JPS60125060A - 画像信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、デジタル複写機や電子ファイル等において画
像信号に対して、２値化、または、それ以上の多値化を
行なう画像信号処理装置に関する。

従来、この種の回路は両信号と基準信号とを比較する比
較回路よりなり、基準信号値を可変とすることにより出
力画像の濃淡の調整を、また、基準信号値を画像信号に
同期して所定の規則をもって変化するととＫより疑似中
間調の処理を行なうものであった。

第１図は、その従来の画像信号処理回路の例を示す構成
図である。

破綜で囲ったブロック１，２は２値化のためのブロック
であり、このブロックの数を増やす事により多値、例え
ば、６値化、４値化に対応した処理を行なう。比較回路
１０．２０は多値の画像入力信号とセレクタ１１．２１
から出力される多値の基準信号とを比較し２値化を行な
い比較結果を出力する。

セレクタ１１．２１は、固定値の基準信号か疑似中間調
処理用の基準信号のいずれかをスイッチ４等の選択信号
により切り換えるための切り換え回路である。ラッチ回
路１３．’２３は比較する固定値の基準信号を発生させ
るための回路であり例えばＣＰＵやスイッチ等の２値化
のスライス・レベルをセットする。

ディザＲＯＭＩ　２．２２は疑似中間調処理のための基
準信号を好ましくは複数通り記憶したメモリであシ、あ
らかじめ所定のパターン（ディザパターン）を記憶して
おく。主走査カウンタ３０は、この比較する画像信号に
同期して動作し、主走査方向の同期をとるためのカウン
タである。ラッチ回路６２は、ディザＦｔＯＭ１２．２
２の複数パターンのうちのひとつを例えば画質に応じて
選択する為の回路である。

第１図の回路構成によれば、多値処理を行なう場合、ブ
ロック１，２がその多値処理に応じた数（３値の時は２
つ、４値の時は６つａｔｅ　）だけ必要となシ回路の規
模が大きくなるという欠点がある０ また、２進数で００．０１．１０．１１のような多値信
号変換をする場合には上記ブロックから出力される２値
化画像出力をエンコードして対処するしかなく非常に大
規模な回路となるので実用的でないという欠点もある。

また、比較回路を用いて１４ビツト、１６ビツトといっ
たデータ量の多い画像信号を扱う場合には回路が縦列接
続となり遅延時間が加算されるので高速処理には不利で
あるという欠点もある。さらにこれを対処するために、
高速なロジック素子を用いることが考えられるがコスト
が非常に高くなるという欠点もある。

本発明は、上述の欠点に鑑み、比較回路を使用せずに多
値化にも容易に対応可能で、かつ、ロー・コスト、高速
化可能な画像信号処理装置を提供することを目的とし、
詳しくは、画像信号に対する２値又はそれ以上の多値情
報を記憶しているメモリを画像信号にてアドレスするこ
とにより画像信号の２値化又はそれ以上の多値化を行な
う画像信号処理装置を提供することを目的とする。

以下、図面を用−て本発明を更に詳細に説明する。

第２図は本発明を適用したデジタル複写機の構造を示す
図である。Ａは複写すべき原稿を光電変換して読取るリ
ーダ、ＢはリーダＡから出力される画像信号に基づいて
被記録材上に画像記録を行なうプリンタである。リーダ
Ａにおいて、複写すべき原稿は原稿ガラス８３上に下向
きに置かれ１その載置基準は正面から見て左奥側にある
。その原稿は原稿カバー８４によって原稿ガラス上に押
えつけられる。原稿は螢光対ランプ８２により　Ｉ１１
射され、その反射光はミラー８５，８フとレンズ８６を
介して、ＣＣＤ８１の面上に集光するよう光路が形成さ
れている。そしてこのミラー８７とミ２−８５は２：ｌ
の相対速度で移動するようになっている。この光学ユニ
ットはＤＣサーボモータによってＰＬＬをかけながら一
定速度で左からｓａ／ｓｅｃである。この副走査方向の
解像度は１６Ｌｉｎｅｓ／絹である０処理できる原稿の
大きさはＡ５〜Ａ３サイズまであシ、原稿の載置方向は
Ａ　ａ　＋　Ｂ　５ｅ　Ａ　４の各サイズが縦１攬きで
％Ｂ４．Ａ３サイズが横置きでおる。

次に主走査方向について、主走査ｒｌは前記の原稿載置
向きによって最大人４サイズのヨコ巾２９７關となる。

そして、これを１６ｐｅＬ／ａｍで解像するために、Ｃ
ＣＤ８１のビット数として４７５２（＝２９’？×１６
）ビット必要となる。

次に第２図に於いて、リーダＡの下に置かれて−るプリ
ンタＢの＆観について説明する。リーダＡで処理されビ
ット・シリアルになった画像信号はプリンタＢのレーザ
走査光学系ユニット１０５に入力される。このユニット
は半導体レーザ、コリメータレンズ、回転多面体ミラー
、Ｆ０レンズ。

倒れ補正光学系よシ成っている。リーダからの画像信号
は半導体レーザに印加され電気−光変換されその発散す
るレーザ光をコリメータレンズで平行光とし、高速で回
転する多面体ミラーに照射され、レーザ光をそれによっ
て感光体８８に走査する。この多面体ミラーの回転数は
２．６０　Ｏｒｐｍで回されて−る。そして、その走査
中は約４００５ｍで、有効画像中はＡ４ヨコ寸法の２９
７　Ｕｌである。従ってこの時の半導体レーザに印加す
る信号周波数は約２０　ＭＨｚ（ＮＲｚ　）である。こ
のユニットからのレーザ光はミラー１０４を介して感光
体８８に入射される。

この感光体８日は一例として導電層−感光層−絶縁層の
３層からなる。従って、これに像形成を可能トさせるプ
ロセスコンポーネントが配置されている。８９は前除電
器、９０は前除電ランプ、９１は一次帯電器、９２は二
次帯電器、９３は前面露光ランプ、９４は現像器、９５
は給紙カセット、９６は給紙ローラ、９７は給紙ガイド
−９８はレジスト・ローラ、９９は転写帯電器、１００
は分離ローラ、１０１は搬送ガイド、１０２は定着器、
１０３はトレーである。感光体８８及び搬送系の速度は
リーダＡの往路と同じ（１８０ｍ／ｓｅｃである。従っ
て、リーダＡとプリンタＢを組合せてコピーをとる時の
速度はＡ４で３０枚／分となる。又、プリンタＢは感光
ドラム８８に！着したコピー紙を分離するのに手前側に
分離ベルトを用いているが１その為にそのベルト申分の
ｉｌ！ＩＩ像が欠ける。もし、その申分にもイ目号を乗
せてしまうと現像をしてしまい、そのトナーによって分
離ベルトが汚れ、以後の紙にも汚れをつけてしまう結果
になるので、予めリーダＡ側でこの分離ベルト申分８１
１！にはプリント出力のビデオ−気信号をカットするよ
うにしておる。又、コピー紙の先端にトナーが付着して
いると定着する際、定着ローラに巻き付きジャムの原因
になるので、紙の先端２１０Ｉ巾だけトナーが付着しな
一様同じく一気信号をリーダＡ側でカットしている。

本例の複写装置はＦＩＩＪ像編集等のインテリジェント
を持つが、このインテリジェンシはリーダＡ側で、ＣＣ
Ｄ８１で読取りた信号を加工して行なっておシ、リーダ
Ａから出力される段階ではいかなる場合に於いても、一
定ビツト数（４７５２）で一定速度の信号が出るように
なって−る。インテリジェンシの機能としては、０．５
→２．０倍の範囲の任意の倍率に拡大／縮小すること、
指定された饋域のみ画像を抜き出すトリミング機能、ト
リミングされた像をコピー紙上の任意の場所に移動させ
る移動機能、原稿台に置かれている原稿を認識する機能
等がある。その他、キー指定によシデイザ処理を用−た
疑似中間調処理機能、ＡＥｆｉ能がある。更にはこれら
の個々のインテリジェント機能を組合せた複合機能を有
する。

第３図は、リーダＡにおける読取１百号処理に係る回路
構成の例を示すブロック図である。ＩＱ桐４０は光源、
例えば螢光灯で照明され、その原稿像は光学レンズ４１
によって一次元アレイ・センサ４２上１例えにＣＣＵに
結像される。原稿４０はＣＣＤ４２の読み取シ走査方向
（主走査方向）に電気的に走査され、不図示の副走査駆
動系による原稿上の走査位置の移動（副走査）によシ原
槁４０は図示の副走査方向に順次走査され全体像が読み
取られる。

ＣＣＤドライバ４３は発振回路４４よルの発振出力を分
局処理する等してＣＣＤ４２の駆動タイミンクを生成す
る回路である０また、ＣＣＤドライバ４３はＣ０Ｄ４２
の画素読み出しに対応したクリック（ｗＩ像ジクロツク
）及び、主走査１２イン毎の同期信号（主走査同期信号
）を出力するＯ増幅回路４５はＣＣＤ４２よ多出力され
るアナログｉ！！！ｉ像信号を増幅するための回路であ
シ、増幅されたアナログ画像信号はＡ／Ｄ変換回路４６
でアナログ−デジタル信号変換される。このデジタル画
像信号は画信号変換回路４７棹入力され、単゛なる２値
化、疑似中間調処理による２値化、又は、それ以上の多
値化処理をされる。

スイッチ４８は疑似中間調処理をするか否かの選択指定
を行なう為のスイッチであシ、濃度スイッチ４９は２値
化又は多値化に際して画像濃度をどの程度で処理するか
を指定する為のスイッチである。濃度スイッチ４９は例
えば、複写装置におけるオペレータによ多動作される複
写濃度を指定する濃度レバーに対応したものである。

次に第４図〜第１０図を使用して本発明による画信号変
換回路４７の動作原理について説明する。

第４図は％２値化又は多値化処理のための基本的な回路
を示す図である。

メモリ５０はランダム・アクセス可能なメモリであル、
アドレス信号線５１に接続された信号により決定される
アドレスに書き込まれたデータを任意に読み出し可能の
ものである。例えに１インテル社のＥＰＲＯＭ　２７３
２Ａ　ｓスタティクＲＡＭｚｘａｓ等が使用可能である
。ＥＰＲＯＭ、マスクＲＯＭ等の不揮発性メ毫りを使用
する場合には後述するパターンをあらかじめデータとし
て書き込んでおけによい。一方、スタティク）ｔ　Ａ　
Ｍ等の揮発性メモリを使用する場合には電源オン毎に必
ずパターン・データを書き込むためのハードウェアを追
加する必要があるが、パターンを任意に変更可能である
というメリットが生ずる。

アドレス信号４Ｉｉ１５１に線処理すべきデジタル圃像
信号を接続し、これによシメモリ５０をアドレスしてデ
ータ信号線５２よシ２値化又は多値化変換された画像出
力を得る。

第５図を用ψ、２値化信号を得る場合の説明を行なう。

横軸は入力画像データ値、縦軸は出力画像データ値を示
す。入力画像データは２進で８ビツト、従りてｌＯ進で
０〜２５５ｔでの値をとシ、値０が白レベル、仏２５６
が黒レベルを表わすものとする。出力画像データはＯが
白、ｌが黒とする。

入力画像データとアドレス信号ＩＭ５１を入力画像デー
タ値とメモリ５０のアドレスが一致するように接続して
おき、そのアドレスに対応したメモリに予しめ０．１の
パターンを書き込んでお−くことによル２値化を行なう
。

第５図において（ａ）は濃い濃度の画像出力、（ｂ）は
中程度の画像出力、（Ｃ）は薄い濃度の画像、出力を得
るためのメモリに書き込む夫々のパターンを示している
。

第５図（ａ）においては、入力画像データ値が値０に近
−ところで出力画像データ値が値０から値ｌに変化する
ため出力画像データ中に占める値１（黒）の割合が増加
するために濃−画像となる。同様に第５図（ｂ）におい
ては入力−像データ値が中心値、（Ｃ）にお―ては値２
５５にそれぞれ近いところで値Ｏから値ｌに変化してい
るので、夫々中程度の画像出カー薄−ｉ＃像出力となる
０ 第６図は、４値化の場合の説明図である。

入力画像データは２進で８ビツト、出力雫像が２進で２
ビット即ち、ｌＯ進でＯｔ　１　ｔ　２　ｔ　３の４値
となる場合の例である０ 第６図における（匈ｔ　（ｂ）　、　（Ｃ）はそれぞれ
リニアに４値化した場合であり、第５図同様入力画像デ
ータ値に対ｈｔ＞　したメモリ５０のアドレスのデータ
に００．０１．１０，１１のパターンを書き込んでおけ
ば良い。第６図（ａ）は中程度の濃度のｊｉｉｌ像出力
、（ｂ）は濃−濃度の画像出力、（Ｃ）は彷い濃度のｌ
ｉ！Ｉ像邑力となる。

第６図にお−ては、リニアに４値化を行なう例を示した
が視覚上の補正−わゆるγ補正や視覚的効果を目的とし
た置換を加味して多値化を行なう事も可能である。

第７図れ、こうした変換の例である。図中の曲Ｉｖ１１
ａ　ｅ　ｂ　ｒ　Ｃｅ　ｄ　ｔ　ｅの順に入力に対し出
力の画像濃度が濃くなる。従って、この変換を第６図の
４値化に適応してメモリ５０のデータを変更すれば４値
化と同時に画像変換も達成されるというメリットが生ず
る。

また１上記のインテル社のＥＰＲＯＭ２７３２Ａの場合
等はアドレス線が１２本（４にバイト）データ線が８本
（８ビツト）であるので入力画像信号を８ビツトとした
場合にアドレス線が４本、また２値化の場合にはデータ
線が７ビツト余剰となる。

これらの余剰な部分に第５図（ａ）　、　（ｂ）　、　
（ｃ）の如く、異なった２値化パターンを複数棟書き込
んでおき、これを余剰なアドレス線によるセレクト信号
にて選択することによシ、２値化の際の濃度を変えるタ
ーンが選択可能になる。

第８図はメモリ５０に書き込む具体的なデータの例を示
す図である。入力画像信号が８ビツトで２値化を行なう
例について書いである。データ８ビツトはビット毎に分
割し、それぞれにパターンを書き込んである。０ビツト
目から７ビツト目に−くにつれて濃−画像出力となるよ
うなパターンが例として書−である。前述の如く、余剰
なアドレス信号線を使用する場合にはＮ例えば上位４ビ
ツトをセレクト信号、下位８ビツトを画像信号に割シつ
けアドレス線「００００××××××××」、「。

００１ＸＸＸＸＸＸＸＸＪ−−−−、−−のようなアド
レスに対して第８図と同様のパターンを複数連ル作成す
れば良−０これによル、セレクト信号の値を変えること
によシ、同一画像信号に対する２値化出力が変化する。

次に、疑似中間調処理について説明する。

第９図はいわゆるディザ法による閾値マトリクス（ＳＸ
Ｓ　）の例である。入力画像信号を８ビツトとした場合
にその値は０〜２５５となるので、入力画像信号と比較
して２値化する際に、それ以に 上の値となった時黒と判定する閾値が図の如く配置 列されて−る。従１来、このマトリクスを）ＬＯＭ等に
書ψておき画像クロック、主走査同期信号に同期してＲ
ＯＭからデータを呼び出し、比較器で入力画像信号と順
次比較して疑似中間調による２値化を行なりていた。

本実施例は上記の２値化、多値化方法を応用し、第９図
中のマトリクスの６４エレメントの各々に対し、メモリ
５ｏに入力画像信号０〜２５５に対応する２値化または
多値化のためのパターンを作成するとともに、マトリク
ス選択の１ｄ号線をアドレスとして追加し、信号線に対
シロして配置することによシ疑似中間調処理を行なうも
のである。

９１０図が共体的なメモ＋７５０の記憶自答の例である
。

メモリ５０の下位８ビツトアドレスに入カｉｌ！１像信
号を、上位６ピツトに８Ｘ８のマトリクスのエレメント
信号として副走査アドレス信号、主走査アドレス信号を
各々３ビツト接続した場合である。

と この場合にはアドレス線か１４本ｔなるので１６に×８
ビットのＥＰＲＵＭインテル社の２７１２８等が使用可
能である。

副走査アドレス信号、主走査アドレス信号で決定される
マトリクス番号０〜６３の夫々に対し、画像信号０〜２
５５に対する第８図で示したパターンと同様のパターン
を書き込んでおけばよ≠。

また、データは８ビツトちるので第７図のような変換を
第９図のマトリクス・データもしくは、入力画像データ
値に対して適用した上で２値化したデータを各ビット毎
に書き込んである。こうすることによシ、疑似中間調処
理による濃口のｌＩ！Ｊｌ像出力、薄目の画像出力が可
能になる。

さらに前述の２値化と同様にメモリ５０のアドレス信号
線を増加してこれをセレクト信号として用−れ１２ｗ数
パターンの遺沢が可能となる。また２値以上の多値出力
を必要とする場合には、データ８ビツト中の故ビットを
選択する様に構成する。

上記説明の固定閾値処理及びディザ法による疑似中間調
処理のためのメモリを応用した画信号変換回路４７の例
を示す。

第１１図は、固定闇値とディザ法による疑似中間調処理
を可能にした一信号変換回路４７の構成例でちる。ディ
ザ固定スライスＲＯＭ６０は前述の固定閾値処理及び疑
似中間調処理のパターンを両者とも記憶したメモリであ
シ、これを切シ換えることによシいずれの処理にも対応
している。データは複数ビット使用し、例えば８ビツト
の場合には固定闇値用Ｃ８に４ビツト、ディザ用ＤＳに
４ビツトのように分割して使用し、同時に８ビツト出力
する。この出力は中間調指定スイッチ４８の動作によシ
セレクト動作するセレクタ６１で例えば２値の場合ｌビ
ット、４値の場合は２ビツト選択され画像出力となる。

セレクタ６１は、固定閾値、ディザの選択及びＭ３図の
濃度スイッチ４９に対応した濃度選択の役割を行なう。

尚、第１１図の例では濃度スイッチ４９よシの濃度信号
は、上記説明のようにディザ固定スライスＲＣ）Ａ４６
０のアドレス信号に直接接続されて−る。

ディザ固定スライスＲＯＭ６０に与えるアドレス信号は
、ディザの場合にはディザマトリクスのエレメント選択
信号を入力画像データに同期して与え、また固定閾値処
理の場合は固定アドレス信号を与えねばならないので、
固定スライス処理とディザ処理とでアドレスの与え方を
エレメント選択信号分変える必要がある。このアドレス
信号を処理に応じて切ル換えるのがセレクタ６１と同様
に中間調指定スイッチ４８で動作するセレクタ６５であ
る。セレクタ６５は、固定スライス時には濃度微調５Ｗ
６２の信号を選択し、ディザ時には副走査カウンタ６３
、主走査カウンタ６４のディザマトリクス選択信号を選
択する。

尚、濃度微調スイッチ６２は濃度スイッチ４９よシさら
に細かな濃度調節を行なうためのものであル、濃度スイ
ッチ４９からの濃度信号とともにディザ固定スライスＲ
ＯＭ６０のアドレス線に接続される。

第１１−図の例にお−てディザ処理の種類を増加させる
場合、ディザ、固定スライスＲ（５Ｍの容量が大容量と
なる。そこで、まず第７図に示す補正によル濃度信号に
よる画像処理を行なうように構成したのが第１２図の実
施例である。

補正ＲＣｉＭ７ｏは、第７図のような入力信号の特性の
補正を行なうためのメモリである。やはシ、第４図の様
な、メモリでｓｂ、アドレス信号線に入力画像信号と濃
度信号とを接続し、画信号で決定されるアドレスに演算
した結果を記憶しておく。

データを書き込んでおく。この場合面ａ−ｅの選択は濃
度スイッチ４９からの濃度信号によシ行なう。

ディザ固定スライスＨσＭ７１は、第１１図のディザ固
定スライスＲＯＭと同様のメモリであるが、この場合、
濃度選択を予じめ補正ＲＯＭ　７．０で行なうのでよシ
小ざな容量のものが使用可能になる。

セレクタ７２、濃度ＳＷ７３、主走査カランタフ４、副
走査カウンタ７５、セレクタ７６は、それぞれ第１１図
中の６１．６２．６３．６４．６５と同様のものである
。

第１３図は原稿画像濃度、例えば原稿の地肌レベルに応
じて、２値化又はそれ以上多値化動作を異ならせ原稿画
像を良好に再現する機能を備えた他の実施例の画信号変
換回路４７の構成例である。

第１３図にお−て第１１図と同一機能のものには同一符
号を付しである。第１１図と異なるのは、濃度微調スイ
ッチ６２に代えて、濃度ディテクタ６６をセレクタ６５
の入力に接続した点である。

濃度ディテクタ６６にはＡ／Ｄ変換回路４６からの画像
信号が入力する。そして、この画像信号の１ライン毎の
ピーク値（白ピーク及び／または黒ピーク）を検知し、
これによル、ｌライン毎の画像信号の内容を判別し、画
像信号に応じた２値又は多値化出力を得るための検知信
号をセレクタ６５に入力する。

セレクト信号によ〕固定閾値処理が選択されて−ると、
セレクタ６５は濃度ディテクタ６６からの検知信号を選
択し、ディザ固定スライスＲＯＭ６０のセレクト信号と
して、この検知信号をアドレス線に出力する。従って、
前述の如くディザ固定スライスＲＯＭ６０はこのアドレ
ス線上の検知信号にて画像信号に対する適切な２値又は
それ以上の、多値データが選択されることになる。尚、
濃度ディテクタ６６は複数ラインのピーク値をもとに検
知信号を形成してもよいし１また、原稿の実際の読取以
前に、原稿の予備スキャンを行ない、原稿全面の画像状
態をもとに検知信号を形成してもよ−。また更には、第
１１図のｍ度微調スイッチ６２と第１３図の濃度ディテ
クタ６６をともに設けて、必要に応じて選択可能に構成
してもよい。

これによると、Ｉ［！ｌｉ像に適した２値又はそれ以上
の多値化がよシ良好に実行できるものである。

尚、以上の実施例では中間調処理と一固定閾値処理の選
択をスイッチ４８でオペレータによシ行なう様にしたが
、画像の状態を読取信号にて判断し、中間調画像か線画
かによ）セレクト信号を自動的に切換える様にしてもよ
い。こうすると、中間調画像とｉｌｊ画の混在した画像
の処理も良好に実行できるものである。

また、デジタル複写機の他、ファクシミリ、電子ファイ
ル等にも以上説明の画像信号処理を適用できることは言
うまでもない。

以上説明した様に、本発明によると画像信号の２値又は
それ以上の多値化動作を、簡易な構成で低コストに且つ
高速に達成するこＬができ、画像処理の効率を高めるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の画像信号処理回路の構成を示す図、第２
図は本発明を適用したデジタル複写機の構造を示す図、
第３図は本発明による読取信号処理に係る回路構成の一
例を示すブロック図、第４図は本発明の基本回路を説明
する図、第５図は２値化動作を示す図、第６図は４値化
動作を示す図、第７図は画信号の補正動作を示す図、第
８図はメモリに書込まれるデータ例を示す図、第９図は
閾値マトリクスの例を示す図、第１０図はメモリに書込
まれる他のデータ例を示す図、Ｍ　１１図、第１２図及
び！１３図は画信号変換回路の構成例を示すブロック図
であル、４０は原稿、４２はＣＣＩＪ。 ４６は〜巾変換回路、４フは画信号変換回路、５０はメ
モリ、６０及び７１はディザ固定スライスＲＯＭ、６１
．６５，７２及び７６はセレクタである。 １吏」ト了片Ｌス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画像信号に対する２値又はそれ以上の多値情報を記憶し
   ているメモリを、画像信号にてアドレスすることにより
   画像信号の２値化又はそれ以上の多値化を行なうことを
   特徴とする画像信号処理装置。