(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された多値の画像信号をフィルタ演算するデジタルフィルタ手段と、前記デジタルフィルタの特性値を入力するためのデジタルフィルタ特性値入力手段と、前記デジタルフィルタの係数であって前記デジタルフィルタが設定できるステップ数より少ない係数を記憶する係数記憶手段と、前記デジタルフィルタ特性値入力手段により入力された前記デジタルフィルタの特性値に対応する２つの係数を前記係数記憶手段から読み出し、前記読み出された２つの係数の線形補間により前記入力されたデジタルフィルタの特性に対応する係数を生成する係数生成手段とを具え、前記線形補間により得られた係数の総和が予め決められた値とならない場合は、注目画素の係数のみを調整して生成された係数の総和を前記予め決められた値と等しくすることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記デジタルフィルタの強さを入力するための操作手段を有し、前記デジタルフィルタ特性値入力手段は、前記操作手段により入力された前記デジタルフィルタの強さに対応するステップ数を入力できることを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記係数記憶手段は、前記２つの係数は最も強いデジタルフィルタの係数と最も弱いデジタルフィルタの係数を記憶していることを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記デジタルフィルタは、畳み込みフィルタ演算を行うことを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記デジタルフィルタの係数の総和が整数であることを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、プリンタ、複写機、Ｆａｘ、ディスプレイなどの画像出力装置に適用可能な画像処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像の解像力を補正する手段として、デジタルフィルターがある。これは、人間の眼の特性にあわせて、画像の読み取り手段や出力手段でぼけてしまった画像をよりシャープに、くっきりと見せるために行われる。スキャナとプリンタを同時にあわせもつ複写機やＦａｘには、そのスキャナ、プリンタの解像力に最適なデジタルフィルターを設計し、搭載してきている。また、操作者が操作することで、デジタルフィルターのエッジ強調効果のかかり具合を何段階かふれるような操作手段をもつことが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
デジタルフィルターを細かいステップに分けると、デジタルフィルターの係数を記憶する手段の容量が増えてしまうという問題がある。特に画像の種類によって、文字モード、文字写真モード、写真モード、地図モードなどその画像に最適なフィルターを搭載しようとする場合には、それぞれのモードにあわせて細かいステップの係数を用意せねばならず、デジタルフィルターの係数記憶手段の容量のみならず、設計にかかる負荷も増えてしまうという問題も発生してきている。
【０００４】
そこで本発明の目的は以上のような問題を解消した画像処理装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、入力された多値の画像信号をフィルタ演算するデジタルフィルタ手段と、前記デジタルフィルタの特性値を入力するためのデジタルフィルタ特性値入力手段と、前記デジタルフィルタの係数であって前記デジタルフィルタが設定できるステップ数より少ない係数を記憶する係数記憶手段と、前記デジタルフィルタ特性値入力手段により入力された前記デジタルフィルタの特性値に対応する２つの係数を前記係数記憶手段から読み出し、前記読み出された２つの係数の線形補間により前記入力されたデジタルフィルタの特性に対応する係数を生成する係数生成手段とを具え、前記線形補間により得られた係数の総和が予め決められた値とならない場合は、注目画素の係数のみを調整して生成された係数の総和を前記予め決められた値と等しくすることを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１において、前記デジタルフィルタの強さを入力するための操作手段を有し、前記デジタルフィルタ特性値入力手段は、前記操作手段により入力された前記デジタルフィルタの強さに対応するステップ数を入力できることを特徴とする。
さらに、請求項３の発明は、請求項１において、前記係数記憶手段は、前記２つの係数は最も強いデジタルフィルタの係数と最も弱いデジタルフィルタの係数を記憶していることを特徴とする。
さらに、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記デジタルフィルタは、畳み込みフィルタ演算を行うことを特徴とする。
さらに、請求項５の発明は、請求項１において、前記デジタルフィルタの係数の総和が整数であることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第一の実施形態）
以下、好ましい実施形態として、複写機についての詳細な説明をする。なお、本発明はこの実施形態に限るものではない。
【００１５】
（装置概要説明）
図２に、本発明の実施形態としての複写機の外観図を示す。
【００１６】
２００は、原稿自動送り装置（以下ＤＦ）であり、複数枚の原稿を自動的に一枚ずつ給紙し、各原稿の表面および裏面を原稿台に順次セットすることができる。その具体的構成は既に公知であるため、詳細な説明は省略する。図３において、ＤＦ２００上には、読み取られるべき複数枚の原稿が置かれる。ＤＦ２００にセットされた原稿は、ＤＦ２００によって１枚ずつ給紙され原稿台２０１上に置かれる。２０２は例えばハロゲンランプから構成される原稿照明ランプで、原稿台ガラス２０１に載置された原稿を露光する。２０３，２０４，２０５は走査ミラーであり、図示しない光学走査ユニットに収容され、往復動しながら、原稿からの反射光をＣＣＤユニット２０６に導く。ＣＣＤユニット２０６はＣＣＤに原稿からの反射光を結像させる結像レンズ２０７、ＣＣＤから構成される撮像素子２０８、撮像素子２０８を駆動するＣＣＤドライバ２０９等から構成されている。撮像素子２０８からの画像信号出力は、例えば８ビットのデジタルデータに変換された後、コントローラ部２３９に入力される。また、２１０は感光ドラムであり、２１２の前露光ランプによって画像形成に備えて除電される。２１３は帯電器であり、感光ドラム２１０を一様に帯電させる。２１４は露光手段であり、例えば半導体レーザー等で構成され、画像処理や装置全体の制御を行うコントローラ部１３９で処理された画像データに基づいて感光ドラム２１０を露光し、静電潜像を形成する。２１５は現像器で黒色の現像剤（トナー）が収容されている。２１９は転写前帯電器であり、感光ドラム２１０上に現像されたトナー像を用紙に転写する前に高圧をかける。２２０，２２２，２２４は給紙ユニットであり、各給紙ローラ２２１，２２３，２２５の駆動により、転写用紙が装置内へ給送され、レジストローラ２２６の配設位置で一旦停止し、感光ドラム２１０に形成された画像との書き出しタイミングがとられ再給送される。２２７は転写帯電器であり、感光ドラム２１０に現像されたトナー像を給送される転写用紙に転写する。２２８は分離帯電器であり、転写動作の終了した転写用紙を感光ドラム２１０より分離する。転写されずに感光ドラム２１０上に残ったトナーはクリーナー２１１によって回収される。２２９は搬送ベルトで、転写プロセスの終了した転写用紙を定着器１３０に搬送し、例えば熱により定着される。２３１はフラッパであり、定着プロセスの終了した転写用紙の搬送パスを切換え、コピー終了して機外に排紙するか、または中間トレイ２３７の配置方向のいずれかに制御する。２３３〜２３６は給送ローラであり、一度定着プロセスの終了した転写用紙を中間トレイ２３７に反転（多重）または非反転（両面）して給送する。２３８は再給送ローラであり、中間トレイ２３７に載置された転写用紙を再度、レジストローラ２３６の配設位置まで搬送する。２３２はステープルソータであり、コピーされた用紙の丁合およびステープル綴じを行う。
【００１７】
２３９のコントローラ部には後述するマイクロコンピュータ、画像処理部等を備えており、操作パネル２９０からの指示に従って、前述の画像形成動作を制御する。
【００１８】
（コントローラ部詳細説明）
図３は本発明の画像形成装置におけるコントローラ部２３９のブロック図である。
【００１９】
３０１は画像処理装置全体の制御を行うＣＰＵであり、装置本体の制御手順（制御プログラム）を記憶した読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）３０３からプログラムを順次読み取り、実行する。ＣＰＵ３０１は、ＣＰＵバス３０２を介して、各負荷に接続されている。また、３０４は入力データの記憶やＣＰＵ３０１の作業用記憶領域等として用いる主記憶装置であるところのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）である。３０５はＩ／Ｏインターフェースであり、操作者がキー入力を行い、装置の状態等を液晶、ＬＥＤを用いて表示する３１６の操作パネルや給紙系、搬送系、光学系の駆動を行うモーター類３０７、クラッチ類３０８、ソレノイド類３０９、搬送される用紙を検知するための紙検知センサ類３１０等の装置の各負荷に接続される（さらに、現像器２１５には現像器内のトナー量を検知する３１１のトナー残検センサが配置されており、その出力信号がＩ／Ｏポート３０５に入力される。）。３１５は高圧ユニットであり、ＣＰＵの指示に従って、前述の帯電器、現像器、転写前帯電器、転写帯電器、分離帯電器へ高圧を出力する。
【００２０】
３０６は画像処理部であり、ＣＣＤユニット２０６から出力された画像信号が入力され、後述する画像処理を行い、画像データに従って２１４のレーザーユニットの駆動制御信号を出力する。レーザーユニット２１４から出力されるレーザー光は感光ドラム２１０を照射する。
【００２１】
（画像処理部）
図１は、本発明の特徴を最もよく表す図面であり、同ブロック図において、１０１は画像信号入力部、１０２はデジタルフィルター手段、１０３は係数生成手段、１０４は係数記憶手段、１０５はデジタルフィルター特性入力手段、１０６は画像信号出力部である。
【００２２】
本実施形態では、画像の読み取り光学系の解像度、出力の解像度、入力画像の解像度のいずれの解像度も６００ｄｐｉ（dot per inch）と仮定して話を進める。
【００２３】
まず、画像信号入力部１０１は、ＣＣＤなどの固体撮像素子を用いて原稿を読み取った多値の輝度画像信号を人間の目の特性に合わせるために濃度リニアな画像信号に変換した多値のデジタル画像信号として供給する。一般に輝度濃度変換はＬＯＧにより近似され、ＬＯＧを用いて作られたデータに基づいたＬＵＴにより変換されることが多い。デジタルフィルター処理を行う信号は、濃度信号に限られず、輝度信号で処理してもよいが、人間の眼の特性を考慮した場合、濃度信号のほうが好ましい。また、１画素は２５６階調（８ｂｉｔ）が広く用いられている。デジタルフィルター特性値入力手段１０５は、デジタルフィルターの特性値もしくは、デジタルフィルターの特性に対応する符号を入力する。符号は、フィルターの強さを１〜９のように番号にしておいてもよいし、特性値として所望のフィルターのピークの解像力値（３００％、４００％等）やピークの周波数値（４ｌｐ／ｍｍ，６ｌｐ／ｍｍ，１００ｄｐｉ等。ｌｐ／ｍｍの説明は後述する。）を供給してもよい。本実施形態では、ピークの解像力値を供給すると仮定して説明する。
【００２４】
係数記憶手段には、図４，図５の２つの係数のみ記憶されているとする。図４の係数のデジタルフィルターの解像力特性を図６に、図５の係数のデジタルフィルターの解像力特性を図７に示す。係数の総和が５１２の畳み込みフィルターであるため、画像サイズ７×７と畳み込み演算をおこなった後、５１２で割り算を行いフィルター後の結果を得る。図６，７から図４の係数は最も強いエッジ強調効果を持つデジタルフィルターで、図５の係数は最も弱いエッジ強調効果を持つデジタルフィルターである。ここで、ｌｐ／ｍｍはラインペアパーミリメートルと読まれる空間周波数の単位で、１ｍｍあたりに白黒のライン１本ずつを１ラインペアとした場合、何本のラインペアが入るかという意味である。ここでは、２５．４倍するとｄｐｉと等価であるとし、１２ｌｐ／ｍｍは約３００ｄｐｉと考えることとする。
【００２５】
また、解像力特性のグラフは１次元で表している。扱う画像データは２次元であるが、便宜上１次元に投影したものを用いて説明を続ける。
【００２６】
図４の係数のフィルターの特性値は、ピークの解像力４．１０（４１０％）で、図５の係数のフィルターの特性値は、ピークの解像力１．５４（１５４％）である。ピークの周波数はそれぞれ４ｌｐ／ｍｍ付近である。
【００２７】
デジタルフィルター特性値入力手段１０５から、ピークの解像力値３．０（３００％）が入力された場合、以下のような計算をする。
【００２８】
係数記憶手段に記憶されている係数のうちの１つ（例えば図４）のｉ行ｊ列の係数をａ１（ｉ，ｊ）、係数記憶手段に記憶されている係数のうちのもう１つ（例えば図５）のｉ行ｊ列の係数をａ２（ｉ，ｊ）とする。
【００２９】
これから求める所望の特性を持つフィルターの係数をｂ（ｉ，ｊ）とする。
【００３０】
特性値をＰａ１（例えば４．１）、Ｐａ２（例えば１．５４）、Ｐｂ（例えば３．０）とすると、
b(i,j)=(a1(i,j)-a2(i,j) ＊(Pb-Pa2)/(Pa1-Pa2)+a2(i,j)
のように線形補間の式にて係数を算出する。
【００３１】
今回であれば、
b(0,0)=(0-0)＊(3.0-1.54)/(4.1-1.54)+0=0
b(0,1)=(-16-(-4)) ＊(3.0-1.54)/(4.1-1.54)+(-4)=-11
…
…
b(6,6)=(0-0)＊(3.0-1.54)/(4.1-1.54)+0=0
となる。本実施形態では、最終結果は、四捨五入にて整数化したが、小数であってもよい。
【００３２】
このようにして求めたデジタルフィルターの係数は、図８のようになる。
【００３３】
ここで、総和が５１３となってしまうが、このままデジタルフィルター演算をしてしまうと濃度を保存しなくなるために問題が発生してしまうことが考えられる。ハードでデジタルフィルター処理を行う場合、整数のほうがスピード、規模的に有利であるために最終結果を整数で得ることは一般的である。この場合、３行３列（つまり真ん中の注目画素の）係数を調整することで総和が５１２になるようにする。この場合は、
４６１ー（５１３ー５１２）＝４６０
とする。この時の係数を図９に示し、解像力特性を図１０に示す。
【００３４】
所望の特性値である、ピークが４ｌｐ／ｍｍ付近でかつ解像力が３００％という条件がほぼ満たされたデジタルフィルターの係数になっていることがわかる。
【００３５】
本実施形態では、図４，５に示したａ１（ｉ，ｊ），ａ２（ｉ，ｊ）の２つの係数のみを係数記憶手段に記憶しておくという構成で話を進めたが、ａ１，ａ２，…，ａｎ（ｎは整数）のｎ個の係数を持ち、その特性値Ｐａ１，Ｐａ２，…，Ｐａｎとデジタルフィルター特性値入力手段から入力された特性値Ｐｂから、Ｐａｋ＜Ｐｂ＜Ｐａ（ｋ＋１）（ただし、０＜ｋ＜ｎで、ｋは整数）となるｋを探して、ａｋとａ（ｋ＋１）から所望の特性値を持つデジタルフィルターの係数ｂを求めるように構成できることは容易に想像できる。
【００３６】
このように、デジタルフィルターの係数を沢山もつことなく、所望の特性をもつデジタルフィルターを生成することが可能で、係数記憶手段の容量を低減し、係数を大量に設計することによる設計者の負荷の低減も図ることができる。
【００３７】
本発明は、デジタルフィルターの特性をある程度連続して変化させることが可能であるため、デジタルフィルターの係数を決められた少数個しかもてなかったために、係数の切り替え部が目立ってしまうという問題に対して、特に有効である。
【００３８】
（第二の実施形態）
第一の実施形態での複写機を例にあげ、第二の実施形態を説明していく。
【００３９】
本実施形態では、操作者が図３の操作パネル４００からシャープネス（鮮鋭度）の設定を行う。シャープネスの設定は、デジタルフィルターの特性値情報に１対１で対応するように予め決めておく。図１１に操作部の１例を図示する。シャープネスの設定は、図１１からわかるように、−４，−３，−２，−１，０（default)，＋１，＋２，＋３，＋４の９つの設定ができるようになっている。＋４の設定の時、第一の実施形態の図４の係数及び特性値４．１（４１０％）が選択され、−４と設定された時は、第一の実施形態の図５の係数及び特性値１．５４（１５４％）が選択されるように構成する。本来であれば、−３，−２，−１，０，＋１，＋２，＋３の７つの係数についても係数を設計し、係数記憶手段１０４にも記憶しておく必要があるが、本発明によれば、これらを持たなくても所望のフィルター係数を生成することが可能である。
【００４０】
デジタルフィルター特性値入力手段１０５は、本実施形態では、（操作パネル４００から）符号化された−４〜＋４までの値が入力されたとして説明する。係数生成手段１０３は、以下のような符号とデジタルフィルターの特性値の対応テーブルを予めセットしておく。
【００４１】
0003927716.tif 000002
本実施形態では、どのステップもほぼ均等な特性値となるようなテーブルを作成してあるが、特に均等である必要性はない。
【００４２】
例えば、デジタルフィルター特性値入力手段１０５から、−２という符号を受け取った場合、係数生成手段１０３は、符号−特性値対応テーブルから特性値２．２を獲得し、以下のように係数を生成する。Ｐｂ＝２．２として、
b(0,0)=(0-0)＊(2.2-1.54)/(4.1-1.54)+0=0
b(0,1)=(-16-(-4)) ＊(2.2-1.54)/(4.1-1.54)+(-4)=-7
…
…
b(6,6)=(0-0)＊(3.0-1.54)/(4.1-1.54)+0=0
となる。本実施形態では、最終結果は、四捨五入にて整数化したが、小数であってもよい。
【００４３】
この演算で得られたデジタルフィルターの係数を図１２に、図１２の係数の解像力特性を図１３に示す。所望の特性が得られていることが確認できる。ただし、図１２は、実施形態１で示したような調整により、総和が５１２となるように調整されている。
【００４４】
同じようにして、−３，−１，０，＋１，＋２，＋３においても係数を生成することが可能であり、係数記憶手段の容量を減じ、設計負荷の低減が可能である。
【００４５】
また、本実施形態では、最も高いエッジ強調効果を持つ係数と最も低いエッジ強調効果を持つ係数の２つを持つように構成して説明したが、デフォルトの係数を持つように構成して計３つの係数を持つことでより精度をあげることも可能であることは言うまでもない。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、デジタルフィルターの係数を沢山もつことなく、所望の特性をもつデジタルフィルターを生成することが可能で、係数記憶手段の容量を低減し、係数を大量に設計することによる設計者の負荷の低減も図ることができる。
【００４７】
また、本発明は、デジタルフィルターの特性をある程度連続して変化させることが可能であるため、デジタルフィルターの係数を決められた少数個しかもてなかったために、係数の切り替え部が目立ってしまうという問題に対して、特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明をもっともよく表す画像処理のブロック図である。
【図２】各実施形態の説明で用いた複写機を説明した図である。
【図３】各実施形態の説明で用いた複写機のコントローラを説明した図である。
【図４】各実施形態の説明で用いた係数記憶手段に記憶してあったデジタルフィルターの係数の一つを示す図である。
【図５】各実施形態の説明で用いた係数記憶手段に記憶してあったデジタルフィルターの係数の一つを示す図である。
【図６】図４の係数の解像力特性を示す図である。
【図７】図５の係数の解像力特性を示す図である。
【図８】第一の実施形態で、係数生成手段により、新たに生成された係数を示す図である。
【図９】係数生成手段により新たに生成された係数から注目画素を調整することで総和を５１２にした時の係数を示す図である。
【図１０】図９の係数の解像力特性を示す図である。
【図１１】第二の実施形態を説明するための複写機の操作部の１例を示した図である。
【図１２】第二の実施形態で、係数生成手段により、新たに生成された係数で注目画素を調整することで総和を５１２にした時の係数を示す図である。
【図１３】図１２の係数の解像力特性を示す図である。
【符号の説明】
１０１  画像信号入力部
１０２  デジタルフィルター手段
１０３  係数生成手段
１０４  係数記憶手段
１０５  デジタルフィルター特性値入力手段
１０６  画像信号出力部
【図１】
0003927716.tif 000003
【図２】
0003927716.tif 000004
【図３】
0003927716.tif 000005
【図４】
0003927716.tif 000006
【図５】
0003927716.tif 000007
【図６】
0003927716.tif 000008
【図７】
0003927716.tif 000009
【図８】
0003927716.tif 000010
【図９】
0003927716.tif 000011
【図１０】
0003927716.tif 000012
【図１１】
0003927716.tif 000013
【図１２】
0003927716.tif 000014
【図１３】
0003927716.tif 000015