(57)【要約】【課題】  空間フィルタを用いて効率的にエッジを強調する。【解決手段】  エッジ強調のための空間フィルタ処理が行われる。画像処理装置１０３の空間フィルタ処理部１０８の特性において、エッジ抽出を誤り易い誤判定周波数帯域内のＭＴＦ（Modulation Transfer Function）がフラットであり、かつ該誤判定周波数帯域の下限値未満の空間周波数のＭＴＦが１．０を越えている。これによって画像処理装置１０３は、空間フィルタ処理後の画像の品位の低下を防止することができる。【選択図】      図２６
2005033834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象の画像のデータに基づいて、画像内のエッジを抽出するエッジ抽出手段と、
抽出されたエッジの強調処理を、画像のデータ内の該エッジに対応する部分に施すエッジ強調用の空間フィルタ手段とを含み、
エッジ強調用の空間フィルタ手段の特性は、
前記エッジ抽出手段のエッジの抽出誤りの原因となる空間周波数を含む帯域である誤判定周波数帯域において、フラットであり、
前記誤判定周波数帯域の下限値未満の空間周波数帯域において、空間周波数成分を強調させる特性であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
エッジ強調用の空間フィルタ手段の特性は、強調フィルタの特性を定めるマトリクスと平滑フィルタの特性を定めるマトリクスとを、コンボリューション演算して得られるマトリクスによって定められ、
前記平滑フィルタの特性は、画像に含まれ得る全空間周波数の成分を平滑化させる特性であり、
前記強調フィルタの特性は、画像に含まれ得る全空間周波数の成分を強調させる特性である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】
前記画像が画素によって構成され、各画素のデータを色分解して得られる複数のカラーデータによって画像のデータが構成される場合、
前記エッジ強調用の空間フィルタ手段は、各画素の複数のカラーデータに対して個別に処理を施し、
前記エッジ強調用の空間フィルタ手段において各カラーデータに処理を施すための特性は、各カラーデータの特性に応じて個別に定められていることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記エッジ強調用の空間フィルタ手段において前記各カラーデータに処理を施すための特性は、強調フィルタの特性を定めるマトリクスと平滑フィルタの空間周波数特性を定めるマトリクスとを、コンボリューション演算して得られるマトリクスによって定められ、
前記平滑フィルタの特性は、画像に含まれ得る全空間周波数の成分を平滑化させる特性であり、
前記強調フィルタの特性は、画像に含まれ得る全空間周波数の成分を強調させる特性であり、
エッジ強調用の空間フィルタ手段において前記各カラーデータに処理を施すための特性を定めるコンボリューション演算に用いられる強調フィルタの特性は、各カラーデータの特性に応じて設定されていることを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記画像が画素によって構成され、各画素のデータを色分解して得られる複数のカラーデータによって画像のデータが構成され、複数のカラーデータのうちの１つが画素の濃淡を表す黒のデータである場合、前記エッジ強調用の空間フィルタ手段は、各画素の黒のデータだけに処理を施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６】
画像が画素によって構成され、前記画像のデータが、画素の輝度データおよび色差データによって構成される場合、前記エッジ強調用の空間フィルタ手段は、各画素の輝度データだけに処理を施すことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間フィルタを用いて画像処理を行う画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術の画像作成装置は、スキャナで実現される画像入力装置と、空間フィルタを備えた画像処理装置と、画像出力装置とによって構成されている。前記画像入力装置は、原稿を読取って、画像のデータを生成する。前記画像処理装置は、空間フィルタを用いて、画像のデータに、画像の品位改善のための処理を施す。前記画像出力装置は、画像処理後の画像のデータに基づき、画像を出力する。空間フィルタを用いた画像処理の１つは、網点を用いて表示される画像内に生じるモアレを除去する処理である。空間フィルタを用いた画像処理の他の１つは、画像内のエッジを強調する処理である。
【０００３】
モアレを除去する処理は、空間フィルタの１種類である平滑フィルタを用いた平滑化処理で実現される。モアレは、網点を用いた画像が有する濃淡パターンの濃度変化の周期と、中間調表示法を用いて出力された画像に生じる濃淡パターンの周期との干渉に起因して生じる。網点には線密度が相互に異なる複数の種類があるので、網点の種類の変化に応じて、モアレの原因となる空間周波数が変化する。単一の画像（原稿）に複数の種類の網点が含まれている場合、または画像毎に異なる網点が含まれる場合、単一の空間フィルタを用いて、画像のデータからモアレの原因となる空間周波数の成分だけをそれぞれ減衰することは、極めて難しい。平滑フィルタが、複数種類の網点に対応し得るような、空間周波数帯域全域に渡って強い減衰特性を有する場合、該平滑フィルタは、モアレの原因となる空間周波数の成分だけでなく、モアレ除去のために減衰する必要がない空間周波数の成分も減衰させてしまう。
【０００４】
濃淡パターンの濃度変化の周期の干渉に起因するモアレの除去のための従来技術が、特許文献１に開示されている。前記公報の画像読取り装置は、該装置内にある撮像素子の後段に、カットオフ周波数が可変のローパスフィルタを備える。前記ローパスフィルタのカットオフ周波数は、該画像読取り装置における読取り解像度、または該装置の読取り対象の原稿の種類に応じて切換えられている。
【０００５】
エッジの強調のための空間フィルタとしては、図４１で示す高域強調フィルタが用いられる。高域強調フィルタは、図４２に示すように、ＭＴＦ（Modulation Transfer
Function）が、予め定める基準値から一様に増加するような特性を有する。高域強調フィルタの特性のグラフは、正比例関数のグラフに近似する。高域強調フィルタが３×３のデジタルフィルタで実現される場合、高域空間フィルタの特性は、図４３で示すマトリクスで定められる。図４３のマトリクスにおいて、マトリクスの中央部のフィルタ係数は残余のフィルタ係数よりも大きく、かつ中央部のフィルタ係数と残余のフィルタ係数との距離が大きいほど、中央部のフィルタ係数と残余のフィルタ係数との差分が小さくなっている。
【０００６】
空間フィルタを用いたエッジの強調処理は、画像のデータ内のエッジに対応する部分だけに施される。このために前記画像処理装置は、画像内のエッジを抽出するエッジ抽出部をさらに備える。
【０００７】
前記エッジ抽出部のエッジの抽出精度は、画像入力装置の入力精度に応じて定まる。たとえば画像入力装置の入力解像度が６００ｄｐｉ（dot per inch）である場合、６００ｄｐｉよりもさらに細かい線分のエッジの抽出は難しい。空間周波数が或る基準値以上の高周波となるような細かい濃淡パターンのエッジを前記エッジ抽出部によって抽出しようとしても、エッジは抽出されない。画像内に入力解像度未満の空間周波数の濃淡パターンがある場合、画像入力装置において、画像の色ずれまたは濁りの原因となる雑音成分が、画像のデータに加えられている。これらの結果、画像に含まれ得る空間周波数の帯域を、或る空間周波数を境界として、前記エッジ抽出部がエッジを抽出可能な濃淡パターンの空間周波数だけを含む帯域と、エッジが抽出不可能な濃淡パターンの空間周波数だけを含む帯域とに、分離することは難しい。両者の帯域の境界およびその近傍の空間周波数の濃淡パターンが画像内にある場合、前記エッジ抽出部は、該濃淡パターンのエッジを抽出したりしなかったりする。
【０００８】
前記画像処理装置において、前記エッジ抽出部の抽出結果に基づいて強調処理が行われる場合、前記２つの帯域の境界およびその近傍の空間周波数の濃淡パターンに、強調処理が施されたり施されなかったりする。これによって画像内の前記濃淡パターンがある部分に濃度むらが生じるので、強調処理後の画像のデータに基づき出力された画像の画像品位は、低下することになる。
【０００９】
特許文献２、特許文献３および特許文献４は、空間フィルタを用いたエッジの強調処理について、それぞれ開示している。特許文献２の画像処理装置は、エッジ強調のために、画像のエッジ量の検出手段と、エッジ強調フィルタと、混合器とを備える。前記混合器は、検出手段によって検出されたエッジ量に応じた混合比で、エッジ強調フィルタの処理前の画像のデータとエッジ強調フィルタの処理後の画像のデータとを混合する。
【００１０】
特許文献３の画像処理方法を用いた装置は、エッジ強調のためのフィルタ処理に先立ち、処理対象の画像を複数のブロックに分割して、該各ブロックに施すべきフィルタの強度をそれぞれ求め、該隣合う２つのブロックのフィルタの強度が相互に極端に異なる値にならないように、該各ブロックのフィルタ強度をそれぞれ補正する。フィルタ強度を補正した後、前記画像処理方法を用いた装置内のフィルタは、各ブロックについて求められた補正後のフィルタ強度に基づき、各ブロックにフィルタ処理を施す。
【００１１】
特許文献４のＭＴＦ補正装置は、エッジ強調のために、平滑化フィルタとエッジ強調フィルタと何ら処理を行わないフィルタとを備える。前記ＭＴＦ補正装置は、フィルタ処理に先立ち、処理対象の画像の画像品位に拘わる数値であるエッジ度およびざらつき度を、該画像を構成する全ての各画素についてそれぞれ求め、該エッジ度およびざらつき度と予め定める基準値との大小関係に基づき、３つのフィルタのうちのいずれか１つをそれぞれ選択する。フィルタが選択された後、全ての各画素それぞれに、選択されたいずれか１つのフィルタを用いて、エッジの強調処理が実行される。
【００１２】
【特許文献１】特開平４−１０４５７６号公報
【特許文献２】特開平５−１４５７５９号公報
【特許文献３】特開平５−３４４３４５号公報
【特許文献４】特開平１０−２８２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したように、特許文献１の画像読取り装置におけるモアレ除去のためのローパスフィルタは、読取り解像度に合わせてカットオフ周波数を設定する。処理対象の画像内の網点の空間周波数は種類に応じて異なり、常に一定ではないので、読取り解像度だけによって平滑フィルタのカットオフ周波数が切換えられた場合、モアレの除去の効果が薄く、良好な平滑フィルタ処理が困難になる。また前記ローパスフィルタは、カットオフ周波数以上の空間周波数の周波数成分を減衰させるので、モアレの原因となる空間周波数だけでなく、出力される画像の画像品位の維持に必要な空間周波数の成分も共に減衰させてしまう。この結果、再生される画像の画像品位が低下する。
【００１４】
また上述したように、特許文献２の画像処理装置は、画像内のエッジ強調のためにフィルタ処理の他に、エッジ量の検出および画像データの混合を行う必要がある。これによって前記画像処理装置は、装置全体の処理が煩雑になり、装置の構造が複雑になる。特許文献３の画像処理方法を用いた装置は、前記フィルタ処理に先立ち、各ブロックのフィルタの強度を求めた後、さらに境界面を検出して、境界面に対するフィルタの強度を補正する必要がある。これによって前記画像処理方法を用いた装置は、処理が煩雑になる。特許文献４のＭＴＦ補正装置は、前記エッジ度およびざらつき度の算出および３つのフィルタの選択処理が必要になる。これによって前記ＭＴＦ補正装置は、装置全体の処理が煩雑になり、装置の構造が複雑になる。さらに前記ＭＴＦ補正装置は、基準値に基づき平滑化フィルタとエッジ強調フィルタとを切換えるので、上記エッジ度およびざらつき度が該基準値に近い画素からなる部分に、濃度むらが生じることがある。
【００１５】
本発明の目的は、エッジ強調のための処理を簡略化しかつ効率的にエッジを強調することができる画像処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、処理対象の画像のデータに基づいて、画像内のエッジを抽出するエッジ抽出手段と、
抽出されたエッジの強調処理を、画像のデータ内の該エッジに対応する部分に施すエッジ強調用の空間フィルタ手段とを含み、
エッジ強調用の空間フィルタ手段の特性は、
前記エッジ抽出手段のエッジの抽出誤りの原因となる空間周波数を含む帯域である誤判定周波数帯域において、フラットであり、
前記誤判定周波数帯域の下限値未満の空間周波数帯域において、空間周波数成分を強調させる特性であることを特徴とする画像処理装置である。
【００１７】
本発明に従えば、画像処理装置内のエッジ強調用の空間フィルタ手段は、前記誤判定周波数帯域内の空間周波数の成分をそのまま保ち、該誤判定周波数帯域の下限値未満の空間周波数の成分に対して強調をかける。前記誤判定周波数帯域は、エッジ検出手段がエッジを抽出することができる濃淡パターンの空間周波数の境界に相当する空間周波数帯域である。エッジ強調用の空間フィルタ手段は、エッジの誤判定が生じ易い空間周波数の成分に対して、エッジ強調処理を良好に行うことができる。すなわちエッジ強調用の空間フィルタ手段は、画像に対して、エッジの強調処理を、全体的に均一にかつ良好に施すことができる。これによってエッジ強調用の空間フィルタ手段は、エッジ検出手段におけるエッジの抽出誤りに起因してエッジの強調処理後の画像の品位が低下することを、防ぐことができる。
【００１８】
また本発明は、エッジ強調用の空間フィルタ手段の特性は、強調フィルタの特性を定めるマトリクスと平滑フィルタの特性を定めるマトリクスとを、コンボリューション演算して得られるマトリクスによって定められ、
前記平滑フィルタの特性は、画像に含まれ得る全空間周波数の成分を平滑化させる特性であり、
前記強調フィルタの特性は、画像に含まれ得る全空間周波数の成分を強調させる特性であることを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、画像処理装置内のエッジ強調用の空間フィルタ手段の特性は単一のマトリクスで定められるので、エッジ強調用の空間フィルタ手段は単一のデジタルフィルタで実現される。エッジ強調用の空間フィルタ手段は、複数のフィルタを用いる必要がなく、フィルタ係数をエッジ強調の度合に応じて変化させるような煩雑な処理を行う必要がない。これによってエッジ強調用の空間フィルタ手段は、エッジの抽出誤りが生じ易い空間周波数を含む空間周波数帯域においてはフラットな特性を容易に保つことができ、同時に、該空間周波数帯域外の空間周波数、正確にはエッジの抽出誤りが起こり得る空間周波数よりも低い空間周波数の濃淡パターンのエッジを、容易に強調することができる。またエッジ強調用の空間フィルタ手段が単一のデジタルフィルタで実現されるので、エッジ強調用の空間フィルタ手段の処理速度が向上し、エッジ強調用の空間フィルタ手段の回路構成が簡略化される。
【００２０】
また本発明は、前記画像が画素によって構成され、各画素のデータを色分解して得られる複数のカラーデータによって画像のデータが構成される場合、
前記エッジ強調用の空間フィルタ手段は、各画素の複数のカラーデータに対して個別に処理を施し、
前記エッジ強調用の空間フィルタ手段において各カラーデータに処理を施すための特性は、各カラーデータの特性に応じて個別に定められていることを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、前記画像処理装置内のエッジ強調用の空間フィルタ手段は、複数のカラーデータによって画像のデータが構成される場合、各カラーデータ毎に定められた特性を用いて処理を行う。これによってエッジ強調用の空間フィルタ手段は、或る特定の色のエッジを他の色よりも強調したい場合、或る特定の色のエッジを容易に強調することができる。ゆえにエッジ強調用の空間フィルタ手段は、画像に対してより一層良好なエッジ強調処理を施すことができる。
【００２２】
また本発明は、前記エッジ強調用の空間フィルタ手段において前記各カラーデータに処理を施すための特性は、強調フィルタの特性を定めるマトリクスと平滑フィルタの空間周波数特性を定めるマトリクスとを、コンボリューション演算して得られるマトリクスによって定められ、
前記平滑フィルタの特性は、画像に含まれ得る全空間周波数の成分を平滑化させる特性であり、
前記強調フィルタの特性は、画像に含まれ得る全空間周波数の成分を強調させる特性であり、
エッジ強調用の空間フィルタ手段において前記各カラーデータに処理を施すための特性を定めるコンボリューション演算に用いられる強調フィルタの特性は、各カラーデータの特性に応じて設定されていることを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、前記画像処理装置内のエッジ強調用の空間フィルタ手段において、各カラーデータに処理を施す際に用いられる特性は、強調フィルタおよび平滑フィルタの特性を定めるためのマトリクスをコンボリューション演算して得られる。コンボリューション演算によって得られるマトリクスによって特性が定められるフィルタの強調度合は、強調フィルタの強調度合の変化に伴って変化する。ゆえに強調フィルタの強調度合を変更するだけで、各カラーデータに処理を施す際のエッジ強調用の空間フィルタ手段の強調度合を、容易に変更することができる。
【００２４】
また本発明は、前記画像が画素によって構成され、各画素のデータを色分解して得られる複数のカラーデータによって画像のデータが構成され、複数のカラーデータのうちの１つが画素の濃淡を表す黒のデータである場合、前記エッジ強調用の空間フィルタ手段は、各画素の黒のデータだけに処理を施すことを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、前記画像処理装置内のエッジ強調用の空間フィルタ手段は、各画素の複数のカラーデータによって画像のデータが構成され、かつ複数のカラーデータのうちの１つが黒のデータである場合、好ましくは、各画素の黒のデータだけに処理を施す。この結果前記エッジ強調用の空間フィルタ手段は、黒エッジだけにエッジの強調処理を施し、色エッジには強調処理を施さない。これは以下の理由からである。エッジ強調処理の対象となる画像が文字画像である場合、エッジ強調処理が適切な効果をあげると考えられるのは、文字画像内の黒エッジである。エッジ強調処理の対象となる画像内の色エッジは、色文字のエッジであるとは限らず、画像内に存在する領域の輪郭であることも考えられる。ゆえに色エッジに対してエッジ強調処理を施すことが良いとは限らない。そこで前記画像処理装置内のエッジ強調用の空間フィルタ手段は、画素の濃淡を表す黒のデータだけに処理を施し、画素の色を表す他のカラーデータには処理を施さない。これによって前記エッジ強調用の空間フィルタ手段は、エッジの強調処理をより一層効果的に行うことができるので、エッジが強調された画像の品位をより一層向上させることができる。
【００２６】
また本発明は、画像が画素によって構成され、前記画像のデータが、画素の輝度データおよび色差データによって構成される場合、前記エッジ強調用の空間フィルタ手段は、各画素の輝度データだけに処理を施すことを特徴とする。
【００２７】
本発明に従えば、前記画像処理装置内のエッジ強調用の空間フィルタ手段は、画素の輝度データおよび色差データによって画像のデータが構成される場合、好ましくは、輝度データだけに処理を施す。これは以下の理由からである。エッジ強調の空間フィルタ手段は、画像の品位を向上させることを主目的としており、処理対象の画像の空間周波数の特性を、所望の特性になるように変換している。処理対象の画像の空間周波数の特性を変換した結果、画像の色の見え方が変わってしまうならば、変換後の画像の品位は変換前の画像の品位よりも低下している。ゆえに、エッジ強調用の空間フィルタ手段は、処理対象の画像の色の見え方がそのまま保たれるように、処理対象の画像の空間周波数の特性を変換することが好ましい。前記画像処理装置内のエッジ強調用の空間フィルタ手段は、画素の濃淡を表す輝度データだけに処理を施し、画素の色を表す色差データには施さない。これによってエッジ強調用の空間フィルタは、画像の品位の低下させることなく、エッジの強調処理を、画像のデータに対して良好に施すことができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように本発明によれば、エッジ強調用の空間フィルタ手段の特性は、誤判定周波数帯域においてフラットであり、かつ該誤判定周波数帯域の下限値未満の空間周波数において、空間周波数の成分を強調する特性になっている。これによってエッジ強調用の空間フィルタ手段は、エッジの強調処理を、画像に対して全体的に均一にかつ良好に施すことができるので、エッジの強調処理後の画像の品位の低下を防ぐことができる。
【００２９】
また本発明によれば、エッジ強調用の空間フィルタ手段の特性を定めるマトリクスは、強調フィルタの特性を定めるためのマトリクスと、平滑フィルタの特性を定めるためのマトリクスとを、コンボリューション演算して得られる。これによってエッジ強調用の空間フィルタ手段は、単一のデジタルフィルタで実現されるので、処理速度が向上し、回路構成が簡略化される。
【００３０】
また本発明によれば、エッジ強調用の空間フィルタ手段は、複数のカラーデータによって画像のデータが構成される場合、各カラーデータ毎に設定された特性を用いて処理を行う。これによってエッジ強調用の空間フィルタ手段は、或る特定の色のエッジを容易に強調することができるので、画像に対してより一層良好なエッジ強調処理を施すことができる。
【００３１】
さらにまた本発明によれば、エッジ強調用の空間フィルタ手段において各カラーデータに処理を施す際に用いられる特性は、強調フィルタおよび平滑フィルタの特性を定めるためのマトリクスをコンボリューション演算して得られる。これによって、強調フィルタの強調度合を変更するだけで、各カラーデータに処理を施す際のエッジ強調用の空間フィルタ手段の強調度合を、容易に変更することができる。
【００３２】
また本発明によれば、エッジ強調用の空間フィルタ手段は、複数のカラーデータによって画像のデータが構成され、かつ複数のカラーデータのうちの１つが黒のデータである場合、各画素の黒のデータだけに処理を施す。これによって画像の色の変化が防止されるので、前記エッジ強調用の空間フィルタ手段は、エッジの強調処理をより一層効果的に行うことができる。
【００３３】
さらにまた本発明によれば、エッジ強調用の空間フィルタ手段は、画素の輝度データおよび色差データによって画像のデータが構成される場合、輝度データだけに処理を施す。これによってエッジ強調用の空間フィルタは、画像の色の変化が防止されるので、画像の品位の低下させることなく、エッジの強調処理を、画像のデータに対して良好に施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１は、本発明の参考例である画像処理装置が備えられた画像形成装置１１の構成を示す正面断面の略図である。画像形成装置１１はデジタルカラー複写機で実現される。画像形成装置１の本体内部には、画像入力手段である画像入力装置１３と、画像処理装置１４と、画像出力手段である画像出力装置１５とが設けられる。画像形成装置１１の本体の上面には、透明な原稿台３１１と、操作装置１６とが設けられる。
【００３５】
原稿台３１１の上面には、両面自動原稿送り装置（RADF:Reversing Automatic
Document Feeder）３１２が装着されている。両面自動原稿送り装置３１２は、原稿台３１１に対して開閉可能な状態で支持され、かつ原稿台３１１の面に対して所定の位置関係を有する。両面自動原稿送り装置３１２は、まず原稿の一方の面が原稿台３１１の所定位置において画像入力装置１３に対向するように、原稿を搬送し、該一方の面についての読取りが終了した後に、原稿の他方の面が原稿台３１１の所定位置において画像入力装置１３に対向するように、原稿の表裏を反転させつつ原稿台３１１に向かって搬送する。両面自動原稿送り装置３１２における原稿の搬送動作および表裏反転の動作は、画像形成装置１１全体の動作に関連して制御される。
【００３６】
画像入力装置１３は、両面自動原稿送り装置３１２によって原稿台３１１上に搬送された原稿の画像を読取るために、原稿台３１１の下方に配置されている。画像入力装置１３は、原稿台３１１の下面に平行に往復移動する原稿走査体と、光学レンズ３１５と、光電変換素子であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）ラインセンサ３１６とを有している。
【００３７】
前記原稿走査体は、第１の走査ユニット３１３と第２の走査ユニット３１４とから構成される。第１の走査ユニット３１３は、原稿表面を露光する露光ランプと、原稿からの反射光像を所定の第１の方向に向かって偏向する第１ミラーとを有する。第１の走査ユニット３１３は、原稿台３１１の下面に対して所定の距離を保ちながら、原稿台３１１の下面に平行に、往復移動する。第２の走査ユニット３１４は、第１の走査ユニット３１３の第１ミラーによって偏向された原稿からの反射光像を、所定の第２の方向に向かってさらに偏向するために、第２ミラーおよび第３ミラーを有する。第２の走査ユニット３１４は、第１の走査ユニット３１３と所定の速度関係を保ちつつ、原稿台３１１の下面に平行に、往復移動する。
【００３８】
光学レンズ３１５は、第２の走査ユニットの第３ミラーによって偏向された反射光像を縮小し、縮小された反射光像をＣＣＤラインセンサ３１６上の所定位置に結像させる。ＣＣＤラインセンサ３１６は、結像された反射光像を順次光電変換して、電気信号であるアナログ画像信号を出力する。画像形成装置１１に備えられるＣＣＤラインセンサ３１６は、具体的には３ラインのカラーＣＣＤラインセンサである。３ラインカラーＣＣＤラインセンサは、白黒画像またはカラー画像を読取り、反射光像を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の色成分の像に色分解して、これら３つの色成分の像に対応する信号から成る反射率信号を出力する。ＣＣＤラインセンサ３１６によって生成された反射率信号は、画像処理装置１４に与えられる。なお以後の説明において、赤・緑および青の３色を「ＲＧＢ」と総称する。
【００３９】
画像処理装置１４は、与えられたＲＧＢの反射率信号に、後述する所定の処理を施す。この結果、ＲＧＢの反射率信号は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黄（Ｙ）、および黒（Ｋ）の色成分の像にそれぞれ対応する信号から成るデジタル画像信号（以後「画像データ」と称する）に変換される。なお以後の説明において、シアン・マゼンタ・黄・および黒の４色を「ＣＭＹＫ」と総称する。
【００４０】
画像出力装置１５の下方には、用紙トレイを備えた給紙機構２１１が設けられる。本参考例の画像形成装置１１では、記録媒体であるカットシート状の紙が、用紙Ｐとして用いられる。給紙機構２２１は、概略的には、前記用紙トレイ内の用紙Ｐを１枚ずつ分離して、画像出力装置１５に向かって供給する。また両面印刷が行われる場合、給紙機構２１１は、片面に画像が形成された用紙Ｐを、画像出力装置１５の画像形成タイミングに合わせて画像出力装置１５に再供給されるように、搬送する。給紙機構２２１において、用紙トレイから送り出された用紙Ｐが給紙機構２２１内の給紙搬送経路のガイド内に用紙Ｐが供給されると、給紙搬送経路内に設けられるセンサが、用紙Ｐの先端部分を検知して、検知信号を出力する。
【００４１】
画像出力装置１５の手前には、一対のレジストローラ２１２が、配置される。レジストローラ２１２は、給紙搬送経路内のセンサからの検知信号に基づいて、搬送される用紙Ｐを一旦停止させる。分離供給された用紙Ｐは、レジストローラ２１２によって制御される供給タイミングで、画像出力装置１５に搬送される。
【００４２】
画像出力装置１５内には、第１画像形成部Ｐａと、第２画像形成部Ｐｂと、第３画像形成部Ｐｃと、第４画像形成部Ｐｄと、転写搬送ベルト機構２１３と、定着装置２１７とが設けられる。転写搬送ベルト機構２１３は、画像出力装置１５内の下方部に配置される。転写搬送ベルト機構２１３は、駆動ローラ２１４と、従動ローラ２１５と、これらローラ２１４，２１５の間に略平行に伸びるように張架された転写搬送ベルト２１６とを有する。転写搬送ベルト２１６の下側に近接して、パターン画像検出ユニット２３２が設けられている。
【００４３】
第１画像形成部Ｐａ、第２画像形成部Ｐｂ、第３画像形成部Ｐｃ、および第４画像形成部Ｐｄは、画像出力装置１５内の転写搬送ベルト２１６の上方に、転写搬送ベルト２１６に近接して、用紙搬送経路の上流側から順に並設される。定着装置２１７は、用紙搬送路における転写搬送ベルト機構２１３の下流側に配置される。第１画像形成部Ｐａと給紙機構２１との間に、用紙吸着用帯電器２２８が設けられる。第４画像形成部Ｐｄと定着装置２１７との間でありかつ駆動ローラ２１４のほぼ真上の位置に、用紙剥離用の除電器２２９が設けられる。
【００４４】
転写搬送ベルト機構２１３は、概略的には、レジストローラ２１２によって供給された用紙Ｐを、転写搬送ベルト２１６に静電吸着させつつ搬送する構成になっており、具体的には以下のように動作する。用紙吸着用帯電器２２８は、転写搬送ベルト２１６の表面を帯電させる。転写搬送ベルト２１６は、駆動ローラ２１４によって、図１において矢印Ｚで示す方向に駆動される。ゆえに転写搬送ベルト２１６は、給紙機構２１１を通じて給送される用紙Ｐを担持しつつ、第１画像形成部Ｐａ、第２画像形成部Ｐｂ、第３画像形成部Ｐｃ、および第４画像形成部Ｐｄに、用紙Ｐを順次搬送する。転写搬送ベルト２１６の表面が用紙吸着用帯電器２２８によって帯電されているので、転写搬送ベルト機構２１３は、給紙機構２１１から供給された用紙Ｐを転写搬送ベルト２１６に確実に吸着させた状態で、第１画像形成部Ｐａから第４画像形成部Ｐｄまでの間、用紙Ｐを位置ずれを起こさないように、安定して搬送することができる。静電吸着されている用紙Ｐを転写搬送ベルト２１６から分離するために、用紙剥離用の除電器２２９には交流電流が印加されている。
【００４５】
第１画像形成部Ｐａ、第２画像形成部Ｐｂ、第３画像形成部Ｐｃ、および第４画像形成部Ｐｄは、実質的には、相互に等しい構成を有している。各画像形成装置Ｐａ．Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、図１において矢印Ｆで示す方向に回転駆動される感光体ドラム２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ，２２２ｄをそれぞれ含む。感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの周辺には、帯電器２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｃ，２２３ｄと、現像装置２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃ，２２４ｄと、転写部材２２５ａ，２２５ｂ，２２５ｃ，２２５ｄと、クリーニング装置２２６ａ，２２６ｂ，２２６ｃ，２２６ｄとが、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの回転方向Ｆに沿って順次配置されている。
【００４６】
感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの上方には、レーザビームスキャナユニット２２７ａ，２２７ｂ，２２７ｃ，２２７ｄがそれぞれ設けられている。レーザビームスキャナユニット２２７ａ〜２２７ｄは、半導体レーザ素子と、偏向装置であるポリゴンミラー２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃ，２４０ｄと、ｆθレンズ２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃ，２４１ｄと、２つのミラー２４２ａ，２４２ｂ，２４２ｃ，２４２ｄ；２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃ，２４３ｄとをそれぞれ有している。なお図１において、半導体レーザ素子は図示されていない。
【００４７】
第１画像形成部Ｐａのレーザビームスキャナユニット２２７ａには、画像処理装置１４からの画像データ内の、カラー原稿画像の黒の色成分像に対応する信号が入力される。第２画像形成部Ｐｂのレーザビームスキャナユニット２２７ｂには、画像データ内のカラー原稿画像のシアンの色成分像に対応する信号が入力される。第３画像形成部Ｐｃのレーザビームスキャナユニット２２７ｃには、画像データ内のカラー原稿画像のマゼンタの色成分像に対応する信号が入力される。第４画像形成部Ｐｄのレーザビームスキャナユニット２２７ｄには、画像データ内のカラー原稿画像の黄の色成分像に対応する信号が入力される。
【００４８】
帯電器２２３ａ〜２２３ｄは、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄをそれぞれ一様に帯電させる。レーザビームスキャナユニット２２７ａ〜２２７ｄの半導体レーザ素子は、該ユニットに与えられた信号に応じて変調されたレーザ光を発する。ポリゴンミラー２４０ａ〜２４０ｄは、半導体レーザ素子からのレーザ光を、予め定める主走査方向に偏向させる。ｆθレンズ２４１ａ〜２４１ｄおよびミラー２４２ａ〜２４２ｄ；２４３ａ〜２４３ｄは、ポリゴンミラー２４０ａ〜２４０ｄによって偏向されたレーザ光を、帯電された感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ表面に結像させる。これによってカラー原稿画像の４つの色成分に対応する静電潜像が、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上に形成される。
【００４９】
第１画像形成部Ｐａの現像装置２２４ａには、黒色のトナーが収容されている。第２画像形成部Ｐｂの現像装置２２４ｂには、シアン色のトナーが収容されている。第３画像形成部Ｐｃの現像装置２２４ｃには、マゼンタ色のトナーが収容されている。第４画像形成部Ｐｄの現像装置２２４ｄには、黄色のトナーが収容されている。現像装置２２４ａ〜２２４ｄは、感光ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上の静電潜像を、収容されているトナーによって現像する。これによって画像出力装置１５において、原稿画像が、黒、シアン、マゼンタ、および黄色のトナー像として再現される。
【００５０】
転写部材２２５ａ〜２２５ｄは、転写搬送ベルト２１６によって搬送される用紙Ｐの一方面に、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上のトナー像を転写する。クリーニング装置２２６ａ〜２２６ｄは、転写後の感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上に残留するトナーを、それぞれ除去する。
【００５１】
第４画像形成部Ｐｄにおいてトナー像の転写が完了した後、用紙Ｐは、除電器２２９によって、先端部分から順次、転写搬送ベルト２１９から剥離され、定着装置２１７へ導かれる。定着装置２１７は、用紙Ｐ上に転写されたトナー像を、用紙Ｐ上に定着させる。
【００５２】
定着装置２１７が備える定着ローラ間のニップを通過した用紙Ｐは、搬送方向切換えゲート２１８を通過する。搬送方向切換えゲート２１８は、トナー像定着後の用紙Ｐの搬送経路を、画像形成装置１１本体の外へ用紙Ｐを排出するための第１の経路と、画像出力装置１５に向かって用紙Ｐを再供給するための第２の経路との間で選択的に切換える。搬送方向切換えゲート２１８によって搬送経路が第１の経路に切換えられた場合、用紙Ｐは、排出ローラによって、画像形成装置１１の本体の外壁に取付けられている排紙トレイ２２０上に排出される。搬送方向切換えゲート２１８によって搬送経路が第２の経路に切換えられた場合、用紙Ｐはスイッチバック搬送経路２２１に搬送され、スイッチバック搬送経路２２１によって表裏が反転された後、給紙機構２１１を経由して画像出力装置１５に再度供給される。
【００５３】
上述の説明では、レーザビームスキャナユニット２２７ａ〜２２７ｄによってレーザ光を走査し露光することによって、感光体２２２ａ〜２２２ｄへの光書込みを行っている。レーザビームスキャナユニット２２７ａ〜２２７ｄの代わりに、発光ダイオードアレイと結像レンズアレイとからなる書込み光学系であるＬＥＤ（Light Emitting Diode）ヘッドが用いられても良い。ＬＥＤヘッドは、レーザビームスキャナユニットと比べてサイズが小さく、かつ可動部分がないために無音である。ゆえに複数の光書込みユニットを必要とするタンデム方式のデジタルカラー画像形成装置では、ＬＥＤヘッドが好適に用いられる。
【００５４】
上述の説明では、画像処理装置１４からＣＭＹＫの画像のデータが出力されているので、画像出力装置１５は、電子写真方式の印刷機で実現されている。画像出力装置１５は、電子写真方式の印刷機に限らず、他の装置、たとえばインクジェット方式の印刷機で実現されてもよい。
【００５５】
また画像処理装置１４は、ＣＭＹＫの画像のデータに限らず、他の画像のデータ、たとえばＲＧＢの画像のデータ、またはＬ*ａ*ｂ*の画像のデータを出力しても良い。この場合、画像出力装置１５の構成および画像形成装置１１の構成は、画像出力装置から出力される画像のデータの構成に応じたものになっている。以後、図２〜図２２の説明は、画像処理装置１４からＲＧＢのデータが出力される構成の例になっている。ＲＧＢのデータが出力される場合、画像出力装置１５は、たとえば、表示装置で実現されている。
【００５６】
図２は、本発明の参考例である画像処理装置１４を備えた画像形成装置１１の構成を示すブロック図である。画像形成装置１１は、画像処理装置１４の他に、画像入力装置１３と、画像出力装置１５と、操作装置１６とを含む。画像入力装置１３は、処理対象の画像を入力する。画像処理装置１４は、入力された画像に、予め定める処理を施す。画像出力装置１５は、画像処理装置１４によって処理が施された画像を出力する。操作装置１６は、画像形成装置１１の使用者が画像形成装置１１に対して指示を与える際に用いられる。画像入力装置１３における画像の入力解像度と、画像出力装置１５における画像の出力解像度とは、予め定められている。本参考例では、画像入力装置１３を、カラー画像が読取り可能なスキャナ装置として説明する。スキャナ装置は、読取り対象の原稿表面を予め定める入力解像度で読取り、原稿上の画像を示すアナログ画像信号としてＲＧＢの反射率信号を生成し、画像処理装置１４に与えている。
【００５７】
画像処理装置１４は、アナログ／デジタル（以後「Ａ／Ｄ」と略称する）変換部２１・シェーディング補正部２２・入力階調補正部２３・色補正部２４・像域分離処理部２５・フィルタ制御部２６・空間フィルタ処理部２７・および中間調出力階調処理部２８を含む。
【００５８】
Ａ／Ｄ変換部２１は、画像入力装置１３から与えられるＲＧＢ表色系の反射率信号を、デジタル信号に変換する。シェーディング補正部は、Ａ／Ｄ変換された反射率信号に対して、シェーディング補正処理を施す。シェーディング補正処理は、画像入力装置１３の照明系・結像系・および撮像系の構成に起因して画像信号に生じる各種の歪みを取除くために行われる。入力階調補正処理部２３は、シェーディング補正処理が施された反射率信号に、入力階調処理を施す。入力階調補正処理は、反射率信号を、濃度信号等であるような画像処理装置１４が扱いやすい信号に変換する処理である。入力階調補正部２３は、反射率信号に、カラーバランス処理をさらに施しても良い。色補正部２４は、画像出力装置１５における色再現の忠実化実現のために、入力階調補正部２３から出力される濃度信号に、色補正処理を施す。以後の説明では、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正処理、入力階調補正処理、および色補正処理を「前処理」と総称する。前処理が施された画像の濃度信号は、画像を構成する各画素の赤、緑、および青（以後「ＲＧＢ」と称する）のデータによって構成されるデジタル信号であり、以後「画像のデータ」と称する。画素のＲＧＢのデータは、画素をＲＧＢの３色に色分解して得られる。画像のデータは、像域分離処理部２５と空間フィルタ処理部２７とに与えられる。
【００５９】
像域分離処理部２５は、画像のデータに基づき、領域分離処理を行う。領域分離処理は、文字、写真および網点の判別を行い、文字領域、写真領域および網点領域に分離する処理である。像域分離処理部２５は、画像内の網点領域を抽出するための網点領域抽出手段に相当する。網点領域は、原稿上の画像において、網点を用いて中間調表示された部分に相当する。網点には、線密度が相互に異なる複数の種類がある。画像内の任意の領域が網点領域であるか否かを判断するには、該任意の領域内の濃淡パターンに周期性があるか否かを、たとえばフーリエ変換法を用いて判断すれば良い。領域の空間周波数の分布をフーリエ変換法を用いて測定した場合、分布が特定の帯域に偏っているならば、領域内の濃淡パターンに周期性があるので、該領域は網点領域であると判断される。像域分離処理部２５の処理結果は、フィルタ制御部２６と中間調出力階調処理部２８とに与えられる。像域分離処理部２５の処理結果は、画像出力装置１５にさらに与えられても良い。
【００６０】
フィルタ制御部２６は、像域分離処理部２５の処理結果と前処理後の画像のデータとに基づき、空間フィルタ処理部２７の特性を、画像内の領域毎に調整する。空間フィルタ処理部２７は、前処理後の画像のデータに対して、調整された特性に基づいて、画像内の領域の空間周波数の成分を制限するための空間フィルタ処理を施す。空間フィルタ処理部２７の詳細は後述する。
【００６１】
中間調出力階調処理部２８は、空間フィルタ処理部２７から出力された画像のデータに対して、階調補正処理および中間調生成処理を施す。中間調生成処理は、画像を複数の画素に分割して各画素の階調を再現できるようにする処理である。また中間調出力階調処理部２８は、画像データの濃度値を、画像出力装置１５の特性値である網点面積率に変換する処理を行っていも良い。以後の説明では、階調補正処理および中間調生成処理を「後処理」と総称する。後処理が施された画像のデータが、画像出力装置１５に与えられる。
【００６２】
図３は、図２の画像形成装置１１において、画像の入力から画像の出力までのプロセスを説明するための図である。使用者が操作装置１６を操作して原稿複写を指示すると、ステップＳ１の処理として、画像入力装置１３は、原稿を読取り、読取り結果を画像処理装置１４に与える。ステップＳ２の処理として、画像処理装置１４のＡ／Ｄ変換部２１から色補正部２４までの部分は、前処理を行う。ステップＳ３の処理として、像域分離処理部２５は、領域分離処理を行う。
【００６３】
空間フィルタ処理部２７は、ステップＳ４の処理として、前処理が施された画像のデータの網点領域に対応する部分（以後「網点部分」と称する）に対して、網点領域のモアレを除去するための空間フィルタ処理を施す。空間フィルタ処理は、ＲＧＢの各データに対して、個別に行われる。ＲＧＢの各データを処理する際の空間フィルタ処理部２７の特性は、相互に等しい。空間フィルタ処理部２７は、画像のデータの網点部分以外の部分を、空間フィルタ処理を何ら施さずに出力してもよく、画像の網点領域以外の領域の空間周波数特性に応じた空間フィルタ処理を施した後に出力してもよい。中間調出力階調処理部２８は、ステップＳ５の処理として、空間フィルタ処理が施された画像のデータに後処理を施し、画像出力装置１５に与える。画像出力装置１５は、ステップＳ６の処理として、後処理が施された画像のデータに基づき、画像を出力する。
【００６４】
画像処理装置１４は、空間フィルタ処理部２７を用いて、網点領域に生じるモアレを抑制することを目的としている。網点領域のモアレの主たる発生要因は、画像入力装置１３の入力解像度と画像出力装置１５の出力解像度との組合わせに伴う周期の干渉に起因するものである。入力解像度と出力解像度とが相互に異なっている場合、網点の形成の周期が干渉するので、モアレが形成される。画像形成装置１１において、入力解像度と出力解像度とは予め決定されている。ゆえに、画像入力装置１３における網点の形成の周期と画像出力装置１５における網点の形成の周期との組合わせに基づいたモデルによって、モアレが最も生じ易い空間周波数を、予め求めることができる。
【００６５】
図４は、６５線網点を用いた網点領域（以後「６５線網点の網点領域」と略称する）の空間周波数特性を概略的に示すグラフである。図５は、１３３線網点を用いた網点領域（以後「１３３線網点の網点領域」と略称する）の空間周波数特性を概略的に示すグラフである。図４および図５は、入力解像度が６００ｄｐｉであり、出力解像度が６００ｄｐｉであり、かつ画像が３×３のディザマトリクスを用いたディザ方式の中間調表示法によって表されている場合を例としている。なお図４および図５のグラフにおいて、「主走査空間周波数」は画像入力装置１３の走査方向と同一の方向の網点の空間周波数を示し、「副走査空間周波数」は画像入力装置１３の走査方向と直交する方向の網点の空間周波数を示している。主走査および副走査空間周波数軸で定義される平面を、空間周波数平面とする。空間周波数の単位は、１ｍｍあたりのラインの本数［本／ｍｍ］、すなわち線密度［ｌｐｉ］である。グラフの縦軸は、ＭＴＦ（Modulation Transfer Function）である。
【００６６】
図４の６５線網点の網点領域では、空間周波数平面内の主走査および副走査空間周波数がそれぞれ４本／ｍｍである点ＰＦ１のＭＴＦが最大になっており、該点ＰＦ１を中心として±１本／ｍｍ分の帯域ＷＦ１内の点のＭＴＦが山状になっていることが分かる。また図５の１３３線網点の網点領域では、空間周波数平面内の主走査および副走査空間周波数がそれぞれ８本／ｍｍである点ＰＦ２のＭＴＦが最大になっており、該点ＰＦ２を中心として±１本／ｍｍ分の帯域ＷＦ２内の点のＭＴＦが山状になっていることが分かる。なお図４および図５において、上記の帯域ＷＦ１，ＷＦ２に相当する空間周波数平面内の部分に斜線を付して示している。以後の説明では、図４および図５に示す網点領域の空間周波数特性のグラフを、図６および図７に示すように、空間周波数平面を１次元の空間周波数軸に置換えることによって、簡略化して示す。
【００６７】
本参考例の画像処理装置１４は、モアレ除去のための空間フィルタ処理を行う際の空間フィルタ処理部２７の特性に特徴がある。以下に、６５線網点の網点領域と１３３線網点の網点領域を例として、モアレ除去の際の空間フィルタ処理部２７の特性について詳細に説明する。本明細書では、処理対象の画像が含み得る全空間周波数を含む空間周波数帯域を「許容空間周波数帯域」と称している。画像が含み得る最小の空間周波数は０である。
【００６８】
モアレ除去のための空間フィルタ処理を行う際の空間フィルタ処理部２７の特性は、画像に含まれ得る全ての空間周波数の成分を減衰させ、かつモアレが生じ得る予め定める空間周波数（以後「モアレ周波数」と称する）の成分をさらに減衰または除去させる特性になっている。このような特性が設定された状態の空間フィルタ処理部２７が、モアレ除去用の空間フィルタ手段に相当する。網点領域では、モアレ周波数の成分だけでなく、モアレ周波数の近傍の空間周波数の成分もモアレの発生要因になり得る。モアレ周波数およびモアレ周波数の近傍の空間周波数からなり、モアレが生じ易い空間周波数の帯域を「モアレ周波数域」と略称する。
【００６９】
図８は、空間フィルタ処理部２７の６５線網点用の理想の特性ＧＡ１のグラフである。図９は、空間フィルタ処理部２７の１３３線網点用の理想の特性ＧＢ１のグラフである。図８において、「ＦＭＡ」は６５線網点におけるモアレ周波数を示し、図９において、「ＦＭＢ」は、１３３線網点におけるモアレ周波数を示している。本明細書のフィルタの特性のグラフにおいて、横軸は空間周波数平面を１次元の空間周波数軸に置換えたものであり、縦軸はＭＴＦである。ＭＴＦが１．０未満である場合、フィルタの特性は減衰傾向になっており、ＭＴＦが１．０を越える場合、フィルタの特性は強調傾向になっている。
【００７０】
理想の空間フィルタ処理部２７の特性ＧＡ１，ＧＢ１は、基本的に減衰傾向の特性であり、かつモアレが特に発生しやすい空間周波数の帯域が抑制された特性になっている。このために理想の空間フィルタ処理部２７の特性ＧＡ１，ＧＢ１におけるＭＴＦは、許容空間周波数帯域全域において、空間周波数が０の場合のＭＴＦ（以後「基準ＭＴＦ」と記す）よりも減衰し、かつモアレ周波数ＦＭＡ，ＦＭＢにおいて極小値となっている。基準ＭＴＦは、１．０である。
【００７１】
空間フィルタ処理部２７は、好ましくは、デジタルフィルタで実現される。デジタルフィルタで構成された空間フィルタ処理部２７の特性は、複数のフィルタ係数から構成されるマトリクスによって定められる。マトリクスは、任意の１つの画素（以後「注目画素」と称する）を元に画像内に設定されるブロックを構成する画素のデータに対して、空間フィルタ処理のための演算を行う際に用いられる。空間フィルタ処理のための演算は、注目画素を変えつつ、複数回行われる。フィルタ係数は、画素のデータに対する重み付け係数になっている。
【００７２】
モアレ除去のための空間フィルタ処理部２７の特性を定めるマトリクスは、モアレ周波数の空間周波数の成分を減衰または除去させる特性を有するフィルタ（以後「第１フィルタ」と称する）の特性を定めるマトリクスと、平滑フィルタの特性を定めるマトリクスとを、コンボリューション演算して得られる。以後の説明では、モアレ除去のための空間フィルタ処理部２７の特性を定めるマトリクスを「空間フィルタマトリクス」と称し、第１フィルタの特性を定めるマトリクスを「第１フィルタマトリクス」と称し、平滑フィルタの特性を定めるマトリクスを「平滑フィルタマトリクス」と称する。
【００７３】
図１０は、図８に示す６５線網点用の理想の空間フィルタ処理部２７の特性の規定に用いられる第１フィルタの理想の特性ＧＡ３を示すグラフである。図１１は、図９に示す１３３線網点用の理想の空間フィルタ処理部２７の特性の規定に用いられる第１フィルタの理想の特性ＧＢ３を示すグラフである。第１フィルタの理想の特性ＧＡ３，ＧＢにおいて、モアレ周波数ＦＭＡ，ＦＭＢのＭＴＦが極小値になっており、かつモアレ周波数域のＭＴＦが１．０未満になっている。
【００７４】
第１フィルタは、好ましくは、モアレ周波数においてＭＴＦが極小値となっているバンドカットフィルタで実現される。このようなバンドカットフィルタの遮断周波数は、モアレ周波数と一致する。なお第１フィルタの特性は、モアレ周波数の成分を減衰または除去させる特性を有するフィルタの特性であれば、バンドカットフィルタの特性に限らず、他のフィルタの特性で実現されてもよい。
【００７５】
平滑フィルタの特性は、画像に含まれ得る全空間周波数の成分を減衰させるものになっている。図１２は、図８に示す６５線網点用の理想の空間フィルタ処理部２７の特性の規定に用いられる平滑フィルタの理想の特性ＧＡ４を示すグラフである。図１３は、図９に示す１３３線網点用の理想の空間フィルタ処理部２７の特性の規定に用いられる平滑フィルタの理想の特性ＧＢ４を示すグラフである。理想の平滑フィルタの特性ＧＡ４，ＧＢ５では、許容空間周波数帯域内の全空間周波数のＭＴＦが１．０以下になっている。平滑フィルタのＭＴＦは、常に１．０以下であるならば、空間周波数の変化に伴ってどのように変化してもよい。
【００７６】
空間フィルタ処理部２７の特性が図８および図９で説明した特性になっているのは、以下の理由からである。網点領域に６５線網点が用いられる場合、６５線網点のモアレ周波数を予め求めることによって、図６に示すような６５線網点の空間周波数特性が得られる。得られた６５線網点の空間周波数特性において、ＭＴＦが山状に強調されている帯域がモアレ周波数域に相当するので、空間フィルタ処理部２７は、モアレ周波数域の空間周波数の成分を減衰させるようにする。モアレ周波数域の空間周波数成分の減衰には、図１０に示すような、モアレ周波数域の空間周波数成分を減衰または除去する第１フィルタが用いられる。
【００７７】
網点領域において、モアレ周波数域の空間周波数に起因するモアレの他に、モアレ周波数域以外の他の帯域内の空間周波数に起因するモアレが発生している。他の帯域の空間周波数に起因するモアレは、モアレ周波数域の空間周波数に起因するモアレよりも視覚的に目立たない。６５線網点の網点領域の空間周波数の成分の減衰処理に図１０の第１フィルタだけが用いられる場合、モアレ周波数域の空間周波数に起因するモアレの発生だけが抑制され、他の帯域の空間周波数に起因するモアレは元どおり発生する。この結果、減衰処理後の網点領域全体のモアレの抑制状態が統一されていないので、網点領域の品位が低下する。ゆえに、他の帯域の空間周波数に起因するモアレの抑制のために、他の帯域の空間周波数の成分に対して平滑処理を施す必要がある。他の帯域の空間周波数成分の平滑化には、図１２に示すように、許容空間周波数帯域全域の空間周波数の成分を減衰させる平滑フィルタが用いられる。
【００７８】
以上説明した理由に基づき、６５線網点用の理想の空間フィルタ処理部２７の特性は、図８に示すように、図１０の第１フィルタの特性と図１２の平滑フィルタの特性とを組合わせて得られるバンドパスフィルタの特性になっている。これによって空間フィルタ処理部２７は、モアレ周波数域の空間周波数の成分を特に減衰させる処理を行いつつ、モアレ周波数域以外の残余の帯域の全空間周波数の成分を減衰させる平滑処理を行うことができる。図８の特性を有する空間フィルタ処理部２７が用いられる場合、許容空間周波数帯域全域に渡って、モアレが視覚上充分に目立たない程度に抑制される。これによって空間フィルタ処理部２７は、モアレ周波数域の空間周波数の成分だけに減衰処理を施すバンドカットフィルタよりも、空間フィルタ処理後の画像の品位を一層向上させることができる。
【００７９】
網点領域に用いられる網点が１３３線網点である場合、網点が６５線網点である場合と同様に、最初に、図７に示すように、入力解像度と出力解像度とに基づいてモアレ周波数域が求められる。次いで、許容空間周波数帯域全域の空間周波数の成分を減衰させ、かつ求められたモアレ周波数域の空間周波数の成分をさらに減衰または除去させるフィルタの特性を、図１１の第１フィルタの特性と図１３の平滑フィルタの特性とを組合わせて求める。図９の特性を有する空間フィルタ処理部２７を用いて空間フィルタ処理が行われるならば、網点領域のモアレの発生要因が視覚上、全波長域に渡って軽減される。これによって、空間フィルタ処理部２７を用いた空間フィルタ処理後の画像の品位は、バンドカットフィルタだけを用いた空間フィルタ処理後の画像の品位よりも、より一層向上される。
【００８０】
以上説明した理由に基づき、空間フィルタマトリクスの設定は、入力解像度と出力解像度との組合わせに応じて求められたモアレ周波数域に基づいて行われる。空間フィルタマトリクスのフィルタ係数は、モアレ周波数域に応じてフィルタ係数が設定された第１フィルタマトリクスと、平滑フィルタマトリクスとのコンボリューション演算によって設定される。これによって、モアレ周波数域に対して特に効果的でありつつ、残余の空間周波数帯域に対してほどよい効果を有するフィルタを提供することができる。
【００８１】
図３のステップＳ４の空間フィルタ処理に際して、本参考例の空間フィルタ処理の処理対象となるのは網点領域であり、空間フィルタ処理部２７の特性は網点の種類に応じて変化する。ゆえに空間フィルタ処理の実行に先立ち、網点の種類に応じた空間フィルタマトリクスが、予め定められている。定められた空間フィルタマトリクスは、空間フィルタ処理部２７またはフィルタ制御部２６に備えられる記憶部に記憶される。空間フィルタマトリクスが２つ以上準備されている場合、フィルタ制御部２６は、網点の種類に応じて、空間フィルタ処理部２７が用いる空間フィルタマトリクスを適宜切換えることが好ましい。
【００８２】
図１４は、フィルタ制御部２６において、空間フィルタ部２７の特性を制御する処理を説明するための図である。図１４は、６５線網点用の空間フィルタマトリクスと１３３点用の空間フィルタマトリクスとが、既に設定されている場合を例とする。使用者が操作装置１６を操作して原稿複写を指示すると、フィルタ制御部２６は、画像入力装置１３が原稿を読取った後に処理を開始する。フィルタ制御部２６は、ステップＳ１１の処理として、画像のデータの網点部分を空間フィルタ処理部２７に与えると共に、６５線網点用の空間フィルタマトリクスおよび１３３点網点用の空間フィルタマトリクスのうちのどちらか一方を、空間フィルタ処理部２７に与える。２つの空間フィルタマトリクスのうちのどちらを与えるかは、網点領域に用いられる網点が６５線網点であるか１３３線網点であるかに応じて選択させることが好ましい。フィルタ制御部２６は、ステップＳ１２で、空間フィルタ処理部分２７に、空間フィルタ処理を開始させる。
【００８３】
図１４の処理の結果、空間フィルタ処理部２７に単一の空間フィルタマトリクスと網点部分とが与えられているので、空間フィルタ処理部２７は、モアレ除去のための空間フィルタ処理を行う。なお図１４の例では、空間フィルタマトリクスは２つ準備されているとしたが、これに限らず、３つ以上準備されていてもよい。また空間フィルタマトリクスは１つだけ準備されていて、空間フィルタ処理部２７が常に同じ空間フィルタマトリクスを用いる構成であってもよい。
【００８４】
実際の空間フィルタ処理部２７の特性は、画像入力装置１３および画像出力装置１５の特性の変化に伴い変化する。実際の空間フィルタ処理部２７の特性は、以下に示す方法で最適化される。最初に、図２の構成を有する画像形成装置１１に試験用の原稿を複写させ、その結果出力される画像内の網点領域のモアレの有無を、たとえば目視によって確認する実験を行う。前記実験は、空間フィルタ処理部２７の特性を相互に変えて複数回行われる。複数回の実験の結果モアレの発生が最も少ない画像が出力された時の空間フィルタ処理部２７の特性を、最適な特性とすればよい。空間フィルタ処理部２７の実際の特性は、デジタルフィルタの構成に規制されるので、理想の特性と一致しない場合がある。この場合は、最適化のための実験に用いられた複数の特性のうち、理想の特性に最も類似する特性が選ばれればよい。
【００８５】
空間フィルタ処理部２７の特性において、ＭＴＦが極小値となる空間周波数は、空間フィルタマトリクスのコンボリューション演算に用いられる第１フィルタの中央画素に対する重み付けを変化させることによって、変化させることができる。空間フィルタ処理部２７の特性全体のＭＴＦは、空間フィルタマトリクスのコンボリューション演算に用いられる平滑フィルタの中央画素に対する重み付けを変化させることによって、変化させることができる。平滑フィルタの中央画素に対応する重み付けが大きいほど、空間フィルタ処理部２７の特性全体のＭＴＦが強くなる。
【００８６】
最適な空間フィルタマトリクスについて、６５線網点および１３３線網点を例として、以下に説明する。以下の説明では、第１フィルタマトリクスおよび平滑フィルタマトリクスがどちらも３行３列（３×３）のマトリクスで実現され、空間フィルタマトリクスは、５行５列（５×５）のマトリクスで実現されている場合を例としている。３×３のマトリクス、および５×５のマトリクスでは、注目画素はブロックの中央にあり、注目画素に対応するフィルタ係数はマトリクスの中央にある。ブロック内の全画素のうち、前記注目画素以外の残余の画素を、「周辺画素」と称する。空間フィルタマトリクスを得るために用いられる平滑フィルタマトリクスは、好ましくは、全フィルタ係数が相互に等しい平滑フィルタマトリクスで実現される。また空間フィルタマトリクスを得るために用いられる平滑フィルタマトリクスとしては、さらに好ましくは、注目画素のフィルタ係数が周辺画素のフィルタ係数よりも大きい平滑フィルタマトリクスで実現される。
【００８７】
まず、全フィルタ係数が相互に等しい平滑フィルタマトリクスを用いて定められる最適な空間フィルタマトリクスについて、図１５〜図１８を用いて説明する。本参考例では、平滑フィルタマトリクス内の全フィルタ係数は、１になっている。全フィルタ係数が相互に等しい平滑フィルタマトリクスを用いた空間フィルタ処理の演算は、ブロック内の全画素のデータの相加平均を求める演算に相当する。
【００８８】
図１５は、６５線網点用の最適な空間フィルタマトリクスを定めるための行列式を示す図である。図１５の行列式の左辺第１項は、６５線網点用の最適の第１フィルタマトリクスＭＡ１であり、図１５の行列式の左辺第２項は、６５線網点用の最適の平滑フィルタマトリクスＭＡ２である。図１５の行列式の右辺は、６５本網点用の最適の空間フィルタマトリクスＭＡ３であり、６５線網点用の最適の第１フィルタマトリクスＭＡ１と６５線網点用の最適の平滑フィルタマトリクスＭＡ２とのコンボリューション演算によって得られる。
【００８９】
図１６（Ａ）は、６５線網点用の最適の第１フィルタの特性ＧＡ５のグラフである。最適の第１フィルタの特性ＧＡ５は、図１５の最適の第１フィルタマトリクスＭＡ１によって定められる。最適の第１フィルタの特性は、遮断周波数が６．５本／ｍｍであるバンドカットフィルタの特性になっている。
【００９０】
図１６（Ｂ）は、６５線網点用の最適の平滑フィルタの特性ＧＡ６のグラフである。最適の平滑フィルタの特性ＧＡ６は、図１５の最適の平滑フィルタマトリクスＭＡ２によって定められる。最適の平滑フィルタの特性ＧＡ６では、基準ＭＴＦが１．０であり、０より大きくかつ予め定める上限空間周波数ＦＦＡ未満の帯域内では空間周波数が増大するほどＭＴＦが０に近付き、かつ上限空間周波数ＦＦＡ以上の空間周波数のＭＴＦが０になっている。上限空間周波数ＦＦＡはモアレ周波数ＦＭＡ以上の空間周波数であり、図１６の例では１１本／ｍｍになっている。
【００９１】
図１６（Ｃ）は、６５本網点用の最適の空間フィルタ処理部２７の特性ＧＡ７のグラフである。最適の空間フィルタ処理部２７の特性ＧＡ７は、図１５の最適の空間フィルタマトリクスＭＡ３によって定められる。最適の空間フィルタ処理部２７の特性ＧＡ７は、６５線網点のモアレ周波数ＦＭＡのＭＴＦの代わりに６．７５本／ｍｍの空間周波数のＭＴＦが極小値になっており、かつ１１本／ｍｍ以上の空間周波数の成分のＭＴＦが０になっており、他の構成は図８の６５線網点用の理想の空間フィルタ処理部２７の特性ＧＡ１と等しい。
【００９２】
図１７は、１３３線網点用の最適な空間フィルタマトリクスを定めるための行列式を示す図である。図１７の行列式の右辺は、１３３本網点用の最適の空間フィルタマトリクスＭＢ３であり、左辺第１項である最適の第１フィルタマトリクスＭＢ１と、左辺第２項である平滑フィルタマトリクスＭＢ２とを、コンボリューション演算して得られる。図１７の左辺第２項には、図１５の６５線網点用の最適の平滑フィルタマトリクスＭＡ２と同じマトリクスが用いられている。
【００９３】
図１８（Ａ）は、１３３線網点用の最適の第１フィルタの特性ＧＢ５のグラフである。最適の第１フィルタの特性ＧＢ５は、図１７の第１フィルタマトリクスＭＢ１によって定められる。最適の第１フィルタの特性ＧＢ５は、遮断周波数が９．２本／ｍｍであるバンドカットフィルタの特性になっている。図１８（Ｂ）は、１３３線網点用の最適の平滑フィルタの特性ＧＢ６のグラフである。最適の平滑フィルタの特性ＧＢ６は、図１７の平滑フィルタマトリクスＭＢ２によって定められる。最適の平滑フィルタの特性ＧＢ６は、図１６（Ｂ）の平滑フィルタの特性ＧＡ６と等しい。
【００９４】
図１８（Ｃ）は、１３３線網点用の最適の空間フィルタ処理部２７の特性ＧＢ７のグラフである。最適の空間フィルタ処理部２７の特性ＧＢ７は、図１７の最適の空間フィルタマトリクスＭＢ３によって定められる。最適の空間フィルタ処理部２７の特性ＧＢ７は、１３３線網点のモアレ周波数ＦＭＢのＭＴＦの代わりに９．２本／ｍｍの空間周波数のＭＴＦが極小値になっており、かつ２２本／ｍｍ以上の帯域の空間周波数のＭＴＦが０になっており、他の構成は図９の１３３線網点用の理想の空間フィルタ処理部２７の特性ＧＢ１と等しい。
【００９５】
以上図１５〜図１８で説明したように、全フィルタ係数が相互に等しい平滑フィルタマトリクスを用いて空間フィルタマトリクスが定められた場合、空間フィルタ処理部２７の特性を、モアレ除去のための空間フィルタ処理により適した特性にすることができる。
【００９６】
次いで、注目画素のフィルタ係数が周辺画素のフィルタ係数よりも大きい平滑フィルタマトリクスを用いて定められる最適な空間フィルタマトリクスについて、図１９〜図２２を用いて説明する。フィルタ係数が相互に異なるマトリクスを用いた行列演算は、注目画素を含むブロック内の全画素のデータの重み付け平均を求める演算に相当する。
【００９７】
図１９は、６５線網点用の最適な空間フィルタマトリクスＭＡ５を定めるための行列式を示す図である。図１９の行列式の右辺は、６５本網点用の最適の空間フィルタマトリクスＭＡ５であり、左辺第１項である最適の第１フィルタマトリクスＭＡ１と、左辺第２項である最適の平滑フィルタマトリクスＭＡ４とを、コンボリューション演算して得られる。図１９の行列式内の左辺第１項には、図１５の６５点網点用の最適の第１フィルタマトリクスＭＡ１が用いられている。図１９の最適の平滑フィルタマトリクスＭＡ４において、注目画素のフィルタ係数は４である。また注目画素の上下左右に位置する画素のフィルタ係数は、２である。注目画素の対角線上にある残余の４つの周辺画素のフィルタ係数は、該周辺画素がブロック内で注目画素に最も遠い位置にあるので、全フィルタ係数のうちの最小値、すなわち１としている。
【００９８】
図２０（Ａ）は、６５線網点用の最適の第１フィルタの特性ＧＡ５のグラフであり、図１６（Ａ）と同じものである。図２０（Ｂ）は、６５線網点用の最適の平滑フィルタの特性ＧＡ８のグラフである。最適の平滑フィルタの特性ＧＢ８は、図１９（Ｂ）の最適の平滑フィルタマトリクスによって定められる。最適の平滑フィルタの特性ＧＡ８は、上限空間周波数ＦＦＡが１６本／ｍｍになっており、他の構成は図１６（Ｂ）の最適の平滑フィルタの特性ＧＡ４と等しい。
【００９９】
図２０（Ｃ）は、６５線網点用の最適の空間フィルタ処理部２７の特性ＧＡ９のグラフである。最適の空間フィルタ処理部２７の特性ＧＡ９は、図１９の空間フィルタマトリクスＭＡ５によって定められる。最適の空間フィルタ処理部２７の特性ＧＡ９は、６５線網点のモアレ周波数ＦＭＡのＭＴＦの代わりに６．５本／ｍｍの空間周波数のＭＴＦが極小値になっており、かつ１６本／ｍｍ以上の帯域の空間周波数の周波数成分のＭＴＦが０になっており、他の構成は図８の６５線網点用の理想の空間フィルタ処理部２７の特性ＧＡ１と等しい。
【０１００】
図２１は、１３３線網点用の最適な空間フィルタマトリクスＭＢ５を定めるための行列式を示す図である。図２１の行列式の右辺は、１３３本網点用の最適の空間フィルタマトリクスＭＢ５であり、左辺第１項である最適の第１フィルタマトリクスＭＢ１と、左辺第２項である最適の平滑フィルタマトリクスＭＢ４とを、コンボリューション演算して得られる。図２１の行列式内の左辺第１項には、図１７の１３３点網点用の最適の第１フィルタマトリクスＭＢ１が用いられている。図２１の１３３本網点用の最適の平滑フィルタマトリクスＭＢ４は、図１９の６５点網点用の最適の平滑フィルタマトリクスＭＢ４と等しい。
【０１０１】
図２２（Ａ）は、１３３線網点用の最適の第１フィルタの特性ＧＢ５のグラフであり、図１８（Ａ）と同じものである。図２２（Ｂ）は、１３３線網点用の最適の平滑フィルタの特性ＧＢ８のグラフである。最適の平滑フィルタの特性ＧＢ８は、図２１の平滑フィルタマトリクスＭＢ４によって定められる。最適の平滑フィルタの特性ＧＢ８は、図２０（Ｂ）の平滑フィルタの特性ＧＡ８と等しい。
【０１０２】
図２２（Ｃ）は、１３３線網点用の最適の空間フィルタ処理部２７の特性ＧＢ９のグラフである。最適の空間フィルタ処理部２７の特性ＧＢ９は、図２１の空間フィルタマトリクスＭＢ５によって定められる。最適の空間フィルタ処理部２７の特性ＧＢ９は、１３３線網点のモアレ周波数ＦＭＢのＭＴＦの代わりに９．２本／ｍｍの空間周波数のＭＴＦが極小値になっており、かつ１６本／ｍｍ以上の帯域の空間周波数の周波数成分のＭＴＦが０になっており、他の構成は図９の１３３点用の理想の空間フィルタ処理部２７の特性ＧＢ１と等しい。
【０１０３】
以上説明したように、注目画素のフィルタ係数が周辺画素のフィルタ係数よりも大きい平滑フィルタマトリクスを用いて空間フィルタマトリクスが定められた場合、空間フィルタ処理部２７の特性を、空間フィルタ処理により適した特性にすることができる。注目画素のフィルタ係数が周辺画素のフィルタ係数よりも大きい平滑フィルタマトリクスを用いることがさらに好ましいのは、以下の理由からである。画像からモアレを除去する場合、画像内の注目画素の特徴を残したまま、モアレが除去されることが理想的である。注目画素の特徴とは、たとえば注目画素の色と注目画素の周辺の画素の色との差である。注目画素のフィルタ係数が周辺画素のフィルタ係数よりも大きい場合、平滑フィルタは、注目画素の特徴をより多く残すことができる。ゆえに平滑化フィルタマトリクスにおいて、注目画素のフィルタ係数が周辺画素のフィルタ係数よりも大きくなっているのである。注目画素のフィルタ係数が周辺画素のフィルタ係数よりも大きい平滑フィルタマトリクスにおいて、好ましくは、周辺画素のフィルタ係数と注目画素のフィルタ係数との距離が大きいほど、該周辺画素のフィルタ係数が小さくなっている。これによって平滑フィルタは、注目画素の特徴をさらに多く残すことができる。
【０１０４】
図４〜図２２では、像域分離処理部２５によって抽出された網点領域において、モアレ周波数域が１つだけある場合を例として説明している。網点領域のモアレ周波数は、実際には、１つとは限らず、複数ある場合もある。網点領域にモアレ周波数が複数ある場合、好ましくは、第１フィルタマトリクスが、各モアレ周波数の成分をそれぞれ減衰または除去させる特性を有するフィルタ（以後「第２フィルタ」と称する）の特性を定めるマトリクス（以後「第２フィルタマトリクス」と称する）を相互にコンボリューション演算して得られるマトリクスになっている。第２フィルタは、好ましくは、モアレ周波数のＭＴＦが極小値となっているバンドカットフィルタで実現される。
【０１０５】
網点領域にモアレ周波数が複数ある場合の空間フィルタ処理部２７の特性ＧＸ１について、図２３を用いて説明する。以下の説明は、図２３（Ａ）に示すように、網点領域の空間周波数特性が３つのモアレ周波数域Ａ１，Ａ２，Ａ３を有している場合を例としている。空間フィルタ処理部２７の特性ＧＸ１は、図２３（Ｂ）に示すように、基本的に減衰傾向になっており、かつモアレ周波数域Ａ１，Ａ２，Ａ３の部分が抑制された特性を示している。このために基準ＭＴＦが１．０であり、３つのモアレ周波数域Ａ１，Ａ２，Ａ３のモアレ周波数ＦＭ１，ＦＭ２，ＦＭ３のＭＴＦがそれぞれ極小値となり、かつ許容空間周波数帯域の全空間周波数のＭＴＦが１．０未満になっている。
【０１０６】
理想の空間フィルタ処理部２７の特性ＧＸ１を定めるマトリクスは、３つの第２フィルタの特性ＧＸ２，ＧＸ３，ＧＸ４を定めるマトリクスと、平滑フィルタの特性を定めるマトリクスとをコンボリューション演算して得られる。図２３（Ｃ）・図２３（Ｄ）・および図２３（Ｅ）は、第２フィルタの特性ＧＸ２，ＧＸ３，ＧＸ４をそれぞれ示すグラフである。第２フィルタの特性ＧＸ２，ＧＸ３，ＧＸ４は、基準ＭＴＦが１．０であり、モアレ周波数ＦＭ１，ＦＭ２，ＦＭ３のＭＴＦが極小値になっている。３つの第２フィルタにおいてＭＴＦが極小値になる空間周波数は、相互に異なる。図２３（Ｆ）は、平滑フィルタの特性ＧＸ５の特性を示すグラフである。図２３（Ｆ）の平滑フィルタの特性ＧＸ５は、図４〜図２２の説明で用いられた平滑フィルタの特性と等しい。
【０１０７】
空間フィルタ処理部２７は、網点領域にモアレ周波数が複数ある場合、図２３（Ｂ）の特性を定めるための空間フィルタマトリクスを用いて、空間フィルタ処理を行う。これによって空間フィルタ処理部２７は、網点領域に対して好適な空間フィルタ処理を施すことができる。なお図２３では、網点領域のモアレ周波数域は３つであるとしているが、これに限らず、モアレ周波数域が少なくとも１つあればよい。
【０１０８】
空間フィルタ処理部２７の処理対象の画像がカラー画像である場合、画像のデータは、各画素の輝度のデータと各画素の色差のデータとによって構成されていてもよい。輝度のデータと色差のデータとが分離している画像のデータとしては、Ｌ*ａ*ｂ*表色系の画像のデータが挙げられる。Ｌ*ａ*ｂ*表色系は、１９７６年に国際照明委員会（ＣＩＥ）で規格化された表色系であり、印刷業界の標準色空間である。Ｌ*ａ*ｂ*表色系の画像のデータは、画素を、明度指数Ｌ*と２種類の知覚色度ａ*，ｂ*との組合わせで表す。明度指数Ｌ*が輝度のデータに相当し、２種類の知覚色度ａ*，ｂ*が色差のデータに相当する。画像処理装置１４において空間フィルタ処理部２７にＬ*ａ*ｂ*表色系の画像のデータを与えるには、色補正部２４が、ＲＧＢ表色系の画像のデータをＬ*ａ*ｂ*表色系の画像のデータに変換するための色変換部を備えていればよい。
【０１０９】
空間フィルタ処理部２７は、Ｌ*ａ*ｂ*表示系の画像のデータが与えられるならば、輝度のデータＬ*だけに処理を施し、色差のデータａ*，ｂ*には処理を施さないことが好ましい。この理由は以下のとおりである。本参考例において、空間フィルタ処理は、画像の品位の向上を主目的として、処理対象の画像の空間周波数の特性を、所望の空間周波数特性になるように変換する。画像のデータが画素の輝度のデータと画素の色差のデータとによって構成される場合、色差のデータに対して空間フィルタ処理を施すと、空間フィルタ処理前の画像と空間フィルタ処理後の画像とで色の見え方が変わってしまう。ゆえに色差のデータに対して空間フィルタ処理が施されると、画像の品位の向上が難しくなるので、好ましくない。空間フィルタ処理部２７は、Ｌ*ａ*ｂ*表色系の画像のデータが与えられる場合、画素の濃淡を表す輝度のデータＬ*だけに処理を施し、画素の色を表す色差のデータａ*，ｂ*には処理を施さない。これによって空間フィルタ処理部２７は、空間フィルタ処理に伴う画像品位の低下を招来することなく、良好な空間フィルタ処理を施すことができる。
【０１１０】
図２４は、空間フィルタ処理部２７がＬ*ａ*ｂ*表色系の画像のデータを処理対象とする場合、図２の画像形成装置１１において、画像の入力から画像の出力までのプロセスを説明するための図である。図２４において、図３のステップと同じ処理を行うステップには同じ符号を付し、説明は省略する。ステップＳ２の前処理が終了した後、画像処理装置１４の色補正部２４内の色変換部は、ステップＳ２１の処理として、前処理が施されたＲＧＢ表色系の画像のデータを、Ｌ*ａ*ｂ*表色系の画像のデータに変換する。Ｌ*ａ*ｂ*表色系の画像のデータと、ＲＧＢ表色系の画像のデータとは、計算によって相互に変換することができる。
【０１１１】
画像処理装置１４の空間フィルタ処理部２７は、ステップＳ２４の処理として、Ｌ*ａ*ｂ*表色系の画像のデータ内の輝度データＬ*だけに、空間フィルタマトリクスを用いた空間フィルタ処理を施す。ステップＳ２４で用いられる空間フィルタマトリクスは、図４〜図２２の説明と同様に、第１フィルタマトリクスと平滑フィルタマトリクス*とをコンボリューション演算して得られる。Ｌ*ａ*ｂ*表色系の画像のデータ内の色差のデータａ*，ｂ*は、空間フィルタ処理が施されないまま、中間調出力階調処理部２８に与えられる。
【０１１２】
輝度のデータＬ*だけに空間フィルタ処理が施される場合、網点の種類に応じて、空間フィルタ処理部２７に用いられる空間フィルタマトリクスに違いがある。ゆえに輝度のデータＬ*だけに空間フィルタ処理が施される場合、６５点網点用の空間フィルタマトリクスと１３３点網点用の空間フィルタマトリクスとを、適宜切換えて用いるようにしてもよい。空間フィルタマトリクスの切換え処理は、図１３で説明した処理と等しい。
【０１１３】
また空間フィルタ処理部２７の処理対象の画像がカラー画像である場合、画像のデータは、各画素の色を表す複数の色のデータと、各画素の濃淡を表す黒のデータとから、構成されていてもよい。この画像のデータとしては、ＣＭＹＫの画像のデータが挙げられる。ＣＭＹＫの画像のデータは、各画素のデータをシアン（Ｃ）・マゼンタ（Ｍ）・黄（Ｙ）・および黒（Ｋ）の４色に色分解して得られるデータによって構成されている。
【０１１４】
図２５は、処理対象の画像のデータがＣＭＹＫの画像のデータで実現される場合の画像処理装置１４の構成を示す図である。図２５の例では、色補正部２４が、色変換部４１と墨生成下色除去部４２とを備えている。色変換部４１は、ＲＧＢ表色系の画像のデータを、ＣＭＹ表色系の画像のデータに変換する。墨生成下色除去部４２は、ＣＭＹ表色系の画像のデータに基づいて画素の濃淡を表す黒のデータを生成し、さらにＣＭＹ表色系の画像のデータに対して下色除去処理を施す。これによってＲＧＢ表色系の画像のデータは、ＣＭＹＫの画像のデータに変換され、空間フィルタ処理部２７に与えられる。空間フィルタ処理部２７は、ＣＭＹＫの画像のデータが与えられた場合、ＣＭＹＫの各色のデータに対して、それぞれ空間フィルタ処理を施す。ＣＭＹＫの各データに対する空間フィルタ処理に用いられる空間フィルタマトリクスは、図４〜図２２の説明と同様に、第１フィルタマトリクスと平滑フィルタマトリクスとをコンボリューション演算して得られる。空間フィルタ処理部２７は、ＣＭＹＫの画像のデータが与えられた場合、画素の濃淡を表す黒のデータだけに空間フィルタ処理を施し、画像の色を表すＣＭＹの各データを、空間フィルタ処理を施さないまま出力する構成であってもよい。これによって空間フィルタ処理部２７は、網点領域からモアレを充分に除きつつ、画像の色の変化を防止することができる。
【０１１５】
参考例の画像処理装置１４は、単独で利用してもよく、画像入力装置１３だけと組合わされてもよく、画像出力装置１５とだけ組合わされても良い。また参考例の画像処理装置１４は、少なくとも空間フィルタ処理部２７と像域分離処理部２５とを備えていればよく、他の処理部は適宜省略されてもよい。画像出力装置１５は、画像処理装置１４がＲＧＢ表色系の画像のデータを出力する場合、たとえば陰極線管を用いた表示装置または液晶表示素子を用いた表示装置で実現される。画像処理装置１４がＣＭＹＫの画像のデータを出力する場合、たとえば電子写真方式を用いた印刷装置またはインクジェット方式を用いた印刷装置で実現される。また画像処理装置１４がＣＭＹＫの画像のデータを出力する場合、画像形成装置１１は、複写機で実現される。図１の画像形成装置１は、本発明の画像形成装置の例示であり、画像形成装置の具体的な構成は図１の構成に限定されない。参考例において、空間フィルタ特性が設定された網点の種類として６５線網点と１３３線網点との２つを挙げたが、これに限らず、たとえば１００線網点または１５０線網点であるような他の網点に応じた空間フィルタ特性が設定されてもよい。
【０１１６】
図２６は、本発明の実施の一形態である画像処理装置１０３を備えた画像形成装置１０１の構成を示すブロック図である。実施の一形態の画像形成装置１０１は、参考例の画像形成装置１１と比較して、以下に説明する部分の構成だけが異なり、説明していない部分の構成は等しい。実施の一形態の画像形成装置１０１内の説明において、参考例の画像形成装置１１と同じ構成の部分には同じ参照符を付し、説明は省略する。
【０１１７】
画像形成装置１０１は、画像処理装置１０３の他に、画像入力装置１３、画像出力装置１５、および操作装置１６を含む。画像処理装置１０３は、Ａ／Ｄ変換部２１、シェーディング補正部２２、入力階調補正部２３、色補正部２４、像域分離処理部１０６、空間フィルタ処理部１０８、および中間調出力階調処理部２８を含む。
【０１１８】
像域分離処理部１０６は、前処理が施された画像のデータに基づき、画像内のエッジを抽出する。エッジの抽出処理は、たとえなソーベルフィルタを用いた処理で実現される。なお以後の説明で、エッジを構成する画素をエッジ画素と称し、画像内のエッジ画素だけからなる領域を、エッジ領域と称する。エッジの抽出結果は、空間フィルタ処理部１０８と中間調出力階調処理部２８とに与えられる。すなわち像域分離処理部１０６は、画像のエッジを抽出するエッジ抽出手段に相当する。空間フィルタ処理部１０８は、前処理後の画像のデータに対して、空間フィルタ処理を施す。空間フィルタ処理部１０８の詳細な説明は後述する。
【０１１９】
図２７は、図２６の画像形成装置１０１において、画像の入力から画像の出力までのプロセスを説明するための図である。使用者が操作装置１６を操作して原稿複写を指示すると、ステップＳ１の処理として、画像入力装置１３は、ステップＳ１０１の処理として、原稿を読取り、読取り結果を画像処理装置１０３に与える。画像処理装置１０３のＡ／Ｄ変換部２１から色補正部２４までの部分は、ステップＳ１０２の処理として、Ａ／Ｄ変換処理・シェーディング補正処理・および入力階調補正処理等の前処理を行う。像域分離処理部１０６は、ステップＳ１０３の処理として、エッジの抽出処理を行う。
【０１２０】
空間フィルタ処理部１０８は、ステップＳ１０４の処理として、前処理が施された画像のデータ内のエッジ領域に対応する部分（以後エッジ部分と略称する）に対して、エッジ強調のための空間フィルタ処理を施す。空間フィルタ処理部１０８は、さらに、画像のデータ内のエッジ領域以外の部分を、空間フィルタ処理を何ら施すことなくそのまま出力してもよく、画像内のエッジ領域以外の領域の空間周波数特性に応じた空間フィルタ処理を施した後に、出力してもよい。空間フィルタ処理は、画像のデータを構成する画素のＲＧＢの各データに対して、個別に行われる。中間調出力階調処理部２８は、ステップＳ１０５の処理として、空間フィルタ処理が施された画像のデータに後処理を施し、画像出力装置１５に与える。画像出力装置１５は、ステップＳ１０６の処理として、後処理が施された画像のデータに基づき、画像を出力する。
【０１２１】
実施の一形態の画像処理装置１０３は、空間フィルタ処理部１０８におけるエッジ強調のための空間フィルタ処理に特徴がある。画像処理装置１０３の空間フィルタ処理部１０８の特性について、以下に詳細に説明する。なお以後の説明では、ＲＧＢの各データに対する空間フィルタ処理を行う際の空間フィルタ処理部１０８の特性が、相互に等しいものとしている。
【０１２２】
エッジ強調のための空間フィルタ処理の際の空間フィルタ処理部１０８の特性は、像域分離処理部１０６のエッジ抽出誤りの原因となる空間周波数を含む空間周波数帯域（以後「誤判定周波数帯域」と称する）において、フラットになっており、かつ誤判定周波数帯域の下限値未満の空間周波数帯域において、空間周波数の成分を強調させる特性になっている。このような特性が設定された状態の空間フィルタ処理部１０８は、エッジ強調用の空間フィルタ手段に相当する。
【０１２３】
以後の説明では、画像が含み得る全空間周波数を含む許容空間周波数帯域を、抽出可能帯域ＷＺ１と誤判定周波数帯域ＷＺ２と抽出不可帯域ＷＺ３との３つに区分している。誤判定周波数帯域ＷＺ２は、像域分離処理部１０６のエッジ抽出部がエッジの抽出を誤り易い濃淡パターンの空間周波数を含む。抽出可能帯域ＷＺ１は、誤判定周波数帯域ＷＺ２の下限値未満の帯域であり、像域分離処理部１０６のエッジ抽出部がエッジを確実に抽出可能な濃淡パターンの空間周波数だけを含む。抽出不可帯域ＷＺ３は、誤判定周波数帯域ＷＺ２の上限値より大きい帯域であり、像域分離処理部１０６のエッジ抽出部がエッジを全く抽出不可能な濃淡パターンの空間周波数だけを含む。抽出可能帯域ＷＺ１・誤判定周波数帯域ＷＺ２・および抽出不可帯域ＷＺ３は、各帯域ＷＺ１〜ＷＺ３内部の空間周波数がこの順で順次大きくなる。
【０１２４】
図２８は、空間フィルタ処理部１０８の理想の特性ＧＣ２のグラフである。理想の空間フィルタ処理部１０８の特性ＧＣ２は、抽出可能帯域ＷＺ１内の空間周波数のＭＴＦが１．０より大きく、誤判定領域ＷＺ２内の空間周波数のＭＴＦがほぼ１．０になっていればよい。空間フィルタ処理部１０８の特性は、ＭＴＦが１．０未満であれば減衰傾向になっており、ＭＴＦがほぼ１．０であればフラットな特性になっており、ＭＴＦが１．０を越えれば強調傾向になっている。空間フィルタ処理部１０８の特性がフラットになっている場合、空間フィルタ処理部１０８は、空間周波数の成分を強調も減衰もしないので、空間周波数の成分はほぼそのまま保たれる。空間フィルタ処理部１０８の理想の特性ＧＣ２は、抽出不可帯域ＷＺ３において、空間周波数の成分を増幅させる特性になっていてもよく、フラットな特性になっていてもよく、空間周波数の成分を減衰させる特性になっていてもよい。
【０１２５】
空間フィルタ処理部１０８がデジタルフィルタで実現される場合、空間フィルタ処理部１０８の特性はマトリクスによって定められる。エッジ強調のための空間フィルタ処理部１０８の特性を定めるマトリクスは、強調フィルタの特性を定めるマトリクスと、平滑フィルタの特性を定めるマトリクスとを、コンボリューション演算して得られる。理想の強調フィルタの特性は、許容空間周波数帯域内の全空間周波数の成分を増幅させる特性になっている。理想の平滑化用フィルタの特性は、許容周波数帯域内の全空間周波数の成分を減衰させる特性になっている。以後の説明では、エッジ強調のための空間フィルタ処理部１０８の特性を定めるマトリクスを「空間フィルタマトリクス」と称し、強調フィルタの特性を定めるマトリクスを「強調フィルタマトリクス」と称し、平滑フィルタの特性を定めるマトリクスを「平滑フィルタマトリクス」と称する。
【０１２６】
強調フィルタマトリクスと平滑フィルタマトリクスとをコンボリューション演算して得られるマトリクスは、バンドパスフィルタの特性を定めるマトリクスになっている。本実施の形態では、図２９（Ａ）で示されるように、平滑フィルタマトリクスおよび強調フィルタマトリクスが、それぞれ３×３のマトリクスで実現され、図２９（Ｂ）で示されるように、空間フィルタマトリクスが５×５のマトリクスで特性が定められるバンドパスフィルタで実現されるものとする。空間フィルタ処理部１０８の特性ＧＣ２がバンドパスフィルタの特性で実現される場合、以後の説明では、空間周波数平面において、成分が強調される空間周波数の帯域と成分が減衰される空間周波数の帯域との境界の空間周波数を、「代表周波数ｆ０」と定義する。代表周波数ｆ０は、誤判定周波数帯域ＷＺ２内の任意の１つの空間周波数である。なお空間フィルタ処理部１０８の特性は、誤判定周波数帯域においてフラットであり、かつ誤判定周波数帯域の下限値未満の空間周波数の成分を強調させる特性であれば、バンドパスフィルタの特性に限らず、他のフィルタの特性で実現されてもよい。
【０１２７】
エッジ強調用の空間フィルタ処理部１０８の実際の特性は、画像入力装置１３の入力解像度および像域分離処理部１０６のエッジ抽出部の抽出精度の変化に伴い変化する。ゆえに空間フィルタ処理部１０８の実際の特性は、参考例で説明した手順の実験に基づいて最適化される。実施の一形態における空間フィルタ処理部１０８の特性の最適化手順は、参考例で説明した特性の最適化手順と比較して、モアレの代わりにエッジ強調に起因する濃度むらを評価基準とするための構成が異なり、他の構成は参考例と同一である。またフィルタの実際の特性が理想の特性と一致しない場合の特性の最適化手順は、参考例で説明した手順と等しい。
【０１２８】
図３０は、最適な空間フィルタマトリクスＭＣ３を定めるための行列式を示す図である。なお図３０の行列式は、代表周波数ｆ０が６．５本／ｍｍである場合を例としている。図３０の行列式の左辺第１項は、最適の平滑フィルタマトリクスＭＣ１であり、図２０の最適の平滑フィルタマトリクスＭＡ４と同じマトリクスになっている。図３０の行列式の左辺第２項は、最適の強調フィルタマトリクスＭＣ２である。図３０の行列式の右辺は、最適な空間フィルタマトリクスＭＣ３であり、最適の平滑フィルタマトリクスＭＣ１と最適の強調フィルタマトリクスＭＣ２とのコンボリューション演算によって定められる。
【０１２９】
図３１は、最適な平滑フィルタの特性ＧＣ３を示すグラフである。図３１の最適な平滑フィルタの特性ＧＣ３は、図３０の最適の平滑フィルタマトリクスＭＣ１で定められる。最適の平滑フィルタの特性ＧＣ３において、基準ＭＴＦが１．０であり、空間周波数が０より大きくかつ予め定める上限空間周波数ＦＦＣ未満の帯域内で、空間周波数が増大するほどＭＴＦが０に近付き、かつ該上限空間周波数ＦＦＣ以上の帯域でＭＴＦが０になっている。上限空間周波数ＦＦＣは、代表周波数ｆ０以上になっている。
【０１３０】
図３２は、最適な強調フィルタの特性ＧＣ４を示すグラフである。図３２の最適な強調フィルタの特性ＧＣ４は、図３０の最適の強調フィルタマトリクスＭＣ２で定められる。最適の強調フィルタの特性ＧＣ４において、基準ＭＴＦが１．０であり、かつ空間周波数が増大するほどＭＴＦが増大している。
【０１３１】
図３０の最適の空間フィルタマトリクスＭＣ３で定められる空間フィルタ処理部１０８の特性のグラフは、図２８に示すように、代表周波数ｆ０未満の空間周波数のＭＴＦが１．０より大きく、代表周波数ｆ０のＭＴＦが１．０と等しく、代表周波数ｆ０より大きい空間周波数のＭＴＦが１．０未満になっている。この場合代表周波数が６．５本／ｍｍになっている。この結果空間フィルタ処理部１０８は、画像のエッジ領域において、抽出可能帯域ＷＺ１内の空間周波数の成分を充分に増加させ、誤判定周帯域ＷＺ２内の空間周波数の成分をほぼそのまま保ち、抽出不可帯域ＷＺ３において空間周波数の成分をそのまま保つかまたは充分に減衰させることができる。これによってフィルタ処理後の画像における濃度むらの発生が、より充分に抑制される。
【０１３２】
空間フィルタ処理部１０８の特性を図２８のように設定する理由を、図２８の画像を画像形成装置１０１で処理する場合を例として、以下に説明する。
【０１３３】
像域分離処理部１０６のエッジ抽出部のエッジの抽出精度は、画像入力装置１３の入力解像度に応じて定まる。許容空間周波数帯域を、画像入力装置１３が明瞭に読取り可能な濃淡パターンの空間周波数を含む帯域と、画像入力装置１３が全く読取ることができない濃淡パターンの空間周波数を含む帯域とに、２分することは難しい。また入力解像度およびその近傍の空間周波数の濃淡パターンは、明瞭に読取られたり読取られなかったりする。この結果、画像の色ずれまたは濁りの原因となる雑音成分が、画像のデータに含まれることになる。
【０１３４】
以上の現象を、図３３に示す試験用の濃淡パターンの画像が描かれた原稿を用いた実験を例として説明する。試験用の濃淡パターンは、相互に幅が異なる複数本の線を、相互に平行に並べたものである。また試験用の濃淡パターンにおいて、複数本の線の幅は、図面の左から右に向かって、順次細くなる。左端部１１３の複数の各線の幅が抽出可能帯域ＷＺ１内の空間周波数の逆数であり、中央部１１２の複数の各線の幅が誤判定周波数帯域ＷＺ２内の空間周波数の逆数になっている。なお図３３において、各線の内部の右上がりの斜線を付す領域は、実際には線の輪郭と同じ色で塗潰されている。
【０１３５】
図３３の画像を用いた実験では、まず図３３の原稿を画像入力装置１３に読取らせ、かつ読取り結果である画像のデータに基づき、像域分離処理部１０６のエッジ抽出部に画像内のエッジを抽出させる。図３４は、実験の結果、像域分離処理部１０６のエッジ抽出部が抽出したエッジ画素の画像内の分布を示す図である。図３４において、枠線１１１が、図３３において線が描かれた領域を示し、右下がりの斜線を付した領域がエッジ領域１１４を示している。図３３と図３４とを比較すると、試験用パターンの中央部１１２の線を構成する画素が、エッジ画素と判定されたりされていなかったりしていることが分かる。すなわちこの実験では、像域分離処理部１０６のエッジ抽出部が中央部１１２の線のエッジを誤抽出していることが分かる。
【０１３６】
図３４のエッジ抽出結果に基づき、従来技術のエッジ強調用の空間フィルタを用いたエッジ強調処理を、図３３の画像のデータに施したとする。図３５は、従来技術のエッジ強調処理が施された画像を示す図である。なお図３５では、右下がりの斜線が付されているのは、エッジ強調処理の結果強調された部分であり、右上がりの斜線が付されているのは、強調されなかった部分である。図３５に示すように、従来技術のエッジ強調処理を用いる場合、画像内の誤判定周波数帯域ＷＺ２内の空間周波数の成分を有する部分、すなわち中央部１１２の線が、局所的に強調されていことが分かる。この結果、中央部の線に濃度むらが生じるので、図３５の画像の品位は図３３の画像の品位よりも低下する。
【０１３７】
図３４の抽出結果に基づき、本実施の形態の空間フィルタ処理部１０８のエッジ強調処理を、図３３の画像のデータに施したとする。図３６は、本実施の形態のエッジ強調処理が施された画像を示す図である。なお図３６では、右下がりの斜線が付されているのは、エッジ強調処理の結果強調された部分であり、右上がりの斜線が付されているのは、強調されなかった部分である。図３６に示すように、本実施の形態の空間フィルタ処理部１０８を用いる場合、画像内の抽出可能帯域ＷＺ１の空間周波数を有する部分、すなわち左端部１１３の線だけが強調され、中央部１１２の線全体が強調されていない。
【０１３８】
本実施の形態の空間フィルタ処理部１０８は、誤判定周波数帯域ＷＺ２内の空間周波数の濃淡パターンのエッジの強調を防止し、かつ抽出可能帯域内ＷＺ１の空間周波数の濃淡パターンのエッジだけを、確実に強調することができる。これによって、前記エッジの誤抽出に起因する濃度むらの発生が抑えられるので、画像の画像品位の低下を未然に防止することができる。以上の理由に基づき、空間フィルタ処理部１０８の特性を、図２８の特性ＧＣ２にすることが好ましいのである。空間フィルタ処理部１０８は、空間周波数の成分の変化に応じて特性を適宜切換るような、煩雑な処理を行う必要がなく、画像に対して一度に良好なエッジ強調処理を施すことができる。
【０１３９】
以上説明したように、画像処理装置１０３は、誤判定周波数帯域ＷＺ２では平滑特性でありかつ抽出可能領域ＷＺ１では強調特性になっている単一の空間フィルタを、エッジ強調に用いている。これによって空間フィルタ処理部１０８での処理が容易になるので、画像形成装置１０１全体の処理時間が短縮される。また空間フィルタ処理部１０８は、誤判定周波数帯域ＷＺ２内の特性が最初からフラットな特性になるように調整されているので、より一層良好なエッジ強調処理を行うことができる。
【０１４０】
誤判定周波数帯域ＷＺ２および代表周波数ｆ０は、図３３の原稿を用いた実験によって求められる。まず空間フィルタ処理部１０８に従来技術のエッジ強調用の特性を設定した状態の画像形成装置１０１によって、図３３の原稿が複写される。次いで、出力された画像内において、エッジの誤判定に起因する濃度むらの生じている部分が確認され、確認された部分内の濃淡パターンの空間周波数を含む空間周波数帯域が、誤判定周波数帯域ＷＺ２として決定される。さらに、決定された誤判定周波数帯域ＷＺ２内のいずれか１つの空間周波数を、代表周波数ｆ０として選ぶ。代表周波数は、たとえば、誤判定周波数帯域ＷＺ２の上限空間周波数および下限空間周波数の平均値である。すなわち、誤判定周波数帯域ＷＺ２が１２線／ｍｍ以上１４線／ｍｍ以下の帯域である場合、該帯域の中間位置の空間周波数、すなわち１３線／ｍｍを、代表周波数ｆ０とすればよい。
【０１４１】
本実施の形態の空間フィルタ処理部１０８は、ＲＧＢの各色のデータに対して、空間フィルタマトリクスを用いたエッジ強調処理を、個別に施している。このようなエッジ強調処理の結果得られる画像は、濃度むらの発生の割合が全体的に均一であり、かつエッジが良好に強調されているので、高品位になっている。
【０１４２】
エッジ強調の効果をより一層向上させるためには、各色のデータに対する処理に、各色のデータの特性に応じて強調度合がそれぞれ設定された空間フィルタマトリクスを用いる。空間フィルタマトリクスは、平滑フィルタマトリクスと強調フィルタマトリクスとをコンボリューション演算することによって得られるので、空間フィルタマトリクスの強調度合を変化させるには、強調フィルタマトリクスの強調度合を変化させればよい。ＲＧＢの各色のデータの特性に応じて強調度合が設定された強調フィルタマトリクスと平滑フィルタマトリクスとをコンボリューション演算したならば、最終的に得られる空間フィルタマトリクスは、ＲＧＢの各データに応じたフィルタのマトリクスとなる。
【０１４３】
図３７は、各色のデータに対する空間フィルタ処理に用いられる空間フィルタマトリクスが個別に設定されている場合、画像形成装置１０１において、画像の入力から画像の出力までのプロセスを説明するための図である。以後の説明では、画像形成装置のプロセスを説明する図において、図２７と同じ処理を行うステップには同じ符号を付し、説明は省略する。図３７のプロセスでは、赤（Ｒ）用の空間フィルタマトリクス・青（Ｂ）用の空間フィルタマトリクス・および緑（Ｇ）用の空間フィルタマトリクスが、それぞれ予め設定されている。ステップＳ１０２の前処理が画像のデータに施された後、空間フィルタ処理部１０８は、ステップＳ１１４の処理として、赤用の空間フィルタマトリクスを用いた赤のデータに対する空間フィルタ処理と、緑用の空間フィルタマトリクスを用いた緑のデータに対する空間フィルタ処理と、青用の空間フィルタマトリクスを用いた青のデータに対する空間フィルタ処理とを行う。ステップＳ１１４の空間フィルタ処理後のＲＧＢのデータからなる画像のデータが、中間調出力階調補正部２８に与えられる。以上の処理の結果、空間フィルタ処理部１０８は、画像に対するエッジ強調処理がより一層良好なものとなり、画像の不均一や画質劣化等の問題の発生を回避することができる。
【０１４４】
エッジ強調の際には、赤、緑、および青のうちのいずれか１つだけを強調することが望まれることがある。各色のデータに対する空間フィルタ処理に用いられる空間フィルタマトリクスが個別に設定されている場合、いずれか１つの色のデータに対する空間フィルタ処理に用いられる空間フィルタマトリクスの強調の度合を変更するだけでよい。これによって画像に対してより一層良好なエッジ強調処理を施すことができる。
【０１４５】
空間フィルタ処理部１０８の処理対象の画像がカラー画像である場合、画像のデータは、各画素の輝度のデータと各画素の色差のデータとによって構成されていてもよい。処理対象の画像のデータがたとえばＬ*ａ*ｂ*表色系の画像のデータである場合を例として、説明を進める。画像処理装置１０３において空間フィルタ処理部１０８にＬ*ａ*ｂ*表色系の画像のデータを与えるには、色補正部２４が、ＲＧＢ表色系の画像のデータをＬ*ａ*ｂ*表色系の画像のデータに変換するための色変換部を備えていればよい。空間フィルタ処理部１０８は、Ｌ*ａ*ｂ*表色系の画像のデータが与えられるならば、輝度のデータＬ*だけに処理を施し、色差のデータａ*，ｂ*には処理を施さないことが好ましい。この理由は、参考例の図２３において説明した理由と等しい。
【０１４６】
図３８は、空間フィルタ処理部１０８がＬ*ａ*ｂ*表色系の画像のデータを処理対象とする場合、図２６の画像形成装置１０１において、画像の入力から画像の出力までのプロセスを説明するための図である。ステップＳ１０２の前処理が終了した後、画像処理装置１０３の色補正部２４内の色変換部は、ステップＳ１２１の処理として、前処理が施されたＲＧＢ表色系の画像のデータを、Ｌ*ａ*ｂ*表色系の画像のデータに変換する。
【０１４７】
空間フィルタ処理部１０８は、ステップＳ１２４の処理として、Ｌ*ａ*ｂ*表色系の画像のデータ内の輝度データＬ*だけに、空間フィルタマトリクスを用いた空間フィルタ処理を施す。輝度データＬ*に対する空間フィルタ処理に用いられる空間フィルタマトリクスは、図２８〜図３２の説明と同様に、強調フィルタマトリクスと平滑フィルタマトリクスとをコンボリューション演算して得られる。色差のデータａ*，ｂ*は、空間フィルタ処理が施されないままの状態で、中間調出力階調処理部２８に与えられる。以上の処理によって、エッジ強調用の空間フィルタ処理部１０８は、エッジの抽出誤りに起因する濃度むらの発生を抑制しつつ、空間フィルタ処理が施された画像の画像品位の低下を防止することができる。
【０１４８】
また空間フィルタ処理部１０８の処理対象の画像がカラー画像である場合、画像のデータは、各画素の色を表すデータと、各画素の濃淡を表す黒のデータとによって構成されていてもよい。図３９は、処理対象の画像のデータがＣＭＹＫの画像のデータで実現される場合の画像処理装置１０３の構成を示す図である。図３９の例では、図２５の例と同様に、色補正部２４が、色変換部４１と墨生成下色除去部４２とを備えている。これによってＣＭＹＫの画像のデータが、空間フィルタ処理部１０８に与えられる。
【０１４９】
空間フィルタ処理部１０８は、ＣＭＹＫの画像のデータが与えられた場合、好ましくは、画像のデータ内の黒のデータ（Ｋ）だけに空間フィルタ処理を施す。図４０は、空間フィルタ処理部１０８がＣＭＹＫの画像のデータを処理対象とする場合、図２６の画像形成装置１０１において、画像の入力から画像の出力までのプロセスを説明するための図である。ステップＳ１０２の前処理が終了した後、ステップＳ１３１の処理として、画像処理装置１０３の色補正部２４内の色変換部４１は、前処理が施されたＲＧＢ表色系の画像のデータをＣＭＹ表色系の画像のデータに変換し、さらに画像処理装置１０３の色補正部２４内の墨生成下色除去部４２は、画像の黒のデータの生成を行い、ＣＭＹ表色系の画像のデータと黒のデータとからＣＭＹＫの画像のデータを作成する。
【０１５０】
空間フィルタ処理部１０８は、ステップＳ１３４の処理として、ＣＭＹＫの画像のデータ内の黒のデータだけに、空間フィルタマトリクスを用いた空間フィルタ処理を施す。黒のデータに対する空間フィルタ処理に用いられる空間フィルタマトリクスは、図２８〜図３２の説明と同様に、強調フィルタマトリクスと平滑フィルタマトリクスとをコンボリューション演算して得られる。シアン（Ｃ）のデータ・マゼンタ（Ｍ）のデータ・および黄（Ｙ）のデータは、空間フィルタ処理が施されないままの状態で、中間調出力階調処理部２８に与えられる。
【０１５１】
図４０で説明した処理の結果、エッジ強調用の空間フィルタ処理部１０８は、画像内の黒エッジだけを強調し、かつ画像内の色エッジを強調しない。これは以下の理由からである。エッジ強調処理の対象となる画像が文字画像である場合、エッジ強調処理が適切な効果をあげると考えられるのは、文字画像内の黒エッジである。エッジ強調処理の対象となる画像内に色エッジがある場合、色エッジは、色文字のエッジであるとは限らず、画像内に存在する領域の輪郭であることも考えられる。色エッジに対してエッジ強調処理が施された場合、画像内のエッジ強調処理が施された部分では画素の色に関するデータが変更される。ゆえにエッジ強調処理が施された部分は、エッジ強調処理が施されていない部分と比べて、色みが変わったり、色の濁りが発生したりする。図４０で説明した空間フィルタ処理部１０８は、黒のデータだけに処理を施し、他のデータには処理を施さない。これによって空間フィルタ処理部１０８は、エッジの強調処理をより一層効果的に行うことができるので、エッジが強調された画像の品位をより一層向上させることができる。
【０１５２】
以上説明した実施の一形態の画像処理装置１０３は、単独で利用してもよく、画像入力装置１３だけと組合わされてもよく、画像出力装置１５とだけ組合わされても良い。また実施の一形態の画像処理装置１０３は、少なくとも空間フィルタ処理部１０８と像域分離処理部１０６とを備えていればよく、他の処理部は適宜省略されてもよい。
【０１５３】
以上説明した参考例および実施の一形態の画像処理装置１４，１０３は、本発明の画像処理装置の例示であり、主要な動作が等しければ、他の様々な形で実施することができる。特に画像処理装置内部の各処理部の詳細な動作は、同じ処理結果が得られれば、これに限らず他の動作によって実現されてもよい。
【０１５４】
参考例および実施の一形態の画像処理装置１４，１０３において、処理対象となる画像は、カラー画像に限らず、白黒画像でもよい。処理対象の画像がカラー画像である場合、処理対象の画像のデータは、ＲＧＢ表色系の画像のデータ、Ｌ*ａ*ｂ*表色系の画像のデータ、およびＣＭＹＫの画像のデータに限らず、画素毎に、カラーの画素を出力するために必要な成分のデータによって構成されていればよい。画素毎に色を表すデータと黒のデータとにより構成される画像のデータは、ＣＭＹＫの画像のデータに限らず、他の構成のデータであってもよい。画素毎に輝度のデータと色差のデータとにより構成される画像のデータは、Ｌ*ａ*ｂ*表色系の画像のデータに限らず、他の形式のデータ、たとえばいわゆるＬ*ｕ*ｖ*表色系の画像のデータまたはＹＩＱ表色系の画像のデータでもよい。
【０１５５】
参考例の像域分離処理部２５、モアレ除去用の空間フィルタ処理部２７およびフィルタ制御部２６と、実施の一形態の像域分離処理部１０６ならびにエッジ強調用の空間フィルタ処理部１０８とは、単一の画像処理装置に備えられていてもよい。この場合、前記画像処理装置によって処理された画像は、モアレの発生とエッジの抽出誤りに起因する濃度むらの発生とがそれぞれ防止されているので、品位がより向上する。
【０１５６】
本発明は、次の実施の形態が可能である。
（１）処理対象の画像のデータに基づき、画像内の網点領域を抽出する網点領域抽出手段と、
抽出された網点領域の空間周波数の成分を制限する処理を、画像のデータ内の網点領域に対応する部分に施すモアレ除去用の空間フィルタ手段とを含み、
前記モアレ除去用の空間フィルタ手段の特性は、画像に含まれ得る全空間周波数の成分を減衰させ、かつモアレが生じ得る予め定める空間周波数の成分をさらに減衰または除去させる特性であることを特徴とする画像処理装置。
【０１５７】
前記画像処理装置において、モアレ除去用の空間フィルタ手段は、モアレが生じ易い空間周波数の成分に対して、特に効果的な平滑処理を施すことができ、同時に、モアレが生じ易い空間周波数以外の空間周波数の成分に対して、適切な平滑処理を施すことができる。これによって空間フィルタ手段は、画像が含み得る全空間周波数にわたって、モアレの発生要因を軽減することができる。したがって前記画像処理装置は、従来技術のモアレ除去のための装置よりも、空間フィルタ処理が施された画像の品位をさらに向上することができる。
【０１５８】
画像処理装置のモアレ除去用の空間フィルタ手段の特性は、画像に含まれ得る全空間周波数の成分を減衰させつつ、モアレが生じ得る予め定める空間周波数の成分をさらに減衰または除去する特性になっている。これによって前記画像処理装置は、モアレ除去のための空間周波数の成分の減衰を最小限に抑え、かつ画像が含み得る全空間周波数にわたって、モアレの発生要因を軽減することができる。したがって画像処理装置から出力される画像の品位が向上する。
【０１５９】
（２）モアレ除去用の空間フィルタ手段の特性は、前記モアレが生じ得る空間周波数の成分を減衰または除去させる特性を有するフィルタである第１のフィルタの特性を定めるマトリクスと、平滑フィルタの特性を定めるマトリクスとを、コンボリューション演算して得られるマトリクスによって定められ、
前記平滑フィルタの特性は、画像に含まれ得る全空間周波数の成分を平滑化させる特性であることを特徴とする画像処理装置。
【０１６０】
前記画像処理装置内のモアレ除去用の空間フィルタ手段の特性は単一のマトリクスで定められるので、モアレ除去用の空間フィルタ手段は単一のデジタルフィルタで実現される。これによってモアレ除去用の空間フィルタ手段の処理速度が向上し、モアレ除去用の空間フィルタ手段の回路構成が簡略化される。
【０１６１】
モアレ除去用の空間フィルタ手段の特性を定めるマトリクスは、モアレが生じ得る予め定める空間周波数の成分を減衰または除去する特性を有するフィルタである第１フィルタの特性を定めるためのマトリクスと、平滑フィルタの特性を定めるためのマトリクスとを、コンボリューション演算して得られる。これによってモアレ除去用の空間フィルタ手段は、単一のデジタルフィルタで実現されるので、該空間フィルタ手段の処理速度が向上し、回路構成が簡略化される。
【０１６２】
（３）前記第１のフィルタは、前記モアレが生じ得る空間周波数における空間周波数特性が極小値になっているバンドカットフィルタであることを特徴とする画像処理装置。
【０１６３】
前記画像処理装置において、第１のフィルタは、好ましくは、バンドカットフィルタで実現される。これによってモアレ除去用の空間フィルタ手段は、モアレが生じ得る空間周波数の成分を効果的に減衰させることができるので、モアレの発生要因をより一層効果的に軽減することができる。したがって前記画像処理装置は、従来技術のモアレ除去のための装置よりも、空間フィルタ処理が施された画像の品位をさらに向上することができる。
【０１６４】
第１のフィルタは、好ましくは、モアレが生じ得る予め定める空間周波数の空間周波数特性が極小値になっているバンドカットフィルタで実現される。これによってモアレ除去用の空間フィルタ手段は、モアレが生じ得る空間周波数の成分を効果的に減衰させることができるので、モアレの発生要因をより一層効果的に軽減することができる。
【０１６５】
（４）前記平滑フィルタの特性を定めるマトリクスを構成する全フィルタ係数は、相互に等しいことを特徴とする画像処理装置。
【０１６６】
前記画像処理装置において、平滑フィルタの特性を定めるマトリクスは、好ましくは、全てのフィルタ係数が相互に等しいマトリクスで実現される。これによってモアレ除去用の空間フィルタ手段の特性を、画像に含まれ得る全空間周波数の成分を減衰させることができる特性にすることができる。
【０１６７】
平滑フィルタの特性を定めるマトリクスの全フィルタ係数は、相互に等しい。これによってモアレ除去用の空間フィルタ手段の特性を、画像に含まれ得る全空間周波数の成分を減衰させることができる特性にすることができる。
【０１６８】
（５）前記平滑フィルタの特性を定めるマトリクスを構成する全フィルタ係数のうち、マトリクスの中央にあるフィルタ係数は、該中央にあるフィルタ係数以外の係数よりも大きいことを特徴とする画像処理装置。
【０１６９】
前記画像処理装置において、平滑フィルタの特性を定めるマトリクスは、さらに好ましくは、中央にあるフィルタ係数が他のフィルタ係数よりも大きいマトリクスで実現される。これによってモアレ除去用の空間フィルタ手段の特性を、画像に含まれ得る全空間周波数の成分を減衰させることができる特性にすることができる。
【０１７０】
平滑フィルタの特性を定めるマトリクスは、中央にあるフィルタ係数が他のフィルタ係数よりも大きいマトリクスで実現される。これによってモアレ除去用の空間フィルタ手段の特性を、画像に含まれ得る全空間周波数の成分を減衰させることができる特性にすることができる。
【０１７１】
（６）モアレが生じ得る複数の空間周波数が予め定められている場合、前記第１のフィルタの特性を定めるマトリクスは、モアレが生じ得る各空間周波数の成分をそれぞれ減衰または除去させる特性を有するフィルタの特性を定めるマトリクスを、相互にコンボリューション演算して得られるマトリクスであることを特徴とする画像処理装置。
【０１７２】
前記画像処理装置において、モアレが生じ得る空間周波数が複数設定される場合、第１のフィルタの特性を定めるマトリクスは、好ましくは、複数のフィルタの特性を定めるマトリクスを相互にコンボリューション演算して得られる。これによって、網点領域のモアレを好適に除去可能である空間フィルタ手段が容易に得られる。
【０１７３】
モアレが生じ得る空間周波数が複数設定される場合、第１のフィルタの特性を定めるマトリクスは、モアレが生じ得る各空間周波数の成分を減衰または除去する特性をそれぞれ有するフィルタの特性を定めるマトリクスを相互にコンボリューション演算して得られる。これによって網点領域のモアレを好適に除去可能である空間フィルタ手段が、容易に得られる。
【０１７４】
（７）画像が画素によって構成され、前記画像のデータが、各画素の輝度データおよび色差データによって構成される場合、前記モアレ除去用の空間フィルタ手段は、各画素の輝度データだけに処理を施すことを特徴とする画像処理装置。
【０１７５】
前記画像処理装置内のモアレ除去用の空間フィルタ手段は、画像のデータが画素の輝度データおよび色差データによって構成される場合、好ましくは、輝度データだけに処理を施す。これは以下の理由からである。
【０１７６】
本明細書において、モアレ除去用の空間フィルタ手段は、画像の品位を向上させることを主目的としており、処理対象の画像の空間周波数の特性を、所望の特性になるように変換している。処理対象の画像の空間周波数の特性を変換した結果、画像の色の見え方が変わってしまうならば、空間周波数特性変換後の画像の品位は変換前の画像の品位よりも低下している。ゆえに、モアレ除去用の空間フィルタ手段は、処理対象の画像の色の見え方がそのまま保たれるように、処理対象の画像の空間周波数の特性を変換することが好ましい。
【０１７７】
モアレ除去用の空間フィルタ手段は、画像のデータが画素の輝度データおよび色差データによって構成される場合、輝度データだけに処理を施す。これによって画像の色の変化が防止されるので、モアレ除去用の空間フィルタは、画像の品位の低下を招来することなく、空間周波数の成分を制限する処理を画像のデータに対して良好に施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７８】
【図１】本発明の参考例の画像処理装置を備えた画像形成装置の構成を示す正面断面図である。
【図２】本発明の参考例である画像処理装置を備えた画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】ＲＧＢ表色系の画像のデータを処理対象とする場合の図２の画像形成装置のプロセスを説明するための図である。
【図４】６５線網点の網点領域の空間周波数特性を示すグラフである。
【図５】１３３線網点の網点領域の空間周波数特性を示すグラフである。
【図６】６５線網点の網点領域の空間周波数特性を示すグラフである。
【図７】１３３線網点の網点領域の空間周波数特性を示すグラフである。
【図８】理想の６５線網点用の空間フィルタ処理部の特性のグラフである。
【図９】理想の１３３線網点用の空間フィルタ処理部の特性のグラフである。
【図１０】理想の６５線網点用の空間フィルタ処理部の特性を定めるための第１フィルタの理想の特性を示すグラフである。
【図１１】理想の１３３線網点用の空間フィルタ処理部の特性を定めるための第１フィルタの理想の特性を示すグラフである。
【図１２】理想の６５線網点用の空間フィルタ処理部の特性を定めるための平滑フィルタの理想の特性を示すグラフである。
【図１３】理想の１３３線網点用の空間フィルタ処理部の特性を定めるための平滑フィルタの理想の特性を示すグラフである。
【図１４】空間フィルタ部の特性を制御する処理を説明するための図である。
【図１５】全フィルタ係数が相互に等しい平滑フィルタマトリクスを用いて最適の６５線網点用の空間フィルタマトリクスを定めるための行列式を示す図である。
【図１６】図１５の行列式のマトリクスによって定められる特性を示すグラフである。
【図１７】全フィルタ係数が相互に等しい平滑フィルタマトリクスを用いて最適の１３３線網点用の空間フィルタマトリクスを定めるための行列式を示す図である。
【図１８】図１７の行列式のマトリクスによって定められる特性を示すグラフである。
【図１９】中央のフィルタ係数が大きい平滑フィルタマトリクスを用いて最適の６５線網点用の空間フィルタマトリクスを定めるための行列式を示す図である。
【図２０】図１９の行列式のマトリクスによって定められる特性を示すグラフである。
【０１７９】
【図２１】中央のフィルタ係数が大きい平滑フィルタマトリクスを用いて最適の１３３線網点用の空間フィルタマトリクスを定めるための行列式を示す図である。
【図２２】図２１の行列式のマトリクスによって定められる特性を示すグラフである。
【図２３】網点領域にモアレが生じ得る空間周波数が複数ある場合の空間フィルタ処理部の特性を説明するためのグラフである。
【図２４】Ｌ*ａ*ｂ*表色系の画像のデータを処理対象とする場合の図２の画像形成装置のプロセスを説明するための図である。
【図２５】ＣＭＹＫの画像のデータを処理対象とする場合の図２の画像処理装置の構成を示す図である。
【図２６】本発明の実施の一形態である画像処理装置を備えた画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図２７】ＲＧＢ表色系の画像のデータを処理対象とする場合の図２６の画像形成装置のプロセスを説明するための図である。
【図２８】エッジ強調用の理想の空間フィルタ処理部の特性のグラフである。
【図２９】エッジ強調用の空間フィルタ処理部の構成を示す図である。
【図３０】エッジ強調用の最適の空間フィルタマトリクスを定めるための行列式を示す図である。
【図３１】エッジ強調用の最適の空間フィルタ処理部の特性を定めるための平滑フィルタの特性を示すグラフである。
【図３２】最適のエッジ強調用の空間フィルタ処理部の特性を定めるための強調フィルタの特性を示すグラフである。
【図３３】エッジの強調処理のための試験用の画像を示す図である。
【図３４】図３３の画像に対するエッジ抽出処理の結果を示す図である。
【図３５】図３３の画像に対する従来技術のエッジ強調処理の結果を示す図である。
【図３６】図３３の画像に対する実施の一形態のエッジ強調処理の結果を示す図である。
【図３７】画素のＲＧＢの各データ用の空間フィルタマトリクスが個別に設定されている場合の図２６の画像形成装置のプロセスを説明するための図である。
【図３８】Ｌ*ａ*ｂ*表色系の画像のデータを処理対象とする場合の図２６の画像形成装置のプロセスを説明するための図である。
【図３９】ＣＭＹＫの画像のデータを処理対象とする場合の図２６の画像処理装置の構成を示す図である。
【図４０】ＣＭＹＫの画像のデータを処理対象とする場合の図２６の画像形成装置のプロセスを説明するための図である。
【０１８０】
【図４１】従来技術のエッジ強調処理に用いられる高域空間フィルタを示す図である。
【図４２】図４１の高域空間フィルタの特性を示すグラフである。
【図４３】図４１の高域空間フィルタの特性を定めるマトリクスを示す図である。
【符号の説明】
【０１８１】
１３  画像入力装置
１４，１０３  画像処理装置
１５  画像出力装置
２５，１０６  像域分離処理部
２６  フィルタ制御部
２７，１０８  空間フィルタ処理部
【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】
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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】
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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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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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