JPH01170273A - 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、イメージセンサにより画像を走査して得られ
る画像信号を、ボケ修正した後二値化するための画像処
理力法に関するものである。

（発明の技術的前３；）） 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）。

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ブ
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。

またエイし化レベルは一定の固定した値として設定する
ことが考えられるが、実際には画像はそれぞれ濃度が異
なるため二値化レベルを一定に設定することは出来ない
、そこで二値化処理に先だって画像のヒストグラムを求
め、このヒストグラムから二値化レベルを決定すること
が考えられている。たとえばヒストグラムのバックグラ
ウンドに対する山が一定の頻度の線と交わる点の濃度レ
ベルを二値化レベルとすることが知られている。

しかしこの場合には、バックグラウンドの山の形状、す
なわちこの山の広がりの程度により二値化レベルは大き
く影響を受け、画像によっては最適な二（／ｆ化レベル
を設ｆできないことがある。このためバックグラウンド
のノイズを含んでしまったり、画像が飛んでしまったり
して画質が低下するという問題があった。

（発明の１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
値化処理に先だ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、下地ノイズカット
レベルを常に適切に設定でき、画像が変化しても常に最
適な二値化レベルを高精度に設定でき、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り処理
方法を提供することを［１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−）処理方法において、前記画像信号
の濃度に対するヒストグラムを求め、このヒストグラム
が前記イメージセンサの総画素数の約ｌ／４０の頻度と
なる濃度レベルのうち画像を含む濃度レベル側の濃度レ
ベルから、画像を含む濃度レベル側に順次一定濃度レベ
ル偏位した濃度レベルをそれぞれ下地ノイズカットレベ
ルおよび二値化レベルと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−・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３×３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−Ｂｔｏは光源であり、この光＆ｔｌ
Ｏの光はコンデンサレンズ１２、フィルム１４、投：杉
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ＣＣＤ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−Ｃ図で横軸は時間を或は画素順を
示し、縦軸は出力（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図に示すように濃度に対するヒストグラム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および二値化レベル検出手段２７により、
このヒストグラムＡから下地ノイズカットレベルｂおよ
び二値化レベルｆを求める。

ヒストグラムＡは横軸に画像信号ａの出力（濃度）レベ
ルＶ、縦軸に頻度Ｈをとったもので、ネガのフィルム１
４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の右側すなわち高出
力（濃度）レベル側のすそ野付近に、−ド地ノイズカッ
トレベルｂとこれよりも更に高出力レベル側に二（／ｉ
化レしルｆを決める。

これらのレベルｂ、ｆは次のように決定される。すなわ
ちイメージセンサ２０の総画素数をＮとした時、約Ｎ／
４０の頻度となる出力レベルのうち画像の信号に近い方
の点ＣのＣ度しベルαに、一定の濃度レベルβを加算し
てα＋βを下地ノイズカットレベルｂと決める。また点
Ｃの濃度レベルαに一定の濃度レベルγを加算してα＋
γを二値化レベルｆと決める。例えば４０００画素のラ
インセンサを用い、濃度レベルが６４段階（６ビツトに
相当する）に設定ｉ′Ｉ丁能な場合には、頻度が約ｌＯ
Ｏとなる点Ｃの濃度レベルαを求め、これに２段階分の
濃度レベルを加算してα＋２を一ド地カットレベルｂと
し、αに８段階分の濃度レベルを加算してα＋８を二値
化レベルｆとすることができる。

画像信号ａと、下地ノイズカットレベルｂとは下地ノイ
ズカット回路２８に人力され、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。またスイッチ３２はこの比較器３
０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カットレベル
ｂはパックゲラランドレベル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
素の画像データに清算され、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０吐ｇが
得られる。

このように、バックグラウンドノイズを一ド地ノイズカ
ットレベルｂにより除去してから高域強調によるボケ修
正の処理をするから、ボケ修正処理する時に画像性ｔ）
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。

また本発明はバックグラウンドレベルｂおよび二値化レ
ベルｆを、ヒストグラムＡの一定の頻度の点から求める
のでなく、一定の頻度の点Ｃの濃度レベルαに一定の濃
度レベルβ、γを加算またを減算することにより決定す
るから、バックグラウンドに対するヒストグラムの山の
幅や高さが画像により変化しても常に適切なバックグラ
ウンドレベルｂと二値化レベルｆを決定できる。特に二
値化レベルｆは下限ノイズカットレベルｂに十分接近さ
せて設定してもバックグラウンドノイズが障害になるこ
とがなくなり、濃度の薄い印鑑や青焼きなどの画像に対
して高精度な画像読取りが可能になる。

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イア
ンフィルタを用いることができる。

またド地ノイズカットレベルｂや二値化レベルｆ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よりも高濃度レベル側に設定
されるが、ポジフィルムを用いる場合には反対にバック
グラウンドより低濃度レベル側に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に位置するＮ
／４０の頻度になる濃度レベルαから濃度レベルβ、γ
を減算して下地ノイズカットレベルｂ＝α−βと二値化
レベルｆ＝α−γが決定され、本発明はこのようなもの
も包含する。

（発明の効果） 未発Ｉｌｌは以］−のように、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を用いて、ボケ修ｉＥ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してから二値化するにあたり、
下地ノイズカットレベルと二値化レベルとを、イメー・
ジセンサの総画素数Ｎの約ｌ／４０の頻度となる濃度レ
ベルのうち画像の信号側の濃度レベルから、画像を含む
濃度レベル側に順次一定濃度レベル偏位した濃度レベル
をそれぞれ下地ノイズカットレベルおよび二値化レベル
に設定するものであるから、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および二値化レベルを
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、等の不都合が発生しない。

常に適正なレベルに二値化レベルを設定できるからバッ
クグラウンドノイズが強調されたり、画像が飛んだりす
ることがなく、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３Ｘ３のマトリックスを示す図、第
５図はヒストグラムな示す図である。 ２０・・・イメージセンサ、 ２４・・・ヒストグラム手段、 ２７・・・二値化レベル検出回路、 ２８・・・ド地ノイズカット回路、 ａ・・・画像信号、 ｂ・・・ド地ノイズカットレベル、 ｄ・・・バックグラウンドレベル、 ｆ・・・エイし化レベル、 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　ＩＩ　　文　雄（他１名） 第２図 第４図 第３Ａ図 第５図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （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、前記画像信号の濃度に対するヒストグ
   ラムを求め、このヒストグラムが前記イメージセンサの
   総画素数の約１／４０の頻度となる濃度レベルのうち画
   像を含む濃度レベル側の濃度レベルから、画像を含む濃
   度レベル側に順次一定濃度レベル偏位した濃度レベルを
   それぞれ下地ノイズカットレベルおよび二値化レベルと
   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）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濃度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。
4. （４）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濃度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。