(57)【要約】【課題】  本発明は、ネガフィルムの撮影状態がオーバ露光である場合、スキャン速度を制御することにより最適なスキャン結果が得られる画像入力装置及び方法を提供する。【解決手段】  画像入力装置においては、403はネガフィルムである。プリスキャンにおいて、ネガフィルム上の画像をCCD（405）で読み取る。その画像を露出条件判断部(410)でヒストグラム解析し、露出オーバ画像かどうかを判断する。露出オーバと判断された画像に対しては、ファインスキャン時に、走査速度制御部によって、スキャン速度を遅くしてスキャンを行なう。この結果、階調性が良く、ノイズの少ない画像が得られる。【選択図】  図４
2005159950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像済みのフィルムに光源からの光を照射するために光照射手段、フィルム上の画像をライン状のセンサを用いて読み取る画像読み取り手段、フィルム上の画像全体を画像読み取り手段で読み取るために、フィルムもしくはセンサを移動させる走査手段、フィルムもしくはセンサの走査速度を可変制御できる走査速度制御手段、前記、画像読み取り手段で得られた画像のヒストグラムを求め、ヒストグラムを用いて画像撮影時の露出条件を判断する露出条件判断手段を有し、露出条件の判断結果に基づき、前記、走査速度を変えることを特徴とする画像入力装置および方法。
【請求項２】
現像済みのフィルムに光源からの光を照射するために光照射手段、フィルム上の画像をライン状のセンサを用いて読み取る画像読み取り手段、フィルム上の画像全体を画像読み取り手段で読み取るために、フィルムもしくはセンサを移動させる走査手段、フィルムもしくはセンサの走査速度を可変制御できる走査速度制御手段、前記、画像読み取り手段で得られた画像のヒストグラムを求め、ヒストグラムを用いて画像撮影時の露出条件を判断する露出条件判断手段、速度優先、もしくは画質優先かを選択できるモード選択手段を有し、画質優先が選択された場合、露出条件の判断結果に基づき、前記、走査速度を変えることを特徴とする画像入力装置および方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像入力装置及び方法に関し、特に、フィルムに記録された画像情報をデジタルデータとして入力する画像入力装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像入力装置には、フィルムに記録された画像情報をデジタルデータとして得るためのフィルムスキャナがある。
【０００３】
図１は、従来のフィルムスキャナの全体構成を示すブロック図である。
【０００４】
図１において、フィルムスキャナは、光源部１０１と、投影レンズ１０２と、結像レンズ１０４と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等から成る画像読み取りセンサ１０５と、信号増幅器１０６（ＡＭＰ）と、Ａ／Ｄ変換器１０７（Ａ／Ｄ）と、ルックアップテーブル変換器１０８（ＬＵＴ）と、メモリ１０９と、画像解析部１１０と、画像変換部１１１と、Ｉ／Ｏ１１２とで構成される。
【０００５】
光源部１０１は、ハロゲンランプや白色蛍光管等から成る光源である。投影レンズ１０２は、カメラで撮影された画像が記録されている現像済みのフィルム（以下、単に「フィルム」という。）１０３に光源部１０１からの光を平行光線として照射するためのレンズである。結像レンズ１０４は、フィルム１０３上の画像を画像読み取りセンサ１０５に結像するための光学系である。なお、投影レンズ１０２及び結像レンズ１０４は、複数のレンズ群で構成されていてもよい。
【０００６】
画像読み取りセンサ１０５は、当該センサ上にＲ、Ｇ、Ｂの色分解フィルタが装着されており、フィルム１０３を透過する光をＲ、Ｇ、Ｂの電気信号に変換する。この結果、フィルム１０３上の画像情報を電気信号として得ることができる。信号増幅器１０６は、画像読み取りセンサ１０５からの信号を増幅する信号増幅器である。Ａ／Ｄ変換器１０７は、信号増幅器１０６から得られるアナログ信号をデジタル信号に変換する。ルックアップテーブル変換器１０８は、Ａ／Ｄ変換器１０７から得られる画像信号に対してガンマ変換等の階調変換を行う。メモリ１０９は、ルックアップテーブル変換器１０８から得られた画像信号を記憶する。画像解析部１１０は、プリスキャン時に得られる画像を解析し、信号増幅器１０６に与えるパラメータである増幅率を決定する。画像変換部１１１は、メモリ１０９から得られる画像データに対してＲ、Ｇ、Ｂ毎にカラーバランスの自動補正を行う。Ｉ／Ｏ１１２は、フィルムスキャナと不図示のコンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）とを接続するためのインターフェースである。
【０００７】
次に、フィルムスキャナにおける画像読み取り動作について説明する。
【０００８】
一般的なスキャナでは、原稿画像に対するスキャン（画像読み取り）が２度行われ、それぞれがプリスキャン、ファインスキャンと呼ばれている。プリスキャンは、ファインスキャンを行うためのスキャン条件における各種パラメータを決定するものである。
【０００９】
通常、ユーザがフィルム１０３をフィルムスキャナにセットすると自動的にプリスキャンが行われる。その場合、信号増幅器１０６は、どのような露光条件で撮影された画像がスキャンされてもオーバーフローを起こさないような増幅率にセットする。プリスキャンは、ファインスキャン時のスキャン条件の決定の他に、フィルムスキャナ上のモニタ（不図示）によるユーザの画像確認に用いられるだけなので低解像度で行われる。
【００１０】
ルックアップテーブル変換器１０８では、プリスキャン用のルックアップテーブルがセットされ、プリスキャンが行われる。すなわち、ルックアップテーブル変換器１０８は、どんなフィルム種、どんなシーンの画像に対してもネガからポジへの固定の反転処理を行う。その結果は、一旦メモリ１０９へ書き込まれ、画像解析部１１０に送られる。
【００１１】
画像解析部１１０では、それぞれの画像に対して各色毎に最高濃度、最低濃度、及び平均濃度等の画像特性を表す特徴量を計算し、それらの特徴量に基づいてファインスキャン時のスキャン条件を決定する。例えば、最高濃度、最低濃度、及び平均濃度を予め決められた所定値と比較することにより画像を低濃度、通常濃度、高濃度、及び最高濃度に分類し、画像毎に信号増幅率を決定して信号増幅器１０６にセットする。また、カラーバランスを解析して適切なカラーバランスとなるように画像毎にファインスキャン時のルックアップテーブルを決定し、ルックアップテーブル変換器１０８にセットする。
【００１２】
画像変換部１１１は、画像解析部１１０で得られた結果に基づいてシミュレーションを行い、最適なプリスキャン画像を生成する。生成した結果は、メモリ１０９へ送られる。ユーザは、例えば、Ｉ／Ｏ１１２に接続されたＰＣのモニタでシミュレーションの結果を目視で確認することができる。
【００１３】
次に、画像解析部１１０で決定されたパラメータを用いて信号増幅器１０６及びルックアップテーブル変換器１０８を制御すると共に、高解像度でファインスキャンを行う。これにより、各画像毎に最適な条件でスキャンされるので、明るさとグレーバランスの整ったファインスキャン画像を得ることができる。
【００１４】
プリスキャン画像は、ルックアップテーブル変換器１０８及び画像変換部１１１により合計２度の画像変換が行われる。一方、ファインスキャン画像は、信号増幅器１０６によりアナログ信号の段階で最適に増幅され、且つルックアップテーブル変換器１０８により最適な条件で１度だけ階調変換される。このため、プリスキャン画像に比べて入力のデータ幅が大きくなり、階調性の良い画像を得ることができる。ルックアップテーブル変換器１０８で変換されたファインスキャン画像は、メモリ１０９へ送られ、Ｉ／Ｏ１１２を介してＰＣへ転送される。
【００１５】
しかしながら、上記、従来のフィルムスキャナでは、露出オーバで撮影されたネガフィルムの場合、ファインスキャンにおいて、信号増幅器１０６の増幅率を上げてスキャンをおこなう。その結果、フィルム上のノイズ成分も増幅され、結果的に、粒状性の粗い画像となってしまう。
【００１６】
その問題を解決するために、プリスキャン時の画像の濃度を判定し、濃度の高い場合、ファインスキャン時のスキャンスピードを遅くするという方式が公開されている（例えば、特許文献１参照）。スピードを遅くすることにより、最適な濃度範囲での取り込みが可能となり、かつ、CCDへ照射される光量を増やすことによりS/N比が大きくなり、ノイズの少ない画像を得ることができる。ここで、画像の濃度とは、画像の平均濃度を意味する。
【特許文献１】特開平10-243174号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、この方式の場合、画像の濃度だけで、露光状態を判断しスキャンスピードを変えるために、最適なスピードでのスキャンが行なえない場合がある。以下、図を用いて具体的に説明する。図２は、露出オーバで撮影された標準的なシーンにおけるプリスキャン画像における濃度とヒストグラムの関係を示す図である。Aveは画像の平均濃度を意味する。標準的なシーンにおいて、露出オーバで撮影されたネガフィルムの場合、Aveが、ある規定値より大きくなる。この場合、スキャンスピードを遅くして、ファインスキャンが行われる。上述のように、標準的なシーンが露出オーバで撮影された場合、適切な判断が行われる。この結果、図２における濃度MinからMaxの範囲でデータの取り込みが行われるので階調性が良く、ノイズの少ない画像を得ることができる。しかしながら、全体的に暗いシーン、例えば夜景などが露出オーバで撮影された場合、特開平10-243174の方法では、適切な判断が行われない。図３に、露出オーバで撮影されたプリスキャン画像における濃度とヒストグラムの関係を示す。全体的に暗いシーンの場合、露出オーバであっても、濃度の平均値Aveは図２のAveに比べて低くなる。そのため、規定値よりもAveが小さくなるので、露出オーバであると判断されず、通常のスピードでファインスキャンが行われる。この結果、図３における、濃度MinからMaxの範囲で取り込みが行われ、Max以上の高濃度部が切り捨てられてしまう。これは、例えば、夜景における、ライトの部分や、夜景を背景に人物をストロボ撮影した場合の、顔の部分である。データが切り捨てられてしまうと、ライトの部分や顔の階調がなくなって潰れてしまう。
【００１８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、シーン、被写体に関係なく、撮影時の露出を適正に判断し、ファインスキャン時のスキャンスピードを制御することのできる画像入力装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の画像入力装置は、現像済みのフィルムに光源からの光を照射するために光照射手段、フィルム上の画像をライン状のセンサを用いて読み取る画像読み取り手段、フィルム上の画像全体を画像読み取り手段で読み取るために、フィルムもしくはセンサを移動させる走査手段、フィルムもしくはセンサの操作速度を可変制御できる走査速度制御手段、前記、画像読み取り手段で得られた画像のヒストグラムを求め、ヒストグラムを用いて画像撮影時の露出条件を判断する露出条件判断手段を有し、露出条件の判断結果に基づき、前記、走査速度を変えることを特徴とする。
【００２０】
請求項２記載の画像入力装置は、現像済みのフィルムに光源からの光を照射するために光照射手段、フィルム上の画像をライン状のセンサを用いて読み取る画像読み取り手段、フィルム上の画像全体を画像読み取り手段で読み取るために、フィルムもしくはセンサを移動させる走査手段、フィルムもしくはセンサの操作速度を可変制御できる走査速度制御手段、前記、画像読み取り手段で得られた画像のヒストグラムを求め、ヒストグラムを用いて画像撮影時の露出条件を判断する露出条件判断手段、速度優先、もしくは画質優先かを選択できるモード選択手段を有し、画質優先が選択された場合、露出条件の判断結果に基づき、前記、走査速度を変えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、プリスキャン時の画像ごとにヒストグラムを解析し、その結果から、露出条件を判断し、露出条件に応じた速度で、ファインスキャンが行われるので、階調性の良い、S/N比の高い良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
図４は、本発明のフィルムスキャナの全体構成を示すブロック図である。
【００２４】
図４において、フィルムスキャナは、光源部４０１と、投影レンズ４０２と、結像レンズ４０４と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等から成る画像読み取りセンサ４０５と、信号増幅器４０６（ＡＭＰ）と、Ａ／Ｄ変換器４０７（Ａ／Ｄ）と、画像変換部４０８と、メモリ４０９と、露出条件判断部４１０と、走査速度制御部４１１と、Ｉ／Ｏ４１２とで構成される。
【００２５】
光源部４０１は、ハロゲンランプや白色蛍光管等から成る光源である。投影レンズ４０２は、カメラで撮影された画像が記録されている現像済みのフィルム（以下、単に「フィルム」という。）４０３に光源部４０１からの光を平行光線として照射するためのレンズである。結像レンズ４０４は、フィルム４０３上の画像を画像読み取りセンサ４０５に結像するための光学系である。なお、投影レンズ４０２及び結像レンズ４０４は、複数のレンズ群で構成されていてもよい。
【００２６】
画像読み取りセンサ４０５は、当該センサ上にＲ、Ｇ、Ｂの色分解フィルタが装着されており、フィルム４０３を透過する光をＲ、Ｇ、Ｂの電気信号に変換する。この結果、フィルム４０３上の画像情報を電気信号として得ることができる。信号増幅器４０６は、画像読み取りセンサ４０５からの信号を増幅する信号増幅器である。Ａ／Ｄ変換器４０７は、信号増幅器４０６から得られるアナログ信号をデジタル信号に変換する。画像変換部４０８は、Ａ／Ｄ変換器４０７から得られる画像信号に対してガンマ変換等の階調変換を行う。メモリ４０９は、画像変換部４０８から得られた画像信号を記憶する。露出条件判断部４１０は、プリスキャン時に得られる画像を解析し、走査速度制御部４１１に与える速度パラメータを決定し、決定した走査速度でファインスキャンを行う。Ｉ／Ｏ４１２は、フィルムスキャナと不図示のコンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）とを接続するためのインターフェースである。
【００２７】
次に、本発明におけるフィルムスキャナにおける画像読み取り動作について説明する。
【００２８】
原稿画像に対するスキャン（画像読み取り）は２度行われ、それぞれがプリスキャン、ファインスキャンと呼ばれる。プリスキャンは、ファインスキャンを行うためのスキャン条件における各種パラメータを決定するものである。
【００２９】
ユーザがフィルム４０３をフィルムスキャナにセットすると自動的にプリスキャンが行われる。その場合、信号増幅器４０６は、どのような露光条件で撮影された画像がスキャンされてもオーバーフローを起こさないような増幅率にセットする。プリスキャンは、ファインスキャン時のスキャン条件の決定の他に、フィルムスキャナ上のモニタ（不図示）によるユーザの画像確認に用いられるだけなので低解像度で行われる。
【００３０】
画像変換部４０８では、プリスキャン用のルックアップテーブルがセットされ、プリスキャンが行われる。その結果は、一旦メモリ４０９へ書き込まれ、露出条件判断部４１０に送られる。
【００３１】
露出条件判断部４１０では、それぞれの画像に対して各色毎にヒストグラムを算出し、最高濃度、最低濃度、及び平均濃度等の画像特性を表す特徴量を計算する。それらの特徴量に基づいてファインスキャン時のスキャン条件を決定する。
例えば、画像の最高濃度をDmax、最低濃度Dmin、その差分Dmax-DminをDdif、平均濃度をDave、所定値Da、Db、Dc、Ddとすると、オーバ露光の場合、
Dmax＞Da
Dmin＞Db
Dave＞Dc
Ddif＜Dd
の関係が成り立つ。この条件を満たす場合、オーバ露光であると判断し、走査速度制御部に走査速度を遅くするためのパラメータをセットし、ファインスキャンを行う。この結果、ファインスキャンは、通常のスキャンに比べ、遅いスピードでスキャンが行われるので、CCD４０５が受光する光量が増え、S/N比の高いノイズの少ない画像が得られる。また、「発明が解決しようとしている課題」で図２を用いて説明したようCCDに取り込むことのできる濃度範囲が、通常の場合に比べて、高濃度側にシフトするので、高濃度側をつぶすことなく階調性の良いデータを得ることができる。上記、条件を満たさない画像に対しては、露出オーバな画像ではないと判断し、走査速度制御部４１１に、通常のスキャン速度のパラメータをセットし、通常のスキャン速度でファインスキャンが行われる。ファインスキャン画像は、メモリ１０９へ送られ、Ｉ／Ｏ１１２を介してＰＣへ転送される。
【００３２】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態において、オーバ露光の判断条件を簡略化して、以下のようにすることも可能である。
Dave＞Dc
Ddif＜Dd
または、
Dmax＞Da
Dave＞Dc
または、
Dmin＞Db
Dave＞Dc
または、
Dmax＞Da
Ddif＜Dd
または、
Dmin＞Db
Ddif＜Dd
（第３の実施の形態）
図５に本実施例のフィルムスキャナの全体構成を示すブロック図を示す。第１の実施の形態と異なるのは、モード選択部５１３を追加した点である。以下に、上記第１の実施の形態と異なる点のみを説明する。
【００３３】
第１の実施の形態の場合、オーバ露光の駒は、ファインスキャンにおいて、必ず、スキャン速度が遅くなる。また、画質は向上するが、スキャン速度は低下してしまう。しかし、スキャンの目的によっては、画質よりもスキャン速度が優先される場合がある。例えば、そのひとつに「ＣＤ−Ｒ書き込みサービス」がある。「ＣＤ−Ｒ書き込みサービス」とは、複数本のフィルムを低解像度でスキャンし、読み取った画像データを丸ごとＣＤ−Ｒに書き込むサービスである。このため、例えば、３６枚撮りのフィルムを５本分書き込む場合、フィルムに記録されているの１８０枚の画像を一度にスキャンしなければならない。従って、本サービスの場合、画像の階調性の良さよりもスキャン時間の短縮が優先される。
【００３４】
本実施の形態は、そういった場合にも対応可能なように、モード選択部５１３を追加した。具体的には、ユーザは、ファインスキャンを開始する前に、速度優先、もしくは画質優先のいずれかのモードを選択しておく。速度優先が選択されている場合、モード選択部５１３から露出条件判断部５１０に対して、判断を無効にする信号を送ることにより、ファインスキャン時にすべての駒に対して、標準の速度でスキャンを行う。また、画質優先のモードが選択されている場合は、露出条件判断部５１０に対して、判断を有効にする信号を送ることにより、ファインスキャン時に露出オーバな画像に対してのみ、スキャン速度を遅くしてスキャンを行う。この結果、スキャンの目的に応じて、最適なスキャンが行うことができる。
【００３５】
上記第１〜第３の実施の形態は、説明の簡略化のため、露出オーバかそれ以外の場合として、あらかじめ二つのスキャン速度を用意しているが、露出の状態に応じて、複数のスキャン速度を用意することも可能である。
【００３６】
上記第１〜第３の実施の形態は、ネガフィルムの場合で、説明を行ったが、ポジフィルムの場合も同様に適用可能である。
【００３７】
上記第１〜第３の実施の形態は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色ごとに露出条件を判断して、すべての色が条件を満たした場合に露出オーバであるかを判断しても良いし、３色のうちの１色、もしくは２色を判断のための色として使用することも可能である。または、Ｒ，Ｇ、Ｂから輝度信号を求め、輝度信号に対して、露出オーバであるかを判断することも可能である。
【００３８】
上記第１〜第３の実施の形態は、例えば、コンピュータ、インターフェース機器、及びスキャナ等の複数の機器で構成されるシステムに適用してもよく、また、それらの機能を有する単体の装置に適用してもよい。
【００３９】
本発明の目的は、上述した第１〜第３の実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを記憶した記憶媒体（又は記録媒体）を、システム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムを読み出して実行することによっても達成されることは云うまでもない。
【００４０】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラム自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムを実行することにより、上述した実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは云うまでもない。
【００４１】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは云うまでもない。
【００４２】
上述した実施の形態では、プログラムはメモリ４０９に格納されているが、これに限定する必要はなく、プログラムを供給する記憶媒体としては、例えば、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ）、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、他のＲＯＭ等の上記プログラムを記憶できるものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来の画像入力装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】標準的な露出オーバ画像のヒストグラムを示す図である。
【図３】全体的に暗いシーンにおける露出オーバ画像のヒストグラムを示す図である。
【図４】本発明の第1の実施の形態に係る画像入力装置の全体構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る画像入力装置の全体構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４４】
４０１  光源
４０２  投影レンズ
４０３  フィルム
４０４  結像レンズ
４０５  画像読み取りセンサ
４０６  信号増幅器
４０７  Ａ／Ｄ変換器
４０８  画像変換部
４０９  メモリ
４１０  露出条件判断部
４１１  走査速度制御部
４１２  Ｉ／Ｏ
【図１】
2005159950.tif 000003
【図２】
2005159950.tif 000004
【図３】
2005159950.tif 000005
【図４】
2005159950.tif 000006
【図５】
2005159950.tif 000007