JPS59103470A - 画像２値化処理回路 - 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】 技術分野 この発明は、画像読取装置等の画像２値化処理回路に関
するものである。

従来技術 従来の画像読取装置では、原稿画像の明暗トーンを白か
黒か（電気信号では１０″レベルと１１ルベル）の２値
付号として識別して、画像を２値化して再現していた。

このような画像再現処理では、原紙の白いバックに黒い
文字が印字されている文字原稿の複写の場合には、原稿
画像自体のトーンが２９的であるため、再現性に問題は
ないが、写真画像のようにハーフトーンを有する原稿の
場合は、このよう々微妙々ハーフトーンが所定しきい値
によって白か黒かに２値化されてしまうので、再生画像
が単調になシ再現性が著しく劣るという欠点を有する。

目　　　　的 この発明は、従来例における如上の欠点を解消し、新聞
などにおける網点画像と同様に原稿画像のハーフトーン
についても再現することのできる、画像再現性の良好な
画像２値化処理回路を提供することを目的とするもので
ある。

実施例 この発明の第１の実施例を第１図ないし第４図に基づい
て以下に説明する。

この実施例の画像２値化処理回路は、第１図に示すよう
に画像読取装置ｌと、レーザービームプリンタ２の２ブ
ロツクからなる読取複写装置３に適用したものである。

前記画像読取装置１は、原稿ガラス４上に載せられた原
稿の被撮影面を照明するランプ５　ａ　Ｔ　５　ｂｓ原
稿より投影される１走査ライン分の反射光を９０度方向
転換するミラー５０からなる第１走査系５と、ミラー６
　ａ、　、　６　ｂからなりミラー５Ｃの反射光を１８
０度方向転換する第２走査系６と、ミラー６ｂの反射光
を集束する投影レンズ７と、この投影レンズ７を透過し
た前記原稿からの反射光を受光し１走査ラインごとの画
像を順次電気信号に変換して蓄積・転送するラインイメ
ージセンサ８とを備え、モーター９、ベルト１０、クラ
ッチ１１などからなる走査系駆動機構によυ第１．第２
走査系５　ｅ　６を投影レンズ７、ラインイメージセン
サ８の配列方向に向は順次移動させ、原稿の全被撮影面
が順次走査されるようになっている。第１第２の走査系
５，６の移動速度は２：１に設定され、全走査行程にわ
たって原稿の被撮影面からラインイメージセンサ８まで
の光路長が常に一定に保たれるようにされている。

　５− 一方、レーザービームプリンタ２は、図示しないレーザ
ー光源から照射される画像再生信号に相当するレーザー
光を反射するポリゴンミラー１２と、このポリゴンミラ
ー１２で原稿画像の１走査ライン相当区間ごとに光路を
扇状に揺動変化させられて反射するレーザー光を受ける
ミラー１３と、このミラー１３で反射されるレーザー光
で感光面を走査されて原稿画像に対応する静電潜像を形
成する感光ドラム１４などから々つでいる。

この場合の画像２値化処理回路の機能は、原稿画像を１
走査ライン分ごと撮像する前記ラインイメージセンサ８
からのアナログ出力である撮像信条Ａを、１０１．１１
＠レベルの２値付号に変換するものであり、この回路に
よる２値化処理によって、画像再生信号としてレーザー
光源より出力　６− されるレーザー光の照射強度も２値化される。

この実施例の画像２値化処理回路の概要は、第２図に示
すように前記のラインイメージセンサ８より出力される
撮像信号Ａを第１のしきい値と比較して１０ルベル信号
と”１ルベル信号とからなる２値化信号に変換する第１
の２値化回路１５ａと、同じ撮像信号Ａを第１のしきい
値より低い第２のしきい値と比較して２値化する第２の
２値化回路１５ｂと、これら２つの２値化回路１５ａ。

１５１）の出力Ｂ、Ｏの排他的論理和をとり撮像信号Ａ
のうちからハーフトーンに相当する信号分りを弁別する
ハーフトーン信号弁別回路１６と、ラインイメージセン
サ８の１画素分に相当する信号幅に比ベパルス幅の小さ
い高周波パルスＥを出力する高周波パルス発生回路１７
と、前記ハーフトーン信号弁別回路１６の出力りと前記
高周波パルスＥの論理積をとる第１のＡＮＤ回路１８ａ
と、ハーフトーン信号弁別回路１６の出力りと高周波゛
パルスＩの反転信号ｉの論理積をとる第２のＡＮＤ回路
１８ｂと、ラインイメージセンサ８より１走査ライン分
の撮像信号Ａが出力されるごとに、２つのＡＮＤ回路１
８ａ、１８ｂの出力Ｉｒ＋Ｆを交互に選択する選択回路
１９と、この選択回路１９により選択されたＡＮＤ回路
１８＆、１８ｂの一方の出力Ｆまたはマと第１の２値化
回路１５ａの出力Ｂとを合成するトーン複合処理回路２
０とからなる。

この実施例では、前記ラインイメージセンサ８としてＯ
ＯＤが用いられ、００Ｄ駆動回路２１によりＯＯＤのキ
ャリア蓄積・転送などの各動作を行わせるようにされて
いる。

ラインイメージセンサ８より出力された撮像信号Ａは、
つぎの撮像信号増幅段で所定のレベルまで増幅して２値
化処理段に送られる。

前記撮像信号増幅段は、差動増幅回路２２やＡＧＯ回路
の一種であるＡＢ　Ｏ（Ａｕｔｏｍａｔ、ｔｃＢａｃｋ
ｇｒｏｕｎｄ　　０ｏｎｔｒｏｌ）回路２３などからな
り、ラインイメージセンサ８の出力のうち、実質的な撮
像信号が差動増幅回路２２の一方の入力信号とされ、ラ
インイメージセンサ８より別に出力される黒基準信号が
撮像信号の１走査ライン区間ごとにサンプルホールド回
路２４で保持されて、この黒基準信号が差動増幅回路２
２の他方の差動入力信号と力る。

前記サンプルホールド回路２４は、サンプル水９− 一ルドパルス発生回路２５より与えられるパルスによっ
て駆動され、その動作タイミングはＯＯＤ駆動回路２１
からのクロックパルスによって制御される。

次段のＡＢＯ回路２３において差動増幅回路２２の出力
は、原稿の基紙反射濃度に起因する変動分を除去されて
、最終的に必要なレベルまで増幅される。

第１．第２の２値化回路１５ａ、１５ｂはそれぞれ比較
器からなり、ＡＢＯ回路２３で増幅された撮像信号Ａの
電圧レベルが、第１の２値化回路１５＆では第１のしき
い値である基準電圧Ｖ　ｒ　ｅ　ｆ＃　１と、第２の２
値化回路１５ｂでは第２のしきい値である基準電ＥＶｒ
ｅｆ、２とそれぞれ比較される。

前記の各基準電圧Ｖｒｅｆ、１．Ｖｒｅｆ、２　として
、　１０− ＡＢＯ回路２３で増幅された撮像信号Ａを、フローテイ
ンダスライス方式により所定時定数の積分回路２６で処
理した電圧を用いることによって、２値化回路１５ａ、
１５ｂのしきい値を撮像信号Ａの変動に追随させ、画像
再現性を向上させるようにしている。

選択回路１９はＤタイプ・７リツプフ四ツブから々す、
選択回路１９が００Ｄ駆動回路２１から出力される１走
査ライン分読み出し指令信号８Ｈをりｐツクパルスとし
て受けるたびに、Ｑ、　、　Ｑ、端子の出力Ｑ、　、　
（Ｉｔがそれぞれ反転するように、互端子とＤ端子とを
直結している。

高周波パルス発生回路１７より出力される周波数２ｆの
高周波パルス■は、第１．第２のＡＮＤ回路１８ａ、１
８ｂにそれぞれ入力する一方、別に分周回路２７で周波
数ｆのパルスに変換し、この分周パルスをＯＯＤ駆動回
路２１のクロックパルスとして供給するようにしている
。

第１．第２のＡＮＤ回路１８ａ、１８ｂはそれぞれ３入
力回路からなり、第１のＡＮＤ回路１８ａではハーフト
ーン信号弁別回路１６の出力Ｄ１高周波パルスＥおよび
選択回路１９のＱ端子出力Ｑの３信号を入力する一方、
第２のＡＮＤ回路１８ｂではハーフトーン信号弁別回路
１６の出力Ｄ１インバータ２８による高周波パルスＥの
反転信号１および選択回路１９の夏端子出力互の３信号
を入力するようにしている。

トーン複合処理Ｍ路２０は３人力ＯＲ回路からなυ、第
１の２値化回路１５ａの出力Ｂ１第１゜第２のＡＮＤ回
路１８ｍ、１８ｂの出力Ｆ、Ｆを入力し、選択回路１９
による制御によってＡＩＪＤ回路１８ａ、１８ｂの出力
ｒ、Ｖが撮像信号Ａの１走査ライン分ごとに交互に選択
されて入力されるようにしている。

前記画像２値化処理回路において、撮像信号が２値化再
生信号に変換される処理過程を、第３図に基づいて以下
に詳述する。

００Ｄ駆動回路２１が読み出し指令信号５Ｈ（１３１１
（ｂ）　）を出力すると、ラインイメージセンサ８から
は原稿画像の１走査ライン分の濃淡変化に対応する第３
図（ａ）に示すような撮像信号Ａが出力され、この撮像
信号Ａは差動増幅回路２２、ＡＢＯ回路２３からなる撮
像信号増幅段を経て各２値化回路１５ａ、１５ｂに入力
される。

第１の２値化回路１５ａでは、上記撮像信号Ａ　１３− と基準電［Ｅｖｒθｆ、　１とが比較されて、撮像信号
Ａの電圧レベルが基準電圧Ｖｒθｆ、　１を越える区間
だけが１１ルベル出力となる第３図（Ｑ）に示す波形の
２値化出力Ｂが得られる。

一方一第２の２値化回路１５ｂでは、前記撮像信号Ａと
基準電圧Ｖｒｅｆ、２とが比較され、撮像信号Ａの電圧
レベルが基準電圧Ｖｒｅｆ、１２を越える区間だけ１１
ルベル出力となる第３図（ｄ）に示す波形の２値化出力
０が得られる。

イクスクールジプＯＲ回路からなるハーフトーン信号弁
別回路１６では、２値化回路１５ａ、１５ｂの出力Ｂ、
Ｏの排他的論理和がとられ、撮像信号Ａの電圧レベルが
基準電圧Ｖｒθｆ、　１　　と基準電圧Ｖｒｅｆ、２　
の間にある区間だけ１１ｗレベル出力となる第３図（ｅ
）に示す波形の２値化出力りが得ら　１４− れる。

次段の第１のＡＮＤ回路１Ｂ＆では、高同波パルスｌと
ハーフトーン信号弁別回路１６の出力りと選択回路１９
のＱ端子出力Ｑ、の論理積がとられ、第２のＡＮＤ回路
１８ｂでは、高周波パルスＥの反転信号丁とハーフトー
ン信号弁別回路１６の出力りと選択回路１９の１端子出
力可の論理積がとられる。

選択回路１９のＱ、端子出力Ｑ、と頁端子出力頁とは、
前記したように撮像信号の１走査ライン分ごとに相補的
に出力レベルが反転するため、第１のＡＮＤ回路１８ａ
においてＱ端子出力Ｑ８は、高周波パルスＥとハーフト
ーン信号弁別回路１６の出力りとの論理積信号を１走査
ラインおきに出力させる選択信号として働き、また互端
子出力互についても第２のＡＮＤ回路１８ｂにおいて、
高周波パルスＥの反転信号ｌとハーフトーン信号弁別回
路１６の出力りとの論理積信号を、Ｑ端子出力Ｑ。

の場合から１ライン分ずれて１走査ラインおきに出力す
る選択信号として機能する。すなわち、２つのＡＮＤ回
路１８ａ、１８ｂと選択回路１９の間の関係は、高周波
パルスＥとハーフトーン信号弁別回路１６の出力ｐとの
論理積をとる２人力ＡＮＤ回路と、高同波パルスＥの反
転信号百とハーフトーン信号弁別回路１６の出力りとの
論理積をとる２人力ＡＩＪＤ回路とを、これらＡＮＤ回
路の出力側よυ選択制御して、１走査ラインごとに交互
に出力させることと等価である。

以上の処理によって、ハーフトーン信号弁別回路１６の
出力りは、ＡＮＤ回路１８ａまたは１８ｂで第３図（ｆ
）に示すような櫛歯状の波形の信号Ｆ。

ＰＫ変換される。

ＡＮＤ回路１８ａ、１８ｂの出カフ、′ｙは、最終段の
トーン複合化回路２０で第１の２値化回路１５ａの出力
Ｂと合成され、第３図（ｇ）に示すような広幅パルスか
らなる黒信号域と狭幅パルス群からなるハーフトーン信
号域とが複合した２値化再生信号Ｇが取り出される。

上記２値化処理で得られる再生信号Ｇでは、櫛歯状の狭
幅パルス群からなる信号域が原稿画像のハーフトーン部
分に相当するので、再生画像ではハーフトーン部分が網
点化され、結局１０１％１１の２値レベルによって白、
黒のほかハーフトーンも表現されたことになる。

再生画像において、隣接し合う上下のライン間　１７− では、ハーフトーンを表現する格子状の白黒が、前述の
選択回路１９による制御によって互にＷｔｊｐＩし合う
ように調整されるため、ハーフトーンを表現する格子縞
が複数段のラインにわたって縦列に揃うことはなく、第
４図に示すように白黒がモザイク状に分散して、ハーフ
トーン部分を均質な階調で表現することができる。

この実施例では、ラインイメージセンサ８を周波数ｆの
クロックパルスで駆動する（したがって１画素分の撮像
信号区間は１／ｆとなる）一方、ハーフトーンを表現す
る高周波パルスＥの周波数を前記クロックパルスのてい
倍２ｆに選んでいるか１ハ一フトーン表現は高周波パル
スＥのパルス幅が１画素分の信号幅よシ小さければ可能
であるから、この実施例に替え、例えばハーフトーン表
　１８− 現用の高周波パルスとして、ラインイメージセンサ駆動
用のクロックパルスと同一周波１＆ｆテデユーテイ・サ
イクＡ１５０％のパルスを選ぶことにより、ハーフトー
ンを棒画素分の黒信号域と白信号域とで表現することも
できる。

２値化された画像再生信号を受けて画像を再生する手段
としては、前述のレーザービームプリンタ２のほか、ワ
イヤートッドプリンタなどのインパクトプリンタや、ノ
ンインパクトプリンタであるインジェクト、ＯＦＴ、感
熱プリンタなども適用可能である。

この発明の第２の実施例を第５図に基づき以下に説明す
る。

この実施例の画像２値化処理回路は、前記第１の実施例
においてハーフトーン表現用の高周波パルスＥを所定周
波数２ｆに限定していたのに替えて、複数種類の周波数
−（ｎ−１）ｆ＋ｎｆ＋（ｎ＋１）ｆ・・・の高周波パ
ルスを用意し、任意の周波数の高周波パルスを使用者が
自由に選べるようにして、ハーフトーンの網点化の目の
粗さを適宜変更しうるようにしたものである。

この例では、高周波パルス発生回路１７′より出力され
る高周波パルスＥ′の周波数’ｉ、ＯＯＤ駆動回路２１
に入力するクロックパルスの周波数ｆの整数倍ｍｆ（ｍ
ａｎ）に設定して、この高周波パルスＥ′ヲ途中の任意
分周回路２７′でハーフトーンの網点化の各度合に応じ
た複数種類の周波数・・・（ｎｌ　）　ｆ　＋　ｎ　ｆ
　＋　（ｎ　＋　１　）　ｆ　・”の高周波パルス　。

に分周する一方、００Ｄ駆動回路２１用のクロックパル
スを分周する分周回路２７を別に設けている。そのほか
の構成については、先の第１の実施例と同様である。

このように、１１″ｙ波敗の異る複数種類の高周波パル
スを任意に選んで取シ出せる構成とすることにより、黒
信号域が第８図に（ａ）で示す１画素分の棒。

ん、Ｖ６　　などに細分化された第８図（ｂ）〜（ｄ）
・・・のように網点化の目の粗さを複数種類の中から選
んでハーフトーンを表現することができる。

この発明の第３の実施例を第６図に基づき以下に説明す
る。

この実施例の画像２値化処理回路は、前記第２の実施例
に替えて、高周波パルス発生回路１１′より出力される
周波数ｆの高周波パルスｙ′を、途中に設けた複数の倍
周回路２９ａ、２９ｂ・・・で順次てい倍化することに
より、周波数の異る複数種類　２１− のハーフトーン表現用高周波パルスを取シ出すようにし
たものであり、任意の周波数の高周波パル゛　スを使用
者が自由に選んで、ハーフトーンの網目化の目の粗さを
適宜変更しうろことは第２の実施例と同じである。

この例では、００Ｄ駆動回路２１に入力するクロックパ
ルスとして、高周波パルス発生回路１７〃の出力がその
まま利用される。そのほかの構成については先の第１の
実施例と同様である。

この発明の第４の実施例を第７図に基づき以下に説明す
る。

この実施例の画像２値化処理回路は、先の第１の実施例
がハーフトーン部分を１段階の階調でしか表現しなかっ
たのに替えて、複数段階の階調に分けてハーフトーン部
分を表現するようにしだも　２２− のである。すなわち、この実施例では第１．第２の２値
化回路１５ａ、１５ｂのほかに、撮像信号を第２のしき
い値（基準電圧Ｖｒｅｆ、　２　）より段階的に順次低
く設定した第３のしきい値（基準電圧Ｖｒｅｆ、　３　
　）　、第４のしきい値・・・と比較する多段の２値化
回路１５ｏ・・・を付加する一方、第１゜第２の２値化
回路１５ａ、１５ｂの出力Ｂ、０１の排他的論理和をと
る１段目の７１−７ト一ン信号弁別回路１６ａの出力Ｄ
１と第３の２値化回路１５０の出力０．との排他的論理
和を２段目のノ＼−フトーン信号弁別回路１６’ｂでと
って、撮像信号の中から信号レベルが第２のしきい値と
第３のしきい値の間にあるものを弁別し、さらにこの２
段目のハーフトーン信号弁別回路１６ｂの出力り、と第
４の２値化回路の出力０．との排他的論理和を３段目の
ハーフトーン信号弁別回路１６０でとるといった構成を
多段にわたって繰り返し、撮像信号をレベルごとに弁別
し、黒信号を除くハーフトーン部分に相当する各段階の
弁別信号を、これらの段階に対応させて周波数を異なら
せたそれぞれの高周波パルスで櫛歯状の波形に変換し、
再生画像におけるハーフトーン部分の網点化表現の目の
粗さを、濃度に応じて変えるようにしている。

周波数の異る高周波パルスは、先の第２の実施例や第３
の実施例の構成によって供給することができる。

この発明の第５の実施例を第９図および第１０図に基づ
き以下に説明する。

この実施例の画像２値化処理回路は、先の第１の実施例
において、ハーフトーン表現用の高周波パルスＥとして
デユーティ−サイクルが一定（５０％）のパルスに限定
していたのに替えて、高周波パルス発生回路１７より出
力される所定周波数の高周波パルスＥを、時定数を可変
調整しうるワンショットマルチバイブレータ３０にかけ
て、ハーフトーン表現用の高周波パルスＥのデユーティ
・サイクルを任意に設定できるようにしたものである。

先の各実施例では、ハーフトーンの網点化表現において
、白黒の占有比率が常に一定でたとえ高周波パルスの周
波数を変えてもその比率は同じであったため、再生画像
には実質的に濃淡の差異が生じなかったのに対し、この
実施例では高周波、＜ルスＥのパルス幅が変化するので
、ノ１−７トーン表現部の明度を実質的に変更すること
ができる。

　２５− す力わち、例えば第１０図（ａ）に示すようにデユーテ
ィ・サイクルを５０％としたときは、同図（ａ′）に示
すようにハーフトーンは白黒各半々の占有比率の明度を
表現するが、同図（ｂ）に示すようにデユーティ・サイ
クルを５０％よシ大きくすると、同図（ｂ′）に示すよ
うに黒の占有比率が高くなって再生されるハーフトーン
は黒に近い階調を呈し、逆に同図（Ｑ）に示すようにデ
ユーティ・サイクルを５０％より小さくすると、同図（
０１）に示すように白の占有比率が高くなって再生され
るハーフトーンは白に近い階調を呈する０ なお、撮像信号を３段階以上のレベルに弁別する先の第
４の実施例において、各段階に区分された信号を、これ
らの区分に対応させて上記第５の実施例のパルス幅可変
設定手段によ多処理した高　２６− 周波パルスで網点化処理を施すようにすれば、ハーフト
ーンの各段階に応じて明度の異る網点化がはかられ、ハ
ーフトーンの再現性を一層向上させることができる。

効　　　果 この発明の画像２値化処理回路によれば、原稿画像を走
査して画像濃淡に応じたアナログ信号を出力するライン
イメージセンサと、このラインイメージセンサの出力を
第１のしきい値で２値化する第１の２値化回路と、前記
ラインイメージセンサの出力を前記第１のしきい値より
低い第２のしきい値で２値化する第２の２値化回路と、
前記第１、第２の２値化回路の出力の排他的論理和をと
り画像のハーフトーン部分に相当する出力分を弁別する
ハーフトーン信号弁別回路と、前記ラインイメージセン
サの１画素分信号幅よシパルス幅の小さい高周波パルス
を出力する高周波パルス発生回路と、前記高周波パルス
とハーフトーン信号弁別回路の出力との論理積をとる第
１のＡＮＤ回路と、前記高周波パルスの反転信号とハー
フトーン信号弁別回路の出力との論理積をとる第２のＡ
ＮＤ回路と、前記第１のＡＮＤ回路と第２のＡＮＤ回路
の出力を前記ラインイメージセンサの１走査ラモ この選択回路で選択されたＡＮＤ回路の出力と前記第１
の２値化回路の出力とを合成するトーン複合化処理回路
とからなるため　＃　□　ｌ　、　＠　１１の２値レベ
ルによって原稿画像の白黒部分のほか、ハーフトーンの
階調についても再生することができ、画像再現性が大幅
に向上するという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の適用される読取複写
装置の概略図、第２図は第１の実施例の回路図、第３図
はその波形図、第４図は再生画像のハーフトーン部分を
示す図、第５図は第２の実施例を示す要部回路図、第６
図は第３の実施例を示す要部回路図、第７図は第４の実
施例を示す要部回路図、第８図は高周波パルスの周波数
とハーフトーンの網点化表現の関係を示す説明図、第９
図は第５の実施例を示す要部回路図、第１θ図は高周波
パルスのパルス幅とハーフトーンの網点化表現の関係を
示す説明図である。 ８・・・ラインイメージセンサ、１５ａ、１５ｂ。 １５ｏ・・・２値化回路、１６，１６ａ、１６’ｂ、１
６゜２９− ・・・ハーフトーン信号弁別回路、１７．１７’、１７
”・・・高周波パルス発生回路、１８　ａ　ｅ　１８　
ｂ・・・ＡＮＤ回路、１９・・・選択回路、２０・・・
トーン複合化回路、２７′・・・任意分周回路、２９ａ
、２９’ｂ・・・倍周回路 出願人　ミノルタカメラ株式会社 　３０−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 原稿画像を走査して画像濃淡に応じたアナログ信号を出
   力するラインイメージセンサと、このラインイメージセ
   ンサの出力を第１のしきい値で２値化する第１の２値化
   回路と、前記ラインイメージセンサの出力を前記第１の
   しきい値より低い第２のしきい値で２値化する第２の２
   値化回路と、前記第１．第２の２値化回路の出力の排他
   的論理和をとり画像のハーフトーン部分に相当する出力
   分を弁別するハーフトーン信号弁別回路と、前記ライン
   イメージセンサの１画素分信号幅よシハルス幅の小さい
   高周波パルスを出力する高周波パルス発生回路と、前記
   高周波パルスとハーフトーン信号弁別回路の出力との論
   理積をとる第１のＡＮＤ回路と、前記高周波パルスの反
   転信号とハーフトーン信号弁別回路の出力との論理積を
   とる第２のＡＮＤ回路と、前記第１のＡＮＤ回路と第２
   のＡＮＤ回路の出力を前記ラインイメージセンサの１走
   査ラモ 路と、この選択回路で選択されたＡＮＤ回路の出−力と
   前記第１の２値化回路の出力とを合成するトーン複合化
   処理回路とを備えた画像２値化処理回路