JP2844480B2 - 画像の階調変換法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、電子製版などにより連続階調の白黒または
多色原稿画像から色分解などの工程を経て網点階調の白
黒または多色印刷画像などの複製画像を作成する時に用
いられる画像の階調変換法に関する。特に、画像の階調
の調整（階調の修正、変更を含む）を通じて印刷画像な
どの網点階調画像の画質を任意、かつ合理的に調整する
ことができる画像の階調変換法に関するものである。

（従来の技術とその問題点） 本発明は、後述するように印刷画像のみならず、デジ
タル的に再現されるプリンタ画像、コピー画像、CRT画
像など複製画像の一般技術、基礎技術として利用される
ものである。ここでは説明の便宜上、複製画像の作成に
おいて、最も代表的な産業分野である印刷を例にとって
従来技術とその問題点について説明する。

周知の通り、原稿画像から印刷画像を製作する上にお
いて、その中核的な技術は色分解（カラーセパレーショ
ン）技術である。

前記色分解技術において、現在、その作業用具として
エレクトロニクス、コンピュータなど近代的技術を採り
入れて製作されたスキャナー（モノクロ、カラーを含
む。以下同じ。）を利用しているものの、本質的には、
依然として、雲闇的経験と勘に基づいており非科学的か
つ非合理的な技術である。当業界において、今日でさ
え、色分解作業は工業かそれとも工芸か、との議論がな
されていることは、その事実を如実に物語っている。

これを更に説明すると、従来の色分解技術はカラー写
真の処理技術、写真的マスキング法を中心に開発された
ものである。即ち、その色分解技術は、印刷画像の形成
に対する基本的な考え方が写真画像処理技術に傾き過ぎ
ており印刷画像の本質や印刷画像作成の生産工程に対す
る理解、検討、解析に欠けるところがある。このため、
従来の色分解技術は、写真の処理技術という観点からの
色分解技術だけが検討、改良の対称となり、印刷画像形
成の最初の工程に位置し印刷画像の品質に決定的な影響
を与える画像の階調の変換およびそれに続く印刷画像の
階調と色調さらには色に対する調整、修正、変更などの
技術は研究、検討、改良の対称の外に置かれる結果とな
り、したがって、依然として、それらの技術は人間の経
験と勘に基づいたままでいるという基本的な誤りを犯し
てしまっている。

現在、色分解作業において近代的な作業用装置である
スキャナーを使いながら、その作業操作の中核となる網
点特性曲線（モノクロ・スキャナーではトーン・カー
ブ，カラー・スキャナーではカラーセパレーション・カ
ーブ，色分解特性曲線などといわれている。以下、同
じ。）の設定技術が、いまなお、スキャナー・メーカー
の経験によって作られスキャナーの記憶装置に記憶され
ている数個の同特性曲線の中から必要最適なもの（但
し、これが十分に満足するものであるかどうかは保証の
限りでない）を選び出して作業をするとか、あるいは各
スキャナー・ユーザーが自社の作業条件に最も適したと
思われる同特性曲線を経験や勘に基づいて作りこれをス
キャナーの記憶装置に記憶させておき、必要なときにこ
れを呼び出して作業をするということが行なわれてい
る。

このことはスキャナーを使いながら、現在の色分解技
術は、本質的に、人間の経験と勘に基づいていることを
示す好例である。

このように、モノクロ・スキャナー、カラー・スキャ
ナーなどの電子的製版技術システムにおいて、高度なメ
カニズムを採用しているものの、スキャナーの作業操作
の中核となる網点特性曲線自体を、科学的かつ合理的に
作るということについては全く、無関心であるのが現状
である。このスキャナーの作業操作の中核となる網点特
性曲線を科学的かつ合理的に作るということが、実は、
画像階調の変換などを科学的、合理的に行なうための必
須的前提要件なのである。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、前記した従来の色分解技術の欠点、限界を
解決かつ打破し、科学的で合理的な色分解技術を確立す
ることを目的とする。

本発明者らは、先に網点階調である印刷画像を形成す
るに際して、その作業の中核となる網点特性曲線を科学
的に設定するとともに、このように科学的に設定した網
点特性曲線を利用して画像の階調変換を行なう技術とし
て特願昭62−148912号（USP 4,811,108号）、該画像の
階調変換技術を応用した製版技術として特願昭62−1652
31号（USP 4,833,546号）、該画像の階調変換技術を応
用した網点面積パーセントの管理法として特願昭62−19
8302号などを提案したところである。

また、本発明者らは前記した網点特性曲線の設定技術
を、原稿画像が標準的画質をもつ標準原稿はもとより、
オーバーやアンダー露光などの非標準原稿にも対応させ
ることができるように昇華させる技術として特願昭63−
114599号、同63−207326号、更に網点特性曲線の設定時
に原稿画像の濃度情報を利用する技術体系から、原稿画
像を構成する被写体からの光量（露光量）に関する画像
情報値を利用する技術体系とするものとして特願平１−
135825号などを提案したころである。

本発明は、これら提案に関連するものであり、原稿画
像の階調変換と同時にあるいはそれに引き続いて行なわ
れる階調の調整（階調の修正、変更を含む。）に関する
ものである。即ち、当初設定した網点特性曲線により製
作される印刷画像の階調を所望するものに合理的に変換
するための技術を提供しようとするものである。別言す
れば、本発明は従来の非合理的な経験と勘に基づく階調
の変換、調整技術を科学的で合理的な階調の変換、調整
技術に置き換えることを目的とするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明を概説すれば、本発明は、任意に所望した網点
階調画像を製作するための連続階調画像を網点階調画像
へ階調変換する画像の階調変換法において、 （ｉ）階調変換を行なうための原稿画像のＨ部（最明
部）からＳ部（最暗部）に至る画像情報値と網点面積％
の相関関係を律する基本網点特性曲線を、初期設定条件
に基づいて下記〈階調変換式〉を運用して設定するこ
と、 （ii）前記基本網点特性曲線による階調変換にかえて、
所望の網点階調を有するように階調変換するために、階
調の調整を行なう領域を設定するための管理点を、前記
Ｈ〜Ｓに至る画像情報値内に少なくとも１つ設定するこ
と、 （iii）前記管理点により区分される領域毎に、下記
〈階調変換式〉を次のように運用して各領域毎の個別網
点特性曲線を決定すること； （イ）各管理点に所望する網点面積％の数値を隣接する
一方の個別網点特性曲線を決定するためのy_S値，他方の
個別網点特性曲線を決定するためのy_H値とすること、 （ロ）隣接する個別網点特性曲線を決定するためのγ値
として、所望の値を採用すること、 （ハ）所定の階調の調整領域において、各管理点に設定
される所望の網点面積％の数値、及び個別網点特性曲線
を決定するためのγ値の少なくとも一方は、基本網点特
性曲線上の当該管理点における網点面積％数値及び基本
網点特性曲線を決定するために用いたγ値と異なるもの
であること、 （iv）前記のようにして決定した個別網点特性曲線を統
合してＨ〜Ｓに至る階調調整用の網点特性曲線とし、該
階調調整用網点特性曲線のもとで連続階調画像を網点階
調画像が階調変換すること、 以上よりなることを特徴とする画像の階調変換法に関
するものである。

〈階調変換式〉 以下、本発明の構成について詳しく説明する。なお、
引き続いて本発明の画像の階調変換法を印刷画像の製作
を例にとって説明する。

本発明の画像の階調変換法は、大きく区分して二つの
網点特性曲線の設定を通して進められる。

第一番目の網点特性曲線の設定はカラー写真などの連
続階調である原稿画像を網点階調である印刷画像に科学
的かつ合理的に変換するために、前記した（ｉ）のプロ
セスにより階調調整の基本となる網点特性曲線（以下、
この特性曲線を基本網点特性曲線と称す。）を設定する
ことである。前記原稿画像のＨ部〜Ｓ部に至る基本網点
特性曲線は、本発明の〈階調変換式〉（１）を、各パラ
メータの初期設定条件（y_H,y_S,γに設定される値）のも
とで運用することにより設定される。

第二番目の網点特性曲線は、前記第一の基本網点特性
曲線をベースにして、どの原稿画像の濃度情報に関連す
る画像情報値（これは後述するように濃度計で測定され
る濃度値であったり、あるいは写真濃度特性曲線を利用
して該濃度値から求めた露光量に関する画像情報値であ
ったりしてもよい。）のレンジにおいて、階調を調整
（修正、変更を含むものである。）するかを決めること
により設定される（以下、この特性曲線を階調調整用網
点特性曲線という。）即ち、第二番目の階調調整用網点
特性曲線は前記した（ii）〜（iii）のプロセスによっ
て設定される。

本発明の第一番目の基本網点特性曲線の設定技術は、
本発明者らの提案した先の出願（特願昭62−55831号、
同62−148912号など）に詳しく述べられているので、こ
こではこの要点のみを言及することにする。

本発明の第一番目の基本網点特性曲線の設定において
用いられる前記〈階調変換式〉（１）は、以下に示すよ
うに合理的に導出されたものである。即ち、網点階調の
印刷画像の製作においては、階調変換を規定する関係式
（方程式）が、印刷用紙と印刷インキの反射濃度の数値
を基礎として、印刷画像のＨ（最明部、ハイライト部）
とＳ（最暗部、シャドウ部）に置きたいと所望する網点
の大きさを任意に選びながら、原稿画像上の任意の管理
標本点（Ｘ）の基礎濃度値（ｘ）から印刷画像上の対応
した管理標本点（Ｙ）における網点の網点面積パーセン
トの数値（ｙ）を求めるように定式化されることが望ま
しい。

前記した網点面積パーセントの数値（ｙ）を求める関
係式は、一般に認められている濃度公式（写真濃度、光
学濃度）、即ち Ｄ＝log^Io/I＝log^l/T から誘導したものである。

この濃度Ｄに関する一般公式を、製版・印刷に適用す
ると次のようになる； ここで、 である。

そしてこの製版・印刷に関する濃度式（Ｄ′）に、前
述したように作成する網点階調画像の最明部最小網点面
積パーセント（y_H）と最暗部最大網点面積パーセント
（y_S）の数値を任意に設定しながら、連続階調である原
稿画像上の任意の管理標本点（Ｘ）における基礎濃度値
（ｘ）と、これに対応した網点階調である印刷画像上の
管理標本点（Ｙ）における網点の網点面積パーセントの
数値（ｙ）を関連づけるという要請を組込み、理論値と
実測値が近似的に合致するよう関係式を誘導する。この
結果、以下に示す網点面積％の数値（ｙ）を決定する関
係式が得られる。

〈関係式〉 なお、上記関係式において、各パラメータのうち、
β,kを β＝10^−γ ｋ＝γ／（原稿画像のＳ部とＨ部における濃度情報に
関連した画像情報値の差） γ＝任意の数値 で運用することにより、極めて汎用性の高いものとな
る。なお、この点は（発明が解決しようとする問題点）
の項で説明した本発明者らの先に提案した特許出願に詳
しく開示されているところである。

そこで、前記のようにして誘導した〈関係式〉におい
て、α＝1.0とする場合、常に、最明部及び最暗部に予
定した通りの（予め決定した通りの）網点面積％値
（ｙ）を設定することができる。

このことは、次の点から明らかなことである。即ち、
最明部（Ｈ）において、定義からしてｘ（基礎濃度値）
＝0,最暗部においてｘ＝（原稿画像の濃度情報に関連し
た画像情報値）となることから明らかなことである。な
お、前記のように〈関係式〉を運用すること（α＝１と
して運用すること）は、全く合理的なものである。とい
うのは、当業界において濃度計を用いて画像の濃度情報
を入手しようとする際、常に印刷用紙の白度を基準にし
て濃度計の零（０）点調整を行なうようにしているから
である。

本発明の画像の階調変換法は、前記したα＝１とした
ときに誘導される〈階調変換式〉（１）のもとで合理的
に行なおうとするものである。本発明の〈階調変換式〉
（１）は前記したα＝１の関係がビルトインされている
ため、階調調整用網点特性曲線を設定するとき、各隣接
する個別網点特性曲線をトーンジャンプさせることなく
連続的に接続させることができる。

また、本発明の〈階調変換式〉（１）により設定され
る網点階調曲線は、関係式の特質からして明らかである
が、γ値をプラス数とすることにより該曲線の形状を上
に凸状に、一方γ値をマイナス数とすることにより該曲
線の形状を下に凸状に変化させることができる。即ち、
γ値により所望の階調に調整することができるものであ
る。

本発明においては、以上の〈階調変換式〉（１）の特
質を利用しつつ合理的に所望する階調特性をもつ印刷画
像を製作することができる。即ち、前記（ｉ）の基本網
点特性曲線の設定プロセスに引き続き、これとの有機的
関係のもとでどのレンジの階調を調整（修正，変更を含
む。）するかを決定し、前記（ii）（iii）のプロセス
により個別網点特性曲線を求めるとともに、階調調整用
網点特性曲線を設定し、最後に（iv）のプロセスにより
該階調調整用網点特性曲線のもとで連続階調画像（原稿
画像）を網点階調画像（印刷画像）へ階調変換すればよ
いだけである。

本発明により階調の調整を行なう態様は特段に制限を
受けるものでない。例えば、前記（ii）のプロセスにお
いて階調の調整領域を管理するための管理点は次のよう
にして設定される； （１）．原稿画像のハイライト部を強調またはハイライ
ト部を抑制するように設定する。

（２）．原稿画像のシャドウ部を強調またはシャドウ部
を抑制するように設定する。

（３）．原稿画像の最明部から中間部濃度域のみを強調
または抑制するように設定する。

（４）．原稿画像の中間部から最暗部濃度域のみを強調
または抑制するように設定する。

（５）．原稿画像の最明部から中間部濃度域を強調する
とともに、中間部から最暗部濃度域も強調するように設
定する。

（６）．原稿画像の最明部から中間部濃度域を抑制する
とともに、中間部から最暗部濃度域も抑制するように設
定する。

（７）．ハイライト部を強調または抑制するもの、シャ
ドウ部を強調または抑制するもの、最明部から中間部濃
度域を強調または抑制するもの、中間部から最暗部濃度
域を強調または抑制するもの、最明部から中間部濃度域
を強調するとともに中間部から最暗部濃度域も強調する
もの、最明部から中間部濃度域を抑制するとともに中間
部から最暗部濃度域も抑制するもの、から選ばれる複数
を組み合わせるように設定する。

以上、説明したように管理点の設定個数は所望により
いくつでも設定することができる。本発明において、前
記管理点は原稿画像のＨ〜Ｓに至る画像情報値内で任意
に設定され、該管理点により階調の調整領域が管理され
る。このようにして階調の調整領域が決定されると、各
管理点に所望の網点面積％値を設定するとともに所望の
γ値のもとに前記（iii）のプロセスにより個別網点特
性曲線が求められる。そして、該曲線はプロセス（iv）
により階調調整用網点特性曲線に統合される。

次に、本発明の前記〈階調変換式〉（１）のもとで展
開される画像の階調変換法において、原稿画像から入手
され、かつ前記〈階調変換式〉（１）においてｘ値（基
礎濃度値）の計算の基礎とされる濃度情報に関連した画
像情報値の具体的内容について説明する。

本発明は、連続階調を網点階調へ変換するための中核
となる科学的かつ合理的な階調の変換技術の開発におい
て、原稿画像の濃度情報を適切な網点情報に変換するこ
とを第一義的に重要視するものである。印刷画像をはじ
め各種の複製画像の製作において、色の補正（カラーコ
レクション）も重要であるが、本発明は階調の調整（グ
ラデーションコントロール）を第一義的に重視するとい
う考え方に立脚している。この考え方が、前記した〈階
調変換式〉（１）に反映されていることはいうまでもな
いことである。

従って、本発明において原稿画像から入手すべき基礎
情報は、濃度及びそれに関連する画像情報値である。

本発明の前記した〈階調変換式〉（１）の運用におい
て、ｘ値（基礎濃度値）の算出に使われる原稿画像の濃
度情報値に関連した画像情報値は最広義に解釈されるべ
きである。例えば、原稿画像から濃度計で測定した濃度
値そのものがある。原稿画像がカラーまたはモノクロ写
真である場合、透過濃度でも反射濃度でもよいことはい
うまでもないことである。また、濃度計からの濃度値だ
けでなく、光電変換したあとの電流値や電圧値など原稿
画像の濃度値に関連する物理量であればいかなるものも
使用することができる。

特に、本発明において原稿画像の濃度情報値に関連し
た画像情報値として、以下に説明する原稿画像を形成し
ている本来の原像、即ち被写体（実景）から入射される
記録媒体への光量に関する物理量は極めて重要な意味を
有する。

周知の如く、原稿画像は種々の記録媒体に記録された
媒体画像である。例えば、写真原稿の場合、写真感光剤
という記録系において被写体（実景）からの光量、即ち
露光量により写真感光剤が黒化して画像の濃度を形成す
るものである。このほか、記録媒体としてはCCDなどの
光導電体や光電面、光や磁気ディスクなどがあり、それ
ぞれの記録系の感光特性により画像の濃度が形成され
る。しかし、これらの原稿画像をなす媒体画像において
注目しなければならないことは、媒体画像の濃度情報は
記録系の感光特性に依存したものであるということであ
る。

本発明者らは先に、各種の記録媒体に記録された媒体
画像の画像の階調変換技術として、原稿画像の濃度情報
値から記録系の感光特性に左右されない光量に関する情
報値を求め、これを前記した〈階調変換式〉（１）に適
用するという新規な画像の階調変換技術を提案した（特
願平１−135825号、同１−212118号）。この新しい画像
の階調変換技術は、従来の直接、原稿画像から入手され
る濃度情報をベースとした画像の階調変換技術より原稿
画像の再現性などに優れているものである。

前記した媒体画像の濃度情報値から光量に関する情報
値は、当該記録系の光量と濃度に関する特性曲線により
容易に求めることができる。例えば、写真原稿の場合、
縦軸（以下Ｄ軸という。）を濃度値（Ｄ値＝log^Io/
I）、横軸（以下Ｘ軸という）を露光量（Ｅ）の対数値
（logE）とする座標系で表わされる写真特性曲線（phot
ographic characteristic curve）を関数化すれば、Ｄ
値から露光量に関する物理量（以下、Ｘ値という。）を
容易に求めることができる。他の記録媒体に記録された
媒体画像においても、同様にして光量に関する物理量を
求めればよい。本発明において、これら光量に関する物
理量を、濃度情報値に関連した画像情報値と位置づけし
ている。

前記した写真画像のＤ値からＸ値を求める具体例を下
記に示す。なお、この光量値をベースにした画像の階調
変換技術が後述する実施例で採用されるので、以下の説
明はその理解を助けるものである。

前記した写真特性曲線として、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）を採用
し、その数式化を行なった。なお、数式化の方法は特段
に制限を受けるものではなく、写真特性曲線を忠実に数
式化すればよい。結果を第１表に示す。

また、Ｆ社製フジクロームの数式化の結果を第２表に
示す。

なお、EK社製エクタクローム64の数式化にあたり、各
乳剤層ごとに、即ちＲ、Ｇ、Ｂの各乳剤層ごとに写真特
性曲線を数式化した。また、各表にはＤ軸上のカラー原
稿濃度（D_n）を、Ｘ軸上の値（X_n）に変換するに際し
て、D_nの各区分毎にX_nを求める数式が示されている。

これらの写真特性曲線の数式化により、写真感光乳剤
の特性に左右された濃度値（D_n値）から、より被写体に
接近した露光量に関連した物理量（X_n値）を容易に入手
することができる。

前記のようにして求めた露光量に関するX_n値を利用し
て、〈階調変換式〉（１）によりｙ値（網点面積％値）
を決定することができる。即ち、ｙ値とX_n値（但し、基
礎濃度値とする。）の相関を示す網点特性曲線、色分解
カーブが得られる。本発明者らは、Ｄ軸の濃度情報値に
立脚して得られるものをＤ軸色分解カーブ、Ｘ軸の露光
量（光量値）に関する画像情報値に立脚して得られるも
のをＸ軸色分解カーブとして両者を区別しており、後者
は前者より多くの優れた面を有する色分解技術である。

印刷画像を製作する場合、そのほとんどが（一般にＣ
版,M版,Y版,K（墨）版の四版が一組と考えられてい
る。）により製作されている。本発明の前記〈階調変換
式〉（１）を運用し、それぞれのＤ軸またはＸ軸色分解
カーブを設定して画像の階調変換を行なうには、次のよ
うにすれば良い。前記〈階調変換式〉（１）は多色製版
のうち、一番重要な版であるＣ版を合理的に決めるとい
う観点から導出されている。従って、前記〈階調変換
式〉（１）の運用により導出されるのはＣ版用のＤ軸ま
たはＸ軸色分解カーブであり、その他のＭ版,Y版用のＤ
軸またはＸ軸色分解カーブはグレーバランスやカラーバ
ランスを維持するように当業界において周知の適切な調
整値を乗じることにより決めればよい。また、Ｋ（墨）
版用のＤ軸またはＸ軸分解カーブはC,M,Yインキの消費
量を減らす観点などから当業界の常法に従って決めれば
よい。

本発明の画像の階調変換法は、前記したようにカラー
印刷画像の製作に対してだけ適用されるものではなく、
後述するようにその応用範囲は極めて広い。即ち、光、
電磁波などの情報伝達メディアを利用し実体画像の画像
情報を撮影または撮影変換した画像情報値に、加工を加
えて再生画像の出力情報を得る全ての分野に適用するこ
とができる。

従って、それぞれの複製画像を製作するシステムに適
合するように画像の階調変換法を運用しなければならな
いことはいうまでもないことである。

本発明の画像の階調変換法の応用面を、これまで特に
印刷画像の製作との関連で説明してきたが、その応用面
は、こと印刷画像の製作に限定されるものではない。

即ち、本発明の画像の階調変換法の応用例としては、 （イ）既に詳しく説明した凸版、平版、網点グラビヤ、
シルク・スクリーンなどの印刷画像、あるいは、ドット
の大きさを変える（多値化）ことができる溶融転写型感
熱転写画像などにみられる網点（ドット）の大きさで複
製画像の階調や色調を表現しようとする場合（これは面
積階調法ともいわれる。）はもとより、 （ロ）昇華転写型感熱転写画像、（銀塩利用）熱現像転
写画像、コンベンショナル・グラビヤ画像などにみられ
る一定面積の画素当り（例えば１ドット当り）に付着さ
せる印刷インキなどの顔料、染料（色素）などの濃淡に
より階調や色調を表現しようとする場合（これは濃度階
調法ともいわれる。）、 （ハ）デジタル式の複写機（カラーコピーなど）、プリ
ンター（インキジェット式、バブルジェット式など）、
あるいはファクシミリなどにみられる一定面積当りの記
録密度、例えばドット数、インキの粒や数や大小などを
変化させることにより階調を表現しようとする場合（こ
れは、前記（イ）の面積階調と類似したものであ
る。）、 （ニ）ビデオ信号、テレビ信号、ハイビジョン信号など
の画像情報に関する電気信号より、単位面積の輝度の強
弱を調整して画像を表現するCRT画像やこれから階調の
ある印刷物やハードコピーなどを得ようとする場合、 （ホ）前記したほぼ同等の濃度（輝度、照度）領域にお
ける原稿画像と複製画像との間の画像の変換処理の場合
だけでなく、空間的、輝度的、波長的および時間的不可
視域における撮影、例えば原画像のコントラストが極め
て低いため原画像と複製画像との間の濃度域差が小さ
い、低照度領域における画像情報の入力変換（高感度カ
メラによる撮像など）の場合（このような場合、画像の
階調の変換というより画像のコントラストの強調変換に
力点がある。）、 （ヘ）Ｘ線写真などの検査のための医療用精密画像にお
いて、被写体（患部、病巣など）のコントラストを任意
に変更して診断をより正確に行なおうとする場合、 （ト）指紋、IDカード用指紋の検出においてコントラス
トを任意に変更して検出を正確に行なおうとする場合、 （チ）この他、濃度表示とともに網点面積％などをも表
示させるようにした濃度・階調変換機構つき濃度計、色
分解事前点検用（例えば校正用カラープルーフ）や色分
解教育用シュミレータなどの印刷関連機器など、 に応用することができる。

本発明の画像の階調変換法を、前記した種々の応用分
野に適用するには、それぞれの分野において、原稿画像
の濃度情報値あるいは被写体（実体画像）の濃度情報に
関連した画像情報値（例えば光量値，露光量値）を各種
応用分野の機器の画像変換処理部（階調変換部）で前記
〈階調変換式〉のもとで処理し、その処理値であるｙ値
（階調強度値）に対応させて機器の記録部（記録ヘッ
ド）の電流値や電圧値、あるいはその印刷時間などを制
御し、網点面積、一定面積（１画素）当りのドット数、
一定面積（例えば１ドット）当りの濃度などを変化させ
て任意に階調を調整した網点階調などの複製画像を出力
するようにすれば良い。

例えば、本発明の画像の階調変換法を用いて、網点階
調画像である印刷画像の原版、すなわち印刷用原版を製
作するには、当業界において周知である既存システムを
利用すれば良く、市販の電子的色分野装置（カラー・ス
キャナー、トータル・スキャナー）等の色分解・網かけ
機構に、本発明の画像の階調変換法を組み込むことによ
り達成される。

（実施例） 以下、本発明の画像の階調変換法をカラー原稿画像か
らカラー印刷画像を製作する実施例により更に詳しく説
明するが、本発明は実施例のものに限定されない。

（実施例１） 実施例１において、基本網点特性曲線（所定のＸ軸色
分解カーブ）をベースにして、任意に所定する階調（グ
ラデーション）をもつ印刷画像を製作することができる
階調調整用網点特性曲線の設定の仕方を説明する。

（ｉ）基本網点特性曲線（所定のＸ軸色分解カーブ）の
設定 Ｘ軸上のＸ値（以下、光量値ともいう。） レンジ＝0.00〜2.500（DR−Ｘ＝2.50） y_H＝５％ y_S＝95％ γ＝0.90％ を与件として〈階調変換式〉（１）を運用して基本網点
特性曲線を設定した（後述する第１図〜第４図にこの特
性曲線を図示した）。基本網点特性曲線の設定データ
（ｙ値）は、後述する第４表に示される。

（ii）階調調整用網点特性曲線の設定 前記のようにして得た基本網点特性曲線を参考にし
て、どのレンジ（Ｘ軸上の光量値に関するX_n値のレン
ジ）をどのように階調調整するかを予め決定した。な
お、本実施例においてはＸ軸上の光量値レンジ0.00〜2.
50を三つのレンジに区分してそれぞれに個別の網点特性
曲線を求めるようにした。

第３表に、それぞれの階調調整レンジに設定した条件
を示す。

第３表に示されるように、基本網点特性曲線に対し、
種々の階調調整のケースを考えて条件設定がなされてい
る。即ち、（１）基本網点特性曲線に対し、特にハイラ
イト部の階調を調整しようとするケース、（２）基本網
点特性曲線に対し、特にシャドウ部の階調を調整しよう
とするケース、（３）基本網点特性曲線に対し、ハイラ
イト部とシャドウ部の階調を調整しようとするケース、
（４）前記（３）に関連するが、（３）のケースよりも
強くハイライト部とシャドウ部の両者の階調を調整しよ
うとするケース、について条件の設定がなされている。

第３表において、各記号は次のことを意味する； X_H……各レンジにおける最明部（Ｈ）の光量値 X_S……各レンジにおける最暗部（Ｓ）の光量値 DR−Ｘ……光量値域値（レンジ値）＝X_S−X_H y_H……各レンジのＨ部に設定される網点面積％値 y_S……各レンジのＳ部に設定される網点面積％値 DR−ｙ……各レンジにおける網点面積％域値（レンジ
値）＝y_S−y_H γ……各レンジに個別網点特性曲線を設定するための
γ値。

なお、γ＝0.50は正数の値、 は負数の値を意味する。

第３表の設定条件により〈階調変換式〉（１）のもと
で計算された階調調整用網点特性曲線の設定データを第
４表〜第７表に示す。そしてこれらの設定データをもと
に階調調整用網点特性曲線を図示すると第１図〜第４図
のようになる。これらの結果から、基本網点特性曲線の
階調特性を任意にかつ合理的に調整し得ること、即ち、
階調調整に不可欠な階調調整用網点特性曲線を合理的に
得ることが判る。

（実施例２） 本実施例においては、製版実務において典型的な基本
網点特性曲線（Ｘ軸色分解カーブ）、及び該特性曲線に
調整を加えた典型的な階調調整用網点特性曲線（階調調
整用Ｘ軸色分解カーブ）を示すこととする。

（ｉ）基本網点特性曲線の設定 本実施例で使用したカラーフィルム原稿は、EK社製
（エクタクローム64）、４″×５″のＤ値から求めたＸ
値のレンジ（光量値レンジ）が0.00〜2.50の室内静物で
あった。基本網点特性曲線の設定資料を第８表に示す。

（ii）階調調整用網点特性曲線の設定 本実施例においては、階調を光量値域0.00〜0.30,0.3
0〜1.80,1.80〜2.50の三つの領域で調整した。本実施例
における階調調整は、ハイライト部とシャドウ部のコン
トラストを強調する点にあった。階調調整用網点特性曲
線の設定資料を同じく第８表に示す。

なお、第８表に基づいて基本及び階調調整用のＸ軸色
分解カーブを図示すると第５図のようになる。

（iii）画質評価 色分解用のカラースキャナとしてマグナスキャンＭ−
645（クロスフィールド社製）を使用して色分解を行な
った。また色校正はクロマリン校正機（デュポン社製）
によりカラー校正印刷画像を製作し、画質の評価を行な
った。結果は、予め決定した階調調整の内容に沿うもの
であり、十分に満足のいくものであった。

（実施例３） 本実施例においては、ハイキーであるカラー原稿を用
いて階調調整する方法について説明する。本実施例にお
いて使用するハイキー原稿とは、典型的には結婚記念写
真である。即ち、花嫁のウエディングドレス、花婿のモ
ーニングにみられるごとく、白と黒が同居するカラー写
真を原稿とする場合、特に白（ハイライト領域）の微妙
な階調（織柄，レースの絵柄，シシュウの絵柄など）を
再現することが極めて困難である。

（ｉ）基本網点特性曲線の設定 前記したハイキーのカラー原稿である結婚記念写真と
してEK社製（エクタクローム64）、４″×５″のＤ値か
ら求めたＸ値のレンジ（光量値レンジ）が0.25〜2.80の
ものを使用した。基本網点特性曲線の設定条件を第９表
に示す。

（ii）階調調整用網点特性曲線の設定 本実施例においては、花嫁のウエディングドレス部の
微妙な階調を忠実に再現させるように配慮した。実施例
２の好ましい結果も考慮して階調を光量値域0.2500〜0.
5560,0.556〜2.0860,2.0860〜2.800の三つの領域で調整
することにした。階調調整用網点特性曲線の設定資料を
同じく第９表に示す。第９表には、光量値領域0.25〜2.
80を0.00〜2.55に調整したあとの光量値に対する網点面
積％値（ｙ値）が示されている。

なお、第９表に基づいて基本及び階調調整用のＸ軸色
分解カーブを図示すると第６図のようになる。

（iii）画質評価 実施例２と同様にして色分解と色校正を行なったが、
十分に満足のいくもので、ウエディングドレス部の微妙
な階調はもとより、モーニング部の階調も低下させるこ
となく、ハイキーな階調を十分に再現したものを製作す
ることができた。

〔発明の効果〕 本発明の画像の階調変換法は、当初、設定した基本網
点特性曲線に基づいて製作される印刷画像などの複製画
像の階調を合理的に調整（修正、変更を含む。）するこ
とができる。

即ち、基本網点特性曲線のどのレンジにおいて階調調
整を行なうべきかが決定されると、その要求度に対応し
た階調調整用の網点特性曲線を合理的に設定することが
できる。

このことは、現在、連続階調の原稿画像から網点階調
の印刷画像などの複製画像を製作するうえで、中核とな
る合理的な階調の変換技術を開発しきれていないこと、
従って作業者の経験と勘に大きく依頼して複製画像が製
作されたりその階調の調整が行なわれている現状を鑑み
ると、本発明は極めて大きな貢献をなすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第一実施例の画像の階調変換法によ
り設定されたハイライト部の階調を調整するための網点
特性曲線を図示したものである。 第２図は、本発明の第一実施例の画像の階調変換法によ
り設定されたシャドウ部の階調を調整するための網点特
性曲線を図示したものである。 第３図は、本発明の第一実施例の画像の階調変換法によ
り設定されたハイライト部とシャドウ部の階調を調整す
るための網点特性曲線を図示したものである。 第４図は、本発明の第一実施例の画像の階調変換法によ
り設定された第３図とは別の態様のハイライト部とシャ
ドウ部の階調を調整するための網点特性曲線を図示した
ものである。 第５図は、本発明の第二実施例により設定された基本及
び階調調整用の網点特性曲線を図示したものである。 第６図は、本発明の第三実施例により設定された基本及
び階調調整用の網点特性曲線を図示したものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−3477（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−167580（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−166968（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−57066（ＪＰ，Ａ) 特公 平６−14683（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平６−14682（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平６−91612（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平５−64909（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平６−34499（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平５−47156（ＪＰ，Ｂ２) 特許2743070（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/46 H04N 1/60

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】任意に所望した網点階調画像を製作するた
   めの連続階調画像を網点階調画像へ階調変換する画像の
   階調変換法において、 （ｉ）階調変換を行なうための原稿画像のＨ部（最明
   部）からＳ部（最暗部）に至る画像情報値と網点面積％
   の相関関係を律する基本網点特性曲線を、初期設定条件
   に基づいて下記〈階調変換式〉を運用して設定するこ
   と、 （ii）前記基本網点特性曲線による階調変換にかえて、
   所望の網点階調を有するように階調変換するために、階
   調の調整を行なう領域を設定するための管理点を、前記
   Ｈ〜Ｓに至る画像情報値内に少なくとも１つ設定するこ
   と、 （iii）前記管理点により区分される領域毎に、下記
   〈階調変換式〉を次のように運用して各領域毎の個別網
   点特性曲線を決定すること； （イ）各管理点に所望する網点面積％の数値を隣接する
   一方の個別網点特性曲線を決定するためのy_S値，他方の
   個別網点特性曲線を決定するためのy_H値とすること、 （ロ）隣接する個別網点特性曲線を決定するためのγ値
   として、所望の値を採用すること、 （ハ）所定の階調の調整領域において、各管理点に設定
   される所望の網点面積％の数値、及び個別網点特性曲線
   を決定するためのγ値の少なくとも一方は、基本網点特
   性曲線上の当該管理点における網点面積％の数値及び基
   本網点特性曲線を決定するために用いたγ値と異なるも
   のであること、 （iv）前記のようにして決定した個別網点特性曲線を統
   合してＨ〜Ｓに至る階調調整用の網点特性曲線とし、該
   階調調整用網点特性曲線のもとで連続階調画像を網点階
   調画像へ階調変換すること、 以上よりなることを特徴とする画像の階調変換法。 〈階調変換式〉
2. 【請求項２】濃度情報に関連した画像情報値が、原稿の
   濃度情報値である請求項第１項に記載の画像の階調変換
   法。
3. 【請求項３】濃度情報に関連した画像情報値が、カラー
   またはモノクロ写真原稿の写真濃度である請求項第１項
   に記載の画像の階調変換法。
4. 【請求項４】濃度情報に関連した画像情報値が、カラー
   またはモノクロ写真原稿の写真濃度特性曲線より求めた
   露光量値に関連したものである請求項第１項に記載の画
   像の階調変換法。
5. 【請求項５】濃度情報に関連した画像情報値が、原稿画
   像を記録している媒体の画像濃度と被写体からの光量値
   の相関を律する濃度特性曲線から求めた被写体の光量値
   に関するものである請求項第１項に記載の画像の階調変
   換法。
6. 【請求項６】階調の調整領域を管理するための管理点
   が、原稿画像のハイライト部を強調またはハイライト部
   を抑制するように設定される請求項第１項に記載の画像
   の階調変換法。
7. 【請求項７】階調の調整領域を管理するための管理点
   が、原稿画像濃度域のシャドウ部を強調またはシャドウ
   部を抑制するように設定される請求項第１項に記載の画
   像の階調変換法。
8. 【請求項８】階調の調整領域を管理するための管理点
   が、原稿画像濃度域の最明部から中間部濃度域のみを強
   調または抑制するように設定される請求項第１項に記載
   の画像の階調変換法。
9. 【請求項９】階調の調整領域を管理するための管理点
   が、原稿画像濃度域の中間部から最暗部濃度域のみを強
   調または抑制するように設定される請求項第１項に記載
   の画像の階調変換法。
10. 【請求項１０】階調の調整領域を管理するための管理点
    が、原稿画像濃度域の最明部から中間部濃度域を強調す
    るとともに、中間部から最暗部濃度域も強調するように
    設定される請求項第１項に記載の画像の階調変換法。
11. 【請求項１１】階調の調整領域を管理するための管理点
    が、原稿画像濃度域の最明部から中間部濃度域を抑制す
    るとともに、中間部から最暗部濃度域も抑制するように
    設定される請求項第１項に記載の画像の階調変換法。