JP2646889B2 - 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、操作性の更なる向上が求められ
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１１に示すよ
うに、入力画像データの濃度階調を横軸、階調補正後の
出力画像データの濃度階調を縦軸として、階調補正の割
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１１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に比べて全体的に上側
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
下側に位置するため、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
の階調の変化が強調され、逆に勾配が緩やかな部分はそ
の部分の階調の変化が弱められる。

【０００４】トーンカーブの設定を行うに際しては、原
画像の任意の位置における画像濃度や、原画像の画像濃
度分布等の情報が必要であり、従来の画像処理装置で
は、読み取った画像データに階調補正を行った多値のデ
ータを、２値化してＣＲＴ上に表示すると同時に、ＲＡ
Ｍ上にそのまま記憶している。

【０００５】以下、従来の画像処理装置について説明す
る。

【０００６】図１２は、従来の画像処理装置のブロック
図であって、２１は装置の制御及びデータ処理を行う中
央演算処理装置（以下、ＣＰＵという）、２２は一画素
を８ビット・２５６階調の多値データとして記憶するラ
ンダムアクセスメモリ（以下、ＲＡＭという）、２３は
ＲＡＭ２２に記憶されている多値の画像データが、ＣＰ
Ｕ２１の制御のもとに２値化（網点化）されて記憶され
るページメモリ、２４は写真等の原稿を光学的に読み取
って階調補正を行った後にＲＡＭ２２へ転送する画像入
力機、２５はＣＲＴ表示装置、２６はプリンターであ
る。

【０００７】図１２は、図１１における画像入力装置２
４のブロック図であって、２７は原稿画像を光学的に読
み取り、電気信号に変換するＣＣＤイメージセンサー
（以下、ＣＣＤという）、２８はＣＣＤ２７からアナロ
グ出力を、デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、２９
はシェーディング補正を行うシェーディング補正回路、
３０はＣＰＵ１１からの設定に基づいて、階調補正を行
う階調補正回路である。

【０００８】以上のように構成された従来の画像処理装
置について、以下、その動作を説明する。

【０００９】先ず、ＣＣＤ２７によって光学的に読み取
られてアナログ電気信号に変換された画像データは、Ａ
／Ｄ変換器２８によって８ビット（２５６階調）のデジ
タル電気信号に変換された後、シェーディング補正回路
２９によって補正される。シェーディング補正されたデ
ータは、階調補正回路３０によって予め設定された割合
で階調補正されて、ＲＡＭ２２に書き込まれる。ＲＡＭ
２２に記憶された一画素８ビットの画像データは、ＣＰ
Ｕ２１によって、２値化（網点化）されてページメモリ
２３に記憶され、ＣＲＴ２５又は、プリンター２６に出
力される。

【００１０】階調補正の割合は、上述した階調補正のト
ーンカーブを設定することによって、作業者の所望の割
合に設定することができる。従来の画像処理装置におい
ては、読み取った画像データを多値（ここで８ビット、
２５６階調）のまま記憶しているため、ＣＲＴ上に表示
された画像の所望の点を指定して、その地点の階調を調
べたり、画像データの画像濃度（階調）分布を調べたり
して、階調補正のトーンカーブ設定の参考としている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の画像処理装置では、一画素毎に多数ビットのメ
モリが必要となり、読み取った画像を記憶するために、
莫大な容量のメモリが必要となる問題点を有していた。
例えば、５cm四方の原稿を１０００ｄｐｉで読み取り、
記憶するためには、約４ＭＢｙｔｅのメモリが必要とな
る。このため、所定画素毎に抽出した画素データを記憶
しておき、このデータを濃度データの参考に用いること
があったが、この場合画素数に対して抽出する画素数を
少なくし過ぎて網点化ブロックの大きさよりも荒い抽出
を行うと、濃度表現の異なる複数の網点位置であっても
その濃度データは同一になることがあり、濃度調整に利
用できないことがあった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、画素データ数に対する前記抽出手段によっ
て抽出される画素データ数の割合を画素データ数に対す
る前記網点化手段によって網点化される網点数の割合よ
りも大きくする構成でなる。

【００１３】

【作用】本発明は、上記した構成により、網点化された
画像上の各網点の密度以上の密度で読み取った画像の各
位置の濃度データを得ることができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係わる実施例について、図面
を用いて説明する。

【００１５】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はマウスであ
る。

【００１６】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
ジタル信号の変換する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は予め設
定された値「４」をカウントし、カウント終了時に１画
素周期の正の信号出力を行う動作を繰り返すカウンタ、
１７はデジタル画像データをカウンタ１６からの出力信
号にしたがって選択するゲート回路、１８はゲート回路
１７で選択された画像データを１ライン分記憶するバッ
ファ、２０はゲート回路によって選択され、バッファ１
８に一時記憶された画像データを記憶するとともに、Ｃ
ＰＵ１０によって読み書き可能なメモリ、１９はＣＰＵ
１０からの制御信号にしたがって、バッファ１８に一時
的に記憶された１ライン分の画像データをメモリ２０に
転送する転送回路である。

【００１７】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。

【００１８】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、ゲート回路１７にも入力され
る。

【００１９】カウンタ１６は、シェーディング補正回路
１３からの画像データの出力に同期して（図３、基本ク
ロックＡ及びデジタル画像信号Ｂ）、予め設定された値
「４」をカウントする毎にゲート回路１７に信号を出力
する（図３、カウンタ１６の出力信号Ｃ）。ゲート回路
１７はカウンタ１６からの信号にしたがってゲートを開
き、所定の割合でシェーディング補正回路１３からの画
像データを、バッファ１８及び転送回路１９を介してメ
モリ２０にサンプリングする（図３、ゲート回路１７か
らの出力画像信号Ｄ）。このとき転送回路１９は、ＣＰ
Ｕ１０からの指示に基づいて、ゲート回路１７が行うラ
イン方向のサンプリングと同じ割合で副走査方向つまり
ライン単位のサンプリングを行う。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４に転送し、ＣＲＴ５上に読み取った
画像が表示される。

【００２０】以上のようにして、読み取った画像データ
は、２値（網点）化されてＣＲＴ５上に表示されるとと
もに、多値のまま所定の割合でサンプリングされメモリ
２０に記憶される。

【００２１】２．階調補正 階調補正回路１４には、図４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、画像読取前の
初期設定時にＣＰＵ１０によって設定されている。例え
ば、図５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１
０１に対して図４のＲＡＭ内のアドレス１００及び１０
１に格納されている１１０が、また、入力画像データの
階調レベル２００及び２０１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。

【００２２】３．トーンカーブの設定 磁気ディスク２内には、図４に示すような階調補正回路
１４内のＲＡＭと同様の構成の領域が設けられており、
トーンカーブの表示用の初期値が設定されている。ＣＰ
Ｕ１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は該トーンカーブの上の座標
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。

【００２３】４．２値化（網点化） ２値化回路１５では、階調補正された多値の画像データ
を２値（網点）のデータに変換する。ここでは、階調補
正回路１４から出力される画像データを、２値化回路１
５内に設けられた図６に示すような網点パターンテーブ
ル内の該当位置に設定されている値と、一画素毎に比較
し、その画素の階調が当該テーブル内の値よりも大きけ
ればその画素は黒（１）となり、小さければ白（０）と
なる。網点パターンテーブルは、画像データの画素数に
合わせて、同じものが繰返し使用される。画像データの
各画素と、網点パターンテーブルの関係を模式的に表し
たものが図７である。

【００２４】このように、網点化処理では、中間調を単
位面積（網点パターンテーブルの大きさ）当たりの黒の
画素が占める割合で疑似的に表現する。パターンテーブ
ルの大きなものを使用すると、階調の多い画像となる、
また、パターンテーブルの小さなものを使用すると、階
調の少ない画像となる。２値化回路１５は４×４〜３６
×３６の３３種類の網点パターンテーブルを有し、キー
ボード８からの作業者による指定に基づく、ＣＰＵ１並
びにＣＰＵ１０からの指示により、所望のテーブルを使
用することができる。

【００２５】５．濃度の表示 マウス９で、ＣＲＴ５上に表示された画像の位置が指定
されると、ＣＰＵ１はＣＲＴ５上の座標からページメモ
リ３内の座標（読み取った原稿画像の座標に相当）を計
算し、ＣＰＵ１０にその座標の画像濃度を要求するコマ
ンドを発行する。

【００２６】ＣＰＵ１０は、ＣＰＵ１から受け取った座
標をもとに、メモリ２０内にサンプリングされた画像デ
ータのアドレスを計算し、そのアドレスのデータをＣＰ
Ｕ１に送る。ＣＰＵ１は、図８に示すように、ＣＲＴ５
上のマウス９によって指定された位置の近傍にＣＰＵ１
０から送られた濃度データを表示する。

【００２７】６．網点パターンテーブルの大きさとサン
プリング周期の関係 中間調を２値出力装置で表現する場合には、本実施例の
ように網点等の処理を行って疑似的に中間調の表現を行
う。この方法では、複数の画素により構成される単位ブ
ロックごとの黒の画素の割合で中間調を表現する。つま
り、所定の大きさのブロックで一つの濃度を表すことに
なるため、網点化されて表示されたデータの位置を指定
して、メモリに記憶された多値のデータを取得し、画像
の濃度を得る場合には、単位ブロックに対して少なくと
も一つの多値データを記憶しておくことが望ましい。

【００２８】この関係は、図９に示すように、原稿画像
データの濃度変化が緩やかな場合には、網点パターンテ
ーブルの大きさとサンプリング周期が同一であれば、網
点化後に表示されたデータを見ながら所望の位置の濃度
情報を得るには、必要十分であるといえる。しかしなが
ら、図１０に示すように、線画や画像の輪郭部などのよ
うな濃度変化が急激な部分については、網点化後の単位
ブロック内で黒画素と白画素の偏りが生じるため、該単
位ブロック内に対して、一つの多値データしかサンプリ
ングしていなければ、表示された画像を見て位置を指定
した場合に、見かけとは全く異なる濃度情報が得られる
ということになる。例えば、図１０の場合、ｄ４（表示
では白っぽく見える）の位置を指定しても、その単位ブ
ロック内ではａ１（階調「２３０」）の多値データがサ
ンプリングされていたとすれば、全く見当外れな濃度情
報しか得られない。

【００２９】以上のことと、メモリ容量の制約を考慮す
ると、適切な濃度情報を得るためには、画像データをサ
ンプリングする周期を本実施例のように網点パターンテ
ーブルの大きさの最小値以上に設定し、網点化される単
位ブロックに対して複数個の多値データをサンプリング
することが必要である。

【００３０】以上のように本実施例では、読み取った画
像データを２値化して、イメージメモリ記憶すると同時
に、２値化前の多値データをサンプリングして、メモリ
に記憶しておくため、少ないメモリ容量で、読み取った
画像データの所望の位置の画像濃度を簡単に取得し、階
調補正のトーンカーブの設定の参考データとすることが
できる。

【００３１】更に本実施例では、画像データをサンプリ
ングする周期が、網点パターンテーブルの大きさ以下に
なるようにしたため、画像濃度情報を得るために、必要
最小限の容量のメモリで多値データをサンプリングする
ことができる。本実施例の場合、全画像の多値データを
記憶記憶する場合と比較して、１／（４×４）＝１／１
６倍の容量のメモリでよい。

【００３２】尚、本実施例のように、サンプリングした
多値の画像データを記憶しておくと、原稿画像のおおま
かな濃度分布を取得することも可能であり、この濃度分
布も階調補正の設定には有効な参考データとなる。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、読み取った画像データを網点
処理を施して２値化して、イメージメモリに記憶すると
同時に、２値化前の多値データを網点処理を施す際の網
点の全画素に対する割合よりも、大きい割合でサンプリ
ングして、メモリに記憶しておくため、少ないメモリ容
量で、読み取った画像データの所望の位置の画像濃度を
簡単に取得し、階調補正のトーンカーブの設定の参考デ
ータとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における画像処理装置のブロ
ック図

【図２】図１における画像入力機のブロック図

【図３】図２の画像入力機における画像データサンプリ
ングの動作を表すタイミングチャート

【図４】階調補正用のＲＡＭの模式図

【図５】階調補正のトーンカーブ設定用のグラフの表示
例を示す図

【図６】網点パターンテーブルの模式図

【図７】原稿画像データと網点パターンテーブルの関係
を表す模式図

【図８】画像濃度取得の表示例を示す図

【図９】濃度変化が緩やかな部分が網点化された場合の
例を示す図

【図１０】濃度変化が急激である部分が網点化された場
合の例を示す図

【図１１】階調補正のトーンカーブの表示例を示す図

【図１２】従来の画像処理装置のブロック図

【図１３】従来の画像処理装置における画像入力機のブ
ロック図

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原稿上の画像を複数の画素に分割し、各画
   素毎に多値の濃度データを出力する読み取り手段と、 前記読み取り手段からの複数の濃度データを所定の割合
   で抽出する抽出手段と、 前記抽出手段によって抽出された濃度データを記憶する
   第１の記憶手段と、 前記読み取り手段からの濃度データの所定画素数で構成
   される、ブロックにつき１つの網点に網点化する網点化
   手段と、 前記網点化手段によって網点化された各網点のデータを
   記憶する第２の記憶手段と、 前記第２の記憶手段に記憶されたデータに基づく画像を
   表示する表示手段と、 前記表示手段に表示された画像中の位置を指定する指定
   手段と、 前記指定手段によって指定された位置の座標から指定さ
   れた位置に対応する、 前記第１の記憶手段に記憶された濃度データのアドレス
   を計算し該アドレスに記憶された濃度データを前記表示
   手段に表示させる手段と、を有し、 前記読み取り手段から読み取られる濃度データ数に対す
   る前記抽出手段によって抽出される濃度データ数の割合
   を、前記読み取り手段から読み取られる画素データ数に
   対する前記網点化手段によって網点化される網点数の割
   合よりも大きくしたことを特徴とする画像処理装置。