JPS63146513A - 自己診断機能を有する接岸支援システム - 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） この発明は、中間調を有する原画を読取って得られたア
ナログ画像信号をディジタル信号に変換するに際しての
、画像信号のアナログ／ディジタル変換方法および装置
に関する。

（従来の技術とその問題点） 従来、例えば写真などのように中間調を有する原画の濃
度を高精度に読取り、アナログ／ディジタル変換して画
像処理を行ない、高品位の多階調画像を再現する必要が
ある写真製版などの分野において、アナログ／ディジタ
ル変換後の画像信号の精度を上げるためには専ら、１０
ビツトや１２ビツトなどのビット数の多いＡ／Ｄ変換器
が使用されできた。

しかしながら現在市販されているＡ／Ｄ変換器は、ビッ
ト数が多くなるとその価格が急激に高くなる。例えば１
２ビツト、１０ＭＨ２のものは８ビツト、２０ＭＨｚの
ものと比較して１００倍以上も高価である。このため従
来、画像信号を高精度にディジタル化する装置は高価に
なり、それを用いた製版用スキャナなどの画像処理装置
のコストアップにつながるという問題があった。

（発明の目的） そこでこの発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消
し、安価にして画像信号を高精度にディジタル化するこ
とのできる画像信号のアナログ／ディジタル変換方法お
よび装置を提供することである。

（目的を達成するための手段） 上記目的を達成するため、この発明では、中間調を有す
る原画を読取って得られたアナログ画像信号を所定階調
のディジタル信号に変換するに際し、基準となる原画の
白または黒に対応するアナログ画像信号値を基準値とし
て予め準備しておき、ディジタル信号に変換すべき前記
アナログ画像信号の信号レベルを前記基準値と比較して
、その比に 較結果が前記基準値の［１］（１／２）　　以下、　　
（１／２）”１以上（ｋはＯからｎ−１までのいずれか
の整数で、ｎは任意の自然数）または［２］（１／２）
　　以下のとき、それぞれ前記アナログ画像信号を［１
］２ｋｋ・Ａ倍（Ａは任意の増幅度）または［２］２ｎ
　・Ａ倍に増幅し、該増幅されたアナログ画像信号をア
ナログ／ディジタル変換した後、それぞれ■、その最上
位側ににビットのＯ”、最下位側に（ｎ−ｋ）ビットの
所定のダミービットを付加し、または［２］その最上位
側にｎビットの“０パを付加するようにしている。

すなわちこの発明は、人間の視覚が明るさく光電索子出
力）に対して対数に比較的近い特性（すなわち暗い所は
ど明るさの変化に敏感な特性）を持っており、原画の暗
部（黒レベルに近い領域）を高精度にディジタル化して
おけば、明部（白レベルに近い領域）では若干ディジタ
ル化の精度を落しても人間の目には得られた画像の品位
が低下したようには見えないことに着目し、暗部でのア
ナログ画像信号をディジタル化の幅いっばいに増幅して
高精度にディジタル化するとともに、その後のビット付
加により暗部、明部での信号レベルをそろえ、階調再現
性を確保するものである。又、濃度値に変換されたアナ
ログ画像信号においては人間の視覚は、明るい所はど同
一濃度変化に敏感に感じるため濃度信号に対しては原画
の明部を高精度にデジタル化する方がよい。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図である。

図において１は、例えばＣＯＤなどの搬像素子で、中間
調を有する原画（図示せず）を光電走査して、走査部位
の濃淡に応じたアナログ画像信号を時系列的に出力する
。この−アナログ画像信号は増幅器２で増幅された後、
この発明による処理に供される。

この発明による処理を行なう回路部分は、基準となる白
色原画（図示せず）に対応するアナログ画像信号値を白
色基準値Ｓ１として予め設定しておく基準値設定部３と
、上述のように入力されたアナログ画像信号Ｓ２を前記
白色基準値Ｓ１と比較し、害該入力されたアナログ画像
信号Ｓ２が原画の「明部」、「暗部」のいずれに相当す
るものかを判別する比較器４ど、この比較器４の比較結
果Ｓ３に基づいて、「明部」、「暗部」のアナログ画像
信号にそれぞれＡ、２Ａ　（Ａは任意の増幅率）の異な
った増幅率を与える増幅率変化手段５と、この増幅率変
化手段５の出力Ｓ４をアナログ／ディジタル変換するＡ
／Ｄ変換器６と、前記比較器４の比較結果Ｓ３に基づい
て、Ａ／Ｄ変換器６の出力（説明の便宜上この実施例で
は４ビツト）に対し、「明部」のときその最下位側に１
ビツトの所定のダミービット（トの実施例では０′″）
、［暗部」のときその最上位側に１ビツトの＃　ＯＩ＋
（黒レベルの論理値）を付加するビット付加部７とから
構成されている。

増幅率変化部５は、それぞれ増幅率Ａ、２Ａの増幅器８
ａ、８ｂと、この増幅器８ａ、８ｂの出力を比較器４の
比較結果Ｓ３に応じて切換えて出力するアナログスイッ
チ９とから構成されている。

また基準値設定部３は、基準となる白色原画に対するＡ
／Ｄ変換器６の出力を記憶するメモリ１０と、このメモ
リ１０の記憶データをディジタル／アナログ変換して出
力するＤ／Ａｅ換器１１とから構成され、基準となる白
色原画読取時の増幅率変化部５の増幅率はＡとされる。

ビット付加部７はこの実施例では、Ａ／Ｄ変換器６の出
力ビツト数（４ビツト）よりも１ビット多い５ビツトの
出力を有し、比較器４の比較結果Ｓ３に応じて５ビツト
出力の最上位または最下位側１ビツトに“０″（この実
施例では接地レベル）が切換ねって出力されるよう構成
されたセレクタ１２が用いられている。

次に動作を説明する。比較器４はアナログ画像信号Ｓ２
を白色基準値Ｓ１と比較し、アナログ画像信号Ｓ２の信
号レベルが白色基準値の１７２以上か（すなわち原画の
「明部」に対応するものか）、１７２以下か（すなわち
原画の「暗部」に対応するものか）を識別する。比較器
４の比較結果Ｓ３が「明部」であることを示していると
き、アナログスイッチ９は増幅器８ａの出力を選択しく
図示点線の状態）、結果としてアナログ画像信号Ｓ２が
Ａ倍に増幅された信号が増幅率変化部５の出力信号Ｓ４
として出力される。一方、比較器４の比較結果Ｓ３が「
暗部」であることを示しているとき、アナログスイッチ
９は増幅器８ｂの出力を選択しく図示実線の状態）、結
果としてアナログ画像信号Ｓ２が２Ａ倍に増幅された信
号が増幅率変化部５の出力信号Ｓ４として出力される。

Ａ／Ｄ変換器６は増幅率変化部５の出力信＠Ｓ４を受け
て、これを４ビツトのディジタル信号に変換する。変換
は白レベルに対し“’１１１１”、黒レベルに対し“０
０００”となるよう行なわれる。セレクタ１２はこの４
ビツトのディジタル信号を受け、比較器４の比較結果Ｓ
３が「明部」を示すとき、その最下位側に１ビツトの“
Ｏ１１を付加するよう入出力線の接続状態（図示点線の
状態）を選択し、比較器４の比較結果Ｓ３が「暗部」を
示すどき、その最上位側に１ビツトの“０″を付加する
よう入出力線の接続状態（図示実線の状態）を選択する
。このようにして、Ａ／Ｄ変換器６の４ビツト出力に対
し、その最上位側または最下位側に１ビツトの“０”が
付加された５ビツトの多階調画像信号が出力される。

下表１に、入力アナログ信号Ｓ２の信号レベルを仮に０
〜１５とし、増幅器８ａ、８ｂの増幅率をそれぞれ１倍
、２倍としたときの結果を示す。

く表　１〉 暗１．５　３　　００１１　　　０００１１部２　　４
　　０１００　　　００１００明１１　　１１　　　１
０１１　　　　　１０１１０部１２　　１２　　　１１
００　　　　　１１０００表１より明らかなように、暗
部では明部の２倍の精度でアナログ画像信号Ｓ２をディ
ジタル化することが可能となる。

上記実施例ではアナログ画像信号を「明部」と「暗部」
の２段階に分けてディジタル化を行なったが、「暗部」
をさらに多段階に分けて、より高精度にディジタル化す
ることも可能である・。「暗部」を２段階に分けた実施
例を第２図に示す。

第２図の実施例において、増幅率変化部５は、それぞれ
増幅率Ａ、２Ａ、４Ａの３つの増幅器８ａ〜８Ｃと、こ
の増幅器８８〜８Ｃの出力を比較器４の比較結果＄３に
応じて切換えて出力するアナログスイッチ９とから構成
されている。またビット付加部７は、比較器４の比較結
果Ｓ３に基づいていずれか１つが選択的に能動化される
３つの出力コントロール付きバッフ？回路１３ａ〜１３
Ｃより構成されている。これらのバッファ回路１３ａ〜
１３ＣはＡ／Ｄ変換器６の４ビツトの出力を並列に受け
、バッファ回路１３ａでは４ビツト出力の最下位側に２
ビツトの“０″を付加して６ビツトの信号として出力し
、バッファ回路１３ｂでは４ビツト出力の最上位側およ
び最下位側にそれぞれ１ビツトずつの“０″を付加して
６ビツトの信号として出力し、またバッファ回路１３ｃ
では４ビツト出力の最上位側に２ビツトの“０″を付加
して６ビツトの信号として出力する。

次に動作を説明する。比較ｅＩ４はアナログ画像信号Ｓ
２を白色基準値Ｓ１と比較し、アナログ画像信＠Ｓ　の
信号レベルが白色基準値Ｓ１の１７２以上（明部）か、
１７２以下で１７４以上（中間部）か、１／４以下（暗
部）かを判別する。比較器４の比較結果Ｓ３が「明部」
、「中間部」であることを示しているとき、アナログス
イッチ９はそれぞれ増幅器８ａ、８ｂの出力を選択し、
結果として第１図の実施例と同様、アナログ画像信号Ｓ
２がそれぞれＡ倍、２Ａ倍に増幅された信号が増幅率変
化部５の出力信号Ｓ４として出力される。一方、比較器
４の比較結果Ｓ３が「暗部」であることを示していると
き、アナログスイッチ９は増幅器８Ｃの出力を選択しく
図示の状態）、結果としてアナログ画像信号Ｓ２が４Ａ
倍に増幅された信号が増幅率変化部５の出力信号Ｓ４と
して出力される。

Ａ／Ｄ変換器６は第１図の実施例と同様、増幅率変化部
５の出力信＠Ｓ４を受けて、これを４ビットのディジタ
ル信号に変換する。次段のビット付加部７では、比較器
４の比較結果Ｓ３に基づき、それが「明部」を示すか、
「中間部」を示すか、または「暗部」を示すかに従って
、それぞれバッファ回路１３ａ、１３ｂまたは１３Ｃが
選択的に能動化される。その結果、Ａ／Ｄ変換器６の４
ビツトの出力に対し上述した態様で２ビツトの“０′″
が付加された６ビツトの多階調画像信号が出力される。

下表２に、上記表１の場合と同条件での結果を示す。

く表　２〉 暗０．５　２　　００１０　　　００００１０部０．７
５　３　　００１１　　　００００１１中５　１０　　
１０１０　　　０１０１００間５．５　１１　　１０１
１　　　０１０１１０部６　１２　　１１００　　　０
１１０００明１２　　１２　　　１１００　　　　　１
１００００部１３　　１３　　　１１０１　　　　　１
１０１００表２より明らかなように、「中間部」では［
明部１の２倍、「暗部」では「明部」の４倍の精度でア
ナログ画像信号Ｓ２をディジタル化することが可能とな
る。

一般的に暗部を２の累乗段階に分けることが可能であり
、このとき比較器４では、アナログ画像信号＄２の信号
レベルが白色基準値Ｓ１の［１］（１／２１に以下、　
　（１／２）ｋ＋１以上（ｋはＯからｎ−１までのいず
れかの整数で、ｎは任意の自然数）または［２］（１／
２）　　以下のいずれの範囲に該当するかを判断する。

そして、その比較結果に応じて、増幅率変化部５でアナ
ログ画像信号Ｓ２を■戸・Ａ倍または［２］２ｎ　・Ａ
倍に増幅し、その増幅出力Ｓ４を安価でビット数の少な
いＡ／Ｄ変換器６で所定ビット数のディジタル信号に変
換した後、ビット付加部７において［１］そのディジタ
ル信号の最上位側ににビットの““０”、最下位側に（
ｎ−ｋ）ビットの所定のダミービットを付加し、または
［２］その最上位側にｎビットの“０″を付加すればよ
い。これにより、「暗部」のアナログ画像信号をさらに
高精度にディジタル化することが可能となる。

又、本発明は濃度値に変換したアナログ画像信号に適用
してもよい。即ち、濃度と人間の視覚感度の特性は濃度
が促いほど傾きが高く、濃度が高いほど傾きが低い傾向
にあり、人間の視覚は明るい（ｌ１１度の低い）所はど
同一濃度変化に敏感に感じるため、濃度信号に対しては
原画の明部（白レベルに近い領域）を高精度にデジタル
化する方がよい。このため、中間調を有する原画を読取
って１７られたアナログ画像信号をアナログで対数変換
し、この変換信号を反転した信号〈すなわちｍ度信号）
を、第１図、第２図の増幅器２の出力に置きかえて、本
発明を適用するのである。この変形実施例においては、
メモリ１０には黒色原画濃度基準値をストアしておき、
その黒色基準値とアナログｍ底値とを比較器４で比較し
、あとは前記と同様にしてＡ／Ｄ変換等の処理をすれば
よい。例えば黒色Ｍｌ値が３．０である場合、第１図変
形実施例では濃度１．５を境とする２つの領域に分けて
処理が行なわれ、第２図変形実施例では濃度０．７５と
１．５とを境とする３つの領域に分けて処理が行なわれ
ることになって、結果として濃度の低い（小さい）領域
をＩＩの高い（大きい）領域よりも細かくＡ１０変換す
ることができる。

なお、上記実施例では下位ダミービットを接地レベル゛
０″としているが、＾電位レベル“′１”であってもよ
いことは勿論である。また実施例は４ビツトのＡ／Ｄ変
換器を用いたが、本願は４ビツトに限定されず、６ビツ
ト、８ビツト、１２ビツト等いづれのものを使用しても
よい。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、安価なビット
数の少ないＡ／Ｄコンバータを使用しても、階調再現性
を損うことなく、暗部または明部において高精度にディ
ジタル化された多階調画像信号を得ることができ、人間
の視覚が明るさに対して対数に比較的近い特性を持って
いることから、暗部を高精度にディジタル化しておけば
、明部ではディジタル化の精度が多少悪くとも人間の目
には得られた画像の品質が低下したようには見えず、又
、Ｓ直値に変換されたアナログ画像信号においては、人
間の視覚に対して、原画の明部を高精度にデジタル化す
ることは都合がよいので、安価なＡ／Ｄｅ’ｆＡ器を用
いて高品質の多階調画像を再現することができるという
効果が得られる。

さらに、市販されている最高ビット又は最大周波数のＡ
／Ｄ変換器のビット数よりも大きいビット数のＡ／Ｄ変
換器を構成することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
はこの発明の他の実施例を示すブロック図である。 ３・・・基準値設定部、　４・・・比較器、５・・・増
幅率変化部、　６・・・Ａ／Ｄ変換器、７・・・ビット
付加部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）中間調を有する原画を読取つて得られたアナログ
   画像信号を所定階調のディジタル信号に変換するに際し
   、基準となる原画の白または黒に対応するアナログ画像
   信号値を基準値として予め準備しておき、ディジタル信
   号に変換すべき前記アナログ画像信号の信号レベルを前
   記基準値と比較して、その比較結果が前記基準値の［１
   ］（１／２）以下、（１／２）＾ｋ＾＋＾１以上（ｋは
   ０からｎ−１までのいずれかの整数で、ｎは任意の自然
   数）または［２］（１／２）＾ｎ以下のとき、それぞれ
   前記アナログ画像信号を［１］２＾ｋ・Ａ倍（Ａは任意
   の増幅度）または［２］２＾ｎ・Ａ倍に増幅し、該増幅
   されたアナログ画像信号をアナログ／ディジタル変換し
   た後、それぞれ［１］その最上位側にｋビットの“０”
   、最下位側に（ｎ−ｋ）ビットの所定のダミービットを
   付加し、または［２］その最上位側にｎビットの“０”
   を付加することを特徴とする画像信号のアナログ／ディ
   ジタル変換方法。
2. （２）中間調を有する原画を読取って得られたアナログ
   画像信号を所定階調のディジタル信号に変換する装置で
   あって、基準となる原画の白または黒に対応するアナロ
   グ画像信号値を基準値として予め設定しておく基準値設
   定手段と、ディジタル信号に変換すべき前記アナログ信
   号の信号レベルを前記基準値と比較して、該アナログ信
   号の信号レベルが前記基準値の［１］（１／２）＾ｋ以
   下、（１／２）＾ｋ＾＋＾１以上（ｋは０からｎ−１ま
   でのいずれかの整数で、ｎは任意の自然数）または［２
   ］（１／２）＾ｎ以下のいずれに該当するかを検出する
   比較手段と、該比較手段の比較結果に基づいて前記アナ
   ログ画像信号をそれぞれ［１］２＾ｎ・Ａ倍（Ａは任意
   の増幅度）または［２］２＾ｎ・Ａ倍に増幅した信号を
   導出する増幅率変化手段と、該増幅率変化手段の出力を
   アナログ／ディジタル変換するＡ／Ｄ変換器と、前記比
   較手段の比較結果に基づいて、それぞれ［１］前記Ａ／
   Ｄ変換器の出力の最上位側にｋビットの“０”、最下位
   側に（ｎ−ｋ）ビットの所定のダミービットを付加し、
   または［２］その最上位側にｎビットの“０”を付加す
   るビット付加手段とを備える画像信号のアナログ／ディ
   ジタル変換装置。
3. （３）基準値設定手段は、原画を読取つて得られたアナ
   ログ画像信号をＡ／Ｄ変換器によりアナログ／ディジタ
   ル変換した信号を記憶するメモリと、該メモリに記憶さ
   れたディジタル値をアナログ値に変換するＤ／Ａ変換器
   とを含む、特許請求の範囲第２項記載の画像信号のアナ
   ログ／ディジタル変換装置。
4. （４）増幅率変化手段は、ディジタル信号に変換すべき
   アナログ画像信号をそれぞれＡ、２Ａ、・・・、２＾ｎ
   ・Ａ倍に増幅する複数の増幅器と、比較手段の比較結果
   に基づいて対応の増幅出力のみを切換え出力するスイッ
   チとを含む、特許請求の範囲第２項または第３項記載の
   画像信号のアナログ／ディジタル変換装置。
5. （５）ビット付加手段は、比較手段の比較結果によって
   択一的に選択される複数のバッファを含み、各バッファ
   はＡ／Ｄ変換器の出力を並列に受けて、対応の比較結果
   に相当するビット付加を行なう、特許請求の範囲第２項
   ないし第４項のいずれかに記載の画像信号のアナログ／
   ディジタル変換装置。