JPS6156671B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、光学的に原稿面から情報を読取つ
て画信号を形成する原稿読取装置に関するもの
で、特に光源の照度むらや光学系のために画信号
に含まれるノイズの影響を効率的に除去すること
ができる原稿読取装置に関する。

フアクシミリやOCR（光学的文字読取装置）
等においては、原稿面が光学的に走査され、読取
られた信号のレベルが予め設定されたしきい値と
比較されて「黒」、「白」等の２値化された画信号
あるいは「灰」等を加えたｎ値化された画信号が
形成される。第１図は原稿を読取つた信号から２
値の画信号を形成するための回路で、原稿からの
読取り信号は入力端子１から画信号２値化回路３
に与えられ、この画信号２値化回路３において予
めしきい値発生回路２から与えられているしきい
値との間で信号レベルの比較が行われ、「黒」、
「白」等の情報に対応した２値信号が形成されて
出力端子４に導出される。ｎ値信号を形成する場
合は、画信号２値化回路３を画信号ｎ値回路に、
またしきい値発生回路からはｎ−１個のしきい値
が出力されるようにする。以降、ｎ＝２の場合を
例にして説明する。

ここで、原稿からの読取り信号は、原稿面を照
らす照明や光学系の特性のために、たとえ全白の
原稿を読取つた場合でも均一なレベルをもつた信
号が得られず、通常は原稿の幅方向に対して第２
図の破線Ａで示すような場所によつて異なるレベ
ルの読取り信号（以下バツク読取り信号と呼ぶ）
が得られる。第２図の実線Ｂは原稿の情報記録領
域から得られた読取り信号を示している。読取り
信号Ｂは予め設定されたしきい値と比較されて２
値信号に変換されるが、このとき前述のような読
取り位置による不均一の影響を軽減するために、
従来装置においては、しきい値信号として図中１
点鎖線Ｃで示すようなバツク読取り信号Ａと同じ
ようなレベルの分布を予めもつた信号が固定的に
与えられ、このしきい値信号を２値化回路に与え
て画信号が形成されていた。即ち、しきい値信号
は全白原稿から得られるバツク読取り信号の１／
Ｋ倍（Ｋ＞１）の信号として与えられ、このしき
い値信号を用いて２値画信号を形成することによ
つてレベル不均一の影響の軽減が図られていた。

前記従来の方法は、例えば第３図に示すように
原稿５に対して、光源６、レンズ７及び撮像素子
８が一体となつて相対的に移動して原稿面を読み
進む場合には、レベルの不均一分布を表わすバツ
ク読取り信号は、原稿のいずれかの場所において
も同様な波形となつて表われるため、有効な信号
レベルの補正方法となり得る。しかし、第４図に
示すように光源６′、レンズ７′、撮像素子８′が
一体とならず、例えば撮像素子８′のみが矢印Ｐ
の方向に移動して原稿５を読取る場合には、原稿
５を照射する光源６′等の状態が変化するため、
原稿を読取つて得られる読取り信号に含まれるバ
ツク読取り信号の分布は、第４図の領域Q₁，Q₂
を読取つた場合に第５図ａ及びｂに示すように異
なつたものになることがしばしばある。このよう
に異なつたバツク読取り信号Ａ１，Ａ２を含む読
取り信号Ｂ１，Ｂ２を同じしきい値で２値化した
場合には、得られた画信号は光学系等の不均一性
の影響を除去し得たものとはいえないという問題
があつた。また、従来の補正方法では予め設定さ
れたしきい値が用いられるため、読取り信号に２
次元的な不均一性がある場合には、このような不
均一性を画信号から除去することはできないとい
う欠点があつた。

それゆえに、この発明の主たる目的は、読取り
位置に適したしきい値信号を遂次与えてｎ値（ｎ
≧２なる整数）画信号を形成し、光学系、撮像素
子等による不均一性の影響を除去した光学式原稿
読取装置を提供するものである。

この発明の上述の目的及びその他の目的と特徴
は図面を参照して行なう以下の詳細な説明から一
層明らかとなろう。

この発明を要約すれば、原稿面に光を照射して
情報を読取る装置において、原稿読取り信号から
遂次２次元の相関をとつて読取り信号に含まれる
不均一性を検出し、検出された不均一性のレベル
を１／Ki（ｉ＝１、２、…………ｎ−１）倍す
ることによつて読取り信号をｎ値化するためのし
きい値を決定することにより、最適のしきい値で
ｎ値画信号を形成し、且つ２次元的な読取り系の
不均一性の影響をも除去するものである。

第６図はこの発明によるｎ＝２の場合の一実施
例の２値画信号形成部を示すブロツク図であり、
第７図は同実施例のしきい値発生回路の詳細を示
すブロツク図である。

第６図において、従来装置と同様に原稿読取り
信号は入力端子９に与えられ、２値化回路１１で
しきい値発生回路１０から与えられるしきい値信
号によつて黒・白等に相当する２値信号に変換さ
れて出力端子１２から出力される。ここで前記し
きい値発生回路１０から出力されるしきい値信号
は、従来装置のように予め設定された一定レベル
の信号として与えられるものではなく、入力端子
９から与えられる原稿読取信号に基づいて形成さ
れる。従つて、しきい値発生回路１０は入力端子
９にも接続され、与えられた原稿読取り信号から
不均一性を抽出して２値化のためのしきい値信号
を発生する。

第７図に示すしきい値発生回路１０において、
入力端子９の原稿読取り信号は最大値検出回路１
３の入力部に与えられる。最大値検出回路１３に
は前記読取り信号の他、次に述べるライン遅延回
路を経たライン遅延信号及び画素遅延回路を経た
画素遅延信号が入力されており、これら３つの信
号間におけるレベルの比較が行なわれて最大レベ
ルをもつた信号や検出回路出力として導出され
る。最大値検出回路１３の出力は信号レベルを
１／Ｋ（Ｋ＞１）に変換するための１／Ｋ減衰器
１４を通過して出力端子１５からしきい値信号と
して前記２値化回路１１に与えられる。前記１／
Ｋ減衰器１４は、例えば信号レベルを1/2に変換
して最大レベルの中間の信号レベルをしきい値と
して与える。最大値検出回路１３の出力は前述の
ようにしきい値を与えるために導出される他、２
次元の相関をとるため出力信号を原稿の１走査ラ
イン分だけ遅延させるライン遅延回路１６及び１
画素分だけ遅延させる画素遅延回路１７に与えら
れ、夫々所定期間の遅延が施こされて減衰器１８
及び１９に与えられる。減衰器１８及び１９はい
ずれも遅延回路出力に対して0.9倍程度の減衰を
施こす回路で、減衰された遅延回路の出力信号は
前述の最大値検出回路１３の入力部にフイードバ
ツクされている。

一般に、この種の読取装置で観察される前述の
読取り信号の不均一性は２次元的な広がりをも
ち、広がりの中で比較的緩やかに変化する性質が
ある。このような特性に鑑みて前記しきい値発生
回路１０が構成されているが、しきい値発生回路
１０の動作の理解を容易にするため、原稿面にお
ける画素の２次元的な関係を示す第８図を用いて
動作を説明する。第８図において、画素Ｓ１に対
して画素Ｓ３は１走査ライン進んだ対応する位置
の画素を表わし、画素Ｓ２は画素Ｓ３より１画素
分手前の画素を表わす。

今、画素Ｓ１に対するバツク読取り信号の値が
最大値検出回路１３から出力されているとする。
この出力された画素Ｓ１のバツク読取り信号はラ
イン遅延回路１６で１走査ライン分遅延される。
また、原稿の読取りが進んで画素Ｓ２を読取つた
状態で対応する最大値検出回路出力が得られ、画
素遅延回路１７に与えられて１画素分の遅延が施
こされる。従つて、次に画素Ｓ３の読取り信号が
得られた状態で前記画素Ｓ１，Ｓ２に対応する最
大値検出回路出力の減衰された遅延信号が最大値
検出回路１３に入力され、入力された３つの画素
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に基づいて得られた信号間のレ
ベルの比較が実行される。比較の結果最大レベル
の信号が検出され画素Ｓ３に対するバツク読取り
信号として出力され、しきい値を与えるための信
号となると共に次に近傍の画素のバツク読取り信
号を形成するために前記各遅延回路に与えられ
る。

即ち、隣接する画素間ではバツク読取り信号の
レベル差は小さい。従つて、画素Ｓ３に対するバ
ツク読取り信号の値は、画素Ｓ１，Ｓ２から得ら
れたバツク読取り信号の値を若干変えるだけで得
ることができる。また、バツク読取り信号は全白
の原稿を読んだときの信号レベルに相当し、出力
信号のピークを求めればよい。これらから画素Ｓ
３の読取り信号のレベルが大きければピーク値で
あるとして画素Ｓ３の読取り信号を、その他の場
合は読取り系のバツク読取り信号に対するレベル
が下つたものとして、画素Ｓ１，Ｓ２から得られ
ているバツク読取り信号に減衰処理を施こしたも
ののうち、大きい方を画素Ｓ３のバツク読取り信
号のレベルであるとする。

前述のようにして得られた各画素毎の最大値検
出回路出力は１／Ｋ減衰器１４で1/2程度に変換
されて２値化のしきい値が設定される。得られた
しきい値はバツク読取り信号を１／Ｋ倍したもの
であるため、バツク読取り信号成分を含む読取り
信号を前記しきい値で２値化することにより、読
取り系に伴なう不均一性の影響を適切に除去する
ことができる。

尚、全体が暗い原稿を読取る場合には読取り信
号のレベルが下るが、これと同時に検出するバツ
ク読取り信号のレベルも下るため、２値化のしき
い値も同程度に下がり、AGC効果が得られる。

前記実施例は理解を容易にするため２次元の相
関を１走査ライン前の対応する位置の画素と、同
一走査ライン上の手前の１画素とを用いて求める
場合を挙げたが、第７図のしきい値発生回路にお
いて、ライン遅延回路及び画素遅延回路を夫々適
宜個数設け、相関を求めるための画素位置に対応
させて遅延時間を設定することにより、より高度
の相関関係に基いた補正を施こし得る。

前記画素遅延回路１７は比較的遅延時間が短か
いため、次段の減衰器１９と併せて第９図に示す
如くRC時定数回路で構成することもできる。

また、前記実施例は撮像素子から得られる読取
り信号をアナログ回路で処理してしきい値設定の
ためのバツク読取り信号を形成する場合を挙げた
が、第１０図に示すように読取り信号をデイジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路３０及び最大値
検出回路２３の出力をアナログ信号に変換する
Ｄ／Ａ変換回路３１を挿入することによつてしき
い値発生回路を構成することもできる。この実施
例においては最大値検出回路２３、夫々の遅延回
路２６，２７、減衰器２８，２９及び２４はいず
れもデイジタル回路で構成され、特に遅延回路２
６，２７の構成がアナログ回路に比べて簡単な回
路で構成することができる。

更に、しきい値発生回路１０及び２値化回路１
１を全てデイジタル回路で処理するように構成す
ることもできる。即ち、第１１図に示す如く入力
信号をデイジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路
３０を設け、前記実施例と同様にデイジタル回路
で構成されたしきい値発生回路３２及びデイジタ
ル回路で構成された２値化回路３３によつて同様
に処理され、デイジタル信号の画信号が出力端子
３４に導出される。以上は２値画信号を形成する
ものを例に説明したが、先に述べたように１／Ｋ
減衰器が最大値検出回路出力を１／Ki（ｉ＝
１、２…………ｎ−１）倍したｎ−１個のしきい
値を出力し、また２値化回路１１および１３をｎ
値化回路とすることで、ｎ値画信号を形成でき
る。

以上のように、この発明によれば、読取り信号
を用いて読取り信号に含まれるバツク読取り信号
の影響を２次元の相関を求めながら除去して画信
号を形成するため、バツク読取り信号が予め設定
されている従来装置に比べて読取りの精度が著し
く向上し、たとえ読取り位置によつてバツク信号
レベルが変化しても変化がしきい値にフイードバ
ツクされて適切なしきい値による画信号の形成が
行われ、原稿読取装置における光学系、光源等の
装置要素に対する設計の負担を軽減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置のブロツク図である。第２図
は従来装置の信号波形図である。第３図及び第４
図は従来から行われている原稿と読取り系との位
置関係を示す図である。第５図ａ，ｂは第４図の
位置関係から得られる信号波形図である。第６図
はこの発明の一実施例を示すブロツク図である。
第７図は第６図の要部を詳細に示すブロツク図で
ある。第８図はこの発明の動作を説明するための
画素の位置関係を示す図である。第９図、第１０
図及び第１１図はこの発明の他の実施例を示すブ
ロツク図である。 図において、９は入力端子、１０はしきい値発
生回路、１１は２値化回路、１３は最大値検出回
路、１４は１／Ｋ減衰器、１５は出力端子、１６
はライン遅延回路、１７は画素遅延回路、１８，
１９は減衰器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原稿面の情報を光学的に読取つて、読取信号
   のレベルとしきい値とを比較してｎ値（ｎ≧２な
   る整数）の画像信号を形成する読取装置におい
   て、 前記原稿面からの前記読取信号を画素単位で遅
   延する画素遅延回路と、 前記読取信号をライン単位で遅延するライン遅
   延回路と、 前記両遅延回路の出力をそれぞれ一定の割合で
   減衰させる減衰器と、 前記減衰器の出力および前記読取信号を比較し
   て最大レベルの信号を検出する最大値検出回路
   と、 前記最大値検出回路出力を１／Ki（Ki＞１、
   ｉ＝１、２…………ｎ−１）にしてしきい値を設
   定する１／Ｋ減衰器とを備え、 前記画素遅延回路と前記ライン遅延回路と前記
   減衰器と前記最大値検出回路と前記１／Ｋ減衰器
   とは、前記読取信号に対して２次元の相関をとつ
   てしきい値を発生するしきい値発生手段を構成
   し、 前記しきい値発生手段から逐次出力される２次
   元補正されたしきい値を用いてｎ値の画素信号を
   形成するｎ値化手段とを備えてなることを特徴と
   する原稿読取装置。 ２ 前記画素遅延回路および前記ライン遅延回路
   の出力をそれぞれ一定の割合で減衰させる減衰器
   はRC時定数回路で構成されてなる特許請求の範
   囲第１項記載の原稿読取装置。 ３ 前記しきい値発生手段は、前記読取信号をデ
   イジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路を含み、
   デイジタル処理で２次元の相関をとつてしきい値
   を設定する特許請求の範囲第１項記載の原稿読取
   装置。 ４ 前記しきい値発生手段および前記ｎ値化手段
   は、前記読取信号をデイジタル信号に変換する
   Ａ／Ｄ変換回路を含み、デイジタル信号で形成さ
   れるしきい値とデイジタルに変換された読取信号
   を比較して前記ｎ値化手段でｎ値の画信号を形成
   する特許請求の範囲第１項記載の原稿読取装置。