(57)【要約】【課題】画像データの多画素化処理を行うに当たって、比較的小さなデータ処理負荷によりジャギーが抑制され且つ文字のエッジが強調された画像データを得る。【解決手段】原画像データの１画素を４画素に置換する（Ｓ１）。次に、４画素中の少なくとも１画素をフィルタリングの除外点に設定して、４画素をメディアンフィルタを用いてフィルタリングする（Ｓ２）。フィルタリング処理で得られた各画素の階調値データは、バッファされることなくプリントエンジンに送出される。これらの処理をラインごとに原画像データの全画素について行う（Ｓ４、Ｓ５）。【選択図】　　　図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原画像データに含まれる各画素を複数の画素に置換することにより、原画像データよりも画素数の多い多画素画像データを生成するための多画素画像生成手段と、
前記多画素画像生成手段で生成された多画素画像データをメディアンフィルタを用いてフィルタリングするためのフィルタリング手段と、
原画像データの１画素に対応する多画素画像データの複数の画素中に、前記フィルタリング手段による前記メディアンフィルタを用いたフィルタリングの除外点をそれぞれ少なくとも１つ設定するための除外点設定手段とを備えていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記除外点設定手段が、原画像データの１画素に対応する多画素画像データの複数の画素中にそれぞれ複数の前記除外点を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記多画素画像生成手段が原画像データに含まれる各画素をｍ×ｍのｍ２画素に置換する場合、前記フィルタリング手段がｎ×ｎ（ｎ＝ｍ＋１）の大きさのメディアンフィルタを用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記除外点設定手段が、原画像データ又は多画素画像データ画像形状に基づいて前記除外点を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記多画素画像生成手段が、１画素を２×２の４画素に置換し、
前記除外点設定手段が、原画像データの１画素が置換された２×２の４画素中の縦又は横に並んだ２画素を前記除外点に設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記メディアンフィルタが３×３の大きさであることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記フィルタリング手段がハードウェアとして回路によって実現されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記フィルタリング手段は、前記多画素画像生成手段が１画素から複数の画素への置換を行うごとに、置換された画素のうち前記除外点以外の画素のフィルタリングを原画像データを参照しつつ行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記フィルタリング手段でフィルタリングされた多画素画像データが画像形成装置に出力されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記フィルタリング手段でフィルタリングされた多画素画像データがバッファされることなく画像形成装置に出力されることを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記フィルタリング手段でフィルタリングされた多画素画像データが表示装置に出力されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像処理装置を備えた画像形成装置。
【請求項１３】
請求項８又は１０に記載の画像処理装置を備えており、
前記フィルタリング手段でフィルタリングされた多画素画像データがバッファされることなく画像形成部に供給されるように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
原画像データに含まれる各画素を複数の画素に置換することにより、原画像データよりも画素数の多い多画素画像データを生成する多画素画像生成ステップと、
原画像データの１画素に対応する多画素画像データの複数の画素中に少なくとも１つの除外点が設定されるように、前記多画素画像生成ステップで生成された多画素画像データをメディアンフィルタを用いてフィルタリングするフィルタリングステップとを備えていることを特徴とする画像処理方法。
【請求項１５】
前記多画素画像生成ステップで１画素から複数の画素への置換が行われるごとに、前記フィルタリングステップによって、置換された画素のうち前記除外点以外の画素のフィルタリングを原画像データを参照しつつ行うことを特徴とする請求項１４に記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置、画像形成装置及び画像処理方法に関し、特にメディアンフィルタを利用したフィルタリング処理を行うようにした画像処理装置、画像形成装置及び画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高精細印刷に対する要求から、近年のレーザプリンタでは６００ｄｐｉ以上での高解像度印刷が可能となっている。ところが、特に多値画像を印刷する場合、６００ｄｐｉの解像度ではデータ量が膨大になることからデータ処理時間の増加により印刷速度が低下してしまう。一方、写真画像などでは、解像度を３００ｄｐｉとしてデータ処理しても原画と遜色のない印刷結果が得られる。つまり、写真画像に関しては、６００ｄｐｉの解像度を持つプリンタを用いる場合であっても解像度３００ｄｐｉでデータ処理を行えば十分であり、こうすることで高速印刷を実現することが可能となる。ところが、文字や実線で描かれた線図に関しては、解像度３００ｄｐｉでデータ処理を行うと、輪郭のジャギー（ギザギザした形状）が目立ち、低解像度の画像であるという印象を与えてしまう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、一旦解像度３００ｄｐｉ相当の画素数でデータ処理し、その後に画像データの多画素化（６００ｄｐｉ化）処理（拡大処理）及びスムージング処理をすることで、高速印刷と高精細印刷とを両立させるという手法が考えられる。スムージング処理としては、輪郭のぼけ（アンシャープ）を防止して文字のエッジを強調することができ且つ写真画像に対する悪影響の少ないメディアンフィルタを用いたフィルタリング処理を行うことが好ましい。
【０００４】
多画素化処理を行う際に適用されるメディアンフィルタを用いたフィルタリング処理技術が、特開２０００−９９７１３号公報、特開２００１−３３８２８８号公報、特開２００２−４４４２５号公報などに記載されている。特開２０００−９９７１３号公報の技術は、多画素化処理の前に画像データをエッジ部と非エッジ部とに分け、多画素化処理後にエッジ部だけにメディアンフィルタをかけるものである。特開２００１−３３８２８８号公報の技術は、原画像データを多画素化処理した入力画像と、それをメディアンフィルタでフィルタリング処理した画像データとを任意の比率で混合したものを出力画像とするものである。特開２００２−４４４２５号公報の技術は、画像データを多画素化するにあたり、拡大率が小さい場合にはフィルタリング効果を小さくするものである。
【０００５】
しかしながら、これらの技術によると、ジャギーを抑制しつつ文字のエッジを強調することができるものの、データ処理負荷の増加に伴うデータ処理時間の増加により、例えば画像データに基づいて印刷が行われる場合には印刷速度が低下してしまう。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、画像データの多画素化処理を行うに当たって、比較的小さなデータ処理負荷によりジャギーが抑制され且つ文字のエッジが強調された画像データを得ることができる画像処理装置、画像形成装置及び画像処理方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の画像処理装置は、原画像データに含まれる各画素を複数の画素に置換することにより、原画像データよりも画素数の多い多画素画像データを生成するための多画素画像生成手段と、前記多画素画像生成手段で生成された多画素画像データをメディアンフィルタを用いてフィルタリングするためのフィルタリング手段と、原画像データの１画素に対応する多画素画像データの複数の画素中に、前記フィルタリング手段による前記メディアンフィルタを用いたフィルタリングの除外点をそれぞれ少なくとも１つ設定するための除外点設定手段とを備えるものである。
【０００８】
また、本発明の請求項１４に記載の画像処理方法は、別の観点では、原画像データに含まれる各画素を複数の画素に置換することにより、原画像データよりも画素数の多い多画素画像データを生成する多画素画像生成ステップと、原画像データの１画素に対応する多画素画像データの複数の画素中に少なくとも１つの除外点が設定されるように、前記多画素画像生成ステップで生成された多画素画像データをメディアンフィルタを用いてフィルタリングするフィルタリングステップとを備えるものである。
【０００９】
これによると、多画素画像データに対してメディアンフィルタを用いたフィルタリング処理を行うことにより、ジャギーが抑制され且つ文字のエッジが強調された多画素画像データを得ることができる。また、フィルタリングの除外点を設けたことで、ジャギーをさらに好適に抑制できるようになると共に、メディアンフィルタを用いたフィルタリング処理のデータ処理負荷が小さくなり、処理を短時間で行えるようになる。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の画像処理装置は、前記除外点設定手段が、原画像データの１画素に対応する多画素画像データの複数の画素中にそれぞれ複数の前記除外点を設定するものである。これによると、複数の除外点を設定することにより、画像形状への依存度が比較的小さくなって、より優れたスムージング効果を得ることができる。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載の画像処理装置は、前記多画素画像生成手段が原画像データに含まれる各画素をｍ×ｍのｍ２画素に置換する場合、前記フィルタリング手段がｎ×ｎ（ｎ＝ｍ＋１）の大きさのメディアンフィルタを用いるものである。これによると、スムージング効果が発揮されやすくなる。
【００１２】
また、本発明の請求項４に記載の画像処理装置は、前記除外点設定手段が、原画像データ又は多画素画像データの画像形状に基づいて前記除外点を設定するものである。これによると、スムージングに効果的な除外点を画像形状に応じて設定することが可能となる。
【００１３】
本発明の請求項５に記載の画像処理装置は、前記多画素画像生成手段が、１画素を２×２の４画素に置換し、前記除外点設定手段が、原画像データの１画素が置換された２×２の４画素中の縦又は横に並んだ２画素を前記除外点に設定するものである。これによると、画像形状への依存度が比較的小さくなって、より優れたスムージング効果を得ることができる。
【００１４】
本発明の請求項６に記載の画像処理装置は、前記メディアンフィルタが３×３の大きさである。これによると、演算負荷を抑えつつスムージング効果を得ることができる。
【００１５】
本発明の請求項７に記載の画像処理装置は、前記フィルタリング手段がハードウェアとして回路によって実現されるものである。これによると、高速処理が可能になるとともに、他の演算装置への負荷を小さくすることができる。
【００１６】
本発明の請求項８に記載の画像処理装置は、前記フィルタリング手段は、前記多画素画像生成手段が１画素から複数の画素への置換を行うごとに、置換された画素のうち前記除外点以外の画素のフィルタリングを原画像データを参照しつつ行うものである。
【００１７】
また、本発明の請求項１５に記載の画像処理方法は、前記多画素画像生成ステップで１画素から複数の画素への置換が行われるごとに、前記フィルタリングステップによって、置換された画素のうち前記除外点以外の画素のフィルタリングを原画像データを参照しつつ行うものである。
【００１８】
これにより、多画素画像データをすべて記憶しておく必要がなくなるので、メモリ使用量を減らすことができる。
【００１９】
本発明の請求項１７に記載の画像処理装置は、前記フィルタリング手段でフィルタリングされた多画素画像データが画像形成装置又は表示装置に出力するものである。これによると、処理装置での内部処理を軽減しつつ、高画質のプリント又は表示を実現することができる。なお、多画素画像データは原画像データと同じ解像度で画像形成又は表示されてもよいし、多画素画像データの方が原画像データよりも大きな解像度で画像形成又は表示されてもよい。
【００２０】
本発明の請求項１０に記載の画像処理装置において、前記フィルタリング手段でフィルタリングされた多画素画像データがバッファされることなく画像形成装置に出力されるものである。これによると、フィルタリング処理後の画像データを記憶するためのメモリを画像処理装置内に設ける必要がなくなる。
【００２１】
また、本発明の請求項１２に記載の画像形成装置は、上述したような画像処理装置を備えるものであり、これによると、フィルタリング処理を短時間で行えるために、画像形成を高速に行うことが可能な画像形成装置を提供できる。
【００２２】
また、前記多画素画像生成手段が１画素から複数の画素への置換を行うごとに、前記画像処理装置の前記フィルタリング手段が置換された画素のうち前記除外点以外の画素のフィルタリングを原画像データを参照しつつ行う場合、本発明の請求項１３に記載の画像形成装置は、前記フィルタリング手段でフィルタリングされた多画素画像データがバッファされることなく画像形成部に供給されるように構成されるものである。これによると、フィルタリング処理後の画像データを記憶するためのメモリを画像形成装置内に設ける必要がなくなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施の形態による画像処理装置及びこれを含む画像形成装置であるプリンタのブロック図である。図１に示すプリンタ１は、画像処理装置２と、プリントエンジン３とから構成されている。画像処理装置２は、外部のホストコンピュータなどから供給された印刷データに各種の画像処理を施し、それをプリントエンジン３に出力する。プリントエンジン３は、例えばレーザユニットやインクジェットヘッドなどの画像形成部を有している。
【００２５】
画像処理装置２内には、図２に示すようなハードウェアが組み込まれている。ＣＰＵ４１，ＡＳＩＣ４２，ＲＯＭ４３及び４４が互いにアドレスバス及びデータバスで接続されている。ＲＯＭ４３にはレーザープリンタの動作を制御するために用いられる各種プログラムやデータが格納されている。ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４３に格納されたプログラムに基づいて各種演算を行う。ＡＳＩＣ４２は、ＣＰＵ４１からの指示に基づいて後述する画像処理を行っており、ここで処理されたデータが、スキャナユニット（プリントエンジン３）へ送出される。ＲＡＭ４４は、ＣＰＵ４１及びＡＳＩＣ４２での各種演算結果や、印刷データ等の画像データが記憶される。そして、これらのハードウェア及びソフトウェアが組み合わされることによって、以下に説明する各部１１〜２３が画像処理装置２内に構築されている。
【００２６】
画像処理装置２は、原画像記憶部１１、描画データ作成部１３、多画素画像生成部１４、フィルタリング部１５及び除外点設定部１６を有している。印刷データ記憶部１１ａ及び原画像記憶部１１ｂは、ＲＡＭ４４によって構成されている。印刷データ記憶部１１ａには、外部のホストコンピュータ等から供給された印刷データが一時的に記憶される。また、描画データ作成部１３は、印刷データ記憶部１１ａに記憶された印刷データをビットマップに展開することで描画データを作成し、その作成された描画データが原画像記憶部１１ｂに記憶される。描画データ作成部１３は、ＣＰＵ４１により実現される。
【００２７】
多画素画像生成部１４は、原画像記憶部１１に記憶された原画像データ内の各画素を２×２の４画素に置き換えることにより原画像データの４倍の画素数を有する多画素画像データを生成する。その詳細について、図３（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。図３（ａ）は原画像データに含まれる１画素の模式図であり、この画素は８ビットの１６進数表記で「００」という階調値を有しているとする。多画素画像生成部１４は、図３（ａ）に描かれた１画素を、図３（ｂ）のようにそれぞれが階調値「００」を有する縦２画素×横２画素の４画素に置換する。多画素画像生成部１４は原画像データに含まれる全ての画素について同様の処理を行うので、多画素画像データは原画像データの４倍の画素数を有することになる。
【００２８】
フィルタリング部１５は、多画素画像生成部１４で生成された多画素画像データに対して３×３のメディアンフィルタを用いたフィルタリング処理を行う。ここで、メディアンフィルタについて、図４に基づいて説明する。３×３のメディアンフィルタは、図４に示す９個の画素のうち中央にある画素「Ｅ」の階調値を、９個の画素「Ａ」〜「Ｉ」の階調値の中央値（５番目の値）に置き換えるフィルタである。例えば、画素「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｆ」、「Ｉ」が階調値「ＦＦ」で、残りの画素「Ｄ」、「Ｅ」、「Ｇ」、「Ｈ」が階調値「００」であるとすると、メディアンフィルタをかけた結果、画素「Ｅ」の階調値は「ＦＦ」に変えられる。
【００２９】
除外点設定部１６は、原画像データの１画素に対応する多画素画像データの４画素中に、フィルタリング部１５によるメディアンフィルタを用いたフィルタリングの除外点をそれぞれ少なくとも１つ設定する。本実施の形態では、図３（ｂ）に示す４つの画素のうち除外点が図５に示すように左上及び右上の２画素に設定される。後述するように、除外点設定部１６は、多画素画像データ又は原画像データの形状に基づいて４画素中における除外点の位置を変更してもよい。
【００３０】
また、本実施の形態では、多画素画像生成部１４で原画像データ内の１画素が４画素に置換されるごとに、置換された４画素のうちプリントエンジン３でのスキャン方向に相当する１ライン内にあり且つ除外点ではない画素のフィルタリングを、原画像記憶部１１に記憶された原画像データを参照しつつ、フィルタリング部１５で行うようにしている。したがって、後述する説明からも明らかとなるように、原画像データ内の各画素について１画素から４画素への置換を２回ずつ行えば、多画素画像生成部１４で生成されたフィルタリング処理前の多画素画像データを記憶しておく必要がなくなり、必要なメモリ容量を削減することができる。
【００３１】
フィルタリング部１５でフィルタリングされた多画素画像データは、画像処理装置２内においてバッファされることなく、プリントエンジン３に出力される。これにより、フィルタリングされた多画素画像データを記憶しておくメモリをプリントエンジン３とフィルタリング部１５との間に設けなくてよいようになっている。プリントエンジン３においては、多画素画像データは原画像データと同じ解像度で印刷されてもよいし、多画素画像データの方が原画像データよりも大きな解像度で印刷されてもよい。
【００３２】
変形例として、図１に示す画像処理装置２は、上述した各部のほかに、多画素画像バッファ２１、フィルタ済み多画素画像バッファ２２及びハーフトーン化処理部２３をさらに有していてよい。
【００３３】
多画素画像バッファ２１はＲＡＭ４４により構成され、多画素画像生成部１４で生成された多画素画像を一時的に記憶する。多画素画像バッファ２１が原画像データの全画素、あるいは一頁分などの所定単位分を４画素に置換した多画素画像データ全体を記憶する容量を有している場合、上述したように多画素画像生成部１４で１画素が４画素に置換されるごとにフィルタリング処理を行うのではなく、１つの原画像データ全体あるいは所定単位分を一旦多画素画像データに変換してからフィルタリングすることができる。この場合のプリントエンジン３へのデータ出力は、フィルタリング処理を行いつつライン毎に出力しても良いし、フィルタリング処理を先に一括して行っておいてから出力しても良い。
【００３４】
また、多画素画像バッファ２１がスキャン方向に相当する１ライン分の多画素画像データを記憶する分の容量しか有していない場合、原画像データの１画素を置換した４画素についてのフィルタリング処理をまとめて行い、そのうちの１ライン分のデータだけをプリントエンジン３に出力し、残り１ライン分のデータを多画素画像バッファ２１に記憶することができる。このようにすれば、後述する説明からも明らかとなるように、原画像データの各画素の４画素への置換を１画素について１回行うだけでよくなるので、多画素画像バッファ２１が設けられていない場合よりも処理時間を短くすることができる。
【００３５】
フィルタ済み多画素画像バッファ２２はＲＡＭ４４により構成され、フィルタリング部１５でフィルタリング処理された多画素画像データを一時的に記憶する。ハーフトーン化処理部２３は、フィルタ済み多画素画像バッファ２２に記憶された多画素画像データが多値画像である場合に、それに対してハーフトーン化処理を行い、ハーフトーン化された多画素画像データをフィルタ済み多画素画像バッファ２２に与える。これにより、２値出力しかできないプリントエンジン３で多値画像を表現することが可能になる。なお、外部の装置から予めビットマップに展開されたデータが記憶されるような装置構成の場合には、図１中の印刷データ記憶部１１ｂ、及び描画データ作成部１３は設ける必要がない。
【００３６】
ここで、多画素画像生成部１４、フィルタリング部１５及び除外点設定部１６はＡＳＩＣ４２内の回路により実現され、ＣＰＵ４１からの指示に応答して、ＡＳＩＣ４２がＲＡＭ４４内の原画像記憶部１１ｂに記憶されている描画データにアクセスしながら、多画素画像生成部１４、フィルタリング部１５及び除外点設定部１６による処理を行い、処理後の多画素画像データをプリントエンジン３に送出する。そのうち、フィルタリング部１５は、例えば、複数のフィルタ素子を多段接続したものであってよい。その場合、各フィルタ素子は２入力２出力の素子であり、入力された２つのデータのうち、値の大きい方を上部の出力端子から、値の小さい方を下部の出力端子からそれぞれ出力する。このようなフィルタ素子を１段につき４個並列配置したものを多段接続することで、入力された９個の階調値の中央値が最終段の中央（５番目）に相当する出力端子から出力される。
【００３７】
次に、本実施の形態の画像処理装置２による処理の手順について、図６のフローチャートを参照しつつ、図７〜図１２の実例に則して説明する。ホストコンピュータ等から印刷データを受信すると、描画データ作成部１３（ＣＰＵ４１）が印刷データをビットマップに展開する処理を開始し、所定量（例えば、１頁分）のビットマップへの展開が行われると、ＣＰＵ４１は、ＡＳＩＣ４２に対して指示を出し、ＡＳＩＣ４２は、図６に示す処理を開始する。なお、図７〜図１２において、括弧（　）で囲まれた階調値（「００」又は「ＦＦ」）はフィルタリング処理後の階調値が未確定状態であることを示しており、下線　　を引いた階調値はその画素がフィルタリング処理の除外点であることを示している。
【００３８】
図７には、縦３列Ｘ，Ｙ，Ｚ、横２列Ｍ，Ｎでマトリックス状に配列された合計６個の画素を含む原画像データが描かれている。そのうち、（Ｍ，Ｚ）、（Ｎ，Ｙ）、（Ｎ，Ｚ）の３個の画素は階調値が「ＦＦ」であり、残りの３個の画素の階調値は「００」である。このように配列された６個の画素を含む原画像データを画像処理装置２で置換（多画素化）処理・フィルタリング処理する場合、まず、ステップＳ１において、図８に示すように、左下の画素（Ｎ，Ｘ）が、多画素画像生成部１４で、それぞれ階調値「００」を有する４つの画素（Ｎ１，Ｘ１）、（Ｎ１，Ｘ２）、（Ｎ２，Ｘ１）、（Ｎ２，Ｘ２）に置換される。
【００３９】
そして、ステップＳ２において、フィルタリング部１５が、図４に示したメディアンフィルタを用いて、置換された４個の画素のうち下側にある２個の画素（Ｎ２，Ｘ１）、（Ｎ２，Ｘ２）のフィルタリング処理を行う。この際、例えば画素（Ｎ２，Ｘ２）であれば、原画像データ中、画素（Ｎ，Ｘ）及び画素（Ｎ，Ｙ）とこれらの下方にある図示しない２画素との合計４画素の階調値が分かれば、置換処理後に画素（Ｎ２，Ｘ２）の周囲に存在するであろう８個の画素の階調値が分かるので、メディアンフィルタでのフィルタリング処理後の画素（Ｎ２，Ｘ２）の階調値が決められる。したがって、ステップＳ２のフィルタリング処理は、原画像記憶部１１に記憶された原画像データ（図７に示したのと同じ内容を有する）を参照しつつ行われる。本例では、図示していない２画素を「００」とすると、図８に示すように、フィルタリング処理を行っても、２個の画素（Ｎ２，Ｘ１）、（Ｎ２，Ｘ２）の階調値は「００」のまま変わらない。
【００４０】
引き続き、ステップＳ３では、ステップＳ２でのフィルタリング処理結果であるＮ２ライン内にある２個の画素（Ｎ２，Ｘ１）、（Ｎ２，Ｘ２）の階調値データを、途中でバッファすることなくフィルタリング部１５からプリントエンジン３に送出する。そして、ステップＳ４において、原画像データ内におけるスキャン方向の１ライン内の全画素を４画素に置換し終えたかどうかが判断される。その結果、未置換画素がある場合には（Ｓ４：ＮＯ）、ステップＳ１に戻って同様の処理を繰り返す。一方、未置換画素がない場合には（Ｓ４：ＹＥＳ）、ステップＳ５に進んで全ラインについての画素の置換処理が終了したかどうかが判断される。そして、未置換ラインがある場合には（Ｓ５：ＮＯ）、ステップＳ１に戻って同様の処理を繰り返す。一方、未置換ラインがない場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００４１】
本例の場合、画素（Ｎ，Ｘ）の下側ライン（Ｎ２ライン）についての置換・フィルタリング処理を行った後、図９に示すように、画素（Ｎ，Ｙ）及び画素（Ｎ，Ｚ）の下側ライン（Ｎ２ライン）について同様の置換・フィルタリング処理が終了してから、次の画素（Ｎ，Ｘ）の上側ライン（Ｎ１ライン）の処理に移る。すなわち、画素（Ｎ，Ｘ）を再び４画素に置換し（Ｓ１）、除外点以外の画素のフィルタリング処理を行う（Ｓ２）。ところが、Ｎ１ラインにある２個の画素（Ｎ１，Ｘ１）、（Ｎ１，Ｘ２）は共に除外点であるので実質的にフィルタリング処理が行われない。そして、Ｎ１ラインにある２個の画素（Ｎ１，Ｘ１）、（Ｎ１，Ｘ２）の階調値データを、途中でバッファすることなくプリントエンジン３に送出する（Ｓ３）。
【００４２】
さらに、次の画素（Ｎ，Ｙ）を再び４画素に置換（Ｓ１）した後も、同様にフィルタリング処理がスキップされる。つまり、Ｎ１ラインにある２個の画素（Ｎ１，Ｙ１）、（Ｎ１，Ｙ２）は共に除外点であるので実質的にフィルタリング処理が行われない。そして、Ｎ１ラインにある２個の画素（Ｎ１，Ｙ１）、（Ｎ１，Ｙ２）の階調値データを、途中でバッファすることなくプリントエンジン３に送出する（Ｓ３）。次の画素（Ｎ，Ｚ）についても同様である。そして、図１０に示すような結果が得られる。
【００４３】
次のライン（Ｍ２ライン）のフィルタリング処理では、（Ｍ２，Ｘ１）、（Ｍ２，Ｘ１）、（Ｍ２，Ｙ１）に対してフィルタリング処理が行われ、それぞれ「００」に確定した後、続いて「Ｍ２，Ｙ２」の処理を行う。図１１に示すように、画素（Ｍ２，Ｙ２）の階調値は、その画素と周囲８画素のうち５つの階調値が原画像データにおいて「ＦＦ」であるために、「００」から「ＦＦ」に変更される。そして、Ｍ２ライン、及びＭ１ラインの置換・フィルタリング処理が終わり、最終的には、図１２に示すような多画素画像データがフィルタリング部１５からプリントエンジン３に送出されることになる。
【００４４】
このように、本実施の形態の画像処理装置２によると、原画像データの各画素が置換された４画素に対してメディアンフィルタを用いたフィルタリング処理を行うことにより、図７と図１２とを比較することから明らかなように、画素（Ｍ２，Ｙ２）の階調値が「００」から「ＦＦ」に変えられることで、ジャギーを抑制することができる。しかも、メディアンフィルタの特性により、画素（Ｍ２，Ｙ２）の階調値がその周辺にある画素の階調値（本実施の形態では「００」及び「ＦＦ」）以外の中間的な階調値に変えられることがないために、文字などの線画に輪郭のぼやけが生じることがなく、例えば移動平均法で画像処理する場合よりも文字のエッジが強調された多画素画像データを得ることができる。
【００４５】
さらに、除外点設定部１６がメディアンフィルタによるフィルタリング処理の除外点を設定するので、フィルタリング処理を行う画素を削減し、余計な演算を行う必要がなくなってフィルタリング処理を高速に行うことが可能である。なお、図７〜図１２の例では明確ではないが、後述する実施例から分かるように、フィルタリング処理の除外点が設定されることにより、ジャギーをさらに好適に抑制できる場合がある。
【００４６】
したがって、例えば描画データ作成部１３で３００ｄｐｉの原画像データを高速に生成することができると共に、フィルタリング部１５での処理も高速になって、プリントエンジン３での高速印刷を実現することが可能になる。しかも、多画素画像生成部１４で３００ｄｐｉの原画像データを６００ｄｐｉの解像度に変換しさらにメディアンフィルタでフィルタリング処理を行うので、上述のように、ジャギーを抑制しつつ文字のエッジが強調された印刷結果を得ることができる。
【００４７】
また、上述したように、プリントエンジン３に対してライン毎に階調値データを送出することに着目し、多画素画像生成部１４で原画像データ内の１画素が４画素に置換されるごとに、その周囲の原画像データを参照しつつ、４画素中のプリントエンジン３に送出しようとする１ライン内にある画素であって除外点以外の画素に対してのフィルタリングを行い、その結果をプリントエンジン３に対して送出するようにしているので、ラインに対応して原画像データ内の各画素について１画素から４画素への置換を２回ずつ行うことにより、多画素画像生成部１４で生成されたフィルタリング処理前の多画素画像データを記憶しておく必要がなくなり、必要なメモリ容量を削減することができる。
【００４８】
しかも、除外点設定部１６が、原画像データの１画素が置換された４画素中にそれぞれ２つの除外点を設定するので、後述する実施例からも明らかとなるように、画像形状への依存度が比較的小さくなって、より優れたスムージング効果を得ることができる。
【００４９】
さらに、本実施の形態では、多画素画像生成部１４が原画像データに含まれる各画素を２×２の４画素に置換するのに対して、フィルタリング部１５が３×３の大きさのメディアンフィルタを用いるようにしているので、スムージング効果が発揮されやすくなる。しかも、メディアンフィルタを必要最小限の大きさにしているので、演算負荷を抑えることができる。
【００５０】
加えるに、本実施の形態では、除外点設定部１６が、原画像データの１画素が置換された４画素中の縦又は横に並んだ２画素を除外点に設定するので、画像形状への依存度が比較的小さくなって、より優れたスムージング効果を得ることができる。
【００５１】
次に、画像処理装置２に多画素画像バッファ２１が設けられており、その多画素画像バッファ２１が１ライン分の多画素画像データを記憶できるだけの容量しか有していない場合の変形例での画像処理装置２による処理の手順について、図７〜図１２で説明したのと同じ実例に基づいて図１３〜図１５を参照しつつ説明する。
【００５２】
図７に示したような原画像データを画像処理装置２で置換・フィルタリング処理する場合、まず、左下の画素（Ｎ，Ｘ）が、多画素画像生成部１４で、それぞれ階調値「００」を有する４つの画素（Ｎ１，Ｘ１）、（Ｎ１，Ｘ２）、（Ｎ２，Ｘ１）、（Ｎ２，Ｘ２）に置換される。そして、フィルタリング部１５において、除外点である画素（Ｎ１，Ｘ１）、（Ｎ１，Ｘ２）以外の２つの画素（Ｎ２，Ｘ１）、（Ｎ２，Ｘ２）に対するメディアンフィルタを用いたフィルタリング処理が施される。その結果を図１３に示す。フィルタリング処理された後、下側ライン（Ｎ２ライン）にある２個の画素（Ｎ２，Ｘ１）、（Ｎ２，Ｘ２）の階調値データはプリントエンジン３に送出され、上側ライン（Ｎ１ライン）にある２個の画素（Ｎ１，Ｘ１）、（Ｎ１，Ｘ２）の階調値データは多画素画像バッファ２１に格納される。
【００５３】
引き続いて、画素（Ｎ，Ｙ）が、多画素画像生成部１４で、それぞれ階調値「ＦＦ」を有する４つの画素（Ｎ１，Ｙ１）、（Ｎ１，Ｙ２）、（Ｎ２，Ｙ１）、（Ｎ２，Ｙ２）に置換される。そして、フィルタリング部１５において、除外点である画素（Ｎ１，Ｙ１）、（Ｎ１，Ｙ２）以外の２つの画素（Ｎ２，Ｙ１）、（Ｎ２，Ｙ２）にメディアンフィルタを用いたフィルタリング処理が施される。フィルタリング処理された後、Ｎ２ラインにある２個の画素（Ｎ２，Ｙ１）、（Ｎ２，Ｙ２）の階調値データはプリントエンジン３に送出され、Ｎ１ラインにある２個の画素（Ｎ１，Ｙ１）、（Ｎ１，Ｙ２）の階調値データは多画素画像バッファ２１に格納される。
【００５４】
同様に、次の画素（Ｎ，Ｚ）の置換・フィルタリング処理が終了すると、Ｎ２ラインにある２個の画素（Ｎ２，Ｚ１）、（Ｎ２，Ｚ２）の階調値データはプリントエンジン３に送出され、Ｎ１ラインにある２個の画素（Ｎ１，Ｚ１）、（Ｎ１，Ｚ２）の階調値データは多画素画像バッファ２１に格納される。その結果を図１４に示す。その後、多画素画像バッファ２１に格納されたＮ１ラインにある６個の画素（Ｎ１，Ｘ１）、（Ｎ１，Ｘ２）、（Ｎ１，Ｙ１）、（Ｎ１，Ｙ２）、（Ｎ１，Ｚ１）、（Ｎ１，Ｚ２）の階調値データがプリントエンジン３に送出されてから、次の画素（Ｍ，Ｘ）の置換・フィルタリング処理に移行する。
【００５５】
画素（Ｍ，Ｘ）の置換・フィルタリング処理が終了すると、下側ライン（Ｍ２ライン）にある２個の画素（Ｍ２，Ｘ１）、（Ｍ２，Ｘ２）の階調値データはプリントエンジン３に送出され、上側ライン（Ｍ１ライン）にある２個の画素（Ｍ１，Ｘ１）、（Ｍ１，Ｘ２）の階調値データは多画素画像バッファ２１に格納される。そして、次の画素（Ｍ，Ｙ）の置換・フィルタリング処理に移行する。このフィルタリング処理により、図１５に示すように、画素（Ｍ２，Ｙ２）の階調値が「００」から「ＦＦ」に変換される。画素（Ｍ，Ｙ）の置換・フィルタリング処理が終了すると、Ｍ２ラインにある２個の画素（Ｍ２，Ｙ１）、（Ｍ２，Ｙ２）の階調値データはプリントエンジン３に送出され、Ｍ１ラインにある２個の画素（Ｍ１，Ｙ１）、（Ｍ１，Ｙ２）の階調値データは多画素画像バッファ２１に格納される。同様に、画素（Ｍ，Ｚ）の置換・フィルタリング処理が終了すると、図１２に示すのと同じ結果が得られる。そして、Ｍ２ラインにある２個の画素（Ｍ２，Ｚ１）、（Ｍ２，Ｚ２）の階調値データがプリントエンジン３に送出され、Ｍ１ラインにある２個の画素（Ｍ１，Ｚ１）、（Ｍ１，Ｚ２）の階調値データが多画素画像バッファ２１に格納されると、多画素画像バッファ２１に格納されたＭ１ラインにある６個の画素（Ｍ１，Ｘ１）、（Ｍ１，Ｘ２）、（Ｍ１，Ｙ１）、（Ｍ１，Ｙ２）、（Ｍ１，Ｚ１）、（Ｍ１，Ｚ２）の階調値データがプリントエンジン３に送出される。
【００５６】
このように、本実施の形態の画像処理装置２によると、原画像データの各画素が置換された４画素に対してメディアンフィルタを用いたフィルタリング処理を行うことにより、図１２から明らかなように、ジャギーが抑制され且つ輪郭のぼやけが生じず文字のエッジが強調された多画素画像データを得ることができる。さらに、除外点設定部１６がメディアンフィルタによるフィルタリング処理の除外点を設定するので、フィルタリング処理を高速に行うことが可能である。したがって、プリントエンジン３での高速印刷を実現することが可能になる。
【００５７】
また、多画素画像バッファ２１によって１ライン分の多画素画像データを記憶することができるので、原画像データの各画素の４画素への置換を１画素について１回行うだけでよく、多画素画像バッファ２１が設けられていない場合よりも処理時間を短くすることができる。
【００５８】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、画像処理装置２は、フィルタリングされた多画素画像データをプリントエンジン３ではなく、ＣＲＴや液晶ディスプレイなどの表示装置に出力してもよい。また、多画素画像生成部１４で原画像データの１画素が４画素以外の任意の複数画素に置き換えられてよい。また、メディアンフィルタとしては、３×３以外の任意の大きさのものを用いてもよい。ただし、上述した実施の形態と同様に、原画像データに含まれる各画素がｍ×ｍのｍ２画素に置換される場合には、メディアンフィルタがｎ×ｎ（ｎ＝ｍ＋１）の大きさを有していることが好ましい。
【００５９】
また、多画素画像生成部１４で１画素が４画素に置換される場合、除外点設定部１６は１個又は３個の除外点を設定してもよい。多画素画像生成部１４で１画素が４画素以外の画素数に置換される場合にも、除外点設定部１６はその置換され得る画素数に合わせた数の除外点を設定することが好ましい。また、上述した実施の形態では４つの画素内で除外点が上側ラインに横に並べられているが、例えば下側ラインに横に並べられてもよいし、左右いずれかのラインに縦に並べられてもよい。また、除外点の位置や数は、原画像データの形状に基づいて適宜変更されてもよい。この場合において、原画像データのある領域と別の領域とで別の除外点を設定してもよい。このようにすれば、画像形状の特性を踏まえてより優れたスムージング効果が得られる場合がある。
【００６０】
また、上述の実施の形態では画素の階調値が「００」と「ＦＦ」との２種類である場合を例としたが、原画像データ内に３種類以上の階調値が混在していても本発明は適用可能である。さらに、本発明による画像処理装置及び画像処理方法はプリンタやＦＡＸなどの画像形成装置だけでなく、画像データの画素数を増加させる処理を伴う様々な装置に適用可能である。
【００６１】
【実施例】
次に、本発明の実施例及び比較例について説明する。
【００６２】
（実施例１）
図１６に示すような右上がり傾斜部及び左上がり傾斜部を有する原画像データを画像処理装置２で置換・フィルタリング処理する場合を考える。まず、多画素画像生成部１４による各画素の４画素への置換処理により、図１７に示すような結果が得られた。本実施例においては、図１８に示すように除外点設定部１６が４画素中の左上画素だけを除外点として設定するものとする。このとき、フィルタリング処理を行った結果、図１９に示すような多画素画像データが得られた。なお、図１７は説明の都合上多画素画像バッファ２１が設けられているものとしたときにそこに記憶される画像を描いたものであって、図１７に示すような中間的な画像データが実際に得られなくてもよい。これは、後で説明する図２２についても同様である。
【００６３】
図１９から明らかなように、４画素中の１画素だけを除外点とした実施例１によると、右上がり傾斜部ではジャギーを抑制することができるものの、左上がり傾斜部ではジャギーを抑制することができない。
【００６４】
（実施例２）
図１６に示したのと同じ原画像データに対して多画素画像生成部１４による各画素の置換処理を行った後、図５に示したように４画素中で左上画素及び右上画素の２画素を除外点に設定してフィルタリング処理を行った。すると、図２０に示すような多画素画像データが得られた。
【００６５】
図２０から明らかなように、４画素中の２画素を除外点とした実施例２によると、右上がり傾斜部及び左上がり傾斜部のいずれにおいてもジャギーを抑制することができる。実施例１と実施例２とを比較することから、原画像データの１画素を４画素に置換する場合、除外点を１つ設定するよりも２つ設定することでより優れたジャギー抑制効果が得られることが分かる。
【００６６】
（実施例３）
図２１に示すような右上がり傾斜部及び左上がり傾斜部を有する原画像データを画像処理装置２で置換・フィルタリング処理する場合を考える。なお、本実施例では、多画素画像生成部１４が各画素を４×４の１６画素へ置換処理するとする。この置換処理により、図２２に示すような結果が得られた。本実施例においては、メディアンフィルタとして図２３に示すような５×５の大きさを有するものが用いられるとし、除外点設定部１６が１６画素中に図２４に示すような８画素を除外点として設定するものとする。このとき、フィルタリング処理を行った結果、図２５に示すような多画素画像データが得られた。
【００６７】
図２５から明らかなように、１６画素中の８画素を除外点とした実施例３によると、右上がり傾斜部及び左上がり傾斜部のいずれにおいてもジャギーを好適に抑制することができる。
【００６８】
（比較例）
図２１に示したのと同じ原画像データに対して多画素画像生成部１４による各画素の１６画素への置換処理を行った後、除外点を設定することなく５×５のメディアンフィルタを用いてフィルタリング処理を行った。すると、図２６に示すような多画素画像データが得られた。このように、本比較例では、フィルタリング処理の除外点を設定しないために、ジャギーを十分に抑制することができない。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、多画素画像データに対してメディアンフィルタを用いたフィルタリング処理を行うことにより、ジャギーが抑制され且つ文字のエッジが強調された多画素画像データを得ることができる。また、フィルタリングの除外点を設けたことで、ジャギーをさらに好適に抑制できるようになると共に、メディアンフィルタを用いたフィルタリング処理のデータ処理負荷が小さくなり、処理を短時間で行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による画像処理装置及びこれを含む画像形成装置であるプリンタのブロック図である。
【図２】レーザプリンタのメイン基板のブロック図である。
【図３】原画像データ内の各画素を２×２の４画素に置き換える様子を描いた模式図である。
【図４】３×３のメディアンフィルタの模式図である。
【図５】メディアンフィルタを用いたフィルタリングの除外点を説明するための模式図である。
【図６】本発明の一実施の形態による画像処理の手順を描いたフローチャートである。
【図７】本発明の一実施の形態による画像処理の実例を説明するための模式図である。
【図８】本発明の一実施の形態による画像処理の実例を説明するための模式図である。
【図９】本発明の一実施の形態による画像処理の実例を説明するための模式図である。
【図１０】本発明の一実施の形態による画像処理の実例を説明するための模式図である。
【図１１】本発明の一実施の形態による画像処理の実例を説明するための模式図である。
【図１２】本発明の一実施の形態による画像処理の実例を説明するための模式図である。
【図１３】本発明の一変形例による画像処理の実例を説明するための模式図である。
【図１４】本発明の一変形例による画像処理の実例を説明するための模式図である。
【図１５】本発明の一変形例による画像処理の実例を説明するための模式図である。
【図１６】本発明の実施例１及び実施例２に係る原画像データの模式図である。
【図１７】本発明の実施例１及び実施例２に係るフィルタリング前における多画素画像データの模式図である。
【図１８】本発明の実施例１での除外点の位置を説明するための模式図である。
【図１９】本発明の実施例１による結果を説明するための模式図である。
【図２０】本発明の実施例２による結果を説明するための模式図である。
【図２１】本発明の実施例３及び比較例に係る原画像データの模式図である。
【図２２】本発明の実施例３及び比較例に係るフィルタリング前における多画素画像データの模式図である。
【図２３】本発明の実施例３及び比較例で用いられるメディアンフィルタの模式図である。
【図２４】本発明の実施例３及び比較例での除外点の位置を説明するための模式図である。
【図２５】本発明の実施例３による結果を説明するための模式図である。
【図２６】本発明の比較例による結果を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１　プリンタ
２　画像処理部
３　プリントエンジン
１１　原画像記憶部
１３　描画データ作成部
１４　多画素画像生成部（多画素画像生成手段）
１５　フィルタリング部（フィルタリング手段）
１６　除外点設定部（除外点設定手段）
２１　多画素画像バッファ
２２　フィルタ済み多画素画像バッファ
２３　ハーフトーン化処理部
【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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【図８】
2004094664.tif 000010
【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】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年3月20日(2003.3.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【特許請求の範囲】
【請求項１】原画像データに含まれる各画素を複数の画素に置換することにより、原画像データよりも画素数の多い多画素画像データを生成するための多画素画像生成手段と、
前記多画素画像生成手段で生成された多画素画像データをメディアンフィルタを用いてフィルタリングするためのフィルタリング手段と、
原画像データの１画素に対応する多画素画像データの複数の画素中に、前記フィルタリング手段による前記メディアンフィルタを用いたフィルタリングの除外点をそれぞれ少なくとも１つ設定するための除外点設定手段とを備えていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】前記除外点設定手段が、原画像データの１画素に対応する多画素画像データの複数の画素中にそれぞれ複数の前記除外点を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】前記多画素画像生成手段が原画像データに含まれる各画素をｍ×ｍのｍ２画素に置換する場合、前記フィルタリング手段がｎ×ｎ（ｎ＝ｍ＋１）の大きさのメディアンフィルタを用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】前記除外点設定手段が、原画像データ又は多画素画像データ画像形状に基づいて前記除外点を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】前記多画素画像生成手段が、１画素を２×２の４画素に置換し、
前記除外点設定手段が、原画像データの１画素が置換された２×２の４画素中の縦又は横に並んだ２画素を前記除外点に設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】前記メディアンフィルタが３×３の大きさであることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】前記フィルタリング手段がハードウェアとして回路によって実現されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項８】前記フィルタリング手段は、前記多画素画像生成手段が１画素から複数の画素への置換を行うごとに、置換された画素のうち前記除外点以外の画素のフィルタリングを原画像データを参照しつつ行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項９】前記フィルタリング手段でフィルタリングされた多画素画像データが画像形成装置に出力されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】前記フィルタリング手段でフィルタリングされた多画素画像データがバッファされることなく画像形成装置に出力されることを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１１】前記フィルタリング手段でフィルタリングされた多画素画像データが表示装置に出力されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１２】請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像処理装置を備えた画像形成装置。
【請求項１３】請求項８又は１０に記載の画像処理装置を備えており、
前記フィルタリング手段でフィルタリングされた多画素画像データがバッファされることなく画像形成部に供給されるように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】原画像データに含まれる各画素を複数の画素に置換することにより、原画像データよりも画素数の多い多画素画像データを生成する多画素画像生成ステップと、
原画像データの１画素に対応する多画素画像データの複数の画素中に少なくとも１つの除外点が設定されるように、前記多画素画像生成ステップで生成された多画素画像データをメディアンフィルタを用いてフィルタリングするフィルタリングステップとを備えていることを特徴とする画像処理方法。
【請求項１５】前記多画素画像生成ステップで１画素から複数の画素への置換が行われるごとに、前記フィルタリングステップによって、置換された画素のうち前記除外点以外の画素のフィルタリングを原画像データを参照しつつ行うことを特徴とする請求項１４に記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置、画像形成装置及び画像処理方法に関し、特にメディアンフィルタを利用したフィルタリング処理を行うようにした画像処理装置、画像形成装置及び画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高精細印刷に対する要求から、近年のレーザプリンタでは６００ｄｐｉ以上での高解像度印刷が可能となっている。ところが、特に多値画像を印刷する場合、６００ｄｐｉの解像度ではデータ量が膨大になることからデータ処理時間の増加により印刷速度が低下してしまう。一方、写真画像などでは、解像度を３００ｄｐｉとしてデータ処理しても原画と遜色のない印刷結果が得られる。つまり、写真画像に関しては、６００ｄｐｉの解像度を持つプリンタを用いる場合であっても解像度３００ｄｐｉでデータ処理を行えば十分であり、こうすることで高速印刷を実現することが可能となる。ところが、文字や実線で描かれた線図に関しては、解像度３００ｄｐｉでデータ処理を行うと、輪郭のジャギー（ギザギザした形状）が目立ち、低解像度の画像であるという印象を与えてしまう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、一旦解像度３００ｄｐｉ相当の画素数でデータ処理し、その後に画像データの多画素化（６００ｄｐｉ化）処理（拡大処理）及びスムージング処理をすることで、高速印刷と高精細印刷とを両立させるという手法が考えられる。スムージング処理としては、輪郭のぼけ（アンシャープ）を防止して文字のエッジを強調することができ且つ写真画像に対する悪影響の少ないメディアンフィルタを用いたフィルタリング処理を行うことが好ましい。
【０００４】
多画素化処理を行う際に適用されるメディアンフィルタを用いたフィルタリング処理技術が、特開２０００−９９７１３号公報、特開２００１−３３８２８８号公報、特開２００２−４４４２５号公報などに記載されている。特開２０００−９９７１３号公報の技術は、多画素化処理の前に画像データをエッジ部と非エッジ部とに分け、多画素化処理後にエッジ部だけにメディアンフィルタをかけるものである。特開２００１−３３８２８８号公報の技術は、原画像データを多画素化処理した入力画像と、それをメディアンフィルタでフィルタリング処理した画像データとを任意の比率で混合したものを出力画像とするものである。特開２００２−４４４２５号公報の技術は、画像データを多画素化するにあたり、拡大率が小さい場合にはフィルタリング効果を小さくするものである。
【０００５】
しかしながら、これらの技術によると、ジャギーを抑制しつつ文字のエッジを強調することができるものの、データ処理負荷の増加に伴うデータ処理時間の増加により、例えば画像データに基づいて印刷が行われる場合には印刷速度が低下してしまう。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、画像データの多画素化処理を行うに当たって、比較的小さなデータ処理負荷によりジャギーが抑制され且つ文字のエッジが強調された画像データを得ることができる画像処理装置、画像形成装置及び画像処理方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の画像処理装置は、原画像データに含まれる各画素を複数の画素に置換することにより、原画像データよりも画素数の多い多画素画像データを生成するための多画素画像生成手段と、前記多画素画像生成手段で生成された多画素画像データをメディアンフィルタを用いてフィルタリングするためのフィルタリング手段と、原画像データの１画素に対応する多画素画像データの複数の画素中に、前記フィルタリング手段による前記メディアンフィルタを用いたフィルタリングの除外点をそれぞれ少なくとも１つ設定するための除外点設定手段とを備えるものである。
【０００８】
また、本発明の請求項１４に記載の画像処理方法は、別の観点では、原画像データに含まれる各画素を複数の画素に置換することにより、原画像データよりも画素数の多い多画素画像データを生成する多画素画像生成ステップと、原画像データの１画素に対応する多画素画像データの複数の画素中に少なくとも１つの除外点が設定されるように、前記多画素画像生成ステップで生成された多画素画像データをメディアンフィルタを用いてフィルタリングするフィルタリングステップとを備えるものである。
【０００９】
これによると、多画素画像データに対してメディアンフィルタを用いたフィルタリング処理を行うことにより、ジャギーが抑制され且つ文字のエッジが強調された多画素画像データを得ることができる。また、フィルタリングの除外点を設けたことで、ジャギーをさらに好適に抑制できるようになると共に、メディアンフィルタを用いたフィルタリング処理のデータ処理負荷が小さくなり、処理を短時間で行えるようになる。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の画像処理装置は、前記除外点設定手段が、原画像データの１画素に対応する多画素画像データの複数の画素中にそれぞれ複数の前記除外点を設定するものである。これによると、複数の除外点を設定することにより、画像形状への依存度が比較的小さくなって、より優れたスムージング効果を得ることができる。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載の画像処理装置は、前記多画素画像生成手段が原画像データに含まれる各画素をｍ×ｍのｍ２画素に置換する場合、前記フィルタリング手段がｎ×ｎ（ｎ＝ｍ＋１）の大きさのメディアンフィルタを用いるものである。これによると、スムージング効果が発揮されやすくなる。
【００１２】
また、本発明の請求項４に記載の画像処理装置は、前記除外点設定手段が、原画像データ又は多画素画像データの画像形状に基づいて前記除外点を設定するものである。これによると、スムージングに効果的な除外点を画像形状に応じて設定することが可能となる。
【００１３】
本発明の請求項５に記載の画像処理装置は、前記多画素画像生成手段が、１画素を２×２の４画素に置換し、前記除外点設定手段が、原画像データの１画素が置換された２×２の４画素中の縦又は横に並んだ２画素を前記除外点に設定するものである。これによると、画像形状への依存度が比較的小さくなって、より優れたスムージング効果を得ることができる。
【００１４】
本発明の請求項６に記載の画像処理装置は、前記メディアンフィルタが３×３の大きさである。これによると、演算負荷を抑えつつスムージング効果を得ることができる。
【００１５】
本発明の請求項７に記載の画像処理装置は、前記フィルタリング手段がハードウェアとして回路によって実現されるものである。これによると、高速処理が可能になるとともに、他の演算装置への負荷を小さくすることができる。
【００１６】
本発明の請求項８に記載の画像処理装置は、前記フィルタリング手段は、前記多画素画像生成手段が１画素から複数の画素への置換を行うごとに、置換された画素のうち前記除外点以外の画素のフィルタリングを原画像データを参照しつつ行うものである。
【００１７】
また、本発明の請求項１５に記載の画像処理方法は、前記多画素画像生成ステップで１画素から複数の画素への置換が行われるごとに、前記フィルタリングステップによって、置換された画素のうち前記除外点以外の画素のフィルタリングを原画像データを参照しつつ行うものである。
【００１８】
これにより、多画素画像データをすべて記憶しておく必要がなくなるので、メモリ使用量を減らすことができる。
【００１９】
本発明の請求項９、又は請求項１１に記載の画像処理装置は、前記フィルタリング手段でフィルタリングされた多画素画像データが画像形成装置又は表示装置に出力するものである。これによると、処理装置での内部処理を軽減しつつ、高画質のプリント又は表示を実現することができる。なお、多画素画像データは原画像データと同じ解像度で画像形成又は表示されてもよいし、多画素画像データの方が原画像データよりも大きな解像度で画像形成又は表示されてもよい。
【００２０】
本発明の請求項１０に記載の画像処理装置において、前記フィルタリング手段でフィルタリングされた多画素画像データがバッファされることなく画像形成装置に出力されるものである。これによると、フィルタリング処理後の画像データを記憶するためのメモリを画像処理装置内に設ける必要がなくなる。
【００２１】
また、本発明の請求項１２に記載の画像形成装置は、上述したような画像処理装置を備えるものであり、これによると、フィルタリング処理を短時間で行えるために、画像形成を高速に行うことが可能な画像形成装置を提供できる。
【００２２】
また、前記多画素画像生成手段が１画素から複数の画素への置換を行うごとに、前記画像処理装置の前記フィルタリング手段が置換された画素のうち前記除外点以外の画素のフィルタリングを原画像データを参照しつつ行う場合、本発明の請求項１３に記載の画像形成装置は、前記フィルタリング手段でフィルタリングされた多画素画像データがバッファされることなく画像形成部に供給されるように構成されるものである。これによると、フィルタリング処理後の画像データを記憶するためのメモリを画像形成装置内に設ける必要がなくなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施の形態による画像処理装置及びこれを含む画像形成装置であるプリンタのブロック図である。図１に示すプリンタ１は、画像処理装置２と、プリントエンジン３とから構成されている。画像処理装置２は、外部のホストコンピュータなどから供給された印刷データに各種の画像処理を施し、それをプリントエンジン３に出力する。プリントエンジン３は、例えばレーザユニットやインクジェットヘッドなどの画像形成部を有している。
【００２５】
画像処理装置２内には、図２に示すようなハードウェアが組み込まれている。ＣＰＵ４１，ＡＳＩＣ４２，ＲＯＭ４３及び４４が互いにアドレスバス及びデータバスで接続されている。ＲＯＭ４３にはレーザープリンタの動作を制御するために用いられる各種プログラムやデータが格納されている。ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４３に格納されたプログラムに基づいて各種演算を行う。ＡＳＩＣ４２は、ＣＰＵ４１からの指示に基づいて後述する画像処理を行っており、ここで処理されたデータが、スキャナユニット（プリントエンジン３）へ送出される。ＲＡＭ４４は、ＣＰＵ４１及びＡＳＩＣ４２での各種演算結果や、印刷データ等の画像データが記憶される。そして、これらのハードウェア及びソフトウェアが組み合わされることによって、以下に説明する各部１１〜２３が画像処理装置２内に構築されている。
【００２６】
画像処理装置２は、原画像記憶部１１、描画データ作成部１３、多画素画像生成部１４、フィルタリング部１５及び除外点設定部１６を有している。印刷データ記憶部１１ａ及び原画像記憶部１１ｂは、ＲＡＭ４４によって構成されている。印刷データ記憶部１１ａには、外部のホストコンピュータ等から供給された印刷データが一時的に記憶される。また、描画データ作成部１３は、印刷データ記憶部１１ａに記憶された印刷データをビットマップに展開することで描画データを作成し、その作成された描画データが原画像記憶部１１ｂに記憶される。描画データ作成部１３は、ＣＰＵ４１により実現される。
【００２７】
多画素画像生成部１４は、原画像記憶部１１に記憶された原画像データ内の各画素を２×２の４画素に置き換えることにより原画像データの４倍の画素数を有する多画素画像データを生成する。その詳細について、図３（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。図３（ａ）は原画像データに含まれる１画素の模式図であり、この画素は８ビットの１６進数表記で「００」という階調値を有しているとする。多画素画像生成部１４は、図３（ａ）に描かれた１画素を、図３（ｂ）のようにそれぞれが階調値「００」を有する縦２画素×横２画素の４画素に置換する。多画素画像生成部１４は原画像データに含まれる全ての画素について同様の処理を行うので、多画素画像データは原画像データの４倍の画素数を有することになる。
【００２８】
フィルタリング部１５は、多画素画像生成部１４で生成された多画素画像データに対して３×３のメディアンフィルタを用いたフィルタリング処理を行う。ここで、メディアンフィルタについて、図４に基づいて説明する。３×３のメディアンフィルタは、図４に示す９個の画素のうち中央にある画素「Ｅ」の階調値を、９個の画素「Ａ」〜「Ｉ」の階調値の中央値（５番目の値）に置き換えるフィルタである。例えば、画素「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｆ」、「Ｉ」が階調値「ＦＦ」で、残りの画素「Ｄ」、「Ｅ」、「Ｇ」、「Ｈ」が階調値「００」であるとすると、メディアンフィルタをかけた結果、画素「Ｅ」の階調値は「ＦＦ」に変えられる。
【００２９】
除外点設定部１６は、原画像データの１画素に対応する多画素画像データの４画素中に、フィルタリング部１５によるメディアンフィルタを用いたフィルタリングの除外点をそれぞれ少なくとも１つ設定する。本実施の形態では、図３（ｂ）に示す４つの画素のうち除外点が図５に示すように左上及び右上の２画素に設定される。後述するように、除外点設定部１６は、多画素画像データ又は原画像データの形状に基づいて４画素中における除外点の位置を変更してもよい。
【００３０】
また、本実施の形態では、多画素画像生成部１４で原画像データ内の１画素が４画素に置換されるごとに、置換された４画素のうちプリントエンジン３でのスキャン方向に相当する１ライン内にあり且つ除外点ではない画素のフィルタリングを、原画像記憶部１１に記憶された原画像データを参照しつつ、フィルタリング部１５で行うようにしている。したがって、後述する説明からも明らかとなるように、原画像データ内の各画素について１画素から４画素への置換を２回ずつ行えば、多画素画像生成部１４で生成されたフィルタリング処理前の多画素画像データを記憶しておく必要がなくなり、必要なメモリ容量を削減することができる。
【００３１】
フィルタリング部１５でフィルタリングされた多画素画像データは、画像処理装置２内においてバッファされることなく、プリントエンジン３に出力される。これにより、フィルタリングされた多画素画像データを記憶しておくメモリをプリントエンジン３とフィルタリング部１５との間に設けなくてよいようになっている。プリントエンジン３においては、多画素画像データは原画像データと同じ解像度で印刷されてもよいし、多画素画像データの方が原画像データよりも大きな解像度で印刷されてもよい。
【００３２】
変形例として、図１に示す画像処理装置２は、上述した各部のほかに、多画素画像バッファ２１、フィルタ済み多画素画像バッファ２２及びハーフトーン化処理部２３をさらに有していてよい。
【００３３】
多画素画像バッファ２１はＲＡＭ４４により構成され、多画素画像生成部１４で生成された多画素画像を一時的に記憶する。多画素画像バッファ２１が原画像データの全画素、あるいは一頁分などの所定単位分を４画素に置換した多画素画像データ全体を記憶する容量を有している場合、上述したように多画素画像生成部１４で１画素が４画素に置換されるごとにフィルタリング処理を行うのではなく、１つの原画像データ全体あるいは所定単位分を一旦多画素画像データに変換してからフィルタリングすることができる。この場合のプリントエンジン３へのデータ出力は、フィルタリング処理を行いつつライン毎に出力しても良いし、フィルタリング処理を先に一括して行っておいてから出力しても良い。
【００３４】
また、多画素画像バッファ２１がスキャン方向に相当する１ライン分の多画素画像データを記憶する分の容量しか有していない場合、原画像データの１画素を置換した４画素についてのフィルタリング処理をまとめて行い、そのうちの１ライン分のデータだけをプリントエンジン３に出力し、残り１ライン分のデータを多画素画像バッファ２１に記憶することができる。このようにすれば、後述する説明からも明らかとなるように、原画像データの各画素の４画素への置換を１画素について１回行うだけでよくなるので、多画素画像バッファ２１が設けられていない場合よりも処理時間を短くすることができる。
【００３５】
フィルタ済み多画素画像バッファ２２はＲＡＭ４４により構成され、フィルタリング部１５でフィルタリング処理された多画素画像データを一時的に記憶する。ハーフトーン化処理部２３は、フィルタ済み多画素画像バッファ２２に記憶された多画素画像データが多値画像である場合に、それに対してハーフトーン化処理を行い、ハーフトーン化された多画素画像データをフィルタ済み多画素画像バッファ２２に与える。これにより、２値出力しかできないプリントエンジン３で多値画像を表現することが可能になる。なお、外部の装置から予めビットマップに展開されたデータが記憶されるような装置構成の場合には、図１中の印刷データ記憶部１１ｂ、及び描画データ作成部１３は設ける必要がない。
【００３６】
ここで、多画素画像生成部１４、フィルタリング部１５及び除外点設定部１６はＡＳＩＣ４２内の回路により実現され、ＣＰＵ４１からの指示に応答して、ＡＳＩＣ４２がＲＡＭ４４内の原画像記憶部１１ｂに記憶されている描画データにアクセスしながら、多画素画像生成部１４、フィルタリング部１５及び除外点設定部１６による処理を行い、処理後の多画素画像データをプリントエンジン３に送出する。そのうち、フィルタリング部１５は、例えば、複数のフィルタ素子を多段接続したものであってよい。その場合、各フィルタ素子は２入力２出力の素子であり、入力された２つのデータのうち、値の大きい方を上部の出力端子から、値の小さい方を下部の出力端子からそれぞれ出力する。このようなフィルタ素子を１段につき４個並列配置したものを多段接続することで、入力された９個の階調値の中央値が最終段の中央（５番目）に相当する出力端子から出力される。
【００３７】
次に、本実施の形態の画像処理装置２による処理の手順について、図６のフローチャートを参照しつつ、図７〜図１２の実例に則して説明する。ホストコンピュータ等から印刷データを受信すると、描画データ作成部１３（ＣＰＵ４１）が印刷データをビットマップに展開する処理を開始し、所定量（例えば、１頁分）のビットマップへの展開が行われると、ＣＰＵ４１は、ＡＳＩＣ４２に対して指示を出し、ＡＳＩＣ４２は、図６に示す処理を開始する。なお、図７〜図１２において、括弧（　）で囲まれた階調値（「００」又は「ＦＦ」）はフィルタリング処理後の階調値が未確定状態であることを示しており、下線　　を引いた階調値はその画素がフィルタリング処理の除外点であることを示している。
【００３８】
図７には、縦３列Ｘ，Ｙ，Ｚ、横２列Ｍ，Ｎでマトリックス状に配列された合計６個の画素を含む原画像データが描かれている。そのうち、（Ｍ，Ｚ）、（Ｎ，Ｙ）、（Ｎ，Ｚ）の３個の画素は階調値が「ＦＦ」であり、残りの３個の画素の階調値は「００」である。このように配列された６個の画素を含む原画像データを画像処理装置２で置換（多画素化）処理・フィルタリング処理する場合、まず、ステップＳ１において、図８に示すように、左下の画素（Ｎ，Ｘ）が、多画素画像生成部１４で、それぞれ階調値「００」を有する４つの画素（Ｎ１，Ｘ１）、（Ｎ１，Ｘ２）、（Ｎ２，Ｘ１）、（Ｎ２，Ｘ２）に置換される。
【００３９】
そして、ステップＳ２において、フィルタリング部１５が、図４に示したメディアンフィルタを用いて、置換された４個の画素のうち下側にある２個の画素（Ｎ２，Ｘ１）、（Ｎ２，Ｘ２）のフィルタリング処理を行う。この際、例えば画素（Ｎ２，Ｘ２）であれば、原画像データ中、画素（Ｎ，Ｘ）及び画素（Ｎ，Ｙ）とこれらの下方にある図示しない２画素との合計４画素の階調値が分かれば、置換処理後に画素（Ｎ２，Ｘ２）の周囲に存在するであろう８個の画素の階調値が分かるので、メディアンフィルタでのフィルタリング処理後の画素（Ｎ２，Ｘ２）の階調値が決められる。したがって、ステップＳ２のフィルタリング処理は、原画像記憶部１１に記憶された原画像データ（図７に示したのと同じ内容を有する）を参照しつつ行われる。本例では、図示していない２画素を「００」とすると、図８に示すように、フィルタリング処理を行っても、２個の画素（Ｎ２，Ｘ１）、（Ｎ２，Ｘ２）の階調値は「００」のまま変わらない。
【００４０】
引き続き、ステップＳ３では、ステップＳ２でのフィルタリング処理結果であるＮ２ライン内にある２個の画素（Ｎ２，Ｘ１）、（Ｎ２，Ｘ２）の階調値データを、途中でバッファすることなくフィルタリング部１５からプリントエンジン３に送出する。そして、ステップＳ４において、原画像データ内におけるスキャン方向の１ライン内の全画素を４画素に置換し終えたかどうかが判断される。その結果、未置換画素がある場合には（Ｓ４：ＮＯ）、ステップＳ１に戻って同様の処理を繰り返す。一方、未置換画素がない場合には（Ｓ４：ＹＥＳ）、ステップＳ５に進んで全ラインについての画素の置換処理が終了したかどうかが判断される。そして、未置換ラインがある場合には（Ｓ５：ＮＯ）、ステップＳ１に戻って同様の処理を繰り返す。一方、未置換ラインがない場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００４１】
本例の場合、画素（Ｎ，Ｘ）の下側ライン（Ｎ２ライン）についての置換・フィルタリング処理を行った後、図９に示すように、画素（Ｎ，Ｙ）及び画素（Ｎ，Ｚ）の下側ライン（Ｎ２ライン）について同様の置換・フィルタリング処理が終了してから、次の画素（Ｎ，Ｘ）の上側ライン（Ｎ１ライン）の処理に移る。すなわち、画素（Ｎ，Ｘ）を再び４画素に置換し（Ｓ１）、除外点以外の画素のフィルタリング処理を行う（Ｓ２）。ところが、Ｎ１ラインにある２個の画素（Ｎ１，Ｘ１）、（Ｎ１，Ｘ２）は共に除外点であるので実質的にフィルタリング処理が行われない。そして、Ｎ１ラインにある２個の画素（Ｎ１，Ｘ１）、（Ｎ１，Ｘ２）の階調値データを、途中でバッファすることなくプリントエンジン３に送出する（Ｓ３）。
【００４２】
さらに、次の画素（Ｎ，Ｙ）を再び４画素に置換（Ｓ１）した後も、同様にフィルタリング処理がスキップされる。つまり、Ｎ１ラインにある２個の画素（Ｎ１，Ｙ１）、（Ｎ１，Ｙ２）は共に除外点であるので実質的にフィルタリング処理が行われない。そして、Ｎ１ラインにある２個の画素（Ｎ１，Ｙ１）、（Ｎ１，Ｙ２）の階調値データを、途中でバッファすることなくプリントエンジン３に送出する（Ｓ３）。次の画素（Ｎ，Ｚ）についても同様である。そして、図１０に示すような結果が得られる。
【００４３】
次のライン（Ｍ２ライン）のフィルタリング処理では、（Ｍ２，Ｘ１）、（Ｍ２，Ｘ１）、（Ｍ２，Ｙ１）に対してフィルタリング処理が行われ、それぞれ「００」に確定した後、続いて「Ｍ２，Ｙ２」の処理を行う。図１１に示すように、画素（Ｍ２，Ｙ２）の階調値は、その画素と周囲８画素のうち５つの階調値が原画像データにおいて「ＦＦ」であるために、「００」から「ＦＦ」に変更される。そして、Ｍ２ライン、及びＭ１ラインの置換・フィルタリング処理が終わり、最終的には、図１２に示すような多画素画像データがフィルタリング部１５からプリントエンジン３に送出されることになる。
【００４４】
このように、本実施の形態の画像処理装置２によると、原画像データの各画素が置換された４画素に対してメディアンフィルタを用いたフィルタリング処理を行うことにより、図７と図１２とを比較することから明らかなように、画素（Ｍ２，Ｙ２）の階調値が「００」から「ＦＦ」に変えられることで、ジャギーを抑制することができる。しかも、メディアンフィルタの特性により、画素（Ｍ２，Ｙ２）の階調値がその周辺にある画素の階調値（本実施の形態では「００」及び「ＦＦ」）以外の中間的な階調値に変えられることがないために、文字などの線画に輪郭のぼやけが生じることがなく、例えば移動平均法で画像処理する場合よりも文字のエッジが強調された多画素画像データを得ることができる。
【００４５】
さらに、除外点設定部１６がメディアンフィルタによるフィルタリング処理の除外点を設定するので、フィルタリング処理を行う画素を削減し、余計な演算を行う必要がなくなってフィルタリング処理を高速に行うことが可能である。なお、図７〜図１２の例では明確ではないが、後述する実施例から分かるように、フィルタリング処理の除外点が設定されることにより、ジャギーをさらに好適に抑制できる場合がある。
【００４６】
したがって、例えば描画データ作成部１３で３００ｄｐｉの原画像データを高速に生成することができると共に、フィルタリング部１５での処理も高速になって、プリントエンジン３での高速印刷を実現することが可能になる。しかも、多画素画像生成部１４で３００ｄｐｉの原画像データを６００ｄｐｉの解像度に変換しさらにメディアンフィルタでフィルタリング処理を行うので、上述のように、ジャギーを抑制しつつ文字のエッジが強調された印刷結果を得ることができる。
【００４７】
また、上述したように、プリントエンジン３に対してライン毎に階調値データを送出することに着目し、多画素画像生成部１４で原画像データ内の１画素が４画素に置換されるごとに、その周囲の原画像データを参照しつつ、４画素中のプリントエンジン３に送出しようとする１ライン内にある画素であって除外点以外の画素に対してのフィルタリングを行い、その結果をプリントエンジン３に対して送出するようにしているので、ラインに対応して原画像データ内の各画素について１画素から４画素への置換を２回ずつ行うことにより、多画素画像生成部１４で生成されたフィルタリング処理前の多画素画像データを記憶しておく必要がなくなり、必要なメモリ容量を削減することができる。
【００４８】
しかも、除外点設定部１６が、原画像データの１画素が置換された４画素中にそれぞれ２つの除外点を設定するので、後述する実施例からも明らかとなるように、画像形状への依存度が比較的小さくなって、より優れたスムージング効果を得ることができる。
【００４９】
さらに、本実施の形態では、多画素画像生成部１４が原画像データに含まれる各画素を２×２の４画素に置換するのに対して、フィルタリング部１５が３×３の大きさのメディアンフィルタを用いるようにしているので、スムージング効果が発揮されやすくなる。しかも、メディアンフィルタを必要最小限の大きさにしているので、演算負荷を抑えることができる。
【００５０】
加えるに、本実施の形態では、除外点設定部１６が、原画像データの１画素が置換された４画素中の縦又は横に並んだ２画素を除外点に設定するので、画像形状への依存度が比較的小さくなって、より優れたスムージング効果を得ることができる。
【００５１】
次に、画像処理装置２に多画素画像バッファ２１が設けられており、その多画素画像バッファ２１が１ライン分の多画素画像データを記憶できるだけの容量しか有していない場合の変形例での画像処理装置２による処理の手順について、図７〜図１２で説明したのと同じ実例に基づいて図１３〜図１５を参照しつつ説明する。
【００５２】
図７に示したような原画像データを画像処理装置２で置換・フィルタリング処理する場合、まず、左下の画素（Ｎ，Ｘ）が、多画素画像生成部１４で、それぞれ階調値「００」を有する４つの画素（Ｎ１，Ｘ１）、（Ｎ１，Ｘ２）、（Ｎ２，Ｘ１）、（Ｎ２，Ｘ２）に置換される。そして、フィルタリング部１５において、除外点である画素（Ｎ１，Ｘ１）、（Ｎ１，Ｘ２）以外の２つの画素（Ｎ２，Ｘ１）、（Ｎ２，Ｘ２）に対するメディアンフィルタを用いたフィルタリング処理が施される。その結果を図１３に示す。フィルタリング処理された後、下側ライン（Ｎ２ライン）にある２個の画素（Ｎ２，Ｘ１）、（Ｎ２，Ｘ２）の階調値データはプリントエンジン３に送出され、上側ライン（Ｎ１ライン）にある２個の画素（Ｎ１，Ｘ１）、（Ｎ１，Ｘ２）の階調値データは多画素画像バッファ２１に格納される。
【００５３】
引き続いて、画素（Ｎ，Ｙ）が、多画素画像生成部１４で、それぞれ階調値「ＦＦ」を有する４つの画素（Ｎ１，Ｙ１）、（Ｎ１，Ｙ２）、（Ｎ２，Ｙ１）、（Ｎ２，Ｙ２）に置換される。そして、フィルタリング部１５において、除外点である画素（Ｎ１，Ｙ１）、（Ｎ１，Ｙ２）以外の２つの画素（Ｎ２，Ｙ１）、（Ｎ２，Ｙ２）にメディアンフィルタを用いたフィルタリング処理が施される。フィルタリング処理された後、Ｎ２ラインにある２個の画素（Ｎ２，Ｙ１）、（Ｎ２，Ｙ２）の階調値データはプリントエンジン３に送出され、Ｎ１ラインにある２個の画素（Ｎ１，Ｙ１）、（Ｎ１，Ｙ２）の階調値データは多画素画像バッファ２１に格納される。
【００５４】
同様に、次の画素（Ｎ，Ｚ）の置換・フィルタリング処理が終了すると、Ｎ２ラインにある２個の画素（Ｎ２，Ｚ１）、（Ｎ２，Ｚ２）の階調値データはプリントエンジン３に送出され、Ｎ１ラインにある２個の画素（Ｎ１，Ｚ１）、（Ｎ１，Ｚ２）の階調値データは多画素画像バッファ２１に格納される。その結果を図１４に示す。その後、多画素画像バッファ２１に格納されたＮ１ラインにある６個の画素（Ｎ１，Ｘ１）、（Ｎ１，Ｘ２）、（Ｎ１，Ｙ１）、（Ｎ１，Ｙ２）、（Ｎ１，Ｚ１）、（Ｎ１，Ｚ２）の階調値データがプリントエンジン３に送出されてから、次の画素（Ｍ，Ｘ）の置換・フィルタリング処理に移行する。
【００５５】
画素（Ｍ，Ｘ）の置換・フィルタリング処理が終了すると、下側ライン（Ｍ２ライン）にある２個の画素（Ｍ２，Ｘ１）、（Ｍ２，Ｘ２）の階調値データはプリントエンジン３に送出され、上側ライン（Ｍ１ライン）にある２個の画素（Ｍ１，Ｘ１）、（Ｍ１，Ｘ２）の階調値データは多画素画像バッファ２１に格納される。そして、次の画素（Ｍ，Ｙ）の置換・フィルタリング処理に移行する。このフィルタリング処理により、図１５に示すように、画素（Ｍ２，Ｙ２）の階調値が「００」から「ＦＦ」に変換される。画素（Ｍ，Ｙ）の置換・フィルタリング処理が終了すると、Ｍ２ラインにある２個の画素（Ｍ２，Ｙ１）、（Ｍ２，Ｙ２）の階調値データはプリントエンジン３に送出され、Ｍ１ラインにある２個の画素（Ｍ１，Ｙ１）、（Ｍ１，Ｙ２）の階調値データは多画素画像バッファ２１に格納される。同様に、画素（Ｍ，Ｚ）の置換・フィルタリング処理が終了すると、図１２に示すのと同じ結果が得られる。そして、Ｍ２ラインにある２個の画素（Ｍ２，Ｚ１）、（Ｍ２，Ｚ２）の階調値データがプリントエンジン３に送出され、Ｍ１ラインにある２個の画素（Ｍ１，Ｚ１）、（Ｍ１，Ｚ２）の階調値データが多画素画像バッファ２１に格納されると、多画素画像バッファ２１に格納されたＭ１ラインにある６個の画素（Ｍ１，Ｘ１）、（Ｍ１，Ｘ２）、（Ｍ１，Ｙ１）、（Ｍ１，Ｙ２）、（Ｍ１，Ｚ１）、（Ｍ１，Ｚ２）の階調値データがプリントエンジン３に送出される。
【００５６】
このように、本実施の形態の画像処理装置２によると、原画像データの各画素が置換された４画素に対してメディアンフィルタを用いたフィルタリング処理を行うことにより、図１２から明らかなように、ジャギーが抑制され且つ輪郭のぼやけが生じず文字のエッジが強調された多画素画像データを得ることができる。さらに、除外点設定部１６がメディアンフィルタによるフィルタリング処理の除外点を設定するので、フィルタリング処理を高速に行うことが可能である。したがって、プリントエンジン３での高速印刷を実現することが可能になる。
【００５７】
また、多画素画像バッファ２１によって１ライン分の多画素画像データを記憶することができるので、原画像データの各画素の４画素への置換を１画素について１回行うだけでよく、多画素画像バッファ２１が設けられていない場合よりも処理時間を短くすることができる。
【００５８】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、画像処理装置２は、フィルタリングされた多画素画像データをプリントエンジン３ではなく、ＣＲＴや液晶ディスプレイなどの表示装置に出力してもよい。また、多画素画像生成部１４で原画像データの１画素が４画素以外の任意の複数画素に置き換えられてよい。また、メディアンフィルタとしては、３×３以外の任意の大きさのものを用いてもよい。ただし、上述した実施の形態と同様に、原画像データに含まれる各画素がｍ×ｍのｍ２画素に置換される場合には、メディアンフィルタがｎ×ｎ（ｎ＝ｍ＋１）の大きさを有していることが好ましい。
【００５９】
また、多画素画像生成部１４で１画素が４画素に置換される場合、除外点設定部１６は１個又は３個の除外点を設定してもよい。多画素画像生成部１４で１画素が４画素以外の画素数に置換される場合にも、除外点設定部１６はその置換され得る画素数に合わせた数の除外点を設定することが好ましい。また、上述した実施の形態では４つの画素内で除外点が上側ラインに横に並べられているが、例えば下側ラインに横に並べられてもよいし、左右いずれかのラインに縦に並べられてもよい。また、除外点の位置や数は、原画像データの形状に基づいて適宜変更されてもよい。この場合において、原画像データのある領域と別の領域とで別の除外点を設定してもよい。このようにすれば、画像形状の特性を踏まえてより優れたスムージング効果が得られる場合がある。
【００６０】
また、上述の実施の形態では画素の階調値が「００」と「ＦＦ」との２種類である場合を例としたが、原画像データ内に３種類以上の階調値が混在していても本発明は適用可能である。さらに、本発明による画像処理装置及び画像処理方法はプリンタやＦＡＸなどの画像形成装置だけでなく、画像データの画素数を増加させる処理を伴う様々な装置に適用可能である。
【００６１】
【実施例】
次に、本発明の実施例及び比較例について説明する。
【００６２】
（実施例１）
図１６に示すような右上がり傾斜部及び左上がり傾斜部を有する原画像データを画像処理装置２で置換・フィルタリング処理する場合を考える。まず、多画素画像生成部１４による各画素の４画素への置換処理により、図１７に示すような結果が得られた。本実施例においては、図１８に示すように除外点設定部１６が４画素中の左上画素だけを除外点として設定するものとする。このとき、フィルタリング処理を行った結果、図１９に示すような多画素画像データが得られた。なお、図１７は説明の都合上多画素画像バッファ２１が設けられているものとしたときにそこに記憶される画像を描いたものであって、図１７に示すような中間的な画像データが実際に得られなくてもよい。これは、後で説明する図２２についても同様である。
【００６３】
図１９から明らかなように、４画素中の１画素だけを除外点とした実施例１によると、右上がり傾斜部ではジャギーを抑制することができるものの、左上がり傾斜部ではジャギーを抑制することができない。
【００６４】
（実施例２）
図１６に示したのと同じ原画像データに対して多画素画像生成部１４による各画素の置換処理を行った後、図５に示したように４画素中で左上画素及び右上画素の２画素を除外点に設定してフィルタリング処理を行った。すると、図２０に示すような多画素画像データが得られた。
【００６５】
図２０から明らかなように、４画素中の２画素を除外点とした実施例２によると、右上がり傾斜部及び左上がり傾斜部のいずれにおいてもジャギーを抑制することができる。実施例１と実施例２とを比較することから、原画像データの１画素を４画素に置換する場合、除外点を１つ設定するよりも２つ設定することでより優れたジャギー抑制効果が得られることが分かる。
【００６６】
（実施例３）
図２１に示すような右上がり傾斜部及び左上がり傾斜部を有する原画像データを画像処理装置２で置換・フィルタリング処理する場合を考える。なお、本実施例では、多画素画像生成部１４が各画素を４×４の１６画素へ置換処理するとする。この置換処理により、図２２に示すような結果が得られた。本実施例においては、メディアンフィルタとして図２３に示すような５×５の大きさを有するものが用いられるとし、除外点設定部１６が１６画素中に図２４に示すような８画素を除外点として設定するものとする。このとき、フィルタリング処理を行った結果、図２５に示すような多画素画像データが得られた。
【００６７】
図２５から明らかなように、１６画素中の８画素を除外点とした実施例３によると、右上がり傾斜部及び左上がり傾斜部のいずれにおいてもジャギーを好適に抑制することができる。
【００６８】
（比較例）
図２１に示したのと同じ原画像データに対して多画素画像生成部１４による各画素の１６画素への置換処理を行った後、除外点を設定することなく５×５のメディアンフィルタを用いてフィルタリング処理を行った。すると、図２６に示すような多画素画像データが得られた。このように、本比較例では、フィルタリング処理の除外点を設定しないために、ジャギーを十分に抑制することができない。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、多画素画像データに対してメディアンフィルタを用いたフィルタリング処理を行うことにより、ジャギーが抑制され且つ文字のエッジが強調された多画素画像データを得ることができる。また、フィルタリングの除外点を設けたことで、ジャギーをさらに好適に抑制できるようになると共に、メディアンフィルタを用いたフィルタリング処理のデータ処理負荷が小さくなり、処理を短時間で行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による画像処理装置及びこれを含む画像形成装置であるプリンタのブロック図である。
【図２】レーザプリンタのメイン基板のブロック図である。
【図３】原画像データ内の各画素を２×２の４画素に置き換える様子を描いた模式図である。
【図４】３×３のメディアンフィルタの模式図である。
【図５】メディアンフィルタを用いたフィルタリングの除外点を説明するための模式図である。
【図６】本発明の一実施の形態による画像処理の手順を描いたフローチャートである。
【図７】本発明の一実施の形態による画像処理の実例を説明するための模式図である。
【図８】本発明の一実施の形態による画像処理の実例を説明するための模式図である。
【図９】本発明の一実施の形態による画像処理の実例を説明するための模式図である。
【図１０】本発明の一実施の形態による画像処理の実例を説明するための模式図である。
【図１１】本発明の一実施の形態による画像処理の実例を説明するための模式図である。
【図１２】本発明の一実施の形態による画像処理の実例を説明するための模式図である。
【図１３】本発明の一変形例による画像処理の実例を説明するための模式図である。
【図１４】本発明の一変形例による画像処理の実例を説明するための模式図である。
【図１５】本発明の一変形例による画像処理の実例を説明するための模式図である。
【図１６】本発明の実施例１及び実施例２に係る原画像データの模式図である。
【図１７】本発明の実施例１及び実施例２に係るフィルタリング前における多画素画像データの模式図である。
【図１８】本発明の実施例１での除外点の位置を説明するための模式図である。
【図１９】本発明の実施例１による結果を説明するための模式図である。
【図２０】本発明の実施例２による結果を説明するための模式図である。
【図２１】本発明の実施例３及び比較例に係る原画像データの模式図である。
【図２２】本発明の実施例３及び比較例に係るフィルタリング前における多画素画像データの模式図である。
【図２３】本発明の実施例３及び比較例で用いられるメディアンフィルタの模式図である。
【図２４】本発明の実施例３及び比較例での除外点の位置を説明するための模式図である。
【図２５】本発明の実施例３による結果を説明するための模式図である。
【図２６】本発明の比較例による結果を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１　プリンタ
２　画像処理部
３　プリントエンジン
１１　原画像記憶部
１３　描画データ作成部
１４　多画素画像生成部（多画素画像生成手段）
１５　フィルタリング部（フィルタリング手段）
１６　除外点設定部（除外点設定手段）
２１　多画素画像バッファ
２２　フィルタ済み多画素画像バッファ
２３　ハーフトーン化処理部