JPH02268075A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JPH02268075A
JPH02268075A JP1090081A JP9008189A JPH02268075A JP H02268075 A JPH02268075 A JP H02268075A JP 1090081 A JP1090081 A JP 1090081A JP 9008189 A JP9008189 A JP 9008189A JP H02268075 A JPH02268075 A JP H02268075A
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JP1090081A
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Shinichi Ishida
真一 石田
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Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像データを量子化処理する画像処理装置に関
するものであり、特に文字・写真の混在する画像を擬似
的に再現することができる画像処理装置に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
従来よりデジタル複写機やデジタルファクシミリ等にお
いては原稿から画像情報を読み取り、それによって得ら
れた画像データを例えば2値データに量子化処理し、印
刷又は相手装置へ送信するものが知られている。
ここで画像データを2値データに量子化処理する2値化
処理方法として原稿が文字や線画の場合には固定閾値に
よる単純2値化処理が、又原稿が写真の場合にはデイザ
法が一般に用いられている。
又、原稿中に文字と写真が混在する場合には、原稿の文
字領域には単純2値化処理を又、原稿の写真領域にはデ
イザ法による2値化処理を行うことで文字領域の解像度
及び写真領域の階調性を向上させている。
〔発明が解決しようとしている課題〕
しかしながら上記従来例では、1つの原稿に文字と写真
が混在する場合、原稿内で単純2値化処理とデイザ法に
よる2値化処理を切り換えなければならず構成が複雑に
なるといった欠点があった。
そこで、文字と写真が混在する原稿に対し、解像度及び
階調性を両立できる2値化手法として、濃度保存型の2
値化方法が近年注目されている。
濃度保存型の2値化手法とは、画像データを2値化処理
した際に発生する誤差データを補正するもので、誤差拡
散法や平均誤差最小法又は本出願人が出願した平均濃度
保存法がある。
しかしながらこの種の濃度保存型の2値化処理方法例え
ば誤差拡散法では、原稿の中間調部では良好な階調性を
再現できるが、原稿のハイライト部で再生画像に粒状性
のノイズが発生したり、原稿のダーク部で再生画像が白
く欠ける現象が発生するといった欠点があった。特にフ
ァクシミリ装置では、このノイズの発生により符号化効
率をも低下させてしまっていた。
又、原稿の文字部を処理した場合においても、デイザ法
はどではないがエツジが欠は線のつながりが悪くなると
いフた欠点があった。
本発明は上述した従来技術の欠点を除去するこ、9− とを目的と写真等の中間調画像を階調性良く再現するこ
とができるとともに、文字と写真が混在する画像に対し
ても、簡単な構成で解像度及び階調性の優れた画像を再
現することができる画像処理装置を提供することにある
(課題を解決するための手段及び作用)本発明によれば
、輝度データを入力する入力手段と、前記輝度データを
濃度データに変換するデータ変換手段と、写真モード又
は文字・写真モードを選択するモード選択手段と、前記
選択手段によって選択されたモードに基づき前記濃度デ
ータを補正する補正手段と、前記補正手段によって補正
された濃度データを濃度保存型の量子化方法により量子
化処理する処理手段とを設けることにより、選択手段に
よって選択された写真モード又は文字・写真モードに基
づき濃度データの補正を行い、補正された濃度データを
量子化手段によって濃度保存型の量子化方法によって量
子化するようにしたものである。
〔実施例〕
以下、図面を参照し本発明の一実施例を詳細に説明する
。′s1図は本発明を適用したファクシミリ装置のブロ
ック図である。
第1図に於いて、102は原稿の読取を行う読取部であ
り、読取部102はCCD (固体撮像素子)ラインセ
ンサ101で読取った信号を白・黒の2値のデータに量
子化処理する。尚、読取部については後で詳細に説明す
る。
103は画像を記録する記録部であり、記録部103は
通常ファクシミリ装置に用いられている熱転写、レーザ
ビーム、インクジェットプリンタ等により構成されてい
る。
104はファクシミリ装置の操作を行う為の操作表示部
であり、複数のキー人力スイッチ、キー走査回路、種々
の情報を表示する為の液晶等の表示器及び表示器駆動回
路より構成されている。
105は送信データの符号化及び受信データの復号化を
行う符号・復号化部である。
106はシステムバス1oOを介してシステム全体の制
御を行うCPUであり、108はCPU106の制御プ
ログラムを格納するリードオンメモリ(ROM)である
、107はランダムアクセスメモリ(RAM)で画像処
理及びCPU106のワークエリアとして使用する。
109は送信データの変調及び受信データの復調を行う
モデム、110は電話回線110aをモデム109側又
は電話器111側に切換えるNCU (ネットワーク・
コントロール・ユニット)である。
第2図は第1図の読取部102の詳細を示したブロック
図である。
201はAD変換器であり、該入力センチ部101で読
取ったアナログ画像データを量子化数6bitのデジタ
ル画像データに変換する。尚、このデジタル画像データ
は輝度データである。ここで階調数は64段階あり、最
も輝度の低いデータ゛(000000)が最も濃い黒(
全黒)を示し、最も輝度の高いデータ(111111)
が最もτ炎い白(全白)を示す。
AD変換器201からの輝度データは画像信号補正回路
202に送られる。ここでは入力センナ部101のCC
Dの感度ムラおよび光源の配光特性の歪であるシェーデ
イング歪の補正を行う。
203は画像補正回路202からの輝度データを濃度デ
ータに変換する輝度・濃度変換回路である。ti度・濃
度変換回路203にROMを用いた例を第3図に示す、
ROMのアドレスAO〜A5に画像補正回路202から
の輝度信号を入力し、ROMの出力端子DO〜D5には
第4図の入力出対応表に基づいた濃度データが出力され
る。第4図の入力出対応表では輝度と濃度との関係(?
R度=−γ log(輝度) を満たしている。
204は輝度・濃度変換テーブル203からの濃度デー
タを補正する濃度補正テーブルである。
濃度補正テーブルにROMを用いた例を第5図に示す、
ROMのアドレスAO〜A5に輝度・濃度変換テーブル
203からの濃度データを、アドレスA6にCPU10
6からの制御信号CNTを人力し、ROMに書き込まれ
ているデータ変換テーブルを選択する。ROMの出力端
子Do〜D5からは第6図の入出力対応表に基づ−いた
補正濃度データが出力される。
ROMでのテーブルは制御信号CNTによって、選択で
き第1図の操作表示部104のキー操作に応じたCNT
がCPLIより出力される。第7図は制御信号CNTを
切換える操作表示部104の操作パネルを示した図であ
り、701はハーフトーンモード(写真モード)とオー
トモード(写真・文字モード)の切換えスイッチ702
゜703はLEDであり選択したモードをLEDの点灯
で示す。本実施例ではスイッチ701で写真モードを選
択するとCNT=Oとなり、第6図の601のテーブル
が選択される。又スイッチ701で写真・文字モードを
選択するとCNT=1となり第6図の602のテーブル
が選択される。
第8図は第6図のテーブルをグラフで示した図である。
つまり、CNT=Oの場合は、第6図の写真モードのテ
ーブル601が選択され濃度データの補正は実質的には
行われない、これにより、写真原稿を処理する場合には
この写真モードを選択することにより良好な中間調画像
を再現することができる。
又、CNT=1の場合は第6図の写真・文字モードのテ
ーブル602が選択され、濃度データの補正が行われる
これにより、写真と文字が混在する原稿に対してはこの
写真・文字モードを選択することにより、写真部の階調
性はやや犠牲になるが文字部の解像度を著しく向上する
ことができ、これにより、符号化効率も向上することが
できる。
第9図は入力したキーに応じ、濃度補正テーブルを選択
し画像処理を実行する動作をフローチャートで示したも
のである。
ステップS02ではモード選択キー701によって写真
モードが選択されたか否かを判断し写真モードで選択さ
れていれば、SO3に進み写真LED703を点灯させ
S O4に”rcNT=oを出力する。濃度補正回路2
04ではcpuiosから送られてきたCNT=Oを受
け、第6図の濃度補正テーブル601を選択する。
ステップSO2で写真モードでないならSO5に進み、
文字・写真モードであるか否かを判断する。文字・写真
モードならばSO6に進み、文字・写真LED702を
点灯させ、SO7にてCNT−1を出力する。濃度補正
回路204ではCPU 106から送られてきたCNT
=1を受け、第6図の濃度補正テーブル602を選択す
る。
次に、ステップS08に進み、スタートキー704が押
されたか否か判断し押されていればSO9に進み、画像
処理濃度補正回路204及び2値化処理部205へ開始
を指令する。ステップSIOにて2値化処理部205か
ら画像処理の終了が通知されたか否か判断し、終了なら
Sllで画像処理を終了する。
この様に本実施例では文字・写真の混在する画像の場合
は輝度・濃度変換された濃度データに対し補正を行い、
補正された濃度データを誤差拡散法により2値化処理す
るものである。
これにより、濃度データが所定値(5)以下の場合は濃
度データを全白(0)と補正するので画像のハイライト
部分で粒状性のノイズが発生することを防止できる。
又、濃度データが所定値(35)以上の場合は濃度デー
タを全黒(63)を補正するので、ダーク部での黒抜け
あるいは文字部でエツジが切れ切れになるのを防止でき
る。
又、これらのことから2値化処理された2値データを符
号・復号化105で符号化する場合にも、符号化効率を
向上することができ、解像度及び階調性の優れた画像を
高速に相手ファクシミリ装置へ送信することが可能とな
る。
第10図は第2図の2値化処理部205の詳細を示した
ブロック図である。
濃度補正回路204から送られてきたデータX1.(濃
度データ)は、既に2値化処理を行つた時に発生した加
算器1015からの誤差データE1.J と加算器10
01で加算される。
この誤差の補正されたデータD1.Jは以下の式%式% このDl、Jはコンパレータ1002において閾値T(
T=32)で2値化される。つまり2値化出力Y11.
は以下の様に表わされる。
D、、、>T・・・Y、、j=63 DI、JET・・・Y、、j=0 一方、D3.、は誤差演算器1007に送られる。誤差
演算器1007では、Dl、Jと2値化出力Y1.jに
基づき周辺画素に分散する誤差E1.jを演算する。即
ち、El、Jは以下の様に表すことができる。
El、」=D+」 Yl、J このEl、jは誤差配分値演算回路100Bに送られ、
誤差配分値演算回路1008では注目画素の周囲4画素
へ配分する誤差の値を演算する。
第11図は重みマトリクスを示した図で、このマトリク
スは注目画素Xで発生した誤差E1.jを配分する画素
の位置及び割合を示している。
誤差配分値演算回路1008では第11図のA1.、と
B1.Jを以下の如く決定する。
但し、この誤差配分値演算回路1008は小数点以下を
切り捨てる構成となっている。つまり、整数演算のみ実
効可能である。尚、Intは小数点以下を切り捨てるこ
とを表わしている。そして、小数点を切り捨てることに
より注目画素で発生した誤差E1.Jと誤差配分値演算
回路1008で演算された周辺4画素へ分散するA1.
」とB1.jとの間には剰余R1,Jが発生する。これ
を式で示すと以下の如くなる。
R4,」漏E+j−2X (A1.J +B1.J )
この剰余R1,」はラッチ1009に送られ、画素分遅
延されて次の画素の入力データX1*14に加算される
一方、A五、は画素(i+1.j)に配分するため加算
器1013と画素(i、j+1)に配分するため加算器
1004に送られる。又、B1.Jは画素(i+1.j
+1)に配分するためラッチ1003と画素(i−1,
j+1)に配分するため加算器1006に送られる。
メモリ1011はj+1ライン目へ分散する誤差を記憶
するメモリで、少なくとも1ライン分の画素の誤差デー
タを記憶することができる。
タイミング発生回路1010は、ラッチ回路1009.
1003,1005,1012゜1014へのラッチ信
号、及びメモリ1011へのアドレス信号等各f!Tl
信号を発生する。
次に、前述誤差の配分方法を第13図を用いて更に詳細
に説明する。
第12図は誤差拡散法による2値化処理の流れを示した
図で、まず注目画素X、で発生した誤差を重み付けした
ものをP+ 、Q+ 、R+ 、St とすると第12
図(a)に示した如く、周辺4画素へ分散される。ここ
で21は第10図の加算器1013へ、Q、は加算器1
006へ、R1は加算器1004へ、S、はラッチ10
03へ送られる。モしてQlはメモリ1011の1番地
へ書き込まれる。
次に注目画素がX2に穆ると、第12図(b)に示した
如く、誤差P2+ Q2+ R2+ s2が周辺4画素
へ分散される。ここで22は加算器1013へ送られる
。又、Q2はX、で発生したR3と加算器1006で加
算されメモリ1ottの2番地へ書き込まれるaFt2
はXIで発生したSlと加算器1004で加算されるm
s2はラッチ1003へ送られる。
次に注目画素がX、に移ると第12図(C)に示した如
く、誤差P5.Qs、Fts、S3が周辺4画素へ分散
される。ここでR3は加算器1013へ送られる。
又、Q3はXIで発生したSlとx2で発生したR2と
加算器1006で加算されメモリ1011の3番地へ書
き込まれる。R5はx2で発生したS、と加算器10o
4で加算される。
S、はラッチ1003へ送られる。
以上の処理を1ライン分行うとメモリ101工には以下
の値が書き込まれることになる。
メモリの1番地・・・M+=Q+ メモリの2番地・・・M2 =R1+Q2メモリの3番
地・・・M、=S、+R2+Q3メモリの4番地・・・
M4=S、+R,+Q4メモリの1番地・・・M、ms
、−2+R,−、+Q。
この1ライン分の処理が終了し、次のラインへ処理が移
った時メモリから前ラインで発生した誤差を読み出す。
メモリから読み出された誤差は加算器1013で1画素
前で発生した誤差と加算されラッチ1014から出力さ
れる。
このメモリ1011からの誤差の読み出しは、前のライ
ンと対応がとれる様にタイミング発生回路1010で制
御されている。タイミング発生回路101Oは注目画素
がXlであればメモリ1011のMl−3のアドレスを
読み出すよう制御する。
以上説明した処理を人力データ全てに対し行う事により
誤差拡散法による2値化を行うことができる。
以上説明した如く本発明の実施例の処理は、オペレータ
の選択によって写真(ハーフトーン)モード、と文字・
写真(オート)モードを選択できるものであり、文字・
写真モードが選択されると輝度データを濃度データに変
換し、その濃度データを補正した後誤差拡散法により2
値化処理するものである。
つまり、文字・写真モードでは所定値以下の濃度データ
は全白の濃度データに変換することができる。これによ
り正の誤差データが蓄積されることにより画像のハイラ
イト部分で粒状性ノイズが発生することを防止できる。
又、低温時等蛍光管の光量が小さい場合、ADコンバー
タのダイナミックレンジに対し、CODからのビデオ信
号が小さくなり、このため、全自画像を読み込んでも、
ある程度の数値がADコンバータより出力され、これに
より粒状性ノイズが発生することがある。
この場合も、前述した様に所定値以下の濃度データは全
白の濃度データに変換することにより、粒状性ノイズの
発生を防止することが可能となる。これにより、2値デ
ータを符号化する場合に符号化効率を向上することがで
きデータの送信時間を大幅に削減することができる。
又、本実施例によれば文字・写真モードでは所定値以上
の濃度データは全黒の濃度データに変換するものである
。これにより負の誤差データが蓄積されたことにより画
像のダーク部分で画像が白く抜けるといったことを防止
できる。
更に、所定値以上の濃度データを全黒の濃度データに変
換することにより濃度が淡い文字に対しても単純2値化
処理を行った場合と同様に鮮明な黒に再現することがで
きる。
又、本実施例では濃度補正を行なう構成のため、記録系
の特性に応じた2値化処理も行なうことが可能である。
この様に本実施例では、誤差拡散法で2値化処理を行な
うにあたり、前処理として輝度データを濃度データに変
換した後濃度データの補正を行うことにより文字部の解
像度及び写真部の階調性共に優れた画像を再現すること
ができる。
尚、本実施例では、処理モードを写真モードと文字・写
真モードの2つとし、いずれも誤差拡散法により2値化
処理する例を説明したが、更に単純2値化処理を行なう
文字モードを設けることも可能である。
又、本実施例では、濃度保存型の2値化方法として誤差
拡散法を例に説明したが本発明は平均誤差最小法、平均
濃度保存法等信の濃度保存型の2値化方法を用いても実
現することができる。
又、本実施例では第6図の濃度補正テーブル602でB
w (6)<B≦B、(34)の区間の関数は 百=B   百:補正濃度(出力) B:原稿濃度(人力) に限ることなくB=αB  α〉0としてもよい。
前述した本実施例では写真モードと文字・写真モードの
切換えをオペレータによるマニアル選択により切り換え
る例を説明したが、原稿を自動認識することにより写真
モードと文字・写真モードを切り換えることもできる。
以下にその実施例を示す。
以下、図面を参照し本発明の第2の実施例を詳細に説明
する。
第13図は本発明の第2の実施例を適用した画像処理装
置のブロック図である。
第13図に於いて1301は原稿の読取りを行うスキャ
ナ1301aはスキャナからのアナログ像データである
1302は1301aのアナログ画像データに前処理を
行う前処理部で1302aは6bitに量子化したデジ
タル画像データである。尚、このデジタル画像データは
輝度データである。
1303は画信号の流れを制御するセレクターである。
1305は輝度データを濃度データに変換する輝度・濃
度変換テーブル。
1306は濃度データの補正を行う濃度補正テーブル。
1307は濃度補正テーブル1306から送られてきた
濃度データを誤差拡散法により2値データに変換する誤
差拡散処理部。。
1308は誤差拡散処理部1307で2値化したデータ
を記録するプリンタ。
1304はスキャナ101で読取った原稿が文字・写真
原稿か、写真原稿なのかを判断し、濃度補正テーブル1
306に判断信号を送出する原稿判別部である。
第14図は前処理部1302の内部構成図である。
先ず、スキャナ1301からのビデオ信号1301aを
AD変換器1401によって6bttに量子化する。こ
こで階調数は64段階あり、最も輝度の低いデータ(0
00000)2が最も濃い黒(全黒)を示し、最も輝度
の高いデータ(111111)zが最も淡い白(全白)
を示す。
AD変換器1401からの輝度データは画信号補正回路
1402によってスキャナA101のCCD感度ムラ、
および光源の配光特性の歪であるシェーデイング歪の補
正を行う。
第15図は第2の実施例における画像処理方法の流れを
示す図である。
ステップS20でまず原稿を読みとり、S21で原稿が
写真原稿なのか写真・文字原稿なのかを判断する。
次に、S22にてS21での判断結果に基づき濃度補正
テーブルのテーブル選択を行う。
ステップS23で再度原稿を読取りステップS24にて
、読取った原稿の2値化を行う。
第16図は原稿判別部1304の処理の流れを示したフ
ローチャート図である。
ステップS31では、原稿判別部1304で使用するパ
ラメータの初期化を行う。
ステップS32で f=max  (a、  b、  c、  d、  x
)−min (a、b、c、d、x) の演算を行う。
(a、b、c、d、x)は、第17図に示す位置にある
画素の輝度値を示す。演算子max()及m1n()は
画素値a、b、c。
d、xの内での最大値及最小値を示す。
次に、ステップS33で332で求めたfとパラメータ
にと比べf≧にならば文字写真領域としステップ540
4に進み、変数Mの値に1を加える。
f<kならば写真領域とし、ステップS35に進み変数
Pの値に1を加える。
ステップS36で原稿の全画素について、判定を行った
か否かを調べ、全画素判定を行ったならばS37に進み
行っていないならS32に進む。
ステップ337では原稿が文字・写真原稿であるのか、
又は写真原稿なのかを判断する。
以上の処理で求めたM及Pを用いて337にてP−αM
≧h  h:判定パラメータ の演算を行い、(P−αM)がh以上ならば写真原稿と
してS38に進み、制御信号CNT=Oを濃度補正テー
ブル1306に送出する。
(P−αM)がh未満ならば文字・写真原稿としてS3
9に進み制御信号CNT=Oを濃度補正テーブル130
6に送出する。
以上の処理で原稿が文字・写真原稿なのか、写真原稿な
のかを判断し、判定結果に従い濃度補正テーブル130
6のテーブルを選択する。
輝度・濃度変換テーブル1305、濃度補正テーブル1
306、誤差拡散処理部1307については第2図の輝
度濃度補正回路203、濃度補正回路204.2値化処
理部205とそれぞれ対応し、同一の処理を行うのでこ
こでは説明を省略する。
この様に第2の実施例によれば、第1の実施例に加え写
真モードと文字・写真モードを自動的に識別し、それぞ
れのモードに応じた濃度補正テーブルを選択することが
でき原稿に応じてオペレータがモードを選択することが
不要となる。
尚、第13図では、誤差拡散処理部1307で2値化処
理されたデータをプリンタ1308で記録する例を説明
したが、第1の実施例のように符号化部及びモデム、N
CU等の通信機能を持たせることで、第2の実施例はフ
ァクシミリ装置にも適用することができる。
(発明の効果) 以上説明した如く本発明によれば写真等の中間調画像を
階調性良く再現することができるとともに、文字と写真
が混在する画像に対しても、簡単な構成で解像度及び階
調性の優れた画像を再現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例であるファクシミリ装置のブ
ロック図である。 第2図は第1図の読取部の詳細を示したブロック図であ
る。 第3図は輝度・濃度データ変換を行うROMを示した図
、 第4図は輝度・濃度データ変換回路の入出力対応表を示
した図、 第5図は濃度補正回路を行うROMを示した図、 第6図は濃度補正回路の入出力対応表を示した図、 第7図は操作パネルを示した図、 第8図は濃度補正の入出力対応表をグラフ化した図、 第9図は画像処理のフローチャートを示した図、 第10図は2値化処理部のブロック図、第11図は誤差
拡散マトリクスを示した図、第12図は誤差拡散法によ
る2値化処理の流れを示した図、 第13図は本発明の第2の実施例である画像処理装置の
ブロック図、 第14図は第13図の前処理部の詳細を示したブロック
図、 第15図は画像処理の流れを示したフローチャート図、 第16図は原稿判別処理の流れを示したフローチャート
図、 第17図は原稿判別のために用いられる画素の位置関係
を示した図である。 図中、 !00・・・システムバス 101・・・入力センサ 102・・・読取部 103・・・記録部 104・・・操作表示部 105・・・符号、復号化部 106・・・CPU 107 ・・・ RAM 108・・・ROM 109・・・モデム 110・・・NCU (Network  Control lll・・・電話器 203・・・輝度・濃度変換回路 204・・・濃度補正回路 205・・・2値化処理部 である。 Unit) 第5 図 も10 図 掲 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 輝度データを入力する入力手段と、 前記輝度データを濃度データに変換するデータ変換手段
    と、 写真モード又は文字・写真モードを選択するモード選択
    手段と、 前記選択手段によって選択されたモードに基づき前記濃
    度データを補正する補正手段と、前記補正手段によって
    補正された濃度データを濃度保存型の量子化方法により
    量子化処理する処理手段と、を有することを特徴とする
    画像処理装置。
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