JP2502293B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、特に中間調画像を扱う画像処理装置に関す
る。

〔従来技術〕

近年コンピユータによる画像処理技術の発達により印
刷物などの画像の作成、編集、保存等がコンピユータに
より行われるようになってきた。

一般にこのような画像は一画素を０か１の1bitで表わ
している。このような画像を２値画像と呼ぶ。一方、文
字，図形等の画像は適当なレベルで、２値化すれば良好
な画像を得られるが、写真等、中間調表現を要する画像
では、一画素に４〜8bitを与えて中間調を表現する。こ
れを多値画像と呼ぶ。

第１図（ａ）に中間調表現された原画像及びそれを例
えば16階調であれば1/2の閾値つまり８によって２値化
した例（ｂ）を示す。１画素について黒を１、白を０の
１ビツトで表わしている。第１図（ｃ）は２値化された
画像を模式的に説明した図で１画素１ブロツクとして描
かれている。この場合Ｚ＝１で平面的な２次元の情報と
して表わされている。

又、第１図の（ｄ）は原画像（ａ）を濃度レベルを０
〜Ｆの16階調の多値データとして表わした図である。第
１図（ｅ）は多値データで表わされた画像情報を模式的
に説明した図で、１画素は、４つのブロツクつまり４ビ
ツトの情報を有している。

以上、２値画像、多値画像について説明したが、画像
処理システムに接続されるプリンタ或いはデイスプレイ
等の装置は、従来、そのシステムにおいて固定的なもの
で、その装置の入力−出力特性つまりγ特性に基づいて
本体側が画像情報に対して固定的にγ補正をするもので
あった。これは特に多値画像を扱う場合、大きなファク
ターである。具体的に説明するとTVカメラからのデータ
がCRT表示で良く見える様にブラウン管が固定的に有し
たγ特性に合わせて該データに対してγ補正を行ってい
る。しかしTVカメラからのデータをそのままプリントし
た場合、プリンタ固有のγ特性にデータが合っていない
のでプリンタ出力が例えばコントラストの無い、ぼけた
画像になる。この場合、プリンタ固有のγ特性に合わせ
てγ補正を行えば、適正な出力画像を得ることができ
る。

ところが実用上、システムに接続される装置は種々変
更される可能性があり、特定しない方が良い。更にLAN
を介して、他の端末において、画像を出力する場合に
は、相手側の装置の特性はわからないのが普通である。
つまり、現在のシステムは固定的な入出力機器が接続で
きるように構成したもので汎用性のないものであった。

又、システムを構成する各機器例えば入力或いは出力
装置は、一般に高価なもので、使用効率が低いとシステ
ム全体としてもコスト高となるものである。これに対し
て、それ単体で使用する様にし、つまり、例えば、端末
がスキヤナープリンタであれば単なる複写機としてオフ
ラインで用いることによって使用効率を上げることも可
能である。ところが特に多値データを扱う場合、上述の
様にある時はオフラインで複写機として用い、ある時は
オンラインで画像を出力する場合、更に入出力機器が種
々代わり得る場合、或いはそれらが複数接続された場
合、それぞれのγ補正が前述したのと同様に大きな問題
となる。つまり、システムでは、接続される機器のγ特
性に係わらずに画像の処理を行えば良く、又、オフライ
ンの時は各端末に応じγ補正をすべきであってオフライ
ンの時或いはオンラインの時に、各入力或いは出力機器
の数或いは属性によってγ補正をどこで、いつ、行うか
が大きな問題となる。

〔目的〕

以上の点に鑑み、本願発明の目的は、スキャナ等の入
力装置とプリンタ等の出力装置の間において、オフライ
ンであれば両者に合ったγ補正を行い、オンラインであ
れば、装置のバス上でγ＝１の状態で画像処理を行うこ
とが可能な画像処理装置を提供することにある。

〔実施例〕

第２図は本発明の１実施例のシステムブロツク図であ
る。階調画像入力装置として、一次元CCDアレイによ
り、原稿画像を光電変換して入力するCCDスキヤナ１と
二次元CCDアレイにより立体画像を入力するステイルビ
デオ（SV）カメラ11を持ち、階調画像出力装置としてパ
ルス幅変調と電子写真方式で階調表現をするレーザープ
リンタ２とCRT7を持つ。

システムは他に中央処理装置であるCPU4、プログラム
又は画像データを記憶するメモリ５、CRT7に表示する画
像を記憶するフレームバツフア６、オペレータの入力装
置であるキーボード８、後述する第6,7図に示すプログ
ラム、画像データを格納するデイスク10とそれを接続す
るためのデイスクインターフエイス9,CCDスキヤナ１と
プリンタ２を接続するためのスキヤナプリンタインター
フエイス３、SVカメラ11を接続するためのSVカメライン
ターフエイス12によって構成される。

第２図において、原稿画像を入力して画像処理をした
後プリンタ出力する例を上げて各部のデータの流れを説
明する。

まず、CCDスキヤナ１によって電気信号に変換された
階調画像データはSP−I/F3を経由してシステム内に取り
こまれメモリ５に多値のデイジタルデータとして記憶さ
れる。この画像はフレームバツフア６に転送し、CRT7に
よりモニタすることができる。オペレータはモニタされ
た画像を見てキーボード８により必要な画像処理の指示
を与えるとCPU4が画像処理を実行する。ここでいう画像
処理とは、画像の切り出し、エツジ強調、濃度変換、コ
ントラスト変換等どのようなものであってもかまわな
い。画像出力の際にはメモリ５上の画像データを再びSP
−I/F3経由で今度はレーザープリンタ２へ出力する。

さて、ここでCCDスキヤナ１とレーザープリンタ２は
共に走査式の原稿入出力装置であり、インターフエイス
を共通化することが可能である。さらにSP−I/F3を工夫
することによってSP−I/F3内でスキヤナとプリンタを連
結できるようにすることにより、画像データをシステム
内部に取り込むことなくダイレクトに原稿のコピーをす
ることが可能となる。

これによってシステムが他の処理を実行中にもスキヤ
ナとプリンタを使ったコピー動作が可能となり、画像入
出力装置の使用効率を上げることが可能となる。第３図
にオンライン／オフラインを表わす状態遷移図を示す。

第３図はオンライン／オフラインを表わす状態遷移図
でアイドルモード、オンラインモード、オフラインコピ
ーモードの３つのモードから成る。パワーオン後アイド
ルモードとなり、オンライン指示でオンラインモードに
入る。オンラインモードでは、スキヤナ、プリンタとホ
ストコンピユータとの画像データのやりとりが行われ、
リターン指示で、アイドルモードにもどる。また、アイ
ドルモードからオフラインコピー指示でオフラインコピ
ーモードに入る。オフラインコピーモードではスキヤ
ナ、プリンタを直結して、コピー動作が行われ、リター
ン指示で、アイドルモードにもどる。

さて、ここで問題となるのが前述した様に階調補正
（γ補正）である。画像入出力装置は各装置固有の入出
力特性（ガンマ特性）を持っている。一例としてレーザ
ープリンタの入出力特性を第４（ａ）図に示す。

画像を出力する際には入力系、出力系を含めた階調補
正（ガンマ補正）が必要であるが、同時にシステム内に
画像データを取り込み、処理をする際には、できるだけ
入出力装置の特性に依存しないリニアなデータ（γ＝
１）で処理しないと正しい処理ができない。

次に第４図（ａ）に示したプリンタの入出力特性と、
それに対応して設けられる第５図に示す階調補正回路16
に記憶された階調補正γテーブルについて説明する。第
４図（ｂ）はそのガンマ補正テーブルの例を示す図であ
る。第４図（ａ）に示すプリンタはγ特性が、或いは
であったとする、入力レベルが例えばA1であった場
合、図から明らかな様にどちらの特性であってもA4とい
うほぼ真黒の画像しか得られない。使用者としては、入
力がA1であれば、例えばγ特性がの場合、出力濃度が
A3であれば適正な画像であるとする。この場合、ガンマ
補正テーブルはA1を入力すると′の曲線に基づいてA2
の出力レベルが得られる様に設計しておく。これによ
り、プリンタにおいて入力に対して、出力が適正にほぼ
リニアに得られる様になる。

第５図に階調変換を具体的に実現するための回路を示
す。

１はCCDスキヤナで、光電変換により光度を電気信号
に変えるCCDドライバ14、CCDアレイの中央部、端部の光
度差を補正するシエーデイング補正回路15、そしてγ或
いはその逆の補正用テーブルを有する階調補正回路16と
入力系のタイミングを制御する同期回路17から成る。２
はレーザープリンタで、階調データをパルス幅に変換す
るパルス幅変調回路19とレーザーのON/OFFを制御するレ
ーザードライバー18、そして出力系のタイミングを制御
する同期回路20より成る。３はSP−I/Fでオンライン／
オフラインを切換えるスイツチ27とγ或いは、その逆の
補正用テーブルを有する階調補正回路21、入出力装置と
同期をとる同期回路23、入出力系とシステムとのデータ
の受け渡しをするバツフア22から成り、バツフア22を介
してSP−I/F3はシステムバス13に接続される。

そこで本発明は、オフラインでコピー動作する際には
スキヤナ内の階調補正回路16内の階調補正テーブルによ
って、入力系、出力系を含めた補正を行い（スイツチ27
の接続Ａ−Ｃ）、オンラインで入力する際はスキヤナ内
で階調補正回路16内の階調補正テーブルを切り換え、入
力系のみの補正（γの逆補正）をし（スイツチの接続Ａ
−Ｂ）、リニアなデータとしてγ＝１としてシステム内
にとりこむ。またシステムから出力する際は、インター
フエイス内（第４図の階調補正回路21）で階調補正テー
ブルを切り換え、出力系のみの階調補正をする（スイツ
チの接続Ｃ−Ｄ）。

第６図はオンラインモードにおける処理フローで、オ
ペレータによるキー操作等によるオンライン指示でオン
ラインモードに入った後、スキヤナ１へオンライン指示
を出してスキヤナをオンラインモードにする。このとき
スキヤナ１は第５図において説明した様に階調補正テー
ブルをオンラインに切換える（S1）。次に、SP−I/F内
のスイツチ回路27をオンラインＡ−B,C−Ｄに切換え
て、ホストとスキヤナ1,プリンタ２との入出力を可能と
する（S2）。後はスキヤナ１からのリード、またはプリ
ンタ２へのプリントのコマンドを待って（S3）、入出力
を実行し（S4）、オンライン処理が終了すると（S5）、
リターン指示でアイドルモードへもどる。

第７図はオフラインコピーモードにおける処理フロー
で、オンラインコピー指示でオフラインコピーモードに
入った後、スキヤナ１へオフラインコピー指示を出し
て、スキヤナをオフラインコピーモードにする。このと
き、スキヤナは第５図で説明した様に階調補正テーブル
をオフラインコピーに切換える（S6）。次にSP−I/F内
のスイツチ回路27をオフラインＡ−Ｃに切換えて、スキ
ヤナとプリンタを直結して、コピー動作を可能とする
（S7）。

後はコピー開始のコマンドを待って（S8）、コピー動
作を実行し（S9）、オンラインコピー処理が終了すると
（S10）、リターン指示でアイドルモードへもどる。

なお、ここではプリンタはオンライン、オフラインコ
ピーで同一の動作をするので、プリンタのモード切換は
必要ない。

〔他の実施例〕

以上、画像処理システムにおけるオンライン／オフラ
インにおける、スキヤナ、プリンタシステム（ホスト）
間における階調変換（γ補正）について説明したが、次
に、システムに種々のスキヤナ或いはプリンタが接続さ
れている場合について説明する。

第８図は、第２図に示したシステムバス13とそれに接
続された複数のプリンタPrinter1,2,3及びスキヤナ（TV
カメラ）1,2のブロツク図を示したものである。スキヤ
ナ１とプリンタ３からなる端末50は、第５図に示した端
末と同等である。各プリンタ或いはスキヤナに対応して
設けられたインタフエース51〜53は、それぞれγ変換回
路を有している。これは、第４図（ｂ）に示した様な各
機器に合ったγ補正テーブルを逆に変換するテーブルを
有しており、このテーブルに基づいてγ＝１にするもの
で、システムバス上には常にγ＝１の画像情報が流れる
様にしたものである。

〔他の実施例〕

又、第８図においては、各インタフエース51〜53に、
それぞれγ変換回路を設けたが、ある程度、固定的にプ
リンタ、スキヤナが、接続される場合は、それらのγ特
性にあったγ補正用テーブルを第２図に示すデイスク10
等に格納しておき、電源投入時或いは、端末が接続され
た時点で各機器の属性をCPU4が認識し、そのテーブル情
報を第８図の各γ変換回路内のRAMに展開する様にして
も良い。

上述した階調補正は単に入出力装置の特性γの補正だ
けでなく、画像の濃淡（レベル、レンジ）、コントラス
トなどの階調変換も同時に実現できるため、階調変換テ
ーブルを単に補正という意味だけでなく積極的に画像修
正、編集用として利用することによって、画質改善をは
かることもできる。

また、第５図について、補正すると階調補正テーブル
はSVカメラもスキヤナと同等に考え、SVカメラの階調補
正もSP−I/F内の階調補正回路で実現できる。

本実施例で示したシステムはこれに限る必要はなく、
システムの１部が変更されても、LANを介して接続され
た端末から構成されていても良いし、本発明の機能が単
体の機において達成される場合も含む。

〔効 果〕

以上、説明したように本発明によれば、第１のモード
と第２のモードを有し、第１のモードが選択されている
ときは、入力手段より入力された画像情報の入力特性
を、補正手段により入力手段と出力手段との入出力特性
に応じて補正を行い、補正された画像情報を出力手段で
出力し、第２のモード選択されている場合、入力手段よ
り入力された画像情報の入出力特性を、補正手段により
所定の入出力特性に補正して、補正された画像情報を記
憶手段に記憶し、記憶手段に記憶された画像情報の入出
力特性を、所定の入出力特性から出力手段の入出力特性
に応じて補正して、補正された画像情報を出力手段に出
力するので、選択されているモードによらず、適切な階
調で画像情報を出力することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、原画像を２値表現或いは、多値表現する場合
の説明図、 第２図は、本発明の適用が可能な画像処理システムの構
成ブロツク図、 第３図は、オンライン、オフラインの状態遷移を示す
図、 第４図は、プリンタのガンマ特性とガンマ特性テーブル
の関係を示す図、 第５図は、第２図に示したSP−I/F3、スキヤナ１、プリ
ンタ２の具体的構成を示す図、 第６図は、オンラインモードにおける処理フローチヤー
ト、 第７図は、オフラインコピーモードにおける処理フロー
チヤート、 第８図は、システムに複数の端末が接続した場合のブロ
ツク図である。 １……スキヤナ ２……プリンタ ３……インタフエース 13……システムバス ４……CPU 16,21……階調補正回路

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】階調性のある画像情報を入力する入力手段
   と、 階調性のある画像情報を出力する出力手段と、 階調性のある画像情報を記憶する記憶手段と、 第１のモードと第２のモードとの切り替えを行う切り替
   え手段と、 前記切り替え手段のモードの切り替えに応じて、前記入
   力手段と前記出力手段と前記記憶手段との接続関係を変
   更する変更手段と、 階調性のある画像情報の入出力特性を補正する補正手段
   とを有し、 前記切り替え手段により第１のモードに切り替えられて
   いる場合、前記入力手段より入力された画像情報の入力
   特性を、前記補正手段により前記入力手段と前記出力手
   段との入出力特性に応じて補正を行い、補正された画像
   情報を前記出力手段で出力し、 前記切り替え手段により第２のモードに切り替えられて
   いる場合、前記入力手段より入力された画像情報の入出
   力特性を、前記補正手段により所定の入出力特性に補正
   して、補正された画像情報を前記記憶手段に記憶し、前
   記記憶手段に記憶された画像情報の入出力特性を、前記
   所定の入出力特性から前記出力手段の入出力特性に応じ
   て補正して、補正された画像情報を前記出力手段に出力
   することを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】前記所定の入出力特性がほぼリニア特性で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像
   処理装置。