JP2856787B2 - Binarization circuit, intermediate level detection circuit, and peak envelope detection circuit - Google Patents

Binarization circuit, intermediate level detection circuit, and peak envelope detection circuit

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JP2856787B2
JP2856787B2 JP1280624A JP28062489A JP2856787B2 JP 2856787 B2 JP2856787 B2 JP 2856787B2 JP 1280624 A JP1280624 A JP 1280624A JP 28062489 A JP28062489 A JP 28062489A JP 2856787 B2 JP2856787 B2 JP 2856787B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、光電変換素子などから出力されるアナログ
画像信号を2値化する2値化回路、中間レベル検出回路
及びピーク包絡線検出回路に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a binarization circuit for binarizing an analog image signal output from a photoelectric conversion element or the like, an intermediate level detection circuit, and a peak envelope detection circuit. Things.

(従来の技術) 典型的な画像入力装置では、光電変換素子から読取ら
れたアナログ画像信号が2値化回路で量子化される。こ
のようなアナログ画像信号には読取り光学系のシェーデ
ィング歪みによる低周波成分のノイズが含まれていた
り、読取り原稿の下地に色が付いていたり、文字や図形
などの淡い画像が描かれていることなどに起因して信号
のダイナミックレンジ(振幅値、すなわち白レベルと黒
レベルの差)が変動する場合がある。このような画像信
号の2値化に際し一定の閾値レベルを設定したのでは、
正しい2値化信号を得ることができない。このため、ア
ナログ画像信号の極大値や極小値の包絡線、あるいはそ
れぞれの中間レベルの変動に連動させて閾値レベルを変
動させる2値化回路が用いられている。
(Prior Art) In a typical image input device, an analog image signal read from a photoelectric conversion element is quantized by a binarization circuit. Such analog image signals contain noise of low frequency components due to shading distortion of the reading optical system, have a color on the background of the read document, and draw light images such as characters and figures. For example, the dynamic range (amplitude value, that is, the difference between the white level and the black level) of the signal may fluctuate. If a constant threshold level is set when binarizing such an image signal,
A correct binary signal cannot be obtained. For this reason, a binarization circuit that varies the threshold level in conjunction with the envelope of the maximum value or the minimum value of the analog image signal or the variation of each intermediate level is used.

従来、上述の2値化回路は、第4図に示すように、比
較器41と、極大値検出部42と、極小値検出部43と、中間
レベル検出部44とから構成されている。光電変換素子か
ら電気信号として出力され適宜なレベルに増幅されたア
ナログ画像信号は、入力端子INを経て比較器41の一方の
入力端子に供給されると共に、極大検出部42と極小値検
出部43にも供給される。極大値検出部42と極小値検出部
43で検出されたアナログ画像信号の極大値と極小値の中
間レベルが同一の抵抗値による合成回路から成る中間レ
ベル検出部44から出力され、閾値電圧として比較器41の
他方の入力端子に供給される。
Conventionally, the above-described binarization circuit includes a comparator 41, a local maximum value detecting unit 42, a local minimum value detecting unit 43, and an intermediate level detecting unit 44, as shown in FIG. An analog image signal output as an electric signal from the photoelectric conversion element and amplified to an appropriate level is supplied to one input terminal of a comparator 41 via an input terminal IN, and is also detected by a local maximum detecting unit 42 and a local minimum value detecting unit 43. Is also supplied. Local maximum detector 42 and local minimum detector
An intermediate level between the local maximum value and the local minimum value of the analog image signal detected at 43 is output from an intermediate level detection unit 44 composed of a synthesizing circuit with the same resistance value, and supplied to the other input terminal of the comparator 41 as a threshold voltage. You.

極大値検出部42は、第5図に示すように、ダイオード
D1、コンデンサC1及び抵抗器R1とから構成されている。
極小値検出部43は、第6図に示すように、ダイオードD
2、コンデンサC2、抵抗器R2及び定電圧源DCから構成さ
れている。
As shown in FIG. 5, the local maximum value detecting section 42 includes a diode.
It is composed of D1, a capacitor C1, and a resistor R1.
As shown in FIG. 6, the minimum value detecting section 43 includes a diode D
2. Consists of a capacitor C2, a resistor R2 and a constant voltage source DC.

(発明が解決しようとする課題) 第4図に示した2値化回路では、第5図の極大値検出
部42の放電の時定数C1・R1と、第6図の極小値検出部43
の放電の時定数C2・R2とを種々の値に調節しても、正し
い2値化信号を得るのが困難であるという問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) In the binarization circuit shown in FIG. 4, the discharge time constant C1 · R1 of the local maximum value detecting unit 42 in FIG. 5 and the local minimum value detecting unit 43 in FIG.
There is a problem that it is difficult to obtain a correct binarized signal even if the discharge time constants C2 and R2 are adjusted to various values.

すなわち、第7図の波形図に示すように、読取り対象
の原稿の白黒パターンが(A)に示すようなものであ
り、これを読取ることによって得られるアナログ画像信
号が(B)に示すようなものとする。この場合、上記各
時定数を大きな植に設定すると、極大値検出部42の出力
は破線αのようになり、極小値検出部43の出力は一点鎖
線βのようになり、これらの中間レベルによる閾値γは
点線に示すようなものとなる。第7図の例では、低周波
部分(a)と高周波部分(b)については正しい2値化
信号が得られない。また、上記各時定数を小さな値に設
定した場合、第8図に示すように、極大値検出部42の出
力は破線αのようになり、極小値検出部43の出力は一点
鎖線βのようになり、これらの中間レベルによる閾値γ
は点線に示すようになるものとなる。第8図の例では、
高周波部分(b)の問題点は解決されるが、低周波部分
(a)の問題点は依然として解決されない。
That is, as shown in the waveform diagram of FIG. 7, the black-and-white pattern of the original to be read is as shown in FIG. 7A, and the analog image signal obtained by reading this is as shown in FIG. Shall be. In this case, if each of the above time constants is set to a large value, the output of the local maximum value detecting unit 42 becomes as shown by a broken line α, and the output of the local minimum value detecting unit 43 becomes as shown by a dashed line β. The threshold value γ is as shown by the dotted line. In the example of FIG. 7, a correct binarized signal cannot be obtained for the low frequency part (a) and the high frequency part (b). When each of the above time constants is set to a small value, as shown in FIG. 8, the output of the local maximum value detecting section 42 is as shown by a broken line α, and the output of the local minimum value detecting section 43 is as shown by a dashed line β. And a threshold γ based on these intermediate levels
Is as shown by the dotted line. In the example of FIG.
The problem of the high frequency part (b) is solved, but the problem of the low frequency part (a) is not solved yet.

また、特開昭51−50555号「波形整形回路」には、波
形整形対象信号の最大レベル及び最小レベルを別々にピ
ークホールドし、ホールドされた最大ピーク値と最小ピ
ーク値の平均レベルを閾値として波形整形対象信号をス
ライスして2値化するようにした回路が開示されてい
る。しかしながら、この波形整形回路は、ピーク検出器
とホールド回路からなるピークホールド回路が適当な時
定数をもって動作するため、仮にこの時定数を大きくす
ると、波形整形対象信号の低周波部分と高周波部分につ
いては正しい2値化信号を得ることができず、また時定
数を小さくすると、高周波部分の問題点は解決される
が、低周波部分の問題点は依然として解決されないまま
残るといった課題があった。
JP-A-51-50555 "waveform shaping circuit" separately holds peak and minimum levels of a waveform shaping target signal, and sets an average level of the held maximum peak value and minimum peak value as a threshold. A circuit that slices a waveform shaping target signal and binarizes the signal is disclosed. However, in this waveform shaping circuit, since the peak hold circuit including the peak detector and the hold circuit operates with an appropriate time constant, if this time constant is increased, the low-frequency portion and the high-frequency portion of the signal to be waveform-shaped are reduced. If a correct binarized signal cannot be obtained and the time constant is reduced, the problem of the high frequency portion is solved, but the problem of the low frequency portion remains unsolved.

また、特開昭56−2728号「2値化処理回路」には、白
レベルの変動に追従する第2包絡線検出回路と黒レベル
の変動に追従する第3包絡線検出回路とを設け、両検出
回路の出力を合成して2値化のためのしきい値を形成す
るようにした回路が開示されている。しかしながら、こ
のものも、第2及び第3の包絡線検出回路の時定数が白
レベルと黒レベルの平均値として規定されるしきい値の
決定に影響し、特に白レベルだけが持続したり黒レベル
が持続したりしたときに正確なしきい値を維持するのが
困難である等の課題があった。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 56-2728, "Binarization processing circuit" is provided with a second envelope detection circuit that follows a change in white level and a third envelope detection circuit that follows a change in black level. A circuit is disclosed in which outputs of both detection circuits are combined to form a threshold value for binarization. However, also in this case, the time constant of the second and third envelope detection circuits influences the determination of the threshold value defined as the average value of the white level and the black level, and particularly, only the white level is maintained or the black level is maintained. There were problems such as difficulty in maintaining an accurate threshold value when the level continued.

また、特開昭62−237808号「波形整形回路」には、上
限ピーク保持回路及び下現ピーク保持回路の時定数を入
力信号の周波数に応じて可変するようにした回路が開示
されている。このものは、入力信号が低周波になるほど
時定数を大に切り替えるようにしているが、時定数がト
ランジスタの導通抵抗に応じて可変されるため、入力信
号周波数に対する線形性を確保するのが困難であり、ま
た入力信号周波数の周波数帯域と時定数の関係について
は試行錯誤を通じて決定するしかなく、汎用性を獲得す
るのが困難である等の課題を抱えるものであった。
Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 62-237808 discloses a circuit in which the time constants of an upper limit peak holding circuit and a lower current peak holding circuit are varied according to the frequency of an input signal. In this device, the time constant is switched to a larger value as the input signal becomes lower in frequency. However, since the time constant is changed according to the conduction resistance of the transistor, it is difficult to ensure linearity with respect to the input signal frequency. In addition, the relationship between the frequency band of the input signal frequency and the time constant has to be determined through trial and error, and has a problem that it is difficult to obtain versatility.

(課題を解決するための手段) 本発明の2値化回路は、2値化対象のアナログ信号を
第1の入力端子に受けると共にこのアナログ信号の変動
に応じて変動する閾値を第2の入力端子に受けて比較結
果に基づき2値化を行う比較器と、前記アナログ信号と
その遅延信号とを大小比較するヒステリシス付きコンパ
レータと、該ヒステリシス付きコンパレータの出力の立
上がり点を検出し、前記アナログ信号中に出現する極大
点を示す極大点パルスを出力する極大点検出部と、前記
ヒステリシス付きコンパレータの出力の立下がり点を検
出し、前記アナログ信号中に出現する極小点を示す極小
点パルスを出力する極小点検出部と、前記極大点パルス
により指示された前記アナログ信号の極大点のレベルを
次の極大点パルスが供給されるまで保持する極大値保持
部と、前記極小点パルスにより指示された前記アナログ
信号の極小点のレベルを次の極小点パルスが供給される
まで保持する極小点保持部と、前記極大値保持部の保持
値と前記極小値保持部の保持値との中間レベルを生成
し、前記閾値として前記比較器の第2の入力端子に供給
する中間レベル生成部とを備えたことを特徴とするもの
である。
(Means for Solving the Problems) A binarization circuit according to the present invention receives an analog signal to be binarized at a first input terminal and sets a threshold value which varies according to the variation of the analog signal to a second input terminal. A comparator for receiving the signal and performing binarization based on the comparison result; a comparator with hysteresis for comparing the magnitude of the analog signal with its delay signal; detecting a rising point of the output of the comparator with hysteresis; A local maximum point detection unit that outputs a local maximum point pulse indicating a local maximum point that appears therein, detects a falling point of the output of the comparator with hysteresis, and outputs a local minimum point pulse that indicates a local minimum point that appears in the analog signal. A local minimum point detector that holds the level of the local maximum point of the analog signal indicated by the local maximum point pulse until the next local maximum point pulse is supplied. A local maximum holding unit, a local minimum holding unit that holds the level of the local minimum of the analog signal specified by the local minimum pulse until the next local minimum pulse is supplied, and a holding value of the local maximum holding unit. An intermediate level generating unit that generates an intermediate level with a value held by the minimum value holding unit and supplies the intermediate value to the second input terminal of the comparator as the threshold value.

また、本発明の中間レベル検出回路は、アナログ信号
とその遅延信号とを大小比較するヒステリシス付きコン
パレータと、該ヒステリシス付きコンパレータの出力の
立上がり点を検出し、前記アナログ信号中に出現する極
大点を示す極大点パルスを出力する極大点検出部と、前
記ヒステリシス付きコンパレータの出力の立下がり点を
検出し、前記アナログ信号中に出現する極小点を示す極
小点パルスを出力する極小点検出部と、前記極大点パル
スにより指示された前記アナログ信号の極大点のレベル
を次の極大点パルスが供給されるまで保持する極大値保
持部と、前記極小点パルスにより指示された前記アナロ
グ信号の極小点のレベルを次の極小点パルスが供給され
るまで保持する極小値保持部と、前記極大値保持部の保
持値と前記極小値保持部の保持値との中間レベルを生成
する中間レベル生成部とを備えたことを特徴とするもの
である。
Further, the intermediate level detection circuit of the present invention detects a comparator with hysteresis for comparing the magnitude of an analog signal and its delay signal, and detects a rising point of an output of the comparator with hysteresis, and detects a maximum point appearing in the analog signal. A maximum point detection unit that outputs a maximum point pulse, and a minimum point detection unit that detects a falling point of the output of the comparator with hysteresis and outputs a minimum point pulse indicating a minimum point that appears in the analog signal. A local maximum value holding unit that holds the level of the local maximum point of the analog signal indicated by the local maximum point pulse until the next local maximum point pulse is supplied, and a local minimum point of the analog signal indicated by the local minimum point pulse. A minimum value holding unit for holding a level until a next minimum point pulse is supplied; a holding value of the maximum value holding unit; It is characterized in that an intermediate level generator for generating an intermediate level between the holding value of the parts.

さらにまた、本発明のピーク包絡線検出回路は、アナ
ログ信号とその遅延信号とを大小比較するヒステリシス
付きコンパレータと、該ヒステリシス付きコンパレータ
の出力の立上がり点を検出し、前記アナログ信号中に出
現する極大点を示す極大点パルスを出力する極大点検出
部と、前記ヒステリシス付きコンパレータの出力の立下
がり点を検出し、前記アナログ信号中に出現する極小点
を示す極小点パルスを出力する極小点検出部と、前記極
大点パルスにより指示された前記アナログ信号の極大点
のレベルを次の極大点パルスが供給されるまで保持する
極大値保持部と、前記極小点パルスにより指示された前
記アナログ信号の極小点のレベルを次の極小点パルスが
供給されるまで保持する極小点保持部とを備えたことを
特徴とするものである。
Furthermore, the peak envelope detection circuit of the present invention includes a comparator with hysteresis for comparing the magnitude of the analog signal and its delay signal, a rising point of the output of the comparator with hysteresis, and a local maximum appearing in the analog signal. A maximum point detection unit that outputs a maximum point pulse indicating a point, and a minimum point detection unit that detects a falling point of the output of the comparator with hysteresis and outputs a minimum point pulse indicating a minimum point appearing in the analog signal. A maximum value holding unit that holds the level of the local maximum point of the analog signal indicated by the local maximum point pulse until the next local maximum point pulse is supplied; and a local minimum of the analog signal specified by the local minimum point pulse. A minimum point holding unit for holding the point level until the next minimum point pulse is supplied. .

以下、本発明の作用を実施例と共に説明する。 Hereinafter, the operation of the present invention will be described together with examples.

(実施例) 第1図は、本発明の一実施例に係わる2値化回路の構
成を示すブロック図であり、1は比較器、10は極大点検
出部と極小点検出部、20は極大値保持部、30は極小値保
持部、40は中間レベル生成部である。
(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a binarization circuit according to an embodiment of the present invention, wherein 1 is a comparator, 10 is a local maximum point detector and a local minimum point detector, and 20 is a local maximum. A value holding unit, 30 is a minimum value holding unit, and 40 is an intermediate level generation unit.

光電変換素子から電気信号として出力され適宜なレベ
ルに増幅されたアナログ画像信号は、入力端子INを経て
比較器1の一方の入力端子に供給されると共に、極大点
検出部と極小点検出部10にも供給される。極大点検出部
と極小点検出部10は、比較器11、遅延器12、極大点パル
ス生成回路13及び極小点パルス生成回路14から構成され
ている。アナログ映像信号は、比較器11の一方の入力端
子に電圧Voとして直接供給されると共に、遅延器12にお
いて所定時間の遅延を受けつつ電圧Vdとして比較器11の
他方の入力端子にも供給される。遅延器11による遅延時
間としては、アナログ画像信号の最小画素周期の半分程
度の値が設定される。この比較器11には、アナログ画像
信号に含まれる雑音や原稿下地の微細な凹凸による高周
波の不要成分などに起因する誤動作を防止するために、
帰還抵抗器Rfによって適宜な大きさのヒステリシス特性
が付与されている。
An analog image signal output as an electric signal from the photoelectric conversion element and amplified to an appropriate level is supplied to one input terminal of the comparator 1 through an input terminal IN, and is also detected by a maximum point detection unit and a minimum point detection unit 10. Is also supplied. The local maximum point detecting unit and the local minimum point detecting unit 10 include a comparator 11, a delay unit 12, a local maximum point pulse generating circuit 13, and a local minimum point pulse generating circuit 14. The analog video signal is directly supplied to one input terminal of the comparator 11 as the voltage Vo, and is also supplied to the other input terminal of the comparator 11 as the voltage Vd while being delayed by a predetermined time in the delay unit 12. . As the delay time of the delay unit 11, a value that is about half the minimum pixel period of the analog image signal is set. The comparator 11 has a function to prevent malfunctions caused by noise included in the analog image signal and unnecessary components of high frequency due to minute irregularities on the background of the document.
Hysteresis characteristics of an appropriate size are given by the feedback resistor Rf.

従って、第2図(A)と(B)とに示すように、電圧
Vdが電圧Voよりもヒステリシス特性に基づく所定値以上
大きくなると、比較器11の出力Vcがローからハイに立上
がる。次に、電圧Vdが電圧Voよりもヒステリシス特性に
基づく所定値以上小さくなると、比較器11の出力Vcがハ
イからローに立下がる。極大点パルス生成部13は、比較
器11の出力Vcの立上がり点を検出し、第2図(C)に示
すような極大点パルスVaを出力する。極小点パルス生成
部14は、比較器11の出力Vcの立下がり点を検出し、第2
図(D)に示すような極小点パルスVbを出力する。
Therefore, as shown in FIGS. 2A and 2B,
When Vd becomes larger than voltage Vo by a predetermined value based on the hysteresis characteristic, output Vc of comparator 11 rises from low to high. Next, when the voltage Vd becomes smaller than the voltage Vo by a predetermined value based on the hysteresis characteristic, the output Vc of the comparator 11 falls from high to low. The maximum point pulse generator 13 detects the rising point of the output Vc of the comparator 11 and outputs a maximum point pulse Va as shown in FIG. 2 (C). The minimum point pulse generation unit 14 detects the falling point of the output Vc of the comparator 11 and
A minimum point pulse Vb as shown in FIG.

極大値保持部20では、極大点パルス生成回路13から出
力される極大点パルスVaによってスイッチ21が閉じら
れ、入力端子INに出現中のアナログ信号電圧がダイオー
ドD1、コンデンサC1及び抵抗器R1で構成されるピークホ
ールド部22に供給され、コンデンサC1に保持される。同
様に、極小値保持部30では、極小点パルス生成回路14か
ら出力される極小点パルスVbによってスイッチ31が閉じ
られ、入力端子INに出現中のアナログ信号電圧がダイオ
ードD2、コンデンサC2、抵抗器R2及び定電圧源Bで構成
されるボトムホールド部32に供給され、コンデンサC2に
保持される。ピークホールド部22の放電の時定数放C1・
R1と、ボトムホールド部32の充電の時定数C2・R2とはい
ずれも大きな値に設定されている。
In the maximum value holding unit 20, the switch 21 is closed by the maximum point pulse Va output from the maximum point pulse generation circuit 13, and the analog signal voltage appearing at the input terminal IN is composed of the diode D1, the capacitor C1, and the resistor R1. The voltage is supplied to the peak hold unit 22 and held by the capacitor C1. Similarly, in the minimum value holding unit 30, the switch 31 is closed by the minimum point pulse Vb output from the minimum point pulse generation circuit 14, and the analog signal voltage appearing at the input terminal IN is changed to the diode D2, the capacitor C2, the resistor The voltage is supplied to the bottom hold unit 32 composed of R2 and the constant voltage source B, and is held by the capacitor C2. Discharge time constant C1
R1 and the time constants C2 and R2 for charging the bottom hold unit 32 are both set to large values.

従って、第3図の波形図に示すように、読取り対象の
原稿の白黒パターンが(A)に示すようなものであり、
これを読取ることによって得られるアナログ画像信号が
(B)に示すようなものであるとすれば、極大値保持部
20の出力は破線αのように各極大値を段階状に連結する
ピーク包絡線となり、極小値保持部30の出力は一点鎖線
βのように各極小値を段階状に連結するピーク包絡線と
なる。また、同一抵抗値の抵抗器41と42とを接続して中
間点を出力端子とする中間レベル検出部40で生成される
中間レベルγは点線に示すようなものとなる。この点線
の中間レベルは閾値電圧として比較器1の他方の入力端
子に供給される。
Therefore, as shown in the waveform diagram of FIG. 3, the black and white pattern of the document to be read is as shown in FIG.
If the analog image signal obtained by reading the signal is as shown in FIG.
The output of 20 is a peak envelope connecting the local maximum values in a step-like manner as indicated by a dashed line α, and the output of the local minimum value holding unit 30 is a peak envelope connecting the local minimum values in a step-like manner as indicated by a dashed line β. Become. Further, the intermediate level γ generated by the intermediate level detecting section 40 which connects the resistors 41 and 42 having the same resistance value and uses the intermediate point as an output terminal is as shown by a dotted line. The intermediate level indicated by the dotted line is supplied to the other input terminal of the comparator 1 as a threshold voltage.

この結果、比較器1から出力される2値化信号は、第
3図(C)に示すようなものとなり、低周波部分(a)
と高周波部分(b)のいずれについても正しい2値化信
号が得られる。なお、第3図(D)と(E)は、極大点
パルス生成回路13から出力される極大点パルスVaと、極
小点パルス生成回路14から出力される極小点パルスVbと
を示している。
As a result, the binary signal output from the comparator 1 is as shown in FIG.
A correct binarized signal is obtained for both the high frequency part and the high frequency part (b). 3 (D) and 3 (E) show the maximum point pulse Va output from the maximum point pulse generation circuit 13 and the minimum point pulse Vb output from the minimum point pulse generation circuit 14.

以上、極大値保持部20に保持された極大値と極小値保
持部30に保持された極小値の中間レベルを生成して2値
化用比較器1の閾値とする構成を例示した。しかしなが
ら、極大値保持部20に保持された極大値よりも所定値だ
け小さな電圧や、極小値保持部30に保持された極小値よ
りも所定値だけ大きな電圧を2値化用比較器1の閾値と
することもできる。
The configuration in which the intermediate level between the local maximum value held in the local maximum value holding unit 20 and the local minimum value held in the local minimum value holding unit 30 is generated and used as the threshold value of the binarization comparator 1 has been exemplified. However, a voltage smaller than the maximum value held in the local maximum value holding unit 20 by a predetermined value or a voltage larger than the local minimum value held in the local minimum value holding unit 30 by a predetermined value is set to the threshold value of the binarizing comparator 1. It can also be.

また、2値化回路の場合について本発明を説明した。
しかしながら、各種のアナログ信号の中間レベルを検出
するための中間レベル検出回路や、極大値と極小値又は
その一方だけを検出したりするピーク包絡線検出回路と
しても本発明を適用できる。
Also, the present invention has been described for the case of a binarization circuit.
However, the present invention can also be applied to an intermediate level detection circuit for detecting an intermediate level of various analog signals and a peak envelope detection circuit for detecting only a maximum value and a minimum value or only one of them.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明の2値化回路は、
2値化対象のアナログ信号とその遅延信号とをヒステリ
シス付きコンパレータにより大小比較し、比較出力の立
上がり点をもってアナログ信号の極大値を検出するとと
もに、比較出力の立下がり点をもってアナログ信号の極
小点を検出するようにしたから、アナログ信号の極大点
と極小点を正確に検出することができ、またこうして検
出された隣接する極大点と隣接する極小点の間で大きな
時定数をもってアナログ信号レベルが保持されるため、
低周波で緩やかに変化するアナログ信号に対しても十分
な精度をもって中間レベルを生成し、閾値として2値化
用の比較器に供給することができ、高精度の2値化が可
能であり、またヒステリシス付きコンパレータも、例え
ばアナログ信号を供給される反転入力端子と、アナログ
信号をその最小変化周期に満たない時間だけ遅延する遅
延器を介して供給される非反転入力端子と、非反転入力
端子に帰還抵抗を介して接続された出力端子とを備えた
反転増幅器を用いて構成することができるので、帰還抵
抗の抵抗値に応じたヒステリシス特性を設定することが
できる等の優れた効果を奏する。
(Effect of the Invention) As described in detail above, the binarization circuit of the present invention
The analog signal to be binarized and its delay signal are compared in magnitude with a comparator with hysteresis, and the maximum value of the analog signal is detected based on the rising point of the comparison output, and the minimum point of the analog signal is determined based on the falling point of the comparison output. Since detection is performed, the maximum point and the minimum point of the analog signal can be accurately detected, and the analog signal level is maintained with a large time constant between the adjacent maximum point and the adjacent minimum point thus detected. To be
An intermediate level can be generated with sufficient accuracy even for an analog signal that slowly changes at a low frequency, and can be supplied as a threshold value to a comparator for binarization, enabling high-precision binarization. A comparator with hysteresis also has, for example, an inverting input terminal to which an analog signal is supplied, a non-inverting input terminal to be supplied via a delay device for delaying the analog signal by a time shorter than its minimum change period, and a non-inverting input terminal. And an output terminal connected via a feedback resistor to the inverting amplifier, so that excellent effects such as setting a hysteresis characteristic according to the resistance value of the feedback resistor can be obtained. .

また、本発明の、2値化回路の構成要素を抜粋して組
み合わせることで、各種アナログ信号の中間レベルを検
出するための中間レベル検出回路や、アナログ信号の極
大値と極小値又はその一方だけを検出するピーク包絡線
検出回路を構成することもできる等の効果を奏する。
Also, by extracting and combining the components of the binarization circuit of the present invention, an intermediate level detection circuit for detecting an intermediate level of various analog signals, a maximum value and a minimum value of an analog signal, or only one of them. And a peak envelope detection circuit for detecting the peak envelope can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明の2値化回路の一実施例の構成を示す
ブロック図、第2図は、第1図示に示した極大値検出部
と極小値検出部の動作を説明するための波形図、第3図
は、第1図に示した2値化回路の動作を説明するための
波形図、第4図は、従来の2値化回路の一例の構成を示
すブロック図、第5図と第6図は、第4図に示した極大
値検出部と極小値検出部の構成を示す回路図、第7図と
第8図は、第4図に示した従来回路の動作を時定数の大
きい場合と小さい場合とに分けて例示する波形図であ
る。 1……2値化用比較器 10……極大値検出部と極小値検出部 11……比較器 12……遅延器 13……極大点パルス生成回路 14……極小点パルス生成回路 20……極大値保持部 21……スイッチ 22……ピークホールド部 30……極小値保持部 31……スイッチ 32……ボトムホールド部 40……中間レベル生成部
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a binarizing circuit according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of a local maximum value detecting unit and a local minimum value detecting unit shown in FIG. FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the binarization circuit shown in FIG. 1, FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional binarization circuit, and FIG. FIGS. 6 and 7 are circuit diagrams showing the configuration of the local maximum value detecting unit and local minimum value detecting unit shown in FIG. 4, and FIGS. 7 and 8 show the operation of the conventional circuit shown in FIG. FIG. 9 is a waveform diagram illustrating a case where the constant is large and a case where the constant is small. 1 ... Comparison for binarization 10 ... Maximum value detection unit and minimum value detection unit 11 ... Comparator 12 ... Delay device 13 ... Maximum point pulse generation circuit 14 ... Minimum point pulse generation circuit 20 ... Maximum value holding section 21 Switch 22 Peak hold section 30 Minimum value holding section 31 Switch 32 Bottom hold section 40 Intermediate level generation section

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03K 5/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H03K 5/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】2値化対象のアナログ信号を第1の入力端
子に受けると共にこのアナログ信号の変動に応じて変動
する閾値を第2の入力端子に受けて比較結果に基づき2
値化を行う比較器と、前記アナログ信号とその遅延信号
とを大小比較するヒステリシス付きコンパレータと、該
ヒステリシス付きコンパレータの出力の立上がり点を検
出し、前記アナログ信号中に出現する極大点を示す極大
点パルスを出力する極大点検出部と、前記ヒステリシス
付きコンパレータの出力の立下がり点を検出し、前記ア
ナログ信号中に出現する極小点を示す極小点パルスを出
力する極小点検出部と、前記極大点パルスにより指示さ
れた前記アナログ信号の極大点のレベルを次の極大点パ
ルスが供給されるまで保持する極大値保持部と、前記極
小点パルスにより指示された前記アナログ信号の極小点
のレベルを次の極小点パルスが供給されるまで保持する
極小値保持部と、前記極大値保持部の保持値と前記極小
値保持部の保持値との中間レベルを生成し、前記閾値と
して前記比較器の第2の入力端子に供給する中間レベル
生成部とを備えたことを特徴とする2値化回路。
An analog signal to be binarized is received at a first input terminal, and a threshold value fluctuating according to the fluctuation of the analog signal is received at a second input terminal.
A comparator for performing value conversion, a comparator with hysteresis for comparing the magnitude of the analog signal with a delay signal thereof, a maximum point indicating a maximum point appearing in the analog signal, detecting a rising point of an output of the comparator with hysteresis. A local maximum point detector that outputs a point pulse, a local minimum point detector that detects a falling point of the output of the comparator with hysteresis, and outputs a local minimum point pulse indicating a local minimum that appears in the analog signal; A maximum value holding unit that holds the level of the local maximum point of the analog signal indicated by the point pulse until the next local maximum point pulse is supplied, and the level of the local minimum point of the analog signal indicated by the local minimum point pulse. A minimum value holding unit that holds until the next minimum point pulse is supplied, a holding value of the maximum value holding unit, and a holding value of the minimum value holding unit Binarizing circuit interlevel generates, characterized in that an intermediate level generator for supplying to the second input terminal of said comparator as said threshold.
【請求項2】アナログ信号とその遅延信号とを大小比較
するヒステリシス付きコンパレータと、該ヒステリシス
付きコンパレータの出力の立上がり点を検出し、前記ア
ナログ信号中に出現する極大点を示す極大点パルスを出
力する極大点検出部と、前記ヒステリシス付きコンパレ
ータの出力の立下がり点を検出し、前記アナログ信号中
に出現する極小点を示す極小点パルスを出力する極小点
検出部と、前記極大点パルスにより指示された前記アナ
ログ信号の極大点のレベルを次の極大点パルスが供給さ
れるまで保持する極大値保持部と、前記極小点パルスに
より指示された前記アナログ信号の極小点のレベルを次
の極小点パルスが供給されるまで保持する極小値保持部
と、前記極大値保持部の保持値と前記極小値保持部の保
持値との中間レベルを生成する中間レベル生成部とを備
えたことを特徴とする中間レベル検出回路。
2. A comparator with hysteresis for comparing the magnitude of an analog signal with its delay signal, a rising point of an output of the comparator with hysteresis is detected, and a maximum point pulse indicating a maximum point appearing in the analog signal is output. A local minimum point detecting unit, a local minimum point detecting unit that detects a falling point of the output of the comparator with hysteresis, and outputs a local minimum point pulse indicating a local minimum point appearing in the analog signal, and instructs by the local maximum point pulse. A maximum value holding unit that holds the level of the maximum point of the analog signal until the next maximum point pulse is supplied, and sets the level of the minimum point of the analog signal indicated by the minimum point pulse to the next minimum point. A minimum value holding unit that holds the pulse until the pulse is supplied, and an intermediate level between a holding value of the maximum value holding unit and a holding value of the minimum value holding unit. Intermediate level detection circuit, characterized in that an intermediate level generator for generating.
【請求項3】アナログ信号とその遅延信号とを大小比較
するヒステリシス付きコンパレータと、該ヒステリシス
付きコンパレータの出力の立上がり点を検出し、前記ア
ナログ信号中に出現する極大点を示す極大点パルスを出
力する極大点検出部と、前記ヒステリシス付きコンパレ
ータの出力の立下がり点を検出し、前記アナログ信号中
に出現する極小点を示す極小点パルスを出力する極小点
検出部と、前記極大点パルスにより指示された前記アナ
ログ信号の極大点のレベルを次の極大点パルスが供給さ
れるまで保持する極大値保持部と、前記極小点パルスに
より指示された前記アナログ信号の極小点のレベルを次
の極小点パルスが供給されるまで保持する極小値保持部
とを備えたことを特徴とするピーク包絡線検出回路。
3. A comparator with hysteresis for comparing the magnitude of an analog signal with its delay signal, a rising point of an output of the comparator with hysteresis is detected, and a maximum point pulse indicating a maximum point appearing in the analog signal is output. A local minimum point detecting unit, a local minimum point detecting unit that detects a falling point of the output of the comparator with hysteresis, and outputs a local minimum point pulse indicating a local minimum point appearing in the analog signal, and instructs by the local maximum point pulse. A maximum value holding unit that holds the level of the maximum point of the analog signal until the next maximum point pulse is supplied, and sets the level of the minimum point of the analog signal indicated by the minimum point pulse to the next minimum point. A peak envelope detection circuit, comprising: a minimum value holding unit that holds the pulse until a pulse is supplied.
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