JPS62183679A - 画像処理装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、人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。特に、２
値画像と多値画像を共に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
が従来装置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、少なくとも２つの異な
る人力画像に対して、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。

［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、ＣＣＤＩ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＋、３／４ＶＲＥＦ
、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
組合わせたものを接続して、抵抗器５の抵抗値をモード
別特性切り換え器７で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、モード別
特性切り換え器７で切り換えられ、文字モードの補償回
路１１あるいは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ＣＣＤ、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、２／４ＶＲ
ＥＦ、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接続することにより、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、横軸はアナログ人力、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Ｏｖと２ｖ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１ｇ４器３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入力、
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ＣＯＤ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）は入力信号を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Ｄ／Ｄ変換を用
いたγ補正の場合である。画像信号は１．５〜２ｖが２
８Ｈ〜３ＢＨ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
、γ補正特性を有する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）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
１７ビツトレベ、ル分出力することが可能である。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ＣＣＤ、
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。入力原稿は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２ＢＨ（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２
（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図は通常の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　／　Ｄ　）変換は同一の特性曲線に従って変換され
たものであり、木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
いヒツ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７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を用いてあ
らかじめいくつかのパターンとして記憶させておくと良
い。

又、画像処理装置は複数のＡ／Ｄコンバータを備えた構
成にして、゛人力画像によってＡ／Ｄコンバータを切り
替えてもよい。

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複数のモードを有する画像処理装置
において、文字モードでは入力、出力の関係がリニアも
しくはリニアに近いγ特性をもつＡ／Ｄ変換及びＤ／Ｄ
変換を行なう構成としたため解像度の高いシャープな画
像を得ることが可能である。又、写真モードにおいては
Ａ／Ｄ変換及びＤ／Ｄ変換での入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。

Ａ／Ｄ変換にγ特性を与えたために、Ｄ／Ｄ変換に招け
るγ変換は従来より小さくなり、量子化誤差の発生を抑
える効果がある。即ちＤ／Ｄ変換に与える特性はリニア
に近い特性ですむために量子化誤差は発生しにくい。同
時にＡ／Ｄ変換の特性に変曲点があっても、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、少なくとも２つの異なる人力画像に対し
て、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。

【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 代理人　弁理士　　　　大　塚　康　ｉＭ・？Ｊ／：工
♀１゛３・１丁・２１゛ ・：　ｒ　＋、、Ｌ−室 −ｇ　１図 第４図　（Ｏ゛） 第　４　図　　　　　（ｂ）　　　　　　　Ａ／Ｄメ刀
（「竹本生Ａ／［））ｊ５　　１，６　　１７　　　＋
、８　　１．９　　２ｐｖＡ／Ｄ入力（“）＝７へ１０
） 第５図 Ｎ６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、少なくとも２つの異なる
   Ａ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換手段と、入力画像に対応し
   て前記Ａ／Ｄ変換手段を切り換える切り換え手段とを備
   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、非線形な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）非線形なＡ／Ｄ変換は、γ補正を伴うＡ／Ｄ変換
   であることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の画
   像処理装置。
4. （４）Ａ／Ｄ変換手段は、線形な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
   。
5. （５）切り換え手段は、２値画像のときは線形なＡ／Ｄ
   変換をし、多値画像のときは非線形なＡ／Ｄ変換をする
   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。