JPH01254070A - 画像処理、伝送のための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は画像信号の処理、伝送を行うファクシミリ等に
おいて連続階調画像などの原稿画像を光電走査などして
得られる画像情報信号を新規な階調変換方式により変換
処理し、この階調変換された出力信号に基づいて受信側
での記録シート上に、原稿の濃度に対応した画素の分布
を有する記録画像を形成する方法及び装置に関するもの
である。

（従来技術） 写真のような連続階調を有する原稿画像をファクシミリ
等の画像伝送手段の送信側で画像信号に変えて伝送し、
受信側で記録シート上にこれを記録する場合、連続階調
の再現が難しく、カラーファクシミリの場合にはカラー
バランスの調整等も容易ではない。

このため、最近では印刷における写真製版の場合の連続
原稿から網点階調に変換する手法と同様に、写真等の連
続階調を有する原稿画像を光電走査などして得られる画
像信号を処理し、その信号により原稿画像に対応した色
濃度の画素の分布による画像を記録シート上に形成する
手法を用いる画像処理技術に対して、多くの改善がなさ
れてきている。

しかしながら現在行われているこのような画像処理技術
においては、原稿画像の階調特性を最終的な画素の分布
による記録画像に反映させる際、その画素の分布がどの
ような特性を有すべきか、そのような画素の分布を得る
のにはどのようにすベきか等についての検討は特になさ
れていす、専らオペレータの経験、勘、機器の設計者の
主観的判断に依存している。特に階調を忠実に再現させ
るうえで、極めて重要な画素の濃度特性に関して機器メ
ーカーが予め経験、勘、限られた数の固定条件に基づく
資料によって決定し、画像処理部におけるメモリーに蓄
積したデータをオペレータが利用している。このため機
器メーカーが想定しなかった非標準的なカラー原稿など
の場合、所望の記録画像を形成しようとするには調整が
容易でなく、画質水準の維持や画質の安定性を図ること
が困難で、また画質を任意に変更したり修正したりでき
るフレキシビリティに欠けるものである。

（発明が解決する課題） 従来の画像処理における上記したような問題を生起させ
ている原因は、連続階調画像などの原稿画像から最終的
な画素分布による画像を形成する際の最初の段階で、か
つ重要な役割を果たす画像の階調変換の工程に対する考
え方にある。即ち、従来の階調変換に対する方え方が、
「科学的に合理的な階調の変換手段に基づいて行なわな
ければならない」というものでなく、専ら経験と勘に依
存するものであったことにある。

本発明者はこのような状況に着目し、画像処理及び形成
の工程の究極的な合理化と品質のすぐれた記録画像の形
成のためには、合理的な画像の階調変換技術を確立しな
ければならない、との基本的認識の下に鋭意研究を重ね
た。

（Ｒ題を解決するための手段） 本発明を概説すれば、本発明は送信側において原稿画像
を光電走査などして画像情報信号に変換し、この画像情
報信号に圧縮等の処理、伝送のための変調処理を加えて
伝送し、受信側において受信した信号を変調し復元処理
を行って画像情報信号とし、この信号に基づいて記録シ
ート上に原稿に対応した画素の分布による記録画像を形
成するためのファクシミリ等の画像処理伝送装置におい
て、前記原稿画像からの画像情報信号を、原稿画像上で
の任意の標本点の基礎濃度値（１）（該標本点における
濃度値と同画像上の最明部における濃度値との差）と、
形成される記録画像において前記標本点に対応する画素
ブロックを構成する単位画素の数に対する記録される単
位画素の数の比（ｙ）とが相関するように、例えば下記
関係式（１）で規定されるように処理する新規な階調調
整機構を有することを特徴とした画像処理伝送装置に関
するものである。

（関係式） 工；原稿画像上の任意の標本点Ｘの基礎濃度値。

即ち同画像の任意の標本点Ｘにおける濃度値から、同画
像の最明部Ｈにおける濃度値を差し引いた濃度値。

ｙ；受信側で形成される記録画像上での、前記Ｘに対応
する画素ブロックＹを構成する単位画素の数に対する記
録される単位画素の数の比。

ｙｈ；形成される記録画像の最明部Ｈの画素ブロックに
対して設定される、該画素ブロックを構成する単位画素
の数に対する記録される単位画素の数の比。

ｙ８；受信側で形成される画像の最暗部Ｓの画素ブロッ
クに対して設定される。該画素ブロックを構成する単位
画素の数に対する記録される単位画素の数の比。

α；記録シートの反射率。

β；記録材料（トナー等）の表面反射率。

ｋ；（形成される記録画像の濃度域）／（原稿画像の濃
度域）の比 をそれぞれ表す。

以下、本発明の構成を詳しく説明する。

ファクシミリ等の画像処理及び伝送において、連続階調
を有する写真等の原稿画像を画像情報信号に変換し、画
像処理及び伝送を行い、受信側において受信した画像情
報信号から原稿に対応する画像を記録シートに形成する
工程において、画像情報信号は原稿画像の任意の標本点
における画像の要素をドツト（画素）またはその集合体
に対応させるように処理され、これにもとづいて記録シ
ート上に画像が形成される。周知のようにファクシミリ
等で用いるられる記録シートへの画像形成装置、出力プ
リンタでは中間調を再現するために印刷での写真製版−
の場合のように原稿画像の濃度に対応して各画素（網点
）の大きさを変化させることが難しいため、一定の大き
さの単位画素のマトリックス状の集合体である画素ブロ
ックにおいて、該画素ブロックを構成する単位画素の数
と画像として記録される単位画素の数との比を変えるこ
とによって、網点の大きさに対応させることが多い。

ところで画像の表現のための基本的構成要素として考え
られるものは、この画素の分布（所定の画素ブロックを
構成する単位画素のうち、記録される画素の数の割合及
びその分布形態で濃度を表現する。）と画像記録材料（
トナー等）の表面反射濃度とであり、このうち人間の視
覚が例えば印刷画像における網点面積の大きさの１％の
差異を濃度差として容易に識別する能力をもっているこ
とかられかるように１画像の形成手段として網点面積の
大きさと同じ関係にある、画素の分布で表現される画像
濃度値をどのように設定すべきかは非常に重要である。

また前記したことと関連して、画像を形成しようとする
場合、原稿画像の品質内容が千差万別であること、画像
形成工程も多様な特性を有するものであること、さらに
画像品質評価基準が一様でないことなどの背景を抱えて
おり、これらの複雑。

不安定要因を克服しなければならない。

このようなことから、連続階調画像などの原稿画像を画
素の分布による記録画像に変換するにあたって、作成す
る画素の分布による画像における最明部（Ｈ）の画素ブ
ロックの濃度割合（ｙｈ）と最暗部（Ｓ）の画素ブロッ
クの濃度割合（ｙ８）とを任意に選択することができ、
しかも最明部（Ｈ）から最暗部（Ｓ）にいたる画像の階
調を合理的かつ簡便に調整管理することができる手だて
を設けることが是非とも必要である。

このような考え方に立脚して案出したのが前記した本発
明の階調の調整方法、具体的には前記関係式（１）で規
定される階調の調整方法（以下、「本調整方式」ともい
う。）である。

本発明の階調の調整方法は、記録シートの反射率と画像
記録材料（トナー等）の表面反射率の数値を基礎として
、形成される記録画像のＨとＳに置きたいと所望する画
素ブロック内での記録される画素数の比率（ｙｈとｙｓ
）を任意に選びながら、原稿画像上の任意の標本点（Ｘ
）の基礎濃度値（１）から形成される記録画像上の対応
する画素ブロック（Ｙ）内での記録される画素数の比率
（ｙ）を求めるようにして行うものである。

なお５本発明の前記関係式■において、基礎濃度値（１
）の計測に濃度計による数値（例えば、ポジカラーフィ
ルムの人物画として、０．２〜２．７０の濃度値をもつ
ものなどがある。）を、また、ｙｈ［最明部（Ｈ）の画
素ブロックに記録される画素濃度値コとｙｓ［最暗部（
Ｓ）の画素ブロックに記録される画素濃度値コにパーセ
ント数値（例えば５％とか９５％という数値。）を用い
ると、ｙ［原稿画像上の任意の標本点（Ｘ）に対応する
画素ブロック（Ｙ）に記録される画素濃度値コはパーセ
ント数値で算出される。関係式（１）の運用にあたり、
この点を考慮しておけばいかように変形して利用しても
構わない。前記した基礎濃度値（１）の計測に際して、
その濃度測定は一般にはカラー濃度計（透過型、反射型
、専用タイプ、共用タイプ等）などいずれの濃度測定手
段によっても良い。

本発明の階調の調整方法において、基礎濃度値（１）は
、前記した濃度計による数値に限定されるものでなく、
原稿画像を光電走査してｙ値に対応する電気信号（電流
又は電圧値）を検出し、これに基づいてｙ値を求めても
良いことはいうまでもないことである。即ち、工として
、何等かの意味で原稿画像の基礎濃度値と相関するもの
であればどんな値のものでも良い。

前記した記録される画素数の比率（ｙ）を求める関係式
■は、一般的に認められる濃度公式（写真濃度、光学濃
度）、すなわち Ｄ　＝　１ｏｇＩａ／　Ｉ　＝　ｌｏｇ　１　／　Ｔ■
ｏ；入射光量 Ｉ；反射光量または透過光量 Ｔ＝Ｉ／Ｉ。；反射率または透過率 から誘導したものである。この濃度りに関する一般公式
を画像形成の場合に適用すると次のようになる。

画像形成における濃度（Ｄ　’　）　＝　ｌｏｇＩ　／
　Ｉ。

ここで。

Ａ；単位面積 ｄｏ：単位面積内におけるｎ番目の画素ブロック内にお
いて、単位画素の数に対する記録された画素の面積の和 α；記録シートの反射率 β；画像形成材料（トナー等）の表面反射率である。

本発明はこの画像形成に関する濃度式（Ｄ′）に前述し
た連続階調画像などの原稿画像上の任意の標本点におけ
る基礎濃度値（１）と、これに対応した画素の分布によ
る記録画像上の画素ブロックにおける記録される画素数
の比率（ｙ）との関連づけの要請を組込み、理論値と実
測値とが近似的に合致するように関係式■を誘導したも
のである。

従って本発明の連続階調画像などの原稿画像から画素の
分布による記録画像への階調調整は、前記した基礎濃度
値（１）と記録される画素数の比率（ｙ）とを相関させ
て階調調整するもの全てに及ぶものである。

前記関係式（１）での工とｙとの相関づけはその一例で
あると解すべきであり１本発明はこれに限定されるもの
ではない。即ち本発明の範囲を逸脱しない範囲で適宜の
変更が可能なものである。

本発明の階調調整の特徴は連続階調画像などの原稿画像
がどのような品質内容をもつものであっても、例えば関
係式（１）で示されるようにｙｈとｙｓとを、またはα
とβとの値を任意に選びながら、作成すべき画素の分布
による記録画像がどのような階調特性をもったものでな
ければならないかを極めて簡便に知ることができるとい
うことである。

「本調整方式」はこれを変形して使用することができ、
例えばｙｈとｙ８、αとβとの値を任意に適切に選定し
、このほか連続階調であるカラー写真画像等の原稿画像
濃度域と画素の分布による記録画像の濃度域とが異なる
場合には周知の階調圧縮法を採用し、即ち（記録画像濃
度域）／（原稿画像濃度域）の比の値であるに値を適宜
選定し、ｒ本調整方式」により計算して画像調整を行え
ばよい。

すなわち本発明においては、連続階調画像などの＊ｉ両
画像光電走査などして得られる画像情報信号に基づいて
画素の分布による記録画像を形成する際、前記関係式■
で規定される３／ｈ、　ｙｓ、ｋの値□＝εの値を適宜
変えることにより、画α−β 像の階調変換や階調修正（または変更）を行うことがで
きる極めてフレキシビリティの高いものである。

これを詳述すると、「本調整方式」の適用にあたり利用
者（作業者）は次のような自由度を有していることに留
意すべきである。

くその１〉関係式■を原稿画像に忠実な画像を形成する
ことを目的に利用すること。即ち人間の眼で観察したと
きの視覚感覚的画像が全く同じものを得ることを第−義
的に考えて、関係式■を適用すること。このような階調
調整の態度を本発明では「（画像の）階調（の）変換」
という用語で説明されている。

くその２〉関係式〇を画像形成の技術的な必要から、芸
術的要請から、あるいは発注側でのニーズ等から原稿画
像を変更または修正するように利用すること。即ち人間
の眼で観察したときの視覚感覚的画像それ自体が修正ま
たは変更されたものを得ることを第−義的に考えて、関
係式■を適用すること。このような階調調整の態度を本
発明では「（画像）階調（の）修正（または変更）Ｊと
いう用語で説明されている。

本発明による階調の調整作業、具体的には前記した階調
変換及び階調修正（または変更）は、前記関係式■のｙ
ｈ、　ｙｓ、ｋ、εの値を適宜変えることにより容易に
行うことができる。

その際、前記関係式（１）またはそれに含まれる項、数
値、係数を画像の階調変換における合理性を損わね限り
適宜加工、変形、誘導、省略などをしてよいことはいう
までもなく、また「本調整方式」の利用の目的、手段、
方法は何等の制限を受けるものではない。

なお、多色画像を形成する場合、例えばカラー原稿を複
製する場合、印刷などの分野において周知の色分解、即
ちカラー原稿からの反射光などをブルー（Ｂ）、グリー
ン（Ｇ）、レッド（Ｒ）に分光させて画像情報信号を入
手し、各色毎の画像情報信号を前記関係式（１）を用い
た階調調整機構で処理し、即ち基準となる階調特性曲線
（ｙ値を計算し、工値に対するｙ値をプロットしていく
と、印刷技術における網点階調特性曲線と同様の階調特
性曲線が得られる。）を決め、その他の色成分の階調特
性曲線は該基準となる色成分のｙ値に、各インクのグレ
ーバランス比に基づく適切な調整数値を乗することによ
り合理的に決めることができるので、これらの画像情報
を利用して画像を形成していけば良い。

前記のようにして決められた各色成分についてのｙ値、
即ち各色成分についての階調特性曲線は、関係式（１）
で規定されるため合理的な特性曲線であることは勿論、
それらの特性曲線間の階調及び色調に係る相互関係も合
理的かつ適切なものである。

即ち、ｒ本調整方式」に基づいて画像の階調変換を行う
ならば、多色画像形成の際に形成される画像の階調と色
調の調整、管理をも合理的に行うことができる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の画像処理伝送の方法ならびに装置を実施
例により更に詳しく説明するが、本発明の要旨を超えな
い限り、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。

（ｉ）　　階調調整の概要 ファクシミリ等の画像処理及び伝送の際、受信側で形成
される画像は微小なドツト（画素）によって表される。

原稿画像が連続階調を有する場合、印刷における網点の
ように画素（網点）の大きさを変化させることは困望で
あるために、前述のように一定数の単位画素（微画素）
を含む画素ブロック内での記録される画素の分布（記録
される画素の数、分布形態）によって階調を表現するこ
とが多い。この手法に関してはすでによく知られている
が、これを概略的に第１図に示す。

第１図（ａ）の例には画素ブロック内での画素の分布の
変化が示されており、一つの画素ブロックはこの例では
４Ｘ４＝１６の単位画素から構成されるものであり、画
素ブロック内で画像の構成部分として形成される単位画
素の数によってその画素の面積の和に対応する画像濃度
が表される。即ち画素の数が同じであれば、画素の分布
位置によらず同じ画像濃度になるが、画像の形成工程に
おいてこの画素の分布のパターンを決めておいてそれに
従って演算処理して逐次画素を形成してゆく。

第１図の（ａ）の列の場合、記録される画素の分布は記
録される画素が増加するに従って画素ブロック内で相互
に分散した位置関係にあるが、ほかに例えば画素ブロッ
クの中心部から順次外方に渦巻き状に広がるようにする
ことも考えられ、その場合には写真製版での網点に近似
したものとなる。

また（ｂ）の列には（ａ）の列での画素の数に対応した
面積の１つの網点を示しである。

画素ブロックはここでは４×４のマトリックス型として
説明したが、これにより１７段階の階調が表現される。

一般的にｎＸｎのマトリックス型の画素ブロックでｎ２
＋１段階の階調（０〜１００％）が表現される。

このようにマトリックス型の画素ブロックにおいて形成
される画素の分布により連続階調を有する画像の濃度を
表現する方法は、一般的にデイザ・マトリックス法と称
するものであり、例えば特開昭５８−８５４３４号、同
５８−１１４５６９号、同５９−５２９６９号、同６０
−１４１５８５号、同６２−１８６６６３号等に示され
ている。

また画像の階調調整の方式には基本的には変換（または
修正、変更等）が直接的であるか間接的であるかにより
直線的濃度階調特性曲線をもつ連続階調画像を直ちに画
素の分布による階調画像に変換する方式と、連続階調画
像においてまず階調の変換を行い、この階調変換を行っ
た連続階調画像を介して画素の分布による階調画像に転
換（すでに階調の変換等を行っているのでここでは転換
という用語で区別している）する方式とがある。

また前記したいずれの方式にも濃度域を圧縮するか否か
により連続階調の濃度域を圧縮せずに直接画素の分布に
よる濃度域に変換する方式と１画素の分布による濃度域
に対応した濃度域圧縮原稿画像を介して行う方式とがあ
る。実際には、これらの基本方式の組合わせによって得
られる画像の階調変換方式の中から作業環境に適したも
のを選ぶことになる。

代表例として第２図（ａ）に直線的濃度階調特性曲線を
もつ連続階調画像（原稿画像）の基礎濃度域を比例的に
圧縮して濃度域圧縮原稿画像を得、次いでこれを介して
画素の分布による画像に変換する例を、同図（ｂ）に直
線的濃度階調特性曲線をもつ連続階調画像（原稿画像）
を階調変換すると同時に濃度域を圧縮して階調調整済み
の濃度域圧縮原稿画像を得１次いでこの画像を比例的に
転換して画素の分布による画像を作成する例を示す。第
２図（ａ）、（ｂ）において、 Ｄｏ　　・・・連続階調画像である原稿画像の濃度値。

ＤＲｏ・・・連続階調画像である原稿画像の基礎濃度域
。このＤＲ，内の原稿上の標本点（Ｘ）における濃度値
から最明点（ハイライト部の極点；Ｈ）における濃度値
を差し引いた濃度値が基礎；濃度値（ｘ）となる。

Ｄｏ　　・・・連続階調である原稿画像をｋの値より濃
度域を比例的に圧縮した濃度域圧縮原稿画像の濃度値。

ＤＲＩ、・・・濃度域圧縮原稿画像の濃度域。

Ｄｏ　　・・・連続階調である原稿画像をｒ本調整方式
」により階調変換し、かつ濃度域圧縮した連続階調画像
の濃度値。

ＤＲＪ・・・連続階調である原稿画像をｒ本調整方式」
により階調変換し、かつ濃度域を圧縮した連続階調画像
の濃度域。

ＤＰ　　・・・画素の分布による記録画像の画素面積比
率。

ＤＲｐ・・・画素の分布による記録画像の濃度域。

Ｐ　・・・形成された記録画像の品質評価基準に基づく
階調特性値。Ｐの値はｙの値と比較され、両者の整合性
が評価される。

Ｈ・・・原稿画像上の最明点（ハイライト部の極も　・
・・原稿画像上の濃度の中間の部分の点（中間濃度点） Ｍ２　　・・・形成された画素の分布による記録画像に
おいて、５０％の画素面積となる画素ブロックの位置 をそれぞれ示しており、以下の実施例や説明においても
同様である。

（ｎ）　　ｒ本調整方式」による階調側機構の適用例第
３図は本発明の階調調整方式により画像処理。

伝送及び記録シートへの画像形成を行う装置のブロック
図である。受信側において記録シートへの画像形成のた
めの装置としては種々考えられるが、ここでは光導電性
を有する像形成体上にレーザ光の走査により潜像を形成
する電子写真式のものを示している。送信側の装置Ａは
光電走査等により原稿１を読取る検出部２と、検出部２
の出力信号に補正処理部３においてシェーディング補正
等必要な処理を施した後、「本調整方式」による階調調
整部４において原稿の濃度に対応して記録シートに形成
すべき画素の分布状態を決定する。階調調整部４におい
て得られた画像情報信号を送信する際に送信の効率、高
速化のために画像情報の冗長度を除くため圧縮部５で圧
縮処理を行う。この圧縮処理の方式としては中間調を含
む画像に対してはＣＣＩＴＴのＧ３．Ｇ４規格による旧
方式、ＭＲ方式等がある。圧縮処理された画像情報信号
は変調部６において送信のために搬送信号に変調された
後に回線、データ網等により送信される。受信側の装ｆ
ｆ１Ｂでは、まず受信された信号が変調部７において変
調され、さらに復元部８において圧縮前の画像情報信号
に復元される。復元された信号に出力部９において記録
シートに画像形成する際に用いる画像形成部１０の画像
形成用信号に変換される。

電子写真式の画像形成方式の場合、出力部９の信号によ
って変調されたレーザ光で一様に帯電された光導電性の
画像形成体面を走査して形成すべき画像に対応した電荷
の分布を有する潜像を形成し、この潜像を現像装置にお
いてトナーにより現像する。トナーは摩擦ＩＦ電等によ
り潜像に付着し易いように必要に応じ電荷が付与されて
いる。画像形成面に形成されたトナー像を転写部におい
て記録シートに転写する。通常この転写部においては記
録シートの裏側からコロナ放電器によってトナーを記録
シート側に転移させるような放電を行いつつ転写がなさ
れる。トナー像が転写された記録シートは定着部に移送
され、加熱、加圧等により定着されて画像形成が終了す
る。

これは１種類のトナーを用いる場合の工程であるが、次
に多色画像を形成する場合の例を第４図に関連し説明す
る。

第４図においてカラー原稿１が検出部２で読取られ、そ
の出力信号を処理部３において色分解が行われてＲ，Ｇ
、Ｂ、ＵＳＭの各成分信号に色分解され、またシェーデ
ィング補正等必要な処理が施される。処理部３の出力信
号は階調調整部４において「本調整方式」による階調調
整がなされ、原稿の濃度に対応して記録シートに形成す
べき画素の分布状態を示す信号に変換される。階調調整
部４の出力信号は送信のために圧縮部５において圧縮処
理が行われ変調部６で変調されて送信される。

受信側Ｂにおいて受信された信号は復調部７で復調され
復元部８において圧縮前の画像情報信号に復元される。

復元された画像情報信号は各色成分毎に出力部９におい
て画像形成部１０での画像形成を行うための信号に変換
される。出力部９からの各色毎の信号により画像形成部
１０で１色の場合と同様にレーザ光の走査により潜像の
形成、現像、転写の工程を行い、この各色毎の工程を色
数だけ反復して記録シートに位置合せをして転写した後
に定着を行って画像形成工程が終了する。

１回の画像形成が終了した後に光導電性の画像形成体上
には記録シートに転写されずに残存するトナーがあるの
でこれをクリーニングブレード、ブラシ等により除去し
、また残存する電荷を光照射またはコロナ放電によって
除去し、次の画像形成に備える。このトナーの除去は１
色の現像毎に記録シートに転写してゆく場合は各色につ
いての転写終了後に行い、画像形成体上に全ての色のト
ナーで現像した後に１回で転写する場合はこの１回の転
写の後に残存するトナーの除去を行う。

第３〜４図において画像形成部１０は光導電性を有する
画像形成体上にレーザ光の走査により静電潜像を形成す
る電子写真式のものとして説明したが、画素の分布によ
り記録画像を形成する手法として、他の手法１例えば静
電記録式、磁気記録ヘッド々のものを採用することがで
きる。

静電記録によるものでは移動するシート状のあるいは回
転ドラム状の誘電体からなる画像形成体に近接または接
触してその移動方向に直角をなす方向に多数の電極を配
列した記録ヘッドの各々の電極に電圧を印加して静電潜
像を形成する。この潜像にトナーを付加して現像する工
程以降は電子写真式の場合と同様である。電極の集合体
としての記録ヘッドに対して出力部９のドツトコントロ
ール部からの記録すべき画像に応じた出力信号としての
電圧が印加されるのである。また磁気記録式のものでは
画像形成体として例えばドラム体の表面に磁性体を一様
に被覆したものを用い、その表面に接触した磁気記録ヘ
ッドに画像情報信号としての電圧を印加しつつ磁気ヘッ
ドと記録体面とを相対的に移動させて記録体面上に磁気
潜像を形成する。この磁気潜像を現像するためには磁性
材料によるトナーを用いるが、そのほかはやはり電子写
真式の場合と同様にして行われる。磁気潜像の場合は静
電潜像の場合よりも潜像形成に要する時間が長いが、−
度形成された潜像の持続性がよいので１種類のトナーに
関しては１回の潜像形成で何回もトナーで現像して画像
形成がなされる。

従って１色の同一の原稿画像信号を受信してこれにより
多数枚の画像を形成する場合に適している。

カラー画像の場合には磁性画像形成体は各色毎に複数備
え、各々に現像等の装置を設けるべきである。

第５図に本発明による階調調整に関しさらに詳細に示し
であるが、カラー原稿からの反射光または透過光を検出
部２のフォトマルや固体撮像素子（ＣＣＤ）等の光電変
換素子により検出し電流としてのＲ，Ｇ、Ｂ、ＵＳＭの
各信号を出力し、この信号をＡ／Ｖ変換部２１において
電圧信号に変換する。

色分解部３ではログアンプ３１において検出部２からの
Ｒ，Ｇ、Ｂ、ＵＳＭそれぞれの電圧信号を対数演算して
濃度に変換し、ベーシックマスキング部（ＢＭ）３２に
おいてこの濃度からグレー（Ｋ）成分を分離し、さらに
Ｙ、Ｍ、Ｃの各成分を分離する。次にカラーコレクショ
ン部（ＣＧ）３３においてＲ，Ｇ、Ｂ及びＹ、Ｍ、Ｃの
各原稿色に対しＹ成分、Ｍ成分、Ｃ成分をコントロール
し、さらに原稿のグレー成分をＵＣＲ／ＵＣ：Ａ部３４
のＵＣＲ（ｕｎｄｅｒ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｒｅｍｏｖａ
ｌ）、またはＵ　ＣＡ　（ｕｎｄｅｒｃｏｎｔｒｏｌ　
ａｄｄｉｔｉｏｎ）においてＹ、Ｍ、Ｃの３成分で表現
する比率を決定する。これらＹ、Ｍ、Ｃ１Ｋ成分が得ら
れた後に従来は階調変換部（ＩＭＣ）におけるグラデー
ションコントロール部において各成分の画素の占める面
積比率ｙｅ’　ｔ　ｏｔｅ’　、　ｃｅ’　。

ｋｅ’を求めてこれを逆ｌｏｇ変換していたが、この実
施例においてはグラデーションコントロール部及び逆ｌ
ｏｇ変換部に代えて調整部４１を用い、　ここでＹ、Ｍ
、Ｃ，Ｋからｙｅ’　、　ｍｅ’　、　ｃｅ’　、ｋｅ
’　ヘの変換を行っている。調整部４１はｒ本調整方式
」のアルゴリズムを内部にもちＹ、Ｍ、Ｃ，にそれぞれ
についてｒ本調整方式」を適用し＋　ｙｅ’　、　ｍｅ
’　、　ｃｅ’、ｋｅ’を求める。

調整部４１としては、ｒ本調整方式」のアルゴリズムを
ソフトウェアとして保有し、かっＡ／Ｄ、Ｄ／ＡのＩ／
Ｆ　（インタフェース）を有する汎用コンピュータ、ア
ルゴリズムを内部ロジックとして汎用ＩＣにより具現化
した電気回路、アルゴリズムの演算結果を保持したＲＯ
Ｍを含む電気回路、アルゴリズムを内部ロジックとして
具現化したＰＡＬ、ゲートアレー、カスタムＩＣ等４種
々の形態をとることができる。

調整部４１によって得られた画素の面積比率はカラーチ
ャンネルセレクタ４２に入力され、カラーチャンネルセ
レクタ４２はｙｅ’　、　ｍｅ’　、　ｃｅ’、ｋｅ’
を順次選択的に出力する。この出力はＡ／Ｄ変換部４３
によりＡ／Ｄ変換された後に圧縮処理部５に入力される
。

この階調調整のためにの装置構成はあくまで一例であり
、必要に応じ適宜変更、省略、簡略等を加えることが可
能である。

次に、本発明の画像処理、伝送のための装置の階調調整
機構に適用されるｒ本調整方式」の有用性について、補
足説明する。

これは本発明に対する理解の便を図るための補足説明で
あり、本発明になる画像の階調調整機構を成り立たせる
主要な要素である「本調整方式」について、作業実施例
（本発明の関係式〇の運用及びその結果の意義）を主体
として詳しく述べる。

（イ）ｒ本調整方式」の運用実験 「本調整方式」を高度化された画像形成装置の階調調整
機構に組込むための基礎実験として下記の２つの実験を
行なった。

ａ）　まず第一に通常の簡易計算機、即ち商品名シャー
プピタゴラスＥＬ５０９Ａ　（シャープ社製）を用いｒ
本調整方式」に所要の数値を当てはめながら、該簡易計
算機を操作することにより下記の第１表■■■、第２表
、第３表に示した画像の階調調整衣を作成した。

その結果、これら作業に要した時間が計算結果の点検時
間を含めてそれぞれ３時間、２時間、２時間であった。

ｂ）　また次の実験も行なった。

簡易型パーソナルコンピュータ（ＮＥＣ社製Ｐ　Ｃ−９
８０１−Ｍ　２　）に別に求めた所要のソフトをファン
ククションデータとして入力し、原稿画像（連続階調画
像）の基礎濃度値（１）をそれに対応した画素の分布に
よる記録画像に画素ブロックにおける記録される画素数
の比（以下、記録される画素の面積比率という。）（ｙ
）に調整する作業を行った。

その結果は当然のことながら上記簡易計算機を使い手計
算した結果と同じ数値が得られた。

しかもこの実験において、同パーソナルコンピュータに
入力するための画像の階調の調整に使うための上記ソフ
トの作成には特別のソフトを使うことなく、同パーソナ
ルコンピュータに付属のＮ８８−ＢＡＳＩＣを使い作成
作業を行ったところ、その完成にわずか１時間を要した
のみであった。

また、原稿画像の基礎濃度値に代えて原稿画像のハイラ
イト（Ｈ）からシャドウ（Ｓ）に及ぶ濃度計による測定
値をそのまま入力できるソフトによっても、目的とする
画像の階調の変換や修正を行うことができることが確認
された。

これらソフトを用いて原稿画像上において、所望の濃度
間隔（−例として０．００〜１．ＯＯまでを０．０５刻
み、１．００〜３．００までを０．ｌＯ刻みとした）を
設け、その値を同パーソナルコンピュータに入力指令す
ることにより、目的とする画素の面積比率（ｙ）を得る
ことができた。

さらに、原稿画像上のハイライトからシャドウにいたる
までの複数箇所の濃度値を入力することにより、それら
に対応した所望の記録される画素の面積比率（ｙ）を得
ることができた。

前記したソフトによる記録される画素の面積比率（ｙ）
はポジ画像、ネガ画像のいずれでも単独に、または同時
に出力することができるようにしである。

次に、下記に示す第１表■■■、第２表、第３表の有用
性について説明する。（なお、各表において、ｙ値を画
素濃度値としている。）［第１表■■■について］ 第１表は原稿画像から画像形成装置により白黒画像を形
成する場合、トナー等の画像記録材料の濃度及び記録さ
れる画素の面積比率の使用範囲（ｙｈとｙｓに設定され
る値）が変化するとき、理想的な階屑特性曲線を得るた
めには各標本点における記録される画素の面積比率（ｙ
）をどのようにしなければならないかを−覧表にしたも
のである。

またこの−覧表からトナー等の濃度が同じであっても記
録される画素の面積比率の使用範囲を変えたとき理想的
階調特性曲線がどのように変化するか、また変化させな
ければならないかを知ることができる。

なお連続階調画像などの原稿画像から１：１に対応した
画素の分布による白黒画像を形成すること、及び白黒画
像の階調を任意に調整することができる技術、手法を体
得することは多色画像形成の基本でもある。

［第２表について］ 第２表は第１表と同様に原稿画像から画像形成装置によ
り白黒画像を形成するときに画像形成材料（トナー等）
の濃度が変化した場合（記録画像濃度域が変化する場合
）、記録される画素の面積比率（ｙ）を０％から１００
％まで使用しながら、画像全体のコントラストは別とし
て１人間の視覚感覚に対して同じ画像の調子、同じよう
な画質をもつ画像を形成するために必要な各標本点にお
ける記録される画素の面積比率（ｙ）を−覧表にしたも
のである・ 換言すれば予件が理想的な場合において、使用する画像
形成材料（トナー等）の最高濃度値に対応した理想的な
階調特性曲線上の各標本点の記録される画素の面積比率
を一覧表にしたものである。

［第３表に゛ついて］ 第３表は基本的条件は第２表と同じであるが、記録され
る画素の面積比率の使用範囲（５％〜９５％）を用いた
場合、理想的諧調特性曲線上の各標本点において、何％
の記録される画素の面積比率（ｙ）が設定されるべきか
を示した表である。

因みにこの一覧表がｒ水調整方式」の原型であることは
説明の要のないところである。

今日まで、印刷画像の作成などにおける色分解作業は、
マスキング技術による色修正が第一義的に重視され、画
像の階調調整作業は、基本的には専ら人間の経験と勘、
あるいは限られた数の固定した与件の資料に依存してい
る。このため印刷画像などの複製される画像のサイドに
立脚して１画像の階調調整を科学的に解析する必要があ
る。

「本調整方式」は画像形成の際の階調調整作業を合理的
な方法で行い得るものであり、また前記。

した原稿画像の基礎濃度値（１）と記録される画素の面
積比率（ｙ）との相互関係を示す第１表〜第３表のデー
タは、画像形成時の色分解作業における基本的な種々の
事項について、科学的な検討を加えるための有用な基礎
資料となるものである。

これらの各表から原稿画像と色分解作業との間に存在す
る本質や原理が何であるのか、またその本質や原理と実
務を合理的に整合させるためにはどのようなことに注目
、配慮していかなければならないかを抽出することがで
きる。

なお第１表〜第３表の作成において、全て、α＝１００
％、β＝０％とした。

（ロ）「本調整方式」の階調の修正（または変更）への
適用 次に「本調整方式」は画像の階調の変換（即ち連続階調
の原稿画像から忠実度の高い画素の分布による階調画像
への変換）ばかりでなく、原稿画像それ自体を修正する
、いわゆる階調の修正（または変更）にも有効なもので
あることを示す。この形成される画像における階調の修
正（または変更）は、例えば縮小拡大率の大小による記
録される画素の面積比率が５０％の位置（Ｍよ）の移動
の場合とか、特にハイライト部あるいはシャドウ部の階
調を強く表現したい場合等に必要な手段である。

例えば形成された画像のＨ及びＳの画素の記録される面
積比率を５％及び９５％の特定値に固定したとき、画像
形成材料（トナー等）の反射濃度（黄トナーを基準とす
る）の変化によって、あるいは原稿画像から形成される
記録画像の縮小率や拡大率の変化によって、画素の分布
による記録画像上において極めて重要な管理点なる１記
録される画素の面積比率（ｙ）が５０％となる設定点（
Ｍ２）を、どのように移動させて画像の階調の修正や変
更を行えばよいかが問題となる。

第４表にこの種の問題の解決に有用な基礎資料の一例を
示す。

基礎資料として実際の作業ニーズに合せて複数のものを
用意しておくことにより合理的に記録される画素の面積
比率が５０％の位置（Ｍ２）を移動させることができ、
これにより画像の階調の修正（また変更）を行うことが
できる。

第４表中の形成される記録画像の濃度域（第１図のＤＲ
Ｐに相当）は使用するトナー等の黄トナーのベタ濃度に
よって決定され（そしてこれに基づいてβの値も決定さ
れる）、その下の（）内数字は表中の角スペース（枠）
内の左上（）内数字はその標本点における基礎濃度値（
１）であり、同右下の数字はそれぞれの基礎濃度値に対
応した記録される画素の面積比率（ｙ）を示す。

ただし記録される画素の面積比率の使用範囲は５％〜９
５％を使用した。第４表に示された計算値は、記録され
る画素の面積比率（ｙ）が５０％の位置（Ｍよ）を管理
するときに極めて重要なものである。

例えばＥ社製フィルムを使用したカラー原稿から縮小拡
大率１００％の画像を作成するとき、記録画像濃度域０
．９５．ε値１．１２６３８のとき、所望した画質をも
つ画像が形成されたとする。次に第４表の計算値に基づ
いて画素の分布による記録画像を得るための階調特性曲
線を作成する（即ち横軸に原稿画像基礎濃度域（１）を
、縦軸に記録される画素の面積比率（ｙ）をとって階調
特性曲線を作成する）、次に基準となる色成分について
縮小拡大率を変え、縮小する場合には記録される画素の
面積比率が５０％の位置をＳ側に、拡大する場合にはそ
れを１１側に移動させて画像形成を行う。

このようにして得たテスト画像と、上記所望画質が得ら
れた画像（基準成分の画像）の画質と比較する。後者の
画素の分布による画像の画質と同じ画質を持つテスト画
像を選び出し、例えば１／２に縮小したときには、形成
される画像の濃度域が０．８５でεの値が１．１６４４
９．　２００％に拡大したときには形成される画像の濃
度域が１．１０でＥの値が１．０５９５８であったとす
る６　そしてそれらの階調特性曲線を作成し、曲線上の
記録される画素の面積比率（ｙ）が５０％となる直線と
の交点をもとにして、原稿画像のその濃度値の標本点（
実務的には原稿画像を代表する作業基準用グレー・スケ
ール上に標本点を求めることになる）に記録される画素
の面積比率５０％を入れ九ば良いことを知ることができ
る。標本点として記録される画素の面積比率（ｙ）が５
０％となる濃度値を選んだのは色分解作業後、画素の分
布による記録画像を点検するための便宜を考えているか
らである。従って別の方法として標本点を原稿画像の濃
度域の２／８．４／８の点に選び、それに対応する記録
される画像の面積比率を何％にするかを階調特性曲線か
ら求め、これに基づいて色分解作業を行うこともよい。

このように第４表を使用することにより画像の階調の変
換と同時に画像の修正（または変更）を合理的に行うこ
とができる。

なおこの画像の階調の修正（または変更）は、ひとり形
成される画像の縮小拡大率のみならず、発注者の意向、
カラー原稿における対象画像の種類、形成される画像の
使用目的、記録用紙の白変や画像記録材料（トナー等）
の濃度等により行なわなければならない場合がでてくる
が、いずれの場合も第４表によって合理的に対応するこ
とができ、かつ各種の色分解作業を規格、標準化するこ
とができる。

また１本発明によりハイライト部やシャドウ部の画像の
階調の修正（または変更）も同様にして行うことができ
、さらには、カラー原稿のハイライト部にある色カブリ
を特別な対応措置を構することなく、自動的に除去する
ことができる。

（以下余白） 〔発明の効果〕 本発明による画像の階調調整方法、これを利用した画像
処理、及び伝送法は以下のような優れた効果を奏するも
のである。

１）連続階調を有する画像の処理、伝送において基本的
な問題である原稿画像の濃度と受信側で形成される記録
画像における記録される画素の面積比率との相関関係を
決めるにあたり、従来のような非合理的なものでなく、
合理的かつ簡単な決定方法に置換えることができる。ま
た連続階調画像から画素の分布による記録画像への変換
の際、階調の管理（階調の変換、修正または変更）は画
像の階調のみに止まらず、画像の色調にも直接関係する
が、「本調整方式」を採入れることにより画像の階調と
色調を合理的に管理かつ体系化することができる。

２）「本調整方式」を画像の処理、伝送の装置に採入れ
ることにより機器類が合理化、単純化され、製造コスト
の低減が可能になる。

３）形成される記録画像の品質評価基準を原稿画像の内
容から独立して合理的かつ簡単に規定することができる
。

４）原稿画像のハイライト、シャドー及びシャドーから
ハイライトまでの濃度階調特性曲線を科学的、客観的に
規定することができ、現在の高度化、複雑化した画像処
理、伝送の機構を合理化できる。

【図面の簡単な説明】 第１図（ａ）は連続階調を有する原稿画像を画素ブロッ
ク内での単位画素の分布によって表現する場合の例を示
し、第１図（ｂ）は（ａ）の場合に対応する写真製版に
おける網点の大きさで表現する場合を示す図である。 第２図（ａ）は原稿画像の濃度圧縮原稿画像を介して画
素の分布による記録画像に変換する例を、第２図（ｂ）
は原稿画像の階調変換済み濃度域圧縮原稿画像を介して
画素の分布による記録画像に転換する例を示す図である
。 第３図は本発明の階調調整方式により画像処理、伝送及
び記録を行う装置のブロック図である。 第４図はカラー原稿の場合の画像処理、伝送及び記録を
行う装置のブロック図である。 第５図は本発明の階調調整部の構成の例を詳細に示した
ブロック図である。 特許出願人　　株式会社ヤマトヤ商会 代理人　弁理士　水　野　喜　夫 ′８　　　　　ｎ −ノ　　　　　　　　　　＼ノ 第　　２・　図 第　　５　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、送信側において原稿画像を光電走査などして画像情
   報信号に変換し、該画像情報信号に階調調整処理、圧縮
   処理を施した後に変調して送信し、受信側において受信
   した信号を復調して復元処理を施して得られる出力信号
   により画像形成を行う画像の処理、伝送のための方法に
   おいて、 前記画像情報信号を原稿画像上での任意の標本点の基礎
   濃度値（ｘ）（該標本点における濃度値と同画像上の最
   明部における濃度値との差）と、受信側において形成さ
   れる記録画像において前記標本点に対応する画素ブロッ
   クを構成する単位画素の数に対する記録される単位画素
   の数の比（ｙ）とが相関するように処理して階調調整を
   行うようにしたことを特徴とする画像の処理、伝送のた
   めの方法。 ２、画像情報信号の階調調整が、原稿画像上での任意の
   標本点の基礎濃度値（ｘ）と、受信側で形成される画素
   の分布による記録画像上での前記標本点に対応する画素
   ブロックにおける記録される単位画素の数の比（ｙ）と
   が、下記関係式（１）で規定されるように処理するもの
   である請求項１に記載の画像の処理、伝送のための方法
   。 （関係式） ｙ＝ｙ＿ｈ＋｛α（１−１０＾−＾ｋ＾ｘ）／α−β｝
   （ｙ＿ｓ−ｙ＿ｈ）・・・（１）但し、 ｘ；原稿画像上の任意の標本点Ｘの基礎濃度値。 即ち同画像の任意の標本点Ｘにおける濃度値から、同画
   像の最明部Ｈにおける濃度値を差し引いた濃度値。 ｙ；受信側で形成される記録画像上での、前記Ｘに対応
   する画素ブロックＹを構成する単位画素の数に対する記
   録される単位画素の数の比。 ｙ＿ｈ；受信側で形成される記録画像の最明部Ｈの画素
   ブロックに対して設定される、該画素ブロックを構成す
   る単位画素の数に対する記録される単位画素の数の比。 ｙ＿ｓ；受信側で形成される画像の最暗部Ｓの画素ブロ
   ックに対して設定される、該画素ブロックを構成する単
   位画素の数に対する記録される単位画素の数の比。 α；記録シートの反射率。 β；記録材料（トナー等）の表面反射率。 ｋ；（形成される記録画像の濃度域）／（原稿画像の濃
   度域）の比 をそれぞれ表す。 ３、原稿を光電走査等により読取って画像情報信号に変
   換する検出部と、該検出部の出力信号に補正処理を施し
   、さらに階調調整処理を施して記録シートに形成すべき
   画素の分布状態を決定する処理部と、該処理部の出力信
   号に圧縮処理を加える圧縮処理部と、該圧縮処理部の出
   力信号を変調した後に送信する送信制御部とを有する画
   像情報送信側装置と、送信側装置からの信号を受信して
   復調する復調部と、該復調部からの出力信号を復元して
   圧縮前の画像情報信号として出力する出力部と、該出力
   部からの信号により記録シートに画素の分布による画像
   を形成する記録画像形成部とを有する受信側装置、 とからなる画像の処理、伝送のための装置において、前
   記画像情報信号の階調調整処理が請求項２に記載の関係
   式（１）で規定されるように処理されるものであること
   を特徴とする画像の処理、伝送のための装置。 ４、前記画像形成部が、一様に帯電した光導電性層を有
   する像形成体上にレーザ光の走査により前記画素の分布
   を表す潜像を形成し、該潜像をトナーにより現像した後
   に記録シートに転写し、さらに定着するようにしたもの
   である請求項３に記載の画像の処理、伝送のための装置
   。 ５、前記画像形成部が、移動する静電記録式の像形成体
   に対しその移動方向に直角をなす方向に配列された多数
   の記録電極に電圧を印加して静電記録体に静電潜像を形
   成し、該潜像をトナーで現像した後に記録シートに転写
   し、さらに定着するようにしたものである請求項３に記
   載の画像の処理、伝送のための装置。 ６、前記像形成体への潜像の形成、トナーでの現像、記
   録シートへの転写という一連の動作またはその一部を、
   特定の色のトナーで行い、同じ動作を異なる色のトナー
   で行い、以下同様の動作を必要な色数だけ反復して同じ
   記録シート上に位置合せをして転写した後に定着するよ
   うにした請求項４または５に記載の画像の処理、伝送の
   ための装置。