JPH0417500B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、対象画像を光電変換し、発生した画
像信号を処理する画像処理装置に関するものであ
る。

従来の電子写真プロセスを用いた画像複写装置
は、文字や線画については良質の複写画像が得ら
れるが、一般に中間調のある画像の複写画質は十
分満足のいくものはなかなか得にくいという欠点
があつた。その理由は、主として電子写真プロセ
スは中間調出力のためのダイナミツクレンジが狭
く、そのためいろいろな画像のコントラスト変化
に対して全てを満足するように中間調出力を調整
することは困難であるからである。

又、電子写真プロセスのみならず、他の形式の
記録装置、例えばインクジエツト記録装置、サー
マル記録装置、静電記録装置等においても中間調
が出しにくい。又、良品質の複写画像を得るため
に、第１図に示すように、入力装置１０が変換し
たデジタル化時系列画像入力信号を大容量画像メ
モリ１２に一旦記憶し、プロセツサ１１で画像処
理したのち出力装置１３が画像出力信号を出力す
るものが考えられる。しかしながら、大容量画像
メモリ１２の記憶容量は、例えばA4版１頁につ
き0.1mm²の分解能で６ビツト、64階調として、4.5
メガバイト（2100×2970×６ビツト≒4.5メガバ
イト）程度が必要とされ、きわめて大容量である
ばかりでなく、膨大な情報量の画像処理を行うプ
ロセツサ１１も高速なものが要求され、装置が大
型化すると共に高価になるという欠点があつた。

更に、画像の鮮鋭度を増すために輪郭強調を行
う際に、従来は、輪郭強調される画像信号のダイ
ナミツクレンジを考慮していなかつたので、輪郭
強調される画像信号と中間調出力を行うための画
像出力装置の再現範囲に応じた濃度変換を行うこ
とができなかつた。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであ
り、比較的簡単な構成で、輪郭強調される画像信
号のダイナミツクレンジを考慮した濃度変換処理
を行うことができる画像処理装置を提供すること
を目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明の画像処理
装置は、対象画像を光電変換することにより画像
信号を発生する光電変換手段と、該光電変換手段
により発生する画像信号に対して輪郭強調処理を
行う輪郭強調手段と、前記光電変換手段による１
回目の光電変換の際に、前記輪郭強調手段により
輪郭強調される画像信号のダイナミツクレンジを
検出する検出手段と、前記光電変換手段による２
回目の光電変換の際に、前記検出手段により検出
される画像信号のダイナミツクレンジに基づい
て、前記輪郭強調手段により輪郭強調される画像
信号の濃度変換を行う変換手段とを有すことを特
徴とする。

以下図面を参照して本発明の１実施例につき説
明する。

第２図は本発明による画像複写装置の一構成例
を示すブロツク図である。この画像複写装置にお
いて、入力装置１０は原稿上の画像を光電変換に
より時系列画像入力（アナログ）信号を得たの
ち、ADコンバータによつてデジタル信号にし、
前処理回路１４と信号処理回路１５に供給する。
前処理回路１４は、時系列デジタル画像入力信号
から必要な情報のみを選択し、それを一時記憶す
る。この情報は数バイト程度であり、従つて前処
理回路１４のメモリの記憶容量は小なさものでよ
い。プロセツサ１１は、前処理回路１４が読み込
んだ情報のうち画像処理に必要なもののみをメモ
リ１６に格納する。そして、プロセツサ１１はメ
モリ１６に格納したデータを参照して、信号処理
回路１５に供給される時系列画像入力信号の比較
を行い、信号処理回路１５に画像処理を指令す
る。信号処理回路１５が処理した画像入力信号
は、出力装置１３により図示しない記憶装置に出
力され、ここで電子写真プロセスを用いて記録紙
に画像が記録される。次に、画像複写装置におい
て原稿上の画像を光学的に読み取り入力装置に供
給する機構と、出力装置１３の画像出力信号にも
とづき感光ドラムに光学像を結像する機構の概略
を第３図により説明する。図示のごとく、原稿２
０には光源２１から光が照射され、その反射光は
ミラー２２、レンズ２３を介してCharge
Coupled imaging device（以下CCDと称す）２
４に伝送されるため、原稿２０の画像がCCD２
４に結像される。このCCD２４は、一次元のラ
インセンサアレーで構成され、入力装置１０の光
電変換素子として機能し、原稿２０の画像につい
て１ラインを電気信号に変換するものである。原
稿２０は図示しない搬送機構により一定速度で一
方向に移送されるので、CCD２４は時系列画像
入力信号を形成することができる。この画像入力
信号は、第２図を参照して説明したように、画像
処理されて出力装置１３から出力される。半導体
レーザ３０が発射するレーザ光は、出力装置１３
の画像出力信号で変調され、コリメータレンズ３
１、光偏向器３２および結像レンズ３３をそれぞ
れ介して感光ドラム３４に結像される。このよう
にして感光ドラム３４に結像された光画像は、通
常の電子写真プロセスによつて記録紙に顕像化さ
れる。

本発明に適用する画像処理方法のうち、まずコ
ントラスト強調法について一実施例を第２図ない
し第９図により説明する。第４図は本実施例によ
るコントラスト強調法に関連する要部の構成例を
示すブロツク図である。又第４図は第２図の一部
を更にくわしく示した構成例であり、第２図の入
力装置１０は第４図のCCD２４、ADC４１にあ
たり、第４図の検出回路４３は第２図の前処理回
路の一部を構成するものである。第４図におい
て、CCD２４により形成された時系列画像入力
信号４０は、ADコンバータ４１でデジタル画像
入力信号４２に変換される。そして、まずその前
処理のために、原稿２０の１頁分の画像入力信号
のうち、前処理回路１４により必要な情報（デー
タ）のみ取り込まれる。ここでは画像のコントラ
ストを強調するためのデータとして、画像の最大
濃度と最小濃度に関する情報が必要であるから、
検出回路４３はADコンバータ４１のデジタル画
像入力信号４２の最大値と最小値を検出する。こ
のときのフローチヤートを第８図に示す。第８図
について説明すると、f_iはデジタル画像入力信号
のデジタル値であり、f_naxはその最大値、f_nioは
その最小値である。Step1において、入力データ
を8bitとしたとき、f_nax＝０、f_nio＝FFとする。
Step2でデジタル画像入力信号f_iを求める。Step3
に於いて、f_iとf_naxを比較し、f_i＞f_naxのとき、そ
のときのf_iをf_naxと記憶し、次に備える。

Step4ではf_iとf_naxを比較し、f_i＜f_nioのとき、そ
のときのf_iをf_nioと記憶し、次に備える。

この動作を繰り返すことにより、デジタル画像
入力信号の最大値と最小値を検出する。

そしてデジタル画像入力信号４２の最大値と最
小値はプロセツサ１１を介してメモリ１６に格納
される。

このような前処理は専用のハードウエアとして
設けた検出回路４３で検出したデータをプロセツ
サ１１がメモリ１６に転送するようにしてもよい
が、システムの汎用性や柔軟性を考慮すると、前
処理回路１４をバツフアメモリで構成し、プロセ
ツサ１１がそのバツフアメモリに取り込まれたデ
ジタル画像入力信号４２の最大値および最小値を
判断してメモリ１６に転送する方がよい。この前
処理でメモリ１６に必要なデータが格納される
と、CCD２４とADコンバータ４１によつて、再
度同じデジタル画像入力信号４２を得て、今度は
その画像入力信号４２を信号処理回路１５がプロ
セツサ１１の制御のもとに画像処理をする。すな
わち、例えばCCD２４は原稿２０の画像を二度
走査し、最初の走査によつて得られた画像入力信
号は前処理に使用され、次の画像入力信号は前処
理にもとづく画像処理を受けることになる。この
コントラスト強調法は、第５図に示すように、デ
ジタル画像入力信号４２の最大値f_naxから最小値
f_nioの振幅変化を、デジタル画像出力信号４５の
最大値d_naxから最小値d_nioまでの振幅変化に拡大
するものである。その結果、第６図に示すよう
に、画像処理が全く施されないとき、複写画像濃
度Ｄは最大値D₁から最小値D₂までの変化しかな
いが、記録装置の入力信号、すなわち信号処理回
路４４のデジタル画像出力信号４５のとり得る値
が画像処理により広げられるため、その複写画像
濃度Ｄは最大値D_naxから最小値D_nioにわたり良品
質のものとなる。そこで、いま画像入力信号４２
のデジタル値をf_i、画像出力信号４５の出力値を
g_iとすると、第６図のような線形システムについ
ては、 g_i＝d_nax−d_nio／f_nax−f_nio ×（f_i−f_nio）＋d_nio (1) (1)式で与えられる変換（画像処理）を行えばよ
い。(1)式においてg_iはデジタル画像入力信号４２
の最大値f_naxと最小値f_nioに応じてデジタル画像
出力信号４５の最大値d_naxと最小値d_nioを決めた
場合、得られる出力値である。しかし、もしシス
テムが非線形であつて、例えば第６図の入力信号
の大きさに対する濃度特性が曲線になる場合に
は、 g_i＝Ｆ（f_nio，f_nax；d_nio，d_nax；f_i (2) (2)式で示される関数計算を行えばよい。このとき
のフローチヤートを第９図に示す。第９図につい
て説明すると、Step1に於いて、デジタル画像出
力信号４５の最大値d_naxと最小値を決定する。
Step2でデジタル画像入力信号f_iを求め、Step3に
於いてそれを変換（画像処理）し、g_iとして出力
する。この動作を繰り返すことにより、時系列画
像入力信号は画像処理され、デジタル画像出力信
号として出力される。このようにして、画像処理
された時系列信号は、アナログ出力信号あるいは
２値出力信号として記録装置に出力される。すな
わち、第４図においてアナログ出力信号は、信号
処理回路１５のデジタル画像出力信号４５を、
DAコンバータ４６で変換することによつて得ら
れる。このアナログ出力信号４７は、半導体レー
ザ３０が発射するレーザ光を変調するため、レー
ザドライバ４８に入力される。一方、２値出力信
号は、第７図に示されているように、信号処理回
路１５のデジタル画像出力信号４５を、比較器４
９によりある閾値と比較し、それより大きい場合
に“１”、また小さい場合には“０”と出力する
ことによつて得られる。ここで、その閾値を順次
シフトすることによつて、２値出力信号は所謂デ
イザ出力信号となる。この２値出力信号５０は、
アナログ出力信号４７と同様に、レーザドライバ
４８に入力される。

次に他の画像処理方法として、輪郭強調法とコ
ントラスト強調法を組み合せることも可能であ
る。

まず、輪郭強調法の一般的な手法を、第１０図
乃至第１３図により説明する。第１０図におい
て、横軸を空間座標ｘ、縦軸を強度情報Ｉとする
と、原信号Ａを１階微分するとＢになり、さらに
２階微分をするとＣになるが、原信号Ａの輪郭を
強調する方法は、原信号Ａから２階微分信号Ｃを
引いた信号Ｄを得る操作にほかならない。この操
作は、デジタル画像入力信号を処理する場合、演
算子によるコンポリユーシヨンを全画素について
行うことと近似的に一致する。その演算子は、例
えば第１１図に示すように３×３のマトリクスで
与えられ、原信号にマトリクスの数値を乗ずる
（コンポリユーシヨン）操作を全画素について実
施することにより、輪郭が強調されたデジタル画
像出力が得られる。そこで、１画面分（例えば
A4版原稿の画像分）の記憶容量を持たずに、輪
郭強調の画像処理を行うには、第１２図に示すよ
うに、少くとも３ライン分の記憶容量を有するメ
モリ４４が必要である。その画像処理のStepは、
第１３図のフローチヤートに示すように、Step1
で１ライン分のデジタル画像入力信号をメモリ４
４のラインメモリ３に記憶し、Step2で第１１図
の演算子により画像処理をプロセツサ１１が行
い、その結果をラインメモリ２へ順次記憶する。
Step3では、ラインメモリ２への記憶が１ライン
分終了したかどうか判断し、終了している場合に
は、前回の画像処理操作で既に処理が完了してい
るラインメモリ１のデータをデジタル画像出力信
号４５として出力する。そしてStep4でラインメ
モリ３のデータをラインメモリ２へ、またライン
メモリ２のデータをラインメモリ１へ転送し、次
のデジタル画像入力信号の処理に備える。Step5
でデジタル画像入力信号について全ての画像処理
操作が終了したかどうかをチエツクし、終了して
いなければStep1からStep4の操作を繰返すこと
になり、それが終了していれば原稿１頁分の画像
処理が完了する。なお、第１１図に示した輪郭強
調演算子は、原稿の画質出力画像の特性、使用者
の好み等に応じて適宜選択することができる。

輪郭強調法とコントラスト強調法を組合せ、実
施する場合輪郭強調の画像処理をした画像データ
を前処理し、その画像データの最大値h_naxと最小
値h_nioをメモリ１６に格納したのち、そのデータ
を参照するプロセツサ１１の制御のもとに信号処
理回路１５が当該画像データについてコントラス
ト強調の画像処理を行い、デジタル画像出力信号
を出力する。このような複合画像処理をすると、
最終データ（デジタル画像出力信号）のビツトオ
ーバフロを除去することができるが、途中の輪郭
強調の画像処理においては、ラインメモリ１〜３
での１画素に要するビツト数より多いビツトで計
算し、オーバフロを防ぐ必要がある。

以上詳述したように、本発明によれば、対象画
像を光電変換することにより画像信号を発生する
光電変換手段と、該光電変換手段により発生する
画像信号に対して輪郭強調処理を行う輪郭強調手
段と、前記光電変換手段による１回目の光電変換
の際に、前記輪郭強調手段により輪郭強調される
画像信号のダイナミツクレンジを検出する検出手
段と、前記光電変換手段による２回目の光電変換
の際に、前記検出手段により検出される画像信号
のダイナミツクレンジに基づいて、前記輪郭強調
手段により輪郭強調される画像信号の濃度変換を
行う変換手段とを有することにより、比較的簡単
な構成で、輪郭強調される画像信号のダイナミツ
クレンジを考慮した濃度変換処理を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は大容量の画像メモリを用いる画像複写
装置のブロツク図、第２図は本発明による画像複
写装置の一構成例を示すブロツク図、第３図はそ
の要部斜視図、第４図は本発明におけるコントラ
スト強調による画像処理系の構成例を示すブロツ
ク図、第５図は本発明におけるコントラスト強調
の概念図、第６図はその特性図、第７図は本発明
におけるコントラスト強調による画像処理系の要
部の他の構成例を示すブロツク図、第８図は本発
明の前処理の実施例を示すフローチヤート、第９
図は本発明における画像処理の実施例を示すフロ
ーチヤート、第１０図Ａ，Ｂ，ＣおよびＤは輪郭
強調法の概念を説明するための信号波形図、第１
１図は演算子のブロツク図、第１２図は輪郭強調
法による画像処理系の要部ブロツク図、第１３図
はその動作を示すフローチヤートである。 １０……入力装置、１１……プロセツサ、１３
……出力装置、１４……前処理回路、１５……信
号処理回路、１６……メモリ、２０……原稿、２
１……光源、２２……ミラー、２３……レンズ、
２４……CCD撮像素子、３０……半導体レーザ
発振器、３１……コリメータレンズ、３２……光
偏向器、３３……レンズ、３４……感光ドラム、
４１……ADコンバータ、４３……検出回路、４
４……信号処理回路、４６……DAコンバータ、
４８……レーザドライバ、４９……比較器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対象画像を光電変換することにより画像信号
   を発生する光電変換手段と、 該光電変換手段により発生する画像信号に対し
   て輪郭強調処理を行う輪郭強調手段と、 前記光電変換手段による１回目の光電変換の際
   に、前記輪郭強調手段により輪郭強調される画像
   信号のダイナミツクレンジを検出する検出手段
   と、 前記光電変換手段による２回目の光電変換の際
   に、前記検出手段により検出される画像信号のダ
   イナミツクレンジに基づいて、前記輪郭強調手段
   により輪郭強調される画像信号の濃度変換を行う
   変換手段とを有することを特徴とする画像処理装
   置。