JPH08289154A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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Publication number
JPH08289154A
JPH08289154A JP7113882A JP11388295A JPH08289154A JP H08289154 A JPH08289154 A JP H08289154A JP 7113882 A JP7113882 A JP 7113882A JP 11388295 A JP11388295 A JP 11388295A JP H08289154 A JPH08289154 A JP H08289154A
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JP
Japan
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image signal
signal
value
bit
input
Prior art date
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Pending
Application number
JP7113882A
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English (en)
Inventor
Shinichi Uchiumi
慎一 内海
Masahiko Kubo
昌彦 久保
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力画像信号のビット数より分解能の高いD
/Aコンバータを用いなくても、階調数を減ずることな
く入力画像信号と記録画像の濃度が一致する、再現性の
高い記録画像が得られる画像処理装置を提供する。 【構成】 入力された8ビットのデジタル画像信号がL
UT54により10ビットのデジタル画像信号に補正さ
れ、その内下位8ビットのデジタル信号が8ビットD/
Aコンバータ56にてアナログ信号に変換される。この
アナログ信号の値が、10ビットのデジタル画像信号の
上位2ビットの値に基づいて10ビットのデジタル画像
信号と等しい濃度値に演算器58で変換される。そし
て、変換されたアナログ信号と、三角波発生器64から
発生された三角波信号とがコンパレータ68によって比
較され、パルス幅変調された画像信号が出力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームプリン
タ、複写機又はファクシミリ等の画像処理装置に係わ
り、特に入力画像信号と所定周期のパターン信号とを比
較して得られるパルス幅変調された画像信号に従って記
録画像を形成する画像処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、レーザビームプリンタ等の画
像処理装置において、中間調画像を形成するために、入
力されたデジタル画像信号をアナログ画像信号に変換し
た後、所定周期のパターン信号と比較することによりパ
ルス幅変調された画像信号を発生させ記録画像を形成す
る手法が多く用いられており、この点においては、例え
ば特開平4−316276に開示されている。
【0003】かかる手法による画像処理装置における画
像処理部の一例が図6に示されている。画像処理部20
0において、入力されたnビットのデジタル画像信号
は、図示しない記録媒体に記録される画像の濃度値が、
入力されたnビットのデジタル画像信号が示す濃度値と
等しくなるように、すなわち入力画像信号と記録画像の
濃度が一致するようにLUT202によりmビットのデ
ジタル画像信号に変換される。そして、LUT202に
より変換されたmビットのデジタル画像信号は、mビッ
トD/Aコンバータ204によりアナログ画像信号に変
換される。このアナログ画像信号と、三角波発生器20
6から発生される所定周期のパターン信号である三角波
は、クロック信号発生器208から出力されるクロック
信号によって同期がとられ、コンパレータ210により
値が比較される。そしてその比較結果に応じてコンパレ
ータ210からはパルス幅変調された画像信号が出力さ
れる。この画像信号に従って、レーザビーム走査装置2
12により図示しない記録媒体に記録画像が形成され
る。
【0004】ここで、LUT202にて入力画像信号と
記録画像の濃度が一致するように入力画像信号を変換す
る理由を、画像処理装置のレーザスキャナの主走査方向
のビーム径Dbと主走査方向の画素ピッチDsの比Db
/Dsに対応する記録画像の濃度階調特性を示した図7
を用いて説明する。図7において、横軸Cinは入力し
た画像信号の濃度値を、縦軸Doutは記録画像の濃度
値を示しておりそれぞれCm、Dmが最大濃度値であ
る。そして、Db/Dsの値が1の場合は(1)、1/
2の場合は(2)、1/4の場合は(3)のような濃度
階調特性をそれぞれ持っている。この(1)〜(3)に
示されるように、Db/Dsの値が大きい露光装置を用
いた場合、入力画像信号と記録画像の濃度値が一致せ
ず、高γと呼ばれる濃度階調特性となる。高γな濃度階
調特性は、パターン信号の波形やトナーの種類等によっ
ても表れやすくなる。このような高γな濃度階調特性を
持つ場合には、記録画像に低濃度域から中濃度域にかけ
て濃度値の飛びができ、グラデーション等連続的に変化
する画像の再現性が低下する問題が発生する。この問題
を解決するために、記録媒体に記録される画像の濃度値
が、入力されたnビットのデジタル画像信号が示す濃度
値と等しくなるように、入力されたnビットのデジタル
画像信号をmビットのデジタル画像信号に変換する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
4−316276に開示されている発明は、入力画像信
号と記録画像の濃度が一致するように入力画像信号を変
換するため画像が正しく再現されるという点で優れてい
るものの、変換される画像信号のビット数が入力画像信
号のビット数以下であると、変換後の画像信号の階調数
が落ちて記録画像が劣化するという問題点を有する。
【0006】かかる、変換後の画像信号の階調数が落ち
て記録画像が劣化するという問題点を、高γな濃度階調
特性を持つ画像処理装置における、入力画像信号と記録
画像の濃度が一致するように入力画像信号を変換する変
換テーブルの一例である図8を用いて説明する。図8の
変換テーブルは、3ビットの入力画像信号を異なる3ビ
ットの画像信号に変換したものであり、この変換は、高
γな濃度階調特性の特質である低濃度域から中濃度域に
かけての濃度値の飛びが生じないように、例えば001
は000に、010は001に変換される。この変換テ
ーブルに示されるように、変換される画像信号のビット
数が入力画像信号のビット数と同じであると、複数の入
力画像信号に対して変換後に1つの画像信号が割り当て
られる部分が生じる。図8の変換テーブルの例では、8
種類の値を持つ入力画像信号が変換後には6種類の値に
減少する。この結果、変換後の画像信号の階調数が落ち
て記録画像が劣化してしまう。このように複数の入力画
像信号に対して変換後に1つの画像信号が割り当てられ
る割合は、入力画像信号のビット数に対して変換される
画像信号のビット数が少なくなる程多くなる。従って、
階調数を落とさないためには入力画像信号のビット数よ
り多いビット数の画像信号に変換する必要があるが、こ
の場合は、変換されたビット数を処理しうる高分解能の
D/Aコンバータを用いなければならず、コストがかか
るという別な問題点が生じる。
【0007】本発明は、これらの問題点を解決すべくな
されたもので、その目的は、入力画像信号のビット数よ
り分解能の高いD/Aコンバータを用いなくても、階調
数を減ずることなく入力画像信号と記録画像の濃度が一
致する、再現性の高い記録画像が得られる画像処理装置
を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、入力されたデジタル画像信号に基づく
アナログ信号と所定周期のパターン信号とを比較して得
られるパルス幅変調された画像信号に従って記録画像を
形成する画像処理装置であって、入力されたデジタル画
像信号の濃度値をその濃度値に基づいて補正するデジタ
ル画像信号補正手段と、デジタル画像信号補正手段によ
り補正されたデジタル画像信号の中から所定ビット数の
デジタル信号をアナログ信号に変換するD/Aコンバー
タと、D/Aコンバータによる変換がされないデジタル
信号の値に基づいてD/Aコンバータにより変換された
アナログ信号の値を変換するアナログ信号変換手段とを
備える。
【0009】
【作用】上記のように構成された本発明の画像処理装置
においては、デジタル画像信号補正手段によって、入力
されたデジタル画像信号の濃度値がその濃度値に基づい
て補正される。そして、補正されたデジタル画像信号の
中から所定ビット数のデジタル信号が、D/Aコンバー
タによってアナログ信号に変換される。このアナログ信
号の値は、D/Aコンバータによる変換がされないデジ
タル信号の値に基づいてアナログ信号変換手段により変
換される。最後に、値が変換されたアナログ信号と所定
周期のパターン信号が比較されることによってパルス幅
変調された画像信号が得られ、記録媒体に画像が記録さ
れる。
【0010】
【実施例】以下に、本発明の第一実施例を図1乃至図3
に基づいて説明する。
【0011】図3は、本発明を適用した画像処理装置の
一例であるカラー複写機の概要を示したものである。カ
ラー複写機10は、カラー複写機10上に載置された原
稿12をCCDセンサで読み取る原稿読み取り装置1
4、原稿読み取り装置14で読み取った原稿12の画像
信号を処理する画像信号処理部16、帯電・露光・現像
・転写が行なわれる感光体18を有する。この感光体1
8は、帯電器20により一様帯電され、画像信号処理部
16から入力される画像信号に応じてオンオフされるレ
ーザビームがレーザビーム走査装置22により走査され
て静電潜像が形成される。この際、感光体18上での主
走査方向のレーザビームのスポット径(1/e2)は7
5μmに設定されている。静電潜像が形成された感光体
18は、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックのトナ
ーをそれぞれ有する4台の現像器24a〜24dで構成
され、回転することにより所望の色を選択する回転現像
器26にて現像される。そして、現像された感光体18
上のトナー像は転写帯電器28により用紙30へ転写さ
れる。感光体18の周囲にはその他、転写帯電器28に
よる転写後の残留トナーを感光体18から除去するクリ
ーナー32、帯電器20による帯電が一様になされるよ
うに感光体18を露光する前露光器34が配置されてい
る。
【0012】またカラー複写機10は、複写される用紙
30を外周に吸着し感光体18からトナー像を転写する
転写ドラム36を有する。用紙30は、給紙カセット3
8に格納されており、この給紙カセット38から転写ド
ラム36に搬送する経路である用紙搬送路40を通し
て、用紙搬送ローラ42a〜42dにより搬送されて転
写ドラム36に吸着される。用紙30の吸着は、用紙3
0を転写ドラム36に吸着させるための吸着用帯電器4
4による帯電後に行なわれる。転写帯電器28による転
写は、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色
について転写ドラム36に吸着された用紙30に行なわ
れる。転写が終了した後、剥離用帯電器46により転写
ドラム36に吸着されている用紙30を剥離するための
帯電が行なわれ、剥離爪48にて転写ドラム36に吸着
されている用紙30が剥離される。そして、定着器50
によって用紙30上のトナーが用紙30に定着される。
転写ドラム36の周囲にはその他、吸着用帯電器44に
よる帯電が一様になされるように転写ドラム36を除電
する除電用帯電器52a・52bが配置されている。
【0013】図1は、図3に示される画像信号処理部1
6の詳細なブロック図を示したものである。画像信号処
理部16における画像信号の処理は、図示しない中央演
算処理装置(CPU)により制御される。まず、図3に
示される原稿読み取り装置14から画像信号処理部16
に入力された8ビットのデジタル画像信号が、図3に示
されるカラー複写機10の入力画像信号と記録画像の濃
度値が一致するように対応付けられた補正テーブルであ
るLUT(LOOK UP TABLE)54により1
0ビットのデジタル画像信号に補正される。このLUT
54はデジタル画像信号補正手段に対応する。補正され
た10ビットのデジタル画像信号の下位の8ビットは、
D/Aコンバータに対応する8ビットD/Aコンバータ
56によりデジタル信号からアナログ信号に変換された
後アナログ信号変換手段に対応する演算器58に入力さ
れ、上位2ビットは演算器58に直接入力される。ここ
で、LUT54から8ビットのデジタル信号が8ビット
D/Aコンバータ56に出力されるのは、8桁のビット
が8ビットD/Aコンバータ56の処理能力であるとい
う理由による。また、LUT54から8ビットD/Aコ
ンバータ56に出力された下位8ビット以外の上位2ビ
ットのデジタル信号が演算器58に出力されるのは、こ
の2ビットの値を元にアナログ信号を10ビットのデジ
タル画像信号の濃度値と等しい値に変換するためであ
る。尚、演算器58は、上位2ビットのデジタル信号の
値に基づいてアナログ信号へ加算する値を選択するセレ
クタ60と、セレクタ60にて決定された値を加算して
10ビットのデジタル画像信号と等しい値のアナログ信
号に変換する加算器62a〜62cを備える。演算器5
8における具体的な演算内容は後述する。
【0014】三角波発生器64は、パルス幅変調された
画像信号を得るための所定周期のパターン信号としての
三角波を発生する。この三角波の振幅は、0からLUT
54にて変換された画像信号の最大値である1023に
設定されている。この三角波発生器64及びLUT5
4、8ビットD/Aコンバータ56・演算器58からの
出力は、クロック信号発生器66から発せられるクロッ
ク信号により同期が取られる。そしてコンパレータ68
は、演算器58から出力されるアナログ信号の値と、三
角波発生器64から出力される三角波の値とを比較し
て、パルス幅変調された画像信号を図3に示されるレー
ザビーム走査装置22に出力する。
【0015】また図2は、図1に示される演算器58の
内部動作をフローチャートで説明したものである。演算
器58では最初にステップS70において、10ビット
のデジタル画像信号の中から直接入力された上位2ビッ
トである10桁目のビットと9桁目のビットが共に0で
あるか否か、すなわち入力された2ビットが00である
か否かが調べられる。その結果入力された2ビットが0
0であると判断された場合、10ビットのデジタル画像
信号の8桁目以下が変換されたアナログ信号の値は10
ビットのデジタル画像信号と等しい値である。従って、
演算器58に入力されたアナログ信号はそのまま図1に
示されるコンパレータ68に出力される。
【0016】ステップS70において、入力された2ビ
ットが00でないと判断された場合は、ステップS72
において今度は01であるか否かが調べられる。その結
果01であると判断された場合、10ビットのデジタル
画像信号は10桁目と9桁目のビットの内、9桁目のビ
ットのみが立っていることを意味する。これは10進数
で256であるので、アナログ信号の値に256を加え
る演算をステップS74で行なうことにより10ビット
のデジタル画像信号と等しい値に変換する。そして、ス
テップS74にて変換されたアナログ信号が図1に示さ
れるコンパレータ68に出力される。
【0017】ステップS72において、入力された2ビ
ットが01でないと判断された場合は、ステップS76
において2ビットが10であるか否かが調べられる。そ
の結果10であると判断された場合、10ビットのデジ
タル画像信号は10桁目と9桁目のビットの内、10桁
目のビットのみが立っていることを意味する。これは1
0進数で512であるので、アナログ信号の値に512
を加える演算をステップS78で行なうことにより10
ビットのデジタル画像信号と等しい値に変換する。そし
て、ステップS78にて変換されたアナログ信号が図1
に示されるコンパレータ68に出力される。
【0018】さらに、入力された2ビットが10でない
とステップS76において判断された場合は、残る2ビ
ットの組み合わせは11であり、10ビットのデジタル
画像信号の10桁目と9桁目のビットが共に立っている
ことを意味する。これは10進数で768であるので、
アナログ信号の値に768を加える演算をステップS8
0で行なうことにより10ビットのデジタル画像信号と
等しい値に変換する。そして、ステップS80にて変換
されたアナログ信号が図1に示されるコンパレータ68
に出力される。
【0019】以上第一実施例を説明してきたが、本実施
例においては、従来の画像信号処理部に加算を行なう演
算器58を加えるのみの構成であるので、より回路構成
が簡単となる。また演算器58は、図示しない中央演算
処理装置(CPU)にその働きを代用させることもでき
る。
【0020】次に、本発明の第二実施例を図4及び図5
に基づいて説明する。
【0021】本第二実施例では、画像信号処理部16以
外の構成は第一実施例と同様である。図4に示されるの
は第二実施例の画像信号処理部16の構成である。画像
信号処理部16における画像信号の処理は、図示しない
中央演算処理装置(CPU)により制御される。まず、
図3に示される原稿読み取り装置14から画像信号処理
部16に入力された8ビットのデジタル画像信号が、図
3に示されるカラー複写機10の記録画像の濃度階調特
性を考慮して、入力画像信号と記録画像の濃度が一致す
るように対応付けられた補正テーブルであるLUT82
により10ビットのデジタル画像信号に補正される。こ
のLUT82はデジタル画像信号補正手段に対応する。
補正された10ビットのデジタル画像信号の上位の8ビ
ットは、D/Aコンバータに対応する8ビットD/Aコ
ンバータ84によりデジタル信号からアナログ信号に変
換された後アナログ信号変換手段に対応する演算器86
に入力され、下位2ビットは演算器86に直接入力され
る。ここで、LUT82から8ビットのデジタル信号が
8ビットD/Aコンバータ84に出力されるのは、8桁
のビットが8ビットD/Aコンバータ84の処理能力で
あるという理由による。また、LUT82から8ビット
D/Aコンバータ84に出力された8ビット以外の2ビ
ットのデジタル信号が演算器86に出力されるのは、こ
の2ビットの値を元にアナログ信号を10ビットのデジ
タル画像信号と等しい値に変換するためである。演算器
86は、アナログ信号の値を4倍して10ビットのデジ
タル画像信号の値との桁合わせを行なう乗算器88と、
下位2ビットのデジタル信号の値に基づいてアナログ信
号を補正する値を選択するセレクタ90と、セレクタ9
0にて決定された値を電気的に補正して10ビットのデ
ジタル画像信号と等しい値のアナログ信号に変換する補
正器92a〜92cを備える。ここで、乗算器88にて
アナログ信号の値を4倍するのは、アナログ信号に変換
されるのが10ビットのデジタル画像信号の上位8ビッ
ト、すなわち10ビットのデジタル画像信号の値を2桁
落とした値であり、これは10進数で元の値の4分の1
であるという理由による。演算器86における具体的な
演算内容は後述する。
【0022】三角波発生器94は、パルス幅変調された
画像信号を得るための所定周期のパターン信号としての
三角波を発生する。この三角波の振幅は、0からLUT
82にて変換された画像信号の最大値である1023に
設定されている。この三角波発生器94及びLUT8
2、8ビットD/Aコンバータ84・演算器86からの
出力は、クロック信号発生器96から発せられるクロッ
ク信号により同期が取られる。そしてコンパレータ98
は、演算器86から入力されるアナログ信号の値と、三
角波発生器94から入力される三角波の値とを比較し
て、パルス幅変調された画像信号を図3に示されるレー
ザビーム走査装置22に出力する。
【0023】また図5は、図4に示される演算器86の
内部動作をフローチャートで説明したものである。演算
器86では最初にステップS100において、入力され
たアナログ信号の値を4倍して10ビットのデジタル画
像信号の値との桁合わせが行なわれる。次にステップS
102において、10ビットのデジタル画像信号の中か
ら直接入力された下位2ビットである2桁目のビットと
1桁目のビットが共に0であるか否か、すなわち入力さ
れた2ビットが00であるか否かが調べられる。その結
果入力された2ビットが00であると判断された場合、
10ビットのデジタル画像信号の上位8桁が変換され、
値が4倍されたアナログ信号の値はすなわち10ビット
のデジタル画像信号と等しい値である。従って、演算器
86に入力されたアナログ信号はそのまま図4に示され
るコンパレータ98に出力される。
【0024】ステップS102において、入力された2
ビットが00でないと判断された場合は、ステップS1
04において今度は01であるか否かが調べられる。そ
の結果01であると判断された場合、10ビットのデジ
タル画像信号は2桁目と1桁目のビットの内、1桁目の
ビットのみが立っていることを意味する。これは10進
数で1であるので、アナログ信号の値を1増加させる電
気的な補正をステップS106で行なうことにより10
ビットのデジタル画像信号と等しい値に変換する。そし
て、ステップS106にて変換されたアナログ信号が図
4に示されるコンパレータ98に出力される。
【0025】ステップS104において、入力された2
ビットが01でないと判断された場合は、ステップS1
08において2ビットが10であるか否かが調べられ
る。その結果10であると判断された場合、10ビット
のデジタル画像信号は2桁目と1桁目のビットの内、2
桁目のビットのみが立っていることを意味する。これは
10進数で2であるので、アナログ信号の値を2増加さ
せる電気的な補正をステップS110で行なうことによ
り10ビットのデジタル画像信号と等しい値に変換す
る。そして、ステップS110にて変換されたアナログ
信号が図4に示されるコンパレータ98に出力される。
【0026】さらに、入力された2ビットが10でない
とステップS108において判断された場合は、残る2
ビットの組み合わせは11であり、10ビットのデジタ
ル画像信号の2桁目と1桁目のビットが共に立っている
ことを意味する。これは10進数で3であるので、アナ
ログ信号の値を3増加させる電気的な補正をステップS
112で行なうことにより10ビットのデジタル画像信
号と等しい値に変換する。そして、ステップS110に
て変換されたアナログ信号が図4に示されるコンパレー
タ98に出力される。
【0027】以上第二実施例を説明してきたが、本実施
例においては、演算器86に入力されたアナログ信号に
対する演算が、乗算及び信号の電気的な補正であるため
加算回路を必要とせず、演算器86の回路設計が容易で
ある。また演算器86は、第一実施例と同様図示しない
中央演算処理装置(CPU)にその働きを代用させるこ
とができる。
【0028】尚、本発明は上記2つの実施例に限定され
るものではない。例えば、入力画像信号に対するLUT
での補正ビット数は10ビットに限定されず、D/Aコ
ンバータの変換処理ビット数や入力画像信号のビット数
も任意に設定可能である。
【0029】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、入
力画像信号のビット数より分解能の高いD/Aコンバー
タを用いなくても、階調数を減ずることなく入力画像信
号と記録画像の濃度が一致するため、再現性の高い記録
画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一実施例の画像信号処理部の構成を示す構成
図である。
【図2】演算器58の動作の流れを示すフローチャート
である。
【図3】本発明を適用した画像処理装置の構成を示す構
成図である。
【図4】第二実施例の画像信号処理部の構成を示す構成
図である。
【図5】演算器86の動作の流れを示すフローチャート
である。
【図6】従来の画像処理装置の画像信号処理部の一例を
示す構成図である。
【図7】Db/Dsの値に応じた入力画像信号に対する
記録画像の濃度値を示すグラフである。
【図8】従来の画像処理装置の入力画像信号を他の画像
信号に変換する一例を示す説明図である。
【符号の説明】
10 カラー複写機 12 原稿 14 原稿読み取り装置 16 画像信号処理部 18 感光体 20 帯電器 22 レーザビーム走査装置 24a〜24d 現像器 26 回転現像器 28 転写帯電器 30 用紙 32 クリーナー 34 前露光器 36 転写ドラム 38 給紙カセット 40 用紙搬送路 42a〜42d 用紙搬送ローラ 44 吸着用帯電器 46 剥離用帯電器 48 剥離爪 50 定着器 52a・52b 除電用帯電器 54 LUT 56 8ビットD/Aコンバータ 58 演算器 60 セレクタ 62a〜62c 加算器 64 三角波発生器 66 クロック信号発生器 68 コンパレータ 82 LUT 84 8ビットD/Aコンバータ 86 演算器 88 乗算器 90 セレクタ 92a〜92c 補正器 94 三角波発生器 96 クロック信号発生器 98 コンパレータ 200 画像処理部 202 LUT 204 mビットD/Aコンバータ 206 三角波発生器 208 クロック信号発生器 210 コンパレータ 212 レーザビーム走査装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力されたデジタル画像信号に基づくア
    ナログ信号と所定周期のパターン信号とを比較して得ら
    れるパルス幅変調された画像信号に従って記録画像を形
    成する画像処理装置において、 前記入力されたデジタル画像信号の濃度値をその濃度値
    に基づいて補正するデジタル画像信号補正手段と、 前記デジタル画像信号補正手段により補正されたデジタ
    ル画像信号の中から所定ビット数のデジタル信号をアナ
    ログ信号に変換するD/Aコンバータと、 前記D/Aコンバータによる変換がされないデジタル信
    号の値に基づいて前記D/Aコンバータにより変換され
    たアナログ信号の値を変換するアナログ信号変換手段と
    を備えることを特徴とする画像処理装置。
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