JPH0773337B2 - ディジタル化多値信号入力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、例えば階調表現を行うプリンタに印刷用デ
ータを入力する際に用いて好適なディジタル化多値信号
入力装置に関する。

「従来の技術」 従来のプリンタの入力信号は、一般に“0"と“1"の２値
であったが、近年階調印刷を可能とするために、入力信
号を多値として取り込む要求が高まっている。特に、CR
T表示装置に多階調で表示されている静止画を、プリン
タによってハードコピーする場合においては、上記要求
が一層高い。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、CRT表示装置等における映像信号は、高画質
化に伴ってその周波数が著しく高くなってきており、こ
の結果、上記画像信号を多値でディジタル化するには、
極めて高速のアナログ／ディジタル変換を行わなければ
ならない。

例えば、濃度パターン法によって階調表現を行う場合
は、第７図に示すように、１つの画素に対して複数に分
割された（図では４×４ドットの16分割）の小面積を対
応させ、この小面積の中の何ドットを印刷するかによっ
て階調を表現する。したがって、図示のように４×４ド
ットを対応させる場合は、０〜16の17階調を表現でき
る。そして、この場合においては、第６図のように、入
力画像信号（アナログ信号）をディジタル化するA/D変
換回路１が、16段階のしきい値を用いてA/D変換を行わ
なければならなくなり、このA/D変換動作が極めて高速
となる。なお、A/D変換された画像信号は、フレームバ
ッファ２に記憶された後、階調処理回路３、プリンタ制
御回路４を介してプリンタ５に供給され、階調印刷が行
なわれる。

しかしながら、第６図に示すような多段のしきい値を用
いてA/D変換を行う高速のA/D変換器は極めて高価となる
欠点があり、このため、高速に多値のディジタル変換が
行え、かつ、安価に製作できるディジタル化多値信号入
力装置の開発が望まれていた。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、安
価かつ簡単な構成でありながら、静止画用の高速画像信
号等を多値でA/D変換することができるディジタル化多
値信号入力装置を提供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、上記問題点を解決するために、単位期間に
渡って出力される波形が複数期間繰り返されるアナログ
の入力信号を多値のディジタル信号に変換するディジタ
ル化多値信号入力装置において、複数のしきい値がディ
ジタルで記憶されるしきい値記憶手段と、前記各期間毎
に前記しきい値記憶手段から異なるしきい値を読み出
し、この読み出したしきい値をアナログ信号に変換する
D/A変換回路と、前記アナログの入力信号とアナログ信
号に変換されたしきい値とを、前記期間内における所定
のタイミング毎に順次比較するコンパレータと、前記各
しきい値に対応するビットからなる単位記憶エリアが前
記各比較タイミングに対応して設けられる比較結果記憶
手段とを有し、前記比較タイミングに対応する単位記憶
エリアの内の、その時点において読み出されたしきい値
に対応するビットに、前記コンパレータの比較結果を書
き込むことを特徴としている。

「作用」 アナログの入力信号における一期間（フレーム）に行わ
れるのは、一のしきい値と一の入力信号とを比較し、こ
の比較結果を、比較タイミングに対応する単位記憶エリ
アの内の、その時点において読み出されたしきい値に対
応するビットに書き込むという動作である。この一期間
に行われる動作を各しきい値に対してそれぞれ行なうこ
とによって、入力信号の周波数を、しきい値の数の逆数
まで実質的に減じることができる。

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。

第１図は、この発明の一実施例の構成を示すブロック図
であり、図において10はしきい値マトリックスである。
このしきい値マトリックス10は、第２図に示すように４
×４のマトリックス内に、16段階のしきい値（ディジタ
ル値）が記憶されている。この図に示すしきい値〜
は、例えば番号順に大きく（あるいは小さく）なるよう
に設定されており、また、各しきい値〜は、各々所
定の順番にしたがって読み出されるようになっている。
この読み出し順は、マトリックスの列番号をｉ、行番号
をｊとした場合に、まず、ｊ＝１としてｉを1,2,3,4と
変化させ、次にｊ＝２としてｉを1,2,3,4と変化させ、
以下同様にして各行を左から右に、各列を上から下にス
キャンするようにして読み出す。

次に、11はD/A変換回路であり、しきい値マトリックス1
0から読み出された各しきい値〜を、各々アナログ
信号に変換してコンパレータ12の一方の入力端に供給す
る。コンパレータ12の他方の入力端には、CRT表示装置
からの静止画画像信号（アナログ信号）が供給されてお
り、このコンパレータ12は、画像信号がしきい値より大
きい場合に、その出力端から“1"信号を出力する。ま
た、このコンパレータ12の比較動作は、画像信号の１ド
ット表示タイミングあるいは、印刷時における１ドット
印字タイミング毎に行なわれる。13はプリントイメージ
バッファであり、その構成は第３図に示すようになって
いる。第３図に示すE₁₁，E₁₂，E₁₃……は、各々４×４
ビットのマトリックスからなっている印刷単位エリアで
あり、各印刷単位エリアE₁₁，E₁₂，E₁₃……が、各々画
像信号の１ドット表示単位に対応して設けられている。
14は、プリンタ制御部であり、プリントイメージバッフ
ァ13内の各印刷単位エリアE₁₁，E₁₂，E₁₃……内のデー
タに基づいてプリンタ15を制御し、これにより、濃度パ
ターン法による階調表示を行うようになっている。

次に、上記構成によるこの実施例の動作について説明す
る。

まず、しきい値マトリックス10からｊ＝1,i＝１の位置
にあるしきい値が読み出され、このしきい値がD/A
変換器11によってアナログ値に変換され、さらに、コン
パレータ12の一方の入力端に供給される。そして、プリ
ントイメージバッファ13は、コンパレータ12の比較結果
に基づいて、画像信号の各ドットに対応する印刷単位エ
リアE₁₁，E₁₂，E₁₃……に“1"または“0"を書き込んで
行く。この書込動作は、第４図に示すように、各印刷単
位エリアE₁₁，E₁₂，E₁₃……内のｊ＝１、ｉ＝１の位置
にコンパレータ12の比較結果である“1"または“0"を書
き込む動作、すなわち、現在選択されているしきい値
のマトリックス位置に対応するビット位置に書き込みが
行なわれる動作となる。そして、１フレーム分（１画面
分）の画像信号について、上記書込動作を行い１回目の
データ入力動作が終了する。なお、第４図はコンパレー
タ12の比較結果が、全て“1"であった場合を示してい
る。

次に、CRT表示装置は、１フレーム分の画像信号を送出
し終えると、再度同一画像の画像信号を出力し始める
（静止画であるから）。一方、しきい値マトリックス10
からは、ｊ＝１、ｉ＝２の位置にあるしきい値が読み
出され、このしきい値によって上記と同様の書き込み
動作が行なわれる。すなわち、各印刷単位エリアE₁₁，E
₁₂，E₁₃……のｊ＝１、ｉ＝２のビット位置に、コンパ
レータ12の比較結果を書き込んで行く。例えば、比較結
果が「１」、「０」、「１」……であれば、第５図に示
すような書き込みが行なわれる。

以下同様にして、CRT表示装置から出力される同一の画
像信号に対し、順次異なるしきい値を読み出して上述し
た書き込み動作を行い、各印刷単位E₁₁，E₁₂，E₁₃……
の全ビットについてコンパレータ12の比較結果を書き込
む。

そして、上記のようにしてプリントイメージバッファ13
の書き込みが終了すると、プリンタ制御回路14は、プリ
ントイメージバッファ13内の印刷単位エリアE₁₁，E₁₂，
E₁₃……の記憶内容に基づいて、プリンタ15の印刷を行
い、これにより、入力画像信号に対応する画像の階調印
刷が行なわれる。

この実施例においては、プリントイメージバッファ13の
書込が終了するまでに、同一の画像信号に対して16回の
書込動作を行うが、この書込動作に要する時間は、入力
信号が通常の静止画画像の信号であれば、十分に確保す
ることができる時間である（１フレーム0.03sとして0.4
8s程度）。また、プリントイメージバッファ13に所要の
データを全て書き込むのに要する時間としては、従来の
多値変換タイプに比べればやや長くなるが、その絶対時
間としては、通常0.5s以下程度となるので、使用上は殆
ど差がない。

なお、上記実施例における、コンパレータ12の動作は、
入力画像信号と１つのしきい値とを比較する動作となる
ので、高速性が要求されず、コンパレータ12としては、
安価な低速用のものを用いることができる。

また、上述した実施例は、濃度パターン法による階調表
示プリンタのデータ入力装置にこの発明を適用した実施
例であるが、この発明はディザ法による階調表示プリン
タのデータ入力装置にも適用することができる。すなわ
ち、比較すべき入力信号のタイミングを少しづつずら
し、１回に比較を行うのは１の入力信号と１のしきい値
となるようにすれば、上述した場合と全く同様の動作に
より実現が可能となる。

さらに、本発明はプリンタの入力装置に限らず、高速に
て多値化のディジタル変換を行う必要がある回路すべて
に適用が可能である。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、単位期間に渡
って出力される波形が複数期間繰り返されるアナログの
入力信号を多値のディジタル信号に変換するディジタル
化多値信号入力装置において、複数のしきい値がディジ
タルで記憶されるしきい値記憶手段と、前記各期間毎に
前記しきい値記憶手段から異なるしきい値を読み出し、
この読み出したしきい値をアナログ信号に変換するD/A
変換回路と、前記アナログの入力信号とアナログ信号に
変換されたしきい値とを、前記期間内における所定のタ
イミング毎に順次比較するコンパレータと、前記各しき
い値に対応するビットからなる単位記憶エリアが前記各
比較タイミングに対応して設けられる比較結果記憶手段
とを有し、前記比較タイミングに対応する単位記憶エリ
アの内の、その時点において読み出されたしきい値に対
応するビットに、前記コンパレータの比較結果を書き込
むようにしたので、アナログの入力信号における一期間
（フレーム）に行われるのは、一のしきい値と一の入力
信号とを比較し、この比較結果を、比較タイミングに対
応する単位記憶エリアの内の、その時点において読み出
されたしきい値に対応するビットに書き込むという動作
であり、この一期間に行われる動作を各しきい値に対し
てそれぞれ行なうことによって、入力信号の周波数を、
しきい値の数の逆数まで実質的に減じることができる。

したがって、この発明では、入力信号が、従来のように
１単位期間内におけるタイミング毎に多値で変換される
ではなく、期間毎に異なるしきい値との比較による２値
で処理されるので、高価な高速用A/D変換器を用いる必
要がなく、安価なアナログのコンパレータによって構成
できる結果、装置全体のコストを低く抑えることができ
るとともに、入力信号の周波数をしきい値の数の逆数ま
で実質的に減じることができるので、極めて高い周波数
の高い入力信号に対してA/D変換が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図は同実施例におけるしきい値マトリックス10の構
成を示す概念図、第３図はプリントイメージバッファ13
の構成を示す図、第４図および第５図は各々プリントイ
メージバッファ13に比較結果が書き込まれる状態を示す
説明図、第６図は従来のA/D変換入力装置の構成を示す
ブロック図、第７図は濃度パターン法の原理を示す説明
図である。 10……しきい値マトリックス（しきい値記憶手段）、12
……コンパレータ、13……プリントイメージバッファ
（比較結果記憶手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−214678（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−112388（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−160267（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−101572（ＪＰ，Ｕ) 吹抜敬彦著「ＦＡＸ，ＯＡのための画像 の信号処理」（昭57−10−20）日刊工業新 聞社Ｐ．120−121

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】単位期間に渡って出力される波形が複数期
   間繰り返されるアナログの入力信号を多値のディジタル
   信号に変換するディジタル化多値信号入力装置におい
   て、複数のしきい値がディジタルで記憶されるしきい値
   記憶手段と、前記各期間毎に前記しきい値記憶手段から
   異なるしきい値を読み出し、この読み出したしきい値を
   アナログ信号に変換するD/A変換回路と、前記アナログ
   の入力信号とアナログ信号に変換されたしきい値とを、
   前記期間内における所定のタイミング毎に順次比較する
   コンパレータと、前記各しきい値に対応するビットから
   なる単位記憶エリアが前記各比較タイミングに対応して
   設けられる比較結果記憶手段とを有し、前記比較タイミ
   ングに対応する単位記憶エリアの内の、その時点におい
   て読み出されたしきい値に対応するビットに、前記コン
   パレータの比較結果を書き込むことを特徴とするディジ
   タル化多値信号入力装置。