JP3615961B2 - 画像読取装置の露光制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネガフィルムに記録されたカラー画像を光学センサを用いて読み取る画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像読取装置では、パソコンに出力するための画像データを検出するプリスキャンおよび本スキャンに先立って露出測定が行なわれ、ラインセンサの電荷蓄積時間である最適露光時間が算出される。すなわち露出測定では、本スキャンよりも粗いピッチでスキャンが行なわれ、比較的短い露光時間でラインセンサが露光されることによって検出された画像データを解析することにより、最適露光時間が得られる。この画像データの解析は、ラインセンサによって得られた画像データの画素値のレベルの度数（画素数）分布を示すヒストグラムに基づいて行われる。
【０００３】
次に、最適露光時間を用いて再度粗いピッチでスキャンが行なわれ、これにより得られた画像データに基づいて、パソコンのディスプレイ装置によって表示されるカラー画像の色補正を行なうための色補正パラメータが算出される。色補正パラメータも最適露光時間の算出と同様に、画像データの画素値のレベルの度数分布を示すヒストグラムに基づいて行われる。
【０００４】
このような処理の後、プリスキャンまたは本スキャンが行なわれ、ディスプレイ装置の画面にカラー画像が表示される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ネガフィルムのダイナミックレンジは広く、記録済みのフィルム濃度は大きくばらついている。またラインセンサの出力特性は非線型性があり、特に出力信号の低いときにその傾向が強い。したがって露出測定において常に一定の露光時間で画像データを検出すると、被写体像が明るく、フィルム濃度が高いとき、ラインセンサの出力特性の非線型性のために色補正パラメータの検出精度が悪くなるという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、フィルム濃度に関係なく色補正パラメータを常に高精度に得ることを可能にし、かつ処理時間が短い露光制御装置を得ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像読取装置の露光制御装置は、光学センサを、第１の露光時間及びこの第１の露光時間よりも長い第２の露光時間を用いて露光することにより、ネガフィルムに記録されたカラー画像に対応した画像データを各露光時間毎に得るとともに、画像データに基いて各露光時間毎に、各画像データの値の分布を示すヒストグラムを生成する第１の画像読取手段と、第１及び第２の露光時間毎に、第１の画像読取手段によって生成される第１及び第２のヒストグラムについて、それぞれ最大有効値を求め、その最大有効値に基づいて第１の最適露光時間を算出する第１の最適露光時間算出手段と、第２のヒストグラムの最大有効値を用いて、ネガフィルムが高濃度フィルムであるか否かを判定する高濃度フィルム判定手段と、高濃度フィルム判定手段において、ネガフィルムが高濃度であると判定されたときに、ネガフィルムに記録されたカラー画像に対応した画像データを、第１の最適露光時間よりも短く、かつ第２の露光時間よりも長い第３の露光時間を用いて得るとともに、その画像データに基いて画像データの値の分布を示すヒストグラムを生成する第２の画像読取手段と、第２の画像読取手段によって生成される第３のヒストグラムの最大有効値と、第２のヒストグラムの最大有効値を用いて、第２の最適露光時間を算出する第２の最適露光時間算出手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
好ましくは、第１の画像読取手段および第２の画像読取手段が、相互に異なる色について画像データを得るとともに、異なる色毎にヒストグラムを生成し、第１の最適露光時間算出手段及び第２の最適露光時間算出手段が異なる色毎に最適露光時間を算出する。
【０００９】
露光制御装置は好ましくは、光学センサから出力される画像データに対して色補正を行なうために、ネガフィルムが高濃度フィルムでないと判定された場合においては、第１および第２のヒストグラムの最大有効値と最小有効値に基づいて、また高濃度フィルムであると判定された場合においては、第２および第３のヒストグラムの最大有効値と最小有効値に基づいて、異なる色毎に色補正パラメータを算出する色補正パラメータ算出手段を備える。
【００１０】
露光制御装置は好ましくは、第２または第３の露光時間で、光学センサを露光することにより得られる画像データを用いて、プレビュー画像を作成するプレビュー画像作成手段を備える。
【００１１】
光学センサは例えばラインセンサである。
【００１２】
画像読取手段は好ましくは、各露光が終了する毎に、 ネガフィルムまたは光学センサの一方を所定量だけ移送し、第１の画像読取手段及び第２の画像読取手段とにおける移送方向が逆方向である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態である露光制御装置を備えた画像読取装置を示すブロック図である。
【００１４】
この画像読取装置において用いられる被読取原稿Ｍは透過原稿（ネガフィルム）であり、このネガフィルムにはカラー画像が記録されている。ネガフィルムＭは原稿移送機構１０によって矢印Ａ方向に間欠的に移送される。ネガフィルムＭの通過経路の上方には光源２０とシリンドリカルレンズ２３が配設され、また下方には結像レンズ３１とラインセンサ３０が設けられている。光源２０の点灯と消灯は光源駆動回路４１によって、またラインセンサ３０による画像の検出動作はラインセンサ駆動回路４２によって制御される。原稿移送機構１０、光源駆動回路４１およびラインセンサ駆動回路４２はシステムコントロール回路４０から出力される指令信号に従って動作する。
【００１５】
ラインセンサ３０から読み出された画像データはアンプ４３により増幅され、Ａ／Ｄ変換器４４によってデジタル信号に変換される。デジタルの画像データは、画像処理回路４５においてシェーディング補正を施された後、メモリ４６に一旦格納される。この画像データはメモリ４６から読み出され、色補正、ガンマ補正等の所定の演算処理を施される。そして画像データは、インターフェース回路４７において所定のフォーマットに従った信号に変換され、入出力端子４８を介して、この画像読取装置の外部に設けられたコンピュータ６０に出力される。画像処理回路４５とインターフェース回路４７は、システムコントロール回路４０により制御される。
【００１６】
図２は原稿移送機構１０、光源２０およびラインセンサ３０を示している。ネガフィルムＭは枠体１１に支持され、枠体１１は板状のステージ１２に止め具１３によって固定される。ステージ１２には、ネガフィルムＭに対応した位置に、図示しない開口が形成されている。ステージ１２の側端面にはラック１４が形成され、このラック１４には原稿送りモータ１５の出力軸に設けられたピニオン１６が噛合している。原稿送りモータ１５はシステムコントロール回路４０の制御に基づいて駆動され、ネガフィルムＭの位置が制御される。
【００１７】
光源２０はステージ１２の上方に位置し、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）およびブルー（Ｂ）の光を出射する発光素子２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを、この順序で周期的に配列して構成されているが、この配列は目的に応じて変更可能である。なお、図２では発光素子は６個だけ示されているが、さらに多くの発光素子を設けてもよく、あるいは少なくてもよい。これらの発光素子２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂはステージ１２の幅方向に延びる細長い支持部材２２に支持され、支持部材２２とステージ１２の間には、支持部材２２と平行に延びるシリンドリカルレンズ２３が配設されている。すなわち発光素子２１から出射された光はシリンドリカルレンズ２３によって集光され、 ネガフィルムＭの上にライン状に照射される。
【００１８】
ラインセンサ３０はステージ１２を挟んで光源２０の下方に位置し、光源２０とシリンドリカルレンズ２３に平行に設けられている。すなわちラインセンサ３０は、 ネガフィルムＭが移送される方向に略直交する方向に延びている。ラインセンサ３０とステージ１２の間には結像レンズ３１が設けられている。結像レンズ３１はラインセンサ３０と平行に延び、ロッドレンズアレイ３２によって構成される。したがって、ネガフィルムＭに対して光源２０によって光が照射されると、このネガフィルムＭに記録された画像が、結像レンズ３１を介してラインセンサ３０の受光面に結像される。
【００１９】
図３および図４は画像読取装置において実行される画像読取ルーチンを示すフローチャートである。
【００２０】
ステップ１００ではプリスキャンを開始するか否かが判定される。例えばユーザがディスプレイ装置の画面に表示された開始のボタンをクリックするとステップ１０５以下のルーチンが実行される。
【００２１】
粗スキャンにおいて、ネガフィルムＭは原稿移送機構１０により、図４のステップ１５５において実行される本スキャンよりも粗いピッチで間欠的に移送される。この間欠移送において、ネガフィルムＭが停止する度に発光素子２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂが所定の順序で点灯され、ラインセンサ３０によって、ネガフィルムＭに記録された画像に関するＲ、Ｇ、Ｂの画像データが検出される。
【００２２】
粗スキャン１０５における、ラインセンサ３０に対する露光時間の長さは、図６および図７を参照して後述するように、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画像データに対してそれぞれ２通りに定められる。
【００２３】
このようにＲ、Ｇ、Ｂ各色成分毎に２通りの露光時間で検出された計６種類の画像データについて、画素値のレベルの度数（画素数）分布を示すヒストグラムがそれぞれ求められる。すなわち図５に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分に関して、 第１の露光時間Ｔｒ１、Ｔｇ１、Ｔｂ１を用いたときのヒストグラムＨｒ１、Ｈｇ１、Ｈｂ１と、第２の露光時間Ｔｒ２、Ｔｇ２、Ｔｂ２を用いたときのヒストグラムＨｒ２、Ｈｇ２、Ｈｂ２が求められる。図５の各ヒストグラムにおいて、横軸は画素値のレベルを示し、縦軸は画素値の出現頻度（度数）を示す。なお、粗スキャンとヒストグラムの生成については、図６および図７を参照して後に詳述する。
【００２４】
次にステップ１１０〜ステップ１３０において、色補正パラメータを算出するための処理が行なわれる。ネガフィルムＭから読み取られた画像データは、後にネガ／ポジ変換を施されるが、このときネガフィルムＭの地色が有色であるため色補正が必要となる。色補正パラメータは、画像データをネガ／ポジ変換する際に行なわれる色補正に用いられる。
【００２５】
ステップ１１０では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分のヒストグラムについて、最大画素値から所定量だけ小さい画素値である最大有効値が求められる。すなわち最大有効値は、各画素値の度数を最大画素値側から積算し、その積算値が全画素数の例えば１％に達したときの画素数である。
【００２６】
ステップ１１５では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分毎に、第１および第２のヒストグラムの最大有効値に基づいて、最適なコントラストを得るための露光時間である最適露光時間が算出される。
【００２７】
ステップ１２０では、高濃度フィルム処理ルーチンが実行される。すなわち、ステップ１１０で得られたＲ、Ｇ、Ｂの最大有効値を用いてネガフィルムが高濃度であるか否かが判定され、ネガフィルムが高濃度フィルムであるか否か応じて所定の処理が実行される。高濃度フィルム処理ルーチンの詳細については後述する。
【００２８】
ステップ１２５では、ステップ１１０と同様な手法により、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分のヒストグラムについて、最小画素値から所定量だけ大きい画素値である最小有効値が求められる。
【００２９】
ステップ１３０では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分毎に、最大有効値と最小有効値を用いて色補正パラメータが算出される。色補正パラメータの算出については後述する。
【００３０】
ステップ１３５では、ステップ１４０のプレビュー画像作成で用いる画像データに対して前処理が施される。ステップ１４０のプレビュー画像作成では、ステップ１０５の粗スキャンにおいて第２の露光時間を用いて粗読み取りされた画像データ、またはステップ１２０の高濃度フィルム処理ルーチンの再粗スキャン（図１０参照）において粗読み取りされた画像データが用いられる。しかし、これらの画像データは、必ずしも最適露光時間で露光して得られた画像データではない。そのため、ステップ１３５における画像データ前処理では、画像データに含まれる画素値のレベルが、最適露光時間で露光されたときの画素値のレベルに補正される。
【００３１】
ステップ１３５で補正された画像データは、ステップ１４０でステップ１３０において求められた色補正パラメータを用いて色補正とネガ／ポジ変換を施される。これにより得られた正規化データは、ガンマ補正を施された後、入出力端子４８を介してコンピュータ６０に出力され、コンピュータ６０に接続されたディスプレイ装置の画面上にプレビュー画像（カラー画像）として表示される。
【００３２】
ステップ１４５ではプリスキャンを開始するか否かが判定される。ユーザはディスプレイ装置の画面に表示されたプレビュー画像を見ることによって、プリスキャンを開始するか否かを判断することができる。例えばマウスを用いてプリスキャンを開始するためのボタンをクリックすることにより、ステップ１４５からステップ１７０へ移り、プリスキャンが実行される。プリスキャンを開始しないときにはステップ１５０に移る。
【００３３】
ステップ１７０のプリスキャンでは、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分毎に、最適露光時間での露光によってラインセンサ３０により画像データが検出される。
【００３４】
ステップ１７０のプリスキャンで得られた画像データは、ステップ１４０において、ステップ１３５で補正された画像データと同様に、プレビュー画像としてディスプレイ装置の画面上に表示される。すなわち、ステップ１７０で得られた画像データは、ステップ１３０において求められた色補正パラメータを用いて色補正とネガ／ポジ変換を施され、更にガンマ補正を施された後、入出力端子４８を介してコンピュータ６０に出力され、コンピュータ６０に接続されたディスプレイ装置の画面上にプレビュー画像として表示される。
【００３５】
ステップ１５０では本スキャンを開始するか否かが判定される。ユーザはディスプレイ装置の画面に表示されたプレビュー画像を見ることによって、本スキャンを開始するか否かを判断することができる。例えばマウスを用いて本スキャンを開始するためのボタンをクリックすることにより、ステップ１５０からステップ１５５へ移り、本スキャンが実行される。
【００３６】
本スキャンを開始しないときには、ステップ１６５において、本スキャンを実行せずにプログラムを終了するか否かが判定される。例えばユーザがマウスを用いてプログラムの終了のためのボタンをクリックすれば、本スキャンを行なわずにステップ１６０に移り、ステージ１２を原点に復帰させた後、このプログラムは終了する。プログラムを終了しないときには、ステップ１４５に戻り、再度プリスキャンを行なうか否かが判定される。
【００３７】
ステップ１５５では本スキャンが実行され、所定の細かいピッチでネガフィルムＭの画像が読み取られる。プリスキャンと同様に画像データが検出されて、デジタルの画像データに変換される。このデジタルの画像データは、ステップ１３０において求められた色補正パラメータを用いて色補正とネガ／ポジ変換を施され、更にガンマ補正を施された後、入出力端子４８を介してコンピュータ６０に出力され、コンピュータ６０に接続されたディスプレイ装置の画面上に表示される。
【００３８】
その後、ステップ１６０においてステージ１２を原点に復帰させ、このプログラムは終了する。
【００３９】
図６および図７は図３のステップ１０５において実行される粗スキャンのサブルーチンのフローチャートである。 図２、図５、図６、 図７を参照して粗スキャンの動作を説明する。
【００４０】
ステップ２００では、それまでメモリ４６に格納されていたヒストグラムのデータがクリアされる。ステップ２０２では、ステージ１２が移送されてネガフィルムＭの端部が光源２０に対応した初期位置に設定されるとともに、ネガフィルムＭの位置に対応したパラメータＹの初期値が０に設定される。
【００４１】
ステップ２０４では光源２０の発光素子２１Ｒが点灯され、ネガフィルムＭに照射される。このネガフィルムＭを透過した光によって、第１の露光時間Ｔｒ１だけラインセンサ３０が露光される。ステップ２０６では、１ライン分のＲの画像データがラインセンサ３０によって検出される。 この画像データはＡ／Ｄ変換器４４によりデジタルの画像データに変換され、これに基づいてＲのヒストグラムＨｒ１を構成するデータが生成される。
【００４２】
ステップ２０８では発光素子２１Ｒにより、第１の露光時間Ｔｒ１の２倍の長さの第２の露光時間Ｔｒ２を用いてラインセンサ３０が露光される。ステップ２１０では、１ライン分のＲの画像データがラインセンサ３０によって検出され、ステップ２０６と同様にしてＲのヒストグラムＨｒ２を構成するデータが生成される。
【００４３】
ステップ２０４〜２１０と同様にして、ステップ２１６〜２２２ではＧのヒストグラムが生成される。すなわち、ステップ２１６において発光素子２１Ｇが点灯されて第１の露光時間Ｔｇ１だけラインセンサ３０が露光される。そしてステップ２１８において１ライン分のＧの画像データがラインセンサ３０によって検出され、 ＧのヒストグラムＨｇ１を構成するデータが生成される。ステップ２２０では発光素子２１Ｇによって、第１の露光時間Ｔｇ１の２倍の長さの第２の露光時間Ｔｇ２だけラインセンサ３０が露光され、ステップ２２２では、１ライン分のＧのヒストグラムＨｇ２を構成するデータが生成される。
【００４４】
ステップ２０４〜２１０、２１６〜２２２と同様にして、ステップ２２８〜２３４ではＢのヒストグラムが生成される。すなわち、ステップ２２８では発光素子２１Ｂが点灯されて第１の露光時間Ｔｂ１だけラインセンサ３０が露光され、ステップ２３０では１ライン分のＢのヒストグラムＨｂ１を構成するデータが生成される。ステップ２３２では発光素子２１Ｂによって、第１の露光時間Ｔｂ１の２倍の長さの第２の露光時間Ｔｂ２だけラインセンサ３０が露光され、ステップ２３４では１ライン分のＢのヒストグラムＨｂ２を構成するデータが生成される。
【００４５】
ステップ２４０では、ステージ１２すなわちネガフィルムＭが１ピッチ分移送され、ステップ２４２ではパラメータＹが１だけ加算される。ステップ２４４において、パラメータＹが終了値（すなわち、粗スキャンの走査ライン数）以上であるか否かが判定される。 パラメータＹが終了値より小さいとき、ステップ２０４〜ステップ２４２の処理が再度実行され、次のラインのヒストグラムが作成される。ステップ２４４においてパラメータＹが終了値以上であると判定されたとき、１画像分のヒストグラムが完成しており、この粗スキャンのサブルーチンは終了する。
【００４６】
図８は、図３のステップ１１０において実行される最大有効値を求めるサブルーチンのフローチャートである。このサブルーチンは、ステップ１１０においては、図５に示される６種類のヒストグラムＨｒ１、Ｈｒ２、Ｈｇ１、Ｈｇ２、Ｈｂ１、Ｈｂ２について実行される。
【００４７】
ステップ３００では最大有効値の初期値である画素値レベルＤとして、１０２３（画像データが１０ビットで表される場合）が定められる。ステップ３０２では度数の総和Ｌが初期値０に定められる。ステップ３０４では、閾値ＴＨが例えば全画素数の１％の度数に設定される。この閾値ＴＨに従って最大有効値が決定される。すなわち最大有効値は、度数の総和Ｌが閾値ＴＨ以上となる時の最大の画素値である。
【００４８】
ステップ３０６ではヒストグラムに基づいて度数の総和Ｌが求められる。すなわち画素値レベルＤの度数がメモリ４６から読み出されて、それまでの度数の総和Ｌに加算され、画素値レベルの最大値１０２３から画素値レベルＤまでの度数の総和Ｌが求められる。
【００４９】
ステップ３０８では、度数の総和Ｌが閾値ＴＨ以上であるか否かが判定される。度数の総和Ｌが閾値ＴＨ以上でないとき、ステップ３１０において、画素値レベルＤが１だけ減算される。ステップ３１２では、画素値レベルＤが０以上であるか否かが判定される。画素値レベルＤが０以上であるとき、ステップ３０６が再び実行され、最大値１０２３から画素値レベルＤまでの度数の総和Ｌが求められる。
【００５０】
このようにして、ステップ３０８において度数の総和Ｌが閾値ＴＨ以上であると判定されたとき、このときの画素値レベルＤが最大有効値としてメモリ４６に格納され、このルーチンは終了する。また、ステップ３１２において画素値レベルＤが０よりも小さいと判定されたとき、すなわち閾値ＴＨを超える度数の総和Ｌが存在しないと判定されたとき、このルーチンは終了する。
【００５１】
このようにして求められた最大有効値において、ヒストグラムＨｒ１、Ｈｒ２の最大有効値をそれぞれＨｒ１Ｄ、Ｈｒ２Ｄとし、ヒストグラムＨｇ１、Ｈｇ２の最大有効値をそれぞれＨｇ１Ｄ、Ｈｇ２Ｄとし、ヒストグラムＨｂ１、Ｈｂ２の最大有効値をそれぞれＨｂ１Ｄ、Ｈｂ２Ｄとする。
【００５２】
図９を参照して、図３のステップ１１５において行なわれる最適露光時間の算出について説明する。図９はラインセンサ３０に対する露光時間を横軸にとり、ラインセンサ３０からの出力信号（すなわち画素値）を縦軸にとったグラフである。実線Ｓは、画像の読み取りに用いられる露光時間と、そのとき読み取られた画像データ（ 画素値）のヒストグラムの最大有効値との関係を表しているが、この関係は完全には直線的ではなく、特に露光時間の短い部分において強い非線型性を示す。
【００５３】
図９において、Ｔ１およびＴ２（Ｔ１＜Ｔ２）は２つの相異なる露光時間を表しており、Ｈ１Ｄ、Ｈ２Ｄはそれぞれ露光時間Ｔ１、Ｔ２で露光されたときのヒストグラムの最大有効値である。最適露光時間とは、その露光時間で露光を行なったときに得られる画像データの最大有効値の値が所定値となる露光時間のことであり、実線Ｓ上で点Ｐに対応する露光時間Ｔｐのことである。実線Ｓは非直線的であるが、破線Ｂで示されるように直線的であると見なして既知の２点（Ｔ１，Ｈ１Ｄ）、（Ｔ２，Ｈ２Ｄ）を用いて近似的に最適露光時間Ｔｑが求められる。すなわち最適露光時間Ｔｑは（１）式によって導出される。
【数１】

【００５４】
ステップ１１５において求められるＲの最適露光時間をＴｒ’とすると、Ｔｒ’は上記（１）式のＴ１、Ｔ２、Ｈ１Ｄ、Ｈ２ＤにそれぞれＴｒ１、Ｔｒ２、Ｈｒ１Ｄ、Ｈｒ２Ｄを代入して求められる。同様にＧの最適露光時間をＴｇ’とすると、Ｔｇ’は（１）式のＴ１、Ｔ２、Ｈ１Ｄ、Ｈ２ＤにそれぞれＴｇ１、Ｔｇ２、Ｈｇ１Ｄ、Ｈｇ２Ｄを代入して求められる。また同様にして、Ｂの最適露光時間をＴｂ’とすると、Ｔｂ’は（１）式のＴ１、Ｔ２、Ｈ１Ｄ、Ｈ２ＤにそれぞれＴｂ１、Ｔｂ２、Ｈｂ１Ｄ、Ｈｂ２Ｄを代入することにより求められる。ここで所定値は、画像データが１０ビット（０〜１０２３）で表される場合、例えば９００である。
【００５５】
図１０は、図３のステップ１２０において実行される高濃度フィルム処理のサブルーチンのフローチャートである。
【００５６】
ステップ４００〜ステップ４２０においては、ネガフィルムＭが高濃度フィルムであるか否かが判定される。すなわち、第２の露光時間Ｔｒ２、Ｔｇ２、Ｔｂ２で露光して得られた画像データのヒストグラムの最大有効値Ｈｒ２Ｄ、Ｈｇ２Ｄ、Ｈｂ２Ｄのうちの何れか１つでもある規定値を下回った場合、ネガフィルムは高濃度であると判定される。
【００５７】
ヒストグラムの最大有効値が規定値よりも小さいとき、図９を参照して次に述べるように、その画像データをもとに算出される最適露光時間や、色補正パラメータの精度は悪く、プレビュー画像の画質も悪い。
【００５８】
図９の実線Ｓ’は、高濃度フィルムと判定された場合の露光時間と最大有効値の関係を示す１例である。すなわち実線Ｓ’は、第２の露光時間Ｔ２で露光したときに得られるヒストグラムの最大有効値Ｈ２Ｄ’が規定値を下回った場合の露光時間と最大有効値との関係を表している。破線Ｂ’は、点（Ｔ１，Ｈ１Ｄ’）と点（Ｔ２，Ｈ２Ｄ’）を用いた実線Ｓ’の線形近似直線を表している。このとき、（１）式を用いて算出される最適露光時間は、点Ｑ’に対応する露光時間Ｔｑ’となる。しかし図９に示すように、（１）式により算出される最適露光時間Ｔｑ’と、真の最適露光時間Ｔｐ’との差｜Ｔｑ’−Ｔｐ’｜は、最大有効値Ｈ２Ｄが規定値を下回らなかった場合（実線Ｓ）のＴｐとＴｑの差｜Ｔｑ−Ｔｐ｜よりも大きいものとなり、その精度は大幅に悪くなる。
【００５９】
また後に述べるように、色補正パラメータの算出では、最大有効値を所定値であるとして最小有効値を修正し、その修正された最小有効値を色補正パラメータの算出に用いるが、この修正方法は（１）式を用いた最適露光時間の算出方法と同じである。このため最適露光時間の誤差の増大と同様の理由によって、修正された最小有効値の精度が悪くなり結果として色補正パラメータの精度が悪化する。
【００６０】
さらに最大有効値が規定値を下回ったヒストグラムは、図５のＴｂ１、Ｔｂ２のように、画素値の分布が全体的に低い方に偏り、その分布幅も狭いヒストグラムとなっている。このため、ステップ１４０のプレビュー画像作成における色補正において、ヒストグラムの分布幅が適正な幅に拡大されると、プレビュー画像の画素値の階調が粗くなり、プレビュー画像の質が落ちることとなる。なお色補正の詳細については後述する。
【００６１】
最適露光時間や色補正パラメータの精度を上げ、かつプレビュー画像の質を向上させるため、ステップ４００〜ステップ４２０において高濃度フィルムであると判定された場合、ステップ４３０〜ステップ４５０において高濃度フィルム処理が行なわれる。ステップ４００〜ステップ４２０において高濃度フィルムではないと判定された場合、すなわち最大有効値Ｈｒ２Ｄ、Ｈｇ２Ｄ、Ｈｂ２Ｄの何れも規定値を下回らなかった場合、このサブルーチンは終了する。
【００６２】
ステップ４３０の再粗スキャンにおいては、ステップ１０５の粗スキャンとほぼ同様の手順によって再粗読み取りが行なわれる。すなわち、ネガフィルムＭは原稿移送機構１０により、ステップ１５５において実行される本スキャンよりも粗いピッチで間欠的に移送される。この間欠移送において、ネガフィルムＭが停止する度に発光素子２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂが所定の順序で点灯され、ラインセンサ３０によって、ネガフィルムＭに記録された画像に関するＲ、Ｇ、Ｂの画像データが検出される。なお再粗スキャンは、ステージ１２が図３に示されるステップ１０５の粗スキャンが終了したときの位置から逆方向に移送することにより行なわれる。
【００６３】
ラインセンサ３０に対する露光時間は、ステップ１０５の粗スキャンとは異なる。すなわち第３の露光時間は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分毎に１通りである。これにより検出される３つの画像データに対して、画素値のレベルの度数（ 画素数）分布を示すヒストグラムがそれぞれ求められる。
【００６４】
ステップ４４０では、ステップ４３０の再粗スキャンで求められたＲ、Ｇ、Ｂに関する第３のヒストグラムの最大有効値が、ステップ１１０と同様の手法で求められる。すなわち最大有効値は、各画素値の度数を最大画素値側から積算し、その積算値が全画素数の例えば１％に達したときの画素値である。
【００６５】
ステップ４５０では、ステップ１０５の粗スキャンにおける第２のヒストグラムＨｒ２、Ｈｇ２、Ｈｂ２とステップ４３０の再粗スキャンで得られた３種類のヒストグラムの最大有効値に基づいて、改めて最適露光時間を算出する。算出方法はステップ１１５のときと同様であり、（１）式によって求められる。
【００６６】
図１１は、ステップ４３０の再粗スキャンにおいて、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分毎に第３の露光時間Ｔｒ３、Ｔｇ３、Ｔｂ３を用いて得られるヒストグラムＨｒ３、Ｈｇ３、Ｈｂ３をそれぞれ示している。ステップ４５０で改めて算出されるＲ、Ｇ、Ｂの最適露光時間をＴｒ”、Ｔｇ”、Ｔｂ”とすると、Ｔｒ”、Ｔｇ”、Ｔｂ”は、ヒストグラムＨｒ３、Ｈｇ３、Ｈｂ３のそれぞれの最大有効値Ｈｒ３Ｄ、Ｈｇ３Ｄ、Ｈｂ３Ｄを用いて、次のようにして求められる。すなわちＲの最適露光時間Ｔｒ”は、（１）式のＴ１にＴｒ２を、Ｔ２にＴｒ３を、Ｈ１ＤにＨｒ２Ｄを、Ｈ２ＤにＨｒ３Ｄを代入して求められる。同様に、Ｇの最適露光時間Ｔｇ”は、（１）式のＴ１にＴｇ２を、Ｔ２にＴｇ３を、Ｈ１ＤにＨｇ２Ｄを、Ｈ２ＤにＨｇ３Ｄを代入して求められる。また同様にして、Ｂの最適露光時間Ｔｂ”は、（１）式のＴ１にＴｂ２を、Ｔ２にＴｂ３を、Ｈ１ＤにＨｂ２Ｄを、Ｈ２ＤにＨｂ３Ｄを代入して求められる。これによって高濃度フィルム処理のサブルーチンは終了する。
【００６７】
図１２は図１０のステップ４３０において実行される再粗スキャンのサブルーチンのフローチャートである。 このサブルーチンはステップ１０５の粗スキャンのサブルーチンと基本的には同じである。
【００６８】
ステップ６００では、それまでメモリ４６に格納されていたヒストグラムのデータがクリアされる。ステップ６０５では、ステージ１２が移送されてネガフィルムＭの端部が光源２０に対応した初期位置に設定されるとともに、ネガフィルムＭの位置に対応したパラメータＹの初期値が０に設定される。
【００６９】
ステップ６１０では光源２０の発光素子２１Ｒが点灯され、ネガフィルムＭに照射される。このネガフィルムＭを透過した光によって、ラインセンサ３０が露光される。このとき露光時間は、ステップ１１５で算出された最適露光時間Ｔｒ’に１未満の係数、例えば０．７５を乗じた値である。
【００７０】
ここでステップ１１５で算出された最適露光時間Ｔｒ’に１未満の係数を乗じるのは、ステップ４００〜ステップ４２０において高濃度フィルムと判定された場合、ステップ１１５で算出された最適露光時間Ｔｒ’の精度が低いため、真の最適露光時間を大きく越えて、画像データが飽和してしまう可能性があるためである。
【００７１】
ステップ６１５では、１ライン分のＲの画像データがラインセンサ３０によって検出される。 この画像データはＡ／Ｄ変換器４４によりデジタルの画像データに変換され、これに基づいてＲのヒストグラムを構成するデータが生成される。
【００７２】
ステップ６１０、６１５と同様にして、ステップ６２０、６２５ではＧのヒストグラムが生成される。すなわち、ステップ６２０において発光素子２１Ｇが点灯されて０．７５Ｔｇ’だけラインセンサ３０が露光される。そしてステップ６２５において１ライン分のＧの画像データがラインセンサ３０によって検出され、 Ｇのヒストグラムを構成するデータが生成される。
【００７３】
ステップ６１０、６１５やステップ６２０、６２５と同様にして、ステップ６３０、６３５ではＢのヒストグラムが生成される。すなわち、ステップ６３０では発光素子２１Ｂが点灯されて０．７５Ｔｂ’だけラインセンサ３０が露光され、ステップ６３５では１ライン分のＢのヒストグラムを構成するデータが生成される。
【００７４】
ステップ６４０では、ステージ１２すなわちネガフィルムＭが図７のステップ２４０のときとは逆方向に１ピッチ分移送される。すなわち、ステップ１０５の粗スキャンとは逆方向に移送しながら再粗スキャンを行なう。ステップ６４５ではパラメータＹが１だけ加算される。ステップ６５０において、パラメータＹが終了値（すなわち、再粗スキャンの走査ライン数）以上であるか否かが判定される。 パラメータＹが終了値より小さいとき、ステップ６１０〜ステップ６４５の処理が再度実行され、次のラインのヒストグラムが作成される。ステップ６５０においてパラメータＹが終了値以上であると判定されたとき、１画像分のヒストグラムが完成しており、この再粗スキャンのサブルーチンは終了する。
【００７５】
次に図１３を参照して、図３のステップ１２５において実行される最小有効値の算出について説明する。図１３は最小有効値算出ルーチンのフローチャートである。最小有効値算出ルーチンの処理内容は、図８に示される最大有効値を求めるためのサブルーチンと基本的に同じである。
【００７６】
ステップ５００では最小有効値の初期値である画素値レベルｄとして０が定められ、ステップ５０２では度数の総和Ｌが初期値０に定められる。ステップ５０４では、 閾値ＴＨが例えば全画素数の１％の度数に設定される。ステップ５０６では、 画素値レベルｄの度数がメモリ４６から読み出されてそれまでの度数の総和Ｌに加算され、画素値レベルの最小値０から画素値レベルｄまでの度数の総和Ｌがもとめられる。
【００７７】
ステップ５０８では、度数の総和Ｌが閾値ＴＨ以上であるか否かが判定される。度数の総和Ｌが閾値ＴＨ以上でないとき、ステップ５１０において、画素値レベルｄが１だけ加算される。ステップ５１２では、画素値レベルｄが１０２３以下（画像データが１０ビットで表される場合）であるか否かが判定される。画素値レベルｄが１０２３以下であるとき、ステップ５０６が再び実行され、最小値０から画素値レベルｄまでの度数の総和Ｌが求められる。
【００７８】
このようにして、ステップ５０８において度数の総和Ｌが閾値ＴＨ以上であると判定されたとき、このときの画素値レベルｄが最小有効値としてメモリ４６に格納され、このルーチンは終了する。また、ステップ５１２において画素値レベルｄが１０２３よりも大きいと判定されたとき、すなわち閾値ＴＨを越える度数の総和Ｌが存在しないと判定されたとき、このルーチンは終了する。
【００７９】
ステップ１２０において高濃度フィルムでない（通常濃度のフィルム）と判定されたときには、ステップ１０５の粗スキャンで得られたヒストグラムＨｒ１、Ｈｇ１、Ｈｂ１及びＨｒ２、Ｈｇ２、Ｈｂ２の最小有効値が算出される。このとき、それぞれの最小有効値はＨｒ１ｄ、Ｈｇ１ｄ、Ｈｂ１ｄ及びＨｒ２ｄ、Ｈｇ２ｄ、Ｈｂ２ｄである。
【００８０】
ステップ１２０において高濃度フィルムであると判定されたときには、ステップ１０５の粗スキャンで得られたヒストグラムＨｒ２、Ｈｇ２、Ｈｂ２及びステップ４３０で得られたヒストグラムＨｒ３、Ｈｇ３、Ｈｂ３の最小有効値が算出される。このときヒストグラムＨｒ３、Ｈｇ３、Ｈｂ３の最小有効値はそれぞれＨｒ３ｄ、Ｈｇ３ｄ、Ｈｂ３ｄである。
【００８１】
このようにして求められた最小有効値は、そのヒストグラムの最大有効値が上記所定値（例えば９００）であるとして修正される。この修正の方法は、図９を参照して説明した最適露光時間の算出と同様である。すなわち、修正された最小有効値をｄとすると、ｄは次の（２）式に従って算出される。
【００８２】
【数２】

【００８３】
ステップ１２０において高濃度フィルムでない（通常濃度のフィルム）と判定されたとき、（２）式で算出される修正された最小有効値ｄは、ステップ１０５の粗スキャンで得られた６つのヒストグラムの最大有効値及び最小有効値を用いて、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分毎に次のようにして求められる。すなわちＲの修正された最小有効値は、（２）式のＨ１ＤにＨｒ１Ｄを、Ｈ２ＤにＨｒ２Ｄを、Ｈ１ｄにＨｒ１ｄを、Ｈ２ｄにＨｒ２ｄを代入することによって求められる。同様にしてＧの修正された最小有効値は、（２）式のＨ１ＤにＨｇ１Ｄを、Ｈ２ＤにＨｇ２Ｄを、Ｈ１ｄにＨｇ１ｄを、Ｈ２ｄにＨｇ２ｄを代入することによって求められ、Ｂの修正された最小有効値は、（２）式のＨ１ＤにＨｂ１Ｄを、Ｈ２ＤにＨｂ２Ｄを、Ｈ１ｄにＨｂ１ｄを、Ｈ２ｄにＨｂ２ｄを代入することによって求められる。
【００８４】
またステップ１２０において高濃度フィルムであると判定されたとき、（２）式で算出される修正された最小有効値ｄは、ステップ１０５の粗スキャンにおける第２の露光時間で得られた３つのヒストグラムＨｒ２、Ｈｇ２、Ｈｂ２とステップ４３０の再粗スキャンで得られた３つのヒストグラムＨｒ３、Ｈｇ３、Ｈｂ３の最大有効値と最小有効値を用いて次のように求められる。すなわちＲの修正された最小有効値は、（２）式のＨ１ＤにＨｒ２Ｄを、Ｈ２ＤにＨｒ３Ｄを、Ｈ１ｄにＨｒ２ｄを、Ｈ２ｄにＨｒ３ｄを代入することによって求められる。同様にしてＧの修正された最小有効値は、（２）式のＨ１ＤにＨｇ２Ｄを、Ｈ２ＤにＨｇ３Ｄを、Ｈ１ｄにＨｇ２ｄを、Ｈ２ｄにＨｇ３ｄを代入することによって求められ、Ｂの修正された最小有効値は、（２）式のＨ１ＤにＨｂ２Ｄを、Ｈ２ＤにＨｂ３Ｄを、Ｈ１ｄにＨｂ２ｄを、Ｈ２ｄにＨｂ３ｄを代入することによって求められる。
【００８５】
次に、図３のステップ１３０において実行される色補正パラメータの算出について説明する。
（３）式は、ラインセンサ３０の出力信号（画素値）に対して色補正とネガ／ポジ変換、すなわち反転線形階調補正を施すための式であり、これによって得られた正規化データは、メモリ４６に格納されたルックアップテーブル（ＬＵＴ）を参照することにより、ガンマ補正等の補正を施される。
【００８６】
【数３】

【００８７】
（３）式において、Ｄはヒストグラムの最大有効値であり、ｄはヒストグラムの最小有効値である。前述したように、最小有効値ｄは最大有効値Ｄが所定値（９００）になるようにして決定されている。したがって（３）式では、最大有効値は所定値（９００）である。Ｌ１、Ｌ２は、ガンマ補正等を行うためのルックアップテーブル（ＬＵＴ）の下側基準値と上側基準値である。すなわち下側基準値Ｌ１はＬＵＴにおいて参照可能な画素値の最小値であり、上側基準値Ｌ２はＬＵＴにおいて参照可能な画素値の最大値である。
【００８８】
図１４のヒストグラムＨ１における画素値は次の（４）式に従ってオフセット減算される。
Ｘ１＝（画素値−ｄ）＋Ｌ１ （４）
【００８９】
すなわち（画素値−ｄ）の項によって、画素値が最小有効値ｄだけ減算され、ヒストグラムＨ１は図１４の左側にシフトする。このシフト後の画素値に下側基準値Ｌ１を加算することにより、図１５に示されるヒストグラムＨ２が得られる。
【００９０】
ヒストグラムＨ２の実質的な分布幅Ｗ１はＬ１〜（Ｄ−ｄ）＋Ｌ１であるが、（５）式に従って分布幅Ｗ２に変換される。
【数４】

【００９１】
すなわち、図１５のヒストグラムＨ２における画素値Ｘ１からオフセットＬ１を引いた値（Ｘ１−Ｌ１）に係数（Ｌ２−Ｌ１）／（Ｄ−ｄ）を乗じることにより、 図１６に示される分布幅Ｗ２に拡大される。これに下側基準値Ｌ１を加算することにより、図１６に示されるヒストグラムＨ３が得られる。
【００９２】
次に、上側基準値Ｌ２から（５）式のＸ２を減じるとともに下側基準値Ｌ１を加算することにより（（６）式参照））、ヒストグラムは図において左右に反転される。すなわち画像データがネガ／ポジ変換され、図１７に示される正規化データのヒストグラムＨ４が得られる。
【００９３】
【数５】

【００９４】
このように画像データのヒストグラムは（６）式によって、最小有効値ｄから最大有効値Ｄ（９００）の分布範囲が上側基準値Ｌ２から下側基準値Ｌ１の分布範囲へ変換される。この分布範囲の変換が、Ｒ、ＧおよびＢの各色成分についてそれぞれ独立に行なわれることによって、各色成分のバランスがとられ、読み取られた画像が本来有する自然な色調で再現され得る。すなわち各色成分のヒストグラムの分布範囲が調整されることによって、画像データが色補正される。なお（６）式において、
Ｌ２＋｛（Ｌ２−Ｌ１）／（Ｄ−ｄ）｝×ｄ
はオフセット値、
（Ｌ２−Ｌ１）／（Ｄ−ｄ）
は係数であり、これらオフセット値と係数は色補正パラメータである。これらの色補正パラメータはＲ、Ｇ、Ｂの各色成分毎に求められる。
【００９５】
色補正パラメータは、図４のステップ１３５で補正された画像データや、ステップ１７０のプリスキャン、あるいはステップ１５５の本スキャンにおいて得られた画像データに、色補正およびネガ／ポジ変換を施すために用いられる。（６）式に従って得られた正規化データは、上述したようにＬＵＴを参照することによりガンマ補正等を施され、ディスプレイ装置へ転送されて、カラー画像が画面上に表示される。
【００９６】
次にステップ１４０におけるプレビュー画像作成のために、ステップ１３５で行なう画像データ前処理について説明する。ステップ１３５では、ステップ１０５の粗スキャンまたはステップ４３０の再粗スキャンで得られた画像データの画素値レベルを最適露光時間で露光されたときに得られるであろう画素値レベルに補正する。今最適露光時間で露光されたときに得られるであろう画素値をＸ’（補正値）とし、粗スキャン１０５またはステップ１２０で行なわれる再粗スキャンによって得られる画像データの画素値をＸとすると、Ｘの補正値Ｘ’は、（７）式によって求められる。すなわちＸ’とＸの比は（最適露光時間）と（Ｘの読取露光時間）の比に等しいとする。
Ｘ’＝（ 最適露光時間）／（Ｘの読取露光時間）×Ｘ （７）
【００９７】
以上のように本実施形態によれば、ネガフィルムＭが高濃度フィルムであるか否かにかかわらず、ラインセンサ３０の出力特性における非線型性の影響ができるだけ小さくなるようにして最適露光時間が決定される。すなわち通常濃度のフィルムのときには最適露光時間Ｔｒ’、Ｔｇ’、Ｔｂ’が、また高濃度フィルムのときには最適露光時間Ｔｒ”、Ｔｇ”、Ｔｂ”が決定されるので、ラインセンサ３０から得られる画像データに対する色補正を行なうための色補正パラメータを高精度に定めることができ、再生画像の色をより自然なものにすることができる。
【００９８】
また、本実施形態では、１度の粗スキャンで得られた画像データから、ネガフィルムＭが高濃度フィルムであるか否かが判定され、高濃度フィルムのときのみ再粗スキャンが行なわれる。一方、通常濃度のフィルムのときには、その１度の粗スキャンで得られた画像データから色補正パラメータを算出し、プレビュー画像も作成できるため、処理時間を従来よりも短縮することができる。
【００９９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、フィルム濃度に関係なく色補正パラメータを常に高精度かつ短時間に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である画像読取装置を示すブロック図である。
【図２】原稿移送機構、光源およびラインセンサを示す斜視図である。
【図３】画像読取ルーチンを示すフローチャートの前半部である。
【図４】図３に示す画像読取ルーチンを示すフローチャートの後半部である。
【図５】図３のステップ１０５において実行される粗スキャンによって得られた画素値の分布を示すヒストグラムの図である。
【図６】図３のステップ１０５において実行される粗スキャンのサブルーチンのフローチャートの前半部分である。
【図７】図６に示す粗スキャンのサブルーチンのフローチャートの後半部分である。
【図８】図３のステップ１１０において実行される最大有効値を求めるサブルーチンのフローチャートである。
【図９】露光時間と最大有効値との関係の一例を示している。
【図１０】図３のステップ１２０において実行される高濃度フィルム処理のサブルーチンのフローチャートである。
【図１１】図１０のステップ４３０において実行される再粗スキャンによって得られた画素値の分布を示すヒストグラムの図である。
【図１２】図１０のステップ４３０において実行される再粗スキャンのサブルーチンのフローチャートである。
【図１３】図３のステップ１２５において実行される、最小有効値算出ルーチンのフローチャートである。
【図１４】ラインセンサによって得られた画素値の分布を示すヒストグラムの図である。
【図１５】図１４のヒストグラムにオフセット減算を施すことによって得られたヒストグラムを示す図である。
【図１６】図１５のヒストグラムに係数（Ｌ２−Ｌ１）／（Ｄ−ｄ）を乗じることにより得られたヒストグラムを示す図である。
【図１７】正規化データのヒストグラムを示す図である。
【符号の説明】
３０ 光学センサ
Ｍ ネガフィルム

Claims (7)

1. 光学センサを、第１の露光時間及びこの第１の露光時間よりも長い第２の露光時間を用いて露光することにより、ネガフィルムに記録されたカラー画像に対応した画像データを各露光時間毎に得るとともに、前記画像データに基づいて各露光時間毎に、各画像データの値の分布を示すヒストグラムを生成する第１の画像読取手段と、
   前記第１及び第２の露光時間毎に、前記第１の画像読取手段によって生成される第１及び第２のヒストグラムについて、それぞれ最大有効値を求め、その最大有効値に基づいて、第１の最適露光時間を算出する第１の最適露光時間算出手段と、
   前記第２のヒストグラムの最大有効値を用いて、前記ネガフィルムが高濃度フィルムであるか否かを判定する高濃度フィルム判定手段と、
   前記高濃度フィルム判定手段において、前記ネガフィルムが高濃度であると判定されたときに、前記ネガフィルムに記録されたカラー画像に対応した画像データを、前記第１の最適露光時間よりも短く、かつ前記第２の露光時間よりも長い第３の露光時間を用いて得るとともに、その画像データに基づいて画像データの値の分布を示すヒストグラムを生成する第２の画像読取手段と、
   前記第２の画像読取手段によって生成される第３のヒストグラムの最大有効値と、前記第２のヒストグラムの最大有効値を用いて、第２の最適露光時間を算出する第２の最適露光時間算出手段と、
   を備えることを特徴とする画像読取装置の露光制御装置。
2. 前記第１の画像読取手段および前記第２の画像読取手段が、相互に異なる色について前記画像データを得るとともに、前記異なる色毎にヒストグラムを生成し、前記第１の最適露光時間算出手段及び前記第２の最適露光時間算出手段が前記異なる色毎に最適露光時間を算出することを特徴とする請求項１に記載の露光制御装置。
3. 前記光学センサから出力される画像データに対して色補正を行なうために、前記ネガフィルムが高濃度フィルムでないと判定された場合においては前記第１および第２のヒストグラムの最大有効値と最小有効値に基づいて、また高濃度フィルムであると判定された場合においては前記第２および第３のヒストグラムの最大有効値と最小有効値に基づいて、前記異なる色毎に色補正パラメータを算出する色補正パラメータ算出手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の露光制御装置。
4. 前記第２または第３の露光時間で、前記光学センサを露光することにより得られる画像データを用いて、プレビュー画像を作成するプレビュー画像作成手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の露光制御装置。
5. 前記光学センサがラインセンサであることを特徴とする請求項１に記載の露光制御装置。
6. 前記各露光が終了する毎に、 前記ネガフィルムまたは光学センサの一方を所定量だけ移送し、前記第１の画像読取手段及び前記第２の画像読取手段とにおける移送方向が逆方向であることを特徴とする請求項５に記載の露光制御装置。
7. 前記第３の露光時間が前記第１の最適露光時間に１未満の係数を乗じて得られることを特徴とする請求項１に記載の露光制御装置。

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