(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像データで表される入力画像に含まれるオブジェクトの種類および領域を表すオブジェクトタグを生成するオブジェクトタグ生成部と、
前記入力画像データを変換して変換画像データを生成する画像変換部と、
前記オブジェクトタグ生成部により生成されたオブジェクトタグを入力し、入力したオブジェクトタグに基づいて、前記入力画像データと前記画像変換部により生成された前記変換画像データとのいずれか一方を選択し、選択した画像データに基づいて画像形成処理のための制御信号を生成する制御信号生成部と
を具備し、
前記制御信号生成部により生成される制御信号は、
発光素子を発光させることにより画像の形成を行う画像形成装置の前記発光素子を制御するための信号であって、主走査方向の画像形成を制御するために前記発光素子の発光タイミングを制御する信号および副走査方向の画像形成を制御するために前記発光素子の発光強度を制御する信号の少なくとも一方を含む
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記入力画像データに基づいて前記入力画像中のエッジを検知するエッジ検知部を具備し、
前記制御信号生成部は、前記エッジ検知部による検知結果を入力し、この検知結果および入力したオブジェクトタグに基づいて、前記入力画像データと前記画像変換部により生成された前記変換画像データとのいずれか一方を選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理装置および画像処理方法に関し、特に入力画像を変換するとともに当該入力画像に対して画素ごとに画像形成を制御する制御信号を発生する画像処理装置および画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のプリンタの高解像度化は目覚ましく、例えば、電子写真方式プリンタにおいては、主走査方向で６００ｄｐｉ、副走査方向で６００ｄｐｉの解像度を実現したものが普通になってきている。しかし、上記解像度のプリンタであっても、文字・線画を滑らかに印刷するには解像度が不足しているため、例えば米国特許第４，８４７，６４１号公報や特開平８−２３４４６号公報に開示されているように、ある大きさのブロック内の入力画像の形状と特定パターンとのパターンマッチングの結果に基づいて、形成する画素の大きさを変えることによって解像度を拡張する技術（いわゆるスムージング処理技術）が電子写真方式プリンタに導入されている。また、一方では、写真・グラフィックスの階調性を高めるために、ディザ処理あるいは誤差拡散処理といった面積階調処理が一般的なプリンタで採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プリンタで印刷するドキュメントにおいては、写真・グラフィックスと文字・線画が１ページ内に混在していることが多い。このようなドキュメントに対してスムージング処理のみを施して印刷するようにすると、写真・グラフィックスの階調性が損なわれてしまう。これとは逆に、当該ドキュメントに対して面積階調処理のみを施して印刷するようにすれば、文字・線画を滑らかに印刷できなくなってしまう。
【０００４】
このような問題を解決するために、例えば特開平８−１３９９１８号公報に開示されている技術のように、入力画像の画素値と閾値との比較結果に基づいてスムージング処理と面積階調処理とを切り替える方法が案出されている。また、例えば特開平７−２３２４６３号公報に開示されている技術のように、ページ記述言語（以後、ＰＤＬ）で記述されたデータ（以後、ＰＤＬデータ）から特徴を抽出し、抽出した特徴に応じて１ページの入力画像を複数の領域に分類し、入力画像に対する処理内容を領域ごとに変える方法が案出されている。この方法では、例えば、領域ごとに面積階調処理の内容が変更されたり、黒文字の領域にのみスムージング処理が施されたりする。
【０００５】
しかし、上述した２つのスムージング処理方法では、パターンマッチングの結果に基づいてスムージング処理を行うようにしているため、スムージング処理を施したい箇所であっても一致するパターンがなければ処理は施されず、またスムージング処理を禁止したい箇所であっても一致するパターンがあれば処理が施されてしまう。
【０００６】
このような問題を解決する方法として、例えば米国特許第５，４５５，６８１号公報に開示されている技術のように、ＰＤＬデータを一旦プリンタの解像度より高い解像度でラスタライズし、このラスタライズによって得られた２値画像をプリンタの解像度と同じ解像度の多値画像に変換するとともに、変換後の多値画像の各画素に画素のシフト方向を示す情報を付加し、当該多値画像と付加情報とに基づいて画素の印刷を制御する方法がある。この方法によれば、上記パターンマッチングによるスムージング処理での問題点を解決してより滑らかに文字・線画を印刷できる。しかしながら、この方法では、写真・グラフィックスを印刷する際には階調性が損なわれてしまうという欠点がある。
【０００７】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、様々な領域を包含するドキュメント画像の出力画像の品質を向上させることができる画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明に係る画像処理装置は、入力画像データで表される入力画像に含まれるオブジェクトの種類および領域を表すオブジェクトタグを生成するオブジェクトタグ生成部と、前記入力画像データを変換して変換画像データを生成する画像変換部と、前記オブジェクトタグ生成部により生成されたオブジェクトタグを入力し、入力したオブジェクトタグに基づいて、前記入力画像データと前記画像変換部により生成された前記変換画像データとのいずれか一方を選択し、選択した画像データに基づいて画像形成処理のための制御信号を生成する制御信号生成部とを具備し、前記制御信号生成部により生成される制御信号は、発光素子を発光させることにより画像の形成を行う画像形成装置の前記発光素子を制御するための信号であって、主走査方向の画像形成を制御するために前記発光素子の発光タイミングを制御する信号および副走査方向の画像形成を制御するために前記発光素子の発光強度を制御する信号の少なくとも一方を含むことを特徴としており、これにより、入力画像中のオブジェクト毎に、入力画像データおよび変換画像データのうち、より適切な画像データに基づいて、画像形成処理のための制御信号が生成される。なお、上記構成において、画像変換部を複数とし、複数の画像変換データおよび入力画像データのうち、最も適切な画像データに基づいて画像形成処理のための制御信号を生成するようにしてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、本実施形態において処理対象となる入力画像は、１画素あたり８ビットの階調情報を有するグレースケール画像であるものとする。また、最後に‘ｂ’が付加されている数値は２進数表現、最後に‘ｈ’が付加されている数値は１６進数表現、何も付加されていない数値は１０進数表現の数値である。さらに、図１４−図１６においては、矩形は画素を表し、白色矩形は白画素、黒色矩形は黒画素を表し、その他の模様付き矩形については図面に記載されている注記あるいは後述の注記に従うものとする。
【００１０】
Ａ：構成
図１は、本発明の一実施形態による画像処理装置（以後、本装置）の構成例を示す図であり、この図において、１１はオブジェクトタグ付加部であり、外部から画像データＩＭＧを入力し、当該画像データに後述するオブジェクトタグを付加して出力する。１２はバッファであり、オブジェクトタグ付加部１１から出力される画像データＩＮＩおよびオブジェクトタグＩＮＴを入力して蓄積し、これらを後段の処理に応じたタイミングで出力する。
【００１１】
１３は面積階調処理部であり、バッファ１２から出力される画像データＯＲＩ２およびオブジェクトタグＯＲＴ２を入力し、これらに基づいて当該画像データに面積階調処理を施し、面積階調処理後の画像データおよび後述する画像形成制御信号を出力する。１４はスムージング処理部であり、バッファ１２から出力される画像データＯＲＩ２およびオブジェクトタグＯＲＴ２を入力し、これらに基づいて当該画像データにスムージング処理を施し、スムージング処理後の画像データおよび画像形成制御信号を出力する。１５はエッジ検知部であり、バッファ１２から出力される３×３ブロック画像データＯＲＩ４を入力し、当該画像データで表される画像内の注目画素が文字・線画や写真・グラフィックス等のオブジェクトの輪郭（以後、エッジ）を構成する画素であるか否か、および当該エッジの方向を検知し、エッジ検知結果を出力する。
【００１２】
１６は合成部であり、バッファ１２から出力される画像データＯＲＩ１およびオブジェクトタグＯＲＴ１、面積階調処理部１３から出力される画像データＳＣＩおよび画像形成制御信号ＳＣＷ，ＳＣＡ、スムージング処理部１４から出力される画像データＳＭＩおよび画像形成制御信号ＳＭＷ，ＳＭＡ、およびエッジ検知部１５から出力されるエッジ検知結果ＥＤを入力し、これらに基づいて画像データＯＵＴＩおよび画像形成制御信号ＯＵＴＷおよびＯＵＴＡを出力する。
【００１３】
以下、データの流れに沿って、各部の機能を詳細に説明する。
本装置に入力された画像データＩＭＧは、まず、オブジェクトタグ付加部１１に入力される。オブジェクトタグ付加部１１は、入力した画像データＩＭＧに何も処理を施さずに画像データＩＮＩとして出力するとともに、画像データＩＭＧを画素単位で解析して分類し、分類結果を、例えば表１に示すように、２ビットの情報（オブジェクトタグＩＮＴ）として出力する。
【００１４】
表１．分類とオブジェクトタグとの対応関係
【表１】
0003812131.tif 000002
【００１５】
なお、オブジェクトタグ付加部１１における画像の分類方法は、表１に示すように分類できるならばどのような方法でもよい。ここでは、注目画素を中心とした所定サイズの矩形領域内の全画素について注目画素からの距離に応じた重み付けを施した後に統計処理を行い、その結果（例えば、階調に対する画素数のヒストグラムの形状）に基づいて当該注目画素を分類するようにしている。例えば、注目画素が２値展開文字を構成する画素の場合、特定の階調に対する画素数が突出したヒストグラムが得られ、このことから注目画素の種類が特定される。
【００１６】
ここで、２値展開文字および多値展開文字について説明する。
通常、文字は印刷すべき文字を表すコード、フォントの種類を示す情報、および文字の大きさを示す情報によって表される。そして、印刷イメージの形成過程では、印刷すべき文字を表すコードおよびフォントの種類を示す情報に対応するフォントデータを呼び出し、呼び出したフォントデータを上記文字の大きさの情報に対応する大きさに変換する処理が行われる。なお、フォントは、文字の全てをラスター画像として表現したビットマップフォントと、文字の輪郭を線の集合体とし、これらの線の描画情報で文字を表現したアウトラインフォント（ベクトルフォント）に大別されるが、ディフェクトが少ない変形処理を容易に行えることから、印刷においては、アウトラインフォントが主流となっている。よって、ここでは、アウトラインフォントのみを使用するものとする。
【００１７】
アウトラインフォントのフォントデータは、仮想座標空間あるいは特定の解像度に対応する座標空間における描画情報であるため、フォントデータを、実際に印刷する解像度および大きさに対応した座標空間における描画情報に変換する必要がある。また、ボールド文字のように印刷ウェイトが標準的な文字と異なる文字や、イタリック文字のように標準的な文字に装飾・変形を加える必要がある文字を印刷する場合には、これらを考慮してフォントデータの変換を行う必要がある。フォントデータに対して、上述したような事項を考慮した変換を施し、フォントデータで表される輪郭線内を塗りつぶすことにより、印刷すべき文字のラスター画像が得られる。通常、文字の印刷色は１つの文字に１色であることが多いことから、本装置では、１つの色で輪郭線内を満たすことでラスター画像を得るようにしている。
このようにして得られるラスター画像を、ここでは２値展開文字と呼んでいる。
【００１８】
ところで、アウトラインフォントの描画情報の精度は印刷解像度より高いことがほとんどであるため、ラスタライズする際には描画情報から得られる理想的な画像を量子化することになる。すなわち、ラスタライズして得られるラスター画像の品質は、理想的な画像の品質に比較して劣化してしまう。例えば、図１６の（ａ）に示す文字「皿」の理想的な展開画像は、量子化すると同図の（ｂ）あるいは（ｃ）に示すようなラスター画像になってしまう。
【００１９】
この量子化による画質の劣化を抑制する方法としては、印刷解像度より高い解像度でラスタライズして得た２値画像を解像度変換により印刷解像度の多値画像に変換する方法がある。この方法では、解像度変換の際に、印刷解像度に比較して高い解像度でラスタライズして得られたラスター画像の複数画素が印刷解像度における１画素に対応付けられ、当該複数画素の内容に応じて印刷解像度における１画素の値が決定される。例えば、図１６の（ａ）に示す文字「皿」を印刷解像度の２倍の解像度でラスタライズすると、同図の（ｄ）に示すようなラスター画像となり、同図の（ｄ）の主走査方向２画素、副走査方向２画素の互いに重複しないブロックを、その内部の黒画素数に応じた値の画素に変換することにより解像度変換すると、同図の（ｅ）に示すようなラスター画像が得られる。なお、ここでは、解像度変換において、上記ブロック内に黒画素が１つ存在すれば画素値‘３Ｆｈ’、２つ存在すれば画素値‘７Ｆｈ’、３つ存在すれば画素値‘ＢＦｈ’、４つ存在すれば画素値‘ＦＦｈ’の画素に変換することとしている。
このようにして得られるラスター画像を、ここでは多値展開文字と呼んでいる。
【００２０】
図１のオブジェクトタグ付加部１１から出力された画像データＩＮＩおよびオブジェクトタグＩＮＴは、それぞれバッファ１２に蓄積され、ここで遅延調整されてから、画像データＯＲＩ２およびオブジェクトタグＯＲＴ２として面積階調処理部１３へ、画像データＯＲＩ３およびオブジェクトタグＯＲＴ３としてスムージング処理部１４へ、画像データＯＲＩ１およびオブジェクトタグＯＲＴ１として合成部１６へ出力される。このような処理に並行して、バッファ１２では、オブジェクトタグ付加部１１から出力された画像データＩＮＩから主走査方向３画素、副走査方向３画素のブロック（以後、３×３ブロック）を形成し、これらブロック列を３×３ブロック画像データＯＲＩ４としてエッジ検知部１５へ出力する。なお、バッファ１２における遅延調整の具体的な内容については後述する。
【００２１】
面積階調処理部１３において、バッファ１２からの画像データＯＲＩ２は、バッファ１２からのオブジェクトタグＯＲＴ２に基づいて面積階調処理を施され、画像データＳＣＩとして合成部１６へ出力される。
面積階調処理の手法にはディザ法や誤差拡散法等の様々な手法があるが、面積階調処理部１３においては、画像データＯＲＩ２は、何も処理を施されずにそのまま画像データＳＣＩとして出力される。また、面積階調処理部１３は、画像形成制御信号ＳＣＷとして、先頭ラインから数えた処理対象ラインの番号が偶数の場合には当該処理対象ラインの先頭から順に‘０１ｂ’と‘１０ｂ’とを交互に出力し、奇数の場合には偶数ラインとは順序が逆になるように‘０１ｂ’と‘１０ｂ’とを交互に出力する。さらに、面積階調処理部１３は、画像形成制御信号ＳＣＷとして、常に‘１１ｂ’を出力する。また、オブジェクトタグＯＲＴ２が文字を表す値の場合（すなわちオブジェクトタグが‘００ｂ’または‘１１ｂ’の場合）には、面積階調処理部１３は、画像データＯＲＩ２をそのまま画像データＳＣＩとして出力するとともに、画像形成制御信号ＳＣＷとして‘００ｂ’を、画像形成制御信号ＳＣＡとして‘１１ｂ’を出力する。
【００２２】
スムージング処理部１４において、バッファ１２からの画像データＯＲＩ３は、バッファ１２からのオブジェクトタグＯＲＴ３に基づいてスムージング処理を施され、画像データＳＭＩとして合成部１６へ出力される。ここで、スムージング処理部１４について、図４を参照して説明する。図４はスムージング処理部１４の構成例を示した図であり、４１は２値化器、４２は２値化の閾値を格納するためのレジスタ、４３はバッファ、４４ａ−４４ｘはパターン検出器、４５はメモリである。
【００２３】
スムージング処理部１４に入力された画像データＯＲＩ３は、オブジェクトタグが‘００ｂ’である画素（多値展開文字を構成している画素）のみについて、２値化器４１において２値化されてバッファ４３に入力される。２値化器４１における２値化処理は、レジスタ４２に格納されている閾値と画像データＯＲＩ３の画素値とを比較し、画素値が閾値以上ならば‘１’、閾値より小さければ‘０’を出力することで実現される。ただし、２値化器４１は、オブジェクトタグが‘００ｂ’以外である画素（スムージング処理を必要としない画素）については強制的に‘０’を出力する。
【００２４】
バッファ４３に入力された２値化画像データは、バッファ４３に蓄積され、主走査方向５画素、副走査方向５画素の大きさのブロック（以後、５×５ブロック）にまとめられ、５×５ブロック画像データＢＫＤとしてパターン検出器４４ａ−４４ｘへ出力されるとともに、当該５×５ブロックの中央画素の画素値が中央画素データＣＰＤとしてメモリ４５へ出力される。また、バッファ４３では、対象の中央画素を主走査方向に１画素ずらす毎に当該中央画素に応じた中央画素データＣＰＤおよび５×５ブロック画像データＢＫＤが出力され、主走査方向に対象の画素が存在しなくなったら対象の画素を副走査方向に１画素ずらして上述と同様の処理が繰り返される。なお、５×５ブロックの中央画素の画素値をメモリ４５へ供給するのではなく、５×５ブロック画像データＢＫＤをメモリ４５へ供給し、メモリ４５において中央画素の画素値を抽出する態様であってもよい。
【００２５】
パターン検出器４４ａ−４４ｘは、それぞれ、バッファ４３からの５×５ブロック画像データＢＫＤと図５に示したパターン（ａ）−（ｘ）とを比較し、５×５ブロック画像データＢＫＤがパターン（ａ）−（ｘ）のいずれかに一致した場合にパターン検出信号ＰＤａ−ＰＤｘをメモリ４５へ出力する。なお、図５において、最小の矩形は画素を表し、白色矩形は画素値が‘０’の画素、黒色矩形は画素値が‘１’の画素、斜線付き矩形は上記比較を行わない画素を表す。
【００２６】
メモリ４５は、内部に表２に示すようなルックアップテーブル（以下ＬＵＴ）に対応するデータを格納しており、当該ＬＵＴを参照し、パターン検出器４４ａ−４４ｘからのパターン検出信号およびバッファ４３から入力される中央画素データＣＰＤに応じたデータをＬＵＴから読み出して出力する。なお、表２において、ＳＭＩは画素値を表す８ビットの画像データ、ＳＭＷおよびＳＭＡは、それぞれ、２ビットの画像形成制御信号であり、例えば、パターン検出器４４ａからパターン検出信号ＰＤａが出力された場合、メモリ４５から出力される画像データＳＭＩの値は‘６３’となり、同じくメモリ４５から出力される画像形成制御信号ＳＭＷ，ＳＭＡはそれぞれ‘０１ｂ’，‘１１ｂ’となる。
【００２７】
表２．メモリ４５内のＬＵＴ（ルックアップテーブル）
【表２】
0003812131.tif 000003
【００２８】
なお、５×５ブロック画像データＢＫＤがパターン（ａ）−パターン（ｘ）のいずれにも一致しなかった場合（全てのパターン検出器４４ａ−４４ｘからパターン検出信号が出力されなかった場合）には、メモリ４５から出力される画像形成制御信号ＳＭＷの値は‘００ｂ’、画像形成制御信号ＳＭＡの値は‘１１ｂ’となり、画像データＳＭＩの値は以下のルールに従う。すなわち、２値化器４１から出力された２値化画像データＢＮＩの値が‘１’の場合には画像データＳＭＩの値は‘２５５’となり、同２値化画像データＢＮＩの値が‘０’の場合には画像データＳＭＩの値は‘０’となる。
【００２９】
図１において、エッジ検知部１５に入力された３×３ブロック画像データＯＲＩ４は、エッジ検知部１５におけるエッジ検知処理に利用される。
図６はエッジ検知部の構成例を示すものであり、この図において、６１ａ−６１ｄは、それぞれ、図７に示すフィルタ係数（ａ）−（ｄ）を有するフィルタであり、３×３ブロック画像データＯＲＩ４に対してフィルタ処理を施し、その結果をフィルタリングデータＦＤａ−ＦＤｄとして出力する。６２は情報作成器であり、フィルタ６１ａ−６１ｄからのフィルタリングデータＦＤａ−ＦＤｄを入力し、これらのフィルタリングデータＦＤａ−ＦＤｄおよび表３に示す動作表に基づいてエッジ情報データＥＤを生成して出力する。
【００３０】
表３．エッジ情報作成器６２の動作表
【表３】
0003812131.tif 000004
なお、表３中の「優先順位」は、出力の絶対値が最大であるフィルタが複数の場合にどのフィルタの出力を優先するかを表す情報である。
【００３１】
図１において、バッファ１２、面積階調処理部１３およびスムージング処理部１４から出力される画像データは、合成部１６において、表４に示す動作表に従ってバッファ１２からのオブジェクトタグＯＲＴ１およびエッジ検知部１５からのエッジ情報データＥＤに基づいて合成処理を施され、合成画像データＯＵＴＩとして外部へ出力される。上記合成処理は、各画素について、バッファ１２、面積階調処理部１３およびスムージング処理部１４から出力される画像データから１つの画像データを選択するとともに、選択された画像データで表される画素を最適に印刷するための変換処理および画像形成制御信号の発生処理を行うことで実現される。
【００３２】
表４．メモリ４５の動作表
【表４】
0003812131.tif 000005
【００３３】
なお、前述したバッファ１２における遅延調整は、バッファ１２、面積階調処理部１３、スムージング処理部１４およびエッジ検知部１５から合成部１６への入力データ間で同期がとれるように行われる。ここで、具体的な遅延量について詳述する。
前述したように、スムージング処理部１４においては、５×５ブロック画像データＢＫＤを形成し、この５×５ブロック画像データＢＫＤとパターン（ａ）−パターン（ｘ）とを比較する処理が行われる。したがって、バッファ１２からスムージング処理部１４へ画像データＯＲＩ３が入力されても、５×５ブロック画像データＢＫＤを形成できない間は、スムージング処理部１４から画像データＳＭＩが出力されることはない。すなわち、１つの画素に着目すると、スムージング処理部１４から当該画素に対応した画像データＳＭＩが出力される時点は、当該画素を表す画像データＩＮＩがバッファ１２に入力された時点から、少なくとも２ラインおよび２画素分だけ遅れることになる。
【００３４】
また、エッジ検知部１５においては、バッファ１２において形成された３×３ブロックを処理するため、１つの画素に着目すると、エッジ検知部１５から当該画素に対応したエッジ情報データＥＤが出力される時点は、当該画素を表す画像データＩＮＩがバッファ１２に入力された時点から、少なくとも１ラインおよび１画素分だけ遅れることになる。なお、面積階調処理部１３においては、画像データをブロック単位で取り扱う必要がないため、処理遅延は発生しない。
【００３５】
したがって、バッファ１２において、注目画素についての画像データＩＮＩおよびオブジェクトタグＩＮＴがバッファ１２に入力される時点を基準とし、バッファ１２から面積階調処理部１３および合成部１６へ当該画素についての画像データおよびオブジェクトタグを供給する時点を２ラインおよび２画素分、バッファ１２からエッジ検知部１５へ当該画素を中心画素とした３×３ブロック画像データＯＲＩ４を供給する時点を１ラインおよび１画素分だけ遅延させることで、前述の同期を確立することができる。
【００３６】
なお、スムージング処理部１４に入力される画像データＯＲＩ３およびオブジェクトタグＯＲＴ３は、バッファ１２に入力された画像データＩＮＩおよびオブジェクトタグＩＮＴをバッファ１２からそのまま遅延無しで出力することで得られる。また、上述の遅延処理は各部で取り扱うブロックの大きさ以外の要因による遅延、特にハードウェアで処理する際の処理遅延や伝搬遅延について考慮していないが、基本的には上述と同様の処理により、これらの遅延にも対処可能である。すなわち、画像データＩＮＩおよびオブジェクトタグＩＮＴがバッファ１２に入力される時点を基準とし、最遅の処理パスに合わせてバッファ１２からの出力タイミングを遅らせれば、前述の同期を確立することができる。
【００３７】
次に、本装置から出力されるデータで表される画像を印刷する際の画像形成制御処理について、電子写真方式での印刷を例に挙げて説明する。電子写真方式における画像形成制御方法には様々な方法があるが、ここでは、特に文字・線画を滑らかに印刷するための画像形成制御方法として、パルス幅変調（以後、ＰＷＭ）による方法および強度変調（以後、ＰＡＭ）による方法について説明する。
【００３８】
ＰＷＭによる方法は、入力された多値のディジタルデータをＤ／Ａ変換によって一旦電圧変動信号（以後、変換信号）に変換し、この変換信号の電圧レベルと入力データの入力周期と同じ周期の参照波の電圧レベルとを比較し、変換信号が大きければ発光素子をオン、小さければ発光素子をオフとする方法である。この方法によれば、Ｄ／Ａ変換する多値のディジタルデータを本装置から出力される画像データＯＵＴＩとし、比較対象の参照波を本装置から出力される画像形成制御信号ＯＵＴＷに応じて切り替えることにより、画素の主走査方向の大きさおよび形成位置を制御することができる。
【００３９】
図８はＰＷＭによる方法を実現するための構成例を示した図であり、この図において、９１は画像データＯＵＴＩを入力し変換信号を出力するＤ／Ａ変換器、９２は参照波を発生する参照波発生器であり、画像形成制御信号ＯＵＴＷに応じた参照波を発生する。９３は比較器であり、Ｄ／Ａ変換器９１から出力された変換信号の電圧レベルと、参照波発生器９２から出力された参照波の電圧レベルとを比較し、２値の比較結果を出力する。
【００４０】
また、図９−図１１は、それぞれ異なる参照波を用いた場合の画像形成制御の様子を示したものであり、図中水平方向が主走査方向に相当する。各図において、Ｄ／Ａ変換器９１の出力電圧値は入力画素値（画像データＯＵＴＩの値）に応じて徐々に低下しており、これに比例して、印刷イメージにおける主走査方向の黒画素の幅（以後、水平印刷幅）が狭くなっている。すなわち、各図において、主走査方向において印刷イメージが徐々に薄くなる例が示されている。
【００４１】
また、これらの図には、各参照波の形状が黒画素の位置に与える影響が示されている。例えば、図９の例では、水平印刷幅は画素の中央位置からの幅となっており、黒画素の位置は中央位置となる。これに対して、図１０の例では図中左端が、図１１の例では図中右端が水平印刷幅の起点となっており、黒画素の位置は、図１０においては左端、図１１においては右端となる。なお、本実施形態においては、画像形成制御信号ＯＵＴＷの値が‘００ｈ’のときは図９、‘０１ｂ’のときは図１０、‘１０ｂ’のときは図１１に示した参照波を選択するようになっている。
【００４２】
一方、ＰＡＭによる方法は、入力された多値のディジタルデータに応じて発光素子に供給する電流を制御し、発光素子の発光量を制御する方法であり、ＰＷＭによる方法が主走査方向の印刷幅を制御する方法であるのに対して、ＰＡＭによる方法では副走査方向の印刷幅（以後、垂直印刷幅）が制御される。ここで、ＰＡＭによる方法を実現するための構成例を図１２に示す。図１２において、１３１は画像形成制御信号ＯＵＴＡに応じた電流値の信号を出力する電流制御器、１３２は電流制御器１３１の出力信号を入力するレーザー発光素子であり、入力信号の電流値に応じた強度で発光するレーザー発光素子である。
【００４３】
また、図１３は画像形成制御の様子を示したものであり、この図から、画像形成制御信号ＯＵＴＡの値によって垂直印刷幅が変化していることが分かる。なお、本実施形態においては、画像形成制御信号ＯＵＴＡの値が‘１１ｂ’のときは通常の垂直印刷幅となり、‘１０ｂ’のときは通常の垂直印刷幅の３／４、‘０１ｂ’のときは通常の垂直印刷幅の１／２、‘００ｂ’のときは通常の垂直印刷幅の１／４の垂直印刷幅となるよう設定されているものとする。
【００４４】
上述したことから明らかなように、印刷イメージ上の黒画素を主走査方向へシフトさせる場合にはＰＷＭ、副走査方向へシフトさせる場合にはＰＡＭが適しており、本実施形態では、両者を排他的に採用している。１つの画素について両者を適用することも可能であるが、極めて複雑な制御となるので、ここでは、１つの画素についてはＰＷＭおよびＰＡＭのいずれか一方を適用するようにしている。
【００４５】
Ｂ：動作
次に、本装置の動作について説明する。
図２に示す画像を表す画像データが本装置に入力された場合、オブジェクトタグ付加部１１により、当該画像データに対してオブジェクトタグが付加される。なお、図２において、２１は２値展開された２４ポイント程度の比較的大きな文字、２２および２５は多値展開された１０ポイント程度の比較的小さな文字、２３はイメージスキャナやディジタルカメラ等の画像入力装置により入力された写真、２４は線や多角形を組み合わせて作成された図形であり、これらのオブジェクトには異なるオブジェクトタグが付加される。ここで、図２に示す画像中の各画素に対して付加されるオブジェクトタグを可視化したイメージを図３に示す。図３において、３１は２値展開文字、３２は多値展開文字、３３は写真、３４はグラフィックスを表すオブジェクトタグが付加された画素からなる領域である。なお、図３に示すように、ここでは、下地領域の画素には多値展開文字のオブジェクトタグを付加するものとする。
【００４６】
オブジェクトタグ付加部１１から出力された画像データ（図２参照）およびオブジェクトタグ（図３参照）は、バッファ１２において遅延調整された後、面積階調処理部１３、スムージング処理部１４および合成部１６に入力される。また、バッファ１２では、オブジェクトタグ付加部１１から出力された画像データから順次３×３ブロック画像データが形成され、この３×３ブロック画像データが遅延調整の後にエッジ検知部１５に入力される。
【００４７】
面積階調処理部１３に入力された画像データは、付加されたオブジェクトタグの値が‘１０ｂ’または‘１１ｂ’の画素、つまり“写真”に分類された領域２３と“グラフィックス”に分類された領域２４の画素のみについて面積階調処理を施された後に、合成部１６へ出力される。例えば、面積階調処理部１３による面積階調処理を図１４の（ａ）に例示した部分画像データに施すと、画像データＳＣＩとしては当該部分画像データ、画像形成制御信号ＳＣＷとしては図１４の（ｂ）に示した画像形成制御信号、画像形成制御信号ＳＣＡとしては図１４の（ｃ）に示した画像形成制御信号が面積階調処理部１３から出力される。
【００４８】
一方、スムージング処理部１４に入力された図２の画像を表す画像データは、付加されたオブジェクトタグが‘００ｂ’の画素、つまり２値展開文字に分類された領域２１の画素のみについてスムージング処理を施された後、合成部１６へ出力される。例えば、スムージング処理部１４によるスムージング処理を図１５の（ａ）に例示した部分画像データに施すと、画像データＳＭＩとしては図１５の（ｂ）に示した部分画像データ、画像形成制御信号ＳＭＷとしては図１５の（ｃ）に示した画像形成制御信号、画像形成制御信号ＳＭＡとしては図１５の（ｄ）に示した画像形成制御信号がスムージング処理部１４から出力される。
【００４９】
また、エッジ検知部１５においては、図２の画像の全画素についてエッジであるか否かが判定され、エッジであった場合には該エッジの方向が調べられ、判定結果（および調査結果）に基づいたエッジ検知結果が合成部１６へ出力される。例えば、図１４の（ａ）に示した部分画像データに対するエッジ検知結果ＥＤは、当該部分画像データで表される全画素について‘０００ｂ’となり、図１５の（ａ）および図１６の（ｅ）に示した部分画像のエッジ検知結果ＥＤは、それぞれ図１５の（ｅ）および図１６の（ｆ）に示したものとなる。
【００５０】
合成部１６においては、表３の動作表に従って、各部から入力された複数の画像データの合成と、各部から入力された画像形成制御信号の選択および生成とが行われる。オブジェクトタグ付加部１１へ入力された画像データが図２の画像を表す画像データの場合、合成部１６において、領域２１の画素については、スムージング処理部１４から出力された画像および画像形成制御信号とエッジ検知部１５から出力されたエッジ検知結果とに基づいた変換処理が施され、当該変換処理結果である画像データおよび画像形成制御信号が合成部１６から本装置外部へ出力される。例えば、図１５の（ｂ）−（ｄ）に示した部分画像データおよび画像形成制御信号が合成部１６に入力されると、画像データＯＵＴＩとしては図１５の（ｆ）に示した部分画像データ、画像形成制御信号ＯＵＴＷとしては図１５の（ｃ）に示した画像形成制御信号、画像形成制御信号ＯＵＴＡとしては図１５の（ｄ）に示した画像形成信号が合成部１６から出力される。
【００５１】
また、領域２２および領域２５の画素については、画素値とエッジ検知部１５におけるエッジ検出結果とに基づいた変換処理が施され、当該変換処理結果である画像データおよび画像形成制御信号が合成部１６から本装置外部へ出力される。例えば、図１６の（ｅ）に示したエッジ検出結果がエッジ検知部１５から合成部１６に入力されると、画像形成制御信号ＯＵＴＩとしては図１７の（ａ）に示した部分画像データ、画像形成制御信号ＯＵＴＷとしては図１７の（ｂ）に示した画像形成制御信号、画像形成制御信号ＯＵＴＡとしては図１７の（ｃ）に示した画像形成制御信号が合成部１６から出力される。
【００５２】
また、領域２３および領域２４の画素については、面積階調処理部１３から出力された画像および画像形成制御信号とエッジ検知部１５から出力されたエッジ検出結果とに基づいた変換処理が施され、当該変換処理結果である画像データおよび画像形成制御信号が合成部１６から本装置外部へ出力される。例えば、図１４の（ａ）−（ｃ）に示した部分画像データおよび画像形成制御信号が合成部１６に入力されると、画像データＯＵＴＩとしては図１４の（ａ）に示した部分画像データ、画像形成制御信号ＯＵＴＷとしては図１４の（ｂ）に示した画像形成制御信号、画像形成制御信号ＯＵＴＡとしては図１４の（ｃ）に示した画像形成制御信号が合成部１６から出力される。
【００５３】
合成部１６から本装置外部へ出力された画像データおよび画像形成制御信号に基づいた印刷を、前述したＰＷＭおよびＰＡＭの両機能を有する電子写真方式で行う場合、発光素子の発光パターンは、例えば、図１５の（ａ）に示した領域については同図の（ｇ）、図１４の（ａ）に示した領域については同図の（ｄ）、図１６の（ｅ）に示した領域については図１７の（ｄ）に示すような発光パターンとなり、紙等の印刷媒体上での印刷結果は、それぞれ図１５の（ｈ）、図１４の（ｄ）、図１７の（ｅ）に示すようなものとなる。つまり、領域２１のような２値展開文字領域の画像はスムージング処理されてその印刷イメージが形成され、領域２３および領域２４のような写真領域およびグラフィックス領域の画像は面積階調処理されてその印刷イメージが形成され、領域２２および領域２５のような多値展開文字領域の画像は中間調部分を用いた解像度の拡張を施されてその印刷イメージが形成される。
【００５４】
Ｃ：補足
以上、本発明の一実施形態による画像処理装置について説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、上述した実施形態以外の態様であっても構わない。
例えば、上述の実施形態においては主走査方向の画像形成制御方法としてＰＷＭを用いたが、画素を主走査方向に複数の小画素に分割し、元の画素の値に応じて各小画素の形成・非形成を決定する方法を採用してもよい。この方法を採用するには、図８に示したＰＷＭを実現するための構成を、図１８に示した構成に置き換えればよい。
図８において、１８１はデータ変換器、１８２はパラレル・シリアル変換器であり、データ変換器１８１は、上記実施形態における合成部１６から出力される画像データＯＵＴＩを画像形成制御信号ＯＵＴＷに応じて変換して出力し、パラレル−シリアル変換器１８２はデータ変換器１８１から出力されるデータにパラレル−シリアル変換を施し、発光タイミング信号として発光素子へ供給する。なお、データ変換器１８１から出力されるデータの値は、‘７ｈ’や‘６ｈ’のように、２進数表現において値が‘１’の全てのビットが連続する値となる。
【００５５】
ここで、一例として、主走査方向において１つの画素を４つの小画素に分割する場合の処理について説明する。画像形成制御信号ＯＵＴＷの値が‘００ｂ’の場合には図１９、‘０１ｂ’の場合には図２０、‘１０ｂ’が入力された場合は図２１に示すように、合成部１６から出力された画像データＯＵＴＩが画像形成制御信号ＯＵＴＷに応じて変換された後にパラレル−シリアル変換されて発光タイミング信号が生成され、最終的には各図最下段のような印刷イメージが得られる。なお、パラレル・シリアル変換器１８２は、変換処理において、主走査方向における画素の分割数（例えば‘４’）に基づいて基準クロックを逓倍したクロックを用いる。
【００５６】
また、上述の実施形態では、電子写真方式での印刷を前提としているが、インクジェット方式や熱転写方式での印刷についても適用可能である。例えば、通常のＹＭＣＫ各色のインクに加えて、淡濃度インクを有するインクジェットプリンタで印刷することを想定すると、合成部１６から出力された画像データＯＵＴＩ、画像形成制御信号ＯＵＴＷおよびＯＵＴＡに基づいて各画素の形成に使用するインクを決定する機構を、合成部１６とプリントヘッド制御部との間に備えればよい。上記機構では、あくまでデータの形式が変化するだけであって、画像そのものには何も処理が施されない。したがって、インク滴の大きさを制御するインクジェットプリンタで印刷する場合にも、上記機構を上述と同様に適用できる。
【００５７】
また、熱転写方式での印刷を想定すると、合成部１６の画像データＯＵＴＩ、画像形成制御信号ＯＵＴＷおよびＯＵＴＡに基づいて各画素の形成に必要な印刷ヘッドの発熱量を決定する機構を、合成部１６とプリントヘッド制御部との間に備えればよい。この場合にも、あくまでデータの形式が変化するだけであって、画像そのものには何も処理が施されない。すなわち、上述の各変形態様はいずれも、同一画素を印刷方式の違いに関わらずに同様に出力するために、プリンタの画像形成方式の特徴に基づいてデータ形式の変換を行っているに過ぎず、したがって、本発明の趣旨からは逸脱しない。
【００５８】
また、前述の実施形態においては、画像処理装置全体の構成を図１に示した構成としたが、もちろんこれに限定されるわけではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲ならば他の構成であっても構わない。また、面積階調処理部１３での処理については任意の処理を採用可能であり、例えば、ディザマトリクスを用いたディザ処理、あるいは誤差拡散処理であってもよい。また、面積階調処理部１３での処理は、写真およびグラフィックス両領域ともに同じ面積階調処理を施すようにしたが、それぞれに異なる面積階調処理を施しても構わない。
【００５９】
また、スムージング処理部１４の構成を図４、エッジ検知部１５の構成を図６にそれぞれ示した構成としたが、それぞれスムージング処理およびエッジ検知処理を実現可能な構成であれば他の構成であっても構わない。もちろん、スムージング処理部１４において、バッファ４３において形成されるブロックの大きさは５画素×５画素以外でもよく、パターン検出器４４ａ−４４ｘにおける検出パターンも図５の（ａ）−（ｘ）に示したパターンに限定されず、メモリ４５の入出力の対応関係も表２に示した対応関係に限定されないのは明らかである。また、バッファ１２からエッジ検知部１５に入力されるブロックの大きさは３画素×３画素以外でもよく、フィルタ６１ａ−６１ｄのフィルタ係数も図７の（ａ）−（ｄ）に示した係数に限定されず、フィルタ出力とエッジ情報との対応関係も表３に示した対応関係に限定されないのは明らかである。また、合成部１６における合成処理も表４に示した動作表ではなく、他の合成ルールに従ってもよい。さらに、オブジェクトタグに関係なくスムージング処理や面積階調処理を行い、合成部６においてオブジェクトタグを考慮して各画像データを合成する態様も容易に実現可能である。
【００６０】
また、前述の実施形態においては、画像処理装置に入力される画像を、１画素あたり８ビットの階調情報を有するグレースケール画像としたが、１画素あたりの階調情報が８ビットに限定されないのは明白である。なお、グレースケール画像ではなく、複数の色成分を有するカラー画像を入力画像とする場合には、面順次入力であれば前述の実施形態と同様の処理を各色成分に対して順に施せばよく、点順次入力であれば前述の実施形態による画像処理装置を色成分の数だけ並列に接続して各色成分を並行処理するか、あるいは各部において全色成分を並行処理するように構成すればよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、入力画像中のオブジェクト毎に、最適な画像データに基づいて画像形成処理のための制御信号が生成される。したがって、本発明によれば、様々な領域を包含するドキュメント画像の出力画像の品質を向上させることが可能となり、例えば、入力画像中の写真・グラフィックスの階調性を損なうことなく、入力画像中の文字・線画の輪郭が滑らかとなるように出力画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係る画像処理装置の構成例を示す図である。
【図２】  同画像処理装置に入力される画像（入力画像）の一例を示す図である。
【図３】  図２に示した入力画像のオブジェクトタグ付加部１１における分類結果を示す図である。
【図４】  同画像処理装置に含まれるスムージング処理部１４の構成例を示す図である。
【図５】  同スムージング処理部１４におけるパターン検出器４４ａ−４４ｘにおいて用いられる検出パターンの一例を示す図である。
【図６】  同画像処理装置に含まれるエッジ検知部１５の構成例を示す図である。
【図７】  図６におけるフィルタ７１ａ−７１ｄのフィルタ係数を示す図である。
【図８】  同画像処理装置の出力信号を用いてパルス幅変調を行うための構成例を示す図である。
【図９】  図８に示した構成例によるパルス幅変調の一例を説明するための図である。
【図１０】  図８に示した構成例によるパルス幅変調の別の例を説明するための図である。
【図１１】  図８に示した構成例によるパルス幅変調の別の例を説明するための図である。
【図１２】  同画像処理装置の出力信号を用いて強度変調を行うための構成例を示す図である。
【図１３】  図１２に示した構成例による強度変調の一例を説明するための図である。
【図１４】  同画像処理装置による面積階調処理を説明するための図である。
【図１５】  同画像処理装置によるスムージング処理の一例を示す図である。
【図１６】  多値展開文字の処理の例を示す図である。
【図１７】  多値展開文字の処理の例を示す図である。
【図１８】  画素を主走査方向に複数の小画素に分割する印刷方法を実現する構成例を示す図である。
【図１９】  図１７に示した構成例によるパルス幅変調の一例を説明するための図である。
【図２０】  図１７に示した構成例によるパルス幅変調の別の例を説明するための図である。
【図２１】  図１７に示した構成例によるパルス幅変調の別の例を説明するための図である。
【符号の説明】
１１…オブジェクトタグ付加部
１２…バッファ
１３…面積階調処理部
１４…スムージング処理部
１５…エッジ検知部
１６…合成部
【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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