JPS62206965A - 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】 〔技術分野〕 本発明は多値画像データを処理し、パルス幅変調信号に
変換する画像処理装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来、デジタルプリンタ（２値プリンタ）では、出力が
ドツトのオン／オフによる２値しかないため、例えばＣ
ＣＤ等の入力系からの入力画像データ（８ビット程度）
をディザ法などにより２値化処理し、複数の画素のマト
リックスで原画の階調を表現していた。しかしディザ法
では階調を良くしようとすると解像力が悪くなるという
欠点があった０例えば白を含めて１７Ｗｉ調を表現する
には４×４画素の閾値マトリックスが必要であり、６５
階調を表現するには８Ｘ８画素の閾値マトリックスが必
要となる、ところが出力画像は閾値マトリックス単位と
して表現されるため、中間調の解像度は閾値マトリック
スサイズが犬きくなるほど悪化する。また組織的ディザ
法を用いた場合は閾値マトリックス単位に閾値が周期的
に繰返されるため、例えば網点画像を読取り入力した場
合、原画像データと閾値との差が周期的に変動し、出力
画像に低周波のモアレパターンが生じ、画質が、潔くな
る傾向があった。又、出力画素の原画像データに対する
誤差を周囲の画素で埋め合わせて、原画像データの階調
を忠実に再生する平均誤差最小法が提案されている。こ
の方法ではモアレ除去１こ関しては大きな効果があるが
、画素のつながりが不自然になりこの方法特有のミクが
゛ 口なテクスチャ構造）生じて見にくい再生画像になると
いう欠点があった。この平均誤差最小法は更に改良され
て、文字の再現性を良好にしたＣＡＰＩＸ法（昭和６０
年度電子通信学会全国総合全国大会５−２１２）等が提
案されているが、やはりミクロなテクスチャ構造が生ず
るという欠点がある。又、前述の組織的ディザ法におい
ても、画像再生の際特に斜めの細線がギザギザになると
いう欠点があった。

一方、丘述した各２値化方法はデータ量から見ると大き
な圧縮になっている０例えば入力画像データが１画素当
り８ビツトとすると２値化処理後には画像データは１画
素あたり１ビツトとなり１／８の圧縮になっている。従
って画像メモリ、電子ファイル等に蓄積するときの容量
が小さくて済み、通信で画像データを転送する場合にも
有利であり、今後とも必要不可欠な技術となっている。

〔目　的〕

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、高画質の再生
画像を得ることができる画像処理装置を提供することを
目的とする。

本発明の更なる目的は圧縮された画素データを用いて高
画質の画像を再生する画像処理装置を提供することにあ
る。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本実施例における画像処理装置の回路図を示す
ものであり、図に於て１はディジタルデータ出力装置で
あり、図示されないＣＯＤ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（本例においては８ビツト）のディジタルデータを出
力する。２は２値化処理回路であり、ディジタルデータ
出力装置工から出力された８ビツトの画素データに対し
組織的ディザ法あるいは平均誤差最小法等を用いて中間
調処理を施し、１画素当り１ビツトの情報に圧縮する。

３はＲＡＭあるいは電子ファイル等から成るメモリ装置
であり、２値化処理回路２から出力された２値データ（
１ビツトのデータ）を所定量格納する。４はメモリ装置
３から出力された２値データを１画素８ビツトの多値デ
ータに変換する多値化回路であり、この多値化回路４か
ら出力される８ビツトの多値データはパルス幅変調回路
（ＰＷＭ回路）５に入力される。動作説明すると、ディ
ジタルデータ出力装置１から出力された１画素８ビツト
のデータはｚ値化処理回路２で１画素１ビツトの２値デ
ータに変換された後メモリ装置３に格納される。

そしてメモリ装置３から出力された２値データは多値化
回路４に入力され、再び１画素８ビツトの多値データに
変換されてＰＷＭ回路５に転送される。

ＰＷＭ回路５では入力された８ビツトの画素データに対
しパルス幅変調処理を施こし、ノくルス幅変調信号（Ｐ
ＷＭ信号）として端子３９に出力する。尚、各ライン上
の数値はビット数を表わすものであり、これは第３図、
第４図第６図も同様である。

次に多値化回路４について詳述する。第３図に多値化回
路４の詳細ブロック図を示す０図に示す如くメモリ３か
ら出力され端子６に入力されたＯ（白）又はｌ（黒）の
２値データを８ビツト変換回路７により次の様に８ビツ
トのデータに変換する。

データ０→データ００ データ１→データＦＦ この変換された８ビツトのデータを２ライン（一方がラ
イトのとき、他方はリード）または数ラインのバッファ
メモリ８に順次格納するとともにバッファメモリ８から
順次読み出してスムージング回路９により空間フィルタ
ー処理を行なう。空間フィルタとしては、１次元または
２次元の空間フィルタを用いれば良く、重みつき平均化
フィルタ、がウシアンフィルタ、平均化及びエツジ強調
の合成フィルタ等が好適である。

又、この空間フィルタは、複数のフィルタの中から画像
データに応じてセレクトしても良い、又、この多値化回
路４に入力される２値化データが種々のアルゴリズムで
２値化されている場合は、空間フィルタを適宜選択して
やることによりいかなる２値化データに対しても最適の
多値データを得ることができる。

そしてスムージング回路９から出力された多値データは
端子１０を介してＰＷＭ＠路５に入力される。

次にＰＷＭ回路５について詳述する。第４図にＰＷＭ回
路５の詳細のブロック図を示す、多値化回路４から出力
された多値データ（８ビツト）は、デジタル−アナログ
変換器ＣＤ／Ａ変換器）１１によって、アナログ量に変
換され、その１つ１つの画素データが順次比較回路（コ
ンパレータ）１２の一方の端子に入力される。

一方、パターン信号発生器１３からは、前記ディジタル
データの所定数の絵素（画素）毎に１回の割合の周期で
例えば三角波信号５６が発生され、コンパレータ１２の
他方の端子に入力する。

水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）発生回路１６から各ライン
毎に発生する水平同期信号５５に同期してオシレータ（
マスタクロック発生回路）１５からのマスタクロック５
２はタイミング信号発生回路１４によって、例えば４分
の１周期にカウントダウンされ、画素クロック５１とな
り画素データの転送りロック及びＤ／Ａ変換器１１のラ
ッチタイミングに使用される。尚、本実施例の画像処理
装置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５５はビームの走査位置を示す周知のビ
ームディテクト　（ＢＤ）４８号に相当する。

コンパレータ１２ではアナログ変換された画像信号５３
と三角波信号５６のレベルとが比較され、パルス幅変調
されたＰＷＭ信号３９が出力される。そしてこのＰＷＭ
信号３９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２図のレーザドライバ４０）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４５）上に中間調画
像が形成される。

第５図は第４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５図に沿って説明すると、マスタクロッ
ク５２はオシレータ１５の出力であり、ＢＤ信号５５は
前述した水平同期信号である。又、画素クロック５１は
オシレータ１５のマスタクロック５２をタイミング信号
発生回路１４でカウントダウンしたものである。即ち、
画素クロック５１はタイミング信号発生回路１４により
水平同期信号と同期を取り、マスタクロック５２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５４はタイミング信号発生回路１４によって得
られた画素クロック５１を更にタイミング号発生回路１
４の中で例えば３分の１周期にカウントダウンして得ら
れたもので、即ちスクリーンクロック５４は３つの画素
クロック５１に１回の長さの周期をもち、ＢＤ倍信号同
期した信号となる。スクリーンクロック５４は三角波信
号５６の発生の為の同期信号であり、パターン信号発生
器１３に入力される。又、端子１０に入力されるディジ
タルデータは多値化回路４で得られた多値データ（８ビ
ツト）である、アナログビデオ信号５３はＤ　／　Ａ　
：］ンパレータ１１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５１
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。

一方、パターン信号発生器１３の出力である三角波信号
５６は第５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５４に同期して発生し、コ
ンパレータ１２に入力される。同図の破線はＤ／Ａ　１
１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１２でパターン信号発生器１３からの三角波５６と
コンパレートされ、ＰＷＭ出力３９に示すように、画像
データはパルス幅変調された二値化データとなる。

この様に本実施例における信号処理は、多値デジタルデ
ータ１０を−Ｈアナログ画像データに変換した後、所定
周期の三角波５６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、高階調な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信号（例えば三角波）発
生の為の同期信号の周波数より高い周波数（例えば三角
波の１２倍の周波数）のマスタクロック５２を用いて水
平同期信号５５に同期したスクリーンクロック５４を形
成しているので、パターン信号発生回路１３から発生す
るパターン信号（三角波）５６の「ゆらざ」（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
例ではパターン信号周期の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。

以上のように例えば８ビツトの多値画像データを２値化
してメモリ３に格納し、メモリ３から読出した２値デー
タから８ビツトの多値データを再び生成し、更にパルス
幅変調することにより、小容量のメモリでも高画質の再
生出力を得ることができる。

第２図は本発明が適用できるレーザープリンタの概略構
成図である。図において端子３９は第１図のＰＷＭ信号
を入力するためのものであり、端子３９に入力したＰＷ
Ｍ信号はレーザドライバ４０に入力される。そしてレー
ザドライ／＜４０はＰＷＭ信号に従って半導体レーザ４
１を駆動しビームを変調させる。半導体レーザ４１の出
射光ビームはコリメータレンズ４２によりコリメートさ
れ、回転多面鏡４３により光偏向を受け、ｆθレンズ４
４により感光ドラム４５上を走査する。感光ドラム上に
作られた光の像は静Ｍｌ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。又、５７はビームのデフ あり、このビームディ孕テタ５７かもの出力に基づいて
ＢＤ信号５５が形成される。

第６図は他の実施例の画像処理装置のブロック図であり
、第１図と同様の機能を有すものには同じ符号を付けそ
の説明を省略する。

第６図は、ファクシミリ装置の様に画像データを通信回
線で転送し、プリンタに出力する場合を示したものであ
る。ディジタルデータ出１７に入力させる。符号化回路
エフでは入力された２値データをデータ圧縮して通信回
線１８に乗せ転送する。転送された圧縮データは受信側
の復号回路１９で２値データに戻され、多値化回路４で
更に多値データ（８ビツト）に変換される。その後この
多値データは前述した通りＰＷＭ回＋ｉ８５でほぼ連続
的なパルス幅変調信号に変換されプリンタへ出力される
。この様に構成することで通信するときのデータ容量を
大幅に削減でき、高解像の画像信号も短時間で転送する
ことが可能となる。更に受信側では復号された２値デー
タを多値データに変換するとともにこの多値データをパ
ルス幅変調信号としてプリンタに出力するので高画質の
出力を得ることができる。

また１本実施例においては２値データ（１ビツト）から
多値データ（８ビツト）へ変換する様に構成したが、例
えば３値データ（２ビツト）から多値データ（８ビツト
）へ変換する様に構成しても良い、この場合Ｏ（白）、
１／２（灰）、１（黒）の３値は、多値化回路４でそれ
ぞれ昧中データＯ→データ００、逓ｉデータ１／２→デ
ータ８０、径由データ１呻データＦＦと８ビツトデータ
へ変換される。この場合メモリ容量は多少増大するが、
より高画質の出力が可能となる。

以上の様に所定ビットの入力画像データを２値化し、メ
モリに格納したりあるいは通信回線を介して転送した後
に、多値化回路を用いて所定ビット数の多値データに変
換し、パルス幅変調信号を形成して画像出力を得る様構
成したので以下の様な効果がある。

１、　メモリ容量、通信時のデータ容量が小さＫても高
画質の出力が得られる。

２、　各種アルゴリズムにより２値化したデータに対し
て適用でき、より高画質の出力を得ることができる。

〔効　果〕

以上説明した様に本発明によれば少ないデータ量で高画
質の再生出力を得ることができる。

のブロック図、第２図は本発明が適用できるレーザープ
リンタの概略構成図、第３図は多値化回路４の詳細ブロ
ック図、第４図はＰＷＭ回路５の詳細ブロック図、第５
図は第４図に示すＰＷＭ回路の各部の信号波形を説明す
る図、第６図は他の実施例を示す図である。

ここで １はデジタルデータ出力装置、 ２は２値化処理回路、 ３はメモリ、 ４は多値化回路、 ５はＰＷＭ回路、 ７は８ビツト変換回路、 ８はバックアメモリ。

９はスムージング回路、 １１はＤ／Ａコンバータ、 １２はコンパレータ、 １４はタイミング信号発生回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力画像データを２値データあるいは３値 データに変換する手段と、前記変換手段から出力された
   ２値データあるいは３値データを格納する手段と、前記
   格納手段から出力された２値データあるいは３値データ
   を前記２値あるいは３値よりもデータ量の多い多値デー
   タに変換する第１の変換手段と、前記第１の変換手段か
   ら出力された多値データをパルス幅変調信号に変換する
   第２の変換手段とを有したことを特徴とする画像処理装
   置。