JPS63272171A - 画像デ−タ処理回路 - 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、多値（複数ビット）のモノクロ画像およびカ
ラー画像データをデジタル演算処理する回路に関する。

より詳細に言えば、デジタル演算処理の際に生ずる演算
誤差を減らし、より人力画像に忠実な画像を得るための
画像データ処理回路に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の多値データのデジタル演算処理を必要とする装
置には、所謂、デジタル複写装置がある。

すなわち、このデジタル複写装置は、ＣＣＤ等の固体撮
像素子によって原稿像を読み取り、ここから出力される
アナログ画像信号をアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）信号
変換し、これをデジタル演算処理して２値、または、パ
ルス幅変調（ＰＷＭ）データに変ｓｈし、このデータに
基づいてレーザー・ビーム・プリンタ（ＬＢＰ）等のプ
リンタによって画像・清報を記録する装置である。

通常、アナログ画像信号をＡ／Ｄ侶号信号して得られた
信号は８ビツトである事が多く、これをデジタル演算処
理することにより、２値画像の場合には１ビツト、ＰＷ
Ｍの場合には８ビツトのデータとする場合が多い。

デジタル演算には、例えは、シェーディング補正、γ変
換、エツジ強調、スムージング処理等かあり、さらに、
カラー画像を扱う場合には、マスキング処理、黒抽出、
ＬＩＣＲ等の処理がある。

（発明が解決しようとする問題点〕 しかしなから、これらのデジタル演算は、通常回路規模
を小さくするために人力画像が８ビツト・データの場合
、出力画像も８ビツトとする場合が多く、このために乗
算等の演算をした場合に各演算毎にデジタル演算による
丸め誤差が発生し、多段のデジタル演算処理を行った場
合にこの誤差が累積して画像の劣化の原因となっている
。

例えば、人力デジタル画像信号が８ビツトである場合、
階調は２５６段階まで理論上とれるはずであるが、実際
は、上記の理由から多段のデジタル演算処理を行うこと
により実質的に得られる画像データは４ビツト、５ビツ
トといった有効ビット数となり、得られる階調は１／１
６〜ｌ／３２の３２〜６４階調となり、階調の荒いガサ
ついた画像となる。とくに、γ変換といった非線形変換
を行った場合には誤差が大きくなり、非線形変換を多用
した回路ではこうした傾向は顕著となる。

こうした画像劣化を防止するために、デジタル演算処理
による演算誤差がでないように演算回路を構成し、最終
段の演算回路で必要なビット数のデータに変換すること
が考えられる。

しかし、この方法では演算回路の演算ビット数が増大す
るために信号線の数が増大し、回路の集積化に不向きに
なるといった欠点か生ずる。特に、多段の演算回路を使
用する場合にこの欠点は顕著となる。

本発明の目的は、上記欠点を解消し、デジタル演算処理
によるデータ・ビット数が増大しても信号線の数を増や
さず、回路の集積化に適した画像データ処理回路を提供
することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、シリアルに転送される多値デジタル画像デー
タをビット拡張する第１手段と、この第１手段における
データ転送を時分割で行わせる第２手段とを具える。

［作　用］ 本発明によれは、個々のデジタル演算処理回路てのデジ
タル演算によるデータ・ビット数の増加分をシリアル・
データに変換して信号線の数を減少させ、回路の集積化
に適した回路構成とするものである。

〔実施例］ ′ｆＪ１図は、本発明を適用したデジタル・カラー複写
機のブロック図である。

ＣＣＤＩは、ライン読み取りを行なうカラーのイメージ
・センサである。ＣＣＤＩ上に結像されたカラー画像は
、赤、緑、青の色成分に分解され、画素毎にシリアルに
赤、緑、青の順に読み出される。

（：ＣＤＩ以降、プリンタフに至るまで画像信号はシリ
アルに送られ処理される。

アナログ信号処理回路２は、ＣＧＤＩより送られてくる
アナログ画像信号のサンプル・ホールド、黒レベル・ク
ランプ、フィルタリング等のアナログ信号処理を行なう
。

へ／Ｄ変換回路３は、アナログ信号処理回路２より送ら
れてくるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換す
るための回路であって、本実施例に於いて画像信号は８
ヒツトのデジタル画像信号に変換されるものとする。

マスキング回路４は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青ＣＢ）の
色成分の濁りを取るための回路である。

第４図は、ＣＣＤＩの各色に関する色感度特性の例を示
す図である。マスキング回路４は、図示の斜線の部分の
ような色成分間でオーバー・ラップする部分の補正を行
ない等測的に理想的な色感度特性を持つように画像信号
を色補正する。

そのための演算式は、下記の式■により与えられる。

式■中、Ｒ，ＧおよびＢは人力色データ、Ｒ’　、Ｇ’
　およびＢ′は出力色データ、ａＸＸは補正係数である
。通常、ａｌｌ＋　　ａ　２２およびａ３３は正の係数
、その他の係数は負の係数となる。

補色変換回路５は、赤、緑および青の輝度信号を補色の
シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の
濃度信号に変換するための回路であって、例えば人力信
号に対して一１ｏ３変換をする。

２値化回路６は、補色変換回路５より出力される濃度信
号をもとに、ディザ法等の擬似中間調処理を行ない画像
を２値の画像信号に変換する回路である。プリンタ７は
、この画像信号をもとに、例えば、インク・ジェット方
式で記録紙上に画像の記録を行なう。

以上説明の第１図の回路ブロックにおいて、デジタル画
像処理はマスキング回路４、補色変換回路５．２値化回
路６の３つのブロックであり、この間の演算処理で演算
誤差を発生しないようにする事によりプリンタフで高品
位の画像再現が可能になる。

次に、第２図を使用して本発明を適用したマスキング回
路４、補色変換回路５．２値化回路６の具体的な回路構
成例を説明する。

第２図に於いて、人力画像信号Ｖｌは８ビツトのデジタ
ル画像信号であり、出力画像信号ｖＯは１ビツト＝２値
のデジタル画像信号である。

入力画像信号Ｖｌは、ｐフリップ・フロップｌＯ〜１２
で赤、緑、青の各色成分毎にラッチされる。ラッチされ
たデータは、さらに、Ｄフリップ・フロップ１３〜１５
で１画素の赤、緑、青の各色成分がまとめられたかたち
で、すなわち、同一タイミングで再びラッチされる。

Ｄフリップ・フロップ１３〜１５にラッチされた画像デ
ータは、メモリ１６〜１８に入力され、そこで各色成分
に式■のａＸ）Ｉを乗じた値を発生する。メモリ１６〜
１８は、所謂ルック・アップ・テーブルであり、本実施
例においては２ＫＸ８ビツト構成のリード・オンリー・
メモリ（ＲＯＭ）を使用している。

メモリ１６はＲ成分に式■のａｌｌｎ８２１およびａ３
１、メモリ１６はＧ成分に式■のａ　１２＋　　ａ２２
およびａ３２）メモリ１６はＢ成分に式■のａ　１３＋
　８２３およびａ３３を乗じたデータを記憶している。

第５図に、メモリ１６に記憶されるデータの例を示す。

アドレス端子へ７〜八〇で選択されるアドレスには、図
示のようにアドレス値に対してａｌｌ＋　　８２１およ
びａ３１を乗じた値が書ぎ込まれており、アドレス端子
へ８が値０の時に下位バイト・データ、アドレス端子へ
８が値ｌの時に上位バイト・データが選択される。アド
レス端子組０およびＡ９の信号でａ１□、ａ２１および
ａ３１のいずれかが選択される。

具体的には、 のように変換データが書ぎ込まれている。メモリ１７、
１８についても同様である。

メモリ１６〜１８から１画素に付き２回のデータ読み出
しが行なわれ、上位バイトのデータはＤフリップ・フロ
ップ１９．２１および２３、下位バイトのデータはＤフ
リップ・フロップ２０．２２および２４にそれぞれラッ
チされる。

加算器２５および２６は、Ｄフリップ・フロップ１９〜
２４より出力される符号付きの２バイトの画像データを
加算する回路であり、出力色データＲ’　、Ｇ’および
Ｂ′の演算を行なう為の回路である。Ｄフリップパフロ
ツブ２７および２８は、このデータＲ’　、Ｇ’　およ
びＢ′をラッチするための回路である。

以上説明の回路が、マスキング回路４に対応する部分で
ある。

Ｄフリップ・フロップ２７および２８にラッチされた画
像データは、メモリ２９のアドレス信号として使われる
。メモリ２９もルック・アップ・テーブルであり、本実
施例においては１２８に×８ビット構成のり−ト・オン
リー・メモリ（ＲＯＭ）を使用している。

第６図に、メモリ２９に記憶されるデータの例を示す。

アドレス端子ＡＩ５〜Ａｎで画像データの人力を行ない
、そのうちアドレス端子Ａ１５が符号ビットとなる。即
ち、アドレス端子へ１５が値０の時は正の値、値１の時
は負の値となる所謂ｒ２の補数データ」の人力である。

画像データの人力値が負の場合はマスキング回路理の結
果として取ってはならない値であるので図のように一定
値を与える。画像データの人力値が正の場合は第６図に
示すようなカーブのデータ値を所定のアドレスに書ぎ込
んでおで。アドレス端子Ａ１δが値０の時に下位バイト
・データ、アドレス端＋Ａ１６が値１の時に上位バイト
・データが読み出されるようにデータを書き込んでおく
。

メモリ２９からも１画素に付き２回のデータ読み出しが
行なわれ、上位バイトのデータはＤフリップ・フロップ
３ｏ、下位バイトのデータはＤフリップ・フロツカｌに
それぞれラッチされる。

以上説明の回路が、補色変換回路５に対応する部分であ
る。

Ｄフリップ・フロップ３ｏおよび３１にラッチされた画
像データは、コンパレータ３２に人力され、ここでディ
ザ制御回路３５より出力されＤフリップ・フロップ３３
および３４にラッチされたスレショルド値と比較され、
２値化される。２値化されたデータは、Ｄフリップ・フ
ロツカ６でラッチされ出力画像信号ｖｏとして出力され
る。

ディザ制御回路３５は、疑似中間調処理の一種であるデ
ィザ法による２バイトのスレショルド値を出力する回路
である。

以上説明の回路が、２　ｆａ化回路６に対応する部分で
ある。

次に、第３図のタイミング・チャートを使用して第２図
のデジタル画像データ処理回路の動作タイミングの説明
を行なう。

信号ＶＣには、ビデオ・クロック信号であり、信号ＶＣ
ＫＩは信号ＶＣにの逆相のビデオ・クロック信号である
。この信号ｖＣにおよび４８号ＶＣＫ＊に同期して第２
図のデジタル画像データ処理回路は動作する。

人力ビデオ信号ｖ１は、信号ＶＣＨの立ち上がりクロツ
タに同期して第２図のデジタル画像データ処理回路（の
Ｄフリップ・フロップ１０〜１２）にシリアルに人力さ
れ、人力ビデオ信号ｖ１の色成分を示す信号Ｃ３Ｌｌお
よびＣ３ＬＯも同時に信号ＶＣＨの立ち上がりクロック
に同期して第２図のデジタル画像データ処理回路（のメ
モリ１６〜１８）にシリアルに入力される。

１５号Ｃ５ＬＩおよび（：ＳＬＯは、 Ｃ３Ｌ１＝ＯおよびＣ３ＬＯ＝　Ｏ：有効画像データ無
し Ｃ３Ｌｌ＝　１およびＣ３ＬＯ＝　１　：青成分信号（
Ｂ）の４種類の人力ビデオ信号Ｖｌの色成分状態を示す
。

信号ＲＬＣＫ、　ＧＬＣＫ、　ＢＬ（：におよびＤＬＣ
Ｋは、信号ＣＳ　１．１およびＣ３ＬＱにより不図示の
タイミング生成回路により作られるタイミング信号であ
る。

信号ＲＬＣに、　ＧＬＣにおよびＢＬＣＫは、入力ビデ
オ信号Ｖｌの各色成分を分離してラッチするために使用
するタイミング信号であって、Ｄフリップ・フロップｌ
θ〜１２に人力する。また、信号ＤＬＩＪは、信号ＲＬ
Ｃに、　ＧＬＣにおよびＢＬＣにでラッチした信号をＤ
フリップ・フロップ１３〜１５に再ラツチするためのタ
イミング信号である。

信号ＲＬＣに、　ＧＬＣに、　ＢＬＣにおよびＤＬＣに
でラッチされた信号はビデオ信号ＶＲ，ＶＧ、　ＶＢお
よびＶＲＧＢであり、第３図に示すタイミングの信号と
なる。

Ｄフリップ・フロップ１３〜１５にラッチされた８ビッ
トの各色成分の画像データを使用して、信号Ｍｏｌ　で
示すように信号ＶＣに半クロツク毎にメモリ１６〜１８
より記憶された変換データの読み出しを行なう。始めの
半クロックが下位８ビツト・データの読み出しタイミン
グ、後半が上位８ビツト・データの読み出しタイミング
となり、計１６ビツトの変換データの読み出しを行なう
。

ビデオ信号ＶＲＧＢのデータ変化点から、Ｒ’　”　ａ
　ＩＩＸ　Ｒ＋　ａ　１２Ｘ　Ｒ＋　ａ　１３Ｘ　ＲＧ
’　＝ａ２．ｘＧ＋ａ２２ＸＧ＋ａ２３ｘＧＢ’　＝ａ
３１ＸＢ＋ａ３２ＸＢ＋ａ３３ＸＢの順に式■の演算を
行なう。

メモリ１６〜１８より読み出された変換データは、信号
ＳＡＭＬ　（下位８ビツト・データ）およびＳ　Ａ　Ｍ
　Ｈ（上位８ビツト・データ）のタイミングでＤフリッ
プ・フロップ１９〜２４にデータ・ラッチ、ついで加算
器２５および２６による変換データ間の加算演算が行な
われ、信号５ＬＣ）！のタイミングでＤフリップ・フロ
ップ２７および２８にラッチされる。

メモリ２９でもメモリ１６〜１８同様のタイミング（信
号Ｍ０２）で画像データの変換が行なわれ、信号ＶＤＬ
　　（下位８ビツト・データ）および信号ＶＤＨ（上位
８ビツト・データ）に示すタイミングで１６ビツトー１
６ビツトの変換動作が行なわれ、Ｄフリップ・フロップ
３０および３１にラッチされる。

Ｄフリップ・フロップ３３および３４には、信号ＶＤＬ
および信号ＶＤＨに同期してディザ制御回路３５からの
スレショルド値かセットされ、コンパレータ３２でＤフ
リップ・フロップ３０および３１からのデータと当該ス
レショルド値とが比較され、１６ビツトー１ビツトの変
換、即ち、２値化が行なわれる。２値化された画像デー
タは、出力ビデオ信号ｖＯのタイミングでＤフリップ・
フロップ３６にラッチされ出力される。

以上説明の演算の過程を第７図を使用して説明する。

人力ビデオ信号Ｖｌは符号無しの８ビツト・データであ
るが、式■の係数ａｌｌ〜ａ３３が−８〜＋８の範囲の
値をとる場合には、信号ＭＯＩは図示のようにＯビット
目からｌＯビット目迄が数値の大きさを示し、最上位ビ
ットの１５ビツト目が符号を示すサイン・ビットとなる
。このように信号Ｍｏｌは、人力ビデオ信号Ｖｌに対し
てデータ・ビット長および符号の拡張が行なわれる。

加算器２５の出力は、信号ＭＯＩの加算結果であるので
演算誤差を出さない様にするためには、図示のようにＯ
ビット目から１１ビツト目迄が数値の大きさを示し、最
上位ビットの１５ビツト目がサイン・ビットとなる。同
様に、加算器２６の出力（ＳへＭｌ＋およびｓＡＭｊ）
は、０ビツト目から１２ヒ゛ツト目迄が数値の大きさを
示し、最上位ビットの１５ビツト目がサイン・ヒ′ット
となる。

そして、信号ＭＯ２は非線形の演算を行なうので、演算
誤差を無くすために全１６ビツトの符号無しの絶対値の
データに変換される。

最後に、出力ビデオ信号ｖＯとして１ビツトの画像デー
タに変換される。

〔他の実施例〕

データ長の拡張は、例えば、式■の係数ａｌｌ〜ａ３３
が　０．１　といった小数データとなる場合にも行なう
。

即ち、例えば　０．１キざみのデータをとる場合に、演
算結果をあらかじめ１０倍しておき、最後に結果を１０
分の１にすれば整数演算で演算誤差の無い演算がデータ
長の拡張により可能になる。

また、本実施例に於いてメモリ１６．１７．１８および
２９にＲＯＭを使用しているが、頻繁に補正係数、変換
曲線カーブを換える場合には、ランダム・アクセス・メ
モリ（ＲＡＭ）等を使用しても良い。

また、成分データとして（Ｒ、Ｇ　、　Ｂ）を用いたが
、（Ｙ、Ｍ、Ｃ）　、　（Ｙ、　１．Ｑ）　、　（Ｌ、
ａ、ｂ）　、　（Ｌ、ｖ、ｕ）等の他の表色型を用いて
も良い。

〔発明の効果〕

以上説明のように、本発明によれば演算誤差を無くすよ
うな回路構成をとることによって各演算回路でのデジタ
ル演算時の誤差を減らし、複数演算回路の累積演算誤差
を減らし現画像に忠実な画像の再現が可能になるととも
に、これに伴う演算処理ビット数の増加をシリアル処理
することによって信号線の数を減少させ回路の集積化を
容易にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したデジタル・カラー複写機のブ
ロック図、 第２図は本発明を適用したデジタル画像処理回路の具体
的なブロック図、 第３図は第２図のデジタル画像処理回路の動作タイミン
グ・チャート、 第４図はｃｃｏｔの色感度特性の例を示す図、第５図は
メモリ１６〜１８に記憶するデータの説明図、 第６図はメモリ２６に記憶するデータの説明図、 第７図は、演算の過程を説明するための図である。 第４図 第６図 第７妥１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）シリアルに転送される多値デジタル画像データをビ
   ット拡張する第１手段と、 該手段におけるデータ転送を時分割で行わせる第２手段
   とを具えたことを特徴とする画像データ処理回路。 ２）特許請求の範囲第１項記載の画像データ処理回路に
   おいて、 前記第２手段は、ビット拡張された画像データを、下位
   データから転送することを特徴とする画像データ処理回
   路。