JPH09247555A - 画像の撮像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検体の撮像画像から特定の暗部を強調する
方法を撮像装置に供給する入射光量を制御することで簡
単に行える画像の撮像方法を得る。 【解決手段】 被検体１から入射する撮像装置（ビデオ
カメラ）５への入射光量を変化させて、光電変換特性曲
線の直線部分を越えて飽和領域に至る範囲内に入射光量
を設定させて、所定の暗部のみ抽出する様に成した画像
の撮像方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被検体を撮像管或い
はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃ
ｅ）の様な固体撮像素子を用いた撮像装置で撮像する際
の画像の取り込み方法の改良に係わり、特に撮像装置の
光電変換特性曲線の飽和部分まで取り込んで画像中の暗
部を強調する様に成した撮像方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から被写体或いは被検体をビデオカ
メラ等の撮像装置を介して撮像し、画像信号を撮像装置
内に取り込む場合、ビデオカメラ内の撮像管或いはＣＣ
Ｄ等の光電変換素子面を焦点レンズの焦点面と成して光
電変換が行われる。通常のビデオカメラの場合の入出力
特性は図５に示す様にその傾斜曲線の所謂ガンマ特性は
カラー画像では１であり、白黒画像では１乃至１．５程
度と成され被検体のコントラストに略比例した信号を出
力する様になっている。

【０００３】然し、出力信号は撮像時のビデオカメラの
周囲の照明の強さによって大きく左右され、入射光量の
大きい領域では光電変換素子の蓄積電荷量で飽和する。
これらは、図６に示す様な光電変換特性で示される。図
６で縦軸はビデオカメラの出力信号を横軸はビデオカメ
ラの光電変換素子（ＣＣＤも含む）への入射光量を示
し、両軸は通常対数グラフで表される。

【０００４】この光電変換特性の様にガンマは大入射光
量になると出力信号は飽和する。即ち、光電変換素子の
蓄積電荷量が飽和して入射光量と出力信号の相対関係を
示すガンマ特性が直線性を保てなくなる。

【０００５】従って、従来の通常のビデオカメラではガ
ンマ特性曲線の直線部分（図６のａ領域）のみを撮像装
置に取り込み、出力信号を得る様に成されている。

【０００６】上述の様に光電変換特性で直線領域ａを用
いたビデオカメラに図７に示す様に画像の取り込み光量
に比例したｂ′及びｂ″の様な光量の異なる変化のある
光量変化量ｂが与えられると、ビデオカメラに得られる
出力信号ｃにもｃ′及びｃ″の様な出力の変化が現れ、
入射光量に比例した信号が得られる。尚図７でｄは白レ
ベルをｅは黒レベルを示している。

【０００７】尚、上述の光量変化量ｂ中のｂ′は被写体
中の大きく暗い暗部即ち、黒レベルｄに近い暗部であ
り、ｂ″は小さく暗い暗部即ち、白レベルｅに近い暗部
を示している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術で説明
した様にビデオカメラより取り込まれた光電変換された
信号出力を、例えば画像処理回路により画像の特徴を抽
出するなどの場合、ビデオカメラの光電変換特性の直線
領域のみを用いた信号出力を得るために特殊な電子処理
回路を介して直線領域のみを取り出している。即ち、ビ
デオカメラの使用状態は光電変換特性の直線領域を用い
る通常の用い方での画像の処理はビデオカメラの出力信
号を処理する画像処理回路により行われている。従っ
て、画像処理回路においては、閾値により不要な信号を
カットするなど色々な技術的手法を用いて特徴の抽出を
行う複雑な方法が講ぜられている。

【０００９】例えば、従来の上述の画像処理回路内では
図７で示した、画像中の大きく暗い部分ｂ′を抽出し
て、小さく暗い部分ｂ″を消去しようとする場合には、
図８Ａに示す様にビデオカメラ出力ｃに対し小さく暗い
部分ｂ″のレベルより大きい閾値ＳＬを基準値としてス
ライスする様なクリップ回路や閾値設定回路等で大きく
暗い部分ｃ′部分を検出している。尚、図８Ｂでは大き
く暗い部分ｃ′のみを抽出した波形を示している。

【００１０】叙上の様に光電変換特性の直線部分ａを用
いると画像処理回路内に閾値設定回路やクリップ回路を
付加させなければならない問題があった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の画像の撮像方法
はその例が図１に示されている様に、被写体１の画像を
撮像手段５を介して撮像する画像の撮像方法に於いて、
撮像手段５の光電変換素子４への入射光量と出力信号の
相対関係を示す光電変換特性曲線の直線領域を越えて飽
和領域までの間に画像光量を設定し、画像の入射光量の
設定範囲を調整することで、画像中の所定暗部を抽出す
る様に成したものである。

【００１２】本発明の画像撮像方法によれば撮像手段が
持つ光電変換特性を飽和領域まで拡大する様に入射光量
を変化させるだけで画像処理回路内に閾値設定回路やク
リッパ回路等が不用な簡単な画像の撮像方法が得られ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の画像の撮像方法の
一実施例を図１乃至図４を用いて詳記する。尚、図５乃
至図８で説明した対応部分には同一符号を付して重複説
明を省略する。

【００１４】図１は本発明の撮像装置の一実施例を示す
系統図である。図１で１は被検体或いは被写体、２は焦
点レンズ、３はアイリス（絞り）、４はビデオカメラ
（撮像装置）の光電変換素子でビジコン等の撮像管の光
導電膜、或いはＣＣＤ等の固体撮像デバイスの感光領域
であり、該光電変換素子４の光電面上に被検体或いは被
写体像が投影されて電気信号に変換される。

【００１５】アイリス３はビデオカメラ５の出力から取
り出した輝度信号Ｙをアイリス制御回路７に供給し、ア
イリス制御回路７の制御信号に基づいてアイリスモータ
６を駆動してアイリス３を開閉し、光電変換素子４面上
に投影される被検体或いは被写体１の光量調整が成され
る。

【００１６】ビデオカメラ５の撮像出力は検査モニタ１
２及びデジタル的な画像処理回路９に供給され波形モニ
タ８では被検体或いは被写体１の画像波形のモニタが行
われる。画像処理回路９内には従来の様にビデオカメラ
５の光電変換特性曲線の直線部分のみをクリップするク
リッパ回路や閾値設定回路を含んでいない。

【００１７】画像処理回路９からの被検体或いは被写体
１の画像出力は出力端子１１に出力されて被検体１の例
えば小さな暗部ｂ″は光量調整して消去され、大きな暗
部ｂ′のみが抽出された画像信号が出力される。

【００１８】被検体或いは被写体１はランプ１３等で照
明される。ランプ１３からの入射光量は電源１５とラン
プ１３間に配設した可変抵抗器の如き調光器１４を介し
て光量調整が行われる。

【００１９】上述の構成で波形モニタ８の波形或いは検
査モニタ１２の画像を視ながら小さな暗部ｂ″がなくな
る様にランプ１３の調光器１４又は／及びアイリス開口
度合を調整する。

【００２０】上述のアイリスを調整するアイリス制御回
路７の１例を図２に示す。焦点レンズ２及びアイリス３
の開口部を介して光電変換素子４面に投影された投影像
は光電変換されビデオカメラ５に内蔵された輝度生成回
路１６に供給されて輝度信号Ｙを生成する。この輝度信
号Ｙは本例の画像処理回路９及び測光範囲重み付け回路
１８に供給される。

【００２１】この場合測光範囲重み付け回路１８に供給
する測光範囲の設定方法は全面平均測光方法でよいが、
本例の場合は特に後述する様な被検体１では被検体画像
の中央又は周辺部を計測するか、或いはランプ１３の調
光時の光量であってもよい。この様な測定光量を所定範
囲に重み付けした輝度信号Ｙは平均値検波回路１９及び
ピーク検波回路２０で夫々検波され、これら両検波出力
は可変抵抗器等の混合器２１で混合された後に比較器２
２に供給され、初期設定値と混合検波出力が比較され、
その差出力がアイリス駆動回路２３に供給されてアイリ
スモータ６を駆動してアイリス３を自動的に開閉する様
に成されている。

【００２２】上述の構成で被検体１として図３に示す様
に、例えばコップの底に付着した異物等を検査する場合
を考える。被検体１のコップ口部からテレビカメラ５で
コップ底を撮像し、下側にランプ１３を配して、照明光
２４を当てる。

【００２３】コップ底には多くの異物が付着し、更に、
梨地部分や刻印文字等があり、コップ底の異物、即ち、
大きな暗部ｃ′（白レベルに近い暗部の出力）だけを検
出し、梨地部分や刻印文字等の小さな暗部ｃ″を上述の
調光器１４とアイリス制御回路７を調整することで除去
したコップ像２５を検査モニタ１２の検査範囲２６に得
る必要がある。

【００２４】又、パイプ内の傷の検査等に於いても、傷
部分だけを検査画面上に映出させ照明光によるパイプ内
面反射による小さな暗部信号即ちノイズ成分はクリップ
が必要である。

【００２５】上述の様な被検体１の検査、或いは被写体
像の撮像時に本例ではモニタ波形又は画像をみて小さな
暗部ｂ′を消去する様にランプ１３からの照明光を調光
器１４で調整すると共に測光範囲の重み付け量を所定範
囲に設定して、図４の光電変換特性曲線の直線部分ａを
越えて飽和領域ａ′に達する様に入射光量変化を与える
様に成したものである。

【００２６】即ち、上記のごとく大きい暗部ｂ′を抽出
するのに画像処理回路９により電子処理を行うのではな
くして、カメラの直線領域ａを越えて飽和領域ａ′まで
も使用して大きい暗部ｂ′即ち、黒レベルｅに近い暗部
の出力信号ｃ′のみを抽出するようになしたものであ
る。

【００２７】直線領域ａを越えた飽和領域ａ′をも使用
した領域に調光器１４でｂの光量変化を与えたもので、
小さい暗部ｂ″、即ち、梨地部分や乱反射光等は飽和部
分ａ′でつぶされて、その出力信号は図４のｆのごとく
なり、ランプ１３の明るさを調光器１４で調整して光量
変化量を所定値に設定し、ｂ″のような小さい暗部を消
去して大きい暗部ｂ′のみの出力信号ｃ′を得ることが
できる。このようにして、ビデオカメラ５の光電変換特
性曲線のどの範囲に光量変化を設定するかにより出力信
号を変化させて、例えば小さい暗部を削除し、大きい暗
部のみを抽出することが出来る。勿論、調光器１４での
可変光量はアイリスの開閉率に依存するのでアイリスも
同時調整させる。尚、上述の実施例ではアイリスを自動
調整としたが勿論手動のアイリス調整でよいことは明ら
かである。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、従来閾値により不要な
信号を除去するとか、或いはクリッパーなどで信号の一
部をカットするような信号の電子処理を行うことなく、
単に画像の光量変化範囲をビデオカメラの変換特性の飽
和部分までを使用することにより画像の入射光量変化を
制御して所定の目的を達することができ、しかもその方
法は極めて容易であり実施の効果が大きい画像の撮像方
法が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像の撮像方法の一実施例を示す系統
図である。

【図２】本発明の画像の撮像方法に用いるアイリス制御
の系統図である。

【図３】本発明の画像の撮像方法に用いる被検体部の詳
細図である。

【図４】本発明の画像の撮像方法に用いる取り込み信号
及び出力信号の関係を示す説明図である。

【図５】従来の撮像装置のガンマ特性図である。

【図６】従来の撮像装置の光電変換特性図である。

【図７】従来の撮像装置の取り込み信号及び出力信号の
関係を示す説明図である。

【図８】従来のクリップ波形図である。

【符号の説明】

１ 被検体或いは被写体、３ アイリス、４ 光電変換
素子、５ ビデオカメラ（撮像装置）、１３ ランプ、
１４ 調光器、１８ 測光範囲重み付け回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体の画像を撮像手段を介して撮像す
   る画像の撮像方法に於いて、 上記撮像手段の光電変換素子への入射光量と出力信号の
   相対関係を示す光電変換特性曲線の直線領域を越えて飽
   和領域までの間に画像光量を設定し、 上記画像の入射光量の設定範囲を調整することで、上記
   画像中の所定暗部を抽出することを特徴とする画像の撮
   像方法。