JP2000293679A - Ｒａｍ型画像の階調変換用システムｌｓｉ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 複製画像を製作するときの階調変換のツール
として標準仕様となるＲＡＭ型のシステムＬＳＩを提供
する。 【解決手段】連続階調の原稿画像から網点階調の複製画
像を製作するときに使用される階調変換用プログラム
が、ＬＳＩ内部に内蔵されたＲＡＭに下記の階調変換の
作業ステップを実行させるプログラムが格納されて構成
されていることを特徴とするシステムＬＳＩ。 １．ＲＡＭに格納されている濃度特性曲線、と原稿画像
を形成するために対応する被写体から当該記録媒体に入
射する光量に相関した画像情報値との相関関係を示す当
該記録媒体の濃度特性曲線を利用し、原稿画像上の任意
の画素点（ｎ）の濃度に相関した画像情報値（Ｄ_n）か
ら対応する画素点（ｎ）の光量に相関した画像情報値
（Ｘ_n）を求めるステップ。 ２．前記で求めた原稿画像の光量に相関した画像情報値
（Ｘ_n） を、階調変換式（１）を用いて階調強度値（ｙ
_n）に変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続階調の原稿画
像から網点階調（ハーフトーン）の複製画像を製作する
ときの画像原稿の画像情報処理において、基本（中核）
技術としての階調変換処理を高速処理するためのプログ
ラム内蔵型（ＲＡＭ型）の画像の階調変換用システムＬ
ＳＩに関する。

【０００２】更に詳しくは、本発明は、連続階調のカラ
ーフィルム原稿などの原稿画像から網点階調（ハーフト
ーン）のカラー印刷画像などの複製画像を製作するとき
の原稿画像の画像情報処理において、基本（中核）技術
としての画像情報の階調変換処理を標準化（スタンダー
ダイゼイション）、規格化、汎用化することができる特
定の階調変換プログラムにより高速処理するためのプロ
グラム内蔵型（ＲＡＭ型）の画像の階調変換用システム
ＬＳＩに関する。

【０００３】

【従来の技術】従来より各種の用途において、システム
ＬＳＩ、例えば、演算処理部（以下、マイクロプロセッ
サ部あるいはＭＰＵともいう。）のもとでＬＳＩ内部に
内蔵されたプログラム（以下、システムプログラムとい
うことがある。）を実行するタイプのシステムＬＳＩが
提案されている。前記システムＬＳＩは、例えば、携帯
型パソコン用システムＬＳＩ、（スリム）ノート型パソ
コン用システムＬＳＩ、携帯電話用システムＬＳＩ、デ
ジタルテレビ用システムＬＳＩ、ネットワーク用システ
ムＬＳＩ、などの各種の用途に使用されている。

【０００４】前記システムＬＳＩは、ＭＰＵブロックと
特定の用途（機能）を実現するブロック（ＩＰ、知的財
産）などのブロックを大規模論理ＬＳＩにシステム化し
たものであるということができる。別言すれば、１０ｍ
ｍ角のシリコンチップ上に特定の用途（機能）を実現す
るためのＭＰＵブロック、ＩＰブロック、メモリーブロ
ックなど各種のブロックをシステム的に配設（混載）し
たものということができる。

【０００５】前記したシステムＬＳＩにおいて、その開
発の方向には、大別して二つの方向性がある。即ち、一
つは標準品に近いもので不特定多数の使用者が使用する
用途に向けて開発するものであり、他は特定の顧客と共
同して特定の用途仕様に向けて開発するものである。

【０００６】画像情報処理の分野のシステムＬＳＩにお
いて、標準性、汎用性の高いブロック（エンジン）をみ
ると、次のようなものがある。(1).静止画の画像情報の
圧縮、伸長処理に関して、連続階調画像（フルカラー対
応）の処理規格（ＪＰＥＧ）、２値画像の処理規格（Ｊ
ＢＩＧ）、ＦＡＸ用の処理規格（ＭＨ、ＭＲ、ＭＭＲ）
などがある。これらの処理規格は、例えばコピー、ＦＡ
Ｘ、プリンタ、及びこれらの複合化製品などで使用され
ている。(2).動画の画像処理の圧縮、伸長処理に関し
て、カラー動画処理規格（ＭＰＥＧ１、２、４）などが
ある。

【０００７】ところで、例えば、連続階調のカラー原稿
画像（透過原稿としてのカラーフィルム原稿あるいは反
射原稿としてのカラープリント原稿）から網点階調（ハ
ーフトーン、halftone）のカラー印刷画像を製作すると
き、前記した画像情報の圧縮、伸長技術に対して質的に
異なる基礎（中核）技術が存在する。この基礎（中核）
技術とは、原稿画像の階調特性を複製画像へ再現させる
階調変換技術である。前記階調変換技術において、第一
義的に重要なものは、原稿画像の階調を忠実に再現する
ことができる階調変換技術であり、第二義的には原稿画
像の階調を合目的に変換することができる階調変換技術
である。

【０００８】前記した連続階調の原稿画像から網点階調
（ハーフトーン）の複製画像を製作の上で基礎（中核）
技術として位置づけられる階調変換技術は、以下に説明
するように、今日まで標準性（スタンダーダイゼーショ
ン）、汎用性が確立されていないが現状である。別言す
れば、階調変換技術は、画像情報の処理技術において基
礎的、中核的なものであるにもかかわらず、印刷機器、
コピー機器などの画像関係メーカーなどの独自的な開発
に依存しており、標準性、汎用性が欠如している。

【０００９】以下、複製画像の代表例としてカラー印刷
画像の分野を例にとり、従来の階調変換技術について説
明する。

【００１０】連続階調のカラー原稿画像から網点階調の
高品質、高画質、及び観客のニーズにマッチしたカラー
印刷画像を製作しようとする場合、図１に示されるよう
に、その全行程（全システム、全体場）を合理的かつ効
率的に遂行するためには、極めて複雑多岐にわたるチェ
ック項目や検討項目、及び配慮しなければならない事項
が存在する。なお、結論を先取りすれば、このような複
雑系が今日まで階調変換技術の一般化（標準化）を阻止
して来たということができる。

【００１１】図１に示されるように、取り扱うカラー原
稿画像そのものにおいても、その後の画像情報の処理、
即ち、分色（この用語は、カラー原稿画像からＣＭＹＫ
系のカラー印刷画像を製作するために補色関係にあるＲ
／Ｇ／Ｂの色情報を分色して入手するという狭義の意味
で用いている。）と階調変換（この用語はカラー原稿画
像のグラデーションを複製画像上に変換再現することを
意味するものであり、階調と色調の両者の変換を含むよ
うに広義に解釈されるべきである。）を適切、合理的に
実行するために、種々の検討項目や配慮しなければなら
ない事項が存在する。

【００１２】図１に示されるように、カラー原稿画像の
入稿にはじまって最終製品のカラー印刷画像を製作する
全システムに適用される画像情報処理技術は、システィ
マティックなものでなければならない。そして、前記画
像情報処理技術は、最終製品としてのカラー印刷画像の
仕上り調子などの観点から、カラー原稿画像の忠実な再
現はもとより種々の顧客のニーズを合理的に組入れて高
品質、高画質、及び顧客のニーズにマッチしたものを製
作できるように構築されていなければならないものであ
る。

【００１３】しかしながら、今日まで、前記したカラー
印刷画像を製作する上での全システム（トータル・シス
テム）に適用されるシスティマティックな画像情報処理
技術は、存在していないといっても過言ではない。即
ち、従来のカラー印刷画像の製作時に適用される画像情
報処理技術は、 ・ 全システムの中の極めて限定された領域の画像情報
処理技術であったり、 ・ 個々の画像情報処理技術は、トータルシステムとい
う観点からみたとき、相互に有機的な関係をもたないも
のであったり、有機的関係が極めて貧弱であったりする
ものである、といっても過言ではない。

【００１４】前記したことに関連して、今日、高価な画
像処理機器（先端的なメカトロニクス機器）であって
も、所望する高品質、高画質、及び顧客のニーズを十全
に満足したカラー印刷画像を合理的に、システム技術に
まで統合された画像処理技術によって、規則性と普遍性
と弾力性をもって、効率的に製作することができないで
いるのが現状である。

【００１５】昨今、画像情報処理技術において、ようや
くＤＴＰなどにみられるように機器のオープン化にとも
なって機器非依存性（device independent）のカラーマ
ネジメントシステム（CMS;Color Management System）
を構築しようとする動きが広まってきている。これは、
画像のインプット装置（イメージゲッタ）や画像の出力
装置（イメージセッタ）などの画像情報処理機器のオー
プン化にともなって、どのようなメーカーの画像情報処
理機器を使用したとしても、統一的なカラーマネジメン
ト（color management）が実現されることが好ましいと
いうニーズから生まれたものである。前記したカラーマ
ネージメント（ＣＭＳ）の構築は、カラー印刷画像の製
作において色一致（color consistency）の問題が極め
て大きな問題であることに鑑み、１つのあり方を示して
いるといえよう。

【００１６】しかしながら、前記ＣＭＳ（カラーマネー
ジメントシステム）のアプローチは、今日、市場におい
て十分には受け入れられていない。以下、前記ＣＭＳア
プローチの概略を説明するが、ここから合理的にカラー
印刷画像を製作するときの難しさ、困難さを理解すべき
である（「日本印刷学会誌」、第３４巻第５号、１９９
７年、Ｐ３２０〜３２５参照）。

【００１７】前記ＣＭＳは、複数のディバイス（例え
ば、画像入力機器、モニタ機器、画像出力機器など）の
間において、画像が人間の視覚にとって同じであると知
覚される機能を提供するものである、と定義することが
できる。前記したＣＭＳは、色特性（色空間、カラー・
スペース）が異なる各種のディバイスの間において、原
稿画像と複製（再現）画像の間の三刺激値を一致させる
ように行なわれるものである。より具体的には、前記Ｃ
ＭＳの方式は、スキャナ（イメージゲッタ）、モニタ、
プリンタ（イメージセッタ）などの各ディバイスで使用
するＣＭＹＫ（またはＲＧＢ）などのディバイス値と、
それに対応するＸＹＺ、Ｌａｂ、Ｌ（スター）ａ（スタ
ー）ｂ（スター）などのディバイスに依存しない色彩
値、との相互の変換により測色的に一致させることによ
り色再現を行なう方式である。別言すれば、各ディバイ
スの固有の色空間（カラー・スペース）を基準（標準）
とする色空間にマッチングさせるようにして色再現を行
なおうとするものである。即ち、前記方式は、色彩値に
より画像データをハンドリングし、機器非依存性（ディ
バイスインディペンデント）のカラーマネジメント（Ｃ
Ｍ）を実行しようとするものである。

【００１８】前記したディバイス値と色彩値の相互変換
のためにそれぞれのディバイスの色特性を調べ、これを
ディバイスプロファイル（device profile）と呼ばれる
データとして記述しなければならない。前記ディバイス
プロファイルのフォーマットは、ＩＣＣ（Internationa
l Color Consortium）により規定されている。前記ＩＣ
Ｃは、オープンな環境下においてカラーマネージメント
システム（ＣＭＳ）を実現し、かつ、標準化しようとし
て１９９３年に設定された組織である。ＩＣＣメンバー
は、Ｋｏｄａｋ、Ａｇｆａ、Ｆｕｊｉ、Ｍｉｃｒｏｓｏ
ｆｔ、Ａｄｏｋｅ、Ａｐｐｌｅなどの世界有数のカラー
画像関連企業で構成されており、その標準化仕様を実質
上の世界の標準化仕様（ディファクトスタンダード、ワ
ールドスタンダード）にしようとしている。

【００１９】前記ＩＣＣのディバイスプロファイルは、
ＩＣＣプロファイル（ICC profile）として知られ、１
９９７年のＩＣＣ Profile Format Specificatoin Vers
ion3.4が出され、それはインターネットのホームページ
（www.Color.org）からダウンロード参照できるように
なっている。

【００２０】前記ＩＣＣプロファイルを使用したカラー
マネージメントシステム（ＣＭＳ）の概略を示すと、次
の通りである。 (1)システム構成としては、大別して、 ・スキャナ、ディジタルカメラ等の画像入力装置、 ・モニタなどの画像表示装置、 ・プリンタなどの画像出力装置、 ・画像の処理、修正などを行なうアプリケーション部、 ・カラーマネージメントを行なうシステム部（前記アプ
リケーション部の一部を構成する。）、から構成され
る。 (2)ディバイスプロファイルとしては、 ・入力用プロファイル（Input profile）、 ・表示用プロファイル（Display profile）、 ・出力用プロファイル（Output profile）、 に分類され、それぞれのフォーマットが決められてい
る。 (3)カラーマネージメント（ＣＭ）は、アプリケーショ
ン部において、色処理の命令が出されると、システム内
のカラーマネージメントモジュール（ＣＭＭ）が自動的
に呼び出されるとともに、実行される。

【００２１】前記カラーマネージメントシステム（ＣＭ
Ｓ）において、原稿をスキャンし、モニタで表示すると
ともにプリンタで出力する場合のＣＭＳについて、以
下、具体的に説明する。

【００２２】(1).カラーマネージメントモジュール（Ｃ
ＭＭ）は、スキャナプロファイル（scanner profile, i
nput profile）を用いてスキャナの画像情報読取り機構
により入手されたＲＧＢ値を色彩値Ｌ（スター）ａ（ス
ター）ｂ（スター）に変換する。前記ＲＧＢ値を色彩値
Ｌ（スター）ａ（スター）ｂ（スター）へ変換する場
合、当該変換のための基礎的なツール（a fundamental
tool）となるものは、ＡＮＳＩ（American National St
andards Insititute）のＳｔａｎｄａｒｄｓ Ｃｏｍｉ
ｔｔｅｅ ＩＰ８．Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐにより
開発された標準原稿（ＩＰ８．７／１または７／２な
ど）である。各スキャナ（各入力機器）は、前記した標
準原稿ＩＴ８．７／１（透過原稿、写真フィルム原稿）
や７／２（反射原稿）をスキャン入力し、どのような原
稿からでも基準となる色彩値Ｌ（スター）ａ（スター）
ｂ（スター）が得られるようなスキャナプロファイル
（scanner profile）を準備することになる。 (2).次に、モニタプロファイル（monitor profile）に
より、前記色彩値Ｌ（スター）ａ（スター）ｂ（スタ
ー）がモニタのＲＧＢ値に変換されてモニタ上に表示さ
れる。 (3).更に、プリンタプロファイル（printor profile）
により、前記色彩値Ｌ（スター）ａ（スター）ｂ（スタ
ー）がプリンタのＣＭＹＫ値に変換されて記録紙上に出
力される。前記プロセスにより、色彩値の一致による色
再現、即ち、色彩値Ｌ（スター）ａ（スター）ｂ（スタ
ー）が一致するカラーマネージメント（ＣＭ）が実現さ
れることになる。

【００２３】しかしながら、前記ＩＣＣプロファイルを
中核とするカラーマネージメントシステム（ＣＭＳ）
は、カラー関連産業、例えば、カラー印刷分野において
十分な活躍の場が見い出されていないのが現状である。
前記したＩＣＣプロファイルを中核とするカラーマネー
ジメントシステム（ＣＭＳ）の欠陥は、次の点からみて
も容易に理解し得るところである。

【００２４】(1).基準（標準）原稿、例えば基準となる
透過原稿（写真フィルム原稿、transparency）は、富士
写真フィルム（Ｆｕｊｉ）、アグファ（Ａｇｆａ）、コ
ダック（ＥＫ）などから容易に入手されるが、これらは
目視によっても相当に相違しており、また、色彩色差計
で測色しても相互に相違するものである。これが基準原
稿の作成上における現状であり、本システムを利用する
上において前記した点を十分に念頭に入れておかなけれ
ばならない。なお、本発明者は、詳しくは後述するが、
透過原稿（transparency 原稿）を作成する上で使用す
る写真フィルム感光材は、それぞれが製造メーカの相違
により固有の写真（濃度）特性曲線（photographic (de
nsity) characteristic curve）をもっていることか
ら、各基準原稿もそれぞれ固有の写真特性曲線により影
響されてしまうこと、このため前記した各基準原稿間の
バラツキは容易に起こり得ることであると考えている。

【００２５】(2).ＩＣＣは、入力用プロファイルを製作
する機器（scanner profile generators）において、Ｃ
ＭＳの精度を向上させるために、例えば、光源の種類
（例えば色温度が５０００ｋのＤ５０など）、測定条件
（例えば４５°の観察角度など）を規定している。しか
しながら、これらの精度向上のための条件は、通常、人
間がカラー画像（被写体、実景）を見るときの人間の視
覚条件からみると極めて限定されたものである。別言す
れば、人間の豊かな視覚感覚をこのような極めて限定さ
れた条件にマッチングさせることにより、真のカラーマ
ネージメントシステム（ＣＭＳ）が構築されるとは考え
にくい。

【００２６】(3).ＩＣＣが推奨するターゲット（標準原
稿、ＡＮＳＩ ８．７／１，７／２）は、三つの区分パ
ッチ、即ち、 (i).染料パッチ（dye scales）、 (ii).中性濃度パッチ（neutral dye scales）、及び、 (iii).色調パッチ（a color gamut area）、 の三つの主要な要素からなるものである。しかしなが
ら、これらの三つの要素に含まれるカラー情報（色情
報）は、現実の色世界の参照（リファレンス）としては
極めて限定されたものである。この点もＩＣＣプロファ
イルによるカラーマネージメントシステム（ＣＭＳ）の
大きな限界の１つになっている。

【００２７】前記したように、カラーマネジメントシス
テム（ＣＭＳ）のためのＩＣＣプロファイルアプローチ
は、参照ターゲット（the reference targets,ICC規定
の標準原稿）を主要なツール（a fundamental tool）と
して出発するものである。しかしながら、この種のター
ゲットや測定条件などに制約があるため、ＤＴＰなどの
オープンの環境下にある各種の機器の間において、十分
に満足のいく結果が得られていないのが現状である。

【００２８】前記したことから明らかのように、カラー
原稿画像からカラー印刷画像を製作するための色再現技
術（color reproduction technology）においては、人
間の視覚特性を十分に反映したカラー原稿画像の画像情
報処理技術が不可欠である。前記した参照ターゲットを
ツールとするＩＣＣプロファイルによる色彩値の一致に
よる色再現法のアプローチは、人間の色視覚において、
その物理的な現象の中のほんの一部を利用したものに過
ぎないものである。

【００２９】色再現技術において留意しなければならな
い点は、人間が色を感覚として理解するまでは下記に示
すように多くの段階を経由しているという点である。そ
して、色再現技術は、これら人間の視覚特性を十分に反
映した合理的な階調の再現性、色調の再現性を実現する
要素技術に立脚したものでなければならないという点で
ある。

【００３０】(1).まず、眼球に入った光は、網膜の錐体
で電気的な信号に変換される。この時点で人間の目の自
動露出に関係する機構が働き、適当な信号の強さにスケ
ーリングするとともに、色に対しても感度調整される。 (2).次いで、視神経を通じて脳の中で種々の処理が加え
られ知覚される。この中には、色に対する自動ホワイト
バランス機構、周囲色の影響による錯視など、空間フィ
ルターによる色の平均化、立体視などの現象が存在す
る。ここには、人間の視覚の色恒常性、色順応性などの
問題が介在する。 (3).更に、人間が経験と環境から記憶した色、例えば、
人肌、青空、植物などの好ましい色として記憶した色の
問題がある。なお、前記した記憶色は、色彩値や色の見
えという点では一致しないものであるが、受け入れやす
い色を再現する技術が求められていることを示すもので
ある。

【００３１】前記したように、現在のＩＣＣプロファイ
ルによるカラーマネージメントシステム（ＣＭＳ）は、
人間の色知覚の中でも物理的な現象のうちのほんの一部
を利用しているにすぎないものである。人間の視覚情報
の処理機構は、極めて複雑であり、生物学、心理学、情
報工学などの学際的研究が求められる所以である。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、カラー印
刷画像などの複製画像の製作において、前記したカラー
一致、カラーの再現性（color constistensy）の問題を
統一的に解決できる要素技術の確立にむけて鋭意、検討
を進めた。この研究開発の過程において、本発明者は、
連続階調の原稿画像の調子（階調と色調）を複製画像上
に忠実に再現する技術、更には原稿画像の調子（階調と
色調）を所望のものに調整（修正または変更）する技術
において、従来技術は、その基本となる画像の濃度領域
における画像の階調変換技術、即ち、連続階調画像の濃
度値と同じ視覚濃度を得るために、何％の網点を配設す
べきかという画像処理の基本に係る画像の階調変換技術
に合理的な理論の裏付けがなく、人間の経験と勘に依存
し非科学的、非合理的である、という認識をもつにいた
った。

【００３３】前記した従来技術の限界を、更にカラー印
刷画像の製作面から少し詳しく説明する。カラー印刷画
像の製作のための色分解作業の機器としてメカトロニク
ス化された高度のカラースキャナー等が使用されている
が、色分解作業における要素技術、具体的には、分色技
術（ＲＧＢカラー情報を入取するための分色技術）、色
補正技術（color correction）、階調変換技術（グラデ
ーションの圧縮、変換に関する技術）などにおいて、特
に後者の二つの技術が相互に体系づけられて構築されて
おらず、このことが大きな混乱要因を与えている。

【００３４】更に具体的にいえば、前記色補正技術（co
lor correction）に対してマスキング方程式やノイゲバ
ウアー方程式などの科学的なアプローチが投入されて来
てはいるが、前記階調変換技術（これはカラー原稿画像
中の所定画素に対して、どのような大きさの網点を配設
するかという技術に関するものである。）に対しては合
理的な理論の裏付けがなされないままなおざりにされて
来ており、この部分は人間の経験と勘が大きく依存して
いるといっても過言ではない。

【００３５】前記した階調変換技術に合理性が欠如して
来たということは、非常に奇異である。即ち、複製画像
の表現方式は、原稿画像の連続階調に対して網点階調
（非連続階調）であること、例えば、所定の大きさの画
素に対して、 (i) 印刷画像などで採用されているドット（網点）の大
きさで当該画素の被覆率（網点面積５％値）をかえる方
式、 (ii)インクジェット記録などで採用されている規定ドッ
トの配列（粗密）で当該画素の被覆率をかえる方式、 (iii)昇華色素感熱転写記録などで採用されている非連
続的配置と見なされる当該画素自体の濃度をかえる方
式、を採用していること、そして色調は前記網点階調の
表現方式のもとで再現せざるを得ないことからみると、
色調の合理的な再現性の観点からみても階調変換技術に
合理性が欠如して来たということは、非常に奇異であ
る。

【００３６】前記したようにカラー印刷画像などの複製
画像の製作技術において、階調変換技術を合理化し、か
つ色調再現技術を一体化、融合化した総合的な技術が成
立していないことは、大きな問題である。本発明者は、
前記したことから明らかのように、カラー複製画像の製
作において、色調は階調変換された非連続の網点やドッ
トの上でしか表現され得ないことから、例えばカラー印
刷画像の場合は所定の網点上にカラーインキを塗布する
ことにより階調及び色調を再現せざるを得ないことか
ら、第一義的に重要な要素技術は合理的で規則性をもっ
た画像の階調変換技術であるという基本的な考えのもと
に、合理的な階調と色調の変換技術を開発すべく検討を
進めた。

【００３７】前記したことから明らかのように、本発明
は、例えば、複製画像としてカラー印刷画像の製版にお
いて、カラー原稿画像（透過原稿、反射原稿を含む。）
から高品質、高画質、かつ、顧客のニーズにマッチした
カラー印刷画像を製作する上で、最大の問題である色再
現性（color reproduction）の問題を合理的に解決する
とともに、どのような品質のカラー原稿画像からでも顧
客のニーズ（カラー印刷画像の仕上がり調子に関するニ
ーズ）にマッチすることができるカラー印刷画像の製作
技術、中でもカラー原稿画像の画像情報の処理技術を提
供しようとするものである。

【００３８】本発明者らは、前記した高度なカラー印刷
画像の製作技術を確立するために、 (i).カラー原稿画像、例えばカラー透過原稿（これは、
画像の濃度情報のダイナミックレンジが大きく、高級な
カラー印刷を製作する上で不可欠のものとされているも
のであり、写真フィルム原稿とかトラスペアレンシー原
稿ともいわれている。）は、どのような特質をもってい
るのか、これらの特質が画像情報の処理時にどのような
影響を与えるのか（？） (ii).カラー印刷画像は、カラー原稿画像からＲ／Ｇ／
Ｂの画像情報を入手し、これを最終的にＣ／Ｍ／Ｙの画
像情報に階調変換することを通じて製作されるものであ
るが、そのような階調変換作業において前記したＣＭ
（カラーマネージメント）の問題はもとより、顧客ニー
ズを合理的に実現することができる階調変換法とはなに
か（？）、また、階調変換に適用される不可欠の階調変
換式はどのような特質（性能）を有するものでなければ
ならないか（？）（注：本発明において、「階調変換」
とは、カラー原稿画像のもつグラデーション、濃度階調
はもとより色調の変換を含むように広義に解釈されるべ
きである。） (iii).カラー印刷画像は、網点階調の各色版（Ｃ版、Ｍ
版、Ｙ版など）を製作することを介して製作（複製）さ
れるものであるが、網点配列と発色の関係は、一次色
（各色版のそれぞれの網点が個々にオーバーラップせず
に分離している領域からの発色現象）、二次色（二つの
色版のそれぞれの網点が一部重なり合っている領域から
の発色現象）、及び三次色（三つの色版のそれぞれの網
点が完全に重なり合っている領域からの発色現象）など
にみられるごとく極めて複雑であるが、このような発色
現象のもとにおいて、顧客に満足のいくカラーの一致
（color consistency）が実現されたカラー印刷画像を
提供するには、どのような階調変換方式がよいか（？）
など従来のカラー印刷画像の製作技術の根本にまでさか
のぼって検討を加えた。

【００３９】その結果、本発明者は、特定の階調変換プ
ロセスに従うならば、階調の再現性や色一致に優れたカ
ラー印刷画像などの複製画像を極めて高い再現性のもと
を製作することができること、別言すれば標準性と汎用
性に優れた新しい階調変換技術を確立することができる
こと、を見い出した。

【００４０】本発明は、カラー印刷技術などの網点階調
（ハーフトーン）の複製画像を製作する上での階調変換
技術や色再現技術・色変換技術の従来技術の限界を克服
する標準性と汎用性に優れた新しい階調変換技術を提供
するものであり、特に前記新しい階調変換技術を組込ん
だ標準仕様、汎用仕様のプログラム内蔵型（ＲＡＭ型）
の画像の階調変換用システムＬＳＩを提供しようとする
ものである。

【００４１】本発明により、カラー印刷画像などの各種
の網点階調（ハーフトーン）の複製画像を製作するとき
に標準仕様、汎用仕様として使用される高速処理タイプ
のプログラム内蔵型（ＲＡＭ）型の画像の階調変換用シ
ステムＬＳＩが提供される。

【００４２】

【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明は、連続階調の原稿画像から網点階調（ハーフトー
ン）の複製画像を製作するときに使用される原稿の画像
情報を網点階調へ変換する階調変換用プログラムを利用
したプログラム内蔵型の画像の階調変換用システムＬＳ
Ｉにおいて、前記階調変換用プログラムが、ＬＳＩ内部
に内蔵されたＲＡＭに下記の階調変換のための作業ステ
ップを実行させるプログラムが格納されて構成されたも
のであることを特徴とするプログラム内蔵型の画像の階
調変換用システムＬＳＩに関する。 ＜階調変換のための作業ステップ＞ １．ＲＡＭに格納されている濃度特性曲線、即ち、所定
の記録媒体に記録されている原稿画像をスキャンするこ
とにより入手される濃度に相関した原稿画像情報（縦軸
またはＤ軸という。）と前記原稿画像を形成するために
対応する被写体から当該記録媒体に入射する光量に相関
した画像情報値（横軸またはＸ軸という。）との相関関
係を示す当該記録媒体の特性である濃度特性曲線を利用
し、原稿画像上の任意の画素点（ｎ）の濃度に相関した
画像情報値（Ｄ_n）から対応する画素点（ｎ）の光量に
相関した画像情報値（Ｘ_n）を求めるステップ、及び、 ２．前記のようにして求めた原稿画像の光量に相関した
画像情報値（Ｘ_n） を、下記の＜階調変換式＞を用いて
階調強度値（ｙ_n）に変換するステップ。 ＜階調変換式＞ ｙ_n＝ｙ_H ＋［α（１−１０^-k・xn）／（α−β）］・
（ｙ_S −ｙ_H ） 上記＜階調変換式＞において、各記号は、次のことを意
味する； ｘｎ：［Ｘ_n −Ｘ_H ］を示す。即ち、前記濃度特性曲線
を利用して原稿画像上の任意の画素点（ｎ）の濃度に相
関した画像情報値（Ｄ_n ）より求めた対応する画素点
（ｎ）の光量に相関した画像情報値（Ｘ_n）から、原稿
画像上の最明部（Ｈ部）の濃度に相関した画像情報値
（Ｄ_H）より該濃度特性曲線を介して求めた対応する最
明部の光量に相関した画像情報値（Ｘ_H）を差し引いて
求めた基礎光量値を示す。 ｙ_n：原稿画像上の任意の画素点（ｎ）に対応した複製
画像上の画素に設定される階調強度値。 ｙ_H：原稿画像上の最明部（Ｈ部）に対応した複製画像
上のＨ部に予め設定される階調強度値。 ｙ_S：原稿画像上の最暗部（Ｓ部）に対応した複製画像
上のＳ部に予め設定される階調強度値。 α：複製画像を表現するために用いる画像の表現媒体の
表面反射率。 β：β＝１０^-γにより決められる数値。 ｋ：ｋ＝［γ／（Ｘ_S −Ｘ_H ）］により決められる数
値。 但し、Ｘ_Sは、原稿画像上の最暗部（Ｓ部）の濃度に相
関した画像情報値（Ｄ_S）より該濃度特性曲線を介して
求めた対応する最暗部の光量に相関した画像情報値（Ｘ
_S）を示す。 γ：任意の係数。

【００４３】以下、本発明の技術的構成について詳しく
説明する。まず、本発明の理解を得るために、本発明の
プログラム内蔵型（ＲＡＭ型）の画像の階調変換用シス
テムＬＳＩにおいて、当該プログラムにより実現される
中核技術としての階調変換技術を、カラー原稿画像とし
てカラーフィルム原稿（透過原稿）を用いてカラー印刷
画像を製作するときのカラー原稿の画像情報の階調変換
法を例にとって説明する。

【００４４】前記カラー印刷画像の製作、即ち、カラー
原稿画像の入稿にはじまって最終製品のカラー印刷画像
を製作する全システム（全体場）は、前記図１を参照し
て説明したように、極めて多くの複雑多岐にわたる要素
が関与しているものである。このため、本発明者は、階
調の忠実な再現や所望階調の実現、カラー一致（カラー
マネージメント、ＣＭ）の実現、顧客の高度なニーズの
実現といった多くの課題を合理的に達成するためには、
全体システムを幾つかの核になる「場」（トータルシス
テム下のサブシステム）に区分し、これら「場」の有機
的関連性のもとでカラー印刷画像の製作における画像情
報の処理技術を合理化する、というアプローチを採用す
る。本発明者は、このようなアプローチは、カラー印刷
画像の製作に限らず、他の全てのモノクロ複製画像及び
カラー複製画像の製作において、共通して有効であると
考えている。そして、本発明者は、前記した「場」の検
討内容から、各種の網点階調の複製画像を製作する上で
（ＲＡＭ型）の階調変換用システムＬＳＩを構築する、
というアプローチを採用する。従って、以下の説明にお
いて、一般化、汎用化することができ「階調変換法（手
段）」を確立するためのツールとなる前記した「場」の
説明に重点がおかれる。そして、本発明は、この「場」
の検討内容から汎用性、一般性のある「階調変換法（手
段）」を見い出し、これをシステムＬＳＩに実現するも
のである。

【００４５】前記図１に示されるカラー印刷画像の製作
の全システムにおいて、画像情報の処理の観点から前記
した「場」を整理したものが、図２に示されている。以
下、前記図２に示される「画像情報処理の場」について
概説し、次いで詳しく説明することにする。

【００４６】(1).カラー原稿画像の画像情報を整理する
「場」（以下、(1)に関する「場」ともいう）：この(1)
に関する「場」は、カラーフィルム原稿（透過原稿）画
像のＨ部（最明部）とＳ部（最暗部）を設定する工程を
含むものである。この工程は、カラーフィルム原稿画像
の撮影媒体である所定の写真感光材からカラー印刷画像
の製作用色版（Ｃ／Ｍ／Ｙ）を製作するための画像情報
を入手するために、まず、当該色版と補色関係にあるＲ
／Ｇ／Ｂ感光乳剤層の写真特性曲線上において、カラー
原稿画像の濃度域を設定する工程を含むものである。な
お、いうまでもないことであるが、前記Ｈ部とＳ部の設
定により、各乳剤層（Ｒ／Ｇ／Ｂ）の写真濃度特性曲線
（以下、写真特性曲線ということがある。）上に画像情
報を入取すべきＨ部〜Ｓ部に至るダイナミックレンジが
画成されることになる。

【００４７】前記(1)に関する「場」は、カラーフィル
ム原稿画像の撮影（記録）媒体である「写真感光材」の
写真濃度特性曲線による影響（本発明は、写真濃度特性
曲線は、画像情報に歪を与えるという認識に立ってい
る。）を除去する工程を含むものである。

【００４８】本発明において、原稿画像の記録媒体とし
ては、前記した写真感光材のほかにデジタルカメラなど
に使用されているＣＣＤ（電荷結合素子）、光電体や光
導電体など、原稿画像（被写体）を撮影、記録保持でき
るものであればいずれもよいものである。ここで重視し
なければならないことは、これら記録媒体は、それぞれ
特有の記録特性により原稿画像を記録するということで
ある。別言すれば、これら記録媒体に原稿画像（被写
体）が記録されるとき、原稿画像（被写体）は、その特
性、例えばＣＣＤカメラの場合、ＣＣＤの特性（光電変
換特性曲線）に影響されて記録されるということであ
る。更に別言すれば、所定の記録（撮影）媒体に記録
（撮影）された原稿画像は、真の原稿画像（被写体）で
なく、これら記録媒体の特性により歪められているとい
うことである。従って、所定の記録（撮影）媒体に記録
（撮影）されている原稿画像から高画質、高忠実度など
の複製画像を製作するとき、前記した点を念頭に入れて
画像情報を取扱わなければならない。本発明において、
所定の記録（撮影）媒体に、記録（撮影）されている原
稿画像（被写体）は、連続階調のものであるとみなして
いる。即ち、写真感光材（銀塩感光材）上に撮影された
原稿画像あるいはデジタルＣＣＤカメラのＣＣＤ上に記
録された原稿画像であっても、これら原稿画像は連続階
調のものであるとみなされる。

【００４９】以下、前記カラーフィルム原稿画像につい
て、その撮影媒体である写真感光材の特性（写真特性曲
線）の影響を除去し、原稿画像（被写体）の真の画像情
報を入取する方法について説明する。本発明の画像の階
調変換方式において、前記したように所定の記録（撮
影）媒体上に記録（撮影）されている原稿画像（被写
体）から画像情報を利用する際、記録（撮影）媒体の特
性を除去し原稿画像（被写体）の真の画像情報を利用す
る点は、大きな特徴点の１つになっている。

【００５０】前記した写真感光材の写真特性曲線の影響
を除去する方法としては、写真特性曲線そのものを数式
化（関数化）して利用すればよい。まず、写真感光材の
写真特性曲線を、カラーフィルム原稿画像から入手され
る原稿画像の濃度に相関した画像情報（縦軸−Ｄ値）と
原稿画像のもとをなす被写体から当該写真感光材に入射
される光量に相関した画像情報値（横軸−Ｘ値）との相
関を示す関数式（写真特性曲線）を規定し、次いで、前
記カラーフィルム原稿（透過原稿）画像の撮影媒体であ
る写真感光材の写真特性曲線を利用し、カラーフィルム
原稿画像の濃度に相関した画像情報から、当該写真感光
材の特性を排除した原稿画像のＨ部（最明部）からＳ部
（最暗部）に至る全画素の画像情報であって、カラーフ
ィルム原稿画像のもとをなす被写体（例えば、リンゴと
いう実景）から当該写真感光材に入射する光量に相関す
る画像情報である標準化された光量値画像情報（標準化
光量値）を求めるようにすればよい。本発明において、
原稿画像の記録（撮影）媒体が前記したような写真感光
材でない場合、例えばＣＣＤなどである場合、その光電
変換特性曲線を数式化し、ＣＣＤの濃度関連情報から光
量関連情報を得るようにすればよい。なお、本発明にお
いて、「濃度特性曲線」とは、前記した光電変換特性曲
線を包含するものであると解釈されるべきである。

【００５１】更に、前記(1)に関する「場」は、その後
の画像情報の処理の効率化等の観点から、前記光量値画
像情報（標準化光量値）のダイナミックレンジを「１．
００」に正規化する工程を含むものである。この点は、
詳しくは後述される。

【００５２】(2).前記(1)の工程で入手される画像情報
の処理方策を設計する「場」（以下、(2)に関する
「場」ともいう。）：この(2)に関する「場」は、前記
(1)に関する「場」から入手される整理されたカラー原
稿画像からのＲ／Ｇ／Ｂ画像情報を、階調変換して網点
階調の各色版（Ｃ／Ｍ／Ｙ）を製作するための製版の設
計（デザイン）の場ということができる。

【００５３】この(2)に関する「場」の重要な設計作業
は、少なくとも以下の(i)〜(iv)の４項目を定性的かつ
定量的に設計する作業を含むものである。本発明におい
ては、高度な顧客のニーズに答えるために、以下の(i)
〜(iv)の４項目は、一体不可分のものとして設計作業に
おいて取り扱われるという点に特徴がある。なお、この
点についても、詳しくは後述される。 (i).カラー印刷画像のＨ部（最明部）とＳ部（最暗部）
の設定。 (ii).Ｈ部とＳ部に配設する網点％値（Ｈ部とＳ部の階
調強度値）の設定。 (iii).グレーバランス（カラーバランス）の維持条件の
設定。 (iv).Ｈ部〜Ｓ部に至る中間調のコントラストの調整条
件の設定。

【００５４】(3).前記(2)の工程で決定された処理設計
の仕様に従って、前記(1)の工程で入手される整理され
た画像情報の処理を実行する「場」（以下、(3)に関す
る「場」ともいう。）：この(3)に関する「場」は、前
記(1)に関する「場」から入手されたカラー原稿画像の
画像情報を、前記(2)に関する「場」で決定された処理
設計の仕様を満足しながら網点階調の各色版（Ｃ／Ｍ／
Ｙ）を製作するために階調変換（連続階調の網点階調へ
の変換、tonal conversion）するものであり、極めて重
要な「場」である。この(3)に関する「場」は、階調変
換に際して、どのような「階調変換式」（または階調変
換法）を採用するかの決定が包含されることはいうまで
もないことである。

【００５５】前記(3)に関する「場」における階調変換
作業は、前記(2)に関する「場」での設計項目、具体的
には前記(2)に関する「場」で一体不可分とされた(i)〜
(iv)の項目を同時に満足して処理する階調変換式を用い
て行なわなければならない。本発明において、例えば複
製画像としてカラー原稿画像からカラー印刷画像を製作
する場合、前記「階調変換式」として、下記の＜階調変
換式＞を採用するところに大きな特徴点がある。

【００５６】＜階調変換式＞ ｙ_n＝ｙ_H ＋［α（１−１０^-k・xn）／（α−β）］・
（ｙ_S −ｙ_H ） 但し、前記＜階調変換式＞において、各記号は、以下の
ことを意味する； ｘｎ：［Ｘ_n −Ｘ_H ］を示す。即ち、カラー原稿画像上
の任意の画素点（ｎ）の濃度に相関した画像情報値（Ｄ
_n ）から写真特性曲線を利用して求めた対応する画素点
（ｎ）の光量に相関した画像情報値（Ｘ_n ）から、カラ
ー原稿画像上のＨ部（最明部）の濃度に相関した画像情
報（Ｄ_H）から写真特性曲線を利用して求めた対応する
Ｈ部（最明部）の光量に相関した画像情報値（Ｘ_H）を
差し引いて求めた基礎光量値を示す。 ｙ_n ：カラー原稿画像上の任意の画素点（ｎ）に対応し
たカラー印刷画像上の画素に設定される網点％値。 ｙ_H ：カラー原稿画像上のＨ部（最明部）に対応したカ
ラー印刷画像上のＨ部に予め設定される網点％値。 ｙ_S ：カラー原稿画像上のＳ部（最暗部）に対応したカ
ラー印刷画像上のＳ部に予め設定される網点％値。 α：カラー印刷に使用された印刷紙の表面反射率。 β：β＝１０^-γにより決められる数値。 ｋ：ｋ＝［γ／（Ｘ_S −Ｘ_H ）］により決められる数
値。前記Ｘ_S は、カラー原稿画像上のＳ部（最暗部）の
濃度に相関した画像情報値（Ｄ_S ）から写真特性曲線を
利用して求めた対応するＳ部（最暗部）の光量に相関し
た画像情報値（Ｘ_S ）を示す。 γ：任意の係数。

【００５７】(4).前記(3)の工程で入手される画像情報
（階調変換のための画像情報）をカラー印刷画像の製作
に適用する「場」（以下、(4)に関する「場」ともい
う。）：この(4)に関する「場」は、前記(3)の工程で得
られた階調変換情報に基づいて、網点発生器（ドット・
ジェネレータ）によりカラー印刷画像を製作刷るために
使用される各色版（Ｃ／Ｍ／Ｙ）の刷版を製作する工程
である。

【００５８】以下、本発明の技術的構成を更に詳しく説
明する。引き続き、網点階調（ハーフトーン）の複製画
像の製作例としてカラー原稿画像から網点階調のカラー
印刷画像を製作する例を例にとって、本発明を説明す
る。特に、カラー印刷画像などの複製画像の製作におい
て、そのプロセスを合理化するために重要であるとした
前記「場」の内容について、以下に詳しく説明する。前
記したように、本発明は、前記「場」の検討内容から、
複製画像の製作において最も重要な階調変換法（中核技
術）として一般化、汎用化できるものを抽出し、これを
システムＬＳＩとして実現するというアプローチを採用
するものである。

【００５９】前記した全システムを構成する各「場」の
概略説明からわかるように、本発明は、カラー原稿画像
からカラー印刷画像を製作するとき、その全プロセス
（全工程）に適用される要素技術（例えばカラースキャ
ナやイメージゲッタによる画像情報の入手、分色、階調
変換、ドットジェネレータやイメージセッタによる網点
階調画像の出力、各色版の製作と校正、各色版のチェッ
ク用ＣＲＴモニタ画像の出力、印刷時のドットゲインの
調整、など）が多岐にわたること、かつ、カラー一致
（color consistency）はもとより多様化した顧客ニー
ズに答えなければならないことに鑑み、この全システム
（全体「場」）を新たに再構築し、その中から合理的に
カラー印刷画像を製作する新しい方式を提案しようとす
るものである。

【００６０】前記した「場」のアプローチを採用する理
由は、現在のカラー印刷画像の製作技術が、前記したカ
ラーマネージメントシステム（ＣＭＳ）にみられるカラ
ー一致（color consistency）の問題を十分に解決し得
ていないこと、また、顧客のカラー印刷物の仕上がり調
子に対する多様化したニーズに十分に答えられていない
こと、そしてこれらの課題は大きいだけに、今日までの
カラー印刷画像の製作技術を根本にさかのぼって再検討
することが必要である、という考え方が根底にある。

【００６１】本発明は、カラー印刷画像の製作の全体
「場」を、前記したように相互に密接に関連する幾つか
の「場」に区分し、これらの「場」に明確な役割や機能
を分担させるというアプローチを採用する。そして、各
「場」において、顧客ニーズを実現するために、複雑多
岐にわたる要素技術の各々を各「場」に位置づけ、これ
らの要素技術が分担しなければならない役割や機能を明
確化するというアプローチを採用する。本発明は、前記
した全体「場」、それを構成する幾つかのまとまりのあ
るサブシステムとしての「場」という考え方（以下、
「場」の概念とか「場」のコンセプトということがあ
る。）により、カラー印刷画像を製作するための複雑多
岐にわたるシステムにおいて、高度かつ多様化した顧客
ニーズを統一性をもって合理的に対応することができる
新しい技術体系を構築することができると考える。

【００６２】カラー印刷画像を製作する全体「場」（全
システム）において、まず最初の段階のカラー原稿画像
を取り扱う「場」において、既に当該カラー原稿画像自
体に高画質、高品質、顧客ニーズへ対応したカラー印刷
画像を製作する上での阻害要因、複雑要因、攪乱要因が
潜んでいる。

【００６３】図１に示されるように、前記したカラー原
稿画像から高画質、高品質、顧客ニーズへ対応したカラ
ー印刷画像を製作する上での阻害要因、複雑要因、攪乱
要因は、例えば、以下の通りである。 (1).原稿の種類（反射、透過、ポジ、ネガ） (2).写真感光材の種類（メーカーブランド、銘柄） (3).撮影露光量（オーバ／適性／アンダー） (4).原稿の画質（ハイキー、ローキー、ノーマル） (5).色カブリの色（赤、緑、青）とその程度 (6).退色の程度（大、中、小） (7).カラー原稿の保管条件 (8).その他

【００６４】前記カラー原稿画像の特質のうち、写真感
光材の種類（メーカーとその銘柄）の幾つかを示すと、
次の通りである。ＥＫ（イーストマンコダック）社製の
エクタクローム６４、エクラクローム・デュープフィル
ム６１２１、エクタクローム５０（プロフェッショナル
フィルム、タングステン）、エクタクローム２００（プ
ロフェッショナルフィルム３０３６）、コダクローム２
５（プロフェッショナル、タングステン）、エクタクロ
ーム２００（プロフェッショナル・デーライト）など、
ＡＧＦＡ社製のＡＧＦＡＣＨＲＯＭＥ−１０００−Ｒ
Ｓ、５０−ＲＳ、２００−ＲＳ、１００−ＲＳなど、富
士フィルム社製のフジクローム−５０（プロフェッショ
ナル、デーライト）、フジクローム１００（プロフェッ
ショナル、デーライト）などがある。

【００６５】前記した種々の特質をもつカラー原稿画
像、例えば、カラーフィルム原稿（透過型、transparen
cy）がカラー印刷画像を製作する最初の段階で取り扱わ
れなければならないということを強調しても強調しすぎ
ることはない。これは、カラー原稿画像からＲ／Ｇ／Ｂ
画像情報を入手し、これに対応する（補色関係にある色
版を製作するための）Ｃ／Ｍ／Ｙ画像情報を求め、これ
によりカラー印刷画像を製作するための各色版（Ｃ／Ｍ
／Ｙ、あるいはＣ／Ｍ／Ｙ／ＢＬ）を製作することから
して、即ち、カラー原稿画像は画像情報を入手するため
の原点であることからみて、当然のことである。

【００６６】前記した種々の特質をもつカラー原稿画像
がカラー印刷画像を製作する部門（セクション）に入稿
されることになる。本発明者は、このような状況の中
で、カラー印刷画像の製造プロセスを合理的なものにす
るためには、カラー原稿画像から画像情報を入手する
「場」を再検討する必要があると考えている。本発明者
は、種々の品質、画質をもつカラー原稿画像から高品
質、高画質、かつ顧客ニーズに適合したカラー印刷画像
を製作する上で、画像情報を入手する際、カラーフィル
ム原稿（透過原稿 transparency）画像の場合、当該撮
影媒体であるカラーフィルムの感光特性の影響を除去
（排除）した画像情報を入手しなければならないと考え
ている。

【００６７】本発明者は、どのような品質、画質のカラ
ーフィルム原稿画像からでも、またどのようなメーカー
のカラーフィルムを用いて撮影されたカラーフィルム原
稿画像からでも、画像情報の統一化、均質化という観点
から、必要最小限度、各カラーフィルム原稿の写真特性
曲線の特性を除去した画像情報の入手が必要であると考
える。なお、本発明者は、前記した画像情報の入手態度
は、画像処理機器のオープン化されている現状におい
て、統一的なカラーマネージメント（ＣＭ）を実現する
上で不可欠の要件であると考えている。

【００６８】本発明において、図２に示されるように、
カラー原稿画像から画像情報を入手し、これをベースに
して画像処理（分色、階調変換）して最終のカラー印刷
画像を製造する全システム（全体「場」）のことを、
「画像情報処理の場」といっている。そして、前記した
画像情報の入手を行なう「場」を、「画像情報の整理の
場」といっている。以下、前記「画像情報の整理の場」
の内容について詳しく説明する。

【００６９】前記「画像情報の整理の場」は、図１に示
されるように、カラーフィルム原稿（透過原稿）からカ
ラー印刷画像を製作する上で最初の重要な「場」であ
り、原稿画像から画像情報を入手する「場」である。

【００７０】前記「画像情報の整理の場」は、図１に示
されるように、 (i).カラーフィルム原稿（透過原稿）の撮影媒体（記録
媒体）である写真感光材の夫々のＲ／Ｇ／Ｂ感光層の特
性曲線上にカラーフィルム原稿の濃度域（ダイナミック
レンジ）を、Ｈ部（ハイライト部、最明部）とＳ部（シ
ャドウ部、最暗部）をもって指定する工程、 (ii).写真感光材の写真特性曲線を利用して原稿画像の
濃度情報（値）から光量情報（値）を求める工程、 (iii).光量情報（値）を正規化して正規化光量情報値を
求める工程、からなるものである。

【００７１】図１において、当該「画像情報の整理の
場」のあとに位置づけられている「分色」とは、Ｒ／Ｇ
／Ｂフィルターを用いて原稿画像のＲ／Ｇ／Ｂ画像情報
を複製系のＣ／Ｍ／Ｙ画像情報（信号値）へ分色する既
存の情報検出手段であったり、例えばマスキング方程式
やノイゲバウア方程式を応用した既存の色補正（色修
正）手段を意味するものである。

【００７２】以下、前記「画像情報の整理の場」につい
て、更に詳しく説明する。

【００７３】従来のカラー印刷画像の製作において、画
像の階調変換（連続階調の網点階調への変換）のための
画像情報は、「濃度情報値」（濃度値）をベースとする
ものである。これに対して、本発明は、カラーフィルム
原稿の画質に左右されずに、例えばオーバー／ノーマル
／アンダー露光の原稿、ハイキー／ローキーの原稿、各
種の色カブリのある原稿あるいは退色（フェーディン
グ）した原稿などの原稿の画質に左右されずに、優れた
画質のカラー印刷画像を作成するために、カラーフィル
ム原稿画像から入手される階調変換のための画像情報と
して、従来の「濃度値」ではなく「光量値」を使用する
点に大きな特徴がある。

【００７４】これは、従来技術ときわだった相違を成し
ている点である。本発明において、階調変換に際してカ
ラー原稿画像のもつ「濃度値」ではなく「光量値」を利
用する理由は、次の通りである。前記した各種メーカー
の異なる写真感光材を用いるとともに画質の異なる種々
のカラーフィルム原稿画像を用いたとしても、これら画
像原稿が持つ画像情報を合理的に階調変換するために
は、各カラーフィルム感光材が固有的に有する写真濃度
特性曲線に依存した（影響された）「濃度値」を利用す
るのは、統一的な階調変換を行なう上で問題である。こ
のため、撮影時に当該カラーフィルム感光材に入射する
被写体（原稿画像の文字通りのベースとなるもの。例え
ば実際の風景などの実体画像、実景という。）からの
「光量値」という画像情報、別言すれば、当該カラーフ
ィルム感光材の写真濃度特性曲線（写真感光材の特性）
に依存しない（影響されない）画像情報を利用すべきで
ある。

【００７５】前記した「光量値」という画像情報は、当
該原稿画像が撮影されているカラー写真フィルム感光材
（感光性乳剤）の特性曲線、いわゆる写真濃度特性曲線
（photographic characteristic curve）を用いて、写
真濃度（photographic desity）（濃度情報値）から容
易に求めることができる。

【００７６】前記写真濃度特性曲線は、縦軸（Ｄ）を濃
度、横軸（Ｘ）を露光量とするＤ−Ｘ直交座標系で表わ
されるものである。そして、前記「光量値」は、画像原
稿が撮影されているカラーフィルム感光材の写真濃度特
性曲線を関数化することにより、原稿画像の濃度情報値
から容易に求めることができる。即ち、写真濃度特性曲
線の関数式を決定することにより、カラー原稿画像中の
任意の画素点（ｎ）の濃度値（Ｄ_n）から対応する画素
点の光量値（Ｘ_n）を求めることができる。なお、前記
写真濃度特性曲線は各写真感材メーカーから技術資料な
どとして与えられているので、これを関数化すればよ
い。

【００７７】前記写真濃度特性曲線の一例として、図３
にＥＫ社製エクタクローム６４、プロフェッショナルフ
ィルム（デーライト）の写真濃度特性曲線を示す。前記
写真濃度特性曲線を関数化する方式は、特に限定され
ず、所望の方式に従えばよい。いうまでもないことであ
るが、図３に示されるように、カラー写真フィルム感光
材のＲ／Ｇ／Ｂの各感光乳剤層は、夫々の特性曲線を有
しているので、これらを関数化し、対応する色版（Ｃ／
Ｍ／Ｙ）を製作するための光量値を求めればよい。下記
の表１に、前記写真濃度特性曲線を関数化した結果を示
す。なお、表１には、可能な限り正確に写真濃度特性曲
線を数式化するために、数式化区分数を複数としてい
る。前記区分が増加するほど、より正確な写真濃度特性
曲線の関数式を入手することができることはいうまでも
ないことである。

【００７８】

【表１】

【００７９】本発明において、図３に示される写真濃度
特性曲線を関数化するとき、カラーフィルム原稿の濃度
値を示すＤ軸の目盛り（スケール）と、被写体（実体画
像）のｌｏｇ Ｅで示される光量値を示すＸ軸の目盛り
（スケール）の尺度を同一なものとしてＤ値（濃度値）
とＸ値（光量値）の関数化を行なえばよい。前記したＤ
軸とＸ軸に関するスケーリングは、次の観点から行なっ
たもので、本発明者らにおいて全く合理的なものである
と考えている。即ち、写真濃度特性曲線において、Ｘ軸
は露光量Ｅの対数値（log E=logI×t）が位置付けら
れ、この物理量は人間の視覚の明暗に対する対数的な弁
別特性により評価される。一方、Ｄ軸の濃度に関する物
理量も人間の視覚においては対数的に評価される。従っ
て、Ｄ軸とＸ軸を相関させるときに同一尺度のスケーリ
ングのもとで行なっても何らの不合理はないと考える。
なお、前記した目盛りづけ（スケーリング）は一種の簡
便法であり、これに限定されないことはいうまでもない
ことである。例えば、図３に示されるＤ軸とＸ軸に示さ
れる数値（実測値）の関係で関数化してもよいことはい
うまでもないことである。

【００８０】本発明において、前記したＤ値とＸ値の相
対的な関係からみて、Ｘ軸の物理量は、露光量（log E=
logI×t）を包含する「光量値」という用語で説明され
る。

【００８１】本発明は、前記したように階調変換に際し
て従来技術のようにカラーフィルム原稿の濃度値（Ｄ_n
値）を基準とするのではなく、被写体（実体画像、実
景）が与えてくれる画像情報値、即ちＸ軸で表わされる
光量値（Ｘ_n 値）を基礎とするものである。前記した如
く、写真濃度特性曲線の関数化により表１に示されるＤ
_n値とＸ_n値とはＸ＝Ｆ（Ｄ）の関数式により相関されて
いるため、容易にＤ_n値からＸ_n値を求めることができ
る。

【００８２】以下、その他の写真フィルムの写真濃度特
性曲線を関数化したものを示しておく。 (1).表２に、ＡＧＦＡＣＨＲＯＭＥ−１０００−ＲＳの
関数式を示す。 (2).表３、ＦｕｊｉＣＨＲＯＭＥ−５０（プロフェッシ
ョナルＤ）の関数式を示す。

【００８３】

【表２】

【００８４】

【表３】

【００８５】次に、所定のカラー写真フィルムの写真濃
度特性曲線を関数化するとともに、当該カラー写真フィ
ルムに撮影されたカラーフィルム原稿上の各画素点
（ｎ）の実測データ、即ち、Ｄ_n（濃度値）とＸ_n（光量
値）の関係を、下記の表４〜表６に示す。 (1).表４は、ＫＯＤＡＫ ＥＫＴＡＣＨＲＯＭＥ−６４
のカラーフィルム原稿での実測データである。 (2).表５は、ＡＧＦＡ ＣＨＲＯＭＥ−１００−ＲＳの
カラーフィルム原稿での実測データである。 (3).表６は、ＦＵＪＩ ＣＨＲＯＭＥ−１００のカラー
フィルム原稿での実測データである。

【００８６】

【表４】

【００８７】

【表５】

【００８８】

【表６】

【００８９】本発明の前記「画像情報の整理の場」にお
いて、カラーフィルム原稿の画像情報として、前記した
手順に従って所定画素点（ｎ）の濃度値（Ｄ_n）からカ
ラーフィルム原稿画像の撮影媒体（写真感光材）の特性
（写真濃度特性曲線）に影響されない（当該特性を除去
した、あるいは当該特性による「歪み」を除去した）光
量値（Ｘ_n）が求められる。前記光量値（Ｘ_n）は、画像
情報の質的性格の観点からみると、従来の画像情報の処
理技術がベースとする濃度値（Ｄ_n）と比較して、より
均質で歪みが除去された標準化された画像情報であり、
かつ、被写体（実体画像）の実体をより正確に反映した
ものであるということができる。本発明は、前記のよう
にしてＤ_n値から求めたＸ_n値を、標準化光量値という場
合がある。

【００９０】本発明の前記「画像情報の整理の場」にお
いて、連続階調の画像原稿のＨ部（最明部）からＳ部
（最暗部）の全ダイナミックレンジにおいて各画素点
（ｎ）の画像情報が相対的に圧縮されるとき、画像の質
も相対的に変化するため、画像情報の処理の上で問題は
ない。このため、前記「画像情報の整理の場」は、前記
標準化光量値のダイナミックレンジを０．００〜１．０
０の〔１．００〕に圧縮する処理を含むものである。な
お、Ｘ_n値のダイナミックレンジが種々の大きさの値の
ものであることは、前記表４〜表６からみて明らかであ
る。本発明は、前記したダイナミックレンジを「１」に
圧縮する処理を「正規化」といっている。また、正規化
された（標準化）光量値を正規化光量値といっている
（図１〜図２参照）。なお、「正規化」された光量値
は、画像処理の上で、特に階調変換時の計算処理（階調
変換時の演算処理）の上で大きなメリットをもつことは
いうまでもないことである。

【００９１】連続階調のカラーフィルム原稿（透過原
稿）から網点階調のカラー印刷画像を製作するときの画
像情報の処理技術において、前記「画像情報の整理の
場」の次に検討しなければならない重要な「場」は、前
記「画像情報の整理の場」の工程で入手された画像情報
をベースにして、どのようなカラー印刷画像を製作する
かを検討する「場」、即ち、「製版設計（製版デザイ
ン）の場」である。

【００９２】前記した「画像情報の整理の場」から入手
される画像情報（従来の濃度情報値でなく光量情報値）
を利用して各色版（Ｃ／Ｍ／Ｙ）と墨版（ＢＫ）を製作
するための「製版設計（製版デザイン）の場」は、図１
に示されるように、次の諸項目を全体的、有機的に検討
しなければならないものである。

【００９３】 (1).色版（Ｃ／Ｍ／Ｙ）用Ｈ部の位置と網点％値の設定 (2).色版（Ｃ／Ｍ／Ｙ）用Ｓ部の位置と網点％値の設定 (3).墨版（ＢＫ）用の設定（ＵＣＲ量、ＵＣＡ量、ＳＴ
Ｐ・ＥＤＰの設定） (4).トーンカーブ（階調変換カーブ）設定時の階調変換
と色調変換（色補正）の関連調整（階調変換第一主義） (5).トーンカーブ（階調変換カーブ）の設定時のプロセ
スインキの不要成分を考慮した調整（全レンジのカラー
バランス・グレーバランスの維持） (6).トーンカーブ（階調変換カーブ）の設定時のＤＯＴ
・ＧＡＩＮを考慮した調整 (7).中間調のコントラストの調整 (8).グレーバランス、カラーバランスの維持 (9).仕上がり画像の縮小、拡大倍率 (10).Ｕ．Ｓ．Ｍの量、など。

【００９４】高品質、高画像、及び高度化した顧客ニー
ズに適合したカラー印刷画像を合理的に（ratinall
y）、効率的（efficiently）に、かつ再現性よく製作す
るためには、製版設計（デザイン）の上で前記した諸項
目を検討しておかなければならないものである。以下、
前記した種々の検討項目の具体的内容について説明す
る。

【００９５】前記(1)〜(2)は、色版（Ｃ／Ｍ／Ｙ）を製
作する上で各色版のＨ部（ハイライド部、最明部）及び
Ｓ部（シャドウ部、最暗部）の位置と、ここに配設する
網点％値（網点の大きさ）を設定することが重要である
ことを示す。前記(3)は、色版（Ｃ／Ｍ／Ｙ）とのコン
ビネーションにより使用される墨版（中間調の調子再
現、黒のバランス、網点総量のコントロールなどの観点
から使用される重要な版である。）の設計をどのような
観点から行なうかを示す。なお、本発明において、前記
墨版（ＢＫ）は必ずしも必要とされない場合がある、と
理解されるべきである。前記ＵＣＲは、Ｕｎｄｅｒ Ｃ
ｏｌｏｒ Ｒｏｍｏｖａｌ（下色除去）、ＵＣＡはＵｎ
ｄｅｒ Ｃｏｌｏｒ Ａｄｄｉｔｉｏｎ（下色付加）を
意味する。また、ＳＴＰ・ＥＤＰは墨版の始点（Start
point）と終点（End point）を意味し、例えば墨版をＣ
版のどの網点の位置からどの網点の位置までに入れるか
を意味するものである。

【００９６】製版プロセスにおいて、階調変換カーブ
（トーンカーブ）の設定は、極めて重要なものである。
連続階調のカラー原稿画像を網点階調のカラー印刷画像
に階調変換する際、本発明は、階調の変換（原稿のもっ
ている濃度階調、グラデーションの変換）を第一義的に
重要であると考える。これは、階調変換により形成され
る網点の上にプロセスインキが乗って（被覆されて）階
調と色調が再現される（カラー・リプロダクションが行
なわれる）ことからみれば、当然のことである。従っ
て、本発明は、製作されるカラー印刷画像の全領域（全
ダイナミックレンジ）との相対的（有機的）関係のもと
において、従来の色補正（色修正）技術が再検討される
べきであるという立場をとる。

【００９７】本発明は、前記した測色値（色彩値）に基
づくＩＣＣプロファイルによるＣＭＳ（カラーマネージ
メントシステム）の欠点、限界に鑑み、階調変換カーブ
（トーンカーブ）の設定時に、色補正（色修正）はどう
あるべきか、また印刷時のプロセスインキ（Ｃインキ＝
プロセスブルーインキ、Ｍインキ＝プロセスレッドイン
キ、Ｙインキ＝プロセスイエローインキ）の理想色から
の剥離（各プロセスインキの不要、不純成分）を考慮し
て、全レンジにおいてどのようにしてグレー・バランス
あるいはカラーバランス（別言すれば、カラー・一致、
Color-consistency）を維持するかという立場を重視す
るものである。そして、これらの検討内容を階調変換カ
ーブ（トーンカーブ）の設定時に生かすという立場を重
視するものである。

【００９８】図１に示されるように、前記カラー印刷画
像の製作において重要な階調変換カーブ（トーンカー
ブ）を設定するとき、前記した以外のその他の考慮事項
としては、印刷時のドット・ゲイン（光学的及び物理的
Dot Gain）、特定色（例えば肌色）、特定領域（中間
調）などの色調・コントラスト調整、及びこれを関連し
た他の色調、他の領域との全体的なグレー・バランスや
カラー・バランスの維持、などがある。前記した諸々の
考慮事項との関連において、客観的かつ定量的に階調変
換カーブ（トーンカーブ）が設定されるべきである。

【００９９】前記「製版設計（製版デザイン）の場」に
おいて、更にその他の考慮事項としては、図１に示され
るように、仕上がり画像（カラー印刷画像）の縮小、拡
大倍率により階調変換をどのように行なうべきか（縮
小、拡大倍率により所定画素点に対してどの位の大きさ
の網点を配設すべきか）、画像エッジの鮮鋭感を出すた
めのＵＳＭ（unsharp Mask）の量をどの位に設定するか
などがある。

【０１００】前記したことから明らかのように、本発明
は、カラー印刷画像を製作するための「製版設計（製版
デザイン）の場」において、今日のカラー画像産業の最
大の問題であるカラーマネージメント（ＣＭ、カラー・
一致、color-consistency）の問題解決するために、カ
ラー画像の形成媒体である網点と当該網点の上に塗布さ
れるプロセスカラーインキ（Ｃ／Ｍ／Ｙインキ）の特性
を考慮に入れ、かつ製作されるカラー印刷画像の全レン
ジ（全ダイナミックレンジ）においてグレーバランスと
カラーバランスが維持されるように階調変換カーブ（ト
ーンカーブ）を設定する、という立場を採用するもので
ある。

【０１０１】前記カラーマネージメント（ＣＭ）の解決
策として、前記したように測色値（色彩値）一致のＩＣ
ＣプロファイルによるＣＭＳ（カラーマネージメントシ
ステム）が提案されているが、これは、標準原稿（参照
原稿）であるカラーフィルム原稿（ＩＴ８．７／１）の
測色値を基準にするものであるが、これは人間の視覚か
らみれば色再現のほんの一部を利用した標準化（standa
rdization）にすぎないものであることは前記した通り
である。これに対して、本発明は、カラー画像の形成媒
体（カラーの再現媒体）である印刷インキ（プロセスイ
ンキ）がどのような種類のものであっても、これらのイ
ンキ特性を階調変換カーブ（トーンカーブ）の設定時に
考慮に入れ、製作されるカラー印刷画像の全レンジ（全
ダイナミックレンジ）においてグレーバランスとカラー
バランスが維持されるように階調変換カーブ（トーンカ
ーブ）を客観的に設定する、というアプローチを採用す
るものである。

【０１０２】本発明のＣＭ（カラーマネージメント）に
対するアプローチは、市販のカラー画像の形成媒体（カ
ラーの再現媒体）である印刷インキ（これがどんな種類
のものであってもよいことはいうまでもないことであ
る。）を使用し、かつ、人間の視覚にとって複製される
カラー印刷画像の全レンジ（Ｈ部〜Ｓ部に及ぶ全レン
ジ）においてグレーバランスとカラーバランスが維持さ
れるとき、人間の視覚にとって満足のいくカラーが再現
（カラー・リプロダクション）されるという考え方に立
脚するものである。このため、本発明のＣＭ（カラーマ
ネージメント）に対するアプローチは、前記ＩＣＣプロ
ファイルによるＣＭＳの限界を克服し得るものである。

【０１０３】前記したことからわかるように、本発明
は、連続階調を網点階調へ変換するための作業基準曲線
となる階調変換カーブ（トーンカーブ）の設定におい
て、前記したカラー画像の形成媒体（カラーの再現媒
体）である印刷インキ（プロセスインキ）の特性を考慮
に入れ、製作されるカラー印刷画像の全ダイナミックレ
ンジ（Ｈ部〜Ｓ部に及ぶ全ダイナミックレンジ）におい
てグレーバランスとカラーバランスが維持されるように
設定されることを保証する＜階調変換式＞を採用するこ
とを前提とするものである。前記ＣＭ（カラーマネージ
メント）の問題を克服し、かつ高品質、高画質、及び顧
客ニーズに適合したカラー印刷画像の製作を可能とする
階調変換カーブ（トーンカーブ）を設定するための＜階
調変換式＞は、詳しくは後述される。

【０１０４】ここで、前記したグレーバランスやカラー
バランスの維持の問題について、更に詳しく説明する。
前記グレーバランスの維持、カラーバランスの維持は、
カラー再現（カラー・リプロダクション）の上で極めて
重要なものである。 (1).グレーバランスの維持：三色プロセスインキ（Ｃ／
Ｍ／Ｙ）により中性原稿を中性（グレー）の印刷画像と
して複製するとき、グレーバランスは極めて重要な要求
特性（a primary requirement）である。 (2).カラーバランスの維持：カラーバランスを維持する
ためには、三色プロセスインキ（Ｃ／Ｍ／Ｙ）の所与の
比率が、カラー複製物（印刷物）の全ての画素（網点、
ｐｉｘｅｌ）から反射するＲ／Ｇ／Ｂ光が、カラー原稿
画像の色（カラー）にマッチするように印刷されるべき
である。しかしながら、プロセスインキは不純成分をも
っているため（理想インキから乖離しているため）、前
記したカラーバランスの維持は複雑なプロセスである。
通常、カラーバランスを維持するために三色プロセスイ
ンキのグレーバランスが要求される。そして、このカラ
ーバランスは、全ての階調レンジに沿って（along the
entire tonal range）、異なった比率のＣ／Ｍ／Ｙイン
キによるカラー印刷画像の製作において、中性グレー
（neutral gray）としてのグレースケール（a gray sca
le）を色分解し、印刷することにより達成される。前記
したことからわかるように、カラーマネージメント（Ｃ
Ｍ）において、製作されるカラー印刷画像の全レンジ
（全ダイナミックレンジ）において、グレーバランスと
カラーバランスが維持されることが極めて重要である。
本発明は、前記要請を満足するために特定の＜階調変換
式＞を採用し、前記したグレーバランスやカラーバラン
スの維持のほかに、高画質、高品質、及び顧客ニーズに
マッチしたカラー印刷画像を製作できるようにしたもの
である。

【０１０５】本発明において、前記「画像情報の処理の
ための設計の場」、即ち、色版（Ｃ／Ｍ／Ｙ）と墨版
（ＢＫ）を製作（製版）するための「製版設計（製版デ
ザイン）の場」は、前記した特定の＜階調変換式＞の採
用を前提として、製版設計（製版デザイン）時に考慮し
なければならない種々の関連項目を検討する「場」であ
る。即ち、前記「画像情報の処理のための設計の場」に
おいては、前記関連項目の検討結果を生かすことができ
る＜階調変換式＞それ自体の検討も、検討対象となるべ
きである。なお、前記した特定の＜階調変換式＞につい
ては、前記「画像情報処理のための設計の場」の次に考
慮すべき「場」、即ち、「画像情報の処理の実行の場」
のところで、その理論的導出過程や運用などについて詳
しく説明することにする。

【０１０６】前記「画像情報の処理のための設計の
場」、即ち、「製版設計（製版デザイン）の場」におい
ては、前記したように特定の＜階調変換式＞の採用を前
提として、種々の角度から製版設計が成されることは、
前記した通りである。前記した「製版設計（製版デザイ
ン）の場」での最大の検討事項は、ＣＭ、即ちカラーマ
ネージメント（カラー・一致、color consistency）の
問題である。本発明は、前記したようにＣＭ（カラーマ
ネージメント）の問題、即ち、製作されるカラー印刷画
像のＨ部〜Ｓ部の全領域（全ダイナミックレンジ）にお
けるカラー・マネージメント（ＣＭ）の問題は、「製版
設計（製版デザイン）の場」において階調変換カーブ
（トーンカーブ）を全ダイナミックレンジの各画素がグ
レーバランス及びカラーバランスを維持できるように設
定することで克服されると考える。この意味において、
本発明のＣＭＳ（カラーマネージメントシステム）方式
は、前記した従来のＩＣＣプロファイルを利用する測色
値の一致によるマネージメント方式とは全く異なるもの
である。

【０１０７】次に、前記「製版設計（製版デザイン）の
場」において、ＣＭ（カラーマネージメント）を達成す
るための具体的な設計内容を説明する。 (1).各色版（Ｃ／Ｍ／Ｙ）のＨ部とＳ部において、所定
の印刷インキ（例えば、大日本インキ化学工業社製 Ｇ
ＥＯＳ−Ｇ、東洋インキ製造社製 ＴＫハイエコーな
ど）により多色製版したときにグレーバランス（カラー
バランス）が維持される網点％値の条件を設定する。 (2).所定の基準となる色版の管理点、例えばＣ版の所定
の管理点（例えば５０％の網点が設定される部位、ある
いはダイナミックレンジの１／４トーンの部位など）に
おいて、当該Ｃ版の管理点に配設する網点％値（例えば
５０％の網点％値）に対し、当該管理点において他の色
版（Ｍ／Ｙ）の網点％値がどの位の大きさのときにグレ
ーバランス（カラーバランス）が維持されるかを設定す
る。 (3).前記(1)〜(2)の条件を利用しながら、各色版（Ｃ／
Ｍ／Ｙ）のＨ部〜Ｓ部の全レンジにわたる階調変換カー
ブ（トーンカーブ）を設定する。

【０１０８】本発明において、前記(1)〜(2)の条件を利
用して各色版（Ｃ／Ｍ／Ｙ）の階調変換カーブ（トーン
カーブ）を設定するための不可欠のツールは、前記＜階
調変換式＞であることはいうまでもないことである。本
発明において、前記＜階調変換式＞を運用して各色版
（Ｃ／Ｍ／Ｙ）の階調変換カーブ（トーンカーブ）を設
定するためには、前記（１）〜（２）の条件の他に、γ
値を合目的に設定しなければならないが、これについて
は、以下の＜階調変換式＞の特質のところで詳しく説明
する。結論を先取りすれば、前記γ値は、前記した条件
を利用しながら＜階調変換式＞を運用することにより合
理的に算出することができるものである。なお、前記γ
値は、ｋ値（ｋ＝γ／［カラー原稿画像の濃度域］＝γ
／［カラー原稿画像の光量値域］）、β値（β＝１０
^-γ）の両者を決定するものであり、前記＜階調変換式
＞の運用において極めて重要なパラメータである。

【０１０９】前記した所望の印刷インキ（プロセスイン
キ）のもとでグレーバランス（カラーバランス）を維持
する条件について、更に説明を加える。 (1).各色版（Ｃ／Ｍ／Ｙ）のＨ部とＳ部に配設する網点
％値としては、例えばＣ版のＨ部に５％、Ｓ部に９５％
を配設し、他のＭ版とＹ版のＨ部に３％、Ｓ部に９０％
を配設すればよい。当然のことながら、これらの条件
は、使用する印刷インキ（プロセスインキ）により変更
されるべきものである。

【０１１０】(2).Ｃ版の製版設計上の管理点として、網
点階調のカラー印刷画像の製作においては、網点％値＝
５０％のところの画素点が画像の調子（階調と色調の両
者を含む。）を再現させる上で極めて重要な部位である
ことから、前記管理点として網点％値＝５０％の部位を
設定することが好ましい。なお、網点％値＝５０％の管
理点は、Ｈ部〜Ｓ部のダイナミックレンジの濃度の約１
／４（クォーター・トーン、quarter tone）の部位にあ
り、カラー印刷画像の視覚評価において、画像の調子再
現性をみる上で極めて重要な部位である。前記したクォ
ータートーンの部位は、画像の中間調の領域であり、本
発明において、中間調（の部位）（Ｍ）ということがあ
る。なお、本発明において、前記管理点の部位は、任意
に所望する部位に設定できるものである。

【０１１１】前記Ｃ版の管理点（中間調）（Ｍ）をＣ版
の網点が５０％の部位に設定したとき、ある印刷インキ
のもとで当該管理点（Ｍ）のＭ版／Ｙ版に４０％の網点
を設定することによりグレーバランス（カラーバラン
ス）を維持することができる。前記管理点（Ｍ）におい
て、Ｍ版とＹ版は同じ網点％値（４０％）のときにグレ
ーバラン（カラーバランス）が維持されるが、当然のこ
とながら印刷インキの種類が異なる場合、グレーバラン
ス（カラーバランス）を維持するための両者の値は、相
違した値、例えばＭ版４０％、Ｙ版３８％となることが
あり得る。

【０１１２】前記(1)〜(2)の条件設定により、前記＜階
調変換式＞のγ値を求めることができる。例えば、Ｃ版
の場合、ｙ_n＝５０（％）（中間調Ｍに配設する網点％
値）、ｙ_H＝５％、ｙ_s＝９５％、ｘ_n値として、カラー
原稿画像の中間調（Ｍ）の濃度値から写真濃度特性曲線
を利用して求めた光量値（正規化光量値）、α＝１．
０、β＝１０^-γ、及びｋ＝−γを前記＜階調変換式＞
に代入することにより、γ値を求めることができる。例
えば、γ＝０．４５を値が求めることができる。また、
他の色版、Ｍ／Ｙ版のγ値は、ｙ_n＝４０（％）（中間
調Ｍに配設する網点％値）、ｙ_H＝３％、ｙ_s＝９０％な
どの値を用いて、例えば、γ＝０．１６８の値を求める
ことができる。

【０１１３】前記したＣ版用のγ値、Ｍ／Ｙ版用のγ値
を用いることにより、Ｈ部〜Ｓ部の全レンジにおいてグ
レーバランス（カラーバランス）を維持する各色版用の
階調変換カーブ（トーンカーブ）を合理的に設定するこ
とができる。本発明において、前記Ｃ版の管理点（Ｍ）
として、１点（１／４のクォーター・トーン、中間調）
を設定したが、グレーバランス（カラーバランス）を全
ダイナミックレンジにわたり高度に維持しようとする場
合、管理点を２以上の複数個設けてもよい。そして、こ
れら複数の管理点（Ｍ）において、当該管理点（Ｍ）に
おいて設定された網点％値となるように前記＜階調変換
式＞の運用区分を管理点（Ｍ）の個数の数に対応させて
区分し、運用すればよい。

【０１１４】前記した２以上の管理点（Ｍ）を設定する
ことの利点は、次の通りである。網点階調のカラー印刷
画像においては、網点が小さい領域では各色版の網点が
相互にオーバーラップすることがない１次色の発色領域
となること、網点が前記領域よりも大きい領域では各色
版が相互にオーバーラップする２次色の発色領域となる
こと、更に前記した領域よりも網点が大きい領域では各
色版が完全にオーバーラップする３次色の発色領域とな
ること、からみて発色現象が異なるためである。これら
のことを念頭に入れ、より高度なＣＭ（カラーマネージ
メント）を実行するには、管理点（Ｍ）を複数個設定し
てＣＭ（カラーマネージメント）を行なうことが好まし
い。

【０１１５】前記した所定の印刷インキ（プロセスイン
キ）のもとで実現されるグレーバランス（カラーバラン
ス）の維持条件をまとめると、下記の表７になる。

【０１１６】

【表７】

【０１１７】図１に示されるように、また前記したよう
に、前記「製版設計（製版デザイン）の場」において検
討しなければならない項目としては、前記ＣＭ（カラー
マネージメント）に関連する項目以外に種々のものがあ
るが、これらの項目に対する検討内容も前記＜階調変換
式＞が有する特質により階調変換カーブ（トーンカー
ブ）の設定時に合理的に生かすことができる。

【０１１８】次に、前記「製版設計（製版デザイン）の
場」に引き続く「画像情報の処理の実行の場」について
説明する（図１参照）。まず、当該「画像情報の処理の
実行の場」で運用する＜階調変換式＞について、特にそ
の誘導過程と特質について説明する。

【０１１９】前記＜階調変換式＞は、次式(1)で示され
る濃度公式（写真濃度、光学濃度）をベースにして誘導
したものである。 Ｄ＝ｌｏｇＩｏ／Ｉ＝ｌｏｇ１／Ｔ ………………… (1) 但し、Ｉｏ＝入射量、Ｉ＝反射光量または透過光量、Ｔ
＝Ｉ／Ｉｏ＝反射率又は透過率を示す。いま、所定の画
素点（ｎ）の画素面積を１．０（面積単位は問わな
い。）、印刷紙の表面反射率をα、印刷インキの表面反
射率をβとし、当該画素点（ｎ）に網点％値（ｙ_n）
（例えば５％、１０％などの網点％値）が印刷されたと
き、当該画素点（ｎ）の濃度（Ｄ_n）は次式(2)により求
めることができる。 Ｄ＝ｌｏｇＩｏ／Ｉ＝ｌｏｇ｛α／［α（１−ｙ_n）＋β・y_n］｝…… (2)

【０１２０】前記式(2)から、網点％値（ｙ_n）は、次式
(3)により求めることができる。 ｙ_n＝［α／α−β）］（１−１０^-Dn） …………………………… (3) 前記式(3)をベースにして、式(3)に対してカラー印刷画
像を製作する上で要求される次の条件、即ち、 (1).Ｈ部（ハイライト部）及びＳ部（シャドウ部）に予
め決められた網点％値を設定することができること、 (2).原稿画像の濃度域と印刷画像の濃度域（グラデーシ
ョンの表現域）が乖離しているが、これを人間の視覚に
とって自然であると評価されるように階調の圧縮を合理
的に行なうことができること、 (3).前記した階調の圧縮とともに、合理的に調子（グラ
デーションと色調の両者を含む）を変更することができ
ること、という製版実務上の要請を反映させ、かつ理論
値と実測データが適合するように式(3)を変形すること
により、次式(4)を得ることができる。 ｙ_n＝ｙ_H＋［α（１−１０^-k・Dn）／α−β）］（ｙ_s−ｙ_H）…… (4) 前記式(4)において、ｙ_H、ｙ_s、ｋは次のことを意味す
る。 (1).ｙ_Hは、Ｈ部に予め設定される網点％値（例えば、
Ｃ版のＨ部に５％の網点を設定する時、ｙ_H＝５とな
る。） (2).ｙ_sは、Ｓ部に予め設定される網点％値（例えば、
Ｃ版のＳ部に９５％の網点を設定する時、ｙ_s＝９５と
なる。） (3).ｋは、ｋ＝［γ／（カラー原稿画像の濃度域）］に
よって決められる数値。 また、前記ｋ値を決定するγ値は、任意の数値である
が、β＝１０^-γによりβ値をも決定する数値である。
なお、γ値は、例えば印刷インキのベタ濃度値（solid
density）の数値をとるとき、β値は印刷インキの表面
反射率を示すことになる。また、この時、Ｄ_n＝印刷イ
ンキのベタ濃度値＝カラー原稿画像の濃度域となるた
め、定義によりｋ・Ｄ_n＝γとなる。

【０１２１】前記式(4)において、Ｄ_n値として、所定画
素の濃度値からＨ部画素の濃度値を差し引いて求められ
る基礎濃度値を採用する場合、かつα＝１．０の値を採
用する場合、Ｈ部、Ｓ部に予め設定した通りの所定のｙ
_H値、ｙ_s値を設定することができる。これは、前記(1)
の要請に答えるものである。即ち、Ｈ部において、定義
によりＤ_n＝（Ｈ部の濃度値−Ｈ部の濃度値）＝０とな
るため、式(4)はｙ_n＝ｙ_Hとなる。また、Ｓ部におい
て、定義によりＤ_n＝（Ｓ部の濃度値−Ｈ部の濃度値）
＝（カラー原稿画像の濃度域）となるため、−ｋ・Ｄ_n
＝−γとなり、またβ＝１０^{- γ}であることから、式(4)
はｙ_n＝ｙ_sとなる。

【０１２２】本発明は、前記「画像情報の整理の場」で
詳述したように、所定画素点（ｎ）の画像情報値として
従来の濃度値（Ｄ_n）を使用せず、光量値（Ｘ_n）を採用
するものである。そこで、式(4)においてＤ_n→Ｘ_nに変
更すると、前記＜階調変換式＞が得られる。前記＜階調
変換式＞は、画像情報値として従来の濃度値（Ｄ_n）に
代わって光量値（Ｘ_n）を採用するものであるが、前記
した製版実務の諸要請に適合できることは、多くの製版
実務において理論（＜階調変換式＞の運用）と実務が一
致することが認められている。

【０１２３】前記＜階調変換式＞を運用して得られる出
力データを、横軸（Ｘ軸）に光量値（ｘｎ）、縦軸に階
調強度値（ｙ_n）をとって図示すれば、当業界で一般的
に「色分解カーブ」あるいは「階調変換カーブ（トーン
カーブ）」といわれているものになることはいうまでも
ないことである。

【０１２４】ここで、前記「色分解カーブ」という用語
を使用して、従来技術の階調変換法と本発明が採用する
階調変換法の相違点を説明する。 (1).従来の色分解法は、前述したように写真濃度特性曲
線の濃度軸（Ｄ軸）に位置づけられる濃度情報値に立脚
して行なわれるため、Ｄ軸色分解カーブに依存した色分
解法ということができる。 (2).これに対して、本発明の色分解法は、写真濃度特性
曲線の光量値（Ｘ軸）に位置づけられる光量情報値に立
脚して行なわれるため、Ｘ軸色分解カーブに依存した色
分解法であるということができる。

【０１２５】次に、本発明が採用する前記＜階調変換式
＞の運用上の特質について説明する。多色（Ｃ／Ｍ／
Ｙ）製版の場合、一般に、前記したようにｙ_H、ｙ_sは定
数化（constant value）されており、例えば、Ｃ版の場
合、Ｃ版のｙ_CHに５％、ｙ_CSに９５％、Ｍ及びＹ版では
ｙ_MH＝ｙ_YHに３％、ｙ_MS＝ｙ_YSに９０％という網点％値
が予め設定される。なお、前記＜階調変換式＞の運用に
おいて、濃度計により測定した（Ｄ_n）値との関連で求
めた（ｘｎ）値を使用し、ｙ_Hとｙ_sに百分率数値（％
値）を用いると、ｙ_n値も百分率数値（％値）で算出さ
れる。

【０１２６】前記＜階調変換式＞の運用において、他の
パラメータであるγ値は、前記したように任意の数値を
とるものであるが、例えばＣ版用Ｘ軸色分解カーブ（階
調変換カーブ、トーンカーブ）の設定において、γ値＝
０．４５の値に固定してもよいものである（ディフォル
ト値として使用することができる）。本発明者らによる
多くの実験により、γ値＝０．４５に設定した場合であ
っても、高画質、高品質のカラー印刷画像を製作するこ
とが認められている。

【０１２７】しかしながら、パラメータとしてのγ値
は、Ｘ軸色分解カーブの形状を合目的に変化させること
ができること、別言すれば、γ値を合目的に操作するこ
とにより所望の階調特性（色調を含む。）を有するカラ
ー印刷物を製作することができるため、極めて重要なパ
ラメータであり、前記した値に固定されるものではな
い。前記＜階調変換式＞のパラメータの数値設定は、所
与の被写体（実体画像）の調子をあくまでも忠実にカラ
ー印刷画像上に再現させようとする立場と、意識的に調
子を調整（修正たまは変更）したカラー印刷画像を製作
しようとする立場、により相違してくる。後者の場合、
γ値を合目的に変化させることにより、Ｘ軸色分解カー
ブの形状を所望の階調のカラー印刷画像が製作されるよ
うに合目的に変更することができるため、種々の調子
（階調及び色調）のカラー印刷画像を製作することがで
きる。例えば、Ｘ軸色分解カーブの形状を上に凸形状と
したいとき（別言すればＨ部〜中間調の調子を強調した
いとき）は、γ値を０より大きいプラスの値とし、ほぼ
直線状にしたいとき（別言すれば全レンジにわたり濃度
リニアにしたとき）はγ値を０に近づけ、逆にしたに凹
形状としたいとき（別言すれば中間調〜シャドウ部の調
子を強調したいとき）は、γ値をマイナスの値とすれば
よい。

【０１２８】次に、前記＜階調変換式＞の他のパラメー
タであるα値（複製画像の表現媒体である印刷紙の表面
反射率）について説明する。なお、β値については、先
に説明した通りである。本発明において、α値＝１．０
に設定してもよい。別言すれば、α値＝１．０に定数化
してもよい。これは、カラー印刷画像を表現するために
用いられる印刷用紙（基材）の表面反射率を１００％と
したものである。α値は、印刷紙の種類により種々の値
を取り得るが、実務上、紙の白度に零点調整をするため
１．０としても何らの不都合もない。前記変形例（α＝
１．０）によれば、印刷画像上の最明部Ｈにｙ_Hを、最
暗部ｙ_sを予定していた通りに設定することができ、こ
れは前記＜階調変換式＞の大きな特徴をなしている。前
記したことは、印刷画像上の最明部Ｈにおいては、定義
によりｘｎ＝（Ｘ_n−Ｘ_H）＝０となること、また最暗部
Ｓにおいてはｘｎ＝Ｘ _s−Ｘ_Hsなること、即ち−ｋ・ｘ
ｎ＝−γ・（Ｘ_s−Ｘ_H）／（Ｘ_s−Ｘ_H）＝−γとなるこ
とから明らかである。このように、α値＝１．０のもと
で前記＜階調変換式＞を運用することにより、常に予定
した通りのｙ_Hとｙ_sをカラー印刷画像上のＨ部とＳ部に
設定することができ、このことは、製版作業者が作業結
果を考察する上で極めて重要なことである。例えば、カ
ラー印刷画像におけるｙ_Hとｙ_sに所望する値（網点％
値）を設定し、γ値を合目的に変化させるとき（但し、
α＝１．０）、各種のＸ軸色分解カーブが得られる。そ
して、これらのＸ軸色分解カーブのもとで製作したカラ
ー印刷画像を、γ値との関係において合理的に評価する
ことができる。

【０１２９】製版実務において特に重要な点は、前記＜
階調変換式＞を運用して得られるＸ軸色分解カーブ（階
調変換カーブ、トーンカーブ）が、従来のＤ軸色分解カ
ーブと相違して最終製品としての印刷画像のＨ〜Ｓに至
る階調特性、調子特性を表示しているという点である。
このため、製版作業者は、所定のｙ_H、ｙ_s及びγ値のも
とで得られるＸ軸色分解カーブの形状を考察することを
通じて、最終印刷画像の仕上がり（調子）を適格に予測
することができる。これは、画質が相違する（例えば露
光条件が相違する）複数のカラー原稿画像を階調変換す
る場合であっても、それぞれのカラー原稿画像に設定さ
れたＸ軸色分解カーブが、全て１つの同じ色分解カーブ
に収斂するという本発明の階調変換法の大きな特徴によ
るものである。これに対して、従来のＤ軸色分解カーブ
（同じｙ_H、ｙ_s及びγ値を採用する。）は、画質の異な
る夫々のカラー原稿画像に対して対応する数のＤ軸色分
解カーブが得られることになり、かつそれらのカーブ形
状は複雑なものである。従って、製版作業者は、そのＤ
軸色分解カーブを考察しただけでは最終のカラー印刷画
像がどのような品質、画質のものであるかを適格に予測
することができない。前記したことの意味は極めて重要
であり、本発明によるＸ軸色分解カーブのもとで製版作
業者は各色版（Ｃ、Ｍ、Ｙ）と墨版（Ｂ）のＸ軸色分解
カーブを、例えばモニター表示させることにより、最終
印刷画像の仕上がりを的確に予測することができるた
め、各種の校正作業を不要なものとすることができる。
別言すれば、本発明は、直接製版（ダイレクト・プレー
ト製版法）を可能とするものである。

【０１３０】前記＜階調変換式＞の運用において、ｋ値
がγ値になるように、即ち、（Ｘ_s−Ｘ_H）値が１．０に
なるように正規化してもよいものである。このようにＸ
_H〜Ｘ_Sのダイナミックレンジを０．００〜１．００＝
１．００に正規化する場合、複数のＸ軸色分解カーブの
相互間の比較検討が容易になるとともに、カラー印刷画
像の製作機器の階調変換部のコンピュータ等による前記
＜階調変換式＞の演算処理が極めて容易なもの（高速処
理）となる。もとより、ダイナミックレンジ内の各画素
点（ｎ）の基礎光量値（ｘｎ）は、前記した正規化によ
り変化するが、相対的な変化であるため色分解カーブの
設定に何らの支障を来すものではない。前記正規化され
た基礎光量値（ｘｎ）は、本発明では正規化光量値とい
っている。なお、以下の説明において、ｙ_n値の計算
は、正規化後の値を用いて計算したものである。

【０１３１】前記「画像情報の処理の実行の場」は、前
記＜階調変換式＞を運用して、多色製版（一般には、Ｃ
版、Ｍ版、Ｙ版、ＢＫ（スミ）版の四版が一組と考えら
れている。）用の各色版及び墨版を製作する「場」であ
る。そして、これら各色版及び墨版を製作するための階
調変換カーブ（Ｘ軸色分解カーブ）の設定は、色版（Ｃ
／Ｍ／Ｙ）と墨版（ＢＫ）の「製版設計（製版デザイ
ン）の場」で決定された内容に従って、例えば、全ダイ
ナミックレンジにおけるグレーバランスとカラーバラン
スが維持される条件設定に従って夫々の階調変換カーブ
（Ｘ軸色分解カーブ）を設定すればよい。

【０１３２】即ち、前記「画像情報の処理の実行の場」
は、前記「製版設計（製版デザイン）の場」での検討項
目の決定内容を、前記＜階調変換式＞の運用に生かしな
がら、連続階調のカラー原稿画像の画像情報から入手し
た光量値（正規化光量値、ｘｎ）を網点階調の画像情報
値（網点％値、ｙ_n）へ階調変換する「場」である。当
該「場」において、従来のＤ軸色分解カーブに代わるＸ
軸色分解カーブ（階調変換カーブ、トーンカーブ）が得
られるとともに、該トーンカーブに従って各色版（刷
版）（Ｃ／Ｍ／Ｙ）及び墨版（ＢＫ）が製作される。

【０１３３】前記＜階調変換式＞を運用してカラー印刷
画像を製作するための各色版（刷版）及び墨版（ＢＫ）
を製作する方法としては、当業界において周知である既
存システムを利用すればよい。例えば、市販の電子的色
分解装置（カラー・スキャー、トータル・スキャナー）
等の階調変換部に、前記＜階調変換式＞を運用（演算処
理）するＲＡＭ型の画像階調変換用システムＬＳＩを組
み込めばよい。より具体的には、連続階調であるカラー
フィルム原稿（媒体画像）に対して小さなスポット光を
照射し、この反射光あるいは透過光（画像情報信号）を
光電変換部（フォトマルまたはＣＣＤ受光部）で受光
し、光の強弱を電圧の強弱に変換し、得られた画像情報
電気信号（電圧値）をデジタル化するとともに前記画像
の階調変換用システムＬＳＩで高速処理し、アウトプッ
トされる階調変換用データによりドットジェネレータ
（網点発生器）の露光用光源光の制御を行ない、生フィ
ルムにレーザーのスポット光をあて網点階調の印刷用原
版（刷版）を作成する、という周知のシステムを利用す
ればよい。

【０１３４】以上、本発明について、複製画像の製作例
としてカラー印刷画像を例にとって、本発明のプログラ
ム内蔵型（ＲＡＭ型）の画像の階調変換用システムＬＳ
Ｉ、特に、その中核的な技術的手段であるカラー原稿画
像の画像情報の階調変換法について説明した。本発明の
中核的な技術的手段である階調変換法は、従来技術にみ
られない「場」の概念（コンセプト）を導入し、各
「場」の機能の役割分担を明確化し、これによりカラー
印刷画像を合理的かつ効率的に製作するものであり、そ
の際、カラー印刷画像の製作上で最大の問題であるカラ
ー・一致（color-consistency）などのＣＭ（カラーマ
ネージメント）を合理的に遂行できるものである。

【０１３５】しかしながら、本発明は、以下に示す理由
から、複製画像の製作例として前記したカラー印刷画像
に限定されるものではない。周知のように、ハーフトー
ン（中間調）階調の画素の表現法としては各種の方式の
ものが知られている。例えば、ドットの大きさで画素の
被覆率を変える方法（サイズ変調法ともいわれている。
この方式は印刷画像を製作するためのモノクロ及びカラ
ースキャナー、圧電型インクジェットなどにみられ
る。）、あるいは規定（同一大）のドットの配列数（ド
ットの粗密）で画素の被覆率を変える方法（密度変調法
ともいわれている。この方式は熱溶融転写などにみられ
る。）、更には規定（同一大）のドット自体の濃度を変
える方法（直接濃度変調法ともいわれている。この方式
は熱昇華性転写にみられる。また、画素の輝度調整によ
り画素を形成するＣＲＴや液晶などにより構成されたＴ
Ｖ用受像機なども、このカテゴリーに含められる。）が
ある。

【０１３６】本発明は、前記した各種の画素の表現方法
を採用して複製画像を製作するときに有用なものであ
る。即ち、本発明は、複写機器、プリンター機器、製版
用機器、画像伝送機器、ＴＶ用撮像機器、電子カメラ機
器などによるカラーもしくはモノクロの複製画像を製作
しうる機能を有する全ての機器に応用することができる
ものである。

【０１３７】前記した各種の画素の表現方法を採用して
複製画像を製作する場合、本発明の画像の階調変換用シ
ステムＬＳＩの前記＜階調変換式＞の演算処理により得
られるｙｎ値（階調強度値）を、それぞれの画像形成装
置に適した階調表示方式（可変ドット方式、コンスタン
トドット方式、濃度可変ドット）、あるいは輝度表示方
式に対応させて複製画像を製作すればよいことはいうま
でもないことである。

【０１３８】本発明は、特に階調変換部での階調（グラ
デーション）の変換と色調（カラー・トーン）の調整機
能を組込んだ色分解技術に最大の特徴点があるが、ここ
では他の特徴について、以下に説明する。本発明は、各
種のカラーもしくはモノクロ原稿画像、即ち、光、電磁
波などの情報伝達メディアを利用して被写体（実体画
像）を所望の記録媒体へ記録、撮影または撮像変換した
各種のカラーもしくはモノクロ原稿画像（媒体画像）を
利用することができる。前記した画像原稿の記録媒体と
しては、透過型のカラーフィルム（写真感光乳剤）、二
次元ＣＣＤやフォトダイオードなどの光電変換素子、光
ディスクや磁器ディスクなどがある。また、原稿画像と
してフィルム原稿（透過原稿）のほかに絵画やカラープ
リントなどの反射原稿を使用することができることはい
うまでもないことである。

【０１３９】前記した各種の記録媒体において、その濃
度情報値から光量値を求めるためには、記録媒体の特性
曲線、例えば写真濃度特性曲線や光電変換特性曲線など
を利用すればよい。なお、絵画やカラープリントなどの
反射原稿においては、その特性曲線が濃度情報値と光量
値が１：１でリニアに対応している（４５°の直線関係
で対応している。）ものとして取扱えばよいことは、い
うまでもないことである。

【０１４０】本発明は、前記した記録媒体系を構成する
フォトダイオードやＣＣＤなどの各種の記録媒体におい
て、これら記録媒体の持つ固有の濃度特性曲線（あるい
は光量変換特性曲線）を規定することにより、既存の記
録媒体の性能のもとで高付加価値の画像形成装置を提供
することができる。別言すれば、これら既存の記録媒体
を使用して従来より格段に優れた調子（濃度階調や色
調）を有するカラー複製画像を製作することができる。
当業界において、高画質のカラー複製画像を製作しよう
として、各種の記録媒体の特性（感光特性や光電変換特
性）を改善する努力が盛んになされている（例えば、高
ダイナミックレンジ化や特性曲線の直線性の確保な
ど）。しかしながら、本発明により高画質の複製画像を
製作する場合、前記したことから明らかのように必ずし
も記録媒体の高級化、高性能化は要求されず、記録媒体
の特性曲線の入手（確定）が求められるだけであり、既
存の性能（特性）のもので十分である。これは、本発明
の中核となる階調変換技術によるものであり、本発明の
他の大きな特徴をなすものである。

【０１４１】

【実施例】次に、本発明を実施例により更に詳しく説明
する。以下、最初に、複製画像の製作例として、カラー
印刷画像を例にとり、本発明のプログラム内蔵型（ＲＡ
Ｍ型）の画像の階調変換用システムＬＳＩにおいて、画
像の階調変換作業の中枢をなす全ダイナミックレンジに
わたりグレーバランス（カラーバランス）が維持され、
ＣＭ（カラーマネージメント）を容易に遂行することが
できる階調変換カーブ（トーンカーブ、色分解カーブ）
の設定例について説明する。次いで、本発明のプログラ
ム内蔵型（ＲＡＭ型）の画像の階調変換用システムＬＳ
Ｉの構成を図面を参照して説明する。

【０１４２】（実施例１）（階調変換カーブの設定
法）： (1).カラーフィルム原稿画像と当該カラーフィルムの写
真濃度特性曲線について：カラーフィルム原稿画像（透
過原稿）として、Ｆ社製感光材フィルム（Ｆｕｊｉ社
製、ＦＵＪＩ・ＣＨＲＯＭＥ）を用いて撮影した下記の
三種のものを用いた。前記した三種のカラーフィルム原
稿画像を選択した理由は、次の通りである。カラーフィ
ルム原稿画像（媒体画像）の画質は、写真撮影時の露光
条件などにより標準的なもの（適正露光）、非標準的な
もの（オーバー／アンダー露光）など千差万別である。
これら千差万別のカラーフィルム原稿に対して本発明が
合理的に対応できるかどうかを検証するために、カラー
フィルム原稿の濃度レンジ（Density Range=DR）が相違
するもの（Ｄ軸における濃度レンジが相違するもの）を
選択した。 (a).原稿画像の濃度レンジ（ダイナミックレンジ）Ｄ＝
０．１８〜２．７０（明るい原稿、露光オーバー） (b).原稿画像の濃度レンジ（ダイナミックレンジ）Ｄ＝
０．３０〜２．８０（ノーマル原稿、露光修正） (c).原稿画像の濃度レンジ（ダイナミックレンジ）Ｄ＝
０．６０〜３．１０（暗い原稿、露光アンダー）

【０１４３】前記Ｆ社製感光材フィルムの写真濃度特性
曲線は図４に示される。また、前記写真濃度特性曲線の
Ｄ値（濃度値）とＸ値（光量値）の相関を示す関数式
は、下記の表８に示される。

【０１４４】

【表８】

【０１４５】(2).階調変換カーブ（トーンカーブ、Ｘ軸
色分解カーブ）の設定条件について：図４の写真濃度特
性曲線及び表８の当該写真濃度特性曲線の関数式を用い
て、各種カラーフィルム原稿画像のＤ軸上のＤ_n値をＸ
軸上のＸ_n値に変換して、光量値（標準値）を求めると
ともに、これを正規化して正規化光量値（ｘｎ）を求め
る。次いで、前記ｘｎ値を＜階調変換式＞により網点面
積％値（ｙ_n値）に変換した。

【０１４６】前記＜階調変換式＞の運用条件は、次の通
りである。 (i).使用する印刷インキ（プロセスインキ）のもとで、
管理点（Ｃ版の５０％網点を設定する部位）でグレーバ
ランス（カラーバランス）が維持される条件として、表
７の＜グレーバランス（カラーバランス）維持条件＞を
採用した。 (ii).その他の運用条件は、次の通りである。 ．前記表７の＜グレーバランス（カラーバランス）維
持条件＞を満足するための各色版のγ値は、γ（Ｃ）＝
０．４５、γ（Ｍ／Ｙ）＝０．１６８である。なお、本
実施例においては、色版（Ｃ／Ｍ／Ｙ）のほかに墨版
（ＢＫ）も作成した。この墨版（ＢＫ）はＣ版の網点５
０％の部位を始点（ＳＴＰ）とし、Ｃ版の網点９５％の
部位を終点（ＥＤＰ）とするように設定した。前記墨版
（ＢＫ）のためのγ値は、γ（ＢＫ）＝−０．５０に設
定した。 ．α値を１．０とした。

【０１４７】(3).階調変換カーブ（トーンカーブ、Ｘ軸
色分解カーブ）の設定用データについて：前記＜階調変
換式＞の運用条件のもとで、前記した三種のカラーフィ
ルム原稿画像を階調変換し、階調変換カーブの設定用デ
ータを入手した。結果を下記の表９、表１０、表１１に
示す。

【０１４８】下記の表９〜表１１において、階調強度値
（ｙ_n）は、色版（Ｃ／Ｍ／Ｙ）及び墨版（ＢＫ）の網
点％値として示されている。また、表中、正規化光量値
（ｘｎ）は、標準化光量値（ｘｎ）のダイナミックレン
ジ（ＤＲ）（Ｘ_S−Ｘ_H）を１．０に正規化することによ
って求めたものである。前記標準化光量値（Ｘ_n）を正
規化光量値（ｘｎ）に変換した場合、前記＜階調変換式
＞の運用において、ｋ＝γ／（Ｘ_S−Ｘ_H）＝１／１＝１
となり、計算負荷が大幅に低減化される。なお、標準化
光量値（Ｘ_n）のＤＲを１．０に調整しても、各画素点
（ｎ点）に設定される階調強度値（ｙ）も相対化されて
変化するため、カラー印刷画像の画質に何らの悪影響を
与えるものではない。前記標準化光量値（Ｘ_n）から正
規化光量値（ｘｎ）を求めるには、下式によればよい。 （ｘｎ）＝（Ｘ_n−Ｘ_H）×［（ＤＲの調整レンジ）／
（Ｘ_S−Ｘ_H）］ 下記表９の場合、標準化光量値（Ｘ_n）から正規化光量
値（ｘｎ）を求める式は、下式となる。 （ｘｎ）＝（Ｘ_n−１．０２）×［１／（２．８５−１．０２）］ ＝（Ｘ_n−１．０２）×（１／１．８３）

【０１４９】

【表９】

【０１５０】

【表１０】

【０１５１】

【表１１】

【０１５２】本発明において、前記表９〜表１１に示さ
れる正規化光量値（ｘｎ）と網点％値（ｙ_n）のデータ
をグラフ化すればわかることであるが、カラーフィルム
原稿画像の画質がどのようなものであれ（前記の場合、
露光オーバ／ノーマル／アンダーのものである。）、階
調変換カーブ（トーンカーブ、Ｘ軸色分解カーブ）は一
つのものに収れんするという驚くべき事実を見い出すこ
とができる。これに対して、従来のＤ軸色分解カーブ
（表９〜表１１の濃度値と網点％値の関係を示す曲線）
は、それぞれ対応したカーブとなり、かつ複雑な曲線を
示すことがわかる。前記したことの事実の製版実務上の
有用性は重要であり、製版関係者は、本発明の階調変換
カーブ（Ｘ軸色分解カーブ）により製版される最終製品
としてのカラー印刷画像がどのような調子（階調と色
調）をもつものであるかを予め考察することができる。
しかしながら、従来のＤ軸色分解カーブのもとでは前記
したことは不可能である。

【０１５３】前記＜階調変換式＞を利用した製版実務に
おいて、全ダイナミックレンジによりグレーバランスと
カラーバランスが維持された高画質、高品質のカラー印
刷画像を製作することができる。即ち、本発明者は、当
業界においてハイエンド（高品質の印刷画像を製作する
という意味）及びローエンドのカラースキャナーとて知
られている米国ＩＳＯＭＥＴ社製の４５５及び４０５Ｄ
ＩＧＴＡＬ ＣＯＬＯＲ ＳＣＡＮＮＥＲに、本発明の
「場」の概念を組み入れて製版を行なう実験をした。

【０１５４】より具体的には、前記カラースキャナーに
対し、濃度検出部に濃度値（Ｄ_n）から光量値（Ｘ_n）を
求めるソフトを組み込み、かつ、画像処理制御部（コン
トロール部）のコントロールパネルに製版設計（デザイ
ン）の検討内容を指令できるようにするとともに、前記
指令のもとに作動する階調変換部において前記＜階調変
換式＞を運用できるソフトを組み込み、刷版（Ｃ／Ｍ／
Ｙ／ＢＫ）を出力する試験を行ない、前記刷版を校正刷
して本発明の効果を確認した。この結果、本発明の前記
階調変換法により、カラー原稿画像の画質がどんなもの
であれ、高品質、高画質、かつ顧客ニーズにマッチする
カラー印刷画像が製作されることがわかった。また、製
作されたカラー印刷画像は、全ダイナミックレンジにわ
たり、グレーバランス／カラーバランスに優れており、
本発明はＣＭ（カラーマネージメント）において重要な
ツールとなることがわかった。

【０１５５】前記製版実務において、 (1).濃度検出部は、前記「画像情報の整理の場」の機能
分担を行なうものであり、 (2).画像処理制御部（コントロール部）は、前記「製版
設計（デザイン）の場」の機能分担を行なうものであ
り、そして、 (3).階調変換部は、「画像情報の処理の実行の場」の機
能分担を行なうことはいうまでもないことである。

【０１５６】（実施例２）（ＲＡＭ型の画像の階調変換
用システムＬＳＩの構成）：図５は、本発明のプログラ
ム内蔵型（ＲＡＭ型）の画像の階調変換用システムＬＳ
Ｉ（１）のブロック図である。本発明のシステムＬＳＩ
（１）は、図示されるように、マイクロプロセッサ（演
算処理部、ＭＰＵ）（１１）、外部メモリ（ＲＯＭ）
（２）から転送される下記の＜階調変換のための作業ス
テップ＞を実行させるプログラムを内蔵するＲＡＭ（１
２）、前記マイクロプロセッサ（１１）とＲＡＭ（１
２）を接続するバス（１３）、及び前記マイクロプロセ
ッサ（１１）と外部ＲＯＭ（２）を接続するバス（１
４）とから構成されるものである。即ち、図５に示され
るシステムＬＳＩ（１）は、内部ＲＡＭをキャッシュメ
モリとして利用する（キャッシュメモリ方式）である。

【０１５７】＜階調変換のための作業ステップ＞ １．外部ＲＯＭ（２）から転送されてＲＡＭ（１２）に
格納されている濃度特性曲線、即ち、所定の記録媒体に
記録されている原稿画像をスキャンすることにより入手
される濃度に相関した原稿画像情報（縦軸またはＤ軸と
いう。）と前記原稿画像を形成するために対応する被写
体から当該記録媒体に入射する光量に相関した画像情報
値（横軸またはＸ軸という。）との相関関係を示す当該
記録媒体の特性である濃度特性曲線を利用し、原稿画像
上の任意の画素点（ｎ）の濃度に相関した画像情報値
（Ｄ_n）から対応する画素点（ｎ）の光量に相関した画
像情報値（Ｘ_n）を求めるステップ、及び、 ２．前記のように求めた原稿画像の光量に相関した画像
情報値（Ｘ_n）を、前記＜階調変換式＞を用いて階調強
度値（ｙ_n）に変換するステップ。

【０１５８】前記図５に示されるプログラム内蔵型（Ｒ
ＡＭ型）の画像の階調変換用システムＬＳＩ（１）によ
り、カラーフィルム原稿などの原稿画像の連続階調は網
点階調へ高速変換される。

【０１５９】図６は、本発明のプログラム内蔵型（ＲＡ
Ｍ型）の他の画像の階調変換用システムＬＳＩ（１）の
ブロック図であり、前記図５に示されるものの変形例で
ある。図６に示されるシステムＬＳＩ（１）は、図５に
示されるものと異なる点は、次の点にある。 (i).図５のシステムＬＳＩ（１）は、外部メモリ（ＲＯ
Ｍ）（２）からプログラムをＲＡＭ（１２）へダウンロ
ードするに際して、マイクロプロセッサ（１１）を介し
て行なっているため、マイクロプロセッサ（１１）に負
荷がかかり、高速処理の面でマイナスである。 (ii). 図６のシステムＬＳＩ（１）は、前記（ｉ）の欠
点を解消しようとするものである。このため、図６のシ
ステムＬＳＩ（１）は、図示されるように、外部ＲＯＭ
（２）から内部ＲＡＭ（１２）へのプログラムの書き込
み（ダウンロード）を専用の内部ローダ（ＩＲ）（１
５）及び外部ローダ（ＯＲ）（３）を介して行ない、マ
イクロプロセッサ（１１）とは独立させている。

【０１６０】図６のシステムＬＳＩ（１）の動作説明
は、次の通りである。 １．起動信号（３１）を外部ローダ（ＯＲ）（３）に入
力し、外部ローダ（ＯＲ）（３）を起動させる。 ２．高速チャンネル（１８）を介して内部ローダ（Ｉ
Ｒ）（１５）に転送開始を通知する。 ３．内部ローダ（ＩＲ）（１５）が外部ローダ（３）か
ら転送開始を受信すると、マイクロプロセッサ（１１）
に対し転送中表示信号（１７）を送信する。これによ
り、マイクロプロセッサ（１１）は、メモリバス（１
６）をインアクティブにするように指示する。 ４．次に、外部ローダ（３）は、読み取りバス（２１）
を介して外部ＲＯＭ（２）のプログラムを読み取り、こ
のプログラムデータを高速チャンネル（１８）を介して
内部ローダ（ＩＲ）（１５）へ転送する。 ５．内部ローダ（ＩＲ）（１５）は受信したプログラム
データを書き込みバス（１６）を介して内部ＲＡＭ（１
２）へダウンロードする。 ６．外部ＲＯＭ（２）からのプログラムの転送が終了す
ると、外部ローダ（ＯＲ）（３）は高速チャンネル（１
８）を介して内部ローダ（ＩＲ）（１５）へプログラム
の転送終了を通知する。 ７．その後、内部ローダ（ＩＲ）（１５）はマイクロプ
ロセッサ（１１）へ送信している転送中表示信号（１
７）を解除する。 ８．そして、転送中表示信号（１７）が解除されたマイ
クロプロセッサ（１１）はバス（１３）を使用し、外部
ＲＯＭ（２）から転送されたプログラムを格納する内部
ＲＡＭ（１２）にアクセスし、プログラムを実行する。

【０１６１】

【発明の効果】本発明は、例えば連続階調のカラー原稿
画像から網点階調のカラー印刷画像などの複製画像を製
作するプロセスにおいて、その中核的な技術要素となる
原稿画像の連続階調を網点階調へ高速に変換するための
プログラム内蔵型（ＲＡＭ型）の画像の階調変換システ
ムＬＳＩに関するものである。

【０１６２】特に、本発明は、従来のカラー印刷画像な
どの網点階調（ハーフトーン）の複製画像の製作におけ
る画像情報の処理法の欠点、即ち、その最大の問題点と
されているカラーマネージメント（ＣＭ）が十分に満足
をもって解決されていないことに鑑み、前記カラーマネ
ージメント（ＣＭ）のソルーションはもとより、従来の
カラー印刷画像などの複製画像の製作時のカラー原稿画
像の画像情報の処理技術を一般化（汎用化）するととも
に、特にその中核となる画像の階調変換処理を高速処理
化しようとするものである。

【０１６３】本発明は、カラー印刷画像などの複製画像
の製作に適用される原稿画像の画像情報の処理法におい
て、特に、原稿画像の連続階調を網点階調の変換する階
調変換法において、画像情報の処理に関係する全システ
ム（全体「場」）を機能分担あるいは役割分担が明確に
相違する幾つかの「場」に区分し、このような機能が特
化した各「場」での画像情報の処理法を検討し、これら
各「場」の画像情報の処理法を総合化しているため、本
発明によりあらゆる種類の連続階調の原稿画像を画像情
報を合理的、効率的に階調変換することができる。

【０１６４】本発明のプログラム内蔵型（ＲＡＭ型）の
画像の階調変換用システムＬＳＩは、特に、その中核と
なる原稿画像の連続階調を網点階調へ変換する画像情報
の階調変換法は、前記した「場」の概念のもとに総合化
されて構築されているため、一般技術（汎用技術）とし
てカラー印刷画像の製作に限定されずに各種の複製画像
の製作において極めて有用である。また、本発明は、複
製画像の製作時の画像情報の処理に関する全プロセスに
おける画像情報処理上の不透明性、曖昧さを排除するこ
とができる。このため、本発明は、画像情報処理システ
ム（全体「場」）の最初に位置する色分解技術を合理的
かつ規則性のあるシステム要素技術に変換することがで
き、更に画像情報処理用システムソフトウェアを合理化
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 カラー印刷画像を製作するときの色分解技術
の複雑性を説明するための図である。

【図２】 本発明による画像情報処理のワークフロー図
である。

【図３】 ＥＫ社製カラーフィルムの写真濃度特性曲線
を示す図である。

【図４】 Ｆ社製カラーフィルムの写真濃度特性曲線を
示す図である。

【図５】 ＲＡＭ型の画像の階調変換用システムＬＳＩ
のブロック図である。

【図６】 ＲＡＭ型の画像の階調変換用システムＬＳＩ
の他のブロック図である。

【符号の説明】

１ ………… システムＬＳＩ １１ ………… マイクロプロセッサ １２ ………… ＲＡＭ １５ ………… 内部ローダ ３ ………… 外部ローダ ２ ………… 外部メモリ（ＲＯＭ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続階調の原稿画像から網点階調（ハー
   フトーン）の複製画像を製作するときに使用される原稿
   の画像情報を網点階調へ変換する階調変換用プログラム
   を利用したプログラム内蔵型の画像の階調変換用システ
   ムＬＳＩにおいて、前記階調変換用プログラムが、ＬＳ
   Ｉ内部に内蔵されたＲＡＭに下記の階調変換のための作
   業ステップを実行させるプログラムをＬＳＩ外部からロ
   ーディングさせて構成されたものであることを特徴とす
   るプログラム内蔵型の画像の階調変換用システムＬＳ
   Ｉ。 ＜階調変換のための作業ステップ＞ １．ＲＡＭに格納されている濃度特性曲線、即ち、所定
   の記録媒体に記録されている原稿画像をスキャンするこ
   とにより入手される濃度に相関した原稿画像情報（縦軸
   またはＤ軸という。）と前記原稿画像を形成するために
   対応する被写体から当該記録媒体に入射する光量に相関
   した画像情報値（横軸またはＸ軸という。）との相関関
   係を示す当該記録媒体の特性である濃度特性曲線を利用
   し、原稿画像上の任意の画素点（ｎ）の濃度に相関した
   画像情報値（Ｄ_n）から対応する画素点（ｎ）の光量に
   相関した画像情報値（Ｘ_n）を求めるステップ、及び、 ２．前記のようにして求めた原稿画像の光量に相関した
   画像情報値（Ｘ_n） を、下記の＜階調変換式＞を用いて
   階調強度値（ｙ_n）に変換するステップ。 ＜階調変換式＞ ｙ_n＝ｙ_H ＋［α（１−１０^-k・xn）／（α−β）］・
   （ｙ_S −ｙ_H ） 上記＜階調変換式＞において、各記号は、次のことを意
   味する； ｘｎ：［Ｘ_n −Ｘ_H ］を示す。即ち、前記濃度特性曲線
   を利用して原稿画像上の任意の画素点（ｎ）の濃度に相
   関した画像情報値（Ｄ_n ）より求めた対応する画素点
   （ｎ）の光量に相関した画像情報値（Ｘ_n）から、原稿
   画像上の最明部（Ｈ部）の濃度に相関した画像情報値
   （Ｄ_H）より該濃度特性曲線を介して求めた対応する最
   明部の光量に相関した画像情報値（Ｘ_H）を差し引いて
   求めた基礎光量値を示す。 ｙ_n：原稿画像上の任意の画素点（ｎ）に対応した複製
   画像上の画素に設定される階調強度値。 ｙ_H：原稿画像上の最明部（Ｈ部）に対応した複製画像
   上のＨ部に予め設定される階調強度値。 ｙ_S：原稿画像上の最暗部（Ｓ部）に対応した複製画像
   上のＳ部に予め設定される階調強度値。 α：複製画像を表現するために用いる画像の表現媒体の
   表面反射率。 β：β＝１０^-γにより決められる数値。 ｋ：ｋ＝［γ／（Ｘ_S −Ｘ_H ）］により決められる数
   値。 但し、Ｘ_Sは、原稿画像上の最暗部（Ｓ部）の濃度に相
   関した画像情報値（Ｄ_S）より該濃度特性曲線を介して
   求めた対応する最暗部の光量に相関した画像情報値（Ｘ
   _S）を示す。 γ：任意の係数。
2. 【請求項２】 プログラム内蔵型の画像の階調変換用シ
   ステムＬＳＩが、演算処理部（ＭＰＵ）と前記演算処理
   部（ＭＰＵ）が実行するシステムプログラムを格納する
   ＲＡＭとから成るものである請求項１に記載のプログラ
   ム内蔵型の画像の階調変換用システムＬＳＩ。
3. 【請求項３】 プログラム内蔵型の画像の階調変換用シ
   ステムＬＳＩが、演算処理部（ＭＰＵ）と前記演算処理
   部（ＭＰＵ）が実行するシステムプログラムを格納する
   ためのＲＡＭ、及び、システムプログラムを格納するＬ
   ＳＩ外部のメモリとからなり、かつ、演算処理部（ＭＰ
   Ｕ）がＬＳＩ外部のメモリからシステムプログラムをバ
   スを介して読み取り、内蔵ＲＡＭへ書き込むものである
   請求項１に記載のプログラム内蔵型の画像の階調変換用
   システムＬＳＩ。
4. 【請求項４】 プログラム内蔵型の画像の階調変換用シ
   ステムＬＳＩが、演算処理部（ＭＰＵ）と前記演算処理
   部（ＭＰＵ）が実行するシステムプログラムを格納する
   ためのＲＡＭ、システムプログラムを格納するＬＳＩ外
   部のメモリ、及び、前記外部メモリのシステムプログラ
   ムを内蔵ＲＡＭへ転送するローダ、とからなり、かつ、
   外部メモリのシステムプログラムを演算処理部（ＭＰ
   Ｕ）とは独立してローダが内蔵ＲＡＭへ書き込むもので
   ある請求項１に記載のプログラム内蔵型の画像の階調変
   換用システムＬＳＩ。