DE3411684A1

DE3411684A1 - Bildverarbeitungseinrichtung

Info

Publication number: DE3411684A1
Application number: DE19843411684
Authority: DE
Inventors: Nao Yokohama Kanagawa Nagashima
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1983-03-30
Filing date: 1984-03-29
Publication date: 1984-10-04
Also published as: DE3411684C2; GB8408256D0; GB2139454B; JPS59178863A; BE899275A; GB2139454A; US4679096A; IT1177624B; JPH0671306B2; FR2543771A1; IT8447949A0; IT8447949A1; FR2543771B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine B i 1 dvernrbe i Lwihjspi" nrichtung mit veränderbarer Vergrößerung oder Verk'l ei nerunq und im einzelnen auf e'ine digitale Bildverarbeitungseinrichtung wie eine digitale Kopiereinrichtung, mit der Bilddaten auf elektrische Weise vergrößert oder verkleinert werden können.

Fig. 1 zeigt eine derartige Bildverarbeitungsein richtung nach dem.Stand der Technik.

Gemäß Fig. 1 werden aus einem Bildleser 1 synchron mit einer Frequenz f: Bilddaten ausgegeben, die um einen Faktor 0 bis 2 vergrößert oder verkleinert werden. Ein Taktgenerator 2 erzeugt ein Taktsignal mit der Frequenz ft· und ein Taktsignal mit einer Frequenz 2f>ο , welches zum Vergrößern der Bilddaten um einen Faktor bis zu "2" verwendet wird.

Das Taktsignal mit der Frequenz 2fi·· wird einer Taktänderungsschaltung (veränderbaren Taktschaltung) 3 zugeführt, in welchem die Frequenz des Taktsignals entsprechend

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einem Vergrößerungs fak tor-S l:euersi gna I SA in i L einem Faktor M (M=O-I) multipliziert wird, um ein Schreibtaktsignal zu erzeugen, das zum Einschreiben der Bilddaten in einen Speicher 4 verwendet wird.

Die eingeschriebenen Bilddaten werden aus dem Speicher synchron mit einem Taktsignal ausgelesen, das eine Frequenz f _D hat und das von einem Taktgenerator 5 erzeugt κ

wird. In der in Fig. 1 gezeigten Schaltung werden die Bilddaten zum Vergrößern des Bilds mit einem Schreibtaktsignal eingeschrieben, das eine Frequenz hat, die höher als f...j ist, nämlich M2foJ beträgt (0,5 "^M ='" 1), so daß die Bilddaten interpoliert werden.

Andererseits werden zum Verkleinern des Bilds die Bilddaten in den Speicher 4 durch ein Schreibtaktsignal mit einer Frequenz M2fw (0 ^ μ -- 0,5) eingeschrieben, die niedriger als die Frequenz f«j ist, so daß die Bilddaten verschachtelt werden. Wenn die Frequenz des Schreibtaktsignals gleich f<> ist, werden die Bilddaten für den Maßstab 1:1 erzeugt.

Bei der Bildverarbeitungseinrichtung, bei der das in Fig. 1 dargestellte Vergrößerungs/Verkleinerungssystem verwendet ist, ist zum Vergrößern des Bilds um den Faktor '2"'das Taktsignal mit der Frequenz 2f<- erforderlich. Infolgedessen müssen die Taktänderungsschaltung 3 (wie beispielsweise der Verhältnis-Multiplizierer (Frequenzteiler) -7497 von Texas Instruments) und der Speicher 4 (wie beispielsweise der schnelle statische Schreib/ Lesespeicher Intel 2147) im Bereich hoher Frequenzen arbeiten können und es kann ein Problem hinsichtlich eines stabilen Arbeitens der Schaltung entstehen.

Wenn die Frequenz fu> 10 MHz ist und ein Vergrößerungs-

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faktor''I O" gefordert wird, müssen die Tak ländcrunqv.t ha I -

tung 3 und der Speicher 4 mittels eines Schre i buk I s i gna I s

mit einer Frequenz bis zu 1üf<>: ■■- 100 MIIz arbeil on. Die·; ist schwer zu erreichen.

Da ferner bei der Vergrößerung die Daten interpoliert werden, muß zum Vergrößern der Bilddaten der Speicher eine Kapazität haben, die gleich der mit dem Vergröperijiivjsfaktor (>1) multiplizierten Bi1ddatenmenye ist. Daher muß bei einer Bitanzahl 4096 für eine Zeile der Bilddaten der Speicher 4 eine Kapazität von 4096 χ 2 = 8192 Bit je Zeile haben, um die Bilddaten in einer Hauptabtastrichtung um den Faktor "2 'zu vergrößern. Wenn der Schreib/ Lesespeicher Intel 2147 verwendet wird, sind zwei solche Schreib/Lesespeicher erforderlich. Dadurch werden die Kosten gesteigert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Ausschaltung der vorstehend angeführten Unzulänglichkeiten eine 2Q preiswerte Bi 1 dverarbei tungseinri chturig mit Vergrößerungs/ Verkleinerungsfunktion zu schaffen.

Dabei soll die erfindungsgemäße Bildverarbeitungseinrichtung auf stabile Weise arbeiten.

Ferner soll die erfindungsgemäße Bildverarbeitungseinrichtung einfach aufgebaut sein.

Weiterhin soll die erf indungsgeniäße Bi 1 dverarbei tungsein- QQ richtung mit der Vergrößerungs/Verkleinerungsfunktion bei dem einfachen Aufbau trotzdem stabil arbeiten.

Ferner soll mit der Erfindung eine Bi 1 dverarbei turiysei nrichtung geschaffen werden, die das Vergrößern oder Verkleinern des Bilds mit einem Speicher verhältnismäl'ig

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geringer Kapazität ermöglicht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Bildverarbeitungseinrichtung mit Vergrößerungs/Verkleinerungsfunktion nach dem Stand der Technik.
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Fig. 2 ist eine Außenansicht eines Kopiergeräts, bei dem die erfindungsgemäße Bildverarbeitungseinrichtung anwendbar ist.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht eines Lese/Druckgeräts.

Fig. 4 zeigt eine Bildverarbeitungseinrichtung gemäß einem Ausfiihrungsbei spiel der Erfindung.

Fig. 5 zeigt eine Bildverarbeitungseinrichtung mit einer Ditherverarbeitungsschaltung.

Die Fig. 2 ist eine Außenansicht eines Kopiergeräts, bei dem die erfindungsgemäße Bildverarbeitungseinrichtung anwendbar ist. Das Kopiergerät weist zwei Haupteinheiten auf, nämlich einen Leser A und einen Drucker B. Der Leser und der Drucker sind mechanisch und funktionell gesondert, so daß sie getrennt und einzeln für sich eingesetzt -werden können. Sie sind miteinander über elektrische Kabel verbunden. Der Leser B weist ei η Bedienungsfeld auf, mit dem ein Vergrößerungs/Verkleinerungsfaktor und eine Kopienanzahl gewählt werden.

Die Fig. 3 ist eine Schnittansicht des Lesern Λ und des Druckers B. Ffin Vorlagenblatt wird mit der Bildseite nach

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unten auf eine Vorlagenauflage-Glasplatte 33 au 1 (je ι ₍Mjt. Eine Bezugsauf1egestellung ist die linke Innenseite von vorne gesehen. Das Vorlagenblatt wird mittels einer Vorlagenabdeckung 34 an die Glasplatte 33 angedrückt. Das Vorlagenblatt wird mittels einer Fl uoreszenz 1 ainpe 32 beleuchtet, während das von der Vorlage reflektierte Licht über Spiegel 35 und 37 und ein Objektiv 3fi auf der Ebene einer Ladungskopp 1ungsvorrichtunq (CCD) 31 fokussiert wird. Die Spiegel 37 und 35 werden unter einem Geschwindigkeitsverhältnis von ?:\ beweg L. Line optische Einheit, die die Lichtquelle bzw. Lampe 3? und die Spiegel 35 und 37 enthält, wird mittels eines Phasenregelkreises (PLL) durch einen Gleichstrom-Servomotor mit konstanter Geschwindigkeit von links nach rechts bewegt, um eine Unterabtastung der Vorlage auszuführen.

Eine Hauptabtastrichtung steht senkrecht zu der Unterabtastrichtung. Bei diesem Gerät erfolgt die Hauptabtastung der Vorlage auf elektrische Wei se-mi ttel s eines Ladungskopplung-Zeilensensors.

Es wird nun der gemäß Fig. 3 unterhalb des Lesers Λ angeordnete Drucker B beschrieben. Ein in dem Leser erzeugte¹; bi tserie11es Bildsignal wird synchron mit einem Ausgabetaktsignal zu dem Drucker übertragen und einer optischen Laserabtasteinheit 25 zugeführt, die eine Lasertreiberstufe, einen Halbleiterlaser, eine Kolliniatorlinse, einen umlaufenden Polygonalspiegel, eine f-9-Linse, ein optisches -Korrektursystem u.s.w. aufweist. Das Bildsignal wird der Lasertreiberstufe der optischen Laserabtasteinheit 25 zugeführt. Die Lasertreiberstufe steuert den Halbleiterlaser entsprechend dem Bildsignal an, um I ichl. zu erzeugen, das durch Bildsignale "O" und "1" moduliert ist. Das modulierte Licht wird in der optischen Laserabtastennheit 25 auf den umlaufenden Polygonal spiegel

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gerichtet, so daΓ3 mit dem Umlaufen des Spiegels die Hauptabtastung herbeigeführt wird. Das abgegebene Abtastlicht wird über die f-9-Linse und das optische Korrektursystem der Laserabtasteinheit 25 derart auf

, einen Umlenkspiegel 24 gerichtet, das durch den Umlenkspiegel 24 eine bestimmte Stelle an einer photoeinpf i ndlichen Trommel 8 bestrahlt wird, um die Hauptabtastung einer photoempfindlichen Fläche herbeizuführen.

Die photoempfindliche Trommel 8 wird mit konstanter Geschwindigkeit in Pfei1 richtung gedreht, so daß auf der photoempfindlichen Fläche ein Bild in der Unterabtastrichtung erzeugt wird.

c Die phot'oempf i ndl ι ehe Trommel 8 kann drei Schichten aufweisen, nämlich eine leitende Schicht, eine photoleitfa'hige Schicht und eine Isolierschicht. An der Trommel 8 sind Reproduktions-Baueinheiten zur Bilderzeugung angeordnet, nämlich ein Vorentlader 9, eine Vorbei ich tungslampe 10, ein Primärlader 11, ein Sekundärlader 12, eine Total beiichtungslampe 13, eine Entwicklungseinheit 14, eine Papierkassette 15, eine Papierzuführwalze 16, eine Papierzuführführung 17, eine Registrierwalze 18, ein Übertragungslader 19, eine Ablösewalze 20, eine Förderführung 21, eine Fixiereinheit 22 und ein Ablagetisch 23.

Die bestrahlten Stellen tragen die Bildelement-Information "schwarz" und werden durch die um die photoempfindliehe Trommel 8 herum angeordneten Hochspannungs-Lader 9, 11 und 12 zu einem Ladungsbild geformt sowie dann von dor Cntwick1unyseinheit 14 durch Toner sichtbar qoinacliL.

Wenn in der Papierkassette 15 Kopierpapier enthalten ist, wird das Kopierpapier durch die Papierzuführwalze 16 über

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die Papierzuführführung 17 in die None der photopinpfi ml lichen Trommel 8 befördert, wonach es unter die μΐιο Ιο-empfindliche Trommel 8 gelangt, sobald eine Kupplung für die Registrierwalze 18 betätigt wird. Duri.h oim; an c den Übertragungslader 19 angelegte übertragungshochspannung wird das durch den-Toner sichtbar gemachte Bild auf das Kopierpapier übertragen, wonach das Kopierpapier mit dem darauf übertragenen Tonerbild durch die Ablösewalze 20 zu der Förderführung 21 befördert wird. Auf _in diese Weise wird des Bildsignal von dem Vorlagenblatt auf das Kopierpapier übertragen. Da bei diesem Zustand der Toner lediglich auf dem Kopierpapier abgelagert ist, wird das Kopierpapier von der Förderführung 21 zu der Fixiereinheit 22 befördert, wo das Tonerbild durch hohe p. Temperatur und hohen Druck fixiert wird, um ein bestandiges Bild zu erzeugen. Danach wird das Kopierpapier auf den Ablagetisch 23 ausgestoßen.

Die Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungs-2Q gemäßen Bildverarbeitungseinrichtung, die in dem Leser A enthalten sein kann, in der Fig. 4 entsprechen ein Bildleser 81, ein· Taktgenerator 82, ein Speicher 84 und ein Taktgenerator 85 jeweils dem Bildleser 1, dem Taktgenerator 2, dem Speicher 4 bzw. dem Taktgenerator 5 nach Fig. 1, wobei der Bildleser 81 die Ladungskapplungsvorrichtung 31 enthält.

Unterschiede zwischen den Einrichtungen gemäß den Mg. 4 und 1 bestehen darin, daß der Taktgenerator 85 nur QQ ein Taktsignal mit der Frequenz fr· abgibt, während dio veränderbare Taktschaltung bzw. Taktänderungsschaltung 3 in veränderbare Taktschaltungen bzw. Takta η de rungs se ha 1 tungen 80 und 86 aufgeteilt ist,

Die Taktänderungsschaltung 80 ändert entsprechend einem

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Vergrößerungs/Verkl ei nerungs-Steuers i gna.l SB die Frequenz fi·! um einen Faktor X (0 ^ X '=' 1) , während die Taktänderungsschaltung 86 entsprechend einem Vergrößerungs/Verkleinerungs-Steuersignal SC die Frequenz f_R um einen Faktor Y ändert (0^Y "S 1). Wenn X = 1 und Y = 1 gilt, wird das Bild in dem Maßstab 1:1 reproduziert. Da die höchsten Frequenzen der von den Taktänderungsschaltungen 80 und 86 abgegebenen Taktsignale jeweils fa; bzw. f_R sind, ist ein stabiler Betrieb der Schaltung gewährleistet.

Wenn das Bild verkleinert werden soll, wird der Faktor Y auf "1" gestellt und nur der Faktor X verändert. Das heißt, die Frequenz Xfoj zum Abrufen der Bilddaten wird kleiner als die Frequenz f^· des Bi1ddaten-übertragunstaktsignals gewählt, um zum Verkleinern des Bilds die Bilddaten zu verschachtelt Da die verschachtelten Bilddaten in dem Speicher 84 eingeschrieben werden, werden sie durch das Taktsignal mit der Frequenz f_D ausgelesen,

so daß das Bild um den. Faktor X verkleinert wird.

Wenn das Bild vergrößert werden soll, wird der Faktor X auf "1" eingestellt und nur der Faktor Y verändert. Die Bilddaten werden aus dem Speicher 84 synchron mit dem Taktsignal mit der Frequenz Yf_R ausgelesen und mittels eines Ausgabetaktsignals mit der Frequenz f_R abgefragt, so daß die Bilddaten interpoliert werden. Infolgedessen werden die Bilddaten vergrößert. Der Vergrößerungsfaktor ist gleich 1/Y.

Bei der vorstehend beschriebenen Vergrößerung und Verkleinerung ist zwar zur Vereinfachung der Erläuterung angenommen, daß einer der Faktoren X und Y auf "1" festgelegt wird und der andere Faktor verändert wird, jedoch können auch beide Faktoren X und Y gleichzeitig verändert

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werden. In letzterem Fall ist der Verijriißerun<|s I iiU or durch X/Y gegeben.

Bei dem beschriebenen Ausführurigsbei spiel sind die ΠΙημ·- tragungstaktfrequenz f<~ und die Lesetaktfrequoru i' voneinander verschieden, da die übertragungsgeschwindigkeit der Eingabebilddaten aus der Ladungsknpplungsvorrichtunq und die Abtastgeschwindigkeit in der Haup tabtasfcricntunq des Druckers voneinander verschieden sind. Falls die XO übertragungsgeschwindigkeit der Eingabebilddaten und die Abtastgeschwindigkeit des Druckers gleich sind, kann die gleiche Taktfrequenz verwendet werden.

Nachstehend wird die Vergrößerung bzw. Verkleinerung in der Unterabtastrichtung erläutert. Da bei dem beschriebenen Ausführungs bei spiel die Umlaufgeschwindigkeit do ν photoempfindlichen Trommel 8 des Druckers B konstant ist, ist die Vergrößerung bzw. Verkleinerung in der Unterabtastrichtung auf einfache Weise dadurch erzielbar, daß die Abtastgeschwindigkeit in der Unterabtastrichtung der optischen Einheit des Lesers A umgeschaltet wird. Durch Verringerung der Abtastgeschwindigkeit der optischen Einheit wird das reproduzierte Bild in der Unterabtastrichtung vergrößert, während durch Steigerung der Abtastgeschwindigkeit der optischen Einheit das reproduzierte Bild in der Unterabtast richtung verkleinert wird. Durch voneinander unabhängiges Einstellen des Vergrößerungs/ Verkleinerungsfaktors flir die Hauptabtastrichtung und des Vergrößerungs/Verkleinerungsfaktors in der Unterabtastrichtung können die Längsabmessungen und die Querabmessungen des Vorlagenbilds unabhängig voneinander vergrößert oder verkleinert werden.

Die Steuersignale SB und SC können durch einen Mikrocomputer entsprechend einem bestimmten Vergrößerungs/

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Verklcinerungsfaktor oder mittels eines Schalters erzeugt werden, der mit einem Wählhebel oder einer Wähl taste für die Vergrößerung bzw. Verkleinerung gekoppelt ist. Die Steuersignale SB und SC können auch durch das Vorlagenblattformat und/oder das Kopierblattformat festgelegt werden.

Der Speicher 84 kann ein Seitenspeicher sein oder eine Kapazität für zwei Zeilen in der Hauptabtastrichtung haben, falls das Gerät das Bild in Echtzeit reproduziert.

Durch die Verarbeitung der vergrößerten oder verkleinerten Bilddaten nach dem Ditherverfahren mittels einer Ditherverarbeitungsscha1tung 40 gemäß Fig. 5 kann das Bild

vergrößert oder verkleinert werden, ohne daß das Dither-15

muster zerstört wird. In diesem Fall ist das Ausgabetaktsignal ein Zeitsteuersignal für die Ditherverarbeitung. Dem Drucker werden nach der Ditherverarbeitung Bilddaten "1" und "0" zugeführt.

Die eingegebenen Bilddaten müssen nicht Daten aus dem Leser sein, sondern können auch Bilddaten sein, die aus einer elektronischen Datei, einem Faksimilegerät oder dergleichen übertragen werden.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann mit der erfindungsgemäßen Bildverarbeitungseinrichtung das Bild mit einem einfachen Aufbau ohne Verwendung eines Hochfrequenz-Taktsignals vergrößert werden.

Da die Bilddaten vergrößert werden, wenn sie aus dem Speicher ausgelesen werden, kann die Kapazität des Speichers klein sein.

g₅ Da bei X=1 der Vergrößerungsfaktor durch 1/Y gegeben ist.

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ergibt sich keine Einschränkung durch den Arlu» i I ·; l..ik ι. usw.,so daß eine Vergrößerung in einem weiten Bereich erzielbar ist.

Die Erfindung ergibt somit eine preiswerte Bildverarbeitungseinrichtung mit Vergrößerungs/Verkleinerunqsfunkti on.

Eine Bildverarbeitungseinrichtung weist einen Bildleser für die Eingabe von Bilddaten, einen Speicher zum Speichern der Bilddaten, einen Lesetaktgenerator zum Erzeugen eines Lesetaktsignals für das Auslesen der Bilddaten aus dem Speicher und einen Schreibtaktgenerator zum Erzeugen eines Schreibtaktsignals für das Einschreiben der Bilddaten in den Speicher auf. Mit dem Lesetaktgenerator und dem Schreibtaktgenerator sind die Frequenzen ihrer jeweiligen Taktsignale entsprechend einem Vergrößerungs/Verkleinerungsfaktor veränderbar.

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Claims

Patentansprüche

1.JBildverarbeitungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Bilddaten-Eingabeeinrichtung (81), eine Speichereinrichtung (84) zum Speichern der Bilddaten und eine Lesetakteinrichtung (86) zum Erzeugen eines Lesetaktsignals zum Auslesen der in der Speichereinrichtung gespeicherten Bilddaten, wobei mit der Lesetakteinrichtung die Frequenz des Lesetaktsignals entsprechend einem Vergrößerungs/Verkleinerungsfaktor verringerbar ist.

2. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schreibtakteinrichtung (80) zum Erzeugen eines Schreibtaktsignals für das Einschreiben der Bilddaten in die Speichereinrichtung (84), wobei mit der Schreibtakteinrichtung die Frequenz des Schreibtaktsignals entsprechend dem Vergrößerungs/Verkleinerungsfaktor verringerbar ist.

3. Bildverarbeitungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Bilddaten-Eingabeeinrichtung (81), eine Speichereinrichtung (84) zum Speichern der Bilddaten, eine Schreibtakteinrichtung (80) zum Erzeugen eines Schreibtaktsignals für das Einschreiben der Bilddaten in die Speicherein-

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richtung, wobei mit der Schreibtakteinrichtung die Frequenz des Schreibtaktsignals entsprechend einem Vergrößerungs/Verkleinerungsfaktor veränderbar ist, und eine Lesetakteinrichtung (36) zum Erzeugen eines Lesetaktsignals für das Auslesen der Bilddaten aus der Speichereinrichtung, wobei mit der Lesetakteinrichtung die Frequenz des Lesetaktsignals entsprechend dem Vergrößerungs/' Verkleinerungsfaktor veränderbar ist.

4. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Ausgabeinrichtung (82) für die Ausgabe der Bilddaten an die Speichereinrichtung (84) entsprechend einem Übertragungstaktsignal, wobei die Frequenz des Schreibtaktsignals gleich oder niedriger

-^c als die Frequenz des Übertragungstaktsignals ist.

5. Bildverarbei'tungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Ausgabetakteinrichtung (85) zum Erzeugen eines Ausgabetaktsignals für die Abfrage der aus der Speichereinrichtung (84) ausgelesenen Bilddaten, wobei die Frequenz des Lesetaktsignals gleich oder niedriger als die Frequenz des Ausgabetaktsignals ist.

₂g 6. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Ditherverarbeitungseinrichtung (40) zur Ditherverarbeitung der abgefragten Bilddaten.

7. .Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Aufzeichnungseinrichtung (B) zum Aufzeichnen der der Di therverarbei tung unterzogenen Bilddaten.