JPS60125065A - 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値化又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、この種の回路は画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。

破線で囲ったブロック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ハＣＰＵ　ヤｘイッチ等で２値化の
スライス・レベルをセットする。

デ（ｆＲＯＭ１２．２２は疑似中間調処理のための基準
信号を好ましくは複数進９記憶したメそりであり、予め
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′５ｏ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ＲＯＭ　’１２　、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ｅｔｃ　）だけ必要となり回路の規
模が大きくなるという欠点がある。

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方される２
値化画像出方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１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と該画像信号に対応
したエレメント信号とでアドレスするととＫより疑似中
間調再現のための２値又はそれ以上の多値出方を得る画
像信号処理装置を提供することを目的とする。

以下１図面を用−て本発明を更に詳細に説明するＯ ｊｇ２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は複写ず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−
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、その載置基準は正曲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。原稿は螢光灯ランプ８２によシ照射さ
れ、その反射光はミラー８５．　、８　’ｉ’とレンズ
８６を介して、ＣＣＤ８１の面上に集光するよう光路が
ｊｂ成されて−る。そしてこのミ２−８７とミラー８５
は２：ｌの相対速度で移動するようになって−る。この
光学ユニットはＤＣＣサーボ−タによってＰＬＬをかけ
ながら一定速度で左から右へ移動する。この移動速度は
原稿を照射して−る往路は等倍時１８０＋４／ｓｅｃで
、戻シの復路は４６８ｇｕｍ／ｓｅｃである。この副走
査方向の解像度は１ａｔｉｎｅｓ／ｍである。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Ａ５．Ｂ５．Ａ４の各サイズが縦置きで、Ｂ４
．Ａ３サイーズが桶置きである。

次に主走査方向につ−て、主走査中は前記の原稿載置向
きによって最大Ａ４サイズのヨコ巾２９７闘となる。そ
して、これを１６　ｐｅｔ　、／ｎで解像するために、
ＣＣＤ８１のビット数として４７５２（＝２９７×１６
）ビット必要となる。

次に勝２図に於いて、リーダＡの下に置かれているプリ
ンタＢの概観につψ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）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
、Ｆθ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ＩＩ光１４．８８に走査する。この多面体ミラーの同
転数は２．６０　Ｏｒｐｍで回されている。そして、そ
の走査ｒｌは約４００罪で、有効画依巾はＡ４ヨコ寸法
の２９’ｉ’ｌＬＫであるＯ従ってこの時の牛導体レー
ザに印加する信号周波数は約２０　ＭＨｓ（ＮＲｚ　）
である。このユニットからのレーザ光はミ７−１０４を
介して感光体８８に入射される〇 この感光体８８は一例として導電層−感九層一絶縁層の
３層からなる。従って、これに像形成を可能とさせるプ
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、ｌＯＯ
は分離ローラ、ｌＯｌは搬送ガイド、ｌＯ２は定着器、
１０３はトレーである０感光体８８及び搬送系の速度は
り−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・−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に密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−ているが、その為にそのベルト申
分の画像が欠ける。もし、その申分にも信号を乗せてし
１つ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８１ＩＩ＋
にはプリント出力のビデオ電気信号をカットするように
しである。又、コピー紙の先端にトナーが付着してψ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２關巾だけトナーが付着しない様同じ
く電気信号なリーダＡ側でカットしている。

本例の複写装置は幽＠編集等のインテリジェンシを持つ
が、このインテリジェンシはり−ダＡＭで、ＣＣＤ８１
で読取っ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
ψる。インテリジェンシの機能としては、０５→２．０
倍の範囲の任意の倍率に拡大／縮小すること１指定され
た領域のみｌｌ！ｉｉ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［Ｑする機能
等がある。その他、キー指定によ）ディザ処理を用いた
疑似中間調処理機能、ＡＥ機能がある。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における読取信号処理に係る回路構
成の例を示すブｎツク図である。原稿４０は光源、例え
ば警光灯で照明され、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、例えはＣＣＤに結像
される。原稿４０はＣＣＤ４２の読み取ル走査方向（主
走査方向）に電気的に走査され、不図示の副走査駆動系
による原穐上の走査位置の移動（副走査）により原稿４
０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よシの発振出力を分
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。また、ＣＣＤドライバ４３はＣＣＤ４２
のｗ１素読み出しに対応したクロック（画像クロック）
及び、主走査ｌライン毎の同期信号（主走査同期信号）
を出力する◇増幅回路４５はＣＣＤ４２よル田力される
アナログｍ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
像信号変換回路４７に入力され、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４日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り、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、瑣写装置におけるオペレータによシ動作される複
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−て説明する〇第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２ンダム・アクセス可能なメモリであシ、
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員し可能の
ものである。例えば１インテル社のＥＰＲＯＭ　２７３
２Ａ　％スタティク）ｔＡＭ２１２８等が使用可１＠で
ある。ＥＦＲＯＭ　、マスクＲＯＭ等の不揮発性メモリ
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ばよψ。一方、メタティクＲＡ
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−うメリットが生ずる。

アドレス信号ＩＭ５１には処理すべきデジタル画像信号
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ｌ１ｌｉｉ５２よ〕２値化又は多値化変換されたＩ
Ｉ像出力を得る。

第５図を用い、２値化１１号を得る場合の説明な行なう
。

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、従って１０進で
０Ｎ２５５までの値をとシ、値０が白しペ々、値２５５
が黒レベルを表わすものとする。出力画像データ４４ｏ
が白、ｌが黒とする。

入力Ｉ［！ｌｉ像データとアドレス信号＄ｊ５１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じめ
０．１のパターンを書き込んでおくことによシ２値化を
行なう。

第５図にお−て（ａ）は濃艶濃度の画像出力、（ｂ）は
中程度の画像出力、（Ｃ）はＭ−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≠ては、人力画像データ値が値Ｏに近
いところで出力ｖＪＪ像データ値が値０から値１に変化
するため出力画像データ中に占める値ｌ（黒）の割合が
増加するために濃い画像となる。同様に８５図（ｂ）に
おいては入力画像データ値が中心値、（Ｃ）におψては
値２５５にそれぞれ近−ところで値０から値１に変化し
ているので、夫々中程度の画像出力、薄い画像出力とな
るＯ 第６図は、４値化の場合の説明図であるＯ入力画像デー
タは２進で８ビツト、出力画像が２進で２ビット即ち、
１０進でＯｒ　１　ｔ　２ｔ　３の４値となる場合の例
である。

第６図における（場、　（ｂ）　、　（Ｃ）はそれぞれ
リニアに４値化した場合であシ、ｔＩｊ、５図同様人力
画像データ値に対応したメーモリ５０のアドレスのデー
タに００．０１，１０，１１のノくターンを書き込んで
おけば良ψ。第６図（ａ）は中程度の濃度の画像出力、
（ｂ）は濃−濃度の画像出力５（Ｃ）は薄り濃度の１１
！Ｉｌ像出力となる。

第６図においては、リニアに４値化を行なう例を示した
が視覚上の補正ψわゆるｒ補正や視覚的効果を目的とし
た置換を加昧して多値化を行なう事も可能である０ 第７図は、こうした変換の例でおる。図中の曲線ａ、ｂ
、ｃ、ｄ、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、上記のインテル社のＥＰＲＯＭ２フ３２Ａ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種書き込
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）、２値化の際の濃度を変える事
ができる。尚、この２フ３２Ａをメモリ５０として用い
た場合には２ＡＸ８＝１２８権類の２値化ノ（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
す図でおる。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）くターンを書き込んである００ビツ
ト目から７ビツト目に−〈につれて濃い画像出力となる
ようなパターンが例として書いである◇前述の如く一余
剰なアドレス信号線を使用する場合には、例えに上位４
ビツトをセレクト信号、下位８ビツトをｌｌ！ＩＩ像信
号に割シつけアドレス線「０ＯＯＯＸＸＸＸＸＸＸＸＪ
　、　「０００１ＸＸ：ＫＸＸＸＸＸＪ−−一−−・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
通シ作成すれば良ψ。これによシ、セレクト信号の値を
変えることによ）、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−て説明する。

ｊｌＩＱ図は−わゆるディザ法による閾値マトリクス（
８Ｘ８　）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ｔ＝ｔｏ〜２５５となるので１人力画像信
号と比較して２値化する際に１それ以上の値となった時
車と判定する閾値が図の如く配列されて―る。従来、こ
のマトリクスをＲＯＭ等に書いておき画像りｐツク、主
走査同期信号に同期してＲＯＭ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
？値化を行なって−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
５０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
ス選択の信号線をアドレスとして追加し、信号線に対応
して配置することによ〕疑似中間調処理を行なうもので
ある。

−第１０図が具体的なメモリ５０の記憶内容の例である
。

メモリ５０の下位８ビツトアドレスに入力ｌ［！１ｉｉ
４＆信号を、上位６ビツトに８×８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×８ビ
ットのＥＦＲＯＭ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Ｏ〜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い。

また１データは８ビツトあるので第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［１［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
処理による濃口の画像出力、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４ｍ
　＠　ＨＡを増加してこれをセレクト信号として用−れ
ば複数パターンの選択が可能となる。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ビツト中の数ビ
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一信号変換回路４７０例
を示す。

＃ｌＡｌ１図は、固定閾値とディザ法による疑似中間調
処理を可能にした画信号変換回路４）の構成例である。

ディザ固定スライスＩｔσＭ６ｏは前述の固定閾値処理
及び疑似中間調処理のパターンな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。データは複数ピット使用し、例えば８
ビツトの場合には固定閾値用Ｃ３Ｋ４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４日の動作
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１ピツト、４値の場合は２ピツト選択され画像出力と
なる。セレクタ６１は、固定閾値、ディザの選択及び第
３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Ｒ〇へ１６０
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らるＯこのアド
レス信号を°　処理に応じて切シ換えるのがセレクタ６
１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＠　Ｓ　Ｗ’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亀のであシ、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凡
ＯＭ６．０のアドレス線に按続蔓れる。

第ｘ１１Ｗの例におい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）ＬＯＭの容量が大容量と
なる。そこで、まず第７図に示す補正によシ濃度信号に
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ＲＯＭフ０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
メモリであ如、アドレス信号線に入力ｒｊＲ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０例えば入力画像−８ｔ信号８
ビット、出力画像信号８ビツトとし第７図のような入出
力特性となるにデータを書き込んでおく。この場合的ａ
　−ｅの選択は濃度スイッチ４９かもの濃度信号によシ
行なう。

ディザ固定スライスＲＯＭフ１は、第１１図のディザ固
定スライスＲＯＭ、！、同様のメモリであるが、この場
合、濃度選択を予じめ補正ＲｏＭｔ。

で行なうのでよシ小言な容置のものが使用可能になる。

セレクタ７２、濃度ＳＷ’ｙ　３、主走査カランタフ４
、副走査カランタフ５、セレクタ７６は、それぞれ第１
１図中の６１．６２，６３，６４，６５２ｖ４様のもの
である。

第１３図は原稿画像濃度、例えは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
像を良好に書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、り、ｌフィン毎のｍ像信号の内容を判別し、
画像信号に応じた２値又祉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。

セレクト信号によシ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上 定スライス）１０Ｍ６０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、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
を形成してもよ一〇また更には、ｔｊｇｌ１図の濃度＊
ｇ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１よい。

これによると、画像に適した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固定閾値処理の選択
をスイッチ４日でオペレータによシ行なう様にしたが、
両像の状態を読取信号にて判断し１中間調画像か線画か
によｈセレクト信号を自動的に切換える様にしてもよ−
。こうすると、中間調画像と線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ｍ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
高速に達成することができ、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／Ｉ／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図線本発明の基本回路を
説明する図、第５図線２値化動作を示す図、第６図は４
値化動作を示す図、第７図は画信号の捕正動作を示す図
１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、８１１図、第１２図
及び第１３図は画信号変換回路の構成例を示すブロック
図であシ、４０は原稿、４２はＣＯＤ。 ４６紘んΦ変換回路、４７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％　６
１　＃　６５　ｍフ２及び７６はセレクタである。 １吏」ト了片Ｌス 第１３品

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画像４Ｍ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と該画像信号に対応したエレ
   メント信号とでアドレスすることにより、疑似中間調再
   現のための２値又はそれ以上の多値出力を得ることを特
   徴とする画像イハ号処理装置。