JPH02202175A - 画像走査記録装置における鮮鋭度強調方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、印刷製版用スキャナやツヤクシミリなどの画
像走査記録装置における鮮鋭度強調方法に係り、特に、
最適なエツジ強調の幅を設定する方法に関する。

〈従来の技術〉 画像の輪郭（エツジ）がいかに鮮鋭であるかという感覚
を意味する、いわゆる鮮鋭感（鮮鋭度）は、画像品質、
特に画像の視覚的な好ましさを左右する重要なパラメー
タの一つであり、例えば画像を観視したとき、画像中の
１２ｃｐｄ付近の空間周波数成分が、鮮鋭度に強く寄与
することが知られている（朝食書店　画像工学ハンドブ
ック　Ｐ２５）、ここで、ｃ　ｐ　ｄ　（ｃｙｅｌｅ　
　ｐｅｒ　　ｄｅｇｒｅｅ　）とは、視野角１度の範囲
内に存在する白・黒パターンのベア数をいう、したがっ
て、画像中の１２ｃｐｄ付近の空間周波数成分とは、画
像信号の空間周波数成分のうち、画像上の視野角１度の
範囲内に略１２個の白・黒パターンを作成できるような
空間周波数成分をいう。

なお、空間周波数を表現するには、種々の単位が使用さ
れるが、本明細書では上述のｃｐｄと、１ρ／鱗、　（
ラインベア／ｌｌｌ１）を使用する。また、用語の混乱
を防ぐために、単位ｃｐｄで表示される観視者からみた
空間周波数を“見掛けの空間周波数”と表記し、ｌｐ／
ａｍで表示される複製画像上での空間周波数を単に“空
間周波数”と表記する。

当然、ｃｐｄとｉｐ／−一は観視距離が与えられれば相
互に換算可能である。

画像の複製を行う場合、１２ｃｐｄ付近の見掛けの空間
周波数成分を適度に強調することによって、適当なエツ
ジ強調の幅が得られ、鮮鋭度の高い視覚的に好ましい複
製画像を得ることができる。

ところで、視野角１度の範囲によって区切られる画像上
の区画距離は、画像と観視者との間の距離が拡がるに伴
い長くなる。したがって、この区画内に白・黒パターン
を略１２個作成するための周波数成分、即ち、見掛けの
空間周波数１２ｃｐｄに相当する複製画像上の空間周波
数成分は、画像と観視者との間の距離が拡がるに伴い、
その周波数が低（なるという性格のものである。しかし
、原稿を複製して印刷物を作るような場合、には、鮮鋭
度強調の対象となる空間周波数成分を特定する必要があ
るから、画像と観視者との距離は明視の距Ｍ（一般に、
２５〜３０ｃ＋ｍ　）であるとし、このときの１２ｃｐ
ｄ付近に相当する空間周波数成分を強調するのが普通で
ある。

もちろん、鮮鋭度は視覚的な好ましさであるから、鮮鋭
度強調をどのように施すかを決定する細かいパラメータ
は、鮮鋭度強調を施す装置（例えば、製版用スキャナ）
によって異なり、例えば、複製倍率に応じて強調すべき
空間周波数成分を可変するような装置もある。また、鮮
鋭度は、装置を使用するオペレータの好みによっても、
多少変化するものでもある。しかし、強調される空間周
波数成分の平均的な数値としては、上述のように概括す
ることができる。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上述した従来の鮮鋭度強調方法には、次
のような問題点がある。

即ち、実際には、あらゆる種類の印刷物が明視の距離で
観視されるわけではない０例えば、比較的小さなサイズ
である本の口絵、挿絵などに使用されるものは、明視の
距離で観視されるのが普通であるから、明視の距離にお
ける１２ｃｐｄ付近に相当する空間周波数成分を強調す
ることによって高い鮮鋭度が得られる。

しかし、大サイズのポスターなどの印刷物では、明視の
距離よりも離れて観視されるのが普通である。このよう
な大サイズの印刷物についても、明視の距離（例えば２
５ｃｍ　）で観視したときの１２ｃｐｄ付近に相当する
空間周波数成分を強調して複製したとすると、この印刷
物を例えば、１ｍの距離から観視した場合、４８ｃｐｄ
付近に相当する空間周波数成分が強調されていることに
なる。換言すれば、この距離からではエツジ強調の幅が
狭すぎるために、高い鮮鋭度が得られない、同様のこと
は、出力画像の大きさを考慮せずに、単に複製倍率に応
じて強調すべき空間周波数成分を可変しているような従
来方法についても言える。

このように従来の方法は、出力画像の大きさにかかわら
ず、画像信号中の特定の空間周波数成分の強調処理を行
っているから、出力画像の大きさに応じて観視距離が異
なった場合に、充分な鮮鋭度強調の効果が得られないと
いう問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされた
ものであって、出力画像の大きさに応じたエツジ強調の
幅を設定することによって、鮮鋭度の高い、視覚的に好
ましい複製画像を得ることができる鮮鋭度強調方法を提
供することを目的としている。

＜ｉ＊ａを解決するための手段および作用〉以下、本発
明に係る鮮鋭度強調方法の構成およびその作用を順に説
明する。

（１）指定された条件に基づき出力画像の大きさを求め
る。

例えば、製版用スキャナでは、画像記録を行う際に、原
稿のサイズ、原稿中のトリミング範囲、および複製倍率
などを予め指定している０本発明では、先ず、このよう
な指定条件から出力画像の大きさを求める。もちろん、
条件の指定の方法は任意であり、例えば、出力画像の大
きさを直接的に指定するものであってもよい。

〔２］出力画像の大きさに応じた標準的な観視距離を推
定する。

画像を固視するとき、小さな画像に対しては近づいて固
視し、大きな画像に対しては遠ざかって固視するという
ようなことは、多くの人が無意識のうちにとっている行
動である。このような行動は無意識とは言え、一定の法
則性を内包していると考えられる。本発明では、このよ
うな法則性を妥当な形で定め、この法則性から出力画像
の大きさに応じた好ましい観視距離を推定し、これを標
準的な観視距離としている。

以下、標準的な観視距離の具体的な推定方法の一例を説
明する。

例えば、ＴＶ学会誌（８８・７　講座　ＨＤＴＶ　第２
回）の報告によれば、解像度が充分に高い画像を見た場
合、２〜３Ｈ（Ｈ：画面高さ、画角２０〜３０度）の観
視距離が最も好まれる。これ以下では、画面からの圧迫
感が強く、画面全体が一度に見渡せないなどの理由によ
り、却って好ましさは低下する。

これは高品位テレビジジン（ＨＤＴＶ）の画面について
行った実験の結果であるから、画面の縦横比は３：５程
度で、一定している。この実験の場合、観視距離が２Ｈ
のとき、垂直方向の画角は約３０度、水平方向の画角は
約５０度になる。

上記の実験結果を、縦横比が一定ではない印刷物に適用
した場合、印刷物の長辺を見込む画角が約５０度となる
距離を、標準的な観視距離と推定すればよいと考えられ
る。例えば、Ａ４サイズの印刷物の長辺を見込む画角が
５０度になる位置から固視すると、そのときの観視距離
は約３２ｃｍとなり、このｔｉｔ定方法は日常的な経験
とも良く合致する。

〔３〕推定された標準的な観視距離から出力画像を固視
したときの鮮鋭度に強く寄与する所要の画像信号の空間
周波数成分を求める。

具体的には、強調される画像信号の空間周波数成分は、
見掛けの空間周波数１２ｃｐｄ付近に相当する空間周波
数成分である。この空間周波数成分は、次のようにして
算出される。例えば、Ａ３サイズの印刷物の場合、標準
的な観視距離は４５ｃ−であると推定され、この距離か
ら見たときの１２ｃｐｄの見掛けの空間周波数成分は、
印刷物上では１ａｎあたり略１．５１ｐ（１ｉｎｅ　　
ｐａｉｒ　）の空間周波数成分に該当する（次式■参照
）。ここで、［■あたり１．５１ρとは、印刷物上の１
憎−の範囲内に白黒のパターンが１．５ペアあることを
意味する。

１÷（４５０Ｘｔａｎｌ’÷１２）　＃１．５　１ｐ　
／ａｍ　　−■同様に、Ａ１サイズの印刷物の場合、標
準的な観視距離は９０ｃｍであり、このときの１２ｃｐ
ｄの見掛けの空間周波数成分は、印刷物上では１ｍ１ｍ
あたり略０．７６１ｐの空間周波数成分に該当する（次
式％式％ 〔４〕求められた空間周波数成分を強調する。

鮮鋭度を強調する方法としては、光学的なアナログ方式
と、デジタル方式とがあり、どちらの方式によっても強
調される空間周波数成分を変化させることができる。

（１）　　アナログ方式 以下、第３図ないし第５図を参照する。第３図は光電走
査に使用されるメインアパーチャーＭＡとザブアパーチ
ャーＳＡの模式図、第４図は鮮鋭度強調処理に係る信号
の波形図、第５閏は各信号の空間周波数特性（ＭＴＦ）
である。

第４図（ａ）に示すような原稿を光電走査すると、相対
的に小さいアパーチャーであるメインアパーチャーＭＡ
からシャープ信号Ｓ（第４図（ｂ）参照）が、相対的に
大きいアパーチャーであるサブアパーチャーＳＡからア
ンシャープ信号Ｕ（第３図（Ｃ）参照）が、それぞれ得
られる。これら両信号の差を求め、これを適宜に増減し
た差信号ｋ（ＳＵ）（第４図（ｄ）参照）をシャープ信
号Ｓに加算することによって、鮮鋭度強調信号Ｓ＋ｋ　
（ＳＵ）（第４図（ｅ）参照）が得られることはよく知
られている。

ここで、シャープ信号Ｓ、アンシャープ信号Ｕ。

差信号ｋ　（Ｓ−ｔＪ）　、鮮鋭度強調信号Ｓ＋ｋ（Ｓ
−（〕）の空空間周波数件を示すと、それぞれ第５図（
ａ）〜（ｄ）のようになる。鮮鋭度に強く寄与する空間
周波数成分は、第５図（ｄ）に示す空間周波数成分ｆ、
である、したがって、出力画像を標準的な固視距離から
固視したときに、この空間周波数成分子、が見掛けの空
間周波数１２ｃｐｄに相当する周波数になるように制御
すればよい。

具体的には、メインアパーチャーＭＡの大きさを一定に
しておき、サブアパーチャーＳＡの大きさを変化させる
ことによって、前記空間周波数ｆ０を変位させることが
できる０例えば、上述したＡ３サイズの印刷物の場合、
１．５１ρ／−―の空間周波数成分を強調するためには
、１　／１．５　＝０．６６ｍｍの実効幅をもったサブ
アパーチャーＳＡを使用すればよい。

また、製版用スキャナでは倍率変換の処理を同時に行う
ことが普通であるが、この場合は、前記サブアパーチャ
ーＳＡの実効サイズを前記の値×１／倍率にすることで
、倍率変換後に、必要な空間周波数成分子６を得られる
ことは言うまでもない。

即ち、上側の場合、入力側で原画をサンプリングするメ
インアパーチャーＭＡの大きさが、原画上でＬ（主走査
方向）×Ｍ（副走査方向）　　（ＩＩ鴎Ｘａｍ）であっ
て、倍率変換により同じ画素が出力画像上で、Ｌ’　Ｘ
Ｍ’の大きさに変換される場合、サブアパーチャーＳＡ
の実効サイズは、主走査方向について、０．６６ｘＬ／
Ｌ’　　（＋ｕ＋）の幅、副走査方向について、０．６
６ＸＭ／Ｍ’　　（＋ｕ＋）の幅にすればよい。

（２）デジタル方式 デジタル方式では、アンシャープ信号を得るために、第
６図に示すような、主走査方向および副走査方向に所要
個数の画素を配列した画素領域内の画像信号を平均化処
理する。即ち、原稿を光電走査して得られた画像信号を
デジタルサンプリングして、画素領域内の各画素に対応
する画像信号を得る０画素領域内の中心画素（第６図中
央の斜辺領域の画素）に対応する画像信号をシャープ信
号とし、全画素分の画像信号を平均化したものをアンシ
ャープ信号とする。これら両信号の差を求め、この差信
号をシャープ信号に加算することで、鮮鋭度強調信号を
得る。

ここで、シャープ信号に係る中心画素の大きさを一定に
しておき、平均化する周辺画素の範囲を変化させること
によって、強調される空間周波数成分を変化させること
ができる０例えば、Ａ３サイズの印刷物において、１．
５１ｐ／ｓ−の空間周波数成分を強調する場合、１／１
．５　＝０．６６５ｍの範囲にある周辺画素を平均化す
ればよい、したがって、一画素の大きさを５０μｍとし
た場合、０．６６１０．０５−１３．２＃１３より、１
３　Ｘ　１３個の画素領域を平均処理すればよい。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図は、デジタル方式の鮮鋭度強調処理を行う画像走査記
録装置の要部ブロック図である。

図中、符号１は、デジタル化された画像信号を１走査線
ずつ遅延させるためのラインメモリ群であり、Ｌｌ−Ｌ
ｌ５の各ラインメモリによって構成されている。このう
ち、Ｌｌは中心画素を含んだラインメモリである。

２は、出力画像の大きさに応じて、７種類の画素領域、
即ち、３×３．５×５．７×７．９×９．１１　Ｘ　１
１．１３　Ｘ　１３．１５Ｘ１５の画素領域について平
均化処理を行う平均化処理部である。平均化処理部２は
、各画素領域のうち副走査方向に並んだ画素の画像信号
を加算する加算回路３、加算回路３の出力を主走査方向
について加算する加算処理部４、加算処理部４の出力信
号を所要数で除算して、それぞれの画素領域における画
像信号の平均値を求める除算回路７を含む、なお、各符
号の添字３゜・・・　１５は、上記３×３．・・・、１
５Ｘ１５の画素領域について、それぞれ平均化処理を行
う構成部分であることを示している。

各画素領域における平均化処理は同様であるから、ここ
では５×５画素領域の平均化処理を例にとって説明する
。

ラインメモリ群ｌのうち、ラインメモリＬ５〜Ｌ９によ
って副走査方向に並んだ第１列〜第５列の各５個ずつの
画素群の画像信号が加算回路３゜に順に与えられて加算
される。これらの加算信号は、加算処理部４．のシフト
レジスタ５．に順に与えられる。シフトレジスタ５．か
らは、上記５列分の各加算信号が並列的に取り出され、
これらが加算回路６．に与えられる。加算回路６．は、
５Ｘ５画素領域の全ての画素分の画像信号の積算値を算
出し、この積算値が除算回路７ｓに与えられる。除算回
路７．は、その画素領域内の画素数「２５１で前記積算
値を除算することによって、５ｘ５ｉ！ｉｉ素領域内の
平均化された画像信号であるアンシャープ信号を出力す
る。

このようにして、平均化処理部２において、各画素領域
について算出されたアンシャープ信号Ｕ１．・・・、Ｕ
、、は、選択回路８にそれぞれ与えられる。選択回路８
は、マイクロコンピュータ９からの制御信号に基づき、
前記各アンシャープ信号Ｕｓ、・・・、ＵＳｓのうちか
ら、所要の一つのアンシャープ信号を選択して出力する
。

以下、第２図に示したフローチャートを参照して、マイ
クロコンピュータ９におけるアンシャープ信号の選択制
御手順を説明する。

ステップＳ１：マイクロコンピュータ９は、原稿サイズ
入力部１０から読み取り原稿のサイズを、トリミング範
囲入力部１１から原稿内のトリミング範囲を、複製倍率
入力部１２から複製倍率を、それぞれ入力設定される。

マイクロコンピュータ９は、これらの指定条件に基づき
、出力画像の大きさを算出する ステップＳ２；算出された出力画像の大きさに応じて推
定される標準的な観視距離を演算し設定する。標準的な
観視距離は、出力画像の長辺を見込む画角が約５０度に
なる距離とすることは、前述したとおりである。

ステップＳ３ｊ設定された標準的な観視距離から出力画
像を固視したときの、見掛けの空間周波数１２ｃｐｄに
相当する空間周波数成分を算出する。

ＪＪ１準的な観視距離をＬとした場合、１２ｃｐｄに相
当する空間周波数成分子　＠　　（Ｉｐ　／５ｓｅ）は
次式■で得られる。

ｆｏ　＝　１　＋　（ＬＸｔａｎｌ°＋１２）　　　　
−・・■ステップＳ４：算出された空間周波数成分を強
調するのに適当な画素領域を決定する。算出された空間
周波数成分子、について、１　１ｐの長さは１　／　ｆ
　ｏ　　（ａｒｍ）　テＴｏルから、−辺の長さが１／
ｆ。に最も近い画素領域を、前記７種類の画素領域の中
から選択すればよい。例えば、各画素領域の一画素の大
きさが５Ｑ７１ｍである場合、次のように画素領域が決
定される。

ｉ／ｆ、＜０．２のとき３×３画素領域０．２　≦１／
ｆ、　＜０．３　（７）とき５×５画素領域０．３≦１
／ｆ、＜０．４のとき７×７画素領域０．４≦１／ｆ＊
＜０．５のとき９×９画素領域０．５≦１／１．＜０．
６のときｕｘｉｉ画素領域０．６≦１／ｆ６＜０．７の
とき１３　Ｘ　１３画素領域０．７≦１／ｆ０　　　の
とき１５Ｘ１５画素領域なお、倍率変換処理が鮮鋭度強
調処理の後に行われる場合、強調された成分の周波数が
倍率変換処理によって変化するから、予めこれを考慮し
て画素領域を決定する必要がある＠置体的には、指定さ
れた復製画像倍率がＡ％のときは、前記条件式の１／ｒ
０を（１／　ｆｏ　）　ｘ　（１００／Ａ）　ニ１き換
えて所要の画素領域が決定される。倍率変換処理が鮮鋭
度強調処理の前に行われる場合は、複製倍率を考慮する
ことなく、前記条件式で画素領域を決定することができ
る。

ステップＳ５二画素領域が決定されると、その画素領域
を選択するための制御信号を、選択回路８に対して出力
する。これにより、選択回路８は、決定された画素領域
に係るアンシャープ信号を選択出力する。

以下、第１図を参照する０選択回路８によって選択され
たアンシャープ信号は、次段の差分回路１３に一方の入
力として与えられる。

一方、ラインメモリＬ７に含まれる中心画素に係るシャ
ープ信号Ｓは、マイクロコンピュータ９によって遅延時
間が制御される遅延回路１４を介して、差分回路１３お
よび加算回路１６の他方の入力としてそれぞれ与えられ
る。差分回路１３は、シャープ信号Ｓとアンシャープ信
号Ｕとの差信号Ｓ−Ｕを出力し、この差信号は、次段の
乗算回路１５で適当な係数ｋを乗じられて増減された後
、加算回路１６の一方の入力として与えられる。加算回
路１６は、シャープ信号Ｓと差信号ｋ　（Ｓ−Ｕ）とを
加算し、その加算信号を鮮鋭度強調済みのデジタル画像
信号Ｓ＋ｋ　（Ｓ−Ｕ）として出力する。

以上のように、この実施例によれば、出力画像の大きさ
に応じた適当な画素領域を選択し、その画素領域の平均
化画像信号をアンシャープ信号としているので、出力画
像の大きさに応じてエツジ強調の幅が適宜に可変し、出
力画像の大きさに応じた視覚的に好ましい鮮鋭度の強調
が行われる。

なお、上記実施例では、出力画像の大きさから標準的な
固視距離を求め、次に１２ｃｐｄに相当する空間周波数
成分を求めた後、適当な画素領域を決定したが、これは
複数の出力画像の大きさと、これらに対応する適当な画
素領域との関係を定めたテーブルを予め作成しておき、
このテーブルを参照して、指定条件から求められた出力
画像の大きさから直接的に適当な画素領域を決定するよ
うにしてもよい。

また、本発明を光学的なアナログ処理について適用する
場合、出力画像の大きさに応じた大きさの異なる複数枚
のサブアパーチャーを用意し、第１図に示したマイクロ
コンピュータ９からの選択信号によって、出力画像の大
きさに応じたサブアパーチャーを機械的に選択するよう
にすればよい。

なお、倍率変換には、今日、アナログ的にもデジタル的
にも種々の方式があり（特公昭４４−２３６５１号、特
公昭６０−３７４６４号公報参照）、適宜にこれらの方
式を採用することができる。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、出力
画像の大きさに応じて、強調される画像信号の空間周波
数成分を可変しているから、出力画像の大きさに応じた
エツジ強調の幅が得られ、高い鮮鋭度をもった視覚的に
好ましい出力画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る画像走査記録装置の鮮
鋭度処理部のブロック図、第２図は前記実施例の動作フ
ローチ十−トである。第３図ないし第６図は本発明の説
明に供する図であり、第３図は光電走査に使用されるア
パーチャーの模式図、第４図は鮮鋭度処理に係る各信号
の波形図、第５図は前記各信号の空間周波数特性図、第
６図はデジタル処理方式に用いられる画素領域の一例を
示した模式図である。 １・・・ラインメモリ群　２・・・平均化処理部８・・
・選択回路　　　９・・・マイクロコンピュータＩＯ・
・・原稿サイズ入力部 １１・・・トリミング範囲入力部 １２・・・複製倍率入力部 第２図 出願人　大日本スクリーン製造株式会社代理人　弁理士
　　杉　　谷　　　勉 第 図 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）指定された条件に基づき出力画像の大きさを求め
   、この出力画像の大きさに応じた標準的な観視距離を推
   定し、この観視距離から出力画像を観視したときに鮮鋭
   度に強く寄与する画像信号の所要の空間周波数成分を求
   めて、この空間周波数成分を強調することを特徴とする
   画像走査記録装置における鮮鋭度強調方法。
2. （２）請求項（１）に記載の画像走査記録装置における
   鮮鋭度強調方法において、強調される画像信号の所要の
   空間周波数成分は、１２ｃｐｄ（ｃｙｃｌｅｐｅｒ　ｄ
   ｅｇｒｅｅ）付近の空間周波数成分である画像走査記録
   装置における鮮鋭度強調方法。