JP2000078420A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つの画像に異なる系統の色が含まれていて
も、これらの色が自然になるように調整する。 【解決手段】 ネガフィルムから読み取った画素データ
に対して、色補正とネガ・ポジ変換を施す（ステップ２
０２）。第１のルックアップテーブル（ＬＵＴ）を参照
し、Ｒ、Ｇ、Ｂの画素データに関してガンマ補正を行な
う（ステップ２０４）。Ｒの画素データがＧの画素デー
タの1.0625倍よりも大きいとき、その画素の色は暖色系
であると判定する（ステップ２０６）。この場合、第２
のＬＵＴを参照し、ＧおよびＢに関して色調調整を行な
う（ステップ２０８）。これに対し、その画素の色が寒
色系であると判定したとき、第２のＬＵＴを参照しな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばフィルムに
記録されたカラー画像を読取る画像読取装置に関し、特
に、読取られたカラー画像の色調を調整する機能を備え
た画像読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フィルムに記録されたカラー画像を読み
取ってディスプレイ装置の画面上に表示するとき、表示
されたカラー画像の色合いが自然になるようにするた
め、読取られたカラー画像の色調を調整する機能を備え
た画像読取装置が知られている。この画像読取装置で
は、例えば人物が大きく表示されている画像に関して
は、人肌の色が自然になるようにするため、レッド系統
の色合いを強調するようことが可能である。色調の調整
は例えば、トーンカーブが格納されたルックアップテー
ブルを用いて行なわれる。すなわちルックアップテーブ
ルにおいて、入力画素値に対応したアドレスに出力画素
値が格納されており、アドレスと出力画素値の関係はト
ーンカーブに対応している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】１つの画像に例えば人
物の顔と青空が含まれている場合、人肌の色が自然にな
るように調整すると青空が黄色味がかり、逆に青空の色
が自然になるように調整すると人肌が青味がかり、これ
ら２つの異なる色を同時に自然なものになるように調整
することは困難である。

【０００４】本発明は、１つの画像に異なる系統の色が
含まれていても、これらの色が自然になるように調整す
ることができる画像読取装置を提供することを目的とし
ている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像読取装
置は、読取られた画素データに対応した入力画素値と、
この画素データに所定の処理を施した結果である出力画
素値との関係を示すトーンカーブを利用して、画素デー
タに処理を施す画像読取装置であって、第１のトーンカ
ーブを参照して得られ、第１の処理を施された出力画素
値について、暖色系か寒色系かを判定する色判定手段
と、色判定手段によって暖色系または寒色系であると判
定された画素データのみに関し、第１の処理を施された
出力画素値を入力画素値として第２のトーンカーブを参
照することにより第２の処理を施す画像処理手段とを備
えたことを特徴としている。

【０００６】画像処理手段は好ましくは、色判定手段に
よって暖色系であると判定された画素データについて第
２の処理を施す。

【０００７】好ましくは、画素データは少なくともレッ
ド、グリーンおよびブルーの色成分の画素データを含ん
でおり、色判定手段は、レッドの画素データに関し、第
１の処理を施された出力画素値と、レッド以外の画素デ
ータに関し、第１の処理を施された出力画素値との比を
用いて、暖色系が寒色系かを判定する。この場合、第２
のトーンカーブはレッド、グリーンおよびブルーの色成
分のうちの一部のみに関して第２の処理を施してもよ
い。

【０００８】第１のトーンカーブの入力画素値の階調が
第２のトーンカーブの入力画素値の階調よりも大きく、
かつ第１のトーンカーブの出力画素値の階調が第２のト
ーンカーブの出力画素値の階調よりも大きいことが好ま
しい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施形態である画
像読取装置を示すブロック図である。

【００１０】この画像読取装置において用いられる被読
取原稿Ｍは透過原稿（ネガフィルム）であり、このフィ
ルムにはカラー画像が記録されている。フィルムＭは原
稿移送機構１０によって矢印Ａ方向に間欠的に移送され
る。フィルムＭの通過経路の上方には光源２０とシリン
ドリカルレンズ２３が配設され、また下方には結像レン
ズ３１とラインセンサ３０が設けられている。光源２０
の点灯と消灯は光源駆動回路４１によって、またライン
センサ３０による画像の検出動作はラインセンサ駆動回
路４２によって制御される。原稿移送機構１０、光源駆
動回路４１およびラインセンサ駆動回路４２はシステム
コントロール回路４０から出力される指令信号に従って
動作する。

【００１１】ラインセンサ３０から読み出された画素デ
ータはアンプ４３により増幅され、Ａ／Ｄ変換器４４に
よってデジタル信号に変換される。デジタルの画素デー
タは、画像処理回路４５においてシェーディング補正を
施された後、メモリ４６に一旦格納される。この画素デ
ータはメモリ４６から読み出され、色補正、ガンマ補正
等の所定の演算処理を施される。そして画素データは、
インターフェース回路４７において所定のフォーマット
に従った信号に変換され、入出力端子４８を介して、こ
の画像読取装置の外部に設けられたコンピュータ６０に
出力される。画像処理回路４５とインターフェース回路
４７は、システムコントロール回路４０により制御され
る。

【００１２】図２は原稿移送機構１０、光源２０および
ラインセンサ３０を示している。ネガフィルムＭは枠体
１１に支持され、枠体１１は板状のステージ１２に止め
具１３によって固定される。ステージ１２には、フィル
ムＭに対応した位置に、図示しない開口が形成されてい
る。ステージ１２の側端面にはラック１４が形成され、
このラック１４には原稿送りモータ１５の出力軸に設け
られたピニオン１６が噛合している。原稿送りモータ１
５はシステムコントロール回路４０の制御に基づいて駆
動され、フィルムＭの位置が制御される。

【００１３】光源２０はステージ１２の上方に位置し、
レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）およびブルー（Ｂ）の光
を出射する発光素子２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを、この順
序で周期的に配列して構成されているが、この配列は目
的に応じて変更可能である。なお、図２では発光素子は
６個だけ示されているが、さらに多くの発光素子を設け
てもよく、あるいは少なくてもよい。これらの発光素子
２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂはステージ１２の幅方向に延び
る細長い支持部材２２に支持され、支持部材２２とステ
ージ１２の間には、支持部材２２と平行に延びるシリン
ドリカルレンズ２３が配設されている。すなわち発光素
子２１から出射された光はシリンドリカルレンズ２３に
よって集光され、フィルムＭの上にライン状に照射され
る。

【００１４】ラインセンサ３０はステージ１２を挟んで
光源２０の下方に位置し、光源２０とシリンドリカルレ
ンズ２３に平行に設けられている。すなわちラインセン
サ３０は、フィルムＭが移送される方向に略直交する方
向に延びている。ラインセンサ３０とステージ１２の間
には結像レンズ３１が設けられている。結像レンズ３１
はラインセンサ３０と平行に延び、ロッドレンズアレイ
３２によって構成される。したがって、フィルムＭに対
して光源２０によって光が照射されると、このフィルム
Ｍに記録された画像が、結像レンズ３１を介してライン
センサ３０の受光面に結像される。

【００１５】図３は画像読取装置において実行される画
像読取ルーチンを示すフローチャートである。図４は、
コンピュータ６０に接続されたディスプレイ装置の画面
の一例を示し、本実施形態において画像読取装置の動作
は、ディスプレイ装置の画面に表示された所定のマーク
を例えばマウスを用いてクリックすることにより制御さ
れる。なお画像読取ルーチンが開始する前、フィルムＭ
は、ラインセンサ３０が読み取られる画像の端部に対応
した位置（読取原点）に来るように定められている。

【００１６】ステップ１００ではプリスキャンを開始す
るか否かが判定される。ディスプレイ装置の画面に表示
された「プリスキャン」のマークＭＰがクリックされる
と、ステップ１００からステップ１０２へ進み、露出測
定が実行され、後述するように最適露光時間が求められ
る。すなわち光源２０が点灯された状態で、フィルムＭ
が原稿移送機構１０により、ステップ１２０において実
行される本スキャンよりも粗いピッチで間欠的に移送さ
れる。この間欠移送において、光源２０は、ステージ１
２が停止する度に発光素子２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂが所
定の順序で点灯されるように制御される。これにより、
フィルムＭに記録された画像に関するＲ、Ｇ、Ｂの画素
データが検出される。

【００１７】露出測定における各発光素子の点灯時間す
なわちラインセンサ３０に対する露光時間は、Ｒ、Ｇ、
Ｂ毎に異なり、画像読取装置の電源投入時に行なわれる
照明キャリブレーションにおいて決定される。すなわち
露光時間は、フィルムＭを装着しない状態で発光素子２
１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを１つずつ点灯し、ラインセンサ
３０の各フォトダイオードによって検出される画素値の
最大値が所定値となるように定められる。この所定値
は、ラインセンサ３０の出力が飽和しないように露光時
間を定めるために決定され、画素値が１０ビットで表さ
れる場合、例えば９００である。

【００１８】さて露出測定では、まず、検出されたＲ、
Ｇ、Ｂの画素データについて、画素値のレベルの度数
（画素数）分布を示すヒストグラムがそれぞれ求められ
る。図５はヒストグラムの一例であり、横軸は画素値の
レベルを示し、縦軸は画素値の出現頻度（度数）を示
す。Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分のヒストグラムについて、最
大画素値ＭＸから所定量だけ小さい画素値である最大有
効値Ｄが求められる。すなわち最大有効値Ｄは、各画素
値の度数を最大画素値ＭＸ側から積算し、その積算値が
全画素数の例えば１％に達したときの画素値であり、フ
ィルムＭに記録されたカラー画像のＲ、Ｇ、Ｂの各色成
分毎の透過率に対応している。

【００１９】最適露光時間は、露出測定における露光時
間ｔと検出された最大有効値Ｄと所定値（例えば１０２
３）とに基づいて、下式によって求められる。 最適露光時間＝（所定値／Ｄ）×ｔ 最大有効値Ｄは各色毎に異なり、したがって最適露光時
間も各色毎に異なる。ステップ１０８およびステップ１
２０では、最適露光時間を用いて粗読み取りおよび本ス
キャンがそれぞれ実行される。

【００２０】ステップ１０４では、ラインセンサ３０の
出力信号（画素値）に対して色補正とネガ／ポジ変換す
るための露光パラメータが求められる。まず、最大有効
値Ｄを求めた処理と同様にして最小有効値ｄが求められ
る。すなわち最小有効値ｄは、各画素値の度数を最小画
素値ＭＩ側から積算し、その積算値が全画素数の例えば
１％に達したときの画素値である（図５参照）。露光パ
ラメータは、最大有効値Ｄと最小有効値ｄを用いて求め
られる。

【００２１】次に露光パラメータの算出について説明す
る。（１）式は色補正とネガ／ポジ変換を施すための式
であり、これによって得られた正規化データは、メモリ
４６に格納されたルックアップテーブル（ＬＵＴ）を参
照することにより、ガンマ補正等の補正を施される。

【００２２】

【数１】

【００２３】（１）式において、Ｌ１、Ｌ２は、ガンマ
補正等を行うためのルックアップテーブル（ＬＵＴ）の
下側基準値と上側基準値である。すなわち下側基準値Ｌ
１はＬＵＴにおいて参照可能な画素値の最小値であり、
上側基準値Ｌ２はＬＵＴにおいて参照可能な画素値の最
大値である。

【００２４】図５のヒストグラムＨ１における画素値は
次の（２）式に従ってオフセット減算を施される。 Ｘ１＝（画素値−ｄ）＋Ｌ１ （２）

【００２５】すなわち（画素値−ｄ）の項によって、画
素値が最小有効値ｄだけ減算され、ヒストグラムＨ１は
図５の左側にシフトする。このシフト後の画素値に下側
基準値Ｌ１を加算することにより、図６に示されるヒス
トグラムＨ２が得られる。

【００２６】ヒストグラムＨ２の実質的な分布幅Ｗ１は
Ｌ１〜（Ｄ−ｄ）＋Ｌ１であるが、（３）式に従って分
布幅Ｗ２に変換される。

【００２７】

【数２】

【００２８】すなわち、図７のヒストグラムＨ２におけ
る画素値Ｘ１からオフセットＬ１を引いた値（Ｘ１−Ｌ
１）に係数（Ｌ２−Ｌ１）／（Ｄ−ｄ）を乗じることに
より、図７に示される分布幅Ｗ２に拡大される。これに
下側基準値Ｌ１を加算することにより、図７に示される
ヒトグラムＨ３が得られる。

【００２９】次に、上側基準値Ｌ２から（２）式のＸ２
を減じるとともに下側基準値Ｌ１を加算することにより
（（４）式参照））、ヒストグラムは図において左右に
反転される。すなわち画素データがネガ／ポジ変換さ
れ、図８に示される正規化データのヒストグラムＨ４が
得られる。

【００３０】

【数３】

【００３１】このように画素データのヒストグラムは
（４）式によって、最小有効値ｄから最大有効値Ｄの分
布範囲が上側基準値Ｌ２から下側基準値Ｌ１の分布範囲
へ変換される。この分布範囲の変換が、Ｒ、ＧおよびＢ
の各色成分についてそれぞれ独立に行なわれることによ
って、各色成分のバランスがとられ、読み取られた画像
が本来有する自然な色調で再現され得る。すなわち各色
成分のヒストグラムの分布範囲が調整されることによっ
て、画素データが色補正される。なお（４）式におい
て、 Ｌ２＋｛（Ｌ２−Ｌ１）／（Ｄ−ｄ）｝×ｄ はオフセット値、 （Ｌ２−Ｌ１）／（Ｄ−ｄ） は係数であり、これらオフセット値と係数は露光パラメ
ータである。これらの露光パラメータはＲ、Ｇ、Ｂの各
色成分毎に求められる。

【００３２】ステップ１０６では、フィルムＭが読取原
点に定められ、粗読取りが開始される。すなわち、ステ
ップ１２０において実行される本スキャンよりも粗いピ
ッチでステージ１２が間欠的に移送される。この間欠移
送の間に、ラインセンサ３０が、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分
毎に最適露光時間だけ露光されて画素データが検出され
る。各色成分の画素データはＡ／Ｄ変換器４４によりデ
ジタルの画素データに変換される。

【００３３】次いでステップ１０８が実行され、画素デ
ータは、画像処理回路４５において、ステップ１０４に
おいて算出された露光パラメータを用いて色補正とネガ
／ポジ変換を施され、そして画素データはガンマ補正と
色調調整を施される。ステップ１０８の処理内容につい
ては図９、１０、１１を参照して後述する。

【００３４】ステップ１１０では、画素データが入出力
端子４８を介してコンピュータ６０へ出力され、コンピ
ュータ６０に接続されたディスプレイ装置の画面上にカ
ラー画像ＰＩが表示される。ステップ１１２では、フィ
ルムＭが読取原点の位置まで復帰せしめられる。

【００３５】ステップ１１４では本スキャンを開始する
か否かが判定される。ユーザはディスプレイ装置の画面
に表示された画像ＰＩを見ることによって、本スキャン
を開始するか否かを判断することができる。例えばマウ
スを用いて本スキャンを開始するためのマークＭＳをク
リックすることにより、ステップ１１４からステップ１
２０へ移り、本スキャンが実行される。本スキャンで
は、相対的に細かいピッチで画像の読取が行なわれ、こ
の画像はプリスキャンと同様な作用によってディスプレ
イ装置の画面上に表示される。そしてステップ１２２に
おいて、フィルムＭが所定の読取原点の位置まで復帰せ
しめられ、このルーチンは終了する。

【００３６】これに対し、ステップ１１４において本ス
キャンを開始しないと判定されたとき、ステップ１１６
において読取動作等の処理を中止するか否かが判定され
る。ディスプレイ装置の画面上の「キャンセル」のマー
クＭＣをクリックすることによって処理の中止が選択さ
れているとき、ステップ１２２が実行され、このルーチ
ンは終了する。処理の中止が選択されていないときは、
ステップ１１８においてプリスキャンを実行すべきか否
かが判定される。ディスプレイ装置の画面に表示された
「プリスキャン」のマークＭＰがクリックされたとき、
プリスキャンを実行すべくステップ１１８からステップ
１０２へ戻る。これに対し、プリスキャンを実行しない
とき、ステップ１１４へ戻る。

【００３７】図９は、図３のステップ１０８において実
行される画像処理ルーチンのフローチャートである。

【００３８】ステップ２０２では、メモリ４６から読み
出された画素データに対応した画素値が（４）式に代入
されることにより、色補正とネガ・ポジ変換が施され
る。ステップ２０４ではＲ、Ｇ、Ｂの色成分に関し、ス
テップ２０２において色補正とネガ・ポジ変換が施され
た画素値に基づいて、第１のＬＵＴが参照される。

【００３９】第１のＬＵＴはメモリ４６に格納され、ガ
ンマ補正を行なうために設けられた第１のトーンカーブ
を表している。すなわち第１のＬＵＴにおいて、入力画
素値に対応したアドレスに出力画素値が格納されてお
り、アドレスと出力画素値の関係はディスプレイ装置お
よびフィルムのガンマ特性に対応している。図１０は第
１のトーンカーブの一例を示し、曲線ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ
はそれぞれＲ、Ｇ、Ｂの色成分に関するディスプレイ装
置およびフィルムのガンマ特性に対応している。この例
において、フィルムのガンマ特性の非直線性はＲ、Ｇ、
Ｂの順に大きくなり、入力画素値が大きくなるほど、出
力画素値の増加率が大きくなっている。また入力画素値
の階調が１０ビットであるのに対し、出力画素値の階調
は８ビットである。したがって、出力画素値における階
調飛びに起因してディスプレイ装置の画面に表示された
再生画像に生じるノイズが抑えられる。

【００４０】ステップ２０６、２０８は１つの画像を構
成する全画素データについて、１画素毎に実行される。
ステップ２０６では、Ｒの出力画素値がＧの出力画素値
に1.0625を乗じた値よりも大きいか否かが判定される。
Ｒの出力画素値の方が大きいとき、その画素データは暖
色系であると判定され、Ｒの画素値の方が小さいとき、
その画素データは寒色系であると判定される。その画素
データが寒色系であるとき、ステップ２０８は実行され
ないが、その画素データが暖色系であるとき、ステップ
２０８が実行される。

【００４１】ステップ２０８では、メモリ４６に格納さ
れた第２のＬＵＴすなわち第２のトーンカーブが参照さ
れる。図１１は第２のトーンカーブの一例を示し、曲線
ＫＧ、ＫＢはそれぞれＧ、Ｂの色成分に関する色調調整
処理に対応しており、直線ＫＣにおいて、入力画素値と
出力画素値は同じ値をとる。第２のトーンカーブにおけ
る入力画素値は第１のトーンカーブの出力画素値であ
る。また第２のトーンカーブにおいて、入力画素値の階
調は第１のトーンカーブの出力画素値と同じ８ビットで
あり、また出力画素値の階調も８ビットである。

【００４２】図１１の例では、Ｇの曲線ＫＧは直線ＫＣ
の上側にあり、Ｂの曲線ＫＢは直線ＫＣの下側にある。
したがって第２のトーンカーブを参照することにより、
Ｇの色成分が強められるとともにＢの色成分が弱められ
る。これにより、人肌がより自然に近くなる。

【００４３】以上のように本実施形態では、１つの画像
を構成する全画素データについて第２のトーンカーブが
参照されるのではなく、暖色系であると判定された画素
データについてのみ参照される。したがって、１つの画
像に例えば人物の顔と青空が含まれていても、人肌と青
空の色が両方とも自然になるように調整することができ
る。

【００４４】また本実施形態では、Ｒの画素値とＧの画
素値の比（1.0625）を用い、Ｒの画素値がＧの画素値の
1.0625倍よりも大きいか否かに従って、その画素の色が
暖色系か寒色系かを判定している。このように一部の色
成分を用いて判定する構成によると、全ての色成分を用
いて判定する場合と比較して処理が単純である。

【００４５】さらに本実施形態では、第２のトーンカー
ブは１つの画像の全画素について参照されるのではな
く、一部の画素のみについて参照されている。すなわち
ＧとＢの画素データのみについて色調調整が施されてお
り、その処理は簡単である。

【００４６】また本実施形態において、Ｒ、Ｇ、Ｂの３
つの色成分に関して第１のトーンカーブを格納するため
に必要なメモリ容量は、1048×3 ＝3072（バイト）であ
り、第２のトーンカーブを格納するために必要なメモリ
容量は 256×2 = 512 （バイト）である。このようにガ
ンマ補正と色調調整を行なうために大きなメモリ容量を
必要としない。

【００４７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、１つの画
像に異なる系統の色が含まれていても、これらの色が自
然になるように調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である画像読取装置を示す
ブロック図である。

【図２】原稿移送機構、光源およびラインセンサを示す
斜視図である。

【図３】画像読取ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図４】コンピュータに接続されたディスプレイ装置の
画面の一例を示す図である。

【図５】ラインセンサによって得られた画素値の分布を
示すヒストグラムの図である。

【図６】図５のヒストグラムにオフセット演算を施すこ
とによって得られたヒストグラムを示す図である。

【図７】図６のヒストグラムに係数（Ｌ２−Ｌ１）／
（Ｄ−ｄ）を乗じることにより得られたヒストグラムを
示す図である。

【図８】正規化データのヒストグラムを示す図である。

【図９】図３のステップ１０８において実行される画像
処理ルーチンのフローチャートである。

【図１０】第１のトーンカーブの一例を示す図である。

【図１１】第２のトーンカーブの一例を示す図である。

【符号の説明】

ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ 第１のトーンカーブ ＫＧ、ＬＢ 第２のトーンカーブ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読取られた画素データに対応した入力画
   素値と、この画素データに所定の処理を施した結果であ
   る出力画素値との関係を示すトーンカーブを利用して、
   前記画素データに前記処理を施す画像読取装置であっ
   て、第１のトーンカーブを参照して得られ、第１の処理
   を施された出力画素値について、暖色系か寒色系かを判
   定する色判定手段と、前記色判定手段によって暖色系ま
   たは寒色系であると判定された画素データのみに関し、
   前記第１の処理を施された出力画素値を入力画素値とし
   て第２のトーンカーブを参照することにより第２の処理
   を施す画像処理手段とを備えたことを特徴とする画像読
   取装置。
2. 【請求項２】 前記画像処理手段が、前記色判定手段に
   よって暖色系であると判定された画素データについて前
   記第２の処理を施すことを特徴とする請求項１に記載の
   画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記画素データが少なくともレッド、グ
   リーンおよびブルーの色成分の画素データを含み、前記
   色判定手段が、前記第１の処理を施され、レッドの画素
   データに関する出力画素値と、前記第１の処理を施さ
   れ、レッド以外の画素データに関する出力画素値との比
   を用いて、暖色系が寒色系かを判定することを特徴とす
   る請求項１に記載の画像読取装置。
4. 【請求項４】 前記第２のトーンカーブが前記レッド、
   グリーンおよびブルーの色成分のうちの一部のみに関し
   て前記第２の処理を施すことを特徴とする請求項３に記
   載の画像読取装置。
5. 【請求項５】 前記第１のトーンカーブの入力画素値の
   階調が前記第２のトーンカーブの入力画素値の階調より
   も大きく、かつ前記第１のトーンカーブの出力画素値の
   階調が前記第２のトーンカーブの出力画素値の階調より
   も大きいことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装
   置。