JPH0368272A - 画像データ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、濃淡を表す画像信号を３値以上の記録階調数
が限られた記録装置を用いて中間調再現を行うデジタル
複写ａ（プリンタ）の画像データ処理装置に関する。

〔従来の技術〕

デジタル複写機において、濃淡画像を再現する場合ｍ織
的デイザ法や誤差拡散法などの面積階調処理法が用いら
れる。従来１画素当たり白か黒かの２値しか表現できな
かったプリンタも、最近では数レヘルの出力が可能にな
ってきた。しかし、１画素当たりの出力レヘル数（記録
階調数）が増えると、画像データを記１．１７するため
のメモリ、磁気ディスク、磁気テープなどの記憶装置に
必要な容量が増大する。

ここで１画素り値を表現する場合に、１画素当たり必要
な記憶容量をＭビットとすると、Ｉ７とＭの間には、次
の関係がある。

１７≦２　’　　　　　　　（ｆ） 但し、Ｍは上式を満足する最小の整数である。

例えば、Ｌ＝２のときＭ＝１、Ｌ＝３のときＭ−２、Ｌ
　＝　８のときＭ＝３となる。すなわち、白か黒かの２
値表現の場合は１ビツトで良いが、３値では２ビツト、
８値の場合は３ビツト必要である。

〔発明が解決しようとする課題〕

（二記従来技術において、Ｌが２．４．８のように２の
べき乗の場合は、（１１式において等号が成立するＭ値
が存在するが、それ以外では不等号を満足するＭ値しか
存在しない。したがってその場合はビットの使用効率が
悪いことになる。

例えば、記録装置が３値、５値表現するためにはそれぞ
れ２ビツト、３ビットの記憶容量が必要である。２ビツ
ト、３ビツトではメモリ容量としてはそれぞれ４（Ｌｓ
値まで対応できるが、記録装置側にその能力がない場合
にはメモリに無駄が生しる。逆にメモリ使用効率を重視
して、多値数を２値、４値に減らすと、記録装置の能力
を低減してしまうことになり、再生される画像品質の低
化につながるという問題があった。

本発明の目的は、記録装置の階調表現能力に合わせてメ
モリの使用効率の向上を図ることができる画像データ処
理装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、３値以上の記録階調数の限られた記録′！
ｊｉ置を用いて中間調再生記録を行うデジタル複写機の
画像データ処理装置において、複数の画素データ毎にデ
ータ圧縮を行うデータ圧縮部と、複数の画素データ毎に
データ伸張を行うデータ伸張部を備えることによって達
成される。

〔作用］ 複数の画素データ毎にデータ圧縮およびデータ伸張を行
うことにより、記録装置の多値数に係わらず、メモリの
使用効率を上げることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

まずデータ圧縮の内容について述べる。

Ｍビットデータを用いて１画素当たり２″値未満の多値
（Ｌ値とする）の階調を表現する場合に、Ｎ個のデータ
を表すのに必要なビット数（Ｋビットとする）を考える
。Ｎ個のグループを考えるとこのグループの取り得る値
の組み合わせは、ＬＨである。これをにビットのメモリ
で表現するためｔこは、下式を満足する必要がある。

ＬＨ≦２　Ｋ　　　　　　　−−−−−−−（２１従来
はＮ個のデータを表現するためには、Ｍ・Ｎビットのメ
モリが必要であったが本発明を用いた場合のデータ低減
率は下式で表される。

低減率−（Ｍ　−Ｎ−Ｋ）　／　（Ｍ　−Ｎ）　−（３
）この時、最大の低減率が得られるのは、（２）式にお
いて等号が成立する場合であるから、。

（低減率）ＩＩｌａｘ　＝　（Ｍ−Ｎ−６０ｇｚ　Ｉ−
Ｈ／　（Ｍ−Ｎ）＝　（Ｍ　　ｊ！ｏｇｚ　［−）　／
Ｍ　　”””’−（４１例えば１Ｍ＝２ビット、！、、
＝３値の場合は（４）式％式％） したがって、最大２　ｏ、　７５％のメモリｆｆｆｆｄ
が可能である。またＭ＝３ビット、Ｌ−５値の場合にも
同様にして２２．６０％の節減が可能であることがわか
る。

ここで、Ｎ＝４のときの低減率を算出してみる。

（２）式を満足する最小のＫは、Ｍ＝２．Ｌ＝３および
Ｍ＝３．Ｌ＝５のときは、それぞれに＝７．に−１０と
なるから、メモリ低減率は（３）式よりそれぞれ１２．
５％、１６．６％となる。また、Ｎ＝８のときはＭ＝２
．Ｌ＝３およびＭ＝３．Ｌ＝５のときでそれぞれに＝１
３．に＝１．９であるからメモリ低減率はそれぞれ１８
，８％、２０．８％となる。

Ｎを大きくするほど低減率は最大値に近づくが、データ
の圧縮、伸張回路の規模が大きくなるので、メモリ節減
の効果と比べて適当なＮ値を選べばよい。また低減率は
、Ｎ値に対して単調像ではなく、Ｍ、Ｌの値によっては
小さなＮ値でも比較的良い低減率を得られることがある
。例えば、Ｍ−２゜Ｌ＝３．Ｎ＝５のときに＝８となり
、低減率２０゜０％となる。またＭ＝３．Ｌ＝５．Ｎ＝
６のときに−１４となり、低減率２２，２％となる。

次に本発明の実施例を具体的に説明する。

第１図は本発明による複写システムのブロック図であっ
て、ｌは人力系、２は階調処理部、３はデータ圧縮部、
４は記憶装置、５はデータ伸張部、６は出力系である。

人力系１では、原稿をラスタースキャンして読み取り、
１画素当たり６〜８ビット程度に量子化して出力する。

階調処理部２では必要に応じてγ補正、ＭＴＦ補正、ｆ
！！、補正などの画像処理を行った後、組織的デイザ法
や誤差拡散法などにより、入力データより少ｔ（いビッ
ト数に階調処理を行う。

データ圧縮部３では、複数データをまとめて、より少な
いビット数のデータに圧縮する。記憶装置４はバッファ
メモリ、フレームメモリ、磁気ディスク、光ディスクな
どの記憶媒体への圧縮データの書き込みと読み出しを行
う。データ伸張部５では圧縮データを伸張し、元の形態
の複数データに変換する。出力系６ではデータ伸張部５
で復元された画像データをレーザプリンタ、インクジェ
ットプリンタなどの記録装置を用い”でプリントアウト
する。出力系６はハードコピーだ番すでなくＣＲ′「や
液晶デイスプレィなどの表示装置への出力（ラフ１−コ
ピー）を行ってもよい。

第２図は画像データ構成の説明図、第３図はデータ圧縮
部および伸張部のブロック図であって、これらの図に基
づきデータ圧縮部３とデータ伸張部５の説明を行う。

第２図において、格子縞の小さな四角が画素を示す。図
示した主・副走査方向にしたがって画素クロック（ＣＬ
Ｋ）に同期して画素データが読み取られる。ここでは例
として１画素当たりのビット数量−・３、多値数１．−
５、データ数Ｎ＝４の場合について説明する。

第３図に示ずブ［コック図は主走査方向に連続する４画
素のデータを単位にして、圧縮・伸張を行うように！＋
１Ｆ戊されている。図において１０〜１７はラッチ（ラ
ッチ（］）〜（８１］　、１８は４進カウンタ、３ａは
データ圧縮回路、５ａはデータ伸張回路、４は記憶装置
である。

第４図、第５図は第３図に示す回路の動作タイるングチ
ャートであって、階調処理された３巳ツトデータは、画
素クロック（ＣＬ　Ｋ）に同期してデータ圧縮部３に入
力される。これらのデータをラッヂｉｌｌ〜（４）にＣ
Ｉ、Ｋに同期してラッチし、主走査方向に連続する４画
素のデータを同時に参照できるようにする。４画素分の
データは、ＣＬ　Ｋを４分周したＣ　Ｌ、　Ｋ　器４）
に同期して、ラッチ（５）にラッチされる。データ圧縮
回路３ａでは、３ビット×４−１２ビツトのデータを１
０ビツトデータに圧縮する。この圧縮処理は４クロツク
の間に行えれば良いが、１クロツクで処理が行える場合
はラッチ（５）は省略しても良い。圧縮データはラッチ
（６）にラッチされ、４クロツク毎に更新される。この
圧縮データはＣＬ　Ｋ　ｆ４＋に同期して記憶装置４に
記ｔａされる。

データ伸張時には、圧縮データは記（ｇ装置４からＣＩ
、Ｋ（４）に同期して読み出され、ラッチ（７）にラッ
チされる。４進カウンタ１８はＣＬＫに同期して動作す
る４進カウンタであり、データ伸張回路５ａでは、この
４進カウンタの値にしたがって圧縮データから４画素の
３ビツトデータを復元して、ＣＩ、Ｋに同期して１画素
ずつ出力する。

復元された３ビツトデータは一旦、ラッチ（８）にラッ
チしてからＣＬＫに同期して出力系に送られる。

第６図はデータ圧縮回路の一例のブロック図であ・つて
、３個の乗算器２０，２１．２２と１個の、器１１　Ｍ
　器２３で構成される。この回路では４個の画素データ
（０）〜（３）で構成される４桁の５進数を１０桁の２
進数に変換を行うものである。ここでＣま４桁の５進数
に対して画素データｆ３１．　（２Ｌ　ｆｌｙ。

（０）をそれぞれ１桁目、２桁目、３桁目、４桁目とし
て扱う。し７たがって２進数に変換するには、１桁目は
５°倍、２桁目の値は５′倍、３桁目は５２倍、４桁目
は５′３倍して全てを加算することによって行う。

第７図はデータ圧縮回路の他の例のブロック図であって
、ＲＯＭ（ＲＡ、Ｍでも良い）２４のテーブルで構成さ
れており、」二記と同じ演算をＲＯＭテーブルを用いて
高速に行えるように構成している。ＲＯＭ２４には４個
の画素データでアドレスされる番地に、予め第６図に示
す回路で得られる圧縮データを格納しである。ＲＯＭ２
４の容量としてはＩＯビットｘ４にワードが必要である
。汎用品どしては１ワード、８ビツト構成のものが多い
が、この場合は１０ビツトの出力を得るためには２個必
要である。

第８図はデータ圧縮回路のさらに他の例のブロック図で
あって、２５はＲＯＭ、２６，２７．２８はラッチであ
る。またＣ　１．、　Ｋ　（２）はＣＬＫを２分周して
得られる信号である。４クロツクの前半の２クロツクの
間は、ＲＯＭ２５からはＩＯビットの圧縮データのうち
の上位５ビツト・が出力され、ＣＬ　Ｋ　（２＋の立上
がりに同期して、ラッチ２６にランチされる。後半の２
クロツクではＲＯＭ２５からは下位５ビツトのデータが
出力され、ＣＬ　Ｋ　（２）の立下がりに同期して、ラ
ッチ２７にラッチされる。これらのデータはＣＬ　Ｋ　
ｆ４）の立上がりに同期してラッチ２８にラッチされ、
１０ビツトデータとして参照呵能になる。

次に、データ伸張回路について説明する。

第９図はデータ伸張回路の一例のブロック図であって、
２９〜３１は除算器、３２はマルチプレクサである。

この回路では、３個の除算器２９〜３１を用いて１０ビ
ツトの２進数から元の４個の２進化５進数を復元するよ
うに構成している。１０ビツトの圧縮データを５３で除
算した商が、画素データ（０）である。このときの余り
を５２で除算した商から画素データ（１）、さらにこの
時の余りを５で除算した商が画素データ（２）、余りが
画素データ（３）である。マルチプレクサ３２は、４進
カウンクの出力値にしたがって順次画素データ（０）、
（１）（２＋、　（３１を出力する。

第１０図はデータ伸張回路の他の例のブロック図であっ
て、３３はＲＯＭ　（ＲＡＭでも良い）であり、上記の
演算をＲＯＭテーブルを用いてテーブル参照式に高速に
行えるように構成したものである。ＩＯビットの圧縮デ
ータと４進カウンタの出力値でアドレスされる番地に、
第９図に示す回路で得られる画素データが格納されてい
る。

以上、データ圧縮とデータ伸張を行う回路の実施例を説
明した。

前述の例では主走査方向に連続する４画素をひとまとめ
にして取り扱ったが、カラー画像では３色（レッド、グ
リーン、ブルーまたはイエローマゼンタ、シアン）ある
いは４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の
データを並列で取り扱う場合がある。このときは、複数
の色データをひとまとめにしてデータの圧縮・伸張を行
うようにしても良い。

第１１図はデータ圧縮部および伸張部の他の例のブロッ
ク図であって、４０〜４６はラッチ、３ａはデータ圧縮
回路、４は記憶回路、５ａはデータ伸張回路である。

この回路は４色（Ｙ、　Ｍ、　Ｃ，Ｋとする）のデータ
を１単位として取り扱うよう構成している。

この場合はＹ、Ｍ、Ｃ，にデータは並列して人力される
から、ラッチ４０〜４３を用いて同時にランチする。デ
ータ圧縮回路５ａは、第６図〜第８図に示したのと同様
の回路を用いることができる。

但し、圧縮データもＣＬ　Ｋ　ｆ４）ではなく、ＣＬ　
Ｋに同期して処理が行われる。

データ伸張回路５ａも、第９図、第１０図と同様な回路
を用いることができるが、第９図においてマルチプレク
サは用いないで、４個の３ビツトデークを、相列に出力
する。また第１０図においても４進カウンタは用いず、
またＲＯＭ３３も１２ビツト出力の構成のものを用いる
。

以上の説明では、主走査方向に連続する画素または種列
に処理される色データをまとめて取り扱う場合について
説明したが、他の場合として副走査方向に連続する画素
や主・副それぞれ２画素ずつの２×２のブロックのデー
タをまとめて取り吸っても良い。また、並列データと主
または／および副走査方向に連続する画素データをＡｌ
ｌみ合わせて取り扱っても良い。その他、複数のデータ
をまとめて取り扱うよう構成すれば、本実施例の効果を
得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、複数のデータを
まとめて取り扱い、データ圧縮を行うことにより、記録
装置の多値数に係わらず、記憶装置の使用効率の良い画
像データ処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による複写ソステムのブロック図、第２
図は画像データ構成の説明図、第３図はデータ圧縮部お
よび伸張部の一例のブロック図、第４図および第５図は
第３図に示す回路の動作りイミングチヤード、第６図、
第７図および第８図はデータ圧縮回路の各側のブロック
図、第９図および第１０図はデータ伸張回路の各側のブ
ロック図、第１１図はデータ圧縮部および伸張部の他の
例のブｔ−】ツク図である。 ３・・・データ圧縮部、５・・・データ伸張部。 第 図 ｆ′

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ３値以上の記録階調数の限られた記録装置を用いて中間
   調再生記録を行うデジタル複写機の画像データ処理装置
   において、複数の画素データ毎にデータ圧縮を行うデー
   タ圧縮部と、複数の画素データ毎にデータ伸張を行うデ
   ータ伸張部を備えたことを特徴とする画像データ処理装
   置。