JPH0652931B2 - 階調変換曲線発生装置 - Google Patents

階調変換曲線発生装置

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JPH0652931B2
JPH0652931B2 JP63165365A JP16536588A JPH0652931B2 JP H0652931 B2 JPH0652931 B2 JP H0652931B2 JP 63165365 A JP63165365 A JP 63165365A JP 16536588 A JP16536588 A JP 16536588A JP H0652931 B2 JPH0652931 B2 JP H0652931B2
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康雄 来栖
国雄 友久
卓 坂本
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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、原画の濃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オペレータの経
験に頼るところが大きかった。
〔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〕
この発明は上述の課題に対処してなされたものであっ
て、原画の濃度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全濃度範囲にわたる
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、原画濃度と複製網点%または複製濃度値と
の関係を示す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
段とを備えている。
そして、前記モデル曲線発生手段が、(a)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、(b)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性手段と、(c)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
を有しており、前記合成によって、前記モデル曲線の湾
曲状態が、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の構成の階調変換曲線発生装置は、前記原画
の濃度ヒストグラムに基づいて前記濃度域を求め、この
濃度域を指示するデータを前記モデル曲線発生手段に与
える濃度域検出手段をさらに備えている。
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量を総称す
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概念で
「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
濃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、濃度域によって定まる合成比率で2種類の基準階
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。
また、第2の構成では原画の濃度ヒストグラムに基づい
て濃度域を求める濃度域検出手段をさらに備えることに
より、濃度域の検出もまた自動的かつ正確に行われる。
〔実施例〕
A.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
が、後述するようにその内部処理はこの発明に応じた固
有のものとなっている。このスキャナでは、階調性を有
する原画1の画像が画素ごとに走査読取装置2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においてシ
ェーディング補正された後、セレクタ5に与えられる。
後述するセットアッ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、実動作時には階調変換回
路7側を選択している。階調変換回路7はRAM8を有
しており、RAM8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ピュータ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、後述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17
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.基準階調変換曲線基準工程 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)〜(f) 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、互いに異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F(D),F
(D)を準備し、それらを表現するデータをメモリ1
5にストアしておく(Dは濃度変数)。この実施例で
は、F(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、F(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、Dmax はあらかじめ想定される原画の出現
濃度最大値を示す。
C.合成比率関数準備工程 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Dとハイライト点濃度値Dとの差: ΔD≡D−D …(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) からわかるように、この合成比率f(ΔD)
の値は、あらかじめ定めた定数値ΔD,ΔD(ΔD
<ΔD)とΔDとの大小関係に従って、 第1区間:0≦ΔD<ΔD …(2) では定数(最大値)fmax となり、 第2区間:ΔD≦ΔD<ΔD …(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:ΔD≦ΔD …(4) では“0”の定数値をとるように定められている。ただ
し、この実施例では、 fmax =2.0 …(5) 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ΔDは、関
数f(ΔD)の値が、1.0となるような臨界農度域値
を示している。
D.濃度値D,D決定工程 次のステップS3では、原画1をプリスキャンして、原
画1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
トグラム計数回路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Y,Y
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,Yにそれぞれ対応する一対の濃度値
を、それぞれハイライト点濃度値Dおよびシャドウ点
濃度値Dとする。なお、第4図(c) において、
min ,Dmax はそれぞれ、原画1の最小発生濃度,最
大発生濃度である。
E.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D,Dに基づき、濃
度域: ΔD=D−D …(6) を算出する。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Δ
Dの値を入力することにより、具体化された合成比率f
(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F(D),F(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S5)。
K(D)={1−f(ΔD)}F(D)+f(ΔD)F(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つまり原画1の濃度域が狭濃度域: 0≦ΔD<ΔD …(8) に属するときには、第4図(d) によってf(ΔD)>
1.0であり、(7) 式によって、F(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K
(D))。
一方、広濃度域: ΔD<ΔD …(9) では第4図(d) よりf(ΔD)<1.0であり、(7) 式
右辺におけるF(D)とF(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(e) 中のK(D))。
さらに、これらの間の臨界濃度域: ΔD=ΔD …(10) では、f(ΔD)=1.0であり、(7) 式より、K
(D)は直線となる(第4図(e) のK(D))。
このように、上記の態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、および直線の3種類の中でそのひとつ
が選択される。なお、第4図(d) からわかるように、 ΔD<ΔD<ΔD …(11) の範囲内では、曲線K(D)の曲率の絶対値も変化す
る。
F.階調変換曲線の発生 次にこのようにして得られたモデル曲線K(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,Q) …(13) を通るように修正し、それによって階調変換曲線G
(D)を得る(ステップS6,第4図(f))。ただし、
およびQは、経験的に見出されたハイライト点網
%およびシャドウ点網%であり、あらかじめメモリ15
にストアされている。具体的には、この修正は次の(14)
〜(17)式を用いて実行される。
G(D)={ΔQ・K(D)+Δ(QK)}/ΔK …(14) ΔQ≡Q−Q …(15) Δ(QK)≡QK(D)−QK(D) …(16) ΔK≡K(D)−K(D) …(17) 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。このようにして得られた階調変換曲線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のセットアップを完
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、その詳細説明は省略する。
G.実施例の特徴と変形例 階調変換曲線G(D)は、(14)〜(17)式からわかるよう
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曲線G(D)の湾曲状態へと
反映する。このため、ポジ出力の場合、狭濃度域の原画
に対しては階調変換曲線G(D)は下に凸となり、広濃
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、狭濃度域の原画に対しては
下に凸の曲線G3E(D)であり、広濃度域では上に凸の
曲線G1E(D)であり、その中間では直線的曲線G
2E(D)となっていることが、発明者の解析によって判
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。
ところで、この実施例の装置では、全濃度範囲にわたる
モデル曲線K(D)の湾曲状態が原画の濃度域に応じて
定まるということに注意されたい。すなわち、合成比率
f(ΔD)は濃度値Dに依存しない定数であるから、そ
の合成比率は濃度値Dの全範囲に共通であって、全濃度
範囲にわたるモデル曲線K(D)の湾曲状態が原画の濃
度域に応じて定まることになるわけである。
もし、モデル曲線K(D)の局所的(部分的)な湾曲状
態のみを原画の濃度域に応じて変化させるような場合に
は上記のような経験則を満足するような結果を得ること
はできないが、この発明のように全濃度範囲にわたる湾
曲状態を対象とすることによってはじめて上記経験則を
満足させることができる。
既述したように階調変換曲線G(D)は、モデル曲線K
(D)のスケーリングとシフトとを通じて得られ、必要
に応じて第4図(f)のように有限の濃度値DH、DSにお
いてQ=0%,100%に飽和するような加工をするこ
ともできる。したがって階調変換曲線G(D)について
はDH≦D≦DSの範囲のみその湾曲状態が原画の濃度域
を反映しており「全濃度域」の湾曲状態が原画の濃度域
を反映しているわけではないが、これはこの発明の趣旨
に反しない。すなわち、この発明では階調変換曲線G
(D)を生成する基礎としてのモデル曲線K(D)にお
いて全濃度域にわたる湾曲状態が原画の濃度域によって
定まればよく、最終的な階調変換曲線G(D)において
は部分的な変形が施されていてもそれは本質ではない。
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、狭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、この発明では2種類の基準階調変換曲線F
(D),F(D)の合成を行い、それによって、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
の中からモデル曲線の濃度域全体にわたる湾曲状態を選
択するという処理を達成しているが、これらの基準階調
変換曲線F(D),F(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、F(D)
を下に凸の曲線としてもよい。マンセルカーブなども利
用できる。合成も、(7) 式のような線型合成でなくても
よい。
さらに、上記実施例では、濃度域ΔDとしてハイライト
点濃度値Dとシャドウ点濃度値Dとの差(D−D
)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Dmax と最小発生濃度Dmin
との差(Dmax −Dmin )を使用してもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、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、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。
また、第2の構成では、原画の濃度ヒストグラムに基づ
いて濃度域を求める濃度域検出手段をさらに備えること
により、濃度域の検出もまた自動的かつ正確に行われ、
熟練したオペレータを必要としないだけでなく、オペレ
ータの個人差の影響を受けないという効果もある。
【図面の簡単な説明】
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、 D……ハイライト点濃度値、 D……シャドウ点濃度値、 F(D)……第1の基準階調変換曲線、 F(D)……第2の基準階調変換曲線、 K(D)……モデル曲線、 G(D)……階調変換曲線、 f(ΔD)……合成比率、 D……濃度値、Q……網%、ΔD……濃度域
フロントページの続き (72)発明者 来栖 康雄 京都府京都市上京区堀川通寺之内上る4丁 目天神北町1番地の1 大日本スクリーン 製造株式会社内 (72)発明者 友久 国雄 京都府京都市上京区堀川通寺之内上る4丁 目天神北町1番地の1 大日本スクリーン 製造株式会社内 (72)発明者 坂本 卓 京都府京都市上京区堀川通寺之内上る4丁 目天神北町1番地の1 大日本スクリーン 製造株式会社内 (72)発明者 滝田 進弘 大阪府大阪市北区天満橋1丁目5番9号 大日本スクリーン製造株式会社大阪テクニ カルセンター内 (56)参考文献 特開 昭63−2463(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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って、 原画の濃度域を指示するデータを入力し、前記原画の濃
    度域に応じて全濃度範囲にわたる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、 原画濃度と複製網点%または複製濃度値との関係を示す
    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、 前記モデル曲線発生手段が、 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
    とを有し、 前記合成によって、前記モデル曲線の湾曲状態が、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. 【請求項2】前記原画の濃度ヒストグラムに基づいて前
    記濃度域を求め、この濃度域を指示するデータを前記モ
    デル曲線発生手段に与える濃度域検出手段をさらに備え
    る、請求項1記載の階調変換曲線発生装置。
JP63165365A 1988-06-30 1988-06-30 階調変換曲線発生装置 Expired - Lifetime JPH0652931B2 (ja)

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