(57)【要約】【課題】  メモリアクセスの遅さに起因する処理の遅延を効率的に防止する。【解決手段】  この画像処理装置は、画像データが入力される画像入力部２８と、その画像データに所定の画像処理を施す画像処理部１０と、画像処理部１０により所定の画像処理が施された画像データの表す画像を所定の形式で出力する出力部３２とを有する。画像処理部１０は、画像入力部２８から入力された画像データをブロック化し、各画像ブロックを、その画素の属性に基づいて少なくとも２つのグループに分類し、より低位の情報量を含むと判断されるグループの画像ブロックについては、各画素が有する情報を簡略化処理し、さらに可逆圧縮してから画像処理を行う。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像を表す画像データが入力される画像入力手段と、
前記画像データに含まれる各画素の属性を判別する判別手段と、
前記判別手段が判別した属性に基づいて、前記画像データに含まれる各画素について所定の画像処理を施す画像処理手段であって、前記画像データに含まれる各画素を前記判別手段により判別された属性に基づいて少なくとも２つのグループに分類し、低位の情報量を含むと判断されるグループの画素については、各画素が有する情報に簡略化処理を施し、さらに、可逆圧縮した後に前記所定の画像処理を施す画像処理手段と、
前記画像処理手段により画像処理が施された画像データを出力する出力手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記簡略化処理は、各画素情報のビットのうち下位のいくつかのビットを固定値に変換する工程を含む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】
前記簡略化処理は、低位の情報量を含むと判断されるグループの画像ブロックについて等色化を行う工程を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記画像処理手段は、入力画像を表す画像データに先立って前記画像入力手段へ入力された画像データを基に前記固定値に変換するビット数を決定することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
コンピュータ装置に、
入力された画像データに含まれる各画素の属性を判別する第１のステップと、
前記第１のステップにより判別された属性に基づいて、前記画像データに含まれる各画素に所定の画像処理を施す第２のステップであって、前記画像データに含まれる各画素を前記第１のステップにて判別された属性に基づいて少なくとも２つのグループに分類し、低位の情報量を含むと判断されるグループの画素については、各画素が有する情報に簡略化処理を施し、さらに、可逆圧縮した後に前記所定の画像処理を施す第２のステップと、
前記第２のステップにて前記所定の画像処理が施された画像データを出力する第３のステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプリンタ、コピー機等、画像データを所定の形式で出力するために処理を行なう画像処理部に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来のカラー複写機等の画像処理装置の要部を示すもので、スキャナで読み取った画像データを最終的にＹＭＣＫなどに色分解して各色毎の画像信号を形成する画像処理部１０と、帯電器１２によって帯電可能なドラム状の感光体１４と、この感光体１４の表面にレーザービームを照射して画像信号に対応した静電潜像を形成する露光手段１６と、この潜像を各色毎に現像する現像手段１８と、現像された各色の画像を合成するために転写ベルト２０に１次転写する１次転写部（合成手段）２１と、合成後の画像を用紙に２次転写する２次転写部２２と、これらを制御する制御手段２４とを備えている。なお、上記画像データは、例えばコピー機の場合はスキャナで画像を読み取ることによって得られ、プリンタの場合は、所定の形式の電子データとしてコンピュータ等から入力される。
【０００３】
このようなカラー画像処理装置においては、各色毎の処理を行う場合に、その都度原稿を読み直して画像データを取り込むものと、一度の原稿読み込みで各色分の情報を読み取り、それをメモリに記憶して使用する形式のものが有る。前者は、読み込みを繰り返すために処理に多大な時間が掛かる。一方、後者では、メモリが膨大なものになるとともに、データの記憶（書き込み）と読み取りに多くの時間を要するので、結果として処理時間の短縮が難しい。これは、必要な記憶容量を軽減するために、データを圧縮して記憶し、処理時に解凍するということも一因である。
【０００４】
近年、マイクロプロセッサは、動作クロックの向上や、複数データに単一の処理を同時に行うＳＩＭＤ命令のサポートなどにより、演算の高速化が進んでいる。従って、これまで専用のハードウエアでのみ実現可能であった画像処理をマイクロプロセッサ上で実現可能なレベルに達しつつあり、これにより装置の低コスト化、小型化等が実現されると期待される。しかしながら、プロセッサの高クロック化に対してメモリの高速化が追いついていないため、上記のような動作の際にメモリアクセスの遅さが問題視される。また、画像処理部１０では、色変換やガンマ補正など、メモリアクセスが頻繁に発生する処理が行われるが、上記の理由で高速化が難しいため、マイクロプロセッサを用いた画像処理装置のさらなる進展に際して解決すべき課題となっている。
【０００５】
これに対して、特許文献１では、読み取った画像とその画像に含まれる各画素の特徴を示すフラグデータを圧縮して格納し、画像処理を行う際に、画像データおよびフラグデータを解凍し、フラグデータに基づいて画像処理を行ってから印刷を行うことにより、圧縮による画質低下を抑えつつ画像メモリの容量削減を実現するようにしている。しかし、画像処理は解凍後の画像データに対して行うため、メモリアクセスの遅さに起因する画像処理時間を短縮することは出来ない。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２１１３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、メモリアクセスの遅さに起因する処理の遅延を効率的に防止し、画像処理をマイクロプロセッサを用いて行う技術の実用化による装置の低コスト化、小型化等の実現を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、入力画像を表す画像データが入力される画像入力手段と、前記画像データに含まれる各画素の属性を判別する判別手段と、前記判別手段が判別した属性に基づいて、前記画像データに含まれる各画素について所定の画像処理を施す画像処理手段であって、前記画像データに含まれる各画素を前記判別手段により判別された属性に基づいて少なくとも２つのグループに分類し、低位の情報量を含むと判断されるグループの画素については、各画素が有する情報に簡略化処理を施し、さらに、可逆圧縮した後に前記所定の画像処理を施す画像処理手段と、前記画像処理手段により画像処理が施された画像データを出力する出力手段と、を有することを特徴とする画像処理装置、を提供する。
【０００９】
このような画像処理装置によれば、より低位の情報量を含むと判断されるグループの画素については、各画素が有する情報を簡略化処理し、さらに可逆圧縮を施した後に上記所定の画像処理が施される。従って、情報を記憶する記憶装置の容量が小さくて済み、また、画像処理の際のアクセスが速くなるので、処理時間が短縮される。
【００１０】
より好ましい態様においては、前記簡略化処理は、各画素情報のビットのうち下位のいくつかのビットを固定値に変換する工程を含むことを特徴とする。このような態様においては、各画素情報のビットのうち下位のいくつかのビットが固定値に変換されるので、近い値を持つデータが同じデータ値を持つようになり、可逆圧縮によって効率的な圧縮が可能となる。
【００１１】
また別の好ましい態様においては、前記簡略化処理は、グループの画素について等色化を行う工程を含むことを特徴とする。このような態様においては、グループの画素について等色化を行うことでデータ量が圧縮される。
【００１２】
また、別の好ましい態様においては、前記画像処理手段は、入力画像を表す画像データに先立って前記画像入力手段へ入力された画像データを基に前記固定値に変換するビット数を決定することを特徴とする。このような態様においては、入力画像を表す画像データに先立って画像入力手段へ入力された画像データを基に固定値に変換するビット数を決定するので、好適なビット数の決定が行われる。
【００１３】
また、前記目的を達成するため、本発明は、コンピュータ装置に、入力された画像データに含まれる各画素の属性を判別する第１のステップと、前記第１のステップにより判別された属性に基づいて、前記画像データに含まれる各画素に所定の画像処理を施す第２のステップであって、前記画像データに含まれる各画素を前記第１のステップにて判別された属性に基づいて少なくとも２つのグループに分類し、低位の情報量を含むと判断されるグループの画素については、各画素が有する情報に簡略化処理を施し、さらに、可逆圧縮した後に前記所定の画像処理を施す第２のステップと、前記第２のステップにて前記所定の画像処理が施された画像データを出力する第３のステップと、を実行させることを特徴とするプログラム、を提供する。
このようなプログラムを一般的なコンピュータ装置へインストールすることによって、そのコンピュータ装置に本発明に係る画像処理装置と同一の機能を付与することが可能になる。なお、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ装置読取り可能な記録媒体に上記プログラムを書き込んで提供するようにしても良いことは言うまでもない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、画質に影響を及ぼす属性の画素については影響を与えずに、画質に影響の少ない領域の画素データを簡略化処理し、さらに可逆圧縮してから画像処理を行うことにより、メモリアクセスを行う回数を減少させることが可能となり、高速に画像処理を行うことが可能となる。これにより、画像処理をマイクロプロセッサを用いて行う技術の実用化による装置の低コスト化、小型化等の実現を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
［構成］
図１は、本実施形態に係る画像処理装置の構成を示す図である。
この画像処理装置は、例えば、図７に示したカラー複写機等の画像処理装置であり、カラーあるいは白黒の、写真、線画、文字等が印刷されたか紙文書の画像（以下、「入力画像」）を読み取り、その入力画像に所定の画像処理（例えば、文字の輪郭などのエッジの強調）を施して得られる画像（以下、「出力画像」）を印刷用紙等の記録材に印刷して出力するものである。なお、本実施形態では、入力画像も出力画像も記録材を介して入出力される場合について説明するが、これに限られるものではなく、電子データ（入力画像や出力画像を表す画像データ）として、そのための入出力機器、インターネット、通信回線等を介して入出力されるようにしてもよい。
【００１６】
画像処理装置は、ユーザに操作されて指示を入力する操作部２６、紙文書の画像を読み取ってその画像を表す画像データを取得するイメージスキャナ等の画像入力部２８、操作部２６や画像入力部２８を介して入力されたデータを一時的に記憶する記憶部（ＲＡＭ）３０、および画像処理部１０によって所定の画像処理が施された画像データを受取りその画像データに対応する画像を記録材上に形成して出力するプリンタ（出力部）３２と、各種のデータテーブルやプログラムを記憶する主記憶部３４、およびこれらの各部の動作を制御し、データを授受し、その間にデータを加工する画像処理部１０を有する。なお、これらの各部は、ハードウエア部分とソフトウエア部分とを含んでおり、ソフトウエア部分については、機能をベースとして仮想的に構築したものである。
【００１７】
操作部２６には、キーボード、マウス等の入力部や、液晶ディスプレイ等の表示手段が設けられている。主記憶部３４は、図示しない電源から電力が供給されなくともデータを保持することが可能な不揮発性メモリであり、後述の動作を導くプログラ等を記憶している。
【００１８】
［動作］
電源から装置に電力が供給されると、画像処理部１０は、主記憶部３４からプログラムＰを読み出して実行し、これによって、画像処理装置の各部を制御することができる状態となる。以下、このプログラムＰにしたがって作動している画像処理部１０が実行する画像処理動作について、図２のフロー図及び図３の画像の例を参照しつつ説明する。
【００１９】
まず、紙文書が画像入力部２８にセットされ、操作部２６のスタートボタン（図示省略）が押下されると、その紙文書の画像が画像入力部２８によって読み取られ、その画像を表す画像データが記憶部３０に記憶される（ステップ１）。画像処理部１０は、この画像データを複数の例えば１ｍｍ角のブロックに区分し（ステップ２）、さらに前段色補正処理（本実施形態では、ＲＧＢ画像データを、明度（Ｌ）および彩度（ａ，ｂ）で画像を表すＬ＊ａ＊ｂ画像データに変換する処理）を行った後に、色補正後の画像データを基に画像の属性判定を行う（ステップ３）。なお、画像処理部１０は、属性判定結果によって、各ブロックをさらに細分化する場合が有る。本実施形態では、画像処理部１０は、画像ブロック（細分化ブロック）を情報量が異なる３つのグループに分類する。すなわち、高位の情報量を含む「写真」、中位の情報量を含む「文字」、低位の情報量を含む「下地」である。この属性判定の工程について、図４を参照して説明する。
【００２０】
図４の各枠内のグラフは、画像ブロック（細分化ブロック）の画像が含む画像素材（文字や写真、線画など）に応じた明度（Ｌ）のヒストグラムと彩度（ａ、ｂ）のヒストグラムのパターンを示しており、同図（ａ）は黒文字、（ｂ）は色文字、（ｃ）はカラー写真画像、（ｄ）は白黒写真画像、（ｅ）は下地である。これらの明度（Ｌ）のヒストグラムと彩度（ａ、ｂ）のヒストグラムの基準パターンは、例えば、主記憶部３４のルックアップテーブルＴに記憶されている。
【００２１】
各画像ブロック（細分化ブロック）は、その画像ブロック（細分化ブロック）が含んでいる画像素材に応じて異なるヒストグラム特性を示す。例えば、黒文字を含む画像ブロック（ａ）は、ハイライトと高濃度にピークのある明度ヒストグラム及び中央に１つピークがある彩度ヒストグラムとなる。また、色文字を含む画像ブロック（ｂ）は、ハイライトと高濃度にピークのある明度ヒストグラム及び中央と中央からずれた位置に２つピークがある彩度ヒストグラムとなる。カラー写真画像を含む画像ブロック（ｃ）は、なだらかでピークが不定な明度ヒストグラム及びなだらかでピークが不定な彩度ヒストグラムとなる。白黒写真画像を含む画像ブロック（ｄ）は、なだらかでピークが不定な明度ヒストグラム及び中央に１つのピークがある彩度ヒストグラムとなり、下地を含む画像ブロック（ｅ）は、ハイライトに１つのピークがある明度ヒストグラム及び中央に１つのピークがある彩度ヒストグラムとなる。
【００２２】
画像処理部１０は、前述したステップ２において区分した各画素ブロックについて明度（Ｌ）のヒストグラムと彩度（ａ、ｂ）のヒストグラムを算出し、それを主記憶部３４のルックアップテーブルＴに記憶された基準パターンと比較することによって、画像ブロック及び細分化ブロックの属性を判別する。この場合、画像処理部１０は、例えば、基準パターンとの乖離度を適当な計算方法で算出し、一番乖離度が小さいパターンを選択する。なお、本実施形態では、色文字と黒文字、カラー写真と白黒写真はそれぞれ「文字」及び「写真」として１つのグループに分類するものとする。その理由は、色の有無で後の簡略化処理を区別することの効果は無いからである。
【００２３】
図２に戻って、画像処理部１０は、前述したステップ２にて判別された画像の属性に応じて、各ブロック及び細分化ブロックに対して必要な画像処理を行う処理パスを選択し実行する。より詳細に説明すると、画像処理部１０は、まず、その画像ブロックの属性が下地であるかどうかを判定し（ステップ４）、その判定結果が「ＹＥＳ」であれば、その画像ブロックに含まれる画素の画素値の下位Ｎビットを固定値に変更する「簡略化処理」を行う（ステップ５）。なお、上記固定値は適宜に設定すればよい。これによって、下地ブロックの各データ中のＮビットは切り捨てられ、下位Ｎビットの差異しか無い画素を後述するＲＬＥ圧縮処理にて効率良く圧縮することが可能になる。逆に、ステップ４の判定結果が「ＮＯ」である場合には、画像処理部１０は、さらにその画像ブロックの属性が文字であるかどうかを判定する（ステップ６）。そして、その判定結果が「ＹＥＳ」である場合には、画像処理部１０は、その画像ブロックに含まれる画素の画素値の下位Ｍビットを固定値に変更する「簡略化処理」を行う（ステップ７）。
【００２４】
ここで、上記ＮおよびＭは、簡略化度という性質を持つもので、その値が大きいほど画素の圧縮率が高まるため、処理速度が大きくなるが、同時に画質が低下する可能性が大きくなることを考慮して設定されている。各画像ブロックが有する情報量は、下地＜文字＜写真の順であり、簡略化度はその逆に、Ｍ＞Ｎ＞０（写真の場合は簡略化処理なし）となる。処理速度をユーザが設定できるような装置であれば、ユーザの設定にしたがって、Ｎ（およびＭ）の値を変更できるようにしても良い。もしくは、ユーザの設定に従って、画素データのうち所定の下位ビットを固定値にする属性の数を変更しても良い。
【００２５】
ステップ５及びステップ７で簡略化処理を施された画像ブロック（すなわち、属性が下地又は文字である画像ブロック）については、さらにラスター方向に可逆圧縮の一種であるＲＬＥ圧縮（Run Length Encoding）が画像処理部１０によって施される（ステップ８）。ここで、ＲＬＥ圧縮とは、同じ画素値が２画素以上続く場合に、それらの画素を、ＲＬＥ圧縮データであることを表すプリフィックス（本実施形態では、２５５）、ラン長（何画素同じ画素が続くか。最大２５４画素）およびその画素値で表す圧縮方式である。例えば、画素値１００が２５画素続く場合は、「２５５、２５、１００」となる。画素値を１バイトで表す場合には、圧縮前の状態であれば、２５個分の画素の画素値の記憶には、２５バイトの記憶容量を要するが、圧縮後の状態では、３バイトの記憶容量で良い。
なお、画素値が２５５の場合は、２５５を２つ続けることによって表す。具体的には、画素値２５５が１つの場合は、「２５５、２５５」となり、画素値２５５がｎ（ｎ3２）続く場合は、「２５５、ｎ、２５５」となる。以降、画像処理部１０は、ステップ８でＲＬＥ圧縮を施した画像データを、後続する画像処理のために次のモジュールや記憶部３０、主記憶部３４の記憶領域に出力する（ステップ９）。
【００２６】
なお、図５には、Ｍ＝３の場合において、下位３ビットを固定値「０１１」（２進法で）に変更した場合を、数値については１６進法で示している。これに見られるように、８個のランダムなデータが、下位３ビットを固定値とすること８個の同じ数値データとなり、ＲＬＥ圧縮によって効率良く圧縮されて記憶装置の負担を軽減している。また、これを画像処理する場合には、メモリ（ルックアップテーブル）へのアクセスは１回で良いので、処理時間が大幅に短縮される。
【００２７】
一方、ステップ６の判定結果が「ＮＯ」である場合（すなわち、画像ブロックの属性が「写真」である場合）には、画像処理部１０は、画像ブロックに対して、「簡略化処理」やＲＬＥ圧縮を行わずに、次のモジュールや記憶部３０、主記憶部３４の記憶領域に出力される（ステップ９）。写真のような情報量の多いデータは、簡略化処理をすれば画質を落とすし、また効率的に圧縮することは難しいからである。
【００２８】
ステップ９で次のモジュールに出力された画素データには、例えばプリント出力するために必要な画像処理が施され（ステップ１０）、その出力は出力部３２に送られて例えばプリント出力される（ステップ１１）。
【００２９】
さて、図６は、カラーコピーにおける一般的な処理の流れを示す図である。
図６に示すように、入力されたカラー画像データには、まず、前段色補正処理が施され、その後、、エッジ検出処理や、モアレ防止等のＭＴＦ補正処理が施される。そして、前段色補正処理が施された画像データから検出された下地レベルに基づいて、ＭＴＦ補正処理が施された画像データから下地ノイズが除去され、当該画像データを後段色補正処理によりＣＭＹＫ色空間に変換し、更に、階調補正処理及びスクリーン生成処理を施して、プリントデータ（すなわち、出力画像データ）として出力される。
【００３０】
図６に示すエッジ検出処理やＭＴＦ補正処理、後段色補正処理、階調補正処理の各処理では、夫々固有のルックアップテーブルが参照されため、上述したように、「下地」、「文字」グループの画素データに対してＲＬＥ圧縮が施されていると、図５の場合と同様に、各ルックアップテーブルへのアクセス回数が減り、処理時間が大幅に短縮される。また、前段色補正など周辺画素の値を参照しない処理においては、メモリアクセスだけでなく、演算自体の回数を減らすことが可能になるため、処理時間がさらに短縮される。
【００３１】
なお、エッジ検出処理やＭＴＦ補正処理においては、画像データを一旦解凍して処理を施した方が都合が良い場合があるが、本発明では、圧縮方法としてＲＬＥなど簡単なアルゴリズムを用いているので、、画像処理モジュール内での圧縮／解凍に要する時間は短い。むしろ、画像処理モジュール間でのデータの受け渡しのために中間データ用バッファを用いる場合、データ圧縮が為されているため、バッファ用メモリの削減や、メモリへの格納／読み出し時間を削減することができる。さらに、圧縮解凍時に、固定値化した画像データの所定ビットを乱数などを使用してランダムな値に変更しても良い。
【００３２】
以上のように、本実施形態では、画像ブロックの属性に応じて、画質に影響の少ない属性を有する領域内では、画素データ間における画素値の差を少なくして圧縮効率を高めた後に可逆圧縮し、さらに可逆圧縮した画像データに対して画像処理を行うことにより、メモリアクセスを行う回数を減少させることが可能となり、高速に画像処理を行うことが可能となる。また、画質に影響を及ぼす属性の画素については、従来と同一の処理となるため、本発明を使用しても画質の劣化は発生しない。
なお、本実施形態では、画像データを複数のブロックに分割し、その画像ブロック毎に属性を判別する方法を用いて画像に含まれる各画素の属性を判別しているが、本発明は、各画素の属性判定方法を上記方法に限定したものではない。本発明は、様々な属性判定方法に対して適応可能である。
【００３３】
また、可逆圧縮した画像データを画像処理パス中の中間データ用バッファに格納できるので、バッファ用メモリサイズを削減することも可能である。よって、本発明により、高速に高画質な画像処理が可能となる。また、必要なメモリ量を削減することができる。
【００３４】
なお、画像処理装置に入力される画像データは、画像入力部２８の状態によって変化するため、例えば、全面下地となるような所定の画像を読み込んだ画像データを基に、固定値に変換するビット数（ＮおよびＭ）を決定しても良い。
【００３５】
また、上記の実施の形態では、簡略化処理として、下位の所定数ビットを固定値化する方法を説明したが、他の方法を用いることもできる。例えば、「下地」属性の領域）については、等色化を行うことが考えられる。この場合、画素に閾値を設け、領域に属する画素のうち、ある閾値以上の画素値を持つ画素の平均値を領域の代表色とし、ある閉値以上の画素値を持つ画素を代表色で置き換えればよい。また、図４で示したように、領域内の画素のヒストグラムを採取し属性判定を行っているので、このヒストグラムを使用して、代表色を決定するようにしてもよい。
【００３６】
また、上記の実施の形態では、属性による分類項目として、「写真」、「文字」、「下地」の３つのグループを設定したが、グループの数、内容、及びのその属性の設定方法、さらには判定後の簡略化処理の内容や簡略化度Ｍ，Ｎの設定、あるいはその他の後続処理の内容等については、適宜に決めることができる。例えば、グループとして「下地」とそれ以外の２種類としてもよい。また、写真と線画、あるいはコンピュータグラフィクス等を別グループとして区分して、それぞれ異なる簡略化処理を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の第１の実施の形態の画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の装置の動作を示すフロー図である。
【図３】画像処理装置で処理する画像データの例を示す図である。
【図４】属性判定方法を説明する図である。
【図５】画像データの簡略化処理、圧縮処理の例を説明する図である。
【図６】画像処理装置による画像処理工程を示す図である。
【図７】画像処理装置の構成の要部を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  画像処理部
１２  帯電器
１４  感光体
１６  露光手段
１８  現像手段
２０  転写ベルト
２２  次転写部
２４  制御手段
２６  操作部
２８  画像入力部
３０  記憶部
３２  出力部
３４  主記憶部
Ｐ  プログラム
Ｔ  ルックアップテーブル
【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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