【手続補正書】
【提出日】平成16年7月28日(2004.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】              明細書
【発明の名称】  画像二値化装置、画像撮像装置、画像二値化方法、画像撮像方法およびその方法の各工程としてコンピュータを機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
【特許請求の範囲】
【請求項１】  多値画像を複数のブロックに分割するブロック分割手段と、
前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力する輝度値出力手段と、
所定の値以下の輝度値を除外するための低輝度閾値を設定する低輝度閾値設定手段と、
前記ブロック分割手段により分割されるブロックから二値化の処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択手段と、
前記輝度値出力手段により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択手段により選択された前記処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記低輝度閾値設定手段により設定される低輝度閾値以下の輝度値を除外し、前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力する低輝度値除外手段と、
前記低輝度値除外手段から出力される輝度値を用いて前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出する平均輝度値算出手段と、
前記平均輝度値算出手段により算出された前記処理対象ブロックの平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックの二値化閾値を設定する二値化閾値設定手段と、
前記二値化閾値設定手段により設定された前記二値化閾値を用いて前記処理対象ブロックを構成する画像の各画素の輝度値を二値化する二値化手段と、
を具備することを特徴とする画像二値化装置。
【請求項２】  多値画像を複数のブロックに分割するブロック分割手段と、
前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力する輝度値出力手段と、
所定の値以下の輝度値を除外するための低輝度閾値を設定する低輝度閾値設定手段と、
前記ブロック分割手段により分割されるブロックから、処理対象となる処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択手段と、
前記輝度値出力手段により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択手段により選択された前記処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記低輝度閾値設定手段により設定される低輝度閾値以下の輝度値を除外し、前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力する低輝度値除外手段と、
前記低輝度値除外手段から出力される輝度値を用いて前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出する平均輝度値算出手段と、
前記平均輝度値算出手段により算出された前記処理対象ブロックの平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックの二値化閾値を示すブロック二値化閾値を設定するブロック二値化閾値設定手段と、
前記処理対象ブロック選択手段により選択された前記処理対象ブロックのうち隣接する２以上の処理対象ブロックにわたり画素を共有する補間ブロックを設定する補間ブロック設定手段と、
前記補間ブロック設定手段により設定された前記補間ブロックがまたがる前記２以上の処理対象ブロックのそれぞれの前記ブロック二値化閾値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する画素二値化閾値を設定する画素二値化閾値設定手段と、
前記画素二値化閾値設定手段により設定された前記画素二値化閾値を用いて前記補間ブロックを構成する画像の各画素の輝度値を二値化する二値化手段と、
を具備することを特徴とする画像二値化装置。
【請求項３】  多値画像をブロックに分割するブロック分割手段と、前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力する輝度値出力手段と、前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定手段と、前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化する二値化手段と、を有する画像二値化装置において、
低い輝度値を除外する際に使用する低輝度閾値を設定する低輝度閾値設定手段と、
前記ブロック分割手段により分割されるブロックから前記二値化手段により多値画像を二値化する処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択手段と、
前記輝度値出力手段により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択手段により選択された処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記低輝度閾値設定手段により設定される低輝度閾値以下の輝度値を除外し、前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力する低輝度値除外手段と、
前記低輝度値除外手段により出力される輝度値を用いて平均輝度値を算出する平均輝度値算出手段と、
を具備し、
前記低輝度閾値設定手段は、前記処理対象ブロックに隣接するブロックの平均輝度値に基づいて前記低輝度閾値を設定し、
前記二値化閾値設定手段は、前記処理対象ブロックの平均輝度値に基づいて当該ブロックの二値化閾値を設定することを特徴とする画像二値化装置。
【請求項４】  多値画像をブロックに分割するブロック分割手段と、前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力する輝度値出力手段と、前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定手段と、前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化する二値化手段と、を有する画像二値化装置において、
低い輝度値を除外する際に使用する低輝度閾値を設定する低輝度閾値設定手段と、
前記ブロック分割手段により分割されるブロックのうち、処理対象となる処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択手段と、
前記輝度値出力手段により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択手段により選択された処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記低輝度閾値設定手段により設定される低輝度閾値以下の輝度値を除外し、前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力する低輝度値除外手段と、
前記低輝度値除外手段により出力される輝度値を用いて平均輝度値を算出する平均輝度値算出手段と、
前記平均輝度値算出手段により算出された平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックに適用される二値化閾値であるブロック二値化閾値を設定するブロック二値化閾値設定手段と、
前記処理対象ブロック選択手段により選択された処理対象ブロックのうち隣接する２以上の処理対象ブロックにわたり画素を共有する補間ブロックを設定する補間ブロック設定手段と、
を具備し、
前記低輝度閾値設定手段は、前記処理対象ブロックに隣接するブロックの平均輝度値に基づいて前記低輝度閾値を設定し、
前記二値化閾値設定手段は、前記補間ブロックがまたがる前記２以上の処理対象ブロックのそれぞれのブロック二値化閾値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定することを特徴とする画像二値化装置。
【請求項５】  多値画像をブロックに分割するブロック分割手段と、前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力する輝度値出力手段と、前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定手段と、前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化する二値化手段と、を有する画像二値化装置において、
前記ブロック分割手段により分割されるブロックから、前記二値化手段により多値画像を二値化する処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択手段と、
前記輝度値出力手段により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択手段により選択された処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出する平均輝度値算出手段と、
前記平均輝度値算出手段により算出された平均輝度値を所定レンジ内の値に収まるように範囲制限する輝度値制限手段と、
を具備し、
前記二値化閾値設定手段は、前記輝度値制限手段により範囲制限された平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックの二値化閾値を設定することを特徴とする画像二値化装置。
【請求項６】  多値画像をブロックに分割するブロック分割手段と、前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力する輝度値出力手段と、前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定手段と、前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化する二値化手段と、を有する画像二値化装置において、
前記ブロック分割手段により分割されるブロックから、処理対象となる処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択手段と、
前記輝度値出力手段により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択手段により選択された処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出する平均輝度値算出手段と、
前記平均輝度値算出手段により算出された平均輝度値を所定レンジ内の値に収まるように範囲制限する輝度値制限手段と、
前記輝度値制限手段により範囲制限された平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックに適用される二値化閾値であるブロック二値化閾値を設定するブロック二値化閾値設定手段と、
前記処理対象ブロック選択手段により選択された処理対象ブロックのうち隣接する２以上の処理対象ブロックにわたり画素を共有する補間ブロックを設定する補間ブロック設定手段と、
を具備し、
前記二値化閾値設定手段は、前記補間ブロックがまたがる前記２以上の処理対象ブロックのそれぞれのブロック二値化閾値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定することを特徴とする画像二値化装置。
【請求項７】  前記ブロック分割手段は、前記多値画像の画像サイズまたは全画素数に応じて、分割するブロックの大きさを変化させることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の画像二値化装置。
【請求項８】  前記ブロック分割手段は、前記多値画像内における分割するブロックの位置に応じて、当該分割するブロックの大きさまたは形状を変化させることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の画像二値化装置。
【請求項９】  さらに、前記多値画像を構成する画素をサンプリングするサンプリング手段を具備し、前記輝度値出力手段は、前記サンプリング手段によりサンプリングされた画素の輝度値を出力することを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の画像二値化装置。
【請求項１０】  前記サンプリング手段は、前記サンプリングに使用するサンプリング間隔を前記画像サイズ、全画素数またはブロックの大きさに応じて設定することを特徴とする請求項９に記載の画像二値化装置。
【請求項１１】  前記平均輝度値算出手段は、前記各画素の輝度値を加算する加算手段と、前記加算手段により加算された画素数を計数する計数手段と、を具備し、前記計数手段により計数された画素数が２のべき乗である場合に前記加算手段が平均輝度値を求めることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の画像二値化装置。
【請求項１２】  被写体を撮像する撮像手段と、前記被写体を複数の画面に分割する画面分割手段と、前記画面分割手段により分割された画面を測光する測光手段と、
前記撮像手段により撮像された多値画像をブロックに分割するブロック分割手段と、前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定手段と、前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化する二値化手段と、
を有する画像撮像装置において、
前記測光手段により測光された測光値を平滑化する測光値平滑化手段を具備し、
前記二値化閾値設定手段は、前記測光値平滑化手段により平滑化された測光値に基づいて前記ブロック分割手段により分割されたブロックの二値化閾値を設定することを特徴とする画像撮像装置。
【請求項１３】  被写体を撮像する撮像手段と、前記被写体を複数の画面に分割する画面分割手段と、前記画面分割手段により分割された画面を測光する測光手段と、
前記撮像手段により撮像された多値画像をブロックに分割するブロック分割手段と、前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定手段と、前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化する二値化手段と、
を有する画像撮像装置において、
前記測光手段により測光された測光値を平滑化する測光値平滑化手段と、
前記画面分割手段により分割された画面のうち隣接する２以上の画面にわたり画像領域を共有する補間ブロックを設定する補間ブロック設定手段と、
を具備し、
前記二値化閾値設定手段は、前記補間ブロックがまたがる前記２以上の画面それぞれの平滑化された測光値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定することを特徴とする画像撮像装置。
【請求項１４】  被写体を撮像する撮像手段と、前記被写体を複数の画面に分割する画面分割手段と、前記画面分割手段により分割された画面を測光する測光手段と、
前記撮像手段により撮像された多値画像をブロックに分割するブロック分割手段と、前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定手段と、前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化する二値化手段と、
を有する画像撮像装置において、
前記測光手段により測光された測光値を所定レンジ内の値に収まるよう範囲制限する測光値制限手段を具備し、
前記二値化閾値設定手段は、前記測光値制限手段により範囲制限された測光値に基づいて前記ブロック分割手段により分割されたブロックの二値化閾値を設定することを特徴とする画像撮像装置。
【請求項１５】  被写体を撮像する撮像手段と、前記被写体を複数の画面に分割する画面分割手段と、前記画面分割手段により分割された画面を測光する測光手段と、
前記撮像手段により撮像された多値画像をブロックに分割するブロック分割手段と、前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定手段と、前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化する二値化手段と、
を有する画像撮像装置において、
前記測光手段により測光された測光値を所定レンジ内の値に収まるよう範囲制限する測光値制限手段と、
前記画面分割手段により分割された画面のうち隣接する２以上の画面にわたり画像領域を共有する補間ブロックを設定する補間ブロック設定手段と、
を具備し、
前記二値化閾値設定手段は、前記補間ブロックがまたがる前記２以上の画面それぞれの範囲制限された測光値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定することを特徴とする画像撮像装置。
【請求項１６】  前記画面分割手段により分割される画面と前記ブロック分割手段により分割されるブロックとが同一であることを特徴とする請求項１２から１５のいずれか一つに記載の画像撮像装置。
【請求項１７】  多値画像を複数のブロックに分割するブロック分割工程と、
前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力する輝度値出力工程と、
所定の値以下の輝度値を除外するための低輝度閾値を設定する低輝度閾値設定工程と、
前記ブロック分割工程により分割されるブロックから二値化の処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択工程と、
前記輝度値出力工程により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択工程により選択された前記処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記低輝度閾値設定工程により設定される低輝度閾値以下の輝度値を除外し、前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力する低輝度値除外工程と、
前記低輝度値除外工程から出力される輝度値を用いて前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出する平均輝度値算出工程と、
前記平均輝度値算出工程により算出された前記処理対象ブロックの平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックの二値化閾値を設定する二値化閾値設定工程と、
前記二値化閾値設定工程により設定された前記二値化閾値を用いて前記処理対象ブロックを構成する画像の各画素の輝度値を二値化する二値化工程と、
を具備することを特徴とする画像二値化方法。
【請求項１８】  多値画像を複数のブロックに分割するブロック分割工程と、
前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力する輝度値出力工程と、
所定の値以下の輝度値を除外するための低輝度閾値を設定する低輝度閾値設定工程と、
前記ブロック分割工程により分割されるブロックから、処理対象となる処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択工程と、
前記輝度値出力工程により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択工程により選択された前記処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記低輝度閾値設定工程により設定される低輝度閾値以下の輝度値を除外し、前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力する低輝度値除外工程と、
前記低輝度値除外工程から出力される輝度値を用いて前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出する平均輝度値算出工程と、
前記平均輝度値算出工程により算出された前記処理対象ブロックの平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックの二値化閾値を示すブロック二値化閾値を設定するブロック二値化閾値設定工程と、
前記処理対象ブロック選択工程により選択された前記処理対象ブロックのうち隣接する２以上の処理対象ブロックにわたり画素を共有する補間ブロックを設定する補間ブロック設定工程と、
前記補間ブロック設定工程により設定された前記補間ブロックがまたがる前記２以上の処理対象ブロックのそれぞれの前記ブロック二値化閾値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する画素二値化閾値を設定する画素二値化閾値設定工程と、
前記画素二値化閾値設定工程により設定された前記画素二値化閾値を用いて前記補間ブロックを構成する画像の各画素の輝度値を二値化する二値化工程と、
を具備することを特徴とする画像二値化方法。
【請求項１９】  多値画像の二値化処理を行う画像二値化方法において、
前記多値画像をブロックに分割するブロック分割工程と、
前記ブロック分割工程で分割したブロックのうち、処理対象となる処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択工程と、
前記処理対象ブロックに隣接するブロックの平均輝度値に基づいて、低い輝度値を除外する際に使用する低輝度閾値を設定する低輝度閾値設定工程と、
前記処理対象ブロック選択工程で選択した処理対象ブロックに含まれる画素の輝度値のうち前記低輝度閾値以下の輝度値を除外して前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力する低輝度値除外工程と、
前記低輝度値除外工程で出力した輝度値を入力し、前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出する平均輝度値算出工程と、
前記平均輝度値算出工程で算出した前記処理対象ブロックの平均輝度値に基づいて、前記処理対象ブロックの二値化処理に使用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定工程と、
前記二値化閾値設定工程で設定した二値化閾値を用いて前記処理対象ブロック内の各画素を二値化する二値化工程と、
を含むことを特徴とする画像二値化方法。
【請求項２０】  多値画像の二値化処理を行う画像二値化方法において、
前記多値画像をブロックに分割するブロック分割工程と、
前記ブロック分割工程で分割したブロックのうち、処理対象となる処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択工程と、
前記処理対象ブロックに隣接するブロックの平均輝度値に基づいて、低い輝度値を除外する際に使用する低輝度閾値を設定する低輝度閾値設定工程と、
前記処理対象ブロック選択工程で選択した処理対象ブロックに含まれる画素の輝度値のうち前記低輝度閾値以下の輝度値を除外して前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力する低輝度値除外工程と、
前記低輝度値除外工程で出力した輝度値を入力し、前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出する平均輝度値算出工程と、
前記平均輝度値算出工程で算出した平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックに適用する二値化閾値であるブロック二値化閾値を設定するブロック二値化閾値設定工程と、
前記処理対象ブロック選択工程で選択した処理対象ブロックのうち隣接する２以上の処理対象ブロックにわたり画素を共有する補間ブロックを設定する補間ブロック設定工程と、
前記補間ブロック設定工程で設定した前記補間ブロックがまたがる前記２以上の処理対象ブロックのそれぞれのブロック二値化閾値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定工程と、
前記二値化閾値設定工程で設定した二値化閾値を用いて前記処理対象ブロック内の各画素を二値化する二値化工程と、
を含むことを特徴とする画像二値化方法。
【請求項２１】  多値画像の二値化処理を行う画像二値化方法において、
前記多値画像をブロックに分割するブロック分割工程と、
前記ブロック分割工程で分割したブロックのうち、処理対象となる処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択工程と、
前記処理対象ブロック選定工程で選択した処理対象ブロックの平均輝度値を算出する平均輝度値算出工程と、
前記平均輝度値算出工程で算出した平均輝度値を所定レンジ内の値に収まるように範囲制限する輝度値制限工程と、
前記輝度値制限工程で範囲制限した平均輝度値に基づいて、前記処理対象ブロックの二値化処理に使用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定工程と、
前記二値化閾値設定工程で設定した二値化閾値を用いて前記処理対象ブロック内の各画素を二値化する二値化工程と、
を含むことを特徴とする画像二値化方法。
【請求項２２】  多値画像の二値化処理を行う画像二値化方法において、
前記多値画像をブロックに分割するブロック分割工程と、
前記ブロック分割工程で分割したブロックのうち、処理対象となる処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択工程と、
前記処理対象ブロック選定工程で選択した処理対象ブロックの平均輝度値を算出する平均輝度値算出工程と、
前記平均輝度値算出工程で算出した平均輝度値を所定レンジ内の値に収まるように範囲制限する輝度値制限工程と、
前記輝度値制限工程で範囲制限した平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックに適用する二値化閾値であるブロック二値化閾値を設定するブロック二値化閾値設定工程と、
前記処理対象ブロック選択工程で選択した処理対象ブロックのうち隣接する２以上の処理対象ブロックにわたり画素を共有する補間ブロックを設定する補間ブロック設定工程と、
前記補間ブロック設定工程で設定した前記補間ブロックがまたがる前記２以上の処理対象ブロックのそれぞれのブロック二値化閾値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定工程と、
前記二値化閾値設定工程で設定した二値化閾値を用いて前記補間ブロック内の各画素を二値化する二値化工程と、
を含むことを特徴とする画像二値化方法。
【請求項２３】  前記ブロック分割工程は、前記多値画像の画像サイズまたは全画素数に応じて、分割するブロックの大きさを変化させることを特徴とする請求項１７から２２のいずれか一つに記載の画像二値化方法。
【請求項２４】  前記ブロック分割工程は、前記多値画像内における分割するブロックの位置に応じて、当該分割するブロックの大きさまたは形状を変化させることを特徴とする請求項１７から２２のいずれか一つに記載の画像二値化方法。
【請求項２５】  さらに、前記多値画像を構成する画素をサンプリングするサンプリング工程を含み、前記低輝度値除外工程は、前記サンプリング工程でサンプリングした画素を用いて、当該画素の輝度値のうち前記低輝度閾値以下の輝度値を除外して前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力することを特徴とする請求項１７から２０のいずれか１つに記載の画像二値化方法。
【請求項２６】  さらに、前記多値画像を構成する画素をサンプリングするサンプリング工程を含み、前記平均輝度値算出工程は、前記サンプリング工程でサンプリングした画素を用いて平均輝度値を算出することを特徴とする請求項２１または２２に記載の画像二値化方法。
【請求項２７】  前記サンプリング工程は、前記サンプリングに使用するサンプリング間隔を前記画像サイズ、全画素数またはブロックの大きさに応じて設定することを特徴とする請求項２５または２６に記載の画像二値化方法。
【請求項２８】  多値画像の二値化処理を行う画像撮像方法において、
被写体を複数の画面に分割する画面分割工程と、
前記画面分割工程で分割した画面を測光する測光工程と、
前記被写体を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で撮像した多値画像をブロックに分割するブロック分割工程と、
前記ブロック分割工程で分割したブロックのうち、処理対象となる処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択工程と、
前記測光工程で測光した測光値を平滑化する測光値平滑化工程と、
前記測光値平滑化工程で平滑化した測光値に基づいて前記処理対象ブロックの二値化閾値を設定する二値化閾値設定工程と、
前記二値化閾値設定工程で設定した二値化閾値を用いて前記処理対象ブロック内の各画素を二値化する二値化工程と、
を含むことを特徴とする画像撮像方法。
【請求項２９】  多値画像の二値化処理を行う画像撮像方法において、
被写体を複数の画面に分割する画面分割工程と、
前記画面分割工程で分割した画面を測光する測光工程と、
前記被写体を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で撮像した多値画像をブロックに分割するブロック分割工程と、
前記測光工程で測光した測光値を平滑化する測光値平滑化工程と、
前記画面分割工程で分割した画面のうち隣接する２以上の画面にわたり画像領域を共有する補間ブロックを設定する補間ブロック設定工程と、
前記補間ブロック設定工程で設定した前記補間ブロックがまたがる前記２以上の画面のそれぞれの平滑化された測光値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定工程と、
前記二値化閾値設定工程で設定した二値化閾値を用いて前記補間ブロックを二値化する二値化工程と、
を含むことを特徴とする画像撮像方法。
【請求項３０】  多値画像の二値化処理を行う画像撮像方法において、
被写体を複数の画面に分割する画面分割工程と、
前記画面分割工程で分割した画面を測光する測光工程と、
前記被写体を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で撮像した多値画像をブロックに分割するブロック分割工程と、
前記ブロック分割工程で分割したブロックのうち、処理対象となる処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択工程と、
前記測光工程で測光した測光値を所定幅の値に収まるよう範囲制限する測光値制限工程と、
前記測光値制限工程で範囲制限した測光値に基づいて前記処理対象ブロックの二値化閾値を設定する二値化閾値設定工程と、
前記二値化閾値設定工程で設定した二値化閾値を用いて前記処理対象ブロック内の各画素を二値化する二値化工程と、
を含むことを特徴とする画像撮像方法。
【請求項３１】  多値画像の二値化処理を行う画像撮像方法において、
被写体を複数の画面に分割する画面分割工程と、
前記画面分割工程で分割した画面を測光する測光工程と、
前記被写体を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で撮像した多値画像をブロックに分割するブロック分割工程と、
前記測光工程で測光した測光値を所定レンジ内の値に収まるよう範囲制限する測光値制限工程と、
前記画面分割工程で分割した画面のうち隣接する２以上の画面にわたり画像領域を共有する補間ブロックを設定する補間ブロック設定工程と、
前記補間ブロック設定工程で設定した前記補間ブロックがまたがる前記２以上の画面のそれぞれの範囲制限された測光値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定工程と、
前記二値化閾値設定工程で設定した二値化閾値を用いて前記補間ブロックを二値化する二値化工程と、
を含むことを特徴とする画像撮像方法。
【請求項３２】  前記画面分割工程で分割される画面と前記ブロック分割工程で分割されるブロックとが同一であることを特徴とする請求項２８から３１のいずれか一つに記載の画像撮像方法。
【請求項３３】  前記請求項１７〜２７のいずれか一つに記載の画像二値化方法もしくは前記請求項２８〜３２のいずれか一つに記載の画像撮像方法の各工程としてコンピュータを機能させるためのプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像二値化装置、画像撮像装置、画像二値化方法、画像撮像方法およびその方法の各工程としてコンピュータを機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関し、特に、光源の一定しない画像入力装置等で入力された多値画像の輝度ムラや影を取り除いて二値化する画像二値化装置、画像撮像装置、画像二値化方法、画像撮像方法およびその方法の各工程としてコンピュータを機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、文書を電子化して保存する場合、専ら画像入力装置としてスキャナ、または、複写機もしくはファクシミリ装置のスキャナ部を使用していた。この様なスキャナ（スキャナ部）は、光源を装置内に備え、光源から出た光の文書（原稿）による反射光をＣＣＤなどで読み取るものであった。また、読み取られた画像は必要に応じて二値化して保存されていた。画像については、光源および光学系が一定であるので、輝度ムラや影の発生は一定したものとなり、容易に補正を行うことができた。従って、高品質の画像を出力することができ、デジタル画像を高品質、かつ、容易に二値化することができた。
【０００３】
一方、近年は、ビデオカメラやデジタルカメラが発達し、この様な機器から入力した画像を文字認識したいという要求も高まっている。特にデジタルカメラは、高画素化と小型化が著しく、携帯情報収集ツールとして様々な用途に使用され始めている。例えば文書、看板、広告などの文字情報は二値画像で十分な情報が得られ、しかも保存に必要な記憶容量も多値画像に比して小さいので、二値化画像として保存することが有利である。また、二値化した画像をファクシミリ送信したり、文字認識をして再利用することもできる。
【０００４】
この様な、デジタル画像を適切に二値化するために、特開平３−２３７５７１号公報の「画像の２値化しきい値算出装置」では、ウィンドウ内の各画素につき、それぞれの明るさと特定画素の明るさとの差と、着目した画像部分のコントラストに比例するパラメータとを比較してウィンドウ内の画像を２値化処理する２値化回路部と、２値化回路部で得た２値パターンにつき輪郭部の画像パターンとしての適否を判断する判断回路とを備えることにより、高品質な二値化画像を得る技術が開示されている。
【０００５】
また、特開平７−２１２５９１号公報の「画像二値化装置」では、多値画像から輝度値のヒストグラムを作成し、ヒストグラムから白画素代表値と黒画素代表値とを決定し、その平均から二値化閾値を決定し、二値化閾値に基づいて多値画像を二値化する技術、および、画像をブロックに分割し、ブロック毎の二値化閾値または白画素代表値／黒画素代表値を求め、文字のないブロックは周囲から補間し、ブロックの閾値を画素毎の閾値とすることで、画像中の輝度ムラや影を取り除く技術が開示されており、高品質な二値化を行うことが可能となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術では以下の問題点があった。デジタルカメラで撮影した画像は、光源の数、位置、強さ等が様々であり、影や輝度ムラが発生しやすい。しかも影や輝度ムラが一定しないため、複写機等のスキャナ部のように一定の補正を適用することができない。従って、デジタルカメラで撮像した画像は、高品質に二値化出来ないという問題点があった。
【０００７】
また、均一な光源下で撮影した画像であっても、光学系の性能による周辺減光があるため、一定の補正で高品質な二値化を行うことができないという問題点があった。
【０００８】
また、例えば、掲示板を撮影する場合、個々の文字もしくは一部の文字が小さい場合がある。このとき、部分的に高品質な二値化をしたいという要請がある。
【０００９】
また、特開平３−２３７５７１号公報の「画像の２値化しきい値算出装置」では、ウィンドウ内の各画素について画像処理を行う二値化回路部と、輪郭部の画像パターンとしてのパターンマッチングを行う判断回路とを備えるため、処理負担がかかり処理を高速に行えないという問題点があった。
【００１０】
また、特開平７−２１２５９１号公報の「画像二値化装置」では、全画素についての輝度値のヒストグラム作成に加え、ループ処理による白および黒画素代表値の決定、文字や図形のエッジを強調するエッジ強調処理などを行うため、多くの処理資源を必要とし、電力の消費度合いが高くなるという問題点があった。
【００１１】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、多値画像を高品質に二値化することを目的とする。
【００１２】
また、多値画像を高品質に、高速に、かつ、低消費電力で二値化することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の画像二値化装置は、多値画像を複数のブロックに分割するブロック分割手段と、前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力する輝度値出力手段と、所定の値以下の輝度値を除外するための低輝度閾値を設定する低輝度閾値設定手段と、前記ブロック分割手段により分割されるブロックから二値化の処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択手段と、前記輝度値出力手段により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択手段により選択された前記処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記低輝度閾値設定手段により設定される低輝度閾値以下の輝度値を除外し、前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力する低輝度値除外手段と、前記低輝度値除外手段から出力される輝度値を用いて前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出する平均輝度値算出手段と、前記平均輝度値算出手段により算出された前記処理対象ブロックの平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックの二値化閾値を設定する二値化閾値設定手段と、前記二値化閾値設定手段により設定された前記二値化閾値を用いて前記処理対象ブロックを構成する画像の各画素の輝度値を二値化する二値化手段と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２記載の画像二値化装置は、多値画像を複数のブロックに分割するブロック分割手段と、前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力する輝度値出力手段と、所定の値以下の輝度値を除外するための低輝度閾値を設定する低輝度閾値設定手段と、前記ブロック分割手段により分割されるブロックから、処理対象となる処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択手段と、前記輝度値出力手段により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択手段により選択された前記処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記低輝度閾値設定手段により設定される低輝度閾値以下の輝度値を除外し、前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力する低輝度値除外手段と、前記低輝度値除外手段から出力される輝度値を用いて前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出する平均輝度値算出手段と、前記平均輝度値算出手段により算出された前記処理対象ブロックの平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックの二値化閾値を示すブロック二値化閾値を設定するブロック二値化閾値設定手段と、前記処理対象ブロック選択手段により選択された前記処理対象ブロックのうち隣接する２以上の処理対象ブロックにわたり画素を共有する補間ブロックを設定する補間ブロック設定手段と、前記補間ブロック設定手段により設定された前記補間ブロックがまたがる前記２以上の処理対象ブロックのそれぞれの前記ブロック二値化閾値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する画素二値化閾値を設定する画素二値化閾値設定手段と、前記画素二値化閾値設定手段により設定された前記画素二値化閾値を用いて前記補間ブロックを構成する画像の各画素の輝度値を二値化する二値化手段と、を具備することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項３に記載の画像二値化装置は、多値画像をブロックに分割するブロック分割手段と、前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力する輝度値出力手段と、前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定手段と、前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化する二値化手段と、を有する画像二値化装置において、低い輝度値を除外する際に使用する低輝度閾値を設定する低輝度閾値設定手段と、前記ブロック分割手段により分割されるブロックから前記二値化手段により多値画像を二値化する処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択手段と、前記輝度値出力手段により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択手段により選択された処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記低輝度閾値設定手段により設定される低輝度閾値以下の輝度値を除外し、前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力する低輝度値除外手段と、前記低輝度値除外手段により出力される輝度値を用いて平均輝度値を算出する平均輝度値算出手段と、を具備し、前記低輝度閾値設定手段が、前記処理対象ブロックに隣接するブロックの平均輝度値に基づいて前記低輝度閾値を設定し、前記二値化閾値設定手段が、前記処理対象ブロックの平均輝度値に基づいて当該ブロックの二値化閾値を設定することを特徴とする。
【００１６】
すなわち、請求項３に係る発明は、周囲のブロックの平均輝度値に基づいて処理対象ブロックの低輝度値を除外し、低輝度値が除外された輝度値の平均に基づいて当該処理対象ブロックの二値化閾値を設定する。
【００１７】
また、請求項４に記載の画像二値化装置は、多値画像をブロックに分割するブロック分割手段と、前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力する輝度値出力手段と、前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定手段と、前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化する二値化手段と、を有する画像二値化装置において、低い輝度値を除外する際に使用する低輝度閾値を設定する低輝度閾値設定手段と、前記ブロック分割手段により分割されるブロックのうち、処理対象となる処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択手段と、前記輝度値出力手段により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択手段により選択された処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記低輝度閾値設定手段により設定される低輝度閾値以下の輝度値を除外し、前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力する低輝度値除外手段と、前記低輝度値除外手段により出力される輝度値を用いて平均輝度値を算出する平均輝度値算出手段と、前記平均輝度値算出手段により算出された平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックに適用される二値化閾値であるブロック二値化閾値を設定するブロック二値化閾値設定手段と、前記処理対象ブロック選択手段により選択された処理対象ブロックのうち隣接する２以上の処理対象ブロックにわたり画素を共有する補間ブロックを設定する補間ブロック設定手段と、を具備し、前記低輝度閾値設定手段が、前記処理対象ブロックに隣接するブロックの平均輝度値に基づいて前記低輝度閾値を設定し、前記二値化閾値設定手段が、前記補間ブロックがまたがる前記２以上の処理対象ブロックのそれぞれのブロック二値化閾値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定することを特徴とする。
【００１８】
すなわち、請求項４に係る発明は、周囲のブロックの平均輝度値に基づいて低輝度値を除外し、低輝度値が除外された輝度値の平均に基づいて処理対象ブロックの二値化閾値を設定し、隣接する処理対象ブロックの二値化閾値に基づいて補間ブロックの各画素に適用する二値化閾値を設定する。
【００１９】
また、請求項５に記載の画像二値化装置は、多値画像をブロックに分割するブロック分割手段と、前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力する輝度値出力手段と、前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定手段と、前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化する二値化手段と、を有する画像二値化装置において、前記ブロック分割手段により分割されるブロックから、前記二値化手段により多値画像を二値化する処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択手段と、前記輝度値出力手段により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択手段により選択された処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出する平均輝度値算出手段と、前記平均輝度値算出手段により算出された平均輝度値を所定レンジ内の値に収まるように範囲制限する輝度値制限手段と、を具備し、前記二値化閾値設定手段が、前記輝度値制限手段により範囲制限された平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックの二値化閾値を設定することを特徴とする。
【００２０】
すなわち、請求項５に係る発明は、周囲のブロックの平均輝度値に基づいて処理対象ブロックの低輝度値を除外し、低輝度値が除外された輝度値の平均を所定レンジ内の値に丸めて、この値に基づいて当該処理対象ブロックの二値化閾値を設定する。
【００２１】
また、請求項６に記載の画像二値化装置は、多値画像をブロックに分割するブロック分割手段と、前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力する輝度値出力手段と、前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定手段と、前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化する二値化手段と、を有する画像二値化装置において、前記ブロック分割手段により分割されるブロックから、処理対象となる処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択手段と、前記輝度値出力手段により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択手段により選択された処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出する平均輝度値算出手段と、前記平均輝度値算出手段により算出された平均輝度値を所定レンジ内の値に収まるように範囲制限する輝度値制限手段と、前記輝度値制限手段により範囲制限された平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックに適用される二値化閾値であるブロック二値化閾値を設定するブロック二値化閾値設定手段と、前記処理対象ブロック選択手段により選択された処理対象ブロックのうち隣接する２以上の処理対象ブロックにわたり画素を共有する補間ブロックを設定する補間ブロック設定手段と、を具備し、前記二値化閾値設定手段が、前記補間ブロックがまたがる前記２以上の処理対象ブロックのそれぞれのブロック二値化閾値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定することを特徴とする。
【００２２】
すなわち、請求項６に係る発明は、周囲のブロックの平均輝度値に基づいて低輝度値を除外し、低輝度値が除外された輝度値の平均を所定レンジ内の値に丸めて、この値に基づいて処理対象ブロックの二値化閾値を設定し、隣接する処理対象ブロックの二値化閾値に基づいて補間ブロックの各画素に適用する二値化閾値を設定する。
【００２３】
また、請求項７に記載の画像二値化装置は、請求項１から６のいずれか一つに記載の画像二値化装置において、前記ブロック分割手段が、前記多値画像の画像サイズまたは全画素数に応じて、分割するブロックの大きさを変化させることを特徴とする。
【００２４】
すなわち、請求項７に係る発明は、画像サイズまたは全画素数に応じて、文字の大きさに適したブロックサイズを選択する。
【００２５】
また、請求項８に記載の画像二値化装置は、請求項１から６のいずれか一つに記載の画像二値化装置において、前記ブロック分割手段が、前記多値画像内における分割するブロックの位置に応じて、当該分割するブロックの大きさまたは形状を変化させることを特徴とする。
【００２６】
すなわち、請求項８に係る発明は、周辺減光などの光学系に起因する補正を詳細に行うことができる。
【００２７】
また、請求項９に記載の画像二値化装置は、請求項１から６のいずれか一つに記載の画像二値化装置において、さらに、前記多値画像を構成する画素をサンプリングするサンプリング手段を具備し、前記輝度値出力手段が、前記サンプリング手段によりサンプリングされた画素の輝度値を出力することを特徴とする。
【００２８】
すなわち、請求項９に係る発明は、ブロック内の平均輝度値を算出する際の画素数を少なくすることができる。
【００２９】
また、請求項１０に記載の画像二値化装置は、請求項９に記載の画像二値化装置において、前記サンプリング手段が、前記サンプリングに使用するサンプリング間隔を前記画像サイズ、全画素数またはブロックの大きさに応じて設定することを特徴とする。
【００３０】
すなわち、請求項１０に係る発明は、ブロックの大きさが変化してもブロック内の平均輝度値を算出する際の画素数を少なくし、もしくは一定とすることができる。
【００３１】
また、請求項１１に記載の画像二値化装置は、請求項１から６のいずれか一つに記載の画像二値化装置において、前記平均輝度値算出手段が、前記各画素の輝度値を加算する加算手段と、前記加算手段により加算された画素数を計数する計数手段と、を具備し、前記計数手段により計数された画素数が２のべき乗である場合に前記加算手段が平均輝度値を求めることを特徴とする。
【００３２】
すなわち、請求項１１に係る発明は、平均値を算出する際に除算器を必要とせず、加算器のみの構成を採ることができる。
【００３３】
また、請求項１２に記載の画像撮像装置は、被写体を撮像する撮像手段と、前記被写体を複数の画面に分割する画面分割手段と、前記画面分割手段により分割された画面を測光する測光手段と、前記撮像手段により撮像された多値画像をブロックに分割するブロック分割手段と、前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定手段と、前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化する二値化手段と、を有する画像撮像装置において、前記測光手段により測光された測光値を平滑化する測光値平滑化手段を具備し、前記二値化閾値設定手段が、前記測光値平滑化手段により平滑化された測光値に基づいて前記ブロック分割手段により分割されたブロックの二値化閾値を設定することを特徴とする。
【００３４】
すなわち、請求項１２に係る発明は、分割された画面の平滑化された測光値に基づいて分割されたブロックの二値化閾値を設定する。
【００３５】
また、請求項１３に記載の画像撮像装置は、被写体を撮像する撮像手段と、前記被写体を複数の画面に分割する画面分割手段と、前記画面分割手段により分割された画面を測光する測光手段と、前記撮像手段により撮像された多値画像をブロックに分割するブロック分割手段と、前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定手段と、前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化する二値化手段と、を有する画像撮像装置において、前記測光手段により測光された測光値を平滑化する測光値平滑化手段と、前記画面分割手段により分割された画面のうち隣接する２以上の画面にわたり画像領域を共有する補間ブロックを設定する補間ブロック設定手段と、を具備し、前記二値化閾値設定手段が、前記補間ブロックがまたがる前記２以上の画面それぞれの平滑化された測光値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定することを特徴とする。
【００３６】
すなわち、請求項１３に係る発明は、分割された隣接する画面の平滑化された測光値に基づいて補間ブロックの各画素に適用する二値化閾値を設定する。
【００３７】
また、請求項１４に記載の画像撮像装置は、被写体を撮像する撮像手段と、前記被写体を複数の画面に分割する画面分割手段と、前記画面分割手段により分割された画面を測光する測光手段と、前記撮像手段により撮像された多値画像をブロックに分割するブロック分割手段と、前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定手段と、前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化する二値化手段と、を有する画像撮像装置において、前記測光手段により測光された測光値を所定レンジ内の値に収まるよう範囲制限する測光値制限手段を具備し、前記二値化閾値設定手段が、前記測光値制限手段により範囲制限された測光値に基づいて前記ブロック分割手段により分割されたブロックの二値化閾値を設定することを特徴とする。
【００３８】
すなわち、請求項１４に係る発明は、分割された画面の測光値を所定レンジ内の値に丸めて、この値に基づいて分割されたブロックの二値化閾値を設定する。
【００３９】
また、請求項１５に記載の画像撮像装置は、被写体を撮像する撮像手段と、前記被写体を複数の画面に分割する画面分割手段と、前記画面分割手段により分割された画面を測光する測光手段と、前記撮像手段により撮像された多値画像をブロックに分割するブロック分割手段と、前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定手段と、前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化する二値化手段と、を有する画像撮像装置において、前記測光手段により測光された測光値を所定レンジ内の値に収まるよう範囲制限する測光値制限手段と、前記画面分割手段により分割された画面のうち隣接する２以上の画面にわたり画像領域を共有する補間ブロックを設定する補間ブロック設定手段と、を具備し、前記二値化閾値設定手段が、前記補間ブロックがまたがる前記２以上の画面のそれぞれの範囲制限された測光値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定することを特徴とする。
【００４０】
すなわち、請求項１５に係る発明は、分割された隣接する画面の測光値を所定レンジ内の値に丸めて、この値に基づいて補間ブロックの各画素に適用する二値化閾値を設定する。
【００４１】
また、請求項１６に記載の画像撮像装置は、請求項１２から１５のいずれか一つに記載の画像撮像装置において、前記画面分割手段により分割される画面と前記ブロック分割手段により分割されるブロックとが同一であることを特徴とする。
【００４２】
すなわち、請求項１６に係る発明は、画面の測光値とブロックの輝度値の相関が高くなる。
【００４３】
また、請求項１７に記載の画像二値化方法は、多値画像を複数のブロックに分割するブロック分割工程と、前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力する輝度値出力工程と、所定の値以下の輝度値を除外するための低輝度閾値を設定する低輝度閾値設定工程と、前記ブロック分割工程により分割されるブロックから二値化の処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択工程と、前記輝度値出力工程により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択工程により選択された前記処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記低輝度閾値設定工程により設定される低輝度閾値以下の輝度値を除外し、前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力する低輝度値除外工程と、前記低輝度値除外工程から出力される輝度値を用いて前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出する平均輝度値算出工程と、前記平均輝度値算出工程により算出された前記処理対象ブロックの平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックの二値化閾値を設定する二値化閾値設定工程と、前記二値化閾値設定工程により設定された前記二値化閾値を用いて前記処理対象ブロックを構成する画像の各画素の輝度値を二値化する二値化工程と、を具備することを特徴とする。
【００４４】
また、請求項１８に記載の画像二値化方法は、多値画像を複数のブロックに分割するブロック分割工程と、前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力する輝度値出力工程と、所定の値以下の輝度値を除外するための低輝度閾値を設定する低輝度閾値設定工程と、前記ブロック分割工程により分割されるブロックから、処理対象となる処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択工程と、前記輝度値出力工程により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択工程により選択された前記処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記低輝度閾値設定工程により設定される低輝度閾値以下の輝度値を除外し、前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力する低輝度値除外工程と、前記低輝度値除外工程から出力される輝度値を用いて前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出する平均輝度値算出工程と、前記平均輝度値算出工程により算出された前記処理対象ブロックの平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックの二値化閾値を示すブロック二値化閾値を設定するブロック二値化閾値設定工程と、前記処理対象ブロック選択工程により選択された前記処理対象ブロックのうち隣接する２以上の処理対象ブロックにわたり画素を共有する補間ブロックを設定する補間ブロック設定工程と、前記補間ブロック設定工程により設定された前記補間ブロックがまたがる前記２以上の処理対象ブロックのそれぞれの前記ブロック二値化閾値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する画素二値化閾値を設定する画素二値化閾値設定工程と、前記画素二値化閾値設定工程により設定された前記画素二値化閾値を用いて前記補間ブロックを構成する画像の各画素の輝度値を二値化する二値化工程と、を具備することを特徴とする。
【００４５】
また、請求項１９に記載の画像二値化方法は、多値画像の二値化処理を行う画像二値化方法において、前記多値画像をブロックに分割するブロック分割工程と、前記ブロック分割工程で分割したブロックのうち、処理対象となる処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択工程と、前記処理対象ブロックに隣接するブロックの平均輝度値に基づいて、低い輝度値を除外する際に使用する低輝度閾値を設定する低輝度閾値設定工程と、前記処理対象ブロック選択工程で選択した処理対象ブロックに含まれる画素の輝度値のうち前記低輝度閾値以下の輝度値を除外して前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力する低輝度値除外工程と、前記低輝度値除外工程で出力した輝度値を入力し、前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出する平均輝度値算出工程と、前記平均輝度値算出工程で算出した前記処理対象ブロックの平均輝度値に基づいて、前記処理対象ブロックの二値化処理に使用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定工程と、前記二値化閾値設定工程で設定した二値化閾値を用いて前記処理対象ブロック内の各画素を二値化する二値化工程と、を含むことを特徴とする。
【００４６】
すなわち、請求項１９に係る発明は、周囲のブロックの平均輝度値に基づいて処理対象ブロックの低輝度値を除外し、低輝度値が除外された輝度値の平均に基づいて当該処理対象ブロックの二値化閾値を設定する。
【００４７】
また、請求項２０に記載の画像二値化方法は、多値画像の二値化処理を行う画像二値化方法において、前記多値画像をブロックに分割するブロック分割工程と、前記ブロック分割工程で分割したブロックのうち、処理対象となる処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択工程と、前記処理対象ブロックに隣接するブロックの平均輝度値に基づいて、低い輝度値を除外する際に使用する低輝度閾値を設定する低輝度閾値設定工程と、前記処理対象ブロック選択工程で選択した処理対象ブロックに含まれる画素の輝度値のうち前記低輝度閾値以下の輝度値を除外して前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力する低輝度値除外工程と、前記低輝度値除外工程で出力した輝度値を入力し、前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出する平均輝度値算出工程と、前記平均輝度値算出工程で算出した平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックに適用する二値化閾値であるブロック二値化閾値を設定するブロック二値化閾値設定工程と、前記処理対象ブロック選択工程で選択した処理対象ブロックのうち隣接する２以上の処理対象ブロックにわたり画素を共有する補間ブロックを設定する補間ブロック設定工程と、前記補間ブロック設定工程で設定した前記補間ブロックがまたがる前記２以上の処理対象ブロックのそれぞれのブロック二値化閾値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定工程と、前記二値化閾値設定工程で設定した二値化閾値を用いて前記処理対象ブロック内の各画素を二値化する二値化工程と、を含むことを特徴とする。
【００４８】
すなわち、請求項２０に係る発明は、周囲のブロックの平均輝度値に基づいて低輝度値を除外し、低輝度値が除外された輝度値の平均に基づいて処理対象ブロックの二値化閾値を設定し、隣接する処理対象ブロックの二値化閾値に基づいて補間ブロックの各画素に適用する二値化閾値を設定する。
【００４９】
また、請求項２１に記載の画像二値化方法は、多値画像の二値化処理を行う画像二値化方法において、前記多値画像をブロックに分割するブロック分割工程と、前記ブロック分割工程で分割したブロックのうち、処理対象となる処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択工程と、前記処理対象ブロック選定工程で選択した処理対象ブロックの平均輝度値を算出する平均輝度値算出工程と、前記平均輝度値算出工程で算出した平均輝度値を所定レンジ内の値に収まるように範囲制限する輝度値制限工程と、前記輝度値制限工程で範囲制限した平均輝度値に基づいて、前記処理対象ブロックの二値化処理に使用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定工程と、前記二値化閾値設定工程で設定した二値化閾値を用いて前記処理対象ブロック内の各画素を二値化する二値化工程と、を含むことを特徴とする。
【００５０】
すなわち、請求項２１に係る発明は、周囲のブロックの平均輝度値に基づいて処理対象ブロックの低輝度値を除外し、低輝度値が除外された輝度値の平均を所定レンジ内の値に丸めて、この値に基づいて当該処理対象ブロックの二値化閾値を設定する。
【００５１】
また、請求項２２に記載の画像二値化方法は、多値画像の二値化処理を行う画像二値化方法において、前記多値画像をブロックに分割するブロック分割工程と、前記ブロック分割工程で分割したブロックのうち、処理対象となる処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択工程と、前記処理対象ブロック選定工程で選択した処理対象ブロックの平均輝度値を算出する平均輝度値算出工程と、前記平均輝度値算出工程で算出した平均輝度値を所定レンジ内の値に収まるように範囲制限する輝度値制限工程と、前記輝度値制限工程で範囲制限した平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックに適用する二値化閾値であるブロック二値化閾値を設定するブロック二値化閾値設定工程と、前記処理対象ブロック選択工程で選択した処理対象ブロックのうち隣接する２以上の処理対象ブロックにわたり画素を共有する補間ブロックを設定する補間ブロック設定工程と、前記補間ブロック設定工程で設定した前記補間ブロックがまたがる前記２以上の処理対象ブロックのそれぞれのブロック二値化閾値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定工程と、前記二値化閾値設定工程で設定した二値化閾値を用いて前記補間ブロック内の各画素を二値化する二値化工程と、を含むことを特徴とする。
【００５２】
すなわち、請求項２２に係る発明は、周囲のブロックの平均輝度値に基づいて低輝度値を除外し、低輝度値が除外された輝度値の平均を所定レンジ内の値に丸めて、この値に基づいて処理対象ブロックの二値化閾値を設定し、隣接する処理対象ブロックの二値化閾値に基づいて補間ブロックの各画素に適用する二値化閾値を設定する。
【００５３】
また、請求項２３に記載の画像二値化方法は、請求項１７から２２のいずれか一つに記載の画像二値化方法において、前記ブロック分割工程で、前記多値画像の画像サイズまたは全画素数に応じて、分割するブロックの大きさを変化させることを特徴とする。
【００５４】
すなわち、請求項２３に係る発明は、画像サイズまたは全画素数に応じて、文字の大きさに適したブロックサイズを選択する。
【００５５】
また、請求項２４に記載の画像二値化方法は、請求項１７から２２のいずれか一つに記載の画像二値化方法において、前記ブロック分割工程で、前記多値画像内における分割するブロックの位置に応じて、当該分割するブロックの大きさまたは形状を変化させることを特徴とする。
【００５６】
すなわち、請求項２４に係る発明は、周辺減光などの光学系に起因する補正を詳細に行うことができる。
【００５７】
また、請求項２５に記載の画像二値化方法は、請求項１７から２０のいずれか１つに記載の画像二値化方法において、さらに、前記多値画像を構成する画素をサンプリングするサンプリング工程を含み、前記低輝度値除外工程で、前記サンプリング工程でサンプリングした画素を用いて、当該画素の輝度値のうち前記低輝度閾値以下の輝度値を除外して前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力することを特徴とする。
【００５８】
すなわち、請求項２５に係る発明は、ブロック内の平均輝度値を算出する際の画素数を少なくすることができる。
【００５９】
また、請求項２６に記載の画像二値化方法は、請求項２１または２２に記載の画像二値化方法において、さらに、前記多値画像を構成する画素をサンプリングするサンプリング工程を含み、前記平均輝度値算出工程で、前記サンプリング工程でサンプリングした画素を用いて平均輝度値を算出することを特徴とする。
【００６０】
すなわち、請求項２６に係る発明は、ブロック内の平均輝度値を算出する際の画素数を少なくすることができる。
【００６１】
また、請求項２７に記載の画像二値化方法は、請求項２５または２６に記載の画像二値化方法において、前記サンプリング工程で、前記サンプリングに使用するサンプリング間隔を前記画像サイズ、全画素数またはブロックの大きさに応じて設定することを特徴とする。
【００６２】
すなわち、請求項２７に係る発明は、ブロックの大きさが変化してもブロック内の平均輝度値を算出する際の画素数を少なくし、もしくは一定とすることができる。
【００６３】
また、請求項２８に記載の画像撮像方法は、多値画像の二値化処理を行う画像撮像方法において、被写体を複数の画面に分割する画面分割工程と、前記画面分割工程で分割した画面を測光する測光工程と、前記被写体を撮像する撮像工程と、前記撮像工程で撮像した多値画像をブロックに分割するブロック分割工程と、前記ブロック分割工程で分割したブロックのうち、処理対象となる処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択工程と、前記測光工程で測光した測光値を平滑化する測光値平滑化工程と、前記測光値平滑化工程で平滑化した測光値に基づいて前記処理対象ブロックの二値化閾値を設定する二値化閾値設定工程と、前記二値化閾値設定工程で設定した二値化閾値を用いて前記処理対象ブロック内の各画素を二値化する二値化工程と、を含むことを特徴とする。
【００６４】
すなわち、請求項２８に係る発明は、分割された画面の平滑化された測光値に基づいて分割されたブロックの二値化閾値を設定する。
【００６５】
また、請求項２９に記載の画像撮像方法は、多値画像の二値化処理を行う画像撮像方法において、被写体を複数の画面に分割する画面分割工程と、前記画面分割工程で分割した画面を測光する測光工程と、前記被写体を撮像する撮像工程と、前記撮像工程で撮像した多値画像をブロックに分割するブロック分割工程と、前記測光工程で測光した測光値を平滑化する測光値平滑化工程と、前記画面分割工程で分割した画面のうち隣接する２以上の画面にわたり画像領域を共有する補間ブロックを設定する補間ブロック設定工程と、前記補間ブロック設定工程で設定した前記補間ブロックがまたがる前記２以上の画面のそれぞれの平滑化された測光値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定工程と、前記二値化閾値設定工程で設定した二値化閾値を用いて前記補間ブロックを二値化する二値化工程と、を含むことを特徴とする。
【００６６】
すなわち、請求項２９に係る発明は、分割された隣接する画面の平滑化された測光値に基づいて補間ブロックの各画素に適用する二値化閾値を設定する。
【００６７】
また、請求項３０に記載の画像撮像方法は、多値画像の二値化処理を行う画像撮像方法において、被写体を複数の画面に分割する画面分割工程と、前記画面分割工程で分割した画面を測光する測光工程と、前記被写体を撮像する撮像工程と、前記撮像工程で撮像した多値画像をブロックに分割するブロック分割工程と、前記ブロック分割工程で分割したブロックのうち、処理対象となる処理対象ブロックを選択する処理対象ブロック選択工程と、前記測光工程で測光した測光値を所定幅の値に収まるよう範囲制限する測光値制限工程と、前記測光値制限工程で範囲制限した測光値に基づいて前記処理対象ブロックの二値化閾値を設定する二値化閾値設定工程と、前記二値化閾値設定工程で設定した二値化閾値を用いて前記処理対象ブロック内の各画素を二値化する二値化工程と、を含むことを特徴とする。
【００６８】
すなわち、請求項３０に係る発明は、分割された画面の測光値を所定レンジ内の値に丸めて、この値に基づいて分割されたブロックの二値化閾値を設定する。
【００６９】
また、請求項３１に記載の画像撮像方法は、多値画像の二値化処理を行う画像撮像方法において、被写体を複数の画面に分割する画面分割工程と、前記画面分割工程で分割した画面を測光する測光工程と、前記被写体を撮像する撮像工程と、前記撮像工程で撮像した多値画像をブロックに分割するブロック分割工程と、前記測光工程で測光した測光値を所定レンジ内の値に収まるよう範囲制限する測光値制限工程と、前記画面分割工程で分割した画面のうち隣接する２以上の画面にわたり画像領域を共有する補間ブロックを設定する補間ブロック設定工程と、前記補間ブロック設定工程で設定した前記補間ブロックがまたがる前記２以上の画面のそれぞれの範囲制限された測光値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定する二値化閾値設定工程と、前記二値化閾値設定工程で設定した二値化閾値を用いて前記補間ブロックを二値化する二値化工程と、を含むことを特徴とする。
【００７０】
すなわち、請求項３１に記載の発明は、分割された隣接する画面の測光値を所定レンジ内の値に丸めて、この値に基づいて補間ブロックの各画素に適用する二値化閾値を設定する。
【００７１】
また、請求項３２に記載の画像撮像方法は、請求項２８から３１のいずれか一つに記載の画像撮像方法において、前記画面分割工程で分割される画面と前記ブロック分割工程で分割されるブロックとが同一であることを特徴とする。
【００７２】
すなわち、請求項３２に係る発明は、画面の測光値とブロックの輝度値の相関が高くなる。
【００７３】
また、請求項３３に記載のコンピュータ読取可能な記録媒体は、前記請求項１７〜２７のいずれか一つに記載の画像二値化方法もしくは前記請求項２８〜３２のいずれか一つに記載の画像撮像方法の各工程としてコンピュータを機能させるためのプログラムを記録したものである。
【００７４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１では、本発明の画像二値化装置をデジタルカメラに適用した場合について説明する。図１は本発明の画像二値化装置をデジタルカメラに適用した場合の、画像データの入力から、二値化処理した画像（二値化データ）を記録するまでの装置構成の一例を示したブロック図である。
【００７５】
デジタルカメラ１００は、ＣＣＤ１０１と、Ａ／Ｄ変換器１０２と、ホワイトバランス調整器１０３と、画素補間器１０４と、輝度生成器１０５と、アパーチャ補正器１０６と、フレームメモリ１０７と、ＣＰＵ１０８と、ブロックバッファ１０９と、後述する平均輝度値算出器１２０、低輝度閾値設定器１２１および二値化閾値設定回路１２２と、二値化器１２３と、圧縮器１２４と、画像記憶メモリ１２５と、から構成される。
【００７６】
ＣＣＤ１０１は、デジタルカメラ１００の光学系（図示せず）により集光された光を電気信号に変換し、画像データとして多値画像を構成する各画素のＲＧＢアナログ信号を出力する。出力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器１０２でデジタル信号に変換される。デジタル信号は、ホワイトバランス調整器１０３でホワイトバランスが調整される。ホワイトバランスが調整された画像データは画素補間器１０４において各画素で情報のないＲ、ＧまたはＢ信号の補間を行う。以降においてＲ、Ｇ、Ｂはそれぞれ赤色、緑色、青色または赤色の信号値、緑色の信号値、青色の信号値をそれぞれ示すものとする。
【００７７】
ここで、ＣＣＤ１０１のフィルタと画素補間器１０４の補間との関係について説明する。図２は、ＣＣＤ１０１の受光部の概念を示した概念図である。受光部には一定のパターンでＲ、ＧおよびＢのフィルタがかけられており、このフィルタによって色の違いが識別される。なお、人間の目の感度が高い緑色Ｇの画素については、他の色のフィルタより多く配置する構成とすることが通常である。添え字は位置（フィルタ番号）を識別する識別子として使用している。なお、図では中心部分のみフィルタ番号を付している。
【００７８】
図２において、Ｇ０の位置における赤色Ｒの補間信号値Ｒ（Ｇ０）および青色Ｂの補間信号値Ｂ（Ｇ０）は次式（１）のように算出される。
Ｒ（Ｇ０）＝（Ｒ０＋Ｒ２）／２
Ｂ（Ｇ０）＝（Ｂ０＋Ｂ１）／２ ‥‥（１）
また、Ｒ０、Ｂ０の位置における緑色Ｇの補間信号値Ｇ（Ｒ０）、Ｂ（Ｒ０）、Ｇ（Ｂ０）、Ｒ（Ｂ０）は次式（２）のように算出される。
Ｇ（Ｒ０）＝（Ｇ０＋Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ５）／４
Ｂ（Ｒ０）＝（Ｂ０＋Ｂ１＋Ｂ４＋Ｂ５）／４
Ｇ（Ｂ０）＝（Ｇ０＋Ｇ１＋Ｇ３＋Ｇ６）／４
Ｒ（Ｂ０）＝（Ｒ０＋Ｒ２＋Ｒ４＋Ｒ５）／４‥‥（２）
画素補間器１０４は以上に表される補間を全画素位置で行い、各画素について補間されたＲＧＢ信号値を出力する。
【００７９】
輝度生成器１０５は、補間された各画素から輝度信号値Ｙを次式（３）により生成する。
Ｙ＝０．３４Ｒ＋０．５５Ｇ＋０．１１Ｂ ‥‥（３）
式（３）を用いてデジタル値である輝度信号値を計算するには乗算器および加算器を必要とするが、式（３）を次式（４）で近似することにより、輝度生成器１０５は、加算器のみで構成することが可能となる。
Ｙ＝（２／８）Ｒ＋（５／８）Ｇ＋（１／８）Ｂ ‥‥（４）
従って、近似式（４）を用い輝度信号値を算出する場合は、簡易な回路構成で輝度値Ｙを算出することが可能となり、回路コスト、演算速度、および消費電力において優れたデジタルカメラの提供が可能となる。
【００８０】
輝度信号値Ｙは、アパーチャ補正器１０６により、画像データの高域部分が強調される。アパーチャ補正は公知の５×５サイズの高域強調フィルタを使用することにより行う。高域強調された輝度値信号はフレームメモリ１０７に一時記憶される。
【００８１】
ＣＰＵ１０８は、ブロックサイズとサンプリング間隔（サンプリング周期）を計算し、また、以下に説明するブロックバッファ１０９、平均輝度値算出器１２０、その他のデジタルカメラ１００の各回路、各部位を制御する。多値画像はＣＣＤの大きさ（画素数）により画像サイズが決まるので、ＣＰＵ１０８は、画像サイズを基に多値画像を二値化するのに必要なブロックサイズと、サンプリング間隔（サンプリング周期）を計算する。
【００８２】
デジタルカメラ１００のレンズ等の光学系に起因する輝度値ムラは、光源の位置や強さにより異なるが、概して画像の中心付近が明るく、周辺にいくに従って暗くなる傾向がある。従って、ＣＰＵ１０８は、光学系の周辺減光を考慮して画像の分割パターンを計算する。なお、記憶部（図示せず）などに設定されている一定のブロック分割パターンから分割パターンを選択することもできる。
【００８３】
図３は、多値画像をブロックに分割する分割例を示した図である。通常の正方形分割に加え、図３（ａ）は、正方形、長方形、三角形の組み合わせにより画像の中心（レンズの中心）を点対称として多値画像を分割した例を示している。一方、図３（ｂ）は、画像の中心から同心円に基づいて多値画像を分割した例である。光学系を考慮してブロック分割することにより、ブロック内の明るさが、より均一なものとなり、後述するようにブロック単位で二値化閾値を設定するので、高画質な多値画像の二値化が可能となる。なお、以下では説明の簡単のため正方形に分割されたブロックを用いることとする。
【００８４】
ブロックバッファ１０９は、ＣＰＵ１０８により決定されたブロックの分割パターンからブロック単位で画像をフレームメモリ１０７から読み出し、一時記憶する。なお、ブロックバッファ１０９に蓄えられたブロックを処理対象ブロックと称することとする。
【００８５】
平均輝度値算出器１２０は、ブロックバッファ１０９に蓄えられた画像から、予め設定されたサンプリング周期で画素をサンプリングして、平均輝度値を算出する。図４は、ブロック内の画素をサンプリングするサンプリング間隔の例を示した図である。図４（ａ）は、ＣＰＵ１０８が、画像サイズが１２８０×９６０画素の画像に対して、ブロックサイズを６４×６４画素と設定し、サンプリング周期を２とした様子を示す（図では１ブロック中の９×８画素のみを表示している）。一方、図４（ｂ）は、ＣＰＵ１０８が、画像サイズが２５６０×１９２０画素の画像に対して、ブロックサイズを１２８×１２８画素と設定し、サンプリング周期を４とした様子を示す（図では１ブロック中の９×８画素のみを表示している）。
【００８６】
ＣＰＵ１０８は、消費電力を考慮した処理能力に応じて、二値化する画像サイズに対するブロックの総数あるいはブロック内のサンプリング間隔を一定に設定することが可能である。従って、画像サイズが大きくなっても（全画素数が多くなっても）、サンプリング数を一定とすることができ、二値化閾値の決定までの処理時間が短縮され、低消費電力で二値化処理が可能となる。なお、ＣＰＵ１０８は、ブロック毎にサンプリング間隔を設定してもよい。
【００８７】
図５は、平均輝度値算出器１２０の構成の一例を示したブロック図である。ＣＰＵ１０８によりサンプリングされた画素の輝度値（ｖとする）は、比較器５０１において、後述する低輝度閾値（低輝度閾値ｔｈｌ（ｉ，ｊ）とする（（ｉ，ｊ）はブロックの番号を表すインデックス、このブロックをＢ（ｉ，ｊ）とする））と比較される。比較器５０１は、サンプリングされた画素の輝度値ｖが低輝度閾値ｔｈｌ（ｉ，ｊ）より大きい場合は信号値１を、小さい場合は信号値０を出力する。
【００８８】
信号値１が出力された場合は、ゲート５０７が開き輝度値ｖが加算器５０６に入力する。加算器５０６は、加算結果レジスタ５０２の値（ｓｕｍｖとする）と、入力した画素の輝度値ｖとを加算し、加算結果レジスタ５０２は新たな加算結果を記憶する。一方、比較器５０１の信号１はカウンタ５０３へも伝達され、ゲート５０７を通過した輝度値ｖの数（ｎｕｍとする）を計数する。
【００８９】
以上に述べた処理をアルゴリズムとして数式で表すと次式（５）のようになる。
ｉｆ ｖ＞ｔｈｌ（ｉ，ｊ）
ｔｈｅｎ ｓｕｍｖ＝ｓｕｍｖ＋ｖ
ｎｕｍ＝ｎｕｍ＋１
ｅｌｓｅ ｓｕｍｖ＝ｓｕｍｖ
ｎｕｍ＝ｎｕｍ ・・・・（５）
ここで、カウンタ５０３が、インクリメントの結果、ケタが繰り上がる状態（カウンタが２のべき乗を示す状態）になると、ゲート５０８が開き、加算結果レジスタ５０２に保持されている輝度値ｖの和（ｓｕｍｖ）をシフトレジスタ５０４に伝達し、カウンタ５０３において'１'がたっているビット位置−１だけ右にシフトする。ブロック内の全画素について処理した後、シフトレジスタ５０４に記憶された値が平均輝度値ａｖｅ（ｉ，ｊ）として出力される。すなわち、平均輝度値は次式（６）で計算される。
ａｖｅ（ｉ，ｊ）＝ｓｕｍｖ'／ｎｕｍ' ‥‥（６）
ここで、ｎｕｍ'はブロックＢ（ｉ，ｊ）でサンプリングされたサンプル数以下の数値であって、２のべき乗で表される数でもっとも大きな値を表し、ｓｕｍｖ'はｎｕｍ'が計数されたときの加算結果レジスタ５０２に保持されている値を表す。
【００９０】
低輝度閾値設定器１２１は、隣接する前のブロック（現ブロックがＢ（ｉ，ｊ）であれば、例えば、Ｂ（ｉ−１，ｊ））の平均輝度値ａｖｅ（ｉ−１，ｊ）に所定の係数を乗算して平均輝度値算出器１２０で使用する低輝度閾値ｔｈｌ（ｉ，ｊ）を算出する。所定の係数をＣａ＝１／４（２のべき乗分の１）とすると、低輝度閾値設定器１２１は、ａｖｅ（ｉ，ｊ）の下位２ビットを除いた値となるので特別な回路が不要となり、回路構成が単純となり、高速、低消費電力で処理を行うことが可能となる。以上に述べた計算式は次式（７）で表すことができる。
ｔｈｌ（ｉ，ｊ）＝ａｖｅ（ｉ−１，ｊ）＊Ｃａ ‥‥（７）
【００９１】
ここでは、低輝度閾値ｔｈｌを算出する際に、隣接する１ブロックのみの平均輝度値ａｖｅを使用したが、ブロック分割の仕方によっては、隣接するすべて（例えば上下左右）のブロックの平均輝度値ａｖｅを使用する態様であってもよい。
【００９２】
二値化閾値設定回路１２２は、平均輝度値算出器１２０で算出された平均輝度値ａｖｅ（ｉ，ｊ）を用いて、多値画像の二値化に使用する二値化閾値ＴＨ（ｉ，ｊ）を設定する。二値化閾値ＴＨ（ｉ，ｊ）は平均輝度値ａｖｅ（ｉ，ｊ）に、例えば所定の係数Ｃｂを乗ずることにより行うが、低輝度閾値設定器１２１と同様にＣｂ＝ｘ／１６、あるいはＣｂ＝ｘ／８（ｘは分母を超えない自然数を表す既定値）とすれば、二値化閾値設定回路１２２は、加算器のみで構成でき、回路構成が単純となり、高速、低消費電力で処理を行うことが可能となる。以上を計算式で表すと次式（８）となる。
ＴＨ（ｉ，ｊ）＝ａｖｅ（ｉ，ｊ）＊Ｃｂ ‥‥（８）
【００９３】
二値化器１２３は、ブロックバッファ１０９の各画素を二値化閾値ＴＨと比較し二値化する。二値化された画像は、圧縮器１２４でＭＨ、ＭＲ等の二値画像に適した画像圧縮がなされる。圧縮された画像は、画像記憶メモリ１２５に記憶される。
【００９４】
以上において、ＣＰＵ１０８がブロック分割手段およびサンプリング手段に、ＣＣＤ１０１、Ａ／Ｄ変換器１０２、ホワイトバランス調整器１０３、画素補間器１０４、輝度生成器１０５およびアパーチャ補正器１０６が輝度値出力手段に、二値化閾値設定回路１２２が二値化閾値設定手段に、二値化器１２３が二値化手段に、低輝度閾値設定器１２１が低輝度閾値設定手段に、フレームメモリ１０７、ブロックバッファ１０９およびＣＰＵ１０８が処理対象ブロック選択手段に、比較器５０１が低輝度値除外手段に、平均輝度値算出器１２０が平均輝度値算出手段に対応する。
【００９５】
次に、多値画像が二値化されるまでの処理の流れを説明する。図６は、多値画像が二値化されるまでの画像データの処理流れを示したフローチャートである。ＣＰＵ１０８は、フレームメモリ１０７に格納されている多値画像のサイズを読み出す（ステップＳ６０１）。なお、フレームメモリ１０７からでなく、デジタルカメラ１００で予め設定された画素数もしくはＣＣＤ１０１からの情報等を用いてもよい。続いて、ＣＰＵ１０８は画像サイズに従って、サンプリング周期を設定する（ステップＳ６０２）。
【００９６】
ステップＳ６０１で読み出した画像サイズやステップＳ６０２で設定したサンプリング周期をもとに、ＣＰＵ１０８はブロックサイズ、形状、分割パタンを設定する（ステップＳ６０３）。ＣＣＤ１０１で出力される画素数は通常一定であるか、モード切替により指定される６４０×４８０画素や８００×６００画素等の定格画素数であるので、ＣＰＵ１０８は、サンプリング周期やブロック形状を予め決定しておいたものを選択することもできる。
【００９７】
続いて、複数に分割されたブロックから一つのブロックＢ（ｉ，ｊ）を設定し、ブロックバッファ１０９に画像情報を転写する（ステップＳ６０４）。ブロックＢ（ｉ，ｊ）のなかから、ステップＳ６０２で設定したサンプリング周期に従って、画素（輝度値）をサンプリングする（ステップＳ６０５）。続いて、以前のルーチンで算出されている隣接するブロックＢ（ｉ−１，ｊ）の平均輝度値ａｖｅ（ｉ−１，ｊ）に基づいて、ブロックＢ（ｉ，ｊ）についての低輝度閾値ｔｈｌ（ｉ，ｊ）を算出し、サンプリングした画素の輝度値のうち低輝度閾値ｔｈｌ（ｉ，ｊ）に満たない輝度値を除外する（ステップＳ６０６）。ステップＳ６０６で低輝度値を除外することは、高品質な二値化処理に資することになる。
【００９８】
低輝度値が除外された輝度値を用いて、ブロックＢ（ｉ，ｊ）の平均輝度値ａｖｅ（ｉ，ｊ）を算出する（ステップＳ６０７）。この平均輝度値ａｖｅ（ｉ，ｊ）に基づいてブロックＢ（ｉ，ｊ）に対する二値化閾値ＴＨ（ｉ，ｊ）を算出する（ステップＳ６０８）。この二値化閾値ＴＨ（ｉ，ｊ）を用いて、ブロックバッファ１０９に格納されているブロックＢ（ｉ，ｊ）の全画素（ｇ（ｘ，ｙ）とする）を二値化する（ステップＳ６０９）。なお、ｘ、ｙはブロック内の各画素の位置を表す自然数である。
【００９９】
最後に、すべてのブロックについて二値化処理を行ったか否かを判定し（ステップＳ６１０）、すべてのブロックの二値化が終了した場合（ステップＳ６１０：ＹＥＳ）は処理を終了し、すべてのブロックの二値化が終了していない場合（ステップＳ６１０：ＮＯ）は、Ｂ（ｉ，ｊ）に隣接するブロックを設定し（例えばＢ（ｉ＋１，ｊ））、ステップＳ６０４からステップＳ６１０までを繰り返す。
【０１００】
実施の形態１では、本発明の画像二値化装置をデジタルカメラに適用した例を説明したが、画像サイズおよび光学系に対応させたブロック分割を行い、当該ブロックから輝度値をサンプリング抽出するとともに、周囲のブロックを考慮して低輝度閾値を設定し、これに基づいて二値化を行うので、ブロック内の画素のすべてが大きな文字の一部であったりブロック間で明るさが急に変化している場合であっても、適切な平均輝度値を算出することができ、高品質でありながら高速かつ低消費電力で画像を二値化することが可能となり、デジタルカメラのバッテリーの持続時間を長くすることが可能となる。
【０１０１】
（実施の形態２）
実施の形態２では、ＣＭＯＳセンサを使用した画像二値化装置をデジタルカメラに適用した場合について説明する。図７は、画像入力部分にＣＭＯＳセンサを使用したデジタルカメラにおいて、画像入力から二値化処理をした画像を記録するまでの装置構成の一例を示したブロック図である。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同様な部分については同一の符号を付してその詳細な説明を省略するものとし、実施の形態１と異なる部分を主として説明する。
【０１０２】
デジタルカメラ７００は画像入力部にＣＭＯＳセンサ７０１を有する。従って、ラスター走査しかできないＣＣＤ１０１（図１参照）と異なり、ＣＭＯＳセンサ７０１はランダムアクセスが可能で、ブロック単位での読み出しができるので、フレームメモリ１０７が不要となり、回路構成が簡単となる。さらに、ＣＣＤ１０１はデジタルカメラ７００の他の回路を成すＣＭＯＳ集積回路とは別の電源を必要とするのに対し、ＣＭＯＳセンサ１０１はＣＭＯＳ集積回路と同じ電源を使用でき、消費電力も小さくなる。従って、デジタルカメラ７００としての回路規模も小さくなるため、消費電力、処理速度、コストなどにおいて、ＣＣＤを使用したシステムより利便性が高い。なお、本実施の形態ではＣＭＯＳセンサを用いたが、その他のブロックアクセス可能な画像入力部を有する画像二値化装置であってもよい。
【０１０３】
（実施の形態３）
実施の形態３では、所定ブロック内の画素毎に適用される二値化閾値を算出し、画素毎に画像データの二値化を行う画像二値化装置をデジタルカメラに適用した場合について説明する。図８は、画素毎に適用される二値化閾値を算出し、画素毎に画像データの二値化を行うデジタルカメラの装置構成の一例を示したブロック図である。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成部分については同一の符合を付してその説明を省略し、実施の形態１と異なる部分を主として説明する。
【０１０４】
デジタルカメラ８００は、平均輝度値算出器１２０から出力された平均輝度値を入力し、ブロック毎に適用する二値化閾値（以降においてブロック二値化閾値と称する）を出力するブロック二値化閾値設定回路８０１と、ブロック二値化閾値を格納するメモリ８０２と、ブロック二値化閾値に基づいて、所定ブロック内の個々の画素に適用する二値化閾値を設定する二値化閾値補間器８０３と、を備え、それ以外の構成部分については、実施の形態１のデジタルカメラ１００と、同様の構成を有する。なお、色差信号を生成する部分は省略してある。
【０１０５】
ブロック二値化閾値設定回路８０１は、デジタルカメラ１００の二値化閾値設定回路１２２（図１参照）と、同等の回路であり、処理対象ブロックのブロック二値化閾値を出力してメモリ８０２に格納する。ブロック二値化閾値設定回路８０１は、全てのブロックについて、ブロック二値化閾値を算出し、順次メモリ８０２に格納する。
【０１０６】
二値化閾値補間器８０３は、メモリ８０２に格納された全ブロックのブロック二値化閾値をもちいて、所定領域の各画素毎に適用する二値化閾値を設定する。なお、以降の説明では、補間ブロックとは、その構成画素それぞれに二値化閾値を設定する所定領域をいうものとする。ここで、補間ブロック内の各画素に適用する二値化閾値の算出の概要を説明する。図９は、補間ブロック内の各画素に適用する二値化閾値を算出する概要を説明する説明図であり、同図（ａ）は、処理対象ブロックと補間ブロックとの関係を示した図であり、同図（ｂ）は、補間ブロック内の各画素に適用する二値化閾値を算出する説明図である。
【０１０７】
図９（ａ）から明らかなように、補間ブロックＢＨは、隣接する４つの処理対象ブロックＢａ、Ｂｂ、ＢｃおよびＢｄにまたがっている。処理対象ブロックＢａ、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｂｄのブロック二値化閾値をそれぞれａ、ｂ、ｃ、ｄとする。二値化閾値補間器８０３は、ブロック二値化閾値ａ、ｂ、ｃおよびｄをもちいて、補間ブロックＢＨ内の各画素に適用する二値化閾値を計算する。
【０１０８】
図９（ｂ）を参照して、補間ブロックＢＨ内の画素ｂｐに適用する二値化閾値の算出方法を説明する。補間ブロックＢＨは長方形であるとして、その大きさ（画素数）を水平方向にｘｂｎｕｍ、垂直方向にｙｂｎｕｍとする。また、画素ｂｐの位置を（ｍ，ｌ）とする。このとき、補間ブロックＢＨの（０，０）点に値ａ、（ｘｂｎｕｍ，０）点に値ｂ、（０，ｙｂｎｕｍ）点に値ｃ、（ｘｂｎｕｍ，ｙｂｎｕｍ）点に値ｄがあると考え、この間を線形に近似する。
【０１０９】
まず、補間ブロックＢＨの左側の境界線上の暫定的な閾値をｌｅｆｔｔｈ、右側の境界線上の暫定的な閾値をｒｉｇｈｔｔｈとすると、下式（９）
ｌｅｆｔｔｈ  ＝（ａ（ｙｂｎｕｍ−ｌ）＋ｃｌ）／ｙｂｎｕｍ
ｒｉｇｈｔｔｈ＝（ｂ（ｙｂｎｕｍ−ｌ）＋ｄｌ）／ｙｂｎｕｍ‥‥（９）
と計算される。
次に、（０，ｌ）点に値ｌｅｆｔｔｈ、（ｘｂｎｕｍ，ｌ）点に値ｒｉｇｈｔｔｈがあると考え、画素ｂｐに適用する二値化閾値ｔｈ（ｍ，ｌ）を下式（１０）の様に線形に近似する。
ｔｈ（ｍ，ｌ）＝（ｌｅｆｔｔｈ（ｘｂｎｕｍ−ｍ）
＋ｒｉｇｈｔｔｈ×ｍ）／ｘｂｎｕｍ    ‥‥（１０）
【０１１０】
なお、補間ブロックＢＨが画像全体の端部にある場合には、隣接する処理対象ブロックが２つもしくは１つであるので、この場合は、得られたブロック二値化閾値を足りないブロック二値化閾値に代入して使用することにより、式（９）および（１０）が使用できる。例えば、画像の左上端では、得られるブロック二値化閾値はｄのみで、ａ、ｂ、ｃに該当するブロック二値化閾値は得られない。従って、この場合は、ａ、ｂ、ｃの値をｄで代用する。
【０１１１】
二値化器１２３では、フレームメモリ１０７もしくはブロックバッファ１０９から補間ブロックにおける画素ｂｐの輝度値と、二値化閾値補間器８０３で算出した画素ｂｐに対する二値化閾値とを比較して、補間ブロックＢＨの輝度値の二値化を行う。二値化された画像データは、実施の形態１と同様に、圧縮器１２４でＭＨ、ＭＭＲなどの二値化画像に適した画像圧縮がほどこされる。
【０１１２】
次に、本実施の形態において、多値画像が二値化されるまでの処理の流れについて説明する。図１０は、多値画像が二値化されるまでの画像データの処理流れを示したフローチャートである。ＣＰＵ１０８は、フレームメモリ１０７に格納されている多値画像のサイズを読み出す（ステップＳ１００１）。なお、フレームメモリ１０７からでなく、デジタルカメラ１００で予め設定された画素数もしくはＣＣＤ１０１からの情報等を用いてもよい。続いて、ＣＰＵ１０８は画像サイズに従って、サンプリング周期を設定する（ステップＳ１００２）。
【０１１３】
ステップＳ１００１で読み出した画像サイズやステップＳ１００２で設定したサンプリング周期をもとに、ＣＰＵ１０８はブロックサイズ、形状、分割パタンを設定する（ステップＳ１００３）。ＣＣＤ１０１で出力される画素数は通常一定であるか、モード切替により指定される６４０×４８０画素や８００×６００画素等の定格画素数であるので、ＣＰＵ１０８は、サンプリング周期やブロック形状を予め決定しておいたものを選択することもできる。
【０１１４】
続いて、複数に分割されたブロックから一つのブロックＢ（ｉ，ｊ）を設定し、ブロックバッファ１０９に画像情報を転写する（ステップＳ１００４）。ブロックＢ（ｉ，ｊ）のなかから、ステップＳ１００２で設定したサンプリング周期に従って、画素（輝度値）をサンプリングする（ステップＳ１００５）。続いて、以前のルーチンで算出されている隣接するブロックＢ（ｉ−１，ｊ）の平均輝度値ａｖｅ（ｉ−１，ｊ）に基づいて、ブロックＢ（ｉ，ｊ）についての低輝度閾値ｔｈｌ（ｉ，ｊ）を算出し、サンプリングした画素の輝度値のうち低輝度閾値ｔｈｌ（ｉ，ｊ）に満たない輝度値を除外する（ステップＳ１００６）。ステップＳ１００６で低輝度値を除外することは、高品質な二値化処理に資することになる。
【０１１５】
低輝度値が除外された輝度値を用いて、ブロックＢ（ｉ，ｊ）の平均輝度値ａｖｅ（ｉ，ｊ）を算出する（ステップＳ１００７）。この平均輝度値ａｖｅ（ｉ，ｊ）に基づいてブロックＢ（ｉ，ｊ）のブロック二値化閾値ＴＨ（ｉ，ｊ）を算出する（ステップＳ１００８）。算出したブロック二値化閾値ＴＨをメモリ８０２に格納する（ステップＳ１００９）。すべてのブロックについてブロック二値化閾値が計算されたか否かを判定し（ステップＳ１０１０）、計算が終了していない場合（ステップＳ１０１０：ＮＯ）は、Ｂ（ｉ，ｊ）に隣接するブロックを設定し（例えばＢ（ｉ＋１，ｊ））、ステップＳ１００４からステップＳ１０１０までを繰り返す。
【０１１６】
全てのブロックについてブロック二値化閾値が計算された場合（ステップＳ１０１０：ＹＥＳ）、補間ブロックを設定する（ステップＳ１０１１）。この補間ブロックは、部分的に高品質な二値化を行う場合などに適しており、ユーザが予め設定しておいてもよいし、適当なモード切替により、画像中心部分を設定する態様であってもよい。二値化閾値補間器８０３は、ステップＳ１０１１で設定された補間ブロックがまたがる処理対象ブロックのブロック二値化閾値ＴＨを用いて、補間ブロック内の画素単位の二値化閾値ｔｈ（ｘ，ｙ）を設定する（ステップＳ１０１２）。なお、図１０における関数ｆは、式（９）および（１０）を概念的に示したものであり、ｘ、ｙは画像の各画素の位置を表す自然数である。
【０１１７】
二値化器１２３でフレームメモリ１０７から読み出した画素（ｇ（ｘ，ｙ）とする）を、ステップＳ１０１１で算出した二値化閾値を用いて二値化する（ステップＳ１０１３）。次に、すべての画素について二値化処理を行ったか否かを判定し（ステップＳ１０１４）、すべての画素の二値化が終了していない場合（ステップＳ１０１４：ＮＯ）は、ｇ（ｘ，ｙ）に隣接する画素を設定し（例えば，ｇ（ｘ＋１，ｙ））、ステップＳ１０１２からステップＳ１０１４までを繰り返す。全ての画素に対して二値化が終了した場合は（ステップＳ１０１４：ＹＥＳ）、全ての補間ブロックに対して二値化が終了したか否かを判定し（ステップＳ１０１５）、終了していなければ（ステップＳ１０１５：ＮＯ）、ステップＳ１０１１からステップＳ１０１５までを繰り返し、終了していれば（ステップＳ１０１５：ＹＥＳ）、処理を終了する。
【０１１８】
実施の形態３では、画像サイズおよび光学系に対応させたブロック分割を行い、当該ブロックから輝度値をサンプリング抽出するとともに、周囲のブロックを考慮して低輝度閾値を設定し、これに基づいてブロック二値化閾値を行い、さらに、このブロック二値化閾値を用いて、補間ブロック内の個々の画素に適用する二値化閾値を設定して二値化するので、実施の形態１のデジタルカメラより、高品質な画像処理が可能となる。特に、掲示板を撮影する場合など、個々の文字が小さい場合や、一部の領域の文字が小さい場合などに、当該箇所を部分的に高品質に二値化することが可能となる。
【０１１９】
（実施の形態４）
実施の形態４では、所定ブロック内の画素毎に適用される二値化閾値を算出し、画素毎に画像データの二値化を行うＣＭＯＳセンサを使用した画像二値化装置をデジタルカメラに適用した場合について説明する。図１１は、画像入力部分にＣＭＯＳセンサを使用し、画素毎に適用される二値化閾値を算出して画素毎に画像データの二値化を行うデジタルカメラの装置構成の一例を示したブロック図である。なお、本実施の形態では、実施の形態３と同一な構成部分については同一の符号を付して詳細な説明を省略するものとし、実施の形態３と異なる部分を主として説明する。
【０１２０】
デジタルカメラ１１００は画像入力部にＣＭＯＳセンサ１１０１を有する。従って、ラスター走査しかできないＣＣＤ１０１（図８参照）と異なり、ＣＭＯＳセンサ１１０１はランダムアクセスが可能で、ブロック単位での読み出しができ、ブロック毎に画素値を読み出し、ブロック二値化閾値を算出し、メモリ８０２に記憶することができるので、ブロックバッファ１０９（図８参照）が不要となり、回路構成が簡単となる。
【０１２１】
同時に、ブロック毎に読み出した画素値は輝度信号に変換されアパーチャ補正されてフレームメモリ１０７に記憶される。さらに、ＣＣＤ１０１はデジタルカメラ８００の他の回路を成すＣＭＯＳ集積回路とは別の電源を必要とするのに対し、ＣＭＯＳセンサ１１０１はＣＭＯＳ集積回路と同じ電源を使用でき、消費電力も小さくなる。従って、デジタルカメラ１１００としての回路規模も小さくなるため、消費電力、処理速度、コストなどにおいて、ＣＣＤを使用したシステムより利便性が高い。なお、本実施の形態ではＣＭＯＳセンサを用いたが、その他のブロックアクセス可能な画像入力部を有する画像二値化装置であってもよい。
【０１２２】
（実施の形態５）
実施の形態５では、平均輝度値を所定レンジ内の値に収まるように範囲制限する画像二値化装置をデジタルカメラに適用した場合について説明する。図１２は、平均輝度値を所定レンジ内の値に収まるように範囲制限するデジタルカメラの装置構成の一例を示したブロック図である。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成部分については同一の符合を付し、その説明を省略する。
【０１２３】
デジタルカメラ１２００は、平均輝度値算出器１２０から出力される平均輝度値を予め設定した下限値で制限して、低すぎる平均輝度値が出力されるのを防ぐ制限器１２０１を有する。例えば、暗い画像のなかの相対的に明るい文字、より具体的には黒板に描かれた白墨の描画像を考える。黒板面積に比して、白墨の字の面積は非常に少ないが、この場合に重要な情報は白墨の描画像である。ここで通常の二値化を行うと、白墨の描画像以外の黒板の画像データが支配的になるので、黒板の黒い部分の濃淡の境目に二値化閾値が設定されてしまう。従って、白墨像は当然に白と判断されるが、白墨カス（例えば、黒板消しの軌跡）も、白と判断され、結果として、ノイズが多くなる。
【０１２４】
制限器１２０１は、この様なノイズが再現されないように平均輝度値を調整するものである。具体的には、予め定められた所定レンジ内に平均輝度値があるかないかを判断し、無い場合は当該レンジ幅の下限値もしくは上限値に平均値を置き換える。この制限器１２０１により平均輝度値の下限（もしくは上限）を設定することにより、コントラストの高い二値化画像を得ることが可能となる。使用の態様によっては、平均輝度値を予め設定した上限値で制限して、高すぎる平均輝度値が出力されないようにすることもできる。
【０１２５】
なお、本実施の形態においては、ＣＣＤ１０１を用いたが、使用の態様によっては、実施の形態２で示したごとく、ＣＭＯＳセンサ７０１（図７参照）を用いてもよい。
【０１２６】
（実施の形態６）
実施の形態６では、平均輝度値を所定レンジ内の値に収まるように範囲制限しつつ、所定ブロック内の画素毎に適用される二値化閾値を算出し、画素毎に画像データの二値化を行う画像二値化装置をデジタルカメラに適用した場合について説明する。図１３は、本実施の形態に係るデジタルカメラの構成の一例を示したブロック図である。なお、本実施の形態では、実施の形態５と同一の構成部分については同一の符合を付し、その説明を省略する。
【０１２７】
デジタルカメラ１３００は、平均輝度値算出器１２０から出力される平均輝度値を予め設定した上限値で制限して、低すぎる平均輝度値が出力されるのを防ぐ制限器１３０１を有する。１３０１から出力された平均輝度値は所定の範囲内にある。例えば、ホワイトボードによるフラッシュ等の写り込みに影響された突出した平均輝度値が所定の範囲内の値となるように調整される。従って、ブロック二値化閾値設定回路８０１で設定されるブロック二値化閾値が他のブロックと比して突飛な値となることが防げる。
【０１２８】
特に、本実施の形態では二値化閾値補間器８０３で、補間ブロック内の個々の画素に適用する二値化閾値を周囲の処理対象ブロックのブロック二値化閾値により算出する。このとき、制限器１３０１により、突出した平均輝度値を除外するので、個々の二値化閾値をより適切に設定することができ、これにより、さらに高品質な二値化処理が可能となる。使用の態様によっては、平均輝度値を予め設定した下限値で制限して、低すぎる平均輝度値が出力されないようにすることもできる。また、制限器１３０１は、所定範囲をブロック二値化閾値より設定してもよい。
【０１２９】
なお、本実施の形態においては、ＣＣＤ１０１を用いたが、使用の態様によっては、実施の形態４で示したごとく、ＣＭＯＳセンサ１１０１（図１１参照）を用いてもよい。
【０１３０】
（実施の形態７）
実施の形態７では、測光手段を有する画像撮像装置について説明する。図１４は、測光器を備える画像撮像装置をデジタルカメラに適用した場合について、画像入力から二値化処理をした画像を記録するまでの装置構成の一例を示したブロック図である。なお、本実施の形態では、実施の形態１の構成要素が近似するため、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符合を付して詳細な説明を省略し、実施の形態１と異なる部分を主として説明するものとする。
【０１３１】
デジタルカメラ１４００は、ＣＣＤ１０１と、Ａ／Ｄ変換器１０２と、ホワイトバランス調整器１０３と、画素補間器１０４と、輝度生成器１０５と、アパーチャ補正器１０６と、フレームメモリ１０７と、ＣＰＵ１０８と、測光器１４０１と、平滑化器１４０２と、メモリ１４０３と、ブロック読出制御器１４０４と、二値化閾値設定回路１２２と、二値化器１２３と、圧縮器１２４と、画像記憶メモリ１２５と、から構成される。
【０１３２】
ＣＣＤ１０１は、デジタルカメラ１４００の光学系（図示せず）により集光された光を電気信号に変換する部位であり、多値画像を構成する各画素のＲＧＢアナログ信号を出力する部位である。出力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器１０２でデジタル信号に変換される。デジタル信号は、ホワイトバランス調整器１０３、画素補間器１０４、輝度生成器１０５、アパーチャ補正器１０６を通じて、輝度値の補間、抽出などの処理を受け、フレームメモリ１０７に一時記憶される。
【０１３３】
ＣＰＵ１０８は、後述する測光器１４０１からの輝度情報を基に、後述するブロック読出制御器１４０４を制御し、測光器１４０１が測光に用いる画面分割と同様にフレームメモリ１０７に格納されている画像を分割する。測光器１４０１が測光に用いる画面分割は、固定のものを用いてもよいし、ＣＰＵ１０８の制御を受け図３に示したごとく分割する態様であってもよい。ＣＰＵ１０８は、その他のデジタルカメラ１４００の各回路、各部位を制御する。
【０１３４】
測光器１４０１は、画像撮影前に被写体の測光を行う自動露出検知機構（ＡＥ）を有し、Ａ／Ｄ変換器１０２から出力されるデジタル信号に基づき、各画面の明るさを測定する。測光の方法は、例えば、画素の輝度値の加算により測定する。このときＣＰＵ１０８は、測光器１４０１で加算に使用する測光値をサンプリングすることも可能である。なお、使用の態様によっては、ＣＣＤ１０１により光電変換される光量を用いてもよい。
【０１３５】
平滑化器１４０２は、測光器１４０１で得られた各画面の測光値を平滑化し、ａｖｅ（ｉ，ｊ）としてメモリ１４０３に出力する。平滑化の一例として、次の処理が挙げられる。すなわち、測光器１４０１内の一つの画面（Ｇ（ｉ，ｊ）とする）に含まれる全画素数の測光値の平均値ａｖｅ（ｉ，ｊ）（もしくは画面Ｇ（ｉ，ｊ）のなかからサンプリングされた測光値の平均値）が周囲の画面の測光値の平均値から突出した値である場合に、画面Ｇ（ｉ，ｊ）の各画素の測光値を補正して、周囲の画面の測光値の平均値に比して突出した値にならないようにする。
【０１３６】
この処理を実現するアルゴリズムとしての一例を以下に示す。画面Ｇ（ｉ，ｊ）に隣接する４画面の平均測光値をａｖｅ４（ｉ，ｊ）として、画面Ｇ（ｉ，ｊ）の平均測光値ａｖｅ（ｉ，ｊ）がａｖｅ４（ｉ，ｊ）の３倍以上である場合に画面Ｇ（ｉ，ｊ）内の各画素の測光値（ｓ（ｘ，ｙ）とする）を次式（１１）のように変換する。
ｉｆ      ａｖｅ（ｉ，ｊ）≧３＊ａｖｅ４（ｉ，ｊ）
ｔｈｅｎ  ｓ（ｉ，ｊ）＝ａｖｅ４（ｉ，ｊ）
＋（１／４）＊（ｓ（ｉ，ｊ）
−ａｖｅ４（ｉ，ｊ））
‥‥（１１）
【０１３７】
平滑化器１４０２では、変換された測光値を用いて、画面Ｇ（ｉ，ｊ）の平均測光値ａｖｅ（ｉ，ｊ）を計算し直して、メモリ１４０３に平均測光値を出力する。なお、メモリ１４０３は、この平均測光値を格納する。
【０１３８】
ブロック読出制御器１４０４は、測光器１４０１が測光に用いる画面分割と同様にフレームメモリ１０７に格納されている画像を分割する。これにより、二値化による閾値がより自然なものとなる。
【０１３９】
二値化閾値設定回路１２２は、ａｖｅ（ｉ，ｊ）に基づいて二値化閾値ＴＨ（ｉ，ｊ）を設定する。設定手段は、所定の係数Ｃｂをａｖｅ（ｉ，ｊ）に乗ずる乗算器であるが、Ｃｂ＝ｘ／１６、あるいはＣｂ＝ｘ／８（ｘは分母を超えない自然数を表す既定値）とすれば、二値化閾値設定回路１２２は加算器のみで構成できるので、コスト、スピードの点で有利になる。
【０１４０】
二値化器１２３は二値化閾値ＴＨ（ｉ，ｊ）に基づいて、画面Ｇ（ｉ，ｊ）に対応したブロックＢ（ｉ，ｊ）の各画素を二値化する。なお、平滑化されたブロックに対しては、変換後の測光値を用いて当該ブロックを適宜処理して二値化する。圧縮器１２４はＭＨ、ＭＲ等により二値画像に適した圧縮を行う。画像記憶メモリ１２５は、圧縮された画像を記憶する。
【０１４１】
以上において、ＣＣＤ１０１が撮像手段に、ＣＰＵ１０８および測光器１４０１が画面分割手段に、測光器１４０１が測光手段に、ＣＰＵ１０８がブロック分割手段に、二値化閾値設定回路１２２が二値化閾値設定手段に、二値化器１２３が二値化手段に、平滑化器１４０２が測光値平滑化手段に対応する。
【０１４２】
次に、多値画像が二値化されるまでの画像データの流れを説明する。図１５は、多値画像が二値化されるまでの画像データの処理流れを示したフローチャートである。まず、ＣＰＵ１０８は、ＣＣＤ１０１から画像サイズを読み出す（ステップＳ１５０１）。続いて、ＣＰＵ１０８は、測光器１４０１から出力される測光値のなかから１画面Ｇ（ｉ，ｊ）を設定し（ステップＳ１５０２）、当該画面の測光値の平均値を算出する（ステップＳ１５０３）。平均を求める際はすべての測光値を用いてもよいし、適宜サンプリングを行ってもよい。
【０１４３】
次に、画面の測光値の平均値が隣接する画面の測光値の平均値から突出していないかどうか判定する（ステップＳ１５０４）。突出している場合は（ステップＳ１５０４：ＹＥＳ）、当該測光値の平均値を平滑化器１４０２で平滑化する（ステップＳ１５０５）。突出していない場合（ステップＳ１５０４：ＮＯ）もしくはステップＳ１５０５で平滑化処理が行われた場合は、フレームメモリ１０７から画面Ｇ（ｉ，ｊ）対応するブロックＢ（ｉ，ｊ）をブロック読出制御器１４０４が読み出し（ステップＳ１５０６）、画面Ｇ（ｉ，ｊ）の測光値に基づいて二値化閾値を算出する（ステップＳ１５０７）。この二値化閾値を用いてブロック内の多値画像を二値化する（ステップＳ１５０８）。
【０１４４】
すべてのブロックについて二値化が終了したか否かを判定し（ステップＳ１５０９）、終了したならば（ステップＳ１５０９：ＹＥＳ）、二値化処理を終了し、終了していないならば（ステップＳ１５０９：ＮＯ）、ステップＳ１５０２に移行し、次の画面（例えばＧ（ｉ＋１，ｊ））を設定し、以降ステップＳ１５０２からステップＳ１５０９を繰り返す。
【０１４５】
実施の形態７では、デジタルカメラに備わっている自動測光部から得られる情報（測光値）を利用して二値化閾値を設定するので、別途二値化閾値を設定するための処理を不要とする。従って、回路構成が簡単になりコストの低減を図ることができるとともに、別途の二値化閾値の計算処理が不要であるため消費電力を低減することができる。また、光源によるピンポイント的な写り込みがある画像であっても高品質に多値画像を二値化することが可能となる。
【０１４６】
（実施の形態８）
実施の形態８では、ＣＭＯＳセンサを使用した画像撮像装置について説明する。図１６は、画像入力部分にＣＭＯＳセンサが使用されたデジタルカメラにおいて、入力した画像を二値化処理して記録するまでの装置構成の一例を示したブロック図である。なお、本実施の形態では、実施の形態７と同様の部分については同一の符合を付して説明を省略するものとし、実施の形態７と異なる部分について説明する。
【０１４７】
デジタルカメラ１６００は画像入力部にＣＭＯＳセンサ１６０１を有する。従って、ラスター走査しかできないＣＣＤ１０１（図１４参照）と異なり、ＣＭＯＳセンサ１６０１はランダムアクセスが可能で、ブロック単位での読み出しができるので、フレームメモリ１０７およびブロック読出制御器１４０４が不要となり、回路構成が簡単となる。この場合はＣＰＵ１０８が、ブロック読出制御器の役割を持つことになる。
【０１４８】
さらに、ＣＣＤ１０１はＣＭＯＳ集積回路とは別の電源を必要とするのに対し、ＣＭＯＳセンサ１６０１はＣＭＯＳ集積回路と同じ電源を使用でき、消費電力も小さくなる。従って、デジタルカメラ１６００としての回路規模も小さくなるため、消費電力、処理速度、コストなどにおいて、ＣＣＤを使用したシステムより利便性が高い。なお、本実施の形態ではＣＭＯＳセンサを用いたが、その他のブロックアクセス可能な画像入力部を有する画像撮像装置であってもよい。
【０１４９】
（実施の形態９）
実施の形態９では、測光手段を有し、所定ブロック内の画素毎に適用される二値化閾値を算出し、画素毎に画像データの二値化を行う画像撮像装置をデジタルカメラに適用した場合について説明する。図１７は、測光器を備え、各画素毎に二値化閾値を設定する画像撮像装置をデジタルカメラに適用した一例を示した構成図である。なお、本実施の形態では、実施の形態７の構成要素が近似するため、実施の形態７と同様の構成要素については同一の符合を付して説明を省略するものとし、実施の形態７と異なる部分について説明するものとする。
【０１５０】
デジタルカメラ１７００は、平滑化器１４０２から出力されメモリ１４０３に格納された測光値の平均値を入力し、画面毎に所定係数を乗じた値（以降画面二値化閾値と称することとする）を出力する画面二値化閾値設定回路１７０１と、画面二値化閾値を格納するメモリ１７０２と、画面二値化閾値に基づいて、所定ブロック内の個々の画素毎に適用する二値化閾値を設定する二値化閾値補間器１７０３と、を備える。なお、色差信号を生成する部分は省略してある。
【０１５１】
画面二値化閾値設定回路１７０１は、平滑化された測光値に当該画面に応じた係数を乗じる。以降では説明の便宜のために、平滑化された測光値ａを有する画面をＧａと表示し、この所定係数をＣｂ（Ｇａ）と表示するものとする。画面二値化閾値設定回路１７０１は、全ての画面について、画面二値化閾値を算出し、順次メモリ１７０２に格納する。
【０１５２】
二値化閾値補間器１７０３は、メモリ１７０２に格納された全画面の画面二値化閾値をもちいて、補間ブロックＢＨの各画素毎に適用する二値化閾値を設定する。なお、以降の説明では各画素毎に適用する二値化閾値を設定する。補間ブロックＢＨはブロック読出制御器１４０４により設定される。なお、使用の態様によってはＣＰＵ１０８が設定してもよい。
【０１５３】
ここで、補間ブロック内の各画素に適用する二値化閾値の算出の概要を説明する。図１８は、補間ブロックと画面との関係を示した図である。同図から明らかなように、補間ブロックＢＨは、隣接する４つの画面Ｇａ、Ｇｂ、ＧｃおよびＧｄにまたがっている。なお、画面Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃ、Ｇｄの平滑化された測光値の平均値をそれぞれａ、ｂ、ｃ、ｄとする。二値化閾値補間器１７０３は、平滑化された測光値の平均値ａ、ｂ、ｃおよびｄを用いて、補間ブロックＢＨ内の各画素に適用する二値化閾値を計算する。
【０１５４】
補間ブロックＢＨ内の画素ｂｐに適用する二値化閾値の算出方法を説明する。補間ブロックＢＨは長方形であるとして、その大きさ（画素数）を水平方向にｘｂｎｕｍ、垂直方向にｙｂｎｕｍとする。また、画素ｂｐの位置を（ｍ，ｌ）とする。このとき、補間ブロックＢＨの（０，０）点に値ａ×Ｃｂ（Ｇａ）、（ｘｂｎｕｍ，０）点に値ｂ×Ｃｂ（Ｇｂ）、（０，ｙｂｎｕｍ）点に値ｃ×Ｃｂ（Ｇｃ）、（ｘｂｎｕｍ，ｙｂｎｕｍ）点に値ｄ×Ｃｂ（Ｇｄ）があり、この間を線形に近似する。
【０１５５】
実施の形態７では、当該係数は一定値Ｃｂであったが、本実施の形態では、各画面毎に異なる係数とする。これは、各画面の測光値の平均値を用いてより品質の高い二値化を可能とするために必要であり、特に、ブロック分割と画面分割が異なるときに、品質の高い画面二値化閾値が設定されることとなる。
【０１５６】
画素ｂｐに適用する二値化閾値ｔｈは、前述した式（１０）を用いることにより算出する。なお、式（９）および（１０）においては、ａ、ｂ、ｃ、ｄをそれぞれａ×Ｃｂ（Ｇａ）、ｂ×Ｃｂ（Ｇｂ）、ｃ×Ｃｂ（Ｇｃ）、ｄ×Ｃｂ（Ｇｄ）に置き換える。
【０１５７】
二値化器１２３では、フレームメモリ１０７もしくはブロックバッファ１０９から補間ブロックにおける画素ｂｐの輝度値と、二値化閾値補間器１７０３で算出した画素ｂｐに対する二値化閾値とを比較して、補間ブロックＢＨの輝度値の二値化を行う。二値化された画像データは、実施の形態７と同様に、圧縮器１２４でＭＨ、ＭＭＲなどの二値化画像に適した画像圧縮がほどこされる。
【０１５８】
図１９は、多値画像が二値化されるまでの画像データの処理流れを表すフローチャートである。まず、ＣＰＵ１０８は、ＣＣＤ１０１から画像サイズを読み出す（ステップＳ１９０１）。続いて、ＣＰＵ１０８は、測光器１４０１から出力される測光器のなかから１画面Ｇ（ｉ，ｊ）を設定し（ステップＳ１９０２）、当該画面の平均値を算出する（ステップＳ１９０３）。平均を求める際はすべての測光値を用いてもよいが適宜サンプリングを行ってもよい。
【０１５９】
次に、画面の測光値の平均値が隣接する画面の測光値の平均値から突出していないかどうか判定する（ステップＳ１９０４）。突出している場合は（ステップＳ１９０４：ＹＥＳ）、当該測光値の平均値を平滑化器１４０２で平滑化する（ステップＳ１９０５）。突出していない場合（ステップＳ１９０４：ＮＯ）もしくはステップＳ１９０５で平滑化処理が行われた場合は、その測光値の平均値に基づいて画面二値化閾値を算出し（ステップＳ１９０６）、この画面二値化閾値をメモリ１７０２に格納する（１９０７）。
【０１６０】
続いて、全てのブロックに対する画面二値化閾値の算出が終了したかを判定し（ステップＳ１９０８）、終了していないならば（ステップＳ１９０８：ＮＯ）、ステップＳ１９０２に移行し、次の画面（例えばＧ（ｉ＋１，ｊ））を設定し、ステップＳ１９０２からステップＳ１９０８までを繰り返す。全ての画面で画面二値化閾値の算出が終了したならば（ステップＳ１９０８：ＹＥＳ）、補間ブロックを設定する（ステップＳ１９０９）。この補間ブロックは、部分的に高品質な二値化を行う場合などにてきしており、ユーザが予め設定しておいてもよいし、適当なモード切替により、画像中心部分を設定する態様であってもよい。
【０１６１】
二値化閾値補間器１７０３は、ステップＳ１９０９で設定された補間ブロックがまたがる画面の画面二値化閾値（例えば、ａ×Ｃｂ（Ｇａ）など）を用いて、補間ブロック内の画素単位の二値化閾値ｔｈ（ｘ，ｙ）を設定する（ステップＳ１９１０）。
【０１６２】
二値化器１２３でフレームメモリ１０７から読み出した画素（ｇ（ｘ，ｙ）とする）を、ステップＳ１９１０で算出した二値化閾値を用いて二値化する（ステップＳ１９１１）。次に、すべての画素について二値化処理を行ったか否かを判定し（ステップＳ１９１２）、すべての画素の二値化が終了していない場合（ステップＳ１９１２：ＮＯ）は、ｇ（ｘ，ｙ）に隣接する補間ブロック内の画素を設定し（例えば，ｇ（ｘ＋１，ｙ））、ステップＳ１９１０からステップＳ１９１２までを繰り返す。全ての画素に対して二値化が終了した場合は（ステップＳ１９１２：ＹＥＳ）、全ての補間ブロックに対して二値化が終了したか否かを判定し（ステップＳ１９１３）、終了していなければ（ステップＳ１９１３：ＮＯ）、ステップＳ１９０９からステップＳ１９１３までを繰り返し、終了していれば（ステップＳ１９１３：ＹＥＳ）、処理を終了する。
【０１６３】
実施の形態９では、デジタルカメラに備わっている自動測光部から得られる情報（測光値）を利用して二値化閾値を設定するので、別途二値化閾値を設定するための処理を不要とする。従って、回路構成が簡単になりコストの低減を図ることができるとともに、別途の二値化閾値の計算処理が不要であるため消費電力を低減することができる。また、光源によるピンポイント的な写り込みがある画像であっても高品質に多値画像を二値化することが可能となる。さらに、測光値をもとに補間ブロック内の個々の画素に適用する二値化閾値を設定して、二値化するので、実施の形態７のデジタルカメラより、高品質な画像処理が可能となる。特に、掲示板を撮影する場合など、個々の文字が小さい場合や、一部の領域の文字が小さい場合などに、当該箇所を部分的に高品質に二値化することが可能となる。
【０１６４】
（実施の形態１０）
実施の形態１０では、ＣＭＯＳセンサと測光器を用いて、所定ブロック内の画素毎に適用される二値化閾値を算出し、画素毎に画像データの二値化を行う画像撮像装置をデジタルカメラに適用した場合について説明する。図２０は、ＣＭＯＳセンサと測光器を用いて、所定ブロック内の画素毎に適用される二値化閾値を算出し、画素毎に画像データの二値化を行う画像撮像装置をデジタルカメラに適用した一例を示した構成図である。なお、本実施の形態では、実施の形態９と同様の部分については同一の符合を付してその詳細な説明を省略するものとし、実施の形態９と異なる部分を主として説明する。
【０１６５】
デジタルカメラ２０００は画像入力部にＣＭＯＳセンサ２００１を有する。従って、ラスター走査しかできないＣＣＤ１０１（図１７参照）と異なり、ＣＭＯＳセンサ２００１はランダムアクセスが可能で、ブロック単位での読み出しができるので、フレームメモリ１０７およびブロック読出制御器１４０４が不要となり、回路構成が簡単となる。この場合はＣＰＵ１０８が、ブロック読出制御器の役割を持つことになる。
【０１６６】
さらに、ＣＣＤ１０１はＣＭＯＳ集積回路とは別の電源を必要とするのに対し、ＣＭＯＳセンサ１６０１はＣＭＯＳ集積回路と同じ電源を使用でき、消費電力も小さくなる。従って、デジタルカメラ２０００としての回路規模も小さくなるため、消費電力、処理速度、コストなどにおいて、ＣＣＤを使用したシステムより利便性が高い。なお、本実施の形態ではＣＭＯＳセンサを用いたが、その他のブロックアクセス可能な画像入力部を有する画像撮像装置であってもよい。
【０１６７】
（実施の形態１１）
実施の形態１１では、測光手段から出力される測光値に基づき、その測光値を所定レンジ内に収まる調整を行った後、各処理対象ブロックに対する二値化閾値を設定する画像撮像装置をデジタルカメラに適用した場合について説明する。図２１は、測光手段から出力される測光値に基づき、その測光値を所定レンジ内に収まる調整を行った後、各処理対象ブロックに対する二値化閾値を設定する画像撮像装置をデジタルカメラに適用した場合について、画像入力から二値化処理をした画像を記録するまでの装置構成の一例を示したブロック図である。
【０１６８】
デジタルカメラ２１００は、ＣＣＤ１０１と、Ａ／Ｄ変換器１０２と、ホワイトバランス調整器１０３と、画素補間器１０４と、輝度生成器１０５と、アパーチャ補正器１０６と、フレームメモリ１０７と、ＣＰＵ１０８と、測光器２１０１と、平滑化器２１０２と、制限器２１０５と、メモリ２１０３と、ブロック読出制御器２１０４と、二値化閾値設定回路１２２と、二値化器１２３と、圧縮器１２４と、画像記憶メモリ１２５と、からなる。色差信号を生成する部分は省略している。
【０１６９】
測光器２１０１は、画像撮影前に被写体の測光を行う自動露出検知機構（ＡＥ）を有し、Ａ／Ｄ変換器１０２から出力されるデジタル信号に基づき、各画面の明るさを測定する。測光の方法は、画素の輝度値の加算により測定する。このときＣＰＵ１０８は、測光器２１０１で加算に使用する測光値をサンプリングすることも可能である。
【０１７０】
平滑化器２１０２は、測光器２１０１で得られた各画面の測光値を平滑化し、ａｖｅ（ｉ，ｊ）として制限器２１０５に出力する。平滑化の一例として、次の処理が挙げられる。すなわち、測光器２１０１内の一つの画面（Ｇ（ｉ，ｊ）とする）に含まれる全画素数の測光値の平均値ａｖｅ（ｉ，ｊ）（もしくは画面Ｇ（ｉ，ｊ）のなかからサンプリングされた測光値の平均値）が周囲の画面の測光値の平均値から突出した値である場合に、画面Ｇ（ｉ，ｊ）の各画素の測光値を補正して、周囲の画面の測光値の平均値に比して突出した値にならないようにする。
【０１７１】
この処理を実現するアルゴリズムとしての一例を以下に示す。画面Ｇ（ｉ，ｊ）に隣接する４画面の平均測光値をａｖｅ４（ｉ，ｊ）として、画面Ｇ（ｉ，ｊ）の平均測光値ａｖｅ（ｉ，ｊ）がａｖｅ４（ｉ，ｊ）の３倍以上である場合に画面Ｇ（ｉ，ｊ）の平均測光値ａｖｅ（ｉ，ｊ）を次式（１２）のように変換する。
ｉｆ      ａｖｅ（ｉ，ｊ）≧３＊ａｖｅ４（ｉ，ｊ）
ｔｈｅｎ  ａｖｅ（ｉ，ｊ）＝ａｖｅ４（ｉ，ｊ）
＋（１／４）＊（ａｖｅ（ｉ，ｊ）
−ａｖｅ４（ｉ，ｊ））
‥‥（１２）
【０１７２】
平滑化器２１０２では、上記のように、画面Ｇ（ｉ，ｊ）の平均測光値ａｖｅ（ｉ，ｊ）を計算する。さらに、制限器２１０５においてａｖｅ（ｉ，ｊ）を予め設定した下限値に制限して低すぎる平均測光値が出力されるのを防ぐ。その後、メモリ２１０３に平均測光値を出力する。なお、使用の態様によっては平滑化器２１０２を設けることなく制限器２１０５で範囲制限した測光値を出力してもよい。
【０１７３】
二値化閾値設定回路１２２は、ａｖｅ（ｉ，ｊ）に基づいて二値化閾値ＴＨ（ｉ，ｊ）を設定する。設定手段は、所定の係数Ｃｂをａｖｅ（ｉ，ｊ）に乗ずる乗算器であるが、Ｃｂ＝ｘ／１６、あるいはＣｂ＝ｘ／８（ｘは分母を超えない自然数を表す既定値）とすれば、二値化閾値設定回路１２２は加算器のみで構成できるので、コスト、スピードの点で有利になる。
【０１７４】
二値化器１２３は二値化閾値ＴＨ（ｉ，ｊ）に基づいて、画面Ｇ（ｉ，ｊ）に対応したブロックＢ（ｉ，ｊ）の各画素を二値化する。圧縮器１２４はＭＨ、ＭＭＲ等により二値画像に適した圧縮を行う。画像記憶メモリ１２５は、圧縮された画像を記憶する。
【０１７５】
次に、多値画像が二値化されるまでの処理の流れを説明する。図２２は、多値画像が二値化されるまでの画像データの処理流れを表すフローチャートである。まず、ＣＰＵ１０８は、ＣＣＤ１０１から画像サイズを読み出す（ステップＳ２２０１）。続いて、ＣＰＵ１０８は、測光器２１０１から出力される測光値のなかから１画面Ｇ（ｉ，ｊ）を設定し（ステップＳ２２０２）、当該画面の平均値を算出する（ステップＳ２２０３）。平均を求める際はすべての測光値を用いてもよいが適宜サンプリングを行ってもよい。
【０１７６】
次に、画面の測光値の平均値が隣接する画面の測光値の平均値から突出していないかどうか判定する（ステップＳ２２０４）。突出している場合は（ステップＳ２２０４：ＹＥＳ）、当該測光値の平均値を平滑化器２１０２で平滑化する（ステップＳ２２０５）。突出していない場合（ステップＳ２２０４：ＮＯ）もしくはステップＳ２２０５で平滑化処理が行われた場合、出力された測光値が低すぎる値かどうかを判定する（ステップＳ２２０６）。低すぎる場合は（ステップＳ２２０６：ＹＥＳ）、その測光値の値を所定の値に置き換える（ステップＳ２２０７）．低すぎる値でない場合（ステップＳ２２０６：ＮＯ）もしくはステップＳ２２０７で置き換え処理が行われた場合、画面Ｇ（ｉ，ｊ）の測光値に基づいて二値化閾値を算出する（ステップＳ２２０８）。
【０１７７】
次に、フレームメモリ１０７から画面Ｇ（ｉ，ｊ）対応するブロックＢ（ｉ，ｊ）をブロック読出制御器２１０４が読み出し（ステップＳ２２０９）、この二値化閾値を用いてブロック内の多値画像を二値化する（ステップＳ２２１０）。すべてのブロックについて二値化が終了したならば（ステップＳ２２１１：ＹＥＳ）、二値化処理を終了し、終了していないならば（ステップＳ２２１１：ＮＯ）、ステップＳ２２０２に移行し、次の画面（例えばＧ（ｉ＋１，ｊ））を設定し、以降ステップＳ２２０２からステップＳ２２１１を繰り返す。
【０１７８】
実施の形態１１は、デジタルカメラに備わっている自動測光部から得られる情報（測光値）を利用して二値化閾値を設定するので、別途二値化閾値を設定するための処理を不要とする。従って、回路構成が簡単になりコストの低減を図ることができるとともに、別途の二値化閾値の計算処理が不要であるため消費電力を低減することができる。また、光源によるピンポイント的な写り込みがある画像であっても高品質に多値画像を二値化することができる。また、平滑化器と制限器の併用により、効率的に二値化閾値が設定される。
【０１７９】
なお、デジタルカメラ２１００では、ＣＭＯＳセンサ１０１を用いたが、使用の態様によっては、図２３に示したように、ＣＭＯＳセンサ２３０１を用いたデジタルカメラ２３００の構成とすることもできる。この様な構成にすることによりデジタルカメラ２１００に比し、フレームメモリやブロック読出制御器が不要となり、回路構成が簡単になる。また、ＣＭＯＳセンサ２３０１はＣＭＯＳ集積回路と同じ電源を使用でき、諸費電力も小さくなる。従ってデジタルカメラ２３００は、デジタルカメラ２１００よりも回路規模を小さくすることができ、消費電力も小さくなる。従って、デジタルカメラ２１００より諸費電力、処理速度、コストなどにおいて利便性の高いデジタルカメラを提供することが可能となる。
【０１８０】
（実施の形態１２）
実施の形態１２では、所定レンジ内に範囲制限した測光値をもとに、所定のブロック内の個々の画素に適用する二値化閾値を算出する画像撮像装置をデジタルカメラに適用した場合について説明する。図２４は、所定レンジ内に範囲制限した測光値をもとに、所定のブロック内の個々の画素に適用する二値化閾値を算出する画像撮像装置をデジタルカメラに適用した一例を示した構成図である。
【０１８１】
デジタルカメラ２４００は、ＣＣＤ１０１と、Ａ／Ｄ変換器１０２と、ホワイトバランス調整器１０３と、画素補間器１０４と、輝度生成器１０５と、アパーチャ補正器１０６と、フレームメモリ１０７と、ＣＰＵ１０８と、測光器２１０１と、平滑化器２１０２と、制限器２４０１と、画面二値化閾値設定回路１７０１と、メモリ１７０２と、二値化閾値補間器１７０３と、二値化器１２３と、圧縮器１２４と、画像記憶メモリ１２５と、からなる。色差信号を生成する部分は省略している。
【０１８２】
ＣＣＤ１０１は、デジタルカメラ２４００の光学系（図示せず）により集光された光を電気信号に変換する部位であり、多値画像を構成する各画素のＲＧＢアナログ信号を出力する部位である。出力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器１０２でデジタル信号に変換される。デジタル信号は、ホワイトバランス調整器１０３、画素補間器１０４、輝度生成器１０５、アパーチャ補正器１０６を通じて、輝度値の補間、抽出などの処理を受け、フレームメモリ１０７に一時記憶される。
【０１８３】
ＣＰＵ１０８は、デジタルカメラ２４００の各回路、各部位を制御する。測光器２１０１は、画像撮影前に被写体の測光を行う自動露出検知機構（ＡＥ）を有し、Ａ／Ｄ変換器１０２から出力されるデジタル信号に基づき、各画面の明るさを測定する。測光の方法は、画素の輝度値の加算により測定する。このときＣＰＵ１０８は、測光器２１０１で加算に使用する測光値をサンプリングすることも可能である。
【０１８４】
平滑化器２１０２は、測光器２１０１で得られた各画面の測光値を平滑化し、ａｖｅ（ｉ，ｊ）として制限器２１０５に出力する。さらに、制限器２４０１においてａｖｅ（ｉ，ｊ）を予め設定した下限値に制限して低すぎる平均測光値が出力されるのを防ぐ。
【０１８５】
画面二値化閾値設定回路１７０１は、ａｖｅ（ｉ，ｊ）に基づいて二値化閾値ＴＨ（ｉ，ｊ）を設定する。全てのブロックのブロック二値化閾値はメモリ１７０２に記憶される。次に、全ブロックのブロック二値化閾値を用いて、二値化閾値補間器１７０３で画素単位の二値化閾値を算出する。画素毎に二値化閾値を算出しながら当該画素の輝度値をフレームメモリ１０７から同時に読み出し、輝度値と二値化閾値を二値化器１２３に入力する。二値化器１２３では二値化閾値と輝度値を比較して輝度値の二値化を行う。二値化された画像は、圧縮器１２４でＭＨ、ＭＭＲ等の二値画像に適した画像圧縮がなされる。圧縮された画像は、画像記憶メモリ１２５に記憶される。また、ＣＣＤ１０１の代わりにＣＭＯＳセンサを用いても同様の構成でデジタルカメラが実現できる。
【０１８６】
次に、多値画像が二値化されるまでの処理の流れを説明する。図２５は、多値画像が二値化されるまでの画像データの処理流れを表すフローチャートである。まず、ＣＰＵ１０８は、ＣＣＤ１０１から画像サイズを読み出す（ステップＳ２５０１）。続いて、ＣＰＵ１０８は、測光器２１０１から出力される測光値のなかから１画面Ｇ（ｉ，ｊ）を設定し（ステップＳ２５０２）、当該画面の平均値を算出する（ステップＳ２５０３）。平均を求める際はすべての測光値を用いてもよいが適宜サンプリングを行ってもよい。
【０１８７】
次に、画面の測光値の平均値が隣接する画面の測光値の平均値から突出していないかどうか判定する（ステップＳ２５０４）。突出している場合は（ステップＳ２５０４：ＹＥＳ）、当該測光値の平均値を平滑化器２１０２で平滑化する（ステップＳ２５０５）。突出していない場合（ステップＳ２５０４：ＮＯ）もしくはステップＳ２５０５で平滑化処理が行われた場合、次に測光値が低すぎる値かどうかを判定する（ステップＳ２５０６）。低すぎる場合は（ステップＳ２５０６：ＹＥＳ）、その測光値を所定の値に置き換える（ステップＳ２５０７）。低すぎる値でない場合（ステップＳ２５０６：ＮＯ）もしくはステップＳ２５０７で置き換え処理が行われた場合、画面Ｇ（ｉ，ｊ）の測光値に基づいて画面に対応するブロックのブロック二値化閾値ＴＨ（ｉ，ｊ）を算出する（ステップＳ２５０８）。
【０１８８】
次に全てのブロックについてブロック二値化閾値が計算されたか否かを判定し（ステップＳ２５０９）、全てのブロックのブロック二値化閾値が計算された場合（ステップＳ２５０９：ＹＥＳ）は処理を次ステップに移し、計算されていない場合（ステップＳ２５０９：ＮＯ）はＧ（ｉ，ｊ）に隣接するブロックを設定し（例えばＧ（ｉ＋１，ｊ））、ステップＳ２５０２からステップＳ２５０９までを繰り返す。
【０１８９】
全てのブロックについてブロック二値化閾値が計算された場合（ステップＳ２５０９：ＹＥＳ）、補間ブロックを設定する（ステップＳ２５１０）。二値化閾値補間器１７０３は、二値化閾値を用いて補間により画素単位の二値化閾値ｔｈ（ｘ，ｙ）を算出する（ステップＳ２５１１）。なお、ｘ、ｙは画像の各画素の位置を表す自然数である。さらにこの二値化閾値ｔｈ（ｘ，ｙ）を用いてフレームメモリ１０７から読み出した画素（ｇ（ｘ，ｙ）とする）を二値化する（ステップＳ２５１２）。すべての画素について二値化処理を行ったか否かを判定し（ステップＳ２５１３）、すべての画素の二値化が終了しない場合（ステップＳ２５１３：ＮＯ）はｇ（ｘ，ｙ）に隣接する画素を設定し（例えば、ｇ（ｘ＋１，ｙ））、ステップＳ２５１１からステップＳ２５１３までを繰り返す。
【０１９０】
また、全ての画素で二値化が終了した場合は（ステップＳ２５１３：ＹＥＳ）は、全ての補間ブロックで二値化が終了したかを判定し（ステップＳ２５１４）、終了していないならば（ステップＳ２５１４：ＮＯ）、ステップＳ２５１０からステップＳ２５１４までを繰り返し、全ての補間ブロックで二値化が終了したならば（ステップＳ２５１４：ＹＥＳ）、処理を終了する。
【０１９１】
実施の形態１２では、デジタルカメラに備わっている自動測光部から得られる情報（測光値）を利用して二値化閾値を設定するので、別途二値化閾値を設定するための処理を不要とする。従って、回路構成が簡単になりコストの低減を図ることができるとともに、別途の二値化閾値の計算処理が不要であるため消費電力を低減することができる。また、光源によるピンポイント的な写り込みがある画像であっても高品質に多値画像を二値化することが可能となる。また、平滑化器と制限器の併用により、効率的に二値化閾値が設定される。さらに、測光値をもとに補間ブロック内の個々の画素に適用する二値化閾値を設定して、二値化するので、高品質な画像処理が可能となる。特に、掲示板を撮影する場合など、個々の文字が小さい場合や、一部の領域の文字が小さい場合などに、当該箇所を部分的に高品質に二値化することが可能となる。
【０１９２】
（実施の形態１３）
実施の形態１３では、画像二値化をＣＰＵにおいてソフトウェア処理で行う画像撮像装置について説明する。図２６は、画像二値化をＣＰＵにおいてソフトウェア処理で行う画像撮像装置をデジタルカメラに適用した場合について、画像入力から二値化処理をした画像を記録するまでの装置構成の一例を示したブロック図である。なお、本実施の形態では、前述した各実施の形態と同様の構成要素については同一の符合を付してその詳細な説明を省略するものとし、異なる部分を主として説明するものとする。
【０１９３】
デジタルカメラ２６００は、ＣＣＤ１０１と、Ａ／Ｄ変換器１０２と、ホワイトバランス調整器１０３と、画素補間器１０４と、輝度生成器１０５と、アパーチャ補正器１０６と、フレームメモリ１０７と、ＣＰＵ２６０１と、ＲＯＭ２６０２、ＲＡＭ２６０３と、画像記憶メモリ１２５と、からなる。色差信号を生成する部分は省略している。
【０１９４】
ＣＣＤ１０１は、デジタルカメラ２６００の光学系（図示せず）により集光された光を電気信号に変換する部位であり、多値画像を構成する各画素のＲＧＢアナログ信号を出力する部位である。出力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器１０２でデジタル信号に変換される。デジタル信号は、ホワイトバランス調整器１０３、画素補間器１０４、輝度生成器１０５、アパーチャ補正器１０６を通じて、輝度値の補間、抽出などの処理を受け、フレームメモリ１０７に一時記憶される。
【０１９５】
ＣＰＵ２６０１は、デジタルカメラ２６００の各回路、各部位を制御するとともに、画像二値化の処理機能を有する。ＣＰＵ２６０１に接続されたＲＯＭ２６０２には、二値化の機能を実現するソフトウェアプログラムが格納されている。また、ＲＡＭ２６０３は、二値化処理を行うためのワークエリアとして画像データなどのデータを格納する。
【０１９６】
ＲＯＭ２６０２には、これまで説明した、実施の形態における平均輝度算出器、低輝度閾値設定器、 二値化閾値設定回路、二値化閾値補間器、二値化器、圧縮器などの機能を実現するソフトウェアプログラムが格納されており、平均輝度算出、二値化閾値設定、二値化、二値画像の圧縮などの機能がＣＰＵ２６０１においてプログラムが実行されることにより実現できる。ＣＰＵ２６０１で二値化、圧縮された画像は画像記憶メモリ１２５に記憶される。
【０１９７】
デジタルカメラ２６００は、使用の態様によっては、ＲＯＭ２６０２には、測光器、平滑化器、制限器、ブロック二値化閾値設定回路、二値化閾値補間器、二値化器、圧縮器などの機能を実現するソフトウェアプログラムが格納されており、二値化閾値設定、二値化、二値画像の圧縮などの機能がＣＰＵ２６０１においてプログラムが実行されることにより実現できる。ＣＰＵ２６０１で二値化、圧縮された画像は画像記憶メモリ１２５に記憶される。また、ＣＣＤ１０１の代わりにＣＭＯＳセンサを使用してもよい。
【０１９８】
実施の形態１３では、ＣＰＵ２６０１およびＲＯＭ２６０２により各機能を実現するので、個々の機能部をつくり分けなくてすみ、開発費を削減することが可能となるとともに、安価なデジタルカメラを提供することが可能となる。また、ソフトウェアをアップグレードすることにより、常に最新のアルゴリズムを提供することが可能となる。
【０１９９】
（実施の形態１４）
実施の形態１４では、画像二値化をＣＰＵにおいてソフトウェア処理で行う測光器を有する画像撮像装置について説明する。図２７は、画像二値化をＣＰＵにおいてソフトウェア処理で行う画像撮像装置をデジタルカメラに適用した場合について、画像入力から二値化処理をした画像を記録するまでの装置構成を表すブロック図である。なお、本実施の形態では、前述した実施の形態１３と同様の構成要素については詳細な説明を省略するものとし、異なる部分を主として説明するものとする。
【０２００】
デジタルカメラ２７００は、ＣＣＤ１０１と、Ａ／Ｄ変換器１０２と、ホワイトバランス調整器１０３と、画素補間器１０４と、輝度生成器１０５と、アパーチャ補正器１０６と、フレームメモリ１０７と、ＣＰＵ２７０１と、ＲＯＭ２７０２、ＲＡＭ２７０３、測光器２７０４と、メモリ２７０５と、画像記憶メモリ１２５と、からなる。色差信号を生成する部分は省略している。
【０２０１】
ＣＣＤ１０１は、デジタルカメラ２７００の図示しない光学系により集光された光を電気信号に変換する部位であり、多値画像を構成する各画素のＲＧＢアナログ信号を出力す部位である。出力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器１０２でデジタル信号に変換される。デジタル信号は、ホワイトバランス調整器１０３、画素補間器１０４、輝度生成器１０５、アパーチャ補正器１０６を通じて、輝度値の補間、抽出などの処理を受け、フレームメモリ１０７に一時記憶される。
【０２０２】
測光器２７０４は、画像撮影前に被写体の測光を行う自動露出検知機構（ＡＥ）を有し、Ａ／Ｄ変換器１０２から出力されるデジタル信号に基づき、各画面の明るさを測定する。測光の方法は、画素の輝度値の加算により測定する。このときＣＰＵ２７０１は、測光器２７０４で加算に使用する測光値をサンプリングすることも可能である。本測光器２７０４において輝度信号生成と同時に平均輝度を算出することができるので、ＣＰＵ２７０１における演算量が削減され画像の撮像から二値画像の記憶まで実施の形態１３と比較してより高速に実行できる。
【０２０３】
ＣＰＵ２７０１は、デジタルカメラ２７００の各回路、各部位を制御するとともに、画像二値化のための機能を有する。ＣＰＵ２７００に接続されたＲＯＭ２７０２には、二値化の機能を実現するソフトウェアプログラムが格納されている。また、ＲＡＭ２７０３は、二値化処理を行うためのワークエリアとして画像データなどのデータを格納する。
【０２０４】
ＲＯＭ２７０２には、前述の実施の形態における平滑化器、制限器、ブロック二値化閾値設定回路、二値化閾値補間器、二値化器、圧縮器などの機能を実現するソフトウェアプログラムが格納されており、二値化閾値設定、二値化、二値画像の圧縮などの機能がＣＰＵ２７０１においてプログラムが実行されることにより実現できる。ＣＰＵ２７０１で二値化、圧縮された画像は画像記憶メモリ１２５に記憶される。使用の態様によってはＣＣＤ１０１の代わりにＣＭＯＳセンサを使用してもよい。
実施の形態１４では、実施の形態１３と同様に、ＣＰＵ２７０１およびＲＯＭ２７０２により各機能を実現するので、個々の機能部をつくり分けなくてすみ、開発費を削減することが可能となるとともに、安価なデジタルカメラを提供することが可能となる。また、ソフトウェアをアップグレードすることにより、常に最新のアルゴリズムを提供することが可能となる。
【０２０５】
（実施の形態１５）
本発明は、上述した実施の形態の他にソフトウェアによっても実現することができる。図２８は、本発明をソフトウェアによって実現する場合におけるコンピュータシステムの構成例を表す図である。
【０２０６】
図において、２８０１は制御プログラムに基づいて装置全体を制御するＣＰＵを、２８０２は制御プログラムが格納されているＲＯＭを、２８０３はＲＡＭを、２８０４はコンピュータの入力・出力状態などを表示する表示装置を、２８０５はハードディスクを、２８０６は文字列などを入力するために用いられるキーボードを、２８０７はＣＤ−ＲＯＭドライブを、２８０８はコンピュータ読み取り可能な記録媒体としてのＣＤ−ＲＯＭを表し、本発明の画像二値化方法を実現するプログラムが記録されている。
【０２０７】
以上のように構成されたコンピュータシステムにおいて、ＣＤ−ＲＯＭ２８０８に本発明の画像二値化方法を実現するプログラムを記録しておく。ＣＰＵ２８０１の制御および処理により、上記プログラムが読み込まれ、プログラムが起動することにより、画像二値化処理が実行され、二値化された情報がハードディスク２８０５等に出力される。
【０２０８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像二値化装置（請求項１）は、ブロック分割手段が多値画像を複数のブロックに分割し、輝度値出力手段が前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力し、低輝度閾値設定手段が、所定の値以下の輝度値を除外するための低輝度閾値を設定し、処理対象ブロック選択手段が、前記ブロック分割手段により分割されるブロックから二値化の処理対象ブロックを選択し、平均輝度値算出手段が、前記輝度値出力手段により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択手段により選択された前記処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記低輝度閾値設定手段により設定される低輝度閾値以下の輝度値を除外し、前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力し、平均輝度値算出手段が、前記低輝度値除外手段から出力される輝度値を用いて前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出し、二値化閾値設定手段が、前記平均輝度値算出手段により算出された前記処理対象ブロックの平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックの二値化閾値を設定し、二値化手段が、前記二値化閾値設定手段により設定された前記二値化閾値を用いて前記処理対象ブロックを構成する画像の各画素の輝度値を二値化することができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２０９】
また、本発明の画像二値化装置（請求項２）は、ブロック分割手段が多値画像を複数のブロックに分割し、輝度値出力手段が前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力し、低輝度閾値設定手段が所定の値以下の輝度値を除外するための低輝度閾値を設定し、処理対象ブロック選択手段が前記ブロック分割手段により分割されるブロックから、処理対象となる処理対象ブロックを選択し、低輝度値除外手段が、前記輝度値出力手段により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択手段により選択された前記処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記低輝度閾値設定手段により設定される低輝度閾値以下の輝度値を除外し、前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力し、平均輝度値算出手段が、前記低輝度値除外手段から出力される輝度値を用いて前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出し、ブロック二値化閾値設定手段が、前記平均輝度値算出手段により算出された前記処理対象ブロックの平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックの二値化閾値を示すブロック二値化閾値を設定し、補間ブロック設定手段が、前記処理対象ブロック選択手段により選択された前記処理対象ブロックのうち隣接する２以上の処理対象ブロックにわたり画素を共有する補間ブロックを設定し、画素二値化閾値設定手段が、前記補間ブロック設定手段により設定された前記補間ブロックがまたがる前記２以上の処理対象ブロックのそれぞれの前記ブロック二値化閾値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する画素二値化閾値を設定し、二値化手段が、前記画素二値化閾値設定手段により設定された前記画素二値化閾値を用いて前記補間ブロックを構成する画像の各画素の輝度値を二値化することができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２１０】
また、本発明の画像二値化装置（請求項３）は、ブロック分割手段が多値画像をブロックに分割し、輝度値出力手段が前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力し、二値化閾値設定手段が前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定し、二値化手段が前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化し、低輝度閾値設定手段が低い輝度値を除外する際に使用する低輝度閾値を設定し、処理対象ブロック選択手段が前記ブロック分割手段により分割されるブロックから前記二値化手段により多値画像を二値化する処理対象ブロックを選択し、低輝度値除外手段が前記輝度値出力手段により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択手段により選択された処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記低輝度閾値設定手段により設定される低輝度閾値以下の輝度値を除外し、前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力し、平均輝度値算出手段が前記低輝度値除外手段により出力される輝度値を用いて平均輝度値を算出し、さらに、前記低輝度閾値設定手段では、前記処理対象ブロックに隣接するブロックの平均輝度値に基づいて前記低輝度閾値を設定し、前記二値化閾値設定手段では、前記処理対象ブロックの平均輝度値に基づいて当該ブロックの二値化閾値を設定するので、周囲のブロックの平均輝度値に基づいて処理対象ブロックの低輝度値を除外し、低輝度値が除外された輝度値の平均に基づいて当該処理対象ブロックの二値化閾値を設定することができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２１１】
また、本発明の画像二値化装置（請求項４）は、ブロック分割手段が多値画像をブロックに分割し、輝度値出力手段が前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力し、二値化閾値設定手段が前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定し、二値化手段が前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化し、低輝度閾値設定手段が低い輝度値を除外する際に使用する低輝度閾値を設定し、処理対象ブロック選択手段が前記ブロック分割手段により分割されるブロックのうち、処理対象となる処理対象ブロックを選択し、低輝度値除外手段が前記輝度値出力手段により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択手段により選択された処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記低輝度閾値設定手段により設定される低輝度閾値以下の輝度値を除外し、前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力し、平均輝度値算出手段が前記低輝度値除外手段により出力される輝度値を用いて平均輝度値を算出し、ブロック二値化閾値設定手段が前記平均輝度値算出手段により算出された平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックに適用される二値化閾値であるブロック二値化閾値を設定し、補間ブロック設定手段が前記処理対象ブロック選択手段により選択された処理対象ブロックのうち隣接する２以上の処理対象ブロックにわたり画素を共有する補間ブロックを設定し、さらに、前記低輝度閾値設定手段では、前記処理対象ブロックに隣接するブロックの平均輝度値に基づいて前記低輝度閾値を設定し、前記二値化閾値設定手段では、前記補間ブロックがまたがる前記２以上の処理対象ブロックのそれぞれのブロック二値化閾値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定するので、周囲のブロックの平均輝度値に基づいて低輝度値を除外し、低輝度値が除外された輝度値の平均に基づいて処理対象ブロックの二値化閾値を設定し、隣接する処理対象ブロックの二値化閾値に基づいて補間ブロックの各画素に適用する二値化閾値を設定することができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２１２】
また、本発明の画像二値化装置（請求項５）は、ブロック分割手段が多値画像をブロックに分割し、輝度値出力手段が前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力し、二値化閾値設定手段が前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定し、二値化手段が前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化し、処理対象ブロック選択手段が前記ブロック分割手段により分割されるブロックから、前記二値化手段により多値画像を二値化する処理対象ブロックを選択し、平均輝度値算出手段が前記輝度値出力手段により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択手段により選択された処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出し、輝度値制限手段が前記平均輝度値算出手段により算出された平均輝度値を所定レンジ内の値に収まるように範囲制限し、さらに、前記二値化閾値設定手段では、前記輝度値制限手段により範囲制限された平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックの二値化閾値を設定するので、周囲のブロックの平均輝度値に基づいて処理対象ブロックの低輝度値を除外し、低輝度値が除外された輝度値の平均を所定レンジ内の値に丸めて、この値に基づいて当該処理対象ブロックの二値化閾値を設定することができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２１３】
また、本発明の画像二値化装置（請求項６）は、ブロック分割手段が多値画像をブロックに分割し、輝度値出力手段が前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力し、二値化閾値設定手段が前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定し、二値化手段が前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化し、処理対象ブロック選択手段が前記ブロック分割手段により分割されるブロックから、処理対象となる処理対象ブロックを選択し、平均輝度値算出手段が前記輝度値出力手段により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択手段により選択された処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出し、輝度値制限手段が前記平均輝度値算出手段により算出された平均輝度値を所定レンジ内の値に収まるように範囲制限し、ブロック二値化閾値設定手段が前記輝度値制限手段により範囲制限された平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックに適用される二値化閾値であるブロック二値化閾値を設定し、補間ブロック設定手段が前記処理対象ブロック選択手段により選択された処理対象ブロックのうち隣接する２以上の処理対象ブロックにわたり画素を共有する補間ブロックを設定し、さらに、前記二値化閾値設定手段では、前記補間ブロックがまたがる前記２以上の処理対象ブロックのそれぞれのブロック二値化閾値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定するので、周囲のブロックの平均輝度値に基づいて低輝度値を除外し、低輝度値が除外された輝度値の平均を所定レンジ内の値に丸めて、この値に基づいて処理対象ブロックの二値化閾値を設定し、隣接する処理対象ブロックの二値化閾値に基づいて補間ブロックの各画素に適用する二値化閾値を設定することができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２１４】
また、本発明の画像二値化装置（請求項７）は、請求項１から６のいずれか一つに記載の画像二値化装置において、前記ブロック分割手段が、前記多値画像の画像サイズまたは全画素数に応じて、分割するブロックの大きさを変化させるので、画像サイズまたは全画素数に応じて、文字の大きさに適したブロックサイズを選択することができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２１５】
また、本発明の画像二値化装置（請求項８）は、請求項１から６のいずれか一つに記載の画像二値化装置において、前記ブロック分割手段が、前記多値画像内における分割するブロックの位置に応じて、当該分割するブロックの大きさまたは形状を変化させるので、周辺減光などの光学系に起因する補正を詳細に行うことができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２１６】
また、本発明の画像二値化装置（請求項９）は、請求項１から６のいずれか一つに記載の画像二値化装置において、さらに、前記多値画像を構成する画素をサンプリングするサンプリング手段を具備し、前記輝度値出力手段が、前記サンプリング手段によりサンプリングされた画素の輝度値を出力するので、ブロック内の平均輝度値を算出する際の画素数を少なくすることができ、これにより、多値画像を高品質に、高速に、かつ、低消費電力で二値化することが可能となる。
【０２１７】
また、本発明の画像二値化装置（請求項１０）は、請求項９に記載の画像二値化装置において、前記サンプリング手段が、前記サンプリングに使用するサンプリング間隔を前記画像サイズ、全画素数またはブロックの大きさに応じて設定するので、ブロックの大きさが変化してもブロック内の平均輝度値を算出する際の画素数を少なくし、もしくは一定とすることができ、これにより、多値画像を高品質に、高速に、かつ、低消費電力で二値化することが可能となる。
【０２１８】
また、本発明の画像二値化装置（請求項１１）は、請求項１から６のいずれか一つに記載の画像二値化装置において、前記平均輝度値算出手段が、前記各画素の輝度値を加算する加算手段と、前記加算手段により加算された画素数を計数する計数手段と、を具備し、前記計数手段により計数された画素数が２のべき乗である場合に前記加算手段が平均輝度値を求めるので、平均値を算出する際に除算器を必要とせず、加算器のみの構成を採ることができ、これにより、多値画像を高品質に、高速に、かつ、低消費電力で二値化することが可能となる。
【０２１９】
また、本発明の画像撮像装置（請求項１２）は、撮像手段が被写体を撮像し、画面分割手段が前記被写体を複数の画面に分割し、測光手段が前記画面分割手段により分割された画面を測光し、ブロック分割手段が前記撮像手段により撮像された多値画像をブロックに分割し、二値化閾値設定手段が前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定し、二値化手段が前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化し、測光値平滑化手段が前記測光手段により測光された測光値を平滑化し、さらに、前記二値化閾値設定手段では、前記測光値平滑化手段により平滑化された測光値に基づいて前記ブロック分割手段により分割されたブロックの二値化閾値を設定するので、分割された画面の平滑化された測光値に基づいて分割されたブロックの二値化閾値を設定することができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２２０】
また、本発明の画像撮像装置（請求項１３）は、撮像手段が被写体を撮像し、画面分割手段が前記被写体を複数の画面に分割し、測光手段が前記画面分割手段により分割された画面を測光し、ブロック分割手段が前記撮像手段により撮像された多値画像をブロックに分割し、二値化閾値設定手段が前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定し、二値化手段が前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化し、測光値平滑化手段が前記測光手段により測光された測光値を平滑化し、補間ブロック設定手段が前記画面分割手段により分割された画面のうち隣接する２以上の画面にわたり画像領域を共有する補間ブロックを設定し、さらに、前記二値化閾値設定手段では、前記補間ブロックがまたがる前記２以上の画面それぞれの平滑化された測光値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定するので、分割された隣接する画面の平滑化された測光値に基づいて補間ブロックの各画素に適用する二値化閾値を設定することができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２２１】
また、本発明の画像撮像装置（請求項１４）は、撮像手段が被写体を撮像し、画面分割手段が前記被写体を複数の画面に分割し、測光手段が前記画面分割手段により分割された画面を測光し、ブロック分割手段が前記撮像手段により撮像された多値画像をブロックに分割し、二値化閾値設定手段が前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定し、二値化手段が前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化し、測光値制限手段が前記測光手段により測光された測光値を所定レンジ内の値に収まるよう範囲制限し、さらに、前記二値化閾値設定手段では、前記測光値制限手段により範囲制限された測光値に基づいて前記ブロック分割手段により分割されたブロックの二値化閾値を設定するので、分割された画面の測光値を所定レンジ内の値に丸めて、この値に基づいて分割されたブロックの二値化閾値を設定することができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２２２】
また、本発明の画像撮像装置（請求項１５）は、撮像手段が被写体を撮像し、画面分割手段が前記被写体を複数の画面に分割し、測光手段が前記画面分割手段により分割された画面を測光し、ブロック分割手段が前記撮像手段により撮像された多値画像をブロックに分割し、二値化閾値設定手段が前記多値画像を二値化する際に使用する二値化閾値を設定し、二値化手段が前記二値化閾値に基づいて多値画像を二値化し、測光値制限手段が前記測光手段により測光された測光値を所定レンジ内の値に収まるよう範囲制限し、補間ブロック設定手段が前記画面分割手段により分割された画面のうち隣接する２以上の画面にわたり画像領域を共有する補間ブロックを設定し、さらに、前記二値化閾値設定手段では、前記補間ブロックがまたがる前記２以上の画面のそれぞれの範囲制限された測光値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定するので、分割された隣接する画面の測光値を所定レンジ内の値に丸めて、この値に基づいて補間ブロックの各画素に適用する二値化閾値を設定することができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２２３】
また、本発明の画像撮像装置（請求項１６）は、請求項１２から１５のいずれか一つに記載の画像撮像装置において、前記画面分割手段により分割される画面と前記ブロック分割手段により分割されるブロックとが同一であるので、画面の測光値とブロックの輝度値の相関を高めることができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２２４】
また、本発明の画像二値化方法（請求項１７）は、ブロック分割工程で多値画像を複数のブロックに分割し、輝度値出力工程で前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力し、低輝度値閾値設定工程で所定の値以下の輝度値を除外するための低輝度閾値を設定し、処理対象ブロック選択工程で前記ブロック分割工程により分割されるブロックから二値化の処理対象ブロックを選択し、低輝度値除外工程で、前記輝度値出力工程により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択工程により選択された前記処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記低輝度閾値設定工程で設定される低輝度閾値以下の輝度値を除外し、前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力し、平均輝度値算出工程で、前記低輝度値除外工程から出力される輝度値を用いて前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出し、二値化閾値設定手段で、前記平均輝度値算出工程により算出された前記処理対象ブロックの平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックの二値化閾値を設定し、二値化工程で、前記二値化閾値設定工程により設定された前記二値化閾値を用いて前記処理対象ブロックを構成する画像の各画素の輝度値を二値化することができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２２５】
また、本発明の画像二値化方法（請求項１８）は、ブロック分割工程で多値画像を複数のブロックに分割し、輝度値出力工程で、前記多値画像を構成する各画素の輝度値を出力し、低輝度閾値設定工程で所定の値以下の輝度値を除外するための低輝度閾値を設定し、処理対象ブロック選択工程で、前記ブロック分割工程により分割されるブロックから、処理対象となる処理対象ブロックを選択し、低輝度値除外工程で、前記輝度値出力工程により出力される輝度値のうち前記処理対象ブロック選択工程により選択された前記処理対象ブロックを構成する各画素の輝度値を入力し、前記低輝度閾値設定工程により設定される低輝度閾値以下の輝度値を除外し、前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力し、平均輝度値算出工程で、前記低輝度値除外工程から出力される輝度値を用いて前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出し、ブロック二値化閾値設定工程で、前記平均輝度値算出工程により算出された前記処理対象ブロックの平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックの二値化閾値を示すブロック二値化閾値を設定し、補間ブロック設定工程で、前記処理対象ブロック選択工程により選択された前記処理対象ブロックのうち隣接する２以上の処理対象ブロックにわたり画素を共有する補間ブロックを設定し、画素二値化閾値設定工程で、前記補間ブロック設定工程により設定された前記補間ブロックがまたがる前記２以上の処理対象ブロックのそれぞれの前記ブロック二値化閾値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する画素二値化閾値を設定し、二値化工程で、前記画素二値化閾値設定工程により設定された前記画素二値化閾値を用いて前記補間ブロックを構成する画像の各画素の輝度値を二値化することができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２２６】
また、本発明の画像二値化方法（請求項１９）は、ブロック分割工程で多値画像をブロックに分割し、処理対象ブロック選択工程で前記ブロック分割工程において分割したブロックのうち、処理対象となる処理対象ブロックを選択し、低輝度閾値設定工程で前記処理対象ブロックに隣接するブロックの平均輝度値に基づいて、低い輝度値を除外する際に使用する低輝度閾値を設定し、低輝度値除外工程で前記処理対象ブロック選択工程において選択した処理対象ブロックに含まれる画素の輝度値のうち前記低輝度閾値以下の輝度値を除外して前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力し、平均輝度値算出工程で前記低輝度値除外工程において出力した輝度値を入力し、前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出し、二値化閾値設定工程で前記平均輝度値算出工程において算出した前記処理対象ブロックの平均輝度値に基づいて、前記処理対象ブロックの二値化処理に使用する二値化閾値を設定し、二値化工程で前記二値化閾値設定工程において設定した二値化閾値を用いて前記処理対象ブロック内の各画素を二値化するので、周囲のブロックの平均輝度値に基づいて処理対象ブロックの低輝度値を除外し、低輝度値が除外された輝度値の平均に基づいて当該処理対象ブロックの二値化閾値を設定することができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２２７】
また、本発明の画像二値化方法（請求項２０）は、ブロック分割工程で多値画像をブロックに分割し、処理対象ブロック選択工程で前記ブロック分割工程において分割したブロックのうち、処理対象となる処理対象ブロックを選択し、低輝度閾値設定工程で前記処理対象ブロックに隣接するブロックの平均輝度値に基づいて、低い輝度値を除外する際に使用する低輝度閾値を設定し、低輝度値除外工程で前記処理対象ブロック選択工程において選択した処理対象ブロックに含まれる画素の輝度値のうち前記低輝度閾値以下の輝度値を除外して前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力し、平均輝度値算出工程で前記低輝度値除外工程において出力した輝度値を入力し、前記処理対象ブロックの平均輝度値を算出し、ブロック二値化閾値設定工程で前記平均輝度値算出工程において算出した平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックに適用する二値化閾値であるブロック二値化閾値を設定し、補間ブロック設定工程で前記処理対象ブロック選択工程において選択した処理対象ブロックのうち隣接する２以上の処理対象ブロックにわたり画素を共有する補間ブロックを設定し、二値化閾値設定工程で前記補間ブロック設定工程において設定した前記補間ブロックがまたがる前記２以上の処理対象ブロックのそれぞれのブロック二値化閾値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定し、二値化工程で前記二値化閾値設定工程において設定した二値化閾値を用いて前記処理対象ブロック内の各画素を二値化するので、周囲のブロックの平均輝度値に基づいて低輝度値を除外し、低輝度値が除外された輝度値の平均に基づいて処理対象ブロックの二値化閾値を設定し、隣接する処理対象ブロックの二値化閾値に基づいて補間ブロックの各画素に適用する二値化閾値を設定することができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２２８】
また、本発明の画像二値化方法（請求項２１）は、ブロック分割工程で多値画像をブロックに分割し、処理対象ブロック選択工程で前記ブロック分割工程において分割したブロックのうち、処理対象となる処理対象ブロックを選択し、平均輝度値算出工程で前記処理対象ブロック選定工程において選択した処理対象ブロックの平均輝度値を算出し、輝度値制限工程で前記平均輝度値算出工程において算出した平均輝度値を所定レンジ内の値に収まるように範囲制限し、二値化閾値設定工程で前記輝度値制限工程において範囲制限した平均輝度値に基づいて、前記処理対象ブロックの二値化処理に使用する二値化閾値を設定し、二値化工程で前記二値化閾値設定工程において設定した二値化閾値を用いて前記処理対象ブロック内の各画素を二値化するので、周囲のブロックの平均輝度値に基づいて処理対象ブロックの低輝度値を除外し、低輝度値が除外された輝度値の平均を所定レンジ内の値に丸めて、この値に基づいて当該処理対象ブロックの二値化閾値を設定することができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２２９】
また、本発明の画像二値化方法（請求項２２）は、ブロック分割工程で多値画像をブロックに分割し、処理対象ブロック選択工程で前記ブロック分割工程において分割したブロックのうち、処理対象となる処理対象ブロックを選択し、平均輝度値算出工程で前記処理対象ブロック選定工程において選択した処理対象ブロックの平均輝度値を算出し、輝度値制限工程で前記平均輝度値算出工程において算出した平均輝度値を所定レンジ内の値に収まるように範囲制限し、ブロック二値化閾値設定工程で前記輝度値制限工程において範囲制限した平均輝度値に基づいて前記処理対象ブロックに適用する二値化閾値であるブロック二値化閾値を設定し、補間ブロック設定工程で前記処理対象ブロック選択工程において選択した処理対象ブロックのうち隣接する２以上の処理対象ブロックにわたり画素を共有する補間ブロックを設定し、二値化閾値設定工程で前記補間ブロック設定工程において設定した前記補間ブロックがまたがる前記２以上の処理対象ブロックのそれぞれのブロック二値化閾値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定し、二値化工程で前記二値化閾値設定工程において設定した二値化閾値を用いて前記補間ブロック内の各画素を二値化するので、周囲のブロックの平均輝度値に基づいて低輝度値を除外し、低輝度値が除外された輝度値の平均を所定レンジ内の値に丸めて、この値に基づいて処理対象ブロックの二値化閾値を設定し、隣接する処理対象ブロックの二値化閾値に基づいて補間ブロックの各画素に適用する二値化閾値を設定することができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２３０】
また、本発明の画像二値化方法（請求項２３）は、請求項１７から２２のいずれか一つに記載の画像二値化方法において、前記ブロック分割工程で、前記多値画像の画像サイズまたは全画素数に応じて、分割するブロックの大きさを変化させるので、画像サイズまたは全画素数に応じて、文字の大きさに適したブロックサイズを選択することができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２３１】
また、本発明の画像二値化方法（請求項２４）は、請求項１７から２２のいずれか一つに記載の画像二値化方法において、前記ブロック分割工程で、前記多値画像内における分割するブロックの位置に応じて、当該分割するブロックの大きさまたは形状を変化させるので、周辺減光などの光学系に起因する補正を詳細に行うことができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２３２】
また、本発明の画像二値化方法（請求項２５）は、請求項１７から２０のいずれか１つに記載の画像二値化方法において、さらに、前記多値画像を構成する画素をサンプリングするサンプリング工程を含み、前記低輝度値除外工程で、前記サンプリング工程でサンプリングした画素を用いて、当該画素の輝度値のうち前記低輝度閾値以下の輝度値を除外して前記低輝度閾値を超える輝度値のみを出力するので、ブロック内の平均輝度値を算出する際の画素数を少なくすることができ、これにより、多値画像を高品質に、高速に、かつ、低消費電力で二値化することが可能となる。
【０２３３】
また、本発明の画像二値化方法（請求項２６）は、請求項２１または２２に記載の画像二値化方法において、さらに、前記多値画像を構成する画素をサンプリングするサンプリング工程を含み、前記平均輝度値算出工程で、前記サンプリング工程でサンプリングした画素を用いて平均輝度値を算出するので、ブロック内の平均輝度値を算出する際の画素数を少なくすることができ、これにより、多値画像を高品質に、高速に、かつ、低消費電力で二値化することが可能となる。
【０２３４】
また、本発明の画像二値化方法（請求項２７）は、請求項２５または２６に記載の画像二値化方法において、前記サンプリング工程で、前記サンプリングに使用するサンプリング間隔を前記画像サイズ、全画素数またはブロックの大きさに応じて設定するので、ブロックの大きさが変化してもブロック内の平均輝度値を算出する際の画素数を少なくし、もしくは一定とすることができ、これにより、多値画像を高品質に、高速に、かつ、低消費電力で二値化することが可能となる。
【０２３５】
また、本発明の画像撮像方法（請求項２８）は、画面分割工程で被写体を複数の画面に分割し、測光工程で前記画面分割工程において分割した画面を測光し、撮像工程で前記被写体を撮像し、ブロック分割工程で前記撮像工程において撮像した多値画像をブロックに分割し、処理対象ブロック選択工程で前記ブロック分割工程において分割したブロックのうち、処理対象となる処理対象ブロックを選択し、測光値平滑化工程で前記測光工程において測光した測光値を平滑化し、二値化閾値設定工程で前記測光値平滑化工程において平滑化した測光値に基づいて前記処理対象ブロックの二値化閾値を設定し、二値化工程で前記二値化閾値設定工程において設定した二値化閾値を用いて前記処理対象ブロック内の各画素を二値化するので、分割された画面の平滑化された測光値に基づいて分割されたブロックの二値化閾値を設定することができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２３６】
また、本発明の画像撮像方法（請求項２９）は、画面分割工程で被写体を複数の画面に分割し、測光工程で前記画面分割工程において分割した画面を測光し、撮像工程で前記被写体を撮像し、ブロック分割工程で前記撮像工程において撮像した多値画像をブロックに分割し、測光値平滑化工程で前記測光工程において測光した測光値を平滑化し、補間ブロック設定工程で前記画面分割工程において分割した画面のうち隣接する２以上の画面にわたり画像領域を共有する補間ブロックを設定し、二値化閾値設定工程で前記補間ブロック設定工程において設定した前記補間ブロックがまたがる前記２以上の画面のそれぞれの平滑化された測光値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定し、二値化工程で前記二値化閾値設定工程において設定した二値化閾値を用いて前記補間ブロックを二値化するので、分割された隣接する画面の平滑化された測光値に基づいて補間ブロックの各画素に適用する二値化閾値を設定することができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２３７】
また、本発明の画像撮像方法（請求項３０）は、画面分割工程で被写体を複数の画面に分割し、測光工程で前記画面分割工程において分割した画面を測光し、撮像工程で前記被写体を撮像し、ブロック分割工程で前記撮像工程において撮像した多値画像をブロックに分割し、処理対象ブロック選択工程で前記ブロック分割工程において分割したブロックのうち、処理対象となる処理対象ブロックを選択し、測光値制限工程で前記測光工程において測光した測光値を所定幅の値に収まるよう範囲制限し、二値化閾値設定工程で前記測光値制限工程において範囲制限した測光値に基づいて前記処理対象ブロックの二値化閾値を設定し、二値化工程で前記二値化閾値設定工程において設定した二値化閾値を用いて前記処理対象ブロック内の各画素を二値化するので、分割された画面の測光値を所定レンジ内の値に丸めて、この値に基づいて分割されたブロックの二値化閾値を設定することができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２３８】
また、本発明の画像撮像方法（請求項３１）は、画面分割工程で被写体を複数の画面に分割し、測光工程で前記画面分割工程において分割した画面を測光し、撮像工程で前記被写体を撮像し、ブロック分割工程で前記撮像工程において撮像した多値画像をブロックに分割し、測光値制限工程で前記測光工程において測光した測光値を所定レンジ内の値に収まるよう範囲制限し、補間ブロック設定工程で前記画面分割工程において分割した画面のうち隣接する２以上の画面にわたり画像領域を共有する補間ブロックを設定し、二値化閾値設定工程で前記補間ブロック設定工程で設定した前記補間ブロックがまたがる前記２以上の画面のそれぞれの範囲制限された測光値に基づいて前記補間ブロック内の画素に適用する二値化閾値を設定し、二値化工程で前記二値化閾値設定工程において設定した二値化閾値を用いて前記補間ブロックを二値化するので、分割された隣接する画面の測光値を所定レンジ内の値に丸めて、この値に基づいて補間ブロックの各画素に適用する二値化閾値を設定することができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２３９】
また、本発明の画像撮像方法（請求項３２）は、請求項２８から３１のいずれか一つに記載の画像撮像方法において、前記画面分割工程で分割される画面と前記ブロック分割工程で分割されるブロックとが同一であるので、画面の測光値とブロックの輝度値の相関を高めることができ、これにより、多値画像を高品質に二値化することが可能となる。
【０２４０】
また、本発明のコンピュータ読取可能な記録媒体（請求項３３）は、請求項１７〜２７のいずれか一つに記載の画像二値化方法の各工程もしくは請求項２８〜３２のいずれか一つに記載の画像撮像方法の各工程をもとにコンピュータを機能させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
実施の形態１の画像二値化装置をデジタルカメラに適用した場合の、画像データの入力から、二値化処理した画像を記録するまでの装置構成の一例を示したブロック図である。
【図２】
実施の形態１のデジタルカメラにおけるＣＣＤの受光部の概念を示した概念図である。
【図３】
実施の形態１のデジタルカメラが撮影した多値画像をブロックに分割する分割例を示した図である。
【図４】
ブロック内の画素をサンプリングするサンプリング間隔の例を示した図である。
【図５】
実施の形態１のデジタルカメラの平均輝度値算出器の構成の一例を示したブロック図である。
【図６】
実施の形態１のデジタルカメラにおいて、多値画像が二値化されるまでの画像データの処理流れを示したフローチャートである。
【図７】
実施の形態２の画像二値化装置をデジタルカメラに適用した場合の装置構成の一例を示したブロック図である。
【図８】
実施の形態３の画像二値化装置をデジタルカメラに適用した場合の装置構成の一例を示したブロック図である。
【図９】
実施の形態３のデジタルカメラの補間ブロック内の各画素に適用する二値化閾値を算出する概要を説明する説明図である。
【図１０】
実施の形態３のデジタルカメラにおいて、多値画像が二値化されるまでの画像データの処理流れを示したフローチャートである。
【図１１】
画像入力部分にＣＭＯＳセンサを使用し、画素毎に適用される二値化閾値を算出して画素毎に画像データの二値化を行うデジタルカメラの装置構成の一例を示したブロック図である。
【図１２】
実施の形態５の画像二値化装置をデジタルカメラに適用した場合の装置構成の一例を示したブロック図である。
【図１３】
実施の形態６の画像二値化装置をデジタルカメラに適用した場合の装置構成の一例を示したブロック図である。
【図１４】
実施の形態７の画像撮像装置をデジタルカメラに適用した場合について、画像入力から二値化処理をした画像を記録するまでの装置構成の一例を示したブロック図である。
【図１５】
実施の形態７のデジタルカメラにおいて、多値画像が二値化されるまでの画像データの処理流れを示したフローチャートである。
【図１６】
画像入力部分にＣＭＯＳセンサが使用されたデジタルカメラにおいて、入力した画像を二値化処理して記録するまでの装置構成の一例を示したブロック図である。
【図１７】
実施の形態９の画像撮像装置をデジタルカメラに適用した場合の装置構成の一例を示したブロック図である。
【図１８】
実施の形態９のデジタルカメラにおいて、補間ブロックと画面との関係を示した図である。
【図１９】
実施の形態９のデジタルカメラにおいて、多値画像が二値化されるまでの画像データの処理流れを表すフローチャートである。
【図２０】
ＣＭＯＳセンサと測光器を用いて、所定ブロック内の画素毎に適用される二値化閾値を算出し、画素毎に画像データの二値化を行う画像撮像装置をデジタルカメラに適用した一例を示した構成図である。
【図２１】
実施の形態１１の画像撮像装置をデジタルカメラに適用した場合の装置構成の一例を示したブロック図である。
【図２２】
実施の形態１１のデジタルカメラにおいて、多値画像が二値化されるまでの画像データの処理流れを表すフローチャートである。
【図２３】
実施の形態１１のデジタルカメラの他の装置構成の一例を示したブロック図である。
【図２４】
実施の形態１２の画像撮像装置をデジタルカメラに適用した場合の装置構成の一例を示したブロック図である。
【図２５】
実施の形態１２のデジタルカメラにおいて、多値画像が二値化されるまでの画像データの処理流れを表すフローチャートである。
【図２６】
画像二値化をＣＰＵにおいてソフトウェア処理で行う画像撮像装置をデジタルカメラに適用した場合について、画像入力から二値化処理をした画像を記録するまでの装置構成の一例を示したブロック図である。
【図２７】
画像二値化をＣＰＵにおいてソフトウェア処理で行う画像撮像装置をデジタルカメラに適用した場合について、画像入力から二値化処理をした画像を記録するまでの装置構成を表すブロック図である。
【図２８】
本発明をソフトウェアによって実現する場合におけるコンピュータシステムの構成例を表す図である。
【符号の説明】
１００、７００、８００、１１００、１２００、１３００、１４００、１６００、１７００、２０００、２１００、２３００、２４００、２６００、２７００
デジタルカメラ
１０１  ＣＣＤ
１０２  Ａ／Ｄ変換器
１０３  ホワイトバランス調整器
１０４  画素補間器
１０５  輝度生成器
１０６  アパーチャ補正器
１０７  フレームメモリ
１０８  ＣＰＵ
１０９  ブロックバッファ
１２０  平均輝度値算出器
１２１  低輝度閾値設定器
１２２  二値化閾値設定回路
１２３  二値化器
１２４  圧縮器
１２５  画像記憶メモリ
５０１  比較器
５０２  加算結果レジスタ
５０４  シフトレジスタ
５０６  加算器
７０１、１１０１、１６０１、２００１、２３０１  ＣＭＯＳセンサ
８０１  ブロック二値化閾値設定回路
８０２、１４０３、１７０２、２１０３  メモリ
８０３、１７０３  二値化閾値補間器
１２０１、１３０１、２１０５、２４０１  制限器
１４０１、２１０１、２７０４  測光器
１４０２、２１０２  平滑化器
１４０４、２１０４  ブロック読出制御器
１７０１  画面二値化閾値設定回路
２７０５  メモリ
２８０５  ハードディスク
Ｂ  ブロック
ＢＨ  補間ブロック
Ｇ  画面
ｔｈｌ  低輝度閾値