JP3403237B2 - 色信号の2値化回路 - Google Patents

色信号の2値化回路

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JP3403237B2 JP04637394A JP4637394A JP3403237B2 JP 3403237 B2 JP3403237 B2 JP 3403237B2 JP 04637394 A JP04637394 A JP 04637394A JP 4637394 A JP4637394 A JP 4637394A JP 3403237 B2 JP3403237 B2 JP 3403237B2
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律生 古賀
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カラーリニアイメージ
センサから出力されるR,G,B3原色の色信号を2値
化し、この2値化信号に基づいて色識別を行なうための
2値化回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、例えば電子黒板においては、筆記
用シート上に書かれた赤、青、黒等のマーカの色を識別
してそのままプリントアウトするカラー化の技術が進ん
でいる。R(赤),G(緑),B(青)の色信号を出力
するカラーリニアイメージセンサを用いて撮像する場
合、筆記用シートを照明する光源の分光特性や、イメー
ジセンサ自体のR,G,Bフィルタの種類等により、白
色の筆記用シート地からの反射光によるR,G,Bの色
信号レベルは通常、異なっている。このため、イメージ
センサから出力される色信号からマーカの色を識別する
のは一般に困難であり、色識別のための2値化回路の構
成も複雑なものとならざるを得ない。
【0003】例えば、昼光色蛍光灯のエネルギー相対比
はG>R>Bの順であるのに対し、市販されているある
種の原色R,G,Bフィルタ付カラーイメージセンサの
相対分光感度比はR>G>Bの順となっている。このた
め、上記昼光色蛍光灯を光源に用い、かつ上記イメージ
センサを使用して電子黒板の筆記用シート地の白色を検
出すると、イメージセンサの出力信号のレベルはG>R
>B(約10:8:6の相対出力比)となり、バラツキ
が生じる。
【0004】このようなバラツキのある色信号の2値化
を行なう方法として、各色信号のレベルをそれぞれ各信
号レベルの平均値と比較して2値化する着想が、特開昭
60−138682号として既に知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、特開昭60
−138682号に記載された2値化回路は、R,G,
Bの各色ごとに2値化のためのコンパレータを備えてい
るため、回路構成が複雑であるという問題があった。ま
た、これらの各コンパレータにおけるスライスレベル
は、R,G,B3原色の色信号の平均値を算出するオペ
アンプからなる加算回路の演算出力から得ており、正確
な平均値を算出するための回路定数の設定、調整が煩雑
であると共に、温度ドリフトの影響により平均値の安定
性に欠け、ひいては2値化精度を低下させるという欠点
を有していた。
【0006】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、簡単な回路構成
で済み、しかも安定したスライスレベルにより色信号の
高精度な2値化を可能にした色信号の2値化回路を提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、イメージセンサにより白色を撮像した際
のR,G,B各色信号のうちピーク値が最小レベルの色
信号を基準として前記ピーク値にほぼ一致するように他
の2つの色信号のレベルを調節する調節手段と、前記基
準となる色信号及び調節手段によりレベルを調節した後
の2つの色信号を選択的に伝達してイメージセンサから
の出力順に合成する伝達合成手段と、この伝達合成手段
の出力信号を所定レベルに増幅する増幅手段と、この増
幅手段の出力信号を単一のスライスレベルと比較して2
値化する比較手段とを備えたものである。
【0008】なお、前記調節手段を分圧抵抗により構成
すると共に、伝達合成手段を、イメージセンサから出力
されるR,G,B各色信号に同期してオン、オフし、か
つ、出力側が一括して増幅手段に接続されるスイッチン
グ素子により構成することが好ましい。
【0009】
【作用】本発明においては、イメージセンサから出力さ
れる時系列的な色信号が、最小レベルのピーク値を持つ
色信号を基準として調節手段によりレベル調節された
後、伝達合成手段を介してイメージセンサからの出力順
に合成され、この合成信号が増幅手段により増幅されて
単一のスライスレベルと比較される。すなわち、R,
G,Bの色信号を一律にレベル調節し、増幅手段におけ
る増幅ゲイン及びスライスレベルを適宜な値に設定する
ことにより、時系列的なR,G,Bの色信号のうち被写
体の色に対応する色信号(例えばR信号)のレベルのみ
を際立たせて比較手段により抽出し、それ以外の色信号
(G信号,B信号)を捨象することで、色信号を正確に
2値化することができる。
【0010】
【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。図1はこの実施例の回路構成を示すものである。図
1の2値化回路100において、ISは被写体の色に応
じてR,G,B3原色の色信号を時系列的に出力するカ
ラーリニアイメージセンサであり、シフトパルスSH、
リセットパルスRS、クロックパルスCK(φ1,φ2
が入力されている。
【0011】ここで、シフトパルスSHは、イメージセ
ンサIS内部の感光部(ホトダイオード)と転送部(ア
ナログシフトレジスタ)との間に設けられたシフトゲー
トをオン、オフし、リセットパルスRSは、イメージセ
ンサISの出力段のフローティングキャパシタの電圧
を、画素の信号電荷検出のたびに初期化するために使用
される。また、クロックパルスCK(φ1,φ2)は、転
送部内の信号電荷を順次転送するための転送パルスであ
る。
【0012】イメージセンサISの出力側にはアンプA
1が接続され、その出力側には、R信号用の分圧抵抗rR
及びG信号用の分圧抵抗rGが並列に接続されていると
共に、アンプA1の出力信号が直接入力されるB信号用
のスイッチング素子SBと、前記出力信号が分圧抵抗rR
を介して入力されるR信号用のスイッチング素子S
Rと、前記出力信号が分圧抵抗rGを介して入力されるG
信号用のスイッチング素子SGとが接続されている。な
お、各スイッチング素子SB,SR,SGのスイッチング
のタイミングは、同期信号発生回路SSGから出力され
る同期信号によって制御される。この同期信号は、前記
シフトパルスSHをスタートパルスとし、一方のクロッ
クパルスφ1に基づいて生成される。
【0013】各スイッチング素子SB,SR,SGの出力
側は一括して接続され、各出力信号は合成されてオート
ゲインアンプA2に入力されており、その出力はコンパ
レータCPの非反転入力端子に入力されている。また、
コンパレータCPの反転入力端子にはスライスレベルV
refが印加されている。
【0014】上記構成において、分圧抵抗rR,rG
R,G信号のレベルを調節する調節手段を構成し、ま
た、出力側が一括してオートゲインアンプA2の入力側
に接続されたスイッチング素子SB,SR,SG及び同期
信号発生回路SSGは、B信号と分圧抵抗rR,rGによ
りレベルを調節した後のR,G信号とを選択的に伝達し
てイメージセンサISからの出力順に合成する伝達合成
手段を構成している。
【0015】一方、コンパレータCPの後段には色識別
回路200が接続されており、コンパレータCPから出
力される2値化信号をデコードしてマーカの色や筆記用
シート地の白色を識別するように構成されている。な
お、色識別回路200の構成は本発明の主要部ではない
ため説明を省略するが、基本的には、コンパレータCP
の出力信号を後述の図3に示すような各色ごとの2値化
信号(基準コード)と比較してその一致不一致により識
別を行なえば良い。
【0016】次に、この実施例の動作を説明する。ま
ず、前述の如く、白色に対するG,R,Bの色信号の相
対出力比は約10:8:6であり、白色の筆記用シート
地を撮像した際のアンプA1の出力側のa点における時
系列的な色信号は図2(a)に示すようになる。なお、
図において各信号の上部に付した数字が相対出力比であ
る。
【0017】これらの色信号に対し、オートゲインアン
プA2の入力側のb点における色信号のうち最小レベル
のピーク値を持つ色信号すなわちBを基準として、他の
R信号、G信号のピーク値がB信号にほぼ一致するよう
に、シンクロスコープ等を観察しながら、分圧抵抗
R,rGの値を調節する。
【0018】このとき、スイッチング素子SB,SR,S
Gを介したb点における相対出力比は図2(b)のよう
になる。更に、オートゲインアンプA2の出力側のc点
における各信号のピーク値が所定のレベル(例えば10
〔V〕)になるように、アンプA2のゲインを設定す
る。このとき、c点における相対出力比は図2(c)の
ようになる。
【0019】この場合、スライスレベルVrefを、オー
トゲインアンプA2の出力信号の設定ピーク値に対し1
0〜30〔%〕減の値、つまり設定ピーク値が10
〔V〕の場合、7〜9〔V〕に設定すれば、筆記用シー
ト地の白色に対する赤、青、黒のマーカのS/Nが十分
にあるので、赤、青、黒の色信号の2値化を容易に行な
うことができる。
【0020】ここで、オートゲインアンプA2は、光源
である蛍光灯の経時的な劣化により光量が減少したよう
な場合に、色信号のレベル低下を補う作用を有してい
る。なお、オートゲインアンプA2に代えて一定のゲイ
ンを持つ通常のアンプを使用し、その出力信号のピーク
値に応じてスライスレベルVrefを可変とする回路構成
でも良い。
【0021】以上のように本実施例では、分圧抵抗
R,rGによりR信号、G信号をB信号のピーク値に合
わせて一律にレベル調節し、かつ、オートゲインアンプ
2における増幅ゲイン及びスライスレベルVrefを適宜
な値に設定することにより、時系列的なR,G,Bの色
信号のうち被写体の色に対応する色信号のレベルのみを
際立たせてコンパレータCPにより抽出し、それ以外の
色信号を捨象して色信号を正確に2値化することができ
る。
【0022】図3はこの様子を示しており、白色の筆記
用シート地に対しては、オートゲインアンプA2から出
力されるB,R,Gの一連の色信号のピーク値がスライ
スレベルVrefを上回るので、2値化信号は“1,1,
1”となる。また、赤マーカに対しては、R信号のピー
ク値のみがスライスレベルVrefを上回るので“0,
1,0”となる。更に、青マーカに対しては、B信号の
ピーク値のみがスライスレベルVrefを上回るので
“1,0,0”となる。黒マーカについては、B,R,
Gのすべての色信号のピーク値がスライスレベルVref
を下回るので、2値化信号は“0,0,0”となる。
【0023】上述の如く、本実施例によれば被写体の色
に応じて2値化信号の一連のビットが異なるため、図3
に示したような2値化信号を基準コードとしてコンパレ
ータCPの出力信号を色識別回路200によりデコード
すれば、赤、青、黒のマーカの色や筆記用シート地の白
色を識別することが可能になる。
【0024】本発明によれば、緑色のマーカについても
上記と同様の原理により2値化することで正確に識別で
きることは言うまでもない。更に、実施例では電子黒板
における被写体の色信号を2値化する場合につき説明し
たが、本発明はカラーリニアイメージセンサにより撮像
した色信号を色識別のために2値化する分野、例えばビ
デオカメラやカラーITVカメラ等にも適用することが
できる。
【0025】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、2
値化用の比較手段におけるスライスレベルを単一にでき
るため、従来技術に比べて回路構成の大幅な簡略化、コ
ストの低減が可能である。また、上記スライスレベルは
固定した値として与えることができ、従来のようにアナ
ログ回路を用いた演算により生成する方法に比べ、温度
ドリフト等の影響もなく、安定した値を保持することが
可能である。従って、色信号の2値化を高精度に行なう
ことができると共に、これによって正確な色識別も可能
になる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】図1の実施例における各点の時系列的な色信号
の説明図である。
【図3】図1の実施例の動作を説明するための時系列的
な色信号の説明図である。
【符号の説明】
100 2値化回路 200 色識別回路 IS カラーリニアイメージセンサ A1 アンプ A2 オートゲインアンプ rR,rG 分圧抵抗 SB,SR,SG スイッチング素子 SSG 同期信号発生回路 CP コンパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 1/48 G06T 1/00 410 G06T 1/00 460 H04N 1/46

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カラーリニアイメージセンサから時系列
    的に出力されるR,G,B(赤,緑,青)3原色の色信
    号をその色識別のために2値化する2値化回路におい
    て、 イメージセンサにより白色を撮像した際のR,G,B各
    色信号のうちピーク値が最小レベルの色信号を基準とし
    て前記ピーク値にほぼ一致するように他の2つの色信号
    のレベルを調節する調節手段と、 前記基準となる色信号及び調節手段によりレベルを調節
    した後の2つの色信号を選択的に伝達してイメージセン
    サからの出力順に合成する伝達合成手段と、 この伝達合成手段の出力信号を所定レベルに増幅する増
    幅手段と、 この増幅手段の出力信号を単一のスライスレベルと比較
    して2値化する比較手段と、 を備えたことを特徴とする色信号の2値化回路。
  2. 【請求項2】 調節手段を分圧抵抗により構成すると共
    に、 伝達合成手段を、イメージセンサから出力されるR,
    G,B各色信号に同期してオン、オフし、かつ、出力側
    が一括して増幅手段に接続されるスイッチング素子によ
    り構成した請求項1記載の色信号の2値化回路。
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