JPH09247379A - デジタル複写機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像データを格納するメモリの容量を削減し
ながら、原稿画像の種類に応じた高画質な複写画像が得
られるようにする。 【解決手段】 前記画像読取部によって読み取った画像
信号を、階調処理回路１９の２値階調処理部１９２によ
って２値化して、メモリ部１００のメモリに格納する。
そして、このメモリ部１００から読み出した２値画像デ
ータを多値化部１０１に入力し、パターン認識部１０５
によりジャギーを補正する必要がある画素か否かを判別
し、ハーフトーン検出部１０４でハーフトーン領域を検
出する。これらの結果により判定部１０９とセレクタ１
１０が、パターンメモリ１０６から出力されるジャギー
補正データと。多値化フィルタ１０７によって多値化
された画像データを選択して、画像形成部へ出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、イメージスキャ
ナ等の画像読取部とレーザプリンタ等の画像形成部とに
よって構成されるデジタル複写機に関し、特にその画像
データを格納するメモリの容量を削減しながら、コピー
画像の画質を向上させる記述に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル複写機は、イメージスキャナ等
の画像読取手段によって読み取った原稿のイメージ画像
信号を量子化して、メモリ（ＲＡＭ）上のビデオメモリ
領域に２値データでビットマップ状（ドットマトリクス
状）に展開し、それを順次読み出してビデオデータとし
て画像形成手段（レーザプリンタ等のエンジン）へ送出
して、記録紙上に電子写真方式で画像を形成する。

【０００３】この場合、画像形成対象がアナログ像であ
ればどの方向へも連続し得るが、それを量子化して展開
したデジタルのビットマップ像は、ドットマトリクスの
直交する方向に１ドット単位でステップ状にしか方向を
変えられないため、形成画像にゆがみを生じることにな
る。そのため、ドットマトリクスの直交する方向に対し
て傾斜した直線や滑らかな曲線が階段状に形成されるジ
ャギーが生じ、文字や画像（特に輪郭部）をオリジナル
のイメージと同じに、あるいは所望の形状に形成するこ
とが困難であった。

【０００４】このような画像のゆがみを減少させるため
に有効な方法としては、ドットマトリクスのドットサイ
ズを小さくして密度を増すことにより、ビットマップ像
の解像度を高くする方法がある。しかし、解像度を高く
すると大幅なコストアップになる。例えば、３００×３
００ｄｐｉの２次元ビットマップの解像度を２倍にする
と、６００×６００ｄｐｉのビットマップが得られる
が、４倍のメモリ容量と４倍の速度のデータ処理能力が
必要になる。

【０００５】また、画像のゆがみを減少させるための他
の方法として、補間技法を用いて、階段状になった角を
つないで連続したスロープ状にしたり、隣接するドット
の明度を平均化してエッジをぼかす方法もあるがこの方
法によると階段状のジャギーは滑らかになるが、細かい
形状も取り除かれてしまうためコントラストや解像度が
低下してしまうという問題がある。

【０００６】そこで、例えば米国特許第４，５４４，９
２２号に見られるように、ビットマップ状に展開された
ドットパターンの特定の部分に対して、選択的に標準の
ドット幅より小さいドットを付加したり、あるいは除去
したりすることによって平滑化する技法が開発されてい
る。そのためにドットパターンの補正すべき特定部分を
検出する技法として、パターン認識やテンプレート突き
合わせが行なわれていた。

【０００７】この方法によれば、コントラストを損なう
ことなく線形状をなめからにして画質を向上させること
はできるが、任意のビットマップ像の全ての位置につい
てパターン認識あるいはテンプレート突き合わせの処理
を行ない、その結果に応じて各ドットの補正を行なって
いたため、その処理装置に非常に費用がかかり、しかも
処理時間が長くかかるという問題があった。

【０００８】そこで、このような問題を解決するため、
特開平５−２０７２８２号公報に見られるような新たな
画像データ処理方法及びその装置が開発された。この画
像データ処理方法によれば、ビットマップ状に展開され
た画像データに対して輪郭線のジャギーを補正して画質
の向上を計るために、予めメモリに記憶させておくこと
が必要なデータを最小限に低減し、画像データのうちの
補正が必要なドットの判別と補正が必要なドットに対す
る補正データの決定を、マイクロプロセッサ等による簡
単な判定及び演算によって極めて短時間で行なうことが
できる。

【０００９】すなわち、この画像データ処理方法は、ビ
ットマップ状に展開された画像データの黒ドット領域の
白ドット領域との境界部分の線分形状を認識して、所要
の各ドットに対して認識した線分形状の特徴を複数ビッ
トのコード情報に置き換え、少なくともそのコード情報
の一部を利用して補正が必要なドットか否かを判別し、
補正が必要と判別したドットに対しては上記コード情報
に応じた補正を行なう。

【００１０】上記線分形状の特徴を表わすコード情報に
は、線分の傾斜方向を示すコードと、傾きの度合いを示
すコードと、対象とするドットの水平あるいは垂直方向
に連続する線分の最初のドットからの位置を示すコード
とを含むようにする。

【００１１】また、上記画像データの対象とするドット
を中心として所定領域の各ドットのデータをウインドウ
を通して抽出するようにし、そのウインドウを中心部の
コア領域とその周辺の複数の周辺領域とに分割し、コア
領域から抽出した画像データによる認識情報と、その認
識結果に応じて指定される一つ以上の周辺領域から抽出
した画像データによる認識情報との組み合わせに基づい
て、上記コード情報を生成する。

【００１２】一方、この画像データ処理方法による画像
データ処理装置は、ビットマップ状に展開された画像デ
ータの対象とするドットを中心として所定領域の各ドッ
トのデータを抽出するためのウインドウと、該ウインド
ウを通して抽出される画像データによって、該画像デー
タの黒ドット領域の白ドット領域との境界部分の線分形
状を認識して、上記対象とするドットに対して認識した
線分形状の特徴を表す複数ビットのコード情報を生成す
るパターン認識手段と、少なくともそのコード情報の一
部を利用して補正が必要なドットか否かを判別する判別
手段と、該手段によって補正が必要と判別されたドット
に対して、上記パターン認識手段によって生成されたコ
ード情報をアドレスとして予め記憶されている補正デー
タを読み出して出力するパターンメモリとを備えてい
る。

【００１３】そして、上記パターン認識手段が、所要の
各ドットに対して認識した線分形状の特徴を表すコード
情報として、線分の傾斜方向を示すコードと、傾きの度
合いを示すコードと、対象とするドットの水平あるいは
垂直方向に連続する線分の最初のドットからの位置を示
すコードを含むコード情報を生成するようにする。

【００１４】また、この画像データ処理装置において、
上記ウインドウを中心部のコア領域とその周辺の複数の
周辺領域とに分割して形成すると共に、上記パターン認
識手段を、そのコア領域から抽出される画像データを認
識するコア領域認識部と、その認識結果に応じて指定さ
れる一つ以上の周辺領域から抽出される画像データを認
識する周辺領域認識部と、そのコア領域認識部による認
識情報と周辺領域認識部による認識情報との組み合わせ
に基づいて上記コード情報を生成する手段とによって構
成する。

【００１５】そして、以上説明した画像データ処理方法
及びその装置によれば、ビットマップ状に展開された画
像データの黒ドット領域の白ドット領域との境界部分
（文字等の輪郭線）の線分形状を認識して、所要の各ド
ットに対して複数ビットのコード情報に置き換え、少な
くともそのコード情報の一部を利用して補正が必要なド
ットか否かを判別し、補正が必要なドットに対しては上
記コード情報に応じた補正を行なうので、予め補正が必
要な全ての特徴パターンをテンプレートとして作成して
記憶させておく必要が無くなり、補正が必要なドットの
判別と補正が必要なドットに対する補正データの決定を
上記コード情報を用いて簡単に短時間で行なうことがで
きる。

【００１６】このような画像データ処理方法及び画像デ
ータ処理装置によって、ビットマップ状に展開された画
像データに対して輪郭線のジャギーを補正して画質の向
上を計るために、予めメモリに記憶させておくことが必
要なデータを低減し、画像データのうちの補正が必要な
ドットの判別と補正が必要なドットに対する補正データ
の決定を、ＣＰＵ等による簡単な判定及び演算によって
極めて短時間で行なうことが可能になった。

【００１７】また、特開昭６３−５６０６３号公報に
は、注目画素の濃度レベルと周囲画素の濃度レベルの平
均値の比によって、注目画素が文字画像領域に含まれる
か、中間調画像のいずれに属すかを判定する（領域識別
する）ことが提案されている。さらに、特開平３−７０
２６７号には、２値化手段で出力解像度より高い解像度
の２値化データを生成し、その２値化データを出力解像
度に合わせて整形することにより、中間調画像の階調性
および解像度を高められることが記載されている。

【００１８】そして、特開平４−１５６０６４号公報に
は、注目画素濃度が周囲の平均濃度と比べて小さいと
き、エッジと判定し、２値化回路における誤差拡散をコ
ントロールすることにより、エッジ部の濃度の低い部分
で発生する画像の白抜けを防止する技術が記載されてい
る。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】このように、２値化し
てメモリに格納する前に領域分離し、画像の種類に応じ
て画質を高める処理を施す方法は、数多く提案されてい
る。しかし、２値化の前に領域分離すると、ジャギー補
正と中間調部とが識別できず、斜め線のところだけにジ
ャギー補正をかけることができない。また、２値化の手
法そのものを分離結果に基づいて変える方法も提案され
ているが、２値化だけでは、高画質化は期待できず、さ
らにレーザプリンタのエンジンが、レーザダイオードの
変調による階調機能を有している場合には、それを有効
に利用することが望ましい。

【００２０】この発明は、このような現状に鑑みてなさ
れたものであり、ページメモリを使用するデジタル複写
機において、システムコストに大きく寄与するメモリの
コストを抑えるため、メモリに格納するときは２値画像
データとしながら、ジャギーを補正が必要な部分につい
てはそれを補正できるようにすると共に、プリンタ部の
階調表現は２値よりも高いものを持っているとき、２値
画像データを使って、周囲画素の状況から適切な方法で
多値化することにより、高画質化を図ることを目的とす
る。

【００２１】さらに、デジタル複写機の複写モードやシ
ステム構成によって、複数の多値化手段を選択して、使
用目的に応じた画質を得るることができるようにするこ
とも目的とする。さらに、一旦２値化されたハーフトー
ン部を検出し、そこにハーフトーン部ならではの多値化
処理施して高画質化を図るようにすることも目的とす
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、原稿画像を読み取って電気的な画像信号
に変換する画像読取手段と、該手段によって読み取った
画像信号に対して信号処理を施す信号処理手段と、該手
段によって信号処理された画像信号にしたがって用紙に
画像を形成する画像形成手段とを有するデジタル複写機
において、前記信号処理手段が、次の各手段を有するよ
うにしたものである。

【００２３】（ａ）上記画像読取手段によって読み取っ
た画像信号を２値化する２値化手段、（ｂ）該手段によ
って２値化した画像データをメモリに格納するメモリ手
段、（ｃ）上記メモリから読み出した２値画像データか
らパターン認識によりジャギーを補正する必要がある画
素か否かを判別するパターン認識手段、（ｄ）該手段に
よって補正する必要があると判別された画素に対してジ
ャギー補正を行なうジャギー補正手段、（ｅ）上記２値
データからハーフトーン領域を検出するハーフトーン検
出手段、（ｆ）多値化フィルタによって上記２値画像デ
ータを多値化する多値化手段、（ｇ）上記パターン認識
手段の判別結果とハーフトーン検出手段の検出結果とに
よって、上記ジャギー補正手段と多値化手段の各出力画
像データを選択して出力する出力選択手段、

【００２４】さらに、上記出力選択手段が、上記パター
ン認識手段の判別結果とハーフトーン検出手段の検出結
果とから出力画像データを選択するための複数の判定手
段と、その複数の判定手段のいずれかを選択的に設定す
るモード設定手段とを有するようにするとよい。

【００２５】そして、上記ハーフトーン検出手段が、上
記メモリ手段のメモリから読み出した２値画像データを
Ｍ×Ｎの２次元マトリクスに展開する手段と、そのＭ×
Ｎの領域を中心となる注目画素をそれぞれに含めて４つ
の領域に分割し、それぞれの領域内の黒画素の数をカウ
ントする手段と、その４つの領域の黒画素数の最大値と
最小値との差によって注目画素がハーフトーン部である
か否かを判定する第一の判別手段と、４つの領域の対角
上に位置する２つの領域２ペアのそれぞれの黒画素数の
差によって注目画素がハーフトーン部であるか否かを判
定する第二の判別手段と、その第一，第二の判別手段の
各判定結果から最終的に注目画素がハーフトーン部かど
うかを判定する手段とを有するようにするとよい。

【００２６】その場合、上記多値化手段を、ハーフトー
ン検出手段で２値画像データを展開するＭ×Ｎの２次元
マトリクスより小さいサイズの２次元多値化フィルタに
よって２値画像データを多値化する手段とし、ハーフト
ーン検出手段によってハーフトーンが検出された画素に
対して、上記多値化手段によって多値化された画像デー
タを、出力選択手段が選択して出力するようにすること
ができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて具体的に説明する。まず、この発明を実施
したデジタル複写機の機構部の構成について図３を参照
して説明する。

【００２８】図３において、Ａは原稿読取部であるイメ
ージスキャナ、Ｂは画像形成部であるレーザプリンタで
あり、このイメージスキャナＡとレーザプリンタＢとを
組み合わせてデジタル複写機を構成している。このイメ
ージスキャナＡとレーザプリンタＢとは一体構造の場合
が多いが、ときに分離されて電気的にのみ接続されるこ
ともある。

【００２９】そして、イメージスキャナＡには、原稿画
像を読み取って電気的な画像信号に変換する画像読取手
段を、レーザプリンタＢには信号処理された画像信号に
したがって用紙に画像を形成する画像形成手段（エンジ
ン部）を備えており、画像読取手段によって読み取った
画像信号に対して信号処理を施す信号処理手段は、イメ
ージスキャナＡ内とレーザプリンタＢ内とに分かれて設
けられている。

【００３０】イメージスキャナＡは、読み取り原稿（図
示せず）を載置するためのコンタクトガラス１と、ハロ
ゲンランプ等の照明用光源２ａ，２ｂとミラー３，４，
５，６，７及びレンズ８によって構成される結像光学系
と、画像読取デバイスであるＣＣＤイメージセンサ９と
からなる画像読取手段を備えている。そして、コンタク
トガラス１上に載置された読み取り原稿の下面（画像
面）を光源２ａ，２ｂによって照明し、その反射光がミ
ラー３，４，５，６，７及びレンズ８を介してＣＣＤイ
メージセンサ９の受光面に達し、原稿像を結像する。

【００３１】光源２及びミラー３は、コンタクトガラス
１の下面をその全域に亘ってコンタクトガラス１と平行
に副走査方向（図３において左右方向）に移動する第１
の走行体１０に搭載されている。また、ミラー４，５は
コンタクトガラス１と平行に副走査方向に第１の走行体
１０の１／２の速度及び移動距離で移動する第２の走行
体１１に搭載されている。

【００３２】主走査は、ＣＣＤイメージセンサ９の個体
走査によって行なわれ、コンタクトガラス１上に載置さ
れた読み取り原稿の画像がＣＣＤイメージセンサ９によ
って読み取られ、電気信号である画像信号に変換され
る。第１，第２の走行体１０，１１に搭載された光源及
び結像光学系が上述のように副走査方向に移動すること
によって、原稿全体が走査される。この実施例では、読
み取り密度は主，副走査とも１６画素／ｍｍに設定さ
れ、Ａ３判（２９７ｍｍ×４２０ｍｍ）の原稿まで読み
取り可能になっている。

【００３３】一方、画像形成部であるレーザプリンタＢ
は、レーザ書き込み系と画像再生系ならびに給紙系など
からなる画像形成手段を備えている。レーザ書き込み系
は、レーザ出力ユニット２１、結像レンズ２２ならびに
ミラー２３を備えている。そのレーザ出力ユニット２１
の内部には、レーザ光源であるレーザダイオード及び電
気モータによって高速で定速回転する多角形ミラー（ポ
リゴンミラー）が設けられている。

【００３４】そして、レーザ書き込み系から出力される
ビーム状のレーザ光Ｌが、画像再生系の感光体ドラム２
４に照射される。感光体ドラム２４の周囲には、帯電チ
ャージャ２５、イレーサ２６、現像ユニット２７、レジ
ストローラ対３８、転写チャージャ２８、分離チャージ
ャ２９、。分離爪３０、クリーニングユニット３１など
が備わっており、これらによって画像再生系を構成して
いる。なお、感光体ドラム２４の一端近傍でレーザ光Ｌ
が照射される位置に、主走査同期信号（ＭＳＹＮＣ）を
発生するビームセンサ(図示せず)が配置されている。

【００３５】このレーザプリンタＢの給紙系は２系統に
なっている。一方の給紙系は、上側給紙カセット３３ａ
内の記録シート３２ａを、給紙ローラ３７ａによって給
紙する。他方の給紙系は、下側給紙カセット３３ｂ内の
記録シート３２ｂを、給紙ローラ３７ｂによって給紙す
る。

【００３６】そして、いずれかの給紙ローラ３７ａ又は
３７ｂによって給紙される記録シート３２ａ又は３２ｂ
は、レジストローラ３８に当接した状態で一旦停止し、
記録プロセスの進行に同期したタイミングで、レジスト
ローラ３８によって感光体ドラム２４に送り込まれる。
なお、図示しないが、各給紙系には給紙カセット３３
ａ，３３ｂに収納されている記録シート３２ａ，３２ｂ
のサイズを検知する記録シートサイズ検知センサをそれ
ぞれ備えている。

【００３７】ここで、このレーザプリンタＢにおける画
像形成プロセスを簡単に説明する。矢示方向に回転する
感光体ドラム２４の周面は、帯電チャージャ２５によっ
て一様に高電位に帯電される。その周面にレーザ光Ｌが
照射されると、照射された部分は電位が下がる。レーザ
光Ｌは、イメージスキャナＡのＣＣＤイメージセンサ９
によって原稿の画像を読み取った画像信号にもとずく記
録再生画像の黒／白に応じてオン／オフされ、なおかつ
パルス幅変調（ＰＷＭ）またはパワー変調（ＰＭ）によ
って、感光体ドラム２４の周面上のレーザ照射エネルギ
ーが制御される。

【００３８】その結果、感光体ドラム２４の周面上に
は、記録画像の階調レベルに対応する電位分布、すなわ
ち静電潜像が形成される。その静電潜像が形成された部
分が現像ユニット２７による現像位置を通ると、その電
位の高低に応じてトナーが付着して、静電潜像が可視化
されたトナー像となる。そのトナー像が形成された部分
に所定のタイミングで記録シート３２ａ又は３２ｂ（以
下「記録シート３２」と記す）が給紙され、その記録シ
ート３２に転写チャージャ２８の作用によってトナー像
を転写する。

【００３９】その後、トナー像が転写された記録シート
３２が分離チャージャ２９ならびに分離爪３０によっ
て、感光体ドラム２４から分離される。分離された記録
シート３２は、搬送ベルト３４によって搬送され、ヒー
タを内蔵した定着ローラ３５によって加熱定着された
後、排紙ローラ３６によって紙トレイ３９に排出され
る。

【００４０】図１は、このデジタル複写機における画像
データの処理順序を説明するためのブロック図である。
図中の１２はＣＣＤイメージセンサ９を駆動するための
センサドライバ回路、１３は増幅器、１４はＡ／Ｄ変換
回路、１５はシェーディング補正回路、１６は空間フィ
ルタ回路、１７は主走査変倍回路、１８はγ補正回路、
１９は階調処理回路、２０はレーザダイオード（ＬＤ）
制御回路である。なお、図中の矢印付き細線は２ビット
画像信号（データ）を、矢印付き太線は８ビット画像信
号（データ）をそれぞれ示している。

【００４１】前述のように、イメージスキャナＡ内のＣ
ＣＤイメージセンサ９によって１６画素／ｍｍのサンプ
リング密度で読み取られた画像信号は、まず増幅器１３
である決められた電圧振幅に増幅され、その後Ａ／Ｄ変
換回路１４で１画素あたり２のｎ乗階調（この例では２
５６階調）のデジタルデータに変換される。

【００４２】そして、シェーディング補正回路１５によ
って、光源２ａ，２ｂの照度ムラ及びＣＣＤイメージセ
ンサ９の各素子間の感度のばらつき等を補正するシェー
ディング補正を行ない、空間フィルタ回路１６では、文
字，線字画像等の解像力をあげるＭＴＦ補正を行なって
信号ノイズを除去し、写真画像等の再現性をあげる平滑
化処理等を行う。主走査変倍回路１６で２次元リアルタ
イム変倍を行ない、その後、γ補正回路１８によつて濃
度設定機能に応じたγ補正を行う。このγ補正回路１８
は、原稿画像の濃度に対して、どのような濃度特性のコ
ピー出力を得るかを、操作パネルの濃度キーに対応させ
て決め、それを実現するように画像データを関数変換す
る。

【００４３】さらに、階調処理回路１９によって、画質
設定機能に応じた中間調処理等を行ない、マルチプレク
サ（ＭＵＸ）１０２を介してレーザプリンタＢのＬＤ制
御回路２０に画像信号を送る。この階調処理回路１９と
ＬＤ制御回路２０との間が、図３に示したイメージスキ
ャナＡとレーザプリンタＢとの接続部になる。そしてこ
れらのうち、増幅器１３からマルチプレクサ（ＭＵＸ）
１０２までによって、信号処理手段を構成している。Ｌ
Ｄ制御回路２０は、送られた画像信号にしたがってレー
ザダイオードの点灯信号を生成し、レーザダイオードを
駆動する。

【００４４】この図１で、階調処理回路１９からＬＤ制
御２０へ行くパスと並行して、メモリ部１００へ画像デ
ータを転送するパスがある。このメモリ部１００は、読
み取った画像を少なくとも１ページ分蓄えて、１つの原
稿に対して１回の読み取りで、複数回のプリント出力を
行なったり、原稿の載置方向と記録紙の方向が一致しな
いとき（原稿載置がＡ４横置きで、記録紙がＡ４縦向き
しかセットされていない場合など）、メモリ上で画像デ
ータを回転させたり、複数枚の原稿から複数部のコピー
作成するときに、メモリ上でソーティングを行ない、仕
分けされた順でプリント出力されるようにするような機
能を実現するために使用する。

【００４５】このメモリ部１００は、画像データをメモ
リ（ＲＡＭ）に格納するメモリ手段であり、そのメモリ
には容量が要求される。その容量を少しでも削減するよ
うに画像データを圧縮したり、画像データのビット数を
減らすことが行なわれる。ここに説明する実施形態で
は、画像データはＡ／Ｄ変換回路１４で８ビット／１画
素に変換される。そして、階調処理回路１９までの処理
でビット数が変換されることがある。例えば階調処理回
路１９で２値化処理されれば、１ビット／画素になる
し、多値ディザ処理などによって４ビット／画素で、４
×４画素ごとに２５６階調表現される場合などもある。

【００４６】また、最終的な画像データのビット数は、
出力装置であるレーザプリンタの階調表現能力によって
決まる。本実施例では、８ビット／画素のレーザダイオ
ード変調処理とレーザダイオードのドライブ波形の位相
（図１０によって後述する左寄せ，右寄せ，中央パル
ス）も設定することができる。ここに説明する実施形態
では、メモリ部１００に格納するデータはすべて２値化
するものとする。その２値化方法は、固定閾値による単
純２値化、ディザ処理、誤差拡散による２値化などによ
る。すなわち、階調処理回路１９が２値化手段に相当す
る。

【００４７】レーザダイオードに対するドライブの変調
能力は、輝度８ビットと位相２ビットの１０ビットであ
る。したがってＬＤ制御回路２０へのデータは、１０ビ
ットとなる。そのため、多値化部１０１は、少なくとも
１ビット／画素のメモリデータを１０ビットの形に変換
する機能が必要となる。

【００４８】図２は、図１における階調処理回路１９と
多値化部１０１の内部構成を示すブロック図である。こ
の図中でも、矢印付き細線は２ビット画像信号（デー
タ）を、矢印付き太線は８ビット画像信号（データ）を
それぞれ示している。階調処理回路１９は、多値階調処
理部１９１、２値階調処理部１９２、ＦＦ／００変換部
１９３、およびマルチプレクサ（ＭＵＸ）１９４からな
る。２値階調処理部１９２によって２値階調処理した画
像データは、メモリ部１００へは２値化データのまま送
って格納するが、ＬＤ制御回路２０へ送るためにＦＦ／
００変換部１９３を介してＦＦ／００変換を行なう。

【００４９】これは、輝度は単純に２値１／０で“１”
(黒)を“ＦＦ”(全黒)に、“０”(白)を“００”(全白)
に８ビット変換し、位相は０とＦＦであるから、どの位
相でも結果は同じになるので、例えば仮に０を送る。こ
のように、２値のデータを単純に１０ビットのフォーマ
ットに変換することを行なう。さらに、このように単純
なＦＦ／００変換だけでなく、例えば、注目画素が
“１”で、左隣が“０”であれば、ＦＦでなく中間的な
例えば８０ｈなどを割り当て、位相は左が白ということ
で右コードを割り当てるということなども考えられる。
右隣が白で注目画素が“１”のときは、逆に位相を左に
するなどという例もある。

【００５０】このような場合、輝度データに関しては３
値になることになる。このような白から黒、または黒か
ら白に変化するところで、黒画素の値を小さくするの
は、レーザビームの径が太くなって、線画などが太くな
るような場合に用いる方法である。

【００５１】メモリ部１００を使わず、階調処理回路１
９から直接ＬＤ制御回路２０へ画像データを送る場合
は、多値階調処理部１９１による多値階調処理後の画像
データか、２値階調処理部１９２によって２値階調処理
をしてＦＦ／００変換部１９３によって画像データのフ
ォーマットを１０ビットに変換した画像データかを、マ
ルチプレクサ１９４で選択して出力するようになってい
る。

【００５２】一方、メモリ部１００へ１ビット／画素で
格納された画像データは、メモリ部１００から読み出し
た後、同じようにＬＤ制御回路２０へ送る前に１０ビッ
トのデータに変換する必要がある。これを行なっている
のが多値化部１０１であり、メモリ部１００を使う場合
と、使わない場合で画像データを切り替えるのが、図１
に示したマルチプレクサ（ＭＵＸ）１０２である。

【００５３】多値化部１０１は、図２に示すようにマト
リクスウインドウ１０３、ハーフトーン検出部（ハーフ
トーン検出手段）、パターン認識部（パターン認識手
段）１０５、パターンメモリ（ジャギー補正手段）１０
６、多値化フィルタ（多値化手段）１０７、ＦＦ／００
変換部１０８、出力選択手段を構成する判定部１０９お
よびセレクタ１１０によって構成されており、３通りの
方法で多値化処理を行なうことができる。

【００５４】１つは２値画像の斜め線などにみられるジ
ャギー補正、２つ目がハーフトーン部の階調性向上、そ
して３つめが前述したＦＦ／００変換である。これら３
つの多値化手段を、目的に応じてモード設定によって切
り替えて使用することもできるし、ハーフトーン検出及
びジャギー検出によって１ページ内で適応的に切り替え
て使用することもできる。

【００５５】パターン認識部１０５は、メモリ部１００
から読み出した２値画像データからパターン認識によ
り、各画素ごとにジャギーを補正する必要がある画素か
否かを判別するものであり、ジャギーを補正する必要が
あると判別した画素に対しては、ジャギー補正手段であ
るパターンメモリ１０６から補正データを読み出してジ
ャギーを補正させると共に、判定部１０９に判定判別を
送る。

【００５６】このジャギー検出用のパターン認識部１０
５とジャギー補正手段であるパターンメモリ１０６は、
前述した特開平５−２０７２８２号公報に記載されてい
るように公知の技術を用いたものである。すなわち、ビ
ットマップ状に展開された２値画像データの黒ドット領
域の白ドット領域との境界部分の線分形状を認識して、
所要の各ドット（画素）に対して認識した線分形状の特
徴を複数ビットのコード情報に置き換え、少なくともそ
のコード情報の一部を利用して、注目画素が補正が必要
な画素（斜め線の境界部でジャギー補正の対象である）
か否かを判別し、補正が必要と判別した画素に対して
は、上記コード情報をアドレスとしてパターンメモり１
０６から補正データを読み出す。

【００５７】その線分形状の特徴を表わすコード情報に
は、線分の傾斜方向を示すコードと、傾きの度合いを示
すコードと、対象とするドット（注目画素）の水平ある
いは垂直方向に連続する線分の最初のドットからの位置
を示すコードとを含むようにする。また、上記画像デー
タの注目画素を中心として所定領域の各画素のデータを
ウインドウを通して抽出するようにし、そのウインドウ
を中心部のコア領域とその周辺の複数の周辺領域とに分
割し、コア領域から抽出した画像データによる認識情報
と、その認識結果に応じて指定される一つ以上の周辺領
域から抽出した画像データによる認識情報との組み合わ
せに基づいて、上記コード情報を生成する。

【００５８】このようなジャギー検出および補正手段に
よれば、予め補正が必要な全ての特徴パターンをテンプ
レートとして作成して記憶させておく必要が無く、補正
が必要なドットの判別と補正が必要なドットに対する補
正データの決定を生成したコード情報を用いて簡単に短
時間で行なうことができる。

【００５９】ＦＦ／００変換部１０８は、前述したＦＦ
／００変換部１９３と同様に、２値画像データを１０ビ
ットのフォーマットに変換するものであり、“１”を
“ＦＦ”、“０”を“００”にするのが基本であるが、
隣接画素の値から３値にするような場合もこの回路に含
めることができる。

【００６０】ここで、マトリクスウインドウ１０３と、
ハーフトーン検出部１０４および多値化フィルタ１０７
について説明する。まず、マトリクスウィンドウは、ハ
ーフトーン検出部１０４および多値化フィルタ１０７だ
けでなく、パターン認識部１０５のジャギー検出にも利
用する近傍処理をするための２次元空間を作り出すもの
で、図４に示すような構成となり、副走査方向に空間を
作るためにラインメモリ群ＬＭを使用し、主走査方向の
ためにはシフトレジスタ群ＳＲを使用している。

【００６１】このマトリクスウインドウ１０３によっ
て、図５に示すような２次元空間の画像データを同時に
取り出すことができる。この例では、主走査方向に１１
画素、副走査方向に７ラインの１１×７のマトリクスに
なっている。このマトリクスの大きさは、ハーフトーン
検出やジャギー検出に必要なサイズ（大きい方）で決ま
る。特に１１×７だけが適正なサイズではない。通常
は、注目画素（図５中に×印で示している）を中心に置
いて、それを対象に検出するため、奇数×奇数のサイズ
になることが多い。

【００６２】ハーフトーン検出部１０４で、ハーフトー
ン検出の対象となるのは、一旦２値化された画像データ
である。２値化方式には、前述のように固定閾値方式，
ディザ方式，誤差拡散方式などがある。ハーフトーン
は、ディザや誤差拡散のように疑似的に表現されたデー
タとなっている。固定閾値で２値化される場合でも原稿
が網点であったり、信号ノイズを拾うことによって結果
的に疑似ハーフトーンになっているような場合もある。
いずれにしても、どのような形のデータになっているか
は不確定である。

【００６３】ここでのハーフトーン検出の目的は、多値
表現機能を持っているプリンタを使いながら、メモリ容
量を削減する目的で２値化データを使うときに、２値化
データをできるだけ多値画像の階調表現に近づけるよう
にするためである。ディザ処理の２値化では、黒ドット
が規則的に現われる。誤差拡散処理では、黒ドットはラ
ンダムに散らばる。固定閾値処理で結果的に中間調がで
るときも同様である。しかしながら、どの場合でもハー
フトーン部では、文字や線画のように黒ドットがある方
向で固まって出現せず、領域内に比較的均等に散らば
る。このことを利用してハーフトーンを検出する。

【００６４】図６に示すように、マトリクスウィンドウ
で取り出した２次元空間の画像データを、太線で示すＡ
〜Ｄの４つの領域に分割する。各領域は注目画素を含め
るような形にする。各領域の黒画素の数をかぞえて、４
つの領域での最大値と最小値を比較し、 １．最大値と最小値の差が閾値ＴＨ１以下のときハーフ
トーン領域と判定する。 ２．最大値と最小値の差が閾値ＴＨ１より大きく、かつ
そのとき領域ＡとＤの黒画素の数の差がＴＨ２以下で、
かつ領域ＢとＣの黒画素の数の差がＴＨ２以下のとき、
ハーフトーン領域と判定する。

【００６５】１，２いずれの場合も、この例では、パタ
ーン認識部１０５によるジャギー検出を優先させ、ジャ
ギーと検出された場合は、１，２に当てはまってもハー
フトーンと判定しないようにしている。ただし、これも
利用目的に応じて、または検出の精度に応じて、ハーフ
トーン判定を優先させることも意味のないことではな
い。図６では、ウィンドウサイズが１１×７で、各領域
が６×４になっているが、このサイズもこれに限るもの
ではなく、システム毎に最適なサイズを決定すればよ
い。また、閾値ＴＨ１，ＴＨ２も、マトリクスサイズな
どによって最適な値を決定する。

【００６６】次に、多値化フィルタ１０７について説明
する。ジャギー補正技術が、斜め線の凹凸をスムーズに
埋めるために多値化データを利用するのに対して、ハー
フトーン検出部１０４に対する多値化は、階調表現のた
めに多値化を利用する。疑似中間調処理が、面積内での
黒画素比率で階調表現していることから、逆に周囲画素
内での黒画素比率から注目画素の階調レベルを推測す
る、という方法で多値化する。

【００６７】具体的には、黒画素を１、白画素を０とし
て、図７に示すような多値化フィルタをかけることで注
目画素のレベルを算出する。図７の（ａ）に示す５×３
の多値化フィルタの例では、係数の合計が１６となるの
で、注目画素の算出結果は、０〜１６の範囲をとり、１
７階調となる。図７の（ｂ）に示す３×３の多値化フィ
ルタの例では、係数の合計が９なので、０〜９の範囲を
とり、１０階調となる。

【００６８】多値化フィルタのサイズを大きくする方が
階調数が増えるが、このフィルタは基本的に平滑化フィ
ルタになるので、サイズを大きくすると画像がボケる。
したがって、必要最小限のサイズを選定すべきであり、
少なくともハーフトーンを検出するためのマトリクスサ
イズよりは小さくする必要がある。図７の（ａ）に示し
た多値化フィルタによる多値化レベルの計算例を図８に
示す。

【００６９】図９は、２値化された中間調部が多値化さ
れた場合の一例を示す概念的な図である。例えば、誤差
拡散処理などによって発生するテクスチャなどが、多値
化によって目につかなくなる。

【００７０】図１０は、多値データによるレーザダイオ
ード書き込み信号の制御方法の概念図である。ここで、
ＰＷＭ制御について述べるが、パワー制御を使った場合
でも、エネルギーの中心はどこでどのようにエネルギー
を分布させるかと考えると、同じ概念として考えること
ができる。２ビットの位相信号の“００”“０１”“１
０”によって、駆動パルスの位相を中央，右寄せ，左寄
せの３通りに制御可能にしている。特に、ジャギー補正
では、周囲の状況でこれらを使い分けするのが効果的で
ある。

【００７１】ハーフトーンの場合、エネルギーが散らば
ることでハーフトーンが表現しやすい場合もある。この
ようなときは、すべての画素で中央パルス（左でも右で
もよいがすべて同一）にするのが有効になる。ところ
が、電子写真プロセス（現像，転写など）によって、あ
まり細かく分散させると、ドラム回転の歪や現像の悪さ
が目立ちはじめ、不都合な場合もあり、このようなとき
は、１画素おきに左，右，左…と主走査方向に交互にす
ることによって、隣り合う画素がつながり、階調性が安
定する場合もある。ジャギー補正の場合と違って、周囲
の状況に無関係に周期的に、位置に依存してパルス位相
を決定するケースもある。

【００７２】レーザダイオード駆動パルスのパルス幅
は、１画素の範囲のパルス幅でフル点灯であり、そのパ
ルス幅をＬＤドライバの分解能で分割する。この例で
は、２５６階調のＬＤドライバを使用しており、８ビッ
トの輝度信号をＬＤ制御回路２０に受け渡す。ここで、
ハーフトーン多値化のレベルは、前述の５×３フィルタ
の例で１７階調、３×３フィルタの例では１０階調であ
る（係数によっても変わるが）ので、それぞれ０〜１
６、０〜９をＬＤ制御回路２０へ渡す８ビットのレベル
に変換する必要がある。２値データの“１”と“０”を
“ＦＦ”と“００”に置き変えるのと同じである。５×
３の多値化フィルタを使用したときの例を表１に示す。

【００７３】

【表１】

【００７４】次に、多値化部１０１内の判定部１０９に
ついて説明する。図２に示した多値化部１０１には、ハ
ーフトーン検出部１０４とジャギー検出を行なうパター
ン認識部１０５との２つの検出あるいは判別手段と、パ
ターンメモリ１０６によるジャギー補正による多値化手
段と、多値化フィルタ１０７による多値化手段と、ＦＦ
／００変換部１０８による多値化手段との３種類の多値
化手段がある。これらを使った判定例を表２に示す。

【００７５】

【表２】

【００７６】この実施例では、上記のような判定条件を
設定でき、これを判定部１０９がモード設定信号によっ
てモード設定されることによって選択する。このモード
設定は使用目的に応じてなされる。例えば、デジタル複
写機の操作パネルに画質設定キーを備え、オペレータが
コピーしたい原稿が文字主体の原稿か、写真主体の原稿
か、文字と写真が混在している原稿かなどによって、文
字モード、写真モード、または文字／写真モードなどを
切り替える機能を持っている場合は、これらの機能設定
に連動させてモード設定することもできる。

【００７７】それによって、例えば文字モードのときは
判定例３、写真モードのときは判定例５、文字／写真モ
ードのときは判定例１というような選択が可能である。
また、図１のメモリ部１００を、ホストコンピュータか
らのキャラクタデータのビットイメージデータへの展開
用メモリ部として使用し、その展開されたビットイメー
ジデータをＬＤ制御回路２０へ転送してプリンタ出力を
得るような場合は、判定例３にするということも可能で
ある。

【００７８】上述したこの発明の実施形態によれば。次
のような作用効果が得られる。 （１）メモリ部１００に格納する画像データを２値デー
タにすることにより、メモリ容量の削減を図れる。メモ
リ部１００から読み出した２値画像データから領域を判
別するので、データ量も少なく、簡易な構成でハーフト
ーン部の判別を実行できる。また、斜め線のジャギーを
補正すべきかどうかを先に判断することにより、ハーフ
トーンの検出精度も向上する。そして、レーザプリンタ
のレーザダイオードによる書き込みでの階調表現能力を
無駄にすることなく、高画質化を図ることができる。

【００７９】（２）文字モード、写真モード、文字／写
真モードなどデジタル複写機の持っている多彩なモード
に適切に対応できる。また、システム構成による特別な
要求、例えば、ホストからのキャラクタ展開でのジャギ
ー補正の場合など、ハーフトーン補正を必要としない場
合などには簡単に設定を変更できる。

【００８０】（３）一旦疑似中間調処理された２値画像
が対象となるため、１００線か２００線というモアレを
発生する線数の網点を検出するような複雑な処理が不要
であり、線画像は別の検出によって処理されるため、簡
易的な構成を実現できる。

【００８１】（４）誤差拡散２値化処理等で発生するテ
クスチャを目立ちにくくすることができ、ディザ処理、
誤差拡散処理、ランダムノイズでの中間調など、疑似的
な中間調を対象にしているため、２値化後の処理であり
ながら高画質化を図れる。

【００８２】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
るデジタル複写機は、原稿を読み取った画像データを格
納するメモリの容量の削減を図りながら、ジャギーの補
正が必要な部分については、それを容易に判別してその
補正を行なうことができ、ハーフトーン部に対しては、
それに適した階調表現が得られるようにすることもでき
る。そして、文字モード、写真モード、文字／写真モー
ドなどの多彩なモードに対応した高画質化を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図３に示すデジタル複写機における画像データ
の処理順序を説明するためのブロック図である。

【図２】図１における階調処理回路１９と多値化部１０
１の内部構成を示すブロック図である。

【図３】この発明を実施したデジタル複写機の機構部の
概略構成を示す略断面図である。

【図４】図２におけるマトリクスウィンドウ１０３の構
成例を示すブロック図である。

【図５】図４に示したマトリクスウインドウ１０３によ
って取り出す２次元空間の画像データのサイズを示す図
である。

【図６】図５に示した２次元空間の画像データを４つの
領域に分割する例を示す図である。

【図７】２次元空間の画像データのフィルタをかける領
域と使用する多値化フィルタの例を示す図である。

【図８】図７の（ａ）に示した多値化フィルタによる多
値化レベルの計算例を示す図である。

【図９】２値化された中間調部が多値化された場合の一
例を示す概念的な図である。

【図１０】多値データによるレーザダイオード書き込み
信号の制御方法の概念図である。

【符号の説明】

Ａ：イメージスキャナ（画像読取部） Ｂ：レーザプリンタ（画像形成部） １：コンタクトガラス ２ａ，２ｂ：照明用光源 ３〜７：ミラー ８：レンズ ９：ＣＣＤイメージセンサ １０，１１：走行体 ２１：レーザ出力ユニット ２４：感光体ドラム ２５：帯電チャージャ ２７：現像ユニット ２８：転写チャージャ ３２ａ，３２ｂ：記録シート ３３ａ，３３ｂ：給紙カセット ３５：定着ローラ ３７ａ，３７ｂ：給紙ローラ ３８：レジストローラ １２：センサドライバ １３：増幅器 １４：Ａ／Ｄ変換回路 １５：シェーディング補正回路 １６：空間フィルタ回路 １７：主走査変倍回路 １８：γ補正回路 １９：階調処理回路 ２０：レーザダイオード（ＬＤ）制御回路 １００：メモリ部 １０１：多値化部 １０２：マルチプレクサ（ＭＵＸ） １０３：マトリクスウインドウ １０４：ハーフトーン検出部 １０５：パターン認識部（ジャギー検出） １０６：パターンメモリ １０７：多値化フィルタ １０８：ＦＦ／００変換部 １０９：判定部 １１０：セレクタ １９１：多値階調処理部 １９２：２値階調処理部 １９３：ＦＦ／００変換部 １９４：マルチプレクサ（ＭＵＸ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿画像を読み取って電気的な画像信号
   に変換する画像読取手段と、該手段によって読み取った
   画像信号に対して信号処理を施す信号処理手段と、該手
   段によって信号処理された画像信号にしたがって用紙に
   画像を形成する画像形成手段とを有するデジタル複写機
   において、 前記信号処理手段が、 前記画像読取手段によって読み取った画像信号を２値化
   する２値化手段と、 該手段によって２値化した画像データをメモリに格納す
   るメモリ手段と、 前記メモリから読み出した２値画像データからパターン
   認識によりジャギーを補正する必要がある画素か否かを
   判別するパターン認識手段と、 該手段によって補正する必要があると判別された画素に
   対してジャギー補正を行なうジャギー補正手段と、 前記２値データからハーフトーン領域を検出するハーフ
   トーン検出手段と、 多値化フィルタによって前記２値画像データを多値化す
   る多値化手段と、前記パターン認識手段の判別結果と前
   記ハーフトーン検出手段の検出結果とによって、前記ジ
   ャギー補正手段と前記多値化手段の各出力画像データを
   選択して出力する出力選択手段とを有することを特徴と
   するデジタル複写機。
2. 【請求項２】 １項記載のデジタル複写機において、 前記出力選択手段が、前記パターン認識手段の判別結果
   と前記ハーフトーン検出手段の検出結果とから出力画像
   データを選択するための複数の判定手段と、その複数の
   判定手段のいずれかを選択的に設定するモード設定手段
   とを有することを特徴とするデジタル複写機。
3. 【請求項３】 請求項２記載のデジタル複写機におい
   て、 前記ハーフトーン検出手段が、前記メモリ手段のメモリ
   から読み出した２値画像データをＭ×Ｎの２次元マトリ
   クスに展開する手段と、そのＭ×Ｎの領域を中心となる
   注目画素をそれぞれに含めて４つの領域に分割し、それ
   ぞれの領域内の黒画素の数をカウントする手段と、前記
   ４つの領域の黒画素数の最大値と最小値との差によって
   注目画素がハーフトーン部であるか否かを判定する第一
   の判別手段と、前記４つの領域の対角上に位置する２つ
   の領域２ペアのそれぞれの黒画素数の差によって注目画
   素がハーフトーン部であるか否かを判定する第二の判別
   手段と、前記第一，第二の判別手段の判定結果から最終
   的に注目画素がハーフトーン部かどうかを判定する手段
   とを有することを特徴とするデジタル複写機。
4. 【請求項４】 請求項３項記載のデジタル複写機におい
   て、 前記多値化手段が、前記ハーフトーン検出手段で２値画
   像データを展開するＭ×Ｎの２次元マトリクスより小さ
   いサイズの２次元多値化フィルタによって前記２値画像
   データを多値化する手段であり、 前記ハーフトーン検出手段によってハーフトーンが検出
   された画素に対して、前記多値化手段によって多値化さ
   れた画像データを、前記出力選択手段が選択して出力す
   るようにしたことを特徴とするデジタル複写機。