JPH07123256A - ２値化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 視覚的に最適な濃度の画像が得られるように
する。 【構成】 画像読取り部１００における撮像レンズ２の
結像範囲内に離間して三つの読み取りポイントを決定
し、各ポイントでの画像信号１ライン分の読み取りを行
う。そして、各ポイントにおける黒字ビットの数を計数
した後、黒字積分値に対する黒字率を求める。そして、
黒字率に対する閾値の補正値を示す特性より、求めた黒
字率に対する閾値データを決定し、この閾値データを階
調制御および２値化回路２５に供給する。これにより、
現在の被写体に対して視覚的に最適な濃度の画像を得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２値化装置に係わり、
例えばラインＣＣＤを用いて空間走査を行い、被写体を
撮像する走査型の電子撮像装置に用いて好適な２値化装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、２値化装置は画像信号等の処理
を行う分野に多く使われており、例えば、電子撮像装置
にも使用されている。一方、近時、ラインＣＣＤを用い
て被写体を走査して撮像する走査型の電子撮像装置（通
称、立体コピー装置）が開発されており、この装置を用
いて、例えば黒板に書かれた文字情報等をその場で撮影
し、直ちにプリントアウトして出力することが行われて
いる。電子黒板と異なり、電子撮像装置を使用すると、
通常の黒板でもその文字情報等を印字できるもので、極
めて便利なものである。

【０００３】ところで、２値化装置を用いた従来の電子
撮像装置では、ラインＣＣＤより読み取った映像信号に
対してＡＧＣ回路により映像信号のレベルが一定になる
ように制御して濃度のバラツキを抑えるようにしてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の電子撮像装置にあっては、図８の波形図に示す
ように、蛍光灯等の光源があるラインでは高輝度な映像
信号レベルを基準としてＡＧＣが動作してしまうので、
他の映像信号レベルが下がることから全体的に黒く沈ん
だ画像になってしまう。また、図９の波形図に示すよう
に、明暗の少ない被写体を撮像した場合には全体的に映
像信号レベルが上がることから、白く飛んだ画像になっ
てしまう。

【０００５】このように２値化装置を用いた従来の電子
撮像装置には、露光の状態により全体的に黒の多い画像
になったり、または白の多い画像になったりして、実際
の被写体との視覚的な濃度の違いが生ずるという問題点
があった。

【０００６】そこで本発明は、視覚的に最適な濃度の画
像を得ることができる２値化装置を提供することを目的
としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１記載の発明による２値化装置は、映像信号を所定
閾値で２値化する２値化手段と、この２値化手段により
２値化された映像信号の白あるいは黒の濃度を検出する
濃度検出手段と、この濃度検出手段により検出された白
あるいは黒の濃度に基づいて前記２値化手段の所定閾値
を設定する閾値設定手段とを有することを特徴とする。

【０００８】また、請求項２記載の発明による２値化装
置は、光学系により結像された被写体像を撮像する撮像
手段と、この撮像手段により撮像して得られた映像信号
を所定閾値で２値化する２値化手段と、この２値化手段
により２値化された映像信号の白あるいは黒の濃度を検
出する濃度検出手段と、この濃度検出手段により検出さ
れた白あるいは黒の濃度に基づいて前記２値化手段の所
定閾値を設定する閾値設定手段とを有することを特徴と
する。

【０００９】また、請求項３記載の発明による２値化装
置は、請求項２記載の発明による２値化装置の撮影手段
が、撮影面の複数の所定エリアを撮影する機能を有する
ものであることを特徴とする。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明では、映像信号を所定閾値
で取り込んで２値化して白あるいは黒の濃度を検出す
る。そして、検出した白または黒の濃度に基づいて２値
化するための閾値を設定する。したがって、視覚的に最
適な濃度の画像を得ることができる。

【００１１】請求項２記載の発明では、撮像手段により
撮像して得られた映像信号を所定閾値で２値化して白あ
るいは黒の濃度を検出する。そして、検出した白あるい
は黒の濃度に基づい２値化するための閾値を新たに設定
する。したがって、上記同様に視覚的に最適な濃度の画
像を得ることができる。

【００１２】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
発明の撮像手段を、撮影面の複数の所定エリアを撮影さ
せる。そして、撮影した複数の所定エリアの各々におけ
る映像信号を所定閾値で２値化して白あるいは黒の濃度
を検出する。そして、得られた各濃度に基づいて２値化
するための閾値を新たに設定する。したがって、サンプ
リングする点が増しただけ、さらに最適な濃度の画像を
得ることができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。図１は本発明に係る２値化装置を適用し
た電子撮像装置（通称、立体コピー装置）の外観図であ
る。図１において、１は電子撮像装置で、一定の大きさ
の直方体形状をなし、例えば携帯に便利なように小型化
されている。電子撮像装置１の前面側には撮像レンズ２
が配置されている。また、電子撮像装置１の上部表面の
操作面側にはビューファインダ３および操作部４が配置
されている。

【００１４】ビューファインダ３は、対象とする被写体
の範囲を決めたりする場合などに、撮像者が覗いて被写
体を見る部分であり、撮像レンズ２を通してフォーカス
スクリーン（図示略）に結像された被写体は、このビュ
ーファインダ３から見ることができるようになってい
る。なお、撮像レンズ２からビューファインダ３を貫く
光軸上にＡＦ（オートフォーカス機構）や一次元のイメ
ージセンサ（ラインＣＣＤ）が内蔵されている。

【００１５】操作部４は、撮像のために必要な各種の操
作を行う部分で、例えばシートスイッチによって構成さ
れ、「起動」、「撮像」、「印字」等の操作が可能にな
っている。電子撮像装置１の側方にはプリンタ部５が配
置されており、プリンタ部５は撮像面に結像した被写体
画像を熱転写によって印字して出力する。

【００１６】図２は電子撮像装置１の内部構成を示すブ
ロック図である。図２において、撮像レンズ２の後方に
は素子を縦方向に配列してなるラインＣＣＤ（撮像素子
に相当）２１が画像読取り部１００に取り付けられてお
り、このラインＣＣＤ２１は一次元のイメージセンサと
しての機能を有し、画像読取り部１００によって撮像レ
ンズ２の結像範囲内を横方向（矢印方向）に移動するこ
とにより、１画面分の画像を読み取るようになってい
る。横方向への移動に伴って順次ラインＣＣＤ２１から
出力される映像信号は、プリアンプ２２により増幅され
るとともに、ＡＧＣアンプ２３によって利得を一定に調
整されて画像の輪郭が強調補正される。

【００１７】画像読取り部１００には図示のように三つ
の読み取りポイント（Ｒpa、Ｒpb、Ｒpc）が設定される
ようになっている。この読み取りポイント（Ｒpa、Ｒp
b、Ｒpc）の詳細については後述するが、映像信号に対
する閾値の補正時に使用される。

【００１８】上記ＡＧＣアンプ２３から出力された映像
信号は、シェーディング補正回路２４により画像中心部
と周辺部の明暗が補正処理された後、階調制御および２
値化回路２５により階調制御されるとともに２値化さ
れ、２値化された映像信号は画素メモリ２６に入力され
る。

【００１９】画素メモリ２６は２値化された映像信号を
記憶する。画素メモリ２６より出力される２値画素デー
タは黒字カウンタ２７およびサーマルヘッド制御回路３
２に入力される。黒字カウンタ２７は入力した２値画素
データの黒ビット数をカウントするものであり、その出
力がコントローラ３０に入力され、カウント値に対する
黒字率が求められる。

【００２０】ＡＧＣアンプ２３、階調制御および２値化
回路２５、画素メモリ２６の作動はコントローラ３０に
よって制御されており、コントローラ３０は、例えばマ
イクロコンピュータによって構成され、上記階調制御お
よび２値化回路２５での映像信号に対する閾値を演算に
より求める。この場合、閾値は黒字率に対応して補正さ
れる。

【００２１】ここで、閾値の補正について説明する。図
３は、蛍光灯等の光源がある場合の各種信号を示す波形
図である。蛍光灯等の光源がある場合は、その光源の映
像信号を基準としてＡＧＣが動作するので、全体的に映
像信号のレベルが低くなる。このことは、同図（ホ）の
閾値の２値画素データに示すように、白レベルが少な
く、黒字率が高くなっていることから分る。図４は全体
的に明暗の差が少ない場合の各種信号を示す波形図であ
り、全体的に明暗の差が少ない場合は、同図（ホ）の閾
値の２値画素データに示すように黒レベルが少なくな
っている（黒字率が低くなっている）ことから分る。

【００２２】いま仮に図３に示す２値画素データの黒字
積分値が「８８１」であるとすれば、その黒字率は図５
の黒字積分値と黒字率の関係を示す特性図から「１７
％」になる。また、図４に示す２値画素データの黒字積
分値が「１５５５」であるとすれば、その黒字率は図５
の特性図から「３０％」になる。この場合、図５の縦軸
が“３ポイントの黒字積分値”としているが、この３ポ
イントの黒字積分値とは画像読取り部１００における読
み取りポイント（Ｒpa、Ｒpb、Ｒpc）の黒字積分値に対
する黒字率のことである。

【００２３】図６は黒字率に対する閾値の補正値を示す
特性図である。この場合、閾値としてのデータが３２段
階があり、補正値はこれら閾値データを何段階上下にシ
フトするかという割合である。一般的に標準の黒字率は
１５〜３３％とされているので、黒字率２４％を基準と
して読み取った映像信号の黒字率と比較して閾値の補正
を行う。

【００２４】図３における黒字率を１７％としているの
で、図６より閾値を−３段階に補正する。図３（ハ）に
示す閾値が補正した波形図である。他方、図４におけ
る黒字率は３０％としているので、閾値を＋２段階に補
正する。図４（ハ）に示す閾値が補正した波形図であ
る。なお、黒字率１５％〜３３％の範囲外の場合は±４
ポイント以上の補正は行わない。このようにして黒字率
によって閾値を変化させる。なお、図５に示す黒字積分
値と黒字率の関係を示す特性と、図６に示す黒字率に対
する閾値の補正値を示す特性はデータテーブルの形でコ
ントローラ３０の内部のＲＯＭに書き込まれている。

【００２５】コントローラ３０は補正した閾値を階調制
御および２値化回路２５に出力する。これにより階調制
御および２値化回路２５から補正した閾値に基づく２値
画素データが出力される。例えば、図３（ホ）に示す２
値画素データに変って図３（ヘ）に示す２値画素データ
が出力される。この場合は閾値を−３段階に補正したの
で、２値画素データの白レベルが増えていることが分
る。また、図４では、同図（ホ）に示す２値画素データ
に変って同図（ヘ）に示す２値画素データが出力され
る。この場合は閾値を＋２段階に補正したので、２値画
素データの黒レベルが増えていることが分る。以上のよ
うな方法で、露光状態に応じて最適な閾値に設定され
る。

【００２６】図２に戻り、コントローラ３０は上述した
閾値を求める演算を行う他、ＡＧＣアンプ２３、階調制
御および２値化回路２５、画素メモリ２６の制御を行
い、さらにラインＣＣＤ２１の走査を制御する駆動信号
をモータ制御および駆動回路３１に出力するとともに、
サーマルヘッド制御回路３２に制御信号を出力する。

【００２７】モータ制御および駆動回路３１はラインＣ
ＣＤ２１を横方向に駆動するＣＣＤ移動モータ３３と、
ピントを合せるべく撮像レンズ２を光軸方向に駆動する
とともに、特に本実施例では撮像時に光の入射方向に沿
って撮像レンズ２を所定量だけ移動させるように駆動す
るレンズ移動モータ３４と、プリンタ部５におけるロー
ラ（図示略）を回転駆動するフィードモータ３５を制御
する。なお、プリンタ部５のローラはサーマル紙Ｐを送
り駆動するものである。また、ラインＣＣＤ２１で変換
された光量に対応する電荷を転送するため、電荷転送ク
ロックによりラインＣＣＤ２１を駆動している。

【００２８】サーマルヘッド制御回路３２はコントロー
ラ３０から出力される制御信号および画像メモリ２６か
ら出力される画素データに基づいてサーマルヘッド駆動
部３６を制御する。このサーマルヘッド駆動部３６が入
力される信号等に従って動作することにより、ローラに
より送り駆動されるサーマル紙Ｐに、ラインＣＣＤ２１
が横方向に１回移動した際の１画面分の画像が熱転写さ
れる。

【００２９】上記階調制御および２値化回路２５は２値
化手段に対応する。また、上記黒字率カウンタ２７は濃
度検出手段に対応する。また、上記コントローラ３０は
閾値設定手段に対応する。また、上記画像読取り部１０
０は撮像手段に対応する。

【００３０】動作説明 次に、図７に示すフローチャートを参照しながら本装置
の印字に関する動作について説明する。なお、本実施例
では、ラインＣＣＤ２１の往復走査において往路で黒字
率により閾値を設定し、復路でその閾値により撮像した
映像信号を２値化する。まず、ステップＳ１で初期化を
行う。すなわち、コントローラ３０において画像信号に
対する閾値を規定の閾値に設定する。この設定を行った
後、黒字率BUFFをクリアする。次いで、ステップＳ２で
ラインＣＣＤ２１をホームポジションに移動させた後、
撮影開始位置方向に向って移動を開始させる（往路）。

【００３１】次いで、ステップＳ３で読み取りポイント
Ｒpa、Ｒpb、Ｒpcに移動したか否かの判定を行う。この
判定において、それぞれのポイントに移動したと判断す
るとステップＳ４に進み、読み取りポイントにおける主
走査方向ラインの画像信号１ライン分の読み取りを行
う。まず、始めにポイントＲpaにおける読み取りを行う
ものとする。

【００３２】読み取りポイントＲpaにおける主走査方向
ラインの映像信号１ライン分の読み取りを行った後、ス
テップＳ５で映像信号を規定の閾値で２値化し、画素メ
モリ２６に一時的に記憶される。そして、記憶した画素
データを黒字率カウンタ２７に転送し、黒字ビット数を
カウントさせる。そして、ステップＳ６で黒字ビットの
カウント値を入力し、黒字率BUFFに書き込む。

【００３３】読み取りポイントＲpaにおける黒字ビット
数のカウントを行った後、ステップＳ７で撮影開始位置
か否かの判定を行う。現在は、読み取りポイントＲpaに
おける処理が終了しているだけであるので、撮影開始位
置ではないと判断し、ステップＳ３に戻る。そして、上
記同様の処理を行って読み取りポイントＲpbにおける黒
字ビット数のカウントを行う。この処理が終了すると、
読み取りポイントＲpcにおける上記同様の処理を行う。

【００３４】各読み取りポイントＲpa、Ｒpb、Ｒpcにお
ける黒字ビット数のカウントを行った後、これら３ポイ
ントの黒字積分値に対する黒字率を演算により求める。
そして、ステップＳ７の判定において撮影開始位置であ
ると判断すると、ステップＳ８で補正値テーブル（図
６）を参照して黒字率BUFFの値に対応する閾値データを
決定する。閾値データを決定した後、ステップＳ９で閾
値データを階調制御および２値化回路２５へ出力する。
これにより、現在の被写体に対して視覚的に最適な濃度
の画像が得られる閾値が決定される。閾値が決定された
後、ステップＳ１０でラインＣＣＤ２１を折り返し移動
させた後、ステップＳ１１で撮影を行う（復路）。そし
て、撮影が行われて濃度補正された画像がサーマル紙Ｐ
に印刷される。

【００３５】上記実施例では、黒字率カウンタ２７を設
けて、このカウント値に基づいて濃度補正を行うので、
ハードウェア的にもソフトウェア的にも負担が少ないと
いう利点がある。

【００３６】なお、上記実施例では、黒字率に基づいて
閾値の補正を行うようにしたが、逆に白字率に基づいて
閾値の補正を行うようにしても良い。また、本発明の適
用は電子撮像装置に限るものではなく、画像信号等を２
値化するような装置であれば、適用が可能である。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、予め映像信号を２値化
して白あるいは黒の濃度を検出し、この検出結果から２
値化するための新たな閾値を設定するようにしたので、
視覚的に最適な濃度の画像が得られる。また、一度で最
適な濃度の画像が得られるので、従来のように濃度の具
合により撮り直す必要が殆どないので、用紙および時間
等の経費を節減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る２値化装置を適用した電子撮像装
置の外観図である。

【図２】同実施例の電子撮像装置の内部構成を示すブロ
ック図である。

【図３】同実施例の電子撮像装置における各種信号の波
形図である。

【図４】同実施例の電子撮像装置における各種信号の波
形図である。

【図５】同実施例の電子撮像装置での濃度補正を説明す
るための特性図である。

【図６】同実施例の電子撮像装置での濃度補正を説明す
るための特性図である。

【図７】同実施例の電子撮像装置における濃度補正動作
を示すフローチャートである。

【図８】従来の電子撮像装置における各種信号の波形図
である。

【図９】従来の電子撮像装置における各種信号の波形図
である。

【符号の説明】

２１ ラインＣＣＤ ２５ 階調制御および２値化回路（２値化手段） ２６ 画素メモリ ２７ 黒字率カウンタ（濃度検出手段） ３０ コントローラ（閾値設定手段） １００ 画像読取り部（撮像手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像信号を所定閾値で２値化する２値化
   手段と、 前記２値化手段により２値化された映像信号の白あるい
   は黒の濃度を検出する濃度検出手段と、 前記濃度検出手段により検出された白あるいは黒の濃度
   に基づいて前記２値化手段の所定閾値を設定する閾値設
   定手段と、 を有することを特徴とする２値化装置。
2. 【請求項２】 光学系により結像された被写体像を撮像
   する撮像手段と、 前記撮像手段により撮像して得られた映像信号を所定閾
   値で２値化する２値化手段と、 前記２値化手段により２値化された映像信号の白あるい
   は黒の濃度を検出する濃度検出手段と、 前記濃度検出手段により検出された白あるいは黒の濃度
   に基づいて前記２値化手段の所定閾値を設定する閾値設
   定手段と、 を有することを特徴とする２値化装置。
3. 【請求項３】 前記撮影手段は、撮影面の複数の所定エ
   リアを撮影することを特徴とする請求項２記載の２値化
   装置。