JPH01160173A

JPH01160173A - 画像信号処理方法

Info

Publication number: JPH01160173A
Application number: JP62317358A
Authority: JP
Inventors: Masanori Mori; 正徳森
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1987-12-17
Filing date: 1987-12-17
Publication date: 1989-06-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、イメージセンサにより画像を走査して得られ
る画像信号を、ボケ修正処理した後二値化するための画
像信号処理方法に関するものである。

（発明の技術的背景）ＣＣＤラインセンサやＣＣＤエリヤセンサ等のイメージ
センサにより画像を読出し、この画像信号を二値化する
方法が、従来より種々提案されている。例えば本願の出
願人は画像信号をボケ修正した後、一定の二値化レベル
と比較する方法を提案した（特開昭６２−１３００６８
号参照）。また二値化レベルを、画像信号に平滑、圧縮
、レベルシフトの各処理を施して得るようにし、いわば
画像信号に応じて浮動する二値化レベルとする方法も提
案した。

ここにボケ修正は、画像の高周波成分を強調することに
より、画像のエツジを強調するものであり、−次微分や
ラプラシアン（二次微分）を用いた高域強調フィルタ例
えばアンシャープマスク（Ｕｎｓｈａｒｐ　Ｍａｓｋ、
以下ＵＳ−ｆスクという）が使用できる。しかしこのよ
うな高域強調フィルタは本質的に微分を用いるものであ
るためノイズ（雑音）に弱く、特に画像信号のバックグ
ラウンド域のノイズも同時に強調されてこれが二値化処
理後の画質を著しく低下させるという問題があった。

そこで画像信号をバックグラウンドレベルに近い所定の
下地ノイズカットレベルでスライスして、バックグラウ
ンドに含まれるノイズを除去することが本願の出願人に
より考えられている。しかしこの場合画像によりバック
グラウンドの濃度レベルが異るため、前記の下地ノイズ
カットレベルをどのように決めるかが問題となる。すな
わちこの設定を間違うとバックグランドのノイズを十分
に除去できなかったり、画像信号の有効な信号レベルの
変動範囲（ダイナミックレンジ）を狭めることになって
画質を低下させる、という問題が生じる。

（発明の目的）本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、二
値化処理に先立って画像信号を高域強調によりボケ修正
する場合に、バックグラウンドレベルに近い下地ノイズ
カットレベルにより画像信号をスライスしてバックグラ
ウンドのノイズを除去するにあたり、下地ノイズカー／
　トレベルを常に適切に設定でき、画像を二値化処理し
た後の画質を良好にすることが可能な画像信号処理方法
を提供することを目的とする。

（発明の構成）本発明によればこの目的は、画像をイメージセンサで走
査して得られる画像信号をそのバックグラウンドレベル
に近い下地ノイズカットレベルによりスライスしてバッ
クグラウンドのノイズを除去した後、ボケ修正を行って
画像信号を尖鋭化し、さらに所定の二値化レベルにより
二値化する画像信号処理方法において、前記画像信号の
ヒストグラムを求め、このヒストグラムのバックグラウ
ンドに対する山を検出し、この山の左右のすそ野のうち
画像を含む信号レベル側のすそ野付近に、前記下地ノイ
ズカットレベルを設定することを特徴とする画像信号処
理方法により達成される。

（実施例）第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図はその
具体例の概念図、第３Ａ〜３０図は処理過程の信号波形
を示す図、第４図は３×３でトリックスを示す図、第５
図はネガフィルムに対するヒストグラムを示す図である
。

第１図において符号１０は光源であり、この光源１０の
光はコンデンサレンズ１２、フィルム１４、投影レンズ
１６、ミラー１８を介してイメージセンサ２０に導かれ
、フィルム１４の投影画像はイメージセンサ２０に結像
する。イメージセンサ２０はＣＣＤラインセンサやＣＣ
Ｄエリヤセンサ等で形成され、パルス回路（図示せず）
か　　　　゛ら供給されるパルスにより駆動されかつ時
系列画像信号ａを出力する。この画像信号ａはフィルム
１４がネガの場合には第３Ａ図のような出力波形となる
。なお第３Ａ−０図で横軸は時間を或は画素顔を示し、
縦軸は電圧Ｖ或いは濃度レベルを示す。

一走査線分あるいは一画面分の画像信号ａはラインメモ
リあるいはフレームメモリ等の半導体メモリ２２に一時
記憶される。この画像信号ａはＣＰＵ（図示せず）によ
り構成されるヒストグラム手段２４に入力されて、ここ
で第５図に示すヒストグラムＡが求められる。ＣＰＵは
このＣＰＵ自身が持つ下地ノイズカットレベル検出手段
２６により、下記のよう←してこのヒストグラムＡから
下地ノイズカットレベルｂを求める。

ヒストグラムＡは横軸に画像信号ａの出力レベルＶ、縦
軸に頻度Ｈをとったもので、ネガのフィルム１４に対し
ては低出力レベル側にバックグラウンドに対応する山Ｂ
が現れる。ＣＰＵはこのヒストグラムＡの山Ｂの右側（
高出力レベル側）のすそ野付近に下地ノイズカットレベ
ルｂを決める０例えばこのラインセンサ２０の全画素数
をＮとした時、Ｎ／１００の頻度の高さとなる出力レベ
ルを下地ノイズカットレベルと決めることができる。下
地ノイズカットレベルｂは、ヒストグラムＡの傾きが一
定となる点や、ヒストグラムＡの山Ｂが一定頻度の高さ
と交わる交点Ｃからの一定距ｊｌｌＤの点（第５図）等
を用いた種々の設定方法で設定することが可能である。

画像信号ａと下地ノイズカットレベルｂとは社下地ノイ
ズカット回路２８に入力され、ここでバックグラウンド
域に含まれるノイズを除去する。

すなわちこの回路２８は例えば第２図に示すように比較
器３０とスイッチ３２とで構成され、比較器３０は画像
信号ａと下地カットレベルｂとを比較する。スイッチ３
２はこの比較器３０がａ＜ｂと判断した時に下地カット
レベルｂを選択し、ａ≧ｂの時には画像信号ａを選択す
る。この結果この回路２８の出力Ｃは下地カットレベル
ｂでスライスされ、バックグラウンド域のノイズがカッ
トされて第３Ｂ図のようになる。ここに下地カットレベ
ルｂはバックグラウンドレベルｄ（第３Ａ図）に近く、
これより僅かに高いレベルに設定される。

３４はボケ修正回路であり、例えば高域強調フィルタと
してのＵＳマスク３６を用いて信号Ｃの高周波成分を強
調し画像のエツジ強調を行うものである。

このＵＳマスク３６は、例えば画像空間を中心画素が現
れる奇数マトリックスとした時、その中心画素を強調す
るように機能する。このＵＳマスク３６としては、例え
ば第４図に示すように３×３マトリツクスの各画素デー
タをａ−ｉとした時、中心画素に対するデータｅをその
周囲の４画素のデータを用いてＥ＝５ｅ−（ｂ＋ｄ＋ｈ＋ｆ）に変換し、このＥを新たな画像信号とする。この場合Ｕ
Ｓマスク３６は第２図に示すように設定され、このマト
リックスの各要素が中心画素を中心とする周囲４つの画
素の画像データに積算され、その積算値の和Ｅが求めら
れる。このようにして強調された画像信号ｅは比較器３
８において二値化レベルｆと比較され、二値化信号ｇが
得られる。

このように高域強調によるボケ修正の処理に先行して、
バックグラウンドノイズを下地カットレベルｂにより除
去するから、ボケ修正処理する時に画像信号の特にバッ
クグラウンド域の細かいノイズによる変動が過大に拡大
されることが無い。

このためバックグラウンドのノイズの影響を受けること
がない。

また下地ノイズカットレベルｂは、ヒストグラムＡに基
き決定するから、画像が変わっても常にバックグラウン
ドレベルに近く適切なレベルｂを決めることができる。

このためこのレベルｂが低すぎてノイズを除去しきれな
かったり、またこのレベルｂが高すぎて画像信号ａの出
力幅（ダイナミックレンジ）を有効利用できなくなり画
質が低下するという不都合も生じない。

第６図は他の実施例のブロック図、第７Ａ〜７Ｄ図は各
部の出力波形図である。

この実施例は二値化レベルを画像信号ａを用いて変動す
るようにしたものである。すなわち画像信号ａは平滑回
路５０において平滑されて平滑化信号ｈ（第７Ａ図）と
され、この平滑化信号りは圧縮回路５２で圧縮される。

この圧縮信号ｉ（第７Ｂ図）の電圧レベルはさらにレベ
ルシフト回路５４でｋだけレベル上昇される。このレベ
ルシフトした信号ｊ（第７Ｃ図）は比較器３８において
、すでにボケ修正が終った信号ｄと比較され、二値化レ
ベルが得られる。

なおこの実施例の平滑回路５０としては、例えば中心画
素を中心とする３×３のマトリックスの中間値（メデイ
アン）を中心画素の画像データとして採用するメディア
ンフィルタを用いることができる。

この実施例によれば二値化レベルｊ自身が画像信号ａに
よって変動するから、コントラストの小さい画像の高精
度な二値化処理に適する。

以上の各実施例ではボケ修正回路にＵＳマスク３６を用
いるものを説明したが、本発明はこれに限られるもので
はない。

また下地カットレベルｂは、ネガフィルムによる画像を
用いる場合には、前記実施例のようにバックグラウンド
ｄよりも僅かに高く設定されるが、ポジフィルムを用い
る場合には反対にバックグラウンドより僅かに低く設定
するのは勿論であり、この場合にはヒストグラムの山の
左側（低出力レベル側）のすそ野に設定される。

（発明の効果）本発明は以上のように、バックグラウンドレベルに近い
下地カットレベルを用いて、ボケ修正処理に先行して画
像信号をスライスし、そのバックグラウンドレベルのノ
イズを除去するにあたり、下地ノイズカットレベルは画
像信号のヒストグラムの山のすそ野付近に設定するので
、画像が変わっても常に適正なレベルに下地ノイズカッ
トレベルを設定できる。このためボケ修正後の二値化処
理において、この下地ノイズカットレベルがバックグラ
ウィドに近すぎてノイズを十分除去できなかったり、反
対にバックグラウンドレベルから離れすぎて画像信号の
ダイナミックレンジを犠牲にする、等の不都合が発生せ
ず、高画質の二値化処理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図はその
具体例の概念図、第３Ａ〜３０図は処理過程の信号波形
を示す図、第４図は３×３のマトリックスを示す図、第
５図、はヒストグラムを示す図、第６図は他の実施例の
ブロック図、第７Ａ〜７Ｄ図は各部の出力波形図である
。２０・・・イメージセンサ、２４・・・ヒストグラム手段。２８・・・下地ノイズカット回路、３４・・・ボケ修正回路、３６・・・アンシャープマスク。３８・・・比較器、ａ・・・画像信号、ｂ・・・下地ノイズカットレベル、ｄ・・・バックグラウンドレベル、ｆ、ｊ・・・二値化レベル、Ａ・・・ヒストグラム。特許出願人　富士写真フィルム株式会社代　理　人　弁
理士　山　１）文　雄（他１名）第３Ａ図第４図第５図第す図シ　　　　　　　　　　　　　　　　　　〉Ｐ　　　　
　　　　　　　　綽

Claims

【特許請求の範囲】

（１）画像をイメージセンサで走査して得られる画像信
号をそのバックグラウンドレベルに近い下地ノイズカッ
トレベルによりスライスしてバックグラウンドのノイズ
を除去した後、ボケ修正を行って画像信号を尖鋭化し、
さらに所定の二値化レベルにより二値化する画像信号処
理方法において、前記画像信号のヒストグラムを求め、
このヒストグラムのバックグラウンドに対する山を検出
し、この山の左右のすそ野のうち画像を含む信号レベル
側のすそ野付近に、前記下地ノイズカットレベルを設定
することを特徴とする画像信号処理方法。
（２）ボケ修正は、アンシャープマスクを用いて行うこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像信号処
理方法。
（３）二値化レベルは、前記画像信号を平滑化した後、
この平滑化信号を圧縮し、さらにレベルシフトを行うこ
とにより得られることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の画像信号処理方法。
（４）平滑化はメディアンフィルタを用いて行うことを
特徴とする特許請求の範囲第３項記載の画像信号処理方
法。
（５）画像はネガフィルムにより得られる投影像であり
、前記下地ノイズカットレベルは、バックグラウンドに
対するヒストグラムの山の高レベル側のすそ野付近に設
定されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の画像信号処理方法。
（６）画像はポジフィルムにより得られる投影像であり
、前記下地カットレベルは、バックグラウンドに対する
ヒストグラムの山の低レベル側のすそ野付近に設定され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画
像信号処理方法。