JPH01160175A - 画像信号処理方法 - Google Patents

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、イメージセンサで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、この画像信号をボケ修正し
た後、一定の二値化レベルあるいは画像信号に応じて浮
動する二値化レベルと比較する方法がすでに提案されて
いる（特開昭６２−１３００６８号参照）。

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マスクという）が使用される。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
ウンド城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なるため、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ウンドのノイズを十
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。

そこでこの下地ノイズカットレベルをヒストグラムを用
いて決定することが考えられるが、この場合画像中に原
稿以外の領域例えば原稿の周囲に原稿台の像が含まれて
いると、この原稿以外の領域がヒストグラムにバックグ
ラウンドの山と別の山を作ることになる。このためバッ
クグラウンドの山を正しく判別できず、下地ノイズカッ
トレベルを誤ったレベルを設定することがあり得る。

（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、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／くツクグラウンドのノイ
ズを除去してから高域強調によりボケ修正し、その後二
値化処理する場合に、原稿以外の領域に対する画像信号
の影響を受けることなく下地ノイズカットレベルを常に
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、原稿を含む画像を走査して
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、原稿を含む領域に対す
る画像信号から求めたヒストグラムのうち、前記原稿を
含まない領域に対する画像信号から求めたヒストグラム
の山の出力範囲を除いたヒストグラムでバックグラウン
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。

（原理） 第８図は本発明の原理を示す図であり、第８Ａ図に示す
原稿ｌはこれより広い原稿台２に置かれ、ラインセンサ
によりまず原稿ｌを含まない領域即ち原稿１の外周の原
稿台２の部分Ｏを走査する。原稿台２が暗くここからの
ラインセンサへの入射光量が少なければ、この時のヒス
トグラムは第８Ｂ図のように、一つの山ｐとなる。次に
原稿１を含む部分ｑを走査すると、この時ヒストグラム
ｒは、第８Ｃ図のように原稿台２に対する山ｐ°とバッ
クグラウンドに対する山Ｓとを含む。本発明は第８Ｂ図
の山ｐの分布範囲ｔの出力レベルを第８Ｃ図のヒストグ
ラムｒから除き、範囲Ｕ内だけのヒストグラムを用いて
下限ノイズカットレベルを求めるものである。

（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
具体例の一部の概念図、第３Ａ〜３０図は処理過程の信
号波形を示す図、第４図は３Ｘ３マトリツクスを示す図
、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て画像を走査し時
経列画像信号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−Ｃ図で横軸は
時間或は画素順を示し、縦軸は電圧を示す。

原稿の画像を含まない領域（第８Ａ図の０）に対する一
走査線分の画像信号ａはラインメモリ等の半導体メモリ
２２に一次記憶され、この領域のヒストグラムｐ（第８
Ｂ図）がＣＰＵ（図示せず）により構成されるヒストグ
ラム手段２４により求められ、その山の領域ｔを求める
。次に走査する領域を原稿を含む領域ｑ（第８Ａ図）に
変え、ＣＰＵのヒストグラム手段２６によりこの領域の
ヒストグラムｒを求める。ＣＰＵはこのヒストグラムｒ
からこの範囲ｔを除き、残りの範囲Ｕにおけるヒストグ
ラムのみを用いてこのＣＰＵ自身が持つ下地ノイズカッ
トレベル検出手段３０により、このヒストグラムから下
地ノイズカットレベルｂを求める。

ヒストグラムは横軸に画像信号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。例えばこのヒストグラムｂの全画素数なＮとし
て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ｂと決めることができる。下地ノイズカ
ットレベルｂは、ヒストグラムの傾き、ヒストグラムの
山Ｂが一定頻度の高さと交わる交点Ｃからの距ｔ！１０
　（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とは下地ノイ
ズカー／　）回路３２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
３２は例えば第２図に示すように比較器３４とスイッチ
３６とで構成され、比較器３４は画像信号ａと下地ノイ
ズカットレベルｂとを比較する。またスイッチ３６はこ
の比較器３４がａ＜ｂと判断した時に下地ノイズカット
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３２の出力Ｃは下地ノイズカット
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。このようにして
下地ノイズカットレベル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。

３８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４０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４０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４０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４０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。このように強調された画像信号ｅは比較器４２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。

このように原稿を含まない領域のヒストグラムの山の範
囲を、原稿を含む領域のヒストグラムの範囲から除外し
、残りのヒストグラムから下地ノイズレベルを決定する
から、原稿台などの影響を受けることなくヒストグラム
中のバックグラウンドの山を正しく識別でき、その後下
地ノイズカットレベルｂをバックグラウンドの山からを
正しく決定することができる。

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。すなわちイメージセンサ２０
の画像信号ａはメモリされ、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４２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３Ｘ３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４０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。

また下地ノイズカットレベル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、画像信号に含まれる原稿以外の
部分例えば原稿台の部分の信号に基きヒストグラムの出
力レベル範囲をもとめ、この範囲を原稿を含む領域から
求めたヒストグラムの範囲から除去し、残りの範囲内で
ヒストグラムのバックグラウンドに対する山を求め、こ
の山のすそ野付近に下地ノイズカットレベルを設定する
ものであるから、原稿以外の部分が画像に含まれていて
もバックグラウンドの山を正しく判別でき、また画像が
変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ンドに近
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はなれすげ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、第８図
本発明の原理説明図である。 ２０・・・イメージセンサ、 ３２・・・下地ノイズカット回路、 ３８・・・ボケ修正回路、 ４０・・・アンシャープマスク、 ４２・・・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。 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２図 第３Ａ図 第４図 第５図 ４−Ｊ４Ｊ 〉　　　　　　　　　　　　　　　　　　　〉匂　　　
　　　　　　　　　　　　　　　や〉　　　　４　　　
　　＞ 手続補正書（自効 昭和６３年　１月２５日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示 昭和６２年特許順第３１７３６０号 と１発明の名称 画像信号処理方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所　神奈川県南足柄市中沼２１０番地名称　（５２０
）富士写真フィルム株式会社代表者　　大　西　　　實 ［１代理人 住　所　　東京都港区西新＠１丁目６番２１号大和ｍ行
虎）門’ｒ：）Ｉｙ　　（７ｊ話５９１−７５５６）自
発 ３、補止により増加する発明の数　　　０９１．７つ ８、補正の内容 （１）明細書第７頁第２行、 「下限ノイズ」を 「下地ノイズ」と補正する。 （２）同書第７頁第１８行、 「時経列」を 「時系列」と補正する。 （２）同書第９頁第１７行、 ｒ　ａ　＜　ｂ　Ｊを 「ａ≦ｂ」と補正する。 （以丘）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿を含む画像を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、 原稿を含む領域に対する画像信号から求めたヒストグラ
   ムのうち、前記原稿を含まない領域に対する画像信号か
   ら求めたヒストグラムの山の出力範囲を除いたヒストグ
   ラムで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. （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. （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. （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. （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出力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. （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低出力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。