JPH0797823B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は画像処理装置に関し、パターン信号によりパル
ス幅変調されたパルス幅変調信号を出力する画像処理装
置に関するものである。

［従来の技術］ 従来より中間調画像を二値化する方法として閾値マトリ
ツクスを用いた例えばデイザ法、濃度パターン方がよく
知られている。しかしこれらの方法で特に網点画像を二
値化した場合、網点と閾値マトリツクスとの周期的構造
のビートによりモアレ縞が生じ、著しく画質が劣化する
欠点があつた。また網点画像に限らず文字等の線画に対
してもそのエツジ部が階段上のギザギザになる等の欠点
があつた。

本件出願人は、かかる欠点を解決すべく、多値画像信号
を複数通りの周期を有するパターンパルス信号でスクリ
ーン化処理しこれを基に像形成する画像処理装置を既に
提案している。第８図は既提案装置のブロツク構成図で
ある。該装置は、入力画像信号1aが例えば画像のエツジ
部に相当するか否かを検出する事により画調を認識する
識別回路13と、識別回路13の識別結果に応じてその値を
変化するSELECT信号19と、該SELECT信号19の値に従つて
対応する周期のスクリーンクロツク12を発生するタイミ
ング信号発生回路７′と、該スクリーンクロツク12に従
つてパターンパルス信号42を発生するパターンパルス発
生回路３と、前記パターンパルス信号42と多値画像信号
43のレベルを比較してパルス幅変調した２値画像信号45
を出力するコンパレータ４を備える。

第９図は第８図の構成の動作タイミングチヤート、第10
図はパターンパルス１周期内の黒と白の比によつて濃度
を表わす概念図である。上記構成の下で、識別回路13の
SELECT信号19は入力画像信号16bの画調に応じて変化す
る。タイミング信号発生回路７′及びこれに連動するパ
ターンパルス発生回路３は画調の変化毎にパターンパル
ス信号42（スクリーン）の周期を変化させて発生し、そ
の周期は識別回路13が識別した画調に応じた周期であ
る。従つて画調が細かいスクリーン化を必要とする時は
短い周期のパターンパルス信号で、また粗いスクリーン
化で十分な場合は長い周期のパターンパルス信号でスク
リーン処理を行う。こうすれば各パターンパルス信号１
周期内の黒と白の比によつて濃度を表すことができ（第
10図参照）、画像エツジ部のようなところでは濃度分解
能が得られる（第９図参照）。

しかし、第９図に示すように、例えばSELECT信号19の変
化が長い周期のパターンパルス信号の途中で切り替ると
１周期当りの像域に２度黒信号が出ることとなり、いわ
ゆる「黒すじ」を生じてしまい、画質の劣化を引き起こ
した。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、パターン
信号の切替時に発生する画質の劣化を防止した画像処理
装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明の画像処理装置は以下
のような構成を備える。即ち、 入力された画像信号を、所定周期のパターン信号により
パルス幅変調した第１パルス幅変調信号を発生する第１
パルス幅変調信号発生手段と、前記入力された画像信号
を、前記第１のパターン信号とは周期が異なる第２のパ
ターン信号によりパルス幅変調した第２パルス幅変調信
号を発生する第２パルス幅変調信号発生手段と、前記第
１ポルス幅変調信号と前記第２パルス幅変調信号とを選
択的に切替えて出力する選択手段と、前記選択手段にお
ける切替えタイミングを、それまで選択していたパルス
幅変調信号の変調に使用していたパターン信号の１周期
の終わりに同期させる制御手段とを有する。

［作用］ 以上の構成において、第１パルス変調信号発生手段によ
り、入力された画像信号を所定周期のパターン信号によ
りパルス幅変調した第１パルス幅変調信号を発生すし、
第２パルス変調信号発生手段により、第１のパターン信
号とは周期が異なる第２のパターン信号によりパルス幅
変調した第２パルス幅変調信号を発生する。これら第１
パルス幅変調信号と第２パルス幅変調信号とを選択的に
切替えて出力する際、その切替えタイミングを、それま
で選択していたパルス幅変調信号の変調に使用していた
パターン信号の１周期の終わりに同期させるように動作
する。

［実施例］ 以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細
に説明する。以下、本実施例を説明する前に本実施例の
概要を説明する。第１図（ａ）、（ｂ）に示す実施例の
画像処理装置は、入力画像信号1aが例えば画像のエツジ
部に相当するか否かを画素毎に検出する事により画調
（画像の特性或いは性質をいう）を認識する識別回路13
と、識別回路13の識別結果に応じてその値を変化するSE
LECT信号19と、該SELECT信号19を複数通りの周期の最小
公倍周期の同期信号51に同期させて変更した同期SELECT
信号71を発生する同期回路70（第１図（ｂ）参照）と、
該同期SELECT信号71の値に従つて対応する周期のスクリ
ーンクロツク信号12を発生するタイミング信号発生回路
７と、該スクリーンクロツク信号12に従つてパターンパ
ルス信号42を発生するパターンパルス発生回路３と、前
記パターンパルス信号42と多値画像信号43のレベルを比
較してパルス幅変調した２値画像信号45を出力するコン
パレータ４を備える。

第４図は第１図（ａ），（ｂ）の動作タイミングチヤー
トである。第４図において、識別回路13のSELECT信号19
は入力画像信号16bの画調変化（画像のエツジ部、非エ
ツジ部等）を画素毎に検出して変化する。更に該SELECT
信号19は同期回路70に入力され、複数通りの周期の最小
公倍周期に同期に同期され（第４図のａ点、ｃ点）、同
期SELECT信号71になる。これによりタイミング信号発生
回路７は同期SELECT信号71の変化毎にスクリーンクロツ
ク12の周期を変化させる。従つてパターンパルス信号42
は前記最小公倍周期の終了時に切替えられるので、前述
した第９図のような「黒すじ」が発生せず、画質が向上
する。

〈第１実施例の構成〉 第１図（ａ），（ｂ）は第１実施例の画像処理装置のブ
ロツク構成図である。図において、１はビデオデータ出
力部であり、図示しないCCDセンサやビデオカメラから
の画像データをA/D変換し、濃度情報を持つた所定ビツ
ト（本例では６ビツト）のデイジタル画像データ1aを出
力する。このデイジタル画像データ1aは一旦メモリ（不
図示）にストアされていても構わないし、又通信等によ
り外部機器から入力しても良い。このデイジタルデータ
出力部１からの画像データ1aは図に示したように６ビツ
トの画像データであり、次段のバツフアメモリ11に入力
する。バツフアメモリ11は識別回路13が画調識別を行な
うために画像データ中の所望の画素を取り出すために用
いられる。識別回路13は画調を識別し、その画調に応じ
たSELECT信号19を出力する。SELECT信号19は同期回路70
に入力し、複数通りの周期の公倍周期に同期した同期SE
LECT信号71になる。該同期SELECT信号71はタイミング信
号発生回路７に入力し、スクリーンクロツク信号12の周
期を決定する。該スクリーンクロツク信号12はパターン
パルス発生回路３に入力し対応周期のパターンパルス信
号42を形成する。コンパレータ４はパターンパルス信号
42と、遅延回路14を介してD/A変換器２でアナログ変換
された多値画像信号43のレベルを比較し、パルス幅変調
した２値化画像信号（PWM）45を形成する。こうして画
調に応じてスクリーンクロツク信号12の周期を替え、多
値画像信号43にかける“スクリーン”の粗密度を変更す
る。

〈画調認識〉 バツフアメモリ11からの出力信号は第１図（ａ）に示す
次段の識別回路13へ入る。この識別回路13の機能は第３
図（ａ）に示すLaplacianフイルタ動作により画像のエ
ツジを検出する画調認識である。このLaplacianフイル
タのハードウエア回路を第３図（ｂ），（ｃ）に示す。
即ち、副走査方向に順に並ぶ各ラインの画像信号16a,16
b,16cは一画素クロツク分の遅延回路20a〜20dを経て５
つのタイプ17a〜17eから出力される。第３図（ａ）に示
されたフイルタの“0"でないマトリツクス要素が各タッ
プに対応する。各タツプの出力、即ち第３図（ａ）に於
ける係数“−1"に対応する部分（17a,17b,17d,17e）は
加算器52により全て加算される。又、係数“4"の部分
（17c）は乗算器50により４倍される。そして両者は加
算器18で減算されて、目的のLaplacian出力18aを得る。
このLaplacian出力18aは画像のエツジ量、即ちエツジの
“度合”を表わす量というべきもので、このエツジ量は
コンパレータ21により基準データ22と比較され、SELECT
信号19を得る。このとき、識別回路13の出力であるSELE
CT信号19は： 画像のエツジ量＞ｋのとき 出力“1" 画像のエツジ量≦ｋのとき 出力“0" なる２値化出力となる。但し、この時のパラメータ“k"
は基準データ22により適宜決める事が出来る。こうして
識別回路13はタツプ17cの画像データの周りの８つの画
像データが構成する領域の画調を認識して、認識結果を
SELECT信号19として出力するものである。もちろん、画
調認識の段階をもつと細かくすれば、例えばパラメタ
“k"を複数個の値にとれば、出力されるSELECT信号19も
数ビツト長にして、更にきめ細かな画調認識ができる。

〈パターンパルス選択のタイミング発生〉 SELECT信号19は同期回路70に入力し、同期回路70からは
同期SELECT信号71を得る。ここで同期回路70について説
明する。第１図（ｂ）は同期回路70の一例である。例え
ばＤタイプのフリツププロツプ75で構成され、そのＤ入
力はSELECT信号19、クロツク入力は複数通りの周期の最
小公倍周期を有する同期信号51、Ｑ出力は同期SELECT信
号71である。従つて、任意時点で発生したSELECT信号19
の変化を複数通りの周期の最小公倍周期の終りに同期さ
せて変化させる。これによりどのパターンパルス信号42
も常にそのパターン周期終了時に切替えられるので、前
述した第９図のような「黒すじ」が発生せず、画質が向
上する。

〈スクリーンのためのパルス〉 同期SELECT信号71はタイミング信号発生回路７に入力
し、タイミング信号発生回路７からは画像クロツク15及
びスクリーンクロツク信号12を得る。ここでタイミング
信号発生回路７について詳細に説明する。第２図はタイ
ミング信号発生回路７の一例のブロツク図である。入力
はマスタクロツク40、同期SELECT信号71及び水平同期信
号41であり、出力は画素クロツク信号15及びスクリーン
クロツク信号12である。水平同期信号（HSYNC）発生回
路５から各ライン毎に発生する水平同期信号41に同期し
て、カウンタ46から画素クロツク信号15が発生される。
尚、水平同期信号は内部的に発生しても良いし、外部か
ら与えられるものでもい。また本実施例はレーザビーム
プリンタに適用したものであるので、水平同期信号は周
知のビームデイテクト（BD）信号に相当する。マスタク
ロツク40はカウンタ46により周期ダウンされて画素クロ
ツク信号15になる。周期ダウンの程度は、後述するよう
にスクリーンクロツク信号12の各ライン毎に生じる“ゆ
らぎ”をどの程度に抑えるかに応じて決定されるが、本
実施例では1/4である。即ち、４つのマスタクロツク40
に対して１つの画素クロツク信号15が発生する。この画
素クロツク信号15は画像データの転送クロツク及びD/A
変換器２のラツチタイミングに使用される。分周回路
（1/3）31は画素クロツク信号15を更にカウントダウン
する。即ち、分周回路31から得られるクロツク信号51は
画素クロツク信号15より３倍粗い周期のクロツクとな
る。実施例では最小公倍周期の同期クロツク信号51でも
ある。セレクタ30は同期SELECT信号71に応じて画素クロ
ツク信号15か又はそれより３倍周期の粗いクロツク信号
51を選ぶ。セレクタ30により選ばれたものはスクリーン
クロツク信号12となる。

同期SELECT信号71は画像エツジ部に対しては論理“1"の
値を取るから、スクリーンクロツク信号12の選ばれ方
は、 画像のエツジ部 →画素クロツク信号15 画像の非エツジ部→クロツク信号51 となる。スクリーンクロツク信号12はパターンパルス発
生回路３により所定形状のパターンパルス信号42に変換
される。本実施例の場合は３角波信号である。このパタ
ーンパルス信号はPWM（パルス幅変調）による画像デー
タの２値化のためにコンパレータ４に入力される。

〈第２実施例〉 第５図は第２実施例の画像処理装置のブロツク構成図で
ある。第１図（ａ）と同等の構成には同一番号を付して
説明を省略する。第５図の画像処理装置は、多値画像信
号16bの画調を認識する識別回路13と、例えば２系統の
異なる周期のパターンパルス信号42a,42bを発生する複
数のパターンパルス発生手段3a,3bと、前記異なる周期
のパターンパルス信号42a,42b毎に多値画像信号43のス
クリーン化処理を行なつてパルス幅変調した２値画像信
号45a,45bを出力する複数のスクリーン化処理手段4a,4b
と、前記認識した画調に基づき異なる系統の２値画像信
号45a,45bを選択適用して実質スクリーン化周期を切替
える周期切替手段にして前記認識した画調の変化時に基
づき複数通りの周期の最小公倍周期に同期してスクリー
ン化周期を切替える同期回路70及びセレクタ72を備え
る。

〈タイミング発生回路〉 第６図はタイミング信号発生回路の回路図、第７図は第
５図の構成の動作タイミングチヤートである。第６図に
おいて、タイミング信号発生回路90はマスタクロツク信
号40を夫々カウンタ91,92で分周する。カウンタ91はス
クリーンクロツク信号12aを形成し、これは画素クロツ
ク信号に相当する。カウンタ92は画素クロツク信号を更
に３分周したスクリーンクロツク信号12bを形成する。
該クロツクは夫々パターンパルス発生回路3a,3bに入力
される。またスクリーンクロツク信号12bは同期のため
のクロツク信号として用いられる。従つて、常に最小公
倍周期の終りが次のスクリーンクロツク信号12a又は12b
の始まりである。またカウンタ91,92は各ライン毎の同
期をとるため共にHSYNC信号41でリセツトされる。こう
してパターンパルス信号の選択とその変調の連続性が容
易に得られる。

〈スクリーン処理〉 第７図において、パターンパルス信号42a,42bは同時に
発生している。これに伴つて２値化画像信号45a、45bも
同時形成されている。同期SELECT信号71は最小公倍周期
に同期して２値化画像信号45a、45bを選択出力する。従
つて画像エツジ部の分解能がありかつ全体として連続な
スクリーン化画像信号45を出力する。

尚、上記実施例のスクリーン化処理では細かい画像を画
素クロツク信号15（又は12a）で、粗い画像を３画素周
期のクロツクで構成したが、これは一例であつて両者の
間で差のある周期を選べば当初の目的を満たす。また、
切替えられるスクリーン周期を２種類だけでなく数種類
持ち、それらの最小公倍周期に同期させてスクリーンク
ロツク信号の切替えを行なうことも本発明の範囲内であ
ることは明白である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、第１のパターン信
号により得られた第１パルス幅変調信号と、第２のパタ
ーン信号により得られた第２パルス幅変調信号とを選択
的に切替えて出力するタイミングとして、それまで選択
していたパルス幅変調信号の変調に使用していたパター
ン信号の１周期の終わりに同期させるようにしたので、
従来の切替え選択時のタイミングで生じていたエッジの
なまりや、不本意なエッジ強調等を防止でき、階調性及
び解像度の高い画像を再現することができるという効果
がある。

また、第１及び第２のパターン信号でなく、パルス幅変
調された第１と第２パルス幅変調信号そのものを選択的
に切替えて出力しているので、上述したエッジなまり
や、不本意なエッジ強調の発生を、より確実に防止でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ）は第１実施例の画像処理装置のブ
ロツク構成図、 第２図はタイミング信号発生回路７の一例のブロツク
図、 第３図（ａ）はLaplacianフイルタの概念図、 第３図（ｂ），（ｃ）はLaplacianフイルタを実現する
１例のブロツク構成図、 第４図は第１図（ａ），（ｂ）の構成の動作タイミング
チヤート、 第５図は第２実施例の画像処理装置のブロツク構成図、 第６図はタイミング信号発生回路90の一例の回路図、 第７図は第５図の構成の動作タイミングチヤート、 第８図は既提案装置のブロツク構成図、 第９図は第８図の構成の動作タイミングチヤート、 第10図はパターンパルス１周期内の黒と白の比によつて
濃度を表わす概念図である。 図中、１……ビデオデータ出力部、２……D/A変換器、
3,3a,3b……パターンパルス信号発生器、4,4a,4b……コ
ンパレータ、５……水平同期信号発生回路、６……マス
タクロツク発振器、7,90……タイミング信号発生回路、
11……バツフアメモリ、12,12a,12b……スクリーンクロ
ツク信号、13……識別回路、19……SELECT信号、14……
遅延回路、15……画素クロツク信号、40……マスタクロ
ツク信号、43……アナログ画像データ、44……デイジタ
ル画像データ、45,45a,45b……PWM信号、51……同期ク
ロツク信号、70……同期回路、71……同期SELECT信号で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力された画像信号を、所定周期のパター
   ン信号によりパルス幅変調した第１パルス幅変調信号を
   発生する第１パルス幅変調信号発生手段と、 前記入力された画像信号を、前記第１のパターン信号と
   は周期が異なる第２のパターン信号によりパルス幅変調
   した第２パルス幅変調信号を発生する第２パルス幅変調
   信号発生手段と、 前記第１パルス幅変調信号と前記第２パルス幅変調信号
   とを選択的に切替えて出力する選択手段と、 前記選択手段における切替えタイミングを、それまで選
   択していたパルス幅変調信号の変調に使用していたパタ
   ーン信号の１周期の終わりに同期させる制御手段と、 を有することを特徴とする画像処理装置。