JP2005045343A - 画像処理装置および画像処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】膨大なメモリ容量を必要とすることなく、多様な階調調整が実行可能な画像処理装置及び画像処理プログラムを提供すること。
【解決手段】画像処理装置１００は、レベル指定により指定された濃度調整、コントラスト調整、地肌調整、赤色調整、青色調整、緑色調整の各調整内容に対するγ曲線に対応した複数の階調調整データに基づいて、当該複数の階調調整データに対応する各γ曲線が合成されて成る合成γ曲線に対応した合成階調調整データを作成する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力画像に対し各種階調調整が行える画像処理装置及び画像処理プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、濃度調整、コントラスト調整、地肌調整、赤色調整、青色調整、緑色調整等の各種調整内容（調整レベルを含む。）に応じた種々のγ曲線に基づく階調調整が行える複写機等の画像処理装置が種々開発されている。特に最近では、上記調整内容だけでなく、複数の調整内容が掛け合わされて成る各種合成された調整（合成調整という。）の内容に応じた複数のγ曲線に基づく階調調整が行える画像処理装置が考案されている（特許文献１、２を参照。）。
【０００３】
このγ曲線は、入力画像の階調（入力階調という。）と、階調調整後の出力画像の階調（出力階調という。）との相関を表す階調調整関数により表される。この階調調整関数（γ曲線）は、入力階調及び出力階調がデジタルデータ（以下、０〜２５５までの８ビットデータとする。）の場合には、入力階調毎に出力階調を指定するための表データ（階調調整データという。）に対応する。以下、γ曲線、階調調整関数、階調調整データは、何れも同じ意味に用いられる。
【０００４】
すなわち、上記画像処理装置は、上記階調調整データを予めメモリ（以下、記憶手段という。）に格納し、階調調整の際には、この階調調整データに基づいて階調調整を行う。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−９５４０６号公報
【特許文献２】
特開平８−３２８０７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術には、次のような問題点がある。
すなわち、上記従来の画像処理装置には、階調調整を行うために、濃度調整、コントラスト調整、地肌調整、赤色調整、青色調整、緑色調整（調整レベルを含む。）に対応する階調調整だけでなく、これら各調整が複数掛け合わされて成る各種合成調整に対応する膨大な階調調整データが予め記憶手段に格納されていなければならず、非常に大きなメモリ容量が必要となる。
【０００７】
一方、メモリ容量を小さくするため、合成内容（どの調整を掛け合わせるかの掛け合わせパターン。）を制限することも考えられるが、このような場合、多様な階調調整が実現困難となる。
【０００８】
本発明の課題は、膨大なメモリ容量を必要とすることなく、多様な階調調整が実行可能な画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、
入力画像の階調調整を行う画像処理装置において、
複数種類の階調調整を各々行うための各γ曲線に対応する複数の階調調整データを記憶する記憶手段と、
前記複数の階調調整データのうち、指定された２種類以上の階調調整を各々行うための各γ曲線に対応する階調調整データに基づいて、当該指定された各階調調整データに対応する各γ曲線が合成されて成る合成γ曲線に対応する合成階調調整データを算出する画像処理手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
更に、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の発明において、
前記画像処理手段は、
前記合成階調調整データを作成する際には、指定される階調変換データの合成順序に基づき、階調変換データによる階調調整後の出力階調が、順次、次の階調調整データに対する入力階調となるように当該合成階調調整データを作成するのが好ましい。
【００１１】
更に、請求項３に記載の発明のように、請求項１又は２に記載の発明において、
前記記憶手段は、
同一種類の階調調整につき、当該階調調整を行うための三つの異なるγ曲線の各々に対応する各階調調整データを記憶し、
前記画像処理手段は、
指定されたレベルに応じて、同一種類の階調調整に係る階調調整データを、前記三つの異なる階調調整データのうち、少なくとも二つの階調調整データに基づき、所定の割合で段階的に複数作成するのが好ましい。
【００１２】
更に、請求項４に記載の発明のように、請求項１〜３のうち何れか一項に記載の発明において、
前記画像処理手段は、
前記合成階調調整データにより階調調整される出力階調の値の大小が、当該入力階調の値の大小に対して反転している個所を検出し、反転個所が検出された場合には、当該反転を解消するのが好ましい。
【００１３】
更に、請求項５に記載の発明のように、請求項１〜４のうち何れか一項に記載の発明において、
前記画像処理手段は、
前記段階的に作成された階調変換データにより階調調整される出力階調の値の大小が、当該入力階調の値の大小に対して反転している個所を検出し、反転個所が検出された場合には、当該反転個所を解消するのが好ましい。
【００１４】
また、上記課題を解決するため、請求項６に記載の発明は、
入力画像の階調調整を行うコンピュータに、
複数種類の階調調整を各々行うための各γ曲線に対応する複数の階調調整データのうち、指定された２種類以上の階調調整を各々行うための各γ曲線に対応する階調調整データに基づいて、当該指定された各階調調整データに対応する各γ曲線が合成されて成る合成γ曲線に対応する合成階調調整データを算出する画像処理機能を実現させる。
【００１５】
更に、請求項７に記載の発明のように、請求項６に記載の発明において、
前記画像処理機能は、
前記合成階調調整データを作成する際には、指定される階調変換データの合成順序に基づき、階調変換データによる階調調整後の出力階調が、順次、次の階調調整データに対する入力階調となるように当該合成階調調整データを作成するのが好ましい。
【００１６】
更に、請求項８に記載の発明のように、請求項６又は７に記載の発明において、
前記複数の階調変換データが、同一種類の階調調整につき、当該階調調整を行うための三つの異なるγ曲線の各々に対応する各階調調整データを含む場合、
前記画像処理機能は、
指定されたレベルに応じて、同一種類の階調調整に係る階調調整データを、前記三つの異なる階調調整データのうち、少なくとも二つの階調調整データに基づき、所定の割合で段階的に複数作成するのが好ましい。
【００１７】
更に、請求項９に記載の発明のように、請求項６〜８のうち何れか一項に記載の発明のように、
前記画像処理機能は、
前記合成階調調整データにより階調調整される出力階調の値の大小が、当該入力階調の値の大小に対して反転している個所を検出し、反転個所が検出された場合には、当該反転を解消するのが好ましい。
【００１８】
更に、請求項１０に記載の発明のように、請求項６〜９のうち何れか一項に記載の発明のように、
前記段階的に作成された階調変換データにより階調調整される出力階調の値の大小が、当該入力階調の値の大小に対して反転している個所を検出し、反転個所が検出された場合には、当該反転個所を解消するのが好ましい。
【００１９】
従って、例えば、濃度調整、コントラスト調整、地肌調整、赤色調整、青色調整、緑色調整（例えば、最大表現、標準表現、最低表現の３通りの調整を各々含む。）等の複数種類の階調調整を行うための各階調調整データのみを予め記憶手段に格納すればよく、これら記憶手段に格納された階調調整データのみを用いて、上記各調整が複数掛け合わされて成る各種合成調整に対応する階調調整データがその都度作成可能となるので、これら合成調整に対応する膨大な合成階調調整データを予め記憶手段に格納する必要がなくなる。
一方、記憶手段のメモリ容量を小さくするため、合成内容（どの調整を掛け合わせるかの掛け合わせパターン。）を制限する必要も無くなり、多様な階調調整が容易に実現できる。更に、同一種類の階調調整においても、少なくとも３種類の階調変換データに基づいて複数作成できるので、バリエーション豊かな階調調整が行えるとともに、記憶する階調変換データの数が抑制できる。
すなわち、記憶手段に膨大なメモリ容量を必要とすることなく、多様な階調調整が実行可能な画像処理装置及び画像処理プログラムを提供できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明を適用した画像処理装置１００について詳細に説明する。画像処理装置１００は、入力画像から取得する入力階調を出力階調に階調調整し、当該出力階調を有する出力画像をプリントアウトや表示する。ここで、階調は、輝度、濃度、概明度等、画像の明暗が表現可能なものであれば何でもよいが、相互に数値変換可能なものがより好ましい。
【００２１】
まず、図１を参照して、画像処理装置１００の構成について説明する。
図１に示すように、画像処理装置１００は、操作手段１０、画像入力手段２０、画像処理手段３０、記憶手段４０、画像出力手段５０などを備える。
【００２２】
操作手段１０は、各種指示入力を行うための各種入力キーなどを備え、画像入力手段２０は、スキャナーなどの画像読取装置（図示略。）を具備し、原稿などから画像を読み取って画像処理手段３０に送信する。
【００２３】
画像処理手段３０は、操作手段１０を介して入力された各種指示に応じて動作する。
【００２４】
また、画像処理手段３０は、記憶手段４０に格納された各種プログラムを実行して画像処理装置１００を統括的に制御する。
【００２５】
特に、画像処理手段３０は、γ調整手段３１、階調調整手段３２を用いて、図２のフローチャートに示す画像処理を行う。この画像処理は、記憶手段４０に格納された画像処理プログラムにより実行されるものであってもよいし、ハードウェアにより実行されるものであってもよい。
【００２６】
記憶手段４０は、画像処理手段３０により実行される各種プログラムを格納するとともに、当該プログラム実行時に必要な各種データを格納する。特に、記憶手段４０は、図２のフローチャートに示す画像処理を行うための画像処理プログラムと、最大表現用、標準表現用及び最低表現用の各濃度調整、コントラスト調整、地肌調整、赤色調整、青色調整、緑色調整に応じた階調調整データ（計１８通り）を格納する。
【００２７】
ここで、最大表現用の階調調整データとは、入力階調に対し、各調整内容（例えば、濃度。）が最も強調された出力階調を得るための階調調整データであり、標準表現の階調調整データとは、入力階調に対し、各調整内容が従来の標準的なものとなるような出力階調を得るための階調調整データであり、最低表現の階調調整データとは、入力階調に対し、各調整内容が最も抑えられた出力階調を得るための階調調整データであり、何れも、予め任意に設定されているが、適宜変更可能である。図３に、最大表現用、標準表現、最低表現の各階調調整データに対応するγ曲線の一例を示す。
【００２８】
画像出力手段５０は、プリンタやＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などを備え（何れも、図示略。）、画像処理手段３０により画像処理（階調調整）された画像をプリントアウトや表示する。
【００２９】
次に、図２を参照して、本実施の形態における画像処理について説明する。
【００３０】
まず、γ調整手段３１は、濃度調整、コントラスト調整、地肌調整、赤色調整、青色調整、緑色調整の何れかの調整の内、操作手段１０を介して指定される調整に対し、操作手段１０を介して入力されるレベル指定（例えば、「−４」〜「＋４」の９段階。）に応じて階調調整データを選択或いは算出する。
【００３１】
例えば、レベル指定が「−４」の場合には、最小表現用の階調調整データが選択され、レベル指定が「＋４」の場合には、最大表現用の階調調整データが選択され、レベル指定が「０」の場合には、標準表現用の階調調整データが選択されるものとする（図３を参照。）。
【００３２】
レベル指定が「−３」〜「＋３」の場合には、数式１に基づいて算出されるＧ３に対応する階調調整データが算出される。
【数１】

ここで、ｎ（例えば、０〜２５５までの８ビットデータ。）は入力階調を表し、Ｒ（ｋ）はレベル指定ｋ（−３〜３までの整数。）に応じた数値を表し（ｋ＝０の場合には値がゼロとなる。）、Ｇ１は標準表現用の階調調整データに対応する階調調整関数を表し、Ｇ２は、最大表現用（或いは、最小表現用）の階調調整データに対応する階調調整関数を表し、Ｇ３は合成された合成階調調整データに対応する合成階調調整関数を表す。
【００３３】
その後、γ調整手段３１は、上記レベル指定に基づいて選択或いは算出した複数の階調調整データに基づいて、当該複数の階調調整データに対応する各γ曲線が合成されて成る合成γ曲線に対応した合成階調調整データを作成する。このようにして作成された合成階調調整データは、濃度調整、コントラスト調整、地肌調整、赤色調整、青色調整、緑色調整の各調整内容のうち、合成された各調整内容（最大表現、標準表現、最低表現を含む。）が各々反映されたものとなっている。
【００３４】
例えば、２つの階調調整データに基づいて、当該複数の階調調整データに対応する各γ曲線が合成されて成る合成γ曲線に対応した合成階調調整関数は、以下に示す数式２に基づいて作成される。
【数２】

ここで、ｎ（例えば、０〜２５５までの８ビットデータ。）は入力階調を表し、Ｇ１、Ｇ２は合成される各階調調整データに対応する階調調整関数を各々表し、Ｇ３は合成された合成階調調整データに対応する合成階調調整関数を表す。数式１によれば、入力階調ｎを階調調整関数Ｇ１によって階調調整し、更に、当該階調調整後の階調を階調調整関数Ｇ２によって階調調整した後に得られる出力階調は、入力階調ｎを合成階調調整関数Ｇ３によって階調調整した後に得られる出力階調と同じものとなる。
【００３５】
以上のようにして、階調調整の際に用いる階調調整データが特定される（ステップＳ１）。
なお、上記選択或いは算出された階調調整データが一つの場合には合成は行われない。
【００３６】
また、γ調整手段３１は、作成した合成階調調整データに対し、隣接する２つの入力階調ｍ１、ｎ１（ｎ１＝ｍ１＋１であり、ｍ１＜ｎ１。）の各々に対応する出力階調ｍ２、ｍ２の大小関係が、当該入力階調に対して反転（すなわち、ｍ２＞ｎ２）している個所があるか否かの判定を入力階調の全領域に対して行い、反転個所がある場合には、入力階調ｍ１に対する出力階調をｎ２とし、入力階調ｎ１に対する出力階調をｍ２として当該反転を解消する。
当該合成階調調整データに対応するγ曲線が
【００３７】
次に、階調調整手段３２は、画像入力手段２０を介して入力された入力画像に対し、ステップ１で特定された階調調整データ（合成階調調整データを含む。）を用いて、赤色階調調整、青色階調調整、緑色階調調整の各々を行う（ステップＳ２０）。すなわち、当該３つの階調調整全てに当該合成階調調整データを適用する。
【００３８】
なお、合成階調調整データが、赤色調整、青色調整、緑色調整のうち、何れかの調整に対応する階調調整データに基づいて作成された場合、当該合成階調調整データは、当該色に該当する階調調整に対してのみ適用される。
例えば、コントラスト調整に対応する階調調整データと赤色調整に対応する階調調整データとに基づいて作成された合成階調調整データは、赤色階調調整に対してのみ適用される。
【００３９】
ステップＳ２０において階調調整手段３２により階調調整された出力階調に基づいて出力用画像が作成され、当該出力画像を画像出力手段５０に送信する（ステップＳ３０）。
【００４０】
以上説明したように、画像処理装置１００は、レベル指定により指定された濃度調整、コントラスト調整、地肌調整、赤色調整、青色調整、緑色調整の各調整内容に対するγ曲線に対応した複数の階調調整データに基づいて、当該複数の階調調整データに対応する各γ曲線が合成されて成る合成γ曲線に対応した合成階調調整データを作成する。
【００４１】
従って、濃度調整、コントラスト調整、地肌調整、赤色調整、青色調整、緑色調整（最大表現、標準表現、最低表現の３通りの調整を各々含む。）に各々対応する各階調調整データのみを予め記憶手段４０に格納すればよく、これら記憶手段４０に格納された階調調整データのみを用いて、上記各調整が複数掛け合わされて成る各種合成調整に対応する階調調整データがその都度作成可能となるので、これら合成調整に対応する膨大な合成階調調整データを予め記憶手段４０に格納する必要がなくなる。
【００４２】
一方、記憶手段４０のメモリ容量を小さくするため、合成内容（どの調整を掛け合わせるかの掛け合わせパターン。）を制限する必要も無くなり、多様な階調調整が容易に実現できる。更に、同一種類の階調調整においても、少なくとも３種類の階調変換データに基づいて複数作成できるので、バリエーション豊かな階調調整が行えるとともに、記憶する階調変換データの数が抑制できる。
【００４３】
すなわち、記憶手段４０が膨大なメモリ容量を有することなく、多様な階調調整が実行可能な画像処理装置及び画像処理プログラムを提供できる。
【００４４】
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る画像処理装置および画像処理プログラムの一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における画像処理装置１００の細部構成および詳細動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００４５】
例えば、画像処理装置１００は、階調変換手段３２が、赤色階調調整、青色階調調整、緑色階調調整を有し、カラー画像処理を行うものとしたが、これに限らず、モノカラー（白黒を含む。）画像処理を行うことも可能である。更に、カラー画像処理とモノカラー画像処理とを択一的に選択できるようにしてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば、濃度調整、コントラスト調整、地肌調整、赤色調整、青色調整、緑色調整（例えば、最大表現、標準表現、最低表現の３通りの調整を各々含む。）等の複数種類の階調調整を行うための各階調調整データのみを予め記憶手段に格納すればよく、これら記憶手段に格納された階調調整データのみを用いて、上記各調整が複数掛け合わされて成る各種合成調整に対応する階調調整データがその都度作成可能となるので、これら合成調整に対応する膨大な合成階調調整データを予め記憶手段に格納する必要がなくなる。
一方、記憶手段のメモリ容量を小さくするため、合成内容（どの調整を掛け合わせるかの掛け合わせパターン。）を制限する必要も無くなり、多様な階調調整が容易に実現できる。更に、同一種類の階調調整においても、少なくとも３種類の階調変換データに基づいて複数作成できるので、バリエーション豊かな階調調整が行えるとともに、記憶する階調変換データの数が抑制できる。
すなわち、記憶手段に膨大なメモリ容量を必要とすることなく、多様な階調調整が実行可能な画像処理装置及び画像処理プログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した画像処理装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した画像処理装置による画像処理を説明するフローチャートである。
【図３】本発明を適用した画像処理装置により用いられるγ曲線の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 操作手段
２０ 画像入力手段
３０ 画像処理手段
３１ γ調整手段
３２ 階調変換手段
４０ 記憶手段
５０ 画像出力手段
１００ 画像処理装置

Claims (10)

1. 入力画像の階調調整を行う画像処理装置において、
   複数種類の階調調整を各々行うための各γ曲線に対応する複数の階調調整データを記憶する記憶手段と、
   前記複数の階調調整データのうち、指定された２種類以上の階調調整を各々行うための各γ曲線に対応する階調調整データに基づいて、当該指定された各階調調整データに対応する各γ曲線が合成されて成る合成γ曲線に対応する合成階調調整データを算出する画像処理手段と、
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記画像処理手段は、
   前記合成階調調整データを作成する際には、指定される階調変換データの合成順序に基づき、階調変換データによる階調調整後の出力階調が、順次、次の階調調整データに対する入力階調となるように当該合成階調調整データを作成することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記記憶手段は、
   同一種類の階調調整につき、当該階調調整を行うための三つの異なるγ曲線の各々に対応する各階調調整データを記憶し、
   前記画像処理手段は、
   指定されたレベルに応じて、同一種類の階調調整に係る階調調整データを、前記三つの異なる階調調整データのうち、少なくとも二つの階調調整データに基づき、所定の割合で段階的に複数作成することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. 前記画像処理手段は、
   前記合成階調調整データにより階調調整される出力階調の値の大小が、当該入力階調の値の大小に対して反転している個所を検出し、反転個所が検出された場合には、当該反転を解消することを特徴とする請求項１〜３のうち何れか一項に記載の画像処理装置。
5. 前記画像処理手段は、
   前記段階的に作成された階調変換データにより階調調整される出力階調の値の大小が、当該入力階調の値の大小に対して反転している個所を検出し、反転個所が検出された場合には、当該反転個所を解消することを特徴とする請求項１〜４のうち何れか一項に記載の画像処理装置。
6. 入力画像の階調調整を行うコンピュータに、
   複数種類の階調調整を各々行うための各γ曲線に対応する複数の階調調整データのうち、指定された２種類以上の階調調整を各々行うための各γ曲線に対応する階調調整データに基づいて、当該指定された各階調調整データに対応する各γ曲線が合成されて成る合成γ曲線に対応する合成階調調整データを算出する画像処理機能を実現させるためのプログラム。
7. 前記画像処理機能は、
   前記合成階調調整データを作成する際には、指定される階調変換データの合成順序に基づき、階調変換データによる階調調整後の出力階調が、順次、次の階調調整データに対する入力階調となるように当該合成階調調整データを作成することを特徴とする請求項６に記載のプログラム。
8. 前記複数の階調変換データが、同一種類の階調調整につき、当該階調調整を行うための三つの異なるγ曲線の各々に対応する各階調調整データを含む場合、
   前記画像処理機能は、
   指定されたレベルに応じて、同一種類の階調調整に係る階調調整データを、前記三つの異なる階調調整データのうち、少なくとも二つの階調調整データに基づき、所定の割合で段階的に複数作成することを特徴とする請求項６又は７に記載のプログラム。
9. 前記画像処理機能は、
   前記合成階調調整データにより階調調整される出力階調の値の大小が、当該入力階調の値の大小に対して反転している個所を検出し、反転個所が検出された場合には、当該反転を解消することを特徴とする請求項６〜８のうち何れか一項に記載のプログラム。
10. 前記画像処理機能は、
    前記段階的に作成された階調変換データにより階調調整される出力階調の値の大小が、当該入力階調の値の大小に対して反転している個所を検出し、反転個所が検出された場合には、当該反転個所を解消することを特徴とする請求項６〜９のうち何れか一項に記載のプログラム。

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