JPH02748B2

JPH02748B2 -

Info

Publication number: JPH02748B2
Application number: JP59242559A
Authority: JP
Inventors: Meriru Howaito Jeemuzu; Waanaa Mei Ronarudo; Dagurasu Giriua Maikeru
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1983-12-28
Filing date: 1984-11-19
Publication date: 1990-01-09
Also published as: CA1216930A; US4578711A; EP0150329A1; DE3475371D1; JPS60142785A; EP0150329B1

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えばテキスト・図面・写真のよう
なイメージが印刷されている媒体を走査して得ら
れるアナログ・ビデオ・データ信号をデイジタル
化し修正するシステムに係る。このようなデータ
信号は、例えば、構内または他の場所にある別の
媒体にイメージを複写するために転送したり、ま
たは、例えばテキストの文字または図形のよう
な、イメージの一定の部分を識別するのに使用さ
れる。

〔従来技術〕

ビデオ・データ信号の生成に用いる前述のよう
な走査システムは、一般に、イメージが印刷され
ている媒体を照明する光源と、複数の検出装置を
有する走査装置とを含み、各検出装置は、媒体の
表面のそれぞれの個別部分からの反射光を受け、
媒体の表面の該個別部分に印刷されているイメー
ジ素子の濃度を表わすビデオ・データ信号を生成
するようになつている。走査装置は、媒体全体を
走査するため媒体に面して移動する１列の検出装
置を用いることがある。各検出装置は、前記反射
光の検出によつて生成されたアナログ・ビデオ信
号出力を、媒体の個別部分に印刷されているイメ
ージ素子の濃度をグレースケール（gray scale）
で表わすデイジタル信号に変換する。

媒体表面の個別部分の照明レベルと、各検出装
置の感度と、照明されない時の検出装置出力値と
に変動が生じ、関連光学システムに誤差を伴なう
ことがあるので、各検出装置で生成された出力ビ
デオ・データ信号を修正し、走査システムによつ
て生成されたビデオ・データ信号セツトが、媒体
に印刷されているイメージを正確に表わすように
することが必要である。

各検出装置に生成されたビデオ・データ信号を
修正するため、周知のようにイメージ素子が媒体
に印刷されていない場合と濃く印刷されている場
合に対応する２つの基準状態のそれぞれにおける
反射光検出によつて生じる信号値から２つの基準
量が検出される。その後、印刷されている媒体を
走査する際、これらの２つの基準値と、媒体の個
別部分ごとに生じたビデオ・データ信号とを比較
することにより、該信号値は修正される。修正さ
れた値はデイジタル信号である。この修正動作に
より、検出装置からの全ビデオ・データ信号は、
走査されたイメージの素子を正確に表わすことが
保証される。

デイジタル化および修正動作はアナログ・デイ
ジタル変換／比較装置を使用する。この装置には
２つの基準量が供給され、出力信号値の範囲の最
大値および最小値を設定する。この範囲は複数の
個別レベルに分割される。該装置への入力アナロ
グ信号がこれらの個別レベルと比較され、対応す
るレベルが決定され、対応するレベルを表わすデ
イジタル信号が、該装置から出力される。デイジ
タル信号のビツト数は前記範囲における個別レベ
ルの数を規定する。出力信号の精度を決める隣接
レベル間の差の大きさは、レベル数と範囲の長さ
に左右される。一定の範囲では、精度はビツト数
の増加とともに高くなる。しかしながら、このタ
イプのアナログ・デイジタル変換装置は、出力信
号のビツト数が増加するに従つて複雑さを増し高
価になる。

修正されたビデオ・データ信号の値を生成する
ため前述の２つの基準量が前記タイプの装置に供
給され、ビデオ・データ信号を比較する範囲を定
義する。修正された値はデイジタル出力信号の形
式で生成される。

基準量は同じ装置を用いて確立するのが便利で
あり、システムの効率的な動作のためには、極め
て正確に基準量を確立する必要がある。しかしな
がら、前述のように、デイジタル出力信号のビツ
ト数の増加によつて精度を高めることは、装置の
価格と複雑さを増す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、比較的少数のビツトで動作
し、しかも比較的高い精度のデイジタル基準量を
生成する、前述のようなアナログ・デイジタル変
換装置を含むアナログ・ビデオ・データ信号デイ
ジタル化／修正システムを提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明が解決しようとする問題点は、アナロ
グ・ビデオ・データ信号デイジタル化／修正シス
テムに、媒体を走査する複数の検出装置で構成さ
れた走査装置を設けて媒体に印刷されているイメ
ージを表わすアナログ・ビデオ・データ信号を生
成し、更に、各検出装置に対し２つの基準量を生
成する基準量生成装置を設けて該ビデオ・データ
信号を修正しデイジタル化するのに使用すること
により解決される。

〔作用〕

これらの基準量は、イメージの２種類の基準を
走査するときに検出装置によつて生成される基準
信号をそれぞれ表わし、ビデオ・データ信号に対
し、前記基準量によつて定義された最大値と最小
値の間で起こりうる値の範囲を確立するのに利用
される。ビデオ・データ信号は起こりうる値の範
囲と比較され、ビデオ・データ信号ごとに該範囲
内でのビデオ・データ信号の位置に基づいた、修
正された値が生成される。基準量生成装置は２つ
のアナログ基準信号を生成するとともに、各アナ
ログ基準信号に対し、起こり得る値の範囲内のア
ナログ信号の位置を表わすＮビツトのデイジタル
基準信号を生成する。このデイジタル基準信号の
精度は、選択されたＮの値と範囲の長さとによつ
て決まる。そのデイジタル基準信号は記憶され、
必要な場合に、アナログ基準量に変換され、ビデ
オ・データ信号を修正するのに使用される。本発
明によれば、各デイジタル基準信号を生成する
際、起こりうる値の範囲の一部分を使用するだけ
で、比較的低いＮの値により比較的高い精度のデ
イジタル基準信号が確立される。デイジタル基準
信号をアナログ基準量に変換する際、特に高い順
位のビツトをＮビツトの信号に加え、アナログ基
準量の精度をデイジタル基準信号の精度にほぼ等
しくなるようにする。

各デイジタル基準信号を生成する際、アナログ
基準信号は起こりうる値の範囲と比較される。デ
イジタル信号のビツト数は、起こりうるデイジタ
ル基準信号値の数および隣接する値の間の差を決
定する。この差は起こりうる値の範囲の長さによ
つて大きさが決まる。デイジタル基準信号の精度
はこの差の大きさに左右にされる。従つて、ビツ
ト数を増加し該範囲の長さを減小することにより
精度は高くなる。本発明に従つて、範囲の長さは
かなり減小され、しかも、デイジタル信号には少
数のビツトが使用されるが、前述のような工夫に
より、比較的高い精度が維持される。

本発明の良好な実施例によれば、アナログ基準
信号は、起こりうる値の範囲の上部の四半分と下
部の四半分にそれぞれ存在し、これらの四半分を
選択するだけでデイジタル基準信号を取出すもの
と想定される。その結果、起こりうる値の範囲全
体と８ビツトのデイジタル信号を使用した場合に
得られるような精度が、四半分の範囲と６ビツト
のデイジタル信号を使用するだけで得られる。

〔実施例〕

本発明は第２図および第３図に示すような走査
システムで実施できる。

第２図の走査システムは一枚の紙のような媒体
１に印刷されているイメージを走査する。この走
査システムには、媒体１を支えるベースプレート
２と、媒体１を照射し、媒体表面の各部分からの
反射光を受信する走査装置３とが含まれる。走査
装置３は、第３図に関連して詳細に説明するが、
４本の支柱４と２本の部材５とにより、ベースプ
レート２に面して保持されている。部材５はねじ
切加工されており、モータ６によつて回転でき
る。走査装置３は、部材５の回転と連動して部材
５に沿つて移動し、媒体１を走査するように設計
されている。ベースプレート２の端には、媒体１
の印刷されていない領域のカラー近似するカラー
を有する基準面７が取付けられている。この走査
システムは遮光容器（図示せず）に格納されてい
る。

第３図は走査装置３の下面図である。走査装置
３は、２つの同じ光源１２と、複数の、例えば
CCD（電荷結合素子）のような、反射光を検出す
るための検出装置１３とが取付けられている長方
形の本体１１を有する。本実施例では、実際には
2048個の検出装置が１列に配列されている。走査
装置３に設けられた光学システムにより、各検出
装置は、媒体１の表面の各個別部分からの反射光
しか受信しない。第２図から明らかなように、光
源１２が媒体１を照射すると、検出装置１３の列
は、媒体１の表面上の個別部分１４ａ，１４ｂ…
…の列からの反射光を受信する。走査装置３が媒
体１に面して移動するにつれて、媒体上の、反射
光を生じる個別部分１４の列も移動するので、検
出装置１３は、端まで移動すると媒体１の全表面
からの反射光を受信している。

検出装置１３の各々は、媒体１の表面の関連個
別部分からの反射光の強さを表わす信号を生成す
るから、この信号は、媒体１の該個別部分に印刷
されているイメージ素子の濃度を表わす。各検出
装置の利得および感度は同じではないことがあ
り、かつ媒体の各部分の照明レベルも同じではな
いことがあるので、各検出装置で生成された信号
値は修正する必要がある。走査装置が媒体に面し
て移動するにつれて生成した信号値は、後に説明
する修正システムで修正された信号値を得るため
に基準量と比較される。

修正システムをセツトアツプするためには、各
検出装置に次のような２つの基準量を得ることが
必要である。光源１２をオフにして検出装置１３
の各々によつて生成された信号値を測定し、“黒”
の基準量として記憶する。次いで、光源１２をオ
ンにして安定させた後、走査装置３をベースプレ
ート２の端まで移動し、検出装置１３の各々に、
基準面７からの反射光を受信させ、検出装置１３
の各々によつて生成された信号値を測定して
“白”の基準量として記憶する。

代りに、ベースプレート２に別の基準面を設け
て“黒”の基準量を得ることもある。この別の基
準面（図示せず）は、基準面７と似たものであつ
て、媒体１の濃く印刷されているイメージ領域の
カラーに近似するカラーを有する。光源１２をオ
ンにして安定させた後、走査装置３をベースプレ
ート２に面して移動させ、検出装置１３の各々に
前記別の基準面からの反射光を受信させる。

“黒”と“白”の基準量は、前述のように、検
出装置１３の各々について記憶される。

第１図は、本発明を実施する回路に従つて検出
装置１３の各々からの信号を処理する方法を示
す。説明を分り易くするため、１つの検出装置１
３ａとその関連回路しか示していないが、他のす
べての検出装置からの信号も同様に処理されるこ
とは明らかである。

第１図に示すように、検出装置１３ａは、媒体
１の表面の個別部分１４ａからの反射光２１を受
信する。制御回路２２は、反射光２１の強さを表
わすアナログ電圧信号、従つて個別部分１４ａの
イメージ素子の濃度を表わす検出装置１３の出力
を制御するクロツク・タイミング・パルスを供給
する。このアナログ電圧信号はクロツク・タイミ
ング・パルスによつて複数パルスに形成される。
該電圧信号の振幅は、例えば、一定の大きな直流
オフセツト電圧を有する０〜1VDCであつて、雑
音成分も含む。この信号はフイルタおよび増幅器
（以下、増幅器２３という）の通過により、雑音
成分および直流オフセツト電圧を除去するとも
に、残された信号成分を、正しい極性で最大
10VDCまで増幅する。

増幅器２３の出力は、比較器／アナログ・デイ
ジタル変換器（以下、Ｃ／ADC装置という）２
４に供給される。またＣ／ADC装置２４には、
２つの基準電圧が、システム・アナログ変換器
（以下、DAC装置という）２７，２８から、線２
５，２６を介してそれぞれ供給される。

DAC装置２７，２８の各々は、８ビツト入力
に応答して動作し、０〜10VDCの範囲の出力電
圧を生成する。例えば、“11111111”の入力の場
合は出力は10VDCであり、“00000000”の入力の
場合は出力は0VDCである。

DAC装置２７，２８の各々への入力は２つの
ソースから来る。入力の２つの最上上位ビツト
は、制御装置２９，３０のそれぞれによつて選択
できる。入力の残りの６ビツトは記憶装置３１，
３２（いずれもRAM）のそれぞれから供給され
るか、または対応する制御装置２９，３０によ
り、適切な切換装置３３，３４を介して選択され
る。

線２５，２６の信号は電圧範囲の両端を定義す
る。この電圧範囲は、Ｃ／ADC装置２４におい
て、隣接レベル間に等しいステツプを有する64の
異なつた電圧レベルに分割される。これらの電圧
レベルの各々は、６ビツトのデイジタル信号によ
つて表わされる。増幅器２３からＣ／ADC装置
２４への入力は、これらの64の電圧レベルと比較
され、対応する電圧レベルが決められる。Ｃ／
ADC装置の出力は、対応する電圧レベルを表わ
す６ビツト信号である。この６ビツト出力信号
は、切換装置３５を介して記憶装置３１，３２の
どちらかに、または走査装置３の出力として線３
６に選択的に供給できる。

前述の走査装置３は次のように使用される。

検出装置１３の各々によつて生成された信号値
の基準量を確立するため、最初に、基準設定動作
が実行される。

最初に光源１２をオフにする。検出装置１３は
全く光を受信していないから、各検出装置によつ
て生成される信号は、該検出装置の暗電流（漏
電）特性によつて決まる。これに代る方法とし
て、光源１２をオンにし、前述のように、前記別
の基準面（図示せず）上に個別部分１４が見つか
るまで走査装置３を移動すると、各検出装置によ
つて生成される信号は、検出装置の暗電流（漏
電）特性、表面のカラー、照明の強さ、検出装置
の感度、および関連光学システム特性によつて決
まる。

制御装置２９と切換装置３３は、“00111111”
の入力をDAC装置２７に供給して線２５に
2.5VDCの基準電圧が現われるようにセツトさ
れ、制御装置３０と切換装置３４は、“00000000”
の入力をDAC装置２８に供給して線２６に
0VDCの基準電圧が現われるようにセツトされ
る。これらの入力基準電圧が選択される理由は、
増幅器２３からの入力信号の値が、前記確立され
た状態では起こりうる０〜10VDCの範囲のうち
０〜2.5VDCの間にあると想定されるからであ
る。このように縮小された範囲は、前述のように
64の電圧レベルに分割される。

最小限の光を受信している前述のような状態で
検出装置１３ａによつて生成されたアナログ電圧
信号はＣ／ADC装置２４に供給され、線２５，
２６の電圧信号によつて定義された範囲の対応す
る電圧レベルが決められる。その結果生じた６ビ
ツトの出力信号は、媒体の表面の、非常に濃いイ
メージ素子によつて印刷されている個別部分から
の最小限の光の受信に対応して検出装置に生成さ
れた、修正された出力信号値を表わす。この６ビ
ツトのデイジタル信号は切換装置３５を介して記
憶装置３２に供給され、“黒”の基準量として記
憶される。

基準を設定する動作の最初の部分の完了後、光
源１２をオンに切換え、基準面７の個別部分１４
が見つかるまで走査装置３を移動する。検出装置
１３の各々によつて生成される信号は、基準面７
のカラー、照明の強さ、検出装置の感度、および
関連光学システムの特性によつて決まる。制御装
置２９と切換装置３３は、“11111111”の入力を
DAC装置２７に供給して10VDCの基準電圧が線
２５に現われるようにセツトされ、制御装置３０
と切換装置３４は、“11000000”の入力をDAC装
置２８に供給して7.5VDCの基準電圧が線２６に
現われるようにセツトされる。これらの入力基準
電圧が選択されたのは、増幅器２３からの入力信
号の値が、前記確立された状態では、起こりうる
０〜10VDCの範囲のうち7.5〜10VDCの間にある
と想定されるからである。このような縮小された
範囲は、前述のように64の電圧レベルに分割され
る。

基準面７からの反射光の受信に応答して検出装
置１３ａによつて生成されたアナログ電圧信号は
Ｃ／ADC装置２４に供給され、線２５，２６の
電圧信号によつて定義された範囲の対応する電圧
レベルが決められる。その結果生じた６ビツトの
出力信号は、媒体の、イメージが印刷されていな
い個別部分からの最大限の光の受信に応答して検
出装置に生成された、修正された信号値を表わ
す。この６ビツトのデイジタル信号は切換装置３
５を介して記憶装置３１に供給され、“白”の基
準量として記憶される。

この初期の基準設定動作の実行中、“白”の基
準量を表わすアナログ電圧信号は7.5〜10VDCの
間にあり、“黒”の基準量を表わすアナログ電圧
信号は０〜2.5VDCの間にあるものと想定され
る。これらの2.5ボルトの範囲の各々では、64の
別個の電圧レベルが確立されており、Ｃ／ADC
装置２４の入力信号はこれらの64の電圧レベルと
比較され、対応するレベルが決められる。隣接レ
ベル間の電圧ステツプは（2.5／64）ボルトで、
0.04ボルトにほぼ等しい。従つて、各基準量の精
度はほぼ±0.02ボルトである。若し、10VDCの
全範囲を用いて各基準量を確立し、６ビツトのデ
イジタル信号により64の電圧レベルに分割したな
ら、隣接する電圧レベル間の電圧ステツプは
（10／64）ボルトで、ほぼ0.16ボルトに等しく、
従つて、各基準量の精度はほぼ±0.08ボルトにな
る。

若し、基準量を確立する計算の各々で、Ｃ／
ADC装置２４で８ビツトのアナログ・デイジタ
ル変換器を使用し、０〜10VDCの範囲を用いた
なら、この範囲は256の別個の電圧レベルに分割
されるであろう。この場合、隣接電圧レベル間の
電圧ステツプは（10／256）ボルトとなり、ほぼ
0.04ボルトに等しく、従つて、各基準量の精度も
ほぼ±0.02ボルトになるであろう。

従つて、６ビツトのアナログ・デイジタル変換
器を使用し、2.5ボルトの縮小された電圧範囲を
選択することにより、８ビツトのアナログ・デイ
ジタル変換器と10ボルトの全電圧範囲を使用した
場合と同じ精度の基準量が得られる。

前述の初期の基準設定動作の終了後、走査装置
は、媒体１のイメージを走査し、修正されたビデ
オ・データ信号を生成するのに使用できる。走査
装置３を移動し、個別部分１４をイメージに一致
させると、各個別部分からの反射光は、その部分
に印刷されている各イメージ素子の濃度を表わ
す。検出装置１３ａに生成されたアナログ電圧ビ
デオ・データ信号をＣ／ADC装置２４に入力し、
記憶装置３１，３２に記憶されている白と黒の基
準量によつて定義された電圧範囲と比較すること
により、走査されたイメージ素子の濃度は、検出
装置の特性を考慮したグレースケールで正確に表
わされる。

この比較動作を実行するため、制御装置２９
は、DAC装置２７へ入力する２つの最上位ビツ
トとして使用される２個の“１”のビツトを生成
するようにセツトされ、DAC装置２７へ入力す
る残りの６ビツトは、記憶装置３１から切換装置
３３を介して取出される。また、制御装置３０
は、DAC装置２８へ入力する２つの最上位ビツ
トとして使用される２個の“０”のビツトを生成
するようにセツトされ、DAC装置２８へ入力す
る残りの６ビツトは、記憶装置３２から切換装置
３４を介して取出される。

前述のように、記憶装置３１，３２の基準量が
初期の基準設定動作で生成された場合、記憶装置
３１にある“白”の基準量は一定の最小値
（7.5VDC）を有し、記憶装置３２にある“黒”
の基準量は一定の最大値（2.5VDC）を有する。
これは、基準量をほぼ±0.02ボルトの精度で生成
し、６ビツトのデイジタル信号として記憶するこ
とを可能にする。記憶装置３１，３２からの６ビ
ツト信号と制御装置２９，３０からの２ビツト信
号を連結することにより、DAC２７，２８への
入力の８ビツト信号が生成される。これらのデイ
ジタル信号は、０〜10VDCの範囲の基準電圧に
変換され、線２５，２６でＣ／ADC装置２４に
入力される。これらの基準電圧は８ビツトのデイ
ジタル信号によつて表わされるので、基準電圧の
各々に256の異なつたレベルが得られる。これら
のレベルの差は０〜10VDCの範囲にわたつて均
一であるから、隣接するレベルの間のステツプは
（10／256）ボルトで、ほぼ0.04ボルトに等しい。
従つて、これらの基準電圧は、ほぼ±0.02ボルト
の精度を有し、増幅器２３からの入力と比較でき
る電圧範囲を定義する。

検出装置１３ａが媒体１のイメージを含む部分
を走査することにより生成されたアナログ電圧信
号は、制御回路２２からの、走査と同期している
タイミング・パルスとともに、Ｃ／ADC装置２
４で、線２５，２６の基準電圧によつて定義され
た電圧範囲と比較される。６ビツトのデイジタル
信号がＣ／ADC装置２４で使用されているので、
この電圧範囲は64の電圧レベルに分割されてい
る。Ｃ／ADC装置２４の出力は、媒体１の走査
によつて生成された各入力電圧信号に対応する電
圧レベルを表わす６ビツトのデイジタル信号列で
ある。

走査装置は、検出装置１３ａからの電圧信号ご
とに、検出装置の感度、暗流と、媒体の、検出装
置によつて走査されている部分の照明レベルを考
慮した修正された値を生成する。修正された値は
64の起こりうる値の１つである。

媒体１のイメージを走査し、ビデオ・データ信
号を生成する動作の間、基準設定動作は何回でも
必要なだけ実行できる。イメージ走査を行なう前
に基準設定動作を行なう必要があることは明らか
である。以後、媒体走査中、あらかじめセツトさ
れた時点でも実行できる。これは、検出装置の特
性や照明レベルの変化に対処するためである。

検出装置の各々の黒と白の基準量は、記憶装置
３１，３２に記憶され、検出装置からの出力の適
切な選択および切換えにより、走査装置３のすべ
ての検出装置１３からのアナログ信号の基準とし
て使用できる。検出装置からの出力は順次に生成
されるので、走査装置３のすべての検出装置に対
し、第１図に示す回路素子は１セツトだけあれば
よい。

〔発明の効果〕

本発明により、少数のビツトで動作し、精度の
高いデイジタル基準量を生成するアナログ・ビデ
オ・データ信号デイジタル化／修正システムを提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図の走査システムとともに使用さ
れるデイジタル化・修正回路のブロツク図、第２
図は走査システムの概要図、第３図は第２図の走
査システムでは使用する走査装置の下面の詳細図
である。１…媒体、３…走査装置、７…基準面、１２…
光源、１３，１３ａ…検出装置、１４ａ，１４ｂ
…個別部分、２３…増幅器、２４…Ｃ／ADC装
置、２７，２８…DAC装置、３１，３２…記憶
装置。

Claims

【特許請求の範囲】１媒体を走査し、前記媒体に印刷されているイ
メージを表わすビデオ・データ信号を生成するた
めの複数の検出装置１３を含む走査装置３と、前記ビデオ・データ信号がとり得る値の範囲を
確立するために検出装置ごとにイメージの２種類
の基準を走査することによつて生成された２つの
基準量を表わすＮビツトのデイジタル基準信号を
記憶する記憶装置３１，３２と、前記デイジタル基準信号に所定の上位ビツトを
付加してアナログ基準信号に変換する変換装置２
７，２８と、前記ビデオ・データ信号を前記アナログ基準信
号によつて決まる値の範囲と比較して、前記ビデ
オ・データ信号のレベルを表わす修正されたデイ
ジタル信号を生成する装置２４と、前記基準量を生成する場合はビデオ・データ信
号値の上限部分の範囲及び下限部分の範囲を限定
するデイジタル基準信号を前記変換装置に供給
し、通常走査の場合は前記所定の上位ビツトを前
記変換装置に供給する制御装置２９，３０とを具
備することを特徴とするアナログ・ビデオ・デー
タ信号をデイジタル化し修正する装置。