JP2744613B2 - 画像情報の検出処理装置 - Google Patents

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
出処理するようにした画像情報の検出処理装置に関す
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測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60−19
6740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。画像コマ間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
理できる画像情報の検出処理装置を提供することにあ
る。 （発明の概要） この発明は、原画フィルムと相対的に移動するセンサ
により、前記原画フィルムの画像情報を検出処理する装
置において、 前記原画フィルムを前記センサの移動方向の画素ピッ
チより小さいピッチ搬送する搬送手段と、 該搬送手段により搬送される前記原画フィルムを前記
センサにより検出して前記小さいピッチ毎に得られる密
度の高い画素データをメモリに格納することにより、前
記原画フィルムの各画素領域を細分化する画素ピッチ補
間手段と、 を備え、前記画素ピッチの補間手段による高分解能の画
素データにより、精度の高い光量特性および画像コマの
エッジ検出を可能としたものである。 （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）に示すような画像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間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。 この発明ではセンサ、たとえば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、常識的には画素分解能
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
するようにしたものである。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、この発明装置は、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で示すように直線で連結し、スライスレベルSL
により補間された２値化信号を作り、センサの走査クロ
ックＴよりも間隔の狭いクロックｔで、W₁，W₂などで示
す補間された２値化信号（画素ピッチよりも小さいピッ
チで検出した画素出力の処理）の長さを検出することに
より達成される。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。 そして、ΔＮは14図に示すように、画素出力Vnとスラ
イスレベルSLの値Vsから次式で求められる。 これを（３）式に代入して これが補間された信号長の測定値であり、クロックｔ
のカウント数にPi/Kを乗ずれば画像の大きさが求めら
れ、N₁はデイジタル量であり、Vnはアナグロ量である。 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１上で画素データを形成してい
る。たとえば、受光画素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P₂に対応するメモリの記憶画素データM₂はM₂₁〜M
₂₁₀である。他の受光画素についても同様に、♯１〜♯1
0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
た画素列データ、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ようにして
も良い。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。ここでは上述した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像領域として
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列（１〜30）で成っている場合、たとえば135Fサイ
ズでは領域F2を使用して、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S_ijの測定数値
をTS_ij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60−151626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S1
0）、焼付に滴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画像情報を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装置によれば、比較的低い分解
能のセンサを用いても原画フイルムの画像情報を分解能
を高めて処理することができると共に、露光制御及び画
像コマ間のエッジ検出用のセンサとしても利用すること
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、第14図は補間量ΔＮの測定原理を説明する
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 (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．原画フィルムと相対的に移動するセンサにより、前
   記原画フィルムの画像情報を検出処理する装置におい
   て、 前記原画フィルムを前記センサの移動方向の画素ピッチ
   より小さいピッチで搬送する搬送手段と、 該搬送手段により搬送される前記原画フィルムを前記セ
   ンサにより検出して前記小さいピッチ毎に得られる密度
   の高い画素データをメモリに格納することにより、前記
   原画フィルムの各画素領域を細分化する画素ピッチ補間
   手段と、 を備え、前記画素ピッチ補間手段による高分解能の画素
   データにより、精度の高い光量特性および画像コマのエ
   ッジ検出を可能としたことを特徴とする画像情報の検出
   処理装置。 ２．前記センサが、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装置。 ３．前記センサが、露光量決定もしくは補正用のセンサ
   を兼用する特許請求の範囲第１項に記載の画像情報の検
   出処理装置。