JPH0685556B2 - 画像走査記録装置における倍率変換方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は画像走査記録装置に於ける倍率変換方法であ
つて特に低倍率に於けるエリアジングモアレの軽減を目
的とする上記方法に関する。

画像走査記録装置は多くの場合原画から得られた画像信
号を特定周波数のサンプリングクロツクを用いてサンプ
リングした後、A/D変換して一旦メモリ装置に書込み、
しかる後該メモリ装置から該画像データを読出して記録
する様になつている。

上記の如くの画像走査記録装置に於いて従来は以下の如
くの倍率変換方法が採用されていた。ここで以下３つの
方法をこの発明に関連のある主走査方法の倍率変換につ
いて説明すると、まずひとつは例えば本願出願人の出願
に係る特公昭52−26413に開示された如き方法である。
この方法は出力側の記録ドラムの回転数を倍率とかかわ
りなく一定とし、これに対して入力側の原画ドラムの回
転数を倍率に応じて変速させる。入力された画像信号は
後述の読出しクロツクと同じ（または一定比率の）サン
プリングクロツクで１走査線分メモリ装置へ書込まれ、
記録側のドラム回転軸に取りつけられたエンコーダー
（又は記録側の主走査と対応した何らかの位置制御信
号）に対応した一定の読出しクロツクにより読出される
ことにより記録側における位相（位置）の制御が行なわ
れ所定の倍率の複製画像を記録するようにしたものであ
る。

かかる方法以外にも、例えば特公昭41−16972に開示さ
れた如き方法もある。この方法は前記第１の方法と同
様、出力側の記録ドラムの回転数を倍率と関係なく一定
とするとともに入力側の原画ドラムの回転数も倍率にか
かわりなく一定（通常出力側のそれと同じ）とし、更に
メモリ装置への書込みクロツクパルスと読出しクロツク
パルスの周波数比率を倍率に応じて変化させており、例
えば拡大の場合は書込みクロツクを密にし、縮小の場合
は粗くするよう設定されている。

さらに前記した２つの方法以外に、例えば本願出願人の
出願に係る特開昭58−11601、特開昭54−35618、特開昭
54−65601に開示した如き方法がある。この方法は前記
第１および第２の方法と同様、出力側の記録ドラムの回
転数を倍率とかかわりなく一定とするとともに入力側の
原画ドラムの回転数も倍率に関係なく一定とし、更にメ
モリ装置への書込み及び読出しパルスの周波数比率を1:
1にしておいて、上記メモリ装置から画像信号を読出す
際に主走査方向のアドレスを一部省略又は一部重複して
読出すことにより複製画像の縮小又は拡大を行うもので
ある。

ところで上記いずれの方法に於ても、上記サンプリング
時に用いられるサンプリングクロツク周波数が記録処理
に用いられる記録クロツクより実質的に小さくなるとエ
リアジング（画像サンプリング周波数と画像周波数との
間に発生するビート）モアレと呼ばれる現象が生じるこ
とは既に知られている。

第１図は上記３つの方法を用いて50％の倍率を得る場合
のサンプリングパルスPsの周波数fsと実効的サンプリン
グ周波数fse、メモリ装置への書込みパルスPinの周波数
fin及びメモリ装置からの読出しパルスPoutの周波数fou
tの関係を示したものである。同図（ａ）に示す第１の
方法は入力側のサンプリング周波数fsは倍率にかかわら
ず一定であるのでメモリ装置への書込み周波数と読出し
周波数は同じである。しかし入力ドラムの回転数が倍率
が小さくなるに伴なつて大きくなるので破線に示す如く
実効的なサンプリング周波数fse（fse＝KMfsM:倍率、K:
定数）が小さくなりエリアジングモアレの原因となる。
同図（ｂ）に示す第２の方法は倍率とサンプリング周波
数は比例するので当然、低倍率ではサンプリング周波数
が小さくなり、エリアジングモアレの発生の原因とな
る。また同図（ｃ）に示す第３の方法も倍率が小さくな
るに従つて間引かれるサンプリングデータが多くなりこ
のことは同図破線に示す様に実質的サンプリング周波数
fseが小さくなつたことを意味するのである。

この様な状況下で現在エリアジングモアレの発生を軽減
するために入力光学系のサンプリング口径を倍率によつ
て変化させることが行なわれている。

しかしながら低倍率において原画像情報を正確に得よう
とすれば、アパーチヤーの面積を大きくする必要があ
り、従つて原稿を照射するのに必要な光束も太くする必
要がある。ところが他方では高倍率におけるアパーチヤ
の面積は小さくしなければならないが、上記の太い光束
を用いてアパーチヤの面積だけ小さくしたのでは光量が
不足する。それ故に倍率の変更に応じてアパーチヤの大
きさを変化させる機構も必要になるとともに光束の大き
さを倍率に応じて変化させる機構が必要になる。これら
のことを実施するためには複雑な機構を必要とし、比較
的安いコストでもつて自動的に倍率に応じた光束及びア
パーチヤ（口径）を得ることは困難となつていたのであ
る。

この発明は上記従来の事情に鑑みて提案されたものであ
って、倍率が連続的に可変な画像走査記録装置において
低倍率でのエリアジングモアレの発生を軽減すること及
び自動化するにあたつて倍率の変化に応じて光束及びア
パーチヤを変化させる必要をなくすることを目的とする
ものである。

その要点はまず倍率にかかわりなくサンプリング周波
数、アパーチヤ等を例えば最大倍率での複製に最適の値
にしておき、かつメモリ装置への書込み周波数と上記サ
ンプリング周波数との間に倍率に応じた比例関係を設け
ておく。そして上記サンプリング周波数でサンプリング
された各画素の画像データを倍率に応じた個数ずつ平均
してメモリ装置に記憶させるのである。この様に書込み
周波数とサンプリング周波数の関係を定めておき、かつ
上記平均を採ると後述第（３）式の如くサンプリング周
波数とメモリ装置からの読出し周波数を倍率に関係なく
一定とすることができ、従つて倍率が小さくなつてもサ
ンプリング周波数を小さくする必要がないのでエリアジ
ングモアレの発生を軽減することになる。

まずこの発明の原理を説明すると、前記第２の方法にお
ける主走査方向記録倍率Ｍとメモリ装置への書込みパル
スPinの周波数fin及びメモリ装置からの読出しパルスPo
utの周波数foutの関係は 但しK₁:比例定数 で与えられる。ここで原画のサンプリング周波数fsと前
記メモリ装置への書込み周波数finとの間に fin＝K₂Mfs …（２） 但し、K₂:比例定数 なる関係を設けておくと上記（１）及び（２）式から を得る。

すなわちメモリ装置への書込み周波数を倍率に応じて変
化させることによつて（３）式の如くにサンプリング周
波数fsとメモリ装置からの読出し周波数foutの比を一定
にすることができる。従つて公知の方法と同様にfoutを
一定とすれば、サンプリング周波数fsと読出周波数fout
を画像複製のための最適の一定値に設定することができ
るのである。

ただし第（２）式からも明らかな如く基本とする倍率よ
り低い倍率において書き込み周波数finは一般にサンプ
リング周波数fsが一定だから基本の書き込み周波数より
低くなり、サンプリングされてもメモリ装置に書込まれ
ない画素データができることになる。そこでこの発明で
は倍率に応じてサンプリングされた各画素の画像データ
のいくつかを平均する様にして実質的にサンプリング周
波数を低下させない様にしている。

このことを第２図に基づいて更に説明すると、サンプリ
ングパルスPsの周波数fsを倍率が低くなつても変化させ
ないで読出し周波数より大きい値に一定しておく。すな
わち（３）式から ここで例えば 又は10といつた大きな値になるようK₁とK₂とを選ぶ。そ
して該サンプリングパルスPsで得られた各画素データを
所定数ずつ（この図の場合２コ）それぞれ平均して新し
い画素データを得、該新しい画素データをメモリ装置の
特定アドレスに倍率に応じた周波数finなる書込みパル
スPinで書込み、一定周波数で読出す様になつている。
なお、副走査方向の原理についてはこの発明の目的では
ないので主走査方向の実施例のあとに説明する。

第３図はこの発明を実施するための画像走査記録装置の
一般的な装置を示したものである。

入力シリンダ１は主走査モータ３で回転される様になつ
ており、更に該入力シリンダ１の回転軸にはロータリー
エンコーダ５が連接されている。該ロータリーエンコー
ダ５は入力シリンダ１が１回転するごとに１回転パルス
Ｎと該各１回転パルス間に多数回出力されるパルスｎを
発生し、両パルスを後述のメモリ装置10に入力する。入
力シリンダ１に対峙して配設された入力ヘツド７は副走
査モータ12と送りネジ13によつて入力シリンダ１の軸方
向（副走査方向）に移動できる様になつており、上記入
力シリンダ１を回転させ、かつ入力ヘツド７を移動させ
ることによつて入力シリンダ１上に装着された原画を光
電走査する様になつている。入力ヘツド７から得られた
アナログ画像信号は画像処理回路９に入力され、色修
正，階調修正等がなされた後後述するメモリ装置10に入
力される。

一方記録シリンダ２は記録主走査モータ４で回転される
様になつており該回転軸に連接されたロータリーエンコ
ーダ６からは前記走査側のロータリーエンコーダ５と同
様１回転パルスＮ′と多数回パルスｎ′が発生し、該両
パルスはメモリ装置10に入力される。

更に記録ヘツド８も副走査モータ14と送りネジ15によつ
て副走査方向に移動できる様になつており、メモリ装置
10から出力された画像データは出力変調装置11を介して
該記録ヘツド８に入力される。そして前記記録シリンダ
２を回転させ、かつ記録ヘツド８を移動させることによ
つて所望の倍率での複製画像を得ることができる様にな
つている。

第４図は前記第３図に示したメモリ装置10を更に詳しく
示したものであり、第５図はそのタイミングチヤートで
ある。前記ロータリーエンコーダ５から得られるパルス
Ｎとｎに基づいて図示しないタイミングパルス発生器で
第５図に示す如くの周波数fsなるサンプリングパルスPs
が作られる。該サンプリングパルスPsは後述A/Dコンバ
ータ20に入力されるとともにパルス分配器28にも入力さ
れる。

該パルス分配器28はDDAとして既に公知の回路であつて
第（２）式に示す如くサンプリングパルスPsと周波数fs
に対して一定比率の周波数finを有する書込みパルスPin
を発生する。画像処理装置９から出力されたアナログ画
像信号はA/Dコンバータ20に入力されて該A/Dコンバータ
20で前記サンプリングパルスPsでサンプリングされ、デ
ジタルの画像信号に変換され画像処理回路21に入力され
る。必要に応じて画像処理回路21で階調修正等がなされ
た画像データは加算器22の一方の入力となる。該加算器
22では下述するデータセレクタからの入力データと上記
入力画像データが加算されその結果はレジスタ23に一旦
セーブされる。

前記加算の結果得られたデータｄは１サンプリングパル
ス時間遅れで前記レジスタ23から除算器25に被除数とし
て入力されると同時に前記データセレクタ24にも入力さ
れる。該データセレクタ24は前述の書込みパルスPinが
入力されたときには信号Ｏ（レベルがＯの信号）を、ま
たそれ以外のときは前記レジスタからの入力を加算器22
に入力する様にしている。従つて加算器22では書込みパ
ルスPinが入力されたときは１画素分の画像データと零
が加え合わされ、またそれ以外の各サンプリングパルス
Psのタイミングでは１パルス前に該加算器22で得られた
加算結果と新たに入力された１画素分の画像データが加
算される。

除算器25に入力された加算画像データｄはプリセツトカ
ウンタ26から下述の如くに入力される除数ｓで除されて
画像データDmをメモリ27に入力する。上記プリセットカ
ウンタ26は書込みパルスPinが入力されると１をプリセ
ツトし、サンプリングパルスPsが入力されるごとに前記
１からカウントアツプし、次の書込みパルスPinが入力
されると再び１がプリセツトされる様になつている。メ
モリ27は書込みパルスPinが入力されるごとに該書込み
パルスPinを基にメモリアドレス発生器29で作られるメ
モリアドレスWADDで指定されるアドレスに現在除算器22
から入力されている画像データを収納する。

この様にしてメモリ27に書込まれた画像データは読出し
パルスPoutの周波数foutでメモリアドレスカウンタから
出力されるメモリ読出しアドレス信号が指定するアドレ
スから出力画像データDoとして読出される。尚読出しパ
ルスPoutは前記ロータリーエンコーダ６から入力された
パルスＮ′及びｎ′に基づいて図示しないタイミングパ
ルス発生器で作られる。

第５図に示したタイミングチヤートは とした場合の例であつてサンプリングパルスPsの３個に
１個、及び２個に１個の割合で書込みパルスPinが出力
される。従つてｓは１→２→３→１→２の値を繰返しメ
モリには３画素分の画像データの平均データと２画素分
の画像データの平均データが書込まれる（第５図○
印）。

第６図はこの発明を実施するための装置の他の実施例を
示すものであり第７図はそのタイミングチヤートであ
る。第４図に示した回路で用いられている除算器25が一
般に高価であるのでここではビツトシフタ31と分周器82
を用いて前記除算を行なつている。ただし上記ビツトシ
フタ31と分周器32以外の使用機器は第４図に共通するの
で該共通する機器については同じ番号で表わしている。

ビツトシフタ31にロードされているデジタル数Ｉを桁の
小さい方へｒ回シフトされると を得ることは公知技術である。そこでこの回数では前記
除算器25の代りにビツトシフタ31を用いて加算器22の出
力を2rで除している。ただし前記画像データを平均化す
るための除数は2rに限定されるので加算される画像デー
タも2rにする必要がある。そこでサンプリングパルスPs
pの周波数fspを に分周するための分周器32を用いて書込みパルスPinの
周波数finとサンプリングパルスPspの周波数fspとの間
に なる関係を設けている。更に（４）式と（２）式を比較
すると となり、指数ｒのみで限定される離散的な倍率しかとれ
ないことになる。そこで更に fsp＝2r・fso・MK₂ …（６） なる関係を有する周波数fsoなるパルスPsoから前述DDA
回路28を介してサンプリングパルスPspを得る様になつ
ている。この様に回路を構成しておくと倍率を指数ｒと
パルスpsoの周波数fsoで決定でき任意の値をとることが
できる。

第７図は第６図の実施例において倍率Ｍを2/5とした場
合のタイミングを示している。第（６）式にＭ＝2/5、K
₂＝１、ｒ＝１を代入するとfsp/fso＝2r・Ｍ・K₂＝4/5
となり、第７図でパルスPso（fso）とパルスPsP（fsp）
の関係が示されており、この関係はDDA回路28で行われ
る。分周器32において、パルスPinが発生する。

データ「Di」がAD変換器20に入力されたときセレクタ24
にパルスPin1が入力されており該セレクタ24は「Ｏ」を
選択し、該「Ｏ」を加算器22に入力する。従つてパルス
Psp1の立上り後に加算回路22に出力ｄが「Ｏ＋D₁」＝D₁
となり、該加算器の出力はパルスPsp1の立下りでレジス
タ23にロードされる。データ「D₂」がAD変換器20に入力
されたときレジスタ23にロードされたデータ「D₁」がセ
レクタ24を介して加算回路22に入力され、該加算回路22
の出力ｄはパルスPsP2の立上り後に「D₁＋D₂」となりパ
ルスPsp2の立下りでレジスタ28にロードされる。この値
はシフトレジスタ31に入力され、該シフトレジスタは
「D₁＋D₂/2」なる値Dmを出力する。データ「D₃」が加算
器22に入力されたときセレクタ24とメモリ27にパルスpi
n2が入力され該セレクタ24は「Ｏ」を選択するのでパル
スPsp3の立上り後に加算回路22の出力が「D₃」となり、
メモリ27はパルスPin2の立上りで上記レジスタ31にロー
ドされたデータ をアドレス「Ａ−１」にとり込む。そしてパルスPsp3の
立下りでレジスタ23にデータD₃がロードされる。そして
上記と同様の手順でパルスPsp4の立下りでレジスタ23に
データD₃＋D₄がロードされる。次のデータD₅は、該デー
タD₅がAD変換器20に入力されたときにパルスPspが出力
されないので無視され結果として更に次のデータD₆がパ
ルスPsp5の立下りでレジスタ23にロードされまたパルス
Pin3の立上がりでデータ がメモリ27のアドレスＡに書込まれる。従つて第２の実
施別においてはサンプリングされた企画素数の中 しか使用されないが利用されない画素があつても画像劣
化は急激に発生しないので充分実用となる。

次に副走査方向のサンプリングピツチについて説明す
る。入力シリンダ１における主及び副走査の入力側基本
サンプリングピッチの比を1:1とし、これが例えば倍率
５倍用のサンプリングピッチであるとする。一方記録ヘ
ツド８は、例えば10本のレーザービームで入力シリンダ
１におけるサンプリングピツチの５倍の大きさの記録側
基本走査ピツチ（倍率５倍を10本のビーム）で記録シリ
ンダ２に巻着された未露光フイルムに記録する場合で説
明する。また、主走査方向についても同様入力シリンダ
１における入力側基本サンプリングピツチ１に対して記
録シリンダ２において入力シリンダ１におけるサンプリ
ングピツチの５倍の長さの記録側基本走査ピツチで記録
ヘツド８は記録する。

この状態で原寸（１倍）で記録する場合、主走査方向の
サンプリングは入力側基本サンプリングの５コ分の画像
信号を加算平均した画像信号を原寸用の基本画素とし入
力シリンダ１における入力側基本サンプリングピツチの
５倍の長さの記録側の基本走査ピツチで記録する。これ
は実施例から類推しうるように、入力側基本サンプリン
グピツチの５コ分が記録側基本走査ピツチに等しいから
原寸（１倍）となる。

一方、記録側の副走査方向の走査ピツチは前述のよう
に、10本のビームで入力側の基本ピッチの５倍のピッチ
で走査しているので、原寸で記録するには記録側基本走
査ピッチの1/5にするべきで、従つて記録ヘツド８の副
走査方向の移動距離を記録側の基本のそれの1/5にし、
かつ２本のレーザビームで露光するのである。

第５図に説明した実施例は、Ｍ＝2/5としているので、
上述の条件を適用すると倍率が２倍になるので記録側の
副走査方向の走査ピツチは記録側の基本の走査ピツチ2/
5にするべきで記録ヘツド８の副走査方向の移動距離を
記録側の基本の走査ピツチの2/5にし、かつ４本のレー
ザビームで露光するのである。そして入力ヘツド７の副
走査ピツチは記録ヘツド８の副走査ピツチの1/2でよ
く、入力シリンダ１の基本サンプリングピツチは１でよ
い。

倍率が例えば190％であると、上述のように４本のレー
ザビームで露光し入力ヘツド７の移動距離は入力シリン
ダ１の基本サンプリングピツチ１の200/190にするので
ある。

副走査方向のサンプリングピツチについて説明したが、
このようにすることによつて入力ヘツド７内にある画像
情報ピツクアツプ用のアパーチヤの大きさは倍率の設定
にかかわりなく同一のものが使用できるのである。

この説明では記録側副走査送り速度は記録側の基本の副
走査方向の送り速度より遅くなるので、入力走査を先に
説明した基本の５個分の受光器を副走査方向に並べてお
く。基本倍率である倍率５倍の場合には１個分の受光器
信号（画像信号）を用いて10本のビームで記録を行う。
実施例で説明した２倍の場合には入力側の副走査ピツチ
を基本倍率（５倍）の5/2とし、受光器信号は２個分の
和平均信号次の走査ラインの時は３個分の和平均信号を
受光器信号（画像信号）として用いて10本のビームで記
録を行う方法を用いてもよいのは言うまでもない。

以上説明した如く、この発明は連続的に倍率を可変にす
ると共に、原画から得られた画像信号を所定のサンプリ
ング周波数でサンプリングして求めた多値レベルの画像
データを、所定の書込み周波数で一旦メモリ装置に書込
み、しかる後該メモリ装置から所定の読み出し周波数で
該画像データを読出して所要倍率の複製画像を得る画像
走査記録装置の倍率変換方法において、前記サンプリン
グ周波数を倍率にかかわりなく大きな値で一定としてお
き、かつ、前記書込み周波数と前記サンプリング周波数
との間に倍率に応じた比例関係を設けておき、前記サン
プリング周波数でサンプリングされた各画素の画像デー
タを倍率に応じた個数づつ平均して平均データを求め、
該平均データを前記書込み周波数でメモリ装置に記憶さ
せることによって、前記読出し周波数を一定にするよう
にしたので、サンプリング周波数とメモリ装置からの読
出し周波数の比を倍率に関係なく一定とすることがで
き、従つて低倍率でサンプリング周波数を小さくする必
要がないのでサンプリング口径を変えなくても低倍率に
おけるエリアジングモアレの発生を軽減することがで
き、これによって比較的安いコストでもって自動的に倍
率に応じた高束及びアパーチャ（口径）を変化させる必
要を軽減することができる効果を奏するに至ったのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の倍率変換におけるサンプリング周波数と
メモリへの書込み周波数及びメモリからの読出し周波数
の関係を示し、第２図はこの発明に於ける上記関係を示
す。 第３図はこの発明を実施するメモリ装置を搭載した画像
走査記録装置の概要図、第４図は上記メモリ装置の実施
例を示すブロツク図、第５図は第４図に示したブロツク
図のタイミングチヤート、第６図は上記メモリ装置の別
の実施例を示すブロツク図であつて、第７図は第６図に
示したブロツク図のタイミングチヤートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原画から得られた画像信号を所定のサンプ
   リング周波数fsでサンプリングして求めた多値レベルの
   画像データを、所定の書込み周波数finで一旦メモリ装
   置に書込み、しかる後該メモリ装置から所定の読出し周
   波数foutで該画像データを読出して所要縮小率の複製画
   像を得る画像走査記録装置の倍率変換方法において、 前記サンプリング周波数fs及び読出し周波数foutを主走
   査方向記録縮小率Ｍにかかわりなく、fs＞foutを満たす
   一定値としておき、かつ、前記書込み周波数finと前記
   サンプリング周波数fs、および、前記読出し周波数fout
   との間に前記主走査方向記録縮小率Ｍに応じた比例関係
   fin＝K₁Mfout＝K₂Mfs（但し、K₁,K₂は係数で、 とする。）を設けておき、 前記サンプリング周波数fsでサンプリングされた各画素
   の画像データを主走査方向記録縮小率に応じた個数づつ
   平均して平均データを求め、該平均データを前記書込み
   周波数finでメモリ装置に記憶させることによって前記
   読出し周波数foutを一定にしたことを特徴とする画像走
   査記録装置における倍率変換方法。