(57)【要約】【課題】簡略な装置構成で多階調の２色表現が可能な画像処理装置を提供する。【解決手段】原稿を読み取って、少なくとも２色からなるディジタル画像を生成する読み取りユニット１００と、読み取りユニット１００が読み取ったディジタル画像のデータにディジタル加工処理を施し、ＣＤＩＣ１０３から出力された色データと濃度データとを変化させ、各色の画像データを補正し、濃度データの階調を誤差拡散法によって変動閾値に基づいて再現するＩＰＰ１０２と、読み取りユニット１００が読み取ったディジタル画像のデータの各色成分について、所定の色であるか否かを判断し、判断結果を示す色データとその色の濃度を示す濃度データとを出力するＣＤＩＣ１０３とを備える画像処理装置であって、ＩＰＰ１０２はＣＤＩＣ１０３から出力された色データに基づいて、各色の濃度データを、指定色の領域と指定色ではない領域とで異なる階調に変調する。【選択図】　　　　図１
2004104619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿を読み取って、少なくとも２色からなるディジタル画像を生成する画像読取手段と、
前記画像読取手段が読み取った前記ディジタル画像の画像データにディジタル加工処理を施す画像データ処理手段と、
前記画像読取手段が読み取った前記ディジタル画像の画像データが、所定の色であるか否かを判断し、判断結果を示す色データとその色の濃度を示す濃度データとを出力する色識別手段と、
前記色識別手段において出力された色データと濃度データとを変化させ、画像データを補正する補正手段と、
前記濃度データの階調を誤差拡散法によって変動閾値に基づいて再現する階調処理手段とを備える画像処理装置であって、
前記階調処理手段は、前記色識別手段から出力された色データに基づいて、濃度データを、前記所定の色の領域と前記所定の色ではない領域とで異なる階調に変調することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
階調値がｌ値の濃度データを、前記所定の色の領域はｍ値、前記所定の色ではない領域はｎ値の濃度データに階調制御し、前記ｌ値と前記ｍ値との関係及び前記ｌ値と前記ｎ値との関係が、０＜ｍ＜ｌ、かつ、０＜ｎ＜ｌを満たすことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
単一の階調処理手段が、前記所定の色の領域及び前記所定の色でない領域に対して階調制御を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記階調処理手段が階調処理を施した画像データに応じた画像を形成する画像形成手段をさらに有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項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、指定色及び黒色の２色からなる画像データを処理する画像処理装置に関し、特に、簡略な装置構成で多階調の２色表現ができる画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、２色ＭＦＰ（コピー、ＦＡＸ、プリンタ、スキャナなどの複合機）において、読み取り信号の画像処理、メモリへの画像蓄積、複数機能の並行動作及びそれぞれの画像処理を最適化するとして、特許文献１に開示される「画像処理装置、画像処理方法、複合装置及び複合システム」がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２３７９５５号公報
【０００４】
特許文献１に開示されるような２色ＭＦＰでは、指定色／黒の２色データに対し、階調処理を行う際、濃度データを指定色と黒とに分離し、それぞれ異なる回路で、例えば、黒は誤差拡散法、指定色はディザ法で階調処理させていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法では、通常は誤差拡散回路を一つしか持たない構造であるため、指定色に対しては誤差拡散を使用できない。
【０００６】
また、指定色と黒とで同じ階調処理を行う場合でも、同一の回路を二つ設けなければならない。
【０００７】
すなわち、指定色に対して誤差拡散を行おうとしたり、指定色と黒色とで同一の階調処理を行おうとする場合には、装置の構成が複雑になってしまう。
【０００８】
このように、特許文献１に開示される発明には、多階調の２色表現を行う装置の構成をさらに簡略化する余地があった。
【０００９】
本発明はかかる問題に鑑みて為されたものであり、簡略な装置構成で多階調の２色表現が可能な画像処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、原稿を読み取って、少なくとも２色からなるディジタル画像を生成する画像読取手段と、画像読取手段が読み取ったディジタル画像の画像データにディジタル加工処理を施す画像データ処理手段と、画像読取手段が読み取ったディジタル画像の画像データが、所定の色であるか否かを判断し、判断結果を示す色データとその色の濃度を示す濃度データとを出力する色識別手段と、色識別手段において出力された色データと濃度データとを変化させ、画像データを補正する補正手段と、濃度データの階調を誤差拡散法によって変動閾値に基づいて再現する階調処理手段とを備える画像処理装置であって、階調処理手段は、色識別手段から出力された色データに基づいて、濃度データを、所定の色の領域と所定の色ではない領域とで異なる階調に変調することを特徴とする画像処理装置を提供するものである。
【００１１】
以上の構成において、階調値がｌ値の濃度データを、所定の色の領域はｍ値、所定の色ではない領域はｎ値の濃度データに階調制御し、ｌ値とｍ値との関係及びｌ値とｎ値との関係が、０＜ｍ＜ｌ、かつ、０＜ｎ＜ｌを満たすことが好ましい。
【００１２】
また、上記のいずれの構成においても、単一の階調処理手段が、所定の色の領域及び所定の色でない領域に対して階調制御を行うことが好ましい。
【００１３】
また、上記のいずれの構成においても、階調処理手段が階調処理を施した画像データに応じた画像を形成する画像形成手段をさらに有することが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態について説明する。
図１に、本実施形態にかかる画像処理装置の構成を示す。この画像処理装置は、Ａ２サイズまで複写可能な２色（赤／黒）のＭＦＰである。本実施形態にかかる画像処理装置は、読み取りユニット１００、ＳＢＵ（センサ・ボード・ユニット）１０１、ＩＰＰ（プログラマブルな演算手段）１０２、ＣＤＩＣ１０３、ＧＡＶＤ１０４、作像ユニット１０５、ＩＭＡＣ（画像メモリアクセス制御）１０６及びＭＥＭ（メモリモジュール）１０７を有する。
また、図２に、ＩＰＰ１０２の内部の構成を示す。ＩＰＰ１０２は、読み取り補正部２００、色識別部２０１、エッジ検出部２０２、濃度補正部２０３、色補正部２０４及び階調処理部２０５を有する。
【００１５】
読み取りユニット１００は、原稿を光学的に読み取る機能部であり、原稿に対するランプ照射の反射光をミラー及びレンズにより受光素子に集光する。
【００１６】
受光素子（ここではＣＣＤとする）は、ＳＢＵ１０１に搭載される。このＣＣＤは、原稿の画像情報をＲ（赤）Ｇ（緑）のフィルタを通して、それぞれの色に対応する電気信号に変換して読み取れる２ラインのイメージセンサである。
【００１７】
これらのＣＣＤイメージセンサの出力は、Ａ／Ｄ変換器によってディジタルの画像データに変換し、同期信号と共にＳＢＵ１０１から出力される。
【００１８】
ＳＢＵ１０１から出力されるＲ、Ｇのディジタル画像データは、ＩＰＰ１０２に入力される。
【００１９】
Ｒ，Ｇのディジタル画像データは、読み取り信号補正部２００において、シェーディング補正によって光学系に伴うデータの不均一（スキャナ系の信号劣化）が補正され、また、各色の画像データの同期ずれがライン遅延によって補正される。
なお、本実施形態においては、２ラインのＣＣＤによって走査するため、色間に３ラインの同期ずれが発生する。
【００２０】
色識別部２０１では、読み取り補正部２００において補正されたＲ，Ｇのディジタル画像データから、注目画素に対する多値の濃度データと、その注目画素が赤色であるか否かの色識別データが生成される。
【００２１】
画像データの流れにおいて、パラレルバス及びＣＤＩＣ１０３でのバス制御によってＭＦＰ機能を実現する動作について説明する。
【００２２】
ＦＡＸ送信機能は、読み取りデータに対してＩＰＰ１０２において画像を施し、ＣＤＩＣ１０３及びパラレルバスを経由してＦＣＵ（ＦＡＸ制御ユニット）へ転送する。ＦＣＵにおいて通信網へのデータ変換を行い、ＰＮ（公衆回線）へＦＡＸデータとして送信する。
【００２３】
ＦＡＸ受信は、ＰＮからの回線データをＦＣＵにおいて画像データに変換し、パラレルバス及びＣＤＩＣ１０３を経由してＩＰＰ１０２に転送する。この場合、特別な画質処理は行わず、ＧＡＶＤ１０４においてドット再配置及びパルス制御を行い、作像ユニット１０５において転写紙上に再生画像を形成する。
【００２４】
複数ジョブ、例えばコピー機能、ＦＡＸ送受信機能、プリンタ出力機能が並行に動作する状況において、読み取りユニット１００、パラレルバス使用権のジョブへの割り振りをシステムコントローラ及びプロセスコントローラにおいて制御する。なお、プロセスコントローラは画像データの流れを制御し、システムコントローラはシステム全体を制御し、各リソースの起動を管理する。
【００２５】
ＭＦＰの機能選択は、Ｏｐｅ．Ｐａｎｅ（操作部）において選択入力され、コピー機能、ＦＡＸ機能などの処理内容を設定する。
【００２６】
システムコントローラとプロセスコントローラとは、パラレルバス、ＣＤＩＣ１０３及びシリアルバスを介して相互に通信を行う。ＣＤＩＣ１０３内においてパラレルバスとシリアルバスとのデータインタフェースのためのデータフォーマットの交換を行う。
【００２７】
図３に、光学系に伴う信号補正劣化の概略を示す。
（ａ）は、シーディング補正の概略を示し、さらに（ｂ）はシェーディングデータの概略を示す。シェーディング補正は、照明系の照度分布に基づく反射光特性の不均一を補正するものであり、原稿の読み取りに先立ち濃度が均一な基準白板を読み取り、シェーディング補正のための基準データを生成し、このシェーディングデータに基づき、読み取り画像の読み取り位置に依存する反射分布の正規化を行う。
【００２８】
シェーディングデータは、図３（ｂ）に示すように、原稿の読み取り位置ｎに依存して反射分布が異なる。原稿読み取り位置の端部では、均一濃度の白板が暗く読まれる。Ｓｎは、読み取り位置ｎでの白板読み取り信号レベルで、Ｓｎが大きい程明るく読み取られたことを示す。
【００２９】
シェーディング補正は、位置に依存するデータに関し、同一内容の処理を各読み取り画像データに対して実施することで、ランプの光量分布ムラを補正する。（ａ）のＳデータは、（ｂ）に示す白板読み取りによって生成されたシェーディングデータ、Ｄデータは、各読み取りラインの読み取り画像データで、ｎは読み取り位置を示す。Ｃデータは、Ｄデータのシェーディング補正後のデータで、Ｃｎ＝Ａ×（Ｄｎ／Ｓｎ）で正規化される。なお、Ａは正規化係数である。
【００３０】
色識別部２０１で生成された濃度データと色識別データとは、ディジタル信号とバスとのインタフェースを一括管理し、またディジタル信号の処理を分担する手段（ＣＤＩＣ１０３）に入力される。機能デバイス及びデータバス間における画像データの伝送は、ＣＤＩＣ１０３が全て制御する。ＣＤＩＣ１０３は、画像データに関し、ＩＰＰ１０２、パラレルバス間のデータ転送、全体の制御を司るシステムコントローラと画像データに対するプロセスコントローラとの間の通信を行う。
【００３１】
ＣＤＩＣ１０２に入力された濃度データと色識別データとは、ディジタル信号のメモリへのアクセスを一括管理する手段（ＭＥＭ１０７）に格納される。
【００３２】
ここで、メモリに蓄積し、画像読み出し時に付加的な処理、例えば画像方向の回転、画像の合成等を行う場合の画像データの流れを示す。
【００３３】
ＩＰＰ１０２からＣＤＩＣ１０３へ転送されたデータは、ＣＤＩＣ１０３からパラレルバスを経由してＩＭＡＣ１０６に送られる。ここでは、システムコントローラの制御に基づき画像データとＭＥＭ１０７のアクセス制御、外部ＰＣ（コンピュータ端末）のプリント用データの展開、メモリ有効活用のための画像データの圧縮／伸張を行う。
【００３４】
ＩＭＡＣ１０６に送られたデータは、データ圧縮後ＭＥＭ１０７へ蓄積し、蓄積データを必要に応じて読み出す。読み出したデータは、伸張されて本来のデータに戻され、ＩＭＡＣ１０６からパラレルバス経由でＣＤＩＣ１０３へ戻される。
【００３５】
ＣＤＩＣ１０３からＩＰＰ１０２への転送後は、濃度データはエッジ検出部２０２でエッジ検出された後、濃度補正部２０３において、例えば、ＭＴＦファンクションやプリンタγ等の濃度補正が施され、色識別データは色補正部２０４において濃度補正にあわせて補正される。
【００３６】
その後、濃度データは、階調処理部２０５において誤差拡散法によって階調変換される。
【００３７】
図５に、階調処理部２０５内部の詳細な構成を示す。
入力された濃度データ（Ｄｉｊ）は、誤差積算回路５０１において、図６に示すマトリクスに従い、ＦＩＦＯ５０２などに保管されている周辺誤差（Ｅｊ）が積算される。この時の演算式は、式（１）のようになる。
Ｓｉｊ＝Ｄｉｊ＋（ｌ×Ｅｉ−２，ｊ−ｌ＋２×Ｅｉ−２，ｊ＋ｌ×Ｅｉ−２，ｊ＋ｌ＋２×Ｅｉ−ｌ，ｊ−ｌ＋４×Ｅｉ−ｌ，ｊ＋２×Ｅｉ−ｌ，ｊ＋ｌ＋ｌ×Ｅｉ−ｌ，ｊ＋２＋ｌ×Ｅｉ，ｊ−２＋２×Ｅｉ，ｊ−ｌ）／１６・・・・（１）
【００３８】
その後、Ｓｉｊは、比較回路５０３、５０４及び５０５での閾値との比較結果に従い、２値／４値に量子化される。量子化値によって決定される量子化基準値をＳｉｊから減算した値が誤差データとしてＦＩＦＯ５０２などに保管される。
【００３９】
ここで使用する閾値は、閾値選択回路５０６、５０７、５０８で、色識別データ、エッジ量、注目画素の座標によって決定される。色領域であれば、色領域２値化用の閾値が、色領域でなければ、さらにエッジ量にあわせた黒用の４値化閾値が選択される。図７にその一例を示す。
【００４０】
２値／４値に量子化されたデータは、この後、赤／黒分離回路５０９において、赤と黒とに分離され、それぞれのＧＡＶＤ１０４でパルス制御を行い、作像ユニットにおいて転写紙上に再生画像を形成する。
【００４１】
ＧＡＶＤ１０４と作像ユニット１０５との詳細な構成を示す。作像ユニット１０５において感光体４０３の周りには、帯電手段となる帯電チャージャ４０８と、偏向走査型露光手段となる第１の露光装置（黒書込部）４２１と、黒色トナーを用いた第１の現像手段となる現像装置４１０と、ライン型露光手段となる第２の露光装置（赤書込部）４２０と、赤色トナーを用いた第２の現像手段となる現像装置４１２と、転写チャージャ４１８と、クリーニング装置４１４とが順に配置されている。
【００４２】
すなわち、第１の露光装置４２１と第２の露光装置４２０とは、感光体４０３の外周面における異なる位置で潜像形成するように配設されており、黒／赤の画像データは、赤色用の画像データは黒色用の画像データよりも所定時間遅れたタイミングで第２の露光装置４２０に出力されるようにタイミング調整されている。
【００４３】
帯電チャージャ４０８による感光体４０３の一様帯電後に、第１の露光装置４２１によって感光体４０３上に形成された静電潜像は、第１の現像装置によって黒色トナーで顕像化される。また、第２の露光装置４２０によって感光体４０３上に形成された静電潜像は、第２の現像装置４１２によって赤色トナーで顕像化される。
【００４４】
そして、給紙トレイ４１５などから給紙コロ４１６で給紙された転写紙４１９は、レジストローラ４１３において一旦停止された後、感光体４０３上のトナー画像先端と合致する用にタイミングをとってレジストローラ４１３によって、転写チャージャ４１８からなる転写部に搬送される。
なお、転写部では、搬送ベルトにより定着装置４１７側に搬送され、定着処理を受けた後、適宜、排紙又は再給紙される。このようにして黒／赤２色の画像が形成される。
【００４５】
このように、本実施形態にかかる画像処理装置は、指定部分以外にも誤差拡散法による階調処理を施せるため、多階調な２色表現が可能である。また、指定色以外の部分専用の階調処理回路を設ける必要がないため、装置構成を簡略化できる。このため、画像処理装置の製造コストを低減して、低価格化できる。
【００４６】
なお、上記実施形態は、本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることなく、様々な変形実施が可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、簡略な装置構成で多階調の２色表現が可能な画像処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を好適に実施した画像処理装置の構成を示す図である。
【図２】ＩＰＰの詳細な内部構成を示す図である。
【図３】シェーディング補正の概略及びシェーディングデータの概略を示す図である。
【図４】ＧＡＶＤ及び作像ユニットの詳細な内部構成を示す図である。
【図５】階調処理部の詳細な内部構成を示す図である。
【図６】周辺誤差の積算に用いるマトリクスの一例を示す図である。
【図７】変動閾値の一例を示す図である。
【符号の説明】
１００　読み取りユニット
１０１　ＳＢＵ
１０２　ＩＰＰ
１０３　ＣＤＩＣ
１０４　ＧＡＶＤ
１０５　作像ユニット
１０６　ＩＭＡＣ
１０７　ＭＥＭ
２００　読み取り補正部
２０１　色識別部
２０２　エッジ検出部
２０３　濃度補正部
２０４　色補正部
２０５　階調処理部
４０３　感光体
４０８　帯電チャージャ
４１０　第１の現像装置
４１２　第２の現像装置
４１３　レジストローラ
４１４　クリーニング装置
４１５　給紙トレイ
４１６　給紙コロ
４１７　定着装置
４１８　転写チャージャ
４１９　転写紙
４２０　第２の露光装置
４２１　第１の露光装置
５０１　誤差積算回路
５０２　ＦＩＦＯ
５０３、５０４、５０５　比較回路
５０６、５０７、５０８　閾値選択回路
５０９　赤／黒分離回路
【図１】
2004104619.tif 000003
【図２】
2004104619.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004104619.tif 000006
【図５】
2004104619.tif 000007
【図６】
2004104619.tif 000008
【図７】
2004104619.tif 000009