JP4027545B2 - デジタルカメラおよびその文字撮影方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、デジタルカメラおよびその文字撮影方法に関し、詳細には、手ブレのない高品質な文字画像を得ることが可能なデジタルカメラおよびその文字撮影方法を提供することにある。
【０００２】
【従来の技術】
従来、文書を電子化して保存する場合には、専用の画像入力装置であるスキャナや、複写機またはファクシミリのスキャナ部を使用していた。このようなスキャナ装置は光源を機器内に持ち、その光源から出た光を文書に当て、反射光をＣＣＤなどで読み取った後、画像を二値化して保存していた。光源および光学系が常に一定なので光源や光学系が原因の明るさやむらは発生が一定で補正が容易であり、高品質の画像を入力することができる。このような高品質の画像を二値化することは容易である。
【０００３】
他方、最近ではビデオカメラやデジタルスチルカメラ機器の発達で入力した画像を文字認識したいという要求が高まってきた。特に最近のデジタルスチルカメラは高画素化と小型化により、携帯情報収集ツールとしてさまざまな用途に使われ始めている。文書、ホワイトボード、看板、広告などの文字情報は白黒画像や、二値画像で十分な情報が得られ、さらに二値画像の場合には保存に必要な記憶容量も非常に小さいので画素数の多い画像を撮影する場合には有利である。また、二値化した画像をファックス送信したり、文字認識をして再利用することもできる。
【０００４】
ところが、デジタルカメラで文書を撮影する場合、光量が不十分な屋内で撮影される場合が多く、適正な露出を得るためにはフラッシュの使用が必須である。しかしながら、被写体に光沢がある場合、被写体の表面における正反射光の影響で文字の部分が白く消えてしまうことがあり問題となっている。このような原稿にはフラッシュを使わない撮影が必要であるが、適正な露出を得るためにはシャッタースピードを遅くするため手ぶれが発生してしまう。三脚の使用によって手ぶれは抑えられるが、手軽さが消えてデジタルカメラ本来の携帯性、手軽さといった特性が失われる。
【０００５】
すなわち、前述したようにスキャナの代用としてデジタルカメラは使用され始めているが、従来は被写体の明るさが不足した場合にシャッタースピードが遅くなり、画像の手ぶれや、三脚を使用する必要がでてくるなどの不都合があった。
【０００６】
上述の手ブレを低減するためのデジタルカメラとしては例えば、以下のものが提案されている。特願昭６２−７１５９６号公報の「撮像装置」は、被写体光を結像するための光学系と、該光学系により結像された被写体光をフィールド走査モードまたはフレーム走査モードの一方の撮像モードで電気信号に変換する撮像手段と、シャッタースピードを予め設定する設定手段と、該設定手段により予め設定されたシャッタースピードが所定の第１の時間よりも長く、閃光照明手段による照明が行われない場合であって、かつ撮像モードがフレーム撮像モードの場合に、前記撮像手段における撮像モードを前記フレーム撮像モードから前記フィールド撮像モードに切りかえるとともに、前記シャッタースピードを前記第１の時間よりも短くする制御手段とを備えることにより、手ブレによる画質の低下を防ぐようにしたものである。
【０００７】
すなわち、上述の「撮像装置」は、明るさが足りない時に、ＣＣＤの電荷の読み出し方をフレームモード（電荷毎の電荷をそのまま読み出す方式）からフィールドモード（隣接するラインの電荷を加算して電荷を読み出す方式、加算するので感度は２倍になり、シャッタースピードを速くできる）へ変更し、シャッタースピードを上げて手ブレを防ぐというものである。かかる方式では、垂直方向の解像度が劣化するため、文字を撮影するような解像度が要求されるモードには対応できないという問題がある。
【０００８】
また、特開昭６３−３２８１８１号公報の「電子スチルカメラ」は、１回のシャッター操作において複数枚の画像を撮影する手段と、上記撮影された複数枚の画像のブレを検出する手段と、上記検出結果に応じて上記撮影された複数枚の画像の中から最もブレの少ない画像を選択する手段と備えたものである。
【０００９】
しかるに、上述の「電子スチルカメラ」では、シャッタースピードが手ブレがする程度に遅くなった場合には、何枚も同じ絵をとるため、カメラを長時間構える必要がある。また、シャッタースピードが遅いので本質的に手ブレをなくすことができない。さらには、ブレ量を測定する手段およびぶれの少ない画像を選択して記録する手段が必要となりコストアップの原因となる。
【００１０】
また、特開平９−２６１５２６号公報の「撮像装置」では、蓄積型画像センサ上に被写体光を導く撮影光学系と、被写体輝度情報と撮影光学系の焦点距離情報とに基づいて、撮影時にぶれが無視し得る前記蓄積型画像センサの蓄積時間と、この蓄積時間の撮影によって適正露光量を得るための連続撮影の回数とを設定する制御手段と、前記得られた複数の画像信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された画像信号につき、相互のズレを補正した後に一枚の適正露光の画像に合成する画像合成手段とを備えたものである。
【００１１】
すなわち、上述の「撮像装置」は、明るさが足りない時に、手ブレがしない程度のシャッタースピードで複数回撮影して、複数枚の画像間のズレを補正し、全画像を画素毎に足し合わせて適正な露出画像を得る方式である。かかかる方式では、複数回撮影時に電荷の転送・記録に伴って撮影に時間を要するため、必ず画像間のズレが生じる。そして、この画像間のズレを補正する手段が必要であるため、コストアップの原因となる。また、画像間のズレを補正するための時間も必要となり、一枚の画像の撮影に要する時間が長くなり、利便性が失われる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術においては、文字を撮影する場合に、手ブレのない高画質の文字画像を記録するための技術は何ら提案されていない。
【００１３】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、手ブレのない高画質な文字画像を得ることが可能なデジタルカメラおよびデジタルカメラの文字撮影方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、原稿などの文字情報を撮影するための文字撮影モードを有するデジタルカメラにおいて、被写体光を結像するためのレンズ系と、結像された被写体光を画像信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段のシャッタースピードを制御する露出制御手段と、被写体の明るさから決定される露出量と所定の露出量との比較に基づいて、狭帯域の輝度信号または広帯域の輝度信号のいずれかを選択する輝度信号選択手段と、前記選択された輝度信号の輪郭部分を補正する補正手段と、前記補正された輝度信号を二値化するための二値化手段とを備え、前記文字撮影モードでは、補助光を非発光とするとともに、前記露出制御手段は前記レンズ系の焦点距離に応じたシャッタースピードの下限を設定するものである。
【００１５】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、前記変換された画像信号の利得を調整する利得調整手段を備え、前記露出制御手段は、前記文字撮影モードで露出が不足する場合には、前記利得調整手段の利得を上げて適正露出を得るべく制御するものである。
【００１６】
また、請求項３に係る発明は、請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、前記二値化手段は、ガンマ補正を行って二値化するものである。
【００１７】
また、請求項４に係る発明は、請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、被写体の明るさから決定される第一の露出量と、所定の絞り量とシャッタースピードから算出される第二の露出量を出力する制御手段、をさらに備え、前記輝度信号選択手段は、前記制御手段から出力された前記第一の露出量と前記第二の露出量との比較に基づいて、狭帯域の輝度信号または広帯域の輝度信号のいずれかを選択するものである。
【００１８】
また、請求項５に係る発明は、請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、請求項４に記載のデジタルカメラにおいて、前記輝度信号選択手段は、前記第二の露出量が前記第一の露出量よりも大きい場合は、狭帯域の輝度信号を、前記第二の露出量が前記第一の露出量と等しい場合は、広帯域の輝度信号を選択するものである。
【００１９】
また、請求項６に係る発明は、請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、前記レンズ系は、複焦点レンズまたはズームレンズを有し、前記文字撮影モードでは、前記露出制御手段は、ズームの度合いに応じて前記最低シャッタースピードを変更するものである。
【００２０】
また、請求項７に係る発明は、原稿などの文字情報を撮影するデジタルカメラの文字撮影方法において、補助光を非発光とするとともに、レンズ系の焦点距離に応じたシャッタースピードの下限を設定するステップと、前記レンズ系で結像された被写体光を画像信号に変換するステップと、被写体の明るさから決定される露出量と所定の露出量との比較に基づいて、狭帯域の輝度信号または広帯域の輝度信号のいずれかを選択する輝度信号選択ステップと、前記選択された輝度信号の輪郭部分を補正する補正ステップと、前記補正された輝度信号を二値化するステップと、を含むものである。
【００２１】
また、請求項８に係る発明は、請求項７に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、更に、前記変換した画像信号の利得を調整して適正露出を得るステップを含むものである。
【００２２】
また、請求項９に係る発明は、請求項７に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、前記二値化するステップでは、ガンマ補正を行って二値化するものである。
【００２３】
また、請求項１０に係る発明は、請求項７に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、被写体の明るさから決定される第一の露出量と、所定の絞り量とシャッタースピードから算出される第二の露出量を出力する制御ステップ、をさらに含み、前記輝度信号選択ステップは、前記制御ステップから出力された前記第一の露出量と前記第二の露出量との比較に基づいて、狭帯域の輝度信号または広帯域の輝度信号のいずれかを選択するものである。
【００２４】
また、請求項１１に係る発明は、請求項１０に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、前記輝度信号選択ステップは、前記第二の露出量が前記第一の露出量よりも大きい場合は、狭帯域の輝度信号を、前記第二の露出量が前記第一の露出量と等しい場合は、広帯域の輝度信号を選択するものである。
【００２５】
また、請求項１２に係る発明は、請求項７に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、前記レンズ系は、複焦点レンズまたはズームレンズを有し、前記露出条件を設定するステップでは、ズームの度合いに応じて前記最低シャッタースピードを変更するものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明に係るデジタルカメラおよびデジタルカメラの文字撮影方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
実施の形態１に係るデジタルカメラを図１〜図１３を参照して説明する。図１は、実施の形態１に係るデジタルカメラの上面図を示す。同図において、１０１は通常の自然画を撮影するための自然画モード、原稿・ホワイトボードなどを撮影するための文字モード・文字二値化モード等を切り替えるためのモード切り替えボタン、１０２はモード切り替えボタン１０１で選択されたモード（自然画モード、文字モード、文字二値化モード）が表示される液晶表示部、１０３は撮影を指示するためのレリーズキー、１０４は再生モード（再生）、記録モード（記録）や、データ転送モード（ＰＣ）等を選択するためのダイヤルキーを示す。
【００２８】
図２は実施の形態１に係るデジタルカメラのブロック図を示す。なお、同図は、画像信号の輝度信号の処理系についてのブロック図を示しており、色差信号の処理系については図示およびその説明は省略する。
【００２９】
デジタルカメラ１００は、同図に示す如く、被写体光を結像するためのレンズ系や絞り等を含む光学系２００、結像された被写体光をアナログ画像信号に変換するＣＣＤ２０１、アナログ画像信号の利得を調整するＡＧＣ回路２０２、利得の調整されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０３、デジタル画像信号のホワイトバランス調整を行うホワイトバランス調整器２０４、デジタル画像信号の輝度信号を出力する輝度信号生成回路２０５、輝度信号のアパーチャ補正を行うアパーチャ補正器２０８、アパーチャ補正後の輝度信号を一時的に格納するフレームメモリ２０９、露出制御を行う露出制御回路２１０、操作部（不図示）の操作指示に従って、不図示のＲＯＭに格納されたプログラムに従って各部の動作を制御するＣＰＵ２１１を備えている。
【００３０】
また、デジタルカメラ１００は、Ｅｖ０（被写体の明るさから決定される露出量）とＥｖ（カメラの自動露出制御プログラムで決められた絞り量とシャッタースピードから算出される露出量）とを比較する比較器２１２、フレームメモリ２０９に格納された輝度信号がブロック単位で格納されるブロックバッファ２１３、非低輝度画素平均値を算出する非低輝度画素平均値算出回路２１４、非低輝度画素平均値算出回路２１４で非低輝度画素の平均値を算出する際の閾値を設定する非低輝度画素検出閾値設定回路２１５、二値化器２１７で輝度信号を二値化する際の閾値を設定する二値閾値設定回路２１６、輝度信号を二値化する二値化器２１７、二値化された輝度信号を圧縮する圧縮器２１８、圧縮器２１８で圧縮された輝度信号を格納するメモリ２１９、上述したモード切り替えボタン１０１、レリーズキー１０３やダイヤルキー１０４を有し、ＣＰＵ２１１に動作指示を与えるための操作部（不図示）を備えている。
【００３１】
上記構成のデジタルカメラは、上述したように、通常の自然画を撮影するための自然画モード、原稿・ホワイトボードなどを撮影するための文字モード・文字二値化モード等を備えている。
【００３２】
図３は、自然画モードの場合の自動露出制御プログラム曲線を説明するための図であり、特に、絞りとシャッタースピードの関係（Ｅｖ線図）を示している。自然画モードの場合には、露出制御回路２１０は同図の自動露出制御プログラム曲線（太線）に従って自動露出制御を行う。具体的には、まず、被写体の明るさが決まると露出量（Ｅｖ）が決定される。そして、決定されたＥｖを示す直線と自動露出制御プログラム曲線（太線）の交わる点の絞りとシャッタースピードの組み合わせで撮影を行う。同図において、例えば、Ｅｖが１６の場合には絞りは１６、シャッタースピードは１／２５０秒に設定される。また、Ｅｖが６の場合には絞りは２、シャッタースピードは１／１５秒に設定される。
【００３３】
図４は、文字モードおよび文字二値化モードの自動露出制御プログラム曲線を説明するための図であり、特に、絞りとシャッタースピードの関係（Ｅｖ線図）を示している。文字モードおよび文字二値化モードの場合には、露出制御回路２１０は同図の自動露出制御プログラム曲線（太線）に従って自動露出制御を行う。
【００３４】
文字モードおよび文字二値化モードの場合はストロボ非発光を前提とする。レンズの焦点距離ｆは３５ｍｍフィルム換算で２８ｍｍとする。Ｅｖ≧１０の場合は自然画モードの場合と自動露出制御プログラム曲線は同一である。一般に、手ブレの起こらないシャッタースピードは焦点距離の逆数といわれている。この場合には、ｆ＝２８ｍｍなので、１／２８秒が手ブレの起こらないシャッタースピードの下限ということになる。文字モードおよび文字二値化モードの露出制御プログラムでは１／３０秒のシャッタースピードを下限（最低シャッタースピード）として設定し、６≦Ｅｖ≦７の間は自然画モードの時とは異なるプログラムが組まれている。Ｅｖ＜６の場合には、絞りＦ＝１．４、シャッタースピード１／３０秒で固定されるため、露出が不足する。かかる場合には、後述するように、画像信号をＡＧＣ回路２０２で電気的に増幅して適正露出を得る。
【００３５】
次に、文字二値化モードで撮影する場合の撮影から画像記録までの動作を説明する。操作部の切り替えボタン１０１で文字二値化モードを選択し、また、ダイヤルキー１０４で記録を選択して、レリーズキー１０３が押下されると、この文字二値化モードでの撮影が行われる。まず、光学系２００では、露出制御回路２１０で決定された露出情報を使用して絞りの絞り量が決定される。ＣＣＤ２０１は、露出制御回路２１０で設定されたシャッタースピードで撮像を行い、光学系２００を介して結像された被写体光を電気信号に変換して、各画素Ｒ、Ｇ、Ｂのアナログ画像信号を出力する。
【００３６】
ＡＧＣ回路２０２は、露出制御回路２１０の制御に従って、ＣＣＤ２０１から入力されるアナログ画像信号を電気的に増幅して出力する。具体的には、ＡＧＣ回路２０２は、露出制御回路２１０で決定された露出量に応じて、適正な露出量が得られる場合は一定の増幅率で画像信号を増幅する一方、被写体の明るさが不足しシャッタースピードが最低になって露出量が不足する撮影の場合には、増幅率を上昇させて適度なレベルの出力が得られるように構成されている。
【００３７】
Ａ／Ｄ変換器２０３は、ＡＧＣ回路２０２から入力される、増幅されたアナログ画像信号をデジタル信号に変換してデジタル画像信号として、露出制御回路２１０、ホワイトバランス調整器２０４、およびＣＰＵ２１１に出力する。
【００３８】
露出制御回路２１０は、Ａ／Ｄ変換器２０３から入力されるデジタル画像信号の平均値を演算し、光学系２００の絞りの絞り量およびＣＣＤ２０１のシャッタースピードを設定して露出量を決定する。かかる露出量は、光学系２００、ＣＣＤ２０１、ＡＧＣ回路２０２、およびＣＰＵ２１１等へ出力され、露出制御が行われれる。
【００３９】
ホワイトバランス調整器２０４は、Ａ／Ｄ変換器２０３から入力されるデジタル画像信号のホワイトバランスの調整を行い、ホワイトバランス調整されたデジタル画像信号を輝度信号生成回路２０５に出力する。具体的には、ホワイトバランス調整器２０４は、デジタル画像信号中の無彩色部分を検出し、無彩色がＲ＝Ｇ＝Ｂとなるように各色信号を調整することにより、ホワイトバランス調整を行う。
【００４０】
ＣＰＵ２１１は、被写体の明るさから決定される露出量Ｅｖ０とカメラの自動露出制御プログラムで決められた絞り量とシャッタースピードから算出される露出量Ｅｖとを比較器２１２に出力する。比較器２１２はＥｖ０とＥｖとを比較して比較結果を輝度信号選択器２０７およびアパーチャ補正器２０８に出力する。
【００４１】
輝度信号生成回路２０５は、輝度信号生成器２０６と輝度信号選択器２０７を備えている。輝度信号生成器２０６は、ホワイトバランス調整器２０４から入力される、ホワイトバランス調整が施されたデジタル画像信号に基づいて、広帯域の輝度信号ＹＨ及び狭帯域の輝度信号ＹＬを生成して、輝度信号選択器２０７に出力する。以下、広帯域の輝度信号ＹＨ及び狭帯域の輝度信号ＹＬの具体的な算出方法を説明する。
【００４２】
広帯域の輝度信号ＹＨは、注目画素がそれぞれＲ、Ｇ、Ｂのときにそれぞれ下式（１）〜（３）により算出する。
【００４３】
ＹＨ＿Ｒ＝Ｒ ・・・（１）
ＹＨ＿Ｇ＝Ｇ ・・・（２）
ＹＨ＿Ｂ＝Ｂ ・・・（３）
【００４４】
上記輝度信号生成方法は被写体が白黒である場合には、最も広帯域な輝度信号生成方法である。
【００４５】
また、例えば、図５のような市松模様のＲＧＢフィルタがＣＣＤ２０１に配置されている場合には、Ｇ０における狭帯域の輝度信号ＹＬは下式（４）により算出する。
【００４６】
ＹＬ＿Ｇ０＝（４Ｇ０＋Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＋Ｇ４）／８ ・・・（４）
【００４７】
Ｒ０、Ｂ０における輝度信号ＹＬは下式（５）、（６）により算出する。
【００４８】
ＹＬ＿Ｒ０ ＝ （Ｇ０＋Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ５）／４ ・・・（５）
ＹＬ＿Ｂ０ ＝ （Ｇ０＋Ｇ１＋Ｇ３＋Ｇ６）／４ ・・・（６）
【００４９】
上記のように、周囲のＧ画素を使用して、平均をとることによりノイズの少ない狭帯域の輝度信号ＹＬを生成する。
【００５０】
輝度信号選択器２０７は、比較器２１２の出力に基づき、ＥｖがＥｖ０より大きい場合（被写体が暗くシャッタースピードが下限値になっている状態）には狭帯域の輝度信号ＹＬを、ＥｖがＥｖ０に等しい場合には広帯域の輝度信号ＹＨを選択して、アパーチャ補正器２０８に出力する。
【００５１】
アパーチャ補正器２０８は、輝度信号選択器２０７から入力される輝度信号（狭帯域の輝度信号ＹＬまたは広帯域な輝度信号ＹＨ）の輪郭部分を補正してフレームメモリ２０９に出力する。
【００５２】
図６は、アパーチャ補正器２０８の詳細な構成を示すブロック図である。アパーチャ補正器２０８は、図６に示す如く、縦ラプラシアンフィルタ３００、横ラプラシアンフィルタ３０１、絶対値回路３０２、３０３、比較器３０４、選択器３０５、加算器３０６、およびパラメータ部３０７を備えている。
【００５３】
パラメータ部３０７には、比較器２１２のＥｖ０とＥｖとの比較結果が入力され、ＥｖがＥｖ０より大きい場合は図７（ｂ）のバンドパス型のフィルタ係数を、ＥｖとＥｖ０が等しい場合には図７（ａ）のハイパス型フィルタのフィルタ係数を、縦ラプラシアンフィルタ３００および横ラプラシアンフィルタに設定する。バンドパス型を利用することにより、露出が不足して画像のＳ／Ｎが低下した場合でも、１ドットの細かなノイズは抑制され、背景のノイズ低減のみならず、文字の品質も向上することができる。
【００５４】
縦ラプラシアンフィルタ３００は、輝度信号選択器２０７から入力される輝度信号の縦方向のラプラシアンを算出し、選択器３０５および絶対値回路３０２に出力する。また、横ラプラシアンフィルタ３０１は、輝度信号選択器２０７から入力される輝度信号の横方向のラプラシアンを算出し、選択器３０５および絶対値回路３０３に出力する。
【００５５】
絶対値回路３０２は、縦ラプラシアンフィルタ３００から入力される輝度信号の縦方向のラプラシアンの絶対値を算出して比較器３０４に出力する。また、絶対値回路３０３は、横ラプラシアンフィルタ３０１から入力される輝度信号の横方向のラプラシアンの絶対値を算出して比較器３０４に出力する。
【００５６】
比較器３０４は、縦方向のラプラシアンの絶対値と横方向のラプラシアンの絶対値とを比較し、比較結果を選択器３０５に出力する。選択器３０５は、絶対値の大きい方のラプラシアンを選択して加算器３０６に出力する。加算器３０６では、輝度信号選択器２０７から入力される輝度信号に、選択器３０５から入力される絶対値の大きい方のラプラシアンを加算して出力する。
【００５７】
次に、アパーチャ補正した輝度信号の二値化が行われる。アパーチャ補正器２０８でアパーチャ補正された輝度信号は、一旦フレームメモリ２０９に記憶される。
【００５８】
他方、ＣＰＵ２１１は、ＣＣＤ２０１のサイズにより画像サイズが決まっているので、画像サイズに基づいて、二値化処理に必要なブロックサイズ・形状およびサンプリング周期を計算して、ブロックバッファ２１３および非低輝度画素平均値算出器２１４を制御する。
【００５９】
図８はサンプリング周期の一例を示す図である。同図（ａ）は画像サイズが小さい場合、同図（ｂ）は画像サイズが大きい場合のサンプリング周期を示す。また、カメラで撮影した画像の明るさのむらは、画像の中心付近が明るく、周辺にいくにしたがって暗くなる。したがって、予めＣＰＵ２１１のＲＯＭ上に、例えば図９に示すような、正方形、長方形、及び三角形のブロックの組み合わせからなり、画像の中心を対称点として分割するような画像のブロック分割の形状を記憶しておけば、ブロック内の明るさはより均一に近くなり、正方形だけのブロックを使用する場合と比較して、より高品質な二値化が可能となる。
【００６０】
ＣＰＵ２１１により、計算または予め設定された形状・サイズのブロック単位でフレームメモリ２０９から画像（輝度信号）が読み出され、ブロックバッファ２１３に一時記憶される。非低輝度画素平均値算出器２１４は、ブロックバッファ２１３に蓄えられた画像（輝度信号）から、ＣＰＵ２１１で予め設定されたサンプリング周期（図８参照）で画素をサンプリングして読み出し、その輝度値の平均を算出する。
【００６１】
図１０は非低輝度画素平均値算出器２１４の詳細な構成を示すブロック図である。非低輝度画素平均値算出器２１４は、図１０に示す如く、ゲート回路４００、加算器４０１、加算結果レジスタ４０２、ゲート回路４０３、シフトレジスタ４０４、比較器４０５、カウンタ４０６を備えている。
【００６２】
サンプル読み出しされた輝度信号の画素値は、比較器３１およびゲート回路３５に入力される。比較器４０５は、サンプル読み出しされた輝度信号の画素値と非低輝度画素検出閾値設定器２１５により設定される閾値ｔｈｌ＿ｉｊとを比較し比較結果をゲート回路４００およびカウンタ４０６に出力する。
【００６３】
ゲート回路４００では、画素値が閾値ｔｈｌ＿ｉｊよりも大きい場合に画素値を加算器４０１に出力する。加算器４０１では、加算結果レジスタ４０２の値と画素値が加算され、その結果が加算結果レジスタ４０４に記憶される。同時に、カウンタ４０６が一つインクリメントされる。ここで、カウンタ４０６は、インクリメントの結果、桁が繰り上がる状態（カウンタが２のべき乗を示す状態）になると、加算器４０１の結果をゲート回路４０３を介してシフトレジスタ４０４に記憶し、カウンタが示すビット数だけ右シフトする。ブロック内の全画素について処理した後、シフトレジスタ４０４に記憶された値が非低輝度画素平均値ａｖｅ＿ｉｊとして二値化閾値設定回路２１６および非低輝度画素検出閾値設定回路２１５に出力される。
【００６４】
非低輝度画素検出閾値設定回路２１５は、前ブロック（現ブロックが（ｉ、ｊ）の場合は（ｉ−１、ｊ）を指す）の非低輝度画素平均値ａｖｅ＿ｉ−１ｊに所定の係数Ｃａを乗算して非低輝度画素平均値算出器２１４で使用する閾値ｔｈｌ＿ｉｊを算出する。所定の係数をＣａ＝１／４とすると、非低輝度画素検出閾値設定器２１５は、非低輝度画素平均値ａｖｅ＿ｉ−ｉｊの下位２ビットを除いた値となるので特別な回路は不要となる。
【００６５】
二値化閾値設定回路２１６は、非低輝度画素平均値算出器２１４で算出された非低輝度画素平均値ａｖｅ＿ｉｊを用いて、画像二値化を行うための二値化閾値ｔｈ＿ｉｊを算出して二値化器２１７に出力する。具体的には、二値化閾値設定回路２１６は、所定の係数Ｃｂをａｖｅ＿ｉｊに乗じる乗算器からなり、Ｃｂ＝ｘ／１６またはＣｂ＝ｘ／８（ｘは分母を越えない自然数を表す既定値）とすれば、二値化閾値設定回路２１６は乗算器のみで構成できるのでコスト・スピードの点で有利となる。
【００６６】
二値化器２１７は、二値化閾値設定回路２１６から入力される二値化閾値ｔｈ＿ｉｊを用いて上述のブロックの画像を二値化して、圧縮器２１８に出力する。圧縮器２１８は、二値化された画像を公知のＭＨ、ＭＲ、ＪＢＩＧなどの二値化に適した画像圧縮を施す。圧縮された画像は容量が非常に小さくなり、メモリ２１９に多数の画像を記憶できる。ただし、自然画を圧縮するためのＪＰＥＧ圧縮器と二値画像圧縮器の二つの圧縮器が必要となり若干コストが上昇する。
【００６７】
なお、圧縮器２１８は、自然画圧縮で使われるＪＰＥＧ圧縮と共通化しても良い。その場合には、圧縮器２１８はＪＰＥＧ圧縮器となり、二値化された画像はＪＰＥＧ圧縮される。ＪＰＥＧは自然画を記録する時に使われる圧縮方法で、二値化された８ビットの画像を圧縮すると前記の二値画像圧縮より圧縮後のサイズが大きくなるが、二値画像圧縮器が必要でないため、部品が少なくなりコストが低下するというメリットがある。
【００６８】
上記では、レンズ系でズームレンズを具備していない構成について説明したが、ズームレンズ系を具備した構成としても良い。図１１はズームレンズを備えた構成とした場合のデジタルカメラの上面図を示す。なお、同図において、図１と同等部分には同等符号を付しその説明は省略する。
【００６９】
カメラレンズがズームレンズである場合には、ズームの倍率に応じて焦点距離が異なってくる。同図において、１０５はズームスイッチを示している。ＷＩＤＥ側にズームスイッチ１０５を倒すとスイッチを倒す時間に応じて焦点距離は小さくなり、広角の撮影が可能となる。また、ＴＥＬＥ側にズームスイッチ１０５を倒すと倒す時間に応じて焦点距離が大きくなり、クローズアップ撮影が可能となる。
【００７０】
レンズがＷＩＤＥ側でｆ＝２８ｍｍの３倍ズームレンズならば、ＴＥＬＥ側ではｆ＝８５ｍｍとなる。図１２、図１３に文字モードおよび文字二値化モード時のｆ＝５６ｍｍ（中間ズーム）、ｆ＝８５ｍｍ（ＴＥＬＥ側ズーム）の時の自動露出制御プログラム曲線（太線）をそれぞれ示す。露出制御回路２１０は、図１２および図１３に示す自動露出制御プログラム曲線（太線）に従って露出制御を行う。図１２、図１３のようにズームレンズの場合には焦点距離の変化に応じて下限のシャッタースピード（最低シャッタースピード）を設定する。これにより、如何なるズーム倍率でも手ブレの起こらない撮影が可能になる。なお、ここでは、ズームレンズについて説明したが複焦点レンズについても同様な方法で露出制御を行うことが可能である。
【００７１】
以上説明したように、上記した実施の形態１においては、原稿などの文字情報を撮影するための文字二値化モードでは、補助光（フラッシュ光）を非発光として、レンズ系の焦点距離に応じた所定の高速のシャッタースピードを最低シャッタースピードとして撮影を行い、撮影した画像を二値化することとしたので、被写体の明るさが足りない場合でも、手ブレの少ない、また補助光による白とびのない高品質な二値画像が得ることができ、また、二値画像としたので記録容量も小さくてすみ、ＯＣＲやファクシミリ送信などのアプリケーションにも適する。
【００７２】
また、実施の形態１においては、露出が不足する場合は、ＡＧＣ回路２０２により、電気的な画像信号の増幅度を増強してみかけ上の適正露出を得ることとしたので、被写体の明るさが足りず、露出不足の場合でも視認性のよい画像を得ることができ、適正な二値化が可能となる。
【００７３】
また、実施の形態１においては、複焦点レンズあるいはズームレンズを有する場合は、ズームの度合いに応じて最低シャッタースピードを変更することとしたので、ズームレンズのズーム倍率によるレンズの焦点距離の変化に対応させて、各ズームの倍率に応じた最低シャッタースピードを設定することができ、適正露出の得られる明るさの範囲を広くすることが可能となる。
【００７４】
（実施の形態２）
実施の形態２に係るデジタルカメラを図１４および図１５を参照して説明する。図１４は実施の形態２に係るデジタルカメラのブロック図を示す。なお、同図は、画像信号の輝度信号の処理系についてのブロック図を示しており、色差信号の処理系については図示およびその説明は省略する。なお、デジタルカメラの上面図は実施の形態１（図１、図１１）と同様であるのでその説明は省略する。
【００７５】
上述の実施の形態１では、文字撮影モードにおいて輝度信号を二値化するために、フレームメモリ２０９、ブロックバッファ２１３、非低輝度画素平均値算出回路２１４、非低輝度画素検出閾値設定回路２１５、および二値閾値設定回路２１６、二値化器２１７等の専用の回路を使用していたが、実施の形態２では、文字撮影モードにおいて輝度信号の二値化をガンマ補正回路で５０９で行うこととして二値化のための回路を簡略化した。
【００７６】
デジタルカメラ１００は、図１４に示す如く、被写体光を結像するためのレンズ系や絞り等を含む光学系５００、結像された被写体光をアナログ画像信号に変換するＣＣＤ５０１、アナログ画像信号の利得を調整するＡＧＣ回路５０２、利得の調整されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器５０３、デジタル画像信号のホワイトバランス調整を行うホワイトバランス調整器５０４、デジタル画像信号の輝度信号を出力する輝度信号生成回路５０５、輝度信号のアパーチャ補正を行うアパーチャ補正器５０８、アパーチャ補正後の輝度信号のガンマ補正を行うガンマ補正回路５０９、露出制御を行う露出制御回路５１０、操作部（不図示）の操作指示に従って、不図示のＲＯＭに格納されたプログラムに従って各部の動作を制御するＣＰＵ５１１、Ｅｖ０（被写体の明るさから決定される露出量）とＥｖ（カメラの自動露出制御プログラムで決められた絞り量とシャッタースピードから算出される露出量）とを比較する比較器５１２、ガンマ補正回路５０９で二値化された輝度信号を圧縮する圧縮器５１３、圧縮器５１３で圧縮された輝度信号を格納するメモリ５１４、モード切り替えボタン１０１、レリーズキー１０３やダイヤルキー１０４を有し、ＣＰＵ２１１に動作指示を与えるための操作部（不図示）を備えている。
【００７７】
図１４のデジタルカメラは、上述したように、通常の自然画を撮影するための自然画モード、原稿・ホワイトボードなどを撮影するための文字モード・文字二値化モード等を備えている。なお、自動露出制御プログラム曲線については実施の形態１（図２、図３、図１２、図１３）と同様であるのでその説明は省略する。
【００７８】
次に、文字二値化モードで撮影する場合の撮影から画像記録までの動作を説明する。操作部の切り替えボタン１０１で文字二値化モードを選択し、また、ダイヤルキー１０４で記録を選択して、レリーズキー１０３が押下されると、この文字二値化モードでの撮影が行われる。まず、光学系５００では、露出制御回路５１０で決定された露出情報を使用して絞りが決定される。ＣＣＤ５０１は、光学系５００を介して結像された被写体光を電気信号に変換して、各画素Ｒ、Ｇ、Ｂのアナログ画像信号を出力する。
【００７９】
ＡＧＣ回路５０２は、露出制御回路５１０の制御に従って、ＣＣＤ５０１から入力されるアナログ画像信号を電気的に増幅して出力する。具体的には、ＡＧＣ回路５０３は、露出制御回路５１０で決定された露出量に応じて、適正な露出量が得られる場合は一定の増幅率で画像信号を増幅する一方、被写体の明るさが不足し、シャッタースピードが最低になって露出量が不足する撮影の場合には、増幅率を上昇させて適度なレベルの出力が得られるように構成されている。
【００８０】
Ａ／Ｄ変換器５０３は、ＡＧＣ回路５０２から入力される、増幅されたアナログ画像信号をデジタル信号に変換してデジタル画像信号として、露出制御回路５１０、ホワイトバランス調整器５０４、およびＣＰＵ５１０に出力する。
【００８１】
露出制御回路５１０は、Ａ／Ｄ変換器５０３から入力されるデジタル画像信号の平均値を演算し、光学系５００の絞りの絞り量およびＣＣＤ５０１のシャッタースピードを設定して露出量を決定する。かかる露出量は、光学系５００、ＣＣＤ５０１、ＡＧＣ回路５０２、およびＣＰＵ５１１などへ出力され、露出制御が行われる。
【００８２】
ホワイトバランス調整器５０４は、Ａ／Ｄ変換器５０３から入力されるデジタル画像信号のホワイトバランスの調整を行い、ホワイトバランス調整されたデジタル画像信号は、輝度信号生成回路５０５に出力される。具体的には、ホワイトバランス調整器５０４は、デジタル画像信号中の無彩色部分を検出し、無彩色がＲ＝Ｇ＝Ｂとなるように各色信号を調整することにより、ホワイトバランス調整を行う。
【００８３】
ＣＰＵ５１１は、被写体の明るさから決定される露出量Ｅｖ０とカメラの自動露出制御プログラムで決められた絞り量とシャッタースピードから算出される露出量Ｅｖとを比較器５１２およびガンマ補正回路５０９に出力する。比較器５１２はＥｖ０とＥｖとを比較して比較結果を輝度信号選択器５０７およびアパーチャ補正器５０８に出力する。
【００８４】
輝度信号生成回路５０５は、輝度信号生成器５０６と輝度信号選択器５０７を備えている。輝度信号生成器５０６は、ホワイトバランス調整器５０４から入力される、ホワイトバランス調整が施されたデジタル画像信号に基づいて、広帯域の輝度信号ＹＨ及び狭帯域の輝度信号ＹＬを生成して、輝度信号選択器５０７に出力する。
【００８５】
広帯域の輝度信号ＹＨは、注目画素がそれぞれＲ、Ｇ、Ｂのときにそれぞれ下式（１）〜（３）により算出する。
【００８６】
ＹＨ＿Ｒ ＝ Ｒ ・・・（１）
ＹＨ＿Ｇ ＝ Ｇ ・・・（２）
ＹＨ＿Ｂ ＝ Ｂ ・・・（３）
【００８７】
上記輝度信号生成方法は被写体が白黒である場合には、最も広帯域な輝度信号生成方法である。
【００８８】
また、例えば、図５のような市松模様のＲＧＢフィルタがＣＣＤ２０１に配置されている場合には、Ｇ０における狭帯域の輝度信号ＹＬは下式（４）の如くして算出する。
【００８９】
ＹＬ＿Ｇ０＝（４Ｇ０＋Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＋Ｇ４）／８ ・・・（４）
【００９０】
Ｒ０、Ｂ０における輝度信号ＹＬは下式（５）、（６）の如くして各々算出する。
【００９１】
ＹＬ＿Ｒ０ ＝ （Ｇ０＋Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ５）／４ ・・・（５）
ＹＬ＿Ｂ０ ＝ （Ｇ０＋Ｇ１＋Ｇ３＋Ｇ６）／４ ・・・（６）
【００９２】
上記のように、周囲のＧ画素を使用して、平均をとることによりノイズの少ない狭帯域の輝度信号ＹＬを生成する。
【００９３】
輝度信号選択器５０７は、比較器５１２の出力に基づき、ＥｖがＥｖ０より大きい場合（被写体が暗くシャッタースピードが下限値になっている状態）には狭帯域の輝度信号ＹＬを、Ｅｖ値がＥｖ０に等しい場合には広帯域な輝度信号ＹＨを選択して、アパーチャ補正器５０８に出力する。
【００９４】
アパーチャ補正器５０８は、輝度信号選択器５０７から入力される輝度信号（狭帯域の輝度信号ＹＬまたは広帯域な輝度信号ＹＨ）の輪郭部分を補正してガンマ補正回路５０９に出力する。アパーチャ補正器５０８の詳細な構成は、上述した図４と同様であるのでその説明は省略する。
【００９５】
ガンマ補正回路５０９は、アパーチャ補正器５０８でアパーチャ補正された画像（輝度信号）に対して、二値化のためのガンマ補正を行って二値化した画像を圧縮器５１３に出力する。なお、ガンマ補正回路５０９は、通常は表示用デバイスのガンマ特性に補正する。かかるガンマ補正回路５０９の動作を具体的に説明する。
【００９６】
ガンマ補正回路５０９では、ＣＰＵ５１１から入力される、Ｅｖ０およびＥｖ値に基づき、ガンマカーブをセットする。図１５はガンマカーブの一例を示す図である。ガンマ補正回路５０９は、ＥｖがＥｖ０と等しい場合には、同図（ａ）に示す所定のガンマカーブを用いてガンマ補正（二値化）を行う。他方、ガンマ補正回路５０９は、ＥｖがＥｖ０より大きい場合には、Ｅｖ０の値に所定の係数を乗じた値をガンマカーブの変化点ｔｈとして、図１５（ｂ）のように変化点ｔｈが低い値に設定されるガンマカーブを用いてガンマ補正（二値化）を行う。
【００９７】
圧縮器５１３は、ガンマ補正回路５０９でガンマ補正された画像を公知のＪＰＥＧ方式で画像圧縮を行い、圧縮した画像をメモリ５１４に格納する。圧縮された画像は原画像のＲＧＢカラー画像と比較して非常に容量を小さくでき、メモリ５１４に画像を多数記憶することが可能となる。
【００９８】
以上説明したように、実施の形態２においては、文字二値化モードで得られた画像をガンマ補正回路５０９で二値化することとしたので、二値化のための専用の回路を追加することなく二値画像を得ることができ、コストを低減することが可能となる。
【００９９】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施可能である。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係るデジタルカメラによれば、文字撮影モードでは、補助光を非発光とするとともに、露出制御手段は、レンズ系の焦点距離に応じたシャッタースピードの下限を設定し、輝度信号選択手段は、被写体の明るさから決定される露出量と所定の露出量との比較に基づいて、狭帯域の輝度信号または広帯域の輝度信号のいずれかを選択し、補正手段は、選択された輝度信号の輪郭部分を補正し、二値化手段は、画像信号を二値化することとしたので、被写体の明るさが足りない場合でも、手ブレの少ない、また、補助光による白とびのない高品質な二値画像を得ることが可能となる。
【０１０１】
また、請求項２に係るデジタルカメラによれば、請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、露出制御手段は、文字撮影モードで露出が不足する場合には、利得調整手段の利得を上げて適正露出を得るべく制御することとしたので、被写体の明るさが足りず、露出不足の場合でも視認性のよい画像が得ることができ、適正な二値画像を得ることが可能となる。
【０１０２】
また、請求項３に係るデジタルカメラによれば、請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、二値化手段は、ガンマ補正を行って二値化することとしたので、二値化のための回路を追加することなく二値画像を得ることができ、コストを低減できる。
【０１０３】
また、請求項４に係るデジタルカメラによれば、請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、制御手段は、被写体の明るさから決定される第一の露出量と、所定の絞り量とシャッタースピードから算出される第二の露出量を出力し、輝度信号選択手段は、制御手段か ら出力された第一の露出量と第二の露出量との比較に基づいて、狭帯域の輝度信号または広帯域の輝度信号のいずれかを選択することとしたので、露出量に応じて輝度信号が補正されるため、高品質な二値画像を得ることが可能となる。
【０１０４】
また、請求項５に係るデジタルカメラによれば、請求項４に記載のデジタルカメラにおいて、輝度信号選択手段は、第二の露出量が第一の露出量よりも大きい場合は、狭帯域の輝度信号を、第二の露出量が前記第一の露出量と等しい場合は、広帯域の輝度信号を選択することとしたので、露出量に応じて輝度信号が補正されるため、高品質な二値画像を得ることが可能となる。
【０１０５】
また、請求項６に係るデジタルカメラによれば、請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、レンズ系は、複焦点レンズまたはズームレンズを有し、文字撮影モードでは、露出制御手段は、ズームの度合いに応じて最低シャッタースピードを変更することとしたので、各ズームの倍率に応じた最低シャッタースピードを設定することができ、適正露出の得られる明るさの範囲を広くすることが可能となる。
【０１０６】
また、請求項７に係るデジタルカメラの文字撮影方法によれば、補助光を非発光とするとともに、レンズ系の焦点距離に応じたシャッタースピードの下限を設定し、レンズ系で結像された被写体光を画像信号に変換し、被写体の明るさから決定される露出量と所定の露出量との比較に基づいて、狭帯域の輝度信号または広帯域の輝度信号のいずれかを選択し、選択された輝度信号の輪郭部分を補正し、補正された輝度信号を二値化することとしたので、被写体の明るさが足りない場合でも、手ブレの少ない、また、補助光による白とびのない高品質な二値画像を得ることが可能となる。
【０１０７】
また、請求項８に係るデジタルカメラの文字撮影方法によれば、請求項７に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、更に、撮像した画像信号の利得を調整して適正露出を得ることとしたので、被写体の明るさが足りず、露出不足の場合でも視認性のよい画像を得ることができ、適正な二値画像を得ることが可能となる。
【０１０８】
また、請求項９に係るデジタルカメラの文字撮影方法によれば、請求項７に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、ガンマ補正を行って二値化することとしたので、二値化のための回路を追加することなく二値画像を得ることができ、コストを低減することが可能となる。
【０１０９】
また、請求項１０に係るデジタルカメラの文字撮影方法によれば、請求項７に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、被写体の明るさから決定される第一の露出量と、所定の絞り量とシャッタースピードから算出される第二の露出量を出力し、輝度信号選択ステップは、制御ステップから出力された第一の露出量と第二の露出量との比較に基づいて、狭帯域の輝度信号または広帯域の輝度信号のいずれかを選択することとしたので、露出量に応じて輝度信号が補正されるため、高品質な二値画像を得ることが可能となる。
【０１１０】
また、請求項１１に係るデジタルカメラの文字撮影方法によれば、請求項１０に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、輝度信号選択ステップは、第二の露出量が第一の露出量よりも大きい場合は、狭帯域の輝度信号を、第二の露出量が第一の露出量と等しい場合は、広帯域の輝度信号を選択することとしたので、露出量に応じて輝度信号が補正されるため、高品質な二値画像を得ることが可能となる。
【０１１１】
また、請求項１２に係るデジタルカメラの文字撮影方法によれば、請求項７に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、レンズ系は、複焦点レンズまたはズームレンズを有し、ズームの度合いに応じて最低シャッタースピードを変更することとしたので、各ズームの倍率に応じた最低シャッタースピードを設定することができ、適正露出の得られる明るさの範囲を広くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１に係るデジタルカメラの上面図である。
【図２】 実施の形態１に係るデジタルカメラのブロック図である。
【図３】自然画モードの場合の自動露出制御を説明するための説明図である。
【図４】 文字モードおよび文字二値化モードの自動露出制御を説明するための説明図である。
【図５】 図２のＣＣＤのカラーフィルタの配列例（市松模様のＲＧＢフィルタ）を示す図である。
【図６】 図２のアパーチャ補正器の詳細な構成を示すブロック図である。
【図７】 ラプラシアンフィルタの係数を説明するための説明図である。
【図８】 画像のサンプリング周期例を説明するための説明図である。
【図９】 画像のブロック分割例を説明するための説明図である。
【図１０】 図２の非低輝度画素平均値算出回路の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１１】ズームレンズ付きのデジタルカメラの上面図である。
【図１２】 文字モードおよび文字二値化モード時のｆ＝５６ｍｍの時の自動露出制御プログラム曲線を示す図である。
【図１３】 文字モードおよび文字二値化モード時のｆ＝８５ｍｍの時の自動露出制御プログラム曲線を示す図である。
【図１４】 実施の形態２に係るデジタルカメラのブロック図である。
【図１５】 図１４のガンマ補正回路のガンマカーブの一例を示す図である。
【符号の説明】
１００ デジタルカメラ
１０１ モード切り替えボタン
１０２ 液晶表示部
１０３ レリーズキー
１０４ ダイヤルキー
１０５ ズームスイッチ
２００ 光学系
２０１ ＣＣＤ
２０２ ＡＧＣ回路
２０３ Ａ／Ｄ変換器
２０４ ホワイトバランス調整器
２０５ 輝度信号生成回路
２０６ 輝度信号生成器
２０７ 輝度信号選択器
２０８ アパーチャ補正器
２０９ フレームメモリ
２１０ 露出制御回路
２１１ ＣＰＵ
２１２ 比較器
２１３ ブロックバッファ
２１４ 非低輝度画素平均値算出回路
２１５ 非低輝度画素検出閾値設定回路
２１６ 二値閾値設定回路
２１７ 二値化器
２１８ 圧縮器
２１９ メモリ
３００ 縦ラプラシアンフィルタ
３０１ 横ラプラシアンフィルタ
３０２、３０３ 絶対値回路
３０４ 比較器
３０５ 選択器
３０６ 加算器
３０７ 比較器
３０８ パラメータ部
４００ ゲート回路
４０１ 加算器
４０２ 加算結果レジスタ
４０３ ゲート回路
４０４ シフトレジスタ
４０５ 比較器
４０６ カウンタ
５００ 光学系
５０１ ＣＣＤ
５０２ ＡＧＣ回路
５０３ Ａ／Ｄ変換器
５０４ ホワイトバランス調整器
５０５ 輝度信号生成回路
５０６ 輝度信号生成器
５０７ 輝度信号選択器
５０８ アパーチャ補正器
５０９ ガンマ補正回路
５１０ 露出制御回路
５１１ ＣＰＵ
５１２ 比較器
５１３ 圧縮器
５１４ メモリ
【発明の属する技術分野】
この発明は、デジタルカメラおよびその文字撮影方法に関し、詳細には、手ブレのない高品質な文字画像を得ることが可能なデジタルカメラおよびその文字撮影方法を提供することにある。
【０００２】
【従来の技術】
従来、文書を電子化して保存する場合には、専用の画像入力装置であるスキャナや、複写機またはファクシミリのスキャナ部を使用していた。このようなスキャナ装置は光源を機器内に持ち、その光源から出た光を文書に当て、反射光をＣＣＤなどで読み取った後、画像を二値化して保存していた。光源および光学系が常に一定なので光源や光学系が原因の明るさやむらは発生が一定で補正が容易であり、高品質の画像を入力することができる。このような高品質の画像を二値化することは容易である。
【０００３】
他方、最近ではビデオカメラやデジタルスチルカメラ機器の発達で入力した画像を文字認識したいという要求が高まってきた。特に最近のデジタルスチルカメラは高画素化と小型化により、携帯情報収集ツールとしてさまざまな用途に使われ始めている。文書、ホワイトボード、看板、広告などの文字情報は白黒画像や、二値画像で十分な情報が得られ、さらに二値画像の場合には保存に必要な記憶容量も非常に小さいので画素数の多い画像を撮影する場合には有利である。また、二値化した画像をファックス送信したり、文字認識をして再利用することもできる。
【０００４】
ところが、デジタルカメラで文書を撮影する場合、光量が不十分な屋内で撮影される場合が多く、適正な露出を得るためにはフラッシュの使用が必須である。しかしながら、被写体に光沢がある場合、被写体の表面における正反射光の影響で文字の部分が白く消えてしまうことがあり問題となっている。このような原稿にはフラッシュを使わない撮影が必要であるが、適正な露出を得るためにはシャッタースピードを遅くするため手ぶれが発生してしまう。三脚の使用によって手ぶれは抑えられるが、手軽さが消えてデジタルカメラ本来の携帯性、手軽さといった特性が失われる。
【０００５】
すなわち、前述したようにスキャナの代用としてデジタルカメラは使用され始めているが、従来は被写体の明るさが不足した場合にシャッタースピードが遅くなり、画像の手ぶれや、三脚を使用する必要がでてくるなどの不都合があった。
【０００６】
上述の手ブレを低減するためのデジタルカメラとしては例えば、以下のものが提案されている。特願昭６２−７１５９６号公報の「撮像装置」は、被写体光を結像するための光学系と、該光学系により結像された被写体光をフィールド走査モードまたはフレーム走査モードの一方の撮像モードで電気信号に変換する撮像手段と、シャッタースピードを予め設定する設定手段と、該設定手段により予め設定されたシャッタースピードが所定の第１の時間よりも長く、閃光照明手段による照明が行われない場合であって、かつ撮像モードがフレーム撮像モードの場合に、前記撮像手段における撮像モードを前記フレーム撮像モードから前記フィールド撮像モードに切りかえるとともに、前記シャッタースピードを前記第１の時間よりも短くする制御手段とを備えることにより、手ブレによる画質の低下を防ぐようにしたものである。
【０００７】
すなわち、上述の「撮像装置」は、明るさが足りない時に、ＣＣＤの電荷の読み出し方をフレームモード（電荷毎の電荷をそのまま読み出す方式）からフィールドモード（隣接するラインの電荷を加算して電荷を読み出す方式、加算するので感度は２倍になり、シャッタースピードを速くできる）へ変更し、シャッタースピードを上げて手ブレを防ぐというものである。かかる方式では、垂直方向の解像度が劣化するため、文字を撮影するような解像度が要求されるモードには対応できないという問題がある。
【０００８】
また、特開昭６３−３２８１８１号公報の「電子スチルカメラ」は、１回のシャッター操作において複数枚の画像を撮影する手段と、上記撮影された複数枚の画像のブレを検出する手段と、上記検出結果に応じて上記撮影された複数枚の画像の中から最もブレの少ない画像を選択する手段と備えたものである。
【０００９】
しかるに、上述の「電子スチルカメラ」では、シャッタースピードが手ブレがする程度に遅くなった場合には、何枚も同じ絵をとるため、カメラを長時間構える必要がある。また、シャッタースピードが遅いので本質的に手ブレをなくすことができない。さらには、ブレ量を測定する手段およびぶれの少ない画像を選択して記録する手段が必要となりコストアップの原因となる。
【００１０】
また、特開平９−２６１５２６号公報の「撮像装置」では、蓄積型画像センサ上に被写体光を導く撮影光学系と、被写体輝度情報と撮影光学系の焦点距離情報とに基づいて、撮影時にぶれが無視し得る前記蓄積型画像センサの蓄積時間と、この蓄積時間の撮影によって適正露光量を得るための連続撮影の回数とを設定する制御手段と、前記得られた複数の画像信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された画像信号につき、相互のズレを補正した後に一枚の適正露光の画像に合成する画像合成手段とを備えたものである。
【００１１】
すなわち、上述の「撮像装置」は、明るさが足りない時に、手ブレがしない程度のシャッタースピードで複数回撮影して、複数枚の画像間のズレを補正し、全画像を画素毎に足し合わせて適正な露出画像を得る方式である。かかかる方式では、複数回撮影時に電荷の転送・記録に伴って撮影に時間を要するため、必ず画像間のズレが生じる。そして、この画像間のズレを補正する手段が必要であるため、コストアップの原因となる。また、画像間のズレを補正するための時間も必要となり、一枚の画像の撮影に要する時間が長くなり、利便性が失われる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術においては、文字を撮影する場合に、手ブレのない高画質の文字画像を記録するための技術は何ら提案されていない。
【００１３】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、手ブレのない高画質な文字画像を得ることが可能なデジタルカメラおよびデジタルカメラの文字撮影方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、原稿などの文字情報を撮影するための文字撮影モードを有するデジタルカメラにおいて、被写体光を結像するためのレンズ系と、結像された被写体光を画像信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段のシャッタースピードを制御する露出制御手段と、被写体の明るさから決定される露出量と所定の露出量との比較に基づいて、狭帯域の輝度信号または広帯域の輝度信号のいずれかを選択する輝度信号選択手段と、前記選択された輝度信号の輪郭部分を補正する補正手段と、前記補正された輝度信号を二値化するための二値化手段とを備え、前記文字撮影モードでは、補助光を非発光とするとともに、前記露出制御手段は前記レンズ系の焦点距離に応じたシャッタースピードの下限を設定するものである。
【００１５】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、前記変換された画像信号の利得を調整する利得調整手段を備え、前記露出制御手段は、前記文字撮影モードで露出が不足する場合には、前記利得調整手段の利得を上げて適正露出を得るべく制御するものである。
【００１６】
また、請求項３に係る発明は、請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、前記二値化手段は、ガンマ補正を行って二値化するものである。
【００１７】
また、請求項４に係る発明は、請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、被写体の明るさから決定される第一の露出量と、所定の絞り量とシャッタースピードから算出される第二の露出量を出力する制御手段、をさらに備え、前記輝度信号選択手段は、前記制御手段から出力された前記第一の露出量と前記第二の露出量との比較に基づいて、狭帯域の輝度信号または広帯域の輝度信号のいずれかを選択するものである。
【００１８】
また、請求項５に係る発明は、請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、請求項４に記載のデジタルカメラにおいて、前記輝度信号選択手段は、前記第二の露出量が前記第一の露出量よりも大きい場合は、狭帯域の輝度信号を、前記第二の露出量が前記第一の露出量と等しい場合は、広帯域の輝度信号を選択するものである。
【００１９】
また、請求項６に係る発明は、請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、前記レンズ系は、複焦点レンズまたはズームレンズを有し、前記文字撮影モードでは、前記露出制御手段は、ズームの度合いに応じて前記最低シャッタースピードを変更するものである。
【００２０】
また、請求項７に係る発明は、原稿などの文字情報を撮影するデジタルカメラの文字撮影方法において、補助光を非発光とするとともに、レンズ系の焦点距離に応じたシャッタースピードの下限を設定するステップと、前記レンズ系で結像された被写体光を画像信号に変換するステップと、被写体の明るさから決定される露出量と所定の露出量との比較に基づいて、狭帯域の輝度信号または広帯域の輝度信号のいずれかを選択する輝度信号選択ステップと、前記選択された輝度信号の輪郭部分を補正する補正ステップと、前記補正された輝度信号を二値化するステップと、を含むものである。
【００２１】
また、請求項８に係る発明は、請求項７に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、更に、前記変換した画像信号の利得を調整して適正露出を得るステップを含むものである。
【００２２】
また、請求項９に係る発明は、請求項７に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、前記二値化するステップでは、ガンマ補正を行って二値化するものである。
【００２３】
また、請求項１０に係る発明は、請求項７に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、被写体の明るさから決定される第一の露出量と、所定の絞り量とシャッタースピードから算出される第二の露出量を出力する制御ステップ、をさらに含み、前記輝度信号選択ステップは、前記制御ステップから出力された前記第一の露出量と前記第二の露出量との比較に基づいて、狭帯域の輝度信号または広帯域の輝度信号のいずれかを選択するものである。
【００２４】
また、請求項１１に係る発明は、請求項１０に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、前記輝度信号選択ステップは、前記第二の露出量が前記第一の露出量よりも大きい場合は、狭帯域の輝度信号を、前記第二の露出量が前記第一の露出量と等しい場合は、広帯域の輝度信号を選択するものである。
【００２５】
また、請求項１２に係る発明は、請求項７に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、前記レンズ系は、複焦点レンズまたはズームレンズを有し、前記露出条件を設定するステップでは、ズームの度合いに応じて前記最低シャッタースピードを変更するものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明に係るデジタルカメラおよびデジタルカメラの文字撮影方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
実施の形態１に係るデジタルカメラを図１〜図１３を参照して説明する。図１は、実施の形態１に係るデジタルカメラの上面図を示す。同図において、１０１は通常の自然画を撮影するための自然画モード、原稿・ホワイトボードなどを撮影するための文字モード・文字二値化モード等を切り替えるためのモード切り替えボタン、１０２はモード切り替えボタン１０１で選択されたモード（自然画モード、文字モード、文字二値化モード）が表示される液晶表示部、１０３は撮影を指示するためのレリーズキー、１０４は再生モード（再生）、記録モード（記録）や、データ転送モード（ＰＣ）等を選択するためのダイヤルキーを示す。
【００２８】
図２は実施の形態１に係るデジタルカメラのブロック図を示す。なお、同図は、画像信号の輝度信号の処理系についてのブロック図を示しており、色差信号の処理系については図示およびその説明は省略する。
【００２９】
デジタルカメラ１００は、同図に示す如く、被写体光を結像するためのレンズ系や絞り等を含む光学系２００、結像された被写体光をアナログ画像信号に変換するＣＣＤ２０１、アナログ画像信号の利得を調整するＡＧＣ回路２０２、利得の調整されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０３、デジタル画像信号のホワイトバランス調整を行うホワイトバランス調整器２０４、デジタル画像信号の輝度信号を出力する輝度信号生成回路２０５、輝度信号のアパーチャ補正を行うアパーチャ補正器２０８、アパーチャ補正後の輝度信号を一時的に格納するフレームメモリ２０９、露出制御を行う露出制御回路２１０、操作部（不図示）の操作指示に従って、不図示のＲＯＭに格納されたプログラムに従って各部の動作を制御するＣＰＵ２１１を備えている。
【００３０】
また、デジタルカメラ１００は、Ｅｖ０（被写体の明るさから決定される露出量）とＥｖ（カメラの自動露出制御プログラムで決められた絞り量とシャッタースピードから算出される露出量）とを比較する比較器２１２、フレームメモリ２０９に格納された輝度信号がブロック単位で格納されるブロックバッファ２１３、非低輝度画素平均値を算出する非低輝度画素平均値算出回路２１４、非低輝度画素平均値算出回路２１４で非低輝度画素の平均値を算出する際の閾値を設定する非低輝度画素検出閾値設定回路２１５、二値化器２１７で輝度信号を二値化する際の閾値を設定する二値閾値設定回路２１６、輝度信号を二値化する二値化器２１７、二値化された輝度信号を圧縮する圧縮器２１８、圧縮器２１８で圧縮された輝度信号を格納するメモリ２１９、上述したモード切り替えボタン１０１、レリーズキー１０３やダイヤルキー１０４を有し、ＣＰＵ２１１に動作指示を与えるための操作部（不図示）を備えている。
【００３１】
上記構成のデジタルカメラは、上述したように、通常の自然画を撮影するための自然画モード、原稿・ホワイトボードなどを撮影するための文字モード・文字二値化モード等を備えている。
【００３２】
図３は、自然画モードの場合の自動露出制御プログラム曲線を説明するための図であり、特に、絞りとシャッタースピードの関係（Ｅｖ線図）を示している。自然画モードの場合には、露出制御回路２１０は同図の自動露出制御プログラム曲線（太線）に従って自動露出制御を行う。具体的には、まず、被写体の明るさが決まると露出量（Ｅｖ）が決定される。そして、決定されたＥｖを示す直線と自動露出制御プログラム曲線（太線）の交わる点の絞りとシャッタースピードの組み合わせで撮影を行う。同図において、例えば、Ｅｖが１６の場合には絞りは１６、シャッタースピードは１／２５０秒に設定される。また、Ｅｖが６の場合には絞りは２、シャッタースピードは１／１５秒に設定される。
【００３３】
図４は、文字モードおよび文字二値化モードの自動露出制御プログラム曲線を説明するための図であり、特に、絞りとシャッタースピードの関係（Ｅｖ線図）を示している。文字モードおよび文字二値化モードの場合には、露出制御回路２１０は同図の自動露出制御プログラム曲線（太線）に従って自動露出制御を行う。
【００３４】
文字モードおよび文字二値化モードの場合はストロボ非発光を前提とする。レンズの焦点距離ｆは３５ｍｍフィルム換算で２８ｍｍとする。Ｅｖ≧１０の場合は自然画モードの場合と自動露出制御プログラム曲線は同一である。一般に、手ブレの起こらないシャッタースピードは焦点距離の逆数といわれている。この場合には、ｆ＝２８ｍｍなので、１／２８秒が手ブレの起こらないシャッタースピードの下限ということになる。文字モードおよび文字二値化モードの露出制御プログラムでは１／３０秒のシャッタースピードを下限（最低シャッタースピード）として設定し、６≦Ｅｖ≦７の間は自然画モードの時とは異なるプログラムが組まれている。Ｅｖ＜６の場合には、絞りＦ＝１．４、シャッタースピード１／３０秒で固定されるため、露出が不足する。かかる場合には、後述するように、画像信号をＡＧＣ回路２０２で電気的に増幅して適正露出を得る。
【００３５】
次に、文字二値化モードで撮影する場合の撮影から画像記録までの動作を説明する。操作部の切り替えボタン１０１で文字二値化モードを選択し、また、ダイヤルキー１０４で記録を選択して、レリーズキー１０３が押下されると、この文字二値化モードでの撮影が行われる。まず、光学系２００では、露出制御回路２１０で決定された露出情報を使用して絞りの絞り量が決定される。ＣＣＤ２０１は、露出制御回路２１０で設定されたシャッタースピードで撮像を行い、光学系２００を介して結像された被写体光を電気信号に変換して、各画素Ｒ、Ｇ、Ｂのアナログ画像信号を出力する。
【００３６】
ＡＧＣ回路２０２は、露出制御回路２１０の制御に従って、ＣＣＤ２０１から入力されるアナログ画像信号を電気的に増幅して出力する。具体的には、ＡＧＣ回路２０２は、露出制御回路２１０で決定された露出量に応じて、適正な露出量が得られる場合は一定の増幅率で画像信号を増幅する一方、被写体の明るさが不足しシャッタースピードが最低になって露出量が不足する撮影の場合には、増幅率を上昇させて適度なレベルの出力が得られるように構成されている。
【００３７】
Ａ／Ｄ変換器２０３は、ＡＧＣ回路２０２から入力される、増幅されたアナログ画像信号をデジタル信号に変換してデジタル画像信号として、露出制御回路２１０、ホワイトバランス調整器２０４、およびＣＰＵ２１１に出力する。
【００３８】
露出制御回路２１０は、Ａ／Ｄ変換器２０３から入力されるデジタル画像信号の平均値を演算し、光学系２００の絞りの絞り量およびＣＣＤ２０１のシャッタースピードを設定して露出量を決定する。かかる露出量は、光学系２００、ＣＣＤ２０１、ＡＧＣ回路２０２、およびＣＰＵ２１１等へ出力され、露出制御が行われれる。
【００３９】
ホワイトバランス調整器２０４は、Ａ／Ｄ変換器２０３から入力されるデジタル画像信号のホワイトバランスの調整を行い、ホワイトバランス調整されたデジタル画像信号を輝度信号生成回路２０５に出力する。具体的には、ホワイトバランス調整器２０４は、デジタル画像信号中の無彩色部分を検出し、無彩色がＲ＝Ｇ＝Ｂとなるように各色信号を調整することにより、ホワイトバランス調整を行う。
【００４０】
ＣＰＵ２１１は、被写体の明るさから決定される露出量Ｅｖ０とカメラの自動露出制御プログラムで決められた絞り量とシャッタースピードから算出される露出量Ｅｖとを比較器２１２に出力する。比較器２１２はＥｖ０とＥｖとを比較して比較結果を輝度信号選択器２０７およびアパーチャ補正器２０８に出力する。
【００４１】
輝度信号生成回路２０５は、輝度信号生成器２０６と輝度信号選択器２０７を備えている。輝度信号生成器２０６は、ホワイトバランス調整器２０４から入力される、ホワイトバランス調整が施されたデジタル画像信号に基づいて、広帯域の輝度信号ＹＨ及び狭帯域の輝度信号ＹＬを生成して、輝度信号選択器２０７に出力する。以下、広帯域の輝度信号ＹＨ及び狭帯域の輝度信号ＹＬの具体的な算出方法を説明する。
【００４２】
広帯域の輝度信号ＹＨは、注目画素がそれぞれＲ、Ｇ、Ｂのときにそれぞれ下式（１）〜（３）により算出する。
【００４３】
ＹＨ＿Ｒ＝Ｒ ・・・（１）
ＹＨ＿Ｇ＝Ｇ ・・・（２）
ＹＨ＿Ｂ＝Ｂ ・・・（３）
【００４４】
上記輝度信号生成方法は被写体が白黒である場合には、最も広帯域な輝度信号生成方法である。
【００４５】
また、例えば、図５のような市松模様のＲＧＢフィルタがＣＣＤ２０１に配置されている場合には、Ｇ０における狭帯域の輝度信号ＹＬは下式（４）により算出する。
【００４６】
ＹＬ＿Ｇ０＝（４Ｇ０＋Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＋Ｇ４）／８ ・・・（４）
【００４７】
Ｒ０、Ｂ０における輝度信号ＹＬは下式（５）、（６）により算出する。
【００４８】
ＹＬ＿Ｒ０ ＝ （Ｇ０＋Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ５）／４ ・・・（５）
ＹＬ＿Ｂ０ ＝ （Ｇ０＋Ｇ１＋Ｇ３＋Ｇ６）／４ ・・・（６）
【００４９】
上記のように、周囲のＧ画素を使用して、平均をとることによりノイズの少ない狭帯域の輝度信号ＹＬを生成する。
【００５０】
輝度信号選択器２０７は、比較器２１２の出力に基づき、ＥｖがＥｖ０より大きい場合（被写体が暗くシャッタースピードが下限値になっている状態）には狭帯域の輝度信号ＹＬを、ＥｖがＥｖ０に等しい場合には広帯域の輝度信号ＹＨを選択して、アパーチャ補正器２０８に出力する。
【００５１】
アパーチャ補正器２０８は、輝度信号選択器２０７から入力される輝度信号（狭帯域の輝度信号ＹＬまたは広帯域な輝度信号ＹＨ）の輪郭部分を補正してフレームメモリ２０９に出力する。
【００５２】
図６は、アパーチャ補正器２０８の詳細な構成を示すブロック図である。アパーチャ補正器２０８は、図６に示す如く、縦ラプラシアンフィルタ３００、横ラプラシアンフィルタ３０１、絶対値回路３０２、３０３、比較器３０４、選択器３０５、加算器３０６、およびパラメータ部３０７を備えている。
【００５３】
パラメータ部３０７には、比較器２１２のＥｖ０とＥｖとの比較結果が入力され、ＥｖがＥｖ０より大きい場合は図７（ｂ）のバンドパス型のフィルタ係数を、ＥｖとＥｖ０が等しい場合には図７（ａ）のハイパス型フィルタのフィルタ係数を、縦ラプラシアンフィルタ３００および横ラプラシアンフィルタに設定する。バンドパス型を利用することにより、露出が不足して画像のＳ／Ｎが低下した場合でも、１ドットの細かなノイズは抑制され、背景のノイズ低減のみならず、文字の品質も向上することができる。
【００５４】
縦ラプラシアンフィルタ３００は、輝度信号選択器２０７から入力される輝度信号の縦方向のラプラシアンを算出し、選択器３０５および絶対値回路３０２に出力する。また、横ラプラシアンフィルタ３０１は、輝度信号選択器２０７から入力される輝度信号の横方向のラプラシアンを算出し、選択器３０５および絶対値回路３０３に出力する。
【００５５】
絶対値回路３０２は、縦ラプラシアンフィルタ３００から入力される輝度信号の縦方向のラプラシアンの絶対値を算出して比較器３０４に出力する。また、絶対値回路３０３は、横ラプラシアンフィルタ３０１から入力される輝度信号の横方向のラプラシアンの絶対値を算出して比較器３０４に出力する。
【００５６】
比較器３０４は、縦方向のラプラシアンの絶対値と横方向のラプラシアンの絶対値とを比較し、比較結果を選択器３０５に出力する。選択器３０５は、絶対値の大きい方のラプラシアンを選択して加算器３０６に出力する。加算器３０６では、輝度信号選択器２０７から入力される輝度信号に、選択器３０５から入力される絶対値の大きい方のラプラシアンを加算して出力する。
【００５７】
次に、アパーチャ補正した輝度信号の二値化が行われる。アパーチャ補正器２０８でアパーチャ補正された輝度信号は、一旦フレームメモリ２０９に記憶される。
【００５８】
他方、ＣＰＵ２１１は、ＣＣＤ２０１のサイズにより画像サイズが決まっているので、画像サイズに基づいて、二値化処理に必要なブロックサイズ・形状およびサンプリング周期を計算して、ブロックバッファ２１３および非低輝度画素平均値算出器２１４を制御する。
【００５９】
図８はサンプリング周期の一例を示す図である。同図（ａ）は画像サイズが小さい場合、同図（ｂ）は画像サイズが大きい場合のサンプリング周期を示す。また、カメラで撮影した画像の明るさのむらは、画像の中心付近が明るく、周辺にいくにしたがって暗くなる。したがって、予めＣＰＵ２１１のＲＯＭ上に、例えば図９に示すような、正方形、長方形、及び三角形のブロックの組み合わせからなり、画像の中心を対称点として分割するような画像のブロック分割の形状を記憶しておけば、ブロック内の明るさはより均一に近くなり、正方形だけのブロックを使用する場合と比較して、より高品質な二値化が可能となる。
【００６０】
ＣＰＵ２１１により、計算または予め設定された形状・サイズのブロック単位でフレームメモリ２０９から画像（輝度信号）が読み出され、ブロックバッファ２１３に一時記憶される。非低輝度画素平均値算出器２１４は、ブロックバッファ２１３に蓄えられた画像（輝度信号）から、ＣＰＵ２１１で予め設定されたサンプリング周期（図８参照）で画素をサンプリングして読み出し、その輝度値の平均を算出する。
【００６１】
図１０は非低輝度画素平均値算出器２１４の詳細な構成を示すブロック図である。非低輝度画素平均値算出器２１４は、図１０に示す如く、ゲート回路４００、加算器４０１、加算結果レジスタ４０２、ゲート回路４０３、シフトレジスタ４０４、比較器４０５、カウンタ４０６を備えている。
【００６２】
サンプル読み出しされた輝度信号の画素値は、比較器３１およびゲート回路３５に入力される。比較器４０５は、サンプル読み出しされた輝度信号の画素値と非低輝度画素検出閾値設定器２１５により設定される閾値ｔｈｌ＿ｉｊとを比較し比較結果をゲート回路４００およびカウンタ４０６に出力する。
【００６３】
ゲート回路４００では、画素値が閾値ｔｈｌ＿ｉｊよりも大きい場合に画素値を加算器４０１に出力する。加算器４０１では、加算結果レジスタ４０２の値と画素値が加算され、その結果が加算結果レジスタ４０４に記憶される。同時に、カウンタ４０６が一つインクリメントされる。ここで、カウンタ４０６は、インクリメントの結果、桁が繰り上がる状態（カウンタが２のべき乗を示す状態）になると、加算器４０１の結果をゲート回路４０３を介してシフトレジスタ４０４に記憶し、カウンタが示すビット数だけ右シフトする。ブロック内の全画素について処理した後、シフトレジスタ４０４に記憶された値が非低輝度画素平均値ａｖｅ＿ｉｊとして二値化閾値設定回路２１６および非低輝度画素検出閾値設定回路２１５に出力される。
【００６４】
非低輝度画素検出閾値設定回路２１５は、前ブロック（現ブロックが（ｉ、ｊ）の場合は（ｉ−１、ｊ）を指す）の非低輝度画素平均値ａｖｅ＿ｉ−１ｊに所定の係数Ｃａを乗算して非低輝度画素平均値算出器２１４で使用する閾値ｔｈｌ＿ｉｊを算出する。所定の係数をＣａ＝１／４とすると、非低輝度画素検出閾値設定器２１５は、非低輝度画素平均値ａｖｅ＿ｉ−ｉｊの下位２ビットを除いた値となるので特別な回路は不要となる。
【００６５】
二値化閾値設定回路２１６は、非低輝度画素平均値算出器２１４で算出された非低輝度画素平均値ａｖｅ＿ｉｊを用いて、画像二値化を行うための二値化閾値ｔｈ＿ｉｊを算出して二値化器２１７に出力する。具体的には、二値化閾値設定回路２１６は、所定の係数Ｃｂをａｖｅ＿ｉｊに乗じる乗算器からなり、Ｃｂ＝ｘ／１６またはＣｂ＝ｘ／８（ｘは分母を越えない自然数を表す既定値）とすれば、二値化閾値設定回路２１６は乗算器のみで構成できるのでコスト・スピードの点で有利となる。
【００６６】
二値化器２１７は、二値化閾値設定回路２１６から入力される二値化閾値ｔｈ＿ｉｊを用いて上述のブロックの画像を二値化して、圧縮器２１８に出力する。圧縮器２１８は、二値化された画像を公知のＭＨ、ＭＲ、ＪＢＩＧなどの二値化に適した画像圧縮を施す。圧縮された画像は容量が非常に小さくなり、メモリ２１９に多数の画像を記憶できる。ただし、自然画を圧縮するためのＪＰＥＧ圧縮器と二値画像圧縮器の二つの圧縮器が必要となり若干コストが上昇する。
【００６７】
なお、圧縮器２１８は、自然画圧縮で使われるＪＰＥＧ圧縮と共通化しても良い。その場合には、圧縮器２１８はＪＰＥＧ圧縮器となり、二値化された画像はＪＰＥＧ圧縮される。ＪＰＥＧは自然画を記録する時に使われる圧縮方法で、二値化された８ビットの画像を圧縮すると前記の二値画像圧縮より圧縮後のサイズが大きくなるが、二値画像圧縮器が必要でないため、部品が少なくなりコストが低下するというメリットがある。
【００６８】
上記では、レンズ系でズームレンズを具備していない構成について説明したが、ズームレンズ系を具備した構成としても良い。図１１はズームレンズを備えた構成とした場合のデジタルカメラの上面図を示す。なお、同図において、図１と同等部分には同等符号を付しその説明は省略する。
【００６９】
カメラレンズがズームレンズである場合には、ズームの倍率に応じて焦点距離が異なってくる。同図において、１０５はズームスイッチを示している。ＷＩＤＥ側にズームスイッチ１０５を倒すとスイッチを倒す時間に応じて焦点距離は小さくなり、広角の撮影が可能となる。また、ＴＥＬＥ側にズームスイッチ１０５を倒すと倒す時間に応じて焦点距離が大きくなり、クローズアップ撮影が可能となる。
【００７０】
レンズがＷＩＤＥ側でｆ＝２８ｍｍの３倍ズームレンズならば、ＴＥＬＥ側ではｆ＝８５ｍｍとなる。図１２、図１３に文字モードおよび文字二値化モード時のｆ＝５６ｍｍ（中間ズーム）、ｆ＝８５ｍｍ（ＴＥＬＥ側ズーム）の時の自動露出制御プログラム曲線（太線）をそれぞれ示す。露出制御回路２１０は、図１２および図１３に示す自動露出制御プログラム曲線（太線）に従って露出制御を行う。図１２、図１３のようにズームレンズの場合には焦点距離の変化に応じて下限のシャッタースピード（最低シャッタースピード）を設定する。これにより、如何なるズーム倍率でも手ブレの起こらない撮影が可能になる。なお、ここでは、ズームレンズについて説明したが複焦点レンズについても同様な方法で露出制御を行うことが可能である。
【００７１】
以上説明したように、上記した実施の形態１においては、原稿などの文字情報を撮影するための文字二値化モードでは、補助光（フラッシュ光）を非発光として、レンズ系の焦点距離に応じた所定の高速のシャッタースピードを最低シャッタースピードとして撮影を行い、撮影した画像を二値化することとしたので、被写体の明るさが足りない場合でも、手ブレの少ない、また補助光による白とびのない高品質な二値画像が得ることができ、また、二値画像としたので記録容量も小さくてすみ、ＯＣＲやファクシミリ送信などのアプリケーションにも適する。
【００７２】
また、実施の形態１においては、露出が不足する場合は、ＡＧＣ回路２０２により、電気的な画像信号の増幅度を増強してみかけ上の適正露出を得ることとしたので、被写体の明るさが足りず、露出不足の場合でも視認性のよい画像を得ることができ、適正な二値化が可能となる。
【００７３】
また、実施の形態１においては、複焦点レンズあるいはズームレンズを有する場合は、ズームの度合いに応じて最低シャッタースピードを変更することとしたので、ズームレンズのズーム倍率によるレンズの焦点距離の変化に対応させて、各ズームの倍率に応じた最低シャッタースピードを設定することができ、適正露出の得られる明るさの範囲を広くすることが可能となる。
【００７４】
（実施の形態２）
実施の形態２に係るデジタルカメラを図１４および図１５を参照して説明する。図１４は実施の形態２に係るデジタルカメラのブロック図を示す。なお、同図は、画像信号の輝度信号の処理系についてのブロック図を示しており、色差信号の処理系については図示およびその説明は省略する。なお、デジタルカメラの上面図は実施の形態１（図１、図１１）と同様であるのでその説明は省略する。
【００７５】
上述の実施の形態１では、文字撮影モードにおいて輝度信号を二値化するために、フレームメモリ２０９、ブロックバッファ２１３、非低輝度画素平均値算出回路２１４、非低輝度画素検出閾値設定回路２１５、および二値閾値設定回路２１６、二値化器２１７等の専用の回路を使用していたが、実施の形態２では、文字撮影モードにおいて輝度信号の二値化をガンマ補正回路で５０９で行うこととして二値化のための回路を簡略化した。
【００７６】
デジタルカメラ１００は、図１４に示す如く、被写体光を結像するためのレンズ系や絞り等を含む光学系５００、結像された被写体光をアナログ画像信号に変換するＣＣＤ５０１、アナログ画像信号の利得を調整するＡＧＣ回路５０２、利得の調整されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器５０３、デジタル画像信号のホワイトバランス調整を行うホワイトバランス調整器５０４、デジタル画像信号の輝度信号を出力する輝度信号生成回路５０５、輝度信号のアパーチャ補正を行うアパーチャ補正器５０８、アパーチャ補正後の輝度信号のガンマ補正を行うガンマ補正回路５０９、露出制御を行う露出制御回路５１０、操作部（不図示）の操作指示に従って、不図示のＲＯＭに格納されたプログラムに従って各部の動作を制御するＣＰＵ５１１、Ｅｖ０（被写体の明るさから決定される露出量）とＥｖ（カメラの自動露出制御プログラムで決められた絞り量とシャッタースピードから算出される露出量）とを比較する比較器５１２、ガンマ補正回路５０９で二値化された輝度信号を圧縮する圧縮器５１３、圧縮器５１３で圧縮された輝度信号を格納するメモリ５１４、モード切り替えボタン１０１、レリーズキー１０３やダイヤルキー１０４を有し、ＣＰＵ２１１に動作指示を与えるための操作部（不図示）を備えている。
【００７７】
図１４のデジタルカメラは、上述したように、通常の自然画を撮影するための自然画モード、原稿・ホワイトボードなどを撮影するための文字モード・文字二値化モード等を備えている。なお、自動露出制御プログラム曲線については実施の形態１（図２、図３、図１２、図１３）と同様であるのでその説明は省略する。
【００７８】
次に、文字二値化モードで撮影する場合の撮影から画像記録までの動作を説明する。操作部の切り替えボタン１０１で文字二値化モードを選択し、また、ダイヤルキー１０４で記録を選択して、レリーズキー１０３が押下されると、この文字二値化モードでの撮影が行われる。まず、光学系５００では、露出制御回路５１０で決定された露出情報を使用して絞りが決定される。ＣＣＤ５０１は、光学系５００を介して結像された被写体光を電気信号に変換して、各画素Ｒ、Ｇ、Ｂのアナログ画像信号を出力する。
【００７９】
ＡＧＣ回路５０２は、露出制御回路５１０の制御に従って、ＣＣＤ５０１から入力されるアナログ画像信号を電気的に増幅して出力する。具体的には、ＡＧＣ回路５０３は、露出制御回路５１０で決定された露出量に応じて、適正な露出量が得られる場合は一定の増幅率で画像信号を増幅する一方、被写体の明るさが不足し、シャッタースピードが最低になって露出量が不足する撮影の場合には、増幅率を上昇させて適度なレベルの出力が得られるように構成されている。
【００８０】
Ａ／Ｄ変換器５０３は、ＡＧＣ回路５０２から入力される、増幅されたアナログ画像信号をデジタル信号に変換してデジタル画像信号として、露出制御回路５１０、ホワイトバランス調整器５０４、およびＣＰＵ５１０に出力する。
【００８１】
露出制御回路５１０は、Ａ／Ｄ変換器５０３から入力されるデジタル画像信号の平均値を演算し、光学系５００の絞りの絞り量およびＣＣＤ５０１のシャッタースピードを設定して露出量を決定する。かかる露出量は、光学系５００、ＣＣＤ５０１、ＡＧＣ回路５０２、およびＣＰＵ５１１などへ出力され、露出制御が行われる。
【００８２】
ホワイトバランス調整器５０４は、Ａ／Ｄ変換器５０３から入力されるデジタル画像信号のホワイトバランスの調整を行い、ホワイトバランス調整されたデジタル画像信号は、輝度信号生成回路５０５に出力される。具体的には、ホワイトバランス調整器５０４は、デジタル画像信号中の無彩色部分を検出し、無彩色がＲ＝Ｇ＝Ｂとなるように各色信号を調整することにより、ホワイトバランス調整を行う。
【００８３】
ＣＰＵ５１１は、被写体の明るさから決定される露出量Ｅｖ０とカメラの自動露出制御プログラムで決められた絞り量とシャッタースピードから算出される露出量Ｅｖとを比較器５１２およびガンマ補正回路５０９に出力する。比較器５１２はＥｖ０とＥｖとを比較して比較結果を輝度信号選択器５０７およびアパーチャ補正器５０８に出力する。
【００８４】
輝度信号生成回路５０５は、輝度信号生成器５０６と輝度信号選択器５０７を備えている。輝度信号生成器５０６は、ホワイトバランス調整器５０４から入力される、ホワイトバランス調整が施されたデジタル画像信号に基づいて、広帯域の輝度信号ＹＨ及び狭帯域の輝度信号ＹＬを生成して、輝度信号選択器５０７に出力する。
【００８５】
広帯域の輝度信号ＹＨは、注目画素がそれぞれＲ、Ｇ、Ｂのときにそれぞれ下式（１）〜（３）により算出する。
【００８６】
ＹＨ＿Ｒ ＝ Ｒ ・・・（１）
ＹＨ＿Ｇ ＝ Ｇ ・・・（２）
ＹＨ＿Ｂ ＝ Ｂ ・・・（３）
【００８７】
上記輝度信号生成方法は被写体が白黒である場合には、最も広帯域な輝度信号生成方法である。
【００８８】
また、例えば、図５のような市松模様のＲＧＢフィルタがＣＣＤ２０１に配置されている場合には、Ｇ０における狭帯域の輝度信号ＹＬは下式（４）の如くして算出する。
【００８９】
ＹＬ＿Ｇ０＝（４Ｇ０＋Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＋Ｇ４）／８ ・・・（４）
【００９０】
Ｒ０、Ｂ０における輝度信号ＹＬは下式（５）、（６）の如くして各々算出する。
【００９１】
ＹＬ＿Ｒ０ ＝ （Ｇ０＋Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ５）／４ ・・・（５）
ＹＬ＿Ｂ０ ＝ （Ｇ０＋Ｇ１＋Ｇ３＋Ｇ６）／４ ・・・（６）
【００９２】
上記のように、周囲のＧ画素を使用して、平均をとることによりノイズの少ない狭帯域の輝度信号ＹＬを生成する。
【００９３】
輝度信号選択器５０７は、比較器５１２の出力に基づき、ＥｖがＥｖ０より大きい場合（被写体が暗くシャッタースピードが下限値になっている状態）には狭帯域の輝度信号ＹＬを、Ｅｖ値がＥｖ０に等しい場合には広帯域な輝度信号ＹＨを選択して、アパーチャ補正器５０８に出力する。
【００９４】
アパーチャ補正器５０８は、輝度信号選択器５０７から入力される輝度信号（狭帯域の輝度信号ＹＬまたは広帯域な輝度信号ＹＨ）の輪郭部分を補正してガンマ補正回路５０９に出力する。アパーチャ補正器５０８の詳細な構成は、上述した図４と同様であるのでその説明は省略する。
【００９５】
ガンマ補正回路５０９は、アパーチャ補正器５０８でアパーチャ補正された画像（輝度信号）に対して、二値化のためのガンマ補正を行って二値化した画像を圧縮器５１３に出力する。なお、ガンマ補正回路５０９は、通常は表示用デバイスのガンマ特性に補正する。かかるガンマ補正回路５０９の動作を具体的に説明する。
【００９６】
ガンマ補正回路５０９では、ＣＰＵ５１１から入力される、Ｅｖ０およびＥｖ値に基づき、ガンマカーブをセットする。図１５はガンマカーブの一例を示す図である。ガンマ補正回路５０９は、ＥｖがＥｖ０と等しい場合には、同図（ａ）に示す所定のガンマカーブを用いてガンマ補正（二値化）を行う。他方、ガンマ補正回路５０９は、ＥｖがＥｖ０より大きい場合には、Ｅｖ０の値に所定の係数を乗じた値をガンマカーブの変化点ｔｈとして、図１５（ｂ）のように変化点ｔｈが低い値に設定されるガンマカーブを用いてガンマ補正（二値化）を行う。
【００９７】
圧縮器５１３は、ガンマ補正回路５０９でガンマ補正された画像を公知のＪＰＥＧ方式で画像圧縮を行い、圧縮した画像をメモリ５１４に格納する。圧縮された画像は原画像のＲＧＢカラー画像と比較して非常に容量を小さくでき、メモリ５１４に画像を多数記憶することが可能となる。
【００９８】
以上説明したように、実施の形態２においては、文字二値化モードで得られた画像をガンマ補正回路５０９で二値化することとしたので、二値化のための専用の回路を追加することなく二値画像を得ることができ、コストを低減することが可能となる。
【００９９】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施可能である。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係るデジタルカメラによれば、文字撮影モードでは、補助光を非発光とするとともに、露出制御手段は、レンズ系の焦点距離に応じたシャッタースピードの下限を設定し、輝度信号選択手段は、被写体の明るさから決定される露出量と所定の露出量との比較に基づいて、狭帯域の輝度信号または広帯域の輝度信号のいずれかを選択し、補正手段は、選択された輝度信号の輪郭部分を補正し、二値化手段は、画像信号を二値化することとしたので、被写体の明るさが足りない場合でも、手ブレの少ない、また、補助光による白とびのない高品質な二値画像を得ることが可能となる。
【０１０１】
また、請求項２に係るデジタルカメラによれば、請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、露出制御手段は、文字撮影モードで露出が不足する場合には、利得調整手段の利得を上げて適正露出を得るべく制御することとしたので、被写体の明るさが足りず、露出不足の場合でも視認性のよい画像が得ることができ、適正な二値画像を得ることが可能となる。
【０１０２】
また、請求項３に係るデジタルカメラによれば、請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、二値化手段は、ガンマ補正を行って二値化することとしたので、二値化のための回路を追加することなく二値画像を得ることができ、コストを低減できる。
【０１０３】
また、請求項４に係るデジタルカメラによれば、請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、制御手段は、被写体の明るさから決定される第一の露出量と、所定の絞り量とシャッタースピードから算出される第二の露出量を出力し、輝度信号選択手段は、制御手段か ら出力された第一の露出量と第二の露出量との比較に基づいて、狭帯域の輝度信号または広帯域の輝度信号のいずれかを選択することとしたので、露出量に応じて輝度信号が補正されるため、高品質な二値画像を得ることが可能となる。
【０１０４】
また、請求項５に係るデジタルカメラによれば、請求項４に記載のデジタルカメラにおいて、輝度信号選択手段は、第二の露出量が第一の露出量よりも大きい場合は、狭帯域の輝度信号を、第二の露出量が前記第一の露出量と等しい場合は、広帯域の輝度信号を選択することとしたので、露出量に応じて輝度信号が補正されるため、高品質な二値画像を得ることが可能となる。
【０１０５】
また、請求項６に係るデジタルカメラによれば、請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、レンズ系は、複焦点レンズまたはズームレンズを有し、文字撮影モードでは、露出制御手段は、ズームの度合いに応じて最低シャッタースピードを変更することとしたので、各ズームの倍率に応じた最低シャッタースピードを設定することができ、適正露出の得られる明るさの範囲を広くすることが可能となる。
【０１０６】
また、請求項７に係るデジタルカメラの文字撮影方法によれば、補助光を非発光とするとともに、レンズ系の焦点距離に応じたシャッタースピードの下限を設定し、レンズ系で結像された被写体光を画像信号に変換し、被写体の明るさから決定される露出量と所定の露出量との比較に基づいて、狭帯域の輝度信号または広帯域の輝度信号のいずれかを選択し、選択された輝度信号の輪郭部分を補正し、補正された輝度信号を二値化することとしたので、被写体の明るさが足りない場合でも、手ブレの少ない、また、補助光による白とびのない高品質な二値画像を得ることが可能となる。
【０１０７】
また、請求項８に係るデジタルカメラの文字撮影方法によれば、請求項７に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、更に、撮像した画像信号の利得を調整して適正露出を得ることとしたので、被写体の明るさが足りず、露出不足の場合でも視認性のよい画像を得ることができ、適正な二値画像を得ることが可能となる。
【０１０８】
また、請求項９に係るデジタルカメラの文字撮影方法によれば、請求項７に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、ガンマ補正を行って二値化することとしたので、二値化のための回路を追加することなく二値画像を得ることができ、コストを低減することが可能となる。
【０１０９】
また、請求項１０に係るデジタルカメラの文字撮影方法によれば、請求項７に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、被写体の明るさから決定される第一の露出量と、所定の絞り量とシャッタースピードから算出される第二の露出量を出力し、輝度信号選択ステップは、制御ステップから出力された第一の露出量と第二の露出量との比較に基づいて、狭帯域の輝度信号または広帯域の輝度信号のいずれかを選択することとしたので、露出量に応じて輝度信号が補正されるため、高品質な二値画像を得ることが可能となる。
【０１１０】
また、請求項１１に係るデジタルカメラの文字撮影方法によれば、請求項１０に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、輝度信号選択ステップは、第二の露出量が第一の露出量よりも大きい場合は、狭帯域の輝度信号を、第二の露出量が第一の露出量と等しい場合は、広帯域の輝度信号を選択することとしたので、露出量に応じて輝度信号が補正されるため、高品質な二値画像を得ることが可能となる。
【０１１１】
また、請求項１２に係るデジタルカメラの文字撮影方法によれば、請求項７に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、レンズ系は、複焦点レンズまたはズームレンズを有し、ズームの度合いに応じて最低シャッタースピードを変更することとしたので、各ズームの倍率に応じた最低シャッタースピードを設定することができ、適正露出の得られる明るさの範囲を広くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１に係るデジタルカメラの上面図である。
【図２】 実施の形態１に係るデジタルカメラのブロック図である。
【図３】自然画モードの場合の自動露出制御を説明するための説明図である。
【図４】 文字モードおよび文字二値化モードの自動露出制御を説明するための説明図である。
【図５】 図２のＣＣＤのカラーフィルタの配列例（市松模様のＲＧＢフィルタ）を示す図である。
【図６】 図２のアパーチャ補正器の詳細な構成を示すブロック図である。
【図７】 ラプラシアンフィルタの係数を説明するための説明図である。
【図８】 画像のサンプリング周期例を説明するための説明図である。
【図９】 画像のブロック分割例を説明するための説明図である。
【図１０】 図２の非低輝度画素平均値算出回路の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１１】ズームレンズ付きのデジタルカメラの上面図である。
【図１２】 文字モードおよび文字二値化モード時のｆ＝５６ｍｍの時の自動露出制御プログラム曲線を示す図である。
【図１３】 文字モードおよび文字二値化モード時のｆ＝８５ｍｍの時の自動露出制御プログラム曲線を示す図である。
【図１４】 実施の形態２に係るデジタルカメラのブロック図である。
【図１５】 図１４のガンマ補正回路のガンマカーブの一例を示す図である。
【符号の説明】
１００ デジタルカメラ
１０１ モード切り替えボタン
１０２ 液晶表示部
１０３ レリーズキー
１０４ ダイヤルキー
１０５ ズームスイッチ
２００ 光学系
２０１ ＣＣＤ
２０２ ＡＧＣ回路
２０３ Ａ／Ｄ変換器
２０４ ホワイトバランス調整器
２０５ 輝度信号生成回路
２０６ 輝度信号生成器
２０７ 輝度信号選択器
２０８ アパーチャ補正器
２０９ フレームメモリ
２１０ 露出制御回路
２１１ ＣＰＵ
２１２ 比較器
２１３ ブロックバッファ
２１４ 非低輝度画素平均値算出回路
２１５ 非低輝度画素検出閾値設定回路
２１６ 二値閾値設定回路
２１７ 二値化器
２１８ 圧縮器
２１９ メモリ
３００ 縦ラプラシアンフィルタ
３０１ 横ラプラシアンフィルタ
３０２、３０３ 絶対値回路
３０４ 比較器
３０５ 選択器
３０６ 加算器
３０７ 比較器
３０８ パラメータ部
４００ ゲート回路
４０１ 加算器
４０２ 加算結果レジスタ
４０３ ゲート回路
４０４ シフトレジスタ
４０５ 比較器
４０６ カウンタ
５００ 光学系
５０１ ＣＣＤ
５０２ ＡＧＣ回路
５０３ Ａ／Ｄ変換器
５０４ ホワイトバランス調整器
５０５ 輝度信号生成回路
５０６ 輝度信号生成器
５０７ 輝度信号選択器
５０８ アパーチャ補正器
５０９ ガンマ補正回路
５１０ 露出制御回路
５１１ ＣＰＵ
５１２ 比較器
５１３ 圧縮器
５１４ メモリ
Claims (12)
- 原稿などの文字情報を撮影するための文字撮影モードを有するデジタルカメラにおいて、
被写体光を結像するためのレンズ系と、
結像された被写体光を画像信号に変換する撮像手段と、
前記撮像手段のシャッタースピードを制御する露出制御手段と、
被写体の明るさから決定される露出量と所定の露出量との比較に基づいて、狭帯域の輝度信号または広帯域の輝度信号のいずれかを選択する輝度信号選択手段と、
前記選択された輝度信号の輪郭部分を補正する補正手段と、
前記補正された輝度信号を二値化するための二値化手段とを備え、
前記文字撮影モードでは、補助光を非発光とするとともに、前記露出制御手段は前記レンズ系の焦点距離に応じたシャッタースピードの下限を設定することを特徴とするデジタルカメラ。 - 請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、
前記変換された画像信号の利得を調整する利得調整手段を備え、
前記露出制御手段は、前記文字撮影モードで露出が不足する場合には、前記利得調整手段の利得を上げて適正露出を得るべく制御することを特徴とするデジタルカメラ。 - 請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、
前記二値化手段は、ガンマ補正を行って二値化することを特徴とするデジタルカメラ。 - 請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、
被写体の明るさから決定される第一の露出量と、所定の絞り量とシャッタースピードから算出される第二の露出量を出力する制御手段、をさらに備え、
前記輝度信号選択手段は、前記制御手段から出力された前記第一の露出量と前記第二の露出量との比較に基づいて、狭帯域の輝度信号または広帯域の輝度信号のいずれかを選択することを特徴とするデジタルカメラ。 - 請求項４に記載のデジタルカメラにおいて、
前記輝度信号選択手段は、前記第二の露出量が前記第一の露出量よりも大きい場合は、狭帯域の輝度信号を、前記第二の露出量が前記第一の露出量と等しい場合は、広帯域の輝度信号を選択することを特徴とするデジタルカメラ。 - 請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、
前記レンズ系は、複焦点レンズまたはズームレンズを有し、前記文字撮影モードでは、前記露出制御手段は、ズームの度合いに応じて前記最低シャッタースピードを変更することを特徴とするデジタルカメラ。 - 原稿などの文字情報を撮影するデジタルカメラの文字撮影方法において、
補助光を非発光とするとともに、レンズ系の焦点距離に応じたシャッタースピードの下限を設定するステップと、
前記レンズ系で結像された被写体光を画像信号に変換するステップと、
被写体の明るさから決定される露出量と所定の露出量との比較に基づいて、狭帯域の輝度信号または広帯域の輝度信号のいずれかを選択する輝度信号選択ステップと、
前記選択された輝度信号の輪郭部分を補正する補正ステップと、
前記補正された輝度信号を二値化するステップと、
を含むことを特徴とするデジタルカメラの文字撮影方法。 - 請求項７に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、
更に、前記変換した画像信号の利得を調整して適正露出を得るステップを含むことを特徴とするデジタルカメラの文字撮影方法。 - 請求項７に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、
前記二値化するステップでは、ガンマ補正を行って二値化することを特徴とするデジタルカメラの文字調整方法。 - 請求項７に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、
被写体の明るさから決定される第一の露出量と、所定の絞り量とシャッタースピードから算出される第二の露出量を出力する制御ステップ、をさらに含み、
前記輝度信号選択ステップは、前記制御ステップから出力された前記第一の露出量と前記第二の露出量との比較に基づいて、狭帯域の輝度信号または広帯域の輝度信号のいずれかを選択することを特徴とするデジタルカメラの文字撮影方法。 - 請求項１０に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、
前記輝度信号選択ステップは、前記第二の露出量が前記第一の露出量よりも大きい場合は、狭帯域の輝度信号を、前記第二の露出量が前記第一の露出量と等しい場合は、広帯域の輝度信号を選択することを特徴とするデジタルカメラの文字撮影方法。 - 請求項７に記載のデジタルカメラの文字撮影方法において、
前記レンズ系は、複焦点レンズまたはズームレンズを有し、
前記露出条件を設定するステップでは、ズームの度合いに応じて前記最低シャッタースピードを変更することを特徴とするデジタルカメラの文字撮影方法。
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