JPH01123570A

JPH01123570A - 画像信号処理装置

Info

Publication number: JPH01123570A
Application number: JP62281862A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Suganuma; 敦菅沼
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1987-11-06
Filing date: 1987-11-06
Publication date: 1989-05-16

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］本発明は製版用画像読取装置等において適用される画像
信号処理装置に関し、−層詳細には、例えば、ラインセ
ンサを用いて原稿画像を読み取り、当該読み取った画像
信号からフィルム原版等を作成する際、Ｍ系列符号理論
に基づいて生成された乱数信号と前記画像信号とを比較
して得られる信号によってフィルム等を露光することに
より画像に高品質な砂目処理を施すことを可能とした画
像信号処理装置に関する。

［発明の背景］例えば、印刷、製版の分野において、作業工程の合理化
、画像品質の向上等を目的として原稿に担持された画像
情報を電気的に処理し、フィルム原版を作成する画像走
査再生システムが広汎に用いられている。

この画像走査再生システムは画像読取装置と画像再生装
置とから基本的に構成されている。

すなわち、画像読取装置では画像読取部において一方向
に副走査搬送される原稿の画像情報が光センサによって
前記副走査方向と略直交する方向へ主走査され電気信号
に変換される。次に、前記画像読取装置で光電変換され
た画像情報は画像再生装置において製版条件に応じた階
調補正、エツジ強調等の演算処理が施された後、当該画
像信号と網点基準信号とを比較してパルス幅変調された
壱値化信号を出力し、当該２値化信号がレーザ光等の光
信号に変換されフィルム等の感光材料からなる画像記録
担体上に再生される。なお、この画像記録担体は所定の
現像装置によって現像処理されフィルム原版として印刷
等に供せられることになる。

ここで、前記網形成の特殊モードとして砂目処理モード
が提案されている。この砂目処理モードは恰も微粒状の
砂を散布しその砂粒の密度分布によって画像の明暗を得
て、画像を、例えば、ソフト化し、あるいは高級化する
手法である。この砂目画像は原画像信号と砂目用基準信
号とを比較することによって得られる。この砂目用基準
信号としては周期性がなくランダム性の高い乱数信号ま
たはこれに相当するものが要求されている。

第１図にこの種の従来技術に係る砂目信号処理装置の一
例を示す。すなわち、この砂目信号処理装置は雑音発生
源としてのツェナーダイオードＤＩ、抵抗Ｒ１、Ｌ　ｓ
コンデンサＣ８、ＣｔおよびトランジスタＴＲＩからな
る雑音発生回路２と、当該雑音発生回路２の出力雑音信
号を増幅する増幅器４と、デジタル画像信号をアナログ
画像信号に変換するＤ／Ａ変換器６と、当該アナログ画
像信号と前記増幅された雑音信号とを比較するアナログ
比較器８とから構成される。この場合、アナログ比較器
８の出力信号であるパルス幅変調された２値化信号が砂
目処理された信号として利用される。

ところで、前述した方法では安価な構成で雑音信号を得
ることが可能である。然しなから、取り扱う画像信号の
周波数が上昇する七、高速動作が可能なり／Ａ変換器６
およびアナログ比較器８が必要とされるため非常に高価
なものとなってしまう。また、画像信号の周波数が数１
０Ｍ）ｔｚを超えるとアナログ比較器８が誤動作を惹き
起こすという不具合も生じる。

そこで、アナログ比較器８の使用を回避する方法として
、雑音発生回路２から発生した砂目用基準信号をＡ／Ｄ
変換し、画像信号はデジタル画像信号のままデジタル比
較器を利用して砂目処理を行う方法も提案されている。

然しなから、係る方法による場合、前記砂目用基準信号
をデジタル化すべきＡ／Ｄ変換器として高速高分解能性
を満足するものが要求されるため、Ａ／Ｄ変換器が高価
なものとなりその採用に難点がある。

さらに、これらの方法の欠点を解決する方法として、砂
目用基準信号をデジタル的に発生する方法も提案されて
いる。この方法では、予めメモリに砂目用基準信号とし
ての乱数を書き込んでおき、実際の処理に際しては画像
信号に同期した続出クロックを用いて前記メモリから前
記砂目用基準信号を読み出し、デジタル比較器で比較し
て砂目画像信号を得ている。

然しなから、この方法はメモリアドルレスをカウンタで
指定するため、メモリの読み出しが周期的にならざるを
得ず、その結果、再生画像上に周期的なむらが発生し品
質を著しく劣化させるという不都合が存在する。これを
解消するための方策としてメモリ容量を大容量として周
期性をなくす方法も考えられるが、この方法によると廉
価性を維持することが出来ない。果たして、いずれの方
法においても高品質の砂目画像信号を高速に得るには高
価な代償を支払わなければならないという不都合を露呈
している。

［発明の目的］本発明は前記の不都合を悉く克服するためになされたも
のであって、砂目用基準信号として用いる乱数をＭ系列
符号理論に基づきデジタル回路で発生させることにより
、そのランダム性を損なうことなく高速処理を低価格で
実現することを可能とし、加えて２系統からなる乱数発
生を行うことでよりランダム性の高い乱数を得ることに
より高品質の砂目画像信号を発生させることを可能とす
る画像信号処理装置を提供することを目的とする。

［目的を達成するための手段］前記の目的を達成するために、本発明は少なくとも２つ
以上の系統からなる乱数発生手段と、前記夫々の乱数発
生手段によって得られる乱数を合成して基準信号として
のデジタル乱数を得る合成手段と、前記デジタル乱数と
デジタル画像信号とを比較する比較手段とを備え、前記
比較手段からの出力信号として網画像信号を得ることを
特徴とする。

［実施態様］次に、本発明に係る画像信号処理装置について好適な実
施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説
明する。

第２図において、参照符号１０は本実施態様に係る画像
信号処理装置が適用される画像走査再生システム１２の
読取部を示す。この読取部１０では原稿Ｓに担持された
画像情報が光源１４からの照明光によって照明され、そ
の反射光としての画像信号が集光レンズ１６を介してラ
インセンサであるＣ　ＣＤ　（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐ
ｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）１８により光電的に読み取られ
る。この場合、前記原稿Ｓは図示しない搬送機構により
矢印Ａ方向に副走査搬送されると共に、前記Ｃ０Ｄ１８
によって矢印Ｂ方向に主走査されることでその全面の画
像情報が読み取られる。

一方、ＣＣＤ１Ｂによって光電変換された画像情報はＡ
／Ｄ変換器２０に導入され量子化処理された後、例えば
、８ビツトのデジタルデータに変換される。その出力で
あるデジタルデータは信号処理器２２において所定の画
像補正処理、例えば、階調補正処理、エツジ強調処理等
の信号処理が施された後、ラインメモリ２４に格納され
る。なお、前記ＣＣ０１８、Ａ／Ｄ変換器２０、信号処
理器２２）ラインメモリ２４はクロック発生回路２６か
ら供給されるクロックパルス毎に信号処理を行う。

前記ラインメモリ２４から出力する補正された８ビツト
のデジタル画像データＳＤは２値化デジタル比較器２８
の比較入力端子αに導入される。

一方、前記２値化デジタル比較器２８の基準入力端子β
にはクロック発生回路２６．４ビツトのＭ系列乱数発生
回路３０ａ、３０ｂおよび当該回路から出力される４ビ
ツトの乱数を合成する合成回路３２からなる乱数発生器
３４からの出力信号である８ビツトのデジタル乱数デー
タＳ、Ｒが導入される。

なお、Ｍ系列符号理論に基づく乱数の発生方法について
は、例えば、計測自動制御学会論文集２−４．２３８／
２８８　（１９６６）に記載されている。

このデジタル乱数データＳＲと前記デジタル画像データ
ＳＤとが２値化デジ゛タル比較器２８で比較される。す
なわち、当該２値化デジタル比較器２８の２値化処理後
の信号は前記デジタル乱数データＳＲのレベルに比べて
ハイレベル若しくはローレベルのいずれかのレベルに２
値化される。そして、２値化デジタル比較器２８から出
力されるパルス幅変調された２値化データはレーザ光等
を発生する露光用光源３６に入力される。

当該２値化後のデータが入力された露光用光源３６はフ
ィルム等の画像記録担体３８を露光しその表面に所定の
画像情報を再現する。画像情報の記録された画像記録担
体３８は所定の現像装置によって現像処理されフィルム
原版が完成する。

なお、第２図以降において夫々のブロックに入力または
出力する矢線は信号の流れを表し、この矢線の途中に１
本の短斜線を交差させ且つ当該短斜線の近傍に数字（Ｎ
＝１、・・・）を添えた表示はＮビットのデジタルデー
タであることを示す。

第３図は後述する第４図のアルゴリズムに基づき市販の
デジタルＩＣを使用して構成した第２図に示す乱数発生
器３４の詳細なブロック図である。この乱数発生器３４
は、前記したように、クロック発生回路２６．４ビツト
のＭ系列乱数発生回路３０ａ、３０ｂおよび当該回路か
ら出力される夫々４ビツトの乱数を合成して８ビツトの
乱数にする合成回路３２とから構成される。Ｍ系列乱数
発生回路３０ａは８ビツトのシフトレジスタ４０１乃至
４０．４と排他的論理和回路４２ａ　（以下、ＥＯＲと
略す）と４ビツトのシリアル／パラレル変換器４４ａと
から構成され、前記シフトレジスタ４０□乃至４０．４
は夫々次に示す端子群を含む。

すなわち、クロック入力端子ＣＫと、８ビツトの並列デ
ータ入力端子Ｐ　（Ｐ−Ｐ、乃至Ｐ、）および８ビツト
の並列データ出力−子Ｑ　（Ｑ−Ｑｏ乃至Ｑヮ）を含む
。この場合、シフトレジスタ４０□、４０−ｚ、　４０
−３の最下位ビット（以下、ＬＳＢという）端子Ｑ７は
夫々次段のシフトレジスタ４０□、４０−３．４０−４
の入力端子Ｐ０と接続され、シフトレジスタ４０□の第
７ビツト目の出力端子Ｑ、とシフトレジスタ４０．４の
ＬＳＢ端子Ｑ？はＥＯＲ４２ａの入力端子と接続され、
ＥＯＲ４２ａから出力される１ビツトの乱数データは一
方においてシフトレジスタ４０□の入力端子Ｐ０に入力
されると共に、他方において１つの入力端子と４つの出
力端子を有するシリアル／パラレル変換器４４ａの入力
端子に導入される。

さらに、シリアル／パラレル変換器４４ａは、入力端子
Ｘ０乃至Ｘ７と出力端子Ｙｏ乃至Ｙ。

を有し夫々の入出力端子を所定の組み合わせで対応させ
る合成回路３２の入力端子Ｘ０乃至Ｘ３に接続し、前記
１ビツトの乱数データを４ビツト保持すると当該合成回
路３２に出力する。

一方、Ｍ系列乱数発生回路３０ｂもＭ系列乱数発生回路
３０ａと略同様に構成され（対応する各構成要素をａを
ｂに替えて示す）、シリアル／パラレル変換器４４ｂは
合成回路３２の入力端子Ｘ４乃至Ｘ？に接続し、同様に
当該合成回路３２に４ビツトの乱数を出力する。この場
合、Ｍ系列乱数発生回路３０ｂのＥＯＲ４２ｂの入力端
子に接続されるシフトレジスタ４０□乃至４０．４の出
力端子Ｑがシフトレジスタ４０．２の第２ビツト目の出
力端子Ｑ、である点がＭ系列乱数発生回路３０ａの構成
と異なる。

本実施態様に係る画像信号処理装置が適用される画像走
査再生システムは基本的には以上のように構成されるも
のであり、次にその作用並びに効果について説明する。

先ず、第２図に示す読取部１０では原稿Ｓに担持された
画像情報に対して光源１４からの照明光が照射され、そ
の反射光としての画像情報が集光レンズ１６を介してＣ
ＣＤ１Ｂにより所定の主走査クロック毎に光電的に読み
取られる。この場合、前記原稿Ｓは図示しない搬送機構
により矢印入方向に副走査搬送されると共に、前記Ｃ０
Ｄ１８によって矢印Ｂ方向に主走査されることでその全
面が走査され画像情報が読み取られる。

一方、ＣＣＤ１Ｂによって光電変換された画像情報は主
走査クロック毎にＡ／Ｄ変換され、８ビツトのデジタル
データに変換される。Ａ／Ｄ変換器２０の出力信号であ
る８ビツトのデジタルデータは、本発明の要旨でないの
でその詳細な説明は省略するが、階調補正処理、エツジ
強調処理等の補正処理が信号処理器２２によって施され
た後、ラインメモリ２４に格納される。そこで、このラ
インメモリ２４の出力信号であるデジタル画像データＳ
Ｄと前記乱数発生器３４から出力されるデジタル乱数デ
ータＳＲが２値化デジタル比較器２８で比較される訳で
あるが、次にこのデジタル乱数データＳＲの生成過程に
ついて説明する。

第４図に乱数発生器３４によって発生されるデジタル乱
数データＳＲに係るＭ系列符号理論に基づく乱数発生の
アルゴリズムを示す。ここで、乱数発生回路３０ａ、３
０ｂは略同様であり、図では４ビツトの乱数発生のアル
ゴリズムを乱数発主回路３０ａを例にして説明する。な
お、符号ＳＲｏ乃至Ｓ　Ｒ３１は夫々１ビツトのシフト
レジスタを示す。各シフトレジスタＳＲａ乃至５Ｒ３１
は直列に接続され第７番目のシフトレジスタＳＲ６の出
力信号と第３２番目のシフトレジスタ５Ｒ３１の出力信
号とがＥＯＲ４２ａの入力信号となり、当該ＥＯＲ４２
ａの出力信号がシリアル／パラレル変換器４４ａにに導
入されると共に、第１番目のシフトレジスタＳＲ６の入
力端子に導入される。この場合、先ず、シフトレジスタ
ＳＲ０乃至ＳＲ３＋には０または１の初期値を与え、次
に、シフトクロック発生器５１からのシフトクロック信
号Ｃ３が４回シフトレジスタＳＲ，乃至５Ｒ３１に導入
されると、シリアル／パラレル変換器４４ａには４ビツ
トの乱数データが蓄積されて４ビツトの並列乱数データ
として合成回路３２に出力される。なお、前記シフトレ
ジスタＳＲ０乃至ＳＲ３，の初期値は全て０値以外の設
定値であるならば、その初期値に対しての制限はない。

同様にして、乱数発生回路３０ｂにおいて、４ビツトの
乱数が発生され合成回路３２に出力される。この場合、
乱数発生回路３０ａと異なる点は、ＥＯＲ４２ｂに入力
される片方の信号が乱数発生回路３０ａで第７番目のシ
フトレジスタＳＲ６の出力信号であるのに対し、乱数発
生回路３０ｂでは第１０番目のシフトレジスタＳＲＱの
出力信号である点である。一方、夫々の乱数発生回路３
０ａ、３０ｂによって発生された４ビツトの乱数を受け
た合成回路３２は、所定の入出力端子の組み合わせで８
ビツトの乱数として出力する。

このようにして得られる乱数の周期性は、夫々の系統の
周期性が２”（＝４ギガ）であるので、ランダム性が十
分確保されることが諒解される。

このようにして発生されたランダム性に非常に優れたデ
ジタル乱数データＳＲは、デジタル比較器２８において
前記デジタル画像データＳＤとその大小が比較され、得
られた２値化データが露光用光源３６に導入される。す
なわち、当該２値化後のデータに基づいてフィルム等の
画像記録担体３８が露光され、その表面に所定の画像情
報が砂目処理されて再現される。然る後、砂目処理され
画像情報の記録された画像記録担体３８は所定の現像装
置によって現像処理されてフィルム原版が完成する。

なお、本実施態様においては、Ｍ系列乱数発生回路３０
ａのＥＯＲ４２ａに接続される乱数入力ボートを第７番
目のシフトレジスタＳＲ，（シフトレジスタ４０□の第
７番目の出力端子Ｑ、に対応する端子）の出力端子と第
３２番目のシフトレジスタＳＲ１，の出力端子（シフト
レジスタ４０．４の第８番目の出力端子Ｑ、に対応する
端子）とから取り出す構成としているが、例えば、シフ
トレジスタＳＲ，の出力端子に代替してシフトレジスタ
Ｓ　Ｒｚの出力端子またはシフトレジスタＳＲ，の出力
端子等から導入しても乱数を発生出来ることは容易に推
察出来る。Ｍ系列乱数発生回路３０ｂにおいても同様で
あることは謂うまでもない。

また、本実施態様においては、４ビツトの乱数発生回路
を２系統用いて８ビツトの乱数を発生させているが、３
ビツトおよび５ビツトの乱数発生回路５０ａおよび５０
ｂを用いて８ビツトの乱数を発生させてもよく（第５図
Ｃ参照）、また、２系統にこだわらず２ビツト、２ビツ
トおよび３ビツトの乱数発生回路５２ａ乃至５２ｃを用
いて８ビツトの乱数を発生させても差支えない（第５図
す参照）。さらに、８ビツトの乱数データによって砂目
信号処理しているが、画像信号のビット数に応じて、例
えば、４ビツト、３ビツトおよび３ビツトの乱数を出力
する乱数発生回路５４ａ乃至５４ｃを用いて１０ビツト
あるいはそれ以上のビット数の乱数データによる砂目信
号処理を行うことも可能である（第５図Ｃ参照）。

さらにまた、本実施態様のように、比較的組み合わせの
少ないビット数（４ビット＝１６通り）の乱数発生回路
を複数系繞設けて所望のビット数の乱数を得る場合には
、第５図ｄに示すように、夫々の乱数発生回路にツェナ
ーダイオードＤ＋を用いてもよい。この場合、Ａ／Ｄ変
換器５６は低分解能（４ビツト＝１６レベル）でよく、
従って、低分解能であれば一般に高速のＡ／Ｄ変換器は
安価に入手可能であり、本回路は比較的安価に実現出来
る。

ここで、上述の実施態様では第４図のアルゴリズムから
諒解出来るように、シフトクロック信号Ｃ１が４個のパ
ルス毎にＥＯＲ４２ａから出力されるデータ６０（第６
図参照）の中、データａ０乃至ａ、の４ビット分を集め
て第１のデジタル乱数データＳＲαとし、次の４ビット
分のデータロ４乃至ａ７を集めて第２のデジタル乱数デ
ータＳＲβを構成するようにしている。すなわち、デジ
タル乱数データＳＲは５Ｒ＝ＳＲα、ＳＲβ、ｓＲｔ、・・・・　・・・（１
）ＳＲα＝（ａｓ、ａ２）ａ　、、　ａ　ｏ）　　　　
　　−ｒｚ）ＳＲβ＝（ａ７、ａ　６ｓ　ａ　５、ａ、
）　　　　　　・（３）ｓＲｔ−（ａＩＩ、ａｌｏ、ａ
９、ａｓ）　　　　　”ｉ４）としている（第６図参照
）。

一方、これとは異なり第１のデジタル乱数データＳＲ，
はシフトクロック信号Ｃ１が４個目までのパルスで作成
するが、第２のデジタル乱数データＳＲ，は第５個目の
クロックパルスによってＥＯＲ４２ａから出力されるデ
ータ６０の中、データａ４をそのＭＳＢとし、下位３ビ
ツトは第１のデジタル乱数データＳＲ，の上位３ビツト
のデータで代用し、第１のデジタル乱数データＳＲｏの
中、下位１ビツトのデータ（Ｌ　Ｓ　Ｂ）は切り捨てる
ようにデジタル乱数データＳＲを構成してもよい、すな
わち、デジタル乱数データＳＲは５Ｒ−３Ｒ，、ＳＲ，、ｓＲｔ、・・・・　　・・・（
５）ＳＲ，＝　（ａ、、ａ２）ａ８、ａ　ｏ）　　　　
　　”（６）ＳＲ，＝　（ａ、、ａ８、ａ２）ａυ　　
　　　・（７）ＳＲｚ　＝　（ａ５％ａ４、ａｌ、ａ　
ｚ）　　　　　　・”（８）と構成、される。この後者
のデジタル乱数データＳＲ，、ＳＲ，・・・は数学的に
は乱数とはならないが、発明者等の実験により砂目処理
用の乱数としでは十分に使用可能であることが確認され
ている。これによってデジタル乱数データＳＲの発生速
度を４倍速くすることが可能となるので、その分ハード
ウェアに要求される性能が緩和出来る。

［発明の効果］以上のように、本発明によれば、画像データを砂目処理
する際、デジタル画像データとＭ系列乱数を複数の系統
の乱数発生回路で発生し合成したデジタル乱数データを
デジタル比較器によって２値化処理している。従って、
高速処理可能な砂目処理装置が低価格で実現可能となる
ばかりか一層高品質の砂目処理画像が得られるという効
果が得られる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に係る画像信号処理装置のブロック図
、第２図は本発明に係る画像信号処理装置を適用した画像
走査再生システムの全体ブロック図、第３図は第２図に
示す画像走査再生システムにおける乱数発生器の詳細ブ
ロック図、第４図は第３図に示す乱数発生器の乱数発生
アルゴリズムの原理説明図第５図ａ乃至ｄは本発明に係る画像信号処理装置の他の
実施態様を示す概略説明図、第６図は高速乱数発生方法
の原理説明図である。１０・・・読取部１２・・・画像走査再生システム１４・・・光源　　　　　　１６・・・集光レンズ１８
・・・ＣＣＤ　　　　　　２２・・・信号処理器２４・
・・ラインメモリ　　２６・・・クロック発生回路２日
・・・デジタル比較器３０ａ、３０ｂ・・・Ｍ系列乱数発生回路３２・・・合
成回路　　　　３４・・・乱数発生器３６・・・露光用
光源　　　３８・・・画像記録担体Ｓ・・・原稿ＳＤ・・・デジタル画像データＳＲ・・・デジタル乱数データ（ｄ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも２つ以上の系統からなる乱数発生手段
と、前記夫々の乱数発生手段によって得られる乱数を合
成して基準信号としてのデジタル乱数を得る合成手段と
、前記デジタル乱数とデジタル画像信号とを比較する比
較手段とを備え、前記比較手段からの出力信号として網
画像信号を得ることを特徴とする画像信号処理装置。
（２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、乱数
発生手段はＭ系列符号理論に基づいた論理回路で構成し
てなる画像信号処理装置。
（３）特許請求の範囲第１項記載の装置において、乱数
発生手段は出力信号に電圧揺らぎを含む半導体素子と、
前記電圧揺らぎを必要に応じて増幅する増幅回路と、前
記増幅回路からの出力信号をＡ／Ｄ変換することでデジ
タル乱数を得るＡ／Ｄ変換器とから構成してなる画像信
号処理装置。
（４）特許請求の範囲第３項記載の装置において、半導
体素子はツェナーダイオードよりなる画像信号処理装置
。
（５）特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記
載の装置において、合成手段は複数の乱数発生手段によ
り得られるデジタル乱数を所定の順に配列することで新
たなデジタル乱数を生成する回路より構成してなる画像
信号処理装置。