JPS6081975A - 信号の２値化方式 - 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： この発明は１画像イハ号、ビデオ信号等の信号を２（ｌ
？ｉ化するだめの信号の２値化方式に関する。

発明の技術的背景とその問題点； 従来、第１１４（Ａ）に示すような原稿の白黒に応じた
画像信号を２値化する場合、適当なレベルにスレッショ
ルドＴｈを設定し、このスレッショルドＴｈを越えたか
否かで画像信号を２値化するようにしており、その２値
出力は同図（Ｂ）に示すようなものとなる。この場合、
スレッショルドＴｈは白と黒の中間部、つまり灰色部分
に設定されるため、画像信号のわずかな変化によって２
値化のレベルが大きく変動してしまうといった不都合が
ある。

また、　ＣＣＤ等で成るイメージセンサで画像信号を２
４１へ化する場合、第２図（Ａ）に示すような白黒の画
像信号に対して、イメージセンサの出力信号はたとえば
同図（Ｂ）に示すように完全な波形で応答するのではな
く、幾分積分された波形となる。

このため、白黒が交互に短い間隔で存在している領域ｒ
では、黒領域に挟まれた白部分の信号レベルが本来の白
レベル位Ｍ（０）まで低下することなく、黒レベルに近
い方にレベルシフトされてしまう。また、白領域に黒領
域が細い線で存在するような領域ＩＩの場合、この黒領
域のレベル信号は本来の黒レベル位置まで達せず、白レ
ベルに近い方の低レベルとなってしまう。したがって、
第２図（Ｂ）に示すようなレベルにスレッショルドＴｈ
を設定した場合、第２図（Ｃ）に示すように、白黒交Ｙ
の領域工では黒だけの２値信号となってしまい、細い黒
の領域１（は検出されず、白のレベルとなってしまう欠
点がある。このような２つの領域■及びＩＩを共に検出
できるように、スレッショルドＴｈを設定することは不
可能なことである。さらに、白黒の中間部である灰色部
分は、そのスレッショルドＴｈによって２値化されるが
、スレッショルドＴｈのレベルを上下にシフトすること
によって、２イ１７Ｉ変換の位置が大きくずれてしまう
といった欠点がある。

発明の目的； この発明の目的は、」−述したような白黒交互の細部領
域や、黒もしくは白が細い領域で単独で存在する場合に
も確実に２値化できる方式を提供することにある。

発明の概要； この発明は画像信号、ビデオ信号等の信号の２値化方式
に関するもので、信号を２値化するためのレベル値を設
定しておくと共に、信号の同一方向変化に対しては保持
値が更新され、信号の反転方向変化に対しては最大値又
は最小値を保持する基準（１１′ｔを設け、信号のＮ値
化データを基準値と比較し、　Ｎ値化データがレベル（
ｉｆｆだけ変化した時に２値信号を反転して出力するよ
うにしたものであ′る。

発明の実施例； 第３図はこの発明方式を寞現する装置の一例を示すもの
であるが、この発明はコンピュータのソフトウェアによ
っても実現することが可能である。ここでは、第３図に
示すハードウェアによってこの発明を実現する場合を説
明する。

イメージセンサ等’ｔ’読取られた画像信号ｖＳはサン
プルホールド回路ｌに入力され、ここでサンプルホール
ドされた画像信号ＶＳＡがＡＤ変換器２に入力され、　
Ｎ値化される。この例では３ビフ・トの“０″〜゛７″
゛のディジタル値ＵＰに変換している。Ａ１１ｌ変換器
２で３ビツトのディジタル値に変換された画像データＤ
Ｐはコンパレータ３及び最大値、／最小値記憶回路７に
入力され、コンパレータ３からは後述する′）ｊ；、半
値Ｒ９との比較結果がアップダウン・カウンタ４に入力
されると共に、比較結果に応じたアンプ信号Ｕｌ１１及
びダウン信号ｒＪ−がそれぞれカウンタ４に入力される
。アップダウン・カウンタ４には設定器（たとえばディ
ジタルスイッチ）６で設定された２値化のためのレベル
値阿（この例では３°′）が入力され、カウンタ４から
出力されるアップタイミング信号ＵＴ及びダウンタイミ
ング信号ＤＴが、それぞれフリップフロアブ５にセット
信号及びリセット信号として入力されると」（に、オア
回路８を経て最大値／最小値記憶回路７に８迷信号Ｔ阿
として入力される。ツリツブフロップ５はカウンタ４か
らのアップタイミング信号ＵＴでセットされ、ダウンタ
イミング信号り丁でリセットされ、その出力（たとえば
セット出力Ｑ）が画像信号ｖＳの２値信号ＢＳとして得
らされるようになっている。なお、最大値／最小値記憶
回路７の保持値Ｏ６は、ディジタルの画像信号ＤＰと比
較するための基準値Ｒ５としてコンパレータ３に入力さ
れるようになっている。また、アップ信号ＵＤはＤＰ≧
ＲＳのときに出力され、ダウン信号ＤｗはＯＰ＜Ｒ３の
ときに出力され、この信号ＤＰ又はＤＷに従ってアップ
ダウンφカウンタ４は計数制御される。

このような構成において、その動作を第４図（Ａ）〜（
１）のタイミングチャートを参照して説明する。

画像イ１）号ｖＳがサンプルホールド回路ｌでサンプル
ホールドされ、そのサンプルホールドされた画像信号Ｖ
ＳＡがＡＯ変換器２で３ビツトのディジタル値に変換さ
れた画像信号ＤＰが第４図（Ａ）に示すものである場合
、時点目まで最大値／最小値記憶回路７からの基準（ｆ
ｉＲ５はＯ゛°となっている。そして、１１′ｔ点ｔ１
ニディシタルイ１ｆｆＤＰが’０”　カラ”　１　”に
変化すると、コンパレータ３はディジタル値１１１Ｐ・
１と基準値Ｒ３＝０とを比較し、この場合にはディジタ
ル値ＤＰが大きいのでアップ信号ＵＤをカウンタ４に入
力しく第４図（Ｃ）　）　、ディジタル値ＯＰと基準値
Ｒ３との差（同図（Ｅ））がｌ”となってカウンタ４に
入力されるので、カウンタ４の計数値は１′°となる（
同図（Ｈ））。この場合、設定器６からのレベル値Ｎは
°゛３′°となっているので、カウンタ４からはアップ
タイミング信号ＵＴ及びダウンタイミング信号ＤＴは共
に出力されない。次に、１１′、、点ｔ２において画像
信号［ＩＰが“２パとなり、時点ｔ３に°“３パとなる
と、）１（半値Ｒ９と画像信号ＤＰとの差が３゛となる
ので（ｔ５４図（Ｂ）　）　、コンパレータ３の差がカ
ウンタ４に入力されて、カウンタ４の計数値がパ３”と
なる。この結果、カウンタ４の計数値が設定器６で設定
されたレベル値Ｈ（”　３　”　）と一致するので、カ
ウンタ４からはアップタイミング信号ＵＴが出力されて
フリップフロップ５をセットすると共に（第４図（Ｆ）
。

（Ｉ）　）　、　オア回路８を介して書込信号ＴＭを最
大値／最小値記憶回路７に入力することにより、記憶回
路７はこの時のディジタル値ＤＰ（’“３′′）を基準
値Ｒ５として保持する。そして、時点ｔ４においてディ
ジタル値Ｄρが４°゛に変化すると、この場合の変化は
同一方向に変化しているので、カウンタ４の計数値は最
大値の゛３パのままであるが、アップタイミング信号Ｕ
Ｔの出力によって、最大値／最小（ｉ（ｉ記憶回路７の
〕１（半値Ｒ３が°゛４°′に更新され、この更新され
た基準値Ｒ９がコンパレータ３に入力される。

そして、時点ｔ５にディジタル値ＤＰが反転方向の“ｌ
′”に低下すると、コンパレータ３における比較におい
て、ディジタル値ＤＰ＝１が基準値Ｒ９＝４よりも′３
゛′だけ小さくなるので、コンパレータ３からはダウン
信号り一がカウンタ４にとして入力されると共に、その
差゛３゛′がカウンタ４に入力されてＡｔｅ値３′′か
ら減算される。その結果、カウンタ４の計数値は°゛０
°′となり、レベル値Ｍ（＝３）と等しくなるのでカウ
ンタ４からはダウンタイミング信号ＤＴが出力されて、
フリップフロップ５がリセットされると共（第４図（Ｇ
）、（Ｉ）　）に、オア回路８を経てタイミング信号Ｄ
Ｍが記憶回路７に入力されるので、記憶回路７はこの時
のディジタル値ＤＰ（−１）を新しい基準値Ｒ３として
保持する。その後、時点上〇にディジタル値ＤＰが“０
”に変化すると、この場合のディジタル値ＤＰの変化方
向は同一であるので、記憶回路７の基準値Ｒ９がダウン
タイミング信号ＤＴによって“０“に更新されると共に
、コンパレータ３における差“１゛°がカウンタ４に入
力されて減算されるが、カウンタ４の計数イｊｆｆは最
小値°“０°゛のままである。そして、時点ｔ７におい
てディジタル値ＤＰが°“ｌ”°に変化するが、この場
合の変化値は１°“でレベル値Ｍ（＝３）よりも小さい
ので、カランタイからはアップタイミング信号ＵＴは出
力されず、記憶回路７の基準値Ｒ５も更新されない。そ
の後、時点上８においてディジタル４ｆｉ［ＩＰが“７
°°に変化すると、コンパレータ３からアンプ信号ＵＤ
でカウンタ４に入力されると共に、その差”　７　”が
カウンタ４に入力されて加算されるので、カウンタ４の
計数値は最大値の“３”となり、カウンタ４からアップ
タイミング信号ＵＴが出力されて、フロップフロ、プ５
がセットされると共に、オア回路８を介して記憶回路７
の）、（半値Ｒ３が゛０パから“７パに更新されて保持
される。

以下同様にして、カウンタ４の計数値が３゛′となった
時にアップタイミング信号ｔｌＴが出力されてフリップ
フロップ５がセットされ、計数値が最小値の“０”′と
なった時にダウンタイミング信号ＤＴが出力されてフリ
ップフロップ５がリセットされるので、フリップフロッ
プ５から出力される２値信号ＢＳは第４図（Ｉ）に示す
ようになる。このように、最大値／最小値記憶回路７は
ディジタル値ＤＰが同一方向に変化する場合には、レベ
ル値阿を越えた以後は新しいディジタル値を基準値とし
て更新し保持すると共に、反転方向に変化した場合には
それまで保持していた最大値又は最小値を基へ６値Ｒ５
として保持するようになっているので、カウンタ４から
は画像信号ＯＰが設定器６で設定されたレベル値Ｘの値
だけ変化した時にアップタイミング信号ＵＴ又はダウン
タイミング信号ＤＴが出力され、設定器６のレベル値阿
を適当に設定することにより、画像信号値ＤＰの所定幅
変化に応じて信号を２　（ｉｆｉ化することができる。

この結果、前述したような白黒が交互に細い幅で存在す
る領域でも、確実に白黒に応じてｚ値化を行なうことが
でき、また、白領域に細い黒領域がある場合や黒領域に
白の細い領域がある場合でも、確実に２値化を行なうこ
とができる。なお、この実施例ではＡＩＩ変換器２のＮ
値化を３ビツトとしているが、任意のビット数のディジ
タル値に変換することが可能である。さらに、設定′Ａ
６で設定するレベル値Ｘを”　３　”としているが、任
意の数値を設定することができる。この場合、カウンタ
４の最大計数値の範囲内にレベル値にを設定する必要が
ある。

効果； 以−１−のようにこの発明の信号の２値化方式によれば
、信号が可一方向に変化する場合には設定されたレベル
値だけ変化した時に２値信号を反転して出力し、信号が
更に同一方向に変化する場合には基準値を新しく更新さ
せるようにしているので、常に基準値との差を設定され
てレベル値の中に収めることが可能である。また、信号
が反転方向に変化した場合には、設定されたレベル値だ
け変化した時のみ２値化を行なうようにしており、常に
信号の変化分の大きさで２値化を行なうことができるの
で、精度のよい２値化を実現することができる。また、
この発明の２値化方式はハードウェアで構成する場合も
簡易な回路で実現することができ、コンピュータのソフ
トウェアで実現する場合にも容易にプログラムを組むこ
とができ、レベル値やＮ値化の値を任意に設定できる利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）　、（Ｂ）及び第２図（Ａ）〜（Ｃ）は従
来の２値化方式を説明するためのタイミングチャート、
第３図はこの発明方式を実現する装置の一例を示すブロ
ック構成図、第４図（＾）〜（１）はその動作例を示す
タイミングチャートである。 １・・・サンプルホールド回路、２・・・＾Ｄ変換器、
３・・・コンパレータ、４・・・アップダウン・カウン
タ、５・・・フリップフロップ、６・・・設定器、７・
・・最大値／最小値記憶回路、８・・・オア回路。 ４　ｆ　図 ｉＬ　４　圀 ＣＤ）　ｎ、ｗ （の　ＤＴ （Ｈ）　カウレ１０／２３３００　／　３２３　０　３
　２　０　３（１）　Ｂｓ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 低吟を２値化するためのレベル値を設定しておくと八に
   、前記信号の同一方向変化に対しては保持イｆ１が更新
   され、前記信号の反転方向変化に対してはｆＩ％大イ「
   １又は最小値を保持する基準値を設け、前記信号のＮ値
   化データを前記基を値と比較し、前記Ｎ値化データが前
   記レベル（１へだけ変化した時に２値信弓を反転して出
   力するようにしたことを＃９徴とする信ηの２値化方式
   。