CN1090341C - 彩色析像器 - Google Patents

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Abstract

提供一种具有在彩色印刷图像制作中现有技术难以做到的将层次调整和色调调整统一(融合)起来的新的彩色分解技术的彩色析像器。该彩色析像器的层次变换器具有下述功能：利用记录彩色原稿图像的记录媒体的特性曲线，根据浓度值(D值)求算光量值(X值)的功能；利用如下的＜层次变换式＞;进行层次变换，求算网点的大小(Y值)的功能；以及层次变换时使用的色调调整功能。Y＝YH+[α(1-10-KX)(YS-YH)/(α-β)]

Description

彩色析像器
本发明涉及制版用析像器，也就是涉及把对连续层次的彩色原稿图像进行光电扫描获得的图像信息进行层次变换，制作用于印制彩色印刷图像的制版用的析像器(以下称彩色析像器)。
本发明尤其涉及彩色析像器的核心结构要素的层次变换器具有新功能的彩色析像器。
更详细地说，本发明的彩色析像器的层次变换器具有下述特征，即作为彩色原稿图像的图像信息不是使用现有的浓度信息值，而是使用光量值，以便排除由于记录彩色原稿图像的记录媒体的特性曲线(由入射到记录媒体上的光量值和记录媒体上形成的浓度值规定的特性曲线)产生的影响，同时，在使用特定的层次变换式，对彩色原稿图像的上述光量值进行层次变换时，还具有调整色调的功能。
本发明的彩色析像器能定量地、合理地控制层次(也称为浓度等级或浓淡度)，当然也包括色调(Colour tone)，采用本发明，就能提供一种将层次和色调的调整统一起来的、具有高附加价值的彩色析像器。
如上所述，本发明涉及对于层次和色调进行统一控制的新的层次变换技术的彩色析像器。可是，有关本发明的以下说明，是将重点放在对现有技术中的色调调整法进行合理化和定量化的含义上，特别是放在彩色析像器的层次变换器具有新的色调管理调整功能的结构上。
众所周知，利用各种彩色复制技术，可以根据记录在各种记录媒体上的彩色原稿图像，制作印刷图像、复制图像(复印图像)、打印机输出图像、还有TV(视频)图像等各种彩色复制图像。
在这种彩色复制图像的制作中，极重要的课题是：第一，将彩色原稿图像所具有的浓淡调(浓度等级)和色调(Colour tone)以Hi-Fi彩色(High-Fidelity，高保真彩色)再现于彩色复制图像上；第二，调整成具有所希望的调子(包括层次和色调两个方面)。
可是，现有技术的现状却是不能以合理的和作业规范化的方式完成上述课题。
这是因为在将上述的彩色原稿图像的调子(层次和色调)真实地再现于彩色复制图像上的技术中，以及在将彩色原稿图像的调子调整(修正或变更)成所希望的调子的技术中，都是以彩色原稿图像的图像信息为基准、特别是将浓度范畴中的图像信息变换成半调层次用的非线性变换处理技术(以下称图像层次变换技术或图像层次变换法)中，没有合理的理论依据，而是在很大程度上凭人的经验和直觉，不科学、不合理地进行操作。
下面说明本发明与上述问题有直接关系的经常要求高质量的彩色印刷图像的制作技术。
在现有技术中，根据彩色底片(在彩色底片原稿中，有90％是透射型的)，制作复制图像即彩色印刷图像时，不注意合理体会从彩色底片原稿的最亮部(H部)到最暗部(S部)的浓度特性，而且在针对用以确定连续层次的彩色底片原稿图像和复制图像(即网点层次的彩色印刷图像)的相关关系的”彩色分解曲线(也叫作彩色分解作业特性曲线、网点层次特性曲线等)的设定方面，可以说是完全依靠人的经验和直觉。
彩色印刷图像的制作方法，通常是利用彩色析像器(Color scan-ner)对彩色底片原稿图像(以下简称彩色原稿图像)进行彩色分解，而且进行多色制版(通常以C版、M版、Y版、BL版这4版为一组)，复制网点层次的彩色印刷图像。
众所周知，上述C版(青绿色)、M版(深红色)及Y版(黄色)是与加色法中的R(红色)、G(绿色)及B(蓝色)相对应的减色法中的补色，BL版称作黑版或墨版。
上述的彩色析像器是机电一体化的价格极高的装置，在本行业中的一个很大的问题是它的实际使用率极低，平均约为30％。高价的彩色析像器等的实际使用率却如上述那么低，其主要原因是操作彩色析像器所需的准备时间(scanner setup time)长、以及由彩色分解作业得到的制品的质量不稳定、而且不充分，往往需要再次扫描(rescan remake)等。
从技术观点对此稍加分析可知，如上所述，作为彩色分解作业的用具，表面看起来是使用高级且高价的机电一体化的彩色析像器等，但没有将彩色分解作业中的几个具有统一性的主要技术、例如彩色再现、彩色补偿、彩色校正(Color Reproduction，Color Correc-tion)技术和层次(Gradation)变换技术形成一个体系，可以说这是彩色析像器的实际使用率低的主要原因。
众所周知，在上述的两种主要的技术中，在彩色再现等技术方面，可以利用掩蔽方程式(Masking equation)或纽盖巴尔方程式(Neugebauer equation)等进行科学探索。
可是，关于后一种技术，即图像的层次变换技术(这可归结为彩色原稿图像中的全部像素应设定多大的网点的问题)，还没有合理的理论依据，这一部分在很大程度上仍处于依赖人的经验和直觉的状态。
在这种状态下，为了开发彩色分解用的各种机器，从在统一调整色调和层次的基础上进行彩色分解的观点看，机器本身的基本设计技术尚不成熟，此外，在实际作业中，一边使用高价且高级化的电子彩色分解装置(彩色析像器)，一边却由操作人员推测作业，因而不能排除操作人员的经验和直觉(Without operator evalution，withont operatar’s guess work)，不能经常制作稳定的高质量的彩色印刷图像。
特别是在彩色原稿图像不是按适宜的摄影及曝光条件、适宜的显像条件制作的标准的原稿时，例如在曝光过度的太亮的原稿、曝光不足的太暗的原稿、亮色调或暗色调的原稿、以及有彩色灰雾(Color cast)的原稿或退色原稿(faded original)等非标准原稿的情况下，就不能合理、有效地进行彩色分解作业。即，不能对这些非标准的彩色原稿图像合理地进行彩色分解作业，从而造成上述的彩色析像器的实际使用率低、制品的质量不稳定，再扫描率增大等问题。
本发明者的基本认识是，为了忠实地再现彩色原稿图像的质量(由层次和色调两方面评价的质量)，这是当然的，进而根据上述的各种彩色原稿图像，合理地制作具有所希望的调子(层次和色调)的半调的彩色复制图像，在提高彩色再现、彩色补偿(校正)技术之前，必须使彩色原稿图像的各像素的层次的变换技术合理化。
基于上述本发明者的基本认识，本发明者原先提出的根据新的层次变换式，合理地对彩色原稿图像的层次进行层次变换的方法收到了一定成效(例如参见特原昭63-114599号，VSP4924323；特愿平1-135825号，USP5313310；特愿平1-212118号，USP5057931；特愿平3-78668号，USP5134494等)。
因为本发明者原先提出的新的层次变换法与本发明有深刻的关系，所以在这里说明一下上述层次变换法的梗概，而且说明其改进的地方。不言而喻，上述改进之处正是构成本发明的必须的技术条件。
在现有的技术中，彩色图像的彩色分解是这样进行的，即根据如以文字表示的原稿图像(被拍摄体、实际图像、实际风景、例如被拍摄体假定是苹果，就是指苹果本身)，在规定的曝光条件(众所周知，当入射光强为I，入射时间为t时，曝光量E＝It)下，将入射的被拍摄体记录在称之为照相感光材料(照相感光乳胶)的“记录媒体”上而得到彩色照片，再以该彩色照片的浓度信息为基础，进行彩色分解(所谓彩色分解作业，如上所述，包括层次再现和色调再现两个方面)。
众所周知，通过显像，在拍摄静物或人物的被拍摄体的照相感光材料上形成感光浓度(photographic density)，也就是媒体图像。表示上述感光浓度(黑度)与照相用感光材料的曝光量E的相关关系的曲线是感光浓度特性曲线(photographic density charactenisticcurve)。它是以纵轴为感光浓度(D)(D＝log I0/I)、横轴为曝光量E的对数值(1ogE)表示的曲线。当然，如为底片或干版(透射原稿)，采用透射光强I与入射光强I0之比，如为印相纸(反射原稿)，则采用反射光强I与全反射光强I0之比。
上述的感光浓度特性曲线(以下简称浓度特性曲线)最典型的是一种有下端呈下凸形的尾段、中间略呈直线的直线段、上端呈上凸状的肩段的复杂的曲线(参见图1)。
在现有的技术中，彩色分解作业是以彩色原稿图像的各像素的浓度信息值为基础进行的。
换句话说，在现有的技术中，彩色分解技术是从上述的浓度特性曲线的纵轴(浓度值)的角度为出发点建立起来的一种技术。而且，在现有的技术中，作为彩色分解作业的基础的彩色原稿图像(媒体图像)的图像信息值(浓度信息值)与原稿图像(实际图像、被拍摄体、实景)的图像信息之间没有比例关系，但是却会受到记录媒体即照相用感光材料(照相感光乳胶)的感光特性(浓度特性曲线)的很大影响。即，在媒体图像上展示的彩色原稿图像的感光浓度不是与来自被拍摄体(实际图像、实景)的图像信息值即曝光量(对数值)呈线性相关(1∶1的45°线性关系)。
另外，已知人的视觉对明暗的分辨特性呈对数关系，人是根据上述的分辨特性，对从被拍摄体入射到视觉系统的光量进行明暗评价的。在这种情况下，只有浓度变化的斜率呈线性的图像才会使人感到自然。
由上述可知，制作彩色印刷图像时，如果探寻记录在照相感光材料上的媒体图像的浓度值(D＝log I0/I)，在进行彩色分解作业时，只是使用上述浓度值在受到照相用感光材料的感光特性影响下的浓度信息，而不是利用从复制的作为真的对象的被拍摄体(实际图像、实景)获得的图像信息值(光量值)。
本发明者根据上述情况，对下述方法进行了认真研究，即作为制作彩色印刷图像时的图像信息，不是采用由于受到记录媒体(照相感光材料)的感光特性(浓度特性曲线)的影响而形成非线性媒体图像信息值的方法，即浓度值模拟法，而是使用以从被拍摄体(实际图像、实景)得到的第1手的(原始的、初始的)曝光量有关的图像信息值为基础制作印刷图像的方法。
研究结果发现，在彩色分解作业中，在进行最重要的层次变换作业时，采用下述方法就可以制作出具有忠实于被拍摄体(实际图像、实景)的图像特性的优异的彩色印刷图像。即
(1)根据拍摄彩色原稿图像所记录的照相感光材料的浓度特性曲线(底片浓度特性曲线)的纵轴(D＝log I0/I)的浓度值，求出横轴(log E)的值(以下称纵轴为D轴，横轴为X轴)，换句话说，根据彩色原稿图像(媒体图像)的D轴上的浓度值，求出X轴上的光量值。
(2)更具体地说，通过上述浓度特性曲线，将原稿图像上的任意的像素点(n点)的D轴上的浓度信息值(Dn)投影到X轴上，求出与之相对应的有关像素的曝光量的图像信息值(Xn)。
(3)以如上获得的Xn值(光量值)为基础，而且根据本发明者原先提出的层次变换式(它与后面所述的在本发明中采用的层次变换式是完全相同的。但是，在上述的层次变换式的利用范围、应用范围方面，本发明是完全不同的)进行图像的层次变换。
由上述可知，本发明者原先提出的层次变换技术是用于制作网点层次(半调)的彩色印刷图像的最重要的层次变换的技术。
即，上述本发明者提出的层次变换技术，是制作使包括第一手的彩色原稿图像在内的各种原稿图像的层次达到1∶1的忠实度的、从人的视觉来说是层次自然的彩色复制图像用的技术。
上述层次变换技术不仅能用于标准的彩色原稿图像，而且能用于非标准的原稿(曝光过度或曝光不足、亮色调或暗色调、甚至有彩色灰雾或退色的原稿等)，使其再现可认为是被拍摄体(实际图像)所具有的层次。
在上述层次变换技术中，由于能真实地再现层次，所以确实能再现色调丰富的内容。
可是，如上所述，对本发明者原先提出的层次变换技术可评价如下，即该技术
·在第一性的彩色分解作业中，重视层次的变换，即
·重视实现层次的Hi-Fi变换(在连续层次的原稿图像和网点层次的复制图像之间，1∶1高保真变换层次)，
·利用上述层次变换技术，能高真实度地且合理地进行层次变换，而且伴随上述层次变换，也确实能丰富再现色调。
可是，市场对彩色图像的品质的需求并非停留在如具有彩色原稿图像的调子(层次和色调)的彩色印刷图像的复制这种需求上，而是越来越要求高级、复杂、多样化。
例如有的希望强调再现彩色原稿图像中的特定部分(人物、陶瓷器类、服装类、家具、木制品类、绘画等)或特定部位(区域)等的色彩，或者希望将整体色调变更成蓝色调、暗绿色调、浅绿色调、粉红色调、乌贼墨色调等所希望的色调等各种需求。
对应于这些需求时，例如如果采用现有的彩色补偿(Colour cor-rection)技术，即使能再现对特定部分的色调要求，而图像的整体调子却会被歪曲，从而使图像质量严重恶化，面临着无法满足上述需求的问题。
不言而喻，为了适应上述需求，确立这样一种层次和色调的变换技术是重要的，即该技术能根据人的视觉对特定部分或特定部位(区域)的色调和图像整体的调子这两个方面都感到自然。
为了适应上述市场需求的高度化、复杂化，在彩色分解技术中意味着要求层次变换技术和色调调整技术的统一化(融合化)。
这时必须注意的问题是，形成彩色印刷图像的网点通常与层次(gradation)和色调(Color tone)或浓度和彩色两个方面都有直接关系。这当然是因为决定图像质量的因素是网点的大小(决定层次)和上述网点上涂布的着色油墨(决定色调)。
而且，在本发明者原先提出的层次变换技术中，已确定了合理地调整管理网点的大小(网点％值)的方法。因此，本发明者认识到：上述的层次调整技术和色调调整技术的统一化不但是本发明者原先提出的层次变换技术的延伸，而且还有认真的研究。
其结果，本发明持有这样的见解，即在采用作为原先提出的层次变换技术的核心的层次变换式的同时，考虑到要将色调调整融合于其中，从而可以在彩色分解作业中合理地调整管理色调和层次两个方面。
本发明就是以上述见解为基础完成的，其目的是：提供一种容纳下述技术的彩色析像器，即利用本发明合理地调整管理色调和层次两方面的彩色分解技术、特别是提供一种能够在现有技术中视为难点的丰富层次再现性中容纳能够将色调调整为所希望的色调的色调管理调整技术的彩色析像器。
本发明的彩色析像器的一大特征是在其中搭载了将层次和色调两者统一化的彩色分解技术。
可是，在有关本发明的彩色析像器的以下说明中，鉴于现有的技术不能合理地、定量地管理色调的现状，所以特别将重点放在彩色析像器的核心结构要素、即层次变换器的色调管理调整功能上进行说明。
将本发明概括起来说，本发明是一种彩色析像器，利用该彩色析像器的层次变换器，对连续层次的彩色原稿图像的图像信息进行层次变换，制成用来印制网点层次的彩色印刷画像的印刷板，该彩色析像器的特征是上述层次变换器具有如下的色调调整功能：
(1)利用记录彩色原稿图像的记录媒体的特性曲线〔也就是用直角坐标系规定入射到记录媒体上的光量值(X值)和在记录媒体上形成的浓度值(D值)的关系特性曲线〕，根据浓度值(D值)求算光量值(X值)的功能。
(2)利用下面给出的<层次变换式>，对上述光量值(X值)进行层次变换，求出网点的大小(Y值)的功能。
(3)在进行上述层次变换时，使用的色调调整功能，该色调调整功能由以下功能构成：
(3)-1.在彩色原稿图像的H部(最亮部)～S部(最暗部)之间的规定部位，设定管理彩色印刷图像的色调用的色调管理点(M1)，
(3)-2.在上述色调管理点(M1)，用所希望的色版(C版、M版、Y版、以及BL版)的网点的大小规定色调调整条件，
(3)-3.将上述色调管理点(M1)处的光量值和反映上述色调调整条件的色版的网点的大小、以及在H部和S部设定的所希望的网点的大小代入下面的<层次变换式>，求出γ值，列出将上述色版的H部～S部的像素的光量值变换成网点的大小用的<层次变换式>，而且
(3)-4.运用根据上述γ值列出的各色版用的<层次变换式>，对各色版用的各像素的光量值进行层次变换，同时对色调进行管理调整。
<层次变换式>
Yn＝YH+〔α(1-10-kx)(YS-YH)/(α-β)〕
该<层次变换式>中各符号的意义如下：
X：表示(Xn-XH)。即表示从利用上述记录媒体的特性曲线求出的与彩色原稿图像的任意像素点(n点)的浓度信息值(Dn)相对应的光量值(Xn)中减去按同样方法求出的与彩色原稿图像的H部的浓度信息值(DH)相对应的光量值(XH)之后得到的基本光量值。
Yn：针对与彩色原稿图像上的任意的像素点(n点)相对应的彩色印刷图像上的像素设定的网点的大小。
YH：针对与彩色原稿图像上的H部相对应的彩色印刷图像上的H部预先设定的网点的大小。
YS：针对与彩色原稿图像上的S部相对应的彩色印刷图像上的S部预先设定的网点的大小。
α：记录彩色印刷图像用的图像表现媒体的表面反射率。
β：由β＝10-γ决定的数值。
k：由k＝γ/(XS-XH)决定的数值。
式中XS表示与利用上述记录媒体的特性曲线求得的彩色原稿图像的S部的浓度信息值(DS)相对应的光量值(XS)。
γ：任意系数。
下面详细说明本发明的彩色析像器的技术结构。
为了便于说明，在本文中首先说明图像信息值和原稿图像。
在本发明的彩色析像器中，作为根据彩色原稿图像制作彩色印刷图像时使用的图像信息，不是像现有的技术那样使用与浓度相关的图像信息值，而是使用与光量相关的图像信息，这是一大特征。
在本发明中，彩色原稿图像是指记录或积存在给定的记录媒体上的图像，也叫作媒体图像。与此不同，在记录或积存在上述记录媒体上之前的图像，即作为复制的真正对象的图像叫作实际图像(被拍摄体、实物、实景)。
首先，为了能理解本发明，后面将详细说明色调调整法，现在简单地说明利用上述<层次变换式>的层次变换技术。
如上所述，现在在彩色印刷图像的复制作业中，极其普遍地使用彩色析像器这一彩色分解装置，该装置中的彩色分解作业是以从彩色原稿图像(即媒体图像，包括透射型原稿和反射型原稿)获得的浓度信息值为基础进行的。更具体地说，彩色印刷图像的制作，作为常用的方法，通常是根据通过R、G、B各底片、从彩色原稿图像(媒体图像)获得的浓度信息值，制作C版(青绿色)、M版(深红色)、Y版(黄色)、BL版(黑色)。
可是，例如作为彩色原稿图像，使用称之为照相用感光材料的记录媒体上所记录的彩色底片(透射型)原稿图像(媒体图像)的浓度信息值的方法，有如上所述的极限(缺点)。
与此不同，如上所述，本发明立足于这样一种想法，即复制的真正对象不是记录在记录媒体上的图像(媒体图像)，毕竟是作为媒体图像的根源的、以文字记述的彩色原稿图像，即被拍摄体(实际图像)本身，所以复制时应使用的图像信息值是以从被拍摄体入射到记录媒体上的与光量相关的图像信息值为基础。
上述的问题是本发明的层次变换技术与现有的技术的基本不同点。
下面从另外一个角度来说明这个问题。
在彩色分解技术中，必须将连续层次的彩色原稿图像(例如透射型的彩色底片原稿)变换成网点层次的彩色原稿图像。但如前所述，规定连续层次图像和网点层次图像的相关关系的是彩色分解曲线(层次变换曲线)。而且，现有的彩色分解曲线是以在记录媒体即照相感光材料的感光特性曲线(在D轴-X轴直角坐标系中规定的感光浓度特性曲线)的D轴(浓度轴)上形成的浓度信息值为基础设定的。
与此不同，本发明的彩色分解曲线如前所述，它是以与感光浓度特性曲线的X轴上的被拍摄体(实际图像)的光量相关的图像信息值为基础设定的。即，在现有的彩色分解技术中，使用的是D轴彩色分解曲线；但是本发明却与此不同，能以使用X轴彩色分解曲线，这是两者基本的不同之处。
其次说明在使用本发明的<层次变换式>的图像层次变换法中，求算彩色原稿图像的各像素的图像信息值、即求算光量值的方法。
首先要准备在拍摄彩色原稿图像(媒体图像)时使用的记录媒体的照相用感光材料的特性曲线，具体地说，就是要准备表示感光浓度值(D＝log I0/I)和从被拍摄体(实际图像、实景)入射到上述记录媒体即照像用感光材料上的与光量相关的图像信息值，即曝光量(E＝It)的对数值之间的关系的浓度特性曲线。其次，为了通过上述浓度特性曲线，根据彩色原稿图像中的任意像素(n点)的浓度值(Dn)，求出光量值(Xn)，要将上述浓度特性曲线进行函数化处理。这时，将例如由照相感光材料厂作为技术技料提供的、与上述记录媒体相对应的浓度特性曲线函数化即可。如果能合理地进行函数化，则能很容易地将D轴上的Dn值变换成X轴上的Xn值。
图1表示浓度特性曲线(F公司制，フジクロ-ム<富士彩卷>)。
另外，表1给出了将图1中的浓度特性曲线公式化的结果。如表1所示，为了尽可能正确地将浓度特性曲线进行公式化，将公式化区划分为8个区，在各区中试行公式化。当然将公式化区分得越多，越能获得正确的函数式。
          表1浓度特性曲线的函数式一览表F公司彩色胶卷(FUJI·CHROME)浓度特性曲线(图1)
Figure C9511736600181
在上述浓度特性曲线的公式化中，要将表示彩色原稿图像(媒体图像)的浓度值的D轴上的标度与表示用被拍摄体(实际图像)的logE表示的光量相关的图像信息值的X轴上的标度等同划分，求出规定D和X相关关系的函数。
这是根据下述观点进行的一种模拟，本发明者认为是合理的。这就是为什么要在图1中的X轴上使用“模拟”这个术语的原因。
即本来在感光浓度特性曲线中，X轴上标度的是曝光量E的对数值(log E＝log Ixt)，这对应于这样一个事实，即与视觉明暗相对应的辨别特性与对D轴上的浓度的认识(视觉)一样，是对数性的，因此可以认为有关上述标度的模拟是合理的。
在本发明中，上述的标度是一种简便方法，当然不受此限。
如上所述，本发明不是以把被拍摄体(实际图像)拍摄记录在记录媒体(照相用感光材料)上形成的彩色原稿图像(媒体图像)的浓度值(Dn值)为基础，而是以从被拍摄体(实际图像)入射到记录媒体上的与用X轴表示的光量相关的图像信息值(Xn值)为基础。
如上所述，由于浓度特性曲线中如表1所示的Dn值和Xn值与X＝f(D)这个函数式相关，所以能够很容易地根据Dn值求算Xn值。
其次，本发明的层次变换技术是在上述<层次变换式中>使用如上方式求出的光量值(Xn值)，借以求出彩色分解曲线(层次变换曲线)、即求出随同现有的D轴上的彩色分解曲线变化的、X轴上的彩色分解曲线，然后即可进行图像层次变换。
即，根据给定的浓度特性曲线，由原稿图像上的任意像素(n点)处的浓度值(Dn)，求出与之相对应的像素的光量相关的图像信息值(Xn)，通过将该(Xn)值代入上述<层次变换式>，算出反差系数值(Yn)、即网点面积％值(以下简称网点的大小)(Yn)。将该网点的大小输入彩色析像器的网点发生器中，即可形成所希望的网点点阵。
现对本发明的上述<层次变换式>的推导过程作简单说明。
计算上述的网点层次的即制作彩色印刷图像时用的网点的大小(Yn)用的<层次变换式>是从公认的浓度公式(感光浓度、光学浓度)推导出来的，即从下式导出
D＝log I0/I＝log I/T
I0＝入射光量
I＝反射光量或透射光量
T＝I/I0＝反射率或透射率
如果将上述有关的浓度D通用公式应用于制版、印刷时，则变为下式：
制版、印刷时的浓度(D’)＝log(I0/I)
＝log单位面积×纸的反射率/〔(单位面积-网点面积)×纸的反射率)+网点面积×油墨的表面反射率〕
＝logαA/〔α{A-(d1+d2+……+dn)}+β(d1+d2+……+dn)〕
式中A：单位面积
    dn：单位面积内各种网点的面积
    α：印刷用纸的反射率
    β：印刷油墨的表面反射率
本发明是以有关该制板、印刷的浓度式(D’)为基础，使与连续层次的彩色原稿图像上的任意的标本点(像素)(n点)处的基本浓度值(X)和与其相对应的网点层次的彩色印刷图像上的标本点处的网点的网点的大小(Yn)相关的理论值和实际测量值一致，推导出上述<层次变换式>的。
在应用本发明的上述<层次变换式>时，网点的大小通常使用如下的数值，即C版时，YH为5％，YS为95％，M版及Y版时，YH为3％，YS为90％。另外，在应用上述<层次变换式>时，如果浓度值使用浓度计测定值，YH和YS使用上述那种百分率数值(％值)时，还要按百分率数值(％值)算出Yn值。
在应用本发明的上述<层次变换式>时，当然要进行如下的变形后使用，还可以进行任意的加工、变形、推导等之后使用。
Yn＝YH+E(1-10-kx)·(YS-YH)
式中E＝1/(1-β)＝1/(1-10-γ)
上述变形例是取α＝1时求得的。
这是为了在表现彩色印刷图像所用的印刷用纸(底材)的表面反射率取为100％时的关系式。α可取任意值，实际上取1.0也没有关系。
如果采用上述变形例(α＝1.0)，则可以预先设定彩色印刷图像上的最亮部(H部)上的YH、最暗部(S部)上的YS。这是本发明的一大特征。上述问题可以根据下述事实解释，即在彩色印刷图像上的H部定义X＝O，另外在S部，定义X＝XS-XH，即
-k·x＝γ·(XS-XH)/(XS-XH)＝-γ
这样，由于利用本发明的<层次变换式>(α＝1的变形例)，可以对彩色印刷图像上的H部和S部通常预先设定YH值和YS值。这个问题是用户对作业结果进行评价及研究时的极重要的问题。即，按照所希望的值设定彩色印刷图像中的YH和YS，并改变γ值(但α＝1.0)，就可以得到各种X轴的彩色分解曲线(层次变换曲线)。根据其与γ值的相关关系，就能很容易地评价根据这些X轴的彩色分解曲线制作的彩色印刷图像的质量内容。
利用本发明的上述<层次变换式>设定多色制版(通常使用C版/M版/Y版/BL版这四版)用的各色版的X轴彩色分解曲线(层次变换曲线)时，可按以下方式进行。
在本行业中，常用的方法是首先设定作为基准的C版用的彩色分解曲线(层次变换曲线)，然后设定其它色版，以便维持灰度平衡或彩色平衡。
上述的所谓维持灰度平衡是指用三个色版(C/M/Y版)的中性浓度(灰度)进行再现作业的条件是主要条件。在本行业中，为了维持灰度平衡，通常采用下面的表2所示的标准值。
表2中，M1是对H部～S部的动态范围(浓度区域)中间部设定的灰度平衡管理点(以下称为中间点)。在本行业中，上述M1点如表2所示，通常的方法是将C版的网点的大小设定为50％。对M1将C版的网点设定为50％值的主要理由是普遍认为该网点的大小的区域是层次丰富的再现区。
在本行业中，由表2可见，在M1点(中间色调)，当C版的网点的大小为50％时，要将其它色版(M/Y版)的网点的大小设定在40％，以维持灰度平衡。
表2维持适宜灰度平衡用的标准值(单位：网点的大小)
  H   M1    S
  C版   5   50   95
  M版   3   40   90
  Y版   3   40   90
如上所述，本发明的层次变换技术在制作彩色印刷图像时，不是使用从彩色原稿图像(媒体图像)取得的浓度信息值(Dn)，而是使用与从被拍摄体(实际图像)入射到形成媒体图像用的记录媒体上的光量相关的图像信息值(Xn)，而且是把使用上述<层次变换式>作为前提，能以具备作业规范性，普遍性、灵活性地的制作方式，印制具有忠实于被拍摄体(实际图像)的层次特性的彩色印刷图像，并能进一步将层次特性变换成所希望的层次特性的彩色印刷图像。
其次说明本发明的核心技术结构，即在上述的层次变换技术中融合色调调整技术，换句话说，就是说明层次变换技术和色调的管理调整技术的统一化。
上述的层次和色调的统一化的关键在于下述几点：
(1)本发明者原先提出的、而且在本发明中也使用的上述<层次变换式>，如上所述，它是对彩色印刷图像的H部～S部中的全部像素网点(点)的％值(换句话说，就是网点的大小)进行调整时的重要工具，达到忠实地再现第一性的彩色原稿图像所具有的层次特性，而且是使人的视觉感到自然的层次特性。
(2)对各像素设定的网点的大小经常具有与层次和色调(或密度和彩色)两个方面接相关的影响力。
(3)作为市场需求，不仅是使彩色原稿图像1∶1地再现(Hi-Fi再现)，而且对图像的特定部分，H部～S部的动态范围的特定部位的色调增强、变更、校正的要求也增大了。
在上述要求中，顾客和设计者通过他们所持有的色卡(colorchart，后面将对它加以说明)，提示网点的大小，指定要求的内容。
(4)通过现有的彩色分解技术，特别是现有的彩色校正来满足上述需求时，例如即便使特定部分的色调近似地达到了要求的内容，但图像整体的调子(层次和色调)不正，在大多情况下都失去了作品的价值。
上述色卡(color chart)是使用印刷用加工4原色的油墨、或用网点的浓度表现色彩的彩色再现用的基本标度(参照表)。例如有大日本油墨化学工业株式会社发行的(DIC GRAF-C色卡)(1991年3月)等。
在上述色卡中，是色彩再现用的各色版的组合，有下述几种组合方式。
1.基本组合
将C(青绿色)和M(深红色)的组合作为基本色卡。
例如以(C)为纵轴、(M)为横轴，分别用网点的大小为0～100％的12个层次印成的基本色样，再将具有一定网点的大小的Y(黄色)、BL(墨色)重叠印刷在该基本色样上而构成的色卡。上述具有一定网点的大小的Y或BL有Y＝10％、BL＝10％；Y＝10％、BL＝30％；Y＝50％、BL＝10％等值。
2.其它组合
(1)以(Y)为纵轴、(M)为横轴的组合
(2)以(C)为纵轴、(Y)为横轴的组合
(3)以(BL)为纵轴、(Y)为横轴的组合
(4)以(BL)为纵轴、(M)为横轴的组合
(5)以(C)为纵轴、(BL)为横轴的组合
如上所述，色卡上的色调是用各色版(C/M/Y/BL)的网点的大小指定的。
因此，以上述色卡为基准，当然就可以使彩色分解技术针对顾客或印刷设计者对色调变更的要求，成为能够以定量且合理的方式管理、调整各像素的全部网点的大小的技术。
根据上述背景，本发明者认为上述<层次变换式>完全具有能够定量且合理地管理调整H点～S点的全部像素的网点的大小的能力，因此对于色调的调整来说也是有力的工作。这是将上述<层次变换式>作为主要工具，开发将层次和色调统一的彩色分解技术的关键所在。
本发明的彩色析像器具有这样的特征，即，如上所述，在其核心结构部分即层次变换器中融入将层次的调整和色调的调整统一化的彩色分解技术。特别是在本发明中增加了色调管理调整的彩色分解技术与现有的技术相比有一个很大的不同点，下面就来说明这个问题。
1.首先，在彩色原稿的H部～S部之间所希望的部位，设定管理彩色印刷图像的色调用的色调管理点(M1)。
在本发明中，作为色调管理点(M1)的符号，使用与表2中的维持灰度平衡用的中间调点(M1)相同的符号。这是彩色分解技术中使中间调区的层次再现的要点，因此表明了即使对色调再现也是重要的。色调管理点(M1)不限于上述维持灰度平衡用的中间调点，当然在H部～S部之间的所希望的点都可以。
色调管理点(M1)如后面的实施例及图3所示，在纵轴(Y轴：表示网点的大小)和横轴(X轴：表示光量值)构成的直角坐标系中，用横轴上的光量值表示色调管理点(M1)。由于上述光量值与彩色原稿图像的浓度值相关，所以也可以用浓度值表示。
2.其次，在如上指定的色调管理点(M1)，用所希望的色板(C版/M版/Y版/BL版)的网点的大小确定色调的调整条件。
上述色调的调整(变更)条件的具体内容，在说明色卡时已做过说明。
3.下一步是利用上述的条件(C版、M版、Y版、BL版)的色版图像所使用的彩色分解曲线(层次变换曲线)，更具体地说，就是准备设定各色版用的彩色分解曲线用的<层次变换式>。
由上述程序(1～2)设定
·色调管理点(M1)的光量值，例如M1＝0.400
·色调的调整条件，例如C版网点的大小(50％)、M版网点％值(20％)、Y版网点的大小(10％)、BL版网点的大小(10％)。
以各色版的H部及S部设定的网点的大小(YH，YS)作为预先给定的条件，设定给定值或所希望的值。作为给定条件而给定的YH值、YS值如在说明本发明的<层次变换式>的应用时所述，C版分别取5％和95％，M版和Y版分别取3％和90％(参见表2)。
为了确定各色版用的彩色分解曲线，根据上述条件确定所使用的<层次变换式>中的γ值。
例如，确定C版用彩色分解曲线之时所用的<层次变换式>中的γ值按以下所示求算。
将XH＝0.00，XS＝1.00，Xn＝M1＝0.40，α＝1.00，YH＝0(％)，YS＝95(％)，Yn＝50(％)代入<层次变换式>后求解，得γ＝0.45。然后准备设定C版用的彩色分解曲线的<层次变换式>。其它色版也与此相同。
4.下一步程序是利用有γ值(0.45)的<层次变换式>，对H部～S部的全部像素点(n点)的光量值(Xn)进行层次变换，求出C版用的彩色分解曲线(层次变换曲线)。换句话说，就是为了制作C版的色版图像，使用C版的<层次变换式>进行彩色分解作业。其它色版也与此相同。
本发明的彩色析像器中的将层次调整技术和色调调整技术统一化的层次变换器的色分解技术的有效性将在后面所述的实施例中证实。
以下说明本发明的彩色析像器、特别是说明在层次变换部中融入层次和色调的调整功能的彩色分解技术的另一特征及其应用范围。
本发明的彩色析像器的层次变换器中的彩色分解技术可应用于例如利用光、电磁波等信息传递媒体，将被拍摄体(实际图像)记录、拍摄在所希望的记录媒体上，或者根据摄像变换后的彩色原稿图像(媒体图像)，制作彩色印刷图像这样的全部范围。
因此，为了适合制作各种彩色印刷图像的系统，就必须应用本发明的彩色分解技术。
首先，在规定记录媒体的特性曲线时，即规定表示从被拍摄体(实际图像)入射到给定的记录媒体上的、与光量有关的图像信息值(光量值)和在记录媒体上形成的浓度信息值的相关关系的浓度特性曲线时，上述特性曲线的规定变量(因子)不限于彩色原稿图像中说明过的曝光量的对数值(光量值)和浓度信息的组合。作为被拍摄体(实际图像)的图像信息的输入媒体(记录媒体)即传感器的特性曲线，可以作最广义的解释，可以规定与浓度相关的浓度信息值(Dn值)和与光量相关的图像信息值(Xn)彼此相关的浓度特性曲线(光电变换特性曲线)。
表示与这种浓度有关的图像信息值的物理量应作最广义的解释，例如作为同义词，有反射密度、透射密度、亮度、光亮度、频率、电流、电压值等。
作为记录被拍摄体(实际图像)的记录媒体，可以是照相用感光材料，或二维CCD、光盘、磁盘、磁带、光电二极管等光电变换元件等中的任意一种。
与上述记录媒体有关的反映记录媒体特性的上述浓度特性曲线，当然是感光浓度特性曲线(照相用感光材料时)、以及光电变换特性曲线(光电变换元件时)。当彩色原稿图像是反射型原稿时，上述浓度特性曲线当然是用直角坐标系中的45°(度)的直线规定的。
由上述可知，本发明的彩色析像器可作最广义的解释，可解释为制作彩色印刷图像时用来进行彩色分解的全部机器。
具体地说，本发明的彩色析像器可以解释为是现有的分体式(Stand alone type)的各种彩色析像器，而且又不限于全色析像器，可以是在工作台工作的分体式的彩色输入机(color getter)和彩色输出机(color setter)等与彩色印刷图像的制作有关的彩色分解输出机中，其中就有将上述层次和色调统一化的彩色分解能力的全部机器。另外，安装彩色原稿图像的机构可以是转鼓式的、也可以是平头式的。
在本发明中虽然使用了网点层次、网点的大小之类的术语，但彩色印刷图像的复制不只限于网点形式的。
例如，最近以FM(Frequency modulation，或Stochastic)网点法替代现有的网点面积变调法(将此法与上述的FM法相对照，称之为AM<Amplctude modulation>)，其中包括以微点密变调方式来表现规定像素的调子(层次和色调)的表现方式。
其次说明本发明的彩色析像器的主要构成要素(机构)即上述将层次和色调统一化进行彩色分离的层次变换器的结构。
1.在本发明中，上述层次变换器例如具有如下结构。
(1)规定从记录在给定的记录媒体(传感器)上的彩色原稿图像获取的浓度信息值和从被拍摄体(实际图像)入射到上述记录媒体(传感器)上的与光量相关的图像信息值之间的相关关系的特性曲线，并以该特性曲线为基础，求出与彩色原稿图像(包括硬原稿和软原稿)的浓度相关的图像信息值及/或图像信息的电信号值(模拟信号值或数字信号值都可以)相对应的与光量相关的图像信息值的机构(对应于软件)，及
(2)应用上述<层次变换式>的机构(对应于软件)
2.输出器可以采用这样的结构：根据由<层次变换式>求得的相应计算值(即Yn值<网点的大小>)控制机器的记录器(记录头)的电流值或电压值，或通电时间等，改变网点的大小，从而输出被调制成所希望的层次和色调的半调(网点调)的彩色复制图像。
例如，利用本发明的彩色析像器制作网点层次图像即彩色印刷图像的原版、即印刷用原版(色版图像)时，将本发明的上述具有将层次和色调统一化的功能的层次变换器组装到本行业中众所周知的市售的电子彩色分解装置(彩色析像器、全色析像器)等彩色分解机构部(层次变换器)中即可完成。
更具体地说，可以利用以下这种众所周知的现有的系统，即将很小的聚光照射到彩色底片原稿图像(透射型的媒体图像)上，用光电变换器(光电倍增管)接收其透射光(图像信息信号)，将光的强弱变换为电压的强弱，利用计算机对所获得的图像信息电信号(电压值)按照要求进行加工整理，根据从计算机输出的、经过加工处理的图像信息信号(电压值)，控制曝光用的光源，然后用激光聚光源照射新的胶片，制成印刷用原版(色版图像)。
在这种情况下，要对计算机进行改装，重新构成加工、整理彩色原稿图像(媒体图像)的图像信息电信号用的计算机的计算处理器，只需装入这样一种软件，即可根据记录在彩色底片(记录媒体)上的彩色原稿图像(媒体图像)的浓度信息值，利用上述彩色底片(记录媒体)的浓度特性曲线，求出与光量相关的图像信息值，同时利用<层次变换式>输出网点的大小(Yn值)的软件。
由以上说明可知，利用析像器的图像信息输入机构，具体地说，利用光电变换器(光电倍增管)处理彩色原稿图像(拍摄记录在称为照相感光材料的记录媒体上的媒体图像)，获得与浓度有关的图像信息值。而且，严格地说，上述光电变换器的本身还另有特性曲线(光电变换特性曲线)，因此在光电变换器中，彩色原稿图像的信息要受光电变换器的光电变换特性曲线的影响(变质、劣化)。因此，最好还是要排除上述光电变换器的光电变换特性曲线的影响，但也可以忽略其影响。
换句话说，上述彩色原稿图像的图像信息会受上述光电变换器的光电变换特性曲线的影响(变质、劣化)。因此，最好是排除上述光电变换特性曲线的影响，但考虑到上述光电变换部的特性等，也可忽略其影响。
作为适用于上述层次变换器的软件，可以是各种形态的软件，例如根据给定的浓度特性曲线，将与彩色原稿图像的浓度相关的浓度信息值(Dn)变换成与之相对应的光量值相关的图像信息值(Xn)用的软件，另外还有将<层次变换式>的算法制成软件装入机体之中，并且装有A/D(模拟—数字变换)、D/A的I/F(接口)的通用计算机；将算法按逻辑方式设计并且由通用IC具体化了的电路；含有保持算法的运算结果的ROM的电路；将算法作为内部逻辑而具体化了的PAL；门阵列；专用IC等等。
特别是近来模块化有了相当的发展，能以本发明的<层次变换式>为基础进行图像的层次变换的运算机构，可以作为专用的IC，LSI、微处理机、微机等的模块很容易制作。
而且，如果按顺序使光电扫描用的聚光一边划分成点，一边扫描，另一方面，利用将激光照射到新胶片上的激光曝光器与其同步运作，则能合理地制作出具有由上述<层次变换式>导出的网点的大小(Yn)的网点层次的层次和色调被调整成所希望的层次和色调的印刷原版(色版图像)。
图1是彩色胶片的浓度特性曲线(F公司制)图。
图2是本发明的第1实施形态的彩色析像器的框图。
图3是本发明的基础实验的概要和所使用的彩色分解曲线的说明图。
图4是本发明的第2实施形态的彩色析像器的框图。
图5是本发明的第3实施形态的彩色析像器的框图。
图6是本发明的第4实施形态的彩色析像器的框图。
图7是本发明的第5实施形态的彩色析像器的框图。
图中1：检测器
    2：彩色分离器
    3：层次调整器
    11：层次变换器
    4：输出器
    5：彩色原稿图稿
下面参照附图详细说明本发明的彩色析像器。另外还详细地说明使用本发明的彩色析像器的彩色分解法(将层次和色调的调整统一化的层次变换法)。
如下所述，可以说本发明的彩色析像器是一种将新的层次变换器应用于现有的彩色析像器中，使其结构合理化、简单化、并能提高其附加值的彩色析像器。
图2表示本发明的第1实施形态的彩色析像器的结构框图。
如图所示，作为本发明改进对象的现有的彩色析像器(转鼓式)是由以下4个部分构成。
(1)读取彩色原稿图像信息的检测器1。该检测器1从R/G/B各色底片上读取彩色底片原稿图像的浓度信息值。
(2)将检测器1的输出信号变换成C、M、Y、BL各彩色分解信号的彩色分解器2。以下用符号K表示BL(黑色)成分。
该彩色分离器2包括：BM8(基本掩蔽电路、修正偏离C/M/Y理想色的基本(一级)彩色校正电路)和CC9(彩色校正电路、2级彩色校正电路)等。
(3)层次调整器3。在现有的彩色析像器中，主要由层次校正电路构成，由决定H部～S部之间的网点调子如何处理的同路构成。
(4)根据层次变换器3的输出信号，利用激光对新胶片进行曝光用的输出器4。
在本发明中，上述四个部分中的检测器1，彩色分解器2及输出器4仍然采用现有的彩色析像器中的机构。换句话说，层次变换器3是本发明的改进对象。
严格地说，本发明中的层次变换器是以上述<层次变换式>为基础，采用层次(gradation)和色调(color tone)的调整一体化的方式进行彩色分解的层次变换器，是提高了彩色分解器2的功能的一个部分。
因此，本发明的彩色析像器可以利用现有的彩色析像器的彩色分解器2，而将原来的层次变换器的结构变更成本发明的层次变换器的结构。
下面具体说明本发明的彩色析像器的结构。
检测器1利用光电倍增管等检测彩色原稿图像5的各部分的透射光或反射光，以电流值输出R、G、B、USM的各个信号，并在A/M变换器6将该信号变换成电压信号。
在彩色分解器2的对数放大器7中，对来自检测器1的R、G、B、USM各电压信号进行对数运算，变换成浓度，在基本掩蔽器8中分解出C/M/Y各色成分(基本色成分)，同时分解出灰度成分。然后在彩色校正(CC)器9中，以R、C、B及C、M、Y各原稿彩色对C版成分、M版成分、Y版成分进行控制，再在UCR/UCA器10中的UCR(under color removal)或UCA(under color addition)中确定K版成分在C、M、Y3色版中的表现比率和在K版中的表现比率。
即在本发明的彩色析像器中，首先是利用常规方法在检测器1中，由采用光电倍增管或固体摄影元件(CCD)等构成的图像信息读取机构，对复制对象物(彩色印刷或彩色透射型原稿等)的各色(R、G、B)图像信息进行检测，在彩色分解器2中进行彩色分解，获取制作彩色印刷图像用的浓度信息值。在此求出上述各色(C、M、Y)成分(基本色成分)。
浓度信息值(Dn)当然是利用彩色原稿图像的记录媒体，例如，照相用感光材料的感光浓度特性曲线，变换成与光量值有关的图像信息值(Xn)，进而变换成基础光量值(X)的信息。求算上述与光量有关的图像信息时，可用图中未示出的软件或硬件进行。
在本发明中，根据浓度信息值(Dn)求算与光量相关的图像信息值(Xn)及基础光量值(X)的功能是下面将要说明在层次调整器3中增添的一种功能。这是层次调整器3运用<层次变换式>的算法的功能，也是根据利用规定的算法，将其与求算与光量值相关的图像信息的计算功能融为一体的思路形成的功能。本发明当然不以这一种方式为限。
按以上所述获得C、M、Y、K成分之后，在现有技术中，是在层次调整器3中的浓淡调控制器中求出各色成分的网点执行面积率ce’，me’，ye’，ke’，并在反对数变换器中对其进行反对数变换。
与此不同，在本发明的彩色析像器中，是将上述现有的浓淡调控制器换成了以本发明的<层次变换式>为基础的能对层次和色调两个方面进行统一调整的层次变换器11，并在此将C、M、Y、BL变换成ce’，me’，ye’，ke’。
层次变换器11在图中是以单个的变换器11表示。
在层次变换器11的内部有利用记录彩色原稿图像的记录媒体的浓度特性曲线，根据浓度值(Dn)求算光量值(Xn)的算法，以及计算<层次变换式>的方法。而且利用<层次变换式>分别对C、M、Y、K求算ce’，me’，ye’，ke’。
层次变换器11，可以采用各种形态，例如：以<层次变换式>的算法制成软件且备有A/D、D/A的I/F(接口)的通用计算机；将算法按照逻辑方式设计、由通用IC实现的电路；将算法按照内部逻辑方式实现的PAL、门阵列、专用IC等各种形态。
由层次变换器11获得的网点有效面积率被输入彩色通道选择器12，并在此将ce’，me’，ye’，ke’顺次进行选择输出。该输出值由A/D变换器13进行A/D变换后，输入到输出器4。
在输出部4中，根据层次调整器3的输出，由网点控制器14进行激光束控制。
从输出器4输出的激光束照射到新胶片上，制成各种色版(C、M、Y)及BL版。
为了检验将本发明的<层次变换式>作为重要工具是否能合理地管理调整彩色印刷图像的层次和色调，进行了以下3个阶段的实验：
(1)基础实验
(2)应用实验
(3)实际应用实验
为了针对将色调的调整管理添加到作为层次变换技术有用工具的<层次变换式>中所产生的影响和效果进行慎重的检验，在上述3个阶段的实验中分别采用了以下两种方法进行实验。
(1)实验A：调整3个色版图像(C版/M版Y版)的色调管理点(M1)及S部两个方面的网点的大小的实验。
(2)实验B：只调整3个色版图像(C版/M版/Y版)的M1点的实验。
<M1点、M1点的光量值及各色版用γ值的确定法>
(1)色调管理点(M1)
将色调管理点(M1)(参见图3)设定为现有技术中调制层次所广泛采用的中间调，更严格地说，是将C版网点层次图像(色版图像)的网点的大小设定为50％的点上。
它与本行业中一般采用的维持适度的灰度平衡用的标准值一致。
在本发明中，色调管理点(M1)当然不会限定在C版的网点的大小为50％的部位。
(2)色调管理点(M1)的光量值
色调管理点(M1)的光量值由C版用彩色分解曲线(层次变换曲线)决定。
即将下列条件代入决定C版用彩色分解曲线的<层次变换式>中，求出X值(色调管理点处的光量值)。
·网点使用范围：0～95％(YH＝0％，YS＝95％)
·γ值：0.45
·XS＝1.00，XH＝0.00(XS-XH＝1.00)(注)
·yn＝50(％)(这是色调管理点(M1)的网点的大小)。
即将上列条件代入<层次变换式>中，求解下式。解得X＝0.40。
50＝0+〔(1-10-0.45X)(95-0)/(1-10-0.45)〕
(注)通常，从彩色原稿图像(媒体图像)求得的动态范围(XS-XH)不是1.00，但在式中采用了动态范围的标值1.00。
当然，各个动态范围都取标准值1.00会使图像质量内容也会有相对的变化，但是在图像处理中并不会产生什么问题。
(3)为了确定各色版(C/M/Y/BL)用的彩色分解曲线求算γ值的方法。
在以下实验例中，如上所述，用γ＝0.45的值设定C版用彩色分解曲线。
对于其它色版来说，必须根据色调调整条件的内容，分别求出设定各种彩色分解曲线(层次变换曲线)用的γ值。例如，在M版时，在色调管理点(M1)处(其光量值为0.40)，当M版的网点的大小为20％，且网点使用范围为0～68％时，求解下式即可。下式的解γ＝0.20。
20＝0+〔(1-108(4.0))(68-0)/(1-10-γ)〕
在本实验中，使用了能自动运算色调管理点(M1)的光量值和各色版用的γ值、且自动准备所希望的彩色分解曲线的软件。
<实验中使用的机器、材料>
(1)作为彩色原稿图像，选用了E.K.公司制的4″×5″的彩色正版拍摄的标准质量的褐色陶器壶的图像。
(2)彩色析像器使用的是层次变换部经过改造的ISOMET公司(USA)制的数字彩色析像器455型。即，将具有下述软件的层次变换器装入ISOMET公司制的数字彩色析像器455型中使用。
·通过照片浓度特性曲线(准备了富士彩卷、阿克发彩卷、柯达彩卷等有代表性的12种照相感光材料的特性曲线)，根据浓度值求算光量值(规范化的光量值)的软件。
·利用<层次变换式>进行色调管理的软件以及计算彩色分解曲线的软件。
(3)彩色分解用的胶片采用AGFAS712P。
(4)进行彩色校正时，采用了DUPO公司的克劳玛林(クロマリン)系统。
<基础实验>
本实验的目的是确认本发明的<层次变换式>这个工具是否具有合理地调整彩色印刷图像的色调的功能。
特别是确认了在维持层次的条件下合理地进行色调调制的功能。
表3中示出了基础实验用的进行色调管理调整用的各色版的制版设计资料。
(注1)实验A是先规定S部的反差系数值(YS)，然后用下式(1)求算M1点(色调管理点)的网点的大小。下式(1)的标准网点的大小示于表2。
M1点的网点的大小＝(M1点的标准网点％值)×(S部的规定网点的大小)/(S部的标准网点的大小)……(1)
(注2)实验B采用实验A中的值作为M1点的网点的大小，采用标准值(表2)作为S部的网点的大小。
(注3)由于选用摄影光的亮点作为彩色原稿图像(壶)的H部，所以全部色版图像的H部的网点的大小为“0”(零)。
表3(基础实验用)色调调整用制版设计资料
    测试No.色  版                   实验A          实验B
  H               M1    S    H   M1    S
No.1   C   0   50   95    0   50   95
  M   0   31(40×70/90＝31.1)   70    0   31   90
  Y   0   36(40×80/90＝35.5)   80    0   36   90
No.2   C   0   50   95    0   50   95
  M   0   27(40×60/90＝26.6)   60    0   27   90
  Y   0   31(40×70/90＝31.1)   70    0   31   90
上述实验的4个实验结果，根据制版事实(经验)来看，都和预想的一致。这表明利用本发明的<层次变换式>的色调管理法具有合理性。
从基础实验得到的4个彩色较正图像的内容如下。
(1)4点全部在H部～S部的全部动态范围内，很好地再现了层次(浓度层次)，而且中间色调的量感也适合人的视觉。
(2)壶的色调在实验A(No.1～No.2)中属于蓝色系列，在实验B(NO.1-NO.2)中，在中间调区为蓝色系列，在S部中属原稿图像的褐色系列。这些色调与实际完全相符。
因此，为了设定实验A(No.1～No.2)中的各色版用彩色分解曲线，对γ值及M1点的网点的大小(计算值)进行了如下的设定：
(1)实验A(No.1)C版γ＝0.45，M1点的网点的大小＝50.
       0000％
       M版γ＝-0.20，M1点的网点的大小＝30.9878％
       Y版γ＝-0.18，M1点的网点的大小＝35.8678％
(2)实验B(No.2)C版γ＝0.45，M1点的网点的大小＝50.
       0000％
        M版γ＝-0.18，M1点的网点的大小＝26.9006％
        Y版γ＝-0.20，M1点的网点的大小＝30.9878％
另外，BL版的γ值为γ＝-0.25。
上述基础实验的概要及实验A(No.1)和实验B(No.1)中使用的各色版用的彩色分解曲线(层次变换曲线)示于图3。
图3中(a)是为了维持灰度平衡，在本行业中作为标准用的彩色分解曲线的组合。其设计资料示于表2。
图3中(A)表示实验A(No.1)的各色版的彩色分解曲线(层次变换曲线)的组合，图中(B)表示实验B(No.1)中的各色版的彩色分解曲线(层次变换曲线)的组合。
<实用实验>
本实验的目的是用更接近于日常的彩色分解作业的方法进行的彩色分解实验，确认利用本发明的<层次变换式>的色调管理法是否具有合理地调整管理彩色印刷图像的色调的功能。
在本实验中取C版图像的网点的大小为50％的点作为色调管理点(M1)。
作为对上述色调管理点(M1)处的色调调整内容(由用户等提出的对色调的校正、变更的具体要求内容)，采用3大日本油墨化学工业社制的“DIC GRAF-G色卡”(1991年3月，第2版)，用来作为规定各色版图像的C/M/Y的各色网点的大小的基本标度。
在本实验中从上述色卡表中选择了6种颜色。
表4示出了从上述“DIC GRAF-G色卡表中选定的6种颜色和色调调整用的指定网点的大小。
在上述色卡中，以0～100之间的12个等级作为C/M的网点浓度，表示上述6种颜色，其中的Y/BL(一定的网点浓度，如表4所示，例如具有10％或50％的网点浓度的颜色)表示重叠印刷的颜色。
因此，采用该色卡，容易指定色调调整用指定网点的大小，表4中列出该指定反差系数值。
不言而喻，本实验的目的是检验一下用上述的网点的大小指定的颜色是否不会导致层次劣化，且能在色版图像上忠实地再现。
表4从色卡中选定的6种颜色和色调调整用的指定网点的大小
测试No.色                     DIC    GRAF-G色卡        用于色调调整的指定网点的大小
  页     C     M   Y   BL   C   M   Y   BL
  a-1a-2   青青   1729   0～1000～100   0～1000～100   1010   1030   5050   2020   1010   1030
  b-1b-2   浅黄浅黄   1931   0～1000～100   0～1000～100   5050   1030   5050   2020   5050   1030
  c-1c-2   青浅黄   2425   0～1000～100   0～1000～100   3050   2020   5050   2010   3050   2020
根据表4中的资料作成的本实验用的各色版设计资料示于下表5。
(注1)在本实验中，M1点的指定网点的大小当然是采用表4中的色调调整用的指定网点的大小。
(注2)在本实验A中，S部的M/C版用的网点的大小由下式(2)求得。
C版采用表2(维持灰度平衡标准值)中的值(95％)。下式(2)的标准网点值示于表2。当采用下式(2)算出的计算结果高于标准网点的大小时，则采用标准网点的大小。
S部的网点％值＝(S部的标准网点的大小)×(对M1指定的网点的大小)/(M1点的网点的大小)……(2)
(注3)由于选择摄影光线亮点作为彩色原稿图像(壶)的H部，所以全部色版图像的H部的网点的大小为“0”(零)。
(注4)BL版(黑版)，按照常规是采用标定调型(Scale tonetype)，即上墨的始点(starting point，SP)取M1点，终点(end point，EP)取S部。
另外，S部采用的BL版的最大网点的大小，在实验A中取80％，在实验B中取70％。
表5(应用实验用)色调调整用制版设计资料
Figure C9511736600431
上述应用实验的结果与上述基础实验一样，完全与预想的相同。
从彩色复制图像所取的色调管理点(M1)处的色调与作为基本标度的色卡上的色调完全一致，而且在H部～S部的全部动态范围内，层次(当然还有色调)都使人的视觉感到自然。
即，根据上述应用实验的结果，可以确认以本发明的<层次变换式>为工具的彩色分解技术，在进行色调的管理调整方面具有合理性。
<实际应用实验>
在本实际应用实验中，鉴于最近印刷设计师等在使用标准的彩色原稿图像的条件下，敢于将复制的彩色印刷图像的加工调子变更为蓝色调、深绿色调、淡绿色调、粉红色调、乌贼墨色调等色调的作业有所增加，以及鉴于目前在变更上述图像的总体色调方面，现有的技术是必须完全根据经验技能，经过许多复杂的作业工序才能完成的现状，针对与这些作业相对应的本发明的层次及色调的管理调整法的有效性进行了实验。
即应用本发明的层次及色调的管理调整法，总体变更图像的总体色调，同时对是否能合理地管理图像的层次进行了确认。
上述实验用的彩色原稿图像是从本行业中作为标准彩色原稿公认的F公司制的4″×5″尺寸的透射型彩色原稿中选出的。具体地说，选定含有红、蓝、绿、黄、紫等多种色彩的年青女性像和有数种基材(金属、布、纸等)的图像作为原稿图像。
另一方面，同时对在本行业中广泛使用的AGFA公司制的4″×5″透射型标样(按ISO标准制成的彩色原稿图像)作为参照目标，进行了实验。
复制的彩色印刷图像的加工色调全部变更为蓝色调。
具体地说，在DIC GRAF-G色卡第29页中，用C版50％、M版30％、Y版10％、以及BL版30％的指定色管理色调。
本实验中使用的机器和资料等与上述的相同。
本实验用的制板设计资料示于表6。另外，表7中给出了C版用色调曲线设定数据。
在编制表6中的制版设计资料时，参考了上述<应用实验>结果，并考虑了以下几个问题。
(1)为了既要把彩色原稿图像中的红、灰、绿、黄、紫等色控制成自然色，又要使图像总体的蓝色调的加工调子有一定力度、充分灵活地考虑了BL版所具有的图像表现能力的效果。
(2)因此，把BL版的SP(起点)定在C版的网点的大小为10％的部位，管理点(M1)为10％，而且S部的最大网点的大小取95％。另外，BL版彩色分解曲线的设定用γ值，即<层次变换式>的γ值为0.10。
表6(实际应用实验用)色调调整用制版设计资料
色版   H   M1                S       γ值
  C   5   50  95   γc   0.45
  M   3   30  68(90×30/40＝67.5)   γm   0.15
  Y   3   10  23(90×10/40＝22.5)   γy  -0.10
  BL   -   30  95   γb1  0.10
表7(实际应用实验用)C版设计资料H＝5％，S＝95％，γC＝0.45彩色原稿图像(F公司制标准原稿)
步骤No.    原稿浓度值(Dn)     光量值(Xn)   基础光量值(Xn-XH)     正规化光量值(Y)   网点的大小
  1(H)     0.3100     1.3333     0.0000     0.0000   5.0000
  2     0.9175     1.9125     0.5792     0.3777   50.1761
  3     1.5250     2.2928     0.9595     0.6257   71.5487
  4     2.1325     2.6005     1.2672     0.8263   85.2382
  5(S)     2.7400     2.8668     1.5335     1.0000   95.0000
实验结果获得了图像在色调和层次两个方面都与制版设计时预定的一样的彩色印刷图像。
即，彩色原稿图像中的年青女性人物图像在视觉上使人感到图像总体加工调子呈蓝色调，而且极其自然。并且女性人物像的总体色调呈蓝色，而本人的肌肤颜色所具有的纤细层次即使在蓝色色调下，也能充分地透露出本来的肌肤颜色。根据上述实验结果，如果加以细致描述，则可以说：H部～中间调的色调与色卡中指定的色调是同一色调，在S部区域有深红(M)色残余感。正如由表6中的制版设计资料(数据)可见：M版的S部中的许多网点的大小是指定(68％)的，而实验结果又与此完全符合。
另外，红、绿、黄、紫等各色控制得很柔和，图像整体的调子没有不协调感。
H部～S部的总体层次一点都没受到损害，整体上用蓝色色调表现出了金属、布、花等素材所特有的层次变化，因此能明确地认别这些素材，同时其中的微细部分也能很好地再现。
用AGFA标样获得的蓝色色调的彩色印刷图像，虽然总体上呈蓝色色调的图像，但仍具有丰富的层次。
即，从图像整体感受到的调子在视觉上呈蓝色色调，与通过蓝色滤光片看到的自然景色同样极其自然而协调。这一点证实了即使在色调整体变换过程中，也能合理地进行层次变换。
下面参照附图说明本发明彩色析像器的其他实施形态。
图4是本发明的第2实施形态的彩色析像器的框图。
在第2实施形态的彩色析像器中，仍使用原有的反对数变换器15，因此在层次变换器11中以对数(log)的形式输出ce’，me’，ye’，ke’。
因此，通过对原有的彩色析像器中的一个主要结构部分(层次变换器11)进行改造，使其具有本发明的层次变换器11的功能，就能实现本发明的彩色析像器。
图5是本发明的第3实施形态的彩色析像器框图。
在第3实施形态中，仍然保留原有的层次控制(IMC)器16，断开反对数变换部15与该层次控制器16的连接。而且与第2实施例一样，采用以对数(log)的形式输出ce’，me’，ye’，ke’的层次变换器11。层次变换部11从层次控制器16的前一级获取C、M、Y、K信号，将层次变换后的值输出给反对数变换器15。
图6是本发明的第4实施形态的彩色析像器的框图。
在第4实施形态中，将原来的反对数变换器15同彩色通道选择器12连接起来，层次变换器11从层次控制器16的前一级获取C、M、Y、K信号，所以ce’，me’，ye’，ke’不受原有系统的约制可以直接在彩色通道选择器12中，以与第1实施形态的层次变换器中相同程度的最佳处理形态，求算ce’，me’，ye’，ke’。而且与第3实施例一样，将原有的系统稍加改造，就能构成本发明的彩色析像器。
图7是本发明的第5实施形态的彩色析像器框图。
在第5实施形态中，将原来的层次调整器3全部改成新的层次变换器11，在该层次变换器11中，以本发明的<层次变换式>为基础，将层次和色调两者统一起来进行彩色分解。
这样，如果对原来的层次调整部进行全面改造，顺利地与其它图像系统进行统一、融合，则能实现图像处理的高速化、或机器的小型化，同时能提高系统的预期成效。
本发明的彩色析像器，作为其核心结构要素的层次变换器，利用特定的<层次变换式>能使层次和色调两者统一化进行彩色分解。这种定量且合理地将层次和色调统一起来的技术在现有的技术中是一个难点，这是本发明的重大成就。
现有技术的现状是，对市场需求高的(要求度高的)特定部位、特定部分、以及图像整体色调进行调整(色调的修正、变更)时，不仅不能定量地进行色调的调整，而且会使该部位和其它部位的色调不平衡，图像整体的调子(层次和色调)不正，不能制作高品质的彩色印刷图像。
与此相反，在本发明的彩色析像器的心脏部分增加的彩色分解(层次变换)技术采用特定的<层次变换式>，运用该<层次变换式>就能完全定量地进行层次调整和色调调整，能合乎目的地对彩色原稿图像进行彩色分解，能高效率地制作层次的再现性好、色调经过调整的高品质的彩色印刷图像。即，本发明的彩色析像器有下述优点：
(1)能合理地适应市场对彩色印刷图像的品质的高度、复杂、多样化的需求。
(2)由于彩色印刷图像的制作，特别是彩色分解作业能定量、合理地进行，所以具有提高生产率，缩短作业时间，有效地使用设备、节约材料、降低消耗等显著的效果。
(3)在彩色印刷图像的制作中，能开拓合理地有效地利用感性和艺术性的道路。这一切使得印刷业等行业所要求的将感性和艺术性结合到工业生产方式中成为可能，能有助于印刷业等行业与图像相关的工业的灵活性。

Claims (7)

1.一种利用层次变换器对连续的彩色原稿图像的图像信息进行层次变换，制作网点层次的彩色印刷图像用的印刷版的彩色析像器，该彩色析像器的特征是上述层次变换器具有下述色调调整功能：
(1)利用记录彩色原稿图像的记录媒体的特性曲线〔用直角坐标系规定入射到记录媒体上的光量值即X值和记录媒体上形成的浓度值即D值的关系的特性曲线〕，根据浓度值即D值求算光量值即X值的功能；
(2)利用下面给出的<层次变换式>，对上述光量值即X值进行层次变换，求算网点的大小即Y值的功能；以及
(3)在上述层次变换时使用的色调调整功能；该色调调整功能由以下功能构成：
(3)-1.在彩色原稿图像的H部即最亮部～S部即最暗部之间的规定部位，设定管理彩色印刷图像的色调用的色调管理点M1；
(3)-2.在上述的色调管理点M1，用色版-青绿色版、深红色版、黄色版以及黑色版的网点的大小规定色调的调整条件；
(3)-3.将上述的色调管理点M1处的光量值和反映上述的色调整调整条件的色版的网点的大小、以及H部和S部设定的所希望的网点的大小代入下面的<层次变换式>、确定γ值，准备将上述色版的H部～S部的像素的光量值变换成网点的大小用的<层次变换式>，而且
(3)-4.运用确定上述γ值的各色版用的<层次变换式>，对各色版用的各像素的光量值进行层次变换，同时对色调进行管理调整；
<层次变换式>
Yn＝YH+[α(1-10-KX)(YS-YH)/(α-β)]
该<层次变换式>中的各符号的意义如下：
X：表示(XN-XH)，即表示从利用上述记录媒体的特性曲线求出的彩色原稿图像的任意像素点即n点的浓度值即DN相对应的光量值即XN减去按同样方法求出的彩色原稿图像的H部的浓度值即DH相对应的光量即XH后得到的基本光量值；
YN：针对与彩色原稿图像上的任意的像素点即n点相对应的彩色印刷图像上的像素设定的网点的大小；
YH：针对与彩色原稿图像上的H部相对应的彩色印刷图像上的H部预先设定的网点的大小；
YS：针对与彩色原稿图像上的部相对应的彩色印刷图像上的S部预先设定的网点的大小；
α：记录彩色印刷图像用的图像表现媒体的表面反射率；
β：由β＝10(-γ)决定的数值；
由K：＝γ/(XS-XH)决定时数值；式中XX
表示与利用上述记录媒体的特性曲线求得的彩色原稿图像的S部的浓度值即DS对应的充量值即XS。
2.按照权利要求1所述的彩色析像器，其特征为：彩色原稿图像是透射型的彩色底片原稿图像。
3.按照权利要求1所述的彩色析像器，其特征为：彩色原稿图像是反射型的彩色打印原稿图像。
4.按照权利要求3所述的彩色析像器，其特征为：反射型的彩色打印原稿图像的特性曲线是按1∶1关系规定浓度值即D值和光量值即X值的关系的曲线。
5.按照权利要求1所述的彩色析像器，其特征为：色调的调整是在黄色版、黑色版的网点的大小固定后，按青绿色版和深红色版的网点的大小进行调整。
6.按照权利要求1所述的彩色析像器，其特征为：色调管理点M1是在根据规范化的光量值范围即XS-XH＝1.0、Y＝0％、YS＝95％、γ＝0.45的初始条件决定的青绿色版用层次变换曲线即彩色分解曲线上将网点的大小设定为50％的部位的点。
7.按照权利要求6所述的彩色析像器，其特征为：色调管理点M1是在光量值M1＝0.400的部位设定的点。
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