JPS62136966A - 画像信号処理方法 - 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） この発明は画像データの二値化処理を行うために最適な
閾値を設定するための画像信号処理方法に関する。

（従来の技術） 従来、画像読取装置として複写機とかファクシミリ機等
があり、最近では画像処理システムとして開発されたマ
イクロフィルム読取装置等がある。

マイ　ロフ　ルム１ 先ず、この発明の説明に先立ち従来提案されている画像
処理システムのマイクロフィルム読取装置につき説明す
る。

近年、情報量の増大に伴ない、種々の情報を記録した原
稿の量が飛躍的に増えてきている。この多量の原稿をコ
ンパクトなスペースに収納し、しかも、検索が容易に出
来るシステムが強く求められている。この要求を達成す
るためには、原稿に記録した情報を一旦圧縮して何等か
の手段に記録して保存することが必要である。その記録
手段としてマイクロフィルムとか、光ディスクが用いら
れている。マイクロフィルムは二次元の可視情報で記録
されており、長期保存性、法的証拠性、同一情報の多数
複製その他等の長所を有している。

また、光ディスクは多量の情報を記録出来ることはもと
より、情報の追加、更新をリアルタイムで実現出来また
ディジタル情報で記録しているため直接記録情報をコン
ピュータに接続してそのまま通信に利用することが出来
る等の長所を有している。

そこで、これら両者の長所を活すため、一旦例えば紙原
稿等のオリジナル原稿を一括して次々と撮影してマイク
ロフィルムを作成し、その後に、マイクロフィルムに記
録した情報と一緒に、将来検索が出来るようにするため
の検索情報を光ディスクに記録することが提案されてい
る。このように、オリジナル情報を検索情報と一緒に光
ディスクに記録しておけば、誰でも必要な時に記録情報
を読出してプリントアウトしたりマイクロフィルムを作
成したりすることが出来るし、直接ファクシミリ装置で
遠方へ伝送することも出来、従って情報の高度利用が図
れる。

第２図〜第４図は、このような目的で従来提案されてい
る、オリジナル原稿から光ディスクへ情報を書込むため
の画像処理システムのマイクロフィルム読取装置の一例
を説明するためのブロック図である。

先ず、この装置の全体的な概略を第２図につき説明する
。

このマイクロフィルム読取装置は文字、図面、コンピュ
ータメモリに記録されたディジタル情報などのオリジナ
ル画像情報をマイクロフィルム情報として一旦記録した
後、マイクロフィルム情報の中から所望な情報のみをマ
イクロフィルムスキャナで読取って光ディスクにファイ
ルするように構成されている。

第２図において１例えば紙原稿１０等のオリジナル画像
情報をマイクロフィルム撮影装置２０　（以下、単にカ
メラという）でマイクロフィルムに撮影した後１通常の
如く現像処理３ｏを行ってマイクロフィルム４０を作成
する。このマイクロフィルム４０には１６ｍｍロールマ
イクロフィルム４２．３５ｍｍロールマイクロフィルム
゛４４．マイクロフィッシュフィルム４８及びアパーチ
ャフィルム４８がある。

次に、このマイクロフィルム４ｏに記憶された画像情報
をマイクロフィルムスキャナｌｏｏで読取ってディジタ
ル画像情報ＰＳに変換し、このディジタル画像情報ＰＳ
と１．この画像の撮像順番との対応を取るための管理情
報とを次の光ディスク記録装ｆｉ２０Ｇに送り、そこで
この画像情報ＰＳを管理情報と共に光ディスク５０に格
納する。情報Ｐｓの読取りに当り、マイクロフィルム４
０を専用のキット１０２に装填して、所定の位置にセッ
トし、イメージセンサ１０４で装填されたマイクロフィ
ルム４０を走査し、また、所要に応じスクリーンｌＯ８
に画像を投影し１画像を見ながら、ディジタル変換を行
うことも出来る。また、光デイスク記録装置２００にお
いて光ディスク５０に画像情報ＰＳを記録するに当り、
スキャナ２０２で入力した画像情報ＰＳを読取ると共に
、ＣＲ７表示装置２０４で画像表示し、この表示画像を
見ながら、キーボード２０Ｂで画像内容や種類等を指示
するインデックス情報を入力して光ディスク５０に情報
の書込みを行っている。尚、このインデックス情報はマ
イクロフィルムスキャナ１００のスクリーン１０８に投
影された画像を見ながらキーボード２０６で入力しても
良い、このような入力作業は通常は一人のオペレータが
行うが、処理能力はいづれも約３０００頁／８時間であ
る。これがため、入力作業の高速化のため、パソコンシ
ステム６０を設けて作業を行っても良い、この場合、複
数台例えば２台のパソコン６２．６４を設置し、一方の
パソコン６２はマイクロフィルムスキャナ１００のスク
リーン１０ｆｌを見ながらキーボード８２ａでインデッ
クス情報を打込み、他方のパソコン８４には専用のマイ
クロフィルムリーダ　１００ａを別に設けてそのスクリ
ーン１０８ａを見ながら、キーボード２２ａでインデッ
クス情報を打込んでそれぞれのフロッピーディスク６８
及び６８に書込む、これらインデックス情報はこれらフ
ロッピーディスク６Ｂ及び６８を光デイスク記録装置２
００のフロッピディスク装置７０に装填してデータの読
出しを行うことによって、光ディスク５０に格納されて
いる画像情報に対応してインデックス情報をこれに書込
むことが出来る。

また、パソコン８２．８４で作成されたインデックス情
報をマイクロフィルムスキャナ１００に入力出来るよう
に構成し、マイクロフィルムスキャナ１００に検索機能
を持たせ、画像情報、管理情報と共にインデックス情報
を光デイスク記録装置２００に転送できるように構成す
ることも出来る。

マイクロッ　ルムスキ　すの１ 次に第３図を参照してマイクロフィルムスキャナ１００
の構成例につき説明する。

このマイクロスキャナ１００は主としてマイクロフィル
ムの画像情報を読取るための光学読取部１２０と、光学
読取部１２０の駆動部１４０と、光学読取部１２０から
の読取信号を光ディバイス記録装置２００へ送給するた
めの信号処理部１６０と、駆動部１４０及び信号処理部
１８０を制御するための制御部１８０とを具えている。

光学読取部１２０は、光源１２２２及びコンデンサレン
ズ１２２４を具える照明系１２２と、画像を歪ませない
ために例えば圧着ガラス１２４２ａ及び１２４２ｂでマ
イクロフィルム４０を挟持するためのマイクロフィルム
保持装置１２４と、投影レンズ１２θ２．結像レンズ１
２８４　、１２６Ｂ、ハーフミラ−１２８８及びスクリ
ーンｌＯＢを具える画像投影系１２Ｂと、マイクロフィ
ルム４０を照明光路中に送るための例えば送給及び巻取
リール１２８ａ及び１２８ｂと、マイクロフィルム４０
に付されているブリップマーク或いはコマ間の濃度差を
光学的に検出するためのマークセンサ１３０と、最適条
件で画像読取を行うためにマイクロフィルム４０の法度
情報を検出するための自動露光制御用のセンサ１３２と
、ハーフミラ−１２８８によってビームスブリットされ
て投影された光画像情報をイメージセンサ１０４で走査
し電気信号に変換するためのセンサ部１３４とを有して
いる。尚、この場合、マイクロ画像に縮小する前の原稿
サイズに拡大された画像を、拡大された画像のまま読み
採れるイメージセンサを用いた場合には、結像レンズ１
２８４，１２８Ｂを省略することができる。

駆動部１４０はマイクロフィルム４０のコマ送りを行う
ために、マークセンサ１３０からの信号に応じて供給及
び巻取リール１２８ａ及び１２８ｂを駆動するための駆
動制御部１４２と、イメージセンサ１０４に機械的に結
合されているスクリュー・ナツト機構１４４を駆動する
ためのモータ１４８を制御する駆動回路１５０とを具え
ている。このモータ１４８の回転によりイメージセンサ
１０４が光路面を走査することが出来る。

信号処理部１６０は駆動読取回路１８２　、線密度切換
回路１６４及びＲ３４２２データ線１８Ｂを具えている
。駆動読取回路１Ｂ２はセンサ１３２で測定されたフィ
ルム濃度情報を基にして画像読取を最適条件下で行うよ
うにイメージセンサ１０４を適九に合焦移動させると共
に、このイメージセンサ１０４が検出し光電変換された
画像情報を線密度切換回路１６４に送る。線密度切換回
路１６４は例えば１６６木／ｍ　ｍとか８木／　ｍ　ｍ
とかいった適当な任意の線密度で画像情報を送出し、こ
れをデータ線１８Ｂを経て光デイスク記録装置２００へ
送る。

制御部１８０はこれら駆動部１４０及び信号処理回路１
８０を制御するための回路であり、中央処理装置（ＣＰ
Ｕと称する）１８２と、ＣＰＵ１８２と光デイスク装置
２００との間で情報Ｃ５例えば管理情報１画像情報等の
やりとりを行う例えばＲ５２３２データ線１８４と、デ
ータ線１８４を経てＣＰＵ１８２にコマンドを伝送する
ためのパソコン１８６とを具え、さらに、キーボード１
８８の指令によりインタフェース１９０を経て駆動制御
部１４４及び駆動回路１５０を制御するとともに、ＣＰ
　Ｕ　１８２に他のコマンドを与えるように構成されて
いる。

デ　スフ・　メ 次に光デイスク記録装置につき説明する。

第４図は光デイスク記録装置２００の構成例を示すブロ
ック図であ゛る。

この装置２００においては、ＣＰＵ２１０　、　ＲＯＭ
２１２　、　ＲＡＭ２１４　、　ＣＰＵ２１０　、キー
ボード２１８、インタフェース２２０を具え、これらを
共通のパスライン２２２に接続しである。インタフェー
ス２２０はフロッピディスク装置７０或いはホスト側Ｃ
Ｐ　Ｕ　２２４に接続されている。

さらに、このＣＰＵ２２４にはパスライン２２８を通じ
て画像の編集や追加、削除、拡大縮小を行うだめのグラ
フィックプロセッサ２２８．スキャナ２０２及びマイク
ロフィルムスキャナ１００が接続されている。

これらはインタフェース２３０及びパスライン２３２を
介してフロッピディスク５０に対する書込み及び読出し
を制御する書込み読出し制御部２４０と駆動部２８０と
を具えている。

書込み読出し制御部２４０はディスクデータ制御部２４
２で画像情報の書込みと、ファイルされた画像情報の読
取りとを制御する。書込みは、マイクロフィルムスキャ
ナ１００、スキャナ２０２で読出された画像情報、管理
情報及びインデックス情報に応じて変調器２４４を介し
てレーザ駆動部２４６からレーザビームＬＢを発生する
ことによって行われる。

、また、光ディスク５０からの読出しは読取ヘッド２４
日に結合したセル２５０によって行われ、このセル２５
０で光学的にピックアップした情報をセルプロセッサ２
５２を経て復調器２５４で復調する。この場合、焦点機
構２５Ｂによってヘッド２４８の位置を光ディスク５０
のピットに焦点を合せ、セル２５０から正確な情報を読
取出来るように構成しである。

一方、駆動部２８０はセクタ制御系及びクロスフィード
制御系とに分れており、セクター制御系はセクター制御
部２６２によって管理され、クロスフィード制御系はク
ロスフィード制御部２７２によって管理されている。セ
クター制御部２８２は駆動部２６４を介してスピンドル
モータ２８８を制御し、実際の制御位置はセクターホイ
ール２６８及びセクターパルス計数部２７０によって検
出され、この検出データをセクター制御部２８２にフィ
ードバックすることによってセクターの指令位置に制御
する。

クロスフィード制御部２７２は駆動部２７４を介してリ
ニアモータ２７６を制御し、その制御位置はモアレ１ｔ
４２７Ｂ及びグレーティング装置２８０によって検出さ
れ、その検出データをクロスフィード制御部２７２にフ
ィードバックすることによってクロスフィードの指令位
置に制御する。

このような従来提案されたマイクロフィルム読取装置を
用いれば、既存のマイクロフィルム化された情報はもと
よりマイクロフィルム化されていない情報を初め、将来
得られる情報のうち光ディスクにファイルするのに適し
た情報をマイクロフィルム化して保管し、また、保管し
た情報を検索してオンラインで利用することが出来る。

ところで、上述したようなマイクロフィルム読取装置で
は、第５図に示すように、光源１２２２からの照明光で
マイクロリーダの露光台１３４２に形成されたマイクロ
フィルム４０の投影画像（画素マトリックスを形成して
いる）を−次元イメージ−センサ１０４で、センサアレ
イ方向の主走査方向（Ｘ方向）と、センサの機械的駆動
方向である副走査方向（Ｙ方向）とを走査して読取って
いる。この読取りによってセンサから画素毎に時系列的
に映像データ（画像信号）が得られ、この映像データは
二値化され、後処理用として出力される。

（発明が解決しようとする問題点） この画像信号の二値化に当り、二値化のための閾値レベ
ルを決定する必要がある。従来の閾値レベル設定方法を
マイクロフィルム読取装置に適用する場合には、この画
像信号を得る走査とは別個に投影画像に対し平均測光を
行ってフィルム濃度を検出し、この平均測光で得られた
濃度値から閾値レベルを決定することとなる。

しかしながら、平均測光の場合であると、投影画一全体
の例えば１／４とかというある程度広い画面に亙る範囲
の濃度分布を平均測光するのであるから、例えば測光範
囲に広く抜けている部分があると、測定した濃度値がこ
の抜けている部分の濃度値側にシフトしてしまい、必ず
しもフィルム濃度を正確に反映していないといえる。

従って、従来の平均測光方法を適用すると、二値化のた
めの閾値レベルを正確に求めることが出来無いという問
題点があった。

また、閾値レベルを手動調整して設定する方法もあるが
、フィルムによってバックグランドレベルが大幅に変動
しており、これがため適切な閾値レベルの調整が困難で
あった。

従って、この発明の目的は画像をイメージセンサで読取
って得られた映像データを正確に適切に自動的に二値化
を図るため画像処理方法を提供することにある。

Ｃ問題点を解決するための手段） この目的の達成のため、この出願の第一の発明の画像信
号処理方法においては、 画像データの二値化処理を行うために最適な閾値を設定
するに当り、 読取るべきネガフィルムの投影画像をイメージセンサで
走査して得られた前記画像データの出力を平滑し、平滑
して得られた出力分布から最小値を求め、この最小値か
ら画像データのバックグランド濃度を求め、このバック
グランド濃度に応じた二値化のための最適閾値を設定す
ることを特徴とする。

この発明の実施に当り、二値化にための最適値をバック
グランド濃度値と関連させて予めテーブルメモリに記憶
させ、このバックグランド濃度値に応じて、最適閾値を
読出すように構成するのが好適である。

さらに、この出願の第二発明の画像信号読取方法によれ
ば、 画像データの二値化処理を行うために最適な閾値を設定
するに当り、 読取るべきポジフィルムの投影画像をイメージセンサで
走査して得られた画像データの出力分布から出力の最大
値を求め、この最大値から画像データの、閾値設定のた
めのバックグランド濃度を求め、このバックグランド濃
度に応じた二値化のための最適閾値を設定することを特
徴とする。

この発明の実施に当り、二値化のための最適値をバック
グランド濃度値と関連させた予めテーブルメモリに記憶
させ、このバックグランド濃度値に応じて、最適閾値を
読出すようにａ成するのが好適である。

（作用） このように、この発明によれば、イメージセンサからの
読取画像データの出力の最小値又は最大値をバックグラ
ンド濃度としているので、このバックグランド濃度を正
確にかつ迅速に測定出来ると共に、このバックグランド
濃度から適切な二値化の閾値を設定することが出来る。

（実施例） 以下、図面を参照して、この発明に係わる画像データの
バックグランド濃度測定を行う画像信号処理方法の実施
例を第３図に示したマイクロフィルムスキャナに適用し
た場合につき説明する。また、以下の実施例では一例と
して主としてネガフィルムに関して説明するがポジフィ
ルムについても適用出来ること明らかである。

第１図はこの発明の説明に供するブロック線図で、この
図は第３図のセンサ部１３４．駆動読取部１８２、駆動
回路夏５０．モータ１４８及び制御部１８０に対応する
部分を示す。

第１図において、−次元イメージセンサ１０４によって
、マイクロフィルムの投影画像３００を主走査方向Ｘに
電気的に及び副走査方向Ｙに機械的に走査する。

センサ１０４から読取った画素毎に順次の時系列映像デ
ータを増幅器３１０を経てシェーディング補正回路３２
０に送り、ここで再生画像の画質を良質にするために映
像データの二次元シェーディングの補正を行う、シェー
ディング補正された映像データを二値化回路３４０で二
値化した後インタフェース回路３８０を経て後段の線密
度切換回路（第３図に１６４で示す）等の他の所要の処
理回蕗に出力させる。尚、この二次元シェーディング補
正は本出願人に係る先の出願に開示した方法で実施する
ことが出来かつこの発明の要旨ではないので、ここでは
その説明を省略する。

この発明においては、シェーディング補正回路３２０に
おいてシェーディング補正されて得られた画像データに
つき二値化回路３４０で二値化のための種々の画像信号
処理を行う、二値化のための処理方法としては以下の説
明からも明らかとなるように種々の方法があり、ネガフ
ィルムの場合につきこれら二値化のための画像信号処理
につき説明する。

二　　　ためのフ　ルム＊　１　　び　　＝濃度測定 先ず、二値化の一つの方法として第６図に示す方法があ
る。この方法では、このシェーディング補正された画像
データからフィルム濃度を検出し、このフィルム濃度か
ら一定の閾値レベルを設定し１画像データと、この閾値
レベルとを比較して自動的に二値化を行う方法である。

この場合につき説明する。

二値化を行うための閾値を設定する際にフィルムのバッ
クグランドの影響が出ないようにするため、フィルム濃
度を知る必要がある。

既に説明したように、投影画像の平均測光を行うと、ず
ぬけ部分が非常に広い範囲で存在する画像であると、濃
度平均値が一気にずぬけ側の濃度にシフトしてしまい、
これがため１文字等の情報の部分がほとんど飛んでしま
って出なくなり、正確に元の画像情報を反映しなくなる
。これは、平均測光では例えば５ｃｍ四方というような
広い債域にわたる平均測光を行っていることに起因する
。

これに対し、イメージセンサ１０４は投影画像の例えば
１７８ｍｍ四方という非常に狭い領域毎に情報を読取っ
て画像データを送出すのであるから、得られた画像デー
タの出力からフィルム濃度測定を行えば平均測光の場合
よりも遥に忠実な濃度を測定することが出来る。

これがため、この発明ではイメージセンサ１０４かち得
られシェーディング補正等のある程度の補正が済んでい
る画像データの出力を用いて濃度測定を行う、ここで画
像データの出力の大きさと濃度とは一対一の関係にある
ので、以下の説明において画像データの出力の大きさを
単に濃度と称する場合もある。

ところで、この補正済みの画像データは、例えば、第７
図（Ａ）に横軸に時間を取り及び縦軸に出力レベルを取
って示した出力分布曲線からも明らかなように、文字等
の情報部分で光が通り抜けている部分Ａ１及びＡ２と、
バックグランドＢとから成っている。しかし、この補正
済み画像データであってもゴミやキズ等があると１例え
ばＣ１及びＣ２で示すように、一部分だけ光が抜けない
で出力（濃度に対応する）が急峻に落ている部分があり
、また、バックグランドの雑音が完全に除去されておら
ず著しくノイジイーとなっている。

従って、このようなゴミやキズ等に起因する雑音の影響
が出ないように閾値レベルを設定するためにはバックグ
ランドの濃度レベルを知る必要がある。

従って、このような画像データに含まれているゴミ、キ
ズ及びバックグランドの雑音成分等をローパスフィルタ
（Ｌ　Ｐ　Ｆ）によって平滑し、平滑された画像データ
の出力分布から出力の最小値（ミニマムレベル）を決定
してやれば、この最小値からこれに対応する濃度を決定
し、この濃度に適した閾値レベルを設定することが出来
、従って、元の画像情報に忠実な、二値化のための閾値
レベルを設定することが出来る。ポジフィルムの場合に
は、出力の最大値（ピークレベル）を測定すれば対応す
る濃度値を求めることが出来る。

第６図は上述したようなフィルム濃度を測定して閾値レ
ベルを決定し、この閾値レベルによって画像データの二
値化を図る方法を説明するための画像処理装置の一例を
示すブロック図である。第６図において６００はフィル
ム濃度測定部（画像データの出力測定部）であり、６０
２は二値化用閾値を設定するための中央処理装置（ＣＰ
　Ｕ）、６０４は二値化するための比較器である。尚、
このＣＰ　Ｕ　６０２は制御部１８０のＣＰ　Ｕ　１８
２と兼用しても良い、このフィルム濃度測定部６００は
ローパスフィルタ６０Ｂ及びマルチプレクサ（ＭＰＸ）
　８１０を具えている。

次に動作につき説明する。今、第７図（Ａ）に示すよう
な出力（０度）分布を有するーライン分のディジタル画
像データがローパスフィルタ８０８に入力すると、平滑
されて第７図（Ｂ）に横軸に時間及び縦軸に出力レベル
を取って示した出力分布を有する画像データとして出力
される。

この画像データはゴミ、キズ及びバックグランドの雑音
成分が平滑されており、これをミニマムホールド回路で
最小値りを探し出してホールドし、マルチプレクサ８１
０を第３図の制御部１８０のＣＰ　Ｕ　１Ｂ２からの選
択信号で切換えて、次段のＣＰ　Ｕ　８０２へ送出する
。

この出力の最小値りは走査される一画面中の一ラインに
ついて一点求めるだけでも良いが１例えば、この最小値
りがゴミとかキズとかに基づく最小値であると必ずしも
適切な最小値とならない場合があるので、一画面につき
数本例えば四本のラインについてそれぞれ一点を求め、
それらの平均値を最小値として求めても良い、どのライ
ンの最小値をホールドするかは第３図に示した制御部１
８０のＣＰ　Ｕ　１８２からの制御信号で制御すること
が出来る。

また、これらの平均最小値はＣＰＵ８０２で算出するよ
うに構成することが出来る。この場合には、ＣＰＵ８０
２に、例えば、各ライン毎に求めた下限値を取り込んで
記憶するメモリと、このメモリから各最小値を読み出し
て平均値を算出する平均最小値算出手段と、この手続を
行わせるに適したその他の所要の手段を設けることが出
来る。

このよにして得られた最小値をＣＰＵ６０２に送る。こ
のＣＰＵ８０２はこの最小値に対応する濃度値が予め記
憶されていて、最小値の入力によって対応する濃度値を
読出せると共に、後述するように、この読出された濃度
値からこの濃度値に最適な閾値レベルを出力して比較器
６０４に供給出来るように構成する。また、最小値から
直接閾値を出力するように構成することも出来る。

第８ｒＩ！Ｊは、このようにして求めたフィルムバック
グランド濃度（横軸）と、ローパスフィルタＢ０６を通
過した画像データの出力の最小値（縦軸）との関係（曲
線Ｉ）及び後述する二値化の閾値との関係（曲線■）を
それぞれ示す特性図である。

第８図はテストフィルムのすぬけ部での、Ａ／Ｄ変換後
の出力をＦＦＨ（但し、Ｈは１６進数であることを示す
）とした場合の実験結果を示す。図中左側の縦軸はフィ
ルタ６０Ｂの通過後の画像データ出力の最小値りを取っ
て示してあり、横軸のバックグランド濃度の１．０はコ
ントラストが最適となる濃度であり、これより値が大き
くなるに従って濃度が高くなり、逆に小さくなると濃度
が低くなる。

図示の曲線Ｉからも明らかなように、最小値とフィルム
濃度とは一対一の関係にあり、従って、最小値とフィル
ム濃度との関係を予めテーブルメモリ°８１８、例えば
テーブルＲＡＭ或いはテーブルＲＯＭ等の所要に応じた
好適なメモリに格納しておけば、前述したように測定さ
れた最小値がＣＰＵ　８０２に入力された時、この最小
値に対応するバックグランド濃度値の下限値を読出して
知ることが出来る。

履ｊ］−二基Ｊと１丈 ところで、第８図において、右側の縦軸は二値化のため
の閾値を任意の単位で取って示しである。第８図はバッ
クグランド濃度と、二値化に最適な閾値との関係を示し
ている。この図から理解出来るように、フィルム濃度を
例えば０．５〜１．５程度まで変えると、最適な画像を
得る二値化閾値は広い範囲にわたって変化する。従って
、このバックグランド濃度と閾値との関係を用いて手動
操作により二値化閾値を設定しようとすると、閾値の調
整範囲が狭い領域では、少しでも調整がずれると再生画
像にバックグランドが全部出て真っ黒となったり、或い
は、情報が全部飛んでしまう、このように、一枚のフィ
ルムに対する最適閾値の設定はかなり微細に行わねばな
らならず、調整が著しく困難である。

そこで、自動的に二値化閾値レベルを設定出来るように
するため、この濃度（出力）最小値りかう／＜ツクグラ
ンドＢを除去出来るような値だけレベルシフトを行って
閾値レベルＴＨを設定し、一対一の関係でバックグラン
ドと最適な閾値との関係を予め設定しておけば、画像中
の情報部分のＡ、及びＡ２とバックグランドＢとを適切
に二値化することが出来る（第７図（Ｂ））。

この閾値レベルの設定は、前述したＣ　Ｐ　Ｕ　［１０
２のテーブルメモリ６１６に予め表にして濃度最小値と
対応付けて書込んで行う。例えば１画像データの出力が
２０Ｈであるとすると、これに対応する閾値レベルは５
ＡＨとするように設定する。尚、この場合のシフト量は
所要に応じて任意好適な量として設定出来る。

このようにすれば、読取るべきフィルム一枚毎に画像デ
ータ出力すなわちバックグランド濃度を測定し、その値
から二値化するための最適閾値レベルを自動的に設定し
、この閾値をＣＰ　０８０２のテーブルメモリ６１６か
ら比較器１１１０４へ出力させることが出来る。

このように構成すれば、自動的に正確にしかも迅速に画
像データの二値化を行うことが出来る。

又、上述の実施例をネガフィルムにつき説明したが、ポ
ジフィルムの場合には、画像データ出力の最大値を保持
し、この最大値に対応した最適閾値をテーブルメモリ６
１６に設定しておくことにより、前述と同様にして二値
化閾値を自動設定することが出来る。

尚、第８図に示した回路はディジタル信号で処理するよ
うに構成したが、アナログ信号で処理するように構成す
ることも出来る。この場合にはテーブルメモリは必要と
しない。

−５，１）のコントラスト　　めるためのニ　ヒ■ 上述した二値化処理では画像周波数が高周波となったと
きに正確に二値化を行い得ない恐れがある。

一般に知られているように、画像の周波数成分が高くな
ると、低周波数成分にくらべて白及び黒の出力差が小さ
くなるためコントラストが低くなる。例えば、第９図に
横軸に時間及び縦軸に出力レベルを取って示した画像デ
ータ波形のように、低周波数領域では信号Ａ３とバック
グランドＢとのが明確にコントラスト差が出ているが、
高周波領域では信号Ａ４と〈（ツクグランドＢとの間の
コントラスト差は著しく低下しいわゆる画像のボケが生
じる。従って、例えば前述したように求めた閾値レベル
ＴＨであっても、高周波領域では画像データの正確な二
値化が期待出来ない恐れがある。

この画像のボケの影響を除去して二値化を正確に行う方
法として、この発明では第１０図（Ａ）〜（Ｃ）に示す
ような主として三通りの方法が考えられる。

第一の方法は、画像データに対レポヶ修正回路７００で
ボケ修正を行い、閾値レベルとしては前述したようにし
て得られた一定の二値化閾値レベルＴＨ又はその他の適
切な閾値レベルを用いて、比較器７２０で比較を行う。

第二の方法は、第１０図（Ｂ）に示すように、二値化さ
れるべき画像データはそのまま比較器７２０の一方の入
力端子に送り、一方において、この画像データを平滑回
路７２２、圧縮回路７２６及びレベルシフト回路７３０
を経て二値化のための最適閾値レベルＴＨ，を形成し、
この閾値レベルを比較器７２０に他方に入力端子に送り
、そこで二値化を行う方法である。

第三の方法は第−及び第二の方法を同時に行う方法で、
二値化されるべき画像データはボケ修正回路７００を経
て、また、閾値レベルはこの画像データを平滑回路７２
２、圧縮回路７２６及びレベルシフト回路７３０を経て
、それぞれ比較器７２０に供給して二値化を行う。

以下、これら二値化の方法をディジタル処理で行う場合
につき説明する。また、前述と同様に一例としてネガフ
ィルムの投影画像をイメージセンサで二次元走査して得
られた画像データに関しての画像処理として説明する。

く第一の方法〉 この画像のボケを除去するには高周波成分を強調すれば
良く、その方法として高域強調フィルタ例えば既知のア
ンシャープマスク（Ｕｎｓｈａｒｐ　Ｍａｓｋ以下、単
にマスクＵＳと称する）を用いて行うことが出来る（文
献：光と画像の基礎光学（電気学会刊参照）。

第１１図（Ａ）は第１θ図（Ａ）に対応する回路ブロッ
ク図で、ボケ修正回路７００としてマスクＵＳを用いた
場合の回路ブロックを詳細に示した図である。

マスクＵＳは、画像のボケが濃度の一様な領域間のエツ
ジに現われることに着目し、濃度の傾斜を急峻にしよう
とするものである。このマスクＵＳによれば、画像空間
を中心画素が現われる奇数マトリックスと考えたとき、
中心画素に対応する画素データを強調して出力する０例
えば、今、−例として、イメージセンサ１０４を２０４
８画素とし、各ラインを主走査して各ライン毎に画素の
読み取り順次にデータをそれぞれのラインメモリにメモ
リさせる。１画素が１ノ、（イト（ｂｙｔｅ）であるな
らば、このラインメモリは２０４８バイトのラインメモ
リである。各ラインメモリを並列に設け、第１１図（Ｂ
）に示すように３×３マトリツクスの９画素に対応する
データを同時に読み出して中心画素のデータを強調する
場合を考える。このマトリックスの中心画素データをｅ
として図示のように画素データａ−ｉが配列していると
すると、中心画素に対応する強調画素データＥは Ｅ＝５ｅ−（ｂ＋ａ＋ｈ＋ｆ）　　　　（１）で与えら
れる。

従って、マスクＵＳとしては１画像データのうち３Ｘ３
マトリツクスの９画素に対応する画素データを並列に読
み出して、これら画素データを（１）式の乗算（５ｅ）
、加算（ｂ＋ｄ＋ｈ＋ｆ）及びこれらの減算を行うこと
が出来るように構成すれば強調された出力Ｅを得ること
が出来る。

第１１図（Ａ）に示すボケ修正回路７００では、ｎ×ｎ
（ｎは３より大なる奇数）マトリックスを用いて構成す
ることも出来るが、以下、マスクＵＳを３×３マトリツ
クスとして構成した例につき詳述する。

第１１図（Ａ）に示すボケ修正回路７００はマトリック
スメモリ部７０２と５乗算回路７０８と、加算回路７１
０と、引算回路７１２とを具えている。

マトリックスメモリ部７０２はラインメモリ部７０３と
、このラインメモリ部７０２に対する画素データの書き
込み及び読み取りを制御部１８０のＣＰ　Ｕ　１８２か
らの制御信号によって実行させるためのアドレスカウン
タ７０４と、９画素のデータを並列出力させるためのラ
ッチ部７０Ｂとを具えている。

さらに、このラインメモリ部７０３はイメージセンサ１
０４の画素数（ｌラインのドツト数、この例では２０４
８画素）のラインメモリを三組（それぞれＭｌ、Ｍ２、
Ｍ３とし、７０３ａ、７０３ｂ、７０３ｃテ示す）並列
に配置し、各ライン毎に読取った画像データを書込制御
部７０３ｄで制御して一ライン毎にいづれか一つのライ
ンメモリに巡回的に書込む。今、ラインメモリＭｌに二
つ前のラインの画像データｊ−２が書込まれており、ラ
インメモリＭ２には一つ前の画像データｊ−１が書込ま
れていて、現在はラインメモリＭ３に画像データｊを書
込中でデータを更新しつつあるとする。一方、このライ
ンメモリＭ１、Ｍ２．Ｍ３のうち、現在書込型でないラ
インメモリの画像データｊ−１及びｊ−２を、読出セレ
クタ７０３ｅで制御して、書込みと同期して並列的に読
出す、この時点ではラインメモリＭ１．Ｍ２から同時に
読出しを行い、読出した画素データをラッチ回路？０３
ｇ、７０３ｈを経て次段のラッチ部７０６に送る。これ
と同時に、現在書込中の画像データｊを別経路でラッチ
回路７０３ｆを経てラッチ部７０８に直接送る。

このラッチ部７０８は各ラインに対し二段のラッチ回路
７０８ａ、７０８　ｂ　；７０８ｃ、７０６ｄ；７０１
３ｅ、７０８Ｆを設け、その前後の、全部で三箇所から
出力を同時に取り出せるように構成しである。今、ライ
ンメモリＭ２から読出された画像データｊ−２の順次の
三個の画素データをａ、ｂ、ｃとし、同様にラインメモ
リＭ１からの画像データｊ−１の順次の画素データをｄ
、ｅ、ｆとし、現在書込中の画像データｊの画素データ
をｇ、ｈ、ｉとすると、ラッチ部７０Ｂはこれら画素デ
ータａ−ｉ（３Ｘ３マトリツクスの９画素に対応する９
個のデータ）を時間的に同時に読出して並列的に出力さ
せるよに構成しである。

尚、このラインメモリ部７０３において、ラッチ回路７
０３ｆ　〜７０３ｈはラインメモリ７０３ａ　〜７０３
ｃの読出し速度との関係で、読出しのタイミングを合せ
るために所要に応じて設けたものであり、省略しても良
い。

次に、このようにして読出された画素データａ〜ｉのう
ち１画素データｅは（１）式の乗算（５×ｅ）を実施す
る乗算回路７０８に送る。他方、画素データｂ、ｄ、ｆ
、ｈを（１）式の加算演算を行うため、加算回路７１０
にそれぞれ供給する。これら乗算回路７０８及び加算回
路７１０で演算された出力を引算回路７１２にそれぞれ
供給し、そこで（１）式の引算を行い、その結果、（１
）式で与えられるような強調された画素データＥを得る
。このような処理をボケ画像の画像データに対して行い
、強調されたこれら画素データを二値化されるべき画像
データとして比較器７２０に供給する。

このマスクＵＳを経て強調された画像データは第１１図
（Ｃ）に横軸に時間及び縦軸に出力レベルで示した画像
データ波形図からも理解出来るように信号Ａ４　　（第
９図）が強調された信号（白）Ａｓの出力レベルが上り
、バックグランド（黒）Ｂ（第９図）が強調されたバッ
クグランドＢ１の出力レベルが下ってコントラスト差が
充分に現われる。

従って、この第一の方法によれば、従来方法では二値化
出来ずに白レベルとして飛んでしまうような著しく細か
いパターンの画像データを、上述したような二値化に最
適な一定の閾値レベルＴＨ又は公知の方法で得られた一
定の閾値レベルで、正確かつ適切に二値化することが出
来、従って解像度が上る。

く第二の方法〉 この方法は、シェーディング補正回路（第１図の３２０
）から送られてきたボケ画像を有する画像データをその
まま比較器７２０に供給する代わりに、閾値レベルを上
述した方法とは別の方法で設定して正確に二値化を行お
うとするものである。

従って、この方法では、画像データを一旦平滑した後、
圧縮し、然る後、この圧縮された信号のレベルシルトを
行って当該画像データの二値化のための最適閾値レベル
を形成し高画質の再生画像を得ようとする方法である。

第１２図（Ａ）は第１０図ＣＢ）に対応するブロック図
であり、平滑回路７２２として既知のメディアンフィル
タを用いる構造である。この実施例につき説明する。こ
のメディアンフィルタ自体については前述した文献：　
「光と画像の基礎光学（電気学会列）」に開示されてい
るので、詳細な説明は省略する。

このメディアンフィルタ７２４は低域フィルタであり、
このフィルタは既に知られているように、これをｎＸｎ
例えば３Ｘ３マトリツクスフイルタとして構成すると、
９個の画素データａ−ｔの濃度値（出力レベル）を小さ
い順に並べて小さい方から５番目（中央）の濃度値を出
力とするように構成してあり、よって濃度の一様な領域
間のエツジでのボケの少ない画素データを出力し低周波
の信号の平滑化を図ることが出来る。従って、このメデ
ィアンフィルタ７２４を使用すると、画像データのバッ
クグランドレベルがゴミとかイメージセンサのバラツキ
その他の原因によって多少変動したとしても、その変動
を除去した平滑な信号を得ることが出来る。

このメディアンフィルタ７２４に画素データを入力させ
るため、この平滑回路７２２は第一の方法の実施例（第
１１図）で説明したと同様な構成の画素データを並列に
読み出すためのマトリックスメモリ部７０２．　（ライ
ンメモリ部７０３、ラッチ部７０Ｂ、アドレスカウンタ
７０４）を持っており、これらの回路成分については前
述と同一の動作をするので同一の符号を付して示し、そ
れらの重複説明を省略する。

この実施例においても、あるラインの画像データｊが平
滑回路７２２に入力するとする。前述と同様に、二つ前
のラインの画像データｊ−２、一つ前の画像データｊ−
１及び現在のラインの画像データｊのそれぞれの順次の
三個の画素データａ〜ｉが同時に並列に読み出されてメ
ディアンフィルタ７２４に９個の画素データａ−ｉとし
て並列に供給される。このメディアンフィルタ７２４か
ら得られた画像データはバックグランドの雑音が除去さ
れた信号となっている。この平滑された画像データを第
１２図（Ｂ）に示す、同図は横軸に時間及び縦軸に出力
レベルを取って示した信号波形図であり、平滑されたバ
ックグランドをＢ３で示す。

次に、このようにして平滑された画像データにを圧縮回
路７２Ｂで圧縮して出力させ、この圧縮された信号のレ
ベルをレベルシフト回路７３０で下限レベル（バックグ
ランドレベル）よりも上側のレベルとなるようにシフト
させて高周波成分の画像データの二値化を適切に行うこ
とが出来る閾値レベルを形成する。このようにすれば、
二値化すべき画像データから閾値レベルを得ることが出
来る。この場合の圧縮の程度及びシフト量は画像データ
の出力レベルに応じて適切に行うが、圧縮前の画像デー
タの出力の最小ピークとバックグランドレベルとの間の
出力差を１００％とした時、閾値レベルが最小ピークに
対して３０〜９５％好ましくは８０〜９０％となるよう
に設定する。また、この場合、圧縮された信号自体をそ
のまま閾値レベルとして使用出来ないのは、この信号が
バックグランドとほぼ同一のレベルとなっていて区別出
来ないからである。

第１２図（Ｃ）は圧縮されて出力された信号波形を示す
図で、横軸に時間及び縦軸に出力レベルを取って示しで
ある。同図において信号Ａ３に対応する部分をＡ６及び
Ａ４に対応する部分をＡ？としてそれぞれ示し、バック
グランドレベルをり。

で示す、また、第１２図（Ｄ）はレベルシフト後の信号
波形を示す図で、レベルＬ１から一定のシフト量だけシ
フトしたバックグランドレベルＬ２となっている。

この圧縮回路７２６では画像データに適当な係数を乗算
して圧縮信号を得ることも出来るし、好ましくは１画像
データの出力に応じて予めテーブルメモリ７３２例えば
テーブルＲＡＭに対応する圧縮された信号値レベルを書
き込んでおき、入力した信号に応じた適切な圧縮信号を
出力させるように構成する。また、シフト回路７３０で
のシフト量も予め圧縮信号の出力レベルに応じた適切な
シフト量をテーブルメモリ７３４例えばテーブルＲＡＭ
に書き込んでおき、入力レベルに応じて読み出して適切
な閾値レベルＴＨ，として出力出来るように構成するの
が好適である。しかし、これらの構成は設計に応じて適
切に変形することが出来る。

尚、ここで用いるテーブルメモリは制御部１８０のＣＰ
　Ｕ　１８２のメモリを用いても良いし、別個に設けて
も良い。

このようにして設定された閾値レベルと、画像データと
を比較器７２０に送り、当該画像データの二値化を行う
。この場合の信号波形の関係を第１２図（Ｅ）に示す０
図中二値化されるべき画像データを実線■で示し、閾値
レベルを破線■で示す。

このように、この実施例では、二値化されるべき画像デ
ータ自体から二値化閾値を設定するのであるから１画像
データのバックグランドが変動するような場合であって
も、閾値レベルを簡単に設定出来ると共に、正確に二値
化することが出来る。

く第三の方法〉 第１３図（Ａ）はこの発明の二値化のための画像信号処
理方法の第三の方法を説明するためのブロック線図であ
る。この実施例は、第−及び第二の方法を組み合わせた
方法であり、従って、第１１図（Ａ）及び第１２図（Ａ
）に示した回路構成を含んだ構成となっている。但し１
画素データを並列に読み出すためのマトリックスメモリ
部７０２．　（ラインメモリ部７０３、ラッチ部７０６
．アドレスカウンタ７０４）はボケ修正回路７００及び
平滑回路７２２とに共通であるので、それぞれに別個に
設ける必要はなく一つを共用すれば良い。

従って、この第三の方法では、例えば第９図に示すよう
な波形の二値化されるべき画像データは第二の方法と同
様にしてボケ修正回路７００で高周波成分が強調された
信号となり（第１１図（Ｃ）参照）、一方、当該画像デ
ータから平滑回路７２２、圧縮回路７２６及びレベルシ
フト回路７３０を経て得て得られた閾値レベル（第１２
図（１１）参照）を比較器７２０に供給出来る構成とな
っている。

従って１両信号は比較器７２０において、第１３図（Ｂ
）に示すように、比較されて二値化信号を供給する。

この第三の方法によれば、細かい、高周波成分の画像を
一層正確に高分解度で二値化することが出来る。

上述した第一から第三までの二値化処理方法で説明した
画像データの処理は一ライン毎につき行うことが出来る
が、比較器７２０で二値化を行う際に、数本のラインに
ついて平均的なボケ修正信号及び又は閾値レベルを算出
して行うの好適である０例えばこの平均値の算出回路（
図示せず）を比較器７２０に設け、制御部１８０のＣＰ
Ｕ１８２から制御しながら行うように構成することが出
来る。

このようにして得られた二値化信号はインタフェース２
６０（第１図）から次の処理のために出力される。

この発明は上述した実施例の構成にのみ限定されるもの
ではないこと明らかである。

例えば、上述した実施例ではネガフィルムを対象として
説明したが、同様にポジフィルムに対しても僅かな適当
な変更を加えるだけで適用することが出来る。

また、各回路の構成は設計に応じて他の任意好適な構成
とすることが出来る。また、上述した実施例では、ディ
ジタル処理を中心として説明したが、所要に応じ回路構
成の全て又は一部分をアナログ回路で置換して構成して
処理を行わせることも出来る。

さらに、上述した実施例の回路構成では、制御部１８０
のＣＰ　Ｕ　１８２からの例えばアドレス線、バス、そ
の他の制御ラインは省略して示しである。

また、この発明の実施例をマイクロフィルム読取装置に
適用した例、につき説明したが、画像イメージセンサで
二次元走査して読取ってディジタル信号化する装置を具
えるどのような種類の装置４４にでも適用することが出
来る。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明の二値化
処理のための最適閾値に係る画像信号処理方法によれば
、イメージセンサを用いて得られた画像データを平滑し
、平滑信号からバックグランドの最小値又は最大値を決
定し、この最小値又は最大値から対応するフィルム濃度
を決定し、得られたバックグランド濃度を基準にして最
適閾値を設定するのであるから、バックグランド濃度が
変化しても、従来の二値化閾値の設定よりも簡単でしか
も効率的に適確に二値化閾値の自動設定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の画像信号処理方法を説明するための
ブロック図、 第２図はこの発明が適用されるマイクロフィルム読取装
置を示す概略図、 第３図は第２図の構成部分であるマイクロフィルムスキ
ャナの説明図、 第４図は第２図の構成部分である光デイスク記録装置の
説明図。 第５図はイメージセンサの画像に対する二次元走査を説
明するための説明図。 第６図は二値化回路の一例を説明するための、主として
フィルム濃度測定及び閾値レベル設定するための回路部
分を示すブロック図、 第７図はこの発明の説明に供する信号波形図。 第８図はフィルム濃度と、ローパスフィルタを通過した
信号の最小値及び二値化レベルとの関係を示す図、 第９図はこの発明の説明に供する入力画像データの一例
を示す信号波形図、 第１０図は画像の高周波成分に対しても正確に二値化出
来るように構成した、この発明による三通りの二値化の
方法を説明するためのブロック図、第１１図は第１０図
の第一の二値化の方法を説明するための説明図、 第１２図は第１０図の第二の二値化の方法を説明するた
めの説明図。 第１３図は第１０図の第三の二値化の方法を説明するた
めの説明図である。 １００・・・　マイクロフィルムスキャナ１０４・・・
イメージセンサ、１３４・・・センサ部１４８・・・モ
ータ、１５０・・・駆動回路ＩＥｉ２・・・駆動読取回
路、　１８０・・・制御部３００・・・投影画像 ３２０・・・シェーディング補正回路 ３４０・・・二値化回路、　　３６０・・・インタフェ
ース部６００・・・フィルム濃度測定部 ６０２・・・閾値設定用ＣＰＵ ８０４　、７２０・・・比較器、 ６０６・・・ローパスフィルタ ６１０・・・マルチプレクサ ８１２・・・ミニマムホールド回路 ６１４・・・ピークホールド回路 ８１［１、７２８、７３２、７３４・・・テーブルメモ
リ７００・・・ボケ修正回路 ７０２・・・マトリックスメモリ部 ７０３・・・ラインメモリ部 ７０３ａ〜７０３ｃ・・・ラインメモリ７０３ｄ・・・
書込制御部、　　７０３ｅ・・・読出セレクタ７０３ｆ
　〜７０３ｈ、７０Ｅｌａ〜７０８ｅ−ラッチ回路７０
６・・・ラッチ部、　　　７０Ｂ・・・乗算回路７１０
・・・加算回路、　　　７１２・・・引算回路７２２・
・・平滑回路 ７２４・・・メディアンフィルタ ７２６・・・圧縮回路 ７３０・・・レベルシフト回路。 特許出願人　　富士写真フィルム株式会社ト ごの、４６日月の画イ救イ名号刈２里方う天の“＄愛２
日月図第１図 時間 シエーテ１シγ才に正４表の出力４ｓ号流形図吟聞 ＬＰＦ性のニガ４言号渡形図 第７図 ｔ　Ｐ　Ｆ　、ａＡｔ＆＊　ｈ　４％　ｒ−ｆ　ｆ：ｈ
　ｎ１ｋｔｒ−鎌り二　４豐　イと、のル遥　も１ 入電シづ寥ｒ−タの椙号波形囚 第９図 二値イもの説明国 第１３図 第１０図 時ア−１ 平ソｔさＩｒＬｒ＝　Ｊｌ−龜テ゛−２のイを号派升り
出時Ｐ− １嶋３れ↑；画イ飯デ゛−タリイ（１仮」り１第１２図 しへ１ルシプトの盲兇日列国　　　　　日奇藺時間 二値イ乙の説明国 第１２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像データの二値化処理を行うために最適な閾値
   を設定するに当り、 読取るべきネガフィルムの投影画像をイメージセンサで
   走査して得られた前記画像データの出力を平滑し、該平
   滑して得られた出力分布から最小値を求め、該最小値か
   ら前記画像データのバックグランド濃度を求め、該バッ
   クグランド濃度に応じた二値化のための最適閾値を設定
   することを特徴とする画像信号処理方法。
2. （２）前記二値化のための最適値をバックグランド濃度
   値と関連させて予めテーブルメモリに記憶させ、該バッ
   クグランド濃度値に応じて、最適閾値を読出すことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像信号処理方法
   。
3. （３）画像データの二値化処理を行うために最適な閾値
   を設定するに当り、 読取るべきポジフィルムの投影画像をイメージセンサで
   走査して得られた前記画像データの出力分布から出力の
   最大値を求め、該最大値から画像データの、前記閾値設
   定のためのバックグランド濃度を求め、該バックグラン
   ド濃度に応じた二値化のための最適閾値を設定すること
   を特徴とする画像信号処理方法。
4. （４）前記二値化のための最適値をバックグランド濃度
   値と関連させて予めテーブルメモリに記憶させ、該バッ
   クグランド濃度値に応じて、最適閾値を読出すことを特
   徴とする特許請求の範囲第３項記載の画像信号処理方法
   。