JPH04299784A - ２値化回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＣＤ（電荷結合素子
）等を用いて構成されるラインセンサによりライン毎に
１次元多値画像情報として読み取られる２次元多値画像
情報を２値化閾値を用いて２値化する２値化回路に係り
、特に前記２値化閾値を動的に変化させることにより均
一な２値化を行う２値化回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、２次元多値画像情報を２値化し
て読み取り２次元２値画像情報を得る装置においては、
ＣＣＤ等のラインセンサによりライン毎に１次元多値画
像情報として読み取られる２次元多値画像情報を逐次２
値化回路により２値化して２次元２値画像情報を得てい
る。このような２値化回路において、原多値画像情報中
の局所的なバックグラウンドの変動および微細な情報に
対しても均一な２値化を行うために、２値化のための２
値化閾値を動的に変化させる動的閾値法が用いられる。

【０００３】従来、動的に２値化閾値を求めるには、局
所的な領域の多値画像情報例えば画像濃度の例えば平均
値、または加重平均値等の代表値を求め、その代表濃度
から閾値を決定する方法が提案され実用化されている。 この方法について詳細に説明する。

【０００４】この方法では、濃度値についてのマスク処
理により２値化閾値を算出する。処理マスクのサイズは
、応用分野、ディジタル画像の分解能、図面にあらわれ
る線幅や線間隔などに依存する経験的な量である。また
、主として処理コストの問題により、処理マスク中の一
部の画素についてのみ処理対象とすることも多い。

【０００５】具体的には、例えば、マスク処理による平
均値等のフィルタ値を求め、このフィルタ値を着目する
２値化点の周辺濃度の代表値とみなし、この代表値に基
づいて閾値を求める。２値化閾値は、周辺濃度すなわち
前記代表値にできるだけ近づき、且つ決して等しくなら
ないように決定される。この決定則は、通常、経験則に
よって求められる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】動的に２値化閾値を求
める従来の方法では、２値化閾値を周辺濃度に近くする
か否かで効果が調整できる。すなわち、２値化閾値と周
辺濃度との差を大きくすると閾値を固定とした固定閾値
法に近くなり、逆に小さくすると固定閾値法に対する改
善効果は強まる。２値化閾値と周辺濃度とを等しくする
と効果は最大になるが、微小な信号変化にも感応してし
まい、不安定となる。したがって、周辺濃度に対して２
値化閾値をどのように定めるかが問題であり、適切な２
値化閾値を得ることは容易ではない。

【０００７】また、局所平均を周辺濃度の代表値として
２値化閾値を求めた場合、基本的には中央のレベルが白
／黒の切り替わり点であり、背景レベルが中央レベルよ
りも低い場合は全てが黒となってしまうため、オートゲ
イン制御の回路を加える必要が生じる。しかも、局所平
均を求める領域すなわちマスクの大きさが２値化の結果
に大きく影響する。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、オートゲイン制御回路等を用いることなく、
種々の画像情報に対して常に適切な２値化閾値を得て良
好な２値化を実現し得る２値化回路を提供することを目
的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る２値化回路
は、ラインセンサによりライン毎に１次元多値画像情報
として読み取られる２次元多値画像情報を２値化閾値を
用いて２値化するとともに、前記２値化閾値を動的に変
化させる２値化回路において、現ラインのレベルと前ラ
インの白レベルデータとを比較して、現ラインのレベル
が白レベルであるか否かを判定する白レベル判定手段と
、前記白レベル判定手段により、現ラインが白レベルと
判定されたときは現ラインのレベルをそのまま現ライン
の白レベルデータとし、白レベルと判定されなかったと
きは前ラインの白レベルデータを平均化して、現ライン
の白レベルデータとする白レベルデータ生成手段と、前
記白レベルデータ生成手段により得られる現ラインの白
レベルデータに基づいて前記２値化閾値を求める閾値生
成手段とを具備することを特徴としている。

【００１０】

【作用】本発明の２値化回路においては、現ラインのレ
ベルと前ラインの白レベルデータとを比較して、現ライ
ンのレベルが白レベルであるか否かを判定し、現ライン
のレベルが白レベルと判定されなかったときは前ライン
の白レベルデータを平均化して現ラインの白レベルデー
タとして、現ラインの白レベルデータを求め、この現ラ
インの白レベルデータに基づいて前記２値化閾値を求め
ることにより、オートゲイン制御回路等を用いることな
く、種々の画像情報に対して常に適切な２値化閾値を得
て良好な２値化を実現し得る。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。図１に、本発明の一実施例に係る２値化回路の
構成を示す。

【００１２】図１に示す２値化回路は、ラインセンサ１
、Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）コンバータ２、第１
〜第３の遅延回路３，５，９、判定回路４、第１，第２
のマルチプレクサ（ＭＰＸ）６，８、平均化回路７、お
よび２値化処理回路１０を備えている。

【００１３】ラインセンサ１は、ＣＣＤ等からなり、印
刷物等の２次元の多値画像情報を１ライン毎に読み取り
１次元の画像情報を得る。Ａ／Ｄコンバータ２は、各ラ
イン毎に１画素ずつ逐次出力されるラインセンサ１の出
力をディジタル値に変換して１ライン分のデータ列Ａ［
ｍ］を得る。

【００１４】判定回路４は、Ａ／Ｄコンバータ２から出
力される１ライン分のデータ列Ａ［ｍ］を、第３の遅延
回路９から出力される１ライン前の白レベルデータ列Ｂ
−１［ｍ］と各画素毎に比較し、画素データＡ［ｘ］が
１ライン前の対応する白レベルデータＢ−１［ｘ］より
も低く且つその差が所定値以上であればその画素データ
Ａ［ｘ］を白レベルでないと判定し、そうでなければそ
の画素データＡ［ｘ］を白レベルと判定する。

【００１５】第２のマルチプレクサ８は、第２の遅延回
路５を介して与えられる判定回路４の判定結果に応動し
、判定回路４により画素データＡ［ｘ］が白レベルであ
ると判定された場合は、Ａ／Ｄコンバータ２から第１の
遅延回路３を介して与えられる画素データＡ［ｘ］を選
択し、判定回路４により画素データＡ［ｘ］が白レベル
でないと判定された場合は、平均化回路７の出力を選択
して、現ラインの白レベルデータ列Ｂ［ｍ］を作る。 第３の遅延回路９は、第２のマルチプレクサ８から出力
される現ラインの白レベルデータ列Ｂ［ｍ］を遅延して
、１ライン前の白レベルデータ列Ｂ−１［ｍ］として判
定回路４に与える。この１ライン前の白レベルデータ列
Ｂ−１［ｍ］は第１のマルチプレクサ６にも与えられる
。

【００１６】第１のマルチプレクサ６は、判定回路４が
第１ラインのデータを処理している期間のみＡ／Ｄコン
バータ２から出力される原データ列Ａ［ｍ］を選択し、
第１ラインのデータの処理が終了した後は、第３の遅延
回路９から出力される１ライン前の白レベルデータ列Ｂ
−１［ｍ］を選択する。

【００１７】平均化回路７は、第１のマルチプレクサ６
の出力を受けて、ライン方向の複数画素、例えばその時
点で第１の遅延回路３から出力される画素を中心とする
２ｎ＋１画素（例えば、ｎは１〜１５の範囲内の値）の
平均値を求め第２のマルチプレクサ８に与える。

【００１８】２値化処理回路１０は、第１の遅延回路３
から出力されるデータ列Ａ［ｍ］を、第２のマルチプレ
クサ８から出力される同じラインに対応する白レベルデ
ータ列Ｂ［ｍ］を基準とする２値化閾値により２値化す
る。

【００１９】第１、第２および第３の遅延回路３、５お
よび９は、上述のようなタイミング関係を得るために設
けられている。

【００２０】２値化処理回路１０は、２値化閾値を白レ
ベルデータＢ［ｘ］の例えば７０％に設定する。２値化
処理回路１０は、この白レベルデータＢ［ｘ］に対する
２値化閾値の割合を、外部から与えられる濃度切換信号
により、例えば７０％、６０％、５０％等に変更するこ
とができる。

【００２１】判定回路４および２値化処理回路１０は例
えば変換テーブルが書き込まれたＲＯＭ（リードオンリ
メモリ）を用いて構成されている。この場合、２値化処
理回路１０の白レベルデータＢ［ｘ］に対する２値化閾
値の割合の変更は、例えば前記変換テーブルに対する読
出しアドレスを適宜シフトさせることにより容易に実現
することができる。また、判定回路４における前記判定
閾値は、２値化処理回路１０とほぼ同様にして決定する
ことができるが、この場合は白レベルと判定する範囲が
２値化処理回路１０よりも狭いほうが好ましい。

【００２２】次にこのように構成された２値化回路の動
作について説明する。ＣＣＤ等のラインセンサ１の１ラ
イン毎の出力データは、１ライン分が１画素ずつ逐次出
力され、Ａ／Ｄコンバータ２にてディジタル値に変換さ
れる。Ａ／Ｄコンバータ２から出力される１ライン分の
データ列Ａ［ｍ］は、判定回路４において、１ライン前
のライン、すなわち前ラインの白レベルのデータ列Ｂ−
１［ｍ］と、各画素について比較される。判定回路４で
は、現在（その時点）の画素すなわち現画素データＡ［
ｘ］のレベルが前ラインの白レベルデータの対応する画
素データＢ−１［ｘ］より所定量低い値よりも低くなっ
たときは、その画素データＡ［ｘ］が白レベルでない（
黒レベル）と判定し、それ以外のとき、すなわち現画素
データＡ［ｘ］のレベルが前ラインの白レベルデータＢ
−１［ｘ］より所定量低いレベル以上のときは、その画
素データＡ［ｘ］が白レベルであると判定する。この判
定回路４の出力は第２の遅延回路５を介して第２のマル
チプレクサ８に与えられる。

【００２３】第２のマルチプレクサ８は、判定回路４で
現画素データＡ［ｘ］が白レベルであると判定されたと
きは、第１の遅延回路３を介してＡ／Ｄコンバータ２か
ら供給される現画素データＡ［ｘ］の値を選択して、現
在のライン、すなわち現ラインの白レベル画素データＢ
［ｘ］とし、判定回路４で現画素Ａ［ｘ］が白レベルで
ないと判定されたときは、平均化回路７から供給される
前ラインの白レベルデータ列Ｂ−１［ｍ］のうちの現画
素データＡ［ｘ］に対応する画素データＢ−１［ｘ］お
よびその前後のｎ画素（例えばｎは１〜１５の範囲内の
値）の合計２ｎ＋１画素の平均値データを現ラインの白
レベル画素データＢ［ｘ］として、現ラインの白レベル
データ列Ｂ［ｍ］を生成する。この現ラインの白レベル
データ列Ｂ［ｍ］は、読み取り画像の白レベルの変動に
追従している。

【００２４】現ラインの白レベルデータ列Ｂ［ｍ］は、
第３の遅延回路９を介して前ラインの白レベルデータ列
Ｂ−１［ｍ］として第１のマルチプレクサ６に与えられ
る。第１のマルチプレクサ６は、図示していない制御回
路により制御されて、ラインセンサ１による画像読み取
り開始時の１ライン目のみについては、Ａ／Ｄコンバー
タ２から出力される現ラインのデータ列Ａ［ｍ］を選択
し、２ライン目以降については、第３の遅延回路９を介
して供給される前ラインの白レベルデータ列Ｂ−１［ｍ
］を選択する。第１のマルチプレクサ６の出力は、平均
化回路７により、２ｎ＋１画素（この場合、３〜３１画
素の中から選定された画素数）の平均値が逐次求められ
る。平均化回路７で求められる平均値が、第２のマルチ
プレクサ８において、現画素データＡ［ｘ］に対応する
画素データＢ−１［ｘ］およびその前後のｎ画素の平均
値となるように、第１〜第３の遅延回路３，５，９によ
りタイミングが調整される。

【００２５】第２のマルチプレクサ８から出力される現
ラインの白レベルデータ列Ｂ［ｍ］に基づいて２値化閾
値を求めるが、ここでは白レベルのα倍（α＜１．０）
、例えば７０％の値を２値化閾値とし、２値化処理回路
１０により現データ列Ａ［ｍ］の各データを２値化閾値
と比較して２値化を行う。Ａ／Ｄコンバータ２から出力
される現ラインのデータ列Ａ［ｍ］と第２のマルチプレ
クサ８から出力される現ラインの白レベルデータ列Ｂ［
ｍ］とのタイミングが揃うように第１〜第３の遅延回路
３，５，９によりタイミングが調整される。

【００２６】２値化処理回路１０において、濃度切換信
号によりαの値を可変設定することによって全体的な濃
度設定を行うことができる。

【００２７】なお、第１のマルチプレクサ６において、
画像読み取り開始時の１ライン目のみについては、Ａ／
Ｄコンバータ２から出力される現ラインのデータ列Ａ［
ｍ］を選択しているが、これは、１ライン目のデータ処
理時には前ラインの白レベルデータ列がまだ得られてお
らず、また通常の読み取り原稿においては、１ライン目
は少なくとも大部分が白レベルデータであることが多い
からである。

【００２８】このとき、第２のマルチプレクサ８は、出
力されるデータが平均化回路７からの出力となるように
制御される。

【００２９】このように、現ラインのレベルと前ライン
の白レベルデータとを比較して、現ラインのレベルが白
レベルであるか否かを判定し、現ラインのレベルが白レ
ベルと判定されなかったときは前ラインの白レベルデー
タを平均化して現ラインの白レベルデータとして、現ラ
インの白レベルデータを求め、この現ラインの白レベル
データに基づいて前記２値化閾値を求める。したがって
、オートゲイン制御回路等を用いることなく、種々の画
像情報に対して常に適切な２値化閾値を得て良好な２値
化を実現することができる。

【００３０】また、従来のようにマスク処理によるフィ
ルタリングを行う場合は、フィルタリング処理に必要な
データがマスクの大きさに応じた複数ラインにわたるた
め、マスクの大きさに応じた複数ライン分のデータを一
時格納するためのメモリが必要であったが、この実施例
では、ライン毎に処理するので、処理対象となるデータ
を格納する手段は、シフトレジスタ等を用いた遅延回路
３、５、９のみでよく、大容量のメモリを必要としない
。

【００３１】本発明は、上述の実施例に限定されず、種
々変形して実施することができる。例えば、上記実施例
では、判定回路４および２値化処理回路１０は、ＲＯＭ
テーブルを用いて構成するものとしたが、ＴＴＬ等ＲＯ
Ｍ以外のデバイスを用いて構成してもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、現
ラインのレベルと前ラインの白レベルデータとを比較し
て、現ラインのレベルが白レベルであるか否かを判定し
、現ラインのレベルが白レベルと判定されなかったとき
は前ラインの白レベルデータを平均化して現ラインの白
レベルデータとして、現ラインの白レベルデータを求め
、この現ラインの白レベルデータに基づいて前記２値化
閾値を求めることにより、オートゲイン制御回路等を用
いることなく、種々の画像情報に対して常に適切な２値
化閾値を得て良好な２値化を実現し得る２値化回路を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の一実施例に係る２値化回路の構成
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１…ラインセンサ、２…Ａ／Ｄコンバータ、３，５，９
…遅延回路、４…判定回路、６，８…マルチプレクサ、
７…平均化回路、１０…２値化処理回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ラインセンサによりライン毎に１次元
   多値画像情報として読み取られる２次元多値画像情報を
   ２値化閾値を用いて２値化するとともに、前記２値化閾
   値を動的に変化させる２値化回路において、現ラインの
   レベルと前ラインの白レベルデータとを比較して、現ラ
   インのレベルが白レベルであるか否かを判定する白レベ
   ル判定手段と、前記白レベル判定手段により、現ライン
   が白レベルと判定されたときは現ラインのレベルをその
   まま現ラインの白レベルデータとし、白レベルと判定さ
   れなかったときは前ラインの白レベルデータを平均化し
   て、現ラインの白レベルデータとする白レベルデータ生
   成手段と、前記白レベルデータ生成手段により得られる
   現ラインの白レベルデータに基づいて前記２値化閾値を
   求める閾値生成手段とを具備することを特徴とする２値
   化回路。
2. 【請求項２】　　白レベル判定手段は、画素毎に現ライ
   ンの白レベルを判定する手段を含み、且つ白レベルデー
   タ生成手段は、前記白レベル判定手段により、現ライン
   のある画素が白レベルと判定されたときはその画素のレ
   ベルをそのまま現ラインの対応する画素の白レベルデー
   タとし、その画素が白レベルと判定されなかったときは
   前ラインの対応する画素近傍の白レベルデータを平均化
   して、現ラインの対応する画素の白レベルデータとする
   手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の２値化回
   路。