JPH0620239B2 - 電子写真式プリンタの画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はスキャナによって読取られた画情報を画像再生
に最適になるように処理する画像処理に係り、特にスキ
ャナによって読取られた画情報を例えばレーザプリンタ
のごとき電子写真式プリンタの特性に応じて処理する画
像処理方式に関する。

従来技術 最近、スキャナによって画素単位で読み取られた原稿の
画情報にもとづいてレーザプリンタにより画像の記録再
生を行なわせるようにしたデジタル複写機が開発されて
いる。

第７図に、レーザプリンタの構成を示している。同図に
あって、１はレーザ発振器，２はポリゴンミラー，３は
ｆθレンズ，４は反射ミラー，５は感光体ドラム，６は
帯電器，７は現像器，８は転写・分離チャージャー，９
はクリーナである。

このように構成されたレーザプリンタにあっては、スキ
ャナ側から送られてくる２値画情報BSに応じて変調され
たレーザ出力光により感光体面が露光され、その露光に
より形成された潜像がトナー現像により顕像化されて記
録紙10に転写されるいわゆる電子写真式プロセスによっ
て画像形成を行なう。

しかしてこのような電子写真式によるプリンタでは第８
図に示すように、感光体面に入射される光量と記録され
る画像濃度との間の直線性が悪く、そのため記録画像の
つぶれやドットの飛びなどを生じ、特に階調性の不整を
生じて中間調の再現性が悪いものになってしまってい
る。特に高濃度部では画像のつぶれ、低濃度部ではドッ
トの飛びが起り、画像周波数の高い成分が失われてしま
う。

従来、スキャナによって読み取られた画情報にもとづい
てプリンタにより記録再生を行なわせる際、画質の向上
を図るべくシェーディング補正やＭＴＦ補正などの種々
の画像処理を実施しているが、それらの処理手段は何れ
もスキャナによる画像の読取時に生じた画像劣化を補正
するものでしかなく、このような画像処理を行なっても
プリンタにおける光量−画像濃度の伝達特性の非直線性
による影響を補正しなければ品質の良い記録画像を得る
ことができない。

目的 本発明は、電子写真式プリンタにおける光量−画像濃度
の伝達特性の非直線性に起因する周波数特性の劣化を補
正して、濃度変化に応じた品質のよい記録画像を得るこ
とを目的とする。

構成 本発明にあってはその目的達成のため、スキャナにより
画素単位で読み取られ、かつ多値量子化されたデジタル
画情報とラプラシアンフィルタとの各対応するマトリク
ス要素の重みの値どうしをかけ合せて合計することによ
り、ラプラシアンフィルタの中心の注目画素に対して空
間フィルタ処理をして記録再生をする電子写真式プリン
タの画像処理装置において、前記注目画素のデジタル画
情報の濃度が低濃度のときには、前記ラプラシアンフィ
ルタの中心の重みの値を前記濃度の増加関数にしたがっ
て増大し、該デジタル画情報の濃度が中濃度のときに
は、該中心の重みの値を大とし、該デジタル画情報の濃
度が高濃度のときには、該中心の重みの値を前記濃度の
減少関数にしたがって減少する制御手段を備えるように
している。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について詳
述する。

いま第８図に示すプリンタ側における光量−画像濃度の
伝達特性において、図中Ａで示す光量が少ないとき、す
なわち濃度が高い部分における特性は光量の変動に対し
て画像濃度変動の幅が少ないものとなっている。同様
に、光量が多くて濃度が低い部分Ｃにおける特性も同じ
である。したがって、このようなＡ，Ｃ部分の領域では
画像周波数の高い成分が圧縮され、低周波方向に片寄っ
た伝達特性を有している。このことは記録画像上ではつ
ぶれや飛びなどを生じて細部の解像力が悪くなったり階
調性が低下したりすることを意味している。また、図中
Ｂで示すほぼ直線性を有する部分は比較的良く画像周波
数が伝達される領域となっている。このような画像周波
数の伝達特性を第９図に示している。図中Ａ，Ｂ，Ｃは
第８図におけるＡ，Ｂ，Ｃの各領域にそれぞれ対応した
特性である。

このようにスキャナにより画素単位で読み取られ、かつ
多値量子化された原稿画像の濃度に関するデジタル画情
報の値に応じて周波数特性を改善するような処理が必要
となる。

そのため本発明では、ラプラシアンフィルタにおける中
心値の重みを処理対象となる画素のデジタル画情報にし
たがって変化させてそれぞれ周波数特性の異なる空間フ
ィルタ処理を施すようにしている。

第１図(a)は３×３構成によるラプラシアンフィルタの
一例を示すもので、その中心値Ｚはプラスの値で、それ
は同図(b)に示すようにラプラシアンフィルタ構成に応
じて抽出された一定画素領域のうちで処理対象となる注
目画素Ｄ(2,2)におけるデジタル画情報の関数となって
いる。その中心値Ｚの周囲の数値配列は変化せずに一定
となっている。その際、その周囲の数値も注目画素D(2,
2)のデジタル画情報の関数として取扱うようにしてもよ
いが、ラプラシアンフィルタの中心値を変化させること
とその周辺の値を変化させることとは相対的に同じ結果
が得られることになるので、ここでは中心値のみを変化
させるようにしている。なお、第１図(b)中、Ｘはスキ
ャナによる主走査方向をそれぞれ示している。

ここで行なう空間フィルタ処理はいわゆるコンボリュー
ション積分によるデジタル計算であり、その計算式は以
下の通りである。

すなわち、ラプラシアンフィルタと入力画素との各対応
するマトリクス要素どうしをかけ合せ、それを合計して
（Ｚ−12）でわって正規化することにより空間フィルタ
処理された注目画素における新たなデジタル画情報D
_N(2,2)が得られることになる。

その際、本発明では特にラプラシアンフィルタにおける
中心値の重みＺの値を注目画素の値D(2,2)またはその周
辺画素の値D(1,1)〜D(3,3)を平均化した値に応じて適宜
変化させて空間フィルタ処理を逐次行なわせるようにす
る。第２図は注目画素D(2,2)の値に対するラプラシアン
フィルタにおける中心値の重みＺの変化状態の一例を示
すもので、その関係は使用する電子写真式プリンタに特
有な光量−画像濃度の伝達特性（γ特性）にしたがって
その影響をなくすべく最適設定される。なお、ここでは
デジタル画情報として０〜255の256値（８ビット）に量
子化された場合を示している。この第２図の動特性の分
布は第５図に示すプリンタ側における光量−画像濃度の
伝達特性の微分波形に近似している。

なお、前述の空間フィルタ処理はスキャナによって読み
取られる画像面の全域にわたり、逐次３×３の画素領域
における各画素データが抽出されながら行なわれること
になる。

第３図に、第１図(a)に示すラプラシアンフィルタにお
ける空間周波数特性を示している。これは横軸に画像周
波数（空間周波数）を、縦軸にMTF値をとったものであ
る。図示のように、その空間周波数特性は中心値Ｚの値
に応じて変化する。画像周波数Ｎ／２は対応する画素の
サンプリングピッチに応じてその値が変化する。例えば
サンプリングピッチが125μｍでは、Ｎ／２＝1000/125
×２の周波数となり、この場合スキャナによる走査密度
は４画素／mmとなる。

具体的には、このような空間フィルタ処理のための計算
はシステムのＣＰＵによる演算処理部において行なわれ
ることになる。そのときの演算処理部における処理のフ
ローを第４図に示している。

このように本発明による画像処理方式では、スキャナに
よって画素単位で読み取られ、かつ多値量子化されたデ
ジタル画情報に応じてラプラシアンフィルタにおける中
心値の重みＺの値を変えることにより低周波成分の伝達
特性を変化させ、相対的に高周波成分の伝達特性を変化
させるものである。したがって、ダイナミックにスキャ
ナによる読取画像の濃度に応じて低濃度部または高濃度
部ではハイパスフィルタ処理がなされ、中間濃度部に対
しては程度の弱いハイパスフィルタ処理（直流成分の伝
達率が多い）がなされ、スキャナによって読み取られる
画情報の損失を少なくして電子写真式プリンタに応じた
最適な前処理を行なわせて電子写真式プリンタにおいて
細部の解像力や階調の再現性が良好な記録画像を得るこ
とができるようになる。

また第５図にラプラシアンフィルタの他の例を示してい
る。ここでは３×３構成によるうちの中心値Ｚおよびそ
れに対する上下，左右の４つのフィルタ要素からなり、
この場合における空間フィルタ処理結果は以下のように
なる。

したがって、第１図(a)のラプラシアンフィルタを用い
た場合に比して空間フィルタ処理のための演算が簡単に
なる。なお周囲のフィルタ要素の値は−１に限られるも
のではなく、これも中心値Ｚとの相対値で決定されるも
ので、中心値Ｚと周辺値との何れかを固定すればよい。
第６図に、この場合におけるラプラシアンフィルタによ
る空間周波数特性を示している。

この場合もラプラシアンフィルタの中心値Ｚの値により
ハイパスフィルタとなり、低周波成分の伝達率を変える
ことができるものとなる。

効果 以上、本発明による電子写真式プリンタの画像処理装置
によれば、電子写真式プリンタにおける光量−画像濃度
の伝達特性の非直線性に起因する周波数特性の劣化を補
正して、濃度変化に応じた品質のよい記録画像を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図(a)はラプラシアンフィルタの一例を示す図、同
図(b)はそのラプラシアンフィルタに対応して抽出され
る一定画素領域におけるデジタル画情報を示す図、第２
図はデジタル画情報に応じたラプラシアンフィルタの中
心値の重みの変化特性の一例を示す特性図、第３図はそ
のラプラシアンフィルタの空間周波数特性を示す図、第
４図は本発明による画像処理のフローチャート、第５図
はラプラシアンフィルタの他の構成例を示す図、第６図
はそのラプラシアンフィルタの空間周波数特性を示す
図、第７図は一般的なレーザプリンタの簡略構成図、第
８図は電子写真式プリンタにおける光量−画像濃度の伝
達特性を示す図、第９図は画像周波数の伝達特性を示す
図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スキャナにより画素単位で読み取られ、か
   つ多値量子化されたデジタル画情報とラプラシアンフィ
   ルタとの各対応するマトリクス要素の重みの値どうしを
   かけ合せて合計することにより、ラプラシアンフィルタ
   の中心の注目画素に対して空間フィルタ処理をして記録
   再生をする電子写真式プリンタの画像処理装置におい
   て、前記注目画素のデジタル画情報の濃度が低濃度のと
   きには、前記ラプラシアンフィルタの中心の重みの値を
   前記濃度の増加関数にしたがって増大し、該デジタル画
   情報の濃度が中濃度のときには、該中心の重みの値を大
   とし、該デジタル画情報の濃度が高濃度のときには、該
   中心の重みの値を前記濃度の減少関数にしたがって減少
   する制御手段を備えたことを特徴とする電子写真式プリ
   ンタの画像処理装置。