JP2001016450A - 画像処理システムおよび画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、画像処理における階調飛び現象を
はじめとする画像色情報の欠落を軽減させることを目的
とする。 【解決手段】 画像処理装置と該画像処理装置に対応し
たホストコンピュータに格納されているアプリケーショ
ンとで構成される画像処理システムであって、前記画像
処理装置はアプリケーションより高いビット数での画像
処理を実現可能なハード回路で構成される画像処理手段
を有し、前記アプリケーションは、入力装置および出力
装置の各々に応じたプロファイルに格納されている補正
条件を合成する合成手段を有し、前記合成手段で合成さ
れた補正条件を前記ホストコンピュータから前記画像処
理装置に転送し、前記画像処理手段に設定し、前記画像
処理手段において、前記設定された補正条件を用いて前
記入力装置から入力された画像データを補正し、前記ホ
ストコンピュータに転送することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像信号の変換を行
う画像処理システムおよび装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、画像読取装置（スキャナ、デジ
タルカメラ等）から取得される画像の色信号は、その装
置の種類やメーカによって異なる。また、画像出力装置
（モニタ、プリンタ、複写機等）においても、同一の色
信号を送信し、その色信号を元に画像形成を行うと、そ
の装置の種類やメーカにより形成される画像の色味は異
なる。

【０００３】この原因は、扱っている色空間による違い
（ＲＧＢ系、ＣＭＹＫ系等）および画像読取装置特性ま
たは出力装置特性によるものであることが多い。近年、
入出力画像のマッチングを実現する処理である、画像読
取装置特性および出力装置特性に応じた補正条件が記載
されているプロファイルを用いたカラーマッチング処理
が行われている。

【０００４】カラーマッチング処理の基本概念を図１０
を用いて説明する。

【０００５】ある画像読取装置で取得された色信号を、
いったん画像読取装置系の色空間や装置固有の特性に依
存しない系（ＸＹＺ系）に変換する。そしてその系に変
換された色信号に対しさらに出力装置に応じた色変換を
実行することにより、画像読取装置や画像出力装置で扱
う色空間や機器特性に依存しない色再現を実現すること
が可能である。画像読取装置から得られた色信号をＸＹ
Ｚ空間へ変換するときや、ＸＹＺ空間から画像出力装置
への色信号変換は、色変換のためのパラメータを格納し
たプロファイルと呼ばれるものが使用される。

【０００６】読取装置の色信号をＸＹＺ系色空間に置き
換えたり、あるいはＸＹＺ系色空間にある色信号を出力
装置の色信号に置き換えるには、色信号の各成分ごとの
色信号混色を行ったり（マスキング処理）、あるいは各
色信号の入力に対する出力値を変換する（ガンマカーブ
変換）するための補正条件があらかじめ必要となる。プ
ロファイルには、このようなマスキング係数やガンマカ
ーブ変換のための係数あるいはテーブルのセットが格納
されている。

【０００７】プロファイルは、１つの画像読取装置に対
して１つ決定される。同様に１つの画像出力装置に対し
て１つ決定される。

【０００８】スキャナから画像を読み取り、モニタに出
力するという一連の操作におけるカラーマッチング処理
のながれを図１１を用いて説明する。

【０００９】スキャナから画像信号を取得するためのア
プリケーションソフトを起動させる（Ｓ１１１）。次
に、画像信号を出力したいモニタを選択する（Ｓ１１
２）。その後、既に起動してある画像信号読取用アプリ
ケーションソフトを用いてホストコンピュータに画像信
号を送信する（Ｓ１１３）。そして送信された画像信号
に対し、スキャナ用のプロファイルを用いて補正処理を
行い（Ｓ１１４）、選択してあるモニタ用のプロファイ
ルを用いて補正処理を行う（Ｓ１１５）。最後にモニタ
へ画像信号を出力する（Ｓ１１６）。

【００１０】図１２のように、一般にスキャナ用のプロ
ファイル１２１を用いた補正処理は、「ガンマカーブ変
換」→「マスキング処理」という流れの色補正を行い、
スキャナに依存したＲＧＢ信号を、装置に依存しないＸ
ＹＺ信号に変換する。一方、モニタ用のプロファイル１
２２を用いた補正処理は、「マスキング処理」→「ガン
マカーブ変換」という流れの色補正を行い、ＸＹＺ信号
をモニタに依存したＲＧＢ信号に変換する。

【００１１】ホストコンピュータのオペレーションシス
テムではカラーマッチングの機能を有しているが、ある
固定された階調深度で行われることが一般的である。

【００１２】反射原稿読取の場合、一般に印刷物を対象
とする場合が多いので画像処理における階調深度を深す
る必要性は少ないが、透過原稿の場合、対象となる原稿
がカメラ用フィルムであることが多いため、より深い階
調深度での画像処理を行うことが求められる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】オペレーションシステ
ムが用意している従来のカラーマッチングでは、深度が
ｎビットの入力画像信号を、深度がｎビット出力画像信
号に、深度がｎビットの演算処理を用いて変換するた
め、出力画像の階調飛び現象が生じ画像色情報が欠落す
る原因となる。

【００１４】特に、画像読取装置が１２ビットの色信号
処理が可能であるにもかかわらず、カラーマッチング自
体が８ビットの処理能力しかないとすると、１２ビット
のうち４ビットは無意味な信号値になる。

【００１５】そこで本願第１の発明は、画像処理におけ
る階調飛び現象をはじめとする画像色情報の欠落を軽減
させることを目的とする。

【００１６】また本願第２の発明は、外部装置および画
像処理装置の機能に応じて適切に役割分担を行い、効率
的かつ高精度な画像処理を実現できるようにすることを
目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願第１の画像処理システムは、画像処理装置と該
画像処理装置に対応したホストコンピュータに格納され
ているアプリケーションとで構成される画像処理システ
ムであって、前記画像処理装置はアプリケーションより
高いビット数での画像処理を実現可能なハード回路で構
成される画像処理手段を有し、前記アプリケーション
は、入力装置および出力装置の各々に応じたプロファイ
ルに格納されている補正条件を合成する合成手段を有
し、前記合成手段で合成された補正条件を前記ホストコ
ンピュータから前記画像処理装置に転送し、前記画像処
理手段に設定し、前記画像処理手段において、前記設定
された補正条件を用いて前記入力装置から入力された画
像データを補正し、前記ホストコンピュータに転送する
ことを特徴とする。

【００１８】また、本願第２の画像処理装置は、入力装
置から入力された画像信号を出力装置に応じた画像信号
に変換する変換手段と、外部装置から、前記入力装置に
対応したプロファイルおよび前記出力装置に対応したプ
ロファイルの各々に格納されている変換条件を合成する
ことにより生成された変換条件を受信する受信手段と、
前記受信した変換条件を前記変換手段に設定する設定手
段と、前記変換手段により変換された前記出力装置に応
じた画像信号を、前記外部装置に送信する送信手段を有
することを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下本発明を画像読取装置に適用
した実施形態の一例を図面を用いて詳細に説明する。

【００２０】図１は本実施形態のシステムの概略図であ
る。画像読取装置であるスキャナ１０、スキャナから出
力された色信号の処理および保持やスキャナの読取条件
を制御を行うためのホストコンピュータ１１、ホストコ
ンピュータから出力された画像の色信号を視覚化するた
めのモニタ１３、ホストコンピュータに指示を与えるた
めのキーボード１２およびマウスから構成される。

【００２１】図２は本実施形態を説明するためのブロッ
ク回路図である。スキャナ１０は、スキャナ本体１およ
び透過原稿ユニット２で構成され、ホストコンピュータ
１１とは一般的に広く普及しているＳＣＳＩバスで接続
されている。また、ホストコンピュータ１１はモニタ１
３と接続され、オペレータはこのモニタ１３に表示され
た画像を見ながら画像読み取り作業を行う。

【００２２】まず、スキャナ１０の構造を説明する。

【００２３】１０２は照明光源となる冷陰極管である。
１０１は冷陰極管１０２を点灯するための光源点灯回路
であり、いわゆるインバータ回路である。１０５は、図
８の読取ユニット１５７を副走査方向Ｘに移動させるた
めの副走査モータであり、ここではステッピングモータ
である。１０４はシステムコントローラ１００からの命
令にしたがって副走査モータ１０５を駆動させるための
副走査モータドライバである。１０３は副走査の基準位
置を検出するためのホームポジションセンサーであり、
フォトインターラプタを用いて読取ユニット１５７の突
起形状を検出している。図１１でＨＰと示したのが反射
原稿読取時における副走査の基準位置になるホームポジ
ションである。１０６は結像レンズ系であり、１０７は
ＣＣＤリニアイメージセンサ（以下ＣＣＤと称す）であ
る。

【００２４】反射原稿の画像読み込みは、原稿台ガラス
１５０に載せた原稿Ｄを、読取ユニット１５７を副走査
モータ１０５により副走査方向Ｘに移動して走査させる
ことにより行われる。

【００２５】１０８はアナログアンプであり、ＣＣＤか
ら出力されたアナログ信号を増幅する。１０９はＡ／Ｄ
変換器であり、アナログアンプ１０８から出力されたア
ナログ信号をＲＧＢ各色１２ビットのディジタル信号に
変換する。１１０は画像処理手段であり、図３のよう
に、ＲＧＢ各色信号ごとに、ＲＧＢ各色１２ビットの階
調深度で演算可能なマスキング処理やガンマカーブ変換
といった画像処理機能を有しており、このほかにもＣＣ
Ｄ駆動パルス制御、ＣＣＤ電子シャッタ制御などの処理
を行う。画像処理手段１１０はゲートアレイで構成され
ており、高速に各種処理を行うことが可能である。１１
１はラインバッファであり、画像データを一時的に記憶
する部分であり、汎用のランダムアクセスメモリで実現
している。１１２はインターフェイス部であり、ホスト
コンピュータ３と通信するためのものである。ここでは
ＳＣＳＩコントローラで実現している。１１３は画像処
理を行う際のワーキングエリアとしてのＲＡＭであるオ
フセットＲＡＭで、ＣＣＤのＲＧＢライン間のオフセッ
トの補正のほか、プリスキャン画像の保存、ヒストグラ
ム作成、シェーディング補正等の各種データや画像デー
タの一時記憶を行う。ここでは汎用のランダムアクセス
メモリで実現している。

【００２６】１１４はガンマカーブを記憶し、ガンマ補
正を行うためのガンマＲＡＭである。

【００２７】１００はフィルムスキャナ全体のシーケン
スを記憶したシステムコントローラであり、ホストコン
ピュータ１１からの命令にしたがって各種動作を行わせ
るところである。１１５はシステムコントローラ１００
と画像処理手段１１０とラインバッファ１１１とインタ
ーフェイス部１１２とオフセットＲＡＭ１１３とガンマ
ＲＡＭ１１４をつなぐＣＰＵバスであり、アドレスバス
とデータバスによって構成されている。

【００２８】次に、図５の透過原稿ユニット２ついて説
明する。

【００２９】２０２は照明光源となる冷陰極管である。
２０１は冷陰極管２０２を点灯するための光源点灯回路
であり、いわゆるインバータ回路である。２０４は、図
９の光源２０２を副走査方向Ｘに移動させるための副走
査モータであり、ここではステッピングモータである。
２０３は透過原稿ユニットコントローラ２００からの命
令にしたがって副走査モータ２０３を駆動させるための
副走査モータドライバである。２０５は副走査の基準位
置を検出するためのホームポジションセンサーであり、
フォトインターラプタを用いて、光源２０２の突起形状
を検出している。図１２でＨＰと示したのが透過原稿読
取時における副走査の基準位置になるホームポジション
である。

【００３０】２００は透過原稿ユニットコントローラで
あり、システムコントローラ１００から通信線１１６を
介してコマンドの受信、ステータスの送信を行い、コマ
ンドの内容に応じてモータ２０３と点灯回路２０１を制
御する。スキャナ本体１のシステムコントローラ１００
は定期的に通信線１１６を介して、透過原稿ユニットコ
ントローラ２００に問い合わせコマンドを送り、返信が
あるか否かに基づき透過原稿ユニット２が接続されてい
るか否かを常に確認している。

【００３１】透過原稿の画像読み込みは、原稿台ガラス
１５０に載せた原稿Ｆを、読取ユニット１５７と透過原
稿ユニット２の光源２０２を同時に、相対位置を保ちつ
つ副走査方向Ｘに移動させて走査をすることにより行
う。

【００３２】本実施形態における処理の流れを図４を用
いて説明する。

【００３３】ホストコンピュータ１１に格納されてい
る、スキャナから画像読取を実行するためのアプリケー
ションソフトを起動する（Ｓ４１）。

【００３４】このアプリケーションソフトは、スキャナ
を制御するためのソフトである。

【００３５】起動されたアプリケーションのユーザイン
ターフェースを用いて入力されたユーザの指示に基づ
き、反射原稿モードでの画像読取を行うか、透過原稿モ
ードでの画像読取を行うかを選択する（Ｓ４２）。

【００３６】反射原稿モードでの画像読取が指定された
場合の実施形態は図１１と同様なので説明を割愛する。
なお、反射原稿モードでは画像処理手段１１０では、１
２ビットを８ビットに変換する処理をガンマ変換処理回
路３２を用いて行う。この時に用いる変換条件はシステ
ムコントローラ１００によって設定される。

【００３７】以下に、透過原稿モードでの画像読取を行
う場合の実施形態を示す。

【００３８】最終的に読取画像が出力されるモニタを選
択する（Ｓ４３）。図５は、出力したいモニタの種類を
選択するためのユーザインターフェースの一例であり、
接続中のモニタに表示される。このユーザインターフェ
ース用いて、あらかじめ登録されている複数種類のモニ
タのうち、任意のひとつを選択することにより選択され
たモニタに対応するプロファイルが画像読取時に適用さ
れる。選択の方法は、図１におけるキーボード１２また
はマウスを用いて、所望のモニタをチェックすることに
より行う。また、このモニタに関するプロファイルはあ
らかじめホストコンピュータ１１内に保持されているこ
とが必要である。

【００３９】なお、ホストコンピュータ１１内に保持さ
れているプロファイルの種類をアプリケーションが判断
し、ユーザインターフェースに表示するようにしても構
わない。また、ホストコンピュータ１１のシステム情報
に基づき該ホストコンピュータに接続されているモニタ
１３の種類を自動判別し、Ｓ４３のデフォルトとしてモ
ニタ１３に相当するモニタの種類を設定するようにして
も構わない。このようにすることにより、ユーザは他の
モニタで表示することを目的とする時以外はＳ４３の選
択処理を省略することができる。

【００４０】次に、ホストコンピュータ１１からスキャ
ナ１０へ送信するためのガンマカーブおよびマスキング
係数を、ホストコンピュータ上で算出する（Ｓ４４）。
これはスキャナ用プロファイルおよびモニタ用プロファ
イルを合成したものに相当する。そして、スキャナ１０
は、ホストコンピュータ１１から受信したマスキング係
数およびガンマカーブを図３に示されるマスキング処理
回路およびガンマカーブ変換処理回路にセットする（Ｓ
４５）。

【００４１】以上の作業を完了した後、スキャナは画像
読取を開始しホストコンピュータ１１へ画像データを送
信し（Ｓ４６）、ホストコンピュータ１１のアプリケー
ションが該画像データを受信しモニタに出力する（Ｓ４
７）。

【００４２】ホストコンピュータからスキャナへ送信す
るためのガンマカーブおよびマスキング係数の算出を説
明する。この算出処理は、アプリケーションの１機能で
あり、ホストコンピュータのＣＰＵなどのハード資源を
用いてアプリケーションのプログラムに基づき実現され
る。

【００４３】スキャナのガンマカーブはきわめてリニア
に近いので実質無視することができる。つまり、図１２
（Ａ）の処理は行わないでも支障はない。

【００４４】本実施形態では、スキャナの画像処理手段
１１０がハード回路で図３のように構成されるので、実
質無視することが可能である図１２（Ａ）の処理を省略
している、。

【００４５】続いてスキャナ用プロファイルのマスキン
グ係数（Ｂ）およびモニタ用プロファイルのマスキング
係数（Ｃ）であるが、これらは３ｘ３のマトリクスで表
現することが可能である。

【００４６】一般に、マスキング処理は次のように、３
ｘ３マトリクスを入力信号のＲＧＢ値に対して適用する
ことである。ここでＲ０，Ｇ０，Ｂ０はそれぞれＡ／Ｄ
変換された入力信号のＲ、Ｇ、Ｂ値で、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ
１それぞれマスキング処理後のＲ、Ｇ、Ｂ値である。ま
た、ａｉｊ（１□ｉ，ｊ□３）はマスキング係数で、こ
の値は画像読取装置および出力装置固有の値である。

【００４７】

【外１】

【００４８】したがって（Ｂ）と（Ｃ）の合成は以下の
ように実行することができる。合成したマトリクスを
（Ｅ）とする。本発明では、このマトリクス係数をスキ
ャナに送信することになる。

【００４９】

【外２】

【００５０】最後にモニタ用プロファイルのガンマカー
ブであるが、これは無視できない。このガンマカーブを
（Ｆ）とする。トーンカーブによる階調変換は次のよう
に、入力信号のＲＧＢ値に対して、任意の変換カーブを
施すことである。ここでＲ１，Ｇ１，Ｂ１各値は前述の
とおり、Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２はＲ１，Ｇ１，Ｂ１各値に対
して変換カーブを施した後の値、ｆｒ（ｘ），ｆｇ
（ｘ），ｆｂ（ｘ）はそれぞれＲ，Ｇ，Ｂの変換カーブ
であり、このカーブは出力装置固有である。なお、ガン
マ変換カーブは各色成分毎に１次元テーブルが生成され
スキャナ１０に送信される。

【００５１】Ｒ２＝ｆｒ（Ｒ１） Ｇ２＝ｆｇ（Ｇ１） Ｂ２＝ｆｂ（Ｇ１）

【００５２】ホストコンピュータ１１は、上述の算出処
理で得られた、マスキング係数とガンマ変換カーブをス
キャナ１０に送信し、スキャナ１０は受信したマスキン
グ係数はそのままマスキング処理回路を３１にセットす
る。ガンマ変換カーブについては、受信した１２ビット
入力の１２ビット出力のガンマ変換カーブに、スキャナ
が保持している１２ビットを８ビットに線形変換するた
めの関数を合成して得られたテーブルをガンマカーブ変
換処理回路３２にセットする。なお、この合成処理はシ
ステムコントローラで行われる。

【００５３】透過原稿モードが設定された場合は、スキ
ャナ１０の画像処理手段においてマスキング変換（Ｅ）
およびガンマカーブ変換（Ｆ）に基づく処理が行われ
る。この画像処理手段は１２ビット深度の処理を行うこ
とが可能なので、従来法とは異なりより深い階調深度で
の処理ができる。

【００５４】本実施形態によれば、ｎビットの処理しか
実行できないカラーマッチングに対し、ｍ（＞ｎ）ビッ
ト深度の処理能力をもつ画像読取装置を用いて、ｍビッ
ト画像処理を行うことが可能になり、その結果、階調飛
びに代表されるような、画像情報の欠落を抑制すること
ができ、高精度の画像出力を行うことができる。

【００５５】図７はその効果の例を示したものである。
この図は、従来手法のカラーマッチを適用した出力画像
と、本発明によるカラーマッチの手法を適用した出力画
像のヒストグラムである。

【００５６】従来手法ではヒストグラムをみると階調飛
びが生じていて、画像の階調情報が大きく失われる一
方、本発明では階調飛びが軽減されていることがわか
る。

【００５７】また、プロファイルの合成という高度な処
理はソフトであるアプリケーションで行い、マトリクス
演算などの複雑な演算はハード回路で構成されるスキャ
ナの画像処理手段を用いる。このように、処理の内容に
応じて適切に役割分担を行うことにより、スキャナの回
路構成を簡単にすることができるとともに、高速に高精
度の処理を行うことができる。

【００５８】なお、上記実施形態では８ビットと１２ビ
ットを用いているが、本発明は他のビット数でもかまわ
ない。

【００５９】

【発明の効果】本願第１の発明によれば、画像処理にお
ける階調飛び現象をはじめとする画像色情報の欠落を軽
減させることができる。

【００６０】また本願第２の発明によれば、外部装置お
よび画像処理装置の機能に応じて適切に役割分担を行
い、効率的かつ高精度な画像処理を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態を示すシステムズである。

【図２】実施形態の構成を示すブロック回路図である。

【図３】スキャナの画像処理手段の詳細である。

【図４】カラーマッチングの処理の流れである。

【図５】モニタを選択するためのユーザインターフェー
スである。

【図６】本発明によるカラープロファイル適用の流れで
ある。

【図７】従来法と本発明による出力画像のヒストグラム
データである。

【図８】フラットベッド型のスキャナの側面図である。

【図９】透過原稿ユニットを装着したフラットベッド型
スキャナの側面図である。

【図１０】カラーマッチングの原理図である。

【図１１】カラーマッチングの従来処理の流れである。

【図１２】カラープロファイル適用における従来処理の
流れである。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B057 BA02 BA28 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CC01 CE11 CE18 CH07 CH11 5C062 AA13 AB03 AB16 AB17 AB22 AB23 AB43 AB44 AC21 AC43 AE03 BA00 5C077 LL04 LL17 LL19 MM03 MP08 NP01 PP15 PP31 PP32 PP37 PQ12 PQ22 PQ23 SS01 SS05 SS06 SS07 TT02 TT06 TT09 TT10 5C079 HA01 HB01 HB05 HB11 JA23 LA12 LB01 LB02 MA01 MA02 MA04 NA05 PA02 PA03 PA05 PA08

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像処理装置と該画像処理装置に対応し
   たホストコンピュータに格納されているアプリケーショ
   ンとで構成される画像処理システムであって、 前記画像処理装置はアプリケーションより高いビット数
   での画像処理を実現可能なハード回路で構成される画像
   処理手段を有し、 前記アプリケーションは、入力装置および出力装置の各
   々に応じたプロファイルに格納されている補正条件を合
   成する合成手段を有し、 前記合成手段で合成された補正条件を前記ホストコンピ
   ュータから前記画像処理装置に転送し、前記画像処理手
   段に設定し、 前記画像処理手段において、前記設定された補正条件を
   用いて前記入力装置から入力された画像データを補正
   し、前記ホストコンピュータに転送することを特徴とす
   る画像処理システム。
2. 【請求項２】 入力装置から入力された画像信号を出力
   装置に応じた画像信号に変換する変換手段と、 外部装置から、前記入力装置に対応したプロファイルお
   よび前記出力装置に対応したプロファイルの各々に格納
   されている変換条件を合成することにより生成された変
   換条件を受信する受信手段と、 前記受信した変換条件を前記変換手段に設定する設定手
   段と、 前記変換手段により変換された前記出力装置に応じた画
   像信号を、前記外部装置に送信する送信手段を有するこ
   とを特徴とする画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記画像処理装置は、前記外部装置のア
   プリケーションにより制御されることを特徴とする請求
   項２記載の画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記外部装置は、複数のプロファイルを
   保持する保持手段を有し、 前記出力装置に対応したプロファイルは、前記アプリケ
   ーションのユーザインターフェースを用いてユーザに選
   択された出力装置の種類に基づき選択されることを特徴
   とする請求項３記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 前記変換手段で行われる変換処理は、前
   記外部装置で行われる変換処理よりも大きいビット数を
   用いることを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
6. 【請求項６】 前記変換手段はハード回路を用いて前記
   変換を行い、前記外部装置で行われる前記合成はソフト
   的に行われることを特徴とする請求項２記載の画像処理
   装置。
7. 【請求項７】 前記入力装置は透過原稿を読み取ること
   を特徴とする請求項２記載の画像処理装置。