JPH07154599A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定的に高解像、高階調の画像を得ることを
可能にする。 【構成】 デジタル画像データを２値化してレーザ・ビ
ームプリンタなどで画形成する場合に、高解像度、高階
調の画像を必要とする文字／写真原稿時や出力する紙質
が良い時には、デジタル画像データをアナログ信号に変
換し、この変換した信号を、周期的なパターン信号と比
較してパルス幅変調の画像処理装置を用い、文字やべた
色の原稿時や出力する紙質が悪い時には、ディザ処理な
どの疑似中間調生成装置を用い、あらゆる原稿に最適な
画像処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタル画像情報を入
力し２値化して出力する画像処理装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】デジタル画像データを２値化してレーザ
・ビームプリンタで画像形成する場合に、中間調の階調
を得るために、デジタル画像データをアナログ信号に変
換し、この変換した信号を周期的なパターン信号と比較
してパルス幅変調を行い高解像度の階調性を表現する画
像処理装置が知られており（特開昭６３ー１１３７７５
号公報、特開昭６２ー３９９７２、特開昭６２ー３９９
７３等）、また、構成が簡単で温度や紙質等外的要因の
影響を受けない方法として、ディザ処理などによりデジ
タル画像データを２値化し、レーザ・ビームプリンタな
どで画形成する方法も良く知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、デジタ
ル画像データをアナログ信号に変換する方法は、構成が
複雑でパルス幅変調に温度等の外部からの影響を受けや
すく、安定した階調性を実現することが難しく、出力す
る紙質により階調性が変わってしまう欠点があった。ま
た、ディザ処理などを用いる方法は、１画素に対応する
閾値マトリックスでは十分な階調が得られない為、大き
な閾値マトリックスを使用しなければならなく、その結
果、解像度が極端に低下する欠点があった。

【０００４】本発明は、上記課題を解決するためのもの
で、高解像度であり、紙質等に関係なく安定したで高階
調の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。

【０００５】

【発明を解決するための手段】本発明は、デジタル画像
データをアナログ画像信号に変換するアナログ／デジタ
ル変換手段と、所定周期の基準信号を発生する基準信号
発生手段と、前記アナログ画像信号と前記基準信号とを
比較してパルス幅変調するパルス幅変調手段と、前記デ
ジタル画像データから疑似中間調信号を生成する疑似中
間調生成手段と、前記パルス幅変調手段と前記疑似中間
調生成手段からの出力の一方を切り換え選択する切り換
え選択手段と、前記切り換え選択手段からの信号により
画像出力する画像出力手段とを備えたことを特徴とす
る。また、本発明は、デジタル画像データをアナログ画
像信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、少な
くとも２種類以上の異なる周期の基準信号を発生する基
準信号発生手段と、前記アナログ画像信号と前記少なく
とも２種類以上の異なる周期の基準信号とを比較してパ
ルス幅変調するパルス幅変調手段と、前記デジタル画像
データから疑似中間調信号を生成する疑似中間調生成手
段と、前記パルス幅変調手段からの複数の出力、前記疑
似中間調生成手段からの出力のうち１つを切り換え選択
する切り換え選択手段と、前記切り換え選択手段からの
信号により画像出力する画像出力手段と、画像情報判定
手段及び紙質センサとを備え、少なくとも画像情報判定
手段の判定結果、または紙質センサ出力に応じて前記切
り換え選択手段を切り換え制御するようにしたことを特
徴とする。

【０００６】

【作用】本発明の画像処理装置は、デジタル画像データ
を２値化してレーザ・ビームプリンタなどで画形成する
場合に、中間調の階調を得るために、デジタル画像デー
タをアナログ信号に変換し、この変換した信号を、周期
的なパターン信号と比較してパルス幅変調を行い高解像
度の階調性を表現する第１の手段と、ディザ処理などに
よりデジタル画像データを２値化してレーザ・ビームプ
リンタなどで画形成する第２の手段とを組合せ、画像情
報や出力する紙質、ユーザーからの指示等で任意及び自
動で最適な画像処理を行うようにし、高解像度，高階調
の画像を必要とする文字／写真原稿時や紙質が良い時に
は第１の手段を用い、文字やべた色の原稿時や紙質が悪
い時には第２の手段を用いてあらゆる原稿に最適な画像
処理を行う。また、同一原稿内においても文字やべた色
と写真部を検出して絵文字分離し、この分離信号により
処理方法を切り換えて最適な画像処理を行う。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例に基づいて
本発明の特徴を説明する。図１は本発明の基本的構成を
説明するブロック図である。画像入力手段１からのデジ
タル画像データは画像処理手段２で画像処理され、デジ
タル中間調生成手段３またはアナログ中間調生成手段４
で２値の画像信号が生成される。２値画像信号はセレク
タ５で選択されて画像出力手段６から画像出力される。
これら各手段はＣＰＵ７で制御されている。デジタル中
間調生成手段３は、出力用紙として再生紙を用いる場合
やマルチカラー的な使い方の場合に使用し、アナログ中
間調生成手段４は、高画質を必要とする場合などに使用
し、特定のトレーに再生用紙が入れてある場合には、ト
レーセンサで再生用紙を入れたトレーが選択されている
ことを検知した場合、或いは紙質センサで再生用紙或い
は類似の用紙であることを検知した場合には、ＣＰＵ７
を通してセレクタ５の切り換えを行ってデジタル中間調
生成手段３の出力を選択する。また、ユーザインタフェ
ース８を通してユーザーの指示によりセレクタの切り換
えを行う。また、画像処理手段２で絵や文字を判定し、
その判定結果に応じてセレクタの切り換えを行う。

【０００８】図２はより詳細な画像処理装置のブロック
図、図３は本発明の画像処理装置が適用される複写機の
構成を示す図である。画像入力手段１は、原稿の画像を
読み取るための画像入力装置１ａ、アナログ／デジタル
変換器１ｂを有している。画像入力装置１ａは、図３に
示す光源体１ａ−１により照射された光により、原稿
（図示せず）からの反射光をミラー１ａ−２，１ａ−
３，１ａ−４で反射させ、レンズ１ａ−５に入りイメー
ジセンサ１ａ−６に結像させ、イメージセンサ１ａ−６
より画像信号を得るようになっている。この画像入力装
置１ａからの画像信号は、アナログ／デジタル変換器１
ｂによりデジタル信号に変換され、画像処理手段２に入
力される。

【０００９】画像処理手段２を構成する画像処理回路
（ＩＰＳ）２ａには、画像編集回路２ｂ、中間調生成方
式切換え回路１１が接続されており、ＣＰＵ（中央演算
処理装置）７により制御されている。画像処理回路２ａ
に入力された画像信号Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、
Ｂ（ブルー）は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ
（シアン）、Ｋ（ブラック）に変換され、画像補正回路
１２に送られる。画像補正回路１２は、画像出力装置６
の特性に合わせて画像信号の補正を行っており、画像補
正回路１２の出力は、デジタル中間調生成手段３のディ
ザ処理回路３ａとアナログ中間調生成手段４のＤ／Ａ変
換器４ａに入力される。

【００１０】ディザ処理回路３ａは、図５の誤差拡散回
路３ｃとディザ処理回路３ａからなり、ディザ処理した
データは誤差拡散回路３ｃへフィードバックし、２値化
時の誤差分を次の画素に振り分けて２値化誤差による変
換ノイズの発生を防止する。ディザパターンは、ｎ画素
×１ライン（ｎ，１は整数）のブロックからなり、各画
素をブロックの各閾値ａ〜ｌと比較して疑似中間調を生
成する。ディザ処理後の疑似中間調信号はバラレル／シ
リアル変換回路３ｂにより２値化する。この際、レーザ
走査のために１画素を時間軸方向にｍ（ｍは整数）分割
してレーザのＯＮ／ＯＦＦ動作に対応させる。この例を
図６で説明すると、図６ｂのように、４画素×３ライン
のブロックでディザパターンを構成して疑似中間調生成
を行い、パラレル／シリアル変換して図６ａで示すよう
に１画素を８分割する。

【００１１】次に、アナログ中間調生成について説明す
ると、Ｄ／Ａ変換器４ａに入力された画像信号は、アナ
ログ画像信号となり、演算増幅器４ｂで構成されるイン
ピーダンス変換器でインピーダンス変換され、例えば４
００線用の比較器４ｅ、２００線用の比較器４ｆに入力
される。画像出力装置６からのＳＯＳ（ＳｔａｒｔＯｆ
Ｓｃａｎ）走査同期信号６ａに同期して水平同期信号
発生回路４ｉで水平同期信号（主走査同期信号）６ｂを
発生し、オッシレータ４ｈからの信号に同期してタイミ
ング信号発生回路４ｇで生成された所定周期の基準信号
６ｃにより、パターン信号をパターン信号発生回路４ｃ
で発生させる。発生するパターン信号は、三角波、ノコ
ギリ波、正弦波などの繰り返しパターン信号であり、ま
た、基準信号６ｃを１／２分周回路４ｊを通った基準信
号６ｄにより、パターン信号発生回路４ｃの発生するパ
ターン信号の２倍の周期を持った三角波、ノコギリ波、
正弦波などの繰り返しパターン信号をパターン信号発生
回路４ｄにより発生させる。なお、図示していないが、
この他にも、ｍ倍（ｍは整数）の周期のパターン信号を
発生する回路を設けるようにしてもよいことは言うまで
もない。次いで、このパターン信号と、インピーダンス
変換されたアナログ画像信号を比較器４ｅ、４ｆで比較
してパルス幅変調を行ない、２値化信号を得る。

【００１２】パルス幅変調の例を図４により説明する
と、図４（ａ）に示すビデオクロックに同期してＩＰＳ
からの８ビット濃度データ（図４（ｂ））をＤ／Ａ変換
してアナログビデオデータを生成する（図４（ｃ））。
このアナログビデオデータと、４００線三角波（図４
（ｄ））、２００線三角波（図４（ｅ））とを比較す
る。４００線三角波とアナログビデオデータとの比較に
より（図４（ｆ））、レーザダイオードを点灯するパル
ス幅変調信号が得られる（図４（ｇ））。また、２００
線三角波とアナログビデオデータとの比較により（図４
（ｈ））、レーザダイオードを点灯するパルス幅変調信
号が得られる（図４（ｉ））。パルス幅変調の具体的回
路構成を図５により説明する８ビットビデオデータはＤ
／Ａ変換器４ａでアナログデータに変換され、インピー
ダンス変換されてフィルタ２０を通して比較器を構成す
る演算増幅器２１の一方の入力端子に加えられる。ま
た、フィルタ２２を通して加えられるクロックにより周
期的にトランジスタ２３をスイッチングし、トランジス
タ２４から構成されるバッファ、カップリングコンデン
サを通して演算増幅器２１の他方の入力端子に繰り返し
三角波信号が加えられる。この三角波には、Ｄ／Ａ変換
器２５からの基準信号がフィルタ２６を通して加えられ
ており、この基準信号レベルを変えることにより、三角
波信号の直流レベルを変えてパルス幅が変えられるよう
になっている。

【００１３】このようにして生成した中間調画像信号
は、セレクター５により切り換え、画像出力装置６へ送
り画形成する。セレクター６による切り換えは、画像処
理回路２ａ、またはＣＰＵ７からの信号により中間調生
成方式切り換え回路１１の出力により行われる。例え
ば、画像処理回路２ａで画像が文字か絵柄かを認識して
比較器４ｅか４ｆの出力を選択する。すなわち、高解像
の文字部はアナログ４００線、縁などが目立たないよう
にしたい絵柄はアナログ２００線を用いて忠実な画像再
現をする。写真はアナログ２００線を用いるが、写真の
超ハイライト部などは、アナログ中間調では温度による
影響などで基準信号が不安定になって再現が安定しない
場合がある。このような場合には、デジタル中間調を選
択すればよい。また、領域でアナログ／デジタル中間調
を切り換えるだけでなく、カラーの場合には、現像色と
領域を組み合わせて切り換えを行うようにしてもよい。
また、Ｕ／Ｉ（ユーザーインタフェース）８を通してユ
ーザーが任意に、或いは紙質センサー１０からの紙質情
報によりデジタル中間調、または比較器４ｅか４ｆを切
り換えるようにしてもよい。すなわち、中間調生成方式
のパルス幅変調方式を用いた場合、専用紙を用いること
で最適な階調性を実現出来、再生紙、色紙、普通紙など
を使用すると階調性が落ちたり、ハイライトが再現でき
ない場合があったが、紙質センサー８からの紙質情報に
より、セレクタを切り換え、デジタル中間調生成方式を
用いることにより、パルス幅変調に比して階調性が良く
安定した画像がえられる。

【００１４】紙質センサー８からの紙質情報による切り
換えについて図８、図９により説明する。図８に示すよ
うに、紙１３に光源２１からの光を照射し、その反射光
をレンズ２２を通してＣＣＤセンサ２３に入力する。Ｃ
ＣＤセンサ２１からの画像信号を処理回路２４で処理し
て判定回路２５で紙の状態を判定し、切換え回路１１に
送る。紙の状態を判定は、紙の表面色の状態と紙の表面
の状態で判定する。紙の表面色の状態による中間調生成
方式の切り換えは、図９（ａ）に示すように白さを判定
し、白さの度合いに応じてデジタル中間調生成方式（図
の領域Ａ）、アナログ中間調生成方式とデジタル中間調
生成方式混在（図の領域Ｂ）、アナログ中間調生成方式
（図の領域Ｃ）のように切り換え、また、紙の表面の状
態による中間調生成方式の切り換えは、図９（ｂ）に示
すように、滑らかさの度合いに応じて同様に切り換えを
行う。

【００１５】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、異なる中間調生成方式を組み合わせて最適な方式を
選択することにより、高解像、高階調な画像を安定して
得ることができ、忠実な画像再現を行うことが可能とな
る。また、請求項２記載の発明によれば、紙質で中間調
生成方式を切り換えることにより、専用紙の使用時と同
様に紙質に関係なく安定した高階調の画像を得ることが
可能となる。また、文字部、イメージ部、グラフィック
部が分かれているような場合には、イメージはアナログ
２００線で、文字部はアナログ４００線で、グラフィッ
ク部はデジタル中間調生成方式を用いることにより、最
適な画像を再現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像処理装置の全体構成を示すブロ
ック図である。

【図２】 図１の詳細ブロック図である。

【図３】 本発明が適用されるカラー複写機の構成を示
す図である。

【図４】 パルス幅変調を説明する図である。

【図５】 パルス幅変調回路を説明する図である。

【図６】 疑似中間調生成回路のブロック図である。

【図７】 疑似中間調生成を説明する図である。

【図８】 紙質を判定する回路を説明する図である。

【図９】 表面色、表面状態と中間調生成との関係を示
す図である。

【符号の説明】

１…画像入力手段、２…画像処理手段、３…デジタル中
間調生成手段、４…アナログ中間調生成手段、５…セレ
クタ、６…画像出力手段、７…ＣＰＵ、８…ユーザーイ
ンタフェース、９…トレーセンサ、１０…紙質センサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デジタル画像データをアナログ画像信号
   に変換するアナログ／デジタル変換手段と、所定周期の
   基準信号を発生する基準信号発生手段と、前記アナログ
   画像信号と前記基準信号とを比較してパルス幅変調する
   パルス幅変調手段と、前記デジタル画像データから疑似
   中間調信号を生成する疑似中間調生成手段と、前記パル
   ス幅変調手段と前記疑似中間調生成手段からの出力の一
   方を切り換え選択する切り換え選択手段と、前記切り換
   え選択手段からの信号により画像出力する画像出力手段
   とを備えた画像処理装置。
2. 【請求項２】 デジタル画像データをアナログ画像信号
   に変換するアナログ／デジタル変換手段と、少なくとも
   ２種類以上の異なる周期の基準信号を発生する基準信号
   発生手段と、前記アナログ画像信号と前記少なくとも２
   種類以上の異なる周期の基準信号とを比較してパルス幅
   変調するパルス幅変調手段と、前記デジタル画像データ
   から疑似中間調信号を生成する疑似中間調生成手段と、
   前記パルス幅変調手段からの複数の出力および前記疑似
   中間調生成手段からの出力のうち１つを切り換え選択す
   る切り換え選択手段と、前記切り換え選択手段からの信
   号により画像出力する画像出力手段と、画像情報判定手
   段及び紙質センサとを備え、少なくとも画像情報判定手
   段の判定結果または紙質センサ出力に応じて前記切り換
   え選択手段を切り換え制御するようにしたことを特徴と
   する画像処理装置。