(57)【要約】【課題】  高い画質を維持しながらより高い圧縮率での画像圧縮が可能な画像形成装置および画像形成方法を提供する。【解決手段】  高圧縮率の画像圧縮処理を含む複数の画像処理機能を切換可能に有する画像処理手段として、ＤＲＰ１０を設ける。ＣＰＵ１は、このＤＲＰ１０の各画像処理機能を画像処理の進行に合せて切換え設定するとともに、その画像処理の一部を担う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧縮率の画像圧縮処理を含む複数の画像処理機能を切換可能に有する画像処理手段と、
この画像処理手段の各画像処理機能を画像処理の進行に合せて切換え設定するとともに、その画像処理の一部を担う制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像処理は、入力画像データを高圧縮率のHD Photo方式で圧縮する第１圧縮処理、この圧縮された画像データを前記HD Photo方式で複合する複合処理、この複合された画像データにおける文字画像領域のエッジを抽出するエッジ抽出処理、前記複合された画像データにおける文字画像領域のレイアウトを前記抽出されたエッジに基づき解析するレイアウト解析処理、前記複合された画像データを低解像度化する低解像度化処理、この低解像度化された画像データを前記解析されたレイアウトに基づき文字画像データと背景画像データとに分離する文字・背景分離処理、この分離された文字画像データを所定の方式で圧縮する第２圧縮処理、前記分離された背景画像データを前記HD Photo方式で圧縮する第３圧縮処理、これら圧縮された文字画像データおよび背景画像データをファイル化するファイル化処理であり、
前記画像処理手段は、前記第１圧縮処理の機能、前記複合処理の機能、前記エッジ抽出処理の機能、前記低解像度化処理の機能、前記第２圧縮処理の機能、前記第３圧縮処理の機能を切換可能に有し、
前記制御手段は、前記レイアウト解析処理、前記文字・背景分離処理、前記ファイル化処理を担う、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像処理は、入力画像データをJPEG方式で圧縮する第１圧縮処理、この圧縮された画像データを前記JPEG方式で複合する複合処理、この複合された画像データにおける文字画像領域のエッジを抽出するエッジ抽出処理、前記複合された画像データにおける文字画像領域のレイアウトを前記抽出されたエッジに基づき解析するレイアウト解析処理、前記複合された画像データを低解像度化する低解像度化処理、この低解像度化された画像データを前記解析されたレイアウトに基づき文字画像データと背景画像データとに分離する文字・背景分離処理、この分離された文字画像データを所定の方式で圧縮する第２圧縮処理、前記分離された背景画像データを高圧縮率のHD Photo方式で圧縮する第３圧縮処理、これら圧縮された文字画像データおよび背景画像データをファイル化するファイル化処理であり、
前記画像処理手段は、前記第１圧縮処理の機能、前記複合処理の機能、前記エッジ抽出処理の機能、前記低解像度化処理の機能、前記第２圧縮処理の機能、前記第３圧縮処理の機能を切換可能に有し、
前記制御手段は、前記レイアウト解析処理、前記文字・背景分離処理、前記ファイル化処理を担う、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像処理手段は、ダイナミック・リコンフィギュラブル・プロセッサである、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記HD Photo方式の圧縮処理は、少なくとも色変換処理、第１フィルタ処理、第１離散コサイン変換処理、第２フィルタ処理、第２離散コサイン変換処理、量子化処理、符号化処理を含み、
前記色変換処理は、画素が行方向および列方向にマトリックス状に並ぶ入力画像データのＲＧＢ／ＹＵＶ変換を行う、
前記第１フィルタ処理は、色変換された画像データにおける各所定数画素ブロックのそれぞれの境界線をフィルタリングして目立たなくする、
前記第１離散コサイン変換処理は、前記第１フィルタ処理を経た画像データを所定数画素ブロックごとに離散コサイン変換するとともに、その離散コサイン変換した画像データを各所定数画素ブロックのＤＣ成分がその所定数画素ブロックより大きいマクロブロックごとに行方向に互いに隣接して並ぶフォーマットに変換する、
前記第２フィルタは、前記第１離散コサイン変換処理で離散コサイン変換およびフォーマット変換された画像データにおける各マクロブロックのＤＣ成分を行方向に読出してフィルタリングすることにより、その画像データにおける各マクロブロックのそれぞれの境界線を目立たなくする、
前記第２離散コサイン変換処理は、前記第２フィルタ処理を経た画像データにおける各マクロブロックのＤＣ成分を行方向に読出して離散コサイン変換するとともに、その離散コサイン変換した画像データを各所定数画素ブロックのＤＣ成分がマクロブロックごとに列方向に互いに隣接して並ぶフォーマットに変換する、
前記量子化処理は、第２離散コサイン変換処理で離散コサイン変換およびフォーマット変換された画像データにおける各マクロブロックのＤＣ成分を列方向に読出して量子化する、
前記符号化処理は、前記量子化の結果を符号化する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
高圧縮率の画像圧縮処理を含む複数の画像処理機能を切換可能に設け、これら画像処理機能を画像処理の進行に合せて切換え設定することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像を用紙にプリントする画像形成装置および画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置たとえば複写機は、原稿からスキャンした画像データ、あるいはネットワーク接続された外部機器（例えばパーソナルコンピュータ）から入力される画像データを、用紙にプリントしたり、圧縮して保存することができる。（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−７１８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画像データの圧縮に際しては、高い画質を維持しながらより高い圧縮率で圧縮できることが望まれる。
【０００５】
本発明の実施形態の目的は、高い画質を維持しながらより高い圧縮率での画像圧縮が可能な画像形成装置および画像形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態の画像形成装置は、高圧縮率の画像圧縮処理を含む複数の画像処理機能を切換可能に有する画像処理手段と、この画像処理手段の各画像処理機能を画像処理の進行に合せて切換え設定するとともに、その画像処理の一部を担う制御手段と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態の制御回路のブロック図。
【図２】一実施形態の画像処理手段を示す図。
【図３】図２におけるHD Photo方式の画像圧縮処理の具体例を示す図。
【図４】図３のHD Photo方式の画像圧縮処理における入力画像データのラスターデータフォーマットを示す図。
【図５】図４のラスターデータフォーマットの画像データがオリジナルマクロブロックフォーマットに変換された状態を示す図。
【図６】図５のオリジナルマクロブロックフォーマット画像データが置換マクロブロックフォーマットに変換された状態を示す図。
【図７】一実施形態の変形例の画像処理手段を示す図。
【符号の説明】
【０００８】
１…ＣＰＵ、１０…ダイナミック・リコンフィギュラブル・プロセッサ（ＤＲＰ）、２１…HD Photo符号化処理部（第１圧縮処理の機能）、２２…HD Photo複合処理部（複合処理の機能）、２３…エッジ抽出処理部（エッジ抽出処理の機能）、２４…レイアウト解析処理部（レイアウト解析処理の機能）、２５…低解像度化処理部（低解像度化処理の機能）、２６…文字・背景分離処理部（文字・背景分離処理の機能）、２７…ＭＭＲ符号化処理部（第２圧縮処理の機能）、２８…HD Photo符号化処理部（第３圧縮処理の機能）、２９…ドキュメントファイル化処理部（ファイル化処理の機能）、３１…JPEG符号化処理部（第１圧縮処理の機能）、３２…JPEG複合処理部（複合処理の機能）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、一実施形態について図面を参照して説明する。  
図１に示すように、主制御部であるＣＰＵ１にノースブリッジ２が接続され、そのノースブリッジ２にメインメモリ３、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）４、ＵＳＢポート５、画像処理プロセッサであるダイナミック・リコンフィギュラブル・プロセッサ（Dynamic ReConfigurable Processor：ＤＲＰと略称する）１０が接続される。そして、ＤＲＰ１０に、スキャナ１１、プリンタ１２、ローカルメモリ１５が接続される。
【００１０】
スキャナ１１は、原稿台にセットされる原稿の画像を光学的に読取る。プリンタ１２は、スキャナ１１で読取られてＤＲＰ１０およびＣＰＵ１で処理された画像データ、あるいはマイクロコンピュータ等の外部機器から入力されてＤＲＰ１０およびＣＰＵ１で処理された画像データを用紙にプリントする。ローカルメモリ１５は、ＤＲＰ１０およびＣＰＵ１で処理される画像データの記憶用であり、後述の理由により、容量があまり大きくなくて安価な外付けメモリを用いることができる。
【００１１】
ＤＲＰ１０は、高圧縮率のHD Photo方式による画像圧縮処理を含む複数の画像処理機能を切換可能に有する。ＣＰＵ１は、ＤＲＰ１０の各画像処理機能を画像処理の進行に合せて逐次に切換え設定するとともに、その画像処理のうちソフトウェア処理が可能な一部の画像処理を担う。
【００１２】
このＤＲＰ１０およびＣＰＵ１による画像処理の例を図２に示す。  
ＤＲＰ１０は、第１圧縮処理の機能であるHD Photo符号化処理部２１、複合処理の機能であるHD Photo複合処理部２２、エッジ抽出処理の機能であるエッジ抽出処理部２３、低解像度化処理の機能である低解像度化処理部２５、第２圧縮処理の機能であるＭＭＲ符号化処理部２７、第３圧縮処理の機能であるHD Photo符号化処理部２８を切換可能に有する。
【００１３】
ＣＰＵ１は、ソフトウェア処理が可能な画像処理機能として、レイアウト解析処理手段２４、文字・背景分離処理手段２６、ドキュメントファイル化処理手段２９を有する。
【００１４】
ＤＲＰ１０のHD Photo符号化処理部２１は、スキャナ１１による画像読取り時に設定され、入力される画像データをハードディスクドライブ４への一旦保管用として高圧縮率のHD Photo方式で圧縮する。HD Photo複合処理部２２は、ハードディスクドライブ４からの画像読出し時に設定され、そのハードディスクドライブ４から読出される圧縮画像データを上記HD Photo方式で複合する。エッジ抽出処理部２３は、HD Photo複合処理部２２に代わり設定され、そのHD Photo複合処理部２２で複合された画像データにおける文字画像領域のエッジを抽出する。低解像度化処理部２５は、エッジ抽出処理部２３と共にHD Photo複合処理部２２に代わり設定され、ＣＰＵ１におけるレイアウト解析処理手段２４の処理と並行して、HD Photo複合処理部２２で複合された画像データを低解像度化する。
【００１５】
ＣＰＵ１のレイアウト解析処理手段２４は、HD Photo複合処理部２２で複合された画像データにおける文字画像領域のレイアウトをエッジ抽出処理部２３で抽出されたエッジに基づき解析する。文字・背景分離処理手段２６は、低解像度化処理部２５で低解像度化された画像データをレイアウト解析処理手段２４で解析されたレイアウトに基づき文字画像データと背景画像データとに分離する。
【００１６】
ＤＲＰ１０のＭＭＲ符号化処理部２７は、エッジ抽出処理部２３および低解像度化処理部２５に代わり設定され、文字・背景分離処理手段２６で分離された文字画像データを所定の方式たとえばＭＭＲ（modified modified READ）方式で圧縮する。HD Photo符号化処理部２８は、ＤＲＰ１０のＭＭＲ符号化処理部２７と共にエッジ抽出処理部２３および低解像度化処理部２５に代わり設定され、文字・背景分離処理手段２６で分離された背景画像データをHD Photo方式で圧縮する。
【００１７】
ＣＰＵ１のドキュメントファイル化処理手段２９は、ＭＭＲ符号化処理部２７で圧縮された文字画像データおよびHD Photo符号化処理部２８で圧縮された背景画像データをファイル化し、そのファイルデータをハードディスクドライブ４に格納する。
【００１８】
以上のように、画像処理にHD Photo方式の圧縮技術を用いることにより、一般的なJPEG方式と同等以上の高い画質を維持しながらそのJPEG方式の約２倍もの高い圧縮率での画像圧縮が可能となる。HD Photo方式の圧縮技術は、ロスレス圧縮を使用することができるため、画質劣化のない画像データを扱うことも可能となる。
【００１９】
レイアウト解析、文字・背景分離、ドキュメントファイル化のように複雑な処理や演算精度が必要な処理はＣＰＵ１のソフトウェア処理が担い、圧縮、複合、エッジ抽出、低解像度化のように単純だが重い処理はＤＲＰ１０によるハードウェア処理が担う並列処理を行うので、画像処理の速度が向上する。
【００２０】
ＤＲＰ１０は、プラットフォーマットは変えずに回路構成をブログラム化して実装するいわゆるミドルウェアであり、複数の画像処理機能をＣＰＵ１からの指示により切換え設定できるので、ＡＳＩＣなどの固定的なハードウェアを使用する場合に比べ、構成の簡略化とコストの低減が図れる。周辺デバイスのＩ／Ｆを変更するといった面倒な処置も不要である。
【００２１】
また、ＤＲＰとしてはソフトウェアを実装できるものも多くあり、そのためＣＰＵ処理との親和性も高く、処理の得意、不得意による並列処理なども柔軟に取り入れることが可能なので、複雑な処理でも高速に行うことができる。
【００２２】
一方、ＤＲＰ１０におけるHD Photo方式の画像圧縮処理は、図３に示すように、少なくとも色変換処理、第１フィルタ処理、第１離散コサイン変換処理（第１ＤＣＴ変換処理）、第２フィルタ処理、第２離散コサイン変換処理（第２ＤＣＴ変換処理）、量子化処理、符号化処理を含む。
【００２３】
上記色変換処理は、図４に示すように画素が行方向（主走査方向）Ｘおよび列方向（副走査方向）Ｙにマトリックス状に並ぶラスターデータフォーマットＩＭＧの１ページ分の入力画像データに対しＲＧＢ／ＹＵＶ変換を行う。ラスターデータフォーマットＩＭＧは、各画素を左上位置から行方向Ｘへ線順次に並べ、その１ライン分の画像データを列方向Ｙに順に並べたデータフォーマットのことである。
【００２４】
上記第１フィルタ処理は、上記色変換された画像データにおける各所定数画素ブロックたとえば４×４画素ブロックのそれぞれの境界線をフィルタリングして目立たなくするもので、図４のラスターデータフォーマットＩＭＧの画像データに対して行方向Ｘの走査を列方向Ｙに繰り返すフィルタリング処理を行う。
【００２５】
上記第１離散コサイン変換処理は、第１フィルタ処理を経た画像データを所定数画素ブロックたとえば４×４画素ブロックごとに離散コサイン変換（ＤＣＴ変換）するとともに、その離散コサイン変換した画像データを各４×４画素ブロックのＤＣ成分がその４×４画素ブロックより大きい１６×１６画素のマクロブロックごとに列方向Ｙに互いに隣接して並ぶ図５のオリジナルマクロブロックフォーマットＭＢ１に一旦変換し、それを図６に示すように各４×４画素ブロックのＤＣ成分が１６×１６画素のマクロブロックごとに行方向Ｘに互いに隣接して並ぶ置換マクロブロックフォーマットＭＢ２に変換する。各４×４画素ブロックのＤＣ成分のうち、図５のオリジナルマクロブロックフォーマットＭＢ１では左上隅位置の（０−０）画素がマクロブロックのＤＣ成分となり、図６の置換マクロブロックフォーマットＭＢ２でも左上隅位置の（０−０）画素がマクロブロックのＤＣ成分となる。
【００２６】
上記第２フィルタは、第１離散コサイン変換処理で離散コサイン変換およびフォーマット変換された画像データにおける各マクロブロックのＤＣ成分を行方向Ｘに読出してフィルタリングすることにより、その画像データにおける各マクロブロックのそれぞれの境界線を目立たなくする。このフィルタリングに際しては、入力される画像データが図６の置換マクロブロックフォーマットＭＢ２なので、各マクロブロックの１行目のみ行方向Xに走査して各ＤＣ成分をシーケンシャルに読出すことができ、効率のよい迅速な処理が可能となる。
【００２７】
上記第２離散コサイン変換処理は、第２フィルタ処理を経た画像データにおける各マクロブロックのＤＣ成分を行方向Ｘに読出して離散コサイン変換（ＤＣＴ変換）するとともに、その離散コサイン変換した画像データを各４×４画素ブロックのＤＣ成分がマクロブロックごとに列方向Ｙに互いに隣接して並ぶ図５のオリジナルマクロブロックフォーマットＭＢ１に変換する。この離散コサイン変換に際しても、入力される画像データが図６の置換マクロブロックフォーマットＭＢ２なので、各マクロブロックの１行目のみ行方向Xに走査して各ＤＣ成分をシーケンシャルに読出すことができ、効率のよい迅速な処理が可能となる。
【００２８】
上記量子化処理は、第２離散コサイン変換処理で離散コサイン変換およびフォーマット変換された画像データにおける各マクロブロックのＤＣ成分を列方向に読出して量子化する。この量子化に際しては、入力される画像データが図５のオリジナルマクロブロックフォーマットＭＢ１なので４並列処理を行うことができ、効率のよい迅速な処理が可能となる。
【００２９】
上記予測化処理は、量子化処理で量子化された画像データのうち、符号化の対象となる画像データを予測する。上記符号化処理は、量子化処理で量子化された画像データのうち、上記予測された画像データを符号化する。この予測化処理および符号化処理については、ハードウェア処理では高速化が期待できないことから、ＣＰＵ１によるソフトウェア処理を行う。
【００３０】
第２フィルタ処理および第２離散コサイン変換処理に入力される画像データは、各４×４画素ブロックのＤＣ成分が１６×１６画素のマクロブロックごとに行方向Ｘに互いに隣接して並ぶ置換マクロブロックフォーマットＭＢ２であり、各マクロブロックの１行目のみ走査して各ＤＣ成分をシーケンシャルに読出すことができるので、その読出し用メモリとしてマクロブロックの１行目のみ記憶する小容量のラインバッファメモリをローカルメモリ１３内に割り当てることができる。これにより、ローカルメモリ１３として容量があまり大きくなくて安価な外付けメモリを用いることが可能である。
【００３１】
なお、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、書き換え、変更を行うことができる。この実施形態や変形は、発明の範囲は要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００３２】
例えば、高圧縮率の画像圧縮処理としては、HD Photo方式の圧縮技術に限らず、背景画像データに対してはJPEG2000方式を用い、文字画像データに対してはJBIG２方式の圧縮技術を用いる構成としてもよい。
【００３３】
また、図７に示すように、ＤＲＰ１０の画像処理機能として、ＭＭＲ符号化処理部２７およびHD Photo符号化処理部２８はそのまま残し、HD Photo符号化処理部２１およびHD Photo複合処理部２２をJPEG符号化処理部３１およびJPEG複合処理部３２に置き換えてもよい。JPEG符号化処理部３１は、スキャナ１１による画像読取り時に設定され、入力される画像データをハードディスクドライブ４への一旦保管用としてJPEG方式で圧縮する。JPEG複合処理部３２は、ハードディスクドライブ４からの画像読出し時に設定され、そのハードディスクドライブ４から読出される圧縮された画像データをJPEG方式で複合する。
【００３４】
ＭＭＲ符号化処理部２７をＰＮＧ（Portable Network Graphics）符号化処理部、ＲＬＥ（Run length Encoding）符号化処理部、算術符号化処理部などに置き換えることも可能である。
【図１】
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【図２】
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【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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