JP2740366B2 - 画像信号のコントラスト強調方法およびこれを用いた画像信号の2値化装置 - Google Patents

画像信号のコントラスト強調方法およびこれを用いた画像信号の2値化装置

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JP2740366B2
JP2740366B2 JP3083618A JP8361891A JP2740366B2 JP 2740366 B2 JP2740366 B2 JP 2740366B2 JP 3083618 A JP3083618 A JP 3083618A JP 8361891 A JP8361891 A JP 8361891A JP 2740366 B2 JP2740366 B2 JP 2740366B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、図面読み取り装置やフ
ァクシミリ等において、読み取られた画像信号を2値化
する際のコントラスト強調方法、および画像信号の2値
化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】読み取り対象となる原稿のコントラスト
が低い場合、一定のスレシホールドレベルを用いて、読
み取った画像信号をそのまま2値化すると解像度が低く
なるので、このような場合、まず読み取った画像信号を
コントラストの高い画像信号に変換し、その後、その画
像信号を2値化処理している。従来、このような画像信
号のコントラスト強調手法として、自動利得制御(AG
C)回路を用いたものが知られている。
【0003】以下、図4を参照して従来手法を説明す
る。図中の符号S1 は、CCDラインセンサ等で原稿を
読み取った際の1ライン分の画像信号である。従来手法
は、このような原画像の読み取りを1ライン、あるいは
数ラインについて行い、読み取った画像信号中のピーク
電圧値SMAX を検出し、これを原稿の背景色(下地)の
濃度とみなしている。そして、このピーク電圧値SMAX
が予め定められた最大レベル(図4では白レベル)にま
で達するように、画像信号S1 を入力する増幅回路の増
幅率を自動的に変えることにより、入力画像信号のコン
トラストを高めている。図中の符号S2 は、ピーク電圧
値に応じて増幅率を変えることにより、コントラスト強
調された画像信号を示している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来手法によれば、次のような問題点がある。 (1)読み取り対象となる原稿の背景色は、必ずしも一
様ではない。例えば、図5の(a)に示した原稿ORの
場合、左領域Lの背景と右領域Rの背景とでは、その濃
度が異なっている。このような原稿ORを読み取った場
合、その画像信号S1 は、図5の(b)に実線で示すよ
うに、背景色が白っぽい左領域Lではコントラストは比
較的高いが、背景色が黒っぽい右領域Rではコントラス
トが小さくなる。このような画像信号S1 を従来手法に
よってコントラスト強調すれば、左領域Lの背景濃度
(ピーク電圧値)に応じたコントラスト強調が行われる
ので、強調後の画像信号S2 は、図5の(b)に破線で
示すように、右領域Rの画像信号についてコントラスト
が十分に強調されなくなる。
【0005】(2)上述したと同様の問題点は、原稿の
空間周波数が一様でない場合にも生じる。すなわち、図
6の(a)に示した原稿ORの場合、左領域Lの空間周
波数に対して、右領域Rの空間周波数は相当高くなって
いる。このような原稿ORを読み取った場合、その画像
信号S1 は、図6の(b)に実線で示すように、空間周
波数が高い右領域Rにおいて、CCDラインセンサ等の
追従性能の限界により、振幅が小さく、すなわち、コン
トラストが低くなる。このような画像信号S1 を従来手
法によってコントラスト強調すれば、前記(1)と同様
に、左領域Lの濃度(ピーク電圧値)に応じたコントラ
スト強調が行われるので、空間周波数の高い右領域Bの
画像信号についてコントラストが十分に強調されなくな
る。
【0006】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、背景色が一様でない原稿や、空間周波
数が一様でない原稿であっても、適切なコントラスト強
調を行うことができる画像信号のコントラスト強調方法
を提供することを目的としている。また、本発明の他の
目的は、適切なコントラスト強調を行うことによって、
解像度のよい2値化信号を得ることができる画像信号の
2値化装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、次のような構成をとる。すなわち、請求
項1に記載の画像信号のコントラスト強調方法は、原稿
を読み取って得た画像信号と、この画像信号を積分処理
して得られた濃度基準レベル信号との差分を求める第1
の減算処理過程と、前記画像信号のピーク電圧値に近似
して設定されたピークリミット値と、前記濃度基準レベ
ル信号との差分を求める第2の減算処理過程と、前記第
1の減算処理過程で得られた差分値を、前記第2の減算
処理過程で得られた差分値で除算する除算処理過程と、
を備えたものである。
【0008】また、請求項2に記載の画像信号の2値化
装置は、原稿を読み取って得た画像信号を積分処理する
ことによって濃度基準レベル信号を得る積分処理手段
と、前記画像信号と前記濃度基準レベル信号との差分を
求める第1の減算処理手段と、前記画像信号のピーク電
圧値に近似したピークリミット値を設定するピークリミ
ット値設定手段と、前記ピークリミット値と前記濃度基
準レベル信号との差分を求める第2の減算処理手段と、
前記第1の減算処理手段で得られた差分値を、前記第2
の減算処理手段で得られた差分値で除算する除算処理手
段と、前記除算処理手段から出力されたコントラスト強
調済みの画像信号を2値化する第1の2値化処理手段
と、前記ピークリミット値をスレシホールドレベルとし
て画像信号を2値化する第2の2値化処理手段と、前記
第1および第2の2値化処理手段で得られた各2値化信
号を論理和合成する信号合成手段と、を備えたものであ
る。
【0009】
【作用】請求項1に記載の発明の作用は次のとおりであ
る。画像信号を積分処理して得られた濃度基準レベル信
号は、原稿の背景色の濃度変化や空間周波数の変化に応
じてそのレベルが変換する。したがって、画像信号と濃
度基準レベル信号との差分値を、ピークリミット値と濃
度基準レベル信号との差分値で除算することにより、原
稿の背景色の濃度や空間周波数の不均一性に影響される
ことなく、画像信号を適切にコントラスト強調すること
ができる。
【0010】また、請求項2に記載の発明の作用は次の
とおりである。請求項1に記載の発明によって画像信号
をコントラスト強調した場合、原稿のベタ部(均一濃度
領域)で濃度基準レベル信号が画像信号に一致すること
により、その部分で前記除算結果である強調済みの画像
信号のレベルが零になる。そこで、前記ピークリミット
値をスレシホールドレベルとして画像信号を2値化処理
し、その2値化信号と、前記コントラスト強調済みの画
像信号を2値化処理して得られた2値化信号とを論理和
合成することにより、原稿の背景色の濃度や空間周波数
の不均一性や、原稿のベタ部に影響されることなく、高
い解像度で画像信号が2値化される。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図1は本発明に係る画像信号の2値化装置の一
実施例の概略構成を示したブロック図、図2は装置各部
の波形図である。
【0012】原稿読み取り用のCCDラインセンサ等の
受光センサ1で検出された画像信号は、増幅回路2で増
幅された後、A/D変換器3でデジタル信号に変換され
てシェーディング補正回路4に与えられる。シェーディ
ング補正されたデジタル画像信号は、ピークリミット設
定回路5およびラインメモリ6に与えられる。図2の
(a)中に符号Sで示した実線波形は、この画像信号を
アナログ的に示したものである。ピークリミット設定回
路5は、1ライン分の画像信号を入力することにより、
そのラインに対してノイズ成分を除去するような適切な
ピークリミット値Lを設定するものである。例えば、そ
のライン中のピーク電圧値と背景レベルとの差分(図2
の(a)に示すΔV)の95〜98%程度の値をピーク
リミット値Lとして設定するものである。一方、ライン
メモリ6は、ピークリミット値Lを設定するのに要する
時間(1ラインの周期)だけ、画像信号Sを遅延させる
ために設けられている。
【0013】ラインメモリ6で遅延されたデジタル画像
信号Sはコントラスト強調回路7に与えられる。コント
ラスト強調回路7において、デジタル画像信号はD/A
変換器8でアナログ画像信号に変換された後、バッファ
9を介して、積分処理手段としての積分回路10に与え
られる。積分回路10のCR定数は、その出力信号が入
力画像信号に追随して変化するが、高周波成分には追随
しないような値に、予め実験的に定められる。この積分
回路10の出力信号は、本発明にいう濃度基準レベル信
号に相当している。図2の(a)中に符号Dで示した破
線波形は、積分回路10から出力された濃度基準レベル
信号を示している。
【0014】前記濃度基準レベル信号Dは、本発明の第
1の減算処理手段に相当する減算器12と第2の減算処
理手段に相当する減算器13に、それぞれの一方入力と
して与えられる。減算器12は、他方入力としてライン
メモリ6から画像信号Sを与えられ、この画像信号Sか
ら濃度基準レベル信号Dを差し引いた差分値S−Dを算
出する。図2の(b)は差分値S−Dをアナログ的に示
したものである。この差分値S−Dは、本発明の除算処
理手段に相当する除算器14に一方入力として与えられ
る。
【0015】また、減算器13には、他方入力してピー
クリミット設定回路5からピークリミット値Lが与えら
れる。減算器13は、このピークリミット値Lから濃度
基準レベル信号Dを差し引いた差分値L−Dを算出す
る。この差分値L−Dは、前記除算器14の他方入力と
して与えられる。
【0016】除算器14は、減算器12からの差分値S
−Dを、減算器13からの差分値L−Dで除算した値
(S−D)/(L−D)を算出する。この除算値が、コ
ントラスト強調された画像信号に相当する。なお、減算
器12は、濃度基準レベル信号Dが画像信号Sよりも大
きい場合に、制御端子(S<D)からアクティブLOW
信号を出力し、この信号が除算器14のクリア端子CL
Rに与えられる。その結果、濃度基準レベル信号Dが画
像信号Sよりも大きい場合に、除算器14は、常に
『0』を出力する。図2の(c)は、除算器14から出
力されたコントラスト強調済みの画像信号を示してい
る。
【0017】図2の(c)から明らかなように、本実施
例のコントラスト強調回路7では、ピークリミット値L
と濃度基準レベル信号Dとの差分値(L−D)に対する
画像信号Sと濃度基準レベル信号Dとの差分値(S−
D)の比でもって、コントラスト強調された画像信号を
表しているので、例えば、図2の(a)に示したコント
ラストが比較的大きな画像信号域Aも、コントラストが
比較的小さな画像信号域Bも、略同様にコントラストが
強調されており、背景色の濃度や空間周波数の不均一性
に影響されないことが理解できる。
【0018】コントラスト強調回路7でコントラスト強
調された画像信号(以下、強調済み画像信号という)S
'はD/A変換器15でアナログ信号に変換された後、
本発明における第1の2値化処理手段としての2値化回
路16で2値化される。2値化回路16は、例えば図3
に示すように、強調済み画像信号S 'を積分処理する積
分回路16Aと、積分回路16Aの出力信号(以下、ス
ライス信号という)VSLのオフセット電圧を調整するオ
フセット調整回路16Bと、強調済み画像信号S 'とス
ライス信号VSLとを比較する比較器16Cとから構成さ
れている。図2の(c)で符号VSLで示した鎖線波形
は、前記スライス信号を示している。また、図2の
(d)は比較器16cから出力された2値化信号B1
示している。
【0019】2値化回路16により、強調済み画像信号
S 'は概ね2値化されているのであるが、原稿中のベタ
部の画像信号(図2の(a)のC領域)の2値化が不完
全である。すなわち、ベタ部の後縁部(図2の(a)の
C '領域)で濃度基準レベル信号Dが画像信号Sと略一
致してしまうので、除算器14での演算(S−D)/
(L−D)の結果が『0』になってしまい、その結果、
ベタ部の2値化信号のパルス幅(図2の(c)に示すパ
ルス幅W)が、本来のパルス幅W 'よりも小さくなって
しまうという不都合が生じる。そこで、本実施例では、
次のようにして、この不都合を解消している。
【0020】すなわち、本発明の第2の2値化処理手段
としての比較器17で、ピークリミット値Lをスレシホ
ールドレベルとして、画像信号Sを2値化する。比較器
17から出力される2値化信号B2 を図2の(e)に示
す。この2値化信号B2 では、ベタ部の2値化信号のパ
ルス幅は、本来のパルス幅W 'に一致している。そこ
で、2値化回路16で得られた2値化信号B1 と、比較
器17で得られた2値化信号B2 とを、本発明における
信号合成手段としてのORゲート18に与えることによ
り、両2値化信号B1 ,B2 を合成し、図2の(f)に
示すような最終的な2値化信号B0 を得ている。この図
より明らかなように、最終的な2値化信号B0 は、画像
信号Sを良好な解像度で2値化している。
【0021】なお、上述の実施例では、減算器12,1
3および除算器14等の各処理をデジタル信号処理によ
って行ったが、これはアナログ演算で行ってもよい。
【0022】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば次のような効果を奏する。すなわち、請求項1
に記載の発明によれば、原稿を読み取って得た画像信号
とこの画像信号を積分処理して得られた濃度基準レベル
信号との差分値を、画像信号のピーク電圧値に近似して
設定されたピークリミット値と濃度基準レベル信号との
差分値で除算することによって、画像信号のコントラス
トを強調しているので、原稿の背景色の濃度や空間周波
数が一様でない場合であっても、画像信号を適切にコン
トラスト強調することができる。
【0023】また、請求項2に記載の発明によれば、請
求項1に記載の発明によってコントラスト強調された画
像信号を2値化して得られ2値化信号と、前記ピークリ
ミット値をスレシホールドレベルとして画像信号を2値
化して得られた2値化信号とを論理和合成して、最終的
な2値化信号を得ているので、画像信号を良好な解像度
で2値化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像信号の2値化装置の一実施例
の概略構成を示したブロック図である。
【図2】実施例装置の各部の波形図である。
【図3】実施例装置における2値化回路の具体例を示し
た回路図である。
【図4】従来の画像信号のコントラスト強調方法の説明
図である。
【図5】従来手法の問題点を説明するための図である。
【図6】従来手法の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
1…受光センサ 5…ピークリミット設定回路(ピークリミット値設定手
段) 7…コントラスト強調回路 10…積分回路(積分処理手段) 12…減算器(第1の減算処理手段) 13…減算器(第2の減算処理手段) 14…除算器(除算処理手段) 16…2値化回路(第1の2値化処理手段) 17…比較器(第2の2値化処理手段) 18…ORゲート(信号合成手段)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原稿を読み取って得た画像信号と、この
    画像信号を積分処理して得られた濃度基準レベル信号と
    の差分を求める第1の減算処理過程と、 前記画像信号のピーク電圧値に近似して設定されたピー
    クリミット値と、前記濃度基準レベル信号との差分を求
    める第2の減算処理過程と、 前記第1の減算処理過程で得られた差分値を、前記第2
    の減算処理過程で得られた差分値で除算する除算処理過
    程と、 を備えたことを特徴とする画像信号のコントラスト強調
    方法。
  2. 【請求項2】 原稿を読み取って得た画像信号を積分処
    理することによって濃度基準レベル信号を得る積分処理
    手段と、 前記画像信号と前記濃度基準レベル信号との差分を求め
    る第1の減算処理手段と、 前記画像信号のピーク電圧値に近似したピークリミット
    値を設定するピークリミット値設定手段と、 前記ピークリミット値と前記濃度基準レベル信号との差
    分を求める第2の減算処理手段と、 前記第1の減算処理手段で得られた差分値を、前記第2
    の減算処理手段で得られた差分値で除算する除算処理手
    段と、 前記除算処理手段から出力されたコントラスト強調済み
    の画像信号を2値化する第1の2値化処理手段と、 前記ピークリミット値をスレシホールドレベルとして画
    像信号を2値化する第2の2値化処理手段と、 前記第1および第2の2値化処理手段で得られた各2値
    化信号を論理和合成する信号合成手段と、 を備えたことを特徴とする画像信号の2値化装置。
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