JPH04299783A - Circuit and method for binarizing video signal - Google Patents

Circuit and method for binarizing video signal

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JPH04299783A
JPH04299783A JP3065103A JP6510391A JPH04299783A JP H04299783 A JPH04299783 A JP H04299783A JP 3065103 A JP3065103 A JP 3065103A JP 6510391 A JP6510391 A JP 6510391A JP H04299783 A JPH04299783 A JP H04299783A
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JP
Japan
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signal
video signal
video
circuit
memory
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3065103A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Endo
明博 遠藤
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Fujitsu Ltd
Fujitsu Integrated Microtechnology Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Fujitsu Integrated Microtechnology Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To binarize video signals without being affected by the fluctuation and selection of a slice level concerning the video signal binarizing circuit and method. CONSTITUTION:A video differentiated signal s2 is generated by differentiating an analog video signal s1 and it is held as memory that the video differentiated signal s2 is turned to a first positive or negative prescribed value level. When the video differentiated signal s2 is turned to a second prescribed value level having a positive/negative code different from the first prescribed value, the memory is canceled and a binary signal s3 is outputted corresponding to the state of holding or canceling the memory.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、映像信号二値化回路及
び二値化方法に関し、特にこの映像信号二値化回路及び
二値化方法は、対象物のパターン形状に関する映像情報
の処理、いわゆるパターン認識に有用である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a video signal binarization circuit and a binarization method, and more particularly, the present invention relates to a video signal binarization circuit and a binarization method that process video information regarding the pattern shape of an object. This is useful for so-called pattern recognition.

【0002】アナログ信号である映像信号を二値化する
ことは、この映像信号を電圧比較器を介してしきい値と
比較することで行われる。この場合、例えば、しきい値
以上の映像信号を“1”即ち黒(又は白)、しきい値未
満の信号を“0”即ち白(又は黒)とすることによって
必要な二値化が行われる。このしきい値は一般にスライ
スレベルと呼ばれる。
Binarizing a video signal, which is an analog signal, is performed by comparing the video signal with a threshold value via a voltage comparator. In this case, for example, the necessary binarization is performed by setting the video signal above the threshold to "1", that is, black (or white), and the signal below the threshold to "0", that is, white (or black). be exposed. This threshold is generally called the slice level.

【0003】ところが、対象物のパターン形状について
の映像信号の電圧レベルは、単にその対象物のパターン
形状の濃淡のみによって定まらず、そのときの条件、例
えば対象物自体の明暗或いは照明条件等によって、更に
はパターン認識に使用されるセンサの種類によっても異
なるため、前記スライスレベルを固定値とすると満足な
パターン認識ができないことが知られている。このため
、送られてくる映像信号にこのスライスレベルを適合さ
せるための方式として、例えば選択固定二値化方式或い
は浮動しきい値方式が一般的に採用されている。
However, the voltage level of the video signal regarding the pattern shape of the object is not determined simply by the shading of the pattern shape of the object, but also depends on the conditions at that time, such as the brightness and darkness of the object itself, the lighting conditions, etc. Furthermore, it is known that satisfactory pattern recognition cannot be achieved if the slice level is set to a fixed value, since it also varies depending on the type of sensor used for pattern recognition. For this reason, as a method for adapting this slice level to an incoming video signal, for example, a selective fixed binarization method or a floating threshold method is generally employed.

【0004】0004

【従来の技術】従来の二値化方式について図4(a)、
(b)を参照して説明する。同図(a)に示した選択二
値化方式の場合には、送られてくる映像信号に対して予
め複数の固定スライスレベルT1〜T4を用意しておき
、これらを繰り返し選択して得られた二値信号が適切か
否かをトライアンドエラーで判断する方式である。この
方式の場合、選択回数を最小とするように解析ツリーが
種々工夫されており、極めて鮮明な映像が得られるとい
う利点を有するが、解析ソフトが複雑であり二値化のた
めの所要時間も長くなるという欠点を有する。
[Prior Art] Regarding the conventional binarization method, Fig. 4(a),
This will be explained with reference to (b). In the case of the selective binarization method shown in FIG. This method uses trial and error to determine whether or not the binary signal obtained is appropriate. In the case of this method, the analysis tree is devised in various ways to minimize the number of selections, and has the advantage of obtaining extremely clear images, but the analysis software is complex and the time required for binarization is also high. It has the disadvantage of being long.

【0005】図4(b)に示した浮動二値化方式の場合
には、送られてくる映像信号の最大値と最小値の平均を
とりこれをスライスレベルとして選択することで、当該
映像信号の電圧レベルに合わせてその都度スライスレベ
ルを変動させる方式である。この方式によると、ソフト
的には簡単であるが回路構成が比較的複雑となる欠点が
ある。
In the case of the floating binarization method shown in FIG. 4(b), by averaging the maximum and minimum values of the video signal sent and selecting this as the slice level, the video signal is This is a method in which the slice level is varied each time according to the voltage level. Although this method is simple in terms of software, it has the disadvantage that the circuit configuration is relatively complex.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の映像信号二
値化方式の場合、複数のスライスレベルからの選択或い
はスライスレベルの変動を介して適切なスライスレベル
を得る方式で、いずれも当該映像信号の電圧レベルに依
存してスライスレベルが定められている。
[Problems to be Solved by the Invention] In the case of the conventional video signal binarization method described above, an appropriate slice level is obtained by selecting from a plurality of slice levels or by varying the slice level. The slice level is determined depending on the voltage level of.

【0007】本発明は、上記従来の映像信号二値化方式
とは異なり、スライスレベルの選択或いは変動によるこ
となく、また映像信号自体の電圧レベルに依存すること
なく二値信号を得ることができ、新規で且つ比較的簡単
な方式の映像信号二値化回路及び二値化方法を提供する
ことを目的とする。
Unlike the conventional video signal binarization method described above, the present invention can obtain a binary signal without selecting or varying the slice level and without depending on the voltage level of the video signal itself. An object of the present invention is to provide a video signal binarization circuit and a binarization method using a new and relatively simple system.

【0008】[0008]

【課題を達成するための手段】図1は、本発明の原理図
である。同図において、1は映像信号微分回路、2は信
号変化記憶手段、3は記憶解除手段、4は出力手段であ
る。
[Means for Accomplishing the Object] FIG. 1 is a diagram showing the principle of the present invention. In the figure, 1 is a video signal differentiating circuit, 2 is a signal change storage means, 3 is a memory release means, and 4 is an output means.

【0009】前記目的を達成するため、本発明の映像信
号二値化回路は、図1に示したように、アナログ映像信
号(s1)を入力されて該アナログ映像信号の微分信号
(s2)を出力する映像信号微分回路(1)と、前記微
分信号(s2)が正又は負の第一の所定値レベルとなっ
たことを記憶として保持する信号変化記憶手段(2)と
前記微分信号(s2)が前記第一の所定値と異なる正負
符号の第二の所定値レベルとなったとき前記記憶を解除
する記憶解除手段(3)と前記記憶の保持状態又は解除
状態に対応する二値信号(s3)を出力する出力手段と
を備えることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the video signal binarization circuit of the present invention receives an analog video signal (s1) and converts the differential signal (s2) of the analog video signal, as shown in FIG. A video signal differentiating circuit (1) to output, a signal change storage means (2) for storing as a memory that the differential signal (s2) has reached a first predetermined positive or negative value level, and the differential signal (s2). ) reaches a second predetermined value level with a sign different from the first predetermined value, a memory canceling means (3) for canceling the memory, and a binary signal ( s3).

【0010】また本発明の映像信号二値化方法は、アナ
ログ映像信号(s1)を微分して映像微分信号(s2)
を生成し、該映像微分信号(s2)が正又は負の第一の
所定値レベルとなったことを記憶として保持し、前記映
像微分信号(s2)が、前記第一の所定値と異なる正負
符号を有する第二の所定値レベルとなったとき前記記憶
を解除し、前記記憶の保持状態又は解除状態に対応する
二値信号(s3)を出力することを特徴とするものであ
る。
Further, the video signal binarization method of the present invention differentiates an analog video signal (s1) to produce a video differential signal (s2).
is generated, and holds as a memory that the video differential signal (s2) has reached a positive or negative first predetermined value level, and the video differential signal (s2) has a positive or negative value different from the first predetermined value. It is characterized in that when the second predetermined value level having a sign is reached, the storage is canceled and a binary signal (s3) corresponding to the holding state or the cancellation state of the storage is output.

【0011】[0011]

【作用】本発明では、送られてくる映像信号をまず微分
して、対象物のパターンの明から暗又は暗から明への移
行に対応する映像信号のレベル変化から変化パルスを生
成し、更にこの正及び負の変化パルスによって夫々、映
像信号のレベル変化を記憶又は解除し、この保持又は解
除状態を二値信号として出力するものである。この二値
化方式により、スライスレベルの選択或いは変動による
ことなく対象のパターン認識が可能となる。図2を参照
して本発明の作用を更に説明する。
[Operation] In the present invention, the transmitted video signal is first differentiated, and a change pulse is generated from the level change of the video signal corresponding to the transition from bright to dark or dark to bright in the pattern of the object. The positive and negative change pulses are used to memorize or cancel the level change of the video signal, respectively, and output this held or canceled state as a binary signal. This binarization method makes it possible to recognize the target pattern without selecting or varying the slice level. The operation of the present invention will be further explained with reference to FIG.

【0012】図2において、(a)は映像信号の対象物
のパターン上をセンサが走査する状態を示す説明図、(
b)〜(d)は夫々、図(a)に従ってセンサの走査を
介して生成された映像信号に関する各信号波形図を示す
ものである。図(b)は二値化を行うための条件、例え
ば照明状態が良好な場合を示し、同様に、(c)は照明
が過度に暗い場合、(d)は照明が過度に明るい場合を
夫々示している。また各図においては、図面の上から下
に向かって順次、映像アナログ信号(s1)、スライス
レベルを固定化した場合の二値化出力(s4)、本発明
における微分信号(s2)、本発明における二値化出力
(s3)を夫々示しており、また図中符号Tはスライス
レベルを表わす。
In FIG. 2, (a) is an explanatory diagram showing a state in which a sensor scans a pattern of an object of a video signal;
b) to (d) respectively show signal waveform diagrams regarding video signals generated through sensor scanning according to figure (a). Figure (b) shows the conditions for binarization, for example, when the lighting condition is good, and similarly, (c) shows the case when the lighting is too dark, and (d) shows the case when the lighting is too bright. It shows. In addition, in each figure, from top to bottom of the drawing, the video analog signal (s1), the binarized output when the slice level is fixed (s4), the differential signal in the present invention (s2), the present invention The binarized output (s3) in FIG.

【0013】図2から容易に理解できるように、照明条
件等が良好な場合には映像信号s1はそのまま二値化が
可能であるが、過度に暗い或いは明るい場合には、スラ
イスレベルを固定したままでは二値化ができない。しか
し本発明の二値化方式によれば、映像信号s1から微分
信号s2を生成し、この微分信号s2の変化パルスP1
、P2によって、例えば明から暗に移行したことについ
ての記憶及びその解除を行う。この記憶の保持状態を例
えば“1”、解除状態を“0”とすることで二値信号が
得られ、容易に二値化が可能となる。なお、映像信号に
おいて明から暗又は暗から明への電圧レベルの変化が急
であることが望ましく、映像信号の対象がモノクローム
の場合には、特にこのレベル変化が急峻であることから
二値化が良好に行われる。
As can be easily understood from FIG. 2, when the lighting conditions are good, the video signal s1 can be binarized as is, but when it is too dark or bright, the slice level is fixed. Binarization is not possible in this case. However, according to the binarization method of the present invention, a differential signal s2 is generated from the video signal s1, and a change pulse P1 of this differential signal s2 is generated.
, P2, for example, remembers and cancels the transition from bright to dark. By setting the holding state of this memory to, for example, "1" and the release state to "0", a binary signal can be obtained and binarization can be easily performed. In addition, it is desirable that the voltage level change from bright to dark or from dark to bright in the video signal is sudden, and when the subject of the video signal is monochrome, this level change is particularly steep, so binarization is is carried out well.

【0014】[0014]

【実施例】図3は本発明の実施例の映像信号の二値化回
路の回路図であり、図には各部の信号波形略図を当該箇
所に付記してある。同図において、この映像信号二値化
回路は、入力部を成す第一のオペレーションアンプA、
この第一のオペレーションアンプAの次段に配され微分
信号s2を生成する映像信号微分回路(CR回路)B、
この微分回路Bの次段に夫々配され、微分信号の変化パ
ルスのためのスライスレベルを規定する基準電圧VR1
(正電圧)、VR2(負電圧)が各反転端子に、映像信
号微分回路Bからの出力信号が各非反転端子に、夫々入
力される第二及び第三のオペレーションアンプC、D、
第三のオペレーションアンプDの次段に配されるインバ
ータE、並びに第二のオペレーションアンプCにより“
1”にセットされ、インバータEの出力信号によって再
び“0”にリセットされ、出力をこの映像信号二値化回
路の出力信号とするフリップフロップ回路Fから構成さ
れる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 3 is a circuit diagram of a video signal binarization circuit according to an embodiment of the present invention, and schematic diagrams of signal waveforms of each part are added to the figure. In the figure, this video signal binarization circuit includes a first operational amplifier A forming an input section,
A video signal differentiating circuit (CR circuit) B disposed next to the first operational amplifier A and generating a differential signal s2;
A reference voltage VR1 is arranged at the next stage of the differentiating circuit B and defines the slice level for the changing pulse of the differentiated signal.
(positive voltage), VR2 (negative voltage) are input to each inverting terminal, and the output signal from the video signal differentiation circuit B is input to each non-inverting terminal, respectively.
The inverter E placed next to the third operational amplifier D and the second operational amplifier C generate
1", is reset to "0" again by the output signal of the inverter E, and is composed of a flip-flop circuit F whose output is the output signal of this video signal binarization circuit.

【0015】上記実施例の回路では、映像信号s1は、
第一のオペレーションアンプAに入力され増幅されて増
幅信号s1′となり、CR回路を成す映像信号微分回路
Bに入力される。この微分回路Bでは、まず増幅信号s
1′の立上がりに対応する正の変化パルスP1が、次に
映像信号の立下がりに対応する負の変化パルスP2が夫
々生成される。
In the circuit of the above embodiment, the video signal s1 is
The signal is input to the first operational amplifier A, is amplified, becomes an amplified signal s1', and is input to the video signal differentiation circuit B forming the CR circuit. In this differentiating circuit B, first, the amplified signal s
A positive transition pulse P1 corresponding to the rising edge of 1' is generated, and a negative transition pulse P2 corresponding to the falling edge of the video signal is generated.

【0016】第二のオペレーションアンプCでは、正の
変化パルスP1が正の基準電圧VR1以上であることが
検出され第一のワンショットパルスP1′が生成される
。また第三のオペレーションアンプDでは負の変化パル
スP2が負の基準電圧VR2と比較され、同様に負の矩
形パルスP2′が生成され、インバータEにおいてこの
負の矩形パルスP2′が反転されて第二のワンショット
パルスP2″が形成される。フリップフロップ回路Fで
は、第一のワンショットパルスP1′によってセットさ
れて映像信号の対象パターンが明から暗に変化したこと
を検知すると共にこれを記憶し、第二のワンショットパ
ルスP2″によってリセットされて対象パターンが暗か
ら明に変化したことを検知して前記記憶を解除する。フ
リップフロップFの出力が二値信号s3として出力され
る。
The second operational amplifier C detects that the positive change pulse P1 is equal to or higher than the positive reference voltage VR1, and generates a first one-shot pulse P1'. Further, in the third operational amplifier D, the negative change pulse P2 is compared with the negative reference voltage VR2, and a negative rectangular pulse P2' is similarly generated, and this negative rectangular pulse P2' is inverted in the inverter E. A second one-shot pulse P2'' is formed.The flip-flop circuit F is set by the first one-shot pulse P1' and detects that the target pattern of the video signal changes from bright to dark, and also stores this. However, it is reset by the second one-shot pulse P2'', and upon detecting that the target pattern has changed from dark to bright, the memory is canceled. The output of flip-flop F is output as a binary signal s3.

【0017】上記実施例の映像信号二値化回路では、映
像信号微分回路及び記憶回路を採用し、映像信号のレベ
ル変化を検出すると共にこのレベル変化を記憶すること
で必要な映像信号二値化信号を得ている。このため従来
とは異なり、スライスレベルを選択或いは変動させる必
要がないことから、比較的簡単な回路構成を可能とし、
また複雑な解析ソフトの必要を除くことができた。
The video signal binarization circuit of the above embodiment employs a video signal differentiating circuit and a storage circuit, and detects a level change of the video signal and stores this level change to perform the necessary video signal binarization. I'm getting a signal. Therefore, unlike the conventional method, there is no need to select or vary the slice level, which enables a relatively simple circuit configuration.
It also eliminated the need for complex analysis software.

【0018】上記実施例では、一つの例として第一の変
化パルスが生成される以前の状態を明として説明したが
、第一の変化パルスが生成される前の状態を暗とするこ
ともあり、当該対象物のパターンに従って選択可能であ
る。
In the above embodiment, as an example, the state before the first change pulse is generated is described as bright, but the state before the first change pulse is generated may also be considered dark. , can be selected according to the pattern of the object.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
スライスレベルの選択或いは変動によることなく所定の
映像信号の二値化が可能となり、新規な映像信号二値化
回路及び二値化方法を提供できたという顕著な効果を奏
する。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention,
It is possible to binarize a predetermined video signal without selecting or varying the slice level, and this has the remarkable effect of providing a new video signal binarization circuit and binarization method.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明の原理図である。FIG. 1 is a diagram showing the principle of the present invention.

【図2】本発明の二値化方式の作用説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the binarization method of the present invention.

【図3】本発明の実施例の映像信号二値化回路の回路及
び信号説明図である。
FIG. 3 is a circuit and signal explanatory diagram of a video signal binarization circuit according to an embodiment of the present invention.

【図4】従来の映像信号の二値化方法の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional video signal binarization method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

s1        映像信号 s2        微分信号 s3        二値信号 1         映像信号微分回路2      
   信号変化記憶手段3         記憶解除
手段 4         出力手段 A、C、D      オペレーションアンプB   
      微分回路 E         インバータ
s1 Video signal s2 Differential signal s3 Binary signal 1 Video signal differentiator circuit 2
Signal change storage means 3 Memory release means 4 Output means A, C, D Operation amplifier B
Differential circuit E inverter

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アナログ映像信号(s1)を入力されて該
アナログ映像信号の微分信号(s2)を出力する映像信
号微分回路(1)と、前記微分信号(s2)が正又は負
の第一の所定値レベルとなったことを記憶として保持す
る信号変化記憶手段(2)と前記微分信号(s2)が前
記第一の所定値と異なる正負符号の第二の所定値レベル
となったとき前記記憶を解除する記憶解除手段(3)と
前記記憶の保持状態又は解除状態に対応する二値信号(
s3)を出力する出力手段とを備える映像信号二値化回
路。
1. A video signal differentiating circuit (1) that receives an analog video signal (s1) and outputs a differential signal (s2) of the analog video signal; a signal change storage means (2) for storing as a memory the fact that the differential signal (s2) has reached a predetermined value level; A memory canceling means (3) for canceling the memory, and a binary signal (3) corresponding to the retention state or release state of the memory.
s3).
【請求項2】アナログ映像信号(s1)を微分して映像
微分信号(s2)を生成し、該映像微分信号(s2)が
正又は負の第一の所定値レベルとなったことを記憶とし
て保持し、前記映像微分信号(s2)が、前記第一の所
定値と異なる正負符号を有する第二の所定値レベルとな
ったとき前記記憶を解除し、前記記憶の前記保持状態又
は解除状態に対応する二値信号(s3)を出力すること
を特徴とする映像信号二値化方法。
2. Differentiating an analog video signal (s1) to generate a video differential signal (s2), and storing that the video differential signal (s2) has reached a positive or negative first predetermined value level. holding the video differential signal (s2), and canceling the storage when the video differential signal (s2) reaches a second predetermined value level having a sign different from the first predetermined value, and returning the storage to the holding state or release state. A video signal binarization method characterized by outputting a corresponding binary signal (s3).
JP3065103A 1991-03-28 1991-03-28 Circuit and method for binarizing video signal Withdrawn JPH04299783A (en)

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