(57)【要約】      （修正有）【課題】インクジェットプリンタ等の画像記録装置において、ヘッドがさらに高解像度化したときにも、回路規模の増大無しに、より高品位の画像を得られるデータ平滑化回路を提供する。【解決手段】元画像データの解像度から２倍の解像度の平滑化ドットを付加するデータ平滑化回路を用いて、１つの回路を２回繰り返して処理することで、元画像の４倍の解像度の平滑化ドットを付加し、回路規模の増加無しに、より高品位の画像を得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの平滑化回路を２回繰り返して処理を行うことで、元画像から２段階に解像度を拡張した平滑化データを付加する機能を有することを特徴とするデータ平滑化回路。
【請求項２】
請求項１記載のデータ平滑化回路は、画素データが最大値、最小値から構成される２値データのパターンマッチングを行う機能を有することを特徴とするデータ平滑化回路。
【請求項３】
請求項１記載のデータ平滑化回路は、画素データの最大値、最小値、もしくはそのどちらにもあてはまらない中間値から構成される多値データのパターンマッチングを行う機能を有することを特徴とするデータ平滑化回路。
【請求項４】
請求項１記載のデータ平滑化回路は、元画像データが１画素あたり多値の情報をもち、平滑化回路に入力されるときに、決められた展開データによって、多値データが２値の高解像度データに展開されているときに、元の解像度の格子領域内に存在する２値データの個数から、元の解像度の格子単位あたりに最大値と最小値、もしくはそのどちらにも当てはまらない中間値を決定する機能を有することを特徴とするデータ平滑化回路。
【請求項５】
請求項１記載のデータ平滑化回路は、元画像データの解像度の格子領域内に存在する２値のデータの個数から最大値を決定するときに、格子領域内の画素データの個数の閾値を任意に設定する機能を有することを特徴とするデータ平滑化回路。
【請求項６】
請求項１記載のデータ平滑化回路は、元画像データの解像度の格子領域内に存在する２値のデータの個数から最大値を決定するときに、設定した閾値以上を最大値、閾値以下を最小値とする機能を有することを特徴とするデータ平滑化回路。
【請求項７】
請求項１記載のデータ平滑化回路は、元画像データの解像度の格子領域内に存在する２値のデータの個数から最大値を決定するときに、設定した閾値以上を最大値、閾値以下を中間値、画素データが存在しない領域を最小値とする機能を有することを特徴とするデータ平滑化回路。
【請求項８】
請求項１記載のデータ平滑化回路は、平滑化データを付加した画像データに対して、画像のエッジ部分を検出して削除する機能を有することを特徴とするデータ平滑化回路。
【請求項９】
請求項１記載のデータ平滑化回路は、平滑化データを付加した画像データに対して、画像のエッジ部分を検出して、付加した平滑化データのエッジ部分のみ削除する機能を有することを特徴とするデータ平滑化回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデータ平滑化回路に関し、低解像度で送られてきたデータに対して平滑化を行い、高品位な出力を行う、画像出力装置に関するものである．
【背景技術】
【０００２】
高品位な画像出力を行うプリンタに関して、文字が主体の文章などを高速に印刷するときに、ホスト側から転送するプリントデータの解像度を２分の１に下げて、転送データの縮小化を図る。低解像度のデータはプリンタ内部で解像度変換の処理を行い、このときにデータの平滑化を行い、高解像度の平滑化ドットを付加する。
【０００３】
従来のデータ平滑化回路は、入力されるプリントデータの２倍の解像度の平滑化ドットを付加する構成であり、写真画質向けの高品位出力を主とするプリンタは、文字出力を主とするプリンタの２倍の解像度をもつため、写真画質向けの高品位出力を主とするプリンタの入力データは、文字出力を主とするプリンタに対して、２倍の解像度のデータを必要とする。
【０００４】
そこで従来から、画像の輪郭を抽出し、画像をベクトルデータとして変換し、任意倍率に変倍して平滑処理を行う機能を施した物がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、パターンマッチングにより平滑化ドットを付加したときに、付加した画像のエッジを削ることで太くなった画像を細くする機能を施した物がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−２１１６０２号公報（第１２頁、図１）
【特許文献２】特開平６−２４５０５６号公報（第１０頁、図１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のパターンマッチングによるデータ平滑化回路は、入力されるプリントデータの２倍の解像度の平滑化ドットを付加する構成であり、プリンタの出力解像度が上がった場合は、元画像も従来より高い解像度で構成されるため、転送するデータ量も増大する。
【０００７】
また、画像の輪郭を抽出して変倍し、平滑化の処理を行う回路は、輪郭検出のアルゴリズムが複雑になり、回路規模が大きくなる。
【０００８】
元画像の４倍の解像度の平滑化ドットを付加させるためには、２倍の解像度の平滑化ドットを付加させるパターンマッチングを２回繰り返して処理する必要があるが、１回のメモリ読み出し処理で終了させるためには、内部のシフトレジスタが従来の倍の数が必要になる。
【０００９】
また、平滑化ドットを付加しすぎると、元画像から膨張して見える傾向がある。従来から平滑化によって付加した画像のエッジを削除することで、太くなった画像を細くする機能を施した回路があるが、エッジ判定を平滑化のパターンマッチングと同時に行うため、参照する画像は平滑化前の低解像度であり、最終的な解像度でエッジ検出を行えていない。
【００１０】
本発明は、以上の点に着目して成されたもので、元画像データの解像度から２倍の解像度の平滑化ドットを付加するデータ平滑化回路を用いて、１つの回路を２回繰り返して処理することで、元画像の４倍の解像度の平滑化ドットを付加し、回路規模の増加無しに、より高品位の画像を得られるデータ平滑化回路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】
【００１１】
本発明は、元画像データの解像度から２倍の解像度の平滑化ドットを付加するデータ平滑化回路を用いて、１つの回路を２回繰り返して処理することで、元画像の４倍の解像度の平滑化ドットを付加する。また、平滑化ドットを付加して膨張した画像に対して、最終出力の高解像度データに対して、エッジ検出処理を行い、膨張したエッジを削除する。
【００１２】
すなわち、本発明の技術内容は以下の構成を備えることにより前記課題を解決できた。
【００１３】
（１）１つの平滑化回路を２回繰り返して処理を行うことで、元画像から２段階に解像度を拡張した平滑化データを付加する機能を有することを特徴とするデータ平滑化回路。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、従来の元画像から２倍の平滑化ドットを付加する平滑化回路を用いて、１回目の処理で元の格納メモリに書き戻してから、次に元画像の４倍の平滑化ドットを付加する再処理を行うため、回路規模の増加無しにより高品位の画像を得られる。
【００１５】
また、エッジ検出処理を行い、平滑化ドットを付加して膨張したエッジを削除することにより、元画像に対して自然な平滑化が行える作用を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例】
【００１７】
（第１の実施例）
図１において本発明の機能を有するデータ平滑化回路は、メモリからデータを読み出すＤＭＡインタフェースブロック１０１と、読み出したデータをラッチするレジスタ１０２と、読み出したオリジナルデータを蓄えるシフトレジスタ１０３と、入力画像から４分の１の解像度に変換する回路１０４と、入力画像から２分の１の解像度に変換する回路１０５と、解像度変換回路１０４、１０５の出力を格納するシフトレジスタ１０６と、平滑化ドットを付加するパターンを決定する、パターンマッチング回路１０７と、オリジナルデータと平滑化ドットを合成する回路１０８と、合成したデータを格納するシフトレジスタ１０９と、平滑化ドットからエッジ部分を削除する回路１１０と、オリジナルデータと平滑化ドットからエッジ部分を削除したデータを付加したデータをラッチするレジスタ１１１と、メモリに対してデータを書き込むＤＭＡインタフェースブロック１１２から構成されている。
【００１８】
図２においてメインメモリ２０１に格納されたラスタデータは、メモリコントローラ２０２を用いて、中間バッファ２０３に転送される。中間バッファ２０３内に格納されたデータは、メモリコントローラ２０２を経由して、ラスタ・カラム変換回路２０４、平滑化回路２０５、その他画像処理回路２０６のそれぞれの回路で処理を行い、処理が終わるたびに、再び中間バッファ２０３にデータが格納される。よって、中間バッファ２０３に格納されるデータに対して行う処理回路、つまり前記に示す、その他画像処理回路２０６は複数の回路を設けることができる。
【００１９】
図３において、中間バッファ２０３に格納する画像データサイズと有効処理範囲の関係を示す。
【００２０】
中間バッファは横方向のサイズ３０１、縦方向のサイズ３０２が、Ｋ×Ｌの画素数を持ち、有効処理領域の横方向のサイズ３０３、縦方向のサイズ３０４が、Ｍ×Ｎの画素数に対して、横方向の余剰サイズＩ、縦方向の余剰サイズＪをもって構成される。よって、Ｋ＝Ｍ＋２×Ｉ、Ｌ＝Ｎ＋２×Ｊの関係で中間バッファの画素数が決定される。中間バッファ内の有効処理範囲の注目画素３０５に対して、平滑化回路は周辺領域の横方向のサイズ３０６、縦方向のサイズ３０７でパターンマッチングを行う。
【００２１】
中間バッファの有効処理領域外の横方向の余剰サイズＩは、マッチングパターンの解像度が最終出力解像度の４分の１のとき、平滑化回路の横方向のサイズ３０６を４倍した２分の１以上、縦方向の余剰サイズＪは、平滑化回路の縦方向のサイズ３０７を４倍した２分の１以上である必要がある。中間バッファはその他の画像処理回路が、有効処理領域の注目画素に対して、周辺の何画素を参照するかによって、縦横の余剰サイズが決定される。
【００２２】
メインメモリ２０１のラスタ画像の一部がメモリコントローラ２０２を用いて中間バッファに転送された後に、ラスタ・カラム変換回路２０４を用いて、中間バッファ内にカラム画像として格納される。平滑化回路が中間バッファ内の画像を処理するときは、画像をカラム列毎に読み出しを行う。
【００２３】
図４において、中間バッファ内のカラムデータサイズ４０１は有効処理カラム数＋平滑化回路のパターンマッチングで参照する領域分のデータから構成され、平滑化回路の読み出しデータレジスタ１０２にラッチされた後に、パターンマッチング用解像度変換回路１０４、１０５を通り、シフトレジスタ１０６に格納される。
【００２４】
平滑化の様子を図５を用いて説明する。中間バッファ内に格納されているデータは、最終出力解像度で構成され、このときの画像データは最終出力解像度の４分の１の解像度の格子単位に画素が存在する（５０１）。中間バッファからカラム単位にデータの読み出しを行い、解像度変換を行って平滑化回路の内部シフトレジスタに複数カラムを格納する（５０２）。第一段の解像度変換は、４分の１の解像度まで変換するので、中間バッファに格納される画素データの４×４の格子単位毎に構成するドットをカウントする。平滑化回路に設定する閾値により、４×４の格子内に存在するドット数から閾値を越える領域を最大値‘１’、閾値を下回る物を最小値‘０’として、元の画像の解像度の４分の１の２値画像としてシフトレジスタに蓄える。
【００２５】
次に、複数カラムから構成されるシフトレジスタの中心カラムを注目画素として平滑化パターンのマッチングをカラム内の全画素に対して行い、シフトレジスタの２倍の解像度の平滑化ドットを付加する（５０３）。
【００２６】
次に、画像の解像度を元の解像度に変換して中間バッファに格納する。最初に中間バッファに格納されていた画像は、平滑化回路が読み出しを行ったときに、平滑化用のシフトレジスタとは別のシフトレジスタに、解像度変換を行わずにオリジナルのまま格納されている。元の画像の画素はこのオリジナルデータに置き換え、平滑化ドットとして付加した画素は、２倍の解像度に変換（２×２の格子を埋めるドット）してオリジナルデータとともに中間バッファに格納される（５０４）。
【００２７】
中間バッファ内の有効処理領域のカラムに対して全て平滑化を行った後に、再び最初のカラムから画像の読み出しを行う。このときの画像データは最終出力解像度の２分の１の解像度の格子単位に画素が存在する（５０５）。中間バッファからカラム単位にデータの読み出しを行い、解像度変換を行って平滑化回路の内部シフトレジスタに複数カラムを格納する（５０６）。第二段の解像度変換は、２分の１の解像度まで変換するので、中間バッファに格納される画素データの２×２の格子単位毎に構成するドットをカウントする。平滑化回路に設定する閾値により、２×２の格子内に存在するドット数から閾値を越える領域を最大値‘１’、閾値を下回る物を最小値‘０’として、元の画像の解像度の２分の１の２値画像としてシフトレジスタに蓄える。
【００２８】
次に、シフトレジスタの注目カラムの全画素に対して平滑化パターンのマッチングを行い、シフトレジスタの２倍の解像度の平滑化ドットを付加する（５０７）。ここまでの２段階の平滑化処理を行い、画像の解像度を元の解像度に変換して中間バッファに格納する。第一段の平滑化のときと同様、平滑化用のシフトレジスタとは別のシフトレジスタに、解像度変換を行わずにオリジナルのまま格納されている画像データに置き換え、平滑化によって付加した画像はオリジナルの画像データの解像度と同じであるため、そのまま付加した場所のドットをオリジナルデータと合成して、中間バッファに書き戻す。以上で２段階の解像度変換を伴う平滑化が終了する。
【００２９】
（第２の実施例）
平滑化回路が中間バッファから画像データを読み出し、解像度変換を行うとき、低下させる解像度の格子内（例えば第一段の平滑化の時に行う４×４の格子領域）に存在するドットの数が、各領域で異なるときに、設定した閾値より大きい物は最大値‘１１’、閾値より小さい物は‘０１’、ドットが存在しない物は‘００’と、多値の画素情報としてシフトレジスタに格納する。多値のデータに変換する様子を図６に示す。６０１は中間バッファから読み出したデータであり、６０２が平滑化用のシフトレジスタに格納するデータである。多値のデータからパターンマッチングを行う方法は、特開２００２−２４０３６５号公報と同様とする。また、平滑化ドットを付加して、元の解像度に変換して中間バッファに戻す構成は、第１の実施例と同様である。
【００３０】
（第３の実施例）
前記第１、第２の実施例で、２段階の平滑化を行ってオリジナルデータと平滑化ドットを合成した後に、別のシフトレジスタにデータを格納する。シフトレジスタの中心カラムの画素に対して、エッジ抽出を行う。注目画素の上下左右４方向に対して、２カ所以上の空白が接している場合にエッジと見なす処理を行う（５０９）。抽出したエッジに対して、付加した平滑化ドットのエッジのみをさらに抽出し、オリジナルデータと平滑化ドットを合成した画像に対して、付加した平滑化ドットのエッジを削除する（５１０）。削除した画像を中間バッファに書き戻すことで、平滑化および膨張したエッジを削除する処理を終了する。
【００３１】
以上説明したように、本発明に係る第１の実施例によれば、同一の回路を用いて、２回の処理を行うことで、元の解像度の４倍の解像度の平滑化処理を行うことを可能としている。
【００３２】
また、第２の実施例によれば、中間バッファから平滑化回路内のシフトレジスタに格納するときの解像度変換において、多値の画像データに変換してパターンマッチングを行うことを可能としている。これは記録装置に入力される画像データが多値の低解像度データの時に、中間バッファ内に格納される画像データが、多値の情報を元に２値画素展開されている場合に、平滑化回路内で低解像度に行う変換を多値データへの再変換を可能としている。
【００３３】
また、第３の実施例によれば、付加した平滑化ドットのエッジのみを最終出力解像度で抽出して削除することで、ドットを付加して膨張してしまった画像を、より自然に平滑化する効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明を実施する、データ平滑化回路のブロック図
【図２】本発明を実施する、データ平滑化回路を含む画像記録装置のブロック図
【図３】画像記録装置のメインメモリからデータ平滑化回路が処理を行う領域を読み出した状態を示す図
【図４】中間バッファの有効処理領域と周囲参照領域の関係を示す図
【図５】本発明を実施する、データ平滑化回路の処理の様子を示す図
【図６】中間調のデータを含む画像の解像度変換を行うときに、多値データに変換する様子を示す図
【符号の説明】
【００３５】
１０１    画像データ転送回路
１０２    カラムデータラッチ回路
１０３    オリジナルデータ格納シフトレジスタ
１０４    ４分の１解像度変換回路
１０５    ２分の１解像度変換回路
１０６    パターンマッチング用シフトレジスタ
１０７    マッチングパターン
１０８    平滑化データ、オリジナルデータ合成回路
１０９    平滑化ドット付加データ格納シフトレジスタ
１１０    平滑化ドット付加データのエッジ部分削除回路
１１１    平滑化処理終了カラム格納レジスタ
１１２    画像データ転送回路
２０１    画像記録装置のメインメモリ
２０２    画像記録装置の各ブロック間のデータ送受信をコントロールするメモリコントローラ
２０３    各画像処理ブロックが利用する中間バッファメモリ
２０４    画像データのラスタ・カラム変換ブロック
２０５    本発明を実施する、データ平滑化回路
２０６    その他の画像処理回路
２０７    プリントヘッド回路に転送する形式に加工されたデータを格納するプリントバッファメモリ
３０１    中間バッファの読み込みラスタ幅
３０２    中間バッファの読み込みカラム数
３０３    中間バッファの有効処理ラスタ幅
３０４    中間バッファの有効処理カラム数
３０５    平滑化回路のパターンマッチング注目画素
３０６    平滑化回路のパターンマッチング領域横幅
３０７    平滑化回路のパターンマッチング領域縦幅
４０１    中間バッファから平滑化回路が読み出しを行う１カラムの単位
４０２    メインメモリから中間バッファにオーバーラップをして読み出しを行う領域
５０１    平滑化を行う前のオリジナル画像データ
５０２    第１段のパターンマッチング用に解像度変換を行った画像データ
５０３    第１段のパターンマッチングにより付加された平滑化データ
５０４    平滑化データを含めてオリジナルの解像度に変換した画像データ
５０５    第１段の平滑化処理を施した画像データを再読込したデータ
５０６    第２段のパターンマッチング用に解像度変換を行った画像データ
５０７    第２段のパターンマッチングにより付加された平滑化データ
５０８    平滑化データを含めてオリジナルの解像度に変換した画像データ
５０９    画像のエッジを抽出するマトリクスパターン
５１０    平滑化処理によって付加されたドットのエッジを削除した画像データ
【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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