JPH0685558B2

JPH0685558B2 - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH0685558B2
Application number: JP57056965A
Authority: JP
Inventors: 尚登河村; 秀次郎門脇
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1982-04-06
Filing date: 1982-04-06
Publication date: 1994-10-26
Anticipated expiration: 2009-10-26
Also published as: JPS58173973A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、１画素のビームの記録巾を変調させて画像を
記録する画像処理装置に関し、特に異なる記録巾の画像
が記録媒体上に整列した階調性に優れた高画質な画像を
得ることができる画像処理装置に関するものである。

従来よりデジタルプリンター等に於いて中間調のある画
像を出力するため種々の方法が提案されている。

例えばディザ法や濃度パターン法等が挙げられる。

これらの方法は（１）２値表示装置を用いて、中間調を有する画像を
表示できる。

（２）装置のハード化構成が容易である。

（３）画像品質についても一応の品質が得られる。

等の理由で、多くの分野に於て広く活用されている。具
体的には第１図（Ａ），（Ｂ）に示される様に入力画素
の画像８と閾値マトリックス５の各成分とを対応させ、
閾値より大きいか小さいかにより白か黒かを決定し、表
示画面６に出力する。

第１図（Ａ）はディザ法であり、入力の一画素８を閾値
マトリックス５の一成分に対応させている。また第１図
（Ｂ）は濃度パターン法であり、入力の一画素８を閾値
マトリックス５の全成分に対応させている。すなわち、
濃度パターン法では表示画面６に於いて複数のセルで入
力画像の一画素を示すことになる。

この時ディザ法と濃度パターン法との違いは入力の一画
素を閾値マトリックスの一成分に対応させるか、あるい
は、全成分に対応させるかの違いだけで本質的な差異は
ない。又当然この中間の方法も存在し、例えば入力の一
画素を閾値マトリックス全成分のうち複数成分（第１図
（Ｂ）で例えば２×２の４成分）に対応させる方法も考
えられる。

一方、前述した２値化処理方法に対し階調性を更に向上
させるため入力画像信号を記録幅の異なる多値レベルの
信号に変換し画像の記録を行うものが特開昭56−91228
号で知られている。しかしながら特開昭56−91228号開
示のものは記録媒体上のドットの記録位置を考慮したも
のではなかったため、ドットの形成位置がばらばらにな
ってしまう恐れがあった。

また特開昭57−4780号には、記録のためのビームの位置
を検出する検出手段からの同期信号に基づきメモリから
の画像信号を読み出す技術が開示されている。

しかしながら特開昭57−4780号に開示の技術はあくまで
も記録ビームの位置に基づき画像信号を読み出すものな
ので、読み出された画像信号に対し、種々の処理を行う
ものにおいては、読み出された画像信号と記録媒体上で
のドットの相対的な位置がずれてしまう恐れがあった。

本発明は、上述した従来技術の不都合を除去する画像処
理装置を提供するものであり、本発明によれば、記録の
ためのビームの位置を検出するビーム検出手段からの同
期信号を、入力画像データを記録幅の異なるパルス幅変
調信号に変換する変換処理のために、即ち、入力画像デ
ータと比較するために用いられる閾値データの発生開始
のために用いることにより、異なる記録幅の画像を記録
媒体上に整列させることができる。更に本発明によれ
ば、２値化手段及び３値化手段のそれぞれにおいて、所
定の周期で繰り返し発生する閾値データを２種類設け、
入力画像データに応じて画素毎に閾値データを選択可能
としたことにより、入力画像データに最適な閾値処理を
行え、階調性に優れた高品位な画像を得ることができ
る。

即ち本発明の画像処理装置は画像データを入力する画像
入力データ入力手段と、２値化手段と３値化手段と、前
記２値化手段及び前記３値化手段のそれぞれにおいて、
複数の閾値で構成される第１の閾値データ及び第１の閾
値データとは閾値が異なり複数の閾値で構成される第２
の閾値データを所定の周期で繰り返し発生するそれぞれ
の閾値データ発生手段と、前記画像データ入力手段より
入力した画像データに応じて前記２値化手段及び前記３
値化手段におけるそれぞれの前記第１及び第２の閾値デ
ータのいずれか一方の閾値データと入力画像データとを
比較するそれぞれの比較手段と、前記比較手段の比較出
力に基づいてパルス幅変調信号を出力するパルス幅変調
信号出力手段と、前記パルス幅変調信号出力手段より出
力されたパルス幅変調信号に基いてビームを変調すると
ともに変調されたビームにより記録媒体上を走査するこ
とにより記録動作を行なう記録手段と、前記ビームの走
査位置を検出し、ビームが検出される毎に同期信号を出
力するビーム検出手段とを有し、前記２値化手段及び前
記３値化手段は入力した画像データに応じてそれぞれの
前記第１及び第２の閾値データのいずれか一方の閾値デ
ータを１入力画素毎に選択可能にするとともに、前記閾
値データ発生手段は前記ビーム検出手段から出力された
同期信号に基いて前記２値化手段及び前記３値化手段の
それぞれの前記第１または前記第２の閾値データの前記
比較手段への出力を開始することを特徴とする。

以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第２図は本発明が適用できるカラー画像記録装置の説明
図である。第２図のカラー画像記録装置はカラー画像情
報を並置された複数の感光ドラムを含む電子複写装置
（レーザービームプリンタ）を用いて出力し、この電子
複写装置により形成されたカラー画像を順次異なった色
で重ねて記録する装置である。

同図に於て、1a〜1dは走査光学系であり、図示されない
画像メモリ等から所要の画像情報をこの走査光学系によ
り光ビーム（レーザービーム）として取りだしこの光ビ
ームがシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー
（Ｙ）、ブラック（Bl）に対応して並設された感光ドラ
ム2a〜2d上に結像するように構成されている。この感光
ドラム2a〜2dの近傍には現像器3a〜3dが配置されている
と共に、図示されない記録紙を搬送するための搬送ベル
ト７側に各感光ドラム2a〜2dに対向して帯電器4a〜4dが
配設されている。上記構成の動作について説明すると、
走査光学系1a〜1dから出力され変調された光ビームは各
感光ドラム2a〜2d上にその光学像を結像し、その後電子
写真プロセスによりこの結像された像は静電潜像とな
り、現像器3a〜3dにより現像され、帯電器4a〜4dにより
搬送用ベルト７上に保持された記録紙に各色が順次転写
されカラー画像が形成される。

第３図は第２図に示される４つの走査光学系１のうちの
１つの詳細を示す概略的な斜視図であり、半導体レーザ
11により変調された光ビームはコリメートレンズ10によ
りコリメートされ回転多面鏡12によって光偏向をを受け
る。偏向された光ビームはθレンズと呼ばれる結像レ
ンズ13により感光ドラム３上に像を結びビーム走査を行
なう。このビーム走査に際して、光ビームの１ライン走
査の先端をミラー14により反射させデイテクター（検出
器）15に光を導く。このデイテクター15からの検出信号
はよく知られているような走査方向Ｈ（水平方向）の同
期信号として用いられる。この信号名を今後BD信号ある
いは水平同期信号と称す。

第４図は本発明の信号処理系を示す全体のブロック図で
ある。

まず入力装置20から出力されるブルー（Ｂ），グリーン
（Ｇ），レッド（Ｒ）のカラー画像情報は、例えば各々
８ビット（256レベル）でデジタル化しているものとす
る。入力装置20は例えば第５図の如く示される。図に於
いてカラー原稿30には光源37から光が照射され、その反
射光はミラー36,レンズ31を介してCCDラインセンサ32に
伝送されるため、カラー原稿30の画像はCCDラインセン
サ32上に形成され高解像に読み取られる。

CCDラインセンサ32は第６図の様に例えば2048ビットの
受光部33が３列並んでおり、各列にブルー（Ｂ），グリ
ーン（Ｇ），レッド（Ｒ）のフィルター34B,34G,34Rが
ストライプ状に接着されている。入力装置20から出力さ
れる画素データは原稿の同一地点の画像情報を同時３色
分解したものに相当する。

第７図は本発明が使用できる別の入力装置20を示すもの
である。レンズ31の直後に三色分解用のダイクロイック
・フィルター35a,35bを設けて三色に分解し、各色の像
をCCDラインセンサ32a,32b,32cに導く。第７図の如き装
置に於ても原稿上の同一地点での三色分解画像情報が時
系列信号として得られる。再び第４図に戻り、前述の入
力装置20によって得られるブルー（Ｂ），グリーン
（Ｇ），レッド（Ｒ）の各８ビツトのデジタル信号は、
次のマスキング処理回路21によりマスキング処理され
る。この時入力装置20からの各色８ビットの画像信号
は、上位４ビットと下位４ビットとに分けられて、上位
４ビットのみがマスキング処理回路21によりマスキング
処理され、再び下位４ビットがつけ足され８ビットデー
タ22となる。

第８図は、このマスキング処理を行う手法について示し
たものでブルー（Ｂ），グリーン（Ｇ），レッド（Ｒ）
の各画像信号の上位４ビットをROM40の入力アドレス情
報として与える。例えばブルー（Ｂ），グリーン
（Ｇ），レッド（Ｒ）の各データがＢ＝９Ｇ＝ＡＲ＝Ｅの様に16進数で表現されているものとすると、 BGR＝9AE を１つのアドレスとみなしそのアドレスに入っているメ
モリー（ROM40）の出力情報を得る。従ってROM40は４×
３＝12ビット分のアドレスを有す。またメモリー（ROM4
0）の出力情報も12ビットであり、各々４ビット単位で
出力されるイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン
（Ｃ）のデータと対応しているものとする。入力アドレ
スが9AEの時出力データが仮に357であるとすればＹ＝３Ｍ＝５Ｃ＝７というデータを得る。この様にROM40のメモリ内容はブ
ルー（Ｂ），グリーン（Ｇ），レッド（Ｒ）全てのとり
得る値に対して書き込まれておればよい。

今の場合ブルー（Ｂ），グリーン（Ｇ），レッド（Ｒ）
各々４ビットであるので、合計12ビット（2¹²≒4K）の
メモリー空間（アドレス）にそれぞれ12ビットのデータ
が書き込まれておればよく、小容量のメモリーですむ。
この様に小容量のメモリーでのマスキング処理により、
忠実な色再現性を得ることができる。上述のマスキング
処理によるデータ変換は、記録装置の色特性及び入力装
置の色特性に応じて実験的に決められる。マスキング処
理されたイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン
（Ｃ）の各４ビットデータは前述の分離された下位４ビ
ットのデータと再び合成されて、８ビットの画像データ
として再現されることは単に何も処理しない下位４ビッ
トをイエロー（Ｙ）にはブルー（Ｂ）を，マゼンタ
（Ｍ）にはグリーン（Ｇ）を，シアン（Ｃ）にはレッド
（Ｒ）をつけ加えるだけで良い。

以上のマスキング処理方法は、色変換のブロック処理と
言える。即ちマスキング処理を８ビットの画像信号の内
上位４ビットのみで行うという事は、16レベルでの色変
換を行う事を意味し、下位４ビットを付加するという事
は各レベルのデータを更に16レベルに分割する事であ
る。

従ってマスキング処理後のデータを更に細分化すること
が可能となるため、画像の階調性を増すことができる。

第４図の墨入れ処理回路23について第９図を用いて説明
する。マスキング処理をした後、８ビットの画像データ
は第９図に示す如く墨入れ処理回路23により墨入れ処理
が行なわれる。墨入れ処理回路23はマスキング処理後、
イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の各８
ビットのデータからＹ←Ｙ−α・min（Y,M,C）Ｍ←Ｍ−α・min（Y,M,C）Ｃ←Ｃ−α・min（Y,M,C） Bl←min（Y,M,C）なる変換処理を施す。

すなわちイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン
（Ｃ）各8bitの入力データを各画素毎に比較して、その
最小値を min（Y,M,C）と表わした時、ブラック（Bl）すなわち墨版をこのミニ
マム値に設定する。そしてイエロー（Ｙ），マゼンタ
（Ｍ），シアン（Ｃ）の各値からブラック（Bl）の値を
α倍（０＜α≦１）したものを引く処理を施す。ここで
αは実験的に求められる値である。

第10図は第４図の２値及び３値化回路24を更に詳細に示
したものである。ここでは簡単のため一色分についての
み説明する。

イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）ブラッ
ク（Bl）の内の一色分（８ビット）の画像データ41はコ
ンパレータ42及び２値化（白・黒）のためのコンパレー
タ44a,3値化（白・灰）のためのコンパレータ44bへ入力
される。かかるコンパレータは８ビットのTTLで例えばS
N74LS684等で構成される。また閾値マトリックスのデー
タはROM45a,ROM45bに入っており、今後これらのROMを２
値化用ROM45a,3値化用ROM45bと呼ぶ。

２値化用ROM45a,3値化用ROM45bのデータ読み出しは、10
進カウンタ49,10進カウンタ50の計数動作に同期して行
なわれる。この10進カウンタ49,10進カウンタ50は夫々
画素クロック46,BD信号48を受け計数動作を行い、アド
レス線47a,47bを介して閾値マトリックスの横方向及び
縦方向のアドレスを順次アクセスしてデータを取り出
す。一方閾値マトリックスは第11図（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ），（Ｄ）の様に10×10の構成をなす。閾値マトリ
ックスの横方向（主走査方向）をＨ方向，縦方向（副走
査方向）をＶ方向とすると、10進カウンター49は画素ク
ロック46に同期して閾値マトリックスのＨ方向のアドレ
スを決定する。又10進カウンター50はBD信号48に同期し
て閾値マトリックスのＶ方向のアドレスを決定する。か
かる10進カウンター49,50は、例えばSN74190の様な通常
のTTLを１個用意すればよく、簡単に構成できる。

２値化用ROM45aは第11図（Ａ），（Ｂ）に示される如く
２種類の閾値マトリックスを有する。同様に３値化用RO
M45bは２種類の閾値マトリックス（Ｃ），（Ｄ）を有
す。ここで２値化用ROM45aは白・黒を決定するためのも
のであり、３値化用ROM45bは白・灰を決定するためのも
のである。尚、閾値マトリックス内の数値は閾値レベル
を10進数で表わしたものである。またこの２種類の閾値
マトリックス（Ａ），（Ｂ）のいずれかあるいは閾値マ
トリックス（Ｃ），（Ｄ）のいずれかの切り換えは入力
画像データ41により切り換えられる。

即ち第10図のコンパレータ42は、入力画像データ41とあ
らかじめセットされたデータ43とを比較し、入力画像デ
ータ41≧データ43の時入力画像データ41をマトリックス
（Ａ），（Ｃ）と比較する様出力１を２値化用ROM45a及
び３値化用ROM45bに出す。

また入力画像データ41＜データ43の時、出力は０であ
り、入力画像データ41はマトリックス（Ｂ）（Ｄ）と比
較される。今あらかじめセットしたデータを“4"となる
値とすると、入力画像データ41のうち０〜３までの値は
マトリックス（Ｂ），（Ｄ）と比較され４以上の値はマ
トリックス（Ａ），（Ｃ）と比較される様に設定され
る。このハード構成は、第10図のコンパレータ42の出力
を各ROM45a,45bの上位のアドレスとして与えてやればよ
い。即ち10進カウンター49,50の出力は各々４ビットで
あるためマトリックスのＨ方向,V方向のアドレス走査に
０ビット〜７ビットまでの８ビットを用いる。従ってマ
トリックス（Ａ），（Ｂ）のいずれか、あるいは
（Ｃ），（Ｄ）のいずれかの切換え用として更に１ビッ
トを上位のアドレスとして与えてやれば良い。こうする
ことにより各ROMのアドレスは０ビット〜７ビットまで
がアドレス指定用として用いられ、８ビット目がマトリ
ックスの切換え用として用いられる。

第12図は２値及び３値の出力を説明したものである。第
12図（２）は１画素巾の出力を意味し（Ａ）は記録光ス
ポットの移動巾、（Ｂ）はレーザに与える変調パルス
巾、（Ｃ）は得られる光の強度分布である。本発明に於
ける３値出力は第12図（１）で示されるレーザ光の1/2
画素巾のパルス巾変調により得られる。図から明らかな
様に1/2画素巾の３値出力は光スポット径との関係より
結果的にピーク強度の変化をもたらす輝度変調となって
いる。このため中間の濃度（即ち灰色）を与える３値出
力となっている。ちなみに光スポット径はピーク強度の
1/e²強度点に於ける全巾で約50μm,3値の変調パルス巾
の空間相当距離で25μｍである。

このパルス巾による３値出力は以下の長所をもつ。

１）レーザビームの出射強度としては一定でよい。

２）安定したパルス巾を与える事により、安定したピー
ク強度を得ることができる。

３）パルス巾の変調が容易である。

かかる３値出力のハード構成は第10図において説明され
ている。３値化のためのコンパレータ44bの出力は画素
クロック46とAND回路によりANDをとられ、２値化のため
のコンパレータ44aの出力とOR回路52により合成され出
力される。従って３値と２値の両方の出力が同時に得ら
れた場合には２値の出力となる。つまり３値の出力（灰
色）が得られる場合は２値の出力がローレベルの場合で
しかも３値の出力がハイレベルのときである。

第13図はこのタイミング図を示すもので同図S1に示され
た画素クロック46に同期して３値の出力S2がコンパレー
タ44bから出力される。この出力S2と画素クロック46（S
1）とがAND回路によりANDをとる事により1/2画素巾の３
値信号出力S3が得られる。一方２値の出力が同図S4の様
であったとするとかかる３値及び２値の出力のOR合成を
とる事により同図S5の如き最終出力信号が得られる。

この様にパルス巾変調による３値出力により滑らかな階
調性を得ることができる。

次に第11図の閾値マトリックスの内容について説明す
る。

第14図（Ａ）は閾値マトリックスの基本セルの集合を図
示したもので、十字形をした基本セルが５ケ集まったも
のを１つの単位とする。一つの基本セルは第14図（Ｂ）
の様に計20ケの成分から構成されている。この各成分を
順次黒化していく事により第15図の如く濃度の表現を実
行し得る。

またこの５つの基本セルの各成分は平行移動操作により
第11図で示した閾値マトリックス即ち10×10の正方マト
リックスで記述する事が出来る。即ち第14図（Ａ）の基
本セルの集合は10×10の閾値マトリックスとみることが
できる。

第14図（Ａ）の５個の基本セル１〜５に於いて、各基本
セル内の対応する各成分を結ぶ線は傾斜線を形成し、そ
の傾斜線の傾斜角は26.6゜である。第16図は基本セルを
第15図（１）の濃度で表わし、つなげた場合である。

これは後述のカラー画像出力時、モアレ防止のためのス
クリーン角を構成している。この10×10の閾値マトリッ
クス（基本セルの集合）を繰り返しつなぐ事により連続
したスクリーン角が得られる。ここでこの10×10の閾値
マトリックスは100の成分を持ちドットの出し方として
は２値で０〜100までの101種,3値をいれると202種の方
法である。第15図の黒化の方法は、１つの基本セルが徐
々に黒化面積を増していく方法でこれをFattingの方式
と呼ぶことにする。第11図の閾値マトリックスの黒化の
方法はFattingの方式を用い、特に閾値が10以上に於い
ては次の順序で行う。まず基本セル1,4を中間の濃度
（即ち３値）及び黒濃度（即ち２値）で出力する。次に
基本セル2,3を３値及び２値で出力する。その後基本セ
ル５を２値で出力する。

この様な方法をとった理由は、以下の通りである。

1. 基本セル１〜５を同じ閾値で第15図の如く構成した
場合、階調数は20階調に止まる。従って基本セル１〜５
を別の閾値を取る様な構成にする事により階調性を増す
事が出来る。即ち網点としてみた時の解像度単位は１つ
の基本セルであるが階調性の単位は５つの基本セル（10
0階調）で構成されている。

2. 基本セルを１→４→２→３→５と順次一成分づつ黒
化していった場合、１つふえた黒化セルが荒い周期で出
現するための目につきやすい。そこで、基本セル1,4と
基本セル2,3及び基本セル５の３つのグループで黒化す
れば、網点の周期は1/2のピッチとなり目立たない利点
をもつ。

3. ３値の出力を採用しているためこの基本セルの黒化
の度合い（グラジエント）がスムースである。

尚、閾値５〜９までは基本セルを順次一成分づつ黒化し
ていく。これは画像の明るい部分に対する階調性を増大
させるため、細分化して黒化を行なった。

次に閾値マトリックスを（Ａ），（Ｂ）あるいは
（Ｃ），（Ｄ）と分けた理由を説明する。第11図で示さ
れるマトリックス（Ａ）あるいは（Ｃ）のみで出力した
場合、最初の数階調に於ける黒化ドットの出方は第17図
の様に不規則となる。第17図は第14図（Ａ）の基本セル
のうち1,4の１つのドットが黒化した場合で、同様に基
本セルの１〜５までの全部が黒化するまでは不規則な配
列となる。電子写真でかかるパターンを現像出力しよう
とした場合、ドットのピッチが空間的に変化している所
では濃度ムラが生じやすく階調が乱れる原因となる。出
来れば均一の密度でドットを構成したい。このためには
マトリックス（Ａ）あるいは（Ｃ）のみでは不可能であ
る。

上記の理由からマトリックス（Ｂ）あるいは（Ｄ）を設
けたものである。

第11図（Ｂ）（Ｄ）は最初の数階調を出力するための閾
値マトリックスである。同図（Ｂ）（Ｄ）閾値1,2,3は
均一の密度でドットを構成する様に配置すれば良い。例
えば濃度３のデータは第10図で述べた様にコンパレータ
42によりあらかじめセットされたデータ43と比較され
る。あらかじめセットしたデータを４とすると、濃度３
のデータはマトリックス（Ｂ），（Ｄ）と比較される。
第18図はマトリックス（Ｂ），（Ｄ）を用いたときの濃
度３の出力パターンを示すものである。第17図と明らか
に違う点はドットが均一に配列されている点である。従
ってデータ43の値を適当に設定することによりマトリッ
クス（Ｂ），（Ｄ）が選択されるので、濃度レベルの低
い画像でも均一の密度でドットを構成することができ
る。

この様にドットが出はじめる数階調に起こる不規則なド
ット配列を閾値マトリックスを切り換える事により除去
できる。

第11図に記載された閾値マトリックスのデータは最高10
0までになっている。第11図（Ａ）に於いて画像が非常
に濃い場合、マトリックスデータの100の値は５つある
ので５つのドットが同時に黒化される。これは前述の出
初めのドット密度の不均一性を取り除く理由と同様であ
る。即ち、囲りを黒く囲まれた白の余白（これを白ドッ
トと呼ぶ事にする。）が不均一となる事を避けるため
と、１つのドットが黒化される時記録スポットが大きい
ためはみ出しが生じ白ドットの面積が狭小となるのをさ
けるためである。

以上の様にして０〜100までの100階調のドット構成が可
能となった。

ところで第４図の２値化回路24への入力データはイエロ
ー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック
（Bl）共に８ビットで256階調を有す。第19図は画像入
力256レベルの値を100レベルの値へ変換する、所謂γ変
換の方法を示すものである。

第18図は横軸に第11図に書かれた閾値マトリックスの成
分の値、縦軸に画像の８ビットデータで表現可能な値
（即ちOO〜FFの16進表示値で256レベル）をとったもの
で、適当なγ変換を実行するカーブ60（これは装置に合
わせ適宜決める）を決める事により、画像データと閾値
レベルとの対応を決める。従って第11図の閾値マトリッ
クスの各成分のデータは第19図のカーブ60に応じて書き
直す必要がある。この様にγ変換を行うことにより閾値
マトリックスの各成分に適当な値を入れることができ
る。

次に各色に於けるモアレ防止のためのスクリーン角につ
き説明する。前述した様に閾値マトリックスを第11図の
如く構成すればスクリーン角は26.6゜となる。これを一
色分（例えばマゼンタ）についてのみ行う。

シアン（Ｃ）に対する閾値マトリックスの構成は第11図
の閾値マトリックスを90゜回転すればよい。即ち閾値マ
トリックスのＨ方向とＶ方向とを入れかえるだけです
む。こうする事により26.6゜（マゼンタの場合）のスク
リーン角は63.4゜のスクリーン角に変わる。次に墨版で
あるブラック（Bl）の閾値マトリックスに関して説明す
る。ブラック（Bl）の出力はスクリーン角０゜の出力を
行うものとする。第20図にそのマトリックスの構成を示
す。第20図では10×10の正方マトリックスを４分割し５
×５の正方マトリックスを基本セルとする。これはスク
リーン角が０゜のため、他色の様にスクリーン角を作る
必要がないからである。かかる基本セルに対しては、第
11図の閾値マトリックス（Fattingの方式）と同じ様に
して閾値を決めて行けばよい。又スクリーン角０゜とい
う事から10×10のマトリックスの変わりに８×８のマト
リックスを用いても構成可能である。以下その説明をす
る。第21図はブラック（Bl）を８×８の閾値マトリック
スで構成したものである。８×８のマトリックスは10×
10のマトリックスより網点としてのドットピッチが短く
なり解像力が高くなる。（印刷の線数と同じ）第21図に
於いて（Ａ）は３値出力（Ｂ）は２値出力の閾値マトリ
ックスを示すものである。ブラック（Bl）を場合８×８
の閾値マトリックスを用いるので０〜64までの65レベル
が黒化ドットの表現として可能である。前述のシアン
（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）に較べ階調性が少いのは解像度
を重要視するためで、ブラック（Bl）としてはその方が
よい。また第19図で示した様に入力データ８ビット（25
6レベル）の値に対して65レベルの値にγ変換を行な
う。第22図はブラック（Bl）の記録出力ドット例を示す
もので、Ａは２つの基本セルが黒化する初期の場合、Ｂ
は４つの基本セルが黒化する場合である。

図から明らかな様にドットのピッチが一定であるので、
均一の密度でドットを出力することができる。従って濃
度ムラや階調の乱れを防ぐことができる。

次にイエロー（Ｙ）の閾値マトリックスについて説明す
る。イエロー（Ｙ）はスクリーン角45゜で出力する。イ
エロー（Ｙ）で記録されたものは目につきにくく、モア
レ発生の対象とはなりにくい。従ってシアン（Ｃ），マ
ゼンタ（Ｍ）との角度の差が18.4゜であっても問題でな
い。又場合によってはスクリーン角０゜でもよい。また
イエロー（Ｙ）の基本セルは第11図の閾値マトリックス
（Fattingの方式）と同じ様にして閾値を決めればよ
い。第23図（Ａ），（Ｂ）は各々８×8,10×10のマトリ
ックスにおけるイエロー（Ｙ）の基本セルを示してい
る。イエロー（Ｙ）の場合、階調性が重要視され解像度
はあまり問題とならない。従ってマトリックスの大きさ
が８×８の場合各基本セルは32ケのドットで、10×10の
場合各基本セルは50ケのドットで構成される。この場合
も他の色と同様３値化及びγ変換が可能である。電子写
真の場合、網点間隔が狭くなると、一般に階調性は取り
にくい。

従ってブラック（Bl）では解像度重視の小さい基本セル
でイエロー（Ｙ）では階調性重視の大きい基本セルで実
施する事が望ましく、本発明ではその様に構成されてい
る。

第24図は各色を重ねた状態を示すものである。ここでマ
ゼンタ（Ｍ）とシアン（Ｃ）は前述の10×10のマトリッ
クス、ブラック（Bl）は８×８のマトリックスで構成し
たものについてのみ記している。イエロー（Ｙ）は影響
が少いため示していない。第24図に於いてマゼンタ
（Ｍ）のスクリーン角は26.6゜，シアン（Ｃ）のスクリ
ーン角度は63.4゜，ブラック（Bl）のスクリーン角は０
゜である。尚、イエロー（Ｙ）のスクリーン角は破線で
示してあり、45゜である。この様に各色ごとに異なるス
クリーン角をもたせてやることにより、不自然な縞模様
を防ぐことができる。

第25図は実際に各色ごとにスクリーン角をもたせた場合
の図を示したもので、モアレの発生周波数を高周波側へ
やるので、不自然な縞模様は無い事が解る。各色のスク
リーン角を前述の様に決めれば紙が斜行して各色のスク
リーン角が多少変位して傾いて出力された時にも、不自
然な縞模様は無い事が確認された。尚、本発明は前述の
実施例に限らず、他色（例えば黒・灰のみ）に関しても
有効である。

以下本発明の他の実施例について図面を参照して説明す
る。

第26図（Ａ）は12×12のマトリックスで構成したもので
基本セルは１から10までの10個ある。この場合各セルの
形状は異なり、各基本セルの含むドットの数も14と15で
異なる。しかしながら記録された状態に於いて、この点
は問題とはならない。このマトリックスはスクリーン角
18.4゜を与える。このマトリックスにシアン（Ｃ）を対
応させた場合、この実施例に於てマトリックスは３通り
のパターン（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を有す。第27図に
（Ａ）〜（Ｃ）の出力ドットパターンを示す。

第28,29図に第27図の出力ドットパターン（Ａ），
（Ｂ）の場合の閾値マトリックスを示す。尚、空白部分
の閾値レベルは最大値とする。（Ａ）は３値化用の閾値
マトリックスであり、（Ｂ）は２値化用の閾値マトリッ
クスである。０〜７までの入力データに第28図の閾値マ
トリックスを割り当てる。入力データの８〜11までは第
29図の閾値マトリックスを割り合てる。入力データの12
以降は第27図（Ｃ）の出力ドットパターンを中心の核
（各基本セルを於いて、最初に黒化される成分）としFa
ttingの方式で濃度パターンを構成する閾値マトリック
スを割り当てる。（図示せず）マゼンタ（Ｍ）に対して
は前述と同様に閾値マトリックスを90゜回転すればよ
い。イエロー（Ｙ）に対しては第26図（Ｂ）に示す12×
12のマトリックスで構成してやればよい。この場合もス
クリーン角45゜となる。ブラック（Bl）は前述の如くス
クリーン角が０゜になる閾値マトリックスを与えればよ
い。この実施例の結果も前述の実施例と同様、均一の密
度でドットを構成できるので良い結果が得られる。但し
この実施例に於けるハード化は前述の実施例とは多少異
なり、第10図のカウンター49,50は12進となる。またブ
ラック（Bl）については８進又は10進となる。

またコンパレータ42は入力レベルの０〜7,8〜11,12以上
に対して３種類の閾値マトリックスを選択するので２つ
必要となり、２ビットで閾値マトリックスを選択するこ
とになる。従ってROM45a,45bへの入力アドレスはこの部
分だけで２ビット必要となる。

以上２つの実施例で本発明の２値及び３値化回路につい
て説明をした。かかる２値及び３値化回路の出力は第４
図に示される様に直接出力装置25へ出力すれば高品位な
カラー画像サンプルが得られる。しかし入，出力装置間
のスピードが違った場合や出力タイミングの大巾なズレ
のある時には出力装置25の代りにイエロー（Ｙ），マゼ
ンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Bl）の４色分の
メモリーを用いればよい。このメモリには例えば第１図
（Ａ）の如きディザ法を用いた場合、一画素８ビットの
情報が本発明の処理回路により１ビットに圧縮されたド
ットのパターンとして記憶される。第２図のカラー・プ
リンターへはこのメモリーから出力すればよい。

次に本発明による画像の拡大・縮小に関して説明する。

第４図に於いて入力装置20,マスキング処理回路21,墨入
れ処理回路23,2値及び３値化回路24,出力装置25は画素
クロック46に同期して動作する。また出力装置25は入力
装置20,2値及び３値化回路24に水平同期信号（BD信号）
48を与える。従って画像の横方向（水平方向），縦方向
（垂直方向）の出力はそれぞれ画素クロック46,水平同
期信号（BD信号）48に同期して切り換わる。第４図の如
く構成することにより、信号処理系は構成が簡単にな
り、容易にファームウエア化が出来る。従ってリアルタ
イムで高速に一連の信号処理を行う事が可能である。こ
こで1/N分周器27,及び1/M分周器28は画素クロック46,水
平同期信号48の周波数をそれぞれ1/N,1/M倍する様に設
けられている。

従ってＮ倍のクロック周期、Ｍ倍の水平同期信号周期と
なる。入力装置20はこの1/Nされた画素クロック46,1/M
された水平同期信号48に応じて入力画像の画素出力を行
う。

今Ｎ＝Ｍ＝４とすると入力装置20へは４倍の周期画素ク
ロック，及び４倍の周期の水平同期信号が入力装置20へ
同期信号として入り、入力装置20は1/4のスピードで画
像データを出力する。

一方他の処理回路は通常のスピードで働いているため入
力装置20が１画素分出力している間に出力装置25は４×
４画素分出力することになる。但し入力装置20は同じラ
インを４回続けて読むとする。

またＮ＝Ｍ＝１のときは、入力装置20が１画素分出力し
ている間に出力装置25も１画素分出力することになるの
で第１図（Ａ）で示したディザ法を行なっていると考え
られる。

以上の様に、入力装置20から出力される画素を一定の大
きさとした場合、Ｎ＝N,M＝Ｍの時には横方向がＮ倍，
縦方向がＭ倍の画像が得られる。この場合記録印刷のド
ット・パターンは不変であるため、拡大によるドットの
荒さは起らない。このため高品質の拡大・縮小画像を容
易に得る事が出来る。

尚本発明に於て、入力画像データ８ビットというのは一
例で、用いる入力装置，出力装置の特性に応じて決めら
れる。又出力装置は半導体レーザを変調して電子写真に
よる記録で説明したが、熱転写・静電等の記録方式でも
同様に実施出来る。但しこの場合、３値のパルス巾によ
る出力は副走査方向に与えてやる必要がある。また本発
明は第４図及び第10図の如き構成に限らず、信号処理の
基本手段をくずさない限り他の変形の信号処理系であっ
ても良い。

以上説明したように本発明によれば、記録のためのビー
ムの位置を検出するビーム検出手段からの同期信号を、
入力画像データを記録幅の異なるパルス幅変調信号に変
換する変換処理のために、即ち、入力画像データと比較
するために用いられる閾値データの発生開始のために用
いることにより、異なる記録幅の画像を記録媒体上に整
列させることができる。更に本発明によれば、２値化手
段及び３値化手段のそれぞれにおいて、所定の周期で繰
り返し発生する閾値データを２種類設け、入力画像デー
タに応じて画素毎に閾値データを選択可能としたことに
より、入力画像データに最適な閾値処理を行え、階調性
に優れた高品位な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ），（Ｂ）はディザ法を説明する為の図、第
２図はカラー画像記録装置の説明図、第３図は走査光学
系の概略的な斜視図、第４図は本発明の信号処理系を示
す全体のブロック図、第５図は入力装置の概略的な斜視
図、第６図はCCDライン・センサを示す図、第７図は他
の入力装置を示す図、第８図はマスキング処理を説明す
る為の図、第９図は墨入れ処理回路を示す図、第10図は
２値及び３値化回路のブロック図、第11図（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は閾値マトリックスを示す図、
第12図は２値及び３値の出力を説明する為の図、第13図
は第10図の各信号のタイミング図、第14図（Ａ），
（Ｂ）は基本セルを説明する為の図、第15図は、基本セ
ルの濃度パターンを示す図、第16図は基本セルを第15図
（１）の濃度でつなげた図、第17図は黒化ドットの出方
が不規則な場合の図、第18図はドットが均一に配列され
た場合の図、第19図はγ変換を説明する為の図、第20図
はスクリーン角０゜の場合のマトリックス構成を示す
図、第21図（Ａ），（Ｂ）は８×８の閾値マトリックス
を示す図、第22図（Ａ），（Ｂ）はブラックの記録出力
のドット例を示す図、第23図（Ａ），（Ｂ）はイエロー
の基本セルを示す図、第24図は各色を重ねた状態を示す
図、第25図は実際に各色ごとにスクリーン角をもたせた
場合の図、第26図（Ａ），（Ｂ）は他の実施例に於ける
基本セルを示す図、第27図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は他
の実施例に於ける出力ドットパターンを示す図、第28図
（Ａ），（Ｂ），第29図（Ａ），（Ｂ）は第27図の出力
ドットパターン（Ａ），（Ｂ）の場合の閾値マトリック
スを示す図である。ここで20は入力装置、21はマスキング処理回路、23は墨
入れ処理回路、24は２値及び３値化回路、25は出力装
置、30はカラー原稿、31はレンズ、36はミラー、37は光
源、42,44a,44bはコンパレータ、45a,45bはROM、49,50
は10進カウンタである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−4780（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−91228（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−125160（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データを入力する画像データ入力手段
と、２値化手段と３値化手段と、前記２値化手段及び前記３値化手段のそれぞれにおい
て、複数の閾値で構成される第１の閾値データ及び第１
の閾値データとは閾値が異なり複数の閾値で構成される
第２の閾値データを所定の周期で繰り返し発生するそれ
ぞれの閾値データ発生手段と、前記画像データ入力手段より入力した画像データに応じ
て前記２値化手段及び前記３値化手段におけるそれぞれ
の前記第１及び第２の閾値データのいずれか一方の閾値
データと入力画像データとを比較するそれぞれの比較手
段と、前記比較手段の比較出力に基づいてパルス幅変調信号を
出力するパルス幅変調信号出力手段と、前記パルス幅変調信号出力手段より出力されたパルス幅
変調信号に基いてビームを変調するとともに変調された
ビームにより記録媒体上を走査することにより記録動作
を行なう記録手段と、前記ビームの走査位置を検出し、ビームが検出される毎
に同期信号を出力するビーム検出手段とを有し、前記２値化手段及び前記３値化手段は入力した画像デー
タに応じてそれぞれの前記第１及び第２の閾値データの
いずれか一方の閾値データを１入力画素毎に選択可能に
するとともに、前記閾値データ発生手段は前記ビーム検
出手段から出力された同期信号に基いて前記２値化手段
及び前記３値化手段のそれぞれの前記第１または前記第
２の閾値データの前記比較手段への出力を開始すること
を特徴とする画像処理装置。