JPS59111466A - Binary-coding device of analog signal - Google Patents

Binary-coding device of analog signal

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JPS59111466A
JPS59111466A JP57220239A JP22023982A JPS59111466A JP S59111466 A JPS59111466 A JP S59111466A JP 57220239 A JP57220239 A JP 57220239A JP 22023982 A JP22023982 A JP 22023982A JP S59111466 A JPS59111466 A JP S59111466A
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JP
Japan
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signal
image
input terminal
illumination
light
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Pending
Application number
JP57220239A
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Japanese (ja)
Inventor
Kyo Tanaka
田中 協
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPS59111466A publication Critical patent/JPS59111466A/en
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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

Abstract

PURPOSE:To attain suitable binary-coding by providing a means transmitting a reference signal in response to the illumination amount of light from an illumination means and a means compensating the fluctuation of a sampling signal by the reference signal. CONSTITUTION:An analog picture signal obtained from a photoelectric converting element 1 is led to a sample hold circuit 3 via an amplifier 2. An output signal VS of the sample hold circuit 3 is applied to a + input terminal of a differential amplifier 5 and a delay element 4. A delay signal VS-1 delayed by the sampling period at the delay element 4 is applied to a - input terminal of the differential amplifier 5 via a changeover switch 13 controlled and switched by a counter 16. A differential output signal VD of the differential amplifier 5 is applied to a + input terminal of a comparator and a - input terminal of a comparator 7, and comparison voltages +delta and -delta fluctuated in response to the illumination amount of light are applied to other terminal of the comparators 6, 7.

Description

【発明の詳細な説明】 技イホj分野 本発明は、画像信号等のアナログ信号を2値化するアナ
ログ信号の2値化装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an analog signal binarization device that binarizes an analog signal such as an image signal.

従来技術 従来、撮像管またはCCD(電荷結合素子)を用いた固
体撮像板等により得た画像信号等のアナログ信号を2値
化するには、固定しきい値を用いるものなど多くの2値
化装置が知られている。かかる従来の2値化装置のうち
、画像信号等のアナログ信号を順次に標本化し、隣接す
る標本値間の差分を検出した結果に応じてアナログ信号
を順次に2値化する、いわゆる時間差2値化装置は、例
えば特開昭58−119526号公報等により知られて
いる。この時間差2値化装置においては、第1図(A)
に示すように、ランプLPにより照射されたフィルムF
M上の画像を、レンズLNを介して、CCDを用いた光
電変換素子に照射し、以ってアナログ信号に変換し、そ
の後に2値化回路BCにより2値化するものである。し
かし、フィルムFMの画像が第1図(C)に示すような
白部分Wと点部分Bとから成るポジ画像ではなく、銀塩
フィルムの画像など、第1図(B)に示すような白部分
W′ と点部分B′ とから成るネガ画像であった場合
には、その撮像出力アナログ画像信号を2値化して、レ
ーザプリンタ等により、第1図CC)に示したような、
ポジ画像の形態に反転して記録する際には、次のような
問題が生じた。
Prior Art Conventionally, in order to binarize an analog signal such as an image signal obtained by an image pickup tube or a solid-state image pickup plate using a CCD (charge-coupled device), there are many binarization methods such as those that use a fixed threshold. The device is known. Among such conventional binarization devices, so-called time-difference binarization devices sequentially sample analog signals such as image signals and sequentially binarize the analog signals according to the results of detecting differences between adjacent sample values. The converting device is known from, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 58-119526. In this time difference binarization device, Fig. 1(A)
As shown, the film F irradiated by the lamp LP
The image on M is irradiated via a lens LN to a photoelectric conversion element using a CCD, thereby converting it into an analog signal, and then binarizing it by a binarizing circuit BC. However, the image of the film FM is not a positive image consisting of a white portion W and a dotted portion B as shown in FIG. 1(C), but rather a white image as shown in FIG. In the case of a negative image consisting of a portion W' and a point portion B', the image output analog image signal is binarized and printed using a laser printer or the like as shown in Fig. 1 CC).
When reversing and recording in the form of a positive image, the following problem occurred.

すなわち、固体撮像素子CCDから得られる画像信号は
、例えば東芝社製TCD102G−1型を用いた場合、
第2図(A)〜(C)に示すように、lライン出力期間
の始端部分に32画素分のダミー出力が設けられ、引続
く有効画像信号2048画素分の後に、再び、4画素分
のダミー出力が設けられている。従って、第1図(A)
に示した撮像系を用いてフィルムFMのネガ画像を2値
信号化する際には、フィルムFMの第1図(B)に示す
ようなネガ画像の周縁部の黒の部分が第2図に示したダ
ミー画素と有効画素との双方にまたがって撮佼される。
That is, the image signal obtained from the solid-state image sensor CCD, for example, when using Toshiba Corporation's TCD102G-1 type,
As shown in FIGS. 2(A) to (C), a dummy output for 32 pixels is provided at the beginning of the l-line output period, and after the subsequent effective image signal for 2048 pixels, a dummy output for 4 pixels is provided again. A dummy output is provided. Therefore, Fig. 1(A)
When converting a negative image of film FM into a binary signal using the imaging system shown in Figure 2, the black part at the periphery of the negative image of film FM as shown in Figure 1 (B) is converted into a binary signal. The image is captured across both the dummy pixel shown and the effective pixel.

よって、第3図(A)〜(C)に示すとおり、第1図(
C)に示した白黒2値のポジ画像が3値レベルの画像信
号によって表わされるようになる。すなわち、第3図(
C)に示すように、画素番号32までのダミー出力レベ
ルと有効出力中の白レベルとの間に生ずるレベル差が加
わって3値レベルの画像信号となる。
Therefore, as shown in FIGS. 3(A) to (C), FIG.
The black and white binary positive image shown in C) is now represented by a ternary level image signal. In other words, Fig. 3 (
As shown in C), the level difference generated between the dummy output level up to pixel number 32 and the white level during effective output is added to form a three-level image signal.

従って、かかる3値レベルのアナログ画像信号に対して
、従来どおりの単なる時間差2値化を施した場合には、
32番目と33番目との画素間にレベル変化があるので
、その結果、33番目以降の画素が正確に白レベルにあ
ると判断されないことになる。すなわち、第3図(C)
に示すアナログ画像信号において、時間差2値化処理に
より最初にレベル変化が検出されるのは36番目と37
番目との画素間であるべきであるのに、32番目と33
番目との画素間においてレベル変化が検出されてしまう
、その結果として、33番目以降の画素がすべて黒と判
断されてしまうという欠点があった。
Therefore, when simply time-difference binarization is performed on such a three-level analog image signal as in the past,
Since there is a level change between the 32nd and 33rd pixels, as a result, the 33rd and subsequent pixels are not determined to be accurately at the white level. That is, Fig. 3(C)
In the analog image signal shown in , the first level changes detected by time-difference binarization processing are the 36th and 37th.
It should be between the 32nd and 33rd pixels, but it should be between the 32nd and 33rd pixels.
There is a drawback that a level change is detected between the 33rd and subsequent pixels, and as a result, all pixels from the 33rd onwards are determined to be black.

さらに、マイクロフィルムを使用する場合には、オリジ
ナル(マイクロフィルムの画像部)かファクシミリ等で
使用される原稿に比べて非常に小さいのて、照明用光源
としてハロゲンランプが使用される。そして、正しくア
ナログ信号を2値化するために、このハロゲンランプは
安定化した直Btiw源を用いて点灯され、以って光量
が常に安定するように制御されている。
Further, when microfilm is used, a halogen lamp is used as a light source for illumination because the original (the image portion of the microfilm) is much smaller than the document used in facsimile or the like. In order to correctly binarize the analog signal, this halogen lamp is turned on using a stabilized direct Btiw source, so that the amount of light is controlled to be always stable.

しかし、例えば24V、150Wのランプを安定化直流
電源を用いて点灯するには、大幅なコストア・ンプのみ
ならず、占有スペースの増大化を招くという欠点がみら
れる。
However, lighting a 24 V, 150 W lamp using a stabilized DC power supply, for example, has the disadvantage of not only significantly increasing the cost of the lamp but also increasing the amount of space it occupies.

目的 本発明の目的は、上述の点に鑑みて、照明光量の変化を
補償する手段を備えると共に、時間差2値化処理による
種々の利点を併せ持たせたアナログ信号の2値化装置を
提供することにある。
Purpose In view of the above-mentioned points, an object of the present invention is to provide an analog signal binarization device that is equipped with means for compensating for changes in the amount of illumination light and also has various advantages of time-difference binarization processing. There is a particular thing.

かかる目的を達成するために、本発明では、照明手段か
らの照明光を画像に照射して得られる画像アナログ1ご
号を順次標本化し、標本化信号を直前の標本化信号と比
較し、もって画像アナログ信号の2値化を行う装置にお
いて、照明手段からの照明光量に応じた基準信号を送出
する手段と、基準信号により標本化信号の変動を補償す
る手段とを具備する。
In order to achieve such an object, the present invention sequentially samples the image analog No. 1 obtained by irradiating the image with illumination light from the illumination means, compares the sampled signal with the immediately preceding sampled signal, and An apparatus for binarizing an image analog signal includes means for transmitting a reference signal according to the amount of illumination light from the illumination means, and means for compensating for fluctuations in the sampled signal using the reference signal.

実施例 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。Example Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明を適用したアナログ信号2値化装置の一実施例を
第4図に示す。図示の構成において。
FIG. 4 shows an embodiment of an analog signal binarization device to which the present invention is applied. In the configuration shown.

CCDなどの光電変換素子1 ’6)ら得られるアナロ
グ画像信号を、増幅器2を介して、サンプル/ホールド
回路3に導入する。そして、発振器15からのクロック
信号CLKIに同期して、次の標本値が得られるまで、
そのサンプリング信号を保持する。サンプル/ホールド
回路3の出力信号Vsを差動増幅器5の(+)入力端子
および遅延素子4に供給する。遅延素子4において標本
周期だけ遅延された遅延信号Vs−1を、カウンタ回路
18により制御する切換えスイッチ13を介して、作動
増幅器5の(−)入力端子に供給する。従って、!iA
接する2画素間の信号レベル差など、隣接する2標本値
間の差分が作動増幅器5かも送出される。作動増幅器5
の差出力信号Voを比較器eの(+)入力端子および比
較器7の(−)入力端子に供給すると共に、第5図に示
す増幅器2Bおよび28から送出される比較電圧+δお
よび−δを、それぞれ、比較器6の(−)入力端子およ
び比較器7の(+)入力端子に供給する。その結果、差
出力信号vl)が比較電圧中Qより大きい場合には比較
器6から高論理レベルの比較出力信号が得られ、差出力
信号Voが比較電圧−δより小さい場合には比較器7か
ら高論理レベルの比較出力信号が得られ、さらに、差出
力信号Voが比較電圧+6と−δとの中間にある場合に
は比較器6および7からともに低論理レベルの比較出力
信号が得られる。
An analog image signal obtained from a photoelectric conversion element 1'6) such as a CCD is introduced into a sample/hold circuit 3 via an amplifier 2. Then, in synchronization with the clock signal CLKI from the oscillator 15, until the next sample value is obtained,
Hold that sampling signal. The output signal Vs of the sample/hold circuit 3 is supplied to the (+) input terminal of the differential amplifier 5 and the delay element 4. The delayed signal Vs-1 delayed by the sampling period in the delay element 4 is supplied to the (-) input terminal of the operational amplifier 5 via the changeover switch 13 controlled by the counter circuit 18. Therefore,! iA
The differential between two adjacent sample values, such as the signal level difference between two adjacent pixels, is also sent to the operational amplifier 5. operational amplifier 5
The difference output signal Vo of , are supplied to the (-) input terminal of comparator 6 and the (+) input terminal of comparator 7, respectively. As a result, when the difference output signal vl) is larger than the comparison voltage Q, a high logic level comparison output signal is obtained from the comparator 6, and when the difference output signal Vo is smaller than the comparison voltage -δ, the comparison output signal from the comparator 7 is obtained. A high logic level comparison output signal is obtained from the comparators 6 and 7, and when the difference output signal Vo is between the comparison voltages +6 and -δ, low logic level comparison output signals are obtained from both comparators 6 and 7. .

比較器88よび7の比較出力信号は、発振器15からの
クロック信号CLK2に応答して開かれるアンドゲート
8および8をそれぞれ介して、フリップフロップ10の
セット端子およびリセット端子に供給される。従って、
差出力信号VOが比較電圧中δを超え、また、比較電圧
−δより低くなるに応じて、2値化された出力信号がフ
リップフロップlOから送出される。なお、比較器8お
よび?の出力端子に接続されているツェナーダイオード
17および18は、アンドゲート8および8のTTLレ
ベルに適合させるために設けたリミッタである。
The comparison output signals of comparators 88 and 7 are supplied to the set terminal and reset terminal of flip-flop 10 via AND gates 8 and 8, which are opened in response to clock signal CLK2 from oscillator 15, respectively. Therefore,
As the difference output signal VO exceeds the comparison voltage δ and becomes lower than the comparison voltage −δ, a binarized output signal is sent out from the flip-flop IO. In addition, comparator 8 and ? Zener diodes 17 and 18 connected to the output terminals of are limiters provided to match the TTL levels of AND gates 8 and 8.

そこで、カウンタ回路18は、切換えスイッチ13を次
のように制御する。
Therefore, the counter circuit 18 controls the changeover switch 13 as follows.

発振器15から送出される画素周期のクロック信号を計
数し、例えば第2図に示す画像信号を2値化する場合に
7±、サンプル/ホールド回路3から11.15の標本
化出力電圧Vsが第34番目の画素に対応するまでは、
スイッチ13を比較電圧Vref側に切換えておく(第
5図参照)。このことにより、第33番目の画素は、白
と判断される(第3図(C)参照)。次に、第34番目
以降の画素に対しては、ジノ換えスイッチ13を遅延素
子4側に接続して、上述した時間差2値化処理を行う。
For example, when counting the clock signal of pixel period sent from the oscillator 15 and binarizing the image signal shown in FIG. Until it corresponds to the 34th pixel,
The switch 13 is switched to the comparison voltage Vref side (see FIG. 5). As a result, the 33rd pixel is determined to be white (see FIG. 3(C)). Next, for the 34th and subsequent pixels, the digital switching switch 13 is connected to the delay element 4 side, and the above-described time difference binarization process is performed.

第5図(A)は、商用電源の電圧変動を補償するための
回路を示す。ここで、20は商用電源に接続した電圧降
下用変圧器、22は変圧器2oの2次巻線に接続された
AC点灯用ランプ、24はランプ22からの発光量を検
知するフォトセンサ、2Bは比較電圧+δを得るための
増幅器、28は比較゛電圧−δを得るための反転増幅器
、30は比較電圧Vrefを得るための増幅器である。
FIG. 5(A) shows a circuit for compensating for voltage fluctuations of a commercial power supply. Here, 20 is a voltage drop transformer connected to a commercial power supply, 22 is an AC lighting lamp connected to the secondary winding of the transformer 2o, 24 is a photo sensor that detects the amount of light emitted from the lamp 22, and 2B 28 is an inverting amplifier for obtaining the comparison voltage -δ; and 30 is an amplifier for obtaining the comparison voltage Vref.

第5図(B)は、フォトセンサ24から得られる出力電
圧Vpの経時的変化を示す。本図より明らかなとおり、
ランプ22の光量は時間の経過と共に商用周波数の2倍
の周波数で変化する。このことは、光電変換素子1(第
4図参照)に照射される光層か商標周波数の2倍の周波
数で変化することを双味する。よって、第4図に示す比
較器8および7に印加する比較電圧+δ、−δならびに
差動増幅器5に印加する比較電圧Vrefも上述の光量
変動に応じて変動することになる。従って、アナログ信
号の2値化処理に際して弊害となる光量変動を無視する
ことができる。
FIG. 5(B) shows a change over time in the output voltage Vp obtained from the photosensor 24. As is clear from this figure,
The amount of light from the lamp 22 changes over time at a frequency twice the commercial frequency. This means that the light layer irradiated to the photoelectric conversion element 1 (see FIG. 4) changes at a frequency twice as high as the trademark frequency. Therefore, the comparison voltages +[delta] and -[delta] applied to the comparators 8 and 7 shown in FIG. 4 and the comparison voltage Vref applied to the differential amplifier 5 also vary in accordance with the above-mentioned variation in the amount of light. Therefore, it is possible to ignore variations in the amount of light that would be detrimental during the binarization process of analog signals.

ネガフィルムから再生したポジ画像は、第1図(C)に
示すとおり、周縁部が白地となっている。
As shown in FIG. 1(C), the positive image reproduced from the negative film has a white background at the periphery.

ポジ画像の周縁部としては、例えば第3図(C)に示す
第33番目の画素がこれに該当する。そこで、」−述の
比較電圧Vrefは、2値化後の黒レベルに相当する標
本化出力電圧Vsと同程度のレベルに設定しておくのが
好適である。また、フィルム以外の画像読取、例えばJ
Ic稿の反射により画像を読取るものにも適用できる。
For example, the 33rd pixel shown in FIG. 3(C) corresponds to the peripheral portion of the positive image. Therefore, it is preferable that the comparison voltage Vref mentioned above is set to a level comparable to the sampled output voltage Vs corresponding to the black level after binarization. In addition, image reading other than film, such as J
It can also be applied to devices that read images based on the reflection of an Ic document.

効果 以上説明したとおり、本発明によれば、アナログ画像信
号の2値化に際して、アナログ信号の16号レベルん不
要なレベル変化があっても、かかる不要なレベル変化を
無視することができるので、的確な2値化処理を行うこ
とができる。
Effects As explained above, according to the present invention, even if there is an unnecessary level change in the No. 16 level of the analog signal when binarizing the analog image signal, such unnecessary level change can be ignored. Accurate binarization processing can be performed.

また、本発明によれば、照明用ランプを直流点灯する必
要がないので、コストおよび占有スペースを低減させた
2値化装置を得ることができる。
Further, according to the present invention, since there is no need to turn on the illumination lamp with direct current, it is possible to obtain a binarization device that reduces cost and occupies space.

さらに、本発明によれば、時間差2値化処理を行うこと
ができるので光学系のシェーディングによる出力変化補
正、空間変動補正、フィルムのガンヤ補正を必要した2
値化装置を得ることができる。
Furthermore, according to the present invention, time-difference binarization processing can be performed, which eliminates the need for output change correction due to shading of the optical system, spatial variation correction, and Gamma correction of the film.
A value converter can be obtained.

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

第1図(A)は従来技術によるアナログ信号ノ2値化装
Nを示すブロック図、第1図(El)はネガを説明する
タイミング図、第4図および第5図(A)は本発明の一
実施例を示すブロック図、第5図(B)は第5図(A)
に示したフォトセンサ24の出力電圧変化を示す線図で
ある。 l・・・光電変換素子、 2・・・増幅器、 3・・・サンプル/ホールド回路。 4・・・遅延素子、 5・・・差動増幅器、 6.7・・・比較器、 8.9・・・アンドゲート、 +j・・・フリップフロップ、 13・・・切換スイッチ、 15・・・発振器、 17 、113・・・リミッタ、 20・・・変圧器、 22・・・照明用ランプ。 24・・・フォ]・センサ、 213.28.30・・・増幅器。 第5図 (A) (B)
FIG. 1(A) is a block diagram showing an analog signal binarization device N according to the prior art, FIG. 1(El) is a timing diagram explaining a negative, and FIGS. 4 and 5(A) are A block diagram showing one embodiment, FIG. 5(B) is similar to FIG. 5(A).
FIG. 3 is a diagram showing changes in the output voltage of the photosensor 24 shown in FIG. 1...Photoelectric conversion element, 2...Amplifier, 3...Sample/hold circuit. 4... Delay element, 5... Differential amplifier, 6.7... Comparator, 8.9... AND gate, +j... Flip-flop, 13... Changeover switch, 15... - Oscillator, 17, 113... Limiter, 20... Transformer, 22... Illumination lamp. 24... sensor, 213.28.30... amplifier. Figure 5 (A) (B)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 照明手段からの照明光を画像に照射してイJすられる画
像アナログ信号を順次標本化し、該標本化信号を直前の
標本化信号と比較し、もって前記画像アナログ信号の2
値化を行う装置において、前記照明手段からの照明光量
に応じた基準(J号を送出する手段と、前記基準信号に
より前記標本化信号の変動を補償する手段とを具備した
ことを特徴とするアナログ信号の2値化装置。
The illumination light from the illumination means is irradiated onto the image, and the image analog signals are sequentially sampled, and the sampled signals are compared with the immediately preceding sampled signal, so that two of the image analog signals are
An apparatus for converting values into values, characterized by comprising means for transmitting a reference (No. J) according to the amount of illumination light from the illumination means, and means for compensating for fluctuations in the sampling signal using the reference signal. Analog signal binarization device.
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