(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像機器に用いられ、ｍ行×ｎ列のマトリクス状の画素から成る画像を２値化処理する画像２値化装置において、
各行の第１列から第ｎ列の画素についてその輝度がその前の画素よりも所定量以上変化するかどうかを順次判定する判定部と、
前記第１列から第ｎ列の画素を順次、基準画素に設定し、前記判定部により、前記基準画素の次の画素が所定量以上変化すると判定される場合に、その変化が減少方向への変化のときには、前記次の画素を黒に設定し、その変化が増加方向への変化のときには、前記次の画素を白に設定し、前記基準画素の次の画素が所定量以上変化しないと判定される場合に、前記基準画素の色と同一に設定することにより２値化する処理部と、
画像の２値化処理に先立ち、前記判定部により輝度が前記所定量以上変化すると判定される最初の画素におけるその変化が、減少方向への変化のときにはその行頭の状態を白、増加方向への変化のときにはその行頭の状態を黒に設定する設定部と、を備え、
前記処理部が、前記設定部により設定された各行頭の状態に基づき、前記判定部により判定される前記基準画素とその輝度の変化により白から黒、或いは黒から白に変化する、若しくは直前の画素の色と同一の状態にする、として２値化処理することを特徴とする画像２値化装置。
【請求項２】
画像の２値化処理に先立ち、前記判定部による全画素についての判定の結果、前記所定量以上その輝度が変化する画素が存在するかどうかによって、その画素が２値化処理すべき画像かどうかを判断する判断部をさらに備え、
前記判断部により２値化処理すべき画像であると判断されたときに、前記判定部による全画素についての判定を繰り返して、前記処理部による２値化処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像２値化装置。
【請求項３】
前記所定量が、光の当たり具合に関係なく白と黒とを区別できる程度の輝度の変化量であることを特徴とする請求項１ないし２のいずれかに記載の画像２値化装置。
【請求項４】
前記撮像機器が、デジタルカメラであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像２値化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、デジタルカメラ等の撮像機器に用いられ、ｍ行×ｎ列のマトリクス状の画素から成る画像を２値化処理する画像２値化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
撮像機器であるデジタルカメラ等には、撮像した画像に、所望のタイトルを重ねることができるタイトル機能と呼ばれる特殊機能が設けられている。これは、準備しておいたタイトル画像を別途撮像し、このタイトル画像を画像２値化装置により２値化処理してタイトル文字やタイトル画の部分のみを抽出し、抽出したタイトル文字やタイトル画を重畳すべき画像に重ねるというものである。
【０００３】
そして、このような画像２値化装置による２値化処理は、ｍ行×ｎ列のマトリクス状の画素から成る画像について、各画素の輝度を一定の２値化レベルを基準としてこの基準値より高いか低いかを比較判断することにより行われるのが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、タイトル画像を撮像する際に、光の当たり具合によっていわゆるハレーションが起きて、得られたタイトル画像において同じ背景色であっても明るさの異なる箇所が生じることがあり、このような場合に上記した従来の画像２値化装置では、２値化レベルが固定であることから、タイトル文字やタイトル画でないにも拘わらず、その部分がタイトル文字やタイトル画の一部であると判断され、ユーザが考えていたタイトル文字やタイトル画とは異なるものが重畳されてしまうという不都合が生じるおそれがあった。
【０００５】
これを解消するには、２値化レベルを複数設定し、光の当たり具合に応じて２値化レベルを適宜選択することが考えられるが、処理が非常に複雑になるという問題があった。
【０００６】
ところで、画像の２値化に関して、例えば特開昭６２−１３３５８７号公報や特開平８−４６８６０号公報に記載の装置がある。前者の公報に記載のものは、背景のみの画像とこれに対象物を加えた画像を取得し、背景のみの画像から得た一画素の輝度及び補正係数から２値化のしきい値を定めることで、対象物のみを抽出しようとするものであるが、この場合、背景のみの画像とこれに対象物を加えた画像の２つの画像が必要になり、撮像の手間がかかるという問題がある。
【０００７】
一方、後者の公報に記載のものは、撮影された１つの光学画像を輝度レベルが異なる複数に分割し、分割した各領域毎に適正露光を算出し、各領域の画像を各々の適正露光量で撮影し、これにより輝度差の大きい複数の被写体を適正な露出条件下で撮影できるようにするというものであるが、この場合、１つの画像を分割するなど繁雑な処理が必要になるという問題がある。
【０００８】
この発明が解決しようとする課題は、光の当り具合によって明るさが部分的に異なる画像であっても、精度よく２値化できるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本発明は、撮像機器に用いられ、ｍ行×ｎ列のマトリクス状の画素から成る画像を２値化処理する画像２値化装置において、各行の第１列から第ｎ列の画素についてその輝度がその前の画素よりも所定量以上変化するかどうかを順次判定する判定部と、第１列から第ｎ列の画素を順次、基準画素に設定し、判定部により、基準画素の次の画素が所定量以上変化すると判定される場合に、その変化が減少方向への変化のときには、前記次の画素を黒に設定し、その変化が増加方向への変化のときには、次の画素を白に設定することにより２値化し、前記基準画素の次の画素が所定量以上変化しないと判定される場合に、前記基準画素の色と同一に設定する処理部とを備えている。
【００１０】
このように構成すれば、各行の第１列から第ｎ列の画素について、その輝度がその前の画素よりも所定量以上変化するかどうかが順次判断され、第１列から第ｎ列の画素を順次、基準画素に設定し、基準画素の次の画素が所定量以上減少方向へ変化するときには、次の画素を黒に設定し、所定量以上増加方向へ変化するときには、次の画素を白に設定し、前記基準画素の次の画素が所定量以上変化しないと判定される場合に、前記基準画素の色と同一に設定することにより２値化することができる。
【００１１】
そのため、光の当り具合によって明るさが部分的に異なる画像であっても、従来のように一定レベルで２値化したときに、例えばタイトル文字やタイトル画でないにも拘わらず、その部分がタイトル文字やタイトル画の一部であると判断されてしまうことを防止でき、複数の２値化レベルを設定することもなく、精度よく２値化することが可能になる。
【００１２】
また、本発明は、画像の２値化処理に先立ち、前記判定部による全画素についての判定の結果、前記所定量以上その輝度が変化する画素が存在するかどうかによってその画素が２値化すべき画像かどうかを判断する判断部を備え、前記判断部により２値化処理すべき画像であると判断されたときに、前記判定部による全画素についての判定を繰り返して前記処理部による２値化処理を行うことを特徴としている。
【００１３】
こうすると、判断部により、その画像が背景のみで２値化処理すべきものでないと判断されたときには、その画像の２値化は行われず、その画像が２値化処理すべきものであると判断されたときには、処理部によりその画像の２値化処理が行われるため、不要な処理を行わずに済む。
【００１４】
また、本発明は、画像の２値化処理に先立ち、前記判定部により輝度が前記所定量以上変化すると判定される最初の画素におけるその変化が、減少方向への変化のときにはその行頭の状態を白、増加方向への変化のときにはその行頭の状態を黒に設定する設定部を備え、前記処理部が、前記設定部により設定された各行頭の状態に基づき、前記設定部により判定される前記基準画素とその輝度の変化により白から黒、或いは黒から白に変化する、若しくは直前の画素の色と同一の状態にする、として２値化処理することを特徴としている。
【００１５】
こうすれば、設定部により設定された各行の先頭画素の白或いは黒の状態を基に、その行における各画素の輝度変化から２値化することができ、光の当り具合によって明るさが部分的に異なる画像であっても、従来のように、例えばタイトル文字やタイトル画でないにも拘わらず、その部分がタイトル文字やタイトル画の一部であると判断されることを防止でき、精度よく２値化処理することが可能になる。
【００１６】
また、本発明は、前記所定量が、光の当たり具合に関係なく白と黒とを区別できる程度の輝度の変化量であることを特徴としている。この場合、所定量として、光の当たり具合に関係なく白と黒とを区別できる程度の輝度の変化量を予め実験的に求めておけばよく、これにより精度のよい２値化処理が可能になる。
【００１７】
また、本発明は、前記撮像機器が、デジタルカメラであることを特徴としている。こうすると、デジタルカメラにおける特殊機能であるタイトル機能等に対応することができ、ユーザが希望するタイトル文字やタイトル画を精度よく重畳することが可能になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
この発明をデジタルカメラに適用した場合の一実施形態について図１ないし図５を参照して説明する。但し、図１はブロック図、図２は動作説明図、図３ないし図５は動作説明用フローチャートである。
【００１９】
図１に示すように、ｍ行×ｎ列のマトリクス状の２次元ＣＣＤユニット１により撮像された画像データは、Ａ／Ｄコンバータ２によりデジタル変換され、このデジタル変換された画像データはＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）３により画素補間処理等の必要な処理が施され、その後ＣＰＵ４により画像メモリ５に蓄積される。
【００２０】
そして、図示しないキーの操作により、例えばタイトル機能が選択されると、ＣＣＤユニット１により別途撮像されたタイトル画像について、ＣＰＵ４により、各行の第１列から第ｎ列の画素について、２５６階調の輝度がその前の画素よりも所定量以上変化するかどうかが順次判定される。この判定処理が、判定部に相当する。
【００２１】
尚、このときの所定量とは、光の当たり具合に関係なく白と黒とを区別できる程度の輝度の変化量であり、予め実験的に求めておくのが望ましく、例えば１０〜２０階調の輝度変化量であるのが好ましい。
【００２２】
更に、ＣＰＵ４により、タイトル画像の全画素についての上記したような判定の結果、所定量以上その輝度が変化する画素が存在するかどうかによって、その画像が２値化処理すべきタイトル画像であるかどうかの判断がなされる。この判断処理が、判断部に相当する。
【００２３】
このように、２値化処理すべきタイトル画像であると判断されると、ＣＰＵ４により、輝度が所定量以上変化する画素におけるその変化が減少方向への変化のときには、その行頭の状態は白、増加方向への変化のときにはその行頭の状態は黒に設定される。この設定処理が、設定部に相当する。
【００２４】
また、このようにタイトル画像の各行頭の白、黒の状態に基づき、ＣＰＵ４により、各行についてその輝度が所定量以上変化する画素が存在するかどうかの判定がなされ、存在すればその画素を基準画素として、基準画素の輝度が減少していれば白から黒、増加していれば黒から白に変化するとして２値化処理される。この２値化処理が、処理部に相当する。
【００２５】
従って、ある行の輝度変化曲線が、例えば図２（ａ）に示すようになった場合、輝度値が所定量以上変化する画素Ｐ１が検出され、この画素Ｐ１における輝度変化が減少方向であることから、この行の先頭の状態は“白”に設定され、図２（ｂ）に示すように、行頭から画素Ｐ１までの間は“白”に保持され、画素Ｐ１において“黒”に反転処理される。
【００２６】
続いて、図２（ｃ）に示すように、画素Ｐ１以後の画素の輝度は、所定量以上減少する区間と所定量以上の変化をしない区間とが続くが、所定量以上減少する区間では画素の値を“黒”に設定し続け、所定量以上変化しない区間では前の画素と同じ“黒”を設定し続けるので、これらの区間では画素は“黒”に保持される。図２（ｄ）に示すように、輝度値が所定値以上増加する画素Ｐ２が検出されると、画素Ｐ２において“白”に反転処理され、図２（ｅ）に示すように、画素Ｐ２以後の画素の輝度は、所定量以上増加する区間と所定量以上の変化をしない区間とが続くが、所定量以上増加する区間では画素の値を“白”に設定し続け、所定量以上変化しない区間では前の画素と同じ“白”を設定し続けるので、これらの区間では画素は白に保持される。
【００２７】
次に、動作について図３ないし図５のフローチャートを参照して説明する。まず、２値化処理すべきタイトル画像かどうかを判断する画像判定の処理手順について説明すると、図３に示すように、第１行、第１列の第１画素の輝度が基準値に設定され（ステップＳ１）、次の画素の輝度が基準値よりも所定量以上大きいか否かの判定がなされ（ステップＳ２）、この判定結果がＹＥＳであれば、その基準値の画素の状態が“黒”に設定され（ステップＳ３）、その画像が２値化すべき画像であると判断されて正常応答が返され（ステップＳ４）、動作は終了する。
【００２８】
一方、上記したステップＳ２の判定結果がＮＯであれば、その画素の輝度が基準値よりも所定量以上小さいか否かの判定がなされ（ステップＳ５）、この判定結果がＹＥＳであれば、その基準値の画素の状態が“白”に設定され（ステップＳ６）、その画像が２値化すべき画像であると判断されて正常応答が返され（ステップＳ７）、動作は終了する。
【００２９】
また、ステップＳ５の判定結果がＮＯであれば、その行の最後の画素か否かの判定がなされ（ステップＳ８）、この判定結果がＮＯであれば上記したステップＳ２に戻り、判定結果がＹＥＳであれば、その行が最後の行か否かの判定がなされ（ステップＳ９）、この判定結果がＮＯであれば、次の行の先頭画素に移動され（ステップＳ１０）、その先頭画素の輝度が新たな基準値に設定され（ステップＳ１１）、その後上記したステップＳ２に戻る。
【００３０】
ところで、ステップＳ９の判定結果がＹＥＳであれば、その画像が２値化処理すべき画像ではないと判断されて異常応答が返され（ステップＳ１２）、その後動作は終了する。このような処理により、正常応答が返されればそのタイトル画像は２値化すべき画像であり、異常応答が返されれば、そのタイトル画像は、例えば背景のみで２値化すべき画像ではないということが把握できる。
【００３１】
続いて、各行の先頭画素の状態が白か黒かを設定する行頭状態設定の処理手順について説明すると、図４に示すように、その行の先頭画素の輝度が、上記したステップＳ１やＳ１１における基準値とは別の基準値に設定され（ステップＳ２１）、その行の次の画素の輝度が基準値よりも所定量以上大きいか否かの判定がなされ（ステップＳ２２）、この判定結果がＹＥＳであれば、その基準値の画素の状態が“黒”に設定され（ステップＳ２３）、正常応答が返された後（ステップＳ２４）、動作は終了する。
【００３２】
一方、ステップＳ２２の判定結果がＮＯであれば、その画素の輝度が基準値よりも所定量以上小さいか否かの判定がなされ（ステップＳ２５）、この判定結果がＹＥＳであれば、その基準値の画素の状態が“白”に設定され（ステップＳ２６）、正常応答が返された後（ステップＳ２７）、動作は終了する。
【００３３】
また、ステップＳ２５の判定結果がＮＯであれば、その行の最後の画素か否かの判定がなされ（ステップＳ２８）、この判定結果がＮＯであれば上記したステップＳ２に戻り、判定結果がＹＥＳであれば、その行において輝度値が変化する画素はないと判断できるため、その行の先頭画素の輝度値そのものが予め定めたしきい値を基準にして“白”か“黒”かの判断が行われ、その行の先頭画素の状態が決定された後（ステップＳ２９）、正常応答が返され（ステップＳ３０）、その後動作は終了する。
【００３４】
次に、２値化処理の手順について説明すると、図５に示すように、まず上記したような２値化すべき画像かどうかの画像判定処理（図３参照）が行われ（ステップＳ４１）、異常応答があるか否かの判定がなされ（ステップＳ４２）、この判定結果がＹＥＳであれば２値化処理しても無駄であるため、そのまま動作は終了する。
【００３５】
一方、ステップＳ４２の判定結果がＮＯであれば、第１行、第１列の第１画素の輝度が基準値に設定され（ステップＳ４３）、次の画素の輝度が基準値よりも所定量以上大きいか否かの判定がなされ（ステップＳ４４）、この判定結果がＹＥＳであれば、次の画素を“白”に設定する（ステップＳ４５）。
【００３６】
また、ステップＳ４４での判定結果がＮＯであれば、その画素の輝度が基準値よりも所定量以上小さいか否かの判定がなされ（ステップＳ４６）、この判定結果がＹＥＳであれば、その画素が“黒”に設定され（ステップＳ４７）、その後、ステップＳ４５の処理を経た後、ステップＳ４６の判定結果がＮＯの場合と共にステップＳ４８に移行する。
【００３７】
そして、ステップＳ４８において、現在処理中の画素の輝度が新たに基準値に設定され（ステップＳ４８）、ステップＳ４９に移行する。ステップＳ４９では、その画素の状態が画像メモリ５に書き込まれる。ここで、画素を反転するように輝度が所定量以上変化していない場合には、その画素の状態は前画素の状態と同じ状態に書き込む（黒から黒、白から白）。その後、その画素がその行の最後の画素か否かの判定がなされ（ステップＳ５０）、この判定結果がＮＯであれば上記したステップＳ４４に戻り、判定結果がＹＥＳであれば、その行が最後の行か否かの判定がなされ（ステップＳ５１）、この判定結果がＮＯであれば、上記した行頭状態設定処理が行われ（ステップＳ５２）、その行の先頭画素の輝度が新たに基準値に設定された後（ステップＳ５３）、上記したステップＳ４４に戻り、ステップＳ５１の判定結果がＹＥＳであればそのまま処理を終了する。
【００３８】
このように、２値化処理すべきタイトル画像であると判断されると、各行の第１列から第ｎ列の画素について、その輝度がその前の画素よりも所定量以上変化するかどうかが判定され、輝度が所定量以上変化すると判定される画素におけるその変化が、減少方向への変化のときにはその行頭の状態が“白”、増加方向への変化のときにはその行頭の状態が“黒”に設定され、設定された各行の先頭の白或いは黒の状態を基に、その行における各画素の輝度が所定量以上変化すると判定される画素を基準画素として、基準画素とその輝度の変化より“白”から“黒”、或いは“黒”から“白”に変化するとして２値化処理される。
【００３９】
従って、上記した実施形態によれば、光の当り具合によって明るさが部分的に異なる画像であっても、従来のように一定レベルで２値化する場合のように、タイトル文字やタイトル画でないにも拘わらず、その部分がタイトル文字やタイトル画の一部であると判断されてしまうことを防止でき、複数の２値化レベルを設定しなくても精度よく２値化することが可能になり、所望のタイトル画像を重畳することができる。
【００４０】
また、その画像が２値化処理すべきものであると判断されたときにのみ、その画像の２値化処理が行われるため、その画像が背景のみで２値化処理すべきものでないと判断されたときには不要な処理を行わずに済み、処理効率の向上を図ることができる。
【００４１】
なお、上記した実施形態では、各行の先頭画素の状態が“白”か“黒”かを設定するようにした場合について説明したが、特にこのような設定を行う必要はなく、各行の第１列から第ｎ列の画素について、その輝度がその前の画素よりも所定量以上変化するかどうかを順次判定していき、輝度が所定量以上変化すると判定される画素を基準画素として、その変化が減少方向への変化のときにその基準画素より以前の画素を白、増加方向への変化のときにその基準画素より以前の画素を黒として２値化するようにしても構わない。
【００４２】
また、上記した実施形態では、タイトル画像について、それが２値化処理すべきものかどうかを判断するようにしているが、このような判断を必ずしも行う必要はない。
【００４３】
更に、上記した実施形態では、デジタルカメラのタイトル機能を例にして説明したが、タイトル機能以外の画像２値化処理を必要とする場合にも、本発明を適用することが可能であるのはいうまでもない。
【００４４】
また、上記した実施形態では、デジタルカメラに適用した場合について説明したが、特にデジタルカメラのみに限定されるものではなく、２値化処理を必要とする撮像機器であれば本発明を適用することが可能で、上記した実施形態と同等の効果を得ることができる。
【００４５】
更に、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載の発明によれば、各画素の輝度がその前の画素よりも所定量以上変化するかどうか判定し、輝度が所定量以上変化する画素を基準画素として、その変化が減少方向への変化のときにその基準画素より以降の画素を黒、増加方向への変化のときにその基準画素より以降の画素を白として２値化するため、光の当り具合によって明るさが部分的に異なる画像であっても、２値化の際のしきいレベルを変えることなく精度よく２値化することができ、高精度な２値化画像を得ることが可能になる。また、設定された各行の先頭の白或いは黒の状態を基に、その行における各画素の輝度変化から２値化することができ、光の当り具合によって明るさが部分的に異なる画像であっても、２値化の際のしきいレベルを変えることもなく、精度よく２値化処理することができる
【００４７】
また、請求項２に記載の発明によれば、その画像が２値化処理すべきものであると判断されたときにのみ、処理部によりその画像の２値化処理が行われるため、その画像が背景のみで２値化処理すべきものでないときには、不要な処理を行わずに済み、処理効率の向上を図ることができる。
【００４９】
また、請求項３に記載の発明によれば、所定量として、光の当たり具合に関係なく白と黒とを区別できる程度の輝度の変化量を予め実験的に求めておけばよく、これにより精度のよい２値化処理が可能になる。
【００５０】
また、請求項４に記載の発明によれば、デジタルカメラにおける特殊機能であるタイトル機能等に対応することができ、ユーザが希望するタイトル文字やタイトル画を精度よく重畳することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態のブロック図である。
【図２】この発明の一実施形態の動作説明図である。
【図３】この発明の一実施形態の動作説明用フローチャートである。
【図４】この発明の一実施形態の動作説明用フローチャートである。
【図５】この発明の一実施形態の動作説明用フローチャートである。
【符号の説明】
１    ＣＣＤユニット
２    Ａ／Ｄコンバータ
３    ＤＳＰ
４    ＣＰＵ（判定部、処理部、判断部、設定部）
５    画像メモリ
【図１】
0003565551.tif 000002
【図２】
0003565551.tif 000003
【図３】
0003565551.tif 000004
【図４】
0003565551.tif 000005
【図５】
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