JPS62183678A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JPS62183678A
JPS62183678A JP61024131A JP2413186A JPS62183678A JP S62183678 A JPS62183678 A JP S62183678A JP 61024131 A JP61024131 A JP 61024131A JP 2413186 A JP2413186 A JP 2413186A JP S62183678 A JPS62183678 A JP S62183678A
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JP
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JP61024131A
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English (en)
Inventor
Motoi Kato
基 加藤
Akihiko Takeuchi
昭彦 竹内
Iichiro Yamamoto
山本 猪一郎
Yukihiro Ozeki
大関 行弘
Hiroshi Sasame
笹目 裕志
Tetsuo Saito
斉藤 哲雄
Takahiro Inoue
高広 井上
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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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、入力画像情報をデジタル画像データに変換し
て処理する画像処理装置に関するものである。
[従来の技術] 複写機等の画像処理装置においては様々な原稿を扱うこ
とが多いが、特に重要なのは文字原稿と写真原稿の場合
である。文字原稿に対しては解像度が高いハイコントラ
ストな出力画像とするのが見やすく、また写真原稿に対
しては階調性が高い出力画像とするのが良い。従来画像
信号のデジタル処理を行なうこの種の装置ではA/D変
換器で画像信号をデジタル化した後にγ変換によって文
字あるいは写真用の特性を使い分けしていた。しかし、
デジタル信号をγ変換する時に発生ずる量子化誤差は1
曲線の傾きが大きい時に著しくなり、出力ビツトレベル
のうち使用されないレベルが発生してしまう。従って表
現可能な階調数は装置の出力階調数より少なくなり、階
調のとびが発生する。この影響は、出力画像に疑似輪郭
として現われ、画像を不自然なものにしてしまう。これ
が従来装晋の高画質化の際の問題点であった。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は、従来の欠点を除去し、デジタル画像データの
変換による量子化誤差をなくした画像処理装置を提供す
る。更に、デジタル画像データの変換による量子化誤差
をなくし、且つアナログ/デジタル変換による誤差を補
償した画像処理装置を提供する。
[問題点を解決するための手段] この問題を解決する一手段として、第1図に示す画像処
理装置は、CCD 1と、増幅器2と、A/D変換器3
と、差動変換器4と、抵抗器5と、プリンタ部6と、モ
ード別特性切り換え器7を備える。
また、第5図に示す画像処理装置は、更に文字モードの
補償回路11と、写真モードの補償回路12を備える。
[作用] かかる構成において、CCD 1により読み取られた人
力信号は増幅器2で増幅されA/D変換器3へと送られ
る。このA/D変換器3にはVREF+、3/4VRE
F、2/4VREF。
1/4VREF、VREF−の端子が設けられており、
これらにかかる電圧設定によりA/D変換の特性を換え
ることができる。この端子に抵抗器5と差動増幅器4を
組合わせたものを持続して、抵抗器5の抵抗値を切換え
て電圧設定を行なう。
A/D変換器3からの出力画像データはプリンタ部6に
送られ画像出力される。
またA/D変換器3からの出力画像データは、文字モー
ドの補償回路11と写真モードの補償回路12で、A/
D変換器3により生じる変曲点の誤差を補償する。
[実施例] 第1図は本実施例の画像処理装置を示したもので、1は
画像信号を読み取るCOD、2は増幅器、3はA/D変
換器、4は作動増幅器、5は抵抗器、6はプリンタ部、
7はモード別抑制切換器である。CCD 1により読み
取られた人力信号は増幅器2で増幅されA/D変換器3
へと送られる。ここで使用するA/D変換器3の例とし
てはトムソン製EF8308等があげられる。このA/
D変換器にはVREF+、3/4VREF。
2/4VREF、1/4VREF、VREF−の端子が
設けられており、これらにかかる電圧設定によりA/D
変換の特性を換えることができる。
この端子に抵抗器5と差動増幅器4を組合わせたものを
持続することにより、抵抗器5の抵抗値を切換えてやれ
ば自由に電圧設定を行なうことができる。このようにし
て、画像モードに準じである抵抗値の組合わせにより電
圧設定がなされ、アナログ信号はそれに応じたA/D特
性でデジタル信号に変換される。最終的にデータ信号は
プリンタ部6に送られ画像出力される。このプリンタ部
6は例えば画質の良いレーザースキャナを用いた電子写
真プロセスを用いたものが適している。なぜなら、微小
領域の白黒面積比により高い階調性を出せるので本実施
例を応用すれば高画質の画像出力を得ることができる。
第2図(a)はA/D変換器3の変換特性を示したもの
で、横軸はアナログ入力、縦軸はデジタル出力を表わす
。実線はリニアな特性の場合で、破線は0■と2■のダ
イナミックレンジ間の3点で特性補正を行なう場合の例
である。A/D変換233の端子に設定する電圧を第2
図(b)に示した。補正点は多いほど良く、なるべく連
続的な特性を持たせることが望ましい。
複写機においては写真モード、文字モード等原稿の性質
に応じてリーダ、プリンタの特性を変化させることが行
なわれるが、本実施例ではモードに応じて抵抗値をボリ
ュームで変化させるか、あるいは抵抗器5を切換えるこ
とにより、A/D変換器3の特性が切換えられるので単
なるデジタル処理によるγ変換に比べ量子化誤差の発生
がはるかに小さくなる。画像モードは原稿の種類に応じ
て種々設定することができるが、複写機において重要な
のは文字原稿と写真原稿とのモード切換であえる。文字
モードにおいては黒と白の区別がはっきりしたコントラ
ストの高い出力画像を、写真モードにおいてはむしろ階
調性の高い出力画像が必要である。この両者の性質は、
信号変換時に特性の異なるγ変換値を切換えることによ
り、プロセス制御を換えなくとも簡単に実現することが
できる。各モードで最適な信号変換を行なう際には人力
、出力装置を含めた装置全体の特性に合わせる必要があ
る。
第3図は画像処理装置の変換特性図である。
Diは原稿濃度、Doは記録画像濃度、SlはCCD出
力、S2はデジタル画像データ出力である。第1象限は
装置全体としての原稿濃度と記録画像濃度の特性、第4
象限は原稿濃度対CCD出力のCCD特性、第3象限は
A/D変換の特性、第2象限はプリンタ特性である。C
CD特性とプリンタ特性は固定しておき、出力原稿が最
良となる装置全体としての特性のパターンをいくつか作
っておきモードにより切換えるようにする。第3図にお
いて、文字モードのときにA/D変換をリニアなA′と
すると、装置全体の原稿濃度と記録画像濃度の関係はA
となる。特性曲線Aの性質は濃度の低い部分はより低く
なるので白い部分はカブリが出にくく、また濃度の高い
部分はより高くなるので文字は濃く表わされる。この2
つの効果によりコントラストの高い良好な文字画像を得
る。
次に写真モードにおいてはA/D変換を非線形なり′と
することにより、装置全体の原稿濃度と記録画像濃度の
関係はリニアなりとなって原稿に忠実な階調性をもった
写真画像を得る。両モードで、信号の量子化誤差はA/
D変換部分での量子単位誤差しか発生せず、信号のビッ
トレベルを有効に使用できる。
第4図(a)は人力信号をγ変換する時にA/D変換に
γ補正をもたせた場合、第4図(b)は従来例であるD
/D変換を用いたγ補正の場合である。画像信号は1.
5〜2■が2B)(〜3B)Tのビットレベルに対応し
ている。
D/D変換においてはγ特性の傾きが大きくなると、デ
ジタル信号の量子化誤差が大きく、第4図(b)に×で
示したように出力信号に使用されないビットレベルが発
生するが、A/D変換では出力信号のビットレベルを有
効に活用するので結果として同一ビット数でありながら
画像の階調性がより高いものとなる。第4図(b)の従
来例では17ビツトレベルのうち、11ビツトレベル分
の階調しか使えないが、第4図(a)の本実施例では1
7ビツトレベル分出力することが可能である。従来装置
ではこの階調のとびが疑似輪郭として画像に現われて見
にくいものとしていたが、本実施例では従来装置と異な
り量子化誤差を最小とするために、信号のビットレベル
は有効に活用され、画像に不自然な疑似輪郭が発生する
ことがない。なお補正点の数をより多くとるほど理想的
なγ特性をもたせることができる。
第5図は他の実施例を示したものであり、1はCOD、
2は増幅器、3はA/D変換器、4は差動増幅器、5は
抵抗器、6はプリンタ部、7はモード別特性切り換え器
、11は文字モードの補償回路、12は写真モードの補
償回路である。人力原稿はCCD 1により画像信号と
して変換され、増幅器2で増幅されてA/D変換器3へ
送られる。
第6図は第5図に示した実施例における画像信号の変換
作用を示すものであり、写真モードを例にとった。画像
信号は1.5〜2.Vが28H(43)〜3BH(59
)のビットレベルに対応している。第4象限の階段関数
はA/D変換器の変換特性を表わす。第2象限の関数は
D/D変換器の変換特性を表わす。第1象限の関数はA
/D変換後にD/D変換で調整を行なったときの変換器
全体の特性を表わす。第6図ではA/D変換の特性関数
において、特性をもたせるための補正点に対応する変曲
点が点在している。このため、A/D変換の後にD/D
変換で補正点の近傍の信号レベルに対してざらに微調性
を加えてやることにより、全体の(A/D+D/D)変
換においては各信号レベルはなめらかにつながり、特性
関数に補正点に対応する変曲点は発生しない。従って補
正点が画像に疑似輪郭として現われるということはない
。このように本実施例はA/D変換の後にD/D変換を
行なうことにより一層特性曲線を微妙なものとすること
が可能になった。
第7図は従来例における画像信号の変換作用を示すもの
である。第4象限の階段関数は通常のA/D変換を行な
うために線形なものとなっている。第2象限の関数はD
/D変換の特性である。
第1象限が全体の(A/D + D/D )変換の作用
を示す。第6図と第7図の(A/D+D/I))変換は
同一の特性曲線に従って変換されたものであり、本実施
例と従来例の差異を示す。第7図の従来例においてはγ
特性の傾きが大きいところではD/D変換の量子化誤差
が大きく、出力信号に使用されないビットレベルが多く
発生する。しかし、第6図の本実施例においてはA/D
変換でγ変換の大部分を行なうためにD/D変換はリニ
アに近いものですみ、量子化誤差は小さくなる。従って
、本実施例の画像処理装置は従来装置に比べ、出力信号
のビットレベルを有効に活用するので信号レベルが同一
ビット数であっても画像の階調性がより高いものとなる
。第7図の従来例において17ビツトの信号レベルのう
ち10ビツトしか使用しないため10階調しか出ないの
に比べて、第6図の本実施例では13ビツト使用するの
で13階調も出すことが可能である。このように本実施
例の画像処理装置は従来装置の階調性を一層向上させる
効果を持つ。
また、従来装置より画像信号の量子化誤差が小さくなり
、信号レベルを有効に活用する結果として画像に不自然
な疑似輪郭が発生せず、一層自然な画像を得ることが可
能である。
なお、特に使用者用に複数画像モードを設けずとも、原
稿の性質を画像信号のパターンによりA/D変換及びD
/D変換の特性を制御して最適な再生像を得るような装
置として発展させれば使用者は複雑な操作や調整を行な
わずとも、簡単に高画質の画像出力を得ることができる
。また再生像の使用用途に応じ画像信号の入力装置ある
いは出力装置がシステムとして多数存在する場合にそれ
らの特性に合わせて最適モードに切換えるような装置も
できる。また実施例のように、モード別に抵抗の組を用
意しておき切換る方式もあるが、回路の抵抗を可変にす
ることによりA/D変換のγ特性の連続的な調整も可能
である。実施例では写真モードのA/D特性を3点補正
する場合を示したが、補正点の数は1点以上であれば効
果がある。
更に、写真モードだけでなく、文字モードで非線型な特
性としても良い。また信号のビットレベルの数が何ビッ
トであっても同様の効果をもたらすことができる。従来
用いられてきたディザ法による階調表現を行なう装置に
対しても本発明は階調性向上をもたらす。信号ビットレ
ベルを有効に活用することにより、そのビットレベルに
対応してディザマトリックスパターンも多くとることが
でき階調性はより連続的に表現できる。また、画素の白
黒面積比でより精密な階調を表わすパルス幅変調を用い
た装置に対しても本発明はビットレベルに対応して白黒
面積比を細かくとることができ階調性をより高めること
ができる。ディザ法、パルス幅変調法の両者において階
調のとびによる疑似輪郭の発生を防ぐことができる。D
/D変換は微調整がたやすいので、文字モード、写真モ
ードの各々のモードで原稿の微妙な性質に応じてさらに
細かく1曲線のパターンを選んで与えることによりさら
に高画質な画像を得ることができる。
D/D変換器の特性はROMあるいはRAMを用し)で
あらかじめいくつかのパターンとして記干息させておく
と良い。
本実施例においては、特にγ補正について説明したが、
一般にD/D変換において階調のとびが発生するので、
本発明の思想は他のD/D変換に対しても適応できる。
以上説明したように、本発明の画像処理装置においては
A/D変換及びD/D変換での人出力の関係を非線型な
構成としたため高階調な画像を得ることができる。
特に、A/D変換にY特性を与えたために、D/D変換
によって発生する量子化誤差を抑える効果がある。更に
、A/D変換の特性に変曲点があっても、はぼリニアに
近いD/D変換によりなめらかな特性とすることが可能
であり、自然な画像とすることができる。
更に、量子化誤差が小さくなった結果として画像信号の
ビットレベルを有効に活用できるために階調は連続的に
表現でき、従来装置において問題であった階調性不良に
よる疑似輪郭の発生を防止する。これらの効果はディザ
法、パルス幅変調法等の階調表現を用いた装置に対して
も有効で、一層階調性を高め向上させる。
[発明の効果] 本発明により、デジタル画像データの変換による量子化
誤差をなくした画像処理装置を提供することができる。
更に、デジタル画像データの変換による量子化誤差をな
くし、且つアナログ/デジタル変換による誤差を補償し
た画像処理装置をも提供した。
【図面の簡単な説明】
第1図は本実施例の画像処理装置の構成図、第2図(a
)、’(b)はA/D変換器端子電位変換図、 第3図は装置全体の特性図、 第4図(a)は本実施例の画像信号変換図、第4図(b
)は従来例の画像信号変換図、第5図は他の画像処理装
置の構成図、 第6図は他側の画像信号変換図、 第7図は従来例の画像信号変換図である。 図中、1・・・CCD、2・・・増幅器、3・・・A/
D変換器、4・・・差動変換器、5・・・抵抗器、6・
・・プリンタ部、7・・・モード別特性切り換え器、1
1・・・文字モードの補償回路、12・・・写真モード
の補償回路である。 特許出願人   キャノン株式会社 脅j 1図 第4図 (O) ”Is   1.6   +7   +、8  1,9
  2pA/Dλη(1)ニアA10) 第5図 第6図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力画像情報をデジタル画像データに変換して処
    理する画像処理装置において、非線形なA/D変換を行
    うA/D変換手段を備えることを特徴とする画像処理装
    置。
  2. (2)A/D変換手段は、γ補正を伴うA/D変換を行
    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
    理装置。
  3. (3)入力画像情報をデジタル画像データに変換して処
    理する画像処理装置において、非線形なA/D変換を行
    うA/D変換手段と、該A/D変換手段の変換誤差を補
    償する補償手段とを備えることを特徴とする画像処理装
    置。
  4. (4)A/D変換手段は、γ補正を伴うA/D変換を行
    うことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の画像処
    理装置。
  5. (5)A/D変換手段の変換誤差は、A/D変換手段が
    行うγ補正と、入力画像データと出力画像データ間の理
    論上のγ補正値との誤差であることを特徴とする特許請
    求の範囲第3項記載の画像処理装置。
JP61024131A 1986-02-07 1986-02-07 画像処理装置 Pending JPS62183678A (ja)

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JP61024131A JPS62183678A (ja) 1986-02-07 1986-02-07 画像処理装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01144821A (ja) * 1987-12-01 1989-06-07 Ricoh Co Ltd アナログ/デジタル変換装置
JP2013070215A (ja) * 2011-09-22 2013-04-18 Toshiba Corp アナログ/デジタル変換器

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56146180A (en) * 1980-03-26 1981-11-13 Nichidenshi Technics Kk Digital picture processor
JPS58178667A (ja) * 1982-04-12 1983-10-19 Fujitsu Ltd 信号処理回路

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