JPS6250979A

JPS6250979A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPS6250979A
Application number: JP60189943A
Authority: JP
Inventors: Naoto Kawamura; 尚登河村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-08-30
Filing date: 1985-08-30
Publication date: 1987-03-05
Anticipated expiration: 2010-11-13
Also published as: JPH07104928B2

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］本発明は入力する画像信号を処理し、二値化する画像処
理装置に関する。

［従来の技術］従来から、中間調画調を含む画像を二値化する方法とし
て閾値マトリックスを用いた例えばディザ法、濃度パタ
ーン法がよく知られている。しかし、これらの方法で特
に網点画像を２値化した場合、網点と閾値マトリックス
との周廟的構造のビートによりモアレ縞が生じ、著しく
画質が劣化するという欠点があった。又、網点画に限ら
ず文字等の線画に対してもそのエツジ部が階段状のギザ
ギザになる等の欠点があった。

［発明が解決しようとする問題点］本発明は上記従来例の欠点に鑑みてなされたもので、そ
の目的は高品位の再生画像出力を得る事にあり、又更な
る目的は例えば網点画像１文字画像、中間調画像等のい
ずれかを１つ以上含む原稿の画像を忠実に再生する画像
処理装置を提案する事にある。

［問題点を解決するための手段］上記課題を達成するために例えば第１図に示す実施例の
画像処理装置は、入力する画像信号１ａが例えば画像の
エツジ部に相当するか否かを横用する事により画調を認
識する識別回路１３と、識別回路１３の識別結果に応じ
てその値を変化する５ＥＬＥＣＴ信号１９と、そ（７）
ＳＥＬＥＣＴ信号１９の値に応じた周波数のパルスであ
って、所定のパターンをもつパターンパルス４２を発生
するタイミング信号発生回路７．パルスパターン発生回
路３、モしてＰＷＭ　（パルス幅変調）による二値化を
行う二値化処理部（Ｄ／Ａ変換器２．コンパレータ４等
）とからなる。

［作用］上記構成の下で、識別回路１３の出力である５ＥＬＥＣ
Ｔ信号１９の変化は、入力する画像信号の画調の変化に
対応する。この変化毎に、タイミング信号発生回路７及
びパターンパルス発生回路３は、パターンパルス４２（
スクリーン）をその周期を変化させて発生し、またその
周期は識別回路１３が識別した画調に応じた周期である
。従って１画調が細かいスクリーン化を必要とする時は
短い周期パターンパルスを、粗いスクリーン化で十分な
場合は長い周期のスクリーン化でスクリーン処理を行う
。

［実施例］以下、添付図面に従って本発明の実施例を更に詳細に説
明する。

（実施例の構成）第１図は本実施例における画像処理装置の概略図を示す
ものである。図中、ｌはビデオデータ出力部であり１図
示されないＣＣＤセンサやビデオカメラからの画像デー
タをＡ／Ｄ変換し、濃度情報を持った所定ビット（本例
では６ビツト）のディジタル画像データＩａを出力する
。このディジタル画像データｌａは−Ｈメモリ（不図示
）にストアされていても構わないし、又通信等により外
部機器から入力しても良い、このディジタルデータ出力
部１からの画像データ１ａは図に示した様に６ビツトの
画像データであり、次段のバッファメモリ１１へ入力す
る。バッファメモリ１１は識別回路１３が画調識別を行
うために画像データ中の所望の画素を取り出すために用
いられる。識別回路１３は画調（画像の特性或いは性質
をいう）を識別し、その画調に応じた５ＥＬＥＣＴ信号
１９を出力する。５ＥＬＥＣＴ信号１９はタイミング信
号発生回路７に入力し、スクリーンクロック１２の周波
数を変える。スクリーンクロック１２はパルスパターン
発生回路３に入力する０本実施例にいうスクリーン化処
理とは、このスクリーンクロック１２に同期して、かつ
所定の形状をもつハターンパルス４２とＤ／Ａ変換器２
によりアナログ化された画像データ４３とを比較−法に
よるパルス幅変調により２値化するものである。この時
、スクリーンクロック１２の周波数が画像データ４３に
かける“スクリーン゛の粗密度を決定する。

（バッファメモリの動作５バッファメモリ１１は第２図に示される様に４つのライ
ンメモリｌｌａ〜ｌｉｄから構成されており、入力の画
像データｌａはセレクタ１５ａにより１ラインが選ばれ
、選ばれたラインメモリへ書込みを行なう。一方、書込
みが行なわれていないラインメモリからは既に書込まれ
た画像信号がセレクタ１５ｂにより読み出され、画像信
号１６ａ、１６ｂ、１６ｃとして出力される。又、かか
るラインメモリへの書込みはｌｌａ、ｌｌｂ、１１ｃ、
ｌｉｄと順次行なわれ、結局出力画像信号１６ａ〜１６
ｃは連続した３ラインの画像データを出力する。又、ラ
インメモリを４つ用意する事により、書込みと読出しが
同時に可能となる。

く画調認識〉かかるラインメモリからの出力信号は第１図に示す次段
の識別回路１３へ入る。この識別回路１３の機能は第３
図に示すＬａｐ　ｌａｃ　ｉａｎフィルタ動作により画
像のエツジを検出する画調認識である。

このＬａｐｌａｃｉａｎフィルタのハードウェア回路を
第４図（ａ）、（ｂ）に示す、即ち、各ラインの画像信
号１６ａ、１６ｂ、１６ｃは一画素クロック分の遅延回
路２０ａ〜２０ｄを経て、５つのタップ１７ａ〜１７ｅ
から出力される。第３図に示されたフィルタの“θ″で
ないマトリックス要素が各タップに対応する。各タップ
の出力、即ち第４図（ｂ）に於ける係数“−１′′に対
応する部分（１７ａ、１７ｂ、１７ｄ、１７ｅ）は加算
器５２により全て加算される。又、係数“４°′の部分
（１７ｃ）は乗算器５０により４倍される。

そして両者は加算器１８で減算されて、目的のＬａｐｌ
ａｃｉａｎ出力１８ａを得る。このＬａｐｌａｃｉａｎ
出力１８ａは画像のエツジ量、即ちエツジの゛°度合°
°を表わす量というべきもので、このエツジ量はコンパ
レータ２１により基準データ２２と比”較され、５ＥＬ
ＥＣＴ信号１９を得る。このとき、識別回路１３の出力
である５ＥＬＥＣＴ信号１９は：画像のエツジ量〉ｋ　のとき　　出力″１“画像のエツ
ジ量≦ｋ　のとき　　出力“０パなる２値化出力となる
。但し、この時のパラメータ“ｋ　ＩＩは基準データ２
２により適宜状める事が出来る。こうして識別回路１３
はタップ１７ｃの画像データの周りの８つの画像データ
が構成する領域の画調を認識して、認識結果を５ＥＬＥ
ＣＴ信号１９として出力するものである。もちろん、画
調認識の段階をもっと細かくすれば、例えばパラメタ“
ｋ”を複数個の値にとれば、出力される５ＥＬＥＣＴ信
号１９も数ビット長にして、更にきめ細かな画調認識が
できる。

〈スクリーンのためのパルス〉５ＥＬＥＣＴ信号１９はタイミング信号発生回路７に入
力し、タイミング信号発生回路７からは画像クロック１
１及びスクリーンクロック１２を得る。ここでタイミン
グ信号発生回路７について詳細に説明する。

第５図はタイミング信号発生回路７の一例のブロック図
である。入力はマスタクロック４０，５ＥＬＥＣＴ信号
１９及び水平同期信号４１であり、出力は画素クロック
１１及びスフ−リーンクロック１２である。水平同期信
号（ＨＳ　Ｙ　Ｎ　Ｃ）発生回路５から各ライン毎に発
生する水平同期信号４１に同期して、カウンタ４６から
画素クロック１１が発生される。尚、水平同期信号は内
部的に発生しても良いし、外部からグ、えられるもので
あっても良い、又、本実施例はレーザビームプリンタに
適用したものであるので、水平同期信号は周知のビーム
ディテクト（ＢＤ）信号に相当する。

マスタクロック４０はカウンタ４６によりカウントダウ
ンされて１画素クロック１１となる。カウントダウンの
程度は、後述するようにスクリーンクロック１２の各ラ
イン毎に生じる“ゆらぎ”をどの程度に抑えるかに応じ
て決定されるが１本実施例では、１／４である。即ち、
４つのマスタクロック４０に対して１つの画素クロック
１１が発生する。この画素クロック１１は、画像データ
の転送りロック及びＤ／Ａ変換器２のラッチタイミング
に使用される。°“１／３”分周回路３１は画素クロッ
ク１１を更にカウントダウンする。即ち、“１／３　”
分周回路３１から得られるクロック５１は画素クロック
１１より３倍粗いクロックとなる。セレクタ３０は識別
回路１３の５ＥＬＥＣＴ信号１９に応じて、画素クロッ
ク１１か又はそれより３倍に粗いクロック５１を選ぶ、
セレクタ３０により選ばれたものはスクリーンクロック
１２となる。前述したように、５ＥＬＥＣＴ信号１９は
画像のエツジ部に対しては°°ｌ゛の値を取り、非エツ
ジ部に対しては°０′°の値を取る。従って、スクリー
ンクロック１２の選ばれ方は。

画像のエツジ部　　→　画素クロック１１画像゛の非エ
ツジ部　→　１／３に分周したクロック５１となる、スクリーンクロック１２はパターンパルス発生
回路３により所定の形状のパターンパルス４２に変換さ
れる０本実施例の場合は３角波である。このパターンパ
ルスはＰＷＭ　（パルス幅変調）による画像データの２
値化のために、コンパレータ４に入力される。

（ＰＷＭによる二値化処理）ＰＷＭ動作を説明するに際し、説明を簡明にするために
、前述したタイミング回路７で選択されたスクリーンク
ロック１２は、画素クロック１１から更に１／３に分周
されたクロック５１であるとして説明する。

画調認識された領域の中心画素に相当する画像データは
タップ１７ｃの出力である。この出力は遅延回路１４に
よ、す、１画素分遅延されパターンパルス４２と同期を
取られる。そして、更にＤ／Ａ変換器２によりアナログ
量に変換され、その１つ１つの絵素が順次、比較回路（
コンパレータ）４の一方の端子に入力される。コンパレ
ータ４ではアナログ変換された画像信号４３と例えば三
角波のパターンパルス４２のレベルとがコンパレートさ
れ、パルス幅変調されたＰＷＭ信号４５が出力される。

そしてこのＰＷＭ信号４５は、例えばレーザビームを変
調するための変調回路（例えば第７図のレーザドライバ
３２）へ入力される。そしてパルス幅に応じてレーザビ
ームはオン／オフされ、記録媒体（同じく感光ドラム３
８）上に中間調画像が形成される。

第６図は第１図の装置の各部の信号波形を説明するため
の図である。第６図に沿って説明すると、マスタクロッ
ク４０はオシレーター６の出力であり、ＢＤ倍信号前述
した水平同期信号である。

又、前述したように画素クロック１１はオシレータ６の
マスタクロック４０をタイミング信号発生回路７でカウ
ントダウンしたものである。即ち、画素クロック１１は
タイミング信号発生回路７により水平同期信号と同期を
取り、マスタクロック４０を４分の１周期にカウントダ
ウンした信号である。スクリーンクロック１２はタイミ
ング信号発生回路７によって得られた画素クロック１１
をさらにタイミング信号発生回路７の中で３分の１周期
にカウントダウンして得られたもので、即ち３つの画素
クロック１１に１回の周期をもつ、スクリーンクロック
１２は三角波のパターンパルス４２の発生の為の同期信
号であり、パターン信号発生器３に入力される。又、デ
ィジタルデータ４４はディジタルの画像データ（コード
データ）であり、ビデオデータ出力部ｌから出力された
画像信号である。アナログビデオ信号４３はＤ／Ａコン
バータ２によりＤ／Ａ変換された画像データを示すもの
であり、図かられかる様に画素クロック１１に同期して
アナログレベルの各画素データが出力される。尚、図に
示される如く、そのアナログレベルは上に行く程、濃度
は高くなるものとする。

パターン信号発生器３の出力である三角波のパターンパ
ルス４２は第６図の「コンパレータへの入力」の実線で
示される様にスクリーンクロック１２に同期して発生し
、コンパレータ４に入力される。同図の破線はＤ／Ａコ
ンバータ２によりアナログ化された画像データであり、
コンパレータ４でパターン信号発生器３からの三角波の
パターンパルス４２とコンパレートされ、ＰＷＭ信号４
５に示すように、画像データはパルス幅変調された２値
化データとなる。

この様に本実施例における二値化処理は、ディジタル画
像データを−Ｈアナログ画像データに変換した後、所定
周期のパターンパルス４２と比較することによりほぼ連
続的なパルス幅変調が可能となり、高階調の画像出力が
得られるものである。又、本実施例によればパターンパ
ルス４２（本実施例の場合は三角波である）発生の為の
同期信号の周波数より高い周波数（本実施例の場合は三
角波の１２倍の周波数）のマスタクロック４０を用いて
水平同期信号４１に同期したスクリーンクロック１２を
形成しているので、パターン信号発生回路３から発生す
るパターンパルス４２の「ゆらぎ」　（例えば１ライン
目と２ライン目のパターン信号のずれ）は本実施例では
パターンパルス周期の１２分の１となる。従って「ゆら
ぎ」の少ないパターン信号を用いて濃淡情報をほぼ無段
階にパルス幅変調しているので高品位の再生画像を得る
ことができる。

以上の様にして発生したパルス幅変調されたビデオ出力
はＤ／Ａコンバータ２が入力６ビツトのものであれば６
４レベルのアナログ出力を得るので、６４レベルのパル
ス幅変調出力を得る。

上記のＰＷＭの説明では、コンパレータ４における比較
レートを決定するクロックは、１／３分周のクロック５
１であったが、セレクタ３ｏが画素クロック１１を選択
した時には、第６図の「コンパレータ４への入力」の部
分における三角波の信号波形は１画素クロック１１を一
周期とする三角波となる。しかしながら、三角波のパタ
ーンパルス４２の周期が変更しても、後段のコーンパレ
ータ４での比較等は全く同じである。従って、最終のＰ
ＷＭ信号の出力波形としては読み取り画像の画質に応じ
て次の様な波形を得る。

画像のエツジ部：１つの画素クロック１１に同期したパターンパルス４２
によるパルス幅変調出力画像の非エツジ部：３つの画素クロック１１に同期したパターンパルス４２
によるパルス幅変調出力従って、エツジ部に相当する画像領域に対しては細かい
線数のスクリーンをかけた画像出力を、非エツジ部に対
しては粗い線数のスクリーンをかけた出力が得られる。

第７図は本実施例の信号処理をレーザビームプリンタへ
適用した例を示す、前述のＰＷＭ信号３９はレーザドラ
イバ３２を変調し、半導体レーザ３３をパルス幅変調し
光らせる。半導体レーザ３３の出射光ビームはコリメー
タレンズ３４によりコリメートされ１回転多面鏡３６に
より光偏向を受け、ｆθレンズ３７により感光ドラム３
８上を走査する。感光ドラム上に作られた光の像は静電
潜像を形成し、通常の複写機のプロセスで画像出力を行
なう。

（実施例の効果）以上説明した実施例の画像処理の結果として以下の事が
言える。

文字命線画のエツジ部は本実施例の識別回路１３により
エツジ信号（ＳＥＬＥＣＴ信号“１″）として検出され
る。又、網点画像に関しては、原稿を読取る入力センサ
が十分網点を識別できるので、本実施例の識別回路１３
によりエツジ信号として検出される。この時、例えばプ
リンタ上に出力される出力画像は細かい画像となる。一
方、太い文字の内部あるいは写真等の連続トーンに近い
部分に於いては、非エツジ信号となるので粗いスクリー
ンをかけた出力となる。

ここで例えば、可視像として出力する例えばプリンタ等
の解像度が４００　ｄｏｔ　ｐｅｒ　１ｎｃｈｉ　　（
以下、４００　ｄｐｉと略す）のものであれば、細かい
画像出力のためには４００１ｉｎｅ　ｐｅｒ　１ｎｃｈ
の線スクリーンを（４００１ｐｉ　）　、粗い画像出力
には４００／３　＝１３３１ｐｉの出力が適当である。

この結果、細かい文字等に対しては全ての部分が５ＥＬ
ＥＣＴ信号＝“１“となり、その結果４００１ｐｉで出
力され、又太い文字に対しては、そのエツジ部分のみが
５ＥＬＥＣＴ信号１９＝“１”となるので、文字の外縁
部が４００１ｐｉで、文字内部は１３３１ｐｉで処理さ
れる。このため、前述した文字・線画等が切れされにな
るという問題点は解決する。

次に網点原稿の場合、５ＥＬＥＣＴ信号１９＝゛１°゛
となるため、ａｏｏ　Ｉｐ；で出力する事となり、前述
の網点原稿と出力ディザによるビート（モアレ）現象は
消失する。その理由はモアレは両者の差周波数（線数）
で発生するが、出力線数が高いため、その差周波数も大
きくなり目立たなくなるからである。

尚、上記実施例に於けるスクリーン化処理では、細かい
画像を画素クロック１１で、粗い画像を３つの画素クロ
ックで構成したが、これは−例であって両者の間で差の
ある線数を選べれば当初の目的は一応満たす。

又、Ｌａｐｌａｃｉａｎフィルタとして第８図に示され
る９画素全てを用いたもの、更には３×３のマトリック
ス以外の例えば５Ｘ５のマトリックスで構成してもよい
事は言うまでもない、又更に、パターンパルス４２も三
角波に限らず、例えば正弦波、鋸歯状波等でもよい。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、その再生画像が高
品位に出力出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の基本構成を示す図、第２図はバッファメモリの構成を示す図、第３図は画調
認識のためのＬａｐｌａｃｉａｎフィルタのマトリック
ス構成図、第４図（ａ）、（ｂ）は識別回路を構成するブロック回
路図、第５図はタイミング信号発生回路の内部図、第６図はパ
ルス幅変調の動作の説明するタイミングチャート、第７図はレーザビームプリンタを例とした場合の２値画
像の出力を説明する図である。第８図は他のＬａｐｌａｃｉａｎフィルタのマトリック
ス構成図である。図中。１・・・ビデオデータ出力部、２・・・Ｄ／Ａ変換器、
３・・・パターン信号発’ｔ１．４．２１・・・コンパ
レータ、５・・・水平同期信号発生回路、６・・・オシ
レータ（マスタクロック発生回路）、７・・・タイミン
グ信号発生回路、８ｂ・・・平滑化回路、９．１５ａ、
１５ｂ・・・セレクタ、１１・・・バッファメモリ、ｌ
ｌａ〜ｌｉｄ・・・ラインメモリ、１３・・・識別回路
、２゜ａ〜２０ｆ・・・一画素遅延回路、２１ａ〜２１
ｄ。２２ａ、２２ｂ、２５，４０．４１・−・加算器、２４
ａ、２４ｂ・・・絶対値回路、４２・・・除算ＲＯＭ、
３２・・・レーザドライバ、３３・・・半導体レーザ、
３４・・・コリメータレンズ、３６・・・回転多面鏡、
３７・・・ｆθレンズ、３８・・・感光ドラム、５ｏ・
・・平滑化画像データ、５１・・・二値化処理部、５２
・・・マスタクロック、５３・・・アナログ画像データ
、５４・・・スクリーンクロック、５５・・・ＢＤ倍信
号ある。第２図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入力画像信号の画調を認識する画調認識部と、複
数通りの粗密周期を有するパターンパルス信号の中から
所定の周期をもつパターンパルス信号を選択するパター
ンパルス信号選択部と、該パターンパルス信号選択部が
選択したパターンパルス信号によりスクリーン化処理を
行うスクリーン化処理部とを有し、前記パターンパルス
信号選択部は前記画調に従ってパターンパルス信号選択
を行う事を特徴とする画像処理装置。
（２）画調認識は入力の画像信号を空間フイルタにかけ
て、前記画像信号がエツジ部に相当するか否かを判断す
る事により行う事を特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の画像処理装置。
（３）空間フイルタはラプラシアンフイルタである事を
特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の画像処理装置
。
（４）パターンパルス信号選択部の複数通りのパターン
パルス信号は、画調に応じて、画像信号の１画素に対応
する画素クロツク又は該画素クロツクを分周して作った
複数の分周画素クロツクから形成される事を特徴とする
特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の画
像処理装置。
（５）スクリーン化処理は、パターンパルス信号選択部
により選択されたパターンパルス信号と、画像信号とを
比較して２値化するパルス幅変調により行う事を特徴と
する特許請求の範囲第４項に記載の画像処理装置。
（６）パターンパルスは三角波である事を特徴とする特
許請求の範囲第５項に記載の画像処理装置。