FR2466153A1

FR2466153A1 - Telecopier document analyser using photocell - compares each point of scanned line with variable threshold to determine whether it is black or white

Info

Publication number: FR2466153A1
Application number: FR7923593A
Authority: FR
Inventors: Bernard Revillet
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1979-09-21
Filing date: 1979-09-21
Publication date: 1981-03-27
Also published as: FR2466153B1

Abstract

The analyser determines whether a point on a document read by a photocell is black or white. The analyser comprises e.g. five series circuits each consisting of a shift register (1, 8) each location, of which connects with a calculating circuit (2, 7) inturn coupled to a common summing circuit (5). Each point analysed by the device passes through a selected location e.g. the centre location, of one of the shift registers and is compared with a threshold to identify the analysed point as black or white. The threshold is determined by summing of the shift registers' remaining locations in the summing circuit, thus providing a threshold related to the document lines in which the 'read' point is located.

Description

La presente invention concerne les dispositifs de décision noir ou blanc @ seuil autoadaptatif pour système d'analyse de document, et en particulier les émetteurs de teiecopie comportant de tel dispositifs dans lesquels un signal électrique, représentatif de l'intensité du noir contenu dans les différents points du document analysé est fourni, sous forme analogique, par un photosenseur, et com d a un seuil pour donner naissance à un nouveau signal électrique n'ayant que deux états possibles représentatifs des teintes noire ou blanche. The present invention relates to self-adaptive black or white decision devices for a document analysis system, and in particular to fax transmitters comprising such devices in which an electrical signal, representative of the intensity of the black contained in the different points of the analyzed document is provided, in analog form, by a photosensor, and com da threshold to give birth to a new electrical signal having only two possible states representative of black or white shades.

Les dispositifs connus utilisant un seuil de décision fixe ne donne pas satisfaction car ils ne prennent pas en compte la teinte générale du document; par exemple un do- cument à fond sombre peut apparaître entièrement noir à la reproduction. Known devices using a fixed decision threshold are not satisfactory because they do not take into account the general color of the document; for example, a document with a dark background may appear entirely black when copying.

Ceux utilisant des seuil autoadaptatifs permettant d'obtenir de meilleurs résultats. Those using self-adaptive thresholds to obtain better results.

Dans ces systèmes, le seuil est élaboré à partir de la crête ou de la moyenne du signal relatif eux points pre cédemmenc analysés. La décision tient compte ainsi dune cer- taine manière du caractère général du document analyse
Mais, en pratique, on constate un défaut important tu aux sens de balayage de l'analyse. En effet. les lignes sont toujours lues dans le même sens, de gauche a droite L signal analyse relatif à un point donné est ainsi comparé à un seuil déterminé par les signaux resultant a analyse de plants voisins qui se trouvent toujours à gaucho de ce points. In these systems, the threshold is developed from the peak or average of the signal relative to their pre-analyzed points. The decision thus takes into account a certain way of the general character of the analysis document.
But, in practice, there is a significant defect in the scanning senses of the analysis. Indeed. the lines are always read in the same direction, from left to right. The analysis signal relating to a given point is thus compared with a threshold determined by the signals resulting from the analysis of neighboring plants which are always left at this point.

Il en resulte que, lorsque la teinte moyenne du do cuncnt n'est pas homogène, si elle va vers un éclaircissement doris 1 sens de l'analyse, le niveau instantané du signal s'éloigne du seuil et les transitions sont treks franches, mais dans le cas inverse, le niveau instantané se rapproche du seuil, il y a des zones d'indécision ou les niveaux du -eti et du signal instantané sont voisins, donc la décision est très sensible au bruit. As a result, when the average color of the signal is not homogeneous, if it goes towards a clarification in the sense of the analysis, the instantaneous level of the signal moves away from the threshold and the transitions are very straightforward, but in the opposite case, the instantaneous level approaches the threshold, there are zones of indecision where the levels of the -eti and the instantaneous signal are neighbors, so the decision is very sensitive to noise.

La présente invention a pour objet de pallier cet in convénient par une prise en compte symétrique des points voisins de part et d'autre du point instantanément analysé. The object of the present invention is to overcome this inconvenient by taking symmetrical account of the neighboring points on either side of the instantaneously analyzed point.

Selon l'invention, un dispositif de décision de teinte noireou blanche pour système d'analyse de document comportant un comparateur de l'amplitude d'un signal électrique représentatif de la luminance de chaque point instantanément transmis po, appartenant à une ligne LO, avec celle drun signal de référence fonction de la luminance moyenne de p points voisins de pO, est caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de mise en mémoire individuelle de la luminance de p points répartis sur (2L+1) lignes (L2zo) et un dispositif de calcul de la luminance moyenne pondérée des p points, ces p points comportant N points (N > /1) immediatement prédécesseurs et N immédiatement successeurs du point pO sur la ligne LO, ainsi que, si L f o, 2N+1 points successifs de chacune des 2L lignes, symétriquement réparties autour des
p points de la ligne LO. According to the invention, a black or white color decision device for a document analysis system comprising a comparator of the amplitude of an electrical signal representative of the luminance of each point instantaneously transmitted po, belonging to a line LO, with that of a reference signal based on the average luminance of p neighboring points of p0, is characterized in that it comprises a device for individual storage of the luminance of p points distributed over (2L + 1) lines (L2zo) and a device for calculating the weighted average luminance of the p points, these p points having N points (N> / 1) immediately predecessors and N immediately successors of the point pO on the line LO, and, if L fo, 2N + 1 points successive lines of each of the 2L lines, symmetrically distributed around the
p points of the line LO.

Sur la figure 1, un registre à décalage 1 comporte 9 étages de mémoires : M1 à M5 et M à M dont les informations
a d contenues dans les mémoires M2 à M5 et M à M sont trans
a 5 a d mises respectivement aux 8 entrées d'un circuit de calcul 2, et celles contenues dans la mémoire M1 à une borne de sortie
S. La sortie du circuit 2 est connecté à une des entrées 3 d'un sommateur 5 ayant une borne de sortie 6. Une deuxième entrée 4 du sommateur 5 est connectée à la sortie d'un circuit de calcul supplémentaire 7 ayant neuf entrées recevant respectivement les informations du contenu des neuf mémoires d'un registre à décalage complémentaire 8 identique à 1. Les entrées 9, 10, 11 représentées en pointilles sont supposées être connectees respectivement à 3 autres circuits tels que 7 alimentés respectivement par un registre tel que 8.In FIG. 1, a shift register 1 has 9 memory stages: M1 to M5 and M to M whose information
ad contained in memories M2 to M5 and M to M are trans
a 5 ad respectively to the 8 inputs of a calculation circuit 2, and those contained in the memory M1 to an output terminal
S. The output of the circuit 2 is connected to one of the inputs 3 of an adder 5 having an output terminal 6. A second input 4 of the adder 5 is connected to the output of an additional calculation circuit 7 having nine inputs receiving respectively the information of the contents of the nine memories of a complementary shift register 8 identical to 1. The inputs 9, 10, 11 represented in dots are supposed to be connected respectively to 3 other circuits such as 7 respectively fed by a register such as 8 .

Une flèche 9 indique le sens dans lequel se propage dans les registres 1 et 8 les signaux élaborés par les photosenseurs qui analysent le document. Sur la borne S est recueilli un signal électrique représentatif de I'intensité du noir de chaque point successif analysé transitant dans la mémoire M1, qui est compare, afin de prendre la décision de noir ou blanc, soit à la tension de seuil fournie en 3 par le circuit 2 qui.réalise une sommation pondérée de ltinten- site de 4 points aval (M a à Md) et 4 points amont (M5 à M2) encadrant symétriquement celle du point M1, soit à la tension de seuil fournie sur la borne de sortie 6 par le sommateur 5 qui réalise la sommation pondérée des tensions de seuil fournies par quatre circuits tels que 7 et respectivement appliquées aux entrées 4, 9, 10 et 11 du sommateur 5. An arrow 9 indicates the direction in which the signals developed by the photosensors that analyze the document propagates in the registers 1 and 8. On the terminal S is collected an electrical signal representative of the intensity of the black of each successive point analyzed passing through the memory M1, which is compared, in order to take the decision of black or white, or at the threshold voltage supplied in 3 by the circuit 2 which carries out a weighted summation of the lntertenance of 4 downstream points (M a to Md) and 4 upstream points (M5 to M2) framing symmetrically that of the M1 point, ie to the threshold voltage supplied on the terminal output 6 by the adder 5 which performs the weighted summation of the threshold voltages provided by four circuits such as 7 and respectively applied to the inputs 4, 9, 10 and 11 of the adder 5.

les 4 registres correspondants, tels que 8, sont respectivement alimentés par des informations d'analyse soit en avance de 2 lignes et d'une ligne soit en retard de 1 ligne et de 2 lignes sur celles transitant dans l'étage M1. Il en résulte qu'à chaque instant, la décision de noir ou blanc pour tout signal issu de la borne S est prise par rapport à une tension de seuil qui prend en compte une surface rectangulaire du document dont le point en cours d'analyse occupe le centre et qui a 9 points de long sur 5 de large.the corresponding 4 registers, such as 8, are fed respectively by analysis information either in advance of 2 lines and of a line either 1 line late and 2 lines on those passing through the stage M1. As a result, at each instant, the decision of black or white for any signal coming from the terminal S is taken with respect to a threshold voltage which takes into account a rectangular surface of the document whose current point of analysis occupies the center and which is 9 points long and 5 wide.

Le raccordement des registres est fonction du mode d'analyste par photosenseur. Deux cas se présentent :
Si l'analyse a lieu point par point à l'aide d'un seul photosenseur, tous les registres seront montés en série et sépares entre eux par un nombre d'étages supplémentaires tel que chaque registre soit traversé en synchronisme par des informations relatives à des points situés sur une même verticale du document, ctest-à-dire espacées d'une ligne entière ou d'un multiple de ligne. The connection of the registers depends on the mode of analyst by photosensor. There are two cases:
If the analysis is carried out point by point with the aid of a single photosensor, all the registers will be connected in series and separated from each other by a number of additional stages such that each register is synchronously traversed by information relating to points located on the same vertical of the document, that is to say spaced apart by an entire line or a multiple of line.

Si analyse s'effectue à l'aide d'une rangée de cellules de photoéléments permettant analyse d'une ligne entière, le registre 1 devra comporter un nombre étages égal au nombre de cellules, c'est-à-dire au nombre de points composant une ligne, soit 1728 selon le standard le plus habituel, plus 2 fois les quatre étages Ma à Md à chaque ex trémité. Et si le seuil de décision doit être établi à partir d'une moyenne des seuils de lignes voisines, les registres nécessaires tels que 8 seront analogues à la version du registre 1 défini ci-dessous, alimentés chacun de manière autonome par une rangée de cellules de photoéléments appropriées. If analysis is carried out using a row of photoelement cells allowing analysis of an entire line, the register 1 must have a number of stages equal to the number of cells, that is to say the number of points composing a line, that is to say 1728 according to the most usual standard, plus twice the four stages Ma to Md at each ex tremity. And if the decision threshold is to be established from an average of the thresholds of neighboring lines, the necessary registers such as 8 will be analogous to the version of the register 1 defined below, each supplied autonomously by a row of cells. appropriate photoelements.

L'alimentation et le roule de ces étages M à Md sera
a mieux compris à l'aide des deux figures suivantes qui décrivent respectivement une application de ces principes aux deux modes d'analyse cités.
The supply and the roll of these floors M to Md will be
has better understood with the help of the two following figures which respectively describe an application of these principles to the two modes of analysis mentioned.

Sur la figure 2 où tous les repères identiques à ceux de la figure 1 désignent les mimes organes, l'accès d'alimentation de ltétage M5 du registre 1 est connecté à uneborne d'entrée 21 à travers le plot 22a d'un inverseur 22 et à un générateur 23 à travers le plot 22b, l'inverseur 22 étant commandé par un circuit logique 24. Le circuit de calcul 2 comporte un amplificateur opérationnel 25 dont ltentrée (-) est connectée à la masse et lZentrée (+),à sa sortie 26 à travers une résistance R . Cette entrée (+) est également
o couplée aux étages M2 à M5 et M à M du registre 7 respec
a a d tivement à travers les résistances R1 à R8. La sortie 3 du circuit 2 est connectée au curseur d'un potentiomètre P branche entre la borne 26 et la masse.In FIG. 2, where all the pins identical to those of FIG. 1 denote the same members, the supply access of the stage M5 of the register 1 is connected to an input terminal 21 through the pad 22a of an inverter. and to a generator 23 through the pad 22b, the inverter 22 being controlled by a logic circuit 24. The calculation circuit 2 comprises an operational amplifier 25 whose input (-) is connected to ground and the input (+), to its output 26 through a resistor R. This (+) entry is also
o coupled to stages M2 to M5 and M to M of register 7 respec
aad tively through the resistors R1 to R8. The output 3 of the circuit 2 is connected to the slider of a potentiometer P branch between the terminal 26 and the ground.

Le registre 1 est du type à transfert de charges avec sorties intermédiaires disponibles. il reçoit sur son étage
M5, en fonctionnement normal, à travers le contact a, les valeurs analogiques successives des points de chaque ligne analysée exploitées à leur passage dans l'étages M1 d'où elles sont prélevées sur la borne S, pour etre ensuite comparées à la tension de seuil fournie sur la borne 3 par le circuit de calcul 2 qui test, dans ce cas, qu'un sommateur des valeurs analogiques des points voisins, par l'amplificateur opérationnel 25, après pondération à l'aide des résistances
R1 à R8 dont la valeur de chacune d'elle est choisie grande par rapport à la transrésistance Ro, la valeur du seuil étant ajuste par le potentiomètre P.Register 1 is of the charge transfer type with available intermediate outputs. he receives on his floor
M5, in normal operation, through the contact a, the successive analog values of the points of each analyzed line exploited as they pass through the stages M1 from which they are taken from the terminal S, to be compared with the voltage of threshold provided on the terminal 3 by the calculation circuit 2 which tests, in this case, a summator of the analog values of the neighboring points, by the operational amplifier 25, after weighting using the resistors
R1 to R8, the value of each of which is chosen large relative to the transresistance Ro, the value of the threshold being adjusted by the potentiometer P.

Toutefois au début de chaque ligne, dans les conditions décrites, le premier point parviendrait dans l'stage
M1 alors que les étages M à M sont vides. De meme en fin
1 a d de ligne, le dernier point parvient en M1 alors que 4 étages
M2 à M5 sont vides, d'où résulteraient des effets de bords.However at the beginning of each line, under the conditions described, the first point would reach the stage
M1 whereas the stages M to M are empty. Likewise in the end
1 ad line, the last point arrives in M1 while 4 stages
M2 to M5 are empty, resulting in edge effects.

En fait, pour les limiter de manière appréciable, le circuit logique 24 provoque avant le début de chaque ligne, le basculement de l'interrupteur 22 sur le contact b, pendant l'envoi par le générateur 23 de quatre valeurs prédéterminées, précédant immédiatement le premier point analysé, et qui se trouvent en place respectivement dans les étages Ma à Md quand le premier point arrive au M1 . De meme, après avoir compté le passage de la totalité des points d'analyse d'une ligne, le processus ci-dessus se répète et quatre valeurs prédéterminées se trouvent chargées dans les étages M2 à M5 quand le dernier point de la ligne est en M1. Ces valeurs complémentaires sont ajustées de manière à représenter une teinte moyenne des documents. In fact, in order to appreciably limit them, the logic circuit 24 causes, before the beginning of each line, the switching of the switch 22 on the contact b, during the sending by the generator 23 of four predetermined values, immediately preceding the first point analyzed, and which are in place respectively in the stages Ma to Md when the first point arrives at the M1. Likewise, after having counted the passage of the totality of the points of analysis of a line, the above process is repeated and four predetermined values are loaded in the stages M2 to M5 when the last point of the line is in M1. These additional values are adjusted to represent an average color of the documents.

Dans le cas ou plusieurs registres tels que 8 sont utilisés connectés en série, de manière à réaliser le montage décrit figure 1, le circuit de calcul 5 correspondant pourra Btre réalisé suivant le même principe que le circuit 2 détaillé sur la figure 2. In the case where several registers such as 8 are used connected in series, so as to carry out the assembly described in FIG. 1, the corresponding calculation circuit 5 can be carried out according to the same principle as the circuit 2 detailed in FIG.

La figure suivante montre une variante du dispositif de décision dans le cas d'une analyse simultanée des points dtune ou de plusieurs lignes consécutives. The following figure shows a variant of the decision device in the case of simultaneous analysis of the points of one or more consecutive lines.

Sur la figure 3, où tous les repères identiques à ceux de la figure 1 concernent les mêmes organes, les étages
M1 à M5 du registre 1 sont constitués par les cinq premiers étages d'un registre à transfert de charges de 1728 étages faisant partie dtun circuit intégré 30 comportant également 1728 cellules photosenseurs dont sont représentées seulement les cellules C1 à C7, Cy et Cz qui alimentent les étages respectifs des registres M1 à M7, My et Mz. Devant l'étage
M sont placés 4 étages M' a à M'd, connectés à un généra
z teur 31, qui sont identiques aux 4 étages Ma à Md du registre 1, alimentés par un générateur 32.In Figure 3, where all the pins identical to those of Figure 1 relate to the same organs, floors
M1 to M5 of the register 1 are constituted by the first five stages of a 1728-stage charge transfer register forming part of an integrated circuit 30 also comprising 1728 photosensitive cells of which only cells C1 to C7, Cy and Cz which represent the respective stages of the registers M1 to M7, My and Mz. In front of the floor
M are placed 4 floors M 'a to M'd, connected to a genera
Zeur 31, which are identical to the four levels Ma to Md register 1, powered by a generator 32.

Ces générateurs 31 et 32 alimentent les étages respectifs auxquels ils sont raccordés, en valeurs analogiques prédéterminées, dans le même instant que les photosenseurs délivrent les leurs, représentatives de la luminance de tous les points d'une ligne entière, aux étages respectifs du registre auquel ils sont associés dans le circuit 30. Aussitôt le registre chargé, les charges sont déplacées par une horloge dans le sens de la flèche 9 jusqu'à ce que la charge de l'étage M se substitue à celle de l'étage M1. These generators 31 and 32 feed the respective stages to which they are connected, in predetermined analog values, in the same instant that the photosensers deliver theirs, representative of the luminance of all the points of an entire line, to the respective stages of the register at which they are associated in the circuit 30. As soon as the register is loaded, the charges are moved by a clock in the direction of the arrow 9 until the charge of the stage M is substituted for that of the stage M1.

z
Ensuite le processus recommence.z
Then the process starts again.

Le circuit de calcul 2 reçoit les mimes informations que son homologue de la figure 2 et peut être réalisé identiquement. The calculation circuit 2 receives the same information as its counterpart in FIG. 2 and can be realized identically.

Si le montage complet de la figure 1 est réalisé, c'est cinq ensembles identiques à ceux de la figure 3 qui doivent entre mis en oeuvre; les circuits 30 sont affectés respectivement à analyse simultanée de cinq lignes consécutives dont seul celui affecté à la ligne centrale aura son étage M1 connecté à la borne de sortie S, les autres ayant leur étage M1 connecté à une des entrées d'un circuit tel que 7. If the complete assembly of Figure 1 is performed, it is five sets identical to those of Figure 3 which must between implemented; the circuits 30 are assigned respectively to simultaneous analysis of five consecutive lines of which only that assigned to the central line will have its stage M1 connected to the output terminal S, the others having their stage M1 connected to one of the inputs of a circuit such as 7.

Bien entendu diversés variantes sont possibles dans la mise en oeuvre des montages décrits sans sortie du cadre de l'invention. Naturally, various variants are possible in the implementation of the assemblies described without leaving the scope of the invention.

En particulier, les registres à transfert de charges peuvent 8trie soit du type à chaîne à seaux (ou BBD : "Bucket brigade device" en littérature anglo saxonne), soit du type à élément de couplage de charge (ou CCD : "Charge coupled device"). In particular, the charge transfer registers can be either of the Bucket Brigade Device (or BBD) type or of the Charge Coupled Device (CCD) type. ").

Le nombre d'étages de registres complémentaires tels que M à M ou M' à Mtd, ici égal à 4,
a d a d' ici égal à 4, peut prendre une valeur quelconque N.The number of complementary register stages such as M to M or M 'to Mtd, here equal to 4,
adad 'here equal to 4, can take any value N.

Enfin dans le cas du montage décrit figure 3, les générateurs 31 et 32 peuvent etre remplacés par 2 x 4 cellules de photoéléments supplémentaires permettant la réalisation dtun circuit intégré unique obtenu par extension du circuit 30. Dans ce cas, les 1736 cellules seraient dimensionnées pour couvrir la largeur totale du document analyse, et une petite partie de ce dernier ne serait pas retransmise, @ mais elle ne représente qu'une proportion de 1736 soit moins de 0,5 %, ce qui est négligeable. Finally, in the case of the assembly described in FIG. 3, the generators 31 and 32 may be replaced by 2 × 4 cells of additional photoelements enabling the realization of a single integrated circuit obtained by extending the circuit 30. In this case, the 1736 cells would be sized to cover the entire width of the analysis document, and a small part of the document would not be retransmitted, @ but it represents only a proportion of 1736 is less than 0.5%, which is negligible.

Claims

A black-or-white decision device for a document analysis system comprising a comparator of the amplitude of an electrical signal representative of the luminance of each point instantaneously transmitted in a line LO with that of a signal reference numeral function of the average luminance of p neighboring points of p0, characterized in that it comprises a dispos-itif of individual storage of the luminance of p points distributed over (2L + 1) lines (L> o) and a device for calculating the weighted average luminance of the p points, these p points comprising N points (N> z1) immediately predecessors and N immediately successors of the point p0 on the line Lo, and, if L go, 2N + 1 successive points of each of the 2L lines, symmetrically distributed around the p points of the line L

o

2. Decision device according to claim 1, applied to an analysis system comprising a photosensor successively analyzing each line point by point, characterized in that it further comprises a generator and a logic control circuit of this generator ensuring the before the first and after the last point of each line, N predetermined predetermined luminance values.

3. Decision device according to claim 1 applied to an analyst system comprising at least one row of photosensers capable of capturing the luminance of the points of an entire line, the storage device having at least one register having a number of stages equal to the number of photosensors, characterized in that the register further comprises 2N further stages symmetrically associated with its ends and in that the device further comprises a generating device for supplying these 2N stages in predetermined luminance values.

4. Decision device according to claim 1, characterized in that the storage device comprises load transfer element registers, the computing devices comprising, if L = 0, a weighted summator with 2N inputs and having in additionally, if L fo, 2L summants weighted at 2N + 1 inputs and a summator at 2L + 1 inputs.

5. Facsimile transmitter, characterized in that it comprises a decision device according to one of claims 1 to 4.