JP2635947B2

JP2635947B2 - 画像処理装置

Info

Publication number: JP2635947B2
Application number: JP7180245A
Authority: JP
Inventors: 晴子川上; 秀和関沢; 直史山本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-07-17
Filing date: 1995-07-17
Publication date: 1997-07-30
Anticipated expiration: 2015-07-17
Also published as: JPH08111778A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル複写装
置、テレビジョンカメラ、電子スチル写真機等に使用さ
れる画像処理装置に係わり、特に入力画像の性質に拘ら
ず入力濃度データに対する最適な補正濃度データを得る
ことができる画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像情報を扱う分野では、入力対出力の
濃度特性が非線形である場合のガンマ補正など、種々の
濃度補正を行なうことが多い。特に、カラーコピーを得
るディジタル複写装置では、入力濃度情報を人間の視覚
特性に応じた曲線に基づき補正する必要がある。

【０００３】そこで、画像の濃度情報をディジタルデー
タで処理するディジタル複写装置では、補正処理の高速
化を図るために、内部に補正濃度データを書込んだＲＯ
Ｍ（読取専用メモリ）を濃度変換テーブルとして用意
し、輝度信号を上記ＲＯＭのアドレスとして与え、これ
に対応した補正濃度データをプリンタに出力するという
技術が提案されている（特公昭６０−２３５４１号）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような複
写装置では、補正濃度データが１種類しか与えられてい
ないため、下地濃度が異なる様々な原稿用紙をコピーす
る場合や、原稿用紙に汚れがある場合などは、地肌（カ
ブリ）汚れを生じたり、逆に必要な部分がコピーされな
かったりする。これを回避するには、それぞれの原稿に
応じた適切な補正量を与える必要がある。

【０００５】しかし、あらゆる場合を想定して、それぞ
れの補正データを予めメモリに格納しておくには、非常
に多くのメモリ容量を必要としなければならなかった。
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、メモリ
容量の増大を招くことなしに、様々な種類の入力画像に
対して最適な濃度の出力画像を得ることができる画像出
力装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、入力画像の濃
度データを出力画像の補正濃度データに変換する濃度変
換テーブルを備えた画像処理装置において、前記濃度変
換テーブルを書換え可能なメモリで構成するとともに、
少なくとも文字モードおよび写真モードを含むモードを
ユーザに設定させるための操作手段と、この操作手段に
て設定された前記モードに基づいて得られる入力画像の
種別に応じて前記補正濃度データを生成し前記メモリに
書き込む生成手段とを具備したことを特徴とする。

【０００７】好ましくは、前記入力画像の画像信号を輝
度信号と色差信号とに分離し、該輝度信号を濃度データ
として前記濃度変換テーブルに与え、前記色差信号を前
記補正濃度データに対応させて補正することを特徴とす
る。

【０００８】また、好ましくは、前記輝度信号に対し濃
度特性を淡くするときおよび濃くするときのいずれの場
合にも、前記色差信号の値を拡大することを特徴とす
る。（作用）本発明では、ユーザにより操作手段にて文字モードや写
真モードなどのモードが設定される。生成手段は、ユー
ザにより設定されたモードに基づいて得た入力画像の種
別に応じて、最適な補正濃度データを生成する。そし
て、これを上記濃度変換テーブルを構成する書換え可能
なメモリに書込むことで、入力画像の種別に対応した最
適な補正が行なえる。

【０００９】本発明によれば、濃度変換テーブルは書換
え可能なメモリであるため、補正濃度データを自由に書
換えでき、補正濃度データは入力画像の種別に応じて生
成するので、上記メモリの容量は１種類の補正濃度デー
タを格納できる容量で足りることになる。

【００１０】また、本発明によれば、ユーザは、補正濃
度データの調整などの難しい作業を行なうことなく、操
作手段でモードを設定するという簡単な操作を行なうだ
けで、装置に入力画像の種別に応じた最適な補正を実行
させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態
に係るディジタルカラー複写機を示すブロック図であ
る。

【００１２】スキャナ１は、図示しない原稿を走査し
て、原稿からの反射光を３色の色フィルタを介して光電
変換し、さらにこれら信号をＡ／Ｄ変換することによっ
てディジタル画像信号Ｓｉ´を得るものである。なお、
ここでｉは、色フィルタの色を表しており、ｉ＝｛赤
（ｒ），緑（ｇ），青（ｂ）｝，｛黄（ｙ），緑
（ｇ），シアン（ｃ）｝などを通常用いる。このディジ
タル画像信号Ｓｉ´はシェーディング補正回路２に入力
される。シェーディング補正回路２では、白基準板を走
査して得られる信号値を例えば“１”、黒基準板を走査
して得られる信号値を例えば“０”として出力されるよ
うに規格化する。白基準板の反射率をＲwi、黒基準板の
反射率をＲbiとしたとき、原稿の反射率がＲｉであると
きの信号値Ｓｉは、次式で表される。

【００１３】Ｓｉ＝（Ｒｉ−Ｒbi）／（Ｒwi−Ｒbi） …（１）この白および黒基準板で規格化したカラー信号Ｓｉは、
センサの感度むらや照明光、色フィルタなどの光学むら
が補正された信号となっている。また、センサが複数チ
ップによるＣＣＤセンサである場合も、各センサチップ
に接続された複数の増幅器のゲインのバラツキなどのむ
らの補正された信号が得られる。

【００１４】上記カラー信号Ｓｉは、マトリクス回路３
に入力され、輝度信号Ｉと、色差信号Ｃ1 ，Ｃ2 に分離
される。このとき、色差信号Ｃ1 ，Ｃ2 は、濃度特性を
コントロールする操作スイッチに応じてその値の大きさ
が変化するようになっている。この回路の詳細について
は後述する。

【００１５】輝度信号Ｉは、ガンマ変換回路４において
濃度変換および地肌処理される。補正の際の補正濃度デ
ータは、後述するようにＲＯＭ５に格納されたデータの
内容を操作パネル６からの入力に基づいてＣＰＵ７で加
工して得る。

【００１６】濃度変換と地肌処理が施された輝度信号Ｉ
´および上記色差信号Ｃ1 ，Ｃ2 は色変換回路８に入力
される。この色変換回路８は、例えばＲＯＭから構成さ
れており、輝度信号Ｉ´、色差信号Ｃ1 ，Ｃ2 の値の組
合わせによって表現される色をプリンタで出力する時に
必要なインク量への変換値がテーブル化されたものとな
っている。この色変換回路８にＩ´，Ｃ1 ，Ｃ2 の信号
を入力すると、プリントするのに必要なインク量に変換
された出力を得る。この色変換テーブルは、マスキング
方程式やＮｅｕｇｅｂａｕｅｒ方程式等で記述された方
法で作製すれば良い。このインク量に変換された各信
号、例えば４色プリンタではイエロー、マゼンダ、シア
ン、ブラックに対する各信号はディザ回路９に入力され
る。このディザ回路９は、２値記録しかできないカラー
プリンタでも中間調記録が可能なようにディザ方による
２値化を行なう回路である。ディザ回路９により２値化
された信号は、プリンタ１０に出力される。プリンタ１
０は、入力信号に応じて各色のインクを印字し、カラー
コピーを生成する。

【００１７】次に、ガンマ変換回路４を中心とした濃度
補正の詳細について説明する。原稿は、その種類によっ
て濃度や彩度の特性が異なっている。したがって、様々
なコピーを得ようとする場合、その原稿に応じて補正値
を変えられることが望ましい。また、コピーの目的によ
って出力値を自由に変えられるようにすることも必要で
ある。前者は、例えば普通の原稿、写真のように濃度が
全体的に高く彩度を高めにすることが求められる原稿の
ように、そえぞれ区別してモードを設定する必要がある
場合である。後者は、普通の原稿でも、絵を特に美しく
コピーしたい場合、絵、文字の両方を通常にコピーした
い場合のように、目的によって出力画像の濃度を変えた
い場合である。また、原稿の地肌が濃い場合や、原稿の
一部に汚れがありこれを除去したい場合などは、あるし
きい値を設定し、これを越える輝度信号に対しては一律
に飽和レベルを与える等の処理も要求される。このよう
な要求を満たすため、この実施の形態では、図１の操作
パネル６を図２に示すように構成している。すなわち、
この操作パネル６は、５つのモード、つまり自動モー
ド、絵モード、文字モード、写真モード、イラストモー
ドのうちから１つのモードを選択するモード設定スイッ
チ１１と、これら各モード毎にそれぞれ濃度調節ができ
るように、濃度特性の切換えを例えば５段階に設定する
濃度設定スイッチ１２と、これら各濃度特性に対して独
立に９レベルの地肌処理を行なうことができる地肌濃度
設定レバー１３とを備えたものである。

【００１８】図３は、モード設定スイッチ１１と濃度設
定スイッチ１２との組合わせによって２５通りの濃度特
性が設定できる様子を示したものである。但し、ここで
は、自動モード、絵モード、文字モードは全て普通の原
稿に対するモードであるということから、同一の濃度特
性を与えた。ここに記載された濃度特性の一例としてＩ
00〜Ｉ04を図４に示す。この濃度特性は、次式によって
表される。

【００１９】

【数１】

【００２０】ここではＩは濃度データ、すなわちガンマ
補正回路４に入力される輝度信号値を、また、Ｉ´は補
正濃度データ、すなわちガンマ補正回路４から出力され
る輝度信号値をそれぞれ示し、αは適当な正の実数値を
示す。（２）式に示す変換式を用いたのは、次の理由に
よる。すなわち、濃度変換では人間の目に対する自然正
を確保することが必要であるが、前述したように、人間
の感覚は、刺激の強さの対数に略比例すると言われてい
る。そこで（２）式の両側に対数をとると、次のような
式が得られる。

【００２１】

【数２】

【００２２】すなわち、輝度信号Ｉをα乗して求めた輝
度信号Ｉ´は、元の輝度信号Ｉのα倍に見えることにな
る。この輝度信号ＩおよびＩ´は、この関係を保ちなが
ら変化して見えることになる。

【００２３】また、（２）式による変換は、都合の良い
ことに、輝度信号ＩおよびＩ´が例えば８ビットの数な
らば、Ｉ＝０の時はＩ´＝０となり、Ｉ＝２５５のとき
は、Ｉ´＝２５５となるので、高濃度域につぶれが生じ
たり、最高濃度レベルに濃度が達しなかったり、低濃度
域に印字されない部分が生じたり、地肌汚れのもとにな
るカブリ濃度が生じたりすることがない。尚、αの値と
しては、例えば０．５，０．６７，０．８，１．０，
１．２５，１．５などを用いることができる。このよう
にαを種々変えることによって図４に示すような種々の
濃度特性を得ることができる。ＲＯＭ５には、この実施
の形態のように選択される濃度特性のα値が数通りしか
ないときは、全ての場合のＩij（ここではｉ＝０〜４，
ｊ＝１〜２）が格納され、各濃度データはこのＲＯＭ５
から直接得られる。しかし、αが数十から数百の値をと
り得るならば、ＲＯＭ５には例えば典型的な濃度特性で
あるＩ02（α＝１）が格納される。そして各補正濃度デ
ータは、これを加工することによって得ることができ
る。

【００２４】また、この実施の形態では、原稿の地肌汚
れや紙自体の下地濃度によるコピーの地肌汚れが生じな
いように、地肌調整レバーによりしきい値調整を行なう
ことができる。しきい値をＴｈとすると、この処理によ
って得られる濃度特性は、次式に示す通りである。

【００２５】

【数３】

【００２６】すなわち、図４に示すように入力である濃
度データＩがしきい値Ｔｈを越えたら、出力である補正
濃度データＩ´は、白レベルとして出力し、これによっ
て地肌汚れをカットするようにしている。

【００２７】このような補正濃度データＩ´は、ＣＰＵ
７において加工される。補正データの生成からＲＡＭ
（ガンマ変換回路４）への書込みまでの処理の流れは図
５に示される。まず、モードと濃度特性とが入力される
と（２１，２２）、ＣＰＵ７は補正データの組合わせを
選択する（２３）。地肌処理用のしきい値Ｔｈが入力さ
れる（２４）。Ｉがクリアされる（２５）。ＩがＴｈよ
りも小さい場合には（２６）、選択された濃度特性の補
正濃度データＩ´に加工し、あるいはＲＯＭから補正デ
ータを読取り（２７）、ＲＡＭにそのデータＩ´を書込
む（２８）。また、ＩがＴｈ以上である場合には、補正
データを飽和レベルデータにして（２９）、ＲＡＭに書
込む（２８）。Ｉを一つカウントアップして（３０）、
Ｉが２５５に達するまでこれを繰り返す（３１）。これ
によってＲＡＭの内部には補正濃度データが格納され
る。

【００２８】なお、ガンマ補正回路４は、例えば図６に
示すように４個のバッファおよび書換え可能なメモリ
（ＲＡＭ）より構成することができる。マトリクス回路
３から得られた輝度信号Ｉはバッファ４０に蓄えられ
る。他方、補正データの書込みは、以下のようにして行
なわれる。ＣＰＵ７によって生成された８ビットデータ
０〜２５５はそのまま、アドレスとしてバッファ４１に
蓄えられ、０〜２５５に対応する補正濃度データＩ´
は、バッファ４２に蓄えられる。上記アドレスと対応し
てアドレスのべき乗値である補正濃度データＩ´はＲＡ
Ｍ４３に書込まれる。このとき、バッファ４１はＲＡＭ
４３とは切離されている。バッファ４０に蓄えられた輝
度信号Ｉは、その信号値がアドレスとしてＲＡＭ４３に
与えられ、そのアドレスで与えられる場所に記憶されて
いる補正濃度データが補正された輝度信号Ｉ´としてバ
ッファ４５に蓄積されていく。このようにして濃度の補
正が行なわれる。

【００２９】ところで、このような濃度変換を行なう
と、有彩色が淡くなったり、濁ったりして彩度が低下し
て見えることがある。このため、濃度を動かした分だけ
彩度を上げる必要がある。この彩度の補正は色差信号の
値を拡大することにより行なわれる。色差信号の拡大率
をＰとすると、マトリクス回路３に入力される信号Ｓｉ
から、マトリクス回路３の出力である輝度信号Ｉおよび
色差信号Ｃ1 ，Ｃ2 への変換は、次式により表される。

【００３０】Ｉａ11 ａ12 ａ13 Ｓ1 Ｃ1 ＝Ｐａ21 Ｐａ22 Ｐａ23 Ｓ2 …（５）Ｃ2 Ｐａ31 Ｐａ32 Ｐａ33 Ｓ3 ここで、Ｐ＝１のとき、（５）式の３×３マトリクス
（以下Ｍとする）は、彩度を変化させないときの基本マ
トリクスである。このようにして各モードおよび各濃度
に応じて彩度調節を行なうため、用いるマトリクスＭを
図７に示すように複数種類設定した。このマトリクスの
組合わせは、図３の組合わせと対応している。尚、本発
明者等の実験によると、色差信号値Ｃ1 ，Ｃ2 の拡大率
Ｐを動かす範囲は、１．０〜１．３の間が適当であっ
た。これは、Ｐが１．３のとき、有彩色の彩度は飽和レ
ベルに達し、Ｐの値をそれ以上大きくしても彩度は上が
らなくなるからである。実験例を挙げて説明すると、例
えば、濃度変換式において、α＝０．８とした時は、全
体的に濃度が淡くなる。このとき、Ｐ＝１．０で彩度を
標準状態のままにしておくと、有彩色が淡くなっている
分だけ見掛け上の彩度が落ちる。そこで、Ｐを１よりも
大きくすることにより、色差信号の値を拡大し、見掛け
の彩度を上げるようにする。尚、ここではＰ＝１．１に
した場合に画像がより自然に見えた。このような濃度変
換、地肌処理および彩度の補正を行なうことにより、人
間の目に自然に見えるような濃度変換を行ない、地肌汚
れや紙自体に濃度のある原稿に対してもコピーに地肌汚
れを生じさせることのなく、かつ濃度変換の結果として
起こり易い見掛けの彩度低下を防ぎ、好ましいコピーを
得ることができる。

【００３１】このように、この実施の形態によれば、２
５通りの濃度特性に９種類のしきい値を組合わせると、
合計２２５通りの濃度補正を行なうことができ、しか
も、必要なメモリ量は、全てのデータをＲＯＭに記憶さ
せる場合に比べて１／２２５で足りることになる。

【００３２】なお、先に説明した実施の形態では、濃度
特性、地肌処理、彩度の補正パラメータを操作スイッチ
を用いて手動で与えていた。しかし、これを自動的に行
なうことも可能である。この場合には、スキャナで得ら
れた原稿の濃度分布から彩度の補正の度合いを求め、紙
自体の持つ濃度や汚れから地肌処理用のしきい値を推定
し、信号の加工を行なっていけば良い。このようにする
ことによって使用者が操作スイッチを選択する手間を省
くことも可能である。

【００３３】また、先に説明した実施の形態では、ガン
マ補正回路４によって濃度補正と地肌処理の両方を行な
っていたが、図８に示すように、ガンマ補正回路５１と
地肌処理回路５２とを別々に設け、２つの処理を個別に
行なうようにしても良い。この場合、ガンマ補正回路５
１にて図９（ａ）に示すような曲線（式（２´））を用
いて濃度変換を行ない、さらに地肌処理回路５２にて図
９（ｂ）に示すような変換により、しきい値処理を行な
えば良い。

【００３４】

【数４】

【００３５】この場合には、しきい値のみの設定変更を
容易に行なえるという利点を有する。また、しきい値は
Ｔｈ1 およびＴｈ2 と２つ設定し、低濃度域のおいて地
肌除去、高濃度域において飽和濃度の調節を行なうこと
も可能である。しきい値Ｔｈ1 ，Ｔｈ2 は、スイッチに
よって自由に変えられるようにすれば良い。もちろん、
この２つのしきい値を用いた処理は、先に説明した実施
の形態でも可能である。

【００３６】また、先に説明した実施の形態では、彩度
の補正をマトリクス回路にて行なっていたが、色差信号
のガンマ特性を補正することにより行なうことも可能で
ある。この場合には、図１０に示すように、色差補正回
路５３を設ければ良い。この色差補正回路５３にて図１
１に示すようなガンマ値の高い特性を色差信号に与える
ことにより、見掛けの彩度を上げることが可能となる。
さらに、色差信号の入力値をＣｉ、出力値をＣｉ´とし
たとき、次式に示す変換式を用いて彩度を上げることが
可能である。

【００３７】

【数５】

【００３８】但し、ここでｉ＝１，２、βは１以上の実
数である。輝度信号補正のときにも述べたように、人間
の刺激の強さの対数に比例するということから、彩度に
ついても、この関係は成立つ。したがって、（６）式に
より、見掛けの彩度がβ倍になる。また、（６）式によ
る補正は、色差信号Ｃ1 ，Ｃ2 のガンマを変えた場合の
ように、原稿において彩度がある程度以上のものはすべ
てベタになってしまうということがないので、色調の豊
富さを保ちながら、彩度は高めにコピーすることが可能
であり、都合が良い。

【００３９】なお、以上は主として本発明の画像処理装
置をディジタル複写機に適用した場合の例について述べ
たが、本発明は、複写機に限られることなく、カラーテ
レビジョンカメラ、電子スチルカメラ等、種々の用途に
応用可能であることは言うまでもない。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、濃
度変換テーブルに要するメモリ容量の増大を招くことな
く、またユーザによる簡単なモード設定操作だけで、入
力画像の種別に応じた最適な濃度補正を行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るディジタル複写機を
示すブロック図

【図２】同ディジタル複写機の操作パネルを示す図

【図３】モード選択と濃度選択とによって決まる濃度補
正を示す図

【図４】補正濃度データ曲線の一例を示す図

【図５】同ディジタル複写機の動作を説明するための流
れ図

【図６】同ディジタル複写機のガンマ補正回路の内部構
成の一例を示すブロック図

【図７】モード選択と濃度選択とによって決まるマトリ
クスを示す図

【図８】本発明の他の実施の形態に係るディジタル複写
機を示すブロック図

【図９】ガンマ補正と地肌処理を個別に行なう場合の特
性曲線の一例を示す図

【図１０】本発明のさらに他の実施の形態に係るディジ
タル複写機を示すブロック図

【図１１】色差信号のガンマ特性の補正を行なう場合の
特性曲線の一例を示す図

【符号の説明】

１…スキャナ、２…シェーディング補正回路、３…マト
リクス回路、４，５１…ガンマ変換回路、５…ＲＯＭ、
６…操作パネル、７…ＣＰＵ、８…色変換回路、９…デ
ィザ回路、１０…プリンタ、５２…地肌処理回路、５３
…色差補正回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像の濃度データを出力画像の補正濃
度データに変換する濃度変換テーブルを備えた画像処理
装置において、前記濃度変換テーブルを書換え可能なメモリで構成する
とともに、少なくとも文字モードおよび写真モードを含むモードを
ユーザに設定させるための操作手段と、この操作手段にて設定された前記モードに基づいて得ら
れる入力画像の種別に応じて前記補正濃度データを生成
し前記メモリに書き込む生成手段とを具備したことを特
徴とする画像処理装置。
【請求項２】前記入力画像の画像信号を輝度信号と色差
信号とに分離し、該輝度信号を濃度データとして前記濃
度変換テーブルに与え、前記色差信号を前記補正濃度デ
ータに対応させて補正することを特徴とする請求項１に
記載の画像処理装置。
【請求項３】前記輝度信号に対し濃度特性を淡くすると
きおよび濃くするときのいずれの場合にも、前記色差信
号の値を拡大することを特徴とする請求項２に記載の画
像処理装置。