JPS633557A - 画像判別装置 - 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、画像を２値化する画像処理装置に係り、特
に線画と階調画の混在する画像群に対し画像２値化の前
階段として線画と階調画とを自動的に判別するための装
置に関する。

従来の技術 文字や図形など単なる明暗で情報を表現している線画と
、絵画など中間濃度をもった連続調の階調画とを２値化
しようとするとき、夫々において２値化の手法は全く異
なっている。そこで、２硝化すべき入力画像に線画と階
調画とが混在するような場合、まず、両者を明確に判別
する必要がある。判別は、従来上りオペレータの目視に
より行なわれてきたが、多量の画像を迅速に処理できる
ように、近時、この判別の自動化が試みられている。

「画像読取装置」と題する特開昭６０−３９９８０号公
報はこの判別の自動化手法を教示する。すなわち、線画
と階調画を振分けるための濃度基準値（第１の閾値）を
とり、該濃度より高濃度側あるいは低濃度側のいずれか
一方の濃度頻度の累積値を求め、そしてその累積値がサ
ンプルの総数に対する割合を求め、この割合が画像判別
のための閾値（第２の閾値）より大きいか小さいかによ
って線画と階調側の判別を可能とするものである。

発明が解決しようとする問題点 ところが、同一の入力画像であっても仮にその画像の作
製条件が異なっていると、濃度勾配や濃度分布域が大き
く変化し、上記の手法によると、第１の閾値と第２の閾
値は固定値であるので判別に困難な場合が生じる。例え
ば、入力画像がマイクロフィルム等の場合、撮影条件や
現像条件等によって画像濃度が全体的に変動することが
あるため、固定の閾値を適用すると判別困難な事態が生
じる。

本発明は、固定の閾値を設定していると、入力画像の濃
度勾配や濃度分布域が大きく変化した場合に両者の判別
が困難となる問題を解決しようとするものである。

問題点を解決するための手段 このため、本発明は、画像の画素濃度を読み取る手段と
、読み取った画素濃度の最大値と最小値と平均値と偏差
値とを求める手段と、求められる画素濃度の最入値と平
均値と偏差値とを変数とする第１の関数の値及び最小値
と平均値と偏差値とを変数とする第２の関数の値を演算
する手段と、演算結果の夫々の関数値が予め設定した数
値範囲に属するか否かを判定する手段とを備えて、前記
画像が線画であるが階調側であるかを判別する画像判別
装置であることを基本的な特徴とし、濃度分布域等が変
化しても、入力画像そのものにおいては濃度の最大値、
最小値及び平均値の相対的な関係は左程変化せずさらに
偏差値を適用することにより両者の峻別が可能となるこ
とに着目したものである。

尺１鮭 以下、本発明を添付図面に示す実施例によって具体的に
説明する。

第１図は一実施例に係るマイクロフィルム・リーグプリ
ンタの概略縦断面を示し、スクリーン（１）においてマ
イクロフィルム（２）の拡大投影像を目視でき、必要に
応じてこの投影像のプリントもしくは記録用のディノタ
ル画像データが得られる装置である。

（３）は光源、（４）はコンデンサレンズで、マイクロ
フィルム（２）の透過光は投影レンズ（５）により拡大
され、スキャンミラーを兼ねる第１ミ２−（６）９回動
可能な第２ミラー（７）及び固定の第３ミラー（８）に
反射され図中−点鎖線で示す光路を経由してスクリーン
（１）上にマイクロ像として投影される。

この投影されているマイクロ像を永久像として例えばプ
リントアウトしようとする場合、装置全面に配設された
操作パネル（図示せず）の画像読取り用のスイッチを操
作する。この操作によってマイクロ像読取り制御部（９
）が能動化し、第２ミラー（７）を投影光路から回ｍさ
せるとともに連動してスキャニング動作する第１ミラー
（６）とｔｊＳ４ミラー（１０）を動作させ、破線で示
す光路を経由してマイクロ像を逐次にラインセンサ（１
１）に入力させる。ラインセンサ（１１）は、１次元の
固体撮像素子たとえばＣＣＤがらなり、光電変換による
マイクロ像の読取りのほかにこの読取りに先立って行う
線画と階調側の判別用に利用される。なお、第３ミラー
（８）とラインセンサ（１１）の光路中に配置されてい
るフィルタ（１２）は、ラインセンサ（１１）に対応し
て受光強度を調整するとともに分光感度を調節するため
の減光・感度調整用フィルタである。

上記マイクロ像読取り制御部（９）は、ラインセンサ（
１１）カらの画像信号を記憶するためのメモリ（９ｍ）
を備えるとともに、機構系及び電気系を統括して制御す
るマイクロプロセサ（９ｐ）を備えている。

そして、上記のように、読取りのＮ象となっているマイ
クロ像のスキャン動作を制御するとともに、マイクロ像
が線画であるが階調側であるかの判別を行い、この判別
結果に応じた閾値を設定することにより当該マイクロ像
を２値化し、画像信号としてケーブル（１３）を介し記
録用機器（図示せず）に出力する。記録用機器としては
、レーザプリンタやドツトプリンタなどの可視化記録装
置、７０ツピデイスクやコンパクトディスクなどの８！
械可読型記録装置などが接続できる。もっとも、画像デ
ータをこの本体から外部へ出力せずとも、従来のＰＰＣ
式プリンタ内蔵型のものと同様に、レーザプリンタを内
蔵しこの本体においてプリントを出力できる構成として
おいてもよい。また、ケーブル（１３）を電話回線に接
続する構成でもよい。

マイクロ像の２値化に先だって行う本発明に係る画像判
別手法は、まず、ライセンサ（１１）により画像の画素
濃度を読み取る。次に、マイクロプロセサ（９ｐ）によ
って、読み取った濃度の最大値（以下、Ｄ＋ｎａｘと記
す）、最小値（以下、Ｄｍｉｎ）を平均値（以下、Ｄａ
ｖｅ）及び偏差値（以下、σ）を求める１次いで、下記
の式（１）で表わされるＤ　ｗａｘ、　Ｄ　ａＶｅｙ　
６を変数とする関数Ａ１の値（値を（Ａ１）で示す）を
演算するとともに、式（２）Ｃ表されるＤ　ａｖｅ、　
Ｄ　ｌｌ１ｉｎ、　６を変数とする関数Ａ２の値（値を
（Ａ２）で示す）を演算により求める。

Ａ・＝　Ｄ“ａｘ−Ｄａｖｅ　　　・・・・・・・・・
・・・（１）Ａ・＝　　Ｄａｖｅ−Ｄｍｉ“　　・・・
・・・・・・・・・（２）σ そして、この関数値（Ａ、）、（Ａ２）の夫々が予め設
定された対応の数値範囲に属するか否かを判定し、＃ｉ
Ｉ画と階調側を判別する。

第２図（、）は、任意に抽出した線画及び階調側（とも
にマイクロ像）の濃度（Ｄｍａｘ）に対する関数値（Ａ
１）の関係を線画１階調画それぞれのネガ、ボンについ
てプロットしたものであり、第２図（ｂ）は濃度（ＤＩ
Ｉｌｉｎ＞に対する関数値（Ａ２）の関係を同様に線画
２階調画それぞれのポジ、ネガについてプロットしたも
のである。なお、このプロットに際し使用したサンプル
画像は、文字が写し込まれている白黒比６％前後のネγ
及びボッのフィルムと、白黒のネが及びポジのポートレ
ート階調画フィルムであった。各サンプル画像に対する
サンプル数（画素数）を４０００とし、サンプリング方
法は、センサ上の６０Ｘ６０μｍの面積部分における画
像濃度（透過濃度）としてその信号電圧を計測記録した
ちのである。

第２図を参照すると判るように、階調側は、ネガ、ボッ
ともに（ＡＩ）、（Ａ２）のいずれもが１．５以上であ
る。これに対し、線画ネがでは（Ａ２）は明らかに１．
５以上となっており（Ａ１）は慨ね明確な形で１．５以
下である。同様に、線画ポジでは、（Ａ、）は明らかに
１．５以上となっており（Ａ２）は概ね明確な形で１．
５以下である。すなわち、（Ａ、）≦１．５ならば線画
ネが、（Ａ２）≦１．５ならば線画ポジ、そしてこのい
ずれにも該当しない、即ち（Ａ、）＞１．５かっ（Ａ２
）＞１．５ならば階調側と判別することができ、判別結
果によりそれぞれに適する２値化処理用の閾値を設定す
る。なお、この自動判別において、誤判別をする場合も
ありうるので、オペレータの目視判断による入力を優先
させるようにすることも考えられる。但し、この場合、
入力と自動判別の結果との相違を適切な手法で警告する
必要がある。

上記式（１）９式（２）は、線画であればその性質から
ともに分子の値は階調側に比べずっと小さくなると考え
られ、この小さな値をさらに平均値のまわりのちらばり
の度合を示す量である偏差値で割算する（階調側に比べ
線画はちらばりの度合が大きい、したがってσが大きい
）ことがら階調側に対する線画の性質をより明瞭、唆鋭
化したものと言うことができる。

第３図に実施例に係る２値化処理の７０−を示す。この
フローはマイクロプロセサ（９ｐ）が実行し、画像読取
りのスタート信号（オペレータのスイッチ繰作によるも
しくは連続読取りの場合に先の終了によって自動的に発
信される信号を含む）によって起動される。

ステップ（Ｓｌ）では、線画９階調側判別用の画像入力
処理を行う。すなわち第１図に示したように、第２ミラ
ー（７）が光路より回避し画像読取りのためのスキャニ
ングが始動すると、常時は図示の位置すなわちスキャン
長の中間位置にある第１ミラー（６）及びこれと連動す
るｔｊＳ４ミラー（１０）がスキャン開始位置（Ｓｐ）
に移動し、この間に、ラインセンサ（１１）がライン順
次に各ラインの個別の画素濃度を読み取り、濃度信号と
してマイクロ像読取り制御部（９）に入力する。

ステップ（Ｓ２）は、逐次に入力される画素濃度信号の
最大値（Ｄｍａｘ）と最小値（Ｄａｌｉｎ）を求めると
ともに、全部の画素濃度信号を対象とした平均値（Ｄａ
ｖｅ）と、標準偏差値（σＳ）を求める。第１ミラー（
６）と第４ミラー（１０）がスキャン開始位置（Ｓｐ）
に到達すると、両者は瞬時停止制御され、その後スキャ
ン動作が開始される。

ステップ（Ｓ３）では、ステップ（Ｓ２）で求めた最大
値（Ｄｍａｘ）、！小値（ＤＩＩＩｉｎ）、平均値（Ｄ
ａｖｅ）、Ｗ準備差値（σｓ）を上記式（１）、（２）
の関数Ａ　＋　、Ａ　２に適用して関数値（ＡＨ）、（
Ａｚ）を算出し、ステップ（Ｓ４）に進める。

ステップ（Ｓ４）では、関数値（Ａ、）が１．５以下で
あるか、または関数値（Ａ２）が１．５以下であるかの
判定を行う。即ち、前者において任意の入力画像から線
画ネガを抽出・判別する一方、後者においては任意の入
力画像から線画ボンを抽出・判別する。

関数値（Ａ１）または（４，２）のいずれがが上記の数
値範囲に属していると判定すると、ステップ（Ｓ５）に
進める。関数値（Ａ１）または（Ａ２）のいずれもがそ
れぞれの数値範囲に属していない、即ち入力画像が階調
画であると判定すると、ステップ（Ｓｌｌ）に進める。

なお、このステップ（Ｓ４）に替えて、（Ａ１）＞１．
５ａｎｄ（Ａｚ）＞１．５の条件を充足するか否かを判
定するステップとしておいてもよい。この場合、条件を
充足すれば肯定側（Ｙ）としてステップ（Ｓｌｌ）に進
め、充足しなければ否定側（Ｎ）としてステップ（Ｓ５
）に進めることとなる。

ステップ（Ｓ５）においては、ネガ、ポジの線画にかか
わらず、線画２値化用の閾値を設定し、直ちにステップ
（Ｓ６）に進める。

ステップ（Ｓ６）では、第１ミラー（６）及び第４ミラ
ー（１０）がスキャン開始位置（Ｓｐ）がら矢印方向に
移動し、マイクロフィルム（２）の全幅にわたる画像の
読取り入力を行う。ライン順次にラインセンサ（１１）
に入力され、ステップ（Ｓ７）においてこの画素信号に
対し２値化処理が施される。２値化処理の結果はメモリ
（９ｍ）に記憶しておくことができる。

次のステップ（Ｓ８）は、ステップ（Ｓ３）で求められ
た関数値（Ａ２）が１．５以下であるか否かを判定する
。

すなわち、線画と判定されたマイクロ画像がボッである
かどうかを判定する。例えばリーグプリンタなどでは反
転作像の要否を決定しポジのプリントを得るようにして
いるためである。このステップで、１．５以下と判定す
るとボッでありそのままステップ（ＳＩＯ）に進める。

これに対し、１．５より大きいと判定するとネガであり
、ステップ（Ｓ９）に進めてここで得られた２値化画像
信号のｒｌｊＪＯＪを反転し、然る後ステップ（ＳＩＯ
）に進める。ステップ（ＳＩＯ）Ｃは、この読取りスキ
ャンで得られた画像信号を適当なインターフェースを介
しマイクロプロセサ（９ｐ）の制御下にケーブル（１３
）を介し出力する。画像読取り終了後は、１図示のよう
に、第２ミラー（７）、第１及ｔ、Ｆ第４ミラー（６）
、（１０）が破線で示される方向に移動しミラー（６）
、（１０）はスキャン長の中間位置で層上して再びリー
グ可能となる。なお、上記ステップ（Ｓ８）の（Ａ２）
≦１．５の判定に替えて（ＡＩ）≧１．５の判定でもよ
い。

他方、上記ステップ（Ｓ４）で両開数値（ＡＩ）、（Ａ
２）とも１．５より大きいと判定されると、入力画像は
階調画と判別でき、ステップ（Ｓｌｌ）〜（Ｓ１７）の
パスを経由してステップ（ＳＩＯ）に至る。

ステップ（Ｓｌｌ）では、判別された入力画像に対し階
調画用の閾値マトリクスを設定する。次いで、ステップ
（Ｓ１４）の画像読取入力処理に移行するが本実施例で
はステップ（Ｓｌｌ）に続けてステップ（Ｓ１２）、　
（Ｓ１３）を設け、ここで階調画に対するネガ。

ボッ別のマニュアル入力を許容するようにしている。ス
テップ（Ｓ１２）では、オペレータに対しネガ。

ポジ指定のためのスイッチ操作を、例えばＬＥＤ等のブ
リンキングで表示し催告する。この催告を受けてオペレ
ータは入力操作を行い、ステップ（Ｓ１３）ではスイッ
チ操作入力を受穿する。

ステップ（Ｓ１４）では、前記ステップ（Ｓ６）におけ
るのと全く同様なマイクロ画像の読取９人力を行う。

そして、ステップ（Ｓ１５）ではその読み取った画素信
号に対しステラフ真５１１）で設定した閾値マトリクス
を作用させて２値化処理を行う。

ステップ（Ｓ１６）はステップ（Ｓ１３）における入力
設定に基づいてこのマイクロ像がボッであるかを判定す
る。ポジであればステップ（ＳＩＯ）に進め、ネがであ
ればステップ（Ｓ１７）に進めて、反転処理を行った後
でステップ（ＳＩＯ）に進める。ステップ（ＳＩＯ）に
おいて、階調側ボッの画像信号を出力し、画像の読取り
を終了する。なお、上記ステップ（Ｓ１２）。

（Ｓ１３）の処理のほか、予め設定されている優先モー
ドでネが、ポジの指定がなされるようにしてもよい。マ
イクロフィルムなどではボンよりもネガの方が圧倒的に
多いのでこのような場合には大変便宜なものとなる。

尚、上記の実施例では、第１図示のリーグモードにおい
て第１及びＰｔ５４ミラー（６）、（１０）がスキャン
長の中間位置にある構成で、判別用の画像読取りをスキ
ャン開始位置（Ｓｐ）に移動する開を利用して効率よく
行っているが（画像も全部でなく半分）、スキャン開始
位置（Ｓｐ）から同一のスキャニングを２回（初回は画
像判別、２回目は２値化のための読取り）を行うように
してもよい。このようにすれば、効率こそ低下するもの
の、制御の簡単化とくに各種のタイミング制御において
設計が大変やり易くなる。また、１／２画像による判別
と全画像による判別の両者を行ったが、判別率に実質上
の差異は認められなかった。判別率は実用上支障のない
９５．６％であった。

実施例では、線画と階調側を自動的に判別し、判別結果
に応じて対応の２値化処理を行い画像をティジタル化す
る。従来のこの種装置にはこのような機能がなくオペレ
ータが線画１階調画ごとに判別スイッチを操作し、さら
にネが、ボッの別も入力操作していた。然るに、本実施
例によればこのような煩わしさ１手間を省ける利点があ
り、さらにプリンタを作動させる場合には判別スインチ
の押忘れによるミスプリントの発生を概ね完全になくす
ことができる。

上記実施例では画像判別用の画素信号を得るセンサを２
値化のための画像読取り用センサと共用したが、画像判
別用センサを独立のものとする構成でももちろんよい。

もっとも、本実施例のように、ラインセンサを画像判別
用のセンサとしても利用したことにより、判別精度が高
いという利点が得られる。すなわち、ラインセンサは一
般的に有効受光部分の面積が微細であることからサンプ
リングピッチを小さくでき、また素子を７レイ状に並べ
た独立形式のセンサと比べるとサンプル数を極めて多く
とれることがその理由である。

また、画像読取りのためのラインセンサの出力電圧を実
質画像濃度と見なし、これにより画像判別を行うように
しているが、ラインセンサの出力は同一濃度のフィルム
を読取った場合でも、レンズ倍率、ランプその他の要因
で変化し、濃度分布をみる場合に一度この出力を補正し
なければならないが、兼用する場合にはその必要が全く
ない。

上記実施例において、判別画像データによって光学系の
制御も合わせて行うようにすることができる。例えば、
光源のランプ（３）の光量を上記データにより補正して
ラインセンサ（１１）の感度の最良のところへ読取り画
像データの値がくるようにすることにより、解像度６階
調性を損なわずに精度のよい２値化を行える。具体的に
は、ステップ（Ｓｌ）〜（Ｓ３）のデータによりステッ
プ（Ｓ６）、　（Ｓ１４）におけるランプ（３）の光量
を適値に補正するものである。

画像判別装置に係る本実施例においては、上記の式（１
）、（２）を適用したが、一つの画像そのものの最大値
（Ｄｍａｘ）、最小値（Ｄｍｉｎ）、平均値（Ｄａｖｅ
）の相対的な関係は線画９階調画別に特有の性質をもつ
ことから、式（１）、（２）に替えて以下の式（３）、
（４）又はこれらと同値な式を設定するようにしてもよ
い。

また、上記実施例では偏差値（σ）を標準偏差値（σＳ
）としたが、これに限るものでなく、平均偏差値や四分
偏差値を適用するようにしてもよい。

１胛Δ処米 以上の説明から明らかなように、本発明は、入力画像そ
のものにおいて線画と階調側それぞれの性質の差に対応
する９画素濃度の最大値、最小値。

平均値及１偏差値よりなる関数の値に応じて両者を判別
するようにしたので、画像の濃度勾配や濃度分布域が大
きく変化し異なるような場合であっても両者の自動判別
を支障なく的確に行える効果がある。

また、偏差値を用いることにより線画の性質をより唆鋭
なものとでき、これによって線画のネガとボッの自動判
別を容易化できるなどの副次的な効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るマイクロフィルム・リ
ーグプリンタの概略縦断面図、第２図（、）は線画と階
調画それぞれのネガ、ポジフィルムの濃度Ｄ　ｎａｘと
関数値（Ａ１）との関係をプロットしたグラフ、ＰＪ２
図（ｂ）は同様に濃度Ｄｍｉｎと関数値（Ａ２）との関
係をプロットしたグラフ、第３図はマイクロプロセサが
実行する動作の７０−チャートである。 ２・・・マイクロフィルム、３・・・ランプ、９・・・
マイクロ像読取り制御部、９ｐ・・・マイクロプロセサ
、１１・・・ラインセンサ、Ｓ４・・・線画と階調画を
判別するステップ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像の画素濃度を読み取る手段と、 読み取った画素濃度の最大値と最小値と平均値と偏差値
   とを求める手段と、 求められる画素濃度の最大値と平均値と偏差値とを変数
   とする第１の関数の値及び最小値と平均値と偏差値とを
   変数とする第２の関数の値を演算する手段と、 演算結果の夫々の関数値が予め設定した数値範囲に属す
   るか否かを判定する手段とを備え、前記画像が線画であ
   るか階調画であるかを判別することを特徴とする画像判
   別装置。
2. （２）前記演算結果の関数値のいずれか一つが予め設定
   した数値範囲に属するか否かを判定する第２の判定手段
   をさらに備え、前記線画がネガかポジかを判別できるよ
   うにした特許請求の範囲第（１）項記載の画像判別装置
   。