JPH04294683A - 画像信号のコントラスト強調方法およびこれを用いた画像信号の２値化装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、図面読み取り装置やフ
ァクシミリ等において、読み取られた画像信号を２値化
する際のコントラスト強調方法、および画像信号の２値
化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】読み取り対象となる原稿のコントラスト
が低い場合、一定のスレシホールドレベルを用いて、読
み取った画像信号をそのまま２値化すると解像度が低く
なるので、このような場合、まず読み取った画像信号を
コントラストの高い画像信号に変換し、その後、その画
像信号を２値化処理している。従来、このような画像信
号のコントラスト強調手法として、自動利得制御（ＡＧ
Ｃ）回路を用いたものが知られている。

【０００３】以下、図４を参照して従来手法を説明する
。図中の符号Ｓ１　は、ＣＣＤラインセンサ等で原稿を
読み取った際の１ライン分の画像信号である。従来手法
は、このような原画像の読み取りを１ライン、あるいは
数ラインについて行い、読み取った画像信号中のピーク
電圧値ＳＭＡＸ　を検出し、これを原稿の背景色（下地
）の濃度とみなしている。そして、このピーク電圧値Ｓ
ＭＡＸ　が予め定められた最大レベル（図４では白レベ
ル）にまで達するように、画像信号Ｓ１　を入力する増
幅回路の増幅率を自動的に変えることにより、入力画像
信号のコントラストを高めている。図中の符号Ｓ２　は
、ピーク電圧値に応じて増幅率を変えることにより、コ
ントラスト強調された画像信号を示している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来手法によれば、次のような問題点がある。 （１）読み取り対象となる原稿の背景色は、必ずしも一
様ではない。例えば、図５の（ａ）に示した原稿ＯＲの
場合、左領域Ｌの背景と右領域Ｒの背景とでは、その濃
度が異なっている。このような原稿ＯＲを読み取った場
合、その画像信号Ｓ１　は、図５の（ｂ）に実線で示す
ように、背景色が白っぽい左領域Ｌではコントラストは
比較的高いが、背景色が黒っぽい右領域Ｒではコントラ
ストが小さくなる。このような画像信号Ｓ１　を従来手
法によってコントラスト強調すれば、左領域Ｌの背景濃
度（ピーク電圧値）に応じたコントラスト強調が行われ
るので、強調後の画像信号Ｓ２　は、図５の（ｂ）に破
線で示すように、右領域Ｒの画像信号についてコントラ
ストが十分に強調されなくなる。

【０００５】（２）上述したと同様の問題点は、原稿の
空間周波数が一様でない場合にも生じる。すなわち、図
６の（ａ）に示した原稿ＯＲの場合、左領域Ｌの空間周
波数に対して、右領域Ｒの空間周波数は相当高くなって
いる。このような原稿ＯＲを読み取った場合、その画像
信号Ｓ１　は、図６の（ｂ）に実線で示すように、空間
周波数が高い右領域Ｒにおいて、ＣＣＤラインセンサ等
の追従性能の限界により、振幅が小さく、すなわち、コ
ントラストが低くなる。このような画像信号Ｓ１　を従
来手法によってコントラスト強調すれば、前記（１）と
同様に、左領域Ｌの濃度（ピーク電圧値）に応じたコン
トラスト強調が行われるので、空間周波数の高い右領域
Ｂの画像信号についてコントラストが十分に強調されな
くなる。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、背景色が一様でない原稿や、空間周波
数が一様でない原稿であっても、適切なコントラスト強
調を行うことができる画像信号のコントラスト強調方法
を提供することを目的としている。また、本発明の他の
目的は、適切なコントラスト強調を行うことによって、
解像度のよい２値化信号を得ることができる画像信号の
２値化装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、次のような構成をとる。すなわち、請求
項１に記載の画像信号のコントラスト強調方法は、原稿
を読み取って得た画像信号と、この画像信号を積分処理
して得られた濃度基準レベル信号との差分を求める第１
の減算処理過程と、前記画像信号のピーク電圧値に関連
して設定されたピークリミット値と、前記濃度基準レベ
ル信号との差分を求める第２の減算処理過程と、前記第
１の減算処理過程で得られた差分値を、前記第２の減算
処理過程で得られた差分値で除算する除算処理過程と、
を備えたものである。

【０００８】また、請求項２に記載の画像信号の２値化
装置は、原稿を読み取って得た画像信号を積分処理する
ことによって濃度基準レベル信号を得る積分処理手段と
、前記画像信号と前記濃度基準レベル信号との差分を求
める第１の減算処理手段と、前記画像信号のピーク電圧
値に関連したピークリミット値を設定するピークリミッ
ト値設定手段と、前記ピークリミット値と前記濃度基準
レベル信号との差分を求める第２の減算処理手段と、前
記第１の減算処理手段で得られた差分値を、前記第２の
減算処理手段で得られた差分値で除算する除算処理手段
と、前記除算処理手段から出力されたコントラスト強調
済みの画像信号を２値化する第１の２値化処理手段と、
前記ピークリミット値をスレシホールドレベルとして画
像信号を２値化する第２の２値化処理手段と、前記第１
および第２の２値化処理手段で得られた各２値化信号を
合成する信号合成手段と、を備えたものである。

【０００９】

【作用】請求項１に記載の発明の作用は次のとおりであ
る。画像信号を積分処理して得られた濃度基準レベル信
号は、原稿の背景色の濃度変化や空間周波数の変化に応
じてそのレベルが変換する。したがって、画像信号と濃
度基準レベル信号との差分値を、ピークリミット値と濃
度基準レベル信号との差分値で除算することにより、原
稿の背景色の濃度や空間周波数の不均一性に影響される
ことなく、画像信号を適切にコントラスト強調すること
ができる。

【００１０】また、請求項２に記載の発明の作用は次の
とおりである。請求項１に記載の発明によって画像信号
をコントラスト強調した場合、原稿のベタ部（均一濃度
領域）で濃度基準レベル信号が画像信号に一致すること
により、その部分で前記除算結果である強調済みの画像
信号のレベルが零になる。そこで、前記ピークリミット
値をスレシホールドレベルとして画像信号を２値化処理
し、その２値化信号と、前記コントラスト強調済みの画
像信号を２値化処理して得られた２値化信号とを合成す
ることにより、原稿の背景色の濃度や空間周波数の不均
一性や、原稿のベタ部に影響されることなく、高い解像
度で画像信号が２値化される。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は本発明に係る画像信号の２値化装置の一
実施例の概略構成を示したブロック図、図２は装置各部
の波形図である。

【００１２】原稿読み取り用のＣＣＤラインセンサ等の
受光センサ１で検出された画像信号は、増幅回路２で増
幅された後、Ａ／Ｄ変換器３でデジタル信号に変換され
てシェーディング補正回路４に与えられる。シェーディ
ング補正されたデジタル画像信号は、ピークリミット設
定回路５およびラインメモリ６に与えられる。図２の（
ａ）中に符号Ｓで示した実線波形は、この画像信号をア
ナログ的に示したものである。ピークリミット設定回路
５は、１ライン分の画像信号を入力することにより、そ
のラインに対してノイズ成分を除去するような適切なピ
ークリミット値Ｌを設定するものである。例えば、その
ライン中のピーク電圧値と背景レベルとの差分（図２の
（ａ）に示すΔＶ）の９５〜９８％程度の値をピークリ
ミット値Ｌとして設定するものである。一方、ラインメ
モリ６は、ピークリミット値Ｌを設定するのに要する時
間（１ラインの周期）だけ、画像信号Ｓを遅延させるた
めに設けられている。

【００１３】ラインメモリ６で遅延されたデジタル画像
信号Ｓはコントラスト強調回路７に与えられる。コント
ラスト強調回路７において、デジタル画像信号はＤ／Ａ
変換器８でアナログ画像信号に変換された後、バッファ
９を介して、積分処理手段としての積分回路１０に与え
られる。積分回路１０のＣＲ定数は、その出力信号が入
力画像信号に追随して変化するが、高周波成分には追随
しないような値に、予め実験的に定められる。この積分
回路１０の出力信号は、本発明にいう濃度基準レベル信
号に相当している。図２の（ａ）中に符号Ｄで示した破
線波形は、積分回路１０から出力された濃度基準レベル
信号を示している。

【００１４】前記濃度基準レベル信号Ｄは、本発明の第
１の減算処理手段に相当する減算器１２と第２の減算処
理手段に相当する減算器１３に、それぞれの一方入力と
して与えられる。減算器１２は、他方入力としてライン
メモリ６から画像信号Ｓを与えられ、この画像信号Ｓか
ら濃度基準レベル信号Ｄを差し引いた差分値Ｓ−Ｄを算
出する。図２の（ｂ）は差分値Ｓ−Ｄをアナログ的に示
したものである。この差分値Ｓ−Ｄは、本発明の除算処
理手段に相当する除算器１４に一方入力として与えられ
る。

【００１５】また、減算器１３には、他方入力してピー
クリミット設定回路５からピークリミット値Ｌが与えら
れる。減算器１３は、このピークリミット値Ｌから濃度
基準レベル信号Ｄを差し引いた差分値Ｌ−Ｄを算出する
。この差分値Ｌ−Ｄは、前記除算器１４の他方入力とし
て与えられる。

【００１６】除算器１４は、減算器１２からの差分値Ｓ
−Ｄを、減算器１３からの差分値Ｌ−Ｄで除算した値（
Ｓ−Ｄ）／（Ｌ−Ｄ）を算出する。この除算値が、コン
トラスト強調された画像信号に相当する。なお、減算器
１２は、濃度基準レベル信号Ｄが画像信号Ｓよりも大き
い場合に、制御端子（Ｓ＜Ｄ）からアクティブＬＯＷ信
号を出力し、この信号が除算器１４のクリア端子ＣＬＲ
に与えられる。その結果、濃度基準レベル信号Ｄが画像
信号Ｓよりも大きい場合に、除算器１４は、常に『０』
を出力する。図２の（ｃ）は、除算器１４から出力され
たコントラスト強調済みの画像信号を示している。

【００１７】図２の（ｃ）から明らかなように、本実施
例のコントラスト強調回路７では、ピークリミット値Ｌ
と濃度基準レベル信号Ｄとの差分値（Ｌ−Ｄ）に対する
画像信号Ｓと濃度基準レベル信号Ｄとの差分値（Ｓ−Ｄ
）の比でもって、コントラスト強調された画像信号を表
しているので、例えば、図２の（ａ）に示したコントラ
ストが比較的大きな画像信号域Ａも、コントラストが比
較的小さな画像信号域Ｂも、略同様にコントラストが強
調されており、背景色の濃度や空間周波数の不均一性に
影響されないことが理解できる。

【００１８】コントラスト強調回路７でコントラスト強
調された画像信号（以下、強調済み画像信号という）Ｓ
　’はＤ／Ａ変換器１５でアナログ信号に変換された後
、本発明における第１の２値化処理手段としての２値化
回路１６で２値化される。２値化回路１６は、例えば図
３に示すように、強調済み画像信号Ｓ　’を積分処理す
る積分回路１６Ａと、積分回路１６Ａの出力信号（以下
、スライス信号という）ＶＳＬのオフセット電圧を調整
するオフセット調整回路１６Ｂと、強調済み画像信号Ｓ
　’とスライス信号ＶＳＬとを比較する比較器１６Ｃと
から構成されている。図２の（ｃ）で符号ＶＳＬで示し
た鎖線波形は、前記スライス信号を示している。また、
図２の（ｄ）は比較器１６ｃから出力された２値化信号
Ｂ１　を示している。

【００１９】２値化回路１６により、強調済み画像信号
Ｓ　’は概ね２値化されているのであるが、原稿中のベ
タ部の画像信号（図２の（ａ）のＣ領域）の２値化が不
完全である。すなわち、ベタ部の後縁部（図２の（ａ）
のＣ　’領域）で濃度基準レベル信号Ｄが画像信号Ｓと
略一致してしまうので、除算器１４での演算（Ｓ−Ｄ）
／（Ｌ−Ｄ）の結果が『０』になってしまい、その結果
、ベタ部の２値化信号のパルス幅（図２の（ｃ）に示す
パルス幅Ｗ）が、本来のパルス幅Ｗ　’よりも小さくな
ってしまうという不都合が生じる。そこで、本実施例で
は、次のようにして、この不都合を解消している。

【００２０】すなわち、本発明の第２の２値化処理手段
としての比較器１７で、ピークリミット値Ｌをスレシホ
ールドレベルとして、画像信号Ｓを２値化する。比較器
１７から出力される２値化信号Ｂ２　を図２の（ｅ）に
示す。この２値化信号Ｂ２　では、ベタ部の２値化信号
のパルス幅は、本来のパルス幅Ｗ　’に一致している。 そこで、２値化回路１６で得られた２値化信号Ｂ１　と
、比較器１７で得られた２値化信号Ｂ２　とを、本発明
における信号合成手段としてのＯＲゲート１８に与える
ことにより、両２値化信号Ｂ１　，Ｂ２　を合成し、図
２の（ｆ）に示すような最終的な２値化信号Ｂ０　を得
ている。この図より明らかなように、最終的な２値化信
号Ｂ０　は、画像信号Ｓを良好な解像度で２値化してい
る。

【００２１】なお、上述の実施例では、減算器１２，１
３および除算器１４等の各処理をデジタル信号処理によ
って行ったが、これはアナログ演算で行ってもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば次のような効果を奏する。すなわち、請求項１
に記載の発明によれば、原稿を読み取って得た画像信号
とこの画像信号を積分処理して得られた濃度基準レベル
信号との差分値を、画像信号のピーク電圧値に関連して
設定されたピークリミット値と濃度基準レベル信号との
差分値で除算することによって、画像信号のコントラス
トを強調しているので、原稿の背景色の濃度や空間周波
数が一様でない場合であっても、画像信号を適切にコン
トラスト強調することができる。

【００２３】また、請求項２に記載の発明によれば、請
求項１に記載の発明によってコントラスト強調された画
像信号を２値化して得られ２値化信号と、前記ピークリ
ミット値をスレシホールドレベルとして画像信号を２値
化して得られた２値化信号とを合成して、最終的な２値
化信号を得ているので、画像信号を良好な解像度で２値
化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像信号の２値化装置の一実施例
の概略構成を示したブロック図である。

【図２】実施例装置の各部の波形図である。

【図３】実施例装置における２値化回路の具体例を示し
た回路図である。

【図４】従来の画像信号のコントラスト強調方法の説明
図である。

【図５】従来手法の問題点を説明するための図である。

【図６】従来手法の問題点を説明するための図である。

【符号の説明】

１…受光センサ ５…ピークリミット設定回路（ピークリミット値設定手
段） ７…コントラスト強調回路 １０…積分回路（積分処理手段） １２…減算器（第１の減算処理手段） １３…減算器（第２の減算処理手段） １４…除算器（除算処理手段） １６…２値化回路（第１の２値化処理手段）１７…比較
器（第２の２値化処理手段）１８…ＯＲゲート（信号合
成手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　原稿を読み取って得た画像信号と、こ
   の画像信号を積分処理して得られた濃度基準レベル信号
   との差分を求める第１の減算処理過程と、前記画像信号
   のピーク電圧値に関連して設定されたピークリミット値
   と、前記濃度基準レベル信号との差分を求める第２の減
   算処理過程と、前記第１の減算処理過程で得られた差分
   値を、前記第２の減算処理過程で得られた差分値で除算
   する除算処理過程と、を備えたことを特徴とする画像信
   号のコントラスト強調方法。
2. 【請求項２】　　原稿を読み取って得た画像信号を積分
   処理することによって濃度基準レベル信号を得る積分処
   理手段と、前記画像信号と前記濃度基準レベル信号との
   差分を求める第１の減算処理手段と、前記画像信号のピ
   ーク電圧値に関連したピークリミット値を設定するピー
   クリミット値設定手段と、前記ピークリミット値と前記
   濃度基準レベル信号との差分を求める第２の減算処理手
   段と、前記第１の減算処理手段で得られた差分値を、前
   記第２の減算処理手段で得られた差分値で除算する除算
   処理手段と、前記除算処理手段から出力されたコントラ
   スト強調済みの画像信号を２値化する第１の２値化処理
   手段と、前記ピークリミット値をスレシホールドレベル
   として画像信号を２値化する第２の２値化処理手段と、
   前記第１および第２の２値化処理手段で得られた各２値
   化信号を合成する信号合成手段と、を備えたことを特徴
   とする画像信号の２値化装置。