JPH02288667A - ディジタル画像の濃度均一化方法 - 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〕 本発明は階調を有する複数のディジタル画像間の濃度差
を補正して均一化する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の一般の写真技法では、＋ｉ像に際して被写体自体
あるいはその周囲の明度に応じた感光材料及び露光条件
（絞りの開度及びシャッタースピード）の選択により画
像の濃度を調節している。

テレビジョンカメラあるいは電子顕微鏡等で１最像され
た画像についても、個々の画像については絞りの調節に
より画像７店度の調節は可能である。

しかし、連続して撮像された複数の画像間の濃度差を自
動的に均一化する手法に関しては知られていない。また
、同一の用紙上に複数の画像を焼付けた写真を並べるよ
うな場合における各画像間のｌニアｉ度差を均一化する
手法についても知られていない。

たとえば、金属材料の検査、開発等に使用される外観、
破断面等のマクロ、ミクロ組織の写真には品質判定の面
から高品位の画質が要求される。

しかし、従来の写真法では撮像、感光材料の現像。

印画紙への焼付け、及び個々の写真の整理及びその記録
の作成、更には台紙への編集・貼付は作業を経て説明書
あるいは報告書として完成する。

以上のような従来の手法を第１０図のフローチャートに
示す。ここで、「撮像」のステップは、通常の光学カメ
ラによる外観撮影、光学顕微鏡によるミクロ撮影及び走
査型電子顕微鏡による撮影等を含み、それぞれ異なる形
態のフィルムが得られる。また「現像」のステップは一
般的には自動化されているが、特殊なフィルムでは手作
業に頼らざるを得ない場合もある。更に、「引伸し・焼
付け」のステップでは特定のサイズ（所謂手札版）であ
れば自動処理が可能であるが、他のサイズでは手作業と
なる。そして、「整理・記録」のステップでは膨大な数
の写真及び原版（陽画また陰画）を保存・整理し、それ
ぞれに記録を付す作業が必要になる。最後の「貼付け・
編集」の処理では１枚ずつの写真をトリミングし台紙に
貼付ける手作業が必要である。

このような従来の手法では、一連の作業が終了するまで
に多数の人員と工数を要し、また膨大な作業時間を要し
ていた。更に、撮像作業、現像・焼付は等の作業はＷ１
練した技術が要求され、またフィルム、薬品、印画紙等
の消耗品のためのランニングコストが高くつくというよ
うな経済性の面からの問題もある。

このような事情に鑑み、コンピュータシステムによるデ
ィジタル画像処理技術を応用して、画像の撮像から写真
の貼付け・編集作業までの総てを高効率で且つ短時間で
行い得て、しかもＷ）練技術を必要とせずに高画質を得
られる手法が実用化されている。

この手法は第１１図にその概略の手順のフローチャート
を示す如く、テレビジョンカメラあるいは走査型電子顕
微鏡（ＳＥＭ）　、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭ
Ａ）及び分析電子顕微鏡等で撮像された画像をディジタ
ル変換することにより１０２４　Ｘ　１０２４画素以上
で濃淡度が２５６階調以上のディジタル画像データを得
、コンビエータシステムにより処理するものである。デ
ィジタル画像データは一旦ハードディスクシステムある
いはＲＡ？Ｉ等の記憶媒体に蓄積され、必要に応じて画
像処理が加えられた後、それぞれの画像の管理情報（撮
影場所９日時１倍率等）が付与されて上位コンピュータ
に送イＳされ、光ディスク等の大容量記憶媒体に格納さ
れ保存される。また、このような保存処理と並行して自
動編集処理も行われ、たとえば第１２図に示す如きイメ
ージフォーマット上の各画像組込み領域に配置されるべ
き画像の撮像が終了した時点で編集が行われた後、レー
ザプリンタでイメージフォーマント上に焼付けられ、自
動現像機で現像されて出力される。なお、第１２図に示
したイメージフォーマットは、１，２，３．４の４個所
の画像組込み領域と、各画像組込み領域に対応する２１
〜２４の倍率マーカ組込み領域及び２５〜２８の撮像位
置情報組込み領域とを存している。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、コンピュータシステムを利用した画像処理
手法では、撮像された画像が自動的に処理されるため、
そのままでは最終的に出力される写真は撮像された画像
そのものとなる。従って、イメージフォーマット上の複
数の画像間で撮像時に濃度差があると全体としての画質
低下を招来し、全屈材料の検査等に際して誤差あるいは
誤解を誘発する起因となる。このような事情から、上述
のようなコンピュータシステムを利用した画像処理手法
では画像の濃度を均一化しておく必要がある。

本発明は以上にょうな事１ｎに迄みてなされたものでア
リ、コンピュータシステムにより処理される複数のディ
ジタル画像の濃度を均一化するための方法の提供を目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のディジタル画像の濃度均一化方法は、基準とな
る画像の任意の領域の平均の濃度と、他の変換対象の画
像の対応する領域の濃度とを求め、両者の差分に従って
変換対象の画像の各画素の濃度を補正する手法を採って
いる。

〔作用〕

本発明方法では、複数の画像を一枚の台紙上に組込んで
焼付けるような場合に、それぞれの画像が均一な濃度の
写真として焼付けられる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述す
る。

第２図は本発明方法の実施に使用される装置構成を示す
ブロック図である。

図中１は通信ネットワークである。

２はＩＴＶカメラであり、それぞれ画像人力装置６に接
続されている。

３はＣＣＤスキャナであり、画像入力装置６に接続され
ている。

４はＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｐｒｏｂｅ　Ｍｉｃ
ｒｏａｎａｌｙｚｅｒ：電子線マイクロアナライザ）で
あり、画像入力装置６に接続されている。

５はＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍ
ｉｃｒｏｓｃｏｐｅ　：走査型電子ｗ４ｍ鏡）であり、
画像入力装置６に接続されている。

上述（７）　ＩＴＶカメラ２１ＣＣＤスキャナ３．　Ｅ
ＰＭＡ４．　ＳＥＭ５はそれぞれ追う入力、即ち被写体
としての金属組織片等の画像を糧像する。

画像入力装置６はそれぞれ撮像された画像をディジタル
画像データに変換して通信ネットワークｌへ送出する。

７は高解像度モニタであり、画像編集装置８に接続され
ている。

モニタ７は後述する本発明方法の実施に際してオペレー
タが種々の操作を行う際に画像を表示する。画像編集装
置８はモニタ７上でオペレータが行う種々の操作、命令
に従ってディジタル画像データを処理する。

９は統轄コンピュータであり、通信ネットワークｌに接
続されている。

１０は光ディスクであり、統轄コンピユータ９に接続さ
れている。

統轄コンピュータ９は本発明方法を実施するための装置
の制御中枢である。光ディスクｌＯは処理対象及び処理
後のディジタル画像データを格納する。レーザプリンタ
１１は光ディスク１０に格納されている画像及びモニタ
７に表示されている画像ハードコピーを得るために使用
される。

各画像入力装置６及び画像編集装置８、そして統轄コン
ピュータ９は通信ネットワーク１にて相互に接続されて
おり、画像データあるいは制御のための指示、命令等を
相互に送受する。

第１図は本発明のディジタル画像の濃度均一化方法を組
込んだディジタル画像処理の手順を示すフローチャート
である。

まず、イメージフォーマットに画像を絹込む際に複数の
画像間の濃度を均−下する場合は、既にＩＴＶカメラ２
．　ＣＣＤスキャナ３．　ＥＰ門Ａ４．　ＳＥ？Ｉ５等
により撮像されてハードディスク等に一旦格納されてい
る画像データ及びそれぞれの管理情報が統轄コンピュー
タ９に入力される。個々の画像とそれぞれの管理情報と
は一組の１ｎ報とし光ディスク１０に格納される。前述
の第１２図に示した如き一つのイメージフォーマット上
に組込まれるべき複数の画像比てが揃うと、その組立て
のための情報の作成・登録が行われる。個々の画像の出
力順が来ると、それぞれの画像の濃度補正、即ち本発明
方法に基づく濃度均一化処理が実施されて順にイメージ
フォーマット上に配置されて組込まれ、最後にレーザプ
リンタ１１により焼付けられて現像される。

ところで、本発明に係るディジタル画像の４度均一化方
法は基本的に同一の考え方であるが処理対象の画像ある
いは画像処理の目的に応じて３通りの実施例が適用可能
である。まず、第１の実施例について説明する。

本発明方法の第１の実施例は、領域固定濃度補正法と称
される。その処理手順を第３図のフローチャートに示す
。

まず、濃度補正が行われていない最初の生画像データが
入力される（ステップ５１１）。この生画像は一つのイ
メージフォーマット上に配置されるべき複数の画像の内
の最初の一枚であり、以下基乍画像と称す。次にこの基
準画像全体の濃度分布が測定され、最適画像濃度に変換
される　（ステ、ブ５１２）。

第４図はこの濃度分布の測定方法を示す模式図である。

Ｘ軸方向の平均７農度値及びＹ軸方向の平均濃度値はそ
れぞれ下記式にて求められる。

Ｖｆ１１＝ Ｙ（ｌｌ＝ 但し、ＤＹｎＸ軸方向個々の画素濃度値Ｄ”、：Ｙ軸方
向個々の画素濃度値 Ｙ（１１：　Ｘ軸方同各ラインの平均濃度値’７（１１
ｎ　Ｙ軸方向各ラインの平均濃度値ｉ　＝０．１．２・
・・ｎ ｎ：各ラインの最終画素番号 以上により濃度分布が求まると、次に最適濃度値への変
換が行われる。この変換は下記両式の内のいずれかによ
り行われる。

Ｄ汎＝ａ−１）８＋ｂ ｏＮ＝ａ　−１ｎＤ８＋　ｂ 但し、Ｄ　Ｒ’変換前の濃度値 ＤＮ：変換後の濃度値 ａ：コントラスト成分係数 ｂニブライトネス成分係数 次に基準画像の任意の所定位置に濃度比較のための領域
（以下、ウィンドと称す）が設定され、このウィンド内
の平均濃度値ＡＯが求められる（ステップ５１３）。

第５図はこのウィンド設定の状況を示す模式図である。

即ち、画像中の一点（ｘｓ、　ｙｔ）ともう−点（に。

、ｙ、）とにより決定される正方形の領域をウィンドと
する。そして、下記式により基準画像のウィンド内の平
均濃度値＾０が求められる。

（ｘａ　　ｘｓ）　（ｙａ　　ｙｓ） 但し、ｘ、：ｘ軸方向の始点座標 ×。：Ｘ軸方向の終点座標 ｙｓ：Ｘ軸方向の始点座標 ｙａ：Ｘ軸方向の終点座標 求められた基準画像のウィンド内の平均濃度値Ａｏは基
準画像の平均濃度値として記憶手段に格納される　（ス
テップ５１４）。以上により基準画像に対する処理が終
了する。

次に基準画像以外の生画像（以下、変換画像と称す）が
処理される。即ち、ステップＳｌｌ、　Ｓ１３同様に画
像データを入力しくステップ５１５）、ｆ、　ｆ４ｑ画
像と同一の領域にウィンドを設定してその内部の平均濃
度値膜を求める（ステップ３１６）。そして両画像のウ
ィンド内の平均濃度値の差Ｓを求め（ステップ５１７）
、変換画像の全画素の濃度を下記式により補正する　（
ステップ３１８）。

Ｄ巳＝Ｄ８＋Ｓ 同一のイメージフォーマットに組込まれるべき全画像の
濃度補正が完了するまで、ステップ３１５から３１９ま
での処理を反復する　（ステップ５１９）。

以上のように、この領域固定ンＱ度補正法では、常に固
定された領域、即ちウィンド内の平均濃度値で均一化さ
れる。但し、各画像の状況によってはウィンドの設定領
域を移動させることは差し障りない。

次に第２の実施例としての拡大率固定濃度補正法につい
て説明する。

第６図は拡大率固定濃度補正法の手順を示すフローチャ
ートである。なお、前述の第２図に示した領域固定濃度
補正法の手順を示すフローチャートと対応するステップ
には同一のステップ番号を付与しである。

この拡大率固定濃度補正法では、まず一つの生画像デー
タが入力され（ステップ５１１）、これが既に入力され
ている画像データと同一の拡大率であるか否かが判定さ
れる（ステップ５２１）。同一拡大率の画像データが過
去に入力されていない場合には、その画像データはその
拡大率の画像群の基準画像として前述の領域固定濃度補
正法の場合同様にステップ５１２．Ｓ１３．Ｓ１４の処
理が行われ、基準画像のウィンドの平均濃度値Ａｏが求
められる。

ステップＳｌｌにおいて入力された画像データの拡大率
が過去に入力された画像データのそれと同一である場合
、換言すればその画像データの拡大率と同一の拡大率の
画像データの平均濃度値が既に求められている場合には
、前述の領域固定濃度補正法のステップ８１６，５１７
．５１８の処理が行われ、全画素について濃度補正が行
われる。

以上の処理が総ての画像を対象にして行われるので、同
一拡大率の画像群に関して濃度均一化が行われる。即ち
、第７図に模式図を示す如く、たとえば最初に拡大率１
００倍の画像■が入力されるとこの画像が拡大率１００
倍の画像の基準画像とされて平均濃度値＾０が求められ
、次に再度拡大率１００倍の画像■が入力されるとこの
画像は先に求められている拡大率１００倍の画像の平均
濃度値＾０に従って濃度補正される。その次にたとえば
拡大率２００倍の画像■が入力されるとこの画像が拡大
率２００倍の画像の基準画像とされて平均濃度値ＡＯが
求められ、次に再度拡大率１００倍の画像■が入力され
るとこの画像は先に求められている拡大率１００倍の画
像の平均濃度値＾０に従って濃度補正される。

そして、２００倍の画像■が入力されると、この画像は
先に求められている２００倍の画像の平均濃度値Ａｏに
従って濃度補正される。

次に第３の実施例としての密度固定濃度補正法について
説明する。

第８図は拡大率固定濃度補正法の手順を示すフローチャ
ートである。なお、前述の第３図及び第６図に示した領
域固定濃度補正法及び拡大率固定濃度補正法の手順を示
すフローチャートと対応するステップには同一のステツ
ブ番号を付与しである。

この密度固定濃度補正法では、前述の第３図に示した領
域固定濃度補正法の場合と同様に、ステップＳ１１．Ｓ
１２．Ｓ１３．Ｓ１４と処理されて基準画像の平均４度
値＾０が求められる。次にやはり領域固定ｌ；度補正法
の場合と同様にステップ３１５にて変換画像が人力され
る。

次に、ステップ３１５で人力された新たな画像のウィン
ド設定係数Ｂが求められる（ステップ５３１）。

これは、第９図に模式図を示す如く、ステップＳ１１に
て入力された基準画像とステップ３１５で入力された変
換画像との拡大率が異なる場合に、変換画像上で拡大率
に応じたウィンドを設定するための処理である。ウィン
ド設定係数Ｂは、基準画像の拡大率をＭｏ、変換画像の
拡大率をＭｃとして下記式にて求められる。

Ｂ＝Ｍｃ／台０ 具体的には第９図（ａｌに示す如く、たとえば拡大率１
００倍で撮像された基準画像上のウィンドのＸ軸方向の
画素数がｘ、Ｙ軸方向の画素数がｙとすると、変換画像
のウィンドは第８図（ｂｌに示す如く、Ｘ軸方向の画素
数がＢ−ｘに、Ｙ軸方向の画素数がｓ−ｙになる。

このようにして変換画像上にウィンドが設定されると、
以降は領域固定１度補正法の場合と同様にステップＳ１
６．Ｓ１７，３１Ｂ、Ｓ１９と処理されて変換画像の濃
度補正が行われる。

なお上記実施例では説明の便宜上、光ディスク等の記憶
媒体から画像情報データを取出した後、イメージフォー
マットに画像を組込む際に複数の画像間の濃度均一化を
実施しているが、画像撮像直後あるいは光ディスクへ画
像データを格納する直前に濃度均一化を施した方がより
効率的であり、現実の処理に際しては画像撮像直後にモ
ニタ直面７を目視により確認しつつ画像濃度の均一化を
実施する方が実用的である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明方法の第１の実施例としての領域固
定濃度補正法、第２の実施例としての拡大率固定濃度補
正法及び第３の実施例としての密度固定濃度補正法をそ
れぞれ説明した。

領域固定濃度補正法では、描像時の拡大率には拘わらず
に基準画像を設定するので、基小画像は一組の画像群に
おいて一枚で済み、基準画像の処理時間が削減される。

拡大率固定濃度（１１ｉ正法では、描像時の拡大率それ
ぞれに応して基準画像を設定するため、基準画像の設定
には時間を要するが、拡大率が異なる画像を一律に濃度
補正する領域固定濃度補正法に比してより良好な補正結
果が得られる。また密度固定濃度補正法では、上述の両
領域固定濃度補正法及び拡大率固定４度補正法の長所を
兼ね備えているが、拡大率が極端に異なる画像間ではウ
ィンドの設定が不可能になる場合が有り得るので、それ
ぞれの画像の状況及び画像処理の目的に応じて使い分け
ればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のディジタル画像の濃度均一化方法を含
むディジタル画像処理の手順を示すフローチャート、第
２図はそれに使用される装置構成を示すブロック図、第
３図は本発明方法の第１の実施例の手順を示すフローチ
ャート、第４図及び第５回は同じくその手順を示す模式
図、第６図は本発明方法の第２の実施例の手順を示すフ
ローチャート、第７図は同じくその手順を示す模式図、
第８図は本発明方法の第２の実施例の手順を示すフロー
チャート、第９図は同じくその手順を示す模式図、第１
０図は従来の手作業による画像処理の手順を示すフロー
チャート、第１１図は従来のコンピュータシステムを利
用した画像処理の手順を示すフローチャート、第１２図
はそれに使用される画像を配置するための台紙としての
イメージフォーマットの模式図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、階調を有する複数の画像の濃度を均一化する方法に
   おいて、 基準となるべき画像の濃度を最適濃度に変換し、 最適濃度に変換された前記画像の任意の領域の平均濃度
   を求め、 他の画像の前記領域と対応する領域の平均濃度を求め、 前記両平均濃度の差に基づいて前記他の画像の各画素の
   濃度を補正すること を特徴とするディジタル画像の濃度均一化方法。 ２、階調を有し、拡大率が異なる複数の画像の濃度を均
   一化する方法において、 前記複数の画像の内の同一拡大率の画像群それぞれにつ
   いて、基準となるべき画像の濃度を最適濃度に変換し、 最適濃度に変換された前記基準となる画像の任意の領域
   の平均濃度を求め、 前記基準となる画像と同一拡大率の他の画像の前記領域
   と対応する領域の平均濃度を求め、 前記両平均濃度の差に基づいて前記基準となる画像と同
   一拡大率の他の画像の各画素の濃度を補正すること を特徴とするディジタル画像の濃度均一化方法。 ３、階調を有し、拡大率が異なる複数の画像の濃度を均
   一化する方法において、 基準となるべき画像の濃度を最適濃度に変換し、 最適濃度値に変換された前記画像の任意の領域の平均濃
   度を求め、 他の画像に前記領域と対応する領域をその拡大率に応じ
   て相似形に設定してその平均濃度を求め、 前記両平均濃度の差に基づいて前記基準となる画像と同
   一拡大率の他の画像の各画素の濃度を補正すること を特徴とするディジタル画像の濃度均一化方法。