JPS6210777A - 画像処理方法 - 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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は標本化、量子化された２次元画像データに対し
て画像処理を行い、画像サイズを変えて出力する画像処
理方法に関するものである。

［従来の技術］ デジタル複写機、デジタルファクシミリ等のテジタル画
像生成装置は、中間調画像を再現するためにディザ法や
濃度パターン法により階調を再現する方法が用いられて
いるが、この方法においては、原稿に線画や文字等が入
っている場合には、ディザ処理によりエツジが切れ切れ
になり、画質が低下する欠点があった。

このようなエツジの切れ切れを防止する方法として原画
像に１次元もしくは２次元のラプラシアンフィルタをか
け画像のエツジ部を強調する方法がある。

この方法は画像データにラプラシアン処理をすることに
より、エツジの下端でアンターシュートを、上端でオー
バーシュートを生じさせ、エツジ部でのデータが相対的
に大きくなり、その結果ディザ処理した後の２値化出力
でも出力装置への出力がＯＮ信号になる割合が高く、デ
ィザによるエツジの切れ切れが防止できるものである。

（日経エレクトロニクス　１９７８年５月１日号　Ｐ、
５０参照） ［発明が解決しようとする問題点コ しかし、画像の変倍処理を行なうと、同時にエツジ強調
された周波数帯も変倍の影響を受け、強調効果が薄れ、
良好な画質が得られないという欠点かあった。

［問題点を解決するための手段］ この問題を解決するための一手段として、例えば、たた
み込み演算を行なうフィルタのサイズが異なるものを複
数個用意し、画像の変倍に応じて前記フィルタを選択す
る選択手段を備える。

（作用］ かかる構成において、出力する画像の変倍サイズに合せ
てたたみ込み演算を行なうフィルタのサイズを切り換え
て演算処理することにより、元の画像に忠実な変倍画像
を再現することができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第２図は本発明に係る一実施例の画像記録装置（レーザ
プリンタ）の光学系説明図である。

図において、半導体レーザ１１より出た光ビーム１を回
転多面鏡１２で反射させて振り、感光体（感光ドラム）
２上を走査する。具体的には半導体レーザ１１により発
光され、変調された光ビームはまずコリメートレンズ１
６により絞ったり、また広げたりされた後、回転多面鏡
１２で反射され、この光ビームをｆθレンズ（結像レン
ズ）１３により等角速度運動から感光体２表面上での等
速直線運動に変換すると共に、光ビームを絞り込み、感
光体２上に結像され、図のＨ方向に光走査される。

このビーム走査に際して、光ビームの１ライン走査の先
端をミラー１４により反射させ１反射光をディテクタ（
検出器）１５←導く。このディクタ１５からの検出信号
はよく知られているような走査方向Ｈ（水平方向）の同
期信号として用いられる。

以上の光学系を有するレーザプリンタの信号処理形の概
略ブロック図を第１図に示す。

記録すべき画像情報は例えば入力記憶装置２２に内蔵さ
れる画像入力装置により読込まれ、記憶されるか、又は
、外部ＣＰＵ２０に接続されたディスク装置２１等に蓄
えられた画像情報を外部ＣＰＵ２０が読出し、本実施例
の入力・記憶装置２２に書込む、記録時にはこの人力・
記憶装置２２より８ビツト（２５６レベル）のデジタル
化された画像データが出力され、このデータはディザ回
路２３の閾値マトリクスの閾値と比較され、”　１　”
　、　”Ｏ”の２値出力として出力装置２４に出力され
る。また画素クロックジェネレータ２５からは出力装置
の１画素に対応した画素クロック３０が出力されており
、このクロック３０はディザ回路２３に供給されている
。またこのクロック３０は１／Ｈの周波数変換回路２６
を通して１／Ｎの周波数に変換され（分周され）、この
変換されたクロック信号は主走査方向クロック３１とし
て入力・記憶装置２２に供給されている。

一方、出力装置２４の第２図に示したディテクタ１５に
より検出された水平同期信号２８は、主走査方向カウン
タリセット信号として入力・記憶装置２２に入力される
。またこの水平同期信号２８は１／Ｎの周波数変換回路
２９にも入力され、ここでＩ／Ｎに分周された主走査方
向カウンタリセット信号３２して入力・記憶装置２２に
入力される。

以上の構成中の１／Ｈの周波数変換回路２６゜２９の分
周率をＮ＝１．２．３．・・・とすると出力装置に出力
される画像情報も元の（入力・記憶装置２２に記憶の）
画像の１倍、２倍、３倍、・・・と拡大することができ
る。

Ｎ＝１で拡大なしの時の各信号タイミングを第３図（Ａ
）に示す。

図示の如く出力画素クロック３０と主走査方向のクロッ
ク３１は同期しており、ディザ回路２３への入力画素デ
ータも出力画素の１クロツク毎に更新されている。また
副走査方向には副走査方向クロックと同期して、画像デ
ータが記憶装置２２から読み出される。

これに対してＮ＝２の時には、第３図（Ｂ）に示す如く
、主走査方向クロック３１は出力画素クロック３０の２
４ＶＪに１個の割合で出力されることになり、ディザ回
路２３への入力画素データも出力画素の２クロツク毎に
更新されることになる。

また副走査方向画素クロック２７も、主走査方向カウン
タリセット３２の２クロック分毎に出力されることにな
る。

ここで１／Ｎの周波数変換回路２６．２９をＮ＝１とし
た場合は、出力画素クロック３０がそのまま入力装置５
１、エツジ強調５２、ラインバッファ５３に供給され、
ラインバッファ５３への書き込み、またラインバッファ
５３からの読み出しも画素クロック３０と１対１に同期
したものとなる。

同様にして副走査方向にも、水平同期信号２８カライン
バツフア５３に主走査方向カウンタリセット信号３２と
して供給され、また同じく水平同期信号２８が１／Ｈ分
周されたものが、入力装置５１及びラインバッファ５３
に供給される。

ここではＮ＝１故、この信号は出力副走査方向１ライン
毎に同期している。

Ｎ＝２の場合は、主走査方向クロック３１は１／２に分
周され、画素クロック２クロツクおきにｔｔ６゜従って
ラインバッファ５３から読み出されるディザ回路２３へ
の人力データも２画素毎になる。一方、副走査方向には
、ｌライン毎に主走査方向カウンタリセット信号２８が
入力されるが、副走査方向クロック２７は、１／２に分
周されているため、このクロックが入るまでは、同じラ
インバッファメモリの画像データが繰り返し読み出され
ることになる。従ってＮ＝２の場合、出力画像サイズは
縦横ともに２倍となる。

第５図（Ａ）は入力装置５１に読み取られたデータ群を
示し、エツジ強調回路５２により拡大サイズに適したエ
ツジ強調をされた結果（出力）は、第５図ＣＢ）に示す
出力となる。そしてラインバッファ５３には主走査方向
２ライン分のデータが第５図の（Ｃ）のように記憶され
る。

従って、副走査方向画素クロック信号２７が出るまで、
同じラインの画像データが繰り返し読み出されることに
なる。これにより、元の画素データが縦方向、横方向共
に２倍に拡大されたことになる。

ここで主走査方向のみに拡大する場合には周波数変換回
路２６のみの設定を変え、副走査方向のみの拡大の時は
周波数変換回路２９のみの設定を変えればよい。

次に入力・記憶装置２２の詳細ブロック図を第４図に示
す。図中第１図と同様構成には同一番号を附した。

図示の５１は画像データを読込むイメージセンサ等を備
えた入力装置であり、入力装置５１で読込まれた画像デ
ータはエツジ強調回路５２に入力され、ここで後述する
方法でエツジ強調され、ラインバッファ５３に１ライン
毎に記憶され、主走査方向クロック３１に従い読出され
る。そして副走査方向クロック２７の来る毎に次の１ラ
イン分の画素データの読込みを行なう。

このエツジ強調回路５２は画像データの拡大倍率に応じ
て複数種類のラプラシアンフィルタが備えられており、
セレクタ５７がこれらのラプラシアンフィルタのうちの
一つを選択し１選択されたフィルタ特性に応じてラプラ
シアンマトリクスを変更し、最適の演算処理が実行され
る。

なお、ＣＰＵ２０より画像データが送られてくる場合に
はＣＰＵ２０においてエツジ強調の処理が行なわれ、Ｃ
ＰＵ２０よりの画像データは直接ラインバッファ５３に
格納される。

この様にして、拡大サイズに応じてセレクタ回路５７に
よりエツジ強調のためのラプラシアンフィルタの１つが
選ばれ、ラプラシアン演算処理されたデータがラインバ
ッファ５３に出力され、この人力データはティザ回路２
３の閾値と比較され”ｉ”、”ｏ“の２値出力として、
出力装置２４に出力される。

また、ラインバッファ５３は、主走査方向２ライン分の
記憶容量を持つメモリからなり、１ラインは書き込み用
、別の１ラインは読み出し用として用いられ、副走査方
向クロック２７の到達毎に切り換えられる。

そしてこれらのデータは画素クロック３０を１／Ｎに分
周した主走査方向クロック３１により読出される。例え
ば、Ｎ＝２の時は第５図ＣＤ）の如く、縦、横に２倍さ
れたデータ群としてディザ回路２３に送られる。

セレクタ５７により切換えられて、使用されるエツジ強
調回路５２の詳細回路図を第６図（Ａ）（Ｂ）に示す。

第６図（Ａ）、（Ｂ）は、３×３と５×５のラプラシア
ンマトリクスを、セレクタにより切り換えるエツジ強調
回路５２の実施例である。

第６図（Ａ）のＳｌは、入力装置５１からの８ヒツトの
デジタル入力データを示し、入力ゲート７０を通し、Ｒ
ＡＭ７１に書き込まれる。５×５のサイズに対応するた
め、ＲＡＭは書き込み用１個、読み出し用５個の計６個
（７１ａ〜７１ｆ）の構成となっている。また、７２ａ
〜７２ｆ。

７３ａ　〜７３ｆ　、７４ａ　〜７４ｆ及び２１．９２
はバッファ、７５ａ〜７５ｃ　、７６ａ〜７６ｃ。

７７ａ〜７７ｃ、７８，７９，８４．８６はラッチ、５
１ａ　〜８１ｃ、８２．８５は加算器である。

以上の構成より成るエツジ強調回路５２において用いら
れるラプラシアンフィルタの一例を第７図（Ａ）、ＣＢ
）に示す。

尚、本実施例において゛たたみこみ演算″とは、特定画
素を処理するに際し、周囲画素のデータも考慮して処理
を行なうことをいう。従って。

本実施例においては、第７図（Ａ）、ＣＢ）に示す如き
ラプラシアンフィルタを用いて、たたみこみ演算を行な
っている。

第７図（Ａ）はエツジ強調にために用いられる３Ｘ３画
素サイズのラプラシアンマトリクスを示すものであり、
第７図（Ｂ）は同様にエッジ強調用５×５画素サイズの
ラプラシアンマトリクスを示している。

このようにマトリクスサイズを変えることによりエツジ
強調の範囲を変化させることができる。

かかるマトリクスサイズの違いはエツジ強調を与える空
間周波数を変化せしめ、マトリクスサイズが小さい程、
画像のより高周波成分を強調する。

そこで画像の拡大時は、マトリクスサイズの小さいもの
を選びエツジ強調の演算処理を行ない、入力・記憶装置
に出力すると、拡大画像においてもエツジ強調が効果的
に行なわれる。

一方、画像の等倍ないしは縮小時には、マトリクスサイ
ズの大きいものを選び、エツジ強調の強調を与える周波
数を低周波側へ移動させる。そうする事により、出力さ
れた画像（等倍ないしは縮小されている）でのエツジ強
調された周波数が効果的に行なわれる周波数帯へシフト
する。

第６図の構成について、５×５マトリクスの時は、ライ
ン９３には中心画素のあるラインＬ（ｎ）が割当てられ
る。また、この時、第６図ＣＢ）のバッファ９２を通し
、５ＬＩＩ〜２２がＳｎ２，４，５，６，１，２，３，
４，５，６゜１．２の順に割当てられるとすると、ライ
ン９４には、２つ前のラインデータＬ（ｎ−２）が、ラ
イン９５には２つ後のラインデータＬ（ｎ＋２）が割当
てられることになる。

第６図（Ａ）において、ラッチ７７ａとラッチ７７ｃの
出力ＡとＣは、中心画素に対してＬ（ｎ−２）及びＬ（
ｎ＋２）のラインの同位置の画素データを表わしている
。また同様にラッチ７５ｂとラッチ７９の出力ＢとＤは
、中心画素と同じラインでの２画素後と２画素前のデー
タを示している。

次に加算器８２の入力ｓ４には、第６図（Ｂ）に示すバ
ッファ９２より加算器８１ｂの出方であるＢとＤの和の
５２が選択入力される。そしてこれを加算器８２でビッ
ト操作することにより、１／４　　（Ａ　＋　Ｂ　＋　
Ｃ＋　Ｄ　）が出力される。このデータの符号をインバ
ータ８３で反転させ、反転出力をラッチ８４を介して加
算器８５に入力させ、ここで、中心画素Ｘとの差をとり
、同じくビット走査で４倍ｔ６と４Ｘ−（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋
Ｄ）　がｓｓから出力される。これにより例えば第７図
ＣＢ）に示す５Ｘ５のラプラシアンが実施できる。

一方３Ｘ３のマトリクスの時はライン９３は同じ＜Ｌ（
ｎ）が割当てられ、第６図（Ｂ）のバッファ９１を通し
、ＳＬＩ　１〜２２がＳｎ２　、３　。

４．５，６，１．２，３，４，５，６．１の順に割当て
られ、ライン９４にはＬ（ｎ−ｘ）が、ライフ　９５４
：　ハＬ　（ｎ　＋　ｔ　）が割当てられることになる
。そして加算器８２０入力ｓ４には加算器８１ｃの出力
である、１画素分後と前のデータであるラッチ６ｂ出力
とラッチ７８出力であるＥとＸとの和Ｓ３がバッファ９
２により選択され、入力される。

次に、加算器８５で中心画素Ｘとの差をとるわけだが、
この時のラッチ７８の出力又と加算器８２出力のＥとＸ
との和の出方とは、ラッチを１同経ているため、後者の
方が１画素前の画素データとなっている。従って上述と
同様にしてｓ６にオイテ４　Ｘ　　（Ａ　＋　Ｂ　＋　
Ｅ　＋　Ｘ　）　カ出力すレ、第７図（Ａ）に示す様な
３×３のマトリクスサイズのたたみこみ演算が実施でき
る。

また、以上の説明では入力嗜記憶装置２２中に画像入力
装置を備え、所定のフィルタ（マトリクス）を用いたエ
ツジ強調処理をエツジ強調回路５２により実施する例を
説明したが、画像データをＣＰＵ２０より直接ラインバ
ッファ５３に入力する場合には、このエツジ強調処理は
ＣＰＵ２０内において同様のＷｔ算無処理実行し、処理
済のデータをラインバッファ５３に主査方向に１ライン
毎に入力すればよい。

また以上の説明はエツジ強調のみについて行なったが、
かかる方法は画像の平滑化、エツジ検出等、他の画像処
理方法においても用いることができ、同様の効果が得ら
れることは勿論である。

即ち、例えば、たたみこみ演算を用いて画像の平滑化を
行なう際、画像平滑用のフィルタ（マトリクス）の種類
（例えばサイズ〕を変倍率に応じて変えてやることによ
り、倍率が変っても高品質の再生像を得ることができる
。

［発明の効果］ 以上説明した様に本発明によれば、画像の変倍サイズに
あわせて、エツジ強調のためのラプラシアンフィルタの
サイズを切り換えて演算処理することかでき、エツジ強
調を与える周波数を適宜シフトさせ、画像の変倍時にも
エツジ部の強調を効果的に行うことができる。特にディ
ザ処理された時に生じる画像のエツジ部の切れ切れをな
くし原稿に忠実な画像を再現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例のブロック図、第２図は
本実施例の光学系の構成図、 第３図（Ａ）は本実施例の画像の等借出カ時のタイミン
グチャート、 第３図ＣＢ）は本実施例の画像の２倍出方時のタイミン
グチャート、 第４図は本実施例の入力・記憶装置の詳細ブロック図、 第５図（Ａ）〜（Ｄ）は本実施例の入力・記憶装置の画
素出力例を示す図。 第６図（Ａ）、（Ｂ）は本実施例のエツジ強調回路の詳
細回路図、 第７図（Ａ）、（Ｂ）は本実施例のエツジ強調のための
ラプラシアンマトリクスマスクを示す図である。 図中、２０・・・ＣＰＵ、２２・・・入力・記憶装置、
２３・・・ディザ回路、２４・・・出力装置、２５・・
・画素クロックジェネレータ、２６．２９・・・周波数
変換回路、２７・・・副走査方向クロック、２８・・・
水平同期信号、３０・・・画素クロック、３１・・・主
走査方向クロック、５１・・・入力装置、５２・・・エ
ツジ強調回路、５３・、・ラインバッファ、５７・・・
セレクタ、７１　ａ　〜７１　ｆ・・・ＲＡＭ、　　７
２　ａ　〜７２　ｆ　。 ７３ａ　〜７３ｆ　、７４ａ　〜７４ｆ　、９１．９２
−・バッファ、７５ａ〜７５ｃ　、７６ａ〜７６ｃ。 ７７ａ〜７７ｃ　、７８．７９．８４．８６・・・ラッ
チ、８１ａ　〜８１ｃ、８２．８５−・加算器である。 第　５　図 （Ａ） （Ｂ） （Ｃ） （Ｄ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）標本化、量子化された２次元画像データに対して
   画像処理を行い、画像サイズを変えて出力する画像処理
   方法において、出力する画像の変倍サイズにあわせてた
   たみ込み演算を行なうフィルタのサイズを切り換えて演
   算処理することを特徴とする画像処理方法。
2. （２）フィルタをエッジ強調のためのラプラシアンフィ
   ルタとし、該フィルタのサイズを切り換えてエッジ強調
   を与える周波数をシフトさせ、変倍時にもエッジ部の強
   調を効果的に行なうことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の画像処理方法。