JP2001092953A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JP2001092953A
JP2001092953A JP26496999A JP26496999A JP2001092953A JP 2001092953 A JP2001092953 A JP 2001092953A JP 26496999 A JP26496999 A JP 26496999A JP 26496999 A JP26496999 A JP 26496999A JP 2001092953 A JP2001092953 A JP 2001092953A
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processing apparatus
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JP26496999A
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English (en)
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淳 ▲高▼根
Atsushi Takane
Keisuke Morita
恵介 森田
Norio Sato
典夫 佐藤
Kunio Nakanishi
邦夫 中西
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】フレーム単位に繰り返し入力される画像データ
に対し、輝度やコントラストを最適にする画素値変換処
理をリアルタイム処理として実現する。 【解決手段】フレーム単位で繰り返し入力される画像デ
ータに対し、その画像から画像の特徴量を検出し、その
特徴量をもとに、入力された画像データの濃淡レベルを
変換し表示する機能を持つ画像処理装置において、画像
の特徴量から作成された画素値変換用データを格納する
画素値変換用テーブルを複数持つことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置の画
素値変換処理に係わり、特に輝度やコントラストを最適
にした視認性の良い画像を得るための画素値変換処理を
実時間で連続的に実行する機能を持つ画像処理装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】本発明の画像処理装置は、特に電子顕微
鏡装置に適用が考えられるので電子顕微鏡装置に関して
従来技術を述べる。電子顕微鏡の画像信号は、試料に照
射された電子線によって発生する微弱な反射電子の量を
増幅して生成される。反射電子の量は試料表面の材質に
強く依存するため、得られる画像の濃淡は極めて広い分
布を持っている。
【0003】このような広い濃淡分布の中でのわずかな
濃淡差は画像として観測することが難しいので、電子顕
微鏡装置では、画像の中での最も暗い部分を表示装置の
最低輝度に、最も明るい部分を表示装置の最高輝度に合
わせるように濃淡レベルを1対1で変換する画像処理手
段を設け、コントラスト調整をしている。たとえば、画
像処理としてヒストグラムの線形変換を用いる場合、入
力画像の濃淡ヒストグラムを求め、その最小濃度x0と
最大濃度x1をそれぞれ表示画像の最小濃度X−min、最
大濃度X−maxとなるように線形変換すればコントラスト
が拡張されて、見やすい画像が得られる。
【0004】従来技術では、この画素変換を行なう場
合、計測を行い画像を取り込みを行なった後、制御用計
算機がその画像から特徴量を計算し、画素値変換用デー
タを作成し、変換用テーブルに書込む。変換用テーブル
は、表示のための入力データ変換と変換用データの書き
込みが同時に実行できないため、次の計測は、この一連
の処理が完了した後、新たに実行されていた。
【0005】したがって、リアルタイムに画像の輝度/
コントラストを変える様な画素値変換処理を行なうこと
はできなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の技
術では、入力画像に対し輝度やコントラストを視認性良
くする画素値変換処理において、画素値変換用テーブル
が、表示のための入力データ変換と変換用データの書き
込みを同時に実行できなかった。そのため、連続的に入
力される画像の輝度やコントラストを最適にする画素値
変換処理をリアルタイムに行なうことは困難であった。
【0007】本発明の目的は、フレーム単位に繰り返し
入力される画像データに対し、輝度やコントラストを最
適にする画素値変換処理をリアルタイム処理として実現
することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、画素値変換用テーブルを複数持
つ手段を用いる。
【0009】請求項2の発明は、請求項1の複数の画素
値変換用テーブルに関し、そのうちの一つで表示のため
の入力画像データの変換を、別のテーブルで変換用デー
タの格納を同時に行なう手段を用いる。
【0010】請求項3の発明は、リアルタイム処理を行
なうために、複数の画素値変換用テーブルを入力画像の
フレーム単位で切り替えて使用する手段を用いる。
【0011】請求項4の発明は、リアルタイムに入力画
像の輝度とコントラストを最適化する処理に関して、フ
レーム単位で繰り返し入力される画像に対し、検出する
画像の特徴量を画像のヒストグラムとし、そのヒストグ
ラムを用い作成された画素値変換用データを表示に使用
中の画素値変換用テーブルとは別のテーブルに書込み、
フレーム単位で表示と書込み用のテーブルを逐次切り替
える手段を用いる。
【0012】請求項5の発明は、請求項4の画像処理装
置に関して、画像の入力がインターレーススキャンであ
る場合、Oddスキャンで画像のヒストグラムを検出し、E
venスキャンの間に画素値変換用データを計算し、表示
中に使用するものとは別の変換用テーブルに書込み、次
のOddスキャンの始めでテーブルを切り替えることでリ
アルタイムに入力画像の輝度とコントラストを最適化す
る手段を用いる。
【0013】請求項1にかかる画像処理装置では、画素
値変換用テーブルを複数持つことで、画素値変換用に使
用するテーブルと変換データの書き込み用のテーブルを
別にすることができる。または、幾つかのテーブルを入
力画像によって切り替えることができる。
【0014】請求項2にかかる画像処理装置では、請求
項1の複数の画素値変換用テーブルに対し、そのうちの
一つを表示のための入力画像データの変換に使い、別の
テーブルを変換用データの格納に使うことでそれらの処
理を同時に行なうことができる。
【0015】請求項3にかかる画像処理装置では、複数
の画素値変換用テーブルを入力画像のフレーム単位で切
り替えて使用するので、フレーム単位に繰り返し入力さ
れる画像データに対しリアルタイムに画素値変換処理を
行なうことができる。
【0016】請求項4にかかる画像処理装置では、フレ
ーム単位で繰り返し入力される画像に対し、検出する画
像の特徴量を画像のヒストグラムとし、そのヒストグラ
ムを用い作成された画素値変換用データを表示に使用中
の画素値変換用テーブルとは別のテーブルに書込み、フ
レーム単位で表示と書込み用のテーブルを逐次切り替え
ることで、リアルタイムに入力される画像の輝度とコン
トラストを最適化することができる。
【0017】請求項5にかかる画像処理装置では、請求
項4の画像処理装置に関して、画像の入力がインターレ
ーススキャンである場合、Oddスキャンで画像のヒスト
グラムを検出し、Evenスキャンの間に画素値変換用デー
タを計算し、表示中に使用するものとは別の変換用テー
ブルに書込み、次のOddスキャンの始めでテーブルを切
り替えることでリアルタイムに入力画像の輝度とコント
ラストを最適化することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】図3は、本発明の画像処理装置の
一実施例である電子顕微鏡装置の構成概要のブロック図
である。301は電子顕微鏡の鏡体部であり、電子銃3
02から発せられた電子線303が図には描かれていな
い電子レンズによって収束され、試料305に照射され
る。電子線照射によって、試料表面から発生する二次電
子、或いは反射電子の強度が電子検出器306によって
検出され、増幅器307で増幅される。304は電子線
の位置を移動させる偏向器であり、310の制御用計算
機の制御信号308によって電子線を試料表面上でラス
タ走査させる。増幅器307から出力される信号を画像
処理プロセッサ309内でAD変換し、デジタル画像デ
ータを作る。311は、その画像データを表示する表示
装置である。また、309は、デジタル画像データを格
納する画像メモリと各種の画像処理を行う画像処理回
路、表示制御を行う表示制御回路を持つ。制御用計算機
310には、キーボードやマウス等の入力手段312が
接続される。
【0019】図2は、本発明の一実施例である画像処理
装置の画像処理プロセッサ部分の構成概略図である。通
常の入力から表示までは次の経路をとる。201の入力
部(電子顕微鏡本体)から入力された信号は、入力処理
演算部203に入る。202の入力処理演算部で加算処
理等をされた信号は203の画素値変換用テーブル1
(LUT1)を通り、205の画像メモリ制御部から2
06の画像メモリへ送られ、さらに表示制御部207を
経て、208の表示部で表示される。
【0020】リアルタイムに画素値変換を行なう処理で
は、通常の撮影と同様の経路で入力処理演算部202を
通った画像データは、LUT1で画素値変換され表示さ
れるが、一方で209のヒストグラム演算回路に入力さ
れる。ヒストグラム演算回路で演算されたヒストグラム
は210のヒストグラムメモリに格納される。このデー
タをもとに211の制御用計算機が演算を行い、LUT
2用のデータを算出する。この変換用データは、LUT
2に格納され、次に入力された画像データがLUT2で
画素値変換され表示される。この過程を繰り返すことで
リアルタイムの画素値変換処理が実行される。
【0021】図1は、本発明を実施する場合の処理時間
のタイムチャートである。101が画像データを計測す
る撮影時間であり、インタレーススキャンによりOddデ
ータ、Evenデータの順序で撮影を行なう。102が入力
された画像データのヒストグラム演算を行なう回路での
ヒストグラム演算の時間である。103は、102のヒ
ストグラム演算回路で作成されたヒストグラムを制御計
算機が取り上げて画素値変換用データを計算する時間で
ある。104は、画素値変換用テーブル1(LUT1)
の処理時間で、105は画素値変換用テーブル2(LU
T2)の処理時間である。106のOddスキャン時に1
02のヒストグラム演算回路で入力データのヒストグラ
ム(108)を取り、次の107のevenスキャンの間に
108のヒストグラムを制御用計算機へ送り、107の
LUT計算を行なう。109で計算されたLUTデータ
は、110でLUT1に書込まれる。この間撮影されて
いる106、107の入力データは、LUT2を使い画
素値変換され表示されている。
【0022】次のフレームの先頭でLUT切替えを行な
い、この後の画素値変換用には、110でLUTデータ
の書き込みを行なったLUT1を使用する。112と1
13の撮影時にも102、103同様に112のOddス
キャン時にヒストグラム演算を行ない、113のevenス
キャン時にLUT計算を行なう。今回のLUTデータ
は、114でLUT2に書込まれ、次のフレームの先頭
でLUT切替え(115)を行なうことで、次のフレー
ムで使われることになる。このように繰り返していくこ
とで、リアルタイムに入力画像の輝度とコントラストを
最適化することが可能になる。
【0023】
【発明の効果】本発明は、以上説明してきたように構成
されているので以下に記載されるような効果を奏する。
【0024】フレーム単位に繰り返し入力される画像デ
ータに対し、輝度やコントラストを最適にする画素値変
換処理をリアルタイムに処理する場合、画素値変換用テ
ーブルを複数持ち、そのうちの一つで表示のための入力
画像データの変換を、別のテーブルで変換用データの格
納を同時に行ない、その変換用テーブルを入力画像のフ
レーム単位で切り替えて使用することで、リアルタイム
に画素値変換処理が可能である。また、具体例として
は、入力画像のヒストグラムから作成された画素値変換
用データを表示に使用中の画素値変換用テーブルとは別
のテーブルに書込み、フレーム単位で表示と書込み用の
テーブルを逐次切り替えることで、リアルタイムに入力
画像の輝度とコントラストを最適化することができる。
さらに、画像の入力がインターレーススキャンである場
合、Oddスキャンで画像のヒストグラムを検出し、Even
スキャンの間に画素値変換用データを計算し、表示中に
使用するものとは別の変換用テーブルに書込み、次のOd
dスキャンの始めでテーブルを切り替えることでリアル
タイムに入力画像の輝度とコントラストを最適化するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術であるヒストグラムの線形変換の説明
図。
【図2】本発明の一実施例である画像処理装置の画像処
理プロセッサ部分の構成概略図。
【図3】本発明の画像処理装置の一実施例である電子顕
微鏡装置の構成概要図。
【符号の説明】
301…電子顕微鏡の鏡体部、302…電子銃、303
…電子線、304…偏向器、305…試料、306…電
子検出器、307…増幅器、308…制御信号、 30
9…画像処理プロセッサ、310…制御用計算機、31
1…表示装置、312…入力手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 典夫 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器グループ内 (72)発明者 中西 邦夫 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器グループ内 Fターム(参考) 5B057 AA11 CA16 CB16 CE05 CE11 CH07 CH11 DA17 DC16 DC23 5C077 LL04 LL18 MP01 NN02 PP02 PP03 PP15 PQ08 PQ19 PQ23 RR16 RR18 SS02 SS06 5C082 AA00 BA20 BB51 CA81 CB01 DA51 DA71 MM10

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フレーム単位で繰り返し入力される画像
    データに対し、その画像から画像の特徴量を検出し、そ
    の特徴量をもとに、入力された画像データの濃淡レベル
    を変換し表示する機能を持つ画像処理装置において、画
    像の特徴量から作成された画素値変換用データを格納す
    る画素値変換用テーブルを複数持つことを特徴とする画
    像処理装置。
  2. 【請求項2】 前記第1項の画像処理装置において、複
    数の画素値変換用テーブルのうちの一つで表示のための
    入力画像データの変換と、別のテーブルで入力画像の特
    徴量から作成された変換用データの格納を同時に行なう
    ことを特徴とする画像処理装置。
  3. 【請求項3】 前記第1項の画像処理装置において、複
    数の画素値変換用テーブルを入力画像のフレーム単位で
    切り替えて使用する機能を持つことを特徴とする画像処
    理装置。
  4. 【請求項4】 前記第1項の画像処理装置において、フ
    レーム単位で繰り返し入力される画像に対し、検出する
    画像の特徴量を画像のヒストグラムとし、そのヒストグ
    ラムを用い作成された画素値変換用データを表示に使用
    中の画素値変換用テーブルとは別のテーブルに書込み、
    フレーム単位で表示と書込み用のテーブルを逐次切り替
    えることでリアルタイムに入力画像の輝度とコントラス
    トを最適化することを特徴とする画像処理装置。
  5. 【請求項5】 前記第4項の画像処理装置において、画
    像の入力がインターレーススキャンである場合、Oddス
    キャンで画像のヒストグラムを検出し、Evenスキャンの
    間に画素値変換用データを計算し、表示中に使用するも
    のとは別の変換用テーブルに書込み、次のOddスキャン
    の始めでテーブルを切り替えることでリアルタイムに入
    力画像の輝度とコントラストを最適化することを特徴と
    する画像処理装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009070686A (ja) * 2007-09-13 2009-04-02 Hitachi High-Technologies Corp 検査装置
KR101989868B1 (ko) * 2017-12-28 2019-06-17 경북대학교 산학협력단 전자 장치 및 제어 방법

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