JPH073558B2

JPH073558B2 - 画像情報の検出処理方法

Info

Publication number: JPH073558B2
Application number: JP61099208A
Authority: JP
Inventors: 文男松本
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1986-04-28
Filing date: 1986-04-28
Publication date: 1995-01-18
Anticipated expiration: 2010-01-18
Also published as: JPS62255931A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の技術分野）この発明は、ネガフイルム等の原画フイルムの画像情報
を比較的画素密度の粗い２次元イメージセンサによって
検出処理するようにした画像情報の検出処理方法に関す
る。

（発明の技術的背景とその問題点）写真焼付装置では焼付露光量もしくは補正量を決定する
ために原画フイルム（たとえばネガフイルム）の濃度は
計測しなければならないが、従来は焼付光学系の光路近
辺に配設されたフォトダイオード等の光センサによっ
て、ネガフイルム平均濃度をLATD（Large Area Transmi
ttance Density）測光するようにしている。このLATDに
よる画像検出はネガフイルムを平均的に測光するもので
あり、ネガフイルムの画像濃度を正確にかつ画面全体に
わたって測定するものではないため、焼付露光もしくは
補正が確実ではないという欠点があった。これを解決し
た装置として、本出願人は特願昭60−154244号，特開昭
60−151631号，特開昭60−220325号等を提案している
が、これに用いるイメージセンサの画素密度を高いもの
とすると、イメージセンサ及びその周辺回路等のコスト
が非常に高く、さらに露光量等の演算処理時間が長くな
ってしまう問題がある。したがって露光量等の演算のた
めには、イメージセンサの画素密度は比較的に粗である
ことが望ましいのである。

さらに、写真焼付装置では、印画紙へ原画フイルムのコ
マ画像を適正に焼付けるために、原画フイルムのコマを
光学フレームに正確に位置決めする必要がある。このた
め、従来は原画フイルムの側端部にノッチを設け、これ
を光センサ等で検出して位置決めするようにしている
が、ノッチを設ける時にコマとの対応を正確にとる必要
があり、多大な労力を要するといった欠点がある。ま
た、原画フイルムに対して常に一定距離の定量送りを行
なって位置決めする方法もあるが、位置ずれが累積され
て精度が悪いといった欠点がある。さらに、フォトダイ
オード等の光センサを原画フイルムのコマの形状に合せ
て配設しておき、各光センサの検出状態や順番等によっ
て位置決めする方法も提案されているが、構造や制御ア
ルゴリズムが複雑になる欠点がある。さらに又、分解能
を上げるためにスリットマスクを装着しているが、感度
が低下してしまう欠点があった。

これを解決した装置として、本出願人は特開昭60−1967
40号，特願昭60−185793号等を提案しているが、通常こ
れに用いるイメージセンサの画素密度は、高い分解能が
要求される。画像コマのエッジを精度良く検出しなけれ
ば、正確に搬送制御できないからである。ここにおい
て、イメージセンサの画素ピッチ補間により分解能を上
げることはできるが、微細ピッチ送りする毎にデータを
取込み、それを所定の複数画素間にわたって検出しなけ
ればならないので、画像情報検出に多大な時間を要し、
高速度でのデータ処理上問題があり、特にネガ送りする
際のエッジ検出情報とする場合、トータルのネガ送り時
間が非常にかかり、作業上問題があった。

（発明の目的）この発明は上述のような事情からなされたものであり、
この発明の目的は、比較的低分解能の２次元イメージセ
ンサでネガフイルム等の原画フイルムを微細送りする画
素ピッチ補間により画像情報を検出し、分解能を高め
て、なおかつ高速で正確な画像情報の検出処理を行なう
方法を提供することにある。

（発明の概要）この発明は、原画フイルムと２次元センサとが相対的に
移動し、前記原画フイルムの画像を前記２次元センサで
測光する方法に関するもので、前記原画フイルムを前記
２次元センサの前記移動方向の画素ピッチよりも相対的
に小さいピッチで検出した画素列の出力を処理すること
によって前記画素ピッチを補間し、さらに所定検出範囲
に対応する前記複数画素列のデータを合成することによ
り、高分解能の画像情報を高速度に検出できるようにし
たものである。

（発明の実施例）先ず、この発明の前提となる原画フイルムとしてのネガ
フイルムの測光方法について説明する。なお、ネガフイ
ルムの２次元イメージセンサによる検出は、たとえば特
開昭60−196740号公報に示されるような方法による。

この発明では第１図に示すように、焼付部のネガフイル
ム２の近傍に、たとえばCCDで成る面走査式の２次元イ
メージセンサ11を内蔵した画像情報検出装置10を配設
し、ネガフイルム２の画面全体の画像情報を多数の整列
画素に分割して検出する。すなわち、駆動回路（図示せ
ず）からイメージセンサ11に所定の駆動信号を与えるこ
とにより、２次元イメージセンサ11は焼付部に置かれて
いるネガフイルム２の透過光をレンズ系12を介して受光
するので、２次元イメージセンサ11はたとえば第２図
（Ａ）に示すようにネガフイルム２の全体を整列された
多数の小さな画素21に分割して、走査線SLに従って順番
にネガフイルム２の画面全体を走査することができる。
そして、画面全体の走査に従ってイメージセンサ11の出
力レジスタ部から画像信号を順次出力し、この画像信号
をサンプルホールド回路でサンプルホールドして、その
ホールド値をAD変換器でディジタル信号に変換する。AD
変換器からのデイジタル信号は書込制御回路の制御によ
って、メモリに第２図（Ｂ）に示すような画素21に対応
する配列で、かつネガフイルム２の真数ディジタル値
（又はテーブル変換等による濃度値）で格納されること
になる。

そして、ネガフィルム２を焼付部に搬送して焼付を行な
う場合、第３図（Ａ）に示すように撮影されている画像
コマ2A,2B,2C,…を正確にネガキャリアに位置決めする
必要があり、当該画像のコマの焼付後はネガフイルム２
を搬送して次の画像コマを位置決めして停止することに
なる。このような画像コマの検出停止に対して、従来は
画像コマを所定位置へ自動的に停止させるためのノッチ
を、ノッチャーで予めネガフイルムに施すようにしてい
た。これに対して、第３図（Ａ）に示すようなネガフイ
ルム２に関して、たとえば同図（Ｂ）に示すようなイメ
ージセンサ11の画素毎の画像情報を検出するようにすれ
ば、この画像情報から画像コマ2A,2B,2C,…を検出でき
ると共に、隣接した画像コマとの間の未撮影領域（スヌ
ケ部）RA,RB,RC,…をもその真数値データから検出する
ことができ、これによりサイズ情報と併せて画像コマの
検出停止を行なうことができる。ここにおいて、露光補
正演算にはネガフイルム上で数mm単位の分解能で十分で
あり、低分解能のイメージセンサの方がコストも低く扱
い易い。一方、エッジ検出をするにはネガフイルム上で
数十分の一mm単位の分解能が必要となる。このため、第
２図（Ａ）に示すように、２次元イメージセンサ11の中
央部（又は周辺部）でかつネガフイルム２の搬送方向に
対して直交する画素列40を電気的に抽出し、この画素列
40でネガフイルム２の画像コマのエッジを検出するよう
にする。

ところで、上述のイメージセンサ11の検出では、分解能
の高いセンサの場合にはエッジ検出の能力は高くなる
が、画素数が多いために露光量等の演算処理は複雑とな
り、また第２図（Ａ）で示すような画素列40で検出する
場合には、検出対象範囲分の画素数に相当するネガ搬送
時間が必要となってしまう。このため、この発明ではイ
メージセンサの分解能を高めるため、メモリ１画素の整
数分の１の微小ピッチ送りを行ない、その間に検出対象
範囲の複数画素列出力を微小送りピッチ毎にメモリにデ
ータとして取込み、１画素（複数記憶画素データ）分の
搬送が終了した時点でメモリ上の複数画素列データを組
合せ（合成）して、画像コマのエッジ識別の演算を行な
う。検出対象範囲を５〜10画素列分とした場合でも、本
方法によれば１画素列分の検出時間でデータの取り込み
が可能なため、微小ピッチ送りによる１画素列分の検出
時間を20ミリ秒（１ピッチを２ミリ秒として10ピッチで
20ミリ秒となる）とした場合、通常はその５〜10倍の10
0〜200ミリ秒かかるので、本発明によれば大幅な検出時
間の短縮を図れると共に、写真焼付システムの能力を一
段と向上することができる。

ところで、イメージセンサ、たとえばラインセンサによ
る寸法測定の基本は、第４図に示すようにレンズ21を介
してラインセンサ20上に結像した被測定物（直径Ｄ）22
の影像を、同図ＡのスライスレベルSLで同図Ｂの如く２
値化することによって、明または暗の光電素子、すなわ
ち画素の数Ｎ（たとえば1024〜2048個）を求め、画素ピ
ッチPi（たとえば14〜28μ）を一定値としてＮ×Piを求
め、更にレンズ21の倍率ａを乗じて被測定物22の寸法Ｄ
が求められることによっている。このため、この測定法
には次のような特徴がある。

（１）測定時間が短かい（0.5〜100ミリ秒）。

（２）可動部分がないので、半永久的な耐久性がある。

（３）非接触測定としての応用範囲が広い。

（４）イメージセンサの感度波長域ならば、照明光に制
限がない。

（５）被測定物の位置の許容範囲が広い。

これらの点から、この方式は近代工業の要求するオンラ
イン測定に応えられると考えられるが、撮像と光電変換
という過程があるので、各種の測定誤差を生ずる原因を
含んでいる。また、根本的な問題として、測定精度，測
定範囲が画素数N,画素ピッチPiで制約されるという欠点
があった。LSI製作の技術進歩により画素の微細化が進
み、数μピッチのものも開発されているが、露光補正等
の演算処理をする場合には、ネガフイルムの画像コマ上
で数mm単位の分解能で数100点単位に画素分割するの
が、一般的に絵柄の特徴を抽出するための特性上望まし
く、コスト的にも有利で、又高速で画像処理する上でも
便利である。

この発明では２次元メージセンサの画素ピッチを補間し
て読取るようにしており、画素ピッチPiに対して約10倍
の寸法測定分解能（十分の一mm単位）を達成し、実用に
供せられるネガフイルムの画像コマのエッジ検出方法を
完成した。つまり、２次元イメージセンサを利用して影
像の寸法を測定する場合、常識的には画素ピッチよりも
測定精度を上げることは不可能とされていた。これは、
画像読取りがディジタルであるという観念の結果であ
る。この発明における画素出力のピッチ補間は、画素出
力を連続したアナログ的信号として扱い、出力の微小変
化を検出する方式であり、ディジタルとアナログの組合
せ、いわばノギスの副尺同様な意味を有している。この
原理は、第５図の実線RLで示す階段状のサンプルホール
ドされたイメージセンサの出力波形を得た時に、通常は
スライスレベルSLによりN₁個,N₃個の明の画素数,N₂個の
暗の画素数と読取るところを破線BLのような波形を作る
ことにより、画素よりも細分化されたΔＮを検出するこ
とができる。ΔＮはN₁番目の画素出力と、（N₁₊₁）番目
の画素出力を検出してA/D変換し、スライスレベルSLと
の交点を比例演算によって求めることも可能である。し
かし、これでは回路が複雑化し、演算に時間を必要と
し、微小な変化を正確に検出しにくい欠点もある。これ
に対し、この発明方法は、簡易な構成でリアルタイムに
ΔＮを検出、つまり画素出力を第５図の破線BLで示すよ
うに微小ピッチで検出し、補間された変数分布により統
計的手法によって画像コマのエッジを検出している。ネ
ガフイルムを２次元センサの移動方向のピッチより相対
的に小さいピッチで検出した画素列の出力を処理し、
W₁,W₂などで示す補間された信号を元にした２値化信号
の長さを検出することによって達成される。第５図にお
いて、信号の長さW₁は次式で求められる。

W₁＝N₁・Ｔ＋ΔＮ・Ｔ＝Ｔ（N₁＋ΔＮ） ………（１）これをクロックｔで測定しＴ＝kt ………（２）とすれば（１）式より W₁＝kt（N₁＋ΔＮ） ………（３）となる。ここで、ｋを10とすればΔＮは0.1画素の長さ
まで計数され、補間された測定値が得られる。

次に、その手法を詳細に説明する。

この発明では第６図に示すように、２次元イメージセン
サ11の画素列Ｐに対して、メモリの記憶画素列データ領
域Ｍを複数（たとえば＃１〜＃10の10画素相当分）とし
てメモリ上で１画素データを形成している。たとえば、
受光画素P₁に対応するメモリの記憶画素データM₁は第７
図に示すようにM₁₁〜M₁₁₀であり、受光画素P₂に対応す
るメモリの記憶画素データM₂はM₂₁〜M₂₁₀である。他の
受光画素Sijについても同様に、＃１〜＃10の記憶画素
データで形成されている。そして、この発明では第８図
に示すように、メモリの各１記憶画素列データ領域をデ
ータで満たすのに要するネガフイルムの搬送量をたとえ
ば2.0mmとしたとき、ネガフイルムの１回の微小搬送量
を0.2mmとして10回繰り返すと共に、その間の停止期間P
1〜P10にそれぞれネガフイルムを２次元イメージセンサ
で測光する。イメージセンサの１回毎の検出によって第
２図（Ｂ）に示す如き分割画素のデータが得られるが、
この発明では第８図に示すように、P1の測光によって得
られたデータはメモリのM₁₁₁,M₁₂₁,M₁₃₁,…,M₂₁₁,M₂₂₁,
M₂₃₁,…の領域に記憶し、P2の測光によって得られたデ
ータはメモリのM₁₁₂,M₁₂₂,M₁₃₂,…,M₂₁₂,M₂₂₂,M₂₃₂,…
の領域に記憶し、以下順次各対応した記憶画素列データ
領域を記憶して行く。したがって、ネガフイルムを2.0m
m搬送したときのP10の測光によって得られたデータをメ
モリのM₁₁₁₀,M₁₂₁₀,…,M₂₁₁₀,M₂₂₁₀,…に記憶した時点
では、所定検出範囲に相当するメモリの全ての領域にデ
ータが記憶されている。

この後、第９図に示すように、メモリに記憶された画素
列データ、つまりネガフイルム２の画素ピッチを補間し
て検出された画像情報を処理することにより、ネガフイ
ル２のコマ間の未撮影領域Ｒと画像コマのエッジを検出
する。この例では光量の真数値を８ビット（０〜255）
で得ている。また、この場合、ネガフイルム２のコマサ
イズは計測もしくは入力によって分っているので、画像
情報の検出領域及び上記画素列40をコマサイズによって
第10図の如く切換えて使用する。イメージセンサ11の全
画素がｊ列（１〜40）及びｉ行（１〜30）で成っている
場合、たとえば135Fサイズでは領域F2を使用し、110サ
イズでは領域F1を使用する。そして、イメージセンサ11
の画素Sijの測定数値をTSijとし、ｊ列のjn番目のサン
プリング点の真数値を求める。135Fサイズの場合、その
平均値は画素数が23−７＝16であるから、となる。微小ピッチでネガフイルム２を検出する場合、
各隣接するサンプリング点の135Fサイズの真数値THS
_135Fは、で求められ、同様に110サイズの場合、その平均値Ｔは
画素数が19−11＝８であるからとなる。微小ピッチでネガフイルム２を検出する場合、
各隣接するサンプリング点の110サイズの真数値THS₁₁₀
は、で求められる。こうして求められた測定値をサンプリン
グして度数分布を求めると、第９図で示すような真数値
曲線が得られる。

このようにして、ネガフイルム２を１画素分だけ搬送す
ると、第９図で示すように、全体の画像データの中から
所定検出範囲内の各コマ間の未撮影領域付近を相対的に
拡大し、高分解能で得ることができ、これによりコマ間
の未撮影領域位置が分かり画像コマのエッジ検出が可能
となるので、前述したようなネガフイルムの搬送を制御
して、画像コマを正確に位置決めすることができる。

第11図は画像コマの検出停止方法の一例を示すフローチ
ャートであり、先ず焼付けるべきネガフイルム２のサイ
ズに応じた大きさのネガキャリアを焼付部の所定位置に
装填し（ステップS1）、ネガキャリアの開口部のサイズ
をイメージセンサ11で、たとえば特開昭60−151626号の
如くして計測する（ステップS2）。なお、このサイズ計
測は目視によって入力しても良い。このサイズ計測に従
ってネガフイルム２の搬送量を設定したり、前述した画
素列40（Ｐ）の選択抽出を自動的に行ない、更には焼付
露光量やその修正量を制御したりする。

次に、焼付けるべきネガフイルム２を、ネガフイルム先
端部の空撮りコマがネガキャリアの開口部とほぼ対応す
る位置に装填し（ステップS3）、ネガフイルム２の先端
部がネガドライブローラに装填されると、パルスモータ
を駆動してネガフイルム２をコマ間隔Ｄの半分弱S₁だけ
高速定量搬送し（ステップS4）、その後に低速の微小ピ
ッチ送りを行ない（ステップS5）、その間イメージセン
サ11によって画像情報の検出を行ない、第３図（Ｂ）に
示すように画素毎のデータを得る。第３図（Ａ）及び
（Ｂ）の対応関係から明らかなように、ネガフイルム２
に撮影されている画像コマ2A,2B,2C,…とコマ間の未撮
影領域（スヌケ部）RA,RB,RC,…とでは一般的に真数値
に顕著な差があるので、真数値が一定値以上で、なおか
つ真数値の横方向に急峻な変化部分で縦方向（ネガフイ
ルム２の搬送方向と垂直方向）に一定変化範囲内の領域
を、イメージセンサ11の画素列40で探すことによって、
画像コマ2A,2B,2C,…の未撮影領域RA,RB,RC,…、及び画
像コマと未撮影領域のエッジを検出することができる。
第12図はこの様子を示すものであり、ネガフイルム２は
ネガキャリア32の焼付部にＮ方向に搬送され、画像情報
検出装置10の画素列40でコマ間の未撮影領域RB付近を検
出している。そして、イメージセンサ11の画素列40はネ
ガキャリア32の開口部の中央部に来るようになってい
る。

かかる画像コマのエッジの検出がなされるまでネガフイ
ルム２の搬送を微小ピッチで継続し（ステップS5）、画
像コマ2Aと未撮影領域RBのエッジが検出された場合に
は、上記サイズ計測（ステップS2）で求められたサイズ
情報から当該コマを焼付部に位置決めするまでの距離S₂
だけ高速定量搬送し（ステップS6,S7,S8）、その後に停
止する（ステップS9）。この場合、高速定量搬送S₁の
後、ネガキャリア32のほぼ中央部に位置している画像コ
マ2A,2Bの未撮影領域RBと画像コマ2Aのエッジが検出さ
れるまでの距離Ｅは、上記未撮影領域RBの距離のバラツ
キ等を補正するパラメータ（変数）であり、第12図の状
態で画像コマ2Aの送り量Ｄ＝S₁＋Ｅ＋S₂を搬送すれば、
結局焼付部に正確に位置決めされた状態でネガフイルム
２の画像コマは停止することになる。

このようなネガフイルム２の搬送・停止の後、当該停止
コマが焼付に適するか否かを判断し（ステップS10）焼
付に適さない場合にはステップS12にスキップし、焼付
に適する場合には当該停止コマの焼付を決定された露光
量及び補正量で行ない（ステップS11）、当該コマの焼
付終了後に次の画像コマを焼付部に搬送して焼付けるた
め、ネガフイルム２がまだ有るか否かを判断して、上記
ステップS2で求められたサイズ情報に従ってネガフイル
ム２をコマ間隔の1/2弱だけ高速に搬送する（ステップS
12,S4）。以下、上述した搬送及び停止を繰返すことに
より、順次各画像コマの焼付を自動的に行なうことがで
きる。そして、ステップS12でネガフイルム２が無くな
った時、ネガドライブローラの空転を自動停止して終了
する。ここでは、ネガキャリア中央部に位置するネガフ
イルムの中央部で画像情報を検出しているが、中央部付
近又は周辺部付近でも良い。

なお、上述ではメモリに記憶する画素列データ領域を各
受光画素列に対して“10列”としているが、ネガフイル
ムの微小送り検出ピッチに対応していれば任意で良い。
また、第10図の検出領域のij列も任意に変更可能であ
る。上述の説明では２次元イメージセンサで検出してい
るが、本発明はCCDやMOSタイプの２次元イメージセンサ
に限定するものではなく、フォトダイオードやラインセ
ンサを所定検出範囲分隣接して並べたものでも良い。

（発明の効果）以上のようにこの発明方法によれば、比較的低い分解能
のイメージセンサを用いても高い分解能を達成できると
共に、１画素に応じた距離だけフイルムを搬送すれば必
要とする所定検出範囲内を全て検出したと同様になるの
で、露光補正演算用の比較的分解能の低い画像情報検出
装置を用いても、画像コマの検出及び所定位置への位置
決めを自動的にかつ高速度に行なうことができ、効率的
に確実な写真処理を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を写真焼付装置に適用した場合の一例
を示す構成図、第２図（Ａ）及び（Ｂ）は原画フイルム
の画素分割と記憶データとの対応関係の例を説明する
図、第３図（Ａ）及び（Ｂ）はネガフイルムと画像情報
との関係を示す図、第４図及び第５図はこの発明の原理
を説明するための図、第６図〜第８図はこの発明による
画素列の検出データとメモリへの記憶の関係を説明する
ための図、第９図は検出データの合成を説明するための
図、第10図は画素例の使用範囲を説明するための図、第
11図は画像コマの検出停止の動作例を示すフローチャー
ト、第12図はネガキャリア部の状態を示す図である。２……ネガフイルム、３……フィルタ、４……光源、5,
12……レンズ系、６……ブラックシャッタ、７……写真
印画紙、８……光センサ、10……画像情報検出装置、30
……フイルム搬送装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原画フイルムと２次元センサとが相対的に
移動し、前記原画フイルムの画像を前記２次元センサで
測光する方法において、前記原画フイルムを前記２次元
センサの前記移動方向の画素ピッチよりも相対的に小さ
いピッチで検出した画素列の出力を処理することによっ
て前記画素ピッチを補間し、さらに所定検出範囲に対応
する前記複数画素列のデータを合成することにより、高
分解能の画像情報を高速度に検出できるようにしたこと
を特徴とする画像情報の検出処理方法。
【請求項２】前記相対的に小さいピッチが前記画素ピッ
チの整数分の一となっている特許請求の範囲第１項に記
載の画像情報の検出処理方法。
【請求項３】前記２次元センサがイメージセンサである
特許請求の範囲第１項に記載の画像情報の検出処理方
法。