JPS6087594A - 画像信号処理装置 - 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】 （技術分野） この発明は、入力画像信号を印写する画像形成装置等に
おいて、入カイη号に対する下限値又は（及び）上限値
を自動的に設定することができる画像信号処理装置に関
する。

（背景技術） カラー画像信号をノ・−トコピーするプリンタ等におい
て紘、再現できる一度範囲に限界があるため、入力画像
信号の入力レベルをある下限値又は（及び）上限値を定
めて正規化した□うえ画像信号を処理することが望まし
い。ところが入力画像信号が濃淡全域にわたって平均的
に分布していることはまれであって、通常は暗い方又は
明るい方のどちらかに分布が偏っている。この後者の場
合に、下限値又は（及び）上限値を固定しておいて正規
化すると、プリントアウトされた画像はやはり暗い部分
又は明るい部分に偏った階調の少ないめシはりのない画
像になってしまう。そこで入力信号に応じて下限値又は
（及び）上限値を調整可能にすることが望ましいが、操
作者が設定つまみ等を操作する手動調整の方法では操作
者の経験と感に左右されるので、つねに最適な調整を保
障することが困難である。

（目的） したがって、この発明は入力画像信号を正規化する際の
下限値又は（及び）上限値を入力信号に応じて自動的、
一義的に設定することを可能にし、操作者の経験や感に
頼らずに正規化を行うことができる画像信号処理装置を
提供することを目的とする。

（実施例による説明） 以下図面を参照して上記の目的を達成するためこの発明
において講じた手段について例示説明する・下記の説明
は、カラープリンタにおいて入力信号に対し下限値及び
上限値を設定し、この下限値及び上限値の範囲内で入力
信号レベルを正規化する例について、この発明の画像信
号処理装置の実施例、この発明の実施例における入力信
号に対する下限値及び上限値を設定する装置の具体例並
びにこの発明のその他の適用例の順序で行う。

（この発明の画像４８号処理装置の実施例）　、（第１
図〜第３図） 第１図はこの発明の画像信号処理装置の全体構成を示す
ブロック図であり、カラーデコーダ１は入力画像信号、
例えばＮＴＳＣ信号をＲ，Ｇ、Ｂの原色信号に分解し、
フレーム記録が可能である媒体、例えばフレームメモリ
２にＲ、Ｇ　、　Ｂ信号を１フレ一ム分記録する。なお
フレームメモリ２０代わシに他の媒体、例えばアナログ
画像記録についてはレーデディスク、ビｒオテー！及び
磁気ディスク等、ん勺変換後のデジタル記録については
フロッピーディスク等の磁気ディスクや磁気デージ等に
記録することもでき、いずれの場合も１フレーム内の有
効画素データが画像処理回路３又はシステムコントロー
ラ６に取り出せるものであればよい。画像処理回路３は
、フレームメモリ２に記録されたデータについて累積輝
度分布を作成し、これによシ入力信号に対する下限値及
び上限値を設定し、この設定値の範囲内でＲ，Ｇ、Ｂ各
データを正規化する。累積輝度分布を作成するには入力
画像信号の輝度信号について輝度分布（輝度レベルのヒ
ストグラム）をめ、その累積曲線をめればよい。なおこ
れらの処理の詳細については、第４図〜第７図を参照し
て後述する。また上記の処理は、システムコントローラ
６内のＣＰＵ及び関連装置によって行うこともできる。

画像処理回路３は、さらに、上記の正規化されたＲ　Ｈ
Ｇ　’ｅ　Ｂデータの〃シマ補正を行−１加法混色の３
原色であるＲ　、　Ｇ　、　Ｂ、信号から減法混色の３
原色であるイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣの信号へ
変換し、またＵＣＲ処理によシブラック信号ＢＫを作ル
出し、使用するインクのにとシ成分を除くためのマスキ
ング処理を行う。

ヘッドドライバ４は、画像処理回路３から出力される前
記のＹ、Ｍ、Ｃ及びＢ　Ｋの濃度データから電圧変換を
行う。この変換された電圧が記録ヘッド５に印加され、
記録が行われる。

システムコントローラ６は、記録ヘッド５に印加する電
圧のタイミング制御をはじめ第１図の装置各部の動作の
タイミング制御、ヘッド送シのだめのキャリッジモータ
７の制御及び被記録体の送シのためのラインフィードモ
ータ８の制御を行う。

こむで第２図及び第３図をも参照して第１図の装置にお
いて入力信号に対する下限値及び上限値を設定する処理
の概略を説明する。すなわち、入力画像信号はカラーデ
コーダ１においてＩｔ　、　Ｇ　。

Ｂの各色信号に分解され、０〜２５５のｒノタルデータ
に変換されてフレームメモリ２に配録される。これらの
色データｄｍ＝ｃ＝８＝２５５で白を示し、その値が大
きいはと明るいことを示している。入力画像信号の輝度
信号ｙｏは、例えばｙｏ　＝０．３ＯＲ＋０．５９Ｇ＋
０．１１Ｂでめられ、この輝度信号に関して、記録すべ
き画像の１フレームの全域にわたシ、例えばＮＴＳＣ信
号では６４０Ｘ４８０ドツトについて輝度レベルの分布
をめると、第２図（４）、　ＣＢ）　、　（Ｃ）の実線
で示す曲線が得られる。なお第２図（Ａ）　、　（Ｂ）
　、　（Ｃ）は、それぞれ輝度分布が中間調部分、暗い
部分、明るい部分に偏った例を示している。これらの曲
線について画像の暗い方からそれぞれ輝度分布を累積し
た累積輝度分布をめると、それぞれ第２図（Ａ）。

（Ｂ）　、　（Ｃ）の破線で示す曲線が得られる。これ
らの図において、横軸上の下限値及び上限値は、それぞ
れ累積値が下から１％及び同じく９９％の点を示してい
る。第３図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）は、それぞ
れ第２図（４）、（Ｂ）　、　（Ｃ）の輝度分布を例え
ば前記の下限値及び上限値の範囲内で０〜２５５に正規
化した曲線を示している。なお実線は、Ｒ，Ｇ、Ｂ各信
号について輝度分布を前記の態様で正規化するのである
が、ここでは説明の便宜上輝度１１号について輝度分布
を正規化したものを示している。

第２滴（５）と第３図（４）との比較から明らかなよう
に、中間調部分に偏った輝度分布について、正規化によ
シ一層広範囲な輝度分布を示し、見かけ上階調表現が大
きい画像になっている。同様に第２図（Ｂ）に示す全体
的に暗い方に偏った輝度分布を有する画像についても、
第３図（Ｂ）に示すように正規化によシ一層広範囲な輝
度分布を示し、やは多階調表現が大きくなっている。第
２図（Ｃ）に示す全体的に明るい方に偏った輝度分布を
有する画像についても、第３図（Ｃ）に示すように正規
化によ多階調表現が大きくなっている。　・ 前記の下限値及び上限値を累積輝度分布曲線上の何饅の
点にすればよいかについては、下限値を５チ以上の点に
すると暗い部分がつぶれ、上限値を９５−以下の点にす
ると明るい部分がつぶれることがあるので、実験的には
下限値は１〜３％、上限値は９９〜９７％程度が妥当な
値である。

（この発明の実施例における入力信号に対する下限値及
び上限値を設定する装置の具体例）（第４図〜第７図） 第４図はこの発明の実施例における入力信号に対する下
限値及び上限値を設定する装置の具体例を示すもので、
第１図との対比では同色の画像処理回路３を詳細に示す
ものである。前記の下限値及び上限値を設定するための
所要の演算処理を行うＣＰＵ及びこれに関連するＲＡＭ
　、　ＲＯＭ等の装置は画像処理回路３に設けてもよく
、あるいはこれらをシステムコントローラ６に設けてこ
れらが画像処理回路３の作動を制御するようにしてもよ
い１が、ここではＣＰＵ等が画像処理回路３に設けられ
ているとして説明する。

第４図において、入力カラー画像信号はカラーデコーダ
１でＲ，Ｇ、Ｈの各原色信号に分解され、〜勺変換器９
で８ビツトデータ（０〜２５５）に変換され、１フレー
ムを縦４８０×横６４０の画素としてフレームメモリ２
上に記録される。フレームメモリ２内のデータは並列１
１０ポート３Ａを経てＣＰＵ　３　Ｂと接続されていて
、その任意の画素データはアドレス（ｘ、ｙ）を与える
ことにょシ自由に読み出し及び書きこみが可能である。

以下フレームメモリ２内のデータを、Ｒ，Ｇ、Ｂ成分ご
とにそれぞれＲデータ（ＸＩＦ）ＮＧデータ（ｘ、ｙ）
、Ｂデータ（ｘ、’ｙ）で表わす。ここにｘ、ｙはそれ
ぞれχ座標上、ｙ座標上の位置を表わし、ｘ　＝　１〜
６４０％　ｙ＋−＝ｌ〜４８０であるとする。またＲＡ
Ｍ　３　Ｃには、輝度レベルの度数分布データや正規化
された累積度数分布データ等が格納され、ＲＯＭＪＤＫ
ｔ；ｔゾ「コダラム等が格納される＠なおヘッドドライ
バ４は第１図のものと同じであって、記録ヘッド５を駆
Ｍノする４５；圧を与えるためのル偽変換器及び増幅器
がＹ、Ｍ、Ｃ及びＢＫ４ｉ号ごとに設けられる。

次に第５図を参照して、前記のＪフレーム全体について
輝度（Ｒ号の輝度分布をめる態様を説明する。第５図に
おいて輝度分布（０〜２５５）は、んΦ変換された（０
〜２５５）の輝度レベルの発生度数を示しておシ、この
データは第４図ではＲＡＭ　３　Ｃに格納されている。

先ずステップ１０１でこの発生度数を示すデータが格納
されているデータエリアをクリアする。次にステラ７″
ｉｏｚで画面全体について行うＸ方向及びＸ方向のルー
プカウントの初期設定を行い、ステップ１ｏ３で輝度レ
ベルをめる。次にステラｆｘｏ４で上′記の輝度レベル
の発生度数に１を加える。ステップ１０５でＸ方向のル
ープカウントを実行し、ｙ〉４８０になれば（ステラｆ
１０６）、次にステップ１０７でＸ方向のループカウン
トを実行し、ｘ＞６４０になれば、１フレ一ム全体につ
いて輝度分布をめる処理が終了する。ステップ１０９は
Ｘ方向のループカウントの初期設定である。

第６図は、前述の□処理でめた輝度分布から入力信号に
対する下ＰＲ値及び上限値を゛める流れ図であって、こ
こではステップ２０１〜２０６で輝度分布の累積度数、
すなわち累計（０〜２５５）をめ、ステップ２０７〜２
１５で入力信号レベルの下限値及び上限値をめている。

ここで累計（２５５）は総累積度数を示し、前述の画素
数については６４０×４８０になる。また前記の下限度
数の１％よシ小さい点及び同じく９９％よシ大きい点と
している。詳しくは、下限値は累計（ループ）を下から
サーチして行き総累積度数のｌ−以上になる直前の輝度
レベルをめ、上限値は累計（ループ）を上からサーチし
て行き総累積度数の９９チ以下になる直前の輝度レベル
をめる。

この実施例では、上記の処理でめた下限値及び上限値を
それぞれＲ，Ｇ、Ｂ信号に対する共通の下限値及び上限
値とする。

第６図にもどって、先ずステラ７″２０１で累計（θ〜
２５５）が格納されているｌｔＡＭ　Ｓ　Ｃ内のデータ
エリアをクリアする。次にステップ２０２で累積度数分
布の初期設定、すなわち輝度がＯである度数の設定をし
、ステ、７’　２０３でループカウントの初期設定を行
う。ステップ２０４でその直前のループに対する累積度
数、すなわち累計（ループ）に当該ループにおける輝度
分イ５（当該輝度レベルの発生度数）を加える。ステラ
ｆ；ｔｏｓでループカウントに１を加え、これらの処理
をループ〉２５５になるまでくシ返す（ステップ２０６
）。

次に下限値及び上限値をめるには、ステップ２０７で下
限値及び上限値の初期設定を、ステラｆ２０Ｂで下限値
をめるためのループカウントの初期設定を行う。ステッ
プ２０９及び２１０での演算を行い、この値が０．０１
よシ小さい間は順次ループカウントに１を加えて上記の
演算をくシ返し、その値が０．０１以上になれば、その
直前のループカウント値を下限値として設定する（ステ
ップ２１１）。次にステラｆ２１２で上限値をめるため
のループカウントの初期設定を行い、ステップ２１３及
び２１４で前記と同様の演算をその値が０９９より大き
い間くり返し、その値が０．９９以下になれば、その直
前のループカウント値を上限値として設定する（ステッ
プ２１５）。

前記の下限値及び上限値に基づいて入力画像信号を正規
化するには、フレームメモリ（第１図。

第４図の２）内のデータ値（Ｏ〜２５５）を芥として の関係式、でめることができ、０〜２５５に正規化され
る。この処理を各原色信号ごとに行うことによシ、各原
色信号ごとの正規化が実行される。

第１図の画像処理回路３０作用として先に述べたガンマ
補正を行うには、例えば、前記の下限値及び上限値の範
囲内で正規化された入力信号について累積輝度分布曲線
を第６図のステップ２０１〜２０６の処理に準じた処で
１１によシ、各原色信号ごとにめ、これらの累積輝度分
布曲線をガンマ補正曲線として各原色信号ごとにガンマ
補正を行えばよい。このようにすれば、情報量の多い部
分の階調表現が可能であって輝度レベルの度数分布にお
いて発生度数の多い部分の階調を上け、少ない部分の階
調を下げることを自動的に行うことができるので、暗い
画像の場合はシャド一部の階調を上げた効果、明るい画
像の場合はノ・イライト部の階調を上げた効果と同等の
効果を奏し、全体として階調表現にすぐれた再生画像を
得ることができる。

を設定する装置の機能グロック図を示すものであシ、図
中下（上）限値とは下限値又は上限値のどちらか一方又
は双方を意味する。

（この発明のその他の適用例） 前述の実施例は、輝度信号について累積輝度分布をめ、
これよシ入力Ｒ、Ｇ　、　Ｂｉ色信号に対する下限値及
び上限値を設定し、その範囲内で正規化を行うものであ
るか、この発明は、前記の下限値又は上限値のどちらか
で方のみを設足し、これを限界として入力信号に対する
正規化を行う場合にも適用できることは、前述の説明か
ら明らかであシ、またＲ、Ｇ、Ｂ信号のほかに前述のＹ
。

Ｍ、Ｃ４ｉ号の正規化にも適用することができ、る。

さらに、この発明は、輝度信号について累積輝度分布を
める代わ多に入力画像信号中の任意の１色（例えばＲ信
号）又は任意の２色（例えばＲ信号及びＧ信号）の信号
について累積輝度分布をめ、これによシ各原色信号につ
いて共通に、又は前記の１色もしくは２色の信号につい
てのみ下限値又は（及び）上限値を設定し、正規化を行
う場合にも適用することができる。

また、白黒画像信号を処理する場合には、入力信号とし
て輝度信号をそのまま７レームメモリ等の記録媒体に記
録すれば前記と同様の処理が可能である。

（効果） 以上詳細に説明したように、この発明によれば、入力信
号について累積輝度分布をめ、この累積輝度分布よシ入
力信号に対する下限値又は上限値のどちらか一方又は双
方を設定するようにしたので、入力画像信号を正規化す
る際に、どのような入力信号に対しても自動的、一義的
に下限値又は（及び）上限値を設定することができ、操
作者の経験や感に頼らずに正規化を行うことができる。

また白黒画像入力又はカラー画像入力のどちらについて
も階調性の大きい表現が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の画像信号処理装置の実施例のブロッ
ク図、第２図（６）、（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ入力
信号が中間調部分、暗い部分及び明るい部分に偏った場
合の輝度分布とその累積曲線とを示す線図、第３図（４
）、（Ｂ）及び（Ｑはそれぞれ°第２図（Ａ）　、　（
Ｂ）及び初に示す入力信号について入力レベルを正規化
した場合の輝度分布を示す線図、第４図はこの発明の実
施例における入力信号に対する下限値及び上限値を設定
する装置の具体例のブロック図、第５図は第４図の装置
において輝度分布をめる処理を説明する流れ図、第６図
は同じく累積輝度分布をめ入力画像信号の下限値及び上
限値を設定する処理を説明する流れ図、第７図は第４図
の装置の機能ブロック図である。 図中１は力２−デコーダ、２はフレームメモリ、３は画
像処理回路、３ＡはＩ１０ポート、３ＢはＣＰＵ、３Ｃ
はＲＡＭ、４はヘッドドライバ、５は記録ヘッド、６は
システムコントローラを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力信号について累積輝度分布をめる手段と、前記累積
   輝度分布よシ入力信号に対する下限値又は上限値のどち
   らか一方又は双方を設定する手段と、 を具える画像信号処理装置。