(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乱数データに基づいて入力画像データの画像処理を行い画像を形成する画像処理装置であって、
前記入力画像データの領域毎に、乱数データの加算処理を行うか否かを指示する指示信号を入力する指示入力手段と、
前記入力画像データに対して画像輪郭の平滑化を行なって出力する平滑化手段と、
前記平滑化手段からの出力画像データを入力し、前記指示信号によって加算処理が指示されている領域について、乱数データを加算して出力する加算手段と、
前記入力画像データに対して、前記平滑化手段において平滑化が施された領域については、前記加算手段において乱数データが加算されないように制御する加算制御手段と、
前記加算手段からの出力画像データに基づいて画像を形成する画像形成手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記加算手段は、前記入力画像データの階調に応じて、加算する乱数データの最大値を制御す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】
前記加算手段は、前記入力画像データに加算する乱数の位置を、主走査１ライン毎に、主走査方向に１画素ずつずらすことを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記平滑化手段は、前記入力画像データの画素配置パターンに応じて平滑化を行うことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記画像形成手段は、画像データに対するパルス幅変調を行う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】
乱数データに基づいて入力画像データの画像処理を行い画像を形成する画像処理装置の制御方法であって、
前記入力画像データの領域毎に、乱数データの加算処理を行うか否かを指示する指示入力工程と、
前記入力画像データに対して画像輪郭の平滑化を行なう平滑化工程と、
前記平滑化された画像データに対して、前記指示入力工程において加算処理が指示されている領域について、乱数データを加算する加算工程と、
前記入力画像データに対して、前記平滑化工程において平滑化が施された領域については、前記加算工程において乱数データが加算されないように制御する加算制御工程と、
前記乱数データが加算された画像データに基づいて画像を形成する画像形成工程と、
を有することを特徴とする画像処理装置の制御方法。
【請求項７】
画像形成装置に乱数データに基づいて入力画像データの画像処理を行い画像を形成させるための制御プログラムを記録した記録媒体であって、前記制御プログラムは前記画像形成装置に、
前記入力画像データの領域毎に、乱数データの加算処理を行うか否かを指示する指示入力工程と、
前記入力画像データに対して画像輪郭の平滑化を行なう平滑化工程と、
前記平滑化された画像データに対して、前記指示入力工程において加算処理が指示されている領域について、乱数データを加算する加算工程と、
前記入力画像データに対して、前記平滑化工程において平滑化が施された領域については、前記加算工程において乱数データが加算されないように制御する加算制御工程と、
前記乱数データが加算された画像データに基づいて画像を形成する画像形成工程と、
を実行させることを特徴とする記録媒体。
【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及びその方法に関し、特に、高画質画像の形成を実現する画像処理装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な画像形成装置においては、文字／細線に対する解像度は４００ｄｐｉであり、即ち１ドットが６３．５μｍ単位で印刷される。このような画像形成装置に関し、より高品位な画像形成を行うために、文字の部分については倍の８００ｄｐｉとして解像度を高めた出力を行う技術が提案されている。また、更に輪郭付近の画素濃度を補正することで、文字／細線部の輪郭をよりスムーズにし、さらなる高画質化を実現するスムージング技術が知られている。
【０００３】
一方、画像形成装置において多階調を有するグラデーション画像を形成する場合、特に形成画像において所定の階調のみが欠落する、所謂階調とびの発生が問題となる。これを回避するため、乱数を用いることにより、形成画像の階調表現を疑似的に滑らかにする技術が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の画像形成装置においては、１つの画像内に解像度を重視する文字／細線部と、階調性を重視するグラデーション画像とが混在していた場合、そのいずれにも最適な画像処理を施すことは困難であった。
【０００５】
例えば、上述したスムージング処理を特にフルカラー画像について施す場合、入力データは多値であるものの、スムージングによって補間される画素は、その濃度が輪郭部と均一であることが望ましい。しかしながら、文字及びグラデーションの混在するフルカラー画像に対して上記乱数を用いた擬似階調処理を施した場合、画像データに対してランダムにデータが付加されるため、文字輪郭部における濃度の均一性が保たれなくなってしまう。
【０００６】
本発明は上述した問題を解決するためになされたものであり、文字／細線部とグラデーション部とが混在した画像に対して、そのいずれにも適した画像処理を施すことを可能とする画像処理装置及びその方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための一手段として、本発明の画像形成装置は以下の構成を備える。
【０００８】
即ち、乱数データに基づいて入力画像データの画像処理を行い画像を形成する画像処理装置において、前記入力画像データの領域毎に、乱数データの加算処理を行うか否かを指示する指示信号を入力する指示入力手段と、前記入力画像データに対して画像輪郭の平滑化を行なって出力する平滑化手段と、前記平滑化手段からの出力画像データを入力し、前記指示信号によって加算処理が指示されている領域について、乱数データを加算して出力する加算手段と、前記入力画像データに対して、前記平滑化手段において平滑化が施された領域については、前記加算手段において乱数データが加算されないように制御する加算制御手段と、前記加算手段からの出力画像データに基づいて画像を形成する画像形成手段と、を有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
＜第１実施形態＞
●装置構成概要
図１に、本実施形態における画像形成装置の側断面図を示す。同図において、２０１はイメージスキャナ部であり、原稿を読み取り、デジタル信号処理を行う部分である。また、２００はプリンタ部であり、イメージスキャナ２０１に読み取られた原稿画像に対応した画像を用紙にフルカラーでプリント出力する部分である。
【００１１】
イメージスキャナ部２０１において、２０２は原稿圧板であり、原稿台ガラス（以下プラテン）２０３上の原稿２０４が、ハロゲンランプ２０５の光で照射される。原稿２０４からの反射光はミラー２０６，２０７に導かれ、レンズ２０８により３ラインセンサ（以下ＣＣＤ）２１０上に像を結ぶ。レンズ２０８には赤外カットフィルタ２３１が設けられている。
【００１２】
ＣＣＤ２１０は原稿からの光情報を色分解して、フルカラー情報としてレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）成分を読み取り、信号処理部２０９に送る。
【００１３】
ＣＣＤ２１０の各色成分読み取りセンサ列は各々５０００画素の画素から構成されている。これにより原稿台ガラス２０３に載置される原稿中で最大サイズであるＡ３サイズの原稿の短手方向２９７ｍｍを４００ｄｐｉの解像度で読み取る。
【００１４】
なお、２０５，２０６は速度ｖで、２０７は１／２ｖでラインセンサの電気的走査方向（以下、主走査方向）に対して垂直方向（以下、副走査方向）に機械的に動くことにより、原稿全面を走査する。
【００１５】
２１１は標準白色板であり、センサ２１０−１〜２１０−３のＲ，Ｇ，Ｂセンサの読み取りデータの補正データを発生する。この標準白色板は可視光でほぼ均一の反射特性を示し、可視では白色の色を有している。この標準白色板２１１を用いて、センサ２１０−１〜２１０−３の出力データの補正を行う。
【００１６】
画像信号処理部２０９では読み取られた信号を電気的に処理し、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（ＢＫ）の各成分に分解し、プリンタ部２０２に送る。また、イメージスキャナ部２０１における一回の原稿走査（スキャン）につき、Ｍ，Ｃ，Ｙ，ＢＫの内、一つの成分がプリンタ２００に送られ、計４回の原稿走査により一回のプリントアウトが完成する。
【００１７】
イメージスキャナ部２０１より送られてくるＭ，Ｃ，Ｙ，ＢＫの画像信号は、レーザドライバ２１２に送られる。レーザドライバ２１２は画信号に応じ、半導体レーザ２１３を変調駆動する。レーザ光はポリゴンミラー２１４、ｆ−θレンズ２１５、ミラー２１６を介し、感光ドラム２１７上を走査する。
【００１８】
２１９〜２２２は現像器であり、マゼンタ現像器２１９、シアン現像器２２０、イエロー現像器２２１、ブラック現像器２２２より構成され、４つの現像器が交互に感光ドラム２１７に接し、感光ドラム２１７上に形成されたＭ，Ｃ，Ｙ，ＢＫの静電潜像を対応するトナーで現像する。
【００１９】
２２３は転写ドラムであり、用紙カセット２２４または２２５より給紙された用紙を巻き付け、感光ドラム２１７上に現像されたトナー像を用紙に転写する。
【００２０】
このようにしてＭ，Ｃ，Ｙ，ＢＫの４色が順次転送された後に、用紙は定着ユニット２２７を通過して排紙される。
【００２１】
以上が、本実施形態の画像形成装置における動作の概要である。
【００２２】
●イメージスキャナ部構成
次に、イメージスキャナ部２０１について、詳細に説明する。
【００２３】
図２（Ａ）に、本実施形態で用いるＣＣＤ２１０の構成を示す。２１０−１は赤色光（Ｒ）を読み取るための受光素子列であり、２１０−２，２１０−３は順にＧ，Ｂ波長成分を読み取るための受光素子列である。２１０−１〜２１０−３までのＲ，Ｇ，Ｂの各センサは、主走査方向、副走査方向に１０μｍの開口をもつ。
【００２４】
この３本の異なる光学特性を持つ受光素子列は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各センサが原稿の同一ラインを読み取るべく互いに平行に配置されるように、同一のシリコンチップ上にモノリシックに構成されている。このような構成のＣＣＤを用いることで、各色分解読み取りでのレンズ等の光学系を共通にすることができる。従って、Ｒ，Ｇ，Ｂの色毎の光学調整を簡潔にすることが可能となる。
【００２５】
図２（Ａ）の点線Ａ−Ａ’による断面図を、図２（Ｃ）示す。シリコン基板２１０−５上に、Ｒ読み取り用のフォトセンサ２１０−１と、Ｇ，Ｂ各々の可視情報を読み取るフォトセンサ２１０−２，２１０−３が配置されている。
【００２６】
Ｒのフォトセンサ２１０−１上には可視光の内、レッドの波長成分を透過するＲフィルタ２１０−７が配置される。同様に、Ｇのフォトセンサ２１０−２上にはＧフィルタ２１０−８が、Ｂのフォトセンサ２１０−３上にはＢフィルタ２１０−９が配置されている。２１０−６は透明有機膜で構成された平坦化層である。
【００２７】
図２（Ｂ）に、受光素子の拡大図を示す。各センサは主走査方向に一画素当たり１０μｍの長さをもつ。各センサはＡ３原稿の短手方向（２９７ｍｍ）を４００ｄｐｉの解像度で読み取ることが出来るように、主走査方向に５０００画素ある。また、Ｒ，Ｇ，Ｂの各センサのライン間距離は８０μｍであり、４００ｌｐｉの副走査解像度に対して各８ラインずつ離れている。
【００２８】
●プリンタ部における濃度再現方法
次に、プリンタ部２００における濃度再現方法について、詳細に説明する。
【００２９】
本実施形態では、プリンタ部２００における濃度再現のために、周知のＰＷＭ方式により、レーザ２１３の点灯時間を画像濃度信号に応じて制御する。これにより、レーザ２１３の点灯時間に応じた電位の静電潜像が感光ドラム２１７上に形成される。そして、現像器２１９〜２２２で静電潜像の電位に応じた量のトナーで潜像を現像することにより、濃度再現が行われる。
【００３０】
図３に、プリンタ部２００における濃度再現の制御動作を示す。同図において、１０２０１はプリンタ画素クロックであり、４００ｄｐｉの解像度に相当する。このクロックは、レーザドライバ２１２にて生成られる。
【００３１】
このプリンタ画素クロック１０２０１に同期して、４００線の三角波１０２０２が作られる。この４００線の三角波１０２０２の周期は画素クロック１０２０１の周期と同じである。
【００３２】
４００ｄｐｉの解像度で２５６階調（８ビット）のＭ，Ｃ，Ｙ，ＢＫの画像データ、及び４００線／８００線切り換え信号は、クロック信号に同期して画像処理部２０９より伝送されてくるが、レーザドライバ２１２で図示しないＦＩＦＯメモリにより、プリンタ画素クロック１０２０１に同期合わせされる。
【００３３】
８ビットのデジタル画像データは、Ｄ／Ａ変換器によりアナログ画像信号１０２０３に変換される。そして、前述の４００線三角波１０２０２とアナログ的に比較され、４００線のＰＷＭ出力１０２０４が作られる。デジタル画素データは００ＨからＦＦＨまで変化し、４００線ＰＷＭ出力１０２０４はこの値に応じたパルス幅となる。また、４００線ＰＷＭ出力の一周期は感光ドラム２１７上では６３．５μｍになる。
【００３４】
レーザドライバ２１２では４００線の三角波の他に、プリンタ画素クロック１０２０１に同期して倍の周期の８００線の三角波１０２０５も作られる。そして、この８００線の三角波１０２０５と４００ｄｐｉのアナログ画像信号１０２０３とを比較することにより、８００線のＰＷＭ出力信号１０２０６を生成する。８００線のＰＷＭ出力信号１０２０６は、図示されるように４００線の場合の半分である、３１．７５μｍの周期で感光ドラム２１７上に潜像を形成する。
【００３５】
８００線での濃度再現と４００線での濃度再現では、４００線の方が濃度再現のための最小単位が６３．５μｍと８００線の倍であるため、階調再現性が良い。しかしながら解像度の点では、３１．７５μｍ単位で濃度を再現する８００線の方が、高解像な画像記録に適している。
【００３６】
このように、４００線のＰＷＭ記録は階調再現に適し、８００線のＰＷＭ記録は解像度の点で優れているため、本実施形態の画像形成装置は、画像の性質によって４００線のＰＷＭと８００線のＰＷＭの切り換えを行う。このための信号が４００線／８００線切り換え信号（以降、単に「４００／８００信号」と称する）であり、画像処理部２０９から、４００ｄｐｉの画像信号に同期して画素単位にレーザドライバ２１２に入力される。即ち、４００／８００信号がＬレベルの場合には８００線のＰＷＭ出力が選択され、Ｈレベルの場合には４００線のＰＷＭ出力が選択される。
【００３７】
●画像処理部詳細
以下、本実施形態における画像処理部２０９における動作について詳細に説明するが、まず、図４を参照して画像処理部２０９の構成を説明する。外部機器１０１より出力されるＹＭＣＫのフルカラー画像信号は、パターンマッチング部１０２において、２値化されるとともにパターンマッチングが行われる。そして４００／８００信号が、パターンマッチングされた場合に“０”、されなかった場合に“１”で出力される。
【００３８】
そして、スムージング処理部１０３において、階段状のギザギザパターンの段差を補間して倍の解像度に変換することでスムージング（ＳＳＴ処理）を行う。尚、補間されるデータは、周りの画素の濃度データに応じて決定される。
【００３９】
そして乱数加算部１０４において、本実施形態の特徴である乱数加算、即ち、画像データに対して乱数データが加算される。
【００４０】
そしてＰＷＭ制御部１０５において、４００／８００信号に応じて、解像度を切り替える。本実施形態では、４００／８００信号が０であれば８００線、１であれば４００線とする。
【００４１】
●パターンマッチング部
以下、パターンマッチング部１０２について説明する。図５は、その詳細構成を示すブロック図である。コントローラからプリンタに対して４００ｄｐｉの画像信号が画像ＣＬＫに同期して送信されてくると、画像ドットデータは逐次ラインメモリ１〜９に記憶されると同時に、各ラインメモリの出力を入力とするシフトレジスタ群１３０２に、各ライン（主走査）１１ドット×ライン数（副走査）９ドットのドットマトリックス情報を納める。シフトレジスタ分１３０２に格納された各ドットデータは判定回路１３０１に入力され、ドットマトリックス情報の特徴が検出される。
【００４２】
図６は、主走査１１ドット×副走査９ドットのマトリックス領域からマトリックス領域の全領域にわたってドットパターンの特徴を抽出して、スムージング化を行うべきドットパターンであるか否かを調べるための、各参照領域を説明する図である。以下、同図について説明する。
【００４３】
図６（ａ）は、主走査１１ドット×副走査９ドットの参照領域を示す図であり、主走査方向に対して、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ、走査方向に対して１，２，３，４，５，６，７，８，９と符号が付されている。例えば、中心画素は５ｆで表される。ここで中心画素は、スムージングのための変更対象画素である。
【００４４】
図６（ｂ）は、図６（ａ）の参照領域をＸ１〜Ｘ８、Ｙ１〜Ｙ８、５ｆの１７個の領域に分割したものである。ここでＸ１は、画素３ｄ，３ｅ，３ｆ，４ｄ，４ｅ，４ｆを含む領域、Ｘ２は画素３ｆ，３ｇ，３ｈ，４ｆ，４ｇ，４ｈを含む領域、Ｘ３は画素６ｄ，６ｅ，６ｆ，７ｄ，７ｅ，７ｆを含む領域である。以下、図６（ｂ）に示した通りである。
【００４５】
この様に、上記参照領域は、６ドットから成る８個の領域（Ｘ１〜Ｘ８）と、９ドットから成る６個の領域（Ｙ１，Ｙ３，Ｙ４，Ｙ５，Ｙ７，Ｙ８）と、１０ドットから成る２個の領域（Ｙ２，Ｙ６）と、中心画素５ｆ、に分割することができる。ここで、各領域の特徴をＸｎ，Ｙｎとして表すことにする。各領域内のドットが全ドット同じ場合、各領域の特徴を“０”とする。又、各領域のドットが全ドット同じでない場合に、各領域の特徴を“１”とする。この様にして、各領域の特徴としてＸ１〜Ｘ８、Ｙ１〜Ｙ８が得られる。こうして得られたパターンマッチングの結果がスムージング処理部１０３に送られる。
【００４６】
スムージング処理部１０３では、Ｘ１〜Ｘ８及びＹ１〜Ｙ８及びｆ５の値が、あらかじめ決められたパターンと一致すれば、そのパターン及び注目画素とその周辺の画素の値に応じて、補間する画素の濃度を決定し、その濃度の画素を補間する。
【００４７】
例えば、Ｙ３，Ｙ７，Ｘ１，Ｘ４、Ｘ５，Ｘ８の値が０であり、その他が１である場合を考える。この場合、右上から左下に向かう対角線上に、異なる色の画素を含む領域があり、その他の各領域では、それらの中に含まれる画素は同じ値を有している。従って、注目画素を対角線上において右上から左下にかけて、画像の輪郭線が存在すると推定できる。この場合には、この斜め方向の輪郭線をスムージングすることが望ましいので、４００／８００信号として「８００線」を示す０が選択され、注目画素とその周辺画素の値に応じてスムージングが行われる。このように、パターンマッチングにより、注目画素付近に斜め方向の画像輪郭が存在することが判定され、存在すればスムージングが行われる。
【００４８】
●スムージング処理部
次に、スムージング処理部１０３におけるスムージング処理（ＳＳＴ処理）について説明する。
【００４９】
図７は外部装置１０１から出力された画像データの例である。これに対して、スムージング処理部１０３においてスムージングが施された結果を図８に示す。このように、画像全体の横方向の解像度が倍にされ、スムージングされない縦線成分や横線成分については、補間される画素は、隣接する画素の濃度同士を滑らかにつなげるような濃度が与えられる。
【００５０】
本実施形態のスムージングは、上述したパターンマッチング結果に基づいて行われる。以下、その詳細について説明する。
【００５１】
図９は、ラスタライズされた濃度データ２５５の１画素幅のラインに対するスムージング例を示す。このように、入力パターンに応じてデータ補間画素を多値データとして置き換える。図９の例では、４００ｄｐｉの画像１１の主走査方向について、１画素毎に主走査方向に隣接する画素値が補間される。その後、パターン及び注目画素とその周辺画素の値に応じて各画素の濃度が補正され、スムージングされる。ここでは、注目画素の上，左，左下の３画素の濃度が２５５で、下，右，右上の３画素の濃度が０であれば、注目画素には１８０が、その上の画素には８０が濃度値として与えられる。また、下，右，右上の３画素の濃度が２５５で、上，左，左下の３画素の濃度が０であると、注目画素には１８０が、その下の画素には８０が濃度値として与えられる。即ちスムージングは、主走査方向について１画素毎に画素を補間すると共に、階段状の画素の濃度が、なだらかに変化するように、画素の濃度を変更することで行われる。
【００５２】
●乱数加算部
次に、乱数加算部１０４における乱数加算処理について、詳細に説明する。
【００５３】
図１０は、乱数加算部１０４の詳細構成を示すブロック図である。同図において、２１０は乱数発生部であり、画像データに加算する乱数信号を生成する。２２０は乱数最大値算出部であり、乱数信号の最大値を算出する。２３０は乱数加算量算出部であり、画像の階調に従って加算する乱数の最大値を調整するために、階調に応じた乱数加算量を算出する。２４０は乱数加算量選択部であり、入力画像データの階調に応じて、乱数加算量算出部２３０により各区間毎に求めた乱数データの中で、現在の処理対象である画像データの階調に相当する区間の乱数データを選択し、出力する。２５０は乱数加算部であり、入力画像データに対して乱数データを加算する。
【００５４】
２６０はセレクタであり、乱数加算処理を行った画像データと入力画像データのいずれかを選択して出力する。２７０はレジスタ部であり、レジスタ群によって構成され、乱数加算部１０４における各ブロックの設定値が不図示のＣＰＵを介してレジスタ値として設定される。２８０は操作部であり、該操作部２８０からのユーザ指示に基づいてセレクタ２６０を制御することで、本実施形態における乱数加算の制御が行われる。
【００５５】
以下、乱数加算部１０４の各構成について詳細に説明する。
【００５６】
図１１に、乱数発生部２１０の詳細ブロック構成を示す。乱数発生部２１０は、シフトレジスタ群２１１及びＥＸＯＲゲート２１２によって構成されている。シフトレジスタ群２１１は、電源の投入時にリセットされる。２１３はセレクタであり、シフトレジスタ群２１１のロード信号を切り換える。セレクタ２１３は、レジスタ部２７０によって設定されたセレクト信号に基づき、その入力を端子Ａもしくは端子Ｂのいずれかに切り換える。端子Ａが選択された場合、シフトレジスタ群２１１へのロードを、色毎に、１ライン目の画像先端信号が到来するタイミングで行う。端子Ｂが選択された場合、レジスタ部２７０によって設定されたロード信号に従って、シフトレジスタ群２１１へのロードを行う。
【００５７】
シフトレジスタ群２１１は、ロード信号がアクティブとなると、ロード入力端子Ｌに入力されるロード入力信号を読み込む。ロード入力信号はレジスタ部２７０によって設定され、シフトレジスタ群２１１は、ロードした信号を画像クロック信号に同期してシフトする動作を繰り返す。シフトレジスタ群２１１の出力は、後段のＥＸＯＲゲート２１２によりＥＸＯＲ演算されることにより、乱数信号として出力される。
【００５８】
図１２に、乱数最大値算出部２２０の詳細ブロック構成を示す。乱数最大値算出部２２０は、主に乗算器２２１によって構成されている。乱数最大値算出部２２０は、乱数発生部２１０からの乱数信号が入力されると乱数最大値信号と乗じることにより、乱数信号の示す値が乱数発生部２１０において発生しうる乱数の最大値となるように調整して出力する。尚、乱数最大値信号の値はレジスタ部２７０によって設定される。
【００５９】
図１３に、乱数加算量算出部２３０の詳細ブロック構成を示す。ここでは、画像データに加算する乱数の最大値を、図１４に示すように階調毎（区間Ａ，Ｂ，Ｃ）に変更する。従って乱数加算量算出部２３０では、全階調を図１４に示すように複数区間に分割し、各区間毎にそれぞれ乱数の最大値を算出し、それに見合った乱数データを出力する。
【００６０】
乱数加算量算出部２３０は、主に各階調区間分の乗算器２３１，２３２，２３３より構成される。乱数加算量算出部２３０には、乱数最大値算出部２２０から入力される乱数信号と、乱数の加算対象となる画像データ、及び、乱数の最大値が切り換わる階調の変化点を示す階調閾値信号が入力される。即ち各乗算器２３１〜２３３は階調閾値信号によって設定された各区間にそれぞれ対応し、該区間毎に、乱数信号と画像信号との乗算を行い、それぞれ該乗算値が最大となる乱数信号を出力する。尚、階調閾値信号の閾値データは、レジスタ部２７０によって設定される。尚、階調区分数に応じて、乗算器の数を変更することはもちろん可能である。
【００６１】
図１５に、乱数加算量選択部２４０の詳細ブロック構成を示す。乱数加算量選択部２４０は、主に比較器２４１とセレクタ２４２により構成される。比較器２４１において、入力される画像信号の階調と、階調閾値信号（乱数加算量算出部２３０において参照した信号と同様）の示す階調とを比較し、入力される画像信号がどの区間の階調に相当するかを示す区間選択信号を、セレクタ２４２に供給する。セレクタ２４２には、各階調区間毎に加算乱数信号が前段の乱数加算量算出部２３０から入力され、区間選択信号に応じてセレクタを切り換え、相当する区間の乱数信号を選択し出力する。
【００６２】
図１６に、乱数加算部２５０の詳細ブロック構成を示す。乱数加算部２５０は、主にフリップフロップ群２５１、セレクタ２５２、加算器２５３、加算タイミング生成部２５４、及び加算結果制御部２５５により構成される。ここでは図１７に示す様に、画像に加算する乱数の位置をずらすために、主走査１ライン毎に、乱数位置を主走査方向に１画素ずつずらす。そして更に、乱数の加算分を相殺するために、加算した乱数位置の主走査方向２画素後に位置する画素に対して、２画素前の乱数とは極性（符号）の異なる値を加算するように制御する。例えば、乱数を加算した画素の主走査方向２画素後の位置では、入力画像データに対して乱数データを減算するように制御する。
【００６３】
乱数加算部２５０内のセレクタ２５２の入力端子Ａには、乱数信号及びレジスタ２７０からの極性信号が入力され、入力端子Ｂには、該極性信号の反転信号（以降、反転極性信号と称する）と、フリップフロップ群２５１で遅延された２画素手前の乱数信号及び反転極性信号が入力されている。
【００６４】
加算タイミング生成部２５４は、画像クロック信号と主走査同期信号を入力し、画像信号に乱数を加算するタイミングを制御するためのセレクトＡ信号及びセレクトＢ信号を生成する。ここで、図１８に、セレクトＡ信号及びセレクトＢ信号の発生タイミングを示す。同図によれば、セレクトＡ信号及びセレクトＢ信号は、それぞれ４画素周期でアクティブとなり、セレクトＡ信号とセレクトＢ信号の位相関係は、２画素の位相差を有する。又、セレクトＡ信号とセレクトＢ信号の発生位相は、１ライン毎に主走査方向に１画素ずつ、交互にずれるように制御されている。
【００６５】
加算タイミング生成部２５４により生成されるセレクトＡ信号及びセレクトＢ信号は、セレクタ２５２に切り換え信号として入力され、セレクタ２５２は、セレクトＡ信号がアクティブ時には端子Ａに入力されている乱数信号及び極性信号を出力し、セレクトＢ信号がアクティブ時には端子Ｂに入力されている主走査方向２画素手前の乱数信号及び反転極性信号を出力する。
【００６６】
セレクタ２５２により選択出力された乱数信号及び極性信号は、入力画像信号と共に、後段の加算器２５３に入力される。加算器２５３では、入力画像に対する乱数の加減算処理を行う。尚、加減算の制御は入力される極性信号に従って行われ、即ち、極性信号が“Ｌ”であれば加算し、“Ｈ”であれば減算するように制御される。
【００６７】
加減算処理後の画像信号は、加算結果制御部２５５において、オーバーフロー及びアンダーフロー制御が施される。具体的には、加算結果が画像信号の論理最大値（８ビット時であれば２５５）を超えた場合は、該加算後の画像信号の値を該最大値に設定し、又は減算結果が負となった場合には画像信号の値をゼロに設定する。これにより、画像信号に対する乱数加算が終了し、乱数加算画像信号として後段のセレクタ２６０に供給される。
【００６８】
図１９に、セレクタ２６０の詳細ブロック構成を示す。セレクタ２６０は、乱数加算処理を行った画像信号と入力画像信号のいずれか一方を選択して出力する。セレクタ２６０の切り換え端子には、操作部２８０から供給される乱数加算制御信号が入力され、これが“Ｌ”であれば入力画像信号（端子Ａ）がそのまま、乱数加算部１０４のスルー画像信号、即ち乱数加算処理を行っていない画像信号として出力され、“Ｈ”であれば乱数加算処理を行った画像信号（端子Ｂ）が出力される。
【００６９】
尚、乱数加算制御信号は操作部２８０におけるユーザ指示に基づくが、例えば操作部２８０において、ユーザが処理対象の画像内で階調性を重視すべき領域を指示し、乱数加算制御信号を、該階調重視領域に相当する画像信号に対しては乱数加算を行う旨を示す状態（“Ｈ”レベル）にセットし、それ以外の領域に相当する画像信号に対しては乱数加算を行わない旨を示す状態（“Ｌ”レベル）にセットすれば良い。又は逆に、操作部２８０においてユーザが解像度を重視すべき領域を指示しても良い。
【００７０】
また、乱数加算制御信号が操作部２８０からのユーザ指示に基づくとして説明したが、例えば外部機器１０１からコマンドとして送信することも可能である。
【００７１】
以上説明したように本実施形態によれば、ホストコンピュータからコントローラを介して送られてくる画像データに対し、適切な乱数データを付加することができ、更に、乱数データを付加するか否かを、操作部からの指示によって制御することができる。
【００７２】
従って、ユーザが操作部より必要に応じて、例えば細線及びグラデーションの混在画像に対して細線部のみを、乱数付加領域として指示することができる。これにより、例えばグラデーション状のＣＧを含む画像を出力する際に、その階調飛びの発生を抑制した高品位な画像形成が可能となる。
【００７３】
＜第２実施形態＞
以下、本発明に係る第２実施形態について説明する。尚、第２実施形態が適用される画像形成装置の構成及び動作は、上述した第１実施形態において図１乃至図３で示したものと同様であるため、説明を省略する。
【００７４】
上述した第１実施形態においては、乱数加算部１０４における乱数の加算を操作部２８０からの制御に基づいて行うため、スムージング処理部１０３においてスムージングが施された画像信号に対しても、乱数が加算されうる構成となっている。
【００７５】
一般に、カラー複写機やカラープリンタ等の画像形成装置において、高解像度の線数による出力を行う場合、その出力特性である階調リニアリティを保証することはかなり困難である。従って、第１実施形態で示したようにスムージング後の領域に対して乱数を付加したとしても、図１４に示される程度の乱数の付加量であれば、該スムージング結果には殆ど影響がない。
【００７６】
但し、将来において画像形成装置の性能が向上し、階調リニアリティが保証されるようになった場合、あるいは乱数の付加量によっては、スムージング後の領域に対して乱数を付加することにより、スムージング効果が得られない、もしくは画質に対して何らかの悪影響を及ぼす可能性がある。
【００７７】
従って第２実施形態においては以上の問題に鑑み、特にスムージングが施された領域については、乱数を付加しないように制御することを特徴とする。
【００７８】
第２実施形態における画像処理部２０９の詳細構成を、図２０に示す。同図によれば、セレクタ２１０６によって、乱数加算を行う前後の画像信号のいずれかを選択し、ＰＷＭ制御部２１０５に出力する。セレクタ２１０６を切り替える選択信号２１０７は、コンピュータ等の外部機器１１０１において印刷のためにプリンタドライバを起動した際に表示される画面（ＰＰＤ画面）や、画像形成装置の操作部によって、ユーザが任意に指示することができる。
【００７９】
尚、第２実施形態は図２０に示す構成に限定されるものではなく、スムージング後の領域に対する乱数付加を回避できる構成であれば良い。例えば、スムージング処理が施された領域については無条件に、乱数付加の対象外に設定するような構成も有効である。
【００８０】
以上説明したように第２実施形態によれば、スムージング処理が施された領域に対して乱数が付加されることがないため、スムージング後のエッジ部の先鋭性を保ちつつ、他のグラデーション部分の階調性を高品位に再現することができる。
【００８１】
【他の実施形態】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００８２】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはCPUやMPU）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００８３】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、文字／細線部とグラデーション部とが混在した画像に対して、そのいずれにも適した画像処理を施すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態におけるカラー複写機の側断面図である。
【図２】カラーＣＣＤの構成を示す図である。
【図３】ＰＷＭ信号の生成される様子を示す図である。
【図４】本実施形態における画像処理部の詳細構成を示すブロック図である。
【図５】パターンマッチング部の詳細構成を示すブロック図である。
【図６】パターンマッチング部の詳細構成を示すブロック図である。
【図７】スムージング前の画像例を示す図である。
【図８】スムージング後の画像例を示す図である。
【図９】スムージング前後の画素の一例を示す図である。
【図１０】乱数加算部の詳細構成を示すブロック図である。
【図１１】乱数発生部の詳細構成を示すブロック図である。
【図１２】乱数最大値算出部の詳細構成を示すブロック図である。
【図１３】乱数加算量算出部の詳細構成を示すブロック図である。
【図１４】画像の階調と乱数最大値との関係を示す図である。
【図１５】乱数加算量選択部の詳細構成を示すブロック図である。
【図１６】乱数加算部の詳細構成を示すブロック図である。
【図１７】画像に加算する乱数位置の一例を示す図である。
【図１８】乱数加算タイミングを制御するセレクト信号の発生タイミングを示す図である。
【図１９】乱数加算部後段のセレクタの構成を示すブロック図である。
【図２０】画像処理部の他の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０２  パターンマッチング部
１０３  スムージング処理部
１０４  乱数加算部
１０５  ＰＷＭ制御部
２１０  乱数発生部
２２０  乱数最大値算出部
２３０  乱数加算量算出部
２４０  乱数加算量選択部
２５０  乱数加算部
２６０  セレクタ
２７０  レジスタ部
２８０  操作部
【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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