JPH09233342A

JPH09233342A - 輪郭強調方法

Info

Publication number: JPH09233342A
Application number: JP8038233A
Authority: JP
Inventors: Yasuko Sonoda; 泰子園田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1996-02-26
Filing date: 1996-02-26
Publication date: 1997-09-05
Anticipated expiration: 2016-02-26
Also published as: JP3714491B2

Abstract

(57)【要約】【課題】画像の特徴を自動で判断し、適正な輪郭強調処
理を行う輪郭強調方法を提供する。【解決手段】本発明に係る輪郭強調方法によれば、デジ
タル画像信号の階調データから階調の基準最大値Ｄ_max
及び基準最小値Ｄ_minを検出し、これらの差（ダイナミ
ックレンジ）を算出する。ダイナミックレンジが広い場
合にはコントラストが高くシャープネスが良く見えるた
め、通常の輪郭強調処理を行う。一方、ダイナミックレ
ンジが狭い場合にはコントラストが低くシャープネス不
足に感じられるため、輪郭強調信号を通常より大きくし
て画像信号に加算する。ただし、基準最大値Ｄ_maxが露
光アンダーを判断するための基準値以下の場合には、フ
イルムの粒状ノイズを増大させないように、輪郭強調信
号を通常より小さくして画像信号に加算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は輪郭強調方法に係
り、特に画像信号に輪郭強調信号を加算して被写体画像
の輪郭強調を行う輪郭強調方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フイルムの各駒に撮影されたフイ
ルム画像をＣＣＤ等の撮像素子で撮像し、この撮像画像
をＴＶモニタ等の表示装置に再生表示する画像再生装置
が知られている。このような画像再生装置において、特
開平６−２５３１４７号公報には、撮影条件に応じて輪
郭補正処理等を適応させ、好適な画質に補正する画像再
生装置が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、画像のシャ
ープネス感はフイルムに記録されたフイルム画像の階調
特性に最も影響を受ける。例えば、階調のダイナミック
レンジが狭くコントラストの少ない（眠い）画像は、そ
うでないものに比べて、シャープネス不足に感じられ
る。逆に、フイルム画像のダイナミックレンジが広くコ
ントラストの高い画像は、シャープネスが良く見える。

【０００４】このため、双方に同じ輪郭強調処理を行う
と、最終的な画像の印象が全く異なったものになり、コ
ントラストの少ない画像と同量の輪郭強調信号をコント
ラストの高い画像に加算すると、画質劣化が起こる。従
って、輪郭補正処理を自動で適正に行うためには、画像
の特徴を何らかの形で判断する必要があった。本発明は
このような事情に鑑みてなされたもので、画像の特徴を
自動で判断し、適正な輪郭強調処理を行う輪郭強調方法
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、被写体を撮像して得られる画像信号に輪郭
強調信号を加算するようにした輪郭強調方法において、
被写体画像の階調特性を検出し、この検出した階調特性
に基づいて輪郭強調信号の大きさを変化させるようにし
たことを特徴としている。

【０００６】本発明によれば、例えば、画像信号から画
像信号の基準最大値及び基準最小値を検出するととも
に、基準最大値及び基準最小値との差又は比を算出す
る。そして、この差又は比が階調の豊富さを判断する基
準値以下の場合には、前記輪郭強調信号を通常より強く
して加算する。これにより、画質劣化を引き起こすこと
なく、画像の特徴に応じて適正な輪郭強調処理を行うこ
とができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る輪郭強調方法の好ましい実施の形態を詳説する。図１
は本発明が適用されるフイルムスキャナの一実施の形態
を示す要部ブロック図である。このフイルムスキャナ
は、主として照明用の光源１０、撮影レンズ１２、ＣＣ
Ｄラインセンサ１４、アナログアンプ１６、Ａ／Ｄコン
バータ１８、デジタル信号処理回路２０、モータ３１、
キャプスタン３２及びピンチローラ３３を含むフイルム
駆動装置、中央処理装置（ＣＰＵ）４０等を備えてい
る。

【０００８】光源１０は、フイルムカートリッジ５０内
から引き出される現像済みのネガフイルム５２を図示し
ない赤外カットフィルタを介して照明し、フイルム５２
を透過した透過光は、撮影レンズ１２を介してＣＣＤラ
インセンサ１４の受光面に結像される。ＣＣＤラインセ
ンサ１４は、フイルム搬送方向と直交する方向に１０２
４画素分の受光部が配設されており、ＣＣＤラインセン
サ１４の受光面に結像された画像光は、Ｒ、Ｇ、Ｂフィ
ルタが設けられて各受光部で電荷蓄積され、光の強さに
応じた量のＲ、Ｇ、Ｂの信号電荷に変換される。このよ
うにして蓄積されたＲ、Ｇ、Ｂの電荷は、ＣＣＤ駆動回
路１５から加えられる１ライン周期のリードゲートパル
スが加えられると、シフトレジスタに転送されたのちレ
ジスタ転送パルスによって順次電圧信号として出力され
る。また、このＣＣＤラインセンサ１４は、各受光部に
隣接してシャッターゲート及びシャッタードレインが設
けられており、このシャッターゲートをシャッターゲー
トパルスによって駆動することにより、受光部に蓄積さ
れた電荷をシャッタードレインに掃き出すことができ
る。即ち、このＣＣＤラインセンサ１４は、ＣＣＤ駆動
回路１５から加えれるシャッターゲートパルスに応じて
受光部に蓄積する電荷を制御することができる、いわゆ
る電子シャッター機能を有している。

【０００９】上記ＣＣＤラインセンサ１４から読み出さ
れたＲ、Ｇ、Ｂ電圧信号は、図示しないＣＤＳクランプ
によってクランプされてアナログアンプ１６に加えら
れ、ここで後述するようにゲインが制御される。アナロ
グアンプ１６から出力される１コマ分のＲ、Ｇ、Ｂ電圧
信号はＡ／Ｄコンバータ１８によって点順次のＲ、Ｇ、
Ｂデジタル画像信号に変換されたのち、デジタル信号処
理回路２０によって白バランス、黒バランス、ネガポジ
反転、ガンマ補正、輪郭補正等が行われ、ＹＣＣ変換回
路３５によって輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃ_r,Ｃ_bに変換
される。そして、輝度信号Ｙとクロマ抑圧回路３６を経
由したクロマ信号Ｃ_r,Ｃ_bは、図示しない画像メモリに
記憶される。

【００１０】尚、画像メモリに記憶された１コマ分の輝
度信号Ｙとクロマ信号Ｃ_r,Ｃ_bは、繰り返し読み出さ
れ、Ｄ／Ａコンバータによってアナログ信号に変換され
たのち、エンコーダでＮＴＳＣ方式の複合映像信号に変
換されてモニタＴＶやプリンタ等の画像出力装置に出力
される。これにより、モニタＴＶやプリンタによってフ
イルム画像を見ることができるようになる。

【００１１】フイルム駆動装置は、フイルムカートリッ
ジ５０のスプール５０Ａと係合し、そのスプール５０Ａ
を正転／逆転駆動するフイルム供給部と、このフイルム
供給部から送出されるフイルム５２を巻き取るフイルム
巻取部と、フイルム搬送路に配設され、フイルム５２を
モータ３１によって駆動されるキャプスタン３２とピン
チローラ３３とで挟持してフイルム５２を所望の速度で
搬送する手段とから構成されている。尚、上記フイルム
供給部は、フイルムカートリッジ５０のスプール５０Ａ
を図１上で時計回り方向に駆動し、フイルム先端がフイ
ルム巻取部によって巻き取られるまでフイルムカートリ
ッジ５０からフイルム５２を送り出すようにしている。
また、ＣＰＵ４０は、モータ回転数／方向制御回路３４
を通じてモータ３１の正転／逆転、起動／停止、パルス
幅変調によるフイルム搬送速度の制御を行うことができ
る。

【００１２】さて、フイルムカートリッジ５０がカート
リッジ収納部（図示せず）にセットされ、フイルムカー
トリッジ５０からフイルム５２が送り出されてフイルム
先端がフイルム巻取部の巻取軸に巻き付けられると（フ
イルムローディングが完了すると）、フイルム５２が一
定速度で搬送される。これにより、フイルム画像のスキ
ャンが行われ、ＣＣＤラインセンサ１４、アナログアン
プ１６及びＡ／Ｄコンバータ１８を介して積算ブロック
４１に点順次のＲ、Ｇ、Ｂデジタル画像信号が取り込ま
れる。

【００１３】積算ブロック４１は、Ｒ、Ｇ、Ｂデジタル
画像信号毎に所定の積算エリアのデジタル画像信号の階
調（本実施例では、９ビット（０〜５１１）の階調）を
積算し、その積算エリアの平均階調を求め、１画面に付
き５０００〜１００００点数の積算エリアの各階調デー
タを作成する。更に、積算ブロック４１は、順次作成さ
れる階調データに基づいて各階調毎の度数をカウント
し、この度数が階調データの総点数に対して設定された
閾値ＴＨ（本実施例では総点数の１％）を越えた場合に
はカウントを停止する。即ち、積算ブロック４１は、図
２に示すように０〜５１１までの全ての階調に対して最
大閾値ＴＨまでカウントした簡易ヒストグラム（図２中
の斜線で示すヒストグラム）を作成し、ＣＰＵ４０に出
力する。尚、上記閾値ＴＨを越える度数をカウントしな
いことにより、カウンタのビット数を大幅に低減するこ
とができる。また、図２上で２点鎖線は、総点数をカウ
ントした場合の本来のヒストグラムである。

【００１４】ＣＰＵ４０は、図２に示した簡易ヒストグ
ラムの階調の小さい方から度数を順次累算し、その累算
度数が前記閾値ＴＨと一致又は最初に越えたときの階調
を基準最小値としてＲ、Ｇ、Ｂ毎に求めるとともに、簡
易ヒストグラムの階調の大きい方から度数を順次累算
し、その累算度数が前記閾値ＴＨと一致又は最初に越え
たときの階調を基準最大値としてＲ、Ｇ、Ｂ毎に求め
る。尚、以下の説明において、基準最小値をＤ_min、基
準最大値をＤ_maxとし、Ｄ_min、Ｄ_maxはＲ、Ｇ、Ｂの
いずれかの基準最小値、基準最大値を示す。

【００１５】そして、このようにして求めたデジタル画
像信号の基準最小値Ｄ_minと基準最大値Ｄ_maxのデータ
をデジタル信号処理回路２０に出力する。デジタル信号
処理回路２０は、これらのデータに基づいて白バラン
ス、黒バランスの調整を行う。また、ＣＰＵ４０は基準
最小値Ｄ_minと基準最大値Ｄ_maxのデータに基づいて適
正な輪郭強調処理を選択し（「通常」、「強」、「弱」
の３通りの輪郭強調処理から適正な輪郭強調処理を選択
する。尚、詳細は後述する。）、この選択した輪郭強調
処理の種類を示す選択信号をデジタル信号処理回路２０
に出力する。デジタル信号処理回路２０はこの選択信号
の示す種類の輪郭強調処理を行う。以下、この輪郭強調
処理について詳説する。

【００１６】上述したようにＣＰＵ４０は基準最小値Ｄ
_minと基準最大値Ｄ_maxのデータに基づいて「通常」、
「強」、「弱」の３通りの輪郭強調処理の内から適正な
輪郭強調処理を選択する。「強」の輪郭強調処理の場
合、「通常」の場合より大きな輪郭強調信号が画像信号
に加えられ、「弱」の輪郭強調処理の場合、「通常」の
場合より小さな輪郭強調信号が画像信号に加えられるよ
うになっている。

【００１７】具体的には、基準最大値Ｄ_maxと基準最小
値Ｄ_minの差（基準最大値Ｄ_max−基準最小値Ｄ
_min（以下、ダイナミックレンジと称す））が階調の豊
富さを判断する基準値より大きい場合、即ち、コントラ
ストの高い画像の場合には、「通常」を選択する。即
ち、ダイミックレンジが上記基準値より大きい場合に
は、シャープネスが良く見えるため「通常」の輪郭強調
処理を行う。

【００１８】一方、ダイナミックレンジが上記基準値以
下の場合、即ち、コントラストの低い画像の場合には、
基準最大値Ｄ_maxによって「強」、「弱」のいずれかを
選択する。基準最大値Ｄ_maxが露光アンダーを判断する
ための基準値より大きい場合には、「強」を選択し、露
光アンダーを判断するための基準値以下の場合には、
「弱」を選択する。

【００１９】即ち、ダイナミックレンジが階調の豊富さ
を判断する基準値以下の場合には、コントラストの低い
画像であるため、「通常」より大きな輪郭強調信号を加
える。だだし、基準最大値Ｄ_maxが露光アンダーを判断
するための基準値以下の場合には、露光アンダーのため
に粒状性の悪い部分を使うことになり、フイルムの粒状
ノイズが多くなる。従って、あまり大きな輪郭強調信号
を加えると画質劣化がひどくなり、却って、画像を悪く
するため、「通常」より小さな輪郭強調信号を加えるよ
うにする。

【００２０】尚、ダイナミックレンジが階調の豊富さを
判断する基準値以下の場合に、基準最大値Ｄ_maxによっ
て「強」と「弱」の２通りに分類していたが、「強」と
「弱」の間に「通常」を選択する範囲を設定してもよ
い。また、適正な輪郭強調処理を基準最大値Ｄ_maxと基
準最小値Ｄ_minの差によって判断していたが、これに限
らず基準最大値Ｄ_maxと基準最小値Ｄ_minの関数の値に
よって判断してもよい。例えば、基準最大値Ｄ_maxと基
準最小値Ｄ_minの比でもよい。

【００２１】以上のようにしてＣＰＵ４０が「通常」、
「強」、「弱」の３通りの輪郭強調処理からいずれかの
輪郭強調処理を選択すると、その選択した「通常」、
「強」、「弱」のいずれかを示す選択信号をデジタル信
号処理回路２０の輪郭補正処理を行う輪郭強調処理部６
２（図３参照）に出力する。輪郭補正処理部６２は、Ｃ
ＰＵ４０から選択信号を入力すると、この選択信号の示
す「通常」、「強」、「弱」に応じた輪郭強調処理を行
う。

【００２２】図３は輪郭強調処理部６２の一実施の形態
を示した構成図である。同図に示すように、輪郭強調処
理部６２は、演算部６４とメモリ６６とから構成され
る。演算部６４は、ＣＰＵ４０から入力した選択信号の
示す輪郭強調処理に対応したルックアップテーブルをメ
モリ６６から読み出し、フィルタ処理及びコアリング処
理による輪郭強調処理の演算を行う。

【００２３】演算部６４の構成をブロック図で示すと、
演算部６４は同図に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂ毎の空間フ
ィルタ６８Ａ、６８Ｂ、６８Ｃとコアリング処理部７０
Ａ、７０Ｂ、７０Ｃとで示される。空間フィルタ６８
Ａ、６８Ｂ、６８Ｃは、５×５のフィルタ係数を有し、
図４（Ａ）に示すように５×５の画像データの空間的配
置に対して、図４（Ｂ）に示すようにフィルタ係数が配
置される。そして、図４（Ａ）に示す注目画素ａに隣接
する５×５の画素のＡ₁₁からＡ₅₅まで（但し、Ａ₃₃は注
目画素ａ）の画素値と、図４（Ｂ）に示す５×５のフィ
ルタ係数（上下対称となっているためフィルタ係数はＣ
₁からＣ₁₅まで１５個）との畳み込み積分を行い、この
演算結果値（フィルタ出力）ａ' をコアリング処理部７
０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃに出力する。

【００２４】コアリング処理部７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ
は、注目画素ａの画素値と空間フィルタのフィルタ出力
ａ' を入力し、図５に示す関数ｆによってフィルタ出力
ａ'を変換した値（輪郭強調信号の値）ａ''と注目画素
ａの画素値とを加算した値（出力画素値）Ａを出力す
る。即ち、ａ''＝ｆ（ａ' ）として、Ａ＝ａ＋ａ'' を出力する。

【００２５】一方、「通常」、「強」、「弱」の輪郭強
調処理に対する上記空間フィルタ６８Ａ、６８Ｂ、６８
Ｃのフィルタ係数と上記コアリング処理部７０Ａ、７０
Ｂ、７０Ｃの入力値に対する出力値はルックアップテー
ブルとしてメモリ６６に記録されている。図６は、メモ
リ６６に記録されたルックアップテーブルのデータ配列
パターンを示した図である。

【００２６】同図に示すように、メモリ６６には、Ｒ、
Ｇ、Ｂ毎の空間フィルタ６８Ａ、６８Ｂ、６８Ｃのフィ
ルタ係数Ｃ₁からＣ₁₅までのデータが順に記録されてい
る。また、Ｒ、Ｇ、Ｂ毎のコアリング処理部７０Ａ、７
０Ｂ、７０Ｃに関して、注目画素ａの画素値と空間フィ
ルタ６８Ａ、６８Ｂ、６８Ｃのフィルタ出力ａ' の値に
対応した出力画素値Ａが順に記録されている。

【００２７】演算部６４はＣＰＵ４０から入力した選択
信号の示す輪郭強調処理に対応したルックアップテーブ
ルをメモリ６６から読み出し、フィルタ係数を空間フィ
ルタ６８Ａ、６８Ｂ、６８Ｃにセットするとともに、コ
アリング処理部７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ部に入力値に対
する出力値のデータをセットし、上述したようなフィル
タ処理とコアリング処理を行い、輪郭強調信号を加算し
た画像信号を出力する。

【００２８】尚、演算部６４は、回路的に構成してもよ
いし、演算装置によってソフト的に上述した演算を行わ
せるようにしてもよい。以上の説明において、上記実施
の形態では簡易ヒストグラムからフイルム画像の濃度の
基準最小値及び基準最大値を求めるようにしたが、これ
に限らず基準最小値及び基準最大値を他の方法で求めて
もよい。

【００２９】また、上記実施の形態では、輪郭強調処理
を「通常」、「強」、「弱」の３通りに分類したが、こ
れに限らず更に細かく段階を設けてもよい。また、本発
明は上記実施の形態のフイルムスキャナに限らず、デジ
タルカメラ等の画像処理の場合も、光量が足りない暗い
被写体には、ノイズが多いため、上記実施の形態と同様
の処理が必要であり、このような装置にも適用できる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る輪郭強
調方法によれば、被写体画像の階調特性を検出し、この
検出した階調特性に基づいて輪郭強調信号の大きさを変
化させるようにしたため、画質劣化を引き起こすことな
く、画像の特徴に応じて適正な輪郭強調処理を行うこと
ができる。これにより、階調差の少ない眠い画像も、他
の画像を犠牲にすることなく、シャープネスの良い画像
に補正することができる。また、ノイズの多い画像であ
る場合も、ノイズを増大しないように補正することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明が適用されるフイルムスキャナ
の一実施の形態を示した構成図である。

【図２】図２は、基準最大値及び基準最小値の求め方を
説明するために用いたヒストグラムである。

【図３】図３は、輪郭補正処理部の一実施の形態を示し
た構成図である。

【図４】図４は、空間フィルタのフイルタ係数と画像デ
ータの配列を示した図である。

【図５】図５は、コアリング処理に使用する関数を示し
た図である。

【図６】図６は、メモリ６６に記録されたルックアップ
テーブルのデータ配列パターンを示した図である。

【符号の説明】

１０…光源１２…撮影レンズ１４…ＣＣＤラインセンサ１５…ＣＣＤ駆動回路１８…Ａ／Ｄコンバータ２０…デジタル信号処理回路２１、２２、２４…加算器２３、２６…乗算器２５…ベースＬＵＴ３１…モータ４０…中央処理装置（ＣＰＵ）４１…積算ブロック４２…アドレスデコーダ４３Ｒ〜４５Ｂ…レジスタ４６、４７、４８…マルチプレクサ５０…フイルムカートリッジ５２…ネガフイルム６２…輪郭強調処理部６４…演算部６６…メモリ６８Ａ、６８Ｂ、６８Ｃ…空間フィルタ７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ…コアリング処理部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を撮像して得られる画像信号に輪
郭強調信号を加算するようにした輪郭強調方法におい
て、被写体画像の階調特性を検出し、この検出した階調特性
に基づいて輪郭強調信号の大きさを変化させるようにし
たことを特徴とする輪郭強調方法。
【請求項２】前記画像信号から該画像信号の基準最大
値及び基準最小値を検出するとともに、該基準最大値及
び基準最小値との差又は比を算出し、前記差又は比が階調の豊富さを判断する基準値以下の場
合には、前記輪郭強調信号を通常より強くして加算する
ことを特徴とする請求項１の輪郭強調方法。
【請求項３】前記基準最大値が露光アンダーを判断す
るための基準値以下の場合には、前記輪郭強調信号を通
常より弱くして加算するようにしたことを特徴とする請
求項２の輪郭強調方法。