(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿画像を読み取って電気的な画像信号に変換する画像読取手段と、該手段によって読み取った画像信号に対して信号処理を施す信号処理手段と、該手段によって信号処理された画像信号にしたがって用紙に画像を形成する画像形成手段とを有するデジタル複写機において、
前記信号処理手段が、
前記画像読取手段によって読み取った画像信号を２値化する２値化手段と、
該手段によって２値化した画像データをメモリに格納するメモリ手段と、
前記メモリから読み出した２値画像データからパターン認識によりジャギーを補正する必要がある画素か否かを判別するパターン認識手段と、
該手段によって補正する必要があると判別された画素に対してジャギー補正を行なうジャギー補正手段と、
前記２値データからハーフトーン領域を検出するハーフトーン検出手段と、
多値化フィルタによって前記２値画像データを多値化する多値化手段と、前記パターン認識手段の判別結果と前記ハーフトーン検出手段の検出結果とによって、前記ジャギー補正手段と前記多値化手段の各出力画像データを選択して出力する出力選択手段とを有し、
前記ハーフトーン検出手段が、前記メモリ手段のメモリから読み出した２値画像データをＭ×Ｎの２次元マトリクスに展開する手段と、そのＭ×Ｎの領域を中心となる注目画素をそれぞれに含めて４つの領域に分割し、それぞれの領域内の黒画素の数をカウントする手段と、前記４つの領域の黒画素数の最大値と最小値との差によって注目画素がハーフトーン部であるか否かを判定する第一の判別手段と、前記４つの領域の対角線上に位置する２つの領域の２ペアのそれぞれの黒画素数の差によって注目画素がハーフトーン部であるか否かを判定する第二の判別手段と、前記第一，第二の判別手段の判定結果から最終的に注目画素がハーフトーン部かどうかを判定する手段とを有することを特徴とするデジタル複写機。
【請求項２】
請求項１項記載のデジタル複写機において、
前記多値化手段が、前記ハーフトーン検出手段で２値画像データを展開するＭ×Ｎの２次元マトリクスより小さいサイズの２次元多値化フィルタによって前記２値画像データを多値化する手段であり、
前記ハーフトーン検出手段によってハーフトーンが検出された画素に対して、前記多値化手段によって多値化された画像データを、前記出力選択手段が選択して出力するようにしたことを特徴とするデジタル複写機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、イメージスキャナ等の画像読取部とレーザプリンタ等の画像形成部とによって構成されるデジタル複写機に関し、特にその画像データを格納するメモリの容量を削減しながら、コピー画像の画質を向上させる記述に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル複写機は、イメージスキャナ等の画像読取手段によって読み取った原稿のイメージ画像信号を量子化して、メモリ（ＲＡＭ）上のビデオメモリ領域に２値データでビットマップ状（ドットマトリクス状）に展開し、それを順次読み出してビデオデータとして画像形成手段（レーザプリンタ等のエンジン）へ送出して、記録紙上に電子写真方式で画像を形成する。
【０００３】
この場合、画像形成対象がアナログ像であればどの方向へも連続し得るが、それを量子化して展開したデジタルのビットマップ像は、ドットマトリクスの直交する方向に１ドット単位でステップ状にしか方向を変えられないため、形成画像にゆがみを生じることになる。そのため、ドットマトリクスの直交する方向に対して傾斜した直線や滑らかな曲線が階段状に形成されるジャギーが生じ、文字や画像（特に輪郭部）をオリジナルのイメージと同じに、あるいは所望の形状に形成することが困難であった。
【０００４】
このような画像のゆがみを減少させるために有効な方法としては、ドットマトリクスのドットサイズを小さくして密度を増すことにより、ビットマップ像の解像度を高くする方法がある。
しかし、解像度を高くすると大幅なコストアップになる。例えば、３００×３００ｄｐｉの２次元ビットマップの解像度を２倍にすると、６００×６００ｄｐｉのビットマップが得られるが、４倍のメモリ容量と４倍の速度のデータ処理能力が必要になる。
【０００５】
また、画像のゆがみを減少させるための他の方法として、補間技法を用いて、階段状になった角をつないで連続したスロープ状にしたり、隣接するドットの明度を平均化してエッジをぼかす方法もあるがこの方法によると階段状のジャギーは滑らかになるが、細かい形状も取り除かれてしまうためコントラストや解像度が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
そこで、例えば米国特許第４，５４４，９２２号に見られるように、ビットマップ状に展開されたドットパターンの特定の部分に対して、選択的に標準のドット幅より小さいドットを付加したり、あるいは除去したりすることによって平滑化する技法が開発されている。そのためにドットパターンの補正すべき特定部分を検出する技法として、パターン認識やテンプレート突き合わせが行なわれていた。
【０００７】
この方法によれば、コントラストを損なうことなく線形状をなめからにして画質を向上させることはできるが、任意のビットマップ像の全ての位置についてパターン認識あるいはテンプレート突き合わせの処理を行ない、その結果に応じて各ドットの補正を行なっていたため、その処理装置に非常に費用がかかり、しかも処理時間が長くかかるという問題があった。
【０００８】
そこで、このような問題を解決するため、特開平５−２０７２８２号公報に見られるような新たな画像データ処理方法及びその装置が開発された。
この画像データ処理方法によれば、ビットマップ状に展開された画像データに対して輪郭線のジャギーを補正して画質の向上を計るために、予めメモリに記憶させておくことが必要なデータを最小限に低減し、画像データのうちの補正が必要なドットの判別と補正が必要なドットに対する補正データの決定を、マイクロプロセッサ等による簡単な判定及び演算によって極めて短時間で行なうことができる。
【０００９】
すなわち、この画像データ処理方法は、ビットマップ状に展開された画像データの黒ドット領域の白ドット領域との境界部分の線分形状を認識して、所要の各ドットに対して認識した線分形状の特徴を複数ビットのコード情報に置き換え、少なくともそのコード情報の一部を利用して補正が必要なドットか否かを判別し、補正が必要と判別したドットに対しては上記コード情報に応じた補正を行なう。
【００１０】
上記線分形状の特徴を表わすコード情報には、線分の傾斜方向を示すコードと、傾きの度合いを示すコードと、対象とするドットの水平あるいは垂直方向に連続する線分の最初のドットからの位置を示すコードとを含むようにする。
【００１１】
また、上記画像データの対象とするドットを中心として所定領域の各ドットのデータをウインドウを通して抽出するようにし、そのウインドウを中心部のコア領域とその周辺の複数の周辺領域とに分割し、コア領域から抽出した画像データによる認識情報と、その認識結果に応じて指定される一つ以上の周辺領域から抽出した画像データによる認識情報との組み合わせに基づいて、上記コード情報を生成する。
【００１２】
一方、この画像データ処理方法による画像データ処理装置は、ビットマップ状に展開された画像データの対象とするドットを中心として所定領域の各ドットのデータを抽出するためのウインドウと、該ウインドウを通して抽出される画像データによって、該画像データの黒ドット領域の白ドット領域との境界部分の線分形状を認識して、上記対象とするドットに対して認識した線分形状の特徴を表す複数ビットのコード情報を生成するパターン認識手段と、少なくともそのコード情報の一部を利用して補正が必要なドットか否かを判別する判別手段と、該手段によって補正が必要と判別されたドットに対して、上記パターン認識手段によって生成されたコード情報をアドレスとして予め記憶されている補正データを読み出して出力するパターンメモリとを備えている。
【００１３】
そして、上記パターン認識手段が、所要の各ドットに対して認識した線分形状の特徴を表すコード情報として、線分の傾斜方向を示すコードと、傾きの度合いを示すコードと、対象とするドットの水平あるいは垂直方向に連続する線分の最初のドットからの位置を示すコードを含むコード情報を生成するようにする。
【００１４】
また、この画像データ処理装置において、上記ウインドウを中心部のコア領域とその周辺の複数の周辺領域とに分割して形成すると共に、上記パターン認識手段を、そのコア領域から抽出される画像データを認識するコア領域認識部と、その認識結果に応じて指定される一つ以上の周辺領域から抽出される画像データを認識する周辺領域認識部と、そのコア領域認識部による認識情報と周辺領域認識部による認識情報との組み合わせに基づいて上記コード情報を生成する手段とによって構成する。
【００１５】
そして、以上説明した画像データ処理方法及びその装置によれば、ビットマップ状に展開された画像データの黒ドット領域の白ドット領域との境界部分（文字等の輪郭線）の線分形状を認識して、所要の各ドットに対して複数ビットのコード情報に置き換え、少なくともそのコード情報の一部を利用して補正が必要なドットか否かを判別し、補正が必要なドットに対しては上記コード情報に応じた補正を行なうので、予め補正が必要な全ての特徴パターンをテンプレートとして作成して記憶させておく必要が無くなり、補正が必要なドットの判別と補正が必要なドットに対する補正データの決定を上記コード情報を用いて簡単に短時間で行なうことができる。
【００１６】
このような画像データ処理方法及び画像データ処理装置によって、ビットマップ状に展開された画像データに対して輪郭線のジャギーを補正して画質の向上を計るために、予めメモリに記憶させておくことが必要なデータを低減し、画像データのうちの補正が必要なドットの判別と補正が必要なドットに対する補正データの決定を、ＣＰＵ等による簡単な判定及び演算によって極めて短時間で行なうことが可能になった。
【００１７】
また、特開昭６３−５６０６３号公報には、注目画素の濃度レベルと周囲画素の濃度レベルの平均値の比によって、注目画素が文字画像領域に含まれるか、中間調画像のいずれに属すかを判定する（領域識別する）ことが提案されている。さらに、特開平３−７０２６７号には、２値化手段で出力解像度より高い解像度の２値化データを生成し、その２値化データを出力解像度に合わせて整形することにより、中間調画像の階調性および解像度を高められることが記載されている。
【００１８】
そして、特開平４−１５６０６４号公報には、注目画素濃度が周囲の平均濃度と比べて小さいとき、エッジと判定し、２値化回路における誤差拡散をコントロールすることにより、エッジ部の濃度の低い部分で発生する画像の白抜けを防止する技術が記載されている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、２値化してメモリに格納する前に領域分離し、画像の種類に応じて画質を高める処理を施す方法は、数多く提案されている。しかし、２値化の前に領域分離すると、ジャギー補正と中間調部とが識別できず、斜め線のところだけにジャギー補正をかけることができない。また、２値化の手法そのものを分離結果に基づいて変える方法も提案されているが、２値化だけでは、高画質化は期待できず、さらにレーザプリンタのエンジンが、レーザダイオードの変調による階調機能を有している場合には、それを有効に利用することが望ましい。
【００２０】
この発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、ページメモリを使用するデジタル複写機において、システムコストに大きく寄与するメモリのコストを抑えるため、メモリに格納するときは２値画像データとしながら、ジャギーを補正が必要な部分についてはそれを補正できるようにすると共に、プリンタ部の階調表現は２値よりも高いものを持っているとき、２値画像データを使って、周囲画素の状況から適切な方法で多値化することにより、高画質化を図ることを目的とする。
【００２１】
さらに、一旦２値化されたハーフトーン部を検出し、そこにハーフトーン部ならではの多値化処理を施して高画質化を図るようにすることも目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、原稿画像を読み取って電気的な画像信号に変換する画像読取手段と、該手段によって読み取った画像信号に対して信号処理を施す信号処理手段と、該手段によって信号処理された画像信号にしたがって用紙に画像を形成する画像形成手段とを有するデジタル複写機において、
前記信号処理手段が、次の各手段を有するようにしたものである。
【００２３】
（ａ）上記画像読取手段によって読み取った画像信号を２値化する２値化手段、
（ｂ）該手段によって２値化した画像データをメモリに格納するメモリ手段、
（ｃ）上記メモリから読み出した２値画像データからパターン認識によりジャギーを補正する必要がある画素か否かを判別するパターン認識手段、
（ｄ）該手段によって補正する必要があると判別された画素に対してジャギー補正を行なうジャギー補正手段、
（ｅ）上記２値データからハーフトーン領域を検出するハーフトーン検出手段、
（ｆ）多値化フィルタによって上記２値画像データを多値化する多値化手段、
（ｇ）上記パターン認識手段の判別結果とハーフトーン検出手段の検出結果とによって、上記ジャギー補正手段と多値化手段の各出力画像データを選択して出力する出力選択手段、
【００２５】
そして、上記ハーフトーン検出手段が、上記メモリ手段のメモリから読み出した２値画像データをＭ×Ｎの２次元マトリクスに展開する手段と、そのＭ×Ｎの領域を中心となる注目画素をそれぞれに含めて４つの領域に分割し、それぞれの領域内の黒画素の数をカウントする手段と、その４つの領域の黒画素数の最大値と最小値との差によって注目画素がハーフトーン部であるか否かを判定する第一の判別手段と、４つの領域の対角線上に位置する２つの領域の２ペアのそれぞれの黒画素数の差によって注目画素がハーフトーン部であるか否かを判定する第二の判別手段と、その第一，第二の判別手段の各判定結果から最終的に注目画素がハーフトーン部かどうかを判定する手段とを有する。
【００２６】
その場合、上記多値化手段を、ハーフトーン検出手段で２値画像データを展開するＭ×Ｎの２次元マトリクスより小さいサイズの２次元多値化フィルタによって２値画像データを多値化する手段とし、ハーフトーン検出手段によってハーフトーンが検出された画素に対して、上記多値化手段によって多値化された画像データを、出力選択手段が選択して出力するようにすることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
まず、この発明を実施したデジタル複写機の機構部の構成について図３を参照して説明する。
【００２８】
図３において、Ａは原稿読取部であるイメージスキャナ、Ｂは画像形成部であるレーザプリンタであり、このイメージスキャナＡとレーザプリンタＢとを組み合わせてデジタル複写機を構成している。
このイメージスキャナＡとレーザプリンタＢとは一体構造の場合が多いが、ときに分離されて電気的にのみ接続されることもある。
【００２９】
そして、イメージスキャナＡには、原稿画像を読み取って電気的な画像信号に変換する画像読取手段を、レーザプリンタＢには信号処理された画像信号にしたがって用紙に画像を形成する画像形成手段（エンジン部）を備えており、画像読取手段によって読み取った画像信号に対して信号処理を施す信号処理手段は、イメージスキャナＡ内とレーザプリンタＢ内とに分かれて設けられている。
【００３０】
イメージスキャナＡは、読み取り原稿（図示せず）を載置するためのコンタクトガラス１と、ハロゲンランプ等の照明用光源２ａ，２ｂとミラー３，４，５，６，７及びレンズ８によって構成される結像光学系と、画像読取デバイスであるＣＣＤイメージセンサ９とからなる画像読取手段を備えている。
そして、コンタクトガラス１上に載置された読み取り原稿の下面（画像面）を光源２ａ，２ｂによって照明し、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の受光面に達し、原稿像を結像する。
【００３１】
光源２及びミラー３は、コンタクトガラス１の下面をその全域に亘ってコンタクトガラス１と平行に副走査方向（図３において左右方向）に移動する第１の走行体１０に搭載されている。また、ミラー４，５はコンタクトガラス１と平行に副走査方向に第１の走行体１０の１／２の速度及び移動距離で移動する第２の走行体１１に搭載されている。
【００３２】
主走査は、ＣＣＤイメージセンサ９の個体走査によって行なわれ、コンタクトガラス１上に載置された読み取り原稿の画像がＣＣＤイメージセンサ９によって読み取られ、電気信号である画像信号に変換される。第１，第２の走行体１０，１１に搭載された光源及び結像光学系が上述のように副走査方向に移動することによって、原稿全体が走査される。
この実施例では、読み取り密度は主，副走査とも１６画素／ｍｍに設定され、Ａ３判（２９７ｍｍ×４２０ｍｍ）の原稿まで読み取り可能になっている。
【００３３】
一方、画像形成部であるレーザプリンタＢは、レーザ書き込み系と画像再生系ならびに給紙系などからなる画像形成手段を備えている。
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ならびにミラー２３を備えている。そのレーザ出力ユニット２１の内部には、レーザ光源であるレーザダイオード及び電気モータによって高速で定速回転する多角形ミラー（ポリゴンミラー）が設けられている。
【００３４】
そして、レーザ書き込み系から出力されるビーム状のレーザ光Ｌが、画像再生系の感光体ドラム２４に照射される。感光体ドラム２４の周囲には、帯電チャージャ２５、イレーサ２６、現像ユニット２７、レジストローラ対３８、転写チャージャ２８、分離チャージャ２９、。分離爪３０、クリーニングユニット３１などが備わっており、これらによって画像再生系を構成している。
なお、感光体ドラム２４の一端近傍でレーザ光Ｌが照射される位置に、主走査同期信号（ＭＳＹＮＣ）を発生するビームセンサ（図示せず）が配置されている。
【００３５】
このレーザプリンタＢの給紙系は２系統になっている。一方の給紙系は、上側給紙カセット３３ａ内の記録シート３２ａを、給紙ローラ３７ａによって給紙する。他方の給紙系は、下側給紙カセット３３ｂ内の記録シート３２ｂを、給紙ローラ３７ｂによって給紙する。
【００３６】
そして、いずれかの給紙ローラ３７ａ又は３７ｂによって給紙される記録シート３２ａ又は３２ｂは、レジストローラ３８に当接した状態で一旦停止し、記録プロセスの進行に同期したタイミングで、レジストローラ３８によって感光体ドラム２４に送り込まれる。
なお、図示しないが、各給紙系には給紙カセット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をそれぞれ備えている。
【００３７】
ここで、このレーザプリンタＢにおける画像形成プロセスを簡単に説明する。矢示方向に回転する感光体ドラム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Ｌが照射されると、照射された部分は電位が下がる。
レーザ光Ｌは、イメージスキャナＡのＣＣＤイメージセンサ９によって原稿の画像を読み取った画像信号にもとずく記録再生画像の黒／白に応じてオン／オフされ、なおかつパルス幅変調（ＰＷＭ）またはパワー変調（ＰＭ）によって、感光体ドラム２４の周面上のレーザ照射エネルギーが制御される。
【００３８】
その結果、感光体ドラム２４の周面上には、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。その静電潜像が形成された部分が現像ユニット２７による現像位置を通ると、その電位の高低に応じてトナーが付着して、静電潜像が可視化されたトナー像となる。そのトナー像が形成された部分に所定のタイミングで記録シート３２ａ又は３２ｂ（以下「記録シート３２」と記す）が給紙され、その記録シート３２に転写チャージャ２８の作用によってトナー像を転写する。
【００３９】
その後、トナー像が転写された記録シート３２が分離チャージャ２９ならびに分離爪３０によって、感光体ドラム２４から分離される。分離された記録シート３２は、搬送ベルト３４によって搬送され、ヒータを内蔵した定着ローラ３５によって加熱定着された後、排紙ローラ３６によって紙トレイ３９に排出される。
【００４０】
図１は、このデジタル複写機における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。図中の１２はＣＣＤイメージセンサ９を駆動するためのセンサドライバ回路、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。
なお、図中の矢印付き細線は２ビット画像信号（データ）を、矢印付き太線は８ビット画像信号（データ）をそれぞれ示している。
【００４１】
前述のように、イメージスキャナＡ内のＣＣＤイメージセンサ９によって１６画素／ｍｍのサンプリング密度で読み取られた画像信号は、まず増幅器１３である決められた電圧振幅に増幅され、その後Ａ／Ｄ変換回路１４で１画素あたり２のｎ乗階調（この例では２５６階調）のデジタルデータに変換される。
【００４２】
そして、シェーディング補正回路１５によって、光源２ａ，２ｂの照度ムラ及びＣＣＤイメージセンサ９の各素子間の感度のばらつき等を補正するシェーディング補正を行ない、空間フィルタ回路１６では、文字，線字画像等の解像力をあげるＭＴＦ補正を行なって信号ノイズを除去し、写真画像等の再現性をあげる平滑化処理等を行う。主走査変倍回路１６で２次元リアルタイム変倍を行ない、その後、γ補正回路１８によつて濃度設定機能に応じたγ補正を行う。
このγ補正回路１８は、原稿画像の濃度に対して、どのような濃度特性のコピー出力を得るかを、操作パネルの濃度キーに対応させて決め、それを実現するように画像データを関数変換する。
【００４３】
さらに、階調処理回路１９によって、画質設定機能に応じた中間調処理等を行ない、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１０２を介してレーザプリンタＢのＬＤ制御回路２０に画像信号を送る。この階調処理回路１９とＬＤ制御回路２０との間が、図３に示したイメージスキャナＡとレーザプリンタＢとの接続部になる。
そしてこれらのうち、増幅器１３からマルチプレクサ（ＭＵＸ）１０２までによって、信号処理手段を構成している。
ＬＤ制御回路２０は、送られた画像信号にしたがってレーザダイオードの点灯信号を生成し、レーザダイオードを駆動する。
【００４４】
この図１で、階調処理回路１９からＬＤ制御２０へ行くパスと並行して、メモリ部１００へ画像データを転送するパスがある。このメモリ部１００は、読み取った画像を少なくとも１ページ分蓄えて、１つの原稿に対して１回の読み取りで、複数回のプリント出力を行なったり、原稿の載置方向と記録紙の方向が一致しないとき（原稿載置がＡ４横置きで、記録紙がＡ４縦向きしかセットされていない場合など）、メモリ上で画像データを回転させたり、複数枚の原稿から複数部のコピー作成するときに、メモリ上でソーティングを行ない、仕分けされた順でプリント出力されるようにするような機能を実現するために使用する。
【００４５】
このメモリ部１００は、画像データをメモリ（ＲＡＭ）に格納するメモリ手段であり、そのメモリには容量が要求される。その容量を少しでも削減するように画像データを圧縮したり、画像データのビット数を減らすことが行なわれる。
ここに説明する実施形態では、画像データはＡ／Ｄ変換回路１４で８ビット／１画素に変換される。そして、階調処理回路１９までの処理でビット数が変換されることがある。例えば階調処理回路１９で２値化処理されれば、１ビット／画素になるし、多値ディザ処理などによって４ビット／画素で、４×４画素ごとに２５６階調表現される場合などもある。
【００４６】
また、最終的な画像データのビット数は、出力装置であるレーザプリンタの階調表現能力によって決まる。本実施例では、８ビット／画素のレーザダイオード変調処理とレーザダイオードのドライブ波形の位相（図１０によって後述する左寄せ，右寄せ，中央パルス）も設定することができる。
ここに説明する実施形態では、メモリ部１００に格納するデータはすべて２値化するものとする。その２値化方法は、固定閾値による単純２値化、ディザ処理、誤差拡散による２値化などによる。すなわち、階調処理回路１９が２値化手段に相当する。
【００４７】
レーザダイオードに対するドライブの変調能力は、輝度８ビットと位相２ビットの１０ビットである。したがってＬＤ制御回路２０へのデータは、１０ビットとなる。そのため、多値化部１０１は、少なくとも１ビット／画素のメモリデータを１０ビットの形に変換する機能が必要となる。
【００４８】
図２は、図１における階調処理回路１９と多値化部１０１の内部構成を示すブロック図である。この図中でも、矢印付き細線は２ビット画像信号（データ）を、矢印付き太線は８ビット画像信号（データ）をそれぞれ示している。
階調処理回路１９は、多値階調処理部１９１、２値階調処理部１９２、ＦＦ／００変換部１９３、およびマルチプレクサ（ＭＵＸ）１９４からなる。２値階調処理部１９２によって２値階調処理した画像データは、メモリ部１００へは２値化データのまま送って格納するが、ＬＤ制御回路２０へ送るためにＦＦ／００変換部１９３を介してＦＦ／００変換を行なう。
【００４９】
これは、輝度は単純に２値１／０で“１”（黒）を“ＦＦ”（全黒）に、“０”  （白）を“００”（全白）に８ビット変換し、位相は０とＦＦであるから、どの位相でも結果は同じになるので、例えば仮に０を送る。このように、２値のデータを単純に１０ビットのフォーマットに変換することを行なう。
さらに、このように単純なＦＦ／００変換だけでなく、例えば、注目画素が  “１”で、左隣が“０”であれば、ＦＦでなく中間的な例えば８０ｈなどを割り当て、位相は左が白ということで右コードを割り当てるということなども考えられる。右隣が白で注目画素が“１”のときは、逆に位相を左にするなどという例もある。
【００５０】
このような場合、輝度データに関しては３値になることになる。
このような白から黒、または黒から白に変化するところで、黒画素の値を小さくするのは、レーザビームの径が太くなって、線画などが太くなるような場合に用いる方法である。
【００５１】
メモリ部１００を使わず、階調処理回路１９から直接ＬＤ制御回路２０へ画像データを送る場合は、多値階調処理部１９１による多値階調処理後の画像データか、２値階調処理部１９２によって２値階調処理をしてＦＦ／００変換部１９３によって画像データのフォーマットを１０ビットに変換した画像データかを、マルチプレクサ１９４で選択して出力するようになっている。
【００５２】
一方、メモリ部１００へ１ビット／画素で格納された画像データは、メモリ部１００から読み出した後、同じようにＬＤ制御回路２０へ送る前に１０ビットのデータに変換する必要がある。これを行なっているのが多値化部１０１であり、メモリ部１００を使う場合と、使わない場合で画像データを切り替えるのが、図１に示したマルチプレクサ（ＭＵＸ）１０２である。
【００５３】
多値化部１０１は、図２に示すようにマトリクスウインドウ１０３、ハーフトーン検出部（ハーフトーン検出手段）、パターン認識部（パターン認識手段）１０５、パターンメモリ（ジャギー補正手段）１０６、多値化フィルタ（多値化手段）１０７、ＦＦ／００変換部１０８、出力選択手段を構成する判定部１０９およびセレクタ１１０によって構成されており、３通りの方法で多値化処理を行なうことができる。
【００５４】
１つは２値画像の斜め線などにみられるジャギー補正、２つ目がハーフトーン部の階調性向上、そして３つめが前述したＦＦ／００変換である。これら３つの多値化手段を、目的に応じてモード設定によって切り替えて使用することもできるし、ハーフトーン検出及びジャギー検出によって１ページ内で適応的に切り替えて使用することもできる。
【００５５】
パターン認識部１０５は、メモリ部１００から読み出した２値画像データからパターン認識により、各画素ごとにジャギーを補正する必要がある画素か否かを判別するものであり、ジャギーを補正する必要があると判別した画素に対しては、ジャギー補正手段であるパターンメモリ１０６から補正データを読み出してジャギーを補正させると共に、判定部１０９に判定判別を送る。
【００５６】
このジャギー検出用のパターン認識部１０５とジャギー補正手段であるパターンメモリ１０６は、前述した特開平５−２０７２８２号公報に記載されているように公知の技術を用いたものである。
すなわち、ビットマップ状に展開された２値画像データの黒ドット領域の白ドット領域との境界部分の線分形状を認識して、所要の各ドット（画素）に対して認識した線分形状の特徴を複数ビットのコード情報に置き換え、少なくともそのコード情報の一部を利用して、注目画素が補正が必要な画素（斜め線の境界部でジャギー補正の対象である）か否かを判別し、補正が必要と判別した画素に対しては、上記コード情報をアドレスとしてパターンメモり１０６から補正データを読み出す。
【００５７】
その線分形状の特徴を表わすコード情報には、線分の傾斜方向を示すコードと、傾きの度合いを示すコードと、対象とするドット（注目画素）の水平あるいは垂直方向に連続する線分の最初のドットからの位置を示すコードとを含むようにする。
また、上記画像データの注目画素を中心として所定領域の各画素のデータをウインドウを通して抽出するようにし、そのウインドウを中心部のコア領域とその周辺の複数の周辺領域とに分割し、コア領域から抽出した画像データによる認識情報と、その認識結果に応じて指定される一つ以上の周辺領域から抽出した画像データによる認識情報との組み合わせに基づいて、上記コード情報を生成する。
【００５８】
このようなジャギー検出および補正手段によれば、予め補正が必要な全ての特徴パターンをテンプレートとして作成して記憶させておく必要が無く、補正が必要なドットの判別と補正が必要なドットに対する補正データの決定を生成したコード情報を用いて簡単に短時間で行なうことができる。
【００５９】
ＦＦ／００変換部１０８は、前述したＦＦ／００変換部１９３と同様に、２値画像データを１０ビットのフォーマットに変換するものであり、“１”を“ＦＦ”、“０”を“００”にするのが基本であるが、隣接画素の値から３値にするような場合もこの回路に含めることができる。
【００６０】
ここで、マトリクスウインドウ１０３と、ハーフトーン検出部１０４および多値化フィルタ１０７について説明する。
まず、マトリクスウィンドウは、ハーフトーン検出部１０４および多値化フィルタ１０７だけでなく、パターン認識部１０５のジャギー検出にも利用する近傍処理をするための２次元空間を作り出すもので、図４に示すような構成となり、副走査方向に空間を作るためにラインメモリ群ＬＭを使用し、主走査方向のためにはシフトレジスタ群ＳＲを使用している。
【００６１】
このマトリクスウインドウ１０３によって、図５に示すような２次元空間の画像データを同時に取り出すことができる。
この例では、主走査方向に１１画素、副走査方向に７ラインの１１×７のマトリクスになっている。
このマトリクスの大きさは、ハーフトーン検出やジャギー検出に必要なサイズ（大きい方）で決まる。特に１１×７だけが適正なサイズではない。
通常は、注目画素（図５中に×印で示している）を中心に置いて、それを対象に検出するため、奇数×奇数のサイズになることが多い。
【００６２】
ハーフトーン検出部１０４で、ハーフトーン検出の対象となるのは、一旦２値化された画像データである。
２値化方式には、前述のように固定閾値方式，ディザ方式，誤差拡散方式などがある。ハーフトーンは、ディザや誤差拡散のように疑似的に表現されたデータとなっている。固定閾値で２値化される場合でも原稿が網点であったり、信号ノイズを拾うことによって結果的に疑似ハーフトーンになっているような場合もある。いずれにしても、どのような形のデータになっているかは不確定である。
【００６３】
ここでのハーフトーン検出の目的は、多値表現機能を持っているプリンタを使いながら、メモリ容量を削減する目的で２値化データを使うときに、２値化データをできるだけ多値画像の階調表現に近づけるようにするためである。
ディザ処理の２値化では、黒ドットが規則的に現われる。誤差拡散処理では、黒ドットはランダムに散らばる。固定閾値処理で結果的に中間調がでるときも同様である。
しかしながら、どの場合でもハーフトーン部では、文字や線画のように黒ドットがある方向で固まって出現せず、領域内に比較的均等に散らばる。このことを利用してハーフトーンを検出する。
【００６４】
図６に示すように、マトリクスウィンドウで取り出した２次元空間の画像データを、太線で示すＡ〜Ｄの４つの領域に分割する。各領域は注目画素を含めるような形にする。
各領域の黒画素の数をかぞえて、４つの領域での最大値と最小値を比較し、
１．最大値と最小値の差が閾値ＴＨ１以下のときハーフトーン領域と判定する（第一の判別手段）。
２．最大値と最小値の差が閾値ＴＨ１より大きく、かつそのとき４つの領域の対角線上に位置する２つの領域の２ペアのそれぞれの黒画素数の差をチェックし、領域ＡとＤの黒画素の数の差が閾値ＴＨ２以下で、かつ領域ＢとＣの黒画素の数の差が閾値ＴＨ２以下のとき、ハーフトーン領域と判定する（第一の判別手段と第二の判別手段）。
【００６５】
１，２いずれの場合も、この例では、パターン認識部１０５によるジャギー検出を優先させ、ジャギーと検出された場合は、１，２に当てはまってもハーフトーンと判定しないようにしている。
ただし、これも利用目的に応じて、または検出の精度に応じて、ハーフトーン判定を優先させることも意味のないことではない。
図６では、ウィンドウサイズが１１×７で、各領域が６×４になっているが、このサイズもこれに限るものではなく、システム毎に最適なサイズを決定すればよい。また、閾値ＴＨ１，ＴＨ２も、マトリクスサイズなどによって最適な値を決定する。
【００６６】
次に、多値化フィルタ１０７について説明する。
ジャギー補正技術が、斜め線の凹凸をスムーズに埋めるために多値化データを利用するのに対して、ハーフトーン検出部１０４に対する多値化は、階調表現のために多値化を利用する。
疑似中間調処理が、面積内での黒画素比率で階調表現していることから、逆に周囲画素内での黒画素比率から注目画素の階調レベルを推測する、という方法で多値化する。
【００６７】
具体的には、黒画素を１、白画素を０として、図７に示すような多値化フィルタをかけることで注目画素のレベルを算出する。
図７の（ａ）に示す５×３の多値化フィルタの例では、係数の合計が１６となるので、注目画素の算出結果は、０〜１６の範囲をとり、１７階調となる。
図７の（ｂ）に示す３×３の多値化フィルタの例では、係数の合計が９なので、０〜９の範囲をとり、１０階調となる。
【００６８】
多値化フィルタのサイズを大きくする方が階調数が増えるが、このフィルタは基本的に平滑化フィルタになるので、サイズを大きくすると画像がボケる。
したがって、必要最小限のサイズを選定すべきであり、少なくともハーフトーンを検出するためのマトリクスサイズよりは小さくする必要がある。
図７の（ａ）に示した多値化フィルタによる多値化レベルの計算例を図８に示す。
【００６９】
図９は、２値化された中間調部が多値化された場合の一例を示す概念的な図である。例えば、誤差拡散処理などによって発生するテクスチャなどが、多値化によって目につかなくなる。
【００７０】
図１０は、多値データによるレーザダイオード書き込み信号の制御方法の概念図である。ここで、ＰＷＭ制御について述べるが、パワー制御を使った場合でも、エネルギーの中心はどこでどのようにエネルギーを分布させるかと考えると、同じ概念として考えることができる。
２ビットの位相信号の“００”“０１”“１０”によって、駆動パルスの位相を中央，右寄せ，左寄せの３通りに制御可能にしている。特に、ジャギー補正では、周囲の状況でこれらを使い分けするのが効果的である。
【００７１】
ハーフトーンの場合、エネルギーが散らばることでハーフトーンが表現しやすい場合もある。このようなときは、すべての画素で中央パルス（左でも右でもよいがすべて同一）にするのが有効になる。
ところが、電子写真プロセス（現像，転写など）によって、あまり細かく分散させると、ドラム回転の歪や現像の悪さが目立ちはじめ、不都合な場合もあり、このようなときは、１画素おきに左，右，左…と主走査方向に交互にすることによって、隣り合う画素がつながり、階調性が安定する場合もある。
ジャギー補正の場合と違って、周囲の状況に無関係に周期的に、位置に依存してパルス位相を決定するケースもある。
【００７２】
レーザダイオード駆動パルスのパルス幅は、１画素の範囲のパルス幅でフル点灯であり、そのパルス幅をＬＤドライバの分解能で分割する。この例では、２５６階調のＬＤドライバを使用しており、８ビットの輝度信号をＬＤ制御回路２０に受け渡す。
ここで、ハーフトーン多値化のレベルは、前述の５×３フィルタの例で１７階調、３×３フィルタの例では１０階調である（係数によっても変わるが）ので、それぞれ０〜１６、０〜９をＬＤ制御回路２０へ渡す８ビットのレベルに変換する必要がある。２値データの“１”と“０”を“ＦＦ”と“００”に置き変えるのと同じである。５×３の多値化フィルタを使用したときの例を表１に示す。
【００７３】
【表１】
0003581477.tif 000002
【００７４】
次に、多値化部１０１内の判定部１０９について説明する。
図２に示した多値化部１０１には、ハーフトーン検出部１０４とジャギー検出を行なうパターン認識部１０５との２つの検出あるいは判別手段と、パターンメモリ１０６によるジャギー補正による多値化手段と、多値化フィルタ１０７による多値化手段と、ＦＦ／００変換部１０８による多値化手段との３種類の多値化手段がある。これらを使った判定例を表２に示す。
【００７５】
【表２】
0003581477.tif 000003
【００７６】
この実施例では、上記のような判定条件を設定でき、これを判定部１０９がモード設定信号によってモード設定されることによって選択する。このモード設定は使用目的に応じてなされる。例えば、デジタル複写機の操作パネルに画質設定キーを備え、オペレータがコピーしたい原稿が文字主体の原稿か、写真主体の原稿か、文字と写真が混在している原稿かなどによって、文字モード、写真モード、または文字／写真モードなどを切り替える機能を持っている場合は、これらの機能設定に連動させてモード設定することもできる。
【００７７】
それによって、例えば文字モードのときは判定例３、写真モードのときは判定例５、文字／写真モードのときは判定例１というような選択が可能である。
また、図１のメモリ部１００を、ホストコンピュータからのキャラクタデータのビットイメージデータへの展開用メモリ部として使用し、その展開されたビットイメージデータをＬＤ制御回路２０へ転送してプリンタ出力を得るような場合は、判定例３にするということも可能である。
【００７８】
上述したこの発明の実施形態によれば。次のような作用効果が得られる。
（１）メモリ部１００に格納する画像データを２値データにすることにより、メモリ容量の削減を図れる。メモリ部１００から読み出した２値画像データから領域を判別するので、データ量も少なく、簡易な構成でハーフトーン部の判別を実行できる。また、斜め線のジャギーを補正すべきかどうかを先に判断することにより、ハーフトーンの検出精度も向上する。そして、レーザプリンタのレーザダイオードによる書き込みでの階調表現能力を無駄にすることなく、高画質化を図ることができる。
【００７９】
（２）文字モード、写真モード、文字／写真モードなどデジタル複写機の持っている多彩なモードに適切に対応できる。
また、システム構成による特別な要求、例えば、ホストからのキャラクタ展開でのジャギー補正の場合など、ハーフトーン補正を必要としない場合などには簡単に設定を変更できる。
【００８０】
（３）一旦疑似中間調処理された２値画像が対象となるため、１００線か２００線というモアレを発生する線数の網点を検出するような複雑な処理が不要であり、線画像は別の検出によって処理されるため、簡易的な構成を実現できる。
【００８１】
（４）誤差拡散２値化処理等で発生するテクスチャを目立ちにくくすることができ、ディザ処理、誤差拡散処理、ランダムノイズでの中間調など、疑似的な中間調を対象にしているため、２値化後の処理でありながら高画質化を図れる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明によるデジタル複写機は、原稿を読み取った画像データを格納するメモリの容量の削減を図りながら、ジャギーの補正が必要な部分については、それを容易に判別してその補正を行なうことができ、ハーフトーン部に対しては、それに適した階調表現が得られるようにすることもできる。そして、文字モード、写真モード、文字／写真モードなどの多彩なモードに対応した高画質化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図３に示すデジタル複写機における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２】図１における階調処理回路１９と多値化部１０１の内部構成を示すブロック図である。
【図３】この発明を実施したデジタル複写機の機構部の概略構成を示す略断面図である。
【図４】図２におけるマトリクスウィンドウ１０３の構成例を示すブロック図である。
【図５】図４に示したマトリクスウインドウ１０３によって取り出す２次元空間の画像データのサイズを示す図である。
【図６】図５に示した２次元空間の画像データを４つの領域に分割する例を示す図である。
【図７】２次元空間の画像データのフィルタをかける領域と使用する多値化フィルタの例を示す図である。
【図８】図７の（ａ）に示した多値化フィルタによる多値化レベルの計算例を示す図である。
【図９】２値化された中間調部が多値化された場合の一例を示す概念的な図である。
【図１０】多値データによるレーザダイオード書き込み信号の制御方法の概念図である。
【符号の説明】
Ａ：イメージスキャナ（画像読取部）
Ｂ：レーザプリンタ（画像形成部）
１：コンタクトガラス    ２ａ，２ｂ：照明用光源
３〜７：ミラー          ８：レンズ
９：ＣＣＤイメージセンサ    １０，１１：走行体
２１：レーザ出力ユニット    ２４：感光体ドラム
２５：帯電チャージャ        ２７：現像ユニット
２８：転写チャージャ    ３２ａ，３２ｂ：記録シート
３３ａ，３３ｂ：給紙カセット    ３５：定着ローラ
３７ａ，３７ｂ：給紙ローラ    ３８：レジストローラ
１２：センサドライバ    １３：増幅器
１４：Ａ／Ｄ変換回路
１５：シェーディング補正回路
１６：空間フィルタ回路    １７：主走査変倍回路
１８：γ補正回路          １９：階調処理回路
２０：レーザダイオード（ＬＤ）制御回路
１００：メモリ部        １０１：多値化部
１０２：マルチプレクサ（ＭＵＸ）
１０３：マトリクスウインドウ
１０４：ハーフトーン検出部
１０５：パターン認識部（ジャギー検出）
１０６：パターンメモリ    １０７：多値化フィルタ
１０８：ＦＦ／００変換部    １０９：判定部
１１０：セレクタ          １９１：多値階調処理部
１９２：２値階調処理部    １９３：ＦＦ／００変換部
１９４：マルチプレクサ（ＭＵＸ）
【図１】
0003581477.tif 000004
【図２】
0003581477.tif 000005
【図３】
0003581477.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003581477.tif 000009
【図７】
0003581477.tif 000010
【図８】
0003581477.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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