JPS636192B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は画像信号処理装置に関するものであ
り、特に文書画等の原稿を光学的に読取り、電気
信号に変換した後、閾値を設けて白黒の２値化処
理をするようにした画像信号処理装置に関するも
のである。

従来、文書画等の原稿を光学的に読取つて得ら
れた電気信号を、白黒に２値化する手段として
は、一般に、固定された閾値を設けて、その値と
の比較によつて２値化する方式がとられていた。

第１図にこの方式における読取り信号と閾値と
の関係を示す。上段の波形は読取信号で、Ａは白
レベル、Ｂは黒レベル、Ｃは固定閾値である。ま
た、下段の矩形波は、それぞれの読取波形に対応
して２値化された信号を示している。

このような方式は、バツクグラウンドの低い鮮
明な原稿から読取つた信号ａに対しては有効であ
る。しかし、バツクグラウンドの濃い原稿から読
取つた信号ｂや、文書画の濃度の低い原稿から読
取つた信号ｃの場合には、当然のこととして、再
び現像した時、十分に忠実な画像の再生ができな
いという欠点があつた。

また、２値化をするための閾値を可変にするも
のもあつたが、この方式では、設定する閾値の指
示に人手の介入を要するため、作業が非常に煩雑
であるなどの欠点があつた。

本発明の目的は、前記従来技術の有する諸欠点
を除去して、人手を要することなく、原稿のバツ
クグラウンドや画像濃度に応じて自動的に閾値を
制御し、画像の忠実な再生を行うことができるよ
うにした画像信号処理装置を提供することにあ
る。

前記の目的を達成するために、本発明は、原稿
の平均濃度と濃度分布とにより、予定時間ごとに
閾値を設定し、かつこれを自動的に変化させるよ
うにした点に特徴がある。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施例に
ついて説明する。第２図は本発明の一実施例のブ
ロツク図である。

図において、１は１次元イメージセンサ（図示
せず）から出力された画像信号ｅ０の、イメージ
センサの特性による照度むらを補正するために設
けられた補正回路、２は前記補正回路１から出力
される出力信号ｅ１を多値の読取デジタル信号ｅ
２に変換するために設けられたＡ／Ｄ変換器であ
る。

３は前記Ａ／Ｄ変換器２から出力される前記読
取デジタル信号ｅ２を入力して積分値ｅ３を求め
るために設けられた積分回路、４は前記読取デジ
タル信号ｅ２を入力して濃度の頻度分布ｅ４を求
めるために設けられた分布回路である。

５は前記積分回路３から出力された積分値ｅ３
より濃度の平均値ｅ５を求めるために設けられた
平均値演算回路、６は前記分布回路４から出力さ
れた濃度の頻度分布ｅ４および前記平均値演算回
路５から出力された濃度の平均値ｅ５より、閾値
αを求めるために設けられた閾値演算回路であ
る。

７は前記読取デジタル信号ｅ２を予定時間遅ら
せて出力するために設けられた遅延回路、８は前
記遅延回路７から出力される遅延デジタル信号ｅ
７と前記閾値αとを比較して、２値化画像信号ｅ
８を出力するための電圧比較器である。

第３図は第２図の主要部の信号波形図であり、
第４図、第５図は第２図の閾値演算回路６の動作
説明図である。第２〜５図により本実施例の動作
を説明する。第３図において、Ａは白レベル、Ｂ
は黒レベルである。第４図において、縦軸ｙは画
像信号の濃度値、横軸ｇは濃度値ｙの頻度、ｇ
（ｙ）は頻度分布、αは閾値である。

第５図において、横軸は時間、縦軸は画像信号
の大きさ、ｆ（ｔ）は読取デジタル信号、f1（ｔ）
は前記読取デジタル信号ｆ（ｔ）を２値化したも
の（この場合T1ｔT2とする）、αは閾値で
ある。

文書画などの原稿を、光学系により読取つて得
られた画像信号（アナログ信号）ｅ０は、補正回
路１により、光学系の照度むらによる光量の不均
一が補正される。すなわち、読取アナログ信号の
白レベル、黒レベルの部分が均一に補正される。

補正回路１により補正された画像信号（アナロ
グ信号）ｅ１は、Ａ／Ｄ変換器２に入力され、多
値の読取デジタル信号ｅ２に変換される。読取デ
ジタル信号ｅ２は積分回路３、分布回路４、遅延
回路７に入力される。

積分回路３に入力された読取デジタル信号ｅ２
は、予定時間の間（第５図のＴ１からＴ２まで）
積分され、その積分値ｅ３が出力される。

分布回路４に入力された読取デジタル信号ｅ２
からは時刻Ｔ１からＴ２までの間の濃度の頻度分
布ｇ（ｙ）（第４図）が導き出され、ｅ４として出
力される。

前記積分回路３から出力された積分値ｅ３は、
平均値演算回路５に入力され、予定時間の間の濃
度の平均値が下記の(1)式によつて算出され、平均
値ｅ５として出力される。

∫^T2／_T1ｆ（ｔ）dt／T2−T1 ……(1) 前記分布回路４から出力された濃度の頻度分布
ｅ４および前記平均値演算回路５から出力された
濃度の平均値ｅ５は、閾値演算回路６に入力され
て閾値αが算出される。

以下に、前記閾値αの算出方法を説明する。

前記のように、読取デジタル信号ｅ２をｆ（ｔ）
（ただしT1ｔT2）、ｆ（ｔ）の値ｙの頻度分
布ｇ（ｙ）としたとき、本発明においては下記の
(2)式を満足するようなαを求め、これを閾値とす
る。

∫¹／〓ｇ（ｙ）dy／∫^T2／_T1ｇ（ｙ）dy＝∫¹／₀ｆ
（ｔ）dt／T₂−T₁ ＝濃度の平均値 ……(2) 前記(2)式の左辺の演算は、例えばコンピユータ
による数値積分によつて行なうことができる。

すなわち、頻度分布ｇ（ｙ）は分布回路４で求
められているので、適当なαを仮定して前記(2)式
左辺の分子・分母をそれぞれ数値積分によつて求
め、これらの比を取つて、これを(2)式右辺の平均
値（すなわち、平均値演算回路５の出力）と比較
する。

もしも前記比の値が平均値よりも大であれば、
より大きいαを仮定して再度数値積分を行ない、
また反対に前記比の値が平均値よりも小であれ
ば、より小さいαを仮定して再度数値積分を行な
うというように、演算をくり返し実行することに
よつて、(2)式を満足するαを閾値として求めるこ
とができる。

算出された閾値αは、閾値演算回路６から出力
され、電圧比較器８へ入力される。また、遅延回
路７からは、予定時間遅延された遅延デジタル信
号ｅ７が出力され、前記電圧比較器８へ入力され
る。

電圧比較器８においては、前記遅延デジタル信
号ｅ７と前記閾値αとが比較され、２値化画像信
号ｅ８、すなわちf1（ｔ）が出力される。

本発明においては、以上のように、閾値αを設
定するので、読取デジタル信号をｆ（ｔ）とする
と、 ｆ（ｔ）αのときf1（ｔ）＝１ ｆ（ｔ）＜αのときf1（ｔ）＝０ となる。

このとき、下式の(3)式が成立する。

∫^T2 _T1f1（ｔ）dt＝∫^T2 _T1ｆ（ｔ）dt ……(3) すなわち、第５図において、ｆ（ｔ）と横軸に
よつて囲まれる面積と、f1（ｔ）と横軸とによつ
て囲まれる面積とは等しくなる。換言すれば、原
稿における黒情報の積分値と再生画像における黒
情報の積分値とが等しくなる。したがつて、本発
明によれば、より忠実な画像再生が可能となる。

つぎに、前記(2)式によつて求めたαを閾値とし
て用いて読取画像信号の２値化を行なえば、前記
(3)式が成立することを証明する。

Ｔ＝T2−T1とおく。ｇ（ｙ）はｆ（ｔ）の値の
頻度分布であるから、（3A）式が成立する。

∫¹／〓ｇ（ｙ）dy／∫¹／₀ｇ（ｙ）dy＝∫〓_f(t)
1dt／∫_{0 f(t) 1}dt……（3A） たゞし、T1ｔT2 ∫〓_f(t)〓dt：時刻T1からT2までにおいて、 βｆ（ｔ）γである時間 ここで、∫_{0 f(t) 1}dt＝Ｔであるから、 (2)式より ∫^T2／_T1ｆ（ｔ）dt／Ｔ＝∫〓_{f(t) 1}dt／∫_{0 f(t)
1}dt＝ ∫〓_f(t)dt／Ｔ（T1ｔT2） よつて、∫^T2 _T1ｆ（ｔ）dt＝∫〓_f(t)dt ……(4) たゞし、T1ｔT2 である。

一方、f1（ｔ）の定義より ∫^T2 _T1f1（ｔ）dt＝０・∫_f(t)<〓dt ＋１・∫〓_f(t)dt （T1ｔT2） よつて、 ∫^T2 _T1f1（ｔ）dt＝∫〓<_f(t)dt ……(5) ただし、T1ｔT2 である。したがつて、(4)、(5)式より、 ∫^T2 _T1f1（ｔ）dt＝∫^T2 _T1ｆ（ｔ）dt を導き出すことができる。

尚、本実施例においては、読取り信号としてデ
ジタル化した信号を用いたが、読取アナログ信号
をそのまゝ用いてもよいことは当然である。

本発明は、前記のように、原稿の平均濃度と濃
度分布とにより前記(3)式を満足するように、予定
時間ごとに閾値を設定し、かつこれを自動的に変
化させるようにしたので、人手を要することな
く、原稿のバツクグラウンドや画像濃度に応じて
自動的に閾値を制御し、画像の忠実な再生を行な
うことができるという大きな利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の固定閾値を設定した場合の信号
波形図、第２図は本発明の一実施例のブロツク
図、第３図は第２図の主要部の信号波形図、第４
図、第５図は第２図の閾値演算回路の動作説明図
である。 ３……積分回路、４……分布回路、５……平均
値演算回路、６……閾値演算回路、８……電圧比
較器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 読取られた画像信号の予定時間における濃度
   の平均値を求める回路と、前記画像信号の前記予
   定時間内における濃度分布ｇ（ｙ）を求める回路
   と、前記平均値および濃度分布ｇ（ｙ）が供給さ
   れ、前記濃度分布ｇ（ｙ）のαから１までの積分
   値と、０から１までの積分値との比を前記濃度の
   平均値と等しくする値のαを閾値として出力する
   閾値演算回路と、前記画像信号を前記αと比較し
   て２値化画像信号を出力する電圧比較器とを具備
   したことを特徴とする画像信号処理装置。