JPS58196766A - 画像信号二値化装置 - Google Patents

画像信号二値化装置

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JPS58196766A
JPS58196766A JP57078182A JP7818282A JPS58196766A JP S58196766 A JPS58196766 A JP S58196766A JP 57078182 A JP57078182 A JP 57078182A JP 7818282 A JP7818282 A JP 7818282A JP S58196766 A JPS58196766 A JP S58196766A
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JP
Japan
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circuit
level
image signal
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black
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JP57078182A
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English (en)
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Yoshikazu Yokomizo
良和 横溝
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Canon Inc
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Canon Inc
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40Picture signal circuits
    • H04N1/403Discrimination between the two tones in the picture signal of a two-tone original

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  • Multimedia (AREA)
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  • Image Input (AREA)
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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】 本発明tX、7アクンばり等の画像信号処理に好適な画
像信号二値化装置に関し、さらに詳細に汀、船端で書か
れたような濃度の淡い原稿や1色地練−に印刷された文
字、あるいを了白抜きの文字等を正確に二値化する装@
Tic闘する。
従来1画信号号の二値化回路は数多く提案されており、
その代表的な#ll成例としては第1図のようなものが
ある。
第1図の従来e1において、図示しない撮像手段から得
た画像信号は比較回路Ivc印加されるとともに、包絡
綴検波器コに入力され、ここで適当な時足載を有する半
波整流回路によって、白レベルの包結線が検波される。
その包結線出力を分圧回路Jで抵抗分割し、黒地部分の
雑音を拾わないように直流加算回路参でオフセント電圧
を加算した俵、比較回路/に基準電圧として印加し、こ
こで#配崗像信号な二値化する。
この従来例では、包結線検波器コは黒レベルのピークホ
ールド(ロ)路としての機能を有するが、放電時定数の
設定の仕方によって画質VC微妙な影響を与えることが
欠点として知られている。また、さらに、第1図におい
て、原稿の黒地レベルは接地電位であると仮定しており
、従って逆に黒地レベルを接地電位にクラン1する回路
が必要となる欠点があつTこ。また、直流加算回路ダに
よって単純にオフセラ)[Eを加算しているのみである
から、白抜きの文字の二値化は滴定のいくものではなか
った。
そこで1本発明の目的は、これら従来の欠点を除去して
画像信号二値化装置を提供することにある。
また1本発明の他の目的を了、二値化のための演算回路
をデジタル化し、無調整で高性能な画像信号二値化装置
を提供することにある。
従来は、包#5WM検波器によって白レベルの変動のみ
対処しているのに対し、本発明で修了、この他に黒レベ
ルのピークホールド回路を設け、黒レベルの変動にも対
処するようにし、以て正確な二値此処#AV行う。
以下1本発明%:図示の実施例にもとづき詳細に説明す
る。
第コーは本発@#による画像信号二値化装置の一実施例
のブロック園である。同図において、jはA−D変換器
である。以下に述べる二値化回路を1アナログま7:は
デジタルのいずれの形態でも*mすることができ、以下
の(ロ)路を丁ぺてデジタル系とするときには、A−D
変換器j1¥:用いる。他方。
以ト°の回路を丁ぺてアナログ糸とするときKは。
A−Df換器jを用いなければよい、以下の説明テラ゛
工、第λ図の回路が全てデジタル回路から成っている場
合について説明する。
アナログ圃信号号人カマし丁A−D変換器Sで多値繊子
化デジタル画像信号vIl′il:変換され、その黒レ
ベルのピーク値Bが黒レベルピークホールド回 。
路41c ヨッ−CY y −y s−* −k F”
 8211゜一方、白’レベルピークホールド回路7に
よってデジモル画像m号V中の白レベルのピーク値Wが
サンプルホールドされる。これらサンプルホールドされ
た信号BとWG2減算回路tKよって減算され、差信号
a−WY得る。次に、乗算回路!および定数にの定数回
路10 Kより、差信号B−WK定数kが乗ぜられ1乗
算出力k(B−W)Y得る。ここで、にはおおむね0.
3に近い値とするのが好適である。
を加算し、スライスレベルTと(、て。
T=kB + (/−k)W        (1)を
得る。
上述の演算の結果、得られた基準信号TG了、iit像
信号Vの黒レベルのピーク値Bと白レベルのピーク値W
を k  I  (/−に、)          (2)
の割合で平均加算したものであるので、正確な二値化を
行うことができる。例えば、にンo、Sと丁れば、 k  :  (/−に’)−0,11(/−0,1)−
/  j  /  (!S)となり、スライスレベルT
の値αBとWのちょうど中央に位置する。
次に、スライスレベルTと、デジタル画僧信号Vを11
Il延回路/JK通して得た遅延出力V とを比較@ 
/J ec供給し、ここでテとV とを大小比較して二
値化信号を得る。
で1時間合わせのために挿入したものである。中−1遅
延演算子を表わす。
なお、定数kを1例えば検知した白レベルのピーク値V
Cより可変とすることもできる。これにより、一層適し
た二値化レベルを設定できる。
第3図に工、第2図に示した本発明の実施例のより詳細
な回路構成な示す。ここで&了、A−D変換器iX’!
略しであるが、第2図に対応して全てデジタル形式の演
算回路である。
まず、デ4ジタルl#惨信号Vは、ランチ36 Kよつ
てl−案分遅延され、コンパレータ3ノで連続するコ画
素間の画像信号の変化分を検出する。コンパレータ3/
のA入力には1画素前の画像信号が入力され、B入力に
&了現在の画素の画像信号が入力されているから1両信
号の大小利足を行うことによって1画信号号が増加状態
にあるのか、減少状態にあるのか、あるいは一定状態に
あるのかが分かる。
いま、画像信号が#I加状態にあるとき、言い換えると
1時間の経過とともに徐々に黒くなって行<、!:キk
l、コンパレータ31のA)B出力が高レベルになるの
で、アンドゲート邦が開いてクロツクCKICよりラン
チ32を駆動し、画像信号Vをランチ3ノにランチする
次に、画像信号が減少状部に転すると1丁なわち黒のピ
ークレベルを過ぎて徐々に白くなって行<トtt汀、コ
ンパレータJ/ (2) A > B出力kl t L
’ ヘルとなり、アンドゲート3亭は閉じて、ランチ3
2の出力端子QKは黒のピークレベルが保持gtする。
それと同時に、低レベルのA)B出力はインバータ3≦
で反転され、それによってアンドゲート35が開くから
、当該黒のピークレベルを1ラツテ330出力QVcも
ランチされる。
次に、再び画像信号が再び増加に転すると、ランデ32
を1次の黒のピークレベルのランチを開始する。その閣
、ラフテINX以前の黒のピークレベルBを保持したま
まとなる。丁なわち、本例でを了、ランチ30.n−M
よび33.コンパレータJ/%アンドゲート屏オよびJ
S、およびインバータJ、4 Kよって黒のピークホー
ルド回路6が構成されている。
一方、白のピークホールド回路7は、ランデnおよびI
、アンドゲート7?オよび語、およびインバータ#/に
よって構成されており、その動作は上述した黒のピーク
ホールド回路6の磯合と同様であるが、コンパノー夕J
/の出力1cA<Bを用いている点のみが員なる。黒の
ピークホールド信号B目tliI接に加算60に供給さ
れ、吏に白のピークホールド信号WはインバータqY:
介して加算器#3K    ’供給され、ここでB−W
+1)演算が実行される。そ0B−W出力をに倍(ロ)
路#に供給する。回路邦とし℃は1本来は、乗算器を用
いるが1回路を簡単にするために、ここではに−りとし
て、34倍回路を用いて、 B−W出力の全ビン) )
l L8B @へlピントづつシフトするだけで(B−
W)のh倍を実現する。kが号ということは、スライス
レベルが黒のピークレベルと白のピークレベルの丁度真
中になるので、むしろ都合が良い。
加算器Is Kランチ31のW出力とh倍回路邸の(B
−W)/コ出力とを供給し、W+(B−W)/2= <
 ts +w >/2の演算を行う。このCB+W)/
コ出力をスライスレベルTとして一コンパレータ銘のB
入力端子に印加する。コンパレータ砧のA入力端午には
、ランチCおよびNKよって一画素分遅延されたデジタ
ル画像信号Vを印加する。
このデジタル画像信号Vは、当該スライスレベルTでス
ライスされて二値化画像信号となる。
ラッテqおよびqについて、本例でI了J個の揚台を例
示したが、このランチの個数はコaIiに限る必9Pは
なく1画信号号Vのスルーレートの様子からOSj個程
度の範囲で最適な個数を見い出すのが!IIlましい。
例えば、Il像信号Vの量子化ピント数がm(Bit)
で、最大スルーレートが8(Bit、/Pi!l)であ
るならば、かかるランチの所要個数は(コ  +/ )
@に設定するのが望ましい。これは、スライスレベルT
が、当該−像信号Vの次の白または黒のピーク清音検出
して得られた結果をもって、真のスライスレベルにする
という考えから求めた結果であるが、ランチ個数は0個
であってもPjr望の性能E工十分発挿し得る。
第2図に示した実施例でを了、(1)式の演算を忠実に
実行するために図示のような構成としたが、(1)式の
結果を満足する型式であれば他の構成であっても良いこ
と番1勿論である。
例えば、k−%めときには、単にBとWとの平均VXめ
れば良いのであるから、第参図に示す構成であっても良
い0丁なわち、第参図において、lf&了加算回路であ
り、ピークホールド回路6および7からの出力BとWと
火ここで加算し、その加算出力(B+W)a−34の乗
算回路/IVc供給して、(8+W)/コ出力を得る。
本例で、その他の部分は第2図と同様の構成要素と千ろ
ことができるので、対応個Ffr[は同一の符号を付与
してそれらの詳#1は省略する。
また、第2図に示した実施例において1例えばIll算
回路//1工第j図に示すように、減算回路16で置き
換えて、この減算回路74 K遅′延回路13からのV
*出力と白レベルピークホールド回路7の出力Wとを供
給してv”−wを求め、このv−W出力を乗算IO2路
9からのk(B−W)出方と比較するようにしてもよい
。このよう九構成すると、比較器12の所望ピント数を
1少なくて済む1本例においても第2図の例と同様の清
新にを1同−の符号を付して、それら・)許細は省略す
る。
第3図にボした本発明による画像信号二値化回路におい
て、白地の連続原稿や黒地の連続部分で雑音のピーク値
を二値化しないように、伝達特性を補正する1例えば、
いわゆるリインタを設けることができる。−例として、
−!図示のラッテJ2とランチ33との間に非線型関数
を書き込んだROM(リードオンリメモリ)を挿入する
ことにより、リインタ動作をさせることができる0例え
ば、第6図(ム)に示すように、ランチ32と2ンテJ
3の聞に1第6図(1)に示すようなデータなもつ)L
OM岬を用いた非直線データ置換装置を挿入することに
より、黒地の連続811号の雑音ケ拾わないようにする
ことが可能である。
白地についてil’041K、白レベルピークホールド
回路側でリインタt’設けることが可能である。
なお、同様の補正をゲート回路を用いたハード構成で行
うこともできるが、その場合は補正処理のための時間1
!!!延が必要となる。
第2図に示した本発明による画像信号二値化回路を1.
アナログ回路でも実施できる。例えば、第コ園に’Mい
て、遅延@路/j+工、デジタルで曝エシフトレジスタ
を用いて構成できるが、アナログでは例えばディレイブ
インを用いて遅延させることができる。マダニチェート
コンパレータ12としては9,11 アナログコンハレータを用いることができる。加算(ロ
)路//はアナログでは単に抵抗加算器で良い。
乗算回路ヂとしてはアナログ乗算器1例えばモトローラ
社製QJ MC/リタ4(Li用いることができる。
tft、算回路tは位相反転回路を含む抵抗加算回路で
実現できる。黒レベルピークホールド回路4および白レ
ベルピークホールド回路7については、例えば第7図に
示すようにアナログ回路で構成できろ。これら両回路6
および7とも、はとんど同一の回路で実現できるので、
ここでを1黒レベルビークボールド回路についてのみ説
明する。
第7図において、SOはFITスイッデ、I/kZコy
デン+j、jコはバンファ増#A器、!!およびj41
1はディレィライン、jjによび16 &Xコンパレー
タ、57に了アンドゲート、srはディレィラインであ
る。
アナログ画像信号■はディレィラインs3および51で
、それぞれ、llI!11素相当時間づつ遅延され、そ
れぞれコンパレータjjおよび!;6 Tic印加され
る。ある時刻tのときの入力画像信号なV (t)で与
えると、ディレィ2イン11およびj41の出力は各デ
ィレィラインの遅延時間をτとすると、七れそれVtt
−τ)、  V(t−コτ)で与えられる。コンパレー
タsrの出力は、V(を−τ)>V(t−2τ)むとき
に高レベルとなり& −方& コンパレータj6の出力
を工v(t)>v(t−τ)のときに高レベルとなるか
ら、アンドグー) 17の出力は、結局V(t)>V(
t−r))vtt−27)     (4)のときKA
レベルとなる。そのとき、FITスインデSOがオンす
るから、アナログ画像信号V(tl#工ずイレイライン
Ifv介してコンデンサ1/に蓄411される。この(
4)式汀極大値ン与えろ式であり。
ms倍信号上式(4)を満たさなくなれば、FETスイ
ンテjOはオフするので、結局コンデンサj/には黒レ
ベルのピーク値が丈ンプルホールドされることになる。
コンデンサStに蓄積された電荷を1゜パン7ア増幅器
12を介して黒レベルピークホールド信号Bとして次段
罠伝達される。ディレィラインjfl工、v(を−丁)
が極大のときに正確にそQ)値Vサンプルするために挿
入された時間合わせ用Oディレィフィンである。
以上説明したように、本発明によれば1時々刻々と変化
する画像信号の黒レベルのピーク値と白ノベルのピーク
値との、例えば中間のレベルにスライスレベルな設定す
ることができるので、微細な文字の二値化や、色地原稿
に書かれた文字、鉛筆文字のよ5Km!度の5丁い文字
、または白抜きの文子等を正確に二値化できる。しかも
、従来例のようなコンデンサの充放電回路を必要としな
い1こめ、スライスレベルが時間経過とともに変化して
しまうおよそもなく、安定した二値化処理を行うことが
できる。また、デジタル回路のみで構成し1こ二値化回
路は、集積回路化に好適であり、以て装置の小型化およ
び低価格化にも効果がある。
史に、補正手段により、連続した白地あるいは黒地の画
像信号に含まれるノイズによるレベル設定動作を防止で
きろ。
【図面の簡単な説明】
第1図を子画像二値化回路の従来例を示すブロック図、
W、−図は不発−によ5画像信号二値化装置の一実施例
を示すブロック図、第3図は本発明による1lIIl″
像信号二値信号置のより祥細な回路!l1lhXをボ丁
回路図、第q図B本発明による画像信号二値化回路の第
コの実施例を示すブロック図、第S図は本発明による画
像信号二値化装置の第3の実IIIA@を示すブロック
図、第4図(A)1了非直線デ〜タ変換装置の一例な示
すブロック図、第6図(B)は七のiLOMデータの一
泗の説明図%第7図を了アナcx y方式による黒レベ
ルピークホールド回路の一実ame’Iv示す一路一で
ある。 l・・・比較回路、     2・・・包絡−検波器。 3・・分圧回路、      *−・・直流加算回路。 j・・−AD[換器、 6・・黒レベルピークホールド回路。 7・・白レベルビークホールド回路。 l・・・減算回路、     9・・・乗算回路、10
・・・足載(ロ)路、//・・・加算回路。 ノー18.比較器、      13・・・遅延回路、
/l・・・加算回路、     15−・・鍔乗算回路
。 /≦・・−減算−M。 30.3λ、 33.77、 M、 F7.1it−5
7f 。 J/、弼・コンパレータ、 #、 15. jF、 #・・・アンドゲート。 36、参バー・インバータ、    Q・・・インバー
タ。 13、13・・・加算器、    部・・・h倍回路。 押・・非1i*データ変換装置(ROM)、jO・・・
lFET7471%   St・・・コンデンサ、5コ
・・・パンツγ増l1il器、    xi、s*、r
t・−・ディレィライン、           IS
、 14・・・コンパレータ。 j7・・・アンドゲート。 特許出願人  キャノン株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 画像の濃淡1!′表わ丁−像信号を二値画像信号[f換
    する画像信号二値化装置において、前記画像信号の黒レ
    ベルのピーク値を保持する黒レベルピークホールド手段
    と、@記画像信号の白レベルのピーク値を保持する白レ
    ベルピークホールド手段と、前記黒レベルピークホール
    ド手段の出方レベルVBとし、また前記白レベルピーク
    ホールド手段の出力レベルをWとし、kを0以上でl以
    下の示教として。 T−kB+(/−k)W なる演算を行う演算手段と、該演算手段の出方信号デな
    基準レベルとして前記画像信号を二値化信号に変換する
    ためめ比較手段とを具備し、前記黒レベルピークホール
    ド手段および白レベルピークホールド手段の少なくとも
    いずれか一方にて、黒またを1白レベルのi!!続部分
    で雑音のピーク値な二値化しないよ5KL、た補正手段
    を設けたことを特徴とする画像信号二値化装置。
JP57078182A 1982-05-12 1982-05-12 画像信号二値化装置 Pending JPS58196766A (ja)

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JP57078182A JPS58196766A (ja) 1982-05-12 1982-05-12 画像信号二値化装置
US06/491,797 US4667237A (en) 1982-05-12 1983-05-05 Image signal processing device

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Cited By (4)

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