JPH0257066A - 画像の階調変換方法 - 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】 ［発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、絵画、モノクロやカラー写真などの印刷用原
稿や複写用原稿、泥像管やＣＣＤに蓄積されている被写
体に関覆る画像情報など（以下、これらを総称して「原
画像」という。）から、印刷画像などのハート画像やＣ
ＲＴ（ビデオ〉画像などのソフト画像（光による一過性
の表示画像）など（以下、これらを総称して「複製画像
」という。）を作成するときの、叩ら原画像から複製画
像を作成するときの新規な濃度領域にａ３ける画像特性
の変換処理法とそれを利用した機器に関するもので必る
。

更に詳しくは、複製画像を作成するとき、原画像の濃度
領域におεプる画像特性（以下、「画質」という。）か
非標準的なものを標準的な画質の濃度特性に変換して、
変換後の温度特性情報を新規なく階調変換式〉のもとて
処理し、常に所望した画質の複製画像を安定的に得る画
像の階調変換法、ならびに該画像の階調変換法を利用し
てなる各種の複製画像を得るための機器に関するもので
ある。

（従来の技術とその問題点） 原画像から複製画像を作成するときの画質の変換処理技
術において、原画像の調子（原画像の階調と色調をいう
。以下同じ。）を再現性良く、必るい（は所望の画質を
備えた複製画像に変換覆ることがてぎ基礎技術が確立さ
れていないのか現状で゛ある。

別言すれば、原画像の複製画像にお（」る調子再現、あ
るいは所望した画質を備えた複）畳画像の作成において
、その基本ともなる［画像の）開度領域にお（プる非線
形変換処理技術」が、全く人間の経験と勘に依存しでお
り、非科学的、非合理的なものである。

ここに言う、「画像の）開度領域における非線形変換処
理技術」　（以下、「画像の濃度領域におりる変換処理
技術」、あるいは単に「画像の階調変換処理技術」とい
う。）は、空間領域におりる画像処理、空間周波数領域
にｉ１５＆ブる画像！ｌ！！ｌｌ！埋、所りの画像の統
計的手法による画像処理、あるいは所与の画像のパター
ン解析などに係る画像特性の処理技術とは根本的に相違
する領域の技術であり、むしろ、前記諸画像処理技術の
基礎となる技術である。

これを少し具体的な技術、例えば原画像としてのカラー
フィルム原稿から複製画像である印刷画１象を作成する
場合について考察すると、原稿画像の最明部から最暗部
に至る濃度特性を合理的に把握する着意をもたず、ざら
に原稿画像と印刷画像の画像′１″！■性の相関関係を
決定するとぎ（印刷画像Ｌ） の作成の場合、連続階調の原稿画像と網点階調の印刷画
像の相関関係を決定することであり、通常「（色）分解
カーブの設定」といわれている。）、全く人間の経験と
勘に依存している。

このため、画像の階調変換処理に関する諸問題、より具
体的には、印刷画像の作成における非標準的な画質をも
つカラーフィルム原稿の色分解に係る諸問題、カラー複
写機などのディジタル画像処理装置の機能拡充にともな
うソフトならびにハードウェア機構の複雑化の問題、写
真画象焼何における露光量制御機構の性能の限界の問題
、テレビ画像などの輝度画像の画質調整機能の高度化対
策の問題、レーザープリンター、インキジェットプリン
ター、サーマルプリンターなどにお（プる作業的規則性
をもつスムーズな階調の２値（網点階調、多値を含む。

）画像の作成の問題、低照度領域における撮像技術の時
間および撮像機構の制約の克服の問題、画像を応用した
各種検査および管理装置などの機構の簡素化の問題、画
像情報の伝送量の減少化の問題、画像処理装置一般の機
構の簡素化と性能の向上とコストの低減化の問題など、
すべての問題の根源は、基本的には、原画像についてそ
の最明部から最暗部に至る濃度特性を合理的に把握して
いないこと、および原画像と複製画像の２つの画像を相
関させる手段、方法を人間の経験と勘に依存しているこ
とにある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明者らは、原画像から複製画像を作成するときに用
いる、現在の画像の濃度領域における画像の変換処理技
術は、原画像、例えば複製画像である印刷画像を作成す
るときの写真原稿について、その最明部から最暗部に至
る濃度特性を合理的に把握していないこと、及び画像特
性の変換処理の基本となる、両画像（原稿画像と複製画
像）の相関関係の決定が人間の経験と勘に依存したまま
であること、という基本認識をもっている。

このような基本認識のもとで、先に本発明者らは、前記
濃度領域における画像の階調変換技術を科学的、合理的
なものとするため、特定の階調変換式を用いて前記両画
像の画像特性の相関関係を決定する提案を行なった（特
願昭６２−１４８９１２号、特願昭６３−１１４５９９
号参照）。

しかしながら、本発明者らのその後の研究の結果、前記
した特定の階調変換式のもとて行なう画像の階調変換処
理技術は、標準画質のカラーフィルム原稿をスキャナー
により色分解して製版したり、他の画像処理を行なう場
合には極めて効果的であるが、非標準的な画質のカラー
フィルム原稿などに対しては合理的に対応することがで
きないことが判明した。即ち、これら非標準的画質をも
つ原稿から所望の画質の複製画像を作成するには、試行
実験を必要とすることが判明した。

本発明の目的は、原画像の濃度領域における画像特性が
標準的なものであろうと非標準的なものであろうと、そ
の画像特性に左右されることなく、常に確実に、所望し
た画質を備えている複製画像を作成することができる画
像の階調変換法を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明を概略すれば、本発明は、原画像を階調変換して
複製画像を作成するにあたり、（ｉ）　　原画像の最明
部′ａ度値（Ｈｎ）及び最暗部濃度値（Ｓｎ）、ならび
に該Ｈｎ〜Ｓｎに至る個別濃度特性曲線ｆＤｎ　　（Ｘ
）（ｌＥｌしｘは原画像及び複製画像の濃度（Ｄ＞と相
関する露光量などの物理量を示ず。）を規定するととも
に、（ｉｉ）　　人間の視覚感覚にとって適切な画質の
複製画像を与える基準原画像の最明部濃度値（Ｈｏ）及
び最暗部濃度値（Ｓｏ）、ならびに該Ｈｏ〜Ｓｏに至る
基準濃度特性曲線、ｆＤｏ　（Ｘ）を規定し、 （ｉｉＤ　　次いで前記個別濃度特性曲線、ｆＤｎ　　
（Ｘ）を基準濃度特性曲線、ｆＤｏ　（Ｘ）に調整する
とともに、原画像上の任意の画素の濃度情報値Ｄｎに対
応する調整後の濃度情報Ｄｏを求め、（ｉｖ）次に、前
記のようにして得られる原画像上の任意の画素の濃度情
報値Ｄｎに対応する調整後の濃度情報値Ｄｏに基づき、
下記く階調変換式〉を用いて濃度領域にあける画像の階
調変換を行な］Ｏ うこと、 を特徴と覆る画像の階調変換作業、ならびに前記画像の
階調変換法を画像処理部に組込／υだ各種の複製画像を
作成Ｊるための機器に関するもので必る。

く階調変換式〉 １月 以下、本発明の構成について詳しく説明り−る。

（１）本発明の前記したく階調変換式〉の開発過程につ
いて。

ます、本発明のく階調変換式〉の開発過程について説明
する。前述したように、本発明者らは、先に印刷画像等
の複製画像を作成するときの画像の階調変換り法につい
て提案した（特願昭６２−１４８９１２号参照）。

ここにおいて、本発明者らは画像の階調変換処理技術か
ら人間の経験や１ｉＪＪを排除するために、該技術の基
本となる原画像と複製画像の２つの画像特性の相関関係
を決める時、斜字的かつ合理的にその相関関係を決める
ことかできる特定のく変換式〉により画像の階調変換作
業を行なうことを提案した。

本発明の技術的構成は、この先に提案した画像の階調変
換処理技術を更に一般化した関係にあり、先に提案した
階調変換時に用いられろく変換式〉の誘導過程は、本発
明の技術的構成の理解を深めるために有用であると考え
る。

従って、まず、先に提案した印刷画像などの複製画像を
作成するときの画像の階調変換時に用いる、く変換式〉
の誘導過程から説明する。なお、ここでは複製画像とし
て、その最適な代表例である多色印刷画像の作成に的を
絞って説明する。

印刷物の作成時において写真製版カメラ等を使い、連続
階調のカラー写真原稿から網点階調の印刷画像を作成す
るとき、あるいは電子的色分解装置（モノクロ・スキャ
ナー、カラー・スキャナー）を使ってカラー写真原稿か
ら色分解作業を行なう時に、原稿画像の階調を連続階調
から網点階調に変換しな（プればならないことは周知の
ことでおる。

その際、次の点を質点しな【プればならない。

印刷画像である網点階調画像において、・印刷画像の温
度階調を表現り゛るための具体的構成要素か「網点の面
積」と「インキの反則濃度」の２つであること、 ・経験上、前記「インキの反則温度」のファクターにつ
いては、印刷版上の最明部ＨおＪ：び最暗部Ｓにおりる
網点を正しく印刷用紙上に古川させて印刷をする、いわ
ゆる適正な印刷を行なうという条件下では、印刷機上で
加減できるインキの量は適性インキ量を中心として士約
１０％でおるか（ものによっては画質や墨文字をよくす
るために、黒板では士約２０％も加減することがあるが
）、インクのけが階調や色調を変化させる度合が小さい
こと、・経験上、人間の視覚感覚は「網点面積」パーセ
ン１〜における１％の差異をも濃度差として容易に識別
する能力をもっており、その精度は濃度計よりも優れて
いること、また製版及び印刷作業工程において同一網点
にお【プる面積度動量は数１０％にも及ぶこと、 という客観的事実及び経験則を考えると、網点階調画像
である印刷画像の作成において網点の面積の管理か極め
て重要であることがわかる。

また、前記したことと関連して写真製版作業においては
、原稿画像の品質内容が千差万別であること、写真製版
作業に続く印刷画像形成工程が多様であり、しかもそれ
ぞれの工程はそれぞれの工程なりの作業特質を持ってい
ること、印刷画像を表現する印刷用紙などの基（Δ及び
印刷インキなどを色材の特質か多様でおること、ならび
に印刷物発注者の印刷画像に対する品質評価基準か一様
でないことなどの背景を抱えている。

従ってこれら写真製版、印刷に係る複ｉ′４Ｆで不安定
な要因を吸収し克服するためには、カラーフィルムなど
の連続階調画像である製版用原稿画像を網点階調画像で
ある印刷画像に変換するにあたって、作成する網点階調
画像（印刷画像）における最明部最小網点（ｙｌｌ）と
最暗部最大網点（ｙｓ＞を所望のものに任意に選択する
ことが出来、しかも最明部から最暗部に至る画像の階調
を所望した通りの階調に、合理的でしかも簡単に設定し
調整管理することができる手だてを設けることが是非と
も必要である。

このような考え方に立脚して、本発明者らは下記に示さ
れる〈変換式〉を理論的に、かつ製版実務と整合するよ
うに導出した。なお、ここで注意を喚起すると、下記の
印刷画像の作成時に使用するく変換式〉は、本発明のく
階調変換式〉と−見して同じようであるが、各項の意味
や数値とりに重要な相違があることである。この点は後
述することにして、下記のく変換式〉の導出過程につい
て更に説明する。

〈変換式〉 真濃度、光学濃度）、即ら Ｄ＝　ｌ　ｏｇ■０／Ｉ−ｌ　ｏｇ１／Ｔから誘導した
ものである。

この濃度り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。

製版・印刷における濃度（Ｑ”）＝ｌｏｇ　　■。

■ 前記した網点階調である印刷画像の作成時に用いられる
網点面積パーセントの数値（ｙ＞を求める〈変換式〉は
、一般に認められる濃度公式（写本発明はこの製版・印
刷に関する濃度式（Ｄ’″）に、前）ホした連続階調画
像−「の任意の標本点における基彰１胎度１直（美）と
、これに対応した網点階調画像上の標本点にあ（プる網
点の網点面積パーセン１〜の数値＜ｙ＞どの関連づりの
要請を組込み、理論値と実測値が近似的に合致覆るよう
に、前記く変換式〉を誘導したものである。

前記く変換式〉を印刷画像を作成するときの画像の階調
変換方法に適用する場合、印刷用紙の反射率（α）、印
刷インキの表面反則率（β）、及び印刷画像部１哀域７
／原稿画像濶磨域の比（化）の数値を基礎として、印刷
画像の１１とＳに置きたいと所望する網点の大きさ（眉
ｌ、ンＳ）を任意に選びながら、原稿画像上の任意の標
本点（Ｘ）の基礎濃度値（１）から印刷画像上の対応し
た標本点（Ｙ）にあ（プる網点の網点面積パーセン１〜
の数値（ン）を求めるように運用される。

これにより原稿画像（連続階調画像）の濃度階調を印刷
画像（網点階調画像）トに１：１に忠実に再現さμるこ
とかできる。

尚、多色製版（一般にシアン（○）、マレ′ンタ（Ｍ）
、イエロー（Ｙ）、墨（Ｂｌ　）の４版で１組と考えら
れている）の場合、基準となる版（多色製版の場合、周
知の如くシアン版（Ｃ）が基準の版となる。）の作業基
準特性曲線、即ち原稿画像の濃度情報値を印刷画像の細
点面積値に変換りるための基準となる網点階調特性曲線
か決まれば、ぞの他の色版の網点階調特性曲線は、基準
となった版の７の値に印刷インキ各色のグレー・バラン
ス比に基づく適切な調整数値を乗するＣとにより、常に
合理的に決めることか出来る。即ら画像の階調変換を前
記く変換式〉に塁づいて行なうならば、多色印刷におり
る印刷画像の階調と色調の調整、管理を合理的に行なう
ことかできる。

本発明者らは、以上のようにして求めたく変換式〉を用
いることに依り、従来の経験と勘に頼る画像の階調変換
方法から脱却して、合理的に画像の階調の変換を行なう
ことかでき、かつ階調と密接不可分の関係にある色調に
ついても合理的に変換Ｊ−ることかできることを、先に
提案した１゜しかしなから、その後の伺究においで前記
く変換式〉の運用において、一定の限界かあることが判
明した１、 その限界とは、原稿画像か非標〈目的晶質であるもの、
特に極端に悪い品質内容のもの（例えば、写真岡像時の
露光かオーバーまたはアンダーであるもの）に−１−分
に対応することができないことである。

このような限界事項に有効に対応するため、本発明者ら
（Ｊ、別ＭＴ値の導入にＪ、り前記〈変換式〉中のβ値
と４値を規定する方法を提案したか（特願１１７６３−
１１／１５９９尼参照）、γ値自体の決定に試行実験の
繰り返（）か必要−Ｃ市るため、十全なものではない。

従って、γ値自体を定数化できる画像の階調変換処理技
術を６イ「立すること（Ｊ、画像処理の自動化、省力化
にｉ魚めて重要なことである。勿論、そのような階調変
換処理技術にａ３いて、印刷画像の画質を意識的に☆化
ざ−けたいとき【ｊｌ、）′値どじて定数個以外の所定
の値を採用ヅ−ることかてさるという自由１宴かＴｉ（
ｒ保されていな（すれは４１らないことはいうま−Ｃ゛
もない。

（ｉｉ）　　本発明のく階調変換式〉による画像の階調
変換処理について 本発明のく階調変換式〉を用いて画像の階調変換処理を
行なうとぎには、原稿画像の品質内容か標準的なもので
あろうと、非標準的なものでおろうと原稿画像の画質の
如何にかかわらず有効に対応することかでき、所望の画
質をもつ複製画像（印刷画像）を常に、安定的に１ｑる
ことかできる。

前記（１）項で説明した、本発明者らの先に提案したく
変換式〉の運用上の問題や限界事項を整理Ｊると、 ０）原稿画像の濃度特性曲線（カラーフィルム原稿の場
合には、画像濃度を形成させるために７Ｊｔ′ｌえられ
る物理的処理量、叩ら露光量と形成された画像濃度との
相関を示す曲線をいう。）が、直線ないしは略直線的な
曲線である場合には、科学的かつ合理的に画像の階調変
換を行なうことができるが、それ以外の場合（前述した
ように、この場合が常態なのＣある１、）には有効・ｌ
旧こ限界があること、 ■）製版メーカー等に入稿される原稿画像の濃度特性曲
線（以下、個別濃度特性曲線という。）を、まず所望す
る任意の画質の印刷画像を与えるための基準となる濃度
特性曲線（以下、基準濃度特性曲線という。）に調整し
、次いて調整後の濃度情報に基づいて〈変換式〉を運用
するという技術的構成か組込まれていないこと、 に必る。

以上の点を勘案すると、画像の階調変換処理において、
原稿画像の品質内容、具体的にはその濃度特性曲線（個
別濃度特性曲線）かどのようなものであるかを認識し、
それを合理的に規定することの重要性かわかる。

本発明者らは、この問題を解決するためにカラフィルム
原稿において、その写真感光材料の濃度特性曲線（前記
した露光量と感光濃度との相関曲線をいう。以下、これ
を基本濃度特性曲線という。〉は、現像処理条件か一定
の場合（現像条件が一定かつ安定していることは、当業
界において周知のことである。）、一つしか存在しない
ことに注目した。即ち、写真感光材料の基本濃度特性曲
線上に、与えられた原稿画像の最明部と最暗部の二つの
濃度値を特定することにより、与えられた原稿画像の個
別濃度特性曲線を規定することかできる。なお、前記し
たことは印刷画像を得るときの原稿画像のほかに、他の
複製画像、即ち静電画像、レーザーコピー画像、インキ
ジエラ１〜画像などのハード画像や７７１〜画像を作成
するとぎの原画像についても同様にいえることでおる。

カラーフィルム原稿画像から印刷画像を作成する場合、
その基礎となる最明部濃度値（Ｈ＞と最暗部濃度値（Ｓ
）を含む前記した基本濃度特性曲線は、写真感材メーカ
ーが技術情報としてユーザに提供しているものを使用す
ればよい。この基本濃度特性曲線の一例として、後述す
る実施例では第１図に示されるものが採用される。この
基本濃度特性曲線に関する画像情報は、ハード、ソフト
何れの形態であるとを問わない。

原稿画像のＨおよびＳの濃度を含む個別濃度時性曲線は
、合理的に規定されたものであれば、例えば、前記した
写真感光材メーカーの発表している写真感材の基本濃度
特性曲線の情報に限定されるものではなく、ハードであ
るとソフトであるとを問わす、どのような技術情報であ
ってもよい。

本発明においては、前記く階調変換式〉の運用にあたり
前記個別濃度特性曲線を、所望する適切な画質の複製画
像を与えるための基準となる原稿画像の濃度特性曲線、
即ち基準温度特性曲線に調整しなければならない。

次に、前記基準濃度特性曲線の規定について説明する。

一般に、ある画像処理技術のもとて所望する画質の複製
画像を、常に安定的に与える基準となる原稿画像の基準
）製度特性曲線は、前記した基本濃度特性線上の所定の
領域（レンジ）を規定したものである。この場合、基本
濃度特性曲線上において、基準濃度特性曲線は前記個別
濃度特性曲線と相違した領域（レンジ）のもので必るこ
とはいうまてもない（この状況は、後述する第２図によ
り示される。〉 しかしながら、本発明においては、基準温度特性曲線を
基本濃度特性曲線上に求めなくても、所望の画質を備え
た複製画像を作成するために別の濃度特性をもつ曲線を
採用してもよいことはいうまでもない。

即ち、前記基準濃度特性曲線は、基本濃度特性曲線上の
所定の領域（レンジ）において規定することができるほ
が、直線的濃度特性曲線、あるいは直線部と曲線部を有
する濃度特性曲線などとして規定されてよい。より具体
的には、現在技術の常法になっている、標準画質である
カラーフィルム原稿画像の濃度特性曲線をもって、基準
）開度特性曲線とすることもよく、また、ユーザーの好
み、スキャナーの特徴、フィルムから版材への網点の転
移率、印刷におけるドラ１〜ゲイン、画像の性質や利用
目的などを考慮して曲線の形や曲線の数を任意に設定す
ればよい。

次に、前記した二つの濃度特性曲線の調整の方法につい
（説明り−る、。

前記した二つの曲線、即ち個別）；持度特性曲線と基準
濃度特性曲線は、例えば関数化できるものであるから個
別濃度特性曲線を基準濃度特性曲線に数学的処理などに
より調整（これには、完全に適合させる場合を含む。）
させることかできる。個別！脇度特性曲線を基準濃度特
性曲線に接合させる場合、例えば基本濃度特性曲線上に
、それぞれ最明部濃度値（ｌ−ｔ　ｏ　、　１−Ｉｎ　
）　、Ｒｉ昭部）！持度値（Ｓｏ。

Ｓｎ　）を含む基準濃度特性曲線、個別濃度特性曲線を
規定した場合、両者を整合・調整Ｊ−るに（ユ基本）開
度特性曲線が前述したように関数で規程されるため、数
学的処理または数学的処理を基本とした画像処理を行な
えばよく、画像の階調変換は、全く合理的に遂行される
。その数学的処理の方法、手段は複数通り考えられるが
、最も経済的で、簡便なしのを選んで使用すればよい。

なお、個別濃度特性曲線を基準濃度特性曲線に調整さけ
るための仕組、手段、方法は前記した数学的処理のほが
、電子Ｌ１−学的処理方式、デープル参照方式、］ンバ
夕変換による）成域的な処理など、いずれの調整方法を
も採用することかできる。

以上の通り、本発明の前記したく階調変換式〉を使用す
ることを前提として、原稿画像の画質を決める個別濃度
特性曲線を規定するとともに、所望の画質を備えた複製
画像（印刷画像）を作成−するための要イ４１を満たす
基準濃度特性曲線を設定し、その両者を数学的処理など
の合理的方法によって結びつりる４１らば、原稿画像か
標準画質のしのであると否とに係りらり゛、とのＪ、う
な画質の原稿画像からでも、前記く階調変換式〉にｃｔ
）けるＴ値を定数化して、営に、確実に、所望した画質
をもつ複製画像を作成することかできる。Ｔ値を定数化
できることの意義（なあ、印刷画像の画質を任意に変化
ざじたい場合は、Ｔ値として所定の値をとりうるという
自由度かｆ（ｆ保されていること（Ｊ、前）ホした通り
である。）は重要で、前記く階調変換式〉の項のほとん
どを定数化できること、従ってく階調変換式〉の計算・
しそのための機構も簡略化できることを意味する。

次に、本発明の前記く階調変換式〉の運用面などの特質
について説明する。

本発明の前記く階調変換式〉の運用にＪ５いて、濃度情
報値とは原画像（本発明は、前記したように印刷画像を
作成するときのカラー写真原稿に限定されない。）の各
画素のもっている温度に関する物理量を反映するもので
必ればいずれても良く、最広義に解釈されるべぎである
。同義晶としては、反射温度、透過濃度、輝度、強度、
光量、振幅、電流・電圧値、印刷画像の網点面積バーセ
ンｉ−の数値などがある。

本発明の前記く階調変換式〉の運用にεｍ３いて、次の
ように変形して利用りることはもとより、任意の加工、
変形、誘導するなどして使用することも自由で必る、。

ノーハ（＋Ｅ　（１Ｔｏ　−”　Ｃｆ　（Ｄｏ　　Ｈａ
）　１）　　ｆノ。−５１Ｈ〉前記の変形例は、α・−
１としたものである。これは、例えば印刷画像を衣用す
るために用いられられる印刷用紙（基（Δ〉の表面反射
率を１００％としたものでおる。αの値としては、任意
の値を取り得るが、実務上１．０として構わない。この
ことはビデオ画像／よとの輝度画像においても同じであ
る。

また、前記変形例（α−１，０）によれば、印刷画像上
の最明部１−１に’ｊ　［−１を、最暗部Ｓに７ｓを予
定した通りに設定することかでき、これは本発明にあい
（大ぎな特徴をなしている。このことは、複製画像（印
刷画像）十の最明部Ｈにおいては、定義によりｆ　（Ｄ
ｏ　　Ｈｏ）＝Ｏとなること、また最暗部Ｓにおいては
ｆ　（Ｄｏ−Ｈａ）＝　（基へ（画像濃度域）となるこ
と、即ち、 （４・（ｆ　（Ｄｏ　−１−１ｏ　）　）で、−４・（
ｆ　（Ｄｏ　−Ｈｏ　）　）　＝−γとなることから明
らかである。このように、本発明のく階調変換式〉（α
−１の変形例）を利用するに当り、常に予定した通りの
７１１とンＳを印刷画像上に設定することかできること
は、利用者か作業結果を考察する上で（かめて重要なこ
とである。例えば、印刷画像にあ（プるｙ、＋−＋とハ
に所望する値を設定し、γ値を変化させると（但し、α
−１，０）、各種の多色製版時の作業基準特性曲線、即
ち色分解特性曲線（これは網点階調特性曲線ともいわれ
る。）か得られる。そして、これらの色分解特性曲線の
もとで得た印刷画像をγ値との関係で容易に評価するこ
とかできる。

また、本発明の前記く階調変換式〉をベースとした画像
特性の変換処理力は、原稿画像の階調や色調の再現、即
ち原稿画像の調子を複製画像（印刷画像）に１：１に再
現さ仕るうえで極めて有用であるが、その有用さはこれ
に限定されるものではない。本発明の前記く階調変換式
〉は、原稿画なるものでよい。）、更にはン＋−＋、ｙ
−ｓ値を適宜選択することにより原稿画像の特性を合理
的に変更したり修正したりするうえで極めて有用なもの
である。本発明においては、「画像特性の変換」をこの
ように広義に解づ−へきである。

本発明の前記く階調変換式〉の運用を、これまで特に印
刷画像の作成との関連で説明してきたが、その応用面は
、こと印刷画像の作成に限定されるものではない。

即ち、本発明のく階調変換式〉の応用面としては、 （１）既に詳しく説明した凸版、平版、網点グラビヤ、
シクル・スクリーンなどの印刷画像、あるいは、ドツト
の大きさを変える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（ドツト）の大きざで複製画像の階
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、 （ｉｉ）　　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
もみられる一定面積の画素当り（例えば１ドツト当り〉
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）良度階調法ともいわれる。）、 （ｉｉｉ）　　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、例えばドツト数、インキの粒の数や大
小などを変化させることにより階調を表現しにうとする
場合（これは、前記（ｉ）の面積階調と類似したもので
ある。）、 （ｉｖ）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を得ようとする場合、 （Ｖ）　　前記したほぼ同等の濃度（輝度、照度）領域
における原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
可視域における撮像、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か小さ
い、低照度領域における画像情報の人力変換（高感度カ
メラによる撮像なと）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。）、 （ｌｌｉ）　　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ｔａ構つき
濃度計、色分解事前点検用（例えば校正用カラプルーフ
〉や色分解教育用シミュ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。

本発明のく階調変換式〉を用いた画像特性の変換処理法
を、前記した種々の応用分野に適用する際、連続階調（
ハードな原稿もソフトな原稿も含む。）から入手される
画像濃度に関する画像情報及び／又は画像情報電気信号
（アナログでもディジタルでもいずれでも良い。）を、
前記した各種応用分野の機器の画像変換処理部（階調変
換部）で行ない、その処理値であるン値（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、あるいはその印加時間などを制御し、網点面積、
一定面積、（１画素）当りのドラ１〜数、一定面積（例
えば１ドツト）当りの）良度などを変化させ−Ｃ原画像
の）膨度階調を１：１に対応させた網点階調などの複製
画像を出力覆るようにすれば良い。

例えば、本発明の・く階調変換式〉をベースとじた画像
特性の変換処理法を用いて、網点階調画像である印刷画
像の原版、すなわ１う印刷用原版を製作するに（Ｊｌ、
当裟界にｄ′３いτ周λ［１である既存システムを利用
すればよく、市販の電子的色分野装置（カラー・キスヤ
ナー、トータル・スキャナー）等の色分解・網かり機構
に、本発明の画像の変換処理法を組み込むことにより達
成される。より具体的には、カラー′Ｉｇ真などの連続
階調画像でおる原稿画像（こ対して小さなスポラミル光
を照射し、この反則光あるいは透過光（画像情報信用）
を光電変換部（）Ａ］〜マル）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（電ご３
５ 気値）を」ンピコータによって所要の整理・加工を行な
い、］ンピ］−夕からアラ１ヘプツトされる加工した画
像情報電気信号（電圧値）に基づいて露出用光源光の制
皿を行ない、次いて生フィルムにレーザーのスポラミル
光を必で印刷用１京阪を作成する周知の既存システムに
ａ３いて、例えば原稿画像の画像情報電気信号を整理・
加工するだめの」ンピュータの１算処理機構部で個別）
開度特性曲線を基準濃度特性曲線に調整させるとともに
、本発明のく階調変換式〉を利用して連続階調の画像情
報電気信号を網点階調の画像情報電気信号となり−こと
ができるソフ１〜を組み込めば良いだし」で必る。

このようなソフ１〜としては、本発明の個別濃度特性曲
線を基準濃度特性曲線に調整するとともに前記く階調変
換式〉のアルゴリズムをソフ１〜つ」−アとして保有し
かつＡ／Ｄ　（アナログ−デジタル変換）、Ｄ／Ａの■
／「（インターフコ二〜ス）をイｊする汎用コンピュー
タ、アルゴリズムをロジックとし−Ｃ汎用ＩＣにより具
体化した電気回路、アルゴリズム演算結果を保持したＲ
ＯＭを含む電気回路、アルゴリズムを内？：ＩＳ　ｒｌ
シックとじて具現化したＰＡＬ、グー１〜アレイ、カス
タム１０等４種々の形態をとることができる。特【こ最
近にｄ３いてはモジュール化か発達し−Ｃａ３す、本発
明の個別濶１宴特性曲線を基準）製度特性曲線に調整す
るとともに前記く階調変換式〉をベースとして）製度領
域にお（りる画像特性の変換処理を行なうことかできる
演算実現機構（′Ａ１、専用のＩＣ１ｌ−８１、マイク
ロブロゼッ１ナー、マイク１」コンピューターなどのモ
ジュールとして容易に製作り−ることかできる。そして
、光電走査用のスポラミル光を順次、点に分割しながら
進行さぜ、一方、レーザ２−露光部もこれと同期するよ
うに行なえば、前記く階調変換式〉により導き出される
網点面積パーセン１〜の数値（ン）を持つ網点階調の印
刷用原版を容易に作成することかできる。

また、本発明による画像の温度領域におりる画像特性の
変換処理は、入力変換の過程で行なわれるのか通１贋で
あるが、出力変換、記録、伝送、解析、表示など何れの
過程においでも行なえることはいうまでもないことであ
る。

（実施例〕 以下、本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明するが
、本発明はこれに限定されるものではない。

本発明の実効を検証するため、画像処理の中で最も複雑
な要素をかかえている代表的な事例である、印刷画像の
作成におりる画像の階調変換、すなわちスキャノ−一分
解を例にとって説明する。

（１）先づ、原稿画像の個別）製度特性曲線、ｄ３よび
は所望の画質を備えた印刷画像を得るための作業の基準
となる基準濃度特性曲線の双方を、カラーフィルム原稿
の感材メーカーでおる「社が一般何に捏供しているカラ
ーフィルム技術資料に記載されている基本温度特性曲線
に求めた。これを第１図に承り−０なお、縦軸はカラー
フィルム濃度（Ｄ）を、横軸は露光量（Ｘ）を表わすも
のでおる。

第１図に示される基本）門度特性曲線から、Ｘ→Ｄを求
める関数ｆＤ　（×）、その逆関数となるＤ→Ｘを求め
る関数ｆＸ　（Ｄ）を求めると、下記第１表のごとくな
る。なお、第１表では基本濃度特性曲線をなるべく忠実
に規定するために、ＸまたはＤの定義域ごとに最適関数
を求めた。

（以下余白） 第１表（基本濃度特性曲線の関数表示）（ｉｉ）　　個
別濃度特性曲線を特定するために、同曲線上にカラーフ
ィルム原稿画像のト］とＳの濃度値であるＤＨｎとＤｓ
ｎ（以下、個別濃度特性曲線のものであることを示すた
めにｎのインデックスを用いる。〉を、また基準濃度特
性曲線を特定するために予め決められた［）ＨＯ＝　０
．２０　、［）ＳＯ＝　２．８０（以下、基準濃度特性
曲線のものであることを示すためにＯのインデックスを
用いる。）の値をプロットした。この状況を第２図と第
３図に示す。

ＯｉＤ　　個別濃度特性曲線と基準濃度特性曲線の調整
について、 本実施例では前記個別濃度特性曲線を数学的処理により
基準濃度特性曲線に調整することにした。

その調整の例は、第３図に示されるように、個別濃度特
性曲線のＤｎ値からＸｎ値（個別濃度特性曲線のＸ軸の
値を示す）を求め、これをＸ）１０とＸＨｎの差、即ら
ｒ口だけ正または負の方向に移動させるというものであ
る。なお、第３図には原稿画像が露光アンダーににり撮
影されたもの、即ちＸＨｏ＜目Ｈｎの関係のものが示さ
れている。当然のことながら、露光オーバーはこの逆の
関係になる。

また、第３図に示されるように、調整に当り、次の点を
留意しなければならない。ＸＲｏ　（標準原稿の露光量
レンジ）とＸＲｎ　　（非標準的な個別原稿の露光量レ
ンジ）とは一致しないこが常態であるが、本実施例では
単純整合（最明部濃度値を同じ値に整合させ、最暗部の
整合を不問とする態度。）と比例整合（最明部濃度と最
暗部濃度の両者を整合させる態度。）によって、画濃度
特性曲線を整合させることとした。

その時の整合作業に用いた数式は、次の通りである。

単純整合の場合：Ｘｎ　＝ｆｘ　　（Ｄｎ　＞±１ｍ比
例整合の場合： Ｘｎ−［、ｆｘ　　（Ｄ＋−ｔｏ）　−１−（、ｆｘ　
　（Ｄｎ　＞ｍ：必要平行移動量 ＸＲｏ：Ｘ軸上の標準原稿の露光量レンジＸＲｎ：Ｘ軸
上の非標準的な個別原稿の露光量レンジ （ｉＶ）　　具体的な整合ケースについて具体的な接合
ケースとし−Ｃ、カラーフィルム原稿画質の代表例であ
る標準画質（［）＋−＋ｏ　−０，２０。

Ｄｓｏ＝　２．８０　）　、ハイキー（１つ＋−＋ｎ＝
　０．１０　、　Ｄｓｎ＝２．７０）、および［１−キ
ー（Ｄｕｎ　＝　０．６０　。

Ｄｓｎ＝　３．２０　）の３つを取りあげＩご、、その
実験の結果をまどめたものが第２表である。

（以下余白） ／１３ ４／ｌｌ 実験に結果よれば、それらの個別濃度特性曲線を基準濃
度特性曲線に比例的に整合させ、一致せしめることによ
り、写真瞳影時の露光量が多づぎてハイキーな画質とな
ったカラーフィルム原稿画像からでも、あるいは露光量
が少なすぎてローキな画質となったカラーフィルム原稿
画質からでも、標準露光量で囮影され標準画質をもつカ
ラフィルム原稿画像をスキャナー分解して得られる印刷
画像の画質と同じ画質を備えた印刷画像を得ることかで
きた。また、画像の最明部を同じ座標点として、上記２
つの温度特性曲線の形を対比した結果を第４図（Ａ＞お
よび（Ｂ）に示づ。第４図（Ａ）、（Ｂ）より、個別濃
度特性曲線が基準濃度特性曲線に整合された場合、濃度
階調、特に最明部及び最暗部の領域にａ３（りる濃度階
調か兄事に修正されているのか判る。

（Ｖ）　　印刷画像の作成について 次いて、上記資料に基づき、標準画質、ハイキ、ローキ
ーの３つの代表的画質のカラーフィルム原稿を、上記淵
度特性曲線整合用ソフ１へ及びく階調変換式〉の計算用
ソフ１〜を組み込／υだパーソナルコンピューター１）
Ｃ−９８００を介して、カラーフィルム原稿をスキャニ
ングし、ｊ＠られた電気信号（画像情報）を処理する仕
組みを施した、ｌ−Ｉ　Ｆ　ｌ−Ｌ社製ＤＣ−３６０Ｅ
Ｒスキヤナを使って色分解を行ない、デコボン社のり１
」マリン校正法によって校正印刷画像を作り、その画質
の評価を行なった。なＪバこのときのγ値として１．０
を用いた。

それら３つの校正印刷画像は、相Ｈに、殆んど同じ調子
、ヅなわら同じ階調、同じ色調で、何れもグレーバラン
スやカラバランスの整ったものであった。また画質の細
部について云えば、当然の結果ではめるが、本発明の技
術によって作られた校正印刷画像では、ハイキーのカラ
ーフィルム原稿ではハイライ１〜部の階調、ローキーの
カラーフィルム原稿では暗部の階調をＪ：り關かで自然
な感じのものに覆−ることかできた。

また、同時に、色カブリのおる複数点のカラフィルム原
稿から、同様にして、校正印刷画像を作成してみたが、
何れも、カラーフィルム原稿画像におる色カブ力は、複
製画像である校正印刷画像では良く取り除かれていた。

すなわち、本発明の技術は、所謂、色カブ力除去につい
ても顕著な効果が収められることを確認することかでき
た。

〔発明の効果〕

本発明により、画像処理の最初の工程にある画像の濃度
領域における画像特性の変換処理技術を、予め設定した
任意の画質を備えている複製画像を、常に確実に作成す
ることができる科学的かつ合理的技術術に改めることか
出来たことにより、次の効果を収めることか出来る。

（１）生産技術や製品品質に不安定さと混乱を生起させ
てきた人間の経験と勘に基づ〈従来の画像特性の変換処
理技術、即ち、画像の階調や色調などの変換、ならびに
それらの変更、修正、調整、管理などの技術を、斜字的
かつ合理的な技術に置ぎ変えることができる。

■　画像特性の変換処理技術、即ら画像の階調や色調な
どの変換、ならびにこれらの変更、修正、調整、管理な
どのすべての技術に、作業的規則性を与えることを可能
とする。

このために、技術、生産性、コスト、品質などの高度化
かつ安定化に対する貢献は大きなものがある。その具体
例を列挙すれば、次の通りである。

■　スキャナーやシミュレーターの機構を簡単なものに
することができ、そのコストを低減化することができる
。

現在のスキャナーにおいては、必須の機構である、人間
の経験と勘にもとづいて設定された色分解特性曲線（網
点階調特性曲線）などを数式化するための電子計算機等
の計痺機構や、それら特性曲線の記憶装置を不用とした
り、あるいは極めて簡素なものにすることができる。

■　印刷画像形成のための製版工程で必須の作業であっ
た、時間と労力とコストを要する煩られしい色分解特性
曲線（網点階調特性曲線）などの設定手続きそのものを
不用とする。

■　さらに、現在の印刷画像の形成工程では、一般に必
須であると理解されている校正手続きを不用にすること
かできる。

また、現在必要あるいは利便であると考えられている画
像形成シミュレーターを使用せずに、品質の良い製品が
安定的に作られるようになる。

■　印刷画像の形成においては、原画像の品質か標準的
なもの、あるいは非標準的なものであるとに拘らず、常
に、同じ作業手続き、同じ作業時間で、安定的に良い製
品を作ることが可能となる。

このため、製版時間は大幅に短縮され、負側の節約か図
られ、さらに従来３０〜４０％にも及７Ｓやり直し作業
を少なくとも５％まで減少させることかでき、製版にお
Ｇプる瞬発力を大きくすることができる。

■　印刷画像などにおける複製画像の調子、ずなわら画
像の階調と色調が、常に、人間の視覚感覚にとって、適
切かつ自然であると感じられる画質をもつ画像を安定的
にうろことができるようになる。

（３）すべての画像処理技術の教育・訓練課程を、科学
的かつ合理的な内容に変革することができる。

（４）すべての画像処理にａ３いて、その画像特性や画
像の階調、画像のコントラストの変換、変更、調整、管
理などの日常作業が合理的で科学的、計画的かつ規則的
となる。

■　低照度領域で画像のコントラストが不足する場合の
搬像（画像情報の人力変換）において、コントラストを
増すために必要であった光量子数積分撮影時間の制約か
ら解放されるため、搬像対象物の変動速度の如何にかか
わらず、低照度域における搬像においても鮮明な画像を
得ることが可能となる。

０　画像情報処理用ＩＣあるいはＬＳＩなどのアーキテ
クヂャーにおいて、画像情報の演算回路の設計を合理的
に簡素化することができ、かつその機能を高度化するこ
とが容易となる。

また、このことは、ディジタル画像などの処理用ラフ１
〜ウエアの内容を、少くとも濃度領域における画像の変
換処理においては、機能を高度化し巳）０ なから設ｈ］を簡単にし、ソフトウェアのへ−ドｒクエ
ア化を容易にし、ラフ１〜ウエア］ス１〜を著しく低減
させることかできるようになる。

■　画像認識′Ｘ′）画像のコン）へラストを利用した
検査、管理用の装置において、必要な画像部分のコン１
〜ラストだりを任意に調整することかできるので、それ
ら装置の機能を飛躍的に向上させることかできると共に
、その製作」ストを低減させることかてぎる。

（８）画像情報処理用シミュレーター、濃度計などの機
器の類に、本発明の技術を採り入れることによって、そ
の機能の質を高度化−リ−るととも（こ、画像処理シス
テムの中におりるそれらの機器類の位置づけと役割とを
、システム金体の技術と、より一層緊密な整合性が１ｑ
られるようにする。

（９）ずべての画像処理機器が、構造や機構か合理的に
簡素化されて、使い易さが著しく向上する。

【図面の簡単な説明】 第１図はカラーフィルムの基本濃度特性曲線を示すもの
である。第２図は基本濃度特性曲線上にｄ３ける各種の
原稿画像の）胎度域を説明したものである。第３図は個
別温度特性曲線と基準濃度特性曲線の整合の原則を模式
図的に示したものである。 第４図（Ａ）は単純整合により個別濃度特性曲線を基準
濃度特性曲線に整合さぜ７ｊ例を示すものであり、第４
図（Ｂ）は比例整合により個別温度特性曲線を基へ（濃
度特性曲線に整合ざ−ｌた例を示ずものである。 特許出願人　株式会社　Ｖ７７旨１）商会出願人　弁理
士　　水　野　喜　夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原画像を階調変換して複製画像を作成するにあたり
   、 （ｉ）原画像の最明部濃度値（Ｈ＿ｎ）及び最暗部濃度
   値（Ｓ＿ｎ）、ならびに該Ｈ＿ｎ〜Ｓ＿ｎに至る個別濃
   度特性曲線ｆＤ＿ｎ（Ｘ） （但しＸは原画像及び複製画像の濃度（Ｄ）と相関する
   露光量などの物理量を示す。）を規定するとともに、 （ｉｉ）人間の視覚感覚にとって適切な画質の複製画像
   を与える基準原画像の最明部濃度値（Ｈ＿ｏ）及び最暗
   部濃度値（Ｓ＿ｏ）、ならびに該Ｈ＿ｏ〜Ｓ＿ｏに至る
   基準濃度特性曲線ｆＤ＿ｏ（Ｘ）を規定し、 （ｉｉｉ）次いで前記個別濃度特性曲線ｆＤ＿ｎ（Ｘ）
   を基準濃度特性曲線ｆＤ＿ｏ（Ｘ）に調整するとともに
   、原画像上の任意の画素の濃度情報値Ｄ＿ｎに対応する
   調整後の濃度情報値Ｄ＿ｏを求め、（ｉｖ）次に、前記
   のようにして得られる原画像上の任意の画素の濃度情報
   値Ｄ＿ｎに対応する調整後の濃度情報値Ｄ＿ｏに基づき
   、下記＜階調変換式＞を用いて濃度領域における画像の
   階調変換を行なうこと、 を特徴とする画像の階調変換法。 ＜階調変換式＞ ▲数式、化学式、表等があります▼ 前記＜階調変換式＞において、 ［ｆ（Ｄ＿ｏ−Ｈ＿ｏ）］：原画像上の任意の画素の濃
   度情報値Ｄ＿ｎに対応する調整後の濃度情報値Ｄ＿ｏか
   ら、基準原画像の最明部濃度値Ｈ＿ｏを差し引いた基礎
   濃度情報値。 ｙ：原画像上の任意の画素に対応した複製画像上の濃度
   階調強度値。 ｙ＿Ｈ：複製画像上の最明部に設定される濃度値。 ｙ＿Ｓ：複製画像上の最暗部に設定される濃度値。 α：複製画像を表現するめたに用いる基材の表面反射率
   。 β：β＝１０＾−＾γより求められる数値。 ｋ：γ／（Ｓ＿ｏ−Ｈ＿ｏ）より求められる数値。 γ：任意の数値。 をそれぞれ表わす。 ２、原画像から複製画像を作成する機器において請求項
   １に記載の＜階調変換式＞により画像の階調変換を行な
   う階調変換処理機構を設けたことを特徴とする原画像か
   ら複製画像を作成する機器。 ３、原画像から複製画像を作成する機器が、印刷製版用
   機器、複写機器、プリンター機器、ビデオ映像機器、画
   像伝送・再生機器、低照度撮像機器である請求項２に記
   載の原画像から複製画像を作成する機器。 ４、原画像から複製画像を作成するときに使用される管
   理及び検査機器において、請求項１に記載の＜階調変換
   式＞により画像の階調変換を行う階調変換処理機構を設
   けたことを特徴とする原画像から複製画像を作成すると
   きの管理及び検査機器。 ５、原画像から複製画像を作成するときの管理及び検査
   機器が、印刷製版用などの濃度計、印刷製版用画像シミ
   ュレーター（校正用機器）である請求項４に記載の原画
   像から複製画像を作成するときの管理及び検査機器。