JPH0531346B2

JPH0531346B2 -

Info

Publication number: JPH0531346B2
Application number: JP62284454A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sayanagi; Kenji Tamuki
Original assignee: Shaken Co Ltd
Current assignee: Shaken Co Ltd
Priority date: 1987-11-10
Filing date: 1987-11-10
Publication date: 1993-05-12
Also published as: JPH01125179A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はカラースキヤナ等のカラー画像処理シ
ステムにおける信号処理方法に関するものであ
る。

［従来技術］例えばカラースキヤナ等のカラー画像入力装置
では、透過原稿あるいは反射原稿を照明光で走査
し、その透過光あるいは反射光を適当なフイルタ
を透過して赤色光(R)、緑色光(G)、青色光(B)に分離
した後、RGBの各光を光電素子で光量に応じた
アナログ信号に変換している。そのアナログ信号
をＡ／Ｄコンバータにより等間隔に量子化を行
い、デジタル信号に変換している。

また他に、RGBのアナログ信号をアナログ演
算回路によりXYZ表色系の３刺激値に対応した
アナログ信号に変換したものをＡ／Ｄ変換する方
法もある。ここでXYZ表色系とは、国際照明委
員会（CIE）が1931年に採用を議決した表色系で
あり、RGB表色系から数学的変換により求めら
れる表色系である。

以上のようにして量子化する際、量子化するビ
ツト数が少なければ量子化誤差が大きく、色の変
化の連続性が表現しきれない。このため、量子化
するビツト数を多くして色のとびが小さくなるよ
うにすれば連続的な色の変化を表現することがで
きる。但しデータ量は多くなる。

［発明が解決する問題点］アナログ信号を量子化するとき、上述のように
等間隔で量子化すると、光量が多い部分と少ない
部分では、人間の視覚的な色とびが異なる形で量
子化される。つまり、光量が多い部分では色とび
が小さく、光量が少ない部分では色とびが大きく
量子化される。

一方、光電素子の出力を対数アンプを通して濃
度に変換した後に、等間隔な量子化を行つた場合
は、濃度の小さい部分で色とびが大きく、濃度の
大きいところでとびが小さくなる。

このような色とびの違いによる色の変化の不連
続性を少なくするためには、色とびが大きく量子
化される部分を基準とし、その部分について色の
変化の不連続性を感じない程度の細かい間隔で量
子化を行い、他の部分についても、それと同間隔
で量子化を行うことにより解決している。しかし
このようにすると、細かい間隔で量子化する必要
のない部分にまでビツトを割り振つてしまうた
め、量子化に多くのビツト数を必要とする。そう
すると上述したようにデータ量が多くなり、各種
データ処理やデータ転送に時間がかかる上、画像
データを記憶するメモリも大きな容量のものが必
要となる。

［問題点を解決するための手段］本発明は以上の点から成したものであり、カラ
ー画像のアナログ信号を量子化する際、少ないビ
ツト数で色の変化の不連続性が目立たない信号を
得ることができるカラー画像処理システムにおけ
る信号処理方法を提供することを目的とし、その
特徴とするところは、画像のアナログ信号をＡ／
Ｄ変換して量子化信号を作成するカラー画像処理
システムにおける信号処理方法において、XYZ
表色系の３刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚのアナログ信号を A′＝Ｆ(A) なる特性のアンプを通してX′、Y′、Z′に増幅し、
更に、 Y″＝X′−Y′＋ａ（ａは定数）の演算を行つた後、 X′、Y″、Z′のアナログ信号をＡ／Ｄ変換して
量子化信号を作成することである。

［発明の概要］本発明はXYZ表色系の３刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを
量子化する際、ＸとＹの間に強い相関が有ること
を利用し、Ｘ、Ｙ、ＺやX′、Y′、Z′ではなく、
X′、X′−Y′＋ａ（ａは定数）、Z′について量子化
を行つてカラー画像の量子化信号とする。

［実施例］第１図は本発明の処理手順を示したフロー図で
ある。本発明は第１図に示すように、基本的に
は、画像読取光電変換して画像のRGBのアナログ信号を
作成 RGBのアナログ信号をXYZ表色系の信号に
変換Ｘ、Ｙ、Ｚのアナログ信号をアンプに通して
X′、Y′、Z′に増幅 X′、Y′のアナログ信号に基づき、 Y″＝Y′−X′＋ａ（ａは定数）なる演算を行う。

X′、Y″、Z′の各アナログ信号をＡ／Ｄ変換
して量子化信号を作成なる手順によりカラー画像の量子化信号を作成す
る。以下にカラー画像入力装置のブロツク図を例
示し、それに基づいて本発明の実施例を説明す
る。

第２図は本発明を適用するカラー画像入力装置
の概略を示すブロツク図である。１は画像読取部
で、例えば透過原稿を連続スペクトルを有する照
明光により走査する。２はハーフミラー、３はフ
イルターで、３−１は赤色光(R)、３−２は緑色光
(G)、３−３は青色光(B)をそれぞれ選択的に透過す
る。４は光電素子で、入射した光量に応じてアナ
ログ信号を出力する。ここで用いる光電素子４は
380〜780nｍの感度をもつものであれば良く、フ
オトマルチプライヤ、シリコンダイオード等で構
成する。５はアナログ演算回路で、光電素子４か
ら出力されたＲ、Ｇ、Ｂのアナログ信号に基づ
き、XYZ表色系の３刺激値に対応したアナログ
信号に変換する。６は前記３刺激値のアナログ信
号を増幅するアンプで、本実施例では入力値を
Ａ、出力値をA′としたとき、 A′＝Ｆ(A) なる特性のアンプである。Ｆ(A)は例えば、Ｆ(A)＝LogA Ｆ(A)＝A^k （0.2≦ｋ≦0.4）等の関数で表わされる特性を有する。

７は、 Y″＝X′−Y′＋ａ（ａは定数）の演算を行うアンプ、８は前記アンプ６，７から
出力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ
コンバータである。

画像読取部１で原稿を走査した透過光はハーフ
ミラー２−１，２−２，２−３により３つに分割
され、それぞれフイルター３−１，３−２，３−
３を透過することにより、Ｒ、Ｇ、Ｂ成分に分離
される。分離されたＲ、Ｇ、Ｂ成分はそれぞれ光
電素子４−１，４−２，４−３に入射し、各光量
に応じたＲ、Ｇ、Ｂのアナログ信号に変換され
る。Ｒ、Ｇ、Ｂのアナログ信号は、アナログ演算
回路５でXYZ表色系の３刺激値に対応したアナ
ログ信号に変換される。アナログ演算回路５の係
数等はフイルタ３及び光電素子４の総合特性と３
刺激値の特性によつて決まる。３刺激値に変換さ
れたアナログ信号はそれぞれアンプ６−１，６−
２，６−３によりX′、Y′、Z′に増幅される。そ
してX′とY′はアンブ７へ送られ、 Y″＝X′−Y′＋ａ（ａは定数）の演算によりX′とY′の差が算出される。ここで
ａはY″がマイナスの値とならないように加算す
る定数である。

このようにして得たアナログ信号X′、Y″、
Z′は、それぞれＡ／Ｄコンバータ８−３，８−
２，８−１でＡ／Ｄ変換し、量子化信号を作成す
る。

以上のようにしてカラー画像の量子化信号を作
成する。

次に、上述したようにY′ではなくX′−Y′＋ａ
について量子化を行うことによつて、色とびが少
ない形で量子化ができる理由について説明する。

第３図は３刺激値XYZを求めるためのJIS
Z8701のXYZ表色系における等色関数〓、〓、〓
のグラフである。この図で、〓と〓に注目する
と、そのピークが50nｍずれているだけであり、
オーバーラツプしている部分が多い。また、スキ
ヤナー等で読み取つて画像処理しようとする被写
体は一般に連続したスペクトルを持つものがほと
んどであり、それを観察するための光源スペクト
ルも比較的連続スペクトルであるため、〓、〓か
ら求められたＸ、Ｙはかなりの相関性を持つてい
るものと予想される。

第４図はＸ、Ｙの相関について、その量を明ら
かにするために、マンセル色立体の最外周部から
22点のマンセル色票を選び、そのＸ、Ｙ、Ｚを求
め、それから、（−LogX）−（−LogY） X^0.3−Y^0.3 を算出して示した表である。この図によると（−
LogX）−（−LogY）は−0.275〜＋0.331、X^0.3−
Y^0.3は−0.110〜＋0.111の値となつており、これ
らの値はそれぞれ元の値、つまりＸあるいはＹの
とりうる値（0.0〜1.0）より小さいことがわか
る。

また第５図は、マンセル色立体のもう少し内側
の色について、第４図と同様にして算出して示し
た表である。この図によると（−LogX）−（−
LogY）は−0.138〜0.157、X^0.3−Y^0.3は−0.063〜
＋0.061のように、さらに小さい値となつている。

このようにＸとＹには大きな相関があるため、
ＸとＹがとりうる値の範囲よりも、その差がとり
うる値の方が小さい範囲に収まる。従つて同じビ
ツト数で量子化した場合、差に対してビツトを割
り振つた方が、より細かい間隔で量子化できるこ
とになる。

［効果］以上説明したように、本発明はカラー画像のア
ナログ信号を量子化する際、X′、Y′、Z′ではな
く、X′、X′−Y′＋ａ（ａは定数）、Z′に対して
Ａ／Ｄ変換するようにしたので、色とびが少ない
形で量子化ができる。

第６図１はX^0.3、X^0.3−Y^0.3＋0.110、Z^0.3につ
いて８ビツトで量子化を行つたときの量子化の範
囲、量子化ピツチ、実質的な量子化ビツト数を表
わした図である。この図からもわかる通り、X^0.3
−Y^0.3＋0.110の量子化の範囲がX^0.3、Z^0.3の1/4と
なつているため、８ビツト（256階調）で量子化
したときの量子化ピツチも1/4だけ細かくでき、
実質的には10ビツト量子化した場合と同等の効果
を有する。従つて第６図２のように、X^0.3−Y^0.3
＋0.110を７ビツトとし、X^0.3を９ビツトとして
X^0.3を細かく量子化することもできる。このよう
に、総ビツト数が同じでも、従来より色とびが少
ない形でカラー画像の量子化信号を作成できる。

第７図はマンセル色票から選び出したそれぞれ
の色について、本発明によつて量子化したとき、
一階調だけずらした色との違いを、JIS Z8729に
示されたｘ、ｙ、ＹよりＸ、Ｙ、Ｚを算出し、
JIS Z8730によつて定められた色差を計算したも
のである。但し、このとき量子化の一階調ずらし
た値は、量子化の軸が３つあり、その組合せによ
り方向性が生じ、ひとつの元の色について全部で
26通りあるため、第７図にはそれらの中の最大値
と最小値を示している。また第７図はそれぞれ８
ビツトで量子化した場合の例である。

第７図からX′（＝LogX又はX^0.3）、Y′（＝LogY
又はY^0.3）、Z′（＝LogZ又はZ^0.3）と、X′、Y″（＝
LogY−LogX＋ａ又はX^0.3−Y^0.3＋ａ）、Z′を量
子化したものを比較すると、どの色でも、色差の
最大値が小さくなつていることがわかる。これ
は、色とびが従来より目立たない形で量子化され
ていることを意味する。

以上説明したように本発明は、少ないビツト数
で色とびが少ないカラー画像の量子化信号を得る
ことができる。そのため、データ量が少なくて済
み、量子化後の各種データ処理やデータ転送が速
くなり、画像データを記憶するメモリの容量も少
なくて良いという大なる効果を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の処理手順を示したフロー図、
第２図は本発明を適用するカラー画像入力装置の
概略を示すブロツク図、第３図は等色関数を示す
グラフ、第４図、第５図はＸとＹの相関について
説明する図、第６図、第７図は本発明の効果につ
いて説明する図ある。１……画像読取部、２……ハーフミラー、３…
…フイルタ、４……光電素子、５……アナログ演
算回路、６，７……アンプ、８……Ａ／Ｄコンバ
ータ。

Claims

【特許請求の範囲】１画像のアナログ信号をＡ／Ｄ変換して量子化
信号を作成するカラー画像処理システムにおける
信号処理方法において、 XYZ表色系の３刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚのアナログ
信号を A′＝Ｆ(A) なる特性の増幅手段を通してX′、Y′、Z′に増幅
し、更に、 Y″＝X′−Y′＋ａ（ａは定数）の演算を行つた後、 X′、Y″、Z′のアナログ信号をＡ／Ｄ変換して
量子化信号を作成することを特徴とするカラー画
像処理システムにおける信号処理方法。２前記増幅手段の特性は、 A′＝Ｆ(A)＝LogA であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のカラー画像処理システムにおける信号処理方
法。３前記増幅手段の特性は、 A′＝Ｆ(A)＝A^k 0.2≦ｋ≦0.4 であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のカラー画像処理システムにおける信号処理方
法。