JPS61238174A - 画像の階調再現補正方法及び装置 - 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） 本発明は、Ｉｌｌ！ｉ：ｌ特性の秀れた画像を得ること
ができる画像の階調再現補正方法及び装置に関する。

（発明の背景） 従来のカラープリンタは、カラーネガとカラーペーパと
の間にレンズ光学系を設け、カラーネガに記録されてい
る画像をカラーペーパ上に結像させて全面露光によるブ
リ、ントを行っている。

（発明が解決しようとする問題点） プリント条件は、画像全体を透過したＲ（赤）。

Ｇ（緑）、Ｂ（青）各透過光について１１ｇ１整を行う
ため、ネガフィルムの階調特性に関して細かい補正が行
えない欠点がある。このような欠点は、走査形プリンタ
である程度解決することができる。

しかしながら、走査形カラープリンタに関しても最適な
階調再現特性を得る補正方法に関しての報告はない。更
に、従来のカラープリンタでは、フィルムメーカーやフ
ィルム感度によって異なるマスク濃度、センシトメトリ
特性等のフィルム特性に応じて露光量を調整する必要が
ある。この調整には熟練と多大な時間を要していた。

本発明は、このような点に鑑みてなされたれものであっ
て、その目的は最適な階調特性を自動的に得ることので
きる画像の階調再現補正方法及び装置を実現することに
ある。

（問題点を解決するための手段〉 前記した問題点を解決する第１の発明は、原画像信号を
ディジタル化した画像信号値から累積密度を求め、この
累積密度と予め定められた最適累積密度分布から補正信
号を得て、前記画像信号値に補正を加えて最適な階調再
現画像を得るように構成したことを特徴とするものであ
り、第２の発明は、少なくとも原画像信号を各画素ごと
に入力する画像入力部と、該画像入力部の出力に基づい
て、該画像信号値の累積密度を演算する累積演算器と、
該累積演算器により出力された累積密度分布と、予め内
蔵されている最適累積密度分布から補正値を算出し１．
前記画像入力部の出力に補正を加える画像信号補正回路
・と、該画像信号補正回路の出力を画像情報記録媒体及
び／又は画像表示装置に表示する画像出力部とで構成さ
れてなることを特徴とするものである。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は、本発明方法を説明するための図である。説明
を簡単にするため黒白画像信号の場合を例にとって説明
する。カラー画像はＲ（赤）、Ｇ〈緑）、Ｂ（青）３原
色信号の組合せであるが、各３原色信号のみ取出して考
えれば、黒白画像と同様に考えることができるからであ
る。図において、横軸は画素レベル（階調容量）を、縦
軸は累積密度をそれぞれ示す。この場合の画素レベルは
１画素当り８ピツトに量子化したものを示しており、０
から２５５までの２５６段階のレベルを持っている。

図において、ｆｌは黒白画像信号の画素レベルの累積密
度関数である。累積密度関数とは画素レベルの増大に伴
って度数を積重ねたものである。

図の場合は、最大値を１として正規化したものを示して
いる。ｆｌは階調補正後の好ましい階調特性をもつ画像
の累積密度関数である。特性曲線ｆ２は、累積密度０．
０５から０．９５の範囲を画素レベルのダイナミックレ
ンジ一杯に広げた特性を示している。累積密度の範囲を
０．０５〜０゜９５に設定したのは、これを越える部分
はノイズであり、画像情報とは見なせないという経験的
事実に基づいている。

特性曲線ｆ１は、画素レベルの狭い範囲に集中している
ので、画素レベルがルベルだけ変化しても累積密度は大
幅に変化するので好ましい階調特性が得られない。そこ
で、実際に得られる特性曲線ｆｌに補正を行って、特性
曲線ｆ２に近付けてやる必要がある。今、累積密度がＯ
、０５と０゜９５の点から水平に直線／ｓ　、　／ｚを
引き、これら直線が特性曲線ｆ、と交わった点の画素レ
ベルをそれぞれＬＳＩ、ＬＳ２とする。これらＬＳＩと
ＬＳ２を用いて、次式により補正画素レベルを求める。

Ｌｒ−（（階調数−１＞／（ＬＳ２−ＬＳＩ　））Ｘ（
Ｌｉ−ＬＳｔ　）　　　　　　　（１）ここで、ｌｒは
補正画素レベル、Ｌｉは第１番目の補正前の画素レベル
を示す、。但し、ｌ−ｒが２５５より大きくなった時に
はｌ−ｒは一律にＬｒ＝２５５とし、ｌｒが０より小さ
くなった時にはＬ「は−律にＬｒ　＝Ｏとする。全ての
画素について〈１）式の演算を行って画素レベル変換を
行って、補正画素レベルを求めると、その累積密度特性
は特性曲線ｆ２に近いものとなり、良好な階調特性が得
られる。

第２図は、本発明の他の実施例を説明するための図であ
る。第２図に示す方法は、累積密度０゜０５と０．９５
の範囲で最適な階調を得る累積密度関数の形になるよう
に予め変換テーブルを作成しておき、この変換テーブル
を用いて画素レベル補正を速やかに行うものである。図
において、［１は第１図の場合と同様の実際の画像入力
信号の累積密度関数、ｆ２は好ましい階調特性を有する
Ｗ４８！ｉ密度関数である。図に示すような画素レベル
Ｌ１〜Ｌ４に対して、Ｌ’　１〜Ｌ／４に変換するよう
な階調再現補正テーブルを予め作成しておくことにより
、入力画像の画素に対して１対１でレベル変換を速やか
に行うことができる。

第３図は、好ましい階調特性を示す累積密度関数の範囲
を示す図である。図の斜線領域が最適な階調を得る累積
密度関数の範囲を示している。ｆｌは補正前画像信号の
累積密度関数を示す。前述した１次変換によって階調補
正を行った後に、斜線領域からはみ出している部分を斜
線領域内に入れ込むような非線形変換を行えば、更に階
調特性のよい画像が得られる。

以上、黒白画像に対して最適な階調特性を得ることがで
きる補正方法について説明した。カラー画像については
、複数チャネル（Ｒ，Ｇ、Ｂ）に色分解した画像信号に
対して、各チャネルごとに上述した補正を行えばよい。

又、本発明によれば、フィルムタイプと撮影光源が異な
る場合等の画像全体に均一な色の偏りがあるような画像
に対して、Ｒ，Ｇ、Ｂ各チャネルに対して累積密度分布
で正規化を行うため、色補正効果も併せて期待すること
ができる。

第４図は、本発明に係る階調再現補正装置の一実施例を
示す構成ブロック図である。図において、１は原画像信
号を入力して、各画素ごとにディジタルデータに変換す
る画像入力部、２はＭ画像入力部１の出力データを格納
する画像情報記憶手段、３は画像入力部１の出力を取込
んで累積密度分布を求める累積演算器である。又、原画
像信号としては、例えば磁気テープに記録されているデ
ィジタル信号等も考えられる。画像情報記憶手段２とし
ては、例えば少なくとも１個以上のラインメモリやフレ
ームメモリが用いられる。該画像情報記憶手段２は、画
像入力部１の出力を格納するものであるが、補正処理の
際に、新たに画像信号を入力する構成をとる場合には不
要となる。

４は一方の入力に、画像情報記憶手段２からの格納デー
タを受け、或いは場合によっては、画像入力部１の出力
データを直接受け、他方の入力に累積演算器３の出力を
受け、前述したような画像信号値の補正演算を行う画像
信号補正回路、５は該画像信号補正回路４の出力を受け
て感光材料乃至はＣＲＴに表示する画像出力部である。

画像出力部５としては、例えば画像情報記録媒体及び／
又は画像表示装置に表示する装置が用いられる。

画像情報記録媒体としては、例えば印画紙、フィルムが
用いられる。このように構成された回路の動作を説明す
れば、以下のとおりである。

画像入力部１に入力された原画像は、該画像入力部１で
、各画素ごとにディジタルデータに変換される。例えば
、原画像が、カラーネガフィルムやプリント等であった
場合、入力された画像信号は、Ｒ，Ｇ、Ｂごとの複数チ
ャネルに色分解された後、各チャネルごとに光学的に１
度値が検出されディジタルデータに変換される。このよ
うにして、ディジタルデータに変換された画像データは
、画像情報記憶手段２に格納されると共に順次累積演算
器３に送られる。累積演算器３は、入力されてくる画像
信号値から累積密度分布を演算により求める。

入力画像の累積密度分布が累積演算器３により求まると
、画像信号補正回路４は、該累積演算器３により求めた
原画像の累積密度を基にして、画像入力部１から出力さ
れる画像信号に最適な階調特性を示す累積密度分布とな
るように補正を加える。尚、画像情報記憶手段２を設け
、該画像情報記憶手段としてラインメモリやフレームメ
モリを用いると、信号入出力時の同期がとりやすくなり
、又、信号処理もしやすくなる。

このようにして、最適な階調補正がされた画素データは
画像出力部５にて走査形プリンタ、ＣＲＴ等の出力装置
に出力され最適な階調のカラー画像が得られる。

第５図は、累積演算器３の具体的構成例を示す電気回路
図である。累積ＰｌＩ譚器３は、累積度を記録するＲＡ
Ｍ３１　、該ＲＡＭ３１のアクセスを切替えるためのア
クセスセレクト回路３２、ＲＡＭ３１の出力データをラ
ッチするラッチ３３、該ラッチ３３の出力に１を加える
加算器３４とから構成されている。アクセスセレクト回
路３２は、ＲＡＭ３１にアクセス切替信号を与えると共
に書込み（ＷＲＩＴＥ）、読出しくＲＥＡＤ）信号を与
えている。ＲＡＭ３１の出力０ＬＩＴは、画像信号補正
回路４に与えられると共に、加算器３４の出力はＲＡＭ
３１に入力データＩＮとして与えられる。又、画像入力
部１の出力データはアクセスセレクト回路３２に与えら
れ、ＣＰｔＪ６からの指令信号もアクセスセレクト回路
３２に与えられている。このように構成された回路の動
作を、第６図に示すタイミングチャートを参照しながら
、以下に説明する。　　　　゛ 第６図において、（イ）は画像入力部１に印加されるサ
ンプル／コンバート（ｓａｍｐｌｅ　／　Ｃｏｎ−ｖｅ
ｒｔ）信号、（ロ）はディジタルデータに変換された画
像信号データ、（ハ）はＲＡＭ３１のアドレスデータ、
（ニ）はＲＡＭ３１の読出しくＲＥＡＤ）信号、（ホ）
はＲＡＭ３１のデータ出力を、（へ）はラッチ３３に与
えられるラッチイネーブル（Ｌａｔｃｈ　　Ｅｎ、ａｂ
ｌＱ　）信号、（ト）はラッチ３３のデータ出力を、（
チ）は加算器３４の出力を、（す）はＲＡＭ３１の書込
み（ＷＲＩＴＥ）信号をそれぞれ示している。

先ず、ＲＡＭ３１のアクセスをｃｐｕｅ側にセットして
、ＣＰＵ６の制御によりＲＡＭ３１の内容をクリアする
。然る後、ＲＡＭ３１のアクセスを画像入力部１側にセ
ットする。（イ）に示すサンプル／コンバート信号によ
り画像入力部１で（ロ）に示すようにディジタルデータ
に変換された各画素ごとのデータが、（ハ）に示すよう
にアドレスデータとしてＲＡＭ３１に入力されてくる。

このアドレスで、（ニ）に示すようにＲＡＭ３１に格納
されている内容を読出す。（ホ）に示されるＲＡＭ３１
のデータ゛出力は、その時点までの累積データ個数を示
している。そこで、この累積個数データを（へ）に示す
ラッチイネーブル信号でラッチし、加算器３４で（ト）
に示すラッチしたデータに１を加える。この〈チ）に示
す加算データを、（す）に示す書込み信号により（ハ）
に示す同じアドレスに書込む。以上のシーケンスを全画
素弁について行えば、画像信号値（画素レベル）に対す
る累積度数が求まる。

本回路によれば、例えば、画像入力部１が１０２４ｘ１
０２４Ｘ８ビツトの容量をもっているものとすると、図
に示す累積演算器のＲＡＭ３１に必要な容量は２５６（
８ビツト）×２０ビットが必要である。しかしながら、
経験上、はとんどの画素が同じ濃度になることはないの
で、実際のＲＡＭ容日は減らすことができる。

第７図、第８図は画像信号補正回路４の具体的構成例を
示す電気回路図である。第７図に示す実施例はＲＡＭで
構成される補正テーブル４１と、ＲＡＭ４１のアクセス
を切替えるためのアクセスセレクト回路４２とから構成
されている。先ず、アクセスセレクトをＣＰＵｅ側にし
、ＣＰＵ６が累積演算器３から累積密度データを読込み
当該データから第２図に示したような補正に適するよう
なテーブルを作成し、補正テーブル４１に書込む。

然る後、アクセスセレクトを画像情報記憶手段２側にし
、画像データを補正テーブル４１に通して、画像出力部
５に出力・することにより原画像に階調補正を加えるこ
とができる。従って、例えば入力８ビツト、出力８ビツ
トの場合は、ＲＡＭ容量として２５６ｘ８ビツトが必要
である。又、任意の関数で補正を行う場合には、補正テ
ーブルにこの関数を入れておく方法と、線形で補正テー
ブルに書込んでおき、その後で当該関数テーブルに通す
方法がある。

第８図に示ず実施例では、画素のカットレベル（第１図
のＬＳｔ）に対応する濃度データを記録するローカット
レベル記録部４３、画素データとローカットレベルのデ
ータとを引算する引算器４４、ＣＰＬＩ６で演算したゲ
インを記録するゲインデータ記録部４５、引算器４４の
出力に、ゲインデータ記録部４５のゲインを掛ける乗算
器４６゜及びオーバーフロー、アンダーフローに対して
適正な値を与える出力切替部４７．及び任意の関数で補
正する場合の補正テーブル４８とから構成されている。

図に示す回路は前述の構成で明らかなように、（１）式
により補正画素レベル求めるものである。

引算器４４は画像情報記憶手段２からの画素レベルｌｉ
及び記録部４３からのローカットレベルＬｓ１を受けて
（Ｌｉ　−Ｌｓ　１　）を演算し、ゲインデータ記録部
４５はゲイン（階調数−１＞／（Ｌ３２　　ＬＳｔ）を
実数データとして記録する。乗算器４６は、引算器４４
の出力（Ｌｆ　　Ｉｓ　ｌ　）と、ゲインデータ記録部
４５の出力（階調数−１）／　（Ｌｓ　２−Ｌ８１　）
とを乗算する。この結果、乗算器４６の出力は Ｌｒ　−（（階調数−１＞／　（Ｌｓ　２−１８　ｔ　
）　）Ｘ　（Ｌｉ　−１−ｓ　ｔ　） となり、（１）式に等しくなる。即ち、乗算器４６は各
画素ごとに階調補正された画素レベルｌ、ｒを出力する
。

この補正画素レベルＬ「は出力切替部４７に入る。この
出力切替部４７は、補正画素レベル［−ｒが上限２５５
を越える場合にＬｒ−２５５に固定すると共に、補正画
素レベルｌ−ｒが下限Ｏよりも小さくなる時にＬｒ−ｏ
に固定してｌｒに常に適正な値を与える。このようにし
て、適正な値に補正された画素レベルしｒが、最適階調
範囲を外れている場合（第３図参照）には、更に補正テ
ーブル４８で、ｌｒが最適階調範囲に入れ込むような補
正を行う。上述の説明では〇−カットレベルＬＳＩを利
用して階調補正を行う場合を例にとったが、ハイカット
レベルＬ３２を利用して階調補正を行うようにしてもよ
い。

上述の説明においては、走査形プリンタの場合を例にと
って説明したが、本発明はこれに限るものではなく、他
の線走査や微小面走査形の画像出力装置についても全く
同様に適用することができる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、水筒１の発明によれば入力
画像信号をディジタル値に変換した後、入力画像の累積
密度分布を求めて、最適な累積密度分布を与えるように
画素レベルに補正を加えることができ、第２の発明によ
れば第１の発明方法を階調再現補正装置として実現する
ことができ、最適な階調特性を有する画像を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、本発明方法を説明するための累積密
度分布を示す図、第３図は最適階調範囲を示す図、第４
図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第５図は
累積演算器３の具体的構成例を示す電気回路図、第６図
はそのタイミングチャート、第７図、第８図は画像信号
補正回路４の具体的構成例を示す電気回路図である。 １・・・画像入力部　　　　２・・・画像情報記憶手段
３・・・累積演算器　　　　４・・・画像信号補正回路
５・・・画像出力部　　　　６・・・ＣＰＵ３１・・・
ＲＡＭ ３２．４２・・・アクセスセレクト回路３３・・・ラッ
チ　　　　　３４・・・加算器４１．４８・・・補正テ
ーブル ４３・・・ローカットレベル記録部 ４４・・・引算器 ４５・・・ゲインデータ記録部 ４６・・・乗算器、　　　　４７・・・出力切替部特許
出願人　　小西六写真工業株式会社代　　理　　人　　
　弁理士　　井　　島　　藤　　治外１名 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）原画像信号をディジタル化した画像信号値から累
   積密度を求め、この累積密度と予め定められた最適累積
   密度分布から補正信号を得て、前記画像信号値に補正を
   加えて最適な階調再現画像を得るように構成したことを
   特徴とする画像の階調再現補正方法。
2. （２）少なくとも原画像信号を各画素ごとに入力する画
   像入力部と、該画像入力部の出力に基づいて、該画像信
   号値の累積密度を演算する累積演算器と、該累積演算器
   により出力された累積密度分布と、予め内蔵されている
   最適累積密度分布から補正値を算出し、前記画像入力部
   の出力に補正を加える画像信号補正回路と、該画像信号
   補正回路の出力を画像情報記録媒体及び／又は画像表示
   装置に表示する画像出力部とで構成されてなる画像の階
   調再現補正装置。
3. （３）前記画像入力部と画像信号補正回路の間に画像情
   報記憶手段を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の画像の階調再現補正装置。