JPS63209274A - 画信号処理装置 - Google Patents

画信号処理装置

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JPS63209274A
JPS63209274A JP62043501A JP4350187A JPS63209274A JP S63209274 A JPS63209274 A JP S63209274A JP 62043501 A JP62043501 A JP 62043501A JP 4350187 A JP4350187 A JP 4350187A JP S63209274 A JPS63209274 A JP S63209274A
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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】 〔技術分野〕 本発明はCOD等のイメージセンサにより原稿画像を読
取って得た画像信号を処理する画信号処理装置に関する
〔従来技術〕
従来よりデジタル複写機の構成として、画像記録出力部
に電子写真技術を用いた機知のレーザービームプリンタ
を用い、画像読取部としてCCD等のラインセンサによ
る主走査の光電変換読取りを行うスキャナが用いられて
いる。このスキャナの副走査方向の読取りは光電変換素
子の読取り方向と垂直の方向に原稿を機械的に相対移動
することで行われる。
この装置構成で出力画像の変倍を行う場合、レーザービ
ームプリンタの感光体の軸方向への主走査レーザースキ
ャン、ならびにそれと垂直方向の副走査ドラム回転の両
方とも走査速度を安定に変更するのは極めて困難なため
、変倍の操作はもっばらスキャナ側で行われる。
すなわち、副走査方向の変倍はドラムの回転速度に刻し
てスキャナの原稿走査速度を速くすることで縮少、遅(
することて拡大を行う。また主走査方向の変倍はライン
センサて読取った主走査−ライン分の画像信号を所定の
画素毎に間引くことで縮小が行われ、−ライン分の画像
信号を所定の画素毎に重複して記録することで拡大が行
われる。
一方、読取り画像の輪郭を強調し、シャープな画像を得
るためにエツジ強調処理と呼ばれる処理がなされる。こ
のエツジ強調処理の例としては、ラプラシアンフィルタ
により主走査方向及び副走査方向に二次微分を行い、こ
の二次微分結果に基づいて注目画素を補正することが知
られている。
第9図にエツジ強調処理回路の一例を示す。
■ライン毎に入力するデジタル画像信号801は3ライ
ン分の遅延バッファメモリ802の各ラインメモ1J8
20.821. 822に格納され、このバッファメモ
リ802より、現ラインの画像信号803.  lライ
ン前の画像信号804. 2ライン前の画像信号805
の3ライン分の画像信号が出力される。これらの画像信
号は、ラッチ806によって画素単位に遅延される。
ここで注目画素は、lライン前の画像信号804を2画
素遅延させた信号807であり、乗算器810において
この注目画素807を2倍主走査方向の前後の画素80
8.809を(−1)倍した結果を加算器811で加算
し、注目画素に対する主走査方向の2次微分信号312
を得る。
さらに、注目画素と同じ主走査位置関係の前後のライン
の画素信号813.814を乗算器815で(−1)倍
し、注目画素信号807を2倍した結果を加算器816
で加算し、注目画素に対する副走査方向の2次微分信号
817を得る。
これらの2次微分信号812.817を加算器818で
注目画素に加えることで、エツジ強調された画像信号8
19を得る。
以上説明した変倍手法とエツジ強調処理により出力画像
に種々の悪影響があることが明らかになった。
まず第1に、均一の濃度の原稿を読み取ったとしてもデ
ジタル画像信号は均一にならないことが挙げられる。こ
の原因としては、第10図に示すようにCCDラインセ
ンサの内部構成にも一因がある。
即ち、受光セル601の各画素出力は偶数画素。
奇数画素毎に別々の電荷転送部602.603で転送さ
れ、各々別個の増幅器604.605を通って、マルチ
プレクサ606で1ラインの画像信号として出力される
従って、各受光セル毎の感度ばらつきや、転送部の違い
による直流的なオフセット量のばらつき、さらには増幅
器の微小信号による非直線性増幅などがデジタル画像信
号の画素毎のばらつきの原因となっている。
このばらつきを補正するために直流ドリフト除去し、シ
ェーディング補正等の補正手段が各種提案されているが
、いずれもCCDラインセンサの出力は光量に対してリ
ニアであるという性質を用いており微小光量に対する受
光素子の非直線性や、増幅器の非直線性などがあると補
正しきれなくなる。
この補正エラーは微小光量である黒情報に多く含まれ、
前述のCCDの構成により、第11図(a)に示すよう
に1画素毎にばらつきのあるものになる。
この主走査方向のばらつきは、第8図示のエツジ強調回
路により第11図(b)のように強調される。
このばらつきは、前述の画像まびきによる画像縮小処理
により第11図(C)のようにさらに強調される。すな
わちC−1部のように濃度の濃い部分がまびかれた部分
は明るい画素が連続することになりコピー出力としては
シャープな白線として目立つ。また、C−2部のように
濃度のうすい部分がまびかれた部分は暗い画素が連続す
ることになり、コピー出力としてはシャープな黒線とし
て目立つことになる。
一方、拡大の場合は第1】図(d)のようにエツジ強調
処理された画情報が主走査方向に水ましされるので、濃
度ばらつきが1画素あたーりの出力面積が増えた分強調
されて出力される。
このように従来はエツジ強調で強調されたCCDのむら
が、主走査変倍処理によってさらに強調されるという欠
点があった。
また、副走査においても同様に変倍とエツジ強調のミス
マツチによる不具合があった。
第12図(a)に示すようにCCDラインセンサの一画
素は、主走査方向、副走査方向ともにある開日長を有し
ている。図では両方とも長さaで示し7ている。この副
走査方向にaという開口長を有するCCDラインセンサ
で、原稿に対して副走査方向にbだけ移動走査して1画
素の原稿読取りを行うと第12図(b)のように原稿の
ax(a+b)  の面積を1画素として読み取ること
になる。
ここで副走査方向の読取り移動量すを等倍読取り時のス
キャン長とすると、第12図(c)のようにある走査ラ
インでSlという原稿領域で読み取った画像はプリンタ
でPIという画素で記録され、次の走査ラインで同一画
素によりS2という原稿領域で読み取った画像はプリン
タでP2という画素で記録され、このPIとP2の各画
素には、斜線で図示したCCDラインセンサの開口面積
に相当する部分がぼけとして共通に含まれる。
ここで記録画像1画素当りのぼけの割合いは次に、第1
2図(d)に示すように、1画素当りの副走査方向の原
稿読取り移動量を−Z−bとして副走査方向の記録倍率
を400%とすると、同様に記録画像1画素当りのぼけ
の割合いは□a +−b となり拡大倍率が大きくなることで、副走査長が減少し
てぼけの割合いの式の分母が少なくなった分ぼけは増大
することがわかる。
このように、従来は固定の強さの副走査方向のエツジ強
調を用いることにより拡大倍率が大きくなるにつれ、画
像に含まれるぼけ量が増大する欠点があった。
〔目 的〕
本発明は上記の従来構成における欠点に鑑みなされたも
ので、変倍による主走査のすじむらを軽減するとともに
、拡大倍率の増大による副走査のぼけの増加を取り除く
ことを目的とする。
〔実施例〕
以下、本発明を好ましい実施例を用いて説明する。
第1図は本発明を適用した原稿読取装置(以下スキャナ
ーと呼ぶ)の−例を示す図である。原稿カバー100に
より押さえられ、原稿台ガラス101上に置かれた原稿
102の画像情報を読み取る為に1ライン上に複数個の
受光素子が配列されたCCDラインセンサ103が使用
され、光源104からの照明光が原稿102面上で反射
されてミラー105.106゜107を介してレンズ1
8によりCCDラインセンサ103上に結像される。
光源104.  ミラー105からなる光学ユニット1
13とミラー106,107からなる光学ユニット11
4は2:1の相対速度で移動するようになっている。こ
の光学ユニットはDCサーボモータ109によってP 
L L制御をかけながら一定速度で左から右へ移動する
。この移動速度は往路では倍率に応じて可変で、等倍時
は180 m m / s e cであり800%拡大
時は22.5mm/sec、 50%縮小時は360 
m m / s e cである。この光学ユニットの移
動する副走査方向(以下X方向と呼ぶ)に直交する主走
査方向(以下Y方向と呼ぶ)をCCDラインセンサ10
3により400dots/インチの解像度で読取りなが
ら光学ユニットを左端のホームポジションから右の方へ
所定の位置迄移動させた後、再びホームポジション迄復
動させて1回の走査を終える。遮光板111がフォトイ
ンクラブターからなるホームポジションセンサ110を
横切ることでホームポジションを検出する。標準濃度板
112はシェーディング補正、光源104の光量制御の
為に用いられ、ホームポジションセンサ110が遮光板
111を検出している位置が、標準濃度板112をCC
Dラインセンサ103により読取り可能な位置となる。
第2図は、画像読取りから記録までの信号処理のブロッ
ク図である。201はレーサー発光部であり、ここから
発光されたレーザー光は一定速度で高速回転しているポ
リゴンスキャナ202により定速度で回転するドラム2
03の表面を軸方向に走査される。この際走査線の延長
線上にドラムに近接して配置されたフ第1・ダイオード
204によりレーザー光の通過が検出され、主走査同期
信号205が生成される。
この同期信号205に同期して、基準クロック発生部2
06からの2相クロック207. 208でCCDライ
ンセンサ103から読み出された1ライン分の画像信号
は、アンプ209で増幅された後、A/Dコンバータ2
10において画素クロック211に同期した画素毎の8
bitデジタル画像信号212に変換された後、エツジ
強調回路213に入力される。
このエツジ強調回路213は3ライン遅延バツフアによ
るラプラシアンフィルタにより成り、主走査方向、副走
査方向独立に二次微分を行い、エツジ強調処理を行う。
このようにエツジ強調回路213てエツジ強調された画
像信号はダブルバッファメモリ214のラインメモリ2
27.228にライン毎に一但書き込まれ、再度読み出
すことで主走査方向の変倍処理が行われる。
この変倍処理を行うための書き込み用アドレスカウンタ
(以下W−アドレスカウンタ)215と読み出し用アド
レスカウンタ(以下R−アドレスカウンク)216は、
各々主走査同期信号205に同期して動作する。
変倍処理はW−アドレスカウンタとR−アドレスカウン
タの動作速度の割り合いを変えて行われる。このカウン
タの動作速度を変えるために、第1、第2クロツク制御
回路217. 218が用いられる。
W−アドレスカウンタ215用の第1クロック制御回路
217は、例えば型番74167のTTI、を2個カス
ケードに接続したものが用いられ、後述する主走査倍率
を設定するロークリエンコーダSWからの倍率信号MM
に従って、入力する100クロツク中の通過クロック数
を制御する。
また、R−アドレスカウンタ216用の第2クロック制
御回路は例えば型番7497のTTLを2個カスケード
に接続したものが用いられ、第1クロック制御回路21
7と同様に倍率信号MMに従って、入力する4096ク
ロツク中の通過クロック数を制御する。
以下、縮小の場合と拡大の場合を倍率50%と200%
を例に取って説明する。
50%に縮小する場合は、第3図に示すように第1クロ
ック制御回路217により画素クロック211を2クロ
ツクで1クロツクの割合いで間引き制御することにより
書き込みクロック220を形成する。この書き込みクロ
ック220に従ってW−アドレスカウンタ216で生成
されるW−アドレス221は、エツジ強調処理された書
込画像信号2画素に付きlアドレス変化することになり
、メモリ214には書き込み画像信号219の偶数番目
の画素のみが書き込まれる。このメモリ214に書かれ
た画像信号を画素クロック211を第2クロック制御回
路218で間引き処理せずにそのまま出力することによ
り形成した読出しクロック222に従ってR−アドレス
カウンタ216で生成されるR−アドレス223で読み
出す。この様にしてメモリ214から読出された画像信
号224は、書込画像信号219を主走査方向に50%
変倍したものとなる。
以上説明したように縮小率M(%)は第1クロック制御
回路217に設定する100クロツク中のクロック通過
数Pにより次式のように決定される。
すなわち、縮小率M(%)と同じ値をクロック通過数P
として設定することになる。
一方、200%に拡大する場合は第4図に示すように書
き込み画像信号をそのままメモリ214に書き込むため
に、第1クロック制御回路217て画素クロック211
を間引き処理せずに、そのままW−アドレスカウンタ2
15に供給する。
このメモリ2】4に書き込まれた画像信号を読み出す際
に第2クロック制御回路218にて画素クロック211
を2クロツクに1クロツクの割り合いで通過させること
により読出しクロック222を作る。この読出しクロッ
ク222に従って、R−アドレスカウンタ216で生成
されるR−アドレス223により読み出される画像信号
224は1画素の周期が書き込み画像信号219の倍に
なり、主走査方向に200%変倍されたものとなる。
以上説明したように拡大率M(%)は、第2クロック制
御回路218に設定する4096クロツク中の通過クロ
ック数Qにより次式のように決定される。
100      Q このように主走査方向に変倍された画像信号はD/A変
換器225によりアナログ信号に変調された後アンプ2
26によって増幅されて、レーザードライバ201で1
画素に相当するレーサーの発光量を制御する。この発光
量制御されたレーザー光によりドラム203上の電荷量
が制御され、ドラム203」二には画像信号に対応した
静電潜像が1ラインずつ形成され、この潜像を図示しな
い電子写真プロセスにより1画素毎に濃度変調されたト
ナー現像画像として出力される。
2301は光学ユニットを往復動せしめるための駆動力
を発生するDCサーボモータであり、231はモータ2
30の回転に同期したクロック信号239を発生ずるエ
ンコーダである。
236はモータ230の回転制御の基準クロックを発生
ずる基準クロック発生部であり、基準クロック発生部2
36からの基準クロックは分周回路235で所定周波数
のクロック信号237に分周された後、第3クロック制
御回路234により副走査方向倍率を設定するロータリ
ーエンコーダSWからの倍率信号SMに従ってクロック
信号の通過クロック数を制御する。
第3クロック制御回路234からのクロック信号238
はP L L制御回路233に入力され、PLL制御回
路233はクロック信号238とクロック信号239と
が一致する様に、ドライバ232へ駆動信号を出力し、
これによりモータ230の回転を制御して光学ユニット
を変倍率に応じた速度て往動せしめる。
第5図に第2図示のエツジ強調回路の詳細な構成を示す
A/Dコンバータ(第2図21O)から入力する画像信
号は、後述するフィルタ回路809を介して3  ・ラ
イン分のラインメモリ810〜812を有した遅延バッ
ファ302において遅延せしめられる。
すなわち、■ライン分の画素を識別するアドレスカウン
タ301の出力によりアドレッシングされる3ライン分
の遅延バッファメモリ302によって、現ラインの画像
信号303.1ライン前の画像信号304゜2ライン前
の画像信号305の3ライン分の画像信号が出力される
。また、これらの画像信号はラッチ306によって画素
単位に遅延される。
ここで注目画素は、■ライン前の画像信号304を2画
素遅延させた画素信号307であり、乗算器310にお
いてこの注目画素307を2倍、主走査方向の前後の画
素信号308.309を(−1)倍した結果を加算器3
11で加算し、注目画素に対する主走査方向の2次微分
信号312を得る。
さらに、注目画素と同じ主走査位置関係の前後のライン
の画素信号313.314を乗算器315で(−1)倍
し、注目画素信号307を2倍した結果を加算器316
て加算し、注目画素に対する副走査方向の2次微分信号
317を得る。
801は主走査エツジ強調信号312を増減するための
乗算器であり、803は主走査倍率をパーセント単位で
設定するロータリーエンコーダ5W805の出力をアド
レスとして入力し、それに対応した主走査エツジ強調信
号乗算係数807を出力するROMである。802は副
走査エツジ強調信号317を増減するための乗算器であ
り、804は副走査倍率をパーセント単位で設定するロ
ータリーエンコーダ5W806の出力をアドレスとして
入力し、それに対応した副走査エツジ強調信号乗算係数
808を出力するROMである。
係数ROM803は、主走査方向の縮小による白すしや
黒すじや、拡大による画素濃度ムラが面積的にさらに強
されるのを防ぐため第6図のように構成される。
第6図で横軸はロータリーエンコーダ5W805で設定
される主走査倍率であり、縦軸は出力される乗算係数8
07の値を示す。
この図でわかるように倍率lOO%の時の乗算係数を1
とし、倍率の減少にともなう白すし、黒すじの増加にと
もない乗算係数を小さくして倍率50%で乗算係数を0
.5としている。50%以下の倍率では情報の欠落を防
ぐ意味で乗算係数を減少させることはしていない。
また、倍率100%以上の拡大の場合は、200%程度
から出力の濃度ムラの面積的な強調が顕著になるので乗
算係数を徐々に減少せしめ、600%になるとデジタル
画像信号212に含まれる濃度ムラでさえ面積の増大で
顕著に目立つようになるのて、乗算係数をOとして主走
査方向のエツジ強調がかからなくしている。
このように、本実施例では画素毎の濃度ムラが変倍画像
処理により目立つのを防ぐために、係数ROM803で
主走査倍率に応じて主走査のエツジ強調量を制御してム
ラ量を加減している。
しかしながら、倍率600%以−ヒでは前述のようにエ
ツジ強調がかからなくてもデジタル画像信号212に含
まれる濃度ムラが著しく出力画像の品位を劣化させる。
この主走査倍率600%以上では、積極的にデジタル画
像信号212に含まれる濃度ムラを除去することが必要
になる。
そのため本実施例では、2種類の強さの異なる平滑フィ
ルタを用意して主走査倍率に応じて使い分けをしている
すなわち主走査エツジ強調がきかな(なる倍率600%
から800%までは弱いフィルタ、800%以上の倍率
には強いフィルタと使い分ける。
そして600%以下の倍率にはフィルタ処理を行わない
という処理をしている。
このフィルタ処理はフィルタ回路809て実行される。
弱いフィルタとしては注目画素を2倍し、主走査方向の
前後の画素を1倍して平滑するAフィルタの強いフィル
タとして、注目画素とその前の2画素及び後の1画素の
合計4画素で平滑処理を行うBフィルタがある。
フィルタ回路809は第8図のように構成される。
第8図において、90〜904は入力するデジタル画像
信号212を画素クロック211に従って1画素毎にラ
ッチするフリップフロップ、905は注目画素信号を2
倍する乗算器である。乗算器905により2倍された注
目画素信号と注目画素の前後の画素信号は加算器906
に入力し、それらを加算した値を乗算器907にて1/
4倍しセレクタ121に供給する。
この乗算器907の出力がフィルタAの出力となる。
また、注目画素信号と注目画素の前の2画素と後の1画
素の画素信号は加算器909に入力し、それらを加算し
た値を乗算器にて1/4倍しセレクタ121に供給する
この乗算器909の出力がフィルタBの出力となる。
この2つのフィルタA、  Bの使い分けはセレクタ1
21で信号812に従って選択され、またフィルタ処理
をするか否かはセレクタ122により信号811て選択
される。
このフィルタの使用/不使用及びフィルタA/Bの選択
は主走査倍率によりフィルタ制御回路810て設定され
る。
フィルタ条件設定回路810は主走査倍率設定5W80
5からの主走査倍率信号を受け、フィルタを用いない主
走査倍率600%未満では信号811をロウレベルとし
、600%以上では信号811をハイレベルにする。さ
らに600%以上の倍率では、800%未満の倍率では
Aフィルタを用いるように信号812をロウレベルとし
、800%以上ではBフィルタを用いるように信号81
2をハイレベルとする。
このように主走査の画素ムラが面積的に強く強調される
大きい拡大率には強いフィルタを使用することにより大
きい拡大率でもムラの少ない均一な出力画像が得られる
一方、副走査エツジ強調信号乗算係数を出力するROM
804は、副走査方向の倍率の増大による1画素中に含
まれるボケ量の増大に対応して第7図のように構成され
ている。
すなわち、倍率100%における乗算係数を1とし、倍
率800%での係数2を直線で結んで、100%から8
00%までの係数を決定している。尚800%以」二の
倍率で乗算係数を増やさないのは、エツジ強調のききす
ぎによる出力画像の濃淡エツジ部の輪郭が強調されて出
力されるのを防ぐためである。また、倍率100%以下
で乗算係数を減らさないのは副走査速度が上がって画素
に含まれるボケが減少しても、レンズ等光学系に含まれ
る一定量のボケを取り除くためである。
この様にして、乗算器801及び802により夫々主走
査倍率及び副走査倍率に応じて独立に増減された主走査
方向の2次微分信号312及び副走査方向の2次微分信
号°317を加算器318にて注目画素の画素信号30
7に加算することにより、エツジ強調された画像信号2
19を得る。
この画像信号219は前述したダブルバッファメモリ2
14に入力されて、変倍率に応じた主走査方向に関する
変倍処理が実行される。
尚、変倍処理される画像信号は変倍率を考慮したエツジ
強調処理がなされているので、変倍処理により画像に濃
度ムラやスジが発生することを極力防止できる。
尚、本実施例では、乗算器を用いて2次微分信号を変倍
率に応じて増減する構成としたが、ラインバッファメモ
リ302の遅延ライン数を大きくして2次微分を取るラ
インを注目ラインの前後ラインだけでなく、前前ライン
、後後ラインというようにラプラシアンフィルタの物理
的サイズを変倍率に応じて増減させることも有効である
また主走査フィルタ処理は、例えば600%の倍率付近
のようにエツジ強調処理をしな(なる境界倍率では、フ
ィルタ処理とエツジ強調処理を併用することでよりスム
ーズな出力画像が得られる。
また、使用するフィルタは弱/強の2種だけでなく強さ
の異なるもので数種類用意し倍率によって使い分けると
、さらに有効である。
この主走査方向の画素ムラがCCDの偶数画素。
奇数画素のムラといったような規則的なものであれば、
そのムラを除去するフィルタをかなり低い倍率から使用
すればエツジ強調による画像の鮮鋭度向上がより効果的
になる。例えば第11図(a)のような1画素毎のムラ
の場合、フィルタ回路809のAフィルタ(1,2,1
)を常時用いるとムラは完全に消える。
また、強いフィルタとしては主走査方向の画素だけを対
象としたフィルタだけでなく、副走査方向を含んだ2次
元のフィルタも用いられる。
〔効 果〕
以上説明したように、本発明では倍率に応じてエツジ強
調とフィルタ処理を使い分けることにより低倍率で問題
となる画像のボケ、高倍率で問題となる画像のムラを最
適な形で除去できるようになり、倍率に影響されない均
一な出力画像が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は画像読取装置の断面図、 第2図は画像処理回路のブロック図、 第3図は主走査縮小処理のタイミングチャート図、第4
図は主走査拡大処理のタイミングチャート図、第5図は
エツジ強調回路の構成例を示す図、第6図は主走査エツ
ジ強調乗算係数テーブルを示す図、 第7図は副走査エツジ強調乗算係数テーブルを示す図、 第8図はフイ襲夕の構成を示す図、 第9図はエツジ強調回路の従来例を示す図、第1O図は
画像読取りラインセンサの構成図、第11図はエツジ強
調と変倍による主走査画素ムラを示す図、 第12図は副走査方向の走査ボケを示す図であり、10
3はCCDラインセンサ、213はエツジ強調回路、2
14はダブルバッファメモリ、301はアドレスカウン
タ、302は遅延バッファメモリ、803及び804は
ROM、805及び806はロータリーエンコーダSW
である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)原稿画像を光電変換手段により電気的に読取る読
    取手段と、前記読取手段からの画像信号に対してエッジ
    強調処理を行う第1処理手段と、前記読取手段からの画
    像信号に対して平滑処理を行う第2処理手段を有し、画
    像の変倍率に応じて前記第1処理手段の使用、未使用及
    び前記第2処理手段の使用、未使用を各々独立に決定す
    ることを特徴とする画信号処理装置。
  2. (2)特許請求の範囲第(1)項において、画像の変倍
    率に応じてエッジ強調処理の強さと平滑処理の強さを各
    々独立に設定することを特徴とする画信号処理装置。
JP62043501A 1987-02-25 1987-02-25 画信号処理装置 Expired - Lifetime JP2592824B2 (ja)

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US07/159,305 US4860118A (en) 1987-02-25 1988-02-22 Image signal processing apparatus with edge emphasis and variable magnification

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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