，ｊ  ｜（εｉ，ｊ  ＜０）の分だけ「原画より黒く２値化表現した」ことを示している。したがって、これらの２値化時の行き過ぎた丸め誤差分｜εｉ，ｊ  ｜を補正するために、算出した２値化誤差を一旦記憶して後続の画素に加える処理を行って２値化している。その処理を図１８に示すが、公知であるので詳細な説明は省略する。
【００５７】
５．３  間引き処理
ＦＡＸ送信の場合、送信モードによって読み取りの解像度が変ってくる。普通字モードで主走査８本／ｍｍ、副走査３．８５本／ｍｍ、小さい文字モードで、主走査８本／ｍｍ、副走査７．７本／ｍｍという具合になる。本実施形態におけるスキャナは１６画素／ｍｍが基本であるから、主走査方向８本／ｍｍにするには、サンプリング間隔を２倍にする必要があるが、これは主走査変倍処理で５０％縮小する処理と同じことになる。
【００５８】
副走査方向の密度を変換する方法は、スキャナの移動速度を変えて、サンプリング期間（時間）を一定にすることで行うが、７．７本／ｍｍにするために、
７．７／１６＝０．４８
で４８％縮小動作を行えばよいことになる。これは、スキャナ速度では、逆数となり、約２．０８倍の速度となる。
【００５９】
副走査３．８５本／ｍｍの場合は、さらに倍になるので、縮小率が２４％（速度では４．１７倍）にすればよいことなる。ただし、この場合は、モータ速度を通常時の４倍にもする必要があり、速度立ち上がり（助走距離）、リターン時の制動距離などの問題で速度に制限がある場合があるので、本実施形態では、２．０８倍まではスキャナ速度で実施し、それ以上の高速度は、画像データの間引きを行う。
【００６０】
従来からＦＡＸ送信時の間引き処理は行われており、２値化処理したデータを間引く際、黒データが抜けてしまう不具合を避けるために、２ラインの主走査の同位置画素間でＯＲ処理、すなわち、いずれかが黒ならば黒として処理する処理を行って、画像抜けを防止していた。なお、この間引きの応用で、３ラインに１ライン間引きや３ラインに２ライン間引きするなどの間引きを行うこともある。
【００６１】
間引き処理は、具体的には、２値化処理までは、通常通り間引かずに処理を行い、外部Ｉ／Ｆ部でも画像の出力タイミングは変えずに１ラインごとに画像が有効か無効かということで間引く。ＦＡＸ制御回路側で間引きをコントロールする場合は、全く通常通りの信号を送り、ＯＲ処理も含めてＦＡＸ制御側で行うようにすることもできる。また、間引きそのものは、ＦＡＸ制御側で行うがＯＲ処理のみは画像処理側で行うようにすることもできる。
【００６２】
さらに外部Ｉ／Ｆ部分で、そのラインが有効かどうかを画像処理側でコントロールするようにすることもでき、この場合は、ＯＲ処理は画像処理側で行う。この例を図１３に示す。同図において、ＬＳＹＮＣはライン同期信号で、この周期が副走査方向のサンプリング間隔になり、この周期は、通常、ポリゴンミラーの１面の周期に同期させる。ＬＧＡＴＥが主走査有効信号で主走査の有効期間を示した信号であるが、これを１ラインおきにオフすることによってＦＡＸ制御回路に対して間引くかどうかを指示している。２値化後の間引きはＯＲ処理しないと画像抜けが発生する欠点があり、ＯＲ処理をした場合でも、線の太さが歪み、画質が劣化するという欠点がある。また、ディザ処理などによる２値化が行われた後の画像だと、ディザの周期的なパターンがとぎれとぎれになり、画質が劣化してしまう。さらに誤差拡散による２値化の後を間引いてしまうことで、中間調の再現力も低下し、画像の歪なども引き起こし、劣化が激しくなる。
【００６３】
そこで、本処理では、２値化をする前、すなわち１画素データが多値の段階で間引きのために処理するようした。すなわち、
第１段階：多値でのＯＲ処理
第２段階：２値化後の画質を劣化させない階調処理
第３段階：間引き処理
という３つのステップで処理するようにした。
【００６４】
第１段階の多値でのＯＲ処理は、空間フィルタ回路で行う。この方法は、２ライン間で加算処理（平均値化）を行う方法である。この外に、大きい方（黒い方）をとる方法もあるが、線幅が歪やすいという欠点があるので、加算処理が採用される。加算処理の効果は、スキャナ速度で対応する場合と同様に対応する画素サイズを全て読み取ったようになり、自然に画像抜けを防止することができる。加算処理は、フィルタの演算で同時に行う。すなわち、注目画素にフィルタをかけ、次にＯＲ処理の対象画素（副走査方向に隣接する画素、例えば１ライン前の主走査同位置の画素）に同じフィルタをかけ、フィルタをかけたどうしを加算するわけであるから、あらかじめフィルタの係数を加算しておけば、同じ結果が得られる。図１０（ｄ）のフィルタを例とった結果を図１４に示す。
【００６５】
平滑化フィルタの場合も同様であるが、実際には図１４はＭＴＦフィルタの結果を平滑化するようなことになる。すなわち、もともと平滑化の場合は、加算処理しなくともＯＲ処理の効果が得られると言うことである。もちろん、加算をしても構わないが、本実施形態では、ＭＴＦフィルタのときのみ間引き時に加算を行うことにする。
【００６６】
フィルタの計算は無効となるラインが注目ラインのときにはしなくてよいが、フィルタを構成するためのマトリクス回路は、有効ライン、無効ラインに関係なく、通常通りに連続して動作している必要がある。この実施形態では、フィルタ演算自体も毎ライン行うことにする。なお、主走査変倍回路１７およびガンマ補正回路１８とも間引きによって特別な動作をさせる必要がなく、毎ライン通常通りに動作させて構わない。
【００６７】
次に、第２段階の画質を劣化させない処理を階調処理回路１９で行う。この処理では、階調処理回路１９で間引きの対象である無効ラインに対して処理を停止させる。  ディザ処理では閾値データをＲＯＭから読み出してくる。ディザデータは、主走査、副走査の位置によって決まり、主走査カウンタ、副走査カウンタを使って８×８のディザであれば、それぞれのカウンタの下位３ビットをＲＯＭのアドレスとするが、このうち、副走査カウンタを無効ラインで進めないようにすることで、有効のラインに対してのみディザが有効となる。
【００６８】
誤差拡散処理では、２値化処理後の誤差をメモリに蓄えていくが、この誤差をとりだし、メモリに蓄積する動作を無効ラインで停止させる。これらの停止動作は、多値処理に関しても同様である。多値の誤差拡散、多値のディザ処理などを間引き出しようすることも可能であって、そのためには、同様に多値の階調処理も無効ラインで停止させる。
【００６９】
最後に、第３段階の実際の間引きであるが、これは従来の２値化後の間引きと同様に、図１３のように無効ラインを対象となる受信部（ＦＡＸ制御部）に知らせることで、有効ラインのみを取り出して使うことができる。
【００７０】
このような間引き処理は、ＦＡＸの密度変換だけでなく、例えばメモリへの蓄積時にも応用することができる。ページメモリでは、間引いた後の画像だけを書き込み、それを連続して（プリンタの動作に合わせて）読み出し、記録紙へ記録することで副走査方向の変倍処理（２ラインに１ラインを間引けば５０％縮小）になる。このような場合も、従来の２値化後の間引きよりも画像劣化がなく、高品質な間引きとなる。
【００７１】
なお、ここで説明したような間引きは、プリンタ部（直接ＬＤ制御部へ転送する時）への直接転送、すなわち、コピー動作には使用することはできない。１ラインのＬＳＹＮＣ間隔がレーザの１スキャンと同一であり、無効ラインの間にもレーザのスキャンが進んでしまい、何らかのデータを書き込まなければならないからである。
【００７２】
６．  用語
なお、最後に、これまでに使用した用語について、一部重複するが、誤解を避ける意味で改めて説明しておく。
【００７３】
ガンマ（γ）変換：  γ補正回路（変換部）１８では、原稿濃度に対してどのような濃度特性のコピー出力を得るかを走査パネルの濃度キー（例えば１から７まで）に対応させて決め、これを実現するようにデータを関数変換する。イメージスキャナの入力特性とプリンタ部の出力特性をマッチングさせる機能と、濃度キーに応じて画像濃度を変化させる機能とを有する。
【００７４】
多値化処理：  多値化処理部１９ｃは、画像データそのものの処理は行わず、近傍画素の大小関係によって処理対象画素の位相を決定する。左隣画素と右隣画素の濃度レベルを比較し、同レベルであれば、対象画素の位相を中央位相とし、レベル差があれば、より黒い位相を寄せる処理を行う。
【００７５】
誤差拡散処理：  モアレ除去を目的とした処理で、誤差拡散処理部１９ｂでは、量子化誤差を周辺画素に分配し、全体としての誤差を最小にしようとするものである。本実施形態における量子レベルは、一旦８ビット（２５６値）に量子化された信号を誤差拡散処理部１９ｂで９値または２値に再量子化し、その際の量子化誤差を図１９のような分配比で分配する。
【００７６】
多値ディザ処理：  多値ディザ処理部１９ｃで行われる多値ディザ処理とは、中間調を表現するため処理で、複数画素を単位としてその中の黒画素の面積比で中間調レベルを表現する方法である。１画素のプリンタの階調数が複数階調ある場合、この多値ディザ処理と組み合わせることによって階調表現単位を小さくすることができ、解像力を保ちながら多くの階調表現が可能になる。
【００７７】
１画素のプリンタの階調数が１６値であれば、４×４画素で２５６階調表現が可能となる。多値ディザ処理は、４×４内の位置に位存して再量子化方法が変るが、位相も同様に位置に依存する。
【００７８】
２値化処理：  ＦＡＸなどでは、画像信号を２値／１画素として取り扱うことがある。そのため、２値化処理も必要となり、２値化処理部１９ｄで実行される。
【００７９】
セレクタ部：  多値化処理部、誤差拡散処理部、多値ディザ処理部、および２値化処理部から出力された８ビット画像信号と２ビット位相信号のうち、操作パネルで指定された画像モード（文字モード、文字／写真モード、写真モード、またはＦＡＸ送信モード）に対応して出力を選択する。この選択例としては、
写真モード    →  多値化処理
文／写モード  →  誤差拡散処理
写真モード    →  多値ディザ処理
ＦＡＸモード  →  ２値化モード
のようになる。
【００８０】
ビデオ信号フォーマット：  どのブロックの処理後もビデオ信号のフォーマットは共通とする。
【００８１】
輝度データ８ビット  ＋  位相データ２ビット
処理結果で輝度データが８ビットに満たない場合、上位からデータを入れるものとする。また、位相データは（００）ｂ  が中央パルス、（０１）ｂ  が右寄せパルス、（１０）ｂ  が左寄せパルスとする。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、外部装置に対する画像データ、副走査方向の読み取り密度変換について、スキャナ速度だけで対応できない場合、間引きによって対応し、もしくはスキャナ速度と間引きとの組み合わせによって所望の密度変換を行うことができる。その際、間引きによる画質の劣化を防止することができる。その際、間引きによる画像抜けを防止するため、多値レベルでの加算処理を行うがフィルタの係数を変更するだけで、特別な処理不要であり、装置の簡略化を図ることができる。また、加算処理によって密度変換（変倍）をスキャナ速度だけで対応したときと同様のデータ品質にすることがき、画質を劣化させることがない。
【００８３】
請求項２記載の発明によれば、ページメモリを使った読み取り動作において、副走査方向の変倍処理を小さい倍率まで実施することができる。その際、間引きによる画質の劣化を防止することができる。その際、間引きによる画像抜けを防止するため、多値レベルでの加算処理を行うがフィルタの係数を変更するだけで、特別な処理不要であり、装置の簡略化を図ることができる。また、加算処理によって密度変換（変倍）をスキャナ速度だけで対応したときと同様のデータ品質にすることがき、画質を劣化させることがない。
【００８５】
請求項３記載の発明によれば、加算処理は、間引きによる画像抜けを防止するために行われるが、もともと平滑化がかかっていれば、さらに加算する必要はなく、画像抜けも生じないので、さらなる加算による解像力の低下を防止することができ、そのため、画質が劣化することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像処理装置の一実施形態が適用されたデジタル複写機の原稿読み取り装置を示す構成図である。
【図２】デジタル複写機のレーザプリンタを示す構成図である。
【図３】画像データの処理順序を説明するためのブロック図である。
【図４】デジタル複合機の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】デジタル複合機の画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図６】ＦＡＸ送受信時の画像の流れを示すブロック図である。
【図７】ビデオ制御回路の画像パスの切り換え構造を示す図である。
【図８】空間フィルタ回路を詳細に示すブロック図である。
【図９】図８のマトリクス生成回路のマトリクスを示す図である。
【図１０】図８のＭＴＦ補正部のフィルタを示す図である。
【図１１】図８の平滑化補正部のフィルタを示す図である。
【図１２】図３の階調処理回路の詳細を示す図である。
【図１３】無効ラインを対象となる受信部（ＦＡＸ制御部）に知らせ、有効ラインのみを取り出して使うタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１４】あらかじめフィルタの係数を加算して加算処理を行う例を示す説明図である。
【図１５】２階調処理部を詳細に示すブロック図である。
【図１６】図１５のディザ閾値の例を示す説明図である。
【図１７】図１５の誤差拡散２値化部の処理を示す説明図である。
【図１８】誤差拡散２値化部の処理内容を示す説明図である。
【図１９】誤差拡散処理における量子化誤差の分配比を示す説明図である。
【符号の説明】
１６  空間フィルタ回路
１６ｂ  ＭＴＦ補正部
１６ｃ  平滑化処理部
１６ｄ  セレクタ
１９  階調処理回路
１９ａ  多値化処理部
１９ｂ  誤差拡散処理部
１９ｃ  多値ディザ処理部
１９ｄ  ２値化回路
１９ｅ  セレクタ部
１０１  ビデオ制御回路
１０２  外部Ｉ／Ｆ部
１０３  ＦＡＸ制御回路
１０４  メモリ制御回路
１０５  ページメモリ
１９１  閾値比較２値化部
１９２  誤差拡散２値化部
１９３  セレクタ
【図１】
0003589268.tif 000003
【図２】
0003589268.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0003589268.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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