JP2601059B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学的に読み取った写
真等の画像データに階調補正等の処理を行った後、出力
する画像処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像処理技術の発達により、写真
等の画像データを読み取り、さまざまな処理を加えて、
文書に張り付ける等の編集を行うことができる画像処理
装置は、機能の多彩性と、操作性の向上が求められてい
る。

【０００３】従来の画像処理装置には、読み取った画像
データの階調を、作業者の任意の階調に変換する階調補
正の機能が設けられている。この場合、図１０に示すよ
うに、入力画像データの階調を横軸、階調補正後の出力
画像データの階調を縦軸として、補正階調の割合をグラ
フ（以下、トーンカーブという）表示して、マウス等の
入力手段を用いてトーンカーブを変形し、所望の階調補
正の割合を設定できる。図１０の場合、トーンカーブ１
は、入力画像データ＝出力画像データとなっているので
無変換であるが、トーンカーブ２はトーンカーブ１に比
べて全体的に下側に位置するため、出力画像は入力画像
に対して明るくなり、トーンカーブ３はトーンカーブ１
に比べて全体的に上側に位置するため、出力画像は入力
画像に対して暗くなる。また、トーンカーブの勾配が急
な部分は、その部分の階調が強調され、逆にトーンカー
ブの勾配が緩やかな部分は、その部分の階調が弱められ
る。

【０００４】トーンカーブの設定は、作業者が画像デー
タの利用目的に応じて、自由に設定できるものである
が、原画像が写真原稿であった場合、その濃度は被写体
・撮影条件・現像条件等により変化するため、最適な画
像を得るためには、トーンカーブを原稿ごとに設定する
必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像編集装置では、作業者は階調補正のトーンカーブを
設定する際、原画像の濃度を濃度計等によって計測し、
その分布等を考慮した上で、試行錯誤を繰り返すことを
余儀なくされていた。また、この作業は、長年の経験と
習熟を要するものであり、トーンカーブ設定の操作性を
改善する機能の提供が強く望まれている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した問題
点を解決するために、原稿を複数の画素に分割し、各画
素の濃度に対応したデータを出力する読み取り手段によ
って読み取られた各画素の濃度データを記憶する濃度デ
ータ記憶手段と、ある濃度データに対する変換後の濃度
データを記憶した変換特性データ記憶手段と、濃度デー
タ記憶手段に記憶された濃度データを変換特性データ記
憶手段に記憶された変換特性データに基づいて変換する
濃度変換手段とを有する画像処理装置であって、濃度デ
ータ記憶手段に記憶された各画素の濃度データのうち、
ある濃度を示す値毎にデータ数を計数する濃度分布計数
手段と、濃度分布計数手段によって計数された各濃度毎
のデータ数を濃度順に累積させ、各濃度に対する累積デ
ータを作成する累積データ作成手段と、累積データ作成
手段によって作成された累積データを記憶する累積デー
タ記憶手段と、変換特性データ記憶手段に記憶された変
換特性データを変換特性グラフとし、また累積データ記
憶手段に記憶された累積データを累積グラフとし、２つ
のグラフを重ねて表示手段に表示させる表示制御手段
と、表示手段に表示された変換特性グラフを修正するた
めの操作手段と、操作手段によって修正された変換特性
グラフを変換特性データとして反映させる制御手段とを
有する構成とした。

【０００７】

【作用】本発明は、上記した構成により、変換特性グラ
フと累積グラフが重ねて表示された表示画面上におい
て、作業者が操作手段を操作することによって、累積グ
ラフを参照しながら変換特性グラフを修正することがで
きる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明における一実施例について、図
面を用いて説明する。

【０００９】図１は、本発明の一実施例における画像編
集装置のブロック図であって、１は装置の制御及びデー
タの処理を行う中央演算処理装置（以下、ＣＰＵとい
う）、２はプログラム・データを記憶する磁気ディスク
ドライブ、３はページメモリ、４は表示用メモリ、５は
ＣＲＴ表示装置（以下、ＣＲＴという）、６は画像入力
機、７はプリンター、８はキーボード、９はＣＲＴ５上
での位置を指定するマウスである。

【００１０】図２は、図１における画像入力機６のブロ
ック図であって、１０は画像入力機６の制御を行うＣＰ
Ｕ、１１は光の強弱を電圧の高低（アナログ電圧）に変
換するイメージセンサ（以下、ＣＣＤという）、１２は
ＣＣＤ１１から出力されるアナログ電圧を８ビットのデ
ジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、１３はＣＣＤ１１
による読み取りのばらつきを補正するシェーディング補
正回路、１４は読み取った画像データの濃度の変換を行
う階調補正回路、１５は階調補正回路１４において補正
された８ビットのデジタル信号に網点化処理を行って、
０／１の２値信号に変換する２値化回路、１６はＣＰＵ
１０の制御により、シェーディング補正回路１３から出
力される８ビットのデジタル信号を所定の割合でサンプ
リングするサンプリング回路、１７はサンプリング回路
１６によってサンプリングされた画像データ等を記憶す
る読み書き可能なメモリ（以下、ＲＡＭという）であ
る。

【００１１】以上のように構成された本実施例の画像編
集装置が行う処理について、以下、詳細に説明する。 １．画像データの読み取り 先ず、ＣＰＵ１が画像入力機６のＣＰＵ１０にトーンカ
ーブの設定等の読み取り条件と、読み取り命令を発行す
ると、ＣＰＵ１０が、階調補正回路１４にトーンカーブ
の設定を行い、画像の読み取りを開始させる。画像の読
み取りが始まると、原稿に光を照射し、その反射光をレ
ンズで（以上、図示せず）ＣＣＤ１１に結像する。結像
した光はＣＣＤ１１で電気信号に、また、Ａ／Ｄ変換器
１２で８ビットのデジタル信号に変換された後、シェー
ディング補正回路１３で補正が行われる。シェーディン
グ補正後の８ビットの画像データは、階調補正回路１４
に入力されるとともに、サンプリング回路１６にも入力
され、所定の割合でサンプリングされてＲＡＭ１７のサ
ンプリング領域１７−１に格納される。一方、階調補正
後の８ビットの画像データは、２値化回路１５で２値信
号に変換され、ページメモリ３へ直接転送される。原稿
画像の読み取り終了後、ＣＰＵ１は、ページメモリ３内
の画像データをＣＲＴ５の解像度に合わせて拡大・縮小
を行って表示用メモリに転送しＣＲＴ５上に読み取った
画像が表示される。 ２．階調補正 階調補正回路１４には図３に示すように２５６バイトの
ＲＡＭが設けられ、入力画像データの階調レベルをアド
レスとして補正後の出力画像データが、画像読み取り前
の初期設定時にＣＰＵ１０によって設定されている。例
えば、図４に示すようなトーンカーブの設定が行われて
いる場合には、入力画像データの階調レベル１００及び
１０１に対して図３のＲＡＭ内のアドレス１００及び１
０１に格納されている１１０が、また、２００及び２０
１に対してはアドレス２００及び２０１に格納されてい
る１９０及び１９２が画像データとして出力される。以
上のように、入力画像データの階調レベルが示すアドレ
スに格納されているデータをフェッチして出力画像デー
タとすることにより設定されたトーンカーブに従った階
調補正が行われる。 ３．濃度分布・濃度分布の累積グラフの表示 ＣＰＵ１が、画像入力機１０のＣＰＵ１０に対して、入
力画像の各濃度（階調）の頻度（出現回数）を求める要
求を発行すると、ＣＰＵ１０は、図９に示すように、Ｒ
ＡＭ１７内の作業領域１７−２に２５６バイトのカウン
タ領域を作成し、入力画像の濃度を該カウンタ領域内の
アドレスとして、各バイトを、各濃度の頻度をカウント
するカウンタとして使用することによって、ＲＡＭ１７
内のサンプリング領域１７−１にサンプリングされた画
像データの濃度分布を求める。

【００１２】ＣＰＵ１０が求めた濃度分布をＣＰＵ１に
知らせると、ＣＰＵ１は、対象画像データの全画素数に
対する各濃度の出現頻度の割合（％）の累計を示すデー
タを作成し磁気ディスク２に記憶させ、図６に示すよう
に、横軸を原稿の濃度（この場合、２５６階調）、縦軸
を各濃度の出現頻度としたヒストグラムと共に、縦軸を
出現頻度の割合の累計とした累積グラフを表示用メモリ
４に描き、ＣＲＴ５に表示させる。

【００１３】濃度分布の累積グラフは、図６を見れば明
らかなように、濃度の出現頻度が多い部分では急な勾配
を持ち、頻度の少ない部分では緩やかな勾配を持つ。こ
のグラフの形態を階調補正のトーンカーブとして使用す
ると、濃度の出現頻度が多い部分では、その部分の階調
を強調し、頻度の少ない部分ではその部分の階調を弱め
て、全体的に濃度分布の平滑化を行うことができ、最適
な階調補正を得るために非常に有効である。このため、
上記した磁気ディスク２に記憶された画像データの各濃
度の出現頻度の割合の累積データをそれぞれ２５５／１
００倍して（％で表されたデータを１から２５５の階調
データに変換する）、磁気ディスク装置２に保存してお
き、図７に示すように、トーンカーブの設定時に、トー
ンカーブの初期表示と共に表示させる。作業者は、この
累積データを参考にトーンカーブの設定を行えば、最適
な階調補正を行うことができる。 ４．トーンカーブの設定 磁気ディスク２内には、図８に示すように、階調補正回
路１４内のＲＡＭと同様の構成の領域が設けられてお
り、トーンカーブ表示用の初期値（この場合は、入力画
像データの階調レベルと出力画像データの階調レベルが
等しくなるように設定されている）が設定されている。
ＣＰＵ１は、この初期値を読みだし、入力画像データの
階調レベル（当該領域内のアドレス）を横軸、出力画像
データの階調レベル（当該アドレス内のデータ）を縦軸
として、表示用メモリ４にグラフを描くと、図５に示す
ような階調補正のトーンカーブの初期状態がＣＲＴ５上
に表示される。このトーンカーブをマウス９を用いて所
望の形に変形すると、ＣＰＵ１は、該トーンカーブ上の
座標値を画像入力機６のＣＰＵ１０にトーンカーブの設
定値として送り、ＣＰＵ１０によって階調補正回路１４
内のＲＡＭに設定される。

【００１４】尚、トーンカーブ表示用の初期値が、上述
したような入力と出力のレベルが等しくなるような設定
であることは、必ずしも必要ではなく、例えば、原稿画
像の濃淡に合わせて作業者が選択できるように、複数の
パターンを設けることも可能である。

【００１５】また、「３．濃度分布・濃度分布の累積グ
ラフの表示」の記述中で述べたような画像データの各濃
度の出現頻度の割合の累積データをそれぞれ２５５／１
００倍した値を磁気ディスク２から読みだし、階調補正
のトーンカーブの初期値として設定するようにすれば、
初期状態において、画像データを平滑化する最適なトー
ンカーブが得られる。

【００１６】以上のように本実施例では、階調補正のト
ーンカーブを、入力画像の濃度分布の累積グラフと一致
させて表示可能なため、また、階調補正のトーンカーブ
設定時に、トーンカーブの初期表示とともに入力画像の
濃度分布の累積グラフを表示させるため、作業者は、平
滑化の最適形である累積グラフを参考にして、容易にト
ーンカーブの設定を行うことができ、トーンカーブの設
定の試行錯誤等の無駄を無くし、また、この作業におけ
る熟練度等の必要がなくなる。

【００１７】更に本実施例では、２５６段階の階調を持
つ８ビットの画像データを、サンプリングして記憶して
おくため、少ないメモリ容量で読み取り後に、画素の濃
度等、画像データに関するさまざまな情報を利用するこ
とができる。

【００１８】尚、本実施例では、メモリ容量を少なくす
るために、２値化する前の８ビットの画像データをサン
プリングすることとしたが、大容量のメモリを画像専用
に用意すれば、読み取った画像データを８ビットのまま
記憶しておいてもよい。また、画像データのビット数、
階調のレベル数等は、本実施例中に記載されたものに限
定されるものではない。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、変換特性グラフと累積グラフ
とが重ねて表示された表示画面上において、作業者が操
作手段を操作することによって、累積グラフを参考にし
ながら変換特性グラフを修正することができ、変換特性
データの最適な設定を容易に行うことができると共に、
作業者の意図を反映した変換特性データの設定を容易に
行うことができる。また、変換特性データの設定作業が
容易となるので、作業結果の個人差を無くすことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における画像編集装置のブロ
ック図

【図２】図１の画像編集装置における画像入力機のブロ
ック図

【図３】階調補正のトーンカーブのデータ構成図

【図４】階調補正のトーンカーブの表示例を示す図

【図５】階調補正のトーンカーブの初期表示例を示す図

【図６】画像データの濃度分布のヒストグラムと、累積
表示グラフの表示例を示す図

【図７】累積表示グラフを表示させた場合のトーンカー
ブの設定画面の表示例を示す図

【図８】階調補正のトーンカーブの初期データの構成図

【図９】画像データの濃度分布を求めるためのカウンタ
領域の構成図

【図１０】階調補正のトーンカーブの表示例を示す図

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原稿を複数の画素に分割し、各画素の濃度
   に対応したデータを出力する読み取り手段によって読み
   取られた各画素の濃度データを記憶する濃度データ記憶
   手段と、ある濃度データに対する変換後の濃度データを
   記憶した変換特性データ記憶手段と、前記濃度データ記
   憶手段に記憶された濃度データを前記変換特性データ記
   憶手段に記憶された変換特性データに基づいて変換する
   濃度変換手段とを有する画像処理装置であって、 前記濃度データ記憶手段に記憶された各画素の濃度デー
   タのうち、ある濃度を示す値毎にデータ数を計数する濃
   度分布計数手段と、前記濃度分布計数手段によって計数
   された各濃度毎のデータ数を濃度順に累積させ、各濃度
   に対する累積データを作成する累積データ作成手段と、
   前記累積データ作成手段によって作成された累積データ
   を記憶する累積データ記憶手段と、前記変換特性データ
   記憶手段に記憶された変換特性データを変換特性グラフ
   とし、また前記累積データ記憶手段に記憶された累積デ
   ータを累積グラフとし、前記２つのグラフを重ねて表示
   手段に表示させる表示制御手段と、表示手段に表示され
   た前記変換特性グラフを修正するための操作手段と、前
   記操作手段によって修正された変換特性グラフを変換特
   性データとして反映させる制御手段と を有することを特
   徴とする画像処理装置。