JPH0479476A - Picture input device - Google Patents

Picture input device

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JPH0479476A
JPH0479476A JP2192639A JP19263990A JPH0479476A JP H0479476 A JPH0479476 A JP H0479476A JP 2192639 A JP2192639 A JP 2192639A JP 19263990 A JP19263990 A JP 19263990A JP H0479476 A JPH0479476 A JP H0479476A
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JP
Japan
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amplification
analog signal
amount
gain
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP2192639A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidetaka Maeda
英孝 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
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Publication of JPH0479476A publication Critical patent/JPH0479476A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the S/N of a feeble picture analog signal and to fully utilize the input range of an A/D converter by setting the amount of gain (amplification) suitable for respective picture analog signals obtained from a line sensor to be switched and amplified. CONSTITUTION:An analog signal comparison means 4 comparing the signal (voltage) level of the picture analog signal and outputting a decision signal, and an amplification amount switching means 5 switching and amplifying the amount of gain (amplification) by this decision signal are provided. A delay means 3 is provided to delay the picture analog signal during the comparison is performed by the analog signal comparison means 4 and during the amount of gain (amplification) of the amplifier 5 is switched, and a digital signal arithmetic (multiplication) means 8 is provided to turn the amount of amplification switched by the analog signal processing part to be constant amount of gain (amplification). Thus, the S/N of the picture analog signal processing part can be improved, and the dynamic range of the A/D converter 6 can be fully utilized.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、イメージスキャナやファクシミリ等に用いら
れる画像入力装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an image input device used in image scanners, facsimiles, and the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の画像入力装置は、CCDラインセンサやフォトト
ランジスタアレーなどからなるラインセンサー、原稿を
照射する光源、原稿の画像をラインセンサーに結像させ
る光学レンズ、原稿とラインセンサーとを相対的に移動
させる副走査機構からなり、ラインセンサーから得られ
る画像アナログ信号はサンプルホールド回路(以下S/
H回路と称す)や増幅回路を経て、さらにA/D変換器
によりデジタル信号に変換されてデジタル画像データを
得る。
Conventional image input devices include a line sensor consisting of a CCD line sensor or a phototransistor array, a light source that illuminates the original, an optical lens that focuses an image of the original on the line sensor, and a relative movement between the original and the line sensor. It consists of a sub-scanning mechanism, and the image analog signal obtained from the line sensor is passed through a sample and hold circuit (hereinafter referred to as S/
The signal passes through an amplifier circuit (referred to as H circuit) and an amplifier circuit, and is further converted into a digital signal by an A/D converter to obtain digital image data.

この画像アナログ信号をA/D変換するアナログ信号処
理部は、例えば第2図に示すように構成されている。ラ
インセンサー10は、ライン信号jとクロ・7りを人力
すると画像アナログ信号11が出力される。S/H回路
11は、アナログスイッチ、コンデンサー、オペアンプ
等からなり、アナログスイッチをオン/オフさせる制御
信号kにより、ラインセンサーからの画像アナログ信号
i1をサンプルし、画像アナログ信号12を増幅器12
に送る。増幅器12は、トランジスタやオペアンプ等か
らなり、任意のゲイン量を設定することができ、増幅器
12で増幅された画像アナログ信号i3は、A/D変換
器13でアナログ信号よりデジタル信号に変換される。
The analog signal processing unit that A/D converts this image analog signal is configured as shown in FIG. 2, for example. Line sensor 10 outputs image analog signal 11 when line signal j and black 7 are input manually. The S/H circuit 11 consists of an analog switch, a capacitor, an operational amplifier, etc., and samples the image analog signal i1 from the line sensor according to the control signal k that turns the analog switch on/off, and sends the image analog signal 12 to the amplifier 12.
send to The amplifier 12 consists of a transistor, an operational amplifier, etc., and can set an arbitrary gain amount, and the image analog signal i3 amplified by the amplifier 12 is converted from an analog signal to a digital signal by an A/D converter 13. .

パルスジェネレータ14は、ラインセンサー10、S/
H回路11、A/D変換器13を制御する信号をつくり
だし出力する。
The pulse generator 14 is connected to the line sensor 10, S/
A signal for controlling the H circuit 11 and A/D converter 13 is generated and output.

(発明が解決しようとする課題〕 上記のような従来の技術では、ラインセンサーから得ら
れる画像アナログ信号を処理する、アナログ信号処理部
では、入力される画像アナログ信号の信号(電圧)レベ
ルに関わらず、一定のゲイン(増幅)量で増幅している
ために微弱なアナログ信号を処理する際、ノイズによる
画像アナログ信号への影響が大きく、またA/D変換器
も有効に使用することができないため、階調性を著しく
悪化させ、画質を低下させてしまうという問題点を有し
ていた。
(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional technology as described above, the analog signal processing section that processes the image analog signal obtained from the line sensor does not perform processing regardless of the signal (voltage) level of the input image analog signal. First, since it is amplified with a fixed gain (amplification) amount, when processing weak analog signals, the influence of noise on the image analog signal is large, and the A/D converter cannot be used effectively. Therefore, there was a problem in that the gradation was significantly deteriorated and the image quality was lowered.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記の課題を解決するために、本発明においては、画像
アナログ信号処理部のS/Nを向上させ、またA/D変
換器のグイナミソクレンジを最大限有効に使うため、ア
ナログ信号処理部において、画像アナログ信号の信号(
電圧)レベルを比較し判定信号を出力するアナログ信号
比較手段を設LJ、さらに比較した判定信号によりゲイ
ン(増幅)量を切り替え増幅することのできる増幅量切
り替え手段を設けた。またアナログ信号比較手段で比較
し、増幅器のゲイン(増幅)量を切り替える間、画像ア
ナログ信号を遅延させるための遅延手段を設け、A/D
変換後、アナログ信号処理部で切り替えられた増幅量を
一定のゲイン(増幅)量にするためのデジタル信号演算
(乗算)手段を設けた、A/D変換及びデジタル信号演
算中、判定信号を保持するためのデータラッチ手段を設
けた。
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, in order to improve the S/N of the image analog signal processing section and to use the small range of the A/D converter as effectively as possible, the analog signal processing section , the image analog signal signal (
An analog signal comparing means for comparing voltage) levels and outputting a determination signal is provided, and an amplification amount switching means is provided for switching the gain (amplification) amount and amplifying based on the compared determination signal. Furthermore, a delay means is provided to delay the image analog signal while comparing it with the analog signal comparison means and switching the gain (amplification) amount of the amplifier.
After conversion, a digital signal calculation (multiplying) means is provided to make the amplification amount switched by the analog signal processing section a constant gain (amplification) amount, and the judgment signal is held during A/D conversion and digital signal calculation. A data latch means is provided for this purpose.

〔作用〕[Effect]

上記の様な構成によれば、ラインセンサーから得られる
画像アナログ信号の信号(電圧)レベルに適したゲイン
(増幅)量を自動的に設定することができ、S/Nの良
いレベルで画像アナログ信号を処理することができる、
また微弱な画像アナログ信号を処理する際にはゲイン(
増幅)量を大きくすることができるため、A/D変換器
のグイナミソクレンジを有効に使うことができる。
According to the above configuration, it is possible to automatically set the gain (amplification) amount suitable for the signal (voltage) level of the image analog signal obtained from the line sensor, and it is possible to automatically set the amount of gain (amplification) that is suitable for the signal (voltage) level of the image analog signal obtained from the line sensor. can process the signal,
Also, when processing weak analog image signals, gain (
Since the amount of amplification (amplification) can be increased, the wide range of the A/D converter can be used effectively.

〔実施例〕〔Example〕

以下に、本発明を実施例の図面に基づいて説明する。 
第1図は、本発明の画像入力装置のアナログ信号処理部
の実施例を示す構成ブロック図であり第3図は、そのタ
イミングチャート図である。
The present invention will be explained below based on drawings of embodiments.
FIG. 1 is a configuration block diagram showing an embodiment of an analog signal processing section of an image input device of the present invention, and FIG. 3 is a timing chart thereof.

第1図において、ラインセンサー1は、CCDラインセ
ンサーやフォトトランジスタアレー、アモルファスシリ
コンセンサー等からなる公知のもので、ライン信号とク
ロックaを入力すると画像アナログ信号gが出力される
In FIG. 1, a line sensor 1 is a known sensor such as a CCD line sensor, a phototransistor array, an amorphous silicon sensor, etc., and when a line signal and a clock a are input, an image analog signal g is output.

S/H回路2では、アナログスイッチ、コンデンサー、
オペアンプ等からなる公知のもので、アナログスイッチ
をオン/オフさせる制御信号すによりサンプリングされ
ボールドされ、画像アナログ信号りは遅延回路3とアナ
ログ信号比較器4に入力される。
In S/H circuit 2, analog switch, capacitor,
It is a well-known device consisting of an operational amplifier, etc., and is sampled and bolded by a control signal for turning on/off an analog switch, and the image analog signal is input to a delay circuit 3 and an analog signal comparator 4.

アナログ信号比較器4では、ストローブ機能を持ってい
るコンパレータ(電圧比較器)等公知のもので構成され
、制御信号dにより画像アナログ信号りの電圧レベルを
任意のレベルで比較し、大小の結果として判定信号fを
出力する。
The analog signal comparator 4 is composed of a known comparator (voltage comparator) having a strobe function, and compares the voltage level of the image analog signal at an arbitrary level using the control signal d, and calculates the result as a magnitude result. A determination signal f is output.

プログラマブル・ゲイン増幅器5の詳細は、第4図に示
す実施例ようにオペアンプ20、抵抗器R1、R2a、
R2bからなる公知の非反転増幅回路にゲイン(増幅)
量を決定するための抵抗R2a、R2bをアナログスイ
ッチ21で切り替えることにより、ゲイン(増幅)量を
変化させる。この時のアナログスイッチを切り替えるた
めの信号は、アナログ信号比較器4で得られる判定信号
fにより行われ、ゲイン(増幅)量が決定され画像アナ
ログ信号jとしてA/D変換器6に送られる。
The details of the programmable gain amplifier 5 include an operational amplifier 20, resistors R1, R2a,
Gain (amplification) in a known non-inverting amplifier circuit consisting of R2b
The gain (amplification) amount is changed by switching the resistors R2a and R2b for determining the amount using the analog switch 21. The signal for switching the analog switch at this time is determined by the determination signal f obtained by the analog signal comparator 4, and the amount of gain (amplification) is determined and sent to the A/D converter 6 as an image analog signal j.

遅延回路3は、アナログ信号比較器4で画像アナログ信
号りの信号(電圧)レベルを比較し、その判定信号fに
よりプログラマブル・ゲイン増幅器5でゲイン(増幅)
量を設定している間、画像アナログ信号りを遅延させる
だめの遅延回路で制御信号Cでサンプリングされボール
ドされるS / H回路と同様の公知のもので良い。
The delay circuit 3 compares the signal (voltage) level of the image analog signal with the analog signal comparator 4, and uses the determination signal f to determine the gain (amplification) with the programmable gain amplifier 5.
While setting the amount, a delay circuit for delaying the image analog signal may be a known one similar to the S/H circuit sampled by the control signal C and shown in bold.

A/、D変換器6もまた公知のもので制御信号eにより
アナログ信号よりデジタル信号に変換し、画像信号にと
して演算処理部8に送る。
The A/D converter 6 is also of a known type, and converts the analog signal into a digital signal in accordance with the control signal e, and sends it to the arithmetic processing unit 8 as an image signal.

ランチ回路9は、画像アナログ信号jをA/D変換器6
で画像信号kに変換している間、判定信号fを保持し演
算処理部8に送るもので、一般的なデータラッチで良い
The launch circuit 9 sends the image analog signal j to the A/D converter 6.
While the judgment signal f is being converted into an image signal k, it is held and sent to the arithmetic processing section 8, and a general data latch may be used.

演算処理部8は、判定信号mにより、プログラマブル・
ゲイン増幅器5で設定されたゲイン(増幅)量を一定に
するためゲイン(増幅)Hに従って乗除算するもので、
公知の乗算器を用いることもできるし、設定されたゲイ
ン(増幅)量が2の倍数単位であれば、一般的なシフト
レジスタやビットシフトするためのデータセレクタで構
成することができる。
The arithmetic processing unit 8 uses the determination signal m to perform a programmable
In order to keep the gain (amplification) amount set in the gain amplifier 5 constant, it is multiplied and divided according to the gain (amplification) H.
A known multiplier may be used, or if the set gain (amplification) amount is a multiple of 2, a general shift register or a data selector for bit shifting may be used.

パルスジェネレータ8は、ラインセンサー1、S/H回
路2、遅延回路3、アナログ信号比較器4、A/D変換
器6、ラッチ回路9を制御する信号を作り出力するもの
で、それぞれに必要な制御信号を発生ずべく一般的なカ
ウンタ等で構成することができる。
The pulse generator 8 generates and outputs signals that control the line sensor 1, the S/H circuit 2, the delay circuit 3, the analog signal comparator 4, the A/D converter 6, and the latch circuit 9. It can be configured with a general counter or the like to generate a control signal.

第1図は、第4図で示した、プログラマブル・ゲイン増
幅器の実施例では、ゲイン(増幅)Mを2段階に切り替
えることで説明してきたが2段階に限ったものでなくよ
り多くの段階にすることもできるものである。
In the embodiment of the programmable gain amplifier shown in FIG. 4, FIG. 1 has been explained by switching the gain (amplification) M to two stages. It is also possible to do so.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上性べてきたように本発明によれば、ラインセンサー
から得られる、個々の画像アナログ信号に適したゲイン
(増幅)量を設定し、切り替えて増幅することによりア
ナログ信号処理部における、微弱な画像アナログ信号の
S/Nを向上させることができ、またA/D変換器の入
力レンジを最大限有効に使うことができるため、階調性
に優れた画像データの収集が可能となり、特にカラー画
像のデータ収集には階調性に優れ、さらに増幅器等高性
能なオペアンプを使用しなくともS/Hの向上が簡単に
行え、ローコストであるなど、多くの効果を有する。
As described above, according to the present invention, the amount of gain (amplification) suitable for each image analog signal obtained from the line sensor is set, and the amount of gain (amplification) is switched and amplified. The S/N of the image analog signal can be improved, and the input range of the A/D converter can be used as effectively as possible, making it possible to collect image data with excellent gradation, especially in color. It has many advantages such as excellent gradation for image data collection, easy improvement of S/H without using a high-performance operational amplifier such as an amplifier, and low cost.

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

第1図は本発明の画像入力装置のアナログ処理部の一実
施例を示す構成ブロック図、第2図は従来のアナログ処
理部の一例を示す構成ブロック図、第3図は第1図の構
成ブロック図でのタイミングチャート図、第4図はプロ
グラマブル・ゲイン増幅器の一実施例の回路図である。 ラインセンサー S/H(サンプル/ボールド)回路 遅延回路 アナログ信号比較器 プログラマブル・ゲイン増幅器 A/D変換器 パルス・ジェネレータ 演算処理部
FIG. 1 is a configuration block diagram showing an example of an analog processing section of an image input device of the present invention, FIG. 2 is a configuration block diagram showing an example of a conventional analog processing section, and FIG. 3 is the configuration of FIG. 1. FIG. 4 is a circuit diagram of one embodiment of a programmable gain amplifier. Line sensor S/H (sample/bold) circuit Delay circuit Analog signal comparator Programmable gain amplifier A/D converter Pulse generator Processing section

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ラインセンサーを有する画像入力装置においてラインセ
ンサーから得られる画像アナログ信号を予め設定された
任意のレベルで大小を比較し、判定信号を出力するアナ
ログ信号比較器と、該アナログ信号比較器により比較さ
れた判定信号によりゲイン(増幅)量を切り替えて増幅
するプログラマブル・ゲイン増幅器と、該プログラマブ
ル・ゲイン増幅器により切り替えられたゲイン(増幅)
量を一定にするため、A/D変換器を介してゲイン(増
幅)量に従って乗除算する演算処理部を設けたことを特
徴とする画像入力装置。
In an image input device having a line sensor, an analog signal comparator that compares the image analog signals obtained from the line sensor in terms of magnitude at an arbitrary preset level and outputs a judgment signal; A programmable gain amplifier that switches and amplifies the amount of gain (amplification) based on a judgment signal, and a gain (amplification) that is switched by the programmable gain amplifier.
An image input device comprising an arithmetic processing unit that performs multiplication and division according to a gain (amplification) amount via an A/D converter in order to make the amount constant.
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