JPH07104927B2 - Image processing device - Google Patents

Image processing device

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JPH07104927B2
JPH07104927B2 JP60189942A JP18994285A JPH07104927B2 JP H07104927 B2 JPH07104927 B2 JP H07104927B2 JP 60189942 A JP60189942 A JP 60189942A JP 18994285 A JP18994285 A JP 18994285A JP H07104927 B2 JPH07104927 B2 JP H07104927B2
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signal
image
pulse width
output
width modulation
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尚登 河村
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、入力した画像信号を所定のパターンを有する
パルス信号に応じて処理する画像処理装置に関する。
The present invention relates to an image processing apparatus for processing an input image signal according to a pulse signal having a predetermined pattern.

[従来の技術] 従来から、中間調画調を含む画像を二値化する方法とし
て閾値マトリツクスを用いた例えばデイザ法、濃度パタ
ーン法がよく知られている。しかし、これらの方法で特
に網点画像を2値化した場合、網点と閾値マトリツクス
との周期的構造のビートによりモアレ縞が生じ、著しく
画質が劣化するという欠点があつた。
[Prior Art] Conventionally, for example, a dither method or a density pattern method using a threshold matrix is well known as a method of binarizing an image including a halftone image tone. However, especially when the halftone image is binarized by these methods, there is a drawback that moire fringes are generated due to the beat of the periodic structure of the halftone dot and the threshold matrix, and the image quality is remarkably deteriorated.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明は上記従来例の欠点に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、一部にエッジ部分を有する入力画像信号から
高品位の再生画像出力を得る事にあり、又更なる目的は
例えば網点画像,文字画像,中間調画像等のいずれかを
1つ以上含む原稿の画像を忠実に再生する画像処理装置
を提案する事にある。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention has been made in view of the drawbacks of the above-described conventional example, and an object thereof is to obtain a high-quality reproduced image output from an input image signal partially having an edge portion. Another object of the present invention is to propose an image processing apparatus that faithfully reproduces an image of an original including at least one of a halftone image, a character image, a halftone image and the like.

[問題点を解決するための手段] 上記課題を達成するための本発明の構成は、 画素毎に複数ビットで表されたデジタル画像信号を入力
する入力手段と、 前記デジタル画像信号によって表される画像の特徴を識
別する識別手段と、 前記デジタル画像信号に対して平滑化を行なう平滑化手
段と、 前記デジタル画像信号の所定画素数を一周期とし、その
一週期の内側に極値を有するパターン信号を発生するパ
ターン信号発生手段を有し、前記識別手段の出力に応じ
て前記平滑化手段により平滑化されたデジタル画像信号
と前記パターン信号とに従って処理されたパルス幅変調
信号を発生するパルス幅変調信号発生手段と、 前記パルス幅変調信号に応じたライン毎の画像記録に同
期したライン同期信号を発生する同期信号発生手段と、 前記同期信号に従う基準クロック信号を発生する基準ク
ロック発生手段とを具備し、 前記パルス幅変調信号発生手段は、前記基準クロック信
号に同期した前記デジタル画像信号と前記基準クロック
信号に同期した前記パターン信号とに従ってパルス幅変
調信号を発生することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The configuration of the present invention for achieving the above object is represented by an input means for inputting a digital image signal represented by a plurality of bits for each pixel, and by the digital image signal. Identification means for identifying characteristics of an image, smoothing means for smoothing the digital image signal, a pattern having a predetermined number of pixels of the digital image signal as one cycle, and a pattern having an extreme value inside the one week period A pulse width that has a pattern signal generating means for generating a signal, and generates a pulse width modulation signal processed according to the digital image signal smoothed by the smoothing means according to the output of the identifying means and the pattern signal. A modulation signal generation means, a synchronization signal generation means for generating a line synchronization signal synchronized with image recording for each line according to the pulse width modulation signal, and the synchronization signal A reference clock signal generating means for generating a reference clock signal according to the reference signal, and the pulse width modulation signal generating means according to the digital image signal synchronized with the reference clock signal and the pattern signal synchronized with the reference clock signal. It is characterized by generating a pulse width modulation signal.

[作用] 上記構成の画像処理装置によれば、 平滑化手段が、画像の画調に応じて平滑化処理を行って
いるので、種々の画調を有する画像を処理して再生して
も、高品位の再生画像が選られ、例えば再生画像におい
て、より鮮鋭度が増し、解像度が向上する。
[Operation] According to the image processing apparatus having the above-described configuration, the smoothing unit performs the smoothing processing according to the image tone of the image, so that even if images having various image tones are processed and reproduced, A high-quality reproduced image is selected. For example, in the reproduced image, the sharpness is increased and the resolution is improved.

また、パルス幅変調に使用されるパターン信号は「所定
画素数を一周期とし、その一周期の中心に極値を有す
る」信号としましたので、そのパルス幅は、一周期の始
めからではなく、「一周期の内側」にあるその「極値」
位置から成長するようになる。従って、再生された画像
の空間周波数は一定となり、略連続的はパルス幅変調が
可能になっているので、例えば、文字・線画に対する再
生画像が従来のように切れ切れになることが防止でき
る。
Also, the pattern signal used for pulse width modulation is a signal "having a predetermined number of pixels as one cycle and having an extreme value at the center of that cycle", so the pulse width is not from the beginning of one cycle, Its “extreme” within “one cycle”
Start growing from the position. Therefore, the spatial frequency of the reproduced image becomes constant, and the pulse width modulation can be performed substantially continuously, so that it is possible to prevent the reproduced image for a character / line drawing from being cut off as in the conventional case.

更に、パターン信号の一周期をデジタル画像信号の所定
画素数の期間としているので、例えば複数画素分の期間
に設定すると、パターン信号の極値位置を中心にパルス
幅変調信号を集中して発生させることができ、階調性の
優れた画像を再生することができる。
Further, since one cycle of the pattern signal is set as the period of the predetermined number of pixels of the digital image signal, if the period for a plurality of pixels is set, for example, the pulse width modulation signal is generated in a concentrated manner around the extreme value position of the pattern signal. Therefore, it is possible to reproduce an image having excellent gradation.

更に、本発明では、画像記録の各ライン毎に発生する同
期信号に従う基準クロック信号に同期したデジタル画像
信号を前記基準クロック信号に同期したパターン信号で
パルス幅変調処理を行っているので、パルス幅変調信号
の発生タイミングは全てのラインにおいて一致すること
になり、画像ブレのない優れた再生画像が得られる。
Further, in the present invention, since the digital image signal synchronized with the reference clock signal according to the synchronizing signal generated for each line of image recording is subjected to the pulse width modulation processing with the pattern signal synchronized with the reference clock signal, the pulse width The generation timing of the modulation signal is the same in all lines, and an excellent reproduced image without image blur can be obtained.

[実施例] 以下、添付図面に従って本発明の実施例を詳細に説明す
る。
Embodiments Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

〈原理〉 本発明の一実施例としての例えば第1図に示す 画像処理装置は、入力するデジタル画像信号1aが画像の
エツジ部に相当するか否かを検出するエツジ検出部(バ
ッファメモリ11と識別回路13)と、デジタル画像信号1a
を平滑化して平滑化画像信号50を出力する平滑化回路8b
と、識別回路13の判断がエツジ部に相当するとの判断で
あるときはデジタル画像信号(1a又は8a)を二値化処理
し、エツジ部以外に相当するとの判断であるときは平滑
化画像信号50を二値化処理する二値化処理部51とを有す
る。
<Principle> As an embodiment of the present invention, for example, an image processing apparatus shown in FIG. 1 has an edge detecting section (buffer memory 11 and buffer memory 11 for detecting whether or not an input digital image signal 1a corresponds to an edge section of an image. Identification circuit 13) and digital image signal 1a
Smoothing circuit 8b for smoothing and outputting a smoothed image signal 50
If the determination circuit 13 determines that the edge portion corresponds to the edge portion, the digital image signal (1a or 8a) is binarized, and if it is determined that the edge portion other than the edge portion corresponds to the smoothed image signal. And a binarization processing unit 51 for binarizing 50.

上記構成の下で、エツジ部の画像又は中間調の画像に対
しては、原画像信号をそのまま2値化するのでその鮮鋭
度は失われず、エツジ部以外は平滑化後の画像信号を2
値化する事により、網点の周期性が取除かれるので、モ
アレ等が生ずる事はない。
Under the above configuration, for an image of an edge portion or a halftone image, since the original image signal is binarized as it is, the sharpness thereof is not lost, and the image signal after smoothing is converted into an image of a portion other than the edge portion.
Since the periodicity of halftone dots is removed by digitizing, moire or the like does not occur.

以下、添付図面に従つて本発明の実施例を更に詳細に説
明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

〈実施例の構成〉 第1図は本実施例における画像処理装置の概略図を示す
ものである。図中、1はビデオデータ出力部であり、図
示されないCCDセンサやビデオカメラからの画像データ
をA/D変換し、濃度情報を持つた所定ビツト(本例では
6ビット)のデイジタル画像データ1aを出力する。この
デイジタル画像データ1aは一旦メモリ(不図示)にスト
アされていても構わないし、又通信等により外部機器か
ら入力しても良い。このデイジタルデータ出力部1から
の画像データ1aは図に示した様に6ビットの画像データ
であり、次段のバッファメモリ11へ入力する。バツフア
メモリ11は第2図に示される様に4つのラインメモリ11
a〜11dから構成されており、入力の画像データ1aはセレ
クタ15aにより1ラインが選ばれ、選ばれたラインメモ
リへ書込みを行なう。一方、書込みが行なわれていない
ラインメモリからは既に書込まれた画像信号がセレクタ
15bにより読み出され、画像信号16a,16b,16cとして出力
される。又、かかるラインメモリへの書込みは11a,11b,
11c,11dと順次行なわれ、結局出力画像信号16a〜16cは
連続した3ラインの画像データを出力する。又、ライン
メモリを4つ用意する事により、書込みと読出しが同時
に可能となる。
<Structure of Embodiment> FIG. 1 is a schematic view of an image processing apparatus according to this embodiment. In the figure, 1 is a video data output unit, which performs A / D conversion of image data from a CCD sensor or a video camera (not shown), and outputs a predetermined bit (6 bits in this example) of digital image data 1a having density information. Output. This digital image data 1a may be temporarily stored in a memory (not shown), or may be input from an external device by communication or the like. The image data 1a from the digital data output unit 1 is 6-bit image data as shown in the figure and is input to the buffer memory 11 in the next stage. The buffer memory 11 has four line memories 11 as shown in FIG.
The input image data 1a is selected by the selector 15a and one line is selected and written to the selected line memory. On the other hand, from the line memory where writing is not performed, the already written image signal is selected.
It is read by 15b and output as image signals 16a, 16b, 16c. In addition, writing to such line memory is 11a, 11b,
11c and 11d are sequentially performed, and finally the output image signals 16a to 16c output image data of continuous three lines. Further, by preparing four line memories, writing and reading can be performed simultaneously.

かかるラインメモリからの出力(16a,16b,16c)は後段
の平滑化回路8bへ入力されると共に、一方ラインメモリ
中の一部の原信号(中心画素の画像データ8a)も取り出
されてセレクタ9に入力される。セレクタ9の他の入力
は前記平滑化回路8bの出力で、又セレクタ9の選択信号
は識別回路13で得られたSELECT信号28である。識別回路
13の動作については後述する。
The outputs (16a, 16b, 16c) from the line memory are input to the smoothing circuit 8b in the subsequent stage, and on the other hand, a part of the original signal (image data 8a of the central pixel) in the line memory is also extracted and the selector 9 Entered in. The other input of the selector 9 is the output of the smoothing circuit 8b, and the selection signal of the selector 9 is the SELECT signal 28 obtained by the identification circuit 13. Identification circuit
The operation of 13 will be described later.

セレクタ9からの出力信号10はデイジタル−アナログ変
換器(D/A変換器)2によつて、アナログ量に変換さ
れ、その1つ1つの絵素が順次比較回路(コンパレー
タ)4の一方の端子に入力される。一方、パターン信号
発生器3からは、前記デイジタルデータの所定数の絵素
(画素)毎に1回の割合の周期で三角波パターン信号12
が発生され、コンパレータ4の他方の端子に入力する。
An output signal 10 from the selector 9 is converted into an analog quantity by a digital-analog converter (D / A converter) 2, and each picture element is sequentially connected to one terminal of a comparator circuit (comparator) 4. Entered in. On the other hand, the pattern signal generator 3 outputs the triangular wave pattern signal 12 at a cycle of once for every predetermined number of picture elements (pixels) of the digital data.
Is generated and is input to the other terminal of the comparator 4.

水平同期信号(HSYNC)発生回路5から各ライン毎に発
生する水平同期信号55に同期してオシレータ(マスタク
ロツク発生回路)6からのマスタクロツク52はタイミン
グ信号発生回路7によつて、例えば4分の1周期にカウ
ントダウンされ、画素クロツク11となり画像データの転
送クロツク及びD/A変換器2のラツチタイミングに使用
される。尚、水平同期信号は内部的に発生しても良い
し、外部から与えられるものであつても良い。又、本実
施例はレーザビームプリンタに適用したものであるの
で、水平同期信号は周知のビームデイテクト(BD)信号
に相当する。
The master clock 52 from the oscillator (master clock generation circuit) 6 is synchronized with the horizontal synchronization signal 55 generated for each line from the horizontal synchronization signal (HSYNC) generation circuit 5 by the timing signal generation circuit 7, for example, 1/4. It is counted down to a cycle and becomes the pixel clock 11, which is used for the transfer clock of the image data and the latch timing of the D / A converter 2. The horizontal synchronizing signal may be generated internally or may be given from the outside. Further, since this embodiment is applied to a laser beam printer, the horizontal synchronizing signal corresponds to a well-known beam detect (BD) signal.

〈PWMによる二値化処理〉 コンパレータ4ではアナログ変換された画像信号53と三
角波パターン信号12のレベルとがコンパレートされ、パ
ルス幅変調されたPWM信号出力39が出力される。そして
このPWM信号出力39は、例えばレーザビームを変調する
ための変調回路(例えば第7図のレーザドライバ32)へ
入力される。そしてパルス幅に応じてレーザビームはオ
ン/オフされ、記録媒体(同じく感光ドラム38)上に中
間調画像が形成される。
<Binarization Processing by PWM> In the comparator 4, the analog-converted image signal 53 and the level of the triangular wave pattern signal 12 are compared, and the PWM signal output 39 pulse-width modulated is output. Then, the PWM signal output 39 is input to, for example, a modulation circuit (for example, the laser driver 32 in FIG. 7) for modulating the laser beam. Then, the laser beam is turned on / off according to the pulse width, and a halftone image is formed on the recording medium (also the photosensitive drum 38).

第5図は第1図の装置の各部の信号波形を説明するため
の図である。第5図に沿って説明すると、マスタクロツ
ク52はオシレータ6の出力であり、BD信号は前述した水
平同期信号である。又、画素クロツク11はオシレータ6
のマスタクロツク52をタイミング信号発生回路7でカウ
ントダウンしたものである。即ち、画素クロツク11はタ
イミング信号発生回路7により水平同期信号と同期を取
り、マスタクロツク52を4分の1周期にカウントダウン
した信号である。スクリーンクロツク54はタイミング信
号発生回路7内部でBD信号に同期した信号で、タイミン
グ信号発生回路7にて得られた画素クロツク11をさらに
タイミング信号発生回路7の中で3分の1周期を持つよ
うにカウントダウンして得られたもので、即ち3つの画
素クロツク11に1回長さのの周期をもつ。スクリーンク
ロツク54は三角波パターン信号12の発生の為の同期信号
であり、パターン信号発生器3に入力される。又、デイ
ジタルデータ10はデイジタルの画像データ(コードデー
タ)であり、ビデオデータ出力部1から出力された画像
信号がその画調(画像の特性或いは性質をいう)に応じ
て、原画像信号か又は平滑化後の画像信号かのいずれか
が選ばれたものである。アナログビデオ信号53はD/Aコ
ンバータ2によりD/A変換された画像データを示すもの
であり、図からわかる様に画素クロツク11に同期してア
ナログレベルの各画素データが出力される。尚、図に示
される如く、そのアナログレベルは上に行く程濃度は高
くなるものとする。
FIG. 5 is a diagram for explaining signal waveforms of respective parts of the apparatus of FIG. Referring to FIG. 5, the master clock 52 is the output of the oscillator 6, and the BD signal is the horizontal synchronizing signal described above. Also, the pixel clock 11 is an oscillator 6
The master clock 52 is counted down by the timing signal generating circuit 7. That is, the pixel clock 11 is a signal which is synchronized with the horizontal synchronizing signal by the timing signal generating circuit 7 and counts down the master clock 52 to a quarter cycle. The screen clock 54 is a signal synchronized with the BD signal inside the timing signal generation circuit 7, and the pixel clock 11 obtained by the timing signal generation circuit 7 has a third cycle in the timing signal generation circuit 7. Thus, the three pixel clocks 11 have a cycle of length once. The screen clock 54 is a synchronizing signal for generating the triangular wave pattern signal 12, and is input to the pattern signal generator 3. Further, the digital data 10 is digital image data (code data), and the image signal output from the video data output unit 1 is an original image signal depending on its image tone (characteristic or property of the image). Any one of the smoothed image signals is selected. The analog video signal 53 indicates image data D / A converted by the D / A converter 2, and as can be seen from the figure, each pixel data of analog level is output in synchronization with the pixel clock 11. As shown in the figure, the higher the analog level, the higher the density.

一方、パターン信号発生器3の出力である三角波12は第
5図の「コンパレータへの入力」の実線で示される様に
スクリーンクロツク54に同期して発生し、コンパレータ
4に入力される。同図の破線はD/A2によりアナログ化さ
れた画像データであり、コンパレータ4でパターン信号
発生器3からの三角波12とコンパレートされ、PWM出力
信号39に示すように、画像データはパルス幅変調された
2値化データとなる。
On the other hand, the triangular wave 12 which is the output of the pattern signal generator 3 is generated in synchronization with the screen clock 54 as shown by the solid line of "input to comparator" in FIG. The broken line in the figure is image data analogized by D / A2, and is compared with the triangular wave 12 from the pattern signal generator 3 by the comparator 4, and the image data is pulse width modulated as shown in the PWM output signal 39. It becomes the binarized data.

この様に本実施例における二値化処理は、デイジタル画
像データを一旦アナログ画像データに変換した後、所定
周期の三角波パルス12と比較することによりほぼ連続的
なパルス幅変調が可能となり、高階調の画像出力が得ら
れるものである。
As described above, in the binarization processing in this embodiment, after the digital image data is once converted into the analog image data, it is possible to perform almost continuous pulse width modulation by comparing the digital image data with the triangular wave pulse 12 having a predetermined period, and thus the high gradation is obtained. The image output of is obtained.

又、本実施例によればパターン信号(例えば三角波)発
生の為の同期信号の周波数より高い周波数(例えば三角
波の12倍の周波数)のマスタクロツク52を用いて水平同
期信号55に同期したスクリーンクロツク54を形成してい
るので、パターン信号発生回路3から発生するパターン
信号(三角波)12の「ゆらぎ」(例えば1ライン目と2
ライン目のパターン信号のずれ)は本実施例ではパター
ン信号周期の12分の1となる。従つてゆらぎの少ないパ
ターン信号を用いて濃淡情報をほぼ無段階にパルス幅変
調しているので高品位の再生画像を得ることができる。
Further, according to the present embodiment, the screen clock synchronized with the horizontal synchronizing signal 55 is generated by using the master clock 52 having a frequency (for example, 12 times the frequency of the triangular wave) higher than the frequency of the synchronizing signal for generating the pattern signal (for example, the triangular wave). Since 54 are formed, the “fluctuation” of the pattern signal (triangular wave) 12 generated from the pattern signal generation circuit 3 (for example, in the first line and the second line).
The deviation of the pattern signal on the line) is 1/12 of the pattern signal period in this embodiment. Therefore, since the grayscale information is pulse-width modulated almost steplessly by using the pattern signal with little fluctuation, a high-quality reproduced image can be obtained.

以上の様にして発生したパルス幅変調されたビデオ出力
はD/Aコンバータ2が入力6ビツトのものであれば64レ
ベルのアナログ出力を得るので、64レベルのパルス幅変
調出力を得る。
The pulse-width-modulated video output generated as described above obtains 64-level analog output if the D / A converter 2 has an input of 6 bits, so that 64-level pulse-width modulated output is obtained.

〈画像識別〉 次に識別回路13の詳細について述べる。第3図(a),
(b)は識別回路に用いられるフイルタを示したもの
で、図の如く一時微分フイルタを用いる。周知の如く一
時微分フイルタは方向性があり、2次元方向の一次微分
量を検出するためには同図(a),(b)の2つのフイ
ルタを結合する必要がある。かかる識別回路13の物理的
性質は画像のエツジ部分を検出することにある。
<Image Discrimination> Next, details of the discrimination circuit 13 will be described. Figure 3 (a),
(B) shows a filter used in the discrimination circuit, and a temporary differential filter is used as shown in the figure. As is well known, the temporary differential filter is directional, and in order to detect the first-order differential amount in the two-dimensional direction, it is necessary to combine the two filters shown in FIGS. The physical property of the identification circuit 13 is to detect the edge portion of the image.

第4図(a)は、かかるフイルタ演算をハード的に行な
うための一部ブロツク図で、かかるブロックはセレクタ
15bからの出力信号16a,16b,16cを1画素クロツク遅延回
路20a〜20fを用いて、3×3のマトリツクスの各エレメ
ントに対応するタツプ17a〜17c,18a〜18c,19a〜19cを有
する構成をもつ。第4図(b)〜(d)に示された回路
ははかかるタツプからの出力から演算を行ない、一次微
分フイルタの出力をSELECT信号28として得るための構成
を示すものである。第4図(b)の回路は、第3図
(a)に相当するマトリツクス演算を、第4図(c)の
それは第3図(b)に相当するマトリツクス演算を実行
する。図中、21a〜21d,22a,22bは加算器で、符号を考慮
して加算される。23a,23bはそれぞれのマトリツクス演
算の出力で第4図(d)に示される絶対値回路(ABS)2
4a,24bへ入力し、加算器25で加算される。結果のデータ
はコンパレータ26に於いて、基準データ27とデジタル信
号として比較され X>D の時 1 X≧D の時 0 の出力を得る。但し、Xは前記演算結果のデータ、Dは
基準データである。select信号28が“1"である時は微分
値の和が大であるので、エツジ部の画像であると考えら
れる。
FIG. 4 (a) is a partial block diagram for performing such a filter operation by hardware. Such a block is a selector.
Output signals 16a, 16b, 16c from 15b are constructed by taps 17a-17c, 18a-18c, 19a-19c corresponding to each element of a 3 × 3 matrix by using 1-pixel clock delay circuits 20a-20f. Hold. The circuits shown in FIGS. 4 (b) to 4 (d) show a configuration for performing an operation from the output from such a tap and obtaining the output of the primary differential filter as the SELECT signal 28. The circuit of FIG. 4 (b) executes the matrix operation corresponding to FIG. 3 (a), and the circuit of FIG. 4 (c) executes the matrix operation corresponding to FIG. 3 (b). In the figure, 21a to 21d, 22a and 22b are adders, which are added in consideration of the sign. Reference numerals 23a and 23b denote outputs of respective matrix operations, and absolute value circuit (ABS) 2 shown in FIG. 4 (d).
Input to 4a and 24b, and added by adder 25. The resulting data is compared with the reference data 27 as a digital signal in the comparator 26 to obtain an output of 1 when X> D and 0 when X ≧ D. However, X is the data of the calculation result, and D is the reference data. When the select signal 28 is "1", the sum of the differential values is large, so it is considered that the image is an edge portion image.

〈平滑化処理〉 次に平滑化回路8bの処理について説明する。平滑化回路
8bに於いては、第4図(a)の全タツプの出力が加算さ
れ平均化される。即ち、 x=(1/9)Σxi なる平均出力xを求める。ここでxiは9つのタツプ出力
である。第6図にその回路図を示す。加算器40でタツプ
18a〜18cを加算し、加算器41で加算器40の出力とタツプ
29a(第4図(b)の加算器21aの出力)とタツプ29b
(第4図(b)の加算器21bの出力)との和をとつて、
除算ROM42で、平均値出力50を得るものである。
<Smoothing Process> Next, the process of the smoothing circuit 8b will be described. Smoothing circuit
In 8b, the outputs of all the taps shown in FIG. 4 (a) are added and averaged. That is, the average output x that x = (1/9) Σxi is obtained. Here, xi is nine tap outputs. The circuit diagram is shown in FIG. Tap with adder 40
18a to 18c are added, and the output of adder 40 and tap are added by adder 41.
29a (output of adder 21a in FIG. 4 (b)) and tap 29b
(The output of the adder 21b in FIG. 4 (b))
The division ROM 42 obtains the average value output 50.

〈空間フイルタの特性〉 以上2つの空間フイルタ(一次微分フイルタ、平滑化フ
イルタ)の周波数特性は以下の通りである。
<Characteristics of Spatial Filter> The frequency characteristics of the above two spatial filters (first-order differential filter and smoothing filter) are as follows.

:1次微分フイルタは、そのピーク位置の周波数を網点
の空間周波数よりも低周波にする構成にして、網点をひ
ろわないように設定し、文字等のエツジ部を検出する。
このフイルタを画調認識に使う。
The first-order differential filter is configured so that the frequency at its peak position is lower than the spatial frequency of the halftone dots, is set so as not to spread the halftone dots, and detects the edge portion such as characters.
This filter is used for image tone recognition.

:平滑化フイルタが低い周波数を通す(ローパスフイ
ルタ)。画像信号の平均化に使う。
: The smoothing filter passes low frequencies (low-pass filter). Used for averaging image signals.

上記2つのフイルタの特性を第8図に示す。第8図の周
波数特性からもわかるように、バンドパスフイルタ(一
次微分フイルタ)を通過した信号の総数と所定の数との
大小関係が画調を表わすと考えられる。
The characteristics of the above two filters are shown in FIG. As can be seen from the frequency characteristics in FIG. 8, it is considered that the magnitude relationship between the total number of signals that have passed through the bandpass filter (first derivative filter) and a predetermined number represents the image tone.

第9図は各種原稿の空間周波数スペクトルを表わしたも
のである。一般に網点原稿は網点ピツチに対する鋭いピ
ークを周期的に持つ。
FIG. 9 shows the spatial frequency spectra of various originals. In general, halftone dot originals periodically have sharp peaks for halftone dot pitches.

〈画調認識に応じた画像処理〉 以上説明した事をまとめると、本実施例における画像処
理は: 一次微分フイルタ(画調認識用)のピーク周波数は網
点をひろわないように設定されており、かかるフイルタ
の出力は画像の画調を決定し、いいかえれば文字等のエ
ツジ部分を判定する。
<Image processing according to image tone recognition> To summarize the above, the image processing in this embodiment is: The peak frequency of the first-order differential filter (for image tone recognition) is set so as not to spread the halftone dots. The output of the filter determines the image tone of the image, in other words, the edge portion such as a character is determined.

一次微分フイルタの出力が小の領域(select信号28が
“0"つまり、中間調又は網点領域)は平滑化フイルタを
通す。
A region where the output of the first derivative filter is small (the select signal 28 is "0", that is, a halftone or halftone dot region) is passed through the smoothing filter.

一次微粉フイルタの出力が小の領域(select信号28が
“1"つまり、文字画像領域等)に対しては原信号8aを出
力する。
The original signal 8a is output to the area where the output of the primary fine powder filter is small (the select signal 28 is "1", that is, the character image area).

上記画像処理の手法が第1図に示された画像処理装置に
合致する事は言うまでもない。以上の処理により次の結
果を得る。
It goes without saying that the image processing method described above is compatible with the image processing apparatus shown in FIG. The following results are obtained by the above processing.

網点画像は平滑化される。つまり、網点の周期性は取
除かれる。
The halftone image is smoothed. That is, the dot periodicity is removed.

文字線画に対してはエツジ部分を平滑化する事なく、
つまり、鮮鋭度を失う事なく再現する。
For character line drawing, without smoothing the edge part,
In other words, it is reproduced without losing the sharpness.

写真画像に対しては平滑化と強調がエツジの有無によ
り行われる。従って、写真の中間調部分は自然さを失わ
ない。
Smoothing and emphasis are applied to photographic images depending on the presence or absence of edges. Therefore, the halftone part of the photograph does not lose its naturalness.

以上の画調判定及びフイルタ処理の結果が第1図のセレ
クタ9からの出力10となる。平滑化された信号を前述の
パルス幅変調しても、もはやモアレ縞は生じない。その
理由は平滑化により原稿の画像信号が網点でなくなり、
線スクリーン出力を行なつても、スクリーンパルス54の
周期とのビートは発生しないからである。
The result of the above-described image tone determination and filter processing is the output 10 from the selector 9 in FIG. When the smoothed signal is pulse width modulated as described above, moire fringes no longer occur. The reason is that the image signal of the original is not halftone dots due to smoothing,
This is because the beat with the cycle of the screen pulse 54 does not occur even when the line screen output is performed.

第7図は本発明の信号処理結果をレーザビームプリンタ
へ適用した例を示す。前述のPWM出力信号39はレーザド
ライバ32を変調し、半導体レーザ33をパルス幅変調し光
らせる。半導体レーザ33の出射光ビームはコリメータレ
ンズ34によりコリメートされ、回転多面鏡36により光偏
向を受け、fθレンズ37により感光ドラム38上を走査す
る。感光ドラム上に作られた光の像は静電潜像を形成
し、通常の複写機のプロセスで画像出力を行なう。
FIG. 7 shows an example in which the signal processing result of the present invention is applied to a laser beam printer. The PWM output signal 39 described above modulates the laser driver 32, and causes the semiconductor laser 33 to perform pulse width modulation and emit light. The light beam emitted from the semiconductor laser 33 is collimated by the collimator lens 34, is deflected by the rotating polygon mirror 36, and is scanned on the photosensitive drum 38 by the fθ lens 37. The image of light formed on the photosensitive drum forms an electrostatic latent image, and the image is output by a normal copying machine process.

〈実施例の効果〉 以上の様にして本実施例においては、原稿の品質によら
ず高画質に出力できるものである。
<Effects of Embodiment> As described above, in the present embodiment, high-quality output can be achieved regardless of the quality of the original.

更に、64レベルのパルス幅変調出力を行なうため識別及
び平滑化フイルタの作用が十分に反映される。このた
め、比較的小さなマトリツクスサイズでハードウエア化
が可能である。
Further, the operation of the discrimination and smoothing filter is sufficiently reflected because the pulse width modulation output of 64 levels is performed. Therefore, the hardware can be realized with a relatively small matrix size.

尚、上記の実施例はPWM変調による二値化処理を有する
画像処理装置を例にして説明したが、従来のデイザ方等
による二値化処理に適用できる事は言うまでもない。
Although the above embodiment has been described by taking the image processing apparatus having the binarization processing by PWM modulation as an example, it goes without saying that the embodiment can be applied to the binarization processing by the conventional dither method or the like.

又更に、3×3のマトリツクスで実施例を示したが、こ
れはそれ以上のマトリツクスサイズ、例えば5×5,7×
7に於いても十分実施可能であり、更にパターン信号発
生回路3からの出力パターンも三角波に限らず、正弦
波、鋸歯状波等でも同様である。
Furthermore, although the embodiment is shown with a matrix of 3 × 3, this is a matrix size larger than that, for example, 5 × 5,7 ×.
7 can be sufficiently implemented, and the output pattern from the pattern signal generating circuit 3 is not limited to the triangular wave, and the same applies to a sine wave, a sawtooth wave, or the like.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、種々の画調の画像
を再生処理しても、高品位の再生画像が得られ、例えば
網点画像,文字画像,中間調画像等のいずれかを1つ以
上含む原稿を忠実に再生する事が出来る。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, high-quality reproduced images can be obtained even when images with various image tones are reproduced, and for example, halftone images, character images, halftone images, etc. It is possible to faithfully reproduce an original including one or more of the above.

具体的には、パルス幅変調に使用されるパターン信号は
「所定画素数を一周期とし、その一周期の中心に極値を
有する」信号であるので、そのパスル幅は、一周期の始
めからではなく、「一周期の内側」にあるその「極値」
位置から成長するようになる。従って、再生された画像
の空間周波数は一定となり、略連続的はパルス幅変調が
可能になっているので、例えば、文字・線画に対する再
生画像が従来のように切れ切れになることが防止でき
る。
Specifically, since the pattern signal used for pulse width modulation is a signal "having a predetermined number of pixels as one cycle and having an extreme value at the center of that cycle", its pulse width is from the beginning of one cycle. Instead of that "extreme" that is "inside one cycle"
Start growing from the position. Therefore, the spatial frequency of the reproduced image becomes constant, and the pulse width modulation can be performed substantially continuously, so that it is possible to prevent the reproduced image for a character / line drawing from being cut off as in the conventional case.

更に、パターン信号の一周期をデジタル画像信号の所定
画素数の期間としているので、例えば複数画素分の期間
に設定すると、パターン信号の極値位置を中心にパルス
幅変調信号を集中して発生させることができ、階調性の
優れた画像を再生することができる。
Further, since one cycle of the pattern signal is set as the period of the predetermined number of pixels of the digital image signal, if the period for a plurality of pixels is set, for example, the pulse width modulation signal is generated in a concentrated manner around the extreme value position of the pattern signal. Therefore, it is possible to reproduce an image having excellent gradation.

更に、本発明では、画像記録の各ライン毎に発生する同
期信号に従う基準クロック信号に同期したデジタル画像
信号を前記基準クロック信号に同期したパターン信号で
パルス幅変調処理を行っているので、パルス幅変調信号
の発生タイミングは全てのラインにおいて一致すること
になり、画像ブレのない優れた再生画像が得られる。
Further, in the present invention, since the digital image signal synchronized with the reference clock signal according to the synchronizing signal generated for each line of image recording is subjected to the pulse width modulation processing with the pattern signal synchronized with the reference clock signal, the pulse width The generation timing of the modulation signal is the same in all lines, and an excellent reproduced image without image blur can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は実施例の基本構成を示す図、 第2図はバツフアメモリの構成を示す図、 第3図(a),(b)は夫々一次元微分フイルタのマト
リツクス構成図、 第4図(a)〜(d)は識別回路を構成するブロツク回
路図、 第5図はパルス幅変調の動作の説明するタイミングチヤ
ート、 第6図は平滑化回路のブロツク回路図、 第7図はレーザビームプリンタを例とした場合の2値画
像の出力を説明する図 第8図は各空間フイルタの周波数特性図、 第9図は各種画像の区間周波数特性図である。 図中、 1……ビデオデータ出力部、2……D/A変換器、3……
パターン信号発生器、4,26……コンパレータ、5……水
平同期信号発生回路、6……オシレータ、7……タイミ
ング信号発生回路、8b……平滑化回路、9,15a,15b……
セレクタ、11……バッファメモリ、11a〜11d……ライン
メモリ、13……識別回路、20a〜20f……一画素遅延回
路、、21a〜21d,22a,22b,25,40,41……加算器、24a,24b
……絶対値回路、42……除算ROM、32……レーザドライ
バ、33……半導体レーザ、34……コリメータレンズ、36
……回転多面鏡、37……fθレンズ、38……感光ドラ
ム、50……平滑化画像データ、51……二値化処理部、52
……マスタクロツク、53……アナログ画像データ、54…
…スクリーンクロツク、55……BD信号である。
FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of the embodiment, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a buffer memory, FIGS. 3 (a) and 3 (b) are matrix configuration diagrams of a one-dimensional differential filter, and FIG. 4 (a). ) To (d) are block circuit diagrams constituting an identification circuit, FIG. 5 is a timing chart explaining the operation of pulse width modulation, FIG. 6 is a block circuit diagram of a smoothing circuit, and FIG. 7 is a laser beam printer. FIG. 8 is a diagram illustrating output of a binary image in the case of an example. FIG. 8 is a frequency characteristic diagram of each spatial filter, and FIG. 9 is a section frequency characteristic diagram of various images. In the figure, 1 ... Video data output section, 2 ... D / A converter, 3 ...
Pattern signal generator, 4, 26 ... comparator, 5 ... horizontal sync signal generation circuit, 6 ... oscillator, 7 ... timing signal generation circuit, 8b ... smoothing circuit, 9, 15a, 15b ...
Selector, 11 ... Buffer memory, 11a-11d ... Line memory, 13 ... Identification circuit, 20a-20f ... Single pixel delay circuit, 21a-21d, 22a, 22b, 25, 40, 41 ... Adder , 24a, 24b
...... Absolute value circuit, 42 ...... Division ROM, 32 ...... Laser driver, 33 …… Semiconductor laser, 34 …… Collimator lens, 36
...... Rotating polygon mirror, 37 …… fθ lens, 38 …… Sensitized drum, 50 …… Smoothed image data, 51 …… Binarization processing unit, 52
...... Master clock, 53 ...... Analog image data, 54 ...
… Screen clock, 55 …… BD signal.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 1/40 A ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H04N 1/40 A

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】画素毎に複数ビットで表されたデジタル画
像信号を入力する入力手段と、 前記デジタル画像信号によって表される画像の特徴を識
別する識別手段と、 前記デジタル画像信号に対して平滑化を行なう平滑化手
段と、 前記デジタル画像信号の所定画素数を一周期とし、その
一周期の内側に極値を有するパターン信号を発生するパ
ターン信号発生手段を有し、前記識別手段の出力に応じ
て前記平滑化手段により平滑化されたデジタル画像信号
と前記パターン信号とに従って処理されたパルス幅変調
信号を発生するパルス幅変調信号発生手段と、 前記パルス幅変調信号に応じたライン毎の画像記録に同
期したライン同期信号を発生する同期信号発生手段と、 前記同期信号に従う基準クロック信号を発生する基準ク
ロック発生手段とを具備し、 前記パルス幅変調信号発生手段は、前記基準クロック信
号に同期した前記デジタル画像信号と前記基準クロック
信号に同期した前記パターン信号とに従ってパルス幅変
調信号を発生することを特徴とする画像処理装置。
1. Input means for inputting a digital image signal represented by a plurality of bits for each pixel, identification means for identifying characteristics of an image represented by the digital image signal, and smoothing for the digital image signal. And a pattern signal generating means for generating a pattern signal having an extreme value inside the one cycle, with a predetermined number of pixels of the digital image signal as one cycle, and an output of the identifying means. Pulse width modulation signal generating means for generating a pulse width modulation signal processed according to the digital image signal smoothed by the smoothing means and the pattern signal, and an image for each line according to the pulse width modulation signal Sync signal generating means for generating a line sync signal in synchronization with recording; and reference clock generating means for generating a reference clock signal according to the sync signal. The image processing, wherein the pulse width modulation signal generation means generates a pulse width modulation signal according to the digital image signal synchronized with the reference clock signal and the pattern signal synchronized with the reference clock signal. apparatus.
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