JP2839110B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば、デイジタル複写機，フアクシミリ
装置等のように、疑似的に中間調を表現する画像処理装
置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の装置には、静電記録方式やインクジエ
ツト方式の記録装置が使用されている。このような記録
装置において中間調を表現する方式の中には、 レーザをパルス幅変調してドツトサイズを変形させる
方法、そして、 単位面積当りの記録ドツト数を制御する、いわゆる２
値疑似中間調処理方法がある。

［発明が解決しようとしている課題］ 前者は、制御可能なドツトサイズ数が高速になる程
減少すると共に、安定な制御を安価に実現出来ない欠点
を有し、後者は高速安価に実現できるが、離散的に記
録されるドツトが空間的に低周波数となる領域では目障
りであり、又、解像度情報を忠実に記録表現できないと
いう欠点を有する。また、後者はさらに、２値から４
〜16値に記録ドツトサイズを制御して多値化する高画質
化が図られるが、前者同様に安価に実現できないという
欠点を有している。

本発明は、上述した従来例の欠点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、再現性の高い疑似
中間調画像を得ることができる画像処理装置を提供する
点にある。

［課題を解決するための手段］ 上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明
に係る画像処理装置は、１画素多値レベルを有する入力
画像データを入力画像データのレベル数よりも少ないレ
ベルの画像データに変換処理し、その変換処理時に発生
する誤差データを周辺の入力画像データに拡散する画像
処理装置において、注目画素の画像データを入力する入
力手段と、注目画素周辺の変換処理の終了している複数
画素の変換処理済み画像データから所定領域の平均値を
求める平均値演算手段と、前記入力した注目画素の画像
データに周辺画素の変換処理の際に発生した誤差データ
を加算し、誤差データの加算されたデータを前記平均値
演算手段により得られた平均値に基づき少ないレベル数
の画像データに変換処理する処理手段と、前記処理手段
における変換処理の際に発生する誤差データを演算する
演算手段とを有し、前記入力手段が入力する１画素の画
像データに対し、前記平均値演算手段による平均値の演
算、前記処理手段による変換処理及び前記演算手段によ
る誤差の演算をそれぞれ複数回実行し、１画素の入力画
像データから複数の変換処理された画像データを求める
ことを特徴とする。ここで、前記処理手段は、１画素多
値レベルを有する入力画像データを１画素２値レベルの
画像データに２値化処理する。また、前記処理手段は、
１画素多値レベルを有する入力画像データを入力画像デ
ータのレベル数よりも少ないレベルの多値画像データに
多値化処理する。

［作用］ かかる構成によれば、前記入力手段が入力する１画素
の画像データに対し、前記平均値演算手段による平均値
の演算、前記処理手段による変換処理及び前記演算手段
による誤差の演算をそれぞれ複数回実行し、１画素の入
力画像データから複数の変換処理された画像データを求
めることで、固定的なテクスチャの発生がなく再現性の
高い疑似中間調表現を可能にする。

［実施例］ 以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。

＜第１実施例＞ 第１図に本発明の画像処理装置の第１実施例を示すブ
ロツク図であり、第２図は第１実施例の信号のタイミン
グを示すタイミングチャートである。第１実施例では、
複写機の記録装置を例に挙げて説明する。この記録装置
は、第１図に示すように、不図示のリーダで読み取られ
た多値画像データを格納した画像メモリから所定のタイ
ミングで該データを入力して記録処理を行なう。

１は上記画像メモリから一画素８ビツトの多値画像デ
ータを後述のクロツクCKに従い記憶保持するフリツプフ
ロツプ（以下、「F/F」と称す）を示し、２は第１実施
例の疑似中間調処理に従つて２値化を行なう疑似中間調
処理部を示している。３は疑似中間処理部２から出力さ
れる２値化データから所定の基本クロツクに基づいて可
視画像を形成するレーザビームプリンタ（以下、「LB
P」と称す）の記録部を示し、４は基本クロツクを発振
する水晶発振器（以下、「OSC」と称す）を示してい
る。

５はOSC4から発振される基本クロツクを1/nに分周す
る分周器を示している。６は本装置全体を制御するCPU
を示し、７は後述の第５図に示されるフローチヤートに
従つたプログラム等を格納したROMを示し、８は各種プ
ログラムのワークエリアとして用いるRAMを示してい
る。

信号について、CK1はOSC4から発振される基本クロツ
クを示し、CKは基本クロツクCK1を1/nに分周したクロツ
クを示し、LPは記録パルスを示している。第１実施例で
は、１入力多値画像データの期間をＴとし、この期間Ｔ
において、基本クロツクCK1は４周期、クロツクCKは１
周期（周期Ｔ）、記録パルスLPは４個である。この記録
パルスLPの１パルスをtwとする。

次に、上記構成の動作について説明する。

OCS4から出力される基本クロツクCK1は、分周器５で1
/nに分周され、この分周されたクロツクCKに同期して多
値画像データはF/F1に保持される。同時に、多値画像デ
ータは疑似中間調処理部２で疑似中間調処理される。こ
のとき、疑似中間調処理は、データクロツクCKに対して
ｎ倍（ｎ＝４）高速な基本クロツクCK1に同期して動作
するため、１入力多値画素データに対し４個の２値化デ
ータを得ることができる。

１データ期間Ｔをtw＝T/4なる４個のパルスで構成さ
れる記録パルスLPは、LBPで構成される記録部３内のレ
ーザをON/OFF制御する信号として使用される。第１実施
例では記録パルス列を形成する記録パルスLPが従来技術
である単なる５レベルを有するパルス幅変調信号と異な
る点は、４個の記録（幅twの）パルスが入力された単一
多値画像データのみにより決定されるのではなく、後述
の２値化誤差補正手段を有する疑似中間調処理の結果得
られることにあり、結果として連続して入力される多値
データの変化により個々の記録パルス（幅tw）が得られ
るために、記録画像上でパルス幅変調方式特有の固定的
なテクスチヤの発生がなく、より滑らかな中間調画像が
得られる。

さて、第１図に示す疑似中間調処理部２の詳細を第３
図を用いて説明する。

第３図は第１実施例の疑似中間調処理部２の構成を示
すブロツク図であり、第４図は第１実施例による注目画
素の周辺画素への重み付け量を決定するマトリクスを示
す図である。第３図において、21,25は加算器、22,30,3
1,32は基本クロツクCK1のタイミングに従つて動作するF
/F、26,27,28,29は各重み付けの係数を２値化データに
掛け合わせるゲート回路、23は誤差演算回路、24は２値
化回路、33は１ラインより１画素少ない画素分の記録画
素の遅延をCK1のタイミングに従つて動作するラインメ
モリをそれぞれ示している。

第３図において、F/F1でクロツクCKで保持された入力
多値画像データは、後述する２値化誤差を加算器21で加
算した後、F/F22でラツチされる。同保持されたデータ
は誤差演算回路23及び２値化回路24に入力される。ここ
で２値化時の閾値は、以下の処理で求められる。即ち、
２値化回路24より出力される２値化データをF/F31で１
パルス分遅延保持した２値化データ、ラインメモリ33で
１ライン−１記録画素の遅延保持した２値化データ及び
該データをF/F32,30でそれぞれ１パルス分づつ遅延保持
し出力された２値化データはそれぞれ対応する所定の重
みをゲート回路29,28,27,26によつて加重される。この
後、ゲート回路29,28,27,26から出力されたデータは加
算器25で加算される。即ち、２値化の閾値は、第４図の
如く、＊１で示される注目記録画素に隣接する記録画素
のパルス（２値化データ）４個から得られる加重平均値
である。この閾値は誤差演算回路23に対しては、２値化
誤差を求めるためのデータとして扱われる。誤差演算回
路23は、F/F22から出力される注目記録画素＊１の多値
画像データと上記閾値との差から２値化誤差を算出す
る。このようにして算出された２値化誤差は、F/F1から
出力される記録画素＊２の多値画像データと共に加算器
21に入力され、加算される。ここで、２値化誤差は次パ
ルスを印加するか否かの２値化処理のために記録画素＊
２の多値画像データに加算され、同データの補正を行な
う。以上の処理は、F/F1を用いて入力された多値画像デ
ータを保持するクロツクCKの１周期Ｔ内において、４回
づつ基本クロツクCK1に同期して実行される。

以上により、入力された１多値データをその期間内に
疑似中間調処理にて生成された４個のパルスに応じて記
録することが可能となる。即ち、読み取り画素密度を上
げることなく１画素記録期間Ｔ内を複数回疑似中間調処
理して記録パルスを生成し記録することにより、より入
力画像に忠実な記録画像が得られる。

ここで、第１実施例の全体の動作について説明する。

第５図は第１実施例のCPU6による記録動作を説明する
フローチヤートである。

まず、本装置が稼働すると、基本クロツクCK1を発振
させるため、CPU6はOSCに対して動作を指示する（ステ
ツプS1）。その後、リーダ（不図示）がオペレータから
の指示で原稿から多値画像データを読み取る。この読み
取られたデータは画像メモリ（不図示）に一時格納され
る。そして、この画像メモリから多値画像データが読み
出され、本装置に入力される（ステツプS2）。

本装置の動作は、第３図で説明済のため、詳細は省略
する。本装置に入力された多値画像データは、記録画素
単位に順次２値化され、この２値化データは記録パルス
LPとして記録部３に送られる。記録パルスLPは、１周期
Ｔ内に１画素分のデータを４パルスの方法で送られる。

次に、１ページ分の記録状態が検知され、１ページ終
了で（ステツプS3でYES）、且つ、全複写動作が終了す
ると（ステツプS4でYES）、CPU6は基本クロツクCK1の発
振停止命令をOSC4に送る（ステツプS5）。

以上の説明は、第１実施例の複写動作の主要なステツ
プのみを挙げたものであり、実際の動作で必要な動作説
明は公知のため、説明を省略した。

以上説明したように、第１実施例によれば、再現性の
高い疑似中間調画像を得ることができる。

さて、第１実施例では、複写機に適応させた例を述べ
たが、多値画像データを入力、２値化データを出力とし
た構成であれば、フアクシミリ装置等に適応させても良
いことは述べるまでも無い。

＜第２実施例＞ 次に、第２実施例について説明する。

この第２実施例では、疑似中間調処理に誤差拡散法を
使用した例である。尚、第１実施例の第３図と同様のユ
ニツト及び信号には、同一番号及び同一記号を付し、説
明を省略し、第２実施例の疑似中間調処理部を２′で示
す。また、全体の動作説明は、第１実施例と同様のた
め、説明を省略する。

第６図は第２実施例の疑似中間調処理部２′を示すブ
ロツク図である。同図において、40は第２実施例の２値
化処理回路を示し、41,42は減算器を示し、43は２値化
回路40,減算器41,42よりの３入力１出力を行なうセレク
タを示している。44はセレクタ43からの出力に基づいて
誤差拡散処理を行なう誤差拡散回路を示している。

第６図において、クロツクCKでF/F1に１画素期間保持
された多値画像データは、後述する２値化誤差（ｅ）を
加算器21で加算補正した後、F/F22で記録パルスに同期
したクロツクCK1で１パルス分保持される。この保持さ
れた多値画像データは、２値化回路40で固定の閾値“12
8"との比較で２値化され、セレクタ43の選択端子に入力
される。一方、上記F/F22に保持された多値画像データ
は、減算器41及び42でそれぞれ最淡レベル“0"と最濃レ
ベル“255"との差を演算して求められ、それぞれの結果
はセレクタ43を介し、このとき２値化回路40での結果が
“1"（記録）の時、減算器42の出力が、または、２値化
回路40の結果が“0"（非記録）の時、減算器41の出力
が、２値化誤差ｅとして誤差拡散回路44に入力される。
誤差拡散回路44は、図示せぬが、その内部に２ライン分
の遅延メモリを有している。

２値化誤差ｅは、＊で示される注目記録画素に隣接す
る記録画素（12パルス）位置にそれぞれ図示する分配率
で分配して２ライン分の遅延メモリに保持する。従つ
て、前述した２値化誤差による補正を行なう加算器21に
出力されるｅ′で示される誤差データは12個の分配され
た２値化誤差を積算した値である。同処理はクロツクCK
の１周期内に４回のクロツクCK1に同期して順次実行さ
れる。

尚、第１実施例（第３図）による２値化誤差は全て次
の記録画素のパルスの２値化のために補正したが、第２
実施例では、第６図に示す誤差拡散回路44に図示される
ように、所定の分配率で複数位置に分配して補正する。
尚、分配する領域、即ち、マトリクスは本発明において
何ら限定が加わることはない。

以上により、１入力多値画像データをその１期間Ｔ内
に複数回疑似中間調処理して記録パルスの生成が達成さ
れる。

さて、第２実施例では、第１実施例と同様に複写機に
適応させた例を述べたが、多値画像データを入力、２値
化データを出力とした構成であれば、フアクシミリ装置
等に適応させても良いことは述べるまでも無い。

＜第３実施例＞ 次に、第３実施例について説明する。

この第３実施例では、第１実施例の疑似中間調処理と
異なり、３値の疑似中間調処理を行なう例である。尚、
第１実施例の第３図と同様のユニツト及び信号には、同
一番号及び同一記号を付し、説明を省略し、第２実施例
の疑似中間調処理部を２″とする。また、全体の動作説
明は、第１実施例と同様のため、説明を省略する。

第７図は第３実施例の疑似中間調処理部２″の構成を
示すブロツク図であり、第８図は第３実施例の信号のタ
イミングを示すタイミングチヤートである。

第３実施例（第７図）の構成が第１実施例（第３図）
の構成と異なる点は、入力多値画像データを35で示され
るコンパレータ（以下、「３値化回路」と称す）で３値
化する点にある。また、第７図の如く、誤差演算部34が
加算器25で得られた平均値に基づき、後述の３種の平均
値からの差として３値化誤差を演算すること、及び３値
化回路35の出力の３値信号より２種のパルス幅を有する
１ビツトの記録パルスを生成するパルス発生部36を有す
ることでも異なる。

３値化回路35からの出力は２ビツトで表す信号であ
り、0,1,2なる値のひとつを出力する。従つて、第７図
に示した重み付けのゲート回路26,27,28,29を用いて積
和される平均値は加算器25よりの出力で最大値m0＝150
をとり得る。従つて、３値化回路35は３値化を予測し、
m0の他に、m1＝m0＋52,m2＝m1＋53と定義した値からな
る３種の平均値のいずれに入力多値画像データが最も近
いかを判定する。現時点で、m2が近い場合には、３値化
の結果として、３値化回路35から“2"が出力される。ま
た、m1が近い場合“1"、m0が近い場合“0"が出力され
る。一方、誤差演算回路34で演算される誤差は、３値化
回路35の場合と同様に、３値化出力が“1"の場合にm1か
らの差、“2"の場合にm2からの差、“0"の場合にm0から
の差となる。

第８図のタイミングチヤートは、３値レベルに対応す
る記録パルスLPの関係を示している。例えば、３値レベ
ルが“1"の場合にtwの幅の短パルスを、３値レベルが
“2"の場合に２×tw幅の長パルスをそれぞれ記録パルス
発生部36で生成する。第３実施例で用いるクロツクCK1
は画像データクロツクCKの２倍の周波数であり、従つて
１画像データ入力期間に２回の３値疑似中間処理を施せ
ば、前記第１実施例の第２図と同等の記録パルスを生成
可能となる。従つて、第３実施例の場合には、高速処理
時に有利となる。

さて、第３実施例では、第１実施例と同様に複写機に
適応させた例を述べたが、多値画像データを入力、２値
化データを出力とした構成であれば、フアクシミリ装置
等に適応させても良いことは述べるまでも無い。

ここで、第１実施例〜第３実施例における記録装置は
静電記録プロセスに基づくLBPを前提としているが、LED
アレー、液晶スヤツタアレー等を用いる静電記録装置あ
るいはサーマルヘツドを用いる熱記録、インクジエツト
方式等にも適用できることは述べるまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、前記入力手段
が入力する１画素の画像データに対し、前記平均値演算
手段による平均値の演算、前記処理手段による変換処理
及び前記演算手段による誤差の演算をそれぞれ複数回実
行し、１画素の入力画像データから複数の変換処理され
た画像データを求めることで、固定的なテクスチャの発
生がなく再現性の高い疑似中間調表現を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図に本発明の画像処理装置の第１実施例を示すブロ
ツク図、 第２図は第１実施例の信号のタイミングを示すタイミン
グチヤート、 第３図は第１実施例の疑似中間調処理部２の構成を示す
ブロツク図、 第４図は第１実施例による注目画素の周辺画素への重み
付け量を決定するマトリクスを示す図、 第５図は第１実施例のCPU6による記録動作を説明するフ
ローチヤート、 第６図は第２実施例の疑似中間調処理部２′を示すブロ
ツク図、 第７図は第３実施例の疑似中間調処理部２″の構成を示
すブロツク図、 第８図は第３実施例の信号のタイミングを示すタイミン
グチヤートである。 図中、1,22,30,31,32……F/F、２……疑似中間調処理
部、３……記録部、４……OSC、５……分周器、６……C
PU、７……ROM、８……RAM、21,25……加算器、23,34…
…誤差演算回路、24,40……２値化回路、26〜29……ゲ
ート回路、33……ラインメモリ、35……３値化回路、36
……パルス発生回路、41,42……減算器、43……セレク
タ、44……誤差拡散回路、

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１画素多値レベルを有する入力画像データ
   を入力画像データのレベル数よりも少ないレベルの画像
   データに変換処理し、その変換処理時に発生する誤差デ
   ータを周辺の入力画像データに拡散する画像処理装置に
   おいて、 注目画素の画像データを入力する入力手段と、 注目画素周辺の変換処理の終了している複数画素の変換
   処理済み画像データから所定領域の平均値を求める平均
   値演算手段と、 前記入力した注目画素の画像データに周辺画素の変換処
   理の際に発生した誤差データを加算し、誤差データの加
   算されたデータを前記平均値演算手段により得られた平
   均値に基づき少ないレベル数の画像データに変換処理す
   る処理手段と、 前記処理手段における変換処理の際に発生する誤差デー
   タを演算する演算手段とを有し、 前記入力手段が入力する１画素の画像データに対し、前
   記平均値演算手段による平均値の演算、前記処理手段に
   よる変換処理及び前記演算手段による誤差の演算をそれ
   ぞれ複数回実行し、１画素の入力画像データから複数の
   変換処理された画像データを求めることを特徴とする画
   像処理装置。
2. 【請求項２】前記処理手段は、１画素多値レベルを有す
   る入力画像データを１画素２値レベルの画像データに２
   値化処理することを特徴とする請求項１記載の画像処理
   装置。
3. 【請求項３】前記処理手段は、１画素多値レベルを有す
   る入力画像データを入力画像データのレベル数よりも少
   ないレベルの多値画像データに多値化処理することを特
   徴とする請求項１記載の画像処理装置。