JP2001245177A - ディジタル画像処理装置および方法、並びにディジタル画像記録装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 取り込んだカラ−画像を２値化するために、
最適なしきい値を求める。 【解決手段】 ステップＳ１では、キャプチャ画像がＤ
ＲＡＭにはりつけられ、その画像の輝度データのヒスト
グラムが作成される（ステップＳ２）。ステップＳ３で
は、ヒストグラムから輝度の最小値Ｙmin と最大値Ｙma
x が求められる。この場合、黒側のオフセット値と白側
のオフセット値とを設定した上で、Ｙmin とＹmax が求
められる。ステップＳ４では、差Ｙdiff（＝Ｙmax −Ｙ
min ）が求められ、差がリミット範囲Ｙrange と比較さ
れる。Ｙdiff＞Ｙrange の場合には、ステップＳ５にお
いて、しきい値Ｔhrが中間値として計算される。中間値
に対して調整値の項を追加することもある。ステップＳ
４において、ＹdiffがＹrange 以下の場合には、しきい
値を固定値に設定する（ステップＳ６）。求められたし
きい値Ｔhrによって取り込んだ画像が２値化される（ス
テップＳ７）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばディジタ
ルカメラ装置に適用することができるディジタル画像処
理装置および方法、並びにディジタル画像記録装置およ
び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近では、フラッシュメモリ等の不揮発
性半導体記憶素子やハードディスクやフロッピーディス
ク等の記録媒体を用い、この記録媒体に対して被写体像
を画像データとして記録するディジタルスチルカメラ等
のディジタル画像記録装置が急速に普及しつつある。デ
ィジタ画像記録装置は、撮影した被写体像をディジタル
画像信号に変換して圧縮し、圧縮した画像情報を記録媒
体に記録する構成とされている。ディジタル画像記録装
置において、自然画像をカラー画像として取り込み、Ｊ
ＰＥＧで圧縮するものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】文字原稿、ホワイトボ
ード等を撮影する時には、カラー画像として記録する方
法よりも、撮影したカラー画像を２値化して記録するこ
とが好ましい。すなわち、図１０Ａは、文字原稿を撮影
したカラー画像を示し、図１０Ｂは、カラー画像を２値
画像に変換した画像を示す。図から分かるように、２値
画像は、カラー画像に比して被写体の文字と背景とが鮮
明に区別され、文字が読みやすくなる。

【０００４】カラ−画像を２値化するには、撮影したカ
ラー画像をしきい値によって各画素を白と黒とに弁別す
る必要がある。図１０Ｂは、最適なしきい値を使用した
場合である。若し、しきい値が最適しきい値よりも高す
ぎると図１０Ｃに示すように、２値化画像が全体的に暗
くなり、また、しきい値が最適しきい値よりも低すぎる
と図１０Ｄに示すように、２値化画像が全体的に明るく
なり、文字が見にくくなる。

【０００５】特に、ディジタルカラ−画像記録装置によ
り画像を撮影した場合には、文字および背景画像の一方
が常に固定値をとるわけではなく、両者とも色空間内の
どの値もとりうるので、予め固定のしきい値を設定する
ことはできない。また、ディジタル画像記録装置では、
記録時にユーザが記録時の明るさを等を設定することも
あり、どのような設定がされていても、最適しきい値を
導出できることが望まれる。さらに、しきい値を求める
ときに、導出値の正確さと共に、高速で且つ限られた資
源を用いて導出できることが要請される。

【０００６】したがって、この発明の目的は、取り込ま
れたカラー画像を２値画像に変換するための最適しきい
値を限られた資源を用いて、正確且つ短時間に求めるこ
とを可能とするディジタル画像処理装置および方法、並
びにディジタル画像記録装置および方法を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１の発明は、取り込まれカラ−画像情報
を２値画像に変換するディジタル画像処理装置におい
て、カラ−画像情報内の輝度データの画素数の分布を表
すヒストグラムを生成する手段と、ヒストグラムの最大
値および最小値を検出し、最大値および最小値の中間値
をしきい値と決定する手段とを備え、中間値をしきい値
としてカラ−画像を２値画像に変換することを特徴とす
るディジタル画像処理装置である。請求項５の発明は、
このようにカラ−画像を２値画像へ変換する方法であ
る。

【０００８】請求項６の発明は、記録メディアに画像を
ディジタル信号として記録するディジタル画像記録装置
において、カラ−画像を取り込む画像取り込み手段と、
取り込まれたカラ−画像をしきい値によって２値画像へ
変換する画像処理手段と、画像処理手段の出力を記録メ
ディアに記録する記録手段とを備え、画像処理手段は、
カラ−画像中の輝度データの画素数の分布を表すヒスト
グラムを生成し、ヒストグラムの最大値および最小値を
検出し、最大値および最小値の中間値をしきい値として
カラ−画像を２値画像に変換することを特徴とするディ
ジタル画像記録装置である。請求項１０の発明は、この
ようにカラ−画像を２値画像へ変換し、記録メディアに
記録する記録方法である。

【０００９】この発明では、取り込んだカラ−画像毎に
輝度データのヒストグラムを生成し、最大値と最小値の
差の中間値をしきい値として取り込んだ画像を２値化す
るので、画像毎に最適なしきい値で２値化を行うことが
できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて説明する。図１は、本実施形態のシステム構成を示
し、１がＣＣＤ（Charge Coupled Device)を示す。ＣＣ
Ｄ１の画素数（水平画素数×垂直画素数）は、例えばＵ
ＸＧＡ(1600 ×1280) 画素とされている。撮影画像（カ
ラー画像）の画素数に対して記録画像の画素数は、ＵＸ
ＧＡに加えて、ＳＸＧＡ(1280 ×1024) 画素、ＸＧＡ(1
024 ×768)画素、ＶＧＡ(640×480)画素が選択可能とさ
れている。ＣＣＤ１は、図示しないレンズ部を介された
被写体像を撮像信号として出力する。レンズ部において
は、自動絞り制御動作や自動焦点制御動作がなされる。
撮像信号がカメラブロック２に供給される。

【００１１】なお、ＣＣＤ１がイメージスキャナと同様
に文書を読み取る動作を行うことが可能とされていても
良い。また、ＣＣＤ以外に他の装置、通信メディアから
受け取ったディジタルカラー画像を処理する場合にも、
この発明を適用できる。さらに、処理後の画像を記録メ
ディアに記録するのに限らず、通信メディアに対して送
出する場合にもこの発明を適用することができる。

【００１２】カメラブロック２は、クランプ回路、輝度
信号処理回路、輪郭補正回路、欠陥補償回路、自動絞り
制御回路、自動焦点制御回路、自動ホワイトバランス補
正回路等が含まれる。カメラブロック２から例えばＲＧ
Ｂ信号から変換された輝度信号および色差信号からなる
コンポーネント信号の形式でディジタル撮像信号が発生
する。ディジタル撮像信号がメモリコントロールブロッ
ク３に供給される。

【００１３】メモリコントロールブロック３は、信号切
り換え部、表示用バッファメモリ、Ｄ／Ａ変換器等を有
する。メモリコントロールブロック３に表示装置４およ
びデータ伝送路５が接続される。メモリコントロールブ
ロック３において、生成されたＲＧＢ信号がＤ／Ａ変換
器を介して表示装置４に供給される。表示装置４は、カ
メラと一体に設けられたＬＣＤ（Liquid Crystal Displ
ay) 等の表示デバイスで構成されたものである。カメラ
ブロック２からの画像信号が表示装置４に供給されるこ
とによって、撮影中の画像が表示され、また、データ伝
送路５を介して供給される記録メディア９の読み出し画
像が表示される。表示装置４は、ＶＧＡ(640×480)画像
を表示する。

【００１４】データ伝送路５に対しては、ＤＲＡＭ(Dyn
amic Random Access Memory)６およびマイコン（マイク
ロコンピュータ）で構成された画像処理ブロック７が接
続される。ＤＲＡＭ６は、メモリコントロールブロック
３または画像処理ブロック７によって制御され、取り込
まれた原画像データを蓄える領域と、画像処理ブロック
７による画像処理後の画像データを蓄える領域とを有す
る。

【００１５】画像処理ブロック７には、操作入力部８お
よび記録メディア９がそれぞれインターフェースを介し
て接続される。画像処理ブロック７から制御情報が各部
に供給されることによって、画像データの処理がなさ
れ、ＤＲＡＭ６へのデータの書込みおよび読み出しがな
され、記録メディア９への書込み、読み出しが実行され
る。

【００１６】操作入力部８は、シャッターボタン、モー
ド指定スイッチ、その他の撮影者が操作する各種のスイ
ッチを有する。例えば主として自然画像を撮影する時に
指定される第１モードと、主として文字原稿、ホワイト
ボード等の文字からなる画像を撮影する時に指定される
第２モードとが選択可能とされている。操作入力部８か
らの操作入力が画像処理ブロック７に供給される。記録
メディア９は、メモリカード（ＩＣカード）、フロッピ
ーディスク、書き換え可能な光ディスク等であり、スチ
ルカメラ本体に対して着脱自在とされたものである。記
録メディア９以外に、インターネット等の通信メディア
を使用しても良い。

【００１７】画像処理ブロック７では、自然画像撮影用
に主として使用される第１モードと文字画像撮影用に主
として使用される第２モードとで、画像処理方法が異な
るものとされる。第１モードでは、例えばＪＰＥＧ（Jo
int Photographic Experts Group) が使用される。第２
モードでは、原画像の２値化の処理がされ、ＬＺＷ（Le
mpel Ziv Welch) 方式によりデータを圧縮し、圧縮デー
タに対して必要な構成要素を付加して２値画像をＧＩＦ
ファイル化する処理がなされる。

【００１８】ＪＰＥＧは、カラー静止画像を圧縮する標
準的符号化方法であり、可逆符号化方式と非可逆符号化
方式とがある。可逆符号化方式として、空間内予測符号
化方式が採用され、非可逆符号化方式として、ＤＣＴ(D
iscrete Cosine Transform)による圧縮方法が採用され
ている。通常は、非可逆符号化方式による多少の画質の
劣化は、実用上問題ないものとされ、ＤＣＴによる符号
化方式がＪＰＥＧとして使用されている。本明細書にお
いても、ＪＰＥＧの用語は、ＤＣＴとＤＣＴで発生した
係数データを量子化し、量子化出力をエントロピー符号
化で符号化する非可逆符号化を指すものとする。

【００１９】また、画像処理ブロック７は、記録メディ
ア９に対するデータの書き込みと読み出しを制御する。
ＤＲＡＭ６に蓄えられている画像データ、すなわち、第
１モードで得られたＪＰＥＧファイル、または第２モー
ドで得られたＧＩＦファイルを記録メディア９に対して
出力する。記録メディア９から読み出したこれらの画像
ファイルが画像処理ブロック７によってＤＲＡＭ６に記
憶される。

【００２０】さらに、解像度変換部１０が設けられ、解
像度変換部１０によって撮影画像を選択された記録画像
の解像度に変換する処理がなされる。ＤＲＡＭ６には、
解像度変換された画像がはられる。解像度変換処理は、
画像処理ブロック７で行うようにしても良い。

【００２１】上述した一実施形態において、撮影者がシ
ャッターボタン（操作入力部８）を押すと、ＣＣＤ１で
撮像されたカラー画像信号がカメラブロック２に供給さ
れ、カメラ信号処理がされ、解像度変換後の画像データ
がメモリコントロールブロック３の制御によってＤＲＡ
Ｍ６に記憶される。

【００２２】原画像データがＤＲＡＭ６に格納される
と、画像処理ブロック７のによって原画像データが処理
され、圧縮画像データ（ＪＰＥＧファイルまたはＧＩＦ
ファイル）がＤＲＡＭ６の他の領域に格納される。そし
て、画像処理ブロック７によってＤＲＡＭ６から読み出
された圧縮画像データが記録メディア９に書き込まれ
る。

【００２３】圧縮画像データを記録する場合にファイル
名が画像処理ブロック７において付けられる。記録メデ
ィア９がメモリカードの場合には、静止画用ディレクト
リ（ＤＣＩＭ）が規定され、静止画用ディレクトリ（Ｄ
ＣＩＭ）には、ＭＳＤＣＦ等のサブディレクトリが規定
されている。サブディレクトリは、アルバムに相当する
ものである。ＪＰＥＧで圧縮した１枚の画像であれば、
サブディレクトリ例えば１００ＭＳＤＣＦに対してＤＳ
Ｃ００００１．ｊｐｇのファイル名と拡張子とが付加さ
れる。次にメモリカードに記録される画像データがＧＩ
Ｆファイルであれば、ディレクトリおよびサブディレク
トリが同じで、ＴＸＴ００００２．ｇｉｆのファイル名
と拡張子とが付加される。ＤＳＣ０およびＴＸＴ０のそ
れぞれの後に、（０００１）から（９９９９）までの番
号が付加される。

【００２４】記録メディア９に記憶されている画像を再
生する時には、ファイル名を指定することによって所望
の圧縮画像データを記録メディア９から読み出し、画像
処理ブロック７によって伸張する。伸張した画像データ
をＤＲＡＭ６に書き込む。そして、ＤＲＡＭ６に格納さ
れている画像データをメモリコントロールブロック３を
介して表示装置４に表示する。

【００２５】上述した一実施形態において、文字原稿等
の撮影に主として使用される第２モードにおける画像処
理についてより詳細に説明する。第２モードにおいて
は、画像処理ブロック７によって画像の２値化処理がな
される。すなわち、ＤＲＡＭ６に取り込まれたカラー画
像データに基づいて最適なしきい値が算出され、このし
きい値を用いて、カラー画像データを２値（白および
黒）に変換する。カラー画像データの内の輝度データが
２値化される。ＣＣＤ１において２値化する処理も可能
であるが、画像処理ブロック７において２値化の処理を
行う方法は、しきい値の設定等の処理を画像処理ブロッ
ク７において行うことが可能となる。

【００２６】後で詳細に説明するように、処理の対象の
画像の１枚毎に輝度データの分布を調べ、その分布に基
づいて文字と背景とを弁別することができるしきい値が
算出される。しきい値算出のために、原画像のデータを
使用すると、画素数が多いので、原画像を間引き処理し
た画像データ、または原画像中の例えば中央部付近の画
像データのみを使用することが好ましい。

【００２７】次に、ＧＩＦファイル化のために、ＬＺＷ
方式によるデータ圧縮がなされる。ＬＺＷ方式は、デー
タストリーム中に表れる任意の長さのパターンを辞書
（コードテーブル）に登録し、次にそれと同じパターン
が表れたときには、登録番号（可変長符号）を符号化出
力とするものである。符号化に先立ってパターンを登録
する辞書を編集する必要がなく、データを読み込みなが
ら辞書を作成するようになされる。

【００２８】圧縮データからＧＩＦファイルが作成され
る。ＧＩＦファイルの構造について具体的に説明する。
図２は、一般的なＧＩＦファイルのファイル構造の一例
を示す。ＧＩＦファイルは、大別してヘッダブロック１
１、論理画面記述ブロック１２、アプリケーション拡張
ブロック１３、グラフィック制御拡張ブロック１４、イ
メージデータブロック１５、トレーラブロック１６によ
り構成される。これらのブロックを作成することによっ
て、ＧＩＦファイルが作成される。

【００２９】ヘッダブロック１１は、例えば、６バイト
で構成され、先頭に配される。このヘッダブロック１１
によりデータストリームがＧＩＦ形式であることが示さ
れる。ヘッダブロック１１は、データストリームの開始
を示すシグニチャフィールドと、デコード処理を完全に
行うのに必要なバージョンフィールドからなる。なお、
ヘッダブロックは、データストリームに一つ必須であ
る。

【００３０】ヘッダブロック１１の次に配されているの
が論理画面記述ブロック１２である。この論理画面記述
ブロック１２は、イメージをレンダリングするイメージ
プレーン（表示デバイス）の領域を定義するのに必要な
パラメータ（サイズ、縦横比、色の深さ）を定義する。
また、論理画面記述ブロック１２は、グローバルカラー
テーブルの有無およびその各種のパラメータを定義す
る。この論理画面記述ブロックも必須であり、データス
トリームには必ず一つだけ存在しなければならない。

【００３１】論理画面記述ブロック１２の次に配されて
いるのがグローバルカラーテーブルブロック１２ａであ
る。カラーテーブルとは、その画像に使用される全ての
色を３バイト（２４ビット）を１組としてＲＧＢ値を表
すパレットである。ＧＩＦは、最大２５６色をサポート
しているため、グローバルカラーテーブルは、最高で２
５６×３バイトを含む。これは、デフォルトパレットで
あり、以降のイメージに専用のローカルパレットがない
場合に使用される。また、このブロックはオプションで
あるが一つのデータストリームに指定できるグローバル
カラーテーブル数は、最高一つである。

【００３２】グローバルカラーテーブルブロック１２ａ
の次に配されているのがアプリケーション拡張ブロック
１３である。アプリケーション拡張ブロック１３は、特
定のアプリケーションのみがイメージデータに対して特
別な処理を行うための固有の情報を含む。

【００３３】アプリケーション拡張ブロック１３の次に
配されているのがグラフィック制御拡張ブロック１４で
ある。グラフィック制御拡張ブロック１４は、イメージ
の表示方法を制御するためのパラメータを含む。適応範
囲は、直後に続く先頭のイメージのみである。なお、こ
のブロック１３を配することなくＧＩＦファイルを構成
することが可能であり、イメージデータの前に配するこ
とができるグラフィック制御拡張ブロック１４は、一つ
である。

【００３４】グラフィック拡張ブロック１４の次に配さ
れているのがイメージデータブロック１５であり、デー
タストリームの個々のイメージは、イメージ記述子ブロ
ック１５ａと、圧縮データ１５ｃとにより構成されてい
る。

【００３５】イメージ記述子ブロック１５ａは、テーブ
ルベースのイメージを処理するのに必要なパラメータを
含む。このブロックで指定される座標は、論理画面の座
標を示し、ピクセル単位である。また、イメージ記述子
ブロック１５ａは、グラフィックレンダリングブロック
であり、この前に一つあるいはそれ以上のグラフィック
制限拡張などの制御ブロックがある場合や、後ろにロー
カルカラーテーブルが続く場合がある。なお、イメージ
記述子ブロック１５ａの後ろには、必ず圧縮データ１５
ｃが続く。つまり、イメージ記述子ブロック１５ａは、
イメージにとって必須であり、各データストリームに存
在するイメージに対して指定できるイメージ記述子は、
一つだけである。なお、データストリームに存在するイ
メージの数に制限はない。

【００３６】テーブルベースの圧縮データ１５ｃは、サ
ブブロックの並びから構成されている。圧縮データ１５
ｃを構成する各サブブロックは、最大で２５５バイトで
あり、カラーテーブルに対するインデックスを含む。

【００３７】そして、上述したグラフィック制御拡張ブ
ロック１４と、イメージデータブロック１５が連続画像
として表示する枚数分繰り返され、ファイルの最後に
は、トレーラブロック１６が配される。トレーラブロッ
ク１６は、ＧＩＦデータストリームの終わりを示す単一
のフィールドから構成されているブロックである。な
お、ＧＩＦファイルの場合は、必ずトレーラブロック１
６で終了するように構成され、このトレーラブロック１
６は、変更不可能とされている。

【００３８】イメージデータブロック１５を作成するた
めには、原画像を２値画像に変換し、２値画像をＧＩＦ
のカラーパレット番号を指すインデックス値に変換す
る。後述するように、この２値化の処理と、インデック
ス値への変換を一度に行うようにしても良い。その場合
には、２値化処理に使用するメモリを有効に利用するこ
とができる。

【００３９】上述したように、一実施形態では、ＬＺＷ
方式によるデータ圧縮がなされる。ＬＺＷ方式では、デ
ータストリーム中に表れるパターンの数が少ないほど、
辞書の登録内容と一致する可能性が高くなり、圧縮率を
高くすることができる。２値画像は、２つの値（０およ
び１）のみからなるデータストリームであり、表れるパ
ターン数は、カラー画像に比して頗る少なくなり、圧縮
率を高くすることができる。言い換えると、圧縮後の画
像データのデータサイズが小さくなる。

【００４０】一例として、(640×480)画素の場合では、
取り込まれた原カラー画像データの約３７０ｋＢ（キロ
バイト）のデータサイズである。このカラー画像を、若
し、ＪＰＥＧで圧縮すると、約７０ｋＢのデータサイズ
となる。一実施形態のように、ＬＺＷ方式によるデータ
圧縮を行い、ＧＩＦファイルとすることで、約１０ｋＢ
のデータサイズとなる。このように、ＪＰＥＧ圧縮で
は、約１／４〜１／５程度の圧縮率が、ＬＺＷでは、約
１／３０にまで圧縮される。

【００４１】また、ＬＺＷ方式は、辞書の登録番号の並
びから圧縮前のデータストリームを完全に復元すること
ができる、すなわち、圧縮データから元のデータと同じ
ものを復元できる、可逆圧縮方法である。一方、ＪＰＥ
Ｇは、非可逆圧縮である。２値画像は、色数が極端に少
なく、且つシャープなエッジが多い画像であるため、Ｊ
ＰＥＧを使用して圧縮、伸張した時には、伸張画像中に
画像ノイズが多く含まれる欠点がある。画質の点でも、
ＧＩＦファイル化が有利である。

【００４２】次に、画像を２値化した２値画像をＧＩＦ
形式に変換する処理の一例について説明する。ＧＩＦフ
ァイルは、図２に示すようなブロックを生成することで
ある。処理の一例について図３を参照して説明する。

【００４３】図３Ａは、取り込まれたカラー画像データ
ストリームを示す。ＲＧＢの３バイトのデータによって
１画素が表現される。次に、カラー画像が２値化処理さ
れ、図３Ｂに示すように、２値化した画像データのスト
リームが得られる。２値化処理では、黒を表す画素デー
タを（Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＝０）に変換し、白を表す画素データ
を（Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＝２５５）に変換する。そして、図３Ｃ
に示すように、カラーパレットを指すインデックス値の
０（黒）または１（白）に変換する。

【００４４】図３に示す処理は、元のカラー画像から２
値画像への変換処理と、２値画像からインデックス値へ
の変換処理とを必要とする。２回の変換処理によって、
処理時間が長くなり、また、メモリ（ＤＲＡＭ６）の有
効利用の点で問題が生じる。そこで、一実施形態では、
以下に述べる方法によって、２値化とＧＩＦファイルの
作成処理を行うものである。

【００４５】図２中のグローバルカラーテーブルブロッ
ク１２ａにおけるカラーテーブルは、２値画像であるた
めに、画像に使用される色は、白および黒の２色のみか
らなるものと、予め決めることができる。つまり、カラ
ーテーブルの構成は、図４に示すように、インデックス
値０が黒（Ｒ、Ｇ、Ｂ＝０）に対応し、インデックス値
１が白（Ｒ、Ｇ、Ｂ＝２５５）に対応するものと、予め
決めることができる。カラー画像の各コンポーネントが
Ｙ（輝度信号）、Ｃｂ（青の色差信号）、Ｃｒ（赤の色
差信号）で表す場合にも、この発明を適用できる。その
場合には、黒を表す情報が（Ｙ＝０，Ｃｂ＝Ｃｒ＝１２
８）となり、白を表す情報が（Ｙ＝２５５，Ｃｂ＝Ｃｒ
＝１２８）となる。

【００４６】次に、データブロック１５において、実際
にＬＺＷによって圧縮されているストリームは、元の画
像データストリームそのものではなく、元の画像の各画
素の色を示すカラーパレット番号を指すインデックス値
のストリームである。図４に示すカラーテーブルを持つ
白黒の２値画像であれば、図５に示すように、インデッ
クス値"0" および"1" の２値からなるストリームが圧縮
される。

【００４７】このように、２値画像の場合には、白およ
び黒の画素を予めインデックス値の"1" および"0" に決
めることができるので、図６Ａに示すような元のカラー
画像データストリームを２値化する処理と、インデック
ス値に変換する処理とを一度に行うことによって、図６
Ｂに示すようなインデックス値のストリームが得られ
る。したがって、図３に示す処理と比較すると、処理を
簡略化することができ、処理時間を短縮することができ
る。また、図３Ａに示すように、元の画像情報が１画素
当たりで３バイトで表現されているので、１回目の変換
後のデータも、図３Ｂに示すように、１画素当たりで３
バイトのメモリ領域を必要とする。これに対して、図６
に示す処理によれば、１回目の変換後のデータは、イン
デックス値のストリームとなるので、１画素当たりで１
バイトのメモリ領域しか必要とせず、メモリ（ＤＲＡＭ
６）の有効利用を図ることができる。

【００４８】次に、画像処理ブロック７でなされる２値
化に使用するしきい値の導出について説明する。図７
は、しきい値を導出する処理のフローチャートである。
しきい値導出の開始のステップＳ１では、キャプチャ画
像がＤＲＡＭ６にはりつけられる。撮影されＤＲＡＭ６
に取り込まれた画像の輝度データのヒストグラムが作成
される（ステップＳ２）。作成されたヒストグラムは、
例えば画像処理ブロック７のメモリに蓄えられる。

【００４９】図８は、作成されたヒストグラムの一例を
示す。横軸が輝度データのレベル（８ビットデータの場
合で、０から２５５までの値）を示し、縦軸が画素数を
示す。白地に黒文字を撮影した場合、図８に示すよう
に、白側に背景に対応した高いピ−クと、黒側に文字に
対応した低いピ−クが現れる。黒板に白墨で書いた文字
の画像では、図８とピ−クの高さが反対となるが、以下
のしきい値の導出処理を何ら変更する必要がない。

【００５０】ステップＳ３では、ヒストグラムから輝度
の最小値Ｙmin と最大値Ｙmax が求められる。この場
合、画像に含まれるノイズや無効画素データを取り除く
ために、黒側のオフセット値offset1 と白側のオフセッ
ト値offset2 とを設定した上で、最小値Ｙmin と最大値
Ｙmax が求められる。より具体的には、（Ｙ＝０）から
ヒストグラムを上向き（図８では、右向き）にたどり、
画素数がオフセットoffset1 を越えた時点でＹmin が求
まり、（Ｙ＝２５５）からヒストグラムを下向き（図８
では、左向き）にたどり、画素数がオフセットoffset2
を越えた時点でＹmax が求まる。

【００５１】そして、ステップＳ４では、差Ｙdiff（＝
Ｙmax −Ｙmin ）が求められ、差Ｙdiffが予め設定され
ているリミット範囲Ｙrange と比較される。Ｙdiff＞Ｙ
range の場合には、ステップＳ５において、しきい値Ｔ
hrが次の式（１）で計算される。

【００５２】Ｔhr＝（Ｙmin ＋Ｙmax ）／２ （１） しきい値は、この式（１）によってほぼ正確に求められ
るが、カメラ部における撮影画像の設定方法によって
は、しきい値に微調整を加えることによってより鮮明な
２値画像が得られる場合がある。その場合には、式
（１）に対して調整値の項を追加して、しきい値Ｔhrと
する。調整値の範囲を±Ａdjとすると、 Ｔhr＝（Ｙmin ＋Ｙmax ）／２±Ａdj （２） でしきい値が計算される。

【００５３】取り込んだ画像毎にヒストグラムを作成
し、最大値および最小値を画像毎に求めなおし、しきい
値Ｔhrを式（２）によって決定する。したがって、カメ
ラ部の設定の変更例えば全体の明るさの調整によって、
取り込んだ画像のヒストグラムのピークの位置が変動し
ても、その画像に応じた最適しきい値を導出することが
できる。

【００５４】さらに、ステップＳ４において、求めた差
Ｙdiffが設定した範囲Ｙrange 以下の場合には、しきい
値を固定値に設定する（ステップＳ６）。差ＹdiffがＹ
range 以下となる画像は、図９に示すように、一つのピ
ークのみからなるヒストグラムを生じさせる画像、すな
わち、文字が無く、背景のみの画像であると推定され
る。そのような画像に関しては、式（１）または式
（２）によりしきい値を導出することは、不適切である
ので、予め設定している固定値をしきい値として使用す
る。例えば８ビットの輝度信号の中間値（１２８）が固
定値として使用される。

【００５５】以上の処理でしきい値導出処理が終了し、
求められたしきい値Ｔhrによって取り込んだ画像が２値
化される（ステップＳ７）。上述したしきい値導出の処
理において、オフセット値および中間値からの調整値
は、撮影画像の特徴に依存しているので、ディジタル画
像記録装置によって異なる値に設定する必要がある。し
たがって、ディジタル画像記録装置の依存性を少なく
し、汎用性を持たせるために、これらの値は、任意の値
に設定可能とされている。

【００５６】また、上述したしきい値の導出処理におい
て、ステップＳ２の輝度データのヒストグラムを作成処
理の短縮化を図るために、記録画像の画素数とは無関係
に、一定のサイズ例えばＶＧＡの画像に縮小し、縮小後
の画像を使用してヒストグラムを作成するようにしても
良い。あるいは、取り込まれた画像の中央付近のみの画
像データを使用してヒストグラムを作成するようにして
も良い。

【００５７】この発明は、上述した実施形態等に限定さ
れるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内
で様々な変形や応用が可能である。例えばこの発明は、
ディジタルカメラに限らず、他のディジタル画像記録装
置に対しても適用できる。例えば動画記録用のディジタ
ル画像記録装置の１つの機能としてスチル画像記録機能
を持たせる場合、ＣＣＤを備える携帯型パーソナルコン
ピュータによって、画像を処理する場合等にこの発明を
適用できる。

【００５８】

【発明の効果】この発明に依れば、取り込んだ画像デー
タ毎にヒストグラムを作成し、それに基づいてしきい値
を求めるので、常に取り込んだ画像にあったしきい値を
導出することができる。また、しきい値を導出するため
の各種パラメータを外部から変更可能とすることによっ
て、画像記録装置等のシステムに対する依存性をなく
し、汎用性のあるアルゴリズムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の全体構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】この発明の一実施形態におけるＧＩＦファイル
の構造を示す略線図である。

【図３】文字原稿等の画像の２値化処理とＧＩＦファイ
ルへの変換処理の一例の説明に用いる略線図である。

【図４】文字原稿等の画像のＧＩＦファイルへの変換処
理の一例の説明に用いる略線図である。

【図５】ＧＩＦデータブロックにおいて圧縮するデータ
ストリームの説明に用いる略線図である。

【図６】この発明の一実施形態における文字原稿等の画
像の２値化処理とＧＩＦファイルへの変換処理の説明に
用いる略線図である。

【図７】この発明の一実施形態におけるしきい値導出処
理を説明するためのフローチャートである。

【図８】しきい値導出処理に使用するヒストグラムの一
例の略線図である。

【図９】しきい値導出処理に使用するヒストグラムの他
の例の略線図である。

【図１０】文字原稿を２値化するためのしきい値を説明
するための略線図である。

【符号の説明】

１・・・ＣＣＤ、２・・・カメラブロック、３・・・メ
モリコントロールブロック、４・・・表示装置、６・・
・ＤＲＡＭ、７・・・画像処理ブロック、８・・・操作
入力部、９・・・記録メディア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/232 Ｈ０４Ｎ 9/64 Ｚ ５Ｃ０６６ 5/92 101:00 ５Ｃ０７７ 9/64 1/40 １０３Ｃ ５Ｃ０７９ // Ｈ０４Ｎ 101:00 1/46 Ｚ ５Ｌ０９６ 5/92 Ｈ Ｆターム(参考） 5B047 AB04 BB04 DC02 DC04 5B057 BA02 BA11 CA01 CA08 CA12 CA16 CB02 CB06 CB12 CB16 CE12 CE16 DB02 DB06 DB09 DC23 5C021 PA02 PA52 PA56 RA07 RB03 RB07 RB09 YA01 YC06 ZA01 ZA02 5C022 AA01 AA11 AB68 AC42 AC69 AC75 CA00 5C053 FA04 FA08 GA11 GB36 JA16 KA21 KA26 LA01 LA06 LA11 5C066 AA01 AA11 CA27 DC06 EA11 ED00 GA22 GA31 HA03 HA06 KD04 KD07 KE09 5C077 MP05 MP08 PP12 PP32 PP34 PP47 PQ19 PQ20 RR02 RR14 RR15 RR16 TT09 5C079 HB01 HB04 KA18 LA34 NA06 NA11 NA15 NA29 5L096 AA02 AA06 CA02 CA14 FA37 GA40 GA51 MA03

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 取り込まれカラ−画像情報を２値画像に
   変換するディジタル画像処理装置において、 カラ−画像情報内の輝度データの画素数の分布を表すヒ
   ストグラムを生成する手段と、 上記ヒストグラムの最大値および最小値を検出し、上記
   最大値および最小値の中間値をしきい値と決定する手段
   とを備え、 上記中間値をしきい値としてカラ−画像を２値画像に変
   換することを特徴とするディジタル画像処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 上記最大値または最小値を求める際に、所定のオフセツ
   トを設けることを特徴とするディジタル画像処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、 上記最大値および最小値の差が所定値以下のときに、上
   記中間値に代えて固定値をしきい値とすることを特徴と
   するディジタル画像処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、 上記中間値を調整可能としたことを特徴とするディジタ
   ル画像処理装置。することを特徴とするディジタル画像
   信号処理装置。
5. 【請求項５】 取り込まれカラ−画像情報を２値画像に
   変換するディジタル画像処理方法において、 カラ−画像情報内の輝度データの画素数の分布を表すヒ
   ストグラムを生成するステップと、 上記ヒストグラムの最大値および最小値を検出し、上記
   最大値および最小値の中間値をしきい値と決定するステ
   ップとを備え、 上記中間値をしきい値としてカラ−画像を２値画像に変
   換することを特徴とするディジタル画像処理方法。
6. 【請求項６】 記録メディアに画像をディジタル信号と
   して記録するディジタル画像記録装置において、 カラ−画像を取り込む画像取り込み手段と、 取り込まれたカラ−画像をしきい値によって２値画像へ
   変換する画像処理手段と、 上記画像処理手段の出力を記録メディアに記録する記録
   手段とを備え、 上記画像処理手段は、上記カラ−画像中の輝度データの
   画素数の分布を表すヒストグラムを生成し、上記ヒスト
   グラムの最大値および最小値を検出し、上記最大値およ
   び最小値の中間値を上記しきい値として上記カラ−画像
   を２値画像に変換することを特徴とするディジタル画像
   記録装置。
7. 【請求項７】 請求項６において、 上記最大値または最小値を求める際に、所定のオフセツ
   トを設けることを特徴とするディジタル画像記録装置。
8. 【請求項８】 請求項６において、 上記最大値および最小値の差が所定値以下のときに、上
   記中間値に代えて固定値をしきい値とすることを特徴と
   するディジタル画像記録装置。
9. 【請求項９】 請求項６において、 上記中間値を調整可能としたことを特徴とするディジタ
   ル画像記録装置。
10. 【請求項１０】 記録メディアに画像をディジタル信号
    として記録するディジタル画像記録方法において、 取り込まれたカラ−画像をしきい値によって２値画像へ
    変換するステップと、 上記２値画像を記録メディアに記録するステップとを備
    え、 上記カラ−画像中の輝度データの画素数の分布を表すヒ
    ストグラムを生成し、上記ヒストグラムの最大値および
    最小値を検出し、上記最大値および最小値の中間値を上
    記しきい値として上記カラ−画像を２値画像に変換する
    ことを特徴とするディジタル画像記録方法。