JPH0795807B2 - 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］ 本発明は多階調のデジタル画像信号をパルス幅変調して
２値化する画像処理装置に関するものである。

［従来の技術］ デジタルカラー画像信号を２値化して出力するレーザビ
ームプリンタなどでは、２値化された画像信号を画像形
成する際、中間調の階調性を得る為に次の方法を用いて
いる。まず入力したデジタルカラー画像信号を一旦アナ
ログ信号に変換し、このアナログ信号を三角波のような
周期的な基準信号と比較してパルス幅変調を行い、２値
化信号を発生させている。この際、文字画像のように解
像度を重視する画像に対する場合と、写真画像のように
中間調の再現性を重視する画像の場合で、基準信号の周
期の切り換えることが考えられている。

第２図は本件の出願人が以前に提案した、ビデオ信号を
パルス幅変調する処理回路のブロツク図を示したもの
で、RGBビデオ信号のうちの１つの処理回路を示してい
る。ここで、８ビツトのビデオ信号200はビデオロツク
（VCLK）201に同期して入力され、ラツチ202にラツチさ
れる。203はD/Aコンバータで、８ビツトのビデオ信号を
アナログビデオ信号204に変換して、比較器205に入力し
ている。オリジナルクロツク（ORCLK）206は分周回路20
7に入力され、スイツチ208により周波数が切り換えられ
て出力される。なおVCLK201はORCLK206を２分周したク
ロツクである。スイッチ208で切換えられたクロック
は、一旦バッファ209で受けられ、可変抵抗器301及びコ
ンデンサ302で構成される積分回路210によって三角波が
発生される。更に、三角波はコンデンサ303、保護抵抗
器305及びアンプ212を介して比較器205の一方の端子に
入力される。そして比較器205によってアナログビデオ
信号のパルス幅変調（PWM）が行われる。

可変抵抗器301は三角波の傾斜角を調整するためのもの
であり、可変抵抗器304（バイアス回路211）は、三角波
のバイアスを調整するためのものである。

尚、可変抵抗器301,304は、スイッチ208の切換えに応じ
て、図３に示すように、三角波の周期が変わった際に、
三角波の傾斜角を変更し、必要ならばそのバイアス電圧
をも変更するように調整される。

第３図は第２図の各部の信号波形を示す図で、階調性を
重視する領域から解像度を重視する領域に変わると、ス
イツチ208の切り換えを行う必要が生じ、点300でスイツ
チ208をＡ側からＢ側に切り換えた時の信号214の波形を
も示している。

［発明が解決しようとする問題点］ 第３図の波形213や214に示したように、第２図の回路を
用いると本来出力されるべきパルス301が出力されず、
解像度を上げるべき領域でのエツジがなまつたり、階調
性の領域に解像度を上げるようにエツジが強調されるな
どの現象が発生し、スムーズに像域が移行した出力画像
が得られなかつた。

本発明は上記従来例に鑑みなされたもので、高画質の再
生画像を得ることを目的とする。更に本発明は階調性及
び解像度の高い画質を再現できる画像処理装置を提供す
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］及び［作用］ 上記目的を達成するために本発明の画像処理装置は以下
のような構成を備える。即ち、 画像信号を入力する入力手段と、 前記入力手段より入力された画像信号を、所定周期の第
１のパターン信号と応じて得られた第１のパルス幅変調
信号と、前記第１パターン信号とは周期が異なる第２の
パターン信号に応じて得られた第２のパルス幅変調信号
とを選択的に出力するパルス幅変調信号発生手段とを有
する画像処理装置であって、 前記パルス幅変調信号発生手段は前記選択するタイミン
グを、それまでに適用していたパターン信号の１周期の
終わりにする。

［実施例］ この問題を解決する一手段として、例えば第１図に示す
実施例の画像処理装置は、デジタル多値画像データをア
ナログ信号に変換する手段のD/Aコンバータ203と、比較
手段のコンパレータ205と判定手段の像域判定回路２
と、基準波形の周期を設定する手段のCPU3とカウンタ４
及びＪ−Ｋフリツプフロツプ５と、カウンタ４の出力
９、リツプルキヤリイ７、Ｊ−Ｋフリツプフロツプ５の
Ｑ出力８とを備える。

かかる第１図の構成において、デジタル多値データが入
力されると、像域判定回路２によつてブロツク毎に画像
の種類が判定される。一方デジタル多値データは、D/A
コンバータ203によつてアナログビデオ信号に変換さ
れ、比較器205の一方の端子に入力される。CPU3は像域
判定回路２のブロツク毎の判定信号に対応して、カウン
タ４のプリセツト値を変更する。カウンタ４の出力はＪ
−Ｋフリツプフロツプ５に入力され、デユーテイ50％の
スクリーンクロツクとなり、このスクリーンクロツクは
バツフア209、積分回路210、バイアス回路211により三
角波のに変換される。像域判定回路２により文字等の解
像度重視の画像と判定されると、CPU3はカウンタ４に、
より小さなプリセツト値をセツトしてカンウタ４の出力
信号７の周期を短くする。一方中間調画像のときは、プ
リセツト値を大きくしてその波長を長くする。またプリ
セツト値の切換えは、像域判定回路２からの判定信号1
0、カウンタ４の出力値９及びＪ−Ｋフリツプフロツプ
５のＱ出力８値をモニタして最適のタイミングでなさ
れ、プリセツト値はリツプルキヤリイ信号７によつてカ
ウンタ４にロードされる。

以下、添付図面に従つて本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第４図は本実施例の画像処理装置のブロツク図で、40は
デジタル多値画像データを入力する画像入力部で、41は
デジタル多値画像データを２値データに変換する２値変
換部である。42は２値画像データを可視表示する画像出
力部である。

［２値変換部の説明（第１図）（第２図）］ 第１図は本実施例の画像処理装置の２値変換部の構成図
で、第２図の従来例の構成図と共通部分は同一符号で示
している。

ビデオクロツク（VCLK）201に同期して入力された８ビ
ットのデジタルビデオデータ200はラツチ202にラツチさ
れ、D/Aコンバータ203によりアナログビデオ信号204に
変換される。一方、ビデオデータ200はバツフアメモリ
１に数バイト分格納され、像域判定回路２はビデオデー
タ200とバツフアメモリ１との内容に基づいて複数画素
から成るブロツク毎に画像の種類を判定する。この判定
結果は判定信号10としてCPU3に出力される。

４はカウンタで、例えば４ビツトのプリセツト機能付カ
ウンタであり、CPU3よりのプリセツト値６によりプリセ
ツトされる。また、カウンタ４の出力Q0〜Q3はCPU3に入
力されている。カウンタ４の入力クロツクOCLKは、ビデ
オクロツク（VCLK）201に同期しているVCLK201よりも周
波数の高いクロツクであり、所定値をカウントしてリツ
プルキヤリイ信号７を出力すると＜Ｊ−Ｋフリツプフロ
ツプ５のＱ出力８を反転させる。それと同時にインバー
タ回路13を通してカウンタ４にロードパルスを入力し、
CPU3よりのプリセツト値６を再びロードする。

Ｊ−Ｋフリップフロップ５のＱ出力（スクリーンクロッ
ク）８は、CPU3に入力されるとともに、一旦バッファ20
9に入力され、可変抵抗器301及びコンデンサ302で構成
される積分回路210によって三角波が発生される。更
に、三角波はコンデンサ303、保護抵抗器305及びアンプ
212を介して比較器205の一方の端子に入力される。

尚、可変抵抗器301,304は従来例と同様に、三角波の周
期が変わった際に、三角波の傾斜角を変更し、また必要
に応じて三角波のバイアスをも変えるように調整され
る。

なおデジタルビデオデータは、該当するアナログビデオ
信号204が比較器205に入力されるよりも、OCLKで数クロ
ツク分早くバツフアメモリ１と像域判定回路２に送られ
て判定処理が行なわれる。

［ビデオ信号変換タイミングの説明（第５図、第６
図）］ 第５図はビデオ信号の変換タイミングチヤートを示した
ものである。

像域判定回路２における像域判定ブロツクのサイズを主
走査方向３画素分とすると、像域の画調の変化点はＱ出
力の立上りに現われ、画調の変化に伴う処理が実行され
る。

変化点50までは三角波11は３画素分の周期を有し、変化
点50で画像信号の変化が像域判定回路２で判定される
と、カウンタ４のプリセツト値が変えられて、Ｑ出力８
の周波数が変更される。比較器205の出力である２値信
号は三角波11がアナログビデオ信号204より小さい時に
“1"、大きい時に“0"となる信号である。

第６図は像域判定処理回路２で判定に使用される３×３
の画素マトリクスを示したもので、主走査方向に３画素
をとり、副走査方向にも３画素とつている。ここで画素
60は注目画素である。

即ち、事例においては３画素毎に（１ブロツク）、その
領域が文字等の線画域か写真等の中間調画像であるかを
判定している。

尚、本実施例では三角波の長い方の周期が３画素（１ブ
ロツク分）となるように構成したが、これに限定される
ものでなく、例えば１ブロツクを６画素とし三角波の長
い方の周期の２倍（整数倍）となるように構成しても良
い。

［画像変換処理のフローチヤート（第７図）］ 第７図はCPU3がカウンタ４のプリセツト値を変更して画
像変換を行なう処理のフローチヤートである。

ステツプS1で像域判定処理回路２より３画素毎に判定信
号10を入力する。ステツプS2で画像の種類が変わつてス
クリーンクロツク11の周波数を変更する必要があるかを
調べる。変更する必要がなければ処理を終了するが、必
要があればステツプS3に進み、中間調画像か文字画像等
の解像度を要求する画像かを調べる。

文字画像のときはステツプS5に進み、カウンタ４のプリ
セツト値６を小さくし、中間調画像のときはステツプS4
に進みカウンタ４のプリセツト値６を大きくする。ステ
ツプS6ではカウンタ４の出力９とＱ出力８を調べ、カウ
ンタ４の出力９が０になり、かつＱ出力８の立上りのタ
イミングを検出するとステップS7に進み、カウンタ４の
プリセツト値６を出力する。

なお、本実施例における基準信号は三角波である必要は
なく任意の波形でよい。又、三角波の周期は２種類に限
定されるものではなく、画像に応じて種々設定しても良
く、更にランダムに切り換えるようにしても良い。

以上説明したように本実施例によれば、文字領域、写真
領域の混在した画像でも、画像の変化する領域で基準波
形の同期がずれることがないため、再現された画像の階
調度や解像度のずれが少ないという効果がある。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、第１のパターン信
号に応じて得られる第１のパルス幅変調信号と第２のパ
ターン信号に応じて得られる第２のパルス幅変調信号と
を選択するタイミングを、それまで適用していたパター
ン信号の１周期の終わりにしたので、従来の選択時のタ
イミングに生じていたエッジなまりや、不本意なエッジ
強調を防止でき、階調性及び解像度の高い画像を再現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の画像処理装置の２値変換部の構成
図、 第２図は以前に提案された２値変換部の構成図、 第３図は第２図の２値変換部におけるタイミングチヤー
ト、 第４図は本実施例の画像処理装置の概略ブロツク図、 第５図は本実施例のスクリーンクロツクと２値画像デー
タのタイミングチヤート、 第６図は判定に使用される画素の一例を示す図、 第７図は画像変換処理のフローチヤートである。 図中、１……メモリバツフア、２……像域判定回路、３
……CPU、４……カウンタ、５……Ｊ−Ｋフリツプフロ
ツプ、６……プリセツト値、７……リツプルキヤリイ信
号、９……カウンタ出力、10……判定信号、11……スク
リーンクロツク、12……２値信号、40……画像入力部、
41……２値変換部、42……画像出力部、60……注目画
素、200……デジタルビデオデータ、201……ビデオクロ
ツク、202……ラツチ、203……D/Aコンバータ、205……
比較器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像信号を入力する入力手段と、 前記入力手段より入力された画像信号を、所定周期の第
   １のパターン信号と応じて得られた第１のパルス幅変調
   信号と、前記第１のパターン信号とは周期が異なる第２
   のパターン信号に応じて得られた第２のパルス幅変調信
   号とを選択的に出力するパルス幅変調信号発生手段とを
   有する画像処理装置であって、 前記パルス幅変調信号発生手段は前記選択するタイミン
   グを、それまでに適用していたパターン信号の１周期の
   終わりにしたことを特徴とする画像処理装置。