JPS60196071A - 画像信号量子化処理方式 - 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】 （発明の技術分野） 本発明は画像信号量子化処理方式、特にアナログの画像
信号をデジタルの画像信号に量子化する際に前もってあ
劣いは必要に応じて記憶させた個有の量子化情報および
アナログの画像信号の平均的な明るさ情報等に基づいて
量子化を行う画像信号量子化処理方式に関するものであ
る。

（技術の背景と問題点） ファクシミリ装置等は文字７図形等の描かれた原稿を光
で照射し、該原稿から反射等した光を受光素子によって
電気信号の形に変換している。そして、該変換したアナ
ログ信号の形の画像信号を量子化回路等によって２値あ
るいは多値の形のデジタル信号に変換し、所定の信号処
理を行った後。

電話線等に送出している。この際、原稿に記述した文字
等が中心あるいは縁等にあるか否かに関係なく、また複
数の受光素子を用いた場合には受光素子間の感度差等に
関係なく常に忠実にデジタル信号の形に量子化すること
が望まれている。

従来、前記原稿から反射した光を受光素子で光電変換す
る際に一般に原稿の中心付近は明るく。

周辺近傍は暗（なってしまうため、前記量子化を行う際
に当該明るさの補正（シェイディング補正）を行ってい
る。しかし、該補正を行っても複数の受光素子を用いて
光電変換した場合には、各受光素子相互間の光電変換感
度等のバラツキのために、高Ｓ／Ｎを有するデジタル信
号に変換した画像信号を得難い問題点があった。また、
前記明るさ補正を行うために、特別の明るさ補正情報を
格納したＲＯＭ　（読み出し専用の記憶素子）等を準備
したり、あるいは２値化するレベルを個々のファクシミ
リ装置等毎に行なわなければならず、ファクシミリ装置
等の無調整化あるいは経時変化等に対する各種制御処理
を行い難い問題点もあった。

（発明の目的と構成） 本発明は、前記問題点を解決することにあり。

ファクシミリ装置等の始動時に前もっであるいは必要に
応して前記受光素子によって光電変換された所定の画像
信号を記憶素子に記憶させてシェイディング補正情報お
よび各受光素子間の感度情１１等を記憶させておき、該
記憶させた画像信号情報および前記光電変換された画像
信号の平均的な明るさ情報等に基づいて順次検出された
画像信号の量子化を行うことにより、シェイディング補
正。

受光素子間の検出感度のハラツギおよび原稿自体の濃度
差等を補正して高Ｓ／Ｎな量子化を行うと共に各種調整
の簡素化を図ることにある。そのため２本発明の画像信
号量子化処理方式は、原稿の濃淡に対応して生じた光を
光電変換してデジタル値の形に量子化する画像信号量子
化処理方式において、前記原稿−から生じた光を電気信
号の形に光電変換する光電変換部と、該光電変換部によ
って光電変換されたアナログ値で表した画像信号をデジ
タル値に量子化するＡ／Ｄコンバータと、所定の原稿か
ら生じた光を前記光電変換部によって光電変換した後に
前記Ａ／Ｄコンバータによってデジクル値の形に変換し
て記憶する固有量子化情報記憶部と、前記光電変換部か
ら出力されるアナログ値で表せる画体信号の平均レベル
を算出する輝度検出部と、前記固有量子化情報記憶部お
よび前記輝度検出部から出力された信号に基づいて所定
の基準輝度信号を算出する基準輝度信号算出部とを備え
、咳尽準輝度信号算出部からの信号を基準電圧として前
記光電変換部によって光電変換されたアナログ値で表さ
れる画像信号をデジタル値の画像信号に量子化すること
を特徴としている。

（発明の実施例） 以下図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。

第１図は従来の画像信号量子化処理方式に用いられる構
成例、第２図は画像信号量子化処理方式の問題点を説明
する説明図、第３図は本発明の詳細な説明する説明図、
第４図は本発明の１実施例構成図、第５図は第４図図示
本発明の１実施例構成の動作を説明するフロチャート例
を示す。

図中、１は読み取り部、１−１は光源、１−２は原稿、
】−３は全白反射板、１−４はイメージセンサ、１−５
はドライバー、２はプリアンプ。

３ば差動調整回路、４は直流再生回路、５はＡＧＣ，６
はΔＧＣ制御回路、７．１６はコンパレータ、８ばシェ
イディング補正回路、９はＲＯＭ。

１０はスライスレベル調整回路、１１はスライスレベル
Ｉｎ、１２．２１はスキャンコンＩ−ロール回路、１３
はへ／Ｄコンバータ、１３−１は２゜個の比較器１３−
２はエンコーダ、１１−３゜２０はラッチ、１４は輝度
検出器、１５はＤ／Ａコンバータ、１７はスライスコー
ト・ジェネレータ、１８はメモリ、１９はアナログスイ
ッチを表す。

第１図において２図中読み取り部１は原稿に記載された
文字等を画像信号の形で読み取りを行うものである。一
般に該読み取り部１は蛍光灯等の光源によって照射され
た原稿から反射等した光をＣＣＤ等の半導体素子で受光
し、該受光した光を光電変換して前記画像信号の形にす
る。このようにして得られた画像信号をプリアンプ２に
よって増幅等を行った後、差動調整回路３によってたと
えばＡ相およびＢ相のレベル調整を行った後、直流再生
回路４に入力する。該直流再生回路４から送出された画
像信号はＡＧＣ（自動利得回路）５によって画像信号の
平均値がほぼ一定の電圧レベルの値に制御される。この
際該ＡＧＣ５はＡＧＣ制御回路６によって制御される。

そしてＡＧＣ５から送出された図示画像信号■はコンパ
レータ７に入力される。

一方、前記画像信号■はシェイディング補正回路８に入
ノｊされ、ＲＯＭ９に前もって記憶されている所定のシ
ェイディング情報が読み出され、前述したシェイディン
グ補正を行うための信号がスライスレベル調整回路１０
に供給される。そして。

該スライスレベル調整回路１０はスライスレベル回路１
１からの信号に基づきシェイディング補正を行うべきス
ライスレベル信号■を前記コンパレータ７に送出する。

コンパレータ７は前記画像信号■をスライスレベル信号
■と比較して２値化出力信号■を得る。

咳２値化出力信号■は前記原稿の文字等の情報を白／黒
の形で表したデジタル値である。そして。

該２値化出力信号■はコード化され、電話線等を介して
相手先に送出される。図中各種制御は図示スキャンコン
トロール回路１２によって制御される。

このように従来のファクシミリ装置等では７図示“＊”
印で示した回路等は各種アナログ信号のレベル調整等を
行う必要がある。しかも前記シエイディング補正は、前
もってＲＯＭ９にいわば固定的に記憶させた形の情報に
基づき行うものであり、スライスレベル調整回路１０で
再度人手によってレベル調整等を行なう必要があり、繁
雑となってしまうという問題点があった。また、複数の
受光素子を用いて原稿から反射等された光を光電変換し
た際の各受光素子間の感度のバラツキを補正することば
、従来の第１回図示のように前もってシェイディング補
正のための情報をＲＯＭ９に固定した形で保持する方式
では、困難であった。

そこで１本発明は始動時あるいは必要に応じて所定の画
像信号を記憶素子に記憶させることによって各受光素子
およびシェイディング補正等の情報を記憶させておき、
該記憶させた画像信号および原稿から検出された画像信
号の平均的な明るさ情報等に基づいて順次検出された画
像信号の量子化を行うことにより、シェイディング補正
および受光素子間の検出感度のバラツキおよび原稿の濃
淡等を補正して高Ｓ／Ｈな量子化を行うと共に各種調整
の簡素化を図ることにある。以下詳細に説明する。

第２図（Ａ）図示曲線は光源輝度曲線■を示し。

例えばファクシミリ装置等の白色の反射板（全白反射板
）によって反射された光を受光素子で光電変換して得ら
れた１走査線に相当するものを示す。

該光源輝度曲線■は図示の如く原稿の中心部分では明る
く９両端では少し明るさが低下している。

これは光源に用いられる蛍光灯等によって照射される各
部の明るさおよび原稿から反射された光を検出する受光
素子の有効開き角等に依存するものであり、完全に避け
ることが困難なため、前述したシエイディング補正等を
行っている。

そして、複数の光電変換素子を用いて第２図（Ａ）図示
光源輝度曲線■を得た場合には、更に光源輝度曲線■の
図示■の部分を拡大すると第２図（Ｂ）図示の如くなり
２局所的に光源輝度曲線■に凹凸を観察することができ
る。該凹凸は従来は一般に画像ノイズとして処理されて
いたが２本発明では、更に当該凹凸についても夫々補正
することとしている。

第２図（Ｂ）図中■は各受光素子によって光電変換され
た図示パルス状の画像信号の出力レベル中心値（平均値
）を示す。そして図中■は各受光素子（例えばＣＣＤの
場合にはその各セル）間の出力レベル不均一値を示し、
該出力レベル不均−値によって忠実な量子化が妨げられ
ることがある。

第３図（Ａ）において１図中点線によって示すパルス状
の画像信号は、第２図（Ｂ）図示実線で示す全白反射板
等から反射等された光を光電変換した画像信号（輝度標
準値）を示す。一方２図中実線によって示すパルス状の
画像信号は、原稿から実際に読まれた画像信号を示し、
はぼ一定のレベル値が得られた例を示しである。このよ
うな例では、従来の方式では、２値化する際のスライス
レベルが一定であるため２図示一定しベル値からなる実
線のパルス状の画像信号は黒点ノイスおよび白抜けとな
っていた。しかるに本発明では図示点線によって示すパ
ルス状の画像信号である前記輝度標準値を按分した所定
の値である図中一点鎖線で示す図示■のスライスレベル
を用いて２値化を行うため、第３図（Ｂ）図示の如き２
値化出力信号が得られる。このように本発明は各受光素
子が光電変換した際の夫々の標準となる画像信号。

即ち輝度標準値に基づいて原稿から検出された夫々の画
像信号をデジタル信号に変換するため、各受光素子間の
感度のバラツキ等も補正することができる。

第４図において１図中読み取り部１は光ｔｉ、１−１、
原稿１−２．全白反射板１−３．イメージセンサ（ＣＣ
Ｄ）１−４およびドライバ１−５から構成されている。

光源１−１例えば蛍光灯によって照射されている原稿１
−２から反射された光は図示レンズによってイメージセ
ンサ１−４の受光面に結像される。そして図示ドライバ
１−５によってイメージセンサ１−４は順次走査され、
光電変換された所定のアナログ信号である画像信号が順
次シリアルの形でプリアンプ２に送出される。

該プリアンプ２によって増幅等された画像信号ば一直流
再生回路４に入力され、該直流再生回路４から出力され
た画像信号はＡ／Ｄコンバータ１３および輝度検出器１
４に供給される。Ａ／Ｄコンバーク１３は前記直流再生
回路４から出力された画像信号とＤ／Ａコンバータ１５
から出力された基準輝度信号■とを比較してデジタル信
号に変換したｎビット画像信号（例えば８ビツトからな
る画像信号）（ｂ）をコンパレータ１６およびメモリ１
８に供給する。コンパレータ１６はＡ／Ｄコンハーク１
３から供給されたｎピノ１−画像信号（ｂ）とスライス
コート・ジェネレータ１７から供給されたスライスレベ
ル値とを比較して２値の出力信号（Ｃ）を送出する。こ
れにより、電話線等を介して相手先に原稿に記載された
文字等の情報を伝送することができる。以下動作を説明
する。

アナログスイッチ１９を上側に切り換えて輝度検出器１
４から出力される光源１−１の明るさに対応する平均レ
ベル（背景レベル、地肌しベル信号（ａ））をＡ／Ｄコ
ンバーク１３の基準電圧端に入力すると共に、全白反射
板１−３によって反射された光に対応する光電変換され
た直流再生回路４からの少なくとも１ライン分の画像信
号をＡ／Ｄコンバータ１３の比較電圧端に入力する。該
人力された夫々の電圧および信号は２′１個の比較器１
３−１によって一斉比較され、その結果がエンコーダ１
３−２によってエンコードされてラッチ１３−３にラッ
チされる。そして、該ラッチされたｎヒツト画像信号（
ｂ）はメモリ１８に送出され２記憶される。これにより
９本発明に係わるシェイディング補正のための情報およ
びイメージセンサ１−４内の各イメージセンサ１−４の
感度情報等が記憶されたことになる。

次にアナログスイッチ１９を下側に切り換えてＤ／Ａコ
ンバータ１５から出力される各イメージセンサ１−４の
感度等に対応する基準輝度信号■を順次Ａ／Ｄコンハー
ク１３の基準電圧端に入力する。即ち、メモリ１８に記
憶させた全白反射板１−３から検出されたｎビット画像
信号（ｂ）を順次読み出し、ラッチ２０を介してＤ／Ａ
コンバータ１５に入力すると共に、輝度検出器１４によ
って検出された画像信号の平均レベルである地肌レベル
信号（ａ＞をＤ／Ａコンバータ１５に入力してアナログ
信号の形に変換する。そして、該変換した信号を適宜按
分した基準輝度信号■をアナログスイッチ１９の下側接
点を介してＡ／Ｄコンバータ１３内の基準電圧端に人力
する。この際。

Ｄ／Ａコンバータ１５には前述した輝度検出器１４によ
って検出された画像信号の平均レベル信号である地肌レ
ベル信号（ａ）が入力されているため２例えば原稿の紙
白体の濃淡あるいは光源の経時変化等による平均的なレ
ベルを常に一定に保持するための補正も併せて行われる
ことになる。

このようにしてＡ／Ｄコンバータ１３に入力された基準
輝度信号■とイメージセンサ１−４によって光電変換さ
れた原稿１−２からの画像信号とがスキャンコントロー
ル回路２１によっていわば同期した形で読みだされある
いは走査されてＡ／Ｄコンバータ１３によって比較され
るため、第３図等を用いて説明した如くシェイディング
補正および各イメージセンサ１−４の感度等が補正され
ることになる。

第５図において２図中［相］は画素固有情報の量子化手
順を示し、状態０ないし［相］によって実行されるもの
を示す。

Ｈ中Ｏは全白反射板１−３からイメージセンサ１−４に
結像された像について１ライン分スキャンする状態を示
す。

口中＠はデバイス個有の特性をＡ／Ｄ変換して量子化メ
モリにストアする状態を示す。これは。

状態０のスキャンを行うことによって得られたｎビット
画像信号（ｂ）をメモリ１８に記憶させる状態を示す。

図中０は画像量子化に先立ってアナログスイッチ１９を
下側に切り換えてＡ／Ｄコンバータの基準電圧端子にＤ
／Ａコンバータの出力を接続する状態を示す。

図中０は画像量子化手順を示し、状態■ないし［相］に
よって実行されるものを示す。

図中［相］はイメージスキャンをスタートする状態を示
す。こればスキャンコントロール回路２１がイメージセ
ンサ１−４等の走査を開始する状態を示す。

図中［相］はメモリ１８をリードし、該Ｄ／Ａ値をＡ／
Ｄコンバータ１３の基準電圧端に入力する状態を示す。

即ち、イメージセンサ１−４の走査に同期する形でメモ
リ１８から前記状態＠でメモリ１８に記憶させた情報を
読み出し、Ｄ／Ａコンバータ１５に入力してアナログ値
である基準輝度信号■に変換した後にＡ／Ｄコンバータ
１３の基準電圧端に入力する状態を示す。

図中Ｏはビデオ（画像信号）を量子化する状態を示し、
状態［相］によってＡ／Ｄコンバータ１３に入力された
基準輝度信号■を基準電圧として原稿１−２から検出さ
れた画像信号をｎビット画像信号（ｂ）の形に変換する
状態を示す。

図中［相］はデジタルコンパレートを示し、状態Ｏによ
って変換されたｎビ・７ト画像信号とスライスコード・
ジェネーレータ１７から出力された所定の信号との大き
さを比較して２値のデジタル値に変換する状態を示す。

図中［相］は１ライン分の処理が終了したか否かの判別
状態を示す。ＹＥＳの場合には状態［相］を行い。

ＮＯの場合には状態［相］以下を繰り返す。

図中［相］は１処理車位が終了したか否かを判別する状
態を示す。ＹＥＳの場合には終了する（エンド）Ｌ、Ｎ
ｏの場合には状態＠以下を繰り返す。

（発明の効果） 以上説明した如く２本発明によれば、ファクシミリ装置
等で始動時あるいは必要に応じて所定の画像信号を記憶
素子に記憶させることによって各受光素子およびシェイ
ディング補正等の情報を記憶させておき、該記憶させた
画像信号および画像信号の明るさの平均レベル等に基づ
いて原稿から順次検出された画像信号の量子化を行って
いるため、シェイディング補正および受光素子間の検出
感度のバラツキ等を補正して良好なＳ／Ｎかつ最適な量
子化を行うことができると共に、各種調整の簡素化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の画像信号量子化処理方式に用いられる構
成例、第２図は画像信号量子化処理方式の問題点を説明
する説明図、第３図は本発明の詳細な説明する説明図、
第４図は本発明の１実施例構成図、第５図は第４図図示
本発明の１実施例構成の動作を説明するフロチャート例
を示す。 図中、１は読み取り部、１−１は光源、１−２は原稿、
１−３は全白反射板、１−４はイメージセンサ、１−５
はドライバー、２はプリアンプ。 ３は差動調整回路、４は直流再生回路、５はＡＧＣ２６
はＡＧＣ制御回路、７．１６はコンパレータ、８はシェ
イディング補正回路、９はＲＯＭ。 １０はスライスレベル調整回路、１１はスライスレヘ）
Ｌ’ＩＭｌｒ、１２．　２１はスキャンコントロール回
路、１３はＡ／Ｄコンバータ、１３．１は２７個の比較
器、１３−２はエンコーダ、１３−３゜２０はランチ、
１４は輝度検出器、１５はＤ／Ａコンバータ、１７はス
ライスコード・ジェネレータ、１８はメモリ、１９はア
ナログスイッチを表す。 特許出願人　富士通株式会社 代理人弁理士　森１）寛（外１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原稿の濃淡に対応して生じた光を光電変換してデジタル
   値の形に量子化する画像信号量子化処理方式において、
   前記原稿から生じた光を電気信号の形に光電変換する光
   電変換部と、該光電変換部によって光電変換されたアナ
   ログ値で表した画像信号をデジタル値に量子化するＡ／
   Ｄコンバータと、所定の原稿から生じた光を前記光電変
   換部によって光電変換した後に前記Ａ／Ｄコンバータに
   よってデジタル値の形に変換して記憶する固有量子化情
   報記憶部と、前記光電変換部から出力されるアナログ値
   で表せる画像信号の平均レベルを算出する輝度検出部と
   、前記固有量子化情報記憶部および前記輝度検出部から
   出力された信号に基づいて所定の基準輝度信号を算出す
   る基準輝度信号算出部とを備え、該基準輝度信号算出部
   からの信号を基準電圧として前記光電変換部によって光
   電変換されたアナログ値で表される画像信号をデジタル
   値の画像信号に量子化することを特徴とする画像信号量
   子化処理方式。