JP2009088986A - デジタルカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】白板や黒板に書かれた文字などを撮影した場合であっても、文字の視認性の高いテキストデータを作成し保存するデジタルカメラを提供する。
【解決手段】スルー画データから輝度ヒストグラムを生成するヒストグラム生成回路５５と、生成した輝度ヒストグラムをパターンマッチング照合してテキストを識別するヒストグラム識別回路５６と、ヒストグラム識別回路５６の識別結果によりテキスト撮影モードに自動的に設定してシャープネスとコントラストを高く補正するとともに露出量を補正して撮影を実行する撮像部４０とを備える。ヒストグラム識別回路５６による識別結果が、黒文字テキストのときは露出レベルを＋１ＥＶ補正し、白文字テキストのときは露出レベルを−１ＥＶ補正する。白文字テキストの場合、画像の輝度を反転させて、黒文字テキストに変換する画像プロセッサ５８を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ホワイトボードや黒板に書かれた文字あるいは書類などのテキストを撮影したときに、テキストの表示または印刷がより鮮明になるようにしたデジタルカメラに関するものである。

デジタルカメラの発達と蓄積型メモリの低価格化に伴い、デジタルカメラを単なる風景や人物の撮影に用いるのではなく、紙面文書や名刺などの書類、あるいは、会議でホワイトホードや黒板に筆記したものなどを撮影し、これらの画像をパーソナルコンピュータ等にデジタル的に保存して管理するようになった。

しかしながら、デジタルカメラは、風景や人物を撮影することを主目的として作られているので、黒レベルから白レベルまで全階調が均等にウエイト付けされている。このようなデジタルカメラで書類などのテキストを撮影すると文字が鮮明に写らないことがある。特に、文字の濃淡がはっきりしない原稿を撮影する場合、撮影された文字の画像が見にくい場合がある。最近では、文字の撮影に適したテキスト撮影モードを備えたデジタルカメラが提案されている。このテキスト撮影モードは、画像のコントラストとシャープネスを高くしたもので、これによって撮影された文字のエッジが明瞭になり、文字が見やすくなる。

下記特許文献１には、文字あるいは図形等の原稿を撮影し表示する場合、撮像信号を予め設定した閾値を境に黒または白にニ値化処理し、濃淡のはっきりした文字を画面に表示する表示装置が記載されている。

また、下記特許文献２には、ホワイトボードに書かれた文字等の原稿を撮影した画像から、輝度ヒストグラムおよび色相ヒストグラムを取得し、各ヒストグラムのパラメータを用いて原稿の種類（カラーかモノ黒か）と背景色を判別し、画像処理を行うデジタルカメラが記載されている。
特開平０７−０１２３０６号公報 特開２００５−２６０６５７号公報

前述の特許文献記載の方法は、書類やホワイトホードの撮影を行う場合に文字のコントラストやシャープネスを高くして撮影された文字のエッジが明瞭になるようにしている。しかしながら、ホワイトホードのように文字が手書きの場合は、文字の濃淡が均一ではなく、必ずしもすべての文字が見やすくなるとは限らない。特に、黒板の場合は、背景色が黒あるいは濃緑色であり文字が白であるため、撮影した文字が滲んでしまうことがある。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、撮影した文字画像の種類や背景色にかかわらず視認性の高い画像を得ることができ、特に、黒板に書かれたテキストを撮影した場合の、文字の視認性を高めたテキストデータを作成し保存するデジタルカメラを提供することを目的とする。

本発明によるデジタルカメラは、ホワイトボードや黒板に書かれた文字あるいは書類などのテキストを撮影するのに適したテキスト撮影モードを備える。被写体画像のスルー画データから輝度ヒストグラムを生成するヒストグラム生成部と、生成した輝度ヒストグラムを照合して少なくとも黒文字テキストか白文字テキストかを識別するヒストグラム識別部と、前記ヒストグラム識別部の識別結果により、露出量とシャープネスとコントラストを補正して撮影する撮像部と、を備える。

前記ヒストグラム識別部は、前記輝度ヒストグラムをパターンマッチング照合によって識別する。被写体がテキストであるか否かを識別可能であって、取得した輝度ヒストグラムによって前記被写体がテキストであると識別されたときは、テキスト撮影モードに自動的に設定される。前記ヒストグラム識別部による識別結果が、黒文字テキストのときは露出レベルをオーバー気味に設定し、白文字テキストのときは露出レベルをアンダー気味に設定する。白文字テキストの場合、画像の輝度を反転させて、黒文字テキストに変換する画像プロセッサを備える。前記テキスト撮影モードは、通常撮影モードよりシャープネスとコントラストを高く設定する。

本発明によるデジタルカメラは、撮影した文字画像の種類や背景色にかかわらず視認性の高い画像を得ることができる。特に、黒板に書かれたテキストの場合の視認性は、従来に比べて極めて高い。

以下、本発明の実施形態について説明する。図１および図２に示すように、デジタルカメラ１０は、スライド式のレンズカバー１１を備える。略直方体形状のカメラ本体１２は、前カバー１３と後カバー１４によって撮影機構を前後から包む形で構成されている。前カバー１３にはレンズカバー１１の他に光学ファインダを構成するファインダ対物窓１５が設けられている。レンズカバー１１を開き位置にスライド移動させると、図示しない電源スイッチがＯＮする。また、撮影レンズ１６、ストロボ発光部１８が前面に露呈される。カメラ本体１２の上面には、シャッタボタン１９が設けられている。シャッタボタン１９は、２段押しのボタンであり、このシャッタボタン１９が半押しされた時に、各種撮影準備処理が実行され、半押しよりさらに押し込まれて全押しされた時に、撮影処理が実行される。

カメラ本体１２の背面には、画像を表示する表示手段であるＬＣＤパネル２０が設けられ、ＬＣＤパネル２０の表面は、タッチパネルとなっている。ＬＣＤパネル２０に表示された操作アイコンに対して、ユーザの指、又は付属する操作ペン（図示せず）などを用いて、タッチパネルに接触することによって操作を行うことができる。また、ＬＣＤパネル２０は、スルー画、再生画像、及び各種設定画面等を表示する。ＬＣＤパネル２０の上方にはファインダ接眼窓２１が設けられている。この他に、撮影モードと再生モードを切り替えるモード選択ボタン２２、再生モードにおいて再生画像を順送り及び逆送りする際に押圧操作される送りボタン２３および戻しボタン２４、メニューボタン２５、決定ボタン２６、キャンセルボタン２７、及び表示ボタン２８などの操作ボタンが設けられている。

メニューボタン２５は、メニュー画面をＬＣＤパネル２０に表示させ、表示させた複数の内容から任意のものを選択する際に押圧操作される。決定ボタン２６を押圧操作して、メニューボタン２５によって選択されたメニューや条件を確定する。キャンセルボタン２７は、メニュー画面内での各種設定操作を途中でやめる場合や、前画面に戻す場合に押圧操作される。表示ボタン２８は、ＬＣＤパネル２０のオン／オフを切り替える際に押圧操作される。

メニューボタン２５によって選択される内容は、電源ＯＮによって初期値に設定される。例えば、撮影モード選択の場合は自動撮影モードが設定される。マニュアルモードを選択する場合は、メニューボタン２５の押圧によりモード設定メニューをＬＣＤパネル２０に表示させて、マニュアルモードを選択し、決定ボタン２６を押圧する。マニュアルモードが選択されると、更にポートレート撮影、風景撮影、テキスト撮影、などのメニューが表示されるので、いずれかを選択して決定ボタン２６を押圧する。マニュアルモードを選択した場合は、露出レベルやシャープネス、コントラストなど撮影条件の設定も有効になるので、適切な値を選択し設定することが望ましい。

カメラ本体１２の側面には、スロット３０が設けられている。このスロット３０には、画像データが記録されるメモリカード３１が着脱自在に装填される。メモリカード３１には撮影された画像データが書き込まれて保存される。

図３に示すように、デジタルカメラ１０の撮像部４０は、撮像レンズ１６および絞り３２の背後に配置され被写体像を撮像するＣＣＤ３３と、ＣＰＵ３４と、ＣＰＵ３４によって制御されるＣＣＤドライバ３５と、相関二重サンプリング回路（以下、ＣＤＳと略す）３６と、増幅器（以下、ＡＭＰと略す）３７と、Ａ／Ｄ変換器（以下、Ａ／Ｄと略す）３８と、画像入力コントローラ３９によって構成される。

撮像レンズ１６はレンズモータ４１によって駆動され、絞り３２はアイリスモータ４２によって駆動される。レンズモータ４１とアイリスモータ４２は、ステッピングモータであり、モータドライバ４３と４４からそれぞれに送信される駆動パルスによって制御される。レンズモータ４１は、撮影レンズ１６を移動させて合焦位置に停止させ、アイリスモータ４２は、絞り３２を動作させ、絞り径を調整する。これらも前記撮像部４０に含まれる。

ＣＣＤドライバ３５は、ＣＣＤ３３の電荷蓄積時間と電荷掃き出しタイミングを制御するためのタイミング信号（クロックパルス）をＣＣＤ３３に出力する。ＣＣＤ３３から出力された撮像信号は、ＣＤＳ３６に入力される。ＣＤＳ３６は、ＣＣＤ３３の各セルの蓄積電荷量に正確に対応したＲ、Ｇ、Ｂの画像データを出力する。ＡＭＰ３７は、ＣＤＳ３６から出力された画像データを、所定のゲインで増幅する。Ａ／Ｄ３８は、ＡＭＰ３７で増幅されたアナログの画像データを、デジタルの画像データに変換する。画像入力コントローラ３９は、データバス４７を介してＣＰＵ３４に接続され、ＣＰＵ３４の制御命令に応じて、ＣＣＤ３３、ＣＤＳ３６、ＡＭＰ３７およびＡ／Ｄ３８を制御する。

Ａ／Ｄ３８から出力された画像データは、システムメモリ４８に一時記録される。システムメモリ４８は、ＲＯＭやＲＡＭなどからなり、デジタルカメラ１０を制御するための各種のプログラムや設定情報などを格納するとともに、ＣＰＵ３４が読み出したプログラムや、取得した各画像データなどを一時的に記憶するバッファとして機能する。

画像信号処理回路４９は、システムメモリ４８から画像データを読み出して、階調変換、γ補正処理などの各種画像処理を施し、この画像データを再度システムメモリ４８に記録する。システムメモリ４８に一時的に格納された画像データは、ＬＣＤドライバ５０でアナログのコンポジット信号に変換され、ＬＣＤパネル２０にスルー画像として表示される。

圧縮伸長処理回路５１は、画像信号処理回路４９で画像処理が施された画像データに対して、所定の圧縮形式（例えばＪＰＥＧ形式）で画像圧縮を施す。圧縮された画像データは、メディアコントローラ５２を経由してメモリカード３１に記録される。また、メモリカード３１に記録された画像データは、メディアコントローラ５２を経てシステムメモリ４８に一旦格納され、圧縮伸張処理回路５１に読み出されて、圧縮される前の画像データに伸張される。

データバス４７には、露出量、すなわち電子シャッタのシャッタ速度、および絞り３２の絞り径が撮影に適切か否かを検出するとともに、ホワイトバランスが撮影に適切か否かを検出するＡＥ／ＡＷＢ検出回路５３、撮影レンズ１６の焦点調整が適切か否かを検出するＡＦ検出回路５４、およびストロボ発光部１８の発光を制御するストロボ制御回路５９が接続されている。

ＡＥ／ＡＷＢ検出回路５３は、画像データを基に、露出量、およびホワイトバランスの適否を検出し、この検出結果をＣＰＵ３４に送信する。ＡＥ／ＡＷＢ検出回路５３は、スルー画像の表示中は所定のサイクルで作動している。スルー画像の表示中は、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路５３で決定された露出量に応じて、モータドライバ４４によりアイリスモータ４２が動作され、絞り３２の絞り径が制御される。絞り径のみで適正な露出量にすることができない場合は、ＣＣＤドライバ３５によりＣＣＤ３３の電荷蓄積時間が制御される。

ＡＦ検出回路５４は、Ａ／Ｄ３８でデジタル化された画像データから画像の鮮鋭度を表すフォーカス評価値を算出し、この算出結果をＣＰＵ３４に送信する。フォーカス評価値は、画像の特定のエリア、例えば、撮影画角の中央部分の画像データに対して、バンドパスフィルタなどで輪郭抽出処理を施し、これにより抽出した輪郭信号、および中央部分の画像データの輝度値を積算することで得られる。フォーカス評価値が大きいほどその部分の高周波成分が多く、その部分が合焦状態にあることを表している。

ＣＰＵ３４は、シャッタボタン１９の半押しに伴う撮影準備処理時に、撮影レンズ１６の合焦位置の探索範囲を決定し、モータドライバ４３を介してレンズモータ４１の動作を制御して、決定した探索範囲内で、撮影レンズ１６を光軸に沿って、例えば遠点側から近点側に移動させる。そして、そのときＡＦ検出回路５４から順次送信されるフォーカス評価値の大小を比較することで、フォーカス評価値が最大となる位置、つまり合焦位置で撮影レンズ１６を停止させる。

ヒストグラム生成回路（ヒストグラム生成部）５５は、スルー画の画像データより輝度ヒストグラムを生成する。生成された輝度ヒストグラムはヒストグラム識別回路（ヒストグラム識別部）５６によってヒストグラムのパターンテンプレート５７とパターンマッチング照合され、被写体がテキストであるか否か、テキストである場合は黒文字テキストか白文字テキストか、が識別される。ヒストグラム識別回路５６の識別結果は、前記ＣＰＵ３４に送られ、露出量とシャープネスとコントラストが補正されて撮影が行われる。ヒストグラム識別回路５６の識別結果が、テキストである場合はシャープネスとコントラストが通常撮影モードより高く設定される。更に、テキストが書類などの黒文字テキストである場合は、露出レベルが１ＥＶ高く設定され、テキストが黒板などの黒文字テキストである場合は、露出レベルは１ＥＶ低く設定される。

画像プロセッサ５８は、ヒストグラム識別回路５６の識別結果が白文字テキストの場合、画像の輝度を反転させ、黒文字テキストに変換した画像データを作成しシステムメモリ４８に記憶させる。このデータは、前述の処理を行った後にＬＣＤパネル２０に表示される。または、メディアコントローラ５２を介してメモリカード３１に記録される。

ＣＰＵ３４には、シャッタボタン１９やその他の操作ボタンによってオンオフするスイッチの他に、前記ストロボ発光部１８の発光を制御するストロボ制御回路５９が接続されている。

次に、上記構成によるデジタルカメラ１０でテキストを撮影する場合について、図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。デジタルカメラ１０は、スライド式のレンズカバー１１を開くと電源がＯＮする。このときモード選択ボタン２２が撮影モードになっていると、直ちにＬＣＤパネル２０にスルー画が写される。デジタルカメラ１０を文字等の書かれたホワイトボードに向けると、ホワイトボードがスルー画としてＬＣＤパネル２０に表示される。

図５に示すように、デジタルカメラ１０は、スルー画データを取得すると、ヒストグラム生成回路５５によって輝度ヒストグラムが生成される。輝度ヒストグラムは、ホワイトボードの白を検出し、輝度レベルの高い位置に大きな波形Ａを表示し、黒色マジックで書いた文字の黒を検出して、輝度レベルの低い位置に小さな波形Ｂを表示する。

ヒストグラム識別回路５６は、生成した輝度ヒストグラムを図６および図７に示された複数のパターンテンプレート５７とパターンマッチング照合し、図６に示された複数のパターンテンプレート５７の中にマッチングするものがあった場合は、ホワイトボードに記載された黒文字テキストであると認識する。この識別結果はシステムメモリ４８に記録される。

メニューボタン２５によってマニュアルモードの設定がなされていなければ、自動的に自動撮影モードが設定される。ヒストグラム識別回路５６によって被写体がテキストであることが判明しているので、ＣＰＵ３４は、シャープネスとコントラストを通常より高いレベルに設定する指示をだす。続いて、前記テキストが黒白文字テキストである旨の情報を入手し、露出レベルを＋１ＥＶ補正する。この状態でシャッタボタン１９の全押しを待つ。

図８に示すように、シャッタボタン１９が全押しされると撮影が行われ、撮影された画像がシステムメモリ４８に取り込まれる。取り込まれた画像は、画像信号処理回路４９で処理された後、再びシステムメモリ４８に記録される。システムメモリ４８に記録された画像は、圧縮伸長処理回路５１で所定の圧縮形式で圧縮され、メディアコントローラ５２を経由してメモリカード３１に記録される。メモリカード３１に記録された画像データは、メディアコントローラ５２を経てシステムメモリ４８に一旦格納され、圧縮伸張処理回路５１に読み出されて、圧縮される前の画像データに伸張される。伸張された画像データはＬＣＤパネルに表示される。

次に図４戻って、撮影する被写体が黒板の場合について説明する。デジタルカメラ１０の入手したスルー画データが、ヒストグラム生成回路５５によって輝度ヒストグラムが生成され、生成された輝度ヒストグラムは、図９に示すように、黒板の黒を検出して、輝度レベルの低い位置に大きな波形Ｃを表示し、白色チョークで書いた文字の白を検出して、輝度レベルの高い位置に小さな波形Ｄを表示する。

ヒストグラム識別回路５６は、生成した輝度ヒストグラムを図６および図７に示された複数のパターンテンプレート５７とパターンマッチング照合し、図７に示された複数のパターンテンプレート５７の中にマッチングするものがあった場合は、黒板に記載された白文字テキストであると認識する。この識別結果はシステムメモリ４８に記録される。

メニューボタン２５によるマニュアルモードの設定はなく、自動撮影モードが設定されている。ヒストグラム識別回路５６によって被写体がテキストであることが判明しているので、ＣＰＵ３４は、シャープネスとコントラストを通常より高いレベルに設定する指示をだす。続いて、前記テキストが白文字テキストである旨の情報を入手し、露出レベルを−１ＥＶ補正する。この状態でシャッタボタン１９の全押しを待つ。

図８に示すように、シャッタボタン１９が全押しされると撮影が行われ、撮影された画像がシステムメモリ４８に取り込まれる。取り込まれた画像は、画像信号処理回路４９で処理された後、画像プロセッサ５８によって輝度レベルが反転され、白文字テキストは黒文字テキストに変換されてからシステムメモリ４８に記録される。システムメモリ４８に記録された画像データは、圧縮伸長処理回路５１で所定の圧縮形式で圧縮され、メディアコントローラ５２を経由してメモリカード３１に記録される。記録された画像データは、メディアコントローラ５２を経てシステムメモリ４８に一旦格納され、圧縮伸張処理回路５１に読み出されて、圧縮される前の画像データに伸張される。伸張された画像データは黒文字テキストとしてＬＣＤパネルに表示される。

撮影モードが、自動撮影モードではなく、マニュアルモードが設定された場合で、設定が黒文字テキストのときは、前述の黒文字テキストの条件で撮影が行われる。白文字テキストが設定されたときは、白文字テキストの条件で撮影が行われ、輝度反転したデータがメモリカード３１に記録され、黒文字テキストとしてＬＣＤパネルに表示される。

前記実施形態では、パターンマッチング照合によって被写体であるテキストの識別を行ったが、これに限るものではなく、例えば、所定の低輝度範囲の最大値と所定の高輝度範囲の最大値が、予め設定した範囲内でかつ相関関係を有しているかなどのデータを比較して照合する方法であっても良い。

前記デジタルカメラ１０は、ＡＦ検出回路を備えたものであるが、三角測距式のＡＦ装置であっても良く、ＡＦ機能付きでなくても良い。

前記デジタルカメラ１０は、単焦点レンズを備えたものであるが、ズーム機能付きであっても良い。

前記デジタルカメラ１０は、ストロボ装置を備えたものであるが、ストロボ装置がついていないものであっても良い。

本発明によるデジタルカメラを前から見た斜視図である。 本発明によるデジタルカメラを後から見た斜視図である。 デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。 スルー画データよりテキストの識別をするフローチャートを示す図である。 ホワイトボードの輝度ヒストグラムを示す図である。 ホワイトボードの輝度ヒストグラムのパターンテンプレート 黒板の輝度ヒストグラムのパターンテンプレート シャッタボタン全押し後のフローチャートを示す図である。 黒板の輝度ヒストグラムを示す図である。

符号の説明

１０ デジタルカメラ
１６ 撮影レンズ
１９ シャッタボタン
２０ ＬＣＤパネル
２２ モード選択ボタン
３１ メモリカード
３２ 絞り
３３ ＣＣＤ
３４ ＣＰＵ
３５ ＣＣＤドライバ
３６ 相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）
３７ 増幅器（ＡＭＰ）
３８ Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）
３８ 画像入力コントローラ
４０ 撮像部
４１ レンズモータ
４２ アイリスモータ
４３，４４ モータドライバ
４７ データバス
４８ システムメモリ
４９ 画像信号処理回路
５０ ＬＣＤドライバ
５１ 圧縮伸長処理回路
５５ ヒストグラム生成回路（ヒストグラム生成部）
５６ ヒストグラム識別回路（ヒストグラム識別部）
５７ パターンテンプレート
５８ 画像プロセッサ

Claims (6)

1. ホワイトボードや黒板に書かれた文字あるいは書類などのテキストを撮影するのに適したテキスト撮影モードに設定可能なデジタルカメラにおいて、
   被写体画像のスルー画データから輝度ヒストグラムを生成するヒストグラム生成部と、
   生成したヒストグラムを照合して、少なくとも黒文字テキストか白文字テキストかを識別するヒストグラム識別部と、
   前記ヒストグラム識別部の識別結果により、露出量とシャープネスとコントラストを補正して撮影する撮像部と、
   を備えたことを特徴とするデジタルカメラ。
2. 前記ヒストグラム識別部は、前記被写体がテキストであるか否かを識別可能であって、生成したヒストグラムにより前記被写体がテキストであると識別されたときは、前記テキスト撮影モードに自動設定されることを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラ。
3. 前記ヒストグラム識別部は、前記輝度ヒストグラムをパターンマッチング照合によって識別することを特徴とする請求項１または２記載のデジタルカメラ。
4. 前記条件設定部は、前記ヒストグラム識別部による識別結果が、黒文字テキストのときは露出レベルをオーバー気味に補正し、白文字テキストのときは露出レベルをアンダー気味に補正することを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載のデジタルカメラ。
5. 前記テキストが白文字テキストの場合、画像の輝度を反転させて、黒文字テキストに変換する画像プロセッサを備えたことを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載のデジタルカメラ。
6. 前記テキスト撮影モードは、通常撮影モードよりシャープネスとコントラストが高く設定されたことを特徴とする請求項１ないし５いずれか記載のデジタルカメラ。

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