JPH0830249A - 高速画像濃度変換装置 - Google Patents

高速画像濃度変換装置

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JPH0830249A
JPH0830249A JP6158745A JP15874594A JPH0830249A JP H0830249 A JPH0830249 A JP H0830249A JP 6158745 A JP6158745 A JP 6158745A JP 15874594 A JP15874594 A JP 15874594A JP H0830249 A JPH0830249 A JP H0830249A
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JP
Japan
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image
conversion
conversion circuit
signal
amplifier
Prior art date
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Application number
JP6158745A
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English (en)
Inventor
Yukitaka Noda
幸敬 野田
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/14Picture signal circuitry for video frequency region
    • H04N5/20Circuitry for controlling amplitude response

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Television Receiver Circuits (AREA)
  • Picture Signal Circuits (AREA)
  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リアルタイムで濃度階調変換を行いうるとと
もに、光学系の変動があっても追従しうる高速画像濃度
変換装置を提供する。 【構成】 アナログ画像信号を増幅する増幅器1と、該
増幅器の出力をデジタル画像信号に変換するとともにリ
ファレンス設定が可能なA/D変換回路2と、該A/D
変換回路の出力画像を格納するメモリ4と、該メモリに
格納されたデータを基にリファレンス信号値を計算する
演算手段と、該演算手段により出力されるリファレンス
信号を前記A/D変換回路に供給するためアナログ画像
信号に変換するD/A変換回路7a、7bとからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高速画像濃度変換装置に
関する。さらに詳しくは、観測された画像のコントラス
トを改善して人間にとって見やすくするための高速画像
濃度変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ドラムスキャナやビジコンカメラなどに
よって画像を入力したばあい、露出不足やデジタル化の
際の濃度範囲設定の不適切などにより、図5(a)に示
されるように、画像の濃度が許された濃度範囲全体[z
l 、zk ]のうちの一部の[a、bにしか分布しないば
あいがある。このような一部の[a、b]にしか分布し
ない画像では、人間が見たばあい、コントラストが低
く、その内容を判読しにくい。この画像のコントラスト
を改善し、見やすくするための最も簡単な方法は、たと
えば田村秀行による「コンピュータ画像処理入門」(総
研出版(株)、昭和60年発行)96頁に示され、図5
(b)に図式化されているように、各画素のもつ濃度値
x(a≦x≦b)を次式(1)にしたがって変換する濃
度階調変換法が一般に用いられている。
【0003】
【数1】
【0004】すなわち、式(1)により濃度範囲[a、
b]は引伸しと平行移動が行われ、濃度が[zl
k ]の濃度範囲全体に分布するようになり、コントラ
ストが強調される。この引伸しの方法としては、従来ソ
フトで濃度階調変換を行う方法と、オペアンプなどの増
幅効果でコントラスト変換を行う方法とがある。
【0005】図6はソフトで濃度変換を行うばあいのブ
ロック図である。まずビジコンカメラなどで撮影された
アナログ画像信号はA/D変換回路21によりデジタル
画像信号に変換されメモリ22に格納される。この格納
されたデジタル画像信号を前述の式(1)によりソフト
で濃度階調変換を行う。そののち位置解析、不良品識別
などのための画像の認識処理23などに供せられたり、
D/A変換回路24によりアナログ画像信号に変換さ
れ、モニタテレビなどアナログ信号処理25に供せられ
る。
【0006】図7はオペアンプなどの増幅効果でコント
ラスト変換を行うばあいのブロック図で、本方式による
ばあいは、ビジコンカメラなどにより撮影されたアナロ
グ画像信号は、まず増幅器26に入力され、ボリューム
によるコントラスト変換がなされる。モニタTVなどで
表示するばあいはそのままアナログ信号処理部25に送
られ、位置解析、不良品識別などの認識処理23などを
行うばあいは増幅器26の出力がA/D変換回路21に
入力され、デジタル画像信号としてメモリ22に格納さ
れ、随時認識処理23などに供される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前述のソフトで濃度階
調変換処理を行うばあい、A/D変換後のデジタル化さ
れた信号をメモリに取り込まなければならないが、たと
えばNTSC規格(映像信号伝送の規格)でインターレ
スで全走査査線データを変換するのに33ms要する。
さらに全画像データをチェックして最大輝度と最小輝度
を導出し、さらに全画像データを前述の式(1)にあて
はめて変換しなければならないが、画素精度が512×
480のばあい、245760回のチェックおよび変換
計算をそれぞれ行わなければならない(メモリやCP
U、ソフトの良し悪し、スピードによるが数十ms〜数
s程度要する)。そのため変換処理に非常に時間がかか
り、動画像またはスピードが要求される画像処理には不
適であるという問題がある。
【0008】また、オペアンプなどの増幅効果でコント
ラスト変換を行うばあい、増幅器で一括変換が行われる
ため、スピード的にはリアルタイムに画像情報をうるこ
とができるが、光源、自然光などの環境変化、対象物の
材質、位置、反射率などの被写体の変動(一般に被写体
の輝度は光源に対する角度をθとして、輝度=照度×c
osθ×反射率で表わされる)などの光学系の変動の都
度調整しなければならず、光学系が変動しやすい環境や
無人化ラインでは追従できず、使用できないという問題
がある。
【0009】本発明はこのような問題を解決して、リア
ルタイムで濃度階調変換を行いうるとともに、光学系の
変動があっても追従しうる高速画像濃度変換装置を提供
することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の高速画像濃度変
換装置は、アナログ画像信号を増幅する増幅器と、該増
幅器の出力をデジタル画像信号に変換するとともにリフ
ァレンス設定が可能なA/D変換回路と、該A/D変換
回路の出力画像を格納するメモリと、該メモリに格納さ
れたデータを基にリファレンス信号値を計算する演算手
段と、該演算手段により出力されるリファレンス信号を
前記A/D変換回路に供給するためアナログ画像信号に
変換するD/A変換回路とからなる。
【0011】ここにリファレンス電圧設定可能なA/D
変換回路とはA/D変換器に入力される増幅された画像
信号のうち、リファレンス電圧で指定された範囲がデジ
タル化されるA/D変換回路をいう。
【0012】
【作用】本発明によれば、アナログ画像信号の増幅器と
リファレンス電圧設定可能なA/D変換回路とリファレ
ンス信号値を計算する演算手段とを有するので、演算手
段により最適なA/D変換回路のリファレンス電圧がえ
られ、そのリファレンス電圧を制御することによりリフ
ァレンス電圧で指定された範囲がデジタル化され、濃度
階調をリアルタイムに行った画像がえられる。そのた
め、光学系の変動が生じたばあいでも、メモリに保管さ
れている画像情報よりフィードバック制御でリファレン
ス電圧を制御することにより光学系に追従した画像をう
ることができる。
【0013】
【実施例】つぎに図面を参照しながら本発明の高速画像
濃度変換装置について説明する。
【0014】図1は本発明の高速画像濃度変換装置の一
実施例を表わすブロック図、図2は画像信号の一例とリ
ファレンス値の関係を示す図、図3は図1の増幅器の一
例を示すブロック図、図4はリファレンス信号値を計算
する演算手段のフローチャートである。
【0015】図1において、ビジコンカメラなどによっ
て撮影されたアナログ画像信号は増幅器1に入力され増
幅される。増幅されたアナログ画像信号は高速A/D変
換回路2でデジタル画像信号に変換される。A/D変換
回路には、高速で高い分析能を有し、リファレンス設定
範囲が広いものが好ましい。変換されたデジタル画像信
号はゲート3で分離され、一部はメモリ4に格納され、
リファレンス信号値を計算する演算手段を有するCPU
5に供せられ、演算手段によりリファレンス値が設定さ
れる。設定されたリファレンス値(デジタル量)の最大
値および最小値はDラッチ6a、6bでそれぞれ記憶さ
れ、D/A変換回路7a、7bでアナログ量に変換さ
れ、A/D変換回路2に供せられて増幅器1の増幅率を
制御する。またゲート3で分離された他の一部は、さら
にゲート8で前述のメモリ4を経由した信号とともにD
/A変換回路9でアナログ画像信号に戻され、モニタT
Vなどアナログ信号処理部に供されられる。
【0016】前述のリファレンス値の設定はつぎのよう
に行われる。たとえば図2にNTSC(映像信号伝送方
式の規格)画像信号の一例が示されるように、NTSC
信号は1VP.P.で画像信号が送られてくるが、画像
データとして扱えるのはそのうちの0.7Vで、残りの
0.3Vは同期信号として使用される。そのため、画像
として使用できるリファレンス信号が0〜2.55Vで
あるばあいは、増幅器1で入力画像信号の0.3Vを0
Vに落とし、1Vの電位を2.55Vに増幅する回路構
成にする。
【0017】このような増幅回路の一例を図3に示す。
図3において非反転加算増幅回路13の一方の入力端子
11に、たとえば前述の同期信号の0.3Vに相当する
マイナス電位(−0.3V)を入力し、他方の入力端子
12に画像信号を入力して加えることにより、同期信号
の上部が0Vとなるようにし、そののち非反転増幅し、
最大値が2.55Vになるようにする。このばあいA/
D変換回路2にマイナス電位や2.55Vより大きい電
圧がかからないように、たとえば非反転増幅回路13の
出力の信号線と2.55V電位とのあいだに2.55V
側が陰極端子となるように接続された第1のダイオード
および該信号線とアースとのあいだにアース側が陽極端
子となるように接続された第2のダイオードからなる保
護回路14を入れる。これらダイオードにより信号線に
2.55Vより高い電位が入ると第1のダイオードを経
て2.55V電位側に流れ、負電位が入ると第2のダイ
オードを経てアースから電流が流れ、A/D変換回路へ
の2.55Vより高い電位やマイナス電位の入力が阻止
される。以上の説明では、A/D変換回路2の限界とな
る最大(MAX)値および最小(MIN)値を設定する
例で説明したが、たとえば図2に示される入力画像信号
の各画素での実際の濃度分布は理想画像リファレンス値
HIGHと理想画像リファレンス値LOWとのあいだに
分布しており、この理想画像リファレンス値の範囲をで
きるだけA/D変換回路において最大値と最小値に近づ
けることが、コントラストを向上させるうえで好まし
く、引き続き理想画像リファレンス値を設定して、その
範囲に濃度階調が分布するように前述と同様に増幅器1
により増幅する。
【0018】このCPU5で行われるリファレンス値を
計算する演算手段のフローチャートを図4に示す。
【0019】図4において、まずA/D変換回路2のリ
ファレンス値のMAX値とMIN値を設定する(S
1)。つぎにA/D変換回路3によりデジタル画像信号
に変換され、メモリ4に格納されたデジタル画像データ
を取り込み(S2)、その画像情報よりCPUが理想画
像を取り込めるように演算し、画像チェックを行って理
想リファレンス値を算出する(S3)。すべての画像を
チェックすることにより、濃度分布の最大値と最小値よ
り理想リファレンス値を設定する(S4)。
【0020】このような処理により濃度階調をリアルタ
イムに行った動画像データまたはメモリに静止画像デー
タをうることができる。
【0021】以上の実施例では濃度階調変換処理のみに
CPU5の演算手段を使用する例で説明したが、たとえ
ば機器の制御などの他にもCPU5に処理させるばあい
には図4のフローチャートでS2〜S4を任意の時間お
きに実行させ(インターバルタイマ処理)、光学系の変
動に追従させることができる。
【0022】また理想リファレンス値の算出は単純なコ
ントラスト調整だけでなく、他にも特徴輝度抽出、対象
物追従濃度変換などの調整を同様に行うことができる。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、画像の濃度階調をリア
ルタイムに行うことができ、動画像など高速な処理を必
要とする画像処理を行うことができる。
【0024】また静止画像における認識処理などにおい
ても光学的の変動が激しい環境のばあいにも追従するこ
とができ、機敏に対応でき、常にコントラストの優れた
画像がえられる。さらに前述のようにインターバルタイ
マ処理することにより無人化し、無人化機器に応用する
こともできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高速画像濃度変換装置の一実施例を示
すブロック図である。
【図2】入力画像信号の一例とリファレンス値の関係を
示す図である。
【図3】図1の増幅器の一例を示すブロック図である。
【図4】リファレンス値を計算する演算手段のフローチ
ャートである。
【図5】従来の画像の濃度階調変換の原理を説明する。
【図6】従来のソフトにより濃度階調変換を行う装置の
一例のブロック図である。
【図7】従来の増幅により濃度階調変換を行う装置の一
例のブロック図である。
【符号の説明】
1 増幅器 2 A/D変換回路 4 メモリ 5 CPU 7a、7b D/A変換回路
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 5/16 A 5/57

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アナログ画像信号を増幅する増幅器と、
    該増幅器の出力をデジタル画像信号に変換するとともに
    リファレンス電圧の設定が可能なA/D変換回路と、該
    A/D変換回路の出力画像を格納するメモリと、該メモ
    リに格納されたデータを基にリファレンス信号値を計算
    する演算手段と、該演算手段により出力されるリファレ
    ンス信号を前記A/D変換回路にリファレンス電圧とし
    て供給するためアナログ信号に変換するD/A変換回路
    とからなる高速画像濃度変換装置。
JP6158745A 1994-07-11 1994-07-11 高速画像濃度変換装置 Pending JPH0830249A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6158745A JPH0830249A (ja) 1994-07-11 1994-07-11 高速画像濃度変換装置
US08/499,505 US5719638A (en) 1994-07-11 1995-07-07 High speed image density converting apparatus

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JP6158745A JPH0830249A (ja) 1994-07-11 1994-07-11 高速画像濃度変換装置

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ID=15678416

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JP6158745A Pending JPH0830249A (ja) 1994-07-11 1994-07-11 高速画像濃度変換装置

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US5719638A (en) 1998-02-17

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