JPH073559B2

JPH073559B2 - 画像情報の検出処理方法

Info

Publication number: JPH073559B2
Application number: JP61099876A
Authority: JP
Inventors: 文男松本
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1986-04-30
Filing date: 1986-04-30
Publication date: 1995-01-18
Anticipated expiration: 2010-01-18
Also published as: JPS62255932A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の技術分野）この発明は、ネガフイルム等の原画フイルムの画像情報
を比較的画素密度の粗いイメージセンサ等によって検出
処理し、画像コマ間のエッジを検出するようにした画像
情報の検出処理方法に関する。

（発明の技術的背景とその問題点）写真焼付装置では焼付露光量もしくは補正量を決定する
ために原画フイルム（たとえばネガフイルム）の濃度を
計測しなければならないが、従来は焼付光学系の光路近
辺に配設されたフォトダイオード等の光センサによっ
て、ネガフイルムの平均濃度をLATD（Large Area Trans
mittance Density）測光するようにしている。このLATD
による画像検出はネガフイルムを平均的に測光するもの
であり、ネガフイルムの画像濃度を正確にかつ画面全体
にわたって測定するものではないため、焼付露光もしく
は補正が確実ではないという欠点があった。これを解決
した装置として、本出願人は特開昭60−154244号，特開
昭60−151631号，特開昭60−220325号等を提案している
が、これに用いるイメージセンサの画素密度を高いもの
とすると、イメージセンサ及びその周辺回路等のコスト
が非常に高く、さらに露光量等の演算処理時間が長くな
ってしまう問題がある。したがって、露光量等の演算の
ためには、イメージセンサの画素密度は比較的に粗であ
ることが望ましいのである。

さらに、写真焼付装置では、印画紙へ原画フイルムのコ
マ画像を適正に焼付けるために、原画フイルムのコマを
光学フレームに正確に位置決めする必要がある。このた
め、従来は原画フイルムの側端部にノッチを設け、これ
を光センサ等で検出して位置決めするようにしている
が、ノッチを設ける時にコマとの対応を正確にとる必要
があり、多大な労力を要するといった欠点がある。ま
た、原画フイルムに対して常に一定距離の定量送りを行
なって位置決めする方法もあるが、位置ずれが累積され
て精度が悪いといった欠点がある。さらに、フォトダイ
オード等の光センサを原画フイルムのコマの形状に合せ
て配設しておき、各光センサの検出状態や順番等によっ
て位置決めする方法も提案されているが、構造や制御ア
ルゴリズムが複雑になる欠点がある。さらに又、分解能
を上げるためにスリットマスクを装着しているが、感度
が低下してしまう欠点があった。

これを解決した装置として、本出願人は特開昭60−1967
40号，特願昭60−185793号等を提案しているが、通常こ
れに用いるイメージセンサの画素密度は、高い分解能が
要求される。画像コマのエッジを精度良く検出しなけれ
ば、正確に搬送制御できないからである。

（発明の目的）この発明は上述のような事情からなされたものであり、
この発明の目的は、比較的低分解能のイメージセンサで
ネガフイルム等の原画フイルムの画像情報を検出すると
共に、原画フイルムの画像情報を分解能を高めて処理
し、更には画像コマのエッジの検出を高速度に行なう画
像情報の検出処理方法を提供することにある。

（発明の概要）この発明は、原画フイルムとセンサとが相対的に移動
し、前記原画フイルムの画像を前記センサで測光すると
共に、前記原画フイルムを前記センサの前記移動方向の
画素ピッチよりも相対的に小さいピッチで検出した画素
列の出力を処理して前記画素ピッチを補間することによ
って光量特性データを求め、該光量特性データにより前
記原画フイルムの搬送制御を行うと共に、前記画素例の
出力を処理して、前記原画フイルムの画像コマのエッジ
を検出するようにしたものである。

（発明の実施例）先ず、この発明の前提となる原画フイルムとしてのネガ
フイルムの測光方法について説明する。なお、ネガフイ
ルムのイメージセンサによる検出は、たとえば特開昭60
−196740号公報，特開昭60−151633号公報等に示される
ような、本出願人が提案した方法による。

この発明では第１図に示すように、焼付部のネガフイル
ム２の近傍に、たとえばCCDで成る面走査式の２次元イ
メージセンサ11を内蔵した画像情報検出装置10を配設
し、ネガフイルム２の画面全体の画像情報を多数の整列
画素に分割して検出する。すなわち、駆動回路（図示せ
ず）からイメージセンサ11に所定の駆動信号を与えるこ
とにより、２次元イメージセンサ11は焼付部に置かれて
いるネガフイルム２の透過光をレンズ系12を介して受光
するので、２次元イメージセンサ11はたとえば第２図
（Ａ）に示すようにネガフイルム２の全体を整列された
多数の小さな画素21に分割して、走査線SLに従って順番
にネガフイルム２の画面全体を走査することができる。
そして、画面全体の走査に従ってイメージセンサ11の出
力レジスタ部から画像信号を順次出力し、この画像信号
をサンプルホールド回路でサンプルホールドして、その
ホールド値をAD変換器でディジタル信号に変換する。AD
変換器からのディジタル信号は書込制御回路の制御によ
って、メモリに第２図（Ｂ）に示すような画素21に対応
する配列で、かつネガフイルム２の真数ディジタル値
（又はテーブル変換等による濃度値）で格納されること
になる。

ここにおいて、イメージセンサ11の検出では、分解能の
高いセンサの場合には画像コマのエッジ検出の能力は高
くなるが、画素数が多いために露光量等の演算処理は複
雑となる。

ところで、イメージセンサ、たとえばラインセンサによ
る寸法測定の基本は、第３図に示すようにレンズ21を介
してラインセンサ20上に結像した被測定物（直径Ｄ）22
の影像を、同図ＡのスライスレベルSLで同図Ｂの如く２
値化することによって、明または暗の光電素子、すなわ
ち画素の数Ｎ（たとえば1024〜2048個）を求め、画素ピ
ッチPi（たとえば14〜28μ）を一定値としてＮ×Piを求
め、更にレンズ21の倍率ａを乗じて被測定物22の寸法Ｄ
が求められることによっている。このため、この測定法
には次のような特徴がある。

（１）測定時間が短かい（0.5〜100ミリ秒）。

（２）可動部分がないので、半永久的な耐久性がある。

（３）非接触測定としての応用範囲が広い。

（４）イメージセンサの感度波長域ならば、照明光に制
限がない。

（５）被測定物の位置の許容範囲が広い。

これらの点から、この方式は近代工業の要求するオンラ
イン測定に応えられると考えられるが、撮像と光電変換
という過程があるので、各種の測定誤差を生ずる原因を
含んでいる。また、根本的な問題として、測定精度，測
定範囲が画素数N,画素ピッチPiで制約されるという欠点
があった。LSI製作の技術進歩により画素の微細化が進
み、数μピッチのものも開発されているが、露光補正等
の演算処理をする場合には、ネガフイルムの画像コマ上
で数mm単位の分解能で数100点単位に画素分割するの
が、一般的に絵柄の特徴を抽出するための特性上望まし
く、コスト的にも有利で、又高速で画像処理する上でも
便利である。

この発明ではイメージセンサの画素ピッチを補間して読
取るようにしており、画素ピッチPiに対して約10倍の寸
法測定分解能（十分の一mm単位）を達成し、実用に供せ
られるネガフイルムの画像コマ間のエッジ検出を完成し
た。つまり、イメージセンサを利用して影像の寸法を測
定する場合、常識的には画素ピッチよりも測定精度を上
げることは不可能とされていた。これは、画像読取りが
ディジタルであるという観念の結果である。この発明に
おける画素列の検出出力のピッチ補間は、画素出力を連
続したアナログ的信号として扱い、出力の微小変化を検
出する方式であり、ディジタルとアナログの組合せ、い
わばノギスの副尺同様な意味を有している。この原理
は、第４図の実線RLで示す階段状のサンプルホールドさ
れたイメージセンサの出力波形を得た時に、通常はスラ
イスレベルSLによりN₁個,N₃個の明の画素数,N₂個の暗の
画素数と読取るところを破線BLのような波形を作ること
により、画素よりも細分化されたΔＮを検出することが
できる。ΔＮはN₁番目の画素出力と、（N₁＋１）番目の
画素出力を検出してA/D変換し、スライスレベルSLとの
交点を比例演算によって求めることも可能である。しか
し、これでは回路が複雑化し、演算に時間を必要とし、
微小な変化を正確に検出しにくい欠点もある。これに対
し、この発明方法は、簡易な構成でリアルタイムにΔＮ
を検出、つまり画素出力を第４図の破線BLで示すように
微小ピッチで検出し、補間された変数分布により統計的
手法によって画像コマのエッジを検出している。ネガフ
イルムをセンサの移動方向の画素ピッチより相対的に小
さいピッチで検出した画素例の出力を処理し、W₁,W₂な
どで示す補間された信号を元にした２値化信号の長さを
検出することによって達成される。第４図において、信
号の長さW₁は次式で求められる。

W₁＝N₁・Ｔ＋ΔＮ・Ｔ＝Ｔ（N₁＋ΔＮ） ………（１）これをクロックｔで測定しＴ＝kt ………（２）とすれば（１）式より W₁＝kt（N₁＋ΔＮ） ………（３）となる。ここで、ｋを10とすればΔＮは0.1画素の長さ
まで計数され、補間された測定値が得られる。

次に、その手法を詳細に説明する。

この発明では第５図に示すように、フォトダイオードア
レイやラインセンサ又は２次元イメージセンサの単数も
しくは複数の代表画素列Ｐに対して、メモリの記憶画素
列データ領域Ｍを複数（たとえば＃１〜＃10の10画素相
当分）としてメモリ上で１画素データを形成している。
たとえば、受光画像P₁に対応するメモリの記憶画素デー
タM₁は第６図に示すようにM₁₁〜M₁₁₀であり、受光画素P
₂に対応するメモリ記憶画素データM₂はM₂₁〜M₂₁₀であ
る。他の受光画素についても同様に、＃１〜＃10の記憶
画素データで形成されている。

この記憶後、第７図に示すように、メモリに記憶された
画素例データ、つまりネガフイルム２の画素ピッチを補
間して検出された画像情報を処理することにより光量特
性PCを求め、ネガフイルム２のコマ間の未撮影領域（ス
ヌケ）Ｒと画像コマのエッジを検出する。この場合、光
量特性PCの最大値PMは、ネガのベース光量値MAとこれよ
りも所定率（たとえば80％）のスレッショルド値CVの間
に入っていることが必要である。これは、ネガフイルム
の画像コマのエッジは画像コマと未撮影領域の境界にあ
り、一般的には一定のスレッショルド値CVよりも光量が
大きくなるからである。また、光量特性PCの最大値PMの
位置から光量が負の傾きとなる距離、つまり最大値PMよ
り光量が減少する距離ｌが所定距離（たとえば1mm）以
上ある必要がある。これは、コマエッジはコマ間のスヌ
ケＲを過ぎてから存在するものであり、ノイズ成分を除
去する必要があるからである。その範囲はある許容幅を
有していても良い。さらに、最大値PMより距離ｌでの光
量NPが画像コマのエッジに相当するものであり、最大値
PMに対して一定比率の範囲内となっていることが必要で
ある。これは、最大値PMよりも必らず光量が小さくなっ
ており、その傾きもある程度の大きさが必要であること
を意味している。最大値PMに対して光量NPの差が余りな
い場合には、画像なのか未撮影領域であるかの区別がつ
かないからである。この場合には、定量送りとする。こ
の発明では上述した３つの条件が全て揃ったとき、エッ
ジの検出とする。なお、この例では光量の真数値を８ビ
ット（０〜255）で得ている。

ところで、上述したエッジ検出はたとえば第８図
（Ａ），（Ｂ）及び第９図（Ａ）〜（Ｃ）に示す如く行
なわれる。すなわち、第８図では同図（Ｂ）に示すよう
な微小ピッチ送りのネガフイルム２の移動状態に対して
検出されたイメージセンサの画素列40の時系列変化量
（光量変化量）は同図（Ａ）のようになり、これから変
化量がゼロとなる位置を画像コマ間の未撮影領域として
検出できる。また、第９図では、隣接する２つの画素列
のセンサ出力が同図（Ａ）及び（Ｂ）であり、その差
（Ｂ）−（Ａ）を示す同図（Ｃ）の変化量がゼロとなる
位置を画像コマ間の未撮影領域、及び変化方向反転時を
画像コマのエッジとして検出することができる。

第10図は任意のネガフイルム１本（コマNo1〜24）に対
して、上述のアルゴリズムによるエッジ検出値と実測値
の検出誤差に関するデータの一例を示している。この例
では、第７図の最大光量値PMからの光量特性PCの値が65
％低下した光量NPの位置における距離ｌの検出値DT（単
位mm）と、最大光量値PMから画像コマエッジ移動量の実
際の位置における距離ｌの実測値Ｒ（単位mm）との検出
誤差（DT−Ｒ）を示している。この例から明らかなよう
に、誤差はほぼ±0.2〜0.3mmの範囲に入っており、通常
コマの位置決定停止精度は±0.5mm程度が要求されてい
るので、十分実用になるものである。

ところで、コマ画像の搬送を自動的に制御する場合、ネ
ガフイルム２のコマサイズは計測もしくはデータ入力に
よって分っているので、画像情報の検出領域及び上記画
素列40をコマサイズによって第11図の如く切換えて使用
する。イメージセンサ11の全画素がｊ列（１〜40）及び
ｉ行（１〜30）で成っている場合、たとえば135Fサイズ
では領域F2を使用し、110サイズでは領域F1を使用す
る。そして、イメージセンサ11の画素Sijの測定数値をT
Sijとし、ｊ列のjn番目のサンプリング点の真数値を求
める。135Fサイズの場合、その平均値は画素数が23−
７＝16であるから、となる。微小ピッチでネガフイルム２を検出する場合、
各隣接するサンプリング点の135Fサイズの真数値THS
_135Fは、で求められ、同様に110サイズの場合、その平均値は
画素数が19−11＝８であるから、となる。微小ピッチでネガフイルム２を検出する場合、
各隣接するサンプリング点の110サイズの真数値THS₁₁₀
は、で求められる。こうして求められた測定値をサンプリン
グして度数分布を求めると、第７図で示すような真数値
曲線PCが得られる。

画像コマのエッジの検出はネガフイルムの搬送制御に利
用することができ、次にその一例を詳細に説明する。な
お、特開昭60−196740号の方法も利用できる。

第12図は画像コマの検出停止方法の一例を示すフローチ
ャートであり、先ず焼付けるべきネガフイルム２のサイ
ズに応じた大きさのネガキャリアを焼付部の所定位置に
装填し（ステップS1）、ネガキャリアの開口部のサイズ
をイメージセンサ11で、たとえば特開昭60−151628号の
如くして計測する（ステップS2）。なお、このサイズ計
測は目視によって入力しても良い。このサイズ計測情報
に従ってネガフイルム２の搬送量を設定したり、前述し
た画素列40の選択抽出を自動的に行ない、更には焼付露
光量やその修正量を制御したりする。

次に、焼付けるべきネガフイルム２を、ネガフイルム先
端部の空撮りコマがネガキャリアの開口部とほぼ対応す
る位置に装填し（ステップS3）、ネガフイルム２の先端
部がネガドライブローラに装填されると、パルスモータ
を駆動してネガフイルム２をコマ間隔Ｄの半分の弱S₁だ
け高速定量搬送し（ステップS4）、その後に低速の微小
ピッチ送りを行ない（ステップS5）、その間イメージセ
ンサ11によって画像情報の検出を行ない、前述の如くし
て画像コマのエッジを検出する。第13図はこの様子を示
すものであり、ネガフイルム２はネガキャリア32の焼付
部にＮ方向に搬送され、画像情報検出装置10の画素列40
でコマ間の未撮影領域RBを検出している。そして、イメ
ージセンサ11の画素列40はネガキャリア32の開口部の中
央部に来るようになっている。

かかる画像コマのエッジの検出がなされるまでネガフイ
ルム２の搬送を微小ピッチで継続し（ステップS5）、画
像コマ2Aと未撮影領域RBのエッジが検出された場合に
は、上記サイズ計測（ステップS2）で求められたサイズ
情報から当該コマを焼付部に位置決めするまでの距離S₂
だけ高速定量搬送し（ステップS6,S7,S8）、その後に停
止する（ステップS9）。この場合、高速定量搬送S₁の
後、ネガキャリア32のほぼ中央部に位置している画像コ
マ2A,2B間の未撮影領域RBと画像コマ2Aのエッジが検出
されるまでの距離Ｅは、上記未撮影領域RBの距離のバラ
ツキ等を補正するパラメータ（変数）であり、第13図の
状態で画像コマ2Aの送り量Ｄ＝S₁＋Ｅ＋S₂を搬送すれ
ば、結局焼付部に正確に位置決めされた状態でネガフイ
ルム２の画像コマは停止することになる。

このようなネガフイルム２の搬送・停止の後、当該停止
コマが焼付に適するか否かを判断し（ステップS10）、
焼付に適さない場合にはステップS12にスキップし、焼
付に適する場合には当該停止コマの焼付を決定された露
光量及び補正量で行ない（ステップS11）、当該コマの
焼付終了後に次の画像コマを焼付部に搬送して焼付ける
ため、ネガフイルム２がまだ有るか否かを判断して、上
記ステップS2で求められたサイズ情報に従ってネガフイ
ルム２をコマ間隔の1/2弱だけ高速に搬送する（ステッ
プS12,S4）。以下、上述した搬送及び停止を繰返すこと
により、順次各画像コマの焼付を自動的に行なうことが
できる。そして、ステップS12でネガフイルム２が無く
なった時、ネガドライブローラの空転を自動停止して終
了する。ここでは、ネガキャリアに位置するネガフイル
ムの中央部で検出するようにしているが、中央部付近
（又は周辺部付近）での検出を妨げるものではない。

なお、上述ではメモリに記憶する画素列データ領域を各
受光画素列に対して“10列”としているが、任意の数と
することができる。また、第11図の検出領域のij列も任
意に変更可能である。さらに、上述では真数値の光量で
説明しているが、濃度値で処理することもできる。

（発明の効果）以上のようにこの発明方法によれば、比較的低い分解能
のセンサを用いても高い分解能を達成できると共に、画
像コマの検出及び所定位置への位置決めを自動的にかつ
高速度に行なうことができ、効率的で確実な写真処理を
実現することができる。また、エッジ検出の条件を簡単
な識別条件（オルゴリズム）としているにも拘らず、正
確なエッジ検出を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を写真焼付装置に適用した場合の一例
を示す構成図、第２図（Ａ）及び（Ｂ）は原画フイルム
の画素分割と記憶データとの対応関係の例を説明する
図、第３図及び第４図はこの発明の原理を説明するため
の図、第５図及び第６図はこの発明による画素列の検出
データとメモリへの記憶の関係を説明するための図、第
７図はネガフイルムとメモリ上の検出データとの関係例
を示す図、第８図（Ａ），（Ｂ）及び第９図（Ａ）〜
（Ｃ）はそれぞれエッジ検出の様子を示す図、第10図は
実際の測定結果を示す図、第11図は画素列の使用範囲を
説明するための図、第12図は画像コマの検出停止の動作
例を示すフローチャート、第13図はネガキャリア部の状
態を示す図である。２……ネガフイルム、３……フィルタ、４……光源、5,
12……レンズ系、６……ブラックシャッタ、７……写真
印画紙、８……光センサ、10……画像情報検出装置、30
……フイルム搬送装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原画フイルムとセンサとが相対的に移動
し、前記原画フイルムの画像を前記センサで測光すると
共に、前記原画フイルムを前記センサの前記移動方向の
画素ピッチよりも相対的に小さいピッチで検出した画素
列の出力を処理して前記画素ピッチを補間することによ
って光量特性データを求め、該光量特性データにより前
記原画フイルムの搬送制御を行うと共に、前記画素例の
出力を処理して、前記原画フイルムの画素コマのエッジ
を検出するようにしたことを特徴とする画像情報の検出
処理方法。
【請求項２】前記光量特性の最大値が前記原画フイルム
のベース光量値と第１のスレッショルド値との間にある
こと、前記光量特性の負の傾きが連続して所定距離範囲
内にあること、前記所定距離における光量が前記光量特
性の最大値を基準とした第２及び第３のスレッショルド
値の範囲内にあることを判定することにより、前記原画
フイルムの画像コマのエッジを検出するようにした特許
請求の範囲第１項に記載の画像情報の検出処理方法。
【請求項３】前記センサが露光量決定もしくは補正用の
センサを兼用している特許請求の範囲第１項に記載の画
像情報の検出処理方法。
【請求項４】前記センサが１次元イメージセンサである
特許請求の範囲第１項に記載の画像情報の検出処理方
法。