JPH0659087B2 - 画像信号処理方法 - Google Patents

画像信号処理方法

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JPH0659087B2
JPH0659087B2 JP62327502A JP32750287A JPH0659087B2 JP H0659087 B2 JPH0659087 B2 JP H0659087B2 JP 62327502 A JP62327502 A JP 62327502A JP 32750287 A JP32750287 A JP 32750287A JP H0659087 B2 JPH0659087 B2 JP H0659087B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、イメージセンサにより画像を走査して得られ
る画像信号を、ボケ修正した後二値化するための画像処
理方法に関するものである。
(発明の技術的背景) CCDラインセンサやCCDエリヤセンサ等のイメージ
センサにより画像を読出し、この画像信号を二値化する
方法が、従来より種々提案されている。例えば本願の出
願人は画像信号をボケ修正した後、一定の二値化レベル
と比較する方法を提案した(特開昭62−130068
号参照)。
ここにボケ修正は、画像の高周波成分を強調することに
より、画像のエッジを強調するものであり、一次微分や
ラプラシアン(二次微分)を用いた高域強調フィルタが
使用される。しかしこのような高域強調フィルタは本質
的に微分を用いるものであるためノイズ(雑音)に弱
く、特に画像信号のバックグラウンド域のノイズも同時
に強調されてこれが二値化処理後の画質を著しく低下さ
せるという問題があった。
そこで画像信号をバックグラウンドレベルに近い所定の
下地ノイズカットレベルでスライスしてバックグラウン
ドに含まれるノイズを除去することが本願の出願人によ
り考えられている。しかしこの場合画像によりバックグ
ラウンドの濃度レベルが異なるため、前記の下地ノイズ
カットレベルをどのように決めるかが問題となる。すな
わちこの設定を間違うとバックグラウンドのノイズを十
分に除去できなかったり、画像信号の有効な信号レベル
の変動範囲(ダイナミックレンジ)を狭めることになっ
て画質を低下させる、という問題が生じる。
また二値化レベルは一定の固定した値として設定するこ
とが考えられるが、実際には画像はそれぞれ濃度が異な
るため二値化レベルを一定に設定することは出来ない。
そこで二値化処理に先だって画像のヒストグラムを求
め、このヒストグラムから二値化レベルを決定すること
が考えられている。例えば濃度レベル毎の出現頻度をバ
ックグラウンド側から順に加算してゆき、この加算値が
全画素数の一定割合(例えば80%)になった濃度レベ
ルを二値化レベルとするものである(特開昭56−16
60号)。
しかしこの場合には、バックグラウンドの山の形状、す
なわちこの山の広がりの程度により二値化レベルは大き
く影響を受け、画像によっては最適な二値化レベルを設
定できないことがある。このためバックグラウンドのノ
イズを含んでしまったり、画像が飛んでしまったりして
画質が低下するという問題があった。
(発明の目的) 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、二
値化処理に先だって画像信号を高域強調によりボケ修正
する場合に、バックグラウンドレベルに近い下地ノイズ
カットレベルにより画像信号をスライスしてバックグラ
ウンドのノイズを除去するにあたり、下地ノイズカット
レベルを常に適切に設定でき、画像が変化しても常に最
適な二値化レベルを高精度に設定でき、画像を二値化処
理した後の画質を良好にすることが可能な画像信号処理
方法を提供することを目的とする。
(発明の構成) 本発明によればこの目的は、フィルム投影画像をイメー
ジセンサで走査して得られる画像信号をそのバックグラ
ウンドレベルに近い下地ノイズカットレベルによりスラ
イスしてバックグラウンドのノイズを除去した後、ボケ
修正を行って画像信号を尖鋭化し、さらに所定の二値化
レベルにより二値化する画像信号処理方法において、前
記画像信号の濃度に対するヒストグラムを求め、このヒ
ストグラムのバックグラウンドに対応する山が前記イメ
ージセンサの総画素数の約1/40の頻度となる濃度レベル
のうち画像を含む濃度レベル側の濃度レベルから、画像
を含む濃度レベル側に順次一定濃度レベル偏位した濃度
レベルをそれぞれ下地ノイズカットレベルおよび二値化
レベルとすることを特徴とする画像信号処理方法、によ
り達成される。
すなわち総画素数の約1/40の頻度となる濃度レベルのう
ち画像を含む濃度レベル側の濃度レベルを規準にするこ
とにより、バックグラウンドに対応するヒストグラムの
山の幅が変化してもその影響を受けにくくしたものであ
る。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図はその
具体例の一部の概念図、第3A〜3C図は処理過程の信
号波形を示す図、第4図は3×3マトリックスを示す
図、第5図はネガフィルムに対するヒストグラムを示す
図である。
第1図において符号10は光源であり、この光源10の
光はコンデンサレンズ12、フィルム14、投影レンズ
16、ミラー18を介してイメージセンサ20に導か
れ、フィルム14の投影画像はイメージセンサ20に結
像する。イメージセンサ20はCCDラインセンサやC
CDエリヤセンサ等で形成され、パルス回路(図示せ
ず)から供給されるパルスにより駆動されて画像を走査
し時系列画像信号aを出力する。この画像信号aはフィ
ルム14がネガの場合には第3A図のような出力波形と
なる。なお第3A〜C図で横軸は時間t或は画素順を示
し、縦軸は出力(濃度)レベルを示す。
一走査線分あるいは一画面分の画像信号aはラインメモ
リあるいはフレームメモリ等の半導体メモリ22に一時
記憶される。この画像信号aはCPU(図示せず)によ
り構成されるヒストグラム手段24に入力されて、ここ
で第5図に示すように濃度に対するヒストグラムAが求
められる。CPUはこのCPU自身が持つ下地ノイズカ
ットレベル検出手段26および二値化レベル検出手段2
7により、このヒストグラムAから下地ノイズカットレ
ベルbおよび二値化レベルfを求める。
ヒストグラムAは横軸に画像信号aの出力(濃度)レベ
ルV、縦軸に頻度Hをとったもので、ネガのフィルム1
4に対しては低出力レベル側にバックグラウンドに対応
する山Bが現れる。CPUはこのヒストグラムAの山B
の右側すなわち高出力(濃度)レベル側のすそ野付近
に、下地ノイズカットレベルbとこれよりも更に高出力
レベル側に二値化レベルfを決める。
これらのレベルb、fは次のように決定される。すなわ
ちイメージセンサ20の総画素数をNとした時、約N/
40の頻度となる出力レベルのうち画像の信号に近い方
の点Cの濃度レベルαに、一定の濃度レベルβを加算し
てα+βを下地ノイズカットレベルbと決める。また点
Cの濃度レベルαに一定の濃度レベルγを加算してα+
γを二値化レベルfと決める。例えば4000画素のラ
インセンサを用い、濃度レベルが64段階(6ビットに
相当する)に設定可能な場合には、頻度が約100とな
る点Cの濃度レベルαを求め、これに2段階分の濃度レ
ベルを加算してα+2を下地カットレベルbとし、αに
8段階分の濃度レベルを加算してα+8を二値化レベル
fとすることができる。ここに頻度N/40は実験に基
づき決められたものである。また一定の濃度レベルβ、
γも実験に基づき最適値が決められるべきものである。
画像信号aと、下地ノイズカットレベルbとは下地ノイ
ズカット回路28に入力され、ここでバックグラウンド
域に含まれるノイズを除去する。すなわちこの回路28
は例えば第2図に示すように比較器30とスイッチ32
とで構成され、比較器30は画像信号aと下地カットレ
ベルbとを比較する。またスイッチ32はこの比較器3
0がa<bと判断した時に下地カットレベルbを選択
し、a≧bの時には画像信号aを選択する。この結果こ
の回路28の出力Cは下地ノイズカットレベルbでスラ
イスされ、バックグラウンド域のノイズがカットされて
第3B図のようになる。このようにして下地カットレベ
ルbはバックグラウンドレベルd(第3A図)に近く、
これより僅かに高いレベルに設定される。
34はボケ修正回路であり、例えば高域強調フィルタ3
6を用いて信号cの高周波成分を強調し画像のエッジ強
調を行うものである。
この高域強調フィルタ36は、例えば画像空間を中心画
素が現れる奇数マトリックスとした時、その中心画素を
強調するように機能する。この高域強調フィルタ36と
しては、例えば第4図に示すように3×3マトリックス
の各画素データをa〜iとした時、中心画素に対するデ
ータeをその周囲の4画素のデータを用いて E=5e−(b+d+h+f) に変換し、このEを新たな画像信号とする。この場合高
域強調フィルタ36は第2図に示すように設定され、こ
のマトリックスの各要素が中心画素を中心とする周囲4
つの画素の画像データに積算され、その積算値の和Eが
求められる。このようにして強調された画像信号eは比
較器38において二値化レベルfと比較され、二値化信
号gが得られる。
このように、バックグラウンドノイズを下地ノイズカッ
トレベルbにより除去してから高域強調によるボケ修正
の処理をするから、ボケ修正処理する時に画像信号の特
にバックグラウンド域の細かいノイズによる変動が過大
に拡大されることが無い。このためバックグラウンドの
ノイズの影響を受けることがない。
また本発明は、ヒストグラムのバックグラウンド側から
各濃度レベルの出現頻度を加算してこの加算値が全画素
数の一定割合になる濃度レベルを二値化レベルとするの
ではなく、全画素数の約1/40の頻度となる濃度レベルC
を基準としてこの濃度レベルαに一定の濃度レベルβ、
γを加算またを減算することにより決定するから、バッ
クグラウンドに対するヒストグラムの山の幅や高さが画
像により変化しても常に適切なバックグラウンドレベル
bと二値化レベルfを決定できる。特に二値化レベルf
は下限ノイズカットレベルbに十分接近させて設定して
もバックグラウンドノイズが障害になることがなくな
り、濃度の薄い印鑑や青焼きなどの画像に対して高精度
な画像読取りが可能になる。
なおこの実施例の平滑回路50としては、例えば中心画
素を中心とする3×3のマトリックスの中間値(メディ
アン)を中心画素の画像データとして採用するメディア
ンフィルタを用いることができる。
また下地ノイズカットレベルbや二値化レベルfは、ネ
ガフィルムによる画像を用いる場合には、前記実施例の
ようにバックグラウンドdよりも高濃度レベル側に設定
されるが、ポジフィルムを用いる場合には反対にバック
グラウンドより低濃度レベル側に設定するのは勿論であ
り、この場合にはヒストグラムの山の左側に位置するN
/40の頻度になる濃度レベルαから濃度レベルβ、γ
を減算して下地ノイズカットレベルb=α−βと二値化
レベルf=α−γが決定され、本発明はこのようなもの
も包含する。
(発明の効果) 本発明は以上のように、バックグラウンドレベルに近い
下地ノイズカットレベルを用いて、ボケ修正処理に先行
して画像信号をスライスしそのバックグラウンドレベル
のノイズを除去してから二値化するにあたり、下地ノイ
ズカットレベルと二値化レベルとを、イメージセンサの
総画素数Nの約1/40の頻度となる濃度レベルのうち画像
の信号側の濃度レベルから、画像を含む濃度レベル側に
順次一定濃度レベル偏位した濃度レベルをそれぞれ下地
ノイズカットレベルおよび二値化レベルに設定するもの
であるから、バックグラウンドに対応するヒストグラム
の山の裾野に近い位置を基準にして下地ノイズカットレ
ベルと二値化レベルとを決めることができる。従ってこ
のヒストグラムの山の幅が変動してもその影響を大きく
受けることなく下地ノイズカットレベルおよび二値化レ
ベルを決めることができ、画像が変っても常に適正なレ
ベルに下地ノイズカットレベルおよび二値化レベルを設
定できる。このためボケ修正後の二値化処理において、
この下地ノイズカットレベルがバックグラウンドに近す
ぎてノイズを十分除去できなかったり、反対にバックグ
ラウンドレベルから離れすぎて画像信号のダイナミック
レンジを犠牲にする、等の不都合が発生しない。常に適
正なレベルに二値化レベルを設定できるからバックグラ
ウンドノイズが強調されたり、画像が飛んだりすること
がなく、高画質の二値化処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図はその
具体例の概念図、第3A〜3C図は処理過程の信号波形
を示す図、第4図は3×3のマトリックスを示す図、第
5図はヒストグラムを示す図である。 20……イメージセンサ、 24……ヒストグラム手段、 27……二値化レベル検出回路、 28……下地ノイズカット回路、 a……画像信号、 b……下地ノイズカットレベル、 d……バックグラウンドレベル、 f……二値化レベル、 A……ヒストグラム。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】フィルム投影画像をイメージセンサで走査
    して得られる画像信号をそのバックグラウンドレベルに
    近い下地ノイズカットレベルによりスライスしてバック
    グラウンドのノイズを除去した後、ボケ修正を行って画
    像信号を尖鋭化し、さらに所定の二値化レベルにより二
    値化する画像信号処理方法において、 前記画像信号の濃度に対するヒストグラムを求め、この
    ヒストグラムのバックグラウンドに対応する山が前記イ
    メージセンサの総画素数の約1/40の頻度となる濃度レベ
    ルのうち画像を含む濃度レベル側の濃度レベルから、画
    像を含む濃度レベル側に順次一定濃度レベル偏位した濃
    度レベルをそれぞれ下地ノイズカットレベルおよび二値
    化レベルとすることを特徴とする画像信号処理方法。
  2. 【請求項2】ボケ修正は、高域強調フィルタを用いて行
    う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. 【請求項3】フィルム投影画像はネガフィルムにより得
    られる投影像であり、前記下地ノイズカットレベルは、
    バックグラウンドに対するヒストグラムの山の高濃度レ
    ベル側のすそ野付近に設定されていることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の画像信号処理方法。
  4. 【請求項4】フィルム投影画像はポジフィルムにより得
    られる投影像であり、前記下地ノイズカットレベルはバ
    ックグラウンドに対するヒストグラムの山の低濃度レベ
    ル側のすそ野付近に設定されている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。
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JPS5853414B2 (ja) * 1978-06-19 1983-11-29 三菱電機株式会社 信号検出回路
JPS5556761A (en) * 1978-10-21 1980-04-25 Ricoh Co Ltd Picture process system
JPH065886B2 (ja) * 1984-11-19 1994-01-19 キヤノン株式会社 画像読取装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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吹技敬彦著「FAX,OAのための画像の信号処理」(昭57−10−20)日刊工業新聞社P.10〜12,23

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