JP2622388B2 - ２値化処理回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、情報処理装置等の入出力装置の一つである
イメージスキヤナに係り、特に原稿上の画像を光学的に
読取つて入力し、これを２値化情報として上記情報処理
装置等に出力するハンデイなイメージスキヤナに好適な
２値化処理回路に関する。

〔従来の技術〕

最近のパーソナルコンピユータやワードプロセツサ等
の情報処理装置等には、原稿上の画像（イメージ）を、
例えば光学的に読取つて入力し、これを２値化処理して
該情報処理装置に出力するイメージスキヤナが備えられ
るようになつた。

この種のイメージスキヤナとしては、画像読取り素子
にCCD等のラインセンサを用い、主走査は該ラインセン
サ自身の電気的走査で、副走査は操作者が該スキヤナ本
体をラインセンサの延在方向と直角な方向に移動させる
ことで行うハンデイなものが種々に提案されているる 第５図はハンデイイメージスキヤナの一例を示す概略
構成図であつて、20は本体ケース、21は光源、22はレン
ズ、23はCCD等のラインセンサ、24はエンコーダ、25は
エンコーダのローラ、26は処理・駆動回路、27は原稿で
ある。

同図において、原稿27上の画像は、光源21からの光に
よつて照明され、その反射光がレンズ22を通してライン
センサ23に結像する。

結像した原稿画像はラインセンサ23自身の転送動作に
よる主走査と、イメージスキヤナ本体ケース20を図示矢
印方向へ移動させることによる副走査によつて、原稿上
の２次元画像が読取られる。なお、この副走査方向の制
御は、ローラ25が回転することによるエンコーダ24から
の出力信号をもとにして行なわれる。

読取られた画像情報は図示しない情報処理装置に直接
転送して、該情報処理装置において２値化処理してもよ
いが、通常は、本体ケース20に内蔵された処理・駆動回
路26において２値化処理してから、情報処理装置に転送
する様に構成されている。

第６図は従来技術による２値化処理回路の一例を示す
ブロツク図であつて、１はCCDラインセンサ、２はタイ
ミング発生回路（CCD駆動回路を含む）、３はサンプル
ホールド（S/H）回路、4,5はアンプ、６は２値化手段と
しての比較器、15はデイザ基準電圧発生回路、16はコン
トラスト調整回路、17は濃度調整回路である。なお、コ
ントラスト調整回路16,濃度調整回路17はマニユアル操
作される可変抵抗器（ボリウム）により構成される。

同図において、タイミング発生回路２により駆動され
るCCDから出力された画像信号は、サンプルホールド回
路３において、タイミング発生回路２からのサンプルパ
ルスでサンプルされ、ホールドされる。一方、デイザ基
準電圧発生回路15は、デイザ処理のための基準電圧（閾
値）をアンプ５を通して比較器６に与える。該比較器６
はサンプルホールド回路３からアンプ４を通して入力す
る画像信号をアンプ５から入力する閾値と比較すること
により２値化し、デイザ処理をなつている。

この閾値は、コントラスト調整回路16と濃度調整回路
17のボリウムをマニユアルで調整することによつて変化
される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来、この様なイメージスキヤナを用いて文書に代表
される２値画像や、写真や色のついた原稿に描かれた絵
などの中間調画像を読取る場合、読取りに先立つて試し
読みを行い、この試し読みで得た画像情報を基に、その
明るさ（濃度）やコントラストを観て、マニユアル調整
手段により２値画像，中間画像それぞれの画像の特性に
応じた希望の濃度、コントラストとなる様に切換え，調
整した後、本読取りを行なうようになつていた。この明
るさやコントラストの切換え，調整は、２値画像につい
ては一本の閾値を設定し、中間調画像については例えば
16本の閾値を設定し、これら閾値をラインセンサの出力
信号を２値化する際の比較器の閾値として変化させるこ
とによつて行なわれる。

２値画像と中間調画像の切換えは操作者の判断によつ
てマニユアルで行われており、スキヤナ操作が複雑であ
るという問題があつた。又、上記の試し読みは一度だけ
で所望の濃度、コントラストが得られないことがあり、
原稿の画像によつては数回の試し読みと調整が必要とな
ることがあつて、非常に面倒な操作を行なわなければな
らず、操作者によつて読取りを行なつた画像の品質にバ
ラツキが生ずるという問題もあつた。

本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、２値
画像と中間調画像の切換えと、明るさとコントラストの
マニユアル調整を不要とし、２値画像と中間調とを問わ
ずに、画像の読取りが誰でも簡単に、失敗なしに行なう
ことを可能としたハンデイイメージスキヤナの２値化処
理回路を提供することにある。

〔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は、ラインセンサか
ら出力された画像信号レベルの最大値と最小値を計測す
る計測手段と、該計測手段から得た上記最大値と最小値
を保持する保持手段と、上記最大値と最小値の間に複数
の閾値を設定する閾値設定手段を備えると共に、画像信
号レベルが最大値側と最小値側に片寄つているか、否か
を判定する手段を備え、片寄つているときは２値画像と
し、そうでないときは中間調画像として２値化処理する
ように構成したことを特徴とする。

〔作用〕

第２図は本発明の原稿の説明図であつて、（ａ）はCC
Dラインセンサの出力、（ｂ）は閾値、（ｃ）は２値化
出力を示す。

同図に示すように、中間調画像の場合は、計測手段か
らの最大値と最小値を得、これを保持すると共に、最大
値と最小値の間を中間調を表現する諧調数に分割してそ
のうち、１ライン分の閾値を設定し、この閾値を基準と
してCCD出力にデイザ処理を施す。

この閾値は（ｂ）のように周期的に変化させる。明る
さ（濃度）とコントラストは閾値電圧のオフセツトと振
幅をそれぞれ変化させることによつて変えられる、中間
調を表現するのに使われる全ての閾値が、画像信号レベ
ル（CCDセンサ出力）の最大値と最小値からはずれるこ
となく、該最大値と最小値の間をかたよることなく分割
するように設定されていれば、適切な明るさとコントラ
ストが得られる。

また、２値画像の場合は、最大値と最小値の中心付近
に１本の閾値を設定して、この閾値に基づいて２値化出
力を得るようにする。

第３図（ｂ）は最大値（MAX）と最小値（MIN）の間を
17分割するような16（2⁴）本の閾値とした中間調画像の
読取りのための閾値設定を示す概念図である。

又、同図（ａ）は２値画像の読取りのための閾値設定
の概念図である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図であつ
て、１〜６は第６図の同一符号と同じ部分に対応し、７
はD/A変換器（コントラスト設定回路を含む）、８は濃
度設定回路、９はA/D変換器、10はCPU、11はメモリであ
る。

同図において、この実施例は、原稿の試し読み時に、
アンプ４で増幅後の全画素（原稿の前記領域）あるいは
サンプリングした画素のCCDラインセンサ１の出力レベ
ルをA/D変換器９でデジタル信号とし、CPU10を介してメ
モリ11に記憶させる。このデジタル信号をCPU10により
演算処理し、原稿の最も明るい値（最大値）と最も暗い
値（最小値）を設定する。そして、メモリに保存したデ
ータをCPU10で演算処理する際、該データの値が最大値
側と最小値側に片寄つているときは、上記原稿は白黒２
値で成り立つているものとみなし、第３図（ａ）に示し
たように、閾値を最大値と最小値の中心付近に１つのみ
設定する（白黒２値モード）、また、最大値と最小値の
間のデータが多く、２分できない場合は、中間調の原稿
とみなし、最大値（MAX）と最小値（MIN）の間を、例え
ば前記第３図（ｂ）に示したように17分割する16本の諧
調レベル（閾値）を作成するように、CPU10から信号
（情報）を濃度設定回路８とD/A変換器７に与え、タイ
ミング発生回路２からのタイミングパルスから作成した
デイザ基準パルスに対応して上記16本の閾値レベルを周
期的に変化させ、比較器６においてアンプ４で増幅後の
CCD出力を比較し、デイザ処理を行つた２値化出力を得
る。なお、白黒２値モードのときは、デイザ処理機能は
停止させるように構成してよい。

この実施例では、CCD出力の最大値，最小値の演算、
２値画像と中間調画像の判定、閾値レベルの作成及びそ
れらの保持をCPU10とメモリ11を用いて行なつている。

上記各実施例においては、CCD出力から最大値（MAX）
と最小値（MIN）を計測・検出する構成としているが、C
CDを用いずに、例えば第４図に示したようなフオトトラ
ンジスタ等のフオトセンサ31を用い、原稿27の明るさの
最大値，最小値を検出する様にしてもよい。

この場合の構成は、第１図において、CPUに上記フオ
トセンサの出力を与えるようにすればよい。

なお、以上の説明では、原稿の読取りに先立つて、試
し読みを行なうことで上記最大値，最小値の計測を行な
つているが、本発明はこれに限らず、試し読みをするこ
となしに濃度調整を行なう様にすることもできる。

すなわち、中間調画像について、例えば４×４のデイ
ザマトリクスによる17諧調表現の場合、中間調の１ブロ
ツク（CCDの４ライン分）目の最大値，最小値を保持
し、その値を使用して次のブロツク（２番目ブロツク）
の閾値を設定してデイザをかけると同時に、そのブロツ
クの最大値，最小値を保持する。そして、この２番目の
ブロツクの最大値，最小値を用いて３番目のブロツクの
閾値を決定する。すなわち、Ｎブロツク目の閾値は、そ
の１つ前の（Ｎ−１）ブロツクの最大値，最小値を用い
て決定する。

但し、この方法では、原稿の画像に急激な変化がある
場合に対処して、ブロツク間の閾値の変化量に制限を設
けることで入力処理後の画像の不自然さをなくすように
する必要もある。

この方法の実施には、第１図に示したCPUにより最大
値，最小値の計測を行ない、リアルタイムで行なう様に
構成すればよい。

また、白黒２値モードと中間調モードの切換えをCPU
の機能で行なつているが、これに替えて、CPUの判定出
力で動作する切換え手段を別途に設けてもよい。

なお、上記例においては、CCDラインセンサの後段に
サンプルホールド回路を設けているが、サンプルホール
ド機能を備えたラインセンサを用いる場合は、各実施例
におけるサンプルホールド回路は省けばよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、イメージスキ
ヤナにより原稿の画像を読取る際に、その都度濃度、コ
ントラストのマニユアル調整を行う必要がなく、色のつ
いた原稿に描かれた絵などを品質劣化なしに読取ること
が可能となり、また、２値画像読み取りと中間調画像読
み取りを自動判別させることもでき、操作性の良好なハ
ンデイイメージスキヤナに好適な２値化処理回路を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、第２図は
本発明の原理説明図、第３図（ａ），（ｂ）は本発明に
おける閾値設定例の概念図、第４図は原稿濃度検出機構
の他例を示す説明図、第５図は本発明を適用するハンデ
イイメージスキヤナの概略構成図、第６図は従来の２値
化処理回路を示すブロツク図である。 １……CCDラインセンサ、２……タイミング発生回路、
３……サンプルホールド回路、4,5……アンプ、６……
比較器、７……D/A変換器、８……濃度設定回路、９…
…A/D変換器、10……CPU、11……メモリ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原稿上の画像を読み取るラインセンサの出
   力データを２値化処理するイメージスキャナの２値化処
   理回路において、 該ラインセンサの出力データをサンプルホールドするサ
   ンプルホールド手段と、 該サンプルホールド手段から順次出力されるホールドデ
   ータの最大値と最小値とを計測する計測手段と、 該ホールドデータの値の分布が該最大値側と最小値側と
   に２分して片寄る傾向にあるか否かを判定する判定手段
   と、 該判定手段の判定結果により、該ホールドデータの値の
   分布が該最大値側と最小値側とに２分して片寄る傾向に
   あるときには、これら最大値と該最小値との中間値付近
   の１つの値を閾値として設定し、該ホールドデータの値
   が、該最大値と該最小値との間で、該最大値側，該最小
   値側に片寄らないで分布するときには、該ホールドデー
   タ毎に、該最大値と該最小値との間で予め決められた所
   定の複数個の異なる値の閾値をランダムに配列して設定
   する閾値設定手段と、 該ホールドデータと該閾値設定手段で設定された該閾値
   とを比較し、該ラインセンサの出力データを２値化する
   比較手段と を設け、該原稿上の画像に応じて白黒２値モードと中間
   調モードとに切り換え、濃度及びコントラストを自動調
   整した２値化出力を得るように構成したことを特徴とす
   る２値化処理回路。