JPS5813065B2 - ２値信号検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、２値信号検出回路に係り画像情報を光電変換
素子により変換したビデオ信号から白、黒レベルの２値
信号を検出する回路および装置に関するものである。

画像情報を読み出す場合、光電変換素子を用いて電気信
号に変換し、これより２値の信号を検出する。

たとえば、ファクシミリ送信機の光電変換部あるいは文
字読み出し装置の光電変換部等においては、まず原稿の
情報を光電変換素子によってビデオ信号に変換し、この
ビデオ信号とあるスライスレベルを比較して白、黒レベ
ルの２値信号を検出するものである。

第１図は、画像情報の光電変換部の１例を示したもので
、情報原稿１に光源２（たとえば螢光灯）より光量を照
射し、レンズ系３を通して光電変換素子４（たとえばホ
トセンサアレイ）に結像させる。

光電変換素子４において光電変換されたビデオ信号ＶＤ
は、ビデオ増幅器５により増幅され比較器６によりスラ
イスレベル電圧ＶＳと比較される。

スライスレベルＶＳは、スライスレベル設定回路γによ
り設定されるが、従来直流電圧レベルを調整して用いて
いた。

すなわち、第２図に示すようにビデオ信号ＶＤの情報部
分（黒レベル）をスライスするレベルＶＳに設定し、２
値信号Ｖｏｕｔを検出するものである。

しかし、この方法は光源２の光量が電源変動により変っ
た場合とか、情報原稿１の紙質（反射率）が変った場合
には、光電変換されたビデオ信号ＶＤも変り、それに応
じてスライスレベル設定回路７のレベル調整をそのつど
行なわなければよい２値検出ができない欠点を有してい
る。

従来は、この欠点を光量変化に応じてビデオ増幅器の利
得を自動的に調整するような回路構成にしていた。

これらの利得調整回路は、単に光量変動のみのときであ
れば回路が複雑になるが一応２値信号が検出できた。

しかし、光源２として一般に螢光灯が用いられ、螢光灯
の光量は不均一であり、中央部と両端部とでは５０％以
上の光量差がある。

また、レンズ系の口経蝕およびｃｏｓ４θ（画角の影響
）等により中央部と周辺部とではその明るさが２０〜３
０％（絞りにより異なる）低下する。

このような中央部と両端部の光量の差は前述した利得調
整回路では補なうことができない。

したがつて条件が悪い場合には、第３図に示すようにホ
トセンサ中央部の出力ビデオ信号振幅が大きく、両端部
では減少が見られ、このようなビデオ信号ＶＤに直流的
なスライスレベルＶＳで２値信号を検出すると第３図Ｖ
ｏｕｔのように検出できない所が生じる問題がある。

さらに、このような光源光量の均一性が有る場合でも、
第４図に示すように原稿１の情報が白地に黒文字がある
ものと、黒地に白文字があるものとが一緒に混じってい
た場合には前者の情報を検出しようとし、スライスレベ
ルをＶＳ１に設定すると黒地に白文字の情報が検出でき
ない。

また、後者の情報を検出しようとし、スライスレベルを
ＶＳ３に設定するとその逆の情報が検出できなくなる。

その中間のスライスレベルＶＳ２では両方の情報が検出
できない問題もある。

このように従来の方法ではビデオ信号のレベル変化があ
ると単なる直流電圧によるスライスレベルは２値信号を
検出できない欠点を有している。

本発明の目的は、前述した欠点、問題点に鑑みビデオ信
号にレベル変動があってもその変動に追従して情報のみ
をスライスする２値信号検出回路を提供するにある。

発明の特徴は、１つのビデオ信号に対して２つのスライ
スレベルを設けどちらか一力または両方のスライスによ
って得た２値検出信号を論理素子によって出力するとこ
ろにある。

第５図は、本発明による２値信号検出回路のブロック図
を示したもので、第１図と同符号の部分はそれぞれ同じ
部分に相当するものである。

同図において、７はスライスレベル設定回路で、利得調
整回路１０、高スライスレベルＶＳＨ用の直流レベル調
整回路２０、平滑回路３０、および低スライスレベルＶ
ＳＬ用の直流レベル調整回路４０平滑回路５０から成り
２つのスライスレベル信号を発生する。

同図の６はビデオ信号を２つのスライスレベルＶＳＨ，
ＶＳＬと比較する２つの比較回路６０および７０から構
成される比較器である。

また、８０は２つの比較回路６０および７０によって得
られた検出信号のうちどちらか一方または両方の比較検
出により正規の情報２値信号を出力する論理回路である
。

第５図に示したレベル設定回路７より発生する２つのス
ライスレベルＶＳＨおよびＶＳＬは、次のようなレベル
に発生される。

すなわち、スライスレベルは、ビデオ信号ＶＤを平滑し
て得るためビデオ信号のレベル変動に応じて変化するフ
ローティング方式のスライスレベルになる。

さらに、スライスレベルＶＳＨはおもに白地に黒情報を
検出するために速応できるレベルであり、スライスレベ
ルＶＳＬは黒地に白情報を検出するために速応できるレ
ベルに調整される。

たとえば、画像情報の白レベルのときビデオ信号は第４
図に示したビデオ信号ＶＤの左側のような波形になる。

したがって、この情報を検出するためには同図のＶＳ１
相当のスライスレベルが必要になる。

また、黒地に白情報信号の場合には第４図の右側の波形
に相当するためスライスレベルＶＳ３すなわちＶＳＬに
より情報信号を検出する必要がある。

これらのスライスレベルを発生する平滑回路３０．５０
の具体的な例について次に述べる。

スライスレベルＶＳＨは、白地に黒情報を検出するため
にその情報に速応できるレベルが必要になる。

このレベルを発生する平滑回路３０の１例を第６図ａに
示す。

同図の回路は、抵抗Ｒ３１，３２およびコンデンサＣ３
３による積分型の平滑回路で抵抗３２のＲ２には直列に
ダイオード３４が接続されている。

いま、抵抗３１のＲ１と３２のＲ２との関係をＲ１＞Ｒ
２にすれば平滑回路の立ち上り時定数τＵと立ち下り時
定数τＤが異なりτＵ＜τＤの関係になる。

したがって、この平滑回路３０を通したスライスレベル
は、ビデオ信号の急激な立ち下り（おもに白地に黒情報
の場合）信号に対して応答速度が遅いため、その時の情
報が非常に検出しやすい。

また、立ち上り応答に対しては時定数τＵが小さいため
白レベルまでの速応性が良く白地に黒情報がさらに検出
しやすくなる。

スライスレベルＶＳＬはおもに黒地に白情報を検出する
ように構成するため平滑回路３０の時定数関係と逆の平
滑回路を用いる。

すなわち、第６図ｂに示すように抵抗５２のＲ２と直列
に接続されるダイオード５４は逆方向に接続し立ち上り
時定数τＵと立ち下り時定数τＤの関係をτＵ＞τＤに
することにより得られる。

第７図は、ビデオ信号ＶＤとスライスレベル設定回路７
より得られたスライスレベルＶＳＨおよびＶＳＬの波形
を示したもので、同図からわかるように従来検出できな
かった第４図に示すビデオ信号でもスライスレベルＶＳ
ＨあるいはＶＳＬＫよりスライスし、２値信号を検出す
る。

なお、レベル設定回路７の利得調整回路１０は、ビデオ
信号振幅値より小さく（たとえは８０〜９０％）なるよ
うに利得を設定し、ビデオ信号ＶＤが白レベル情報のと
きその振幅値よりスライスレベルＶＳＨ，ＶＳＬが高く
ならないようにする。

これは、ビデオ信号レベルの変動たとえば光源光量ある
いはレンズ系周辺の光量低下等があっても正常なスライ
スレベルを発生できるようにしたものである。

また、直流レベル調製回路２０および４０は、第７に示
すようにビデオ信号が零レベル（黒レベル情報が連続し
ている場合）のときスライスレベルＶＳＨ，ＶＳＬをそ
れぞれＥＨ，ＥＬに調整する。

これらの条件はＥＨ＞ＥＬに設定されるため、常にスラ
イスレベルＶＳＨはスライスレベルＶＳＬより高いレベ
ルになる。

このようなことから２つのスライスレベルＶＳＨおよび
ＶＳＬはクロスすることがなく、ビデオ信号ＶＤの白レ
ベルおよび黒レベル情報の中間を常にスライスすること
がわかる。

論理回路８０は、スライスレベルＶＳＨおよびＶＳＬに
より得られた２組の情報２値信号ｅＨおよびｅＬより正
規の情報２値信号Ｖｏｕｔを得るための論理回路で、そ
の具体的な一例を第８図に示しそのタイムシーケンスを
第９図に示す。

第８図の論理回路８０は、論理素子８１〜８７およびフ
リップフロップ８８により構成され、入力信号ｅＨ，ｅ
Ｌが共に高レベルになった後の入力信号変化に対しては
信号ｅＨにしたがい、ｅＨ，ｅＬが共に低レベルになっ
た後の入力信号変化に対しては信号ｅＬにしたがうよう
に論理動作をさせるものである。

以上の説明からわかるように、白地に黒情報または黒地
に白情報が混じっていても、また光源光量の変化、レン
ズ系による光量の不均一等があっても手動でレベル調整
する必要がなく２値信号を検出することができる。

本発明の効果を従来の直流スライスレベル方式と本発明
のスライスレベル方式とにより２値信号を検出した場合
の一例を用いて説明する。

第１図の従来の直流スライスレベル方式の場合、一般に
直流レベルはビデオ信号の最大値（白レベルの出力）の
６０％〜８０％程度が望ましい。

いま仮りに７０％に直流スライスレベルを設定した場合
を考えると光量の変動（光源電源の変動あるいは光源の
劣化等によるもの）の範囲は３０％以上減衰すると直流
レベルと同じになり２値信号が検出できなくなるため７
０数係以上の範囲でなけれはならないことになる。

これに対して本発明によるスライスレベル方式では光量
が８０％減衰しても正常に２値信号を検出できる。

すなわち、２０％〜１００％の範囲で光源光量が変わっ
てもそのビデオ信号レベルに応じてスライスレベルも追
従し正常な動作が行なわれ、動作範囲の向上が非常に大
きい。

さらに、白地に黒レベル情報と黒地に白レベル情報が混
じっている場合には、従来の直流スライスレベル方式で
は２値信号を検出できないが本発明によるスライスレベ
ル方式により２値信号が検出可能になり非常に有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、画像情報読出装置等における光電変換部の構
成の一例を示すブロック図、第２図、第３図、第４図は
、直流スライス法によるビデオ信号の２値検出信号波形
図、第５図は、本発明の２値信号検出回路のブロック図
、第６図は、本発明の２値信号検出回路に用いる平滑回
路図、第１図は、本発明のレベル設定回路の動作波形図
、第８図は、本発明の２値信号検出回路に用いる論理回
路の具体的な一例を示す回路図、第９図は、第８図に示
す論理回路の動作波形図である。 符号の説明、１０・・・・・・利得調整回路、２０・・
・・・・レベル調整回路、３０・・・・・・平滑回路、
４０・・・・・・レベル調整回路、５０・・・・・・平
滑回路、６０・・・・・・比較回路、７０・・・・・・
比較回路、８０・・・・・・論理回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光電変換信号とスライスレベルを比較し、白黒レベ
   ルの２値信号に変換する画像情報検出回路において、該
   光電変換信号の利得調整回路と２つの直流レベル調整回
   路および平滑回路を有するレベル設定回路を設けると共
   にこの２つの平滑回路の一方は立ち上り時定数τＵと立
   ち下り時定数τＤの関係がτＵ＜τＤで他方がτＵ＞τ
   Ｄとなるようにし、さらに該レベル設定回路の２つの出
   力と該光電変換信号とを比較する２つの比較器および該
   比較器の２出力信号を論理処理して２値信号に変換する
   論理回路を設けたことを特徴とする２値信号検出回路。