JPH0212245A - 階調変換曲線発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 この発明は、画像処理（例えば製版用スキャナ）の分野
で使用される階調変換曲線を、原画の濃度域に応じて自
動的に発生する装置に関する。

〔従来の技術〕

周知のように、製版用スキャナなどには、階調を有する
原画を読取って得られる画像データの階調変換を行なう
ために、階調変換装置が設けられている。そして、この
階調変換装置には、原画の１ｍ度分布状態や製版用途な
どに応じて定められた階調変換曲線が設定されている。

ところが、一般に、原画の濃度分布の特徴などを的確に
とらえて適正な階調変換曲線を設定することは容易では
なく、従来では、階調変換曲線の設定はＡペレータの経
験に頼るどころが大きかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような状況に対処するために、階調変換曲線の設定
を自動化することが望まれる。しかしながら、原画の特
徴を簡単なパラメータで表現するとともに、そのパラメ
ータに応じて経験則に合致した階調変換曲線を自動設定
する技術が開発されなければこのような自動化を有効に
達成することは困難である。

〔発明の目的〕

この発明はＬ述の課題に対処してなされた乙のであって
、原画の域に応じて経験則にも合致した階調変換曲線を
自動的に発生する装置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〕

第１図を参照して、この発明の第１の構成にかかる階調
変換曲線発生装置は、原画の濃度域を指示するデータを
入力し、前記原画の濃度域に応じてその湾曲状態が決定
されたモデル曲線を発生するモデル曲線発生手段と、階
調変換座標面上において、所定のハイライト点とシャド
ウ点を通るように前記モデル曲線を修正して、前記原画
に対する階調変換曲線を発生する修正手段とを備え、前
記モデル曲線の湾曲状態は、少なくとも上に凸の状態と
下に凸の状態とを含んだ状態群の中から、前記原画の濃
度域に応じて選択される。

また、第２の構成においては、同じく第１図中に示すよ
うに、前記モデル曲線発生手段は、あらかじめ準備され
、かつ互いに異なる湾曲状態を持つ第１と第２の基準階
調変換曲線を記憶する記憶手段と、前記原画の８１度域
に応じて、前記第１と第２の基型階調変換曲線の合成比
率の値を特定する合・酸比率特定手段と、前記第１と第
２の基準階調変換曲線を前記合成比率で合成し、それに
よって航記モデル曲線を生成する合成手段とを有する。

なお、この発明における「濃度」とは、光学的濃度のみ
ならず、それを光電的に読取って得られた信号レベルや
、マンセル値など、光学的濃度を表現するｍを総称する
用語である。

また、この発明においては、直線などを含む広い慨念で
「曲線」という用語を用いる。このため、「湾曲状態」
は［湾曲していない状態」をも含むことができる。さら
に、この発明における「濃度域」とは、原画の最大発生
ａ度と最小発生濃度との差のみならず、所定のシャドウ
点濃度とハイライト点濃度との差をも含む総称用語であ
る。

〔作用〕

この発明の第１の構成では、原画の濃度域に応じてモデ
ル曲線の湾曲状態が定まり、それを修正して階調変換曲
線が得られるため、後述する経験則に合致した階調変換
曲線を自動的に発生することができる。

また、第２の構成では、濃度域によって定まる合成比率
で２種類の基準Ｗｉ調変換曲線を合成することにより、
モデル曲線（したがって階調変換曲線）が定まる。

〔実施例〕

△、全体構成 第２図は、この発明の実施例である階調変換装置を有す
る製版用スキャナの概略ブロック図である。これは、特
開昭６３−４２５７５号公報第１図に基づくものである
。このスキＶすでは１、階調性を右する原画１の画像が
画素ごとに走査読取装δ２によって読取られ、それによ
って得られた画像データはＡ／Ｄ変換器３においてデジ
タル画像データとなる。このデジタル画像データは、シ
ェーディング補正回路４にＪ３いてシェーディング補正
された後、セレクタ５に与えられる。

後述するセットアツプ工程ではセレクタ５はヒストグラ
ム計数回路６側を選択するが、実動作時には１ＩＰｉ：
１４変換回路７側を選択している。ｌｌＩ調変換回路７
はＲＡＭ８を有しており、ＲＡＭＱ内の階調変換テーブ
ルに基いて、入力された画像データに階調変換を施す。

階調変換後の画像データは画像処理回路９においてアン
シャープマスキングや倍率変換等の処理を受け、その後
に網点信号発生回路１０に与えられる。

そして、網点信号発生回路１０は、入力された画像デー
タを網点信号に変換し、それを走査露光装置１１に出力
する。走査露光装置１１は、この網点信号に基づいて、
感光フィルム１２上に網点画像を露光記録する。

これらの各回路はコンビコータ１３の制御下で動作する
。コンピュータ１３はＣＰＵ１４およびメモリ１５を有
しており、後’ｙＬする種々のデータ処理も行なう。各
回路とコンピュータ１３との信号（データ）の授受は、
信号線群１６を介して行なわれる。また、キーボード１
７は、コンピュータ１３への指令操作を行なうためのも
のである。

Ｂ、基準階調　換曲１９基準工稈 第３図はこの実施例による階調変換曲線発生動作を示す
フローチャートであり、また、第４図はその内容を模式
的に示す概念図である。なお、第３図の各ブロックの右
側に表示した　（ａ）〜ｍの記号は、第４図（ａ）〜（
ｆ）にそれぞれ対応している。

まず、ステップＳ１では、互いに５？なる単一方向の湾
曲状態を持った２種類の基準階調変換曲線Ｆ１　（Ｄン
、Ｆ２（Ｄ）を準備し、それらを表現するデータをメモ
リ１５にストアしておく（Ｄは′＆３度変数）。この実
施例では、Ｆｌ　（Ｄ）として、経験的に求められた上
に凸の曲線（第４図（ａ））を用い、また、Ｆ２　（Ｄ
）として直線（第４図（ｂ））を用いる。ただし、Ｑは
網点面積率（網％）を示し、Ｄ□ａＸはあらかじめ想定
される原画の出現濃度最大値を示す。

Ｃ９合」　・　　準　工、 次のステップＳ２では、これら２つの基準階調変換関数
を合成するための準備として、第４図（ｄ）に示す合成
比率ｆ（ΔＤ）の形を決定し、それを示すデータをやは
りメモリ１５にストアしておく。ただし、ΔＤは、シャ
ドウ点濃度値Ｄ８とハイライト点濃度値ＤＩ＋との差： ΔＤ　　Ｅ　　Ｄ、−ＤＨ・・・（１）として定義され
、原画の濃度域の広さを示すパラメータとなっている。

第４図（ｄ）かられかるように、この合成比率ｆ（ΔＤ
）の値は、あらかじめ定めた定数値ΔＤ１゜ΔＤ２　（
ΔＤ１〈ΔＤ２）どΔＤとの大小関係に従って、 第１区間：Ｏ≦ΔＤくΔＤ１　　　　・・・（２）では
定数（最大値）ｆ　　となり、 ｎ＋ａｘ 第２区間：ΔＤ１≦ΔＤ〈ΔＤ２　　・・・（３）では
負の勾配を持つ直線上の値をとり、そして、第３区間：
ΔＤ２≦ΔＤ　　　　　　・・・（４）では“Ｏ”の定
数１直をとるように定められている。

ただし、この実施例では、 ｆ＝２．０　　　　　　　　　　・・・（５）ａｘ である。

合成比率関数ｆ（ΔＤ）としてこのような関数形を採用
する理由は後述する。なお、第４図（ｄ）のΔＤｏは、
関数ｆ（ΔＤ）の値が、１．０となるような臨界濃度域
値を示している。

ニー１皿亘ユ１；−Ω、８決定工程 次のステップＳ３では、原画１をブリスキャンして、原
！！ｉ１の読取対象領域における累積濃度ヒストグラム
ｈ（Ｄ）（第４図（Ｃ））を求める。これは、第２図の
ヒスｌ−グラム計数回路６を用いて行なわれる。

そして、経験的にハイライト点およびシャドウ点となる
確率が高いと考えられている累積出現率Ｙの値Ｙ１．Ｙ
２を指定し、累積濃度ヒストグラムｈ（Ｄ）において、
これらの値Ｙ　、Ｙ２にそれぞれ対応する一対のｍ反位
を、それぞれハイライト点濃度値ＤＩ＋およびシャドウ
点濃度値Ｄ８とする。なお、第４図（Ｃ）において、Ｄ
、、Ｄｍａｎ　　　　　　ｉａ ８はそれぞれ、原画１の最小発生濃度、最大発生濃度で
ある。

Ｅ９合成比率特定工程と合成工程 このようにして得られた濃度値り、Ｃ３に基づさ、濃瓜
域： 八〇　　＝　　Ｄ、−Ｄ、、　　　　　　　　・・・（
６）を口出する。第４図（ｄ）の合成比率ｆ（ΔＤ）は
ルックアップテーブル方式でストアされており、上記濃
度域ΔＤの値を入力することにより、具体化された合成
比率「（ΔＤ）を得る（ステップＳ４　）。

そして、この合成比率ｆ（ΔＤ）を用いて、基準階調変
換曲線Ｆ１　（Ｄ）、Ｆ２　（Ｄ）を次の（７）式に従
って合成し、それによってモデル曲線Ｋ（Ｄ）を求める
（ステップ８５）。

Ｋ　（Ｄ）＝　（１−ｆ　（ΔＩ）））Ｆｌ　（Ｄ）＋
ｆ（ΔＤ）Ｆ２　（Ｄ） ・・・（７） このモデル曲線Ｋ（Ｄ）は次のような性質を有している
。まず、差ΔＤつより原画１の濃度域が狭部度域： Ｏ≦ΔＤくΔＤｏ　　　　　　　　　　・・・＜６＞ニ
ａ′！１′ルトキニハ、ｆｆ１４図（ｄ）　ｋｌにッｒ
ｆ　（ΔＤ＞〉１．Ｏであり、（１）式によって、Ｆｌ
　（Ｄ）の係数は負となる。このため、第４図（ａ）、
　（ｂ）から。

モデル曲線Ｋ（Ｄ）の湾曲状態は下に凸となる（第４図
（ｅ）中のに３　（Ｄ））。

一方、広温度域： ΔＤ、〈ΔＤ　　　　　　　　　　　　・・・（９）で
は第４図（ｄ）よりｆ（Δ［））＜１．０であり、（旬
式右辺における「　（Ｄ）とＦ２　（Ｄ）との係数は共
に正となる。このため、モデル曲線Ｋ（Ｄ）は上に凸と
なる（第４図（０）中のに１　（Ｄ））。

さらに、これらの間の臨界濃度域： ΔＤ＝ΔＤ　　　　　　　　　　　　・・・（１０）で
は、ｆ（Δ［））＝１．０であり、（１）式より、Ｋ（
Ｄ）は直線となる（第４図（０）のに２　（Ｄ））。

このように、上記のｒフ様で合成することにより、モデ
ル曲線Ｋ（Ｄ）の湾曲状態は、濃度域ΔＤの値に応じて
、上に凸、下に凸、ａ３よび直線の３種類の中でそのひ
とつが選択される。なお、第４図（ｄ）かられかるよう
に、 ΔＤ１くΔＤ〈ΔＤ２　　　　　　　　・・・（１１）
の範囲内では、曲線Ｋ（Ｄ）の曲率の絶対値も変化する
。

Ｆ、　調′　１線の　生 次にこのようにして１！７られたモデル曲１ｉ１Ｋ（Ｄ
）が、階調変換座標面（Ｄ／Ｑ面）上において、指定さ
れたハイライト点： Ｐ　　＝（Ｄ　　、Ｑ、、）　　　　　　　　　・・・
（１２）およびシャドウ点： Ｐ　　＝（Ｄ　　、ＱＳ）　　　　　　　　・・・（１
３）Ｓ を通るように修正し、それによって階調変換曲線Ｇ　（
Ｄ）’Ｆｒ：’Ｒる（ステップＳ６．ｍ４図（ｆ））。

ただし、Ｑ　およびＱｌｌは、経験的に見出されたハイ
ライト魚網％およびシャドウ点網％であり、あらかじめ
メ［す１５にストアされている。具体的には、この１正
は次の（１４）〜（１７）式を用いて実行される。

Ｇ（Ｄ） ＝　（八〇−Ｋ（Ｄ）　　＋Δ　（ＱＫ））／ΔＫ・・
・（１４） ΔＱ　Ｅ　Ｑ　　−Ｑ　、、　　　　　　　　　　・・
・（１５）Δ（ＱＫ）二〇、、　Ｋ　（Ｄ８）−０３Ｋ
　（Ｄ、、　）・・・（１６） Δに！Ｋ　（ＤＳ）　−Ｋ　（Ｄ、ｌｌ）　　　　・・
・（１１）第４図（ｆ）には、第４図（ｅ）のモデル曲
線Ｋ（Ｄ）から得られたポジ製版の場合の階調変換曲線
Ｇ（Ｄ）が例示されている。このようにして（９られた
階調変換面１！ｉ！Ｇ（Ｄ）はルックアップテーブル形
式でＲＡＭ８にストアされ、それによって階調変換回路
７のセットアツプを完了する。

実際の製版プロセスについては既述した説明から理解で
きるため、その詳ｍ説明は省略する。

Ｇ、実施例の　徴と　−例 階調変換曲線Ｇ（Ｄ）は、（１４）〜（１７）式かられ
かるように、モデル曲線Ｋ（Ｄ）のスケーリングとシフ
トとによって得られたものであるため、モデル曲線Ｋ（
Ｄ）の湾曲状態は実質的に階調変換面ＩＱ（Ｄ＞の湾曲
状態へと反映する。このため、ポジ出力の場合、狭部度
域の原画に対しては階調変換面５１Ｇ（Ｄ）は下に凸と
なり、広温度域に対しては上に凸となる。

この性質は、経験則に合致している。すなわち、熟練し
たオペレータが経験的に作成するポジ出力の階調変換曲
線は、第５図に示すように、狭部度域の原画に対しては
下に凸の曲線Ｇ３Ｅ（Ｄ）であり、広ａ度域では上に凸
の曲線Ｇ１Ｅ（Ｄ）であり、その中間では直線的曲線Ｇ
２［（Ｄ）となっていることが、発明音の解析によって
判明している。このため、上記実施例は、経験則を満足
しつつ、階調変換曲線生成の自動化を実現する技術とな
っている。

なお、ネガ製版の場合についてもこの発明が適用できる
ことは言うまでもない。このネガ出力の場合の階調変換
曲線Ｇ（Ｄ）は、秋濃度域の原画に対しては上に凸とな
り、逆に広濃度域の原画に対しては下に凸となる。また
、上記実Ｉ１１！例のように２種類の基準階調変換曲線
Ｆ１　（１））、Ｆ２（Ｄ）の合成を用いれば構成が簡
単となるが、たとえば濃度値りに関する多項式を準備し
ておき、その係数を濃度域ΔＤに応じて変えることによ
り、湾曲状態を変化さゼてらよい。いずれにしてら、少
なくとも上に凸の状態と下に凸の状態とを含んだ状態群
の中から湾曲状態を選択できるようにする。

合成工程を利用する場合でも、基準階調変換曲線Ｆ　　
（Ｄ）、Ｆ２　（Ｄ）はそれらの湾曲状態が互いに異な
るものであればよく、たとえば、Ｆ２（Ｄ）を下に凸の
曲線としてもよい。マンセルカーブ＜、−どし利用ひき
る。合成も、（７）式のような線を合成でなくてムにい
。

さらに、上記実施例では、濃度域ΔＤとしてハイライト
点濶反位Ｄ　どシトドウ点淵度圃Ｄ８との差（△Ｄ　−
ΔＤ１１）を用いる場合を説明したが、これに代えて、
第４図（Ｃ）における最大発生濃度Ｄ　　と最小発生濃
度Ｄ　、　との差（Ｄｌ、１８ｘｍａＸ　　　　　　　
　　　　　　　　　　　Ｉ　ｌ　ｎ−Ｄ　、　）を使用
してもよい。

１ｎ 〔発明の効果〕 以」ニ説明したように、この発明の第１の構成によれば
、原画の濃度域に応じて階調変換曲線の湾曲状態を自動
的に決定できることから、原画の特徴を反映させつつ、
経験則にも合致した階調変換曲線を自動的に発生させる
ことができる。

また、第２の構成では、２種類の基準階調変換曲線の合
成比率を濃度域に応じて変化させて第１の構成を実現し
ているため、比較的シンプルな構成で上記効果を得るこ
とができる。

４、図面（７）ｌ！！Ｉ　Ｌｔｌ　’：３　説明第１図
は、この発明の構成の概念を示すブロック図、 第２図は、この実施例が組込まれた製版用スキャナの概
略ブロック図、 第３図は実施例の動作を示すフローチャート、第４図は
実施例の手順を模式的に示す概念図、。

第５図は階調変換曲線作成にあたっての経験則の説明図
である。

１・・・原画、　　　７・・・階調変換回路、Ｄｌｌ・
・・ハイライト点濃度値、 ＤＳ・・・シャドウ点１度値、 Ｆｌ　（Ｄ＞・・・第１の基へ１階調変換曲線、Ｆ２　
（Ｄ＞・・・第２のｌｉ階調変換曲線、Ｋ（Ｄ＞・・・
モデル曲線、 Ｇ（Ｄ）・・・階調変換曲線、 「（ΔＤ）・・・合成比率、 Ｄ・・・濃度値、　Ｑ・・・網％、 ΔＤ・・・濃度域

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像データの階調変換のための階調変換曲線を発
   生する装置であつて、 原画の濃度域を指示するデータを入力し、前記原画の濃
   度域に応じてその湾曲状態が決定されたモデル曲線を発
   生するモデル曲線発生手段と、階調変換座標面上におい
   て、所定のハイライト点とシャドウ点を通るように前記
   モデル曲線を修正して、前記原画に対する階調変換曲線
   を発生する修正手段とを備え、 前記モデル曲線の湾曲状態は、少なくとも上に凸の状態
   と下に凸の状態とを含んだ状態群の中から、前記原画の
   濃度域に応じて選択されることを特徴とする階調変換曲
   線発生装置。
2. （２）前記モデル曲線発生手段は、 あらかじめ準備され、かつ互いに異なる湾曲状態を持つ
   第１と第２の基準階調変換曲線を記憶する記憶手段と、 前記原画の濃度域に応じて、前 記第１と第２の基準階調変換曲線の合成比率の値を特定
   する合成比率特定手段と、 前記第１と第２の基準階調変換曲線を前記合成比率で合
   成し、それによって前記モデル曲線を生成する合成手段
   とを有する、請求項１記載の階調変換曲線発生装置。