JPH02184170A - 二値化回路 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、アナログ信号である画信号を二値信号に変換
する二値化回路に関する。

〈従来の技術〉 ファクシミリ、複写機といった画像処理装置や、文字や
符号を読取る光学式記号読取装置においては、アナログ
信号である画信号を、白黒に対応した二値信号に変換す
る二値化処理が行われる。

この二値化処理の具体例として、画信号の上方ピークレ
ベル、下方ピークレベル（ボトムレベル）をそれぞれ検
出し、両レベルの中間値をしきい値として画信号の白黒
を判定する方法が知られている。この方法を実現するに
は、正のビークホールド回路と、負のピークホールド回
路とを設けるとともに、両ピークホールド値の平均レベ
ルを求める分割回路を設け、分割回路の出力レベルを基
準値とする比較回路に画信号を入力して白黒を判定すれ
ばよいのであるが、ピークホールド回路の時定数をどの
程度の値に設定するかを決定しなければならない。

ピークホールド回路の時定数が短かいと、画信号のレベ
ル変化によく追従することができるので、例えばバーコ
ードや文字を描いた白地の部分に明度むらがあっても情
報を正確に読取ることができるようになる。しかし、黒
レベルに相当する入力が連続すると、上記上方ピークレ
ベルが直ぐに低下して下方ピークレベルに接近してしま
い、この結果、上記中間レベルも黒レベルに限りなく近
付く。したがって、わずかなノイズの重畳により、比較
回路における白黒の判定が逆転し、白黒を正しく判定す
ることができなくなる。白レベルに相当する入力が連続
する場合も同様である。

逆にピークホールド回路の時定数が長ずざると、画信号
のレベル変化に追従できず、例えば原稿の汚れやじみが
あれば全て黒レベルと判定してしまい、不正確な二値化
を行ってしまうという不都合が生じる。

以上のように、従来の構成の二値化回路では、二値化で
きる読取対象の範囲が時定数の選定により大きく制限さ
れるという問題があった。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、
その目的とするところは、広範囲の読取対象に対して画
信号を正確に二値化することができる二値化回路を提供
することにある。

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための本発明の二値化回路は、第
１図に示すように、二値化しようとする画信号を、当該
画信号と相似の比較的高いレベルの信号と比較的低いレ
ベルの信号とに変換する信号変換回路（１）と、上記比
較的高いレベルの信号の下方ピーク値を検出する下方ピ
ークホールド回路（２）と、上記比較的低いレベルの信
号の上方ピーク値を検出する上方ピークホールド回路（
３）と、両ピークホールド回路の出力値の中間値を生成
する中間値生成回路（４）と、上記中間値と画信号のレ
ベルとを比較し、比較結果を出力する第１の比較回路Ｃ
５）と、両ピークホールド回路の出力値同士を比較し、
比較結果を出力する第２の比較回路（６）と、上方ピー
ク値が下方ピーク値よりも高いことを示す第２の比較回
路（６）の出力があれば第１の比較回路６）の出力信号
を通過させ、下方ピーク値が上方ピーク値よりも高くな
ったことを示す第２の比較回路（６）の出力があれば第
１の比較回路（５）の出力信号を直前の値に保持する信
号制御回路（７）とを有する。

く作用〉 二値化しようとする画信号（ａ）が信号変換回路（１）
に入ると、そこから比較的高いレベルの信号（ｂ）と比
較的低いレベルの信号（Ｃ）とが出力される。２つの信
号は、それぞれ下方ピークホールド回路■および上方ピ
ークホールド回路Ｇ）に入力され、高いレベルの信号の
下方ピーク値、低いレベルの信号の上方ピーク値がホー
ルドされる。また、両ピークホールド回路■（３）のピ
ーク信号の中間値が中間値生成回路（４）で生成され、
信号（ｆ）として出力される。そして、第１の比較回路
（５）においてこの信号（ｒ）と画信号（ａ）とが比較
される。一方、第２の比較回路（６）においては、上方
ピーク信号（Ｃ）と下方ピーク信号（ｄ）とが比較され
、上方ピーク信号（ｅ）よりも下方ピーク信号（ｄ）が
大きな場合例えば保持信号（１１）を信号制御回路（７
）に出力する。信号制御回路（ア）は保持信号（ｈ）が
ない場合節１の比較回路■の出力（ｇ）を受け、その結
果をそのまま二値化信号として出力するが、第２の比較
回路（６）から保持信号（ｈ）を受けた場合、この保持
信号（ｈ）を受ける直前の二値化出力を保持する。

〈実施例〉 第２図は、本発明の二値化回路を実現する一実施例を示
す回路図である。

二値化しようとする画信号は、抵抗分割回路（１１）に
て比較的高いレベルの信号と、中間レベルの信号と、比
較的低いレベルの信号とに分割され、比較的高いレベル
の信号は、演算増幅器とダイオード、コンデンサ、抵抗
の組合わせよりなる下方ピークホールド回路（１２）に
入力される。比較的低いレベルの信号も、演算増幅器と
ダイオード、コンデンサ、抵抗の組合わせよりなる上方
ピークホールド回路（１３）に入力される。両ピークホ
ールド回路（１２）（１３）の出力は抵抗分割回路（１
４）に入り、中間値が生成される。（１５）は上記抵抗
分割回路（１１）にて分割された中間レベルの画信号と
抵抗分割回路（１４）により分割された中間レベルとを
比較する第１の比較回路、（１Ｂ）は両ピークホールド
回路（１２）（１３）の出力値同士を比較する第２の比
較回路、（１７）は信号制御回路としてのＤラッチフリ
ップ−フロップである。第１の比較回路（１５）からＤ
ラッチフリップ−フロップ（１７）への入力をＤ１第２
の比較回路（１６）からＤラッチフリップ−フロップ（
１７）へのゲート人力をＧＳＤラッチフリップ−フロッ
プ（１７）の出力をＱｎとすると、次のような真理値表
を有する。（以下余白） すなわち、入力Ｇがローレベルのときは、入力りをその
まま出力し、入力Ｇが７Ｘイレベルになると、以前の値
Ｑ　ｎ−１を保持する。

次に、第３図に示す具体的な波形の画信号（Ａ）が人力
された場合を例にとって、上記構成の二値化回路の動作
を説明する。

抵抗分割回路（１１）から出力される比較的高いレベル
の信号（Ｂ）と比較的低いレベルの信号（Ｃ）とは、そ
れぞれ下方ピークホールド回路（１２）および上方ピー
クホールド回路（１３）において、下方ピークレベル、
上方ピークレベルがとられる。下方ピークレベル信号、
上方ピークレベル信号はそれぞれ下方ピーク波形（Ｋ）
、上方ピーク波形（Ｅ）で表される。各ピークホールド
回路（１２）（ｔａ）はピーク値保持後徐々に放電して
いくので、ピーク波形（Ｋ）。

（Ｅ）は暫くピーク値を保つが、その後徐々に原波形（
Ｂ）　、　（Ｃ）に追従していく　（以上第３図（１）
参照）。

ピーク波形（Ｋ）　、　（Ｅ）は、抵抗分割回路（１４
）において、中間値がとられる。中間値を連ねた波形は
（Ｆ）で表される（以下第３図（Ｉ［）参照）。波形（
Ｐ）と、もとの画信号（Ａ）とは第１の比較回路（１５
）において比較され、 画信号（Ａ）のレベル〉波形（Ｐ）のレベルの場合のみ
、ハイレベルの信号が出力され、これ以外の場合はロー
レベルの信号が出力される。第１の比較回路（１５）の
出力波形は（Ｊ）のようになり、波形（Ｐ）のレベルと
画信号（Ａ）のレベルとの差が大きなときは、出力波形
（ハは一意的に定まるが、波形（Ｐ）のレベルと画信号
（Ａ）のレベルとの差がほとんどないようなときは、出
力波形（」）は僅かなノイズの重畳に左右され、右端に
図示するように不安定な状態となる。一方、波形（Ｋ）
　、　（Ｅ）は、第２の比較回路（１６）において比較
され、下方ピーク波形（Ｋ）　　　上方ピーク波形（Ｅ
）〉 のレベル　　　　　　　のレベル の場合のみハイレベルの信号が出力され、これ以外の場
合はローレベルの信号が出力される。第２の比較回路（
１６）の出力波形を（Ｈ）に示す。Ｄラッチフリップ−
フロップ（１７）は、第２の比較回路（１６）の出力（
Ｈ）がローレベルになれば、第１の比較回路（１５）の
出力波形（」）をそのまま通過させ、ハイレベルに変わ
れば、第１の比較回路（１５）の出力信号を直前の値に
保持する。第２の比較回路（１Ｂ）の出力がハイレベル
の時とは、下方ピーク波形（Ｋ）のレベルと上方ピーク
波形（Ｅ）のレベルとが逆転している時に相当し、波形
（Ｐ）のレベルと画信号（Ａ）のレベルとの差がほとん
どない時であるので、出力波形（」）は上記したように
不安定な状態にある。このときに、第１の比較回路（１
５）の出力信号を直前の値に保持することにより、出力
波形（ハの不安定な波形を阻止することができる。

以上のように、この実施例では、従来のピークホールド
回路、比較回路を利用した二値化回路に、抵抗分割回路
、フリップ−フロップといった簡単な構成の素子を加え
るだけで、正確で安定した二値化信号を得ることができ
る。

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば信号変換回路（１）は、第２図に示すような抵
抗分割回路（１１）に限るものではなく、増幅器、減衰
器を組合わせた回路を使用してもよい。その池水発明の
要旨を変更しない範囲内において、種々の設計変更を施
すことが可能である。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明の二値化回路によれば、画信号か
ら比較的高いレベルの信号と比較的低いレベルの信号と
を作り出し、比較的高いレベルの信号の下方ピーク波形
、比較的低いレベルの信号の上方ピーク波形をとり、両
ピーク波形のレベルか逆転していることに基づいて、上
方ピーク波形、下方ピーク波形がそれぞれ減衰して元の
波形に追随している状態になっている時と判断して、二
値出力値を以前の値に保持することとした。

したがって、入力画信号のレベルが白黒いずれかに偏り
、ピーク波形が元の波形と異ならない状態になった場合
でも、二値出力値がいたずらに変動することはなく、常
に安定したこ値化出力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の二値化回路の概略構成を示すブロック
図、 第２図は二値化回路の具体的な実施例を示す回路図、 第３図は具体的な入力波形、および二値化回路各部の信
号波形を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、二値化しようとする画信号を、当該画 信号と相似の比較的高いレベルの信号と 比較的低いレベルの信号とに変換する信 号変換回路と、上記比較的高いレベルの 信号の下方ピーク値を検出する下方ピー クホールド回路と、上記比較的低いレベ ルの信号の上方ピーク値を検出する上方 ピークホールド回路と、両ピークホール ド回路の出力値の中間値を生成する中間 値生成回路と、この中間値と画信号のレ ベルとを比較し、比較結果を出力する第 １の比較回路と、両ピークホールド回路 の出力値同士を比較し、比較結果を出力 する第２の比較回路と、上方ピーク値が 下方ピーク値よりも高いことを示す第２ の比較回路の出力があれば第１の比較回 路の出力信号を通過させ、下方ピーク値 が上方ピーク値よりも高くなったことを 示す第２の比較回路の出力があれば第１ の比較回路の出力信号を直前の値に保持 する信号制御回路とを有することを特徴 とする二値化回路。