JPS58178667A - 信号処理回路 - 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】 ｔａ）　　発明の技術分野 本発明は、撮像された信号を再生するＫあたっての再生
＝＊の信号の階ｉＩ４？Ｉ！正を行う信号処理回路にか
かり、特に撮瞭用センサがらの映像信号にディジタル方
式で好みの階調補正を施す回路に関するものである。

山　技術の背景 一般に、写真伝送ファクシミリ（以Ｆ　Ｆａｘと略称す
る）や赤外線映像装置等においては、得られた峡ｇＩ信
号に対して、階調処理１だは階調補正と呼ばれる操作を
施す必要が生じる。

こｒＬは原稿の文字などの濃度りがこれを読み取る一Ｌ
ンサの出力Ｒに対して、一般に Ｄ＝−ｌＯｇｔｏＲ・・・・・・・・・・・・・・・・
・団・・・・（ｌａ）なる関係で表されるためである。

ただしここでセンサの入力とセンサの出力とは線型り関
係を有しているものとした。

この（ｌａ）式の関係を図に蕾けば、第１図の曲線イの
ごとくなる。

今、同図の縦軸Ｒのセンサ出力のト部を白レベルとし、
同じく縦軸のセンサ出力の零点を黒レベルとした場合、
上記（ｌａ）式の関係が存在するゆえＶＣ、センサ出力
を画像再生して見た場合には、前記原価の白い部分だけ
が特に強調されて見えるノｖＣ対し、原稿の黒い部分同
志の差（コントラスト）があまり見られなくなるという
欠点がある。

こうした欠点を補うために行うものが上記の階調処理で
あって、今、（ｌａ）式をかきかえて見ればｂ＝ｔｏ　
　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・（ｌｂ）となる。そこでこの（ｌｂ）式の両辺の１０
を底とする対数をとれば ｅｏｇ＋ｏＲ＝　−Ｄ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・（ｌ［）となるが、この左辺つまりＮ０ｊ
ｌＥｔｏＲを新たにセンサ出力としてたとえばＶｌ　と
して表すとＶｌ＝−Ｄ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・（１ｄ）となり、これは第１
図中における口として示した直線となる。

こりような数学的過程を実際の回路なり装置なりで実現
するものが１記の階調処理あるいは階調補正とよばれる
ものである。

ｔｏ＋　　従来技術と問題点 この階調補正回路は映像信号増幅糸の途中Ｖこ仲人され
るものであるが、これ？アナログ方式により楕戎しよう
とすれば、良質の増幅ａ１１．対数増幅器、２よびｉｓ
対数増幅器に対する精密な温度補償回路、その池の装置
が必要となり、その構成は困媛であって、強いてこれを
行わんとすれば装置が大型化して高価なものになるとい
う欠点がある。

＋発明者はこうした欠点に鑑みて、特願昭５５＝１６７
２６２　に２いてディジタル方式を用い、Ａ／Ｄ変撲器
でＡ／Ｄｆ換された所定ビットのコード信号を記憶手段
たとえばＲＯＭのアドレスラインに入れ、前記コードを
まずアドレスコードと化し、あらかじめヒ記ｆａ録手段
中の各番地に格納されていた所定ビットのコードを読み
出して階調のわりふりを行うという方法で階調補正を行
う回Ｗ＆を提供した。

しかしながらこの四路では、コントラストが思い原橘、
つまり白つぼい原稿または黒っぽい原価が来た場合には
、これらの原稿はろまり明暗に差がないためＶＣ極めて
見難いものとなるという欠点がめった。

（ｄ）　　発明の目的 ＋発明は１記従来の欠点に鑑みてなされたもので、異な
る記憶内容を格納した複数の記憶手段を補えておき、こ
れらを適宜切り替えることにより標準の原価でも白っぽ
いｙＸ橋でもあるいは黒つほい原価でも、充分なコント
ラストを得るようにした新しい信号処理回路の提供を目
的とするものである。

すなわち第２図には、センサからの出力レベｌしに対す
る階調補正回路の出力レベルの関係をボす＠、■、■の
８槍の特性曲線が描かれているが、仮に白つぼい原価が
ａｍ対象となるならば、−ｊえば■として描いた特性を
有する記憶手段を柑い、逆ＶＣ黒つぼい原価が撮諌対象
となった場ばには、■としてボした特性を有するＩＩｄ
憶手段を利用し、そして標準の原価が対象である場合に
は、例えば＠として描いた特性θ記憶手段を用いるとい
うものである。

１ｅ１　　発明のＷ成 そしてこの目的は本侘明によれば、撮像用センサより出
力される映像信号全階Ａ補正する構成であって、ｈ記セ
ンサから得られたアナログ映像１ゴ号ｔ−２進コードに
変換するＡＬｌｉ侯品と、該ＡＤｋ侠器から出力される
所定ビット数ｖ２進コードをアドレス入力とする記憶手
段とを湘え齢記ＡＤ父侯姦からの２進コードに応じて上
記の記憶手段から別の２進コードを読み出し、これによ
って人力吠象偏号をＪ＝ｉｉＥ紀憶手段の記憶内容に応
じて階調補正するようにした信号処理系において、上記
記憶手段に階調補正特性の異なったｆ１１数通りの記１
内容金収納せしめるとともに、前記映像４１６号のａｔ
Ａに応じて当該複数の記憶内容を切替える選択中Ｐｊ、
き設けたことを特鍛とする１６号処理回路を提供するこ
とによって４成される。

（ｉ′１　　発明り実施例 以ト、本発明Ｖ）実施例を図面によって詳述する。

第８図は本狛明Ｖこ係る信号処理回路の糸絖図を示すも
のでめる。

いま、便宜上センサが原１ｆｉｋＶ）濃度りに対して非
線型の出力全４出するものとし、かつ該センサで鴎らｔ
ｔた再生国法は白味が勝った画像でめったとする。なお
、１７ＩＪ１図では前記したごとく縦軸の最上端が白レ
ベルであり、厳「端が黒レベルであると改定する。

このｌｉ！ｉｌ像を見やすいものにするための階ＩＡ？
１４ｉ正を行うには次のようＶＣする。すなわち、第１
図の縦軸Ｈをたとえば６４段階（６ピツトに相当）に分
、！ｒｌｊシ、第６４番目のレベル６４だけを最も黒い
階調とする。つぎに第６８および第６２着目の各レペ／
１／６８．６２をこれに次いで黒い一様な階調とし、そ
して第６１．第６０および第５９の各レベルをさらに続
いて次に黒い一様な階調とし、つづいて、、ｇ５８．第
５７１第５６および第５５の各レベルを一層白′に近い
一様な黒い階調とし、以下同じようにｓ１４当に数を増
して順次多くなる数レベルずつをまとめて徐々に白レベ
ルに近づく一様な階調として行画、全階調数をたとえば
１６レベルとする。かくすれば、第１図に描かれた縦軸
の北方の数レベルすなわちたとえば第１６から第１のえ
るから、ここに−櫨の階調処理すなわち階調部上が行え
ることになる。

以上の手順を実際に回路を動作させて行わせることは次
のようにして実現できる。まずセンサがらの出力を増幅
器１１の入力端子１２に供給して、該増幅＠、ｉｌｌの
出力をＡ／Ｄ変侯器１８のダイナミックレンジに一致す
るように調整する。かくすればたとえば６ビツトのＡ／
ＤＶｍｆｉｌ　８ｉｄ、６ビノト（６４階調に相当）の
コード１８号を出力するから、このコードを４１合記憶
手段２０ｖ８ピットからなるアドレスフィン１８のうち
、最下位ピッ）（ＬＳＢ）から数えて６ピツト分に上ｒ
ｅ、　Ａ　／Ｄｆ換器１８からのコード信号を入れてや
る。そ゛して最上位ピット（ＭＳＨ）から逆に数えて２
ピツト分は開方が接地された２つのスイッチ５ＶＶ１゜
ＳＷｇ　ＶｃｆＧ　Ｈしておく。

これらスイッチＳＷＩ、　Ｓ＃ｇがそれぞれ閉じている
場ａを０、開いている場合を１とすると、この２つのス
イッチＳＷＩ、　ｓｗ、の操作Ｖこよって記憶手段１４
ａ、　　１４ｂ、　　＋４ｃは次表のように切替え選択
される。

一方、総合記憶手＃９２ｏ中の複数からなる上、記の６
．ｉｃ！憶手段１４ａ、　　１４ｏ、　　１４０ｔ／ｌ
）それぞれｄ　別に第４図ｔａｌ〜ｔｃ＋に示したよう
に（１）〜（６４）までの各着柿（６ピツト分に相当）
を有している。

ザ、Ｊ３図中の５ＶＶＩ、　ｓｗ＝を共に閉の伏線にし
ておくと、１表から判るように記憶手段１４ａが選択さ
れるのでめるが第１の記憶手段１４ａにおける谷着地の
中にばあらがじめ黒っぽい原価を一懺対尿とした時のセ
ンサ出力を階調補正するためｖ４ビット（【６階調に対
応）のコードが格納されている。ただし第４図匹）〜ｔ
ｃｌ中の、ｒｃ！憶手段１４ａ、−１４０中の（）で囲
んでボした数字が番地を表すものとする。すなわち記憶
手段＋４ａ中の＠ｌ借堆（１１（ｆ。

６４レベＩしにに１応）Ｖこは４ピツトのコード信号０
０００が格納されているが、第２．第８の各番地ｆ２１
．　＋８１　（第６８．第６２レベルに対応）の中には
上記の２進コ一ド信号より１桁上り０００１なるコード
１ｇ号が格納され、そして第４．第５および第６の各番
ｊａ（４１，（５１，（６１（第６１．第６０．第５９
の各レベル対応）のいずれにもＪ：記の０００１より更
に１桁上位り２進コ一ド信号たるｏｏ　ｔｏが格納され
ている。またさらに第７．第８．第９．第１０の各信地
ｆ７＋、　＋８１．　＋９１．　（ｌｏ）（第５８．第
５７．第５６、第５５の各レベルに対応）のいずれにも
上記００１Ｏよりも１桁大なる２進コード００１１が格
納されており、次の第１１．第１２．第１８．第１４、
および第１５の各番地（１１）、　（１２）、　（１８
）。

（１４）、（１５）　　（図示しない５４．５Ｂ、５２
．５１゜５０の各レベル対応）のすべてには−ＮＩＩＪ
：位桁り」−ド曽号０１００が格納されている。以下同
様にし−Ｃ肩当に数を増して多くなる数着地ずつＱ中に
ｖ′ｉ、１桁ずつ積上がりして大きくなって行く同じ２
羞コードが格納されている。

したがって第４図中の記懐手ｌ９１４ｔｌ−中の下の方
に位−する醤堆（４９）〜（６４）　　（第１６レベル
から第ルベルに相当）にはすべて一様に■ｌｌなる２進
コードが収納されていることＶＣなる。

よって令弟８図のＡ／Ｄ変換器１Ｂから記憶手段１４ａ
に６ビツトの２進コードのうちのまずｏｏ。

０００　を入力してやる。するとこの６ビツトなる２進
コードは先の第１図の縦軸Ｒの６４なる分割数ｖＣ対応
しているものでめるから、上記のｏｏｏ。

００なる２進コードが記憶手段１４ａに入力されると、
第２図中に示した第１着地＋１１がアドレスされ。

その結果、ｇ自記憶手段２０の出力端子１９がらはＥ記
第ｌ査地（１１に収納されていた０００ｏなる２進コー
ドが出力される。この００ｏＯなる２進コードは目ａ記
したごとく第１図に示した最下段レベル６４／）ｉ＆も
黒い第６４の階調に対応したｆＮ号である。

次ＶこやはりＡ／Ｄ変侯＆ｇ１Ｂから総合記憶手段２０
Ｊ）アドレスライン１８にｏｏｏｏｏｌ　なる６ビツｌ
ｖ２進コードを入力する。かくすれば、この２進コード
は６４分割された第１図の縦軸の第６８レベルに対応す
るものであるので、記憶手＃９１４ａの第２着地が指定
され、該番地に収納されていたｏｏｏｔａる４ビツトの
２進コードが出力端子１９から出力される。

さしにアドレスライン１８にｏｏｏｏｔｏ　なる６ビツ
トの２進コードが入力されれば、これは第１図の縦軸の
第６２レベルに対応するものでめるので記憶手段ｔａａ
の第８着地がアドレスされ、当該着地に収納されていた
４ビツトの２進コート０００１が出力端子１９から出力
される。

ところがここに出力された２進コードも、先に出力され
た２進コードも共にｏｏｏｔであるために、１Ｉｌｉ１
番は共に最初に出力された００００なる２進コード、つ
まり真黒に次いで２番目に黒い同じ階調の出力である。

次いでアドレスライン１８にｏｏｏｏ　ｔ　ｔ　なる６
ビツトの２進コードが入力されると、これは第１凶の縦
１１１１１の第６ルベルに対応するものでろるので記憶
手段１４ａの第４着地がアドレスされ、００１０なる出
力が出力端子１９に出力される。そし−Ｃアドレスライ
ン１８から０００１００　なるコードが入力されると記
ｔは手段１４ａ（１）第５番地が、またｏｏ　ｔｏ　ｉ
なるコードが人力されると第６借地が、でれそれアドレ
スされるが、これら第６１Ｉ地、第６着地に収納されて
いたコードは、先の第４番地Ｖこ収納されていたと同じ
ｏｏｉｏなるコードでおる。

したがって、アドレスライン１８から８檎の＃４なる２
進コード、００００１１，０００１００，０００１０１
が入力されても、出力端子１９より出力されるのｒｉ共
に８番目に黒い同じ階調の出力である。

同様にして総片記憶手段２０のアドレスライン１８から
、ｏｏｏ　ｔ　ｔｏ、　ｏｏｏ　ｔ　ｔ　ｌ、　００　
ｔｏｏｏ、　ｏ。

１００１の４種の６ビツト２進コードが順に人って米て
も、アドレスされるｌＩ地は＋７１．　＋８１．１９１
．　（１０）と異なるが、これら着地には００１１なる
同じ４ビツト２通コードが収納されているので、出力さ
れるのは共に４番目に黒い同じ階調の出力である。

以ｒ同様にして最後に記憶手段１４ａの中の最後の方に
描かれているたとえば４８番地（４８）から６４値地（
６４）に至る各番地には１１１１なる同じ２進コードが
収納されているから、記憶手段１４ａＪ７ドＬ／ヌ人カ
ー千Ｋ　１０１１１１−１１１１１１なる６ビツト２］
Ｍコードが入力されても同様にｔｉｌｌなる真白Ｖこ相
当した同じ階調の出力が出力される。

このようにして６４レベルの階調に分けられた１ｇ号て
２ムコード化して記憶手段１’４ａに入力し、これｉ１
６レベルの階調に直して出力するならば、第１図中のイ
に示したような急峻な変化を有するイｆｉ号の伝達特性
が所定の値にレベｌし正帰されたものと等価となる。す
なわち、細かく刻まれた信号の谷階調のたとえば黒い方
は細かく読み取り、白い方は荒く読み収るといったいわ
ば映像信号のＬ記したようなａＩＡの階ｔｉ１４　刷り
っけを行うことにより、第１図のイに示したような非線
型りレベル変化を仔する信号は、同図の口に示したよう
な線型のレベル変化を有する信号の伝達系全通って米た
ものと夫質的に等しくなり、再生肉酸のコントラヌトは
著しく改善される。

次に白っぽくもなく黒っぽくもない１原稿が撮像対象と
なる場合には、第８図中のヌイツチＳＷ１を閉に、そし
てスイッチ５ＶＶ２を開にする。こうすれ、ば総合記憶
手段２０中の記憶手段１４１）が選択されるのであるが
、この記憶手＃９１４１）ｌ″ｉ階調処理を何なわない
ので、Ａ／Ｄ父侯器ｌＢからの出力をＤ／Ａ変換器１５
に１ビ接伝送したもりと同じことになり、センサからり
出力レベルと階調抽正１川略り出力レベルとり関係は第
２図中Ｖυにボしたもりと同じとなる。

さらに第８図中ＵスイッチＳＷｌを開に、そしてスイッ
チＳＷｚを閉にすると画表から判るようｐｃ　ＩＴ［ｌ
！［ば手段１４０が選択されるが、こ０場自は白つぼい
１糸摘を搬像対象とした場合に適している。そして北記
記憶手段１４０は第４図ｆｉｌにがしたような内容でろ
るりで、上記り白つぼい原価り再生ｌ＃驚りコントラス
１は改善される。

ちなみに北記り記憶手段ＲＯＭりかわりにＲＡＭを用い
ても同様０効来が得られることはもちろんである。

なお出力端子１９に現われた階ｗ４補正出力はＤ／Ａ変
侯潴１５全通してアナログ（ｔ１号とせずに、第６図は
本発明り変形実施−］でめって、Ａ／ＤＫｍａ１８から
り６ビツトリコ一ド信号は同時にｇｉ数Ｖ記懐手段１４
ａ、　　１４ｂ、　　１４０に並列入力されており、こ
れら記憶手段からｖ）４ピツトり出力は同時ＶＣデータ
セレクタ２１に人力されている。そしてスイッチＳ＃＋
、ＳＷ２り開閉しでよって作られるセレクト信号は別に
■記データセレクタを制御するように入れられている。

したがって北記スイッチＳＫＩ、Ｓ１／／２によって作
られる削去ｖ００，０１，１０なるｆぎ号り別によって
お記記憶手段１４ａ、　　１４ｂ、　　１４’３り出力
たるコード１５号は選択切替えされてデ゛−タセレクタ
の出力端子１９に現われることとなり、そＶ機能は先θ
第３７に示したもりと実質的に変るところはない。

なおＡｉｌ　ｉ８弟３図中の１６は低域ｐ波器であり、
これはＤ／Ａｆ換器１５によって２進コードＤ／Ａ虻換
がなされたあとの信号を平滑化するために押入されてい
るもりであって、平滑化出力は該低稙枦彼器り出力端子
１７から収り出される。

リ　発明の効果 以上に述べた本開明に係る信号処理回路は、デ゛イシタ
ル方式を採用しているために、誘４維酢などの影響を受
は蝿く、しかも高速処理が可能でめる。そり上、記憶手
段としてＲＯＭなどを用いることができるために、そり
内容をＲＯＭライター寺で蕾きかえられるりで実用と多
太り効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

５ｇ１図は１京摘の濃度りを横軸に、−またセンサＱ出
力Ｒを縦軸にとって示した映像信号υレベル変化を示す
図、第２図は原稿からＯ入力光とセンサ明Ｖ）友形火施
例を示すｆｎ号処理回路Ｑポ絖図でめる。 ｔ　ｔ　：　ｐａ幅ｇｇ、【２：増幅器す入力端子、１
８：ＡＤ変挨諾、１４：記憶手段すなわちＲＯＭ、１５
：１）Ａ斐換器、１６：低域沖波器、１７：出力端子、
１８：記憶手段リアドレスライン、１９二記１手段の出
力−子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 撮像用センサよ抄出力される映像信号を階調補正する構
   成でろって、１紀センサから得られたアナログ映像信号
   を２進コードに変換するＡＤ変換器と、該ＡＤ８Ｃ換器
   から出力される所定ビット数ｖ２進コードをアドレス入
   力とする記憶手段とを槽え前記ＡＤ変換器からの２進コ
   ードに応じてと記の記憶手段から別の２進コードを読み
   出し、これによって人力映像信号を七記紀憶手段の記憶
   内容に応じて階調補正するようにした１６号処理系にお
   いて、上記記憶手段に階調補正特性の異なった複数ａり
   の記憶内容を収納せしめるとともに、前記映像信号の濃
   淡に応じて当該複数の記憶内容を切替える選択手段を設
   けたことを特徴とする信号処理回路。