JPH06103927B2

JPH06103927B2 - トーンカーブ設定方法

Info

Publication number: JPH06103927B2
Application number: JP1277396A
Authority: JP
Inventors: 吉弘岸田
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1989-10-25
Filing date: 1989-10-25
Publication date: 1994-12-14
Anticipated expiration: 2009-12-14
Also published as: EP0424920A3; EP0424920A2; EP0424920B1; DE69024171D1; DE69024171T2; JPH03139976A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、原画像を読取って得られる画像データの階
調変換を行う際に用いられるトーンカーブ（階調変換曲
線）の設定方法に関する。

（従来の技術とその問題点）製版用スキャナなどの画像処理装置においては、原画像
を光電走査によって読取って得られる画像データに階調
変換を施し、それによって所望の階調表現を持った記録
画像を得るようにしている。そして、このような階調変
換を行うにあたっては、固定されたトーンカーブを用い
るのではなく、処理すべき原画像の特徴に応じたトーン
カーブを使用することが望ましい。しかしながら、原画
ごとに適切なトーンカーブを作成しようとすれば、画像
処理装置の構成がある程度複雑にならざるを得ないとい
う傾向がある。

そこで、可能な限り簡単な構成によって各原画の特徴に
応じた階調変換テーブルを得る技術の開発に努力が注が
れている。例えば、特開昭63−42575号公報に開示され
た技術では、画像全体の濃度ヒストグラムに応じて決定
されたトーンカーブと予め準備された標準的なトーンカ
ーブとを任意の比率で合成して必要なトーンカーブを設
定している。

（発明が解決しようとする課題）しかし、原画像内の一部の領域の階調を特に適切に表現
したいときには、上記の技術で作成されたトーンカーブ
が適切でない場合がある。すなわち、上記の技術では画
像全体の濃度ヒストグラムに応じてトーンカーブを設定
するので、階調を適切に表現したい部分画像領域の色調
が画像全体の色調と大幅に異なる場合には、その部分画
像領域の階調表現が所望のものにならない可能性があ
る。

（発明の目的）この発明は、従来技術における上述の課題を解決するた
めになされたものであり、原画像内の一部の領域の階調
を特に適切に表現するのに適したトーンカーブを容易に
設定することのできるトーンカーブの設定方法を提供す
ることを目的とする。

（課題を解決するための手段）上述の課題を解決するため、この発明の第１の構成で
は、（ａ）複数の階調特性に応じた複数の標準トーンカ
ーブを予め準備し、（ｂ）処理対象となる画像について
複数の画像領域を指定し、（ｃ）前記複数の画像領域の
それぞれに適した標準トーンカーブを前記複数の標準ト
ーンカーブから選択し、選択された標準トーンカーブの
それぞれに対する重みを設定するとともに、（ｄ）前記
選択された標準トーンカーブを前記重みを用いて重みづ
け平均することにより、前記処理対象となる画像に対す
るトーンカーブを設定する。

また、この発明の第２の構成では、（ａ）処理対象とな
る画像について複数の画像領域を指定し、（ｂ）前記複
数の画像領域のそれぞれについての統計的濃度分布状態
を求めるとともに、前記統計的濃度分布状態に応じて前
記複数の画像領域のそれぞれに対する標準トーンカーブ
を求め、（ｃ）前記標準トーンカーブのそれぞれに対す
る重みを設定するとともに、（ｄ）前記標準トーンカー
ブを前記重みを用いて重みづけ平均することにより、前
記処理対象となる画像に対するトーンカーブを設定す
る。

（作用）対象画像について複数の画像領域を指定し、各画像領域
に適した標準トーンカーブを設定するとともに、これを
重みづけ平均するので、階調を特に適切に表現したい部
分画像領域がある場合に、その部分画像領域に適した標
準トーンカーブに近い曲線が画像全体のトーンカーブと
して設定される。

（実施例） A.装置の概略構成第１図はこの発明の一実施例を適用するスキャナシステ
ムの概略構成図である。同図において、入力スキャナ１
は原画を走査して画像を読取り、画像処理回路２に画像
信号V₁を供給する。画像処理回路２は、画像信号V₁のBG
R成分をYMCK成分に変換する色演算を行うための色演算
ルックアップテーブル21や、階調変換を行うためのグラ
デーションルックアップテーブル（以下、「グラデーシ
ョンLUT」と呼ぶ。）22などを備えている。画像処理回
路２で処理された画像信号V₂は、ドットジェネレータ
（網点信号発生回路）３に供給され、網点信号V_dotに変
換される。この網点信号V_dotはドットジェネレータ３か
ら出力スキャナ４に与えられ、出力スキャナ４はこれに
基づいてフィルムを露光し、色分解画像を記録する。

このスキャナシステムは、さらに原画に応じた適切なト
ーンカーブを設定するためのトーンカーブ設定装置５を
備えている。トーンカーブ設定装置５は、CPU51と、CPU
51に接続され、キーボード52aとCRT52bとを有するコン
ソール52と、CPUバス53を介してCPU51に接続された２つ
のメモリ54,55とを備えている。またCPUバス53を介して
CPU51とフロッピーディスク56との間でデータを授受で
きるようになっている。トーンカーブ設定装置５で設定
されたトーンカーブは、CPUバス53を介してルックアッ
プテーブルの形でグラデーションLUT22に供給され、格
納される。

B.実施例の動作第２図は、この発明の一実施例の手順を示すフローチャ
ートである。

スッテプS1では、複数の階調特性に応じた複数の標準ト
ーンカーブを準備し、フロッピーディスク56に格納す
る。

第３図は、標準トーンカーブの例を示す図である。図に
おいて、横軸は入力濃度（階調変換前の濃度）を、縦軸
は出力濃度（階調変換後の濃度）ｙを示す。図には、２
本の標準トーンカーブf₁（ｘ），f₂（ｘ）が示されてい
る。

トーンカーブは、一般にシャドー点P_sとハイライト点P_h
との間が様々な形状になるように調整可能であり、この
曲線形状が階調再現特性を表わしている。なお、標準ト
ーンカーブとしては、画像の絵柄（人物，機械，風景な
ど）や明暗（ハイキー，ローキーなど）の異なる様々な
画像の階調特性に応じた複数の曲線が準備される。

ステップS2では、オペレータが階調変換を施すべき原画
像を観察し、これによって、原画像に適したトーンカー
ブの設定に使用する複数の標準トーンカーブf_iとこれら
の標準トーンカーブに対する重みW_iをそれぞれ指定す
る。第４図は、使用すべき標準トーンカーブの指定に用
いられるメニューテーブルの例を示す図である。このメ
ニューテーブルMTには、絵柄（人物，機械，風景など）
や明暗（ハイキー，ローキーなど）の異なる選択枝が配
列されている。このメニューテーブルは例えばCRT52bに
表示され、オペレータがカーソルを移動させて選択枝を
選択することによって、選択枝の階調特性に応じた標準
トーンカーブf₁が指定される。また各標準トーンカーブ
に対するW_iは、キーボード52aを用いて入力される。第
５図は原画像の例を示す図である。ここでは簡単のた
め、原画像の領域を、背景領域（画像領域）R₁と、背景
領域R₁の中にある中間部の階調性の乏しい主被写体領域
（画像領域）R₂に２分できるものとする。そして、背景
領域R₁に適した第１の標準トーンカーブf₁（ｘ）と、主
被写体領域R₂に適した第２の標準トーンカーブf₂（ｘ）
が選択されたものとする。これらの標準トーンカーブf₁
（ｘ），f₂（ｘ）を表わすデータは、フロッピーディス
ク56から読み出されて、それぞれメモリ54,55に格納さ
れる。そして、これらの標準トーンカーブf₁（ｘ），f₂
（ｘ）に対する重みW₁，W₂がオペレータにより、コンソ
ール52を用いて指定される。

ステップS3では、CPU51が原画像に適したトーンカーブf
_d（ｘ）を次式に従って算出する。

f_d（ｘ）＝｛W₁f₁（ｘ）＋W₂f₂（ｘ）｝／（W₁＋W₂） …（１）ここで、０≦ｘ≦x_n：x_nは入力濃度の最大値。

なお、ステップS2において重みW₁，W₂を指定するかわり
に、２つの標準トーンカーブf₁（ｘ），f₂（ｘ）のうち
で優先的に取扱うべきトーンカーブ（例えばf₁（ｘ））
を指定するとともに、他のトーンカーブf₂（ｘ）の重み
W₂＝ａを指定してもよい。このとき、（１）式のかわり
に、次式に従って原画像に適したトーンカーブf_d（ｘ）
が算出される。

f_d（ｘ）＝（１−ａ）f₁（ｘ）＋af₂（ｘ） …（２）ここで、０＜ａ＜１。

第３図には、（１）式または（２）式に従って算出され
たトーンカーブf_d（ｘ）が破線で示されている。このト
ーンカーブf_d（ｘ）は、（１）式からもわかるように、
第１と第２の標準トーンカーブf₁（ｘ），f₂（ｘ）にそ
れぞれの重みW₁，W₂をつけて平均したものである。そし
て、これらの重みW₁，W₂の値を変えることによって、第
１と第２の標準トーンカーブf₁（ｘ），f₂（ｘ）のどち
らか一方に近い階調表現特性を持ったトーンカーブf
_d（ｘ）を得ることができる。例えば、上記の例におい
て、背景領域R₁の階調を適切に表現したい場合には、第
１の標準トーンカーブf₁（ｘ）に対する重みW₁を大きな
値に設定し、第２の標準トーンカーブf₂（ｘ）に対する
重みW₂（又は（２）式における重みａ）を小さな値に設
定すればよい。

なお、第１と第２の標準トーンカーブf₁（ｘ），f
₂（ｘ）を各色成分Y,M,C,Kごとに異なるカーブとし、各
色成分ごとに適切なトーンカーブf_d（ｘ）を求めるよう
にしてもよい。

このように、原画の中の一部の画像領域の階調を適切に
表現するトーンカーブf_d（ｘ）がCPU51によって算出さ
れると、このトーンカーブf_d（ｘ）は、ルックアップテ
ーブルの形式でCPU51からグラデーションLUT22に供給さ
れ、格納される。

ステップS4では、原画を入力スキャナ１にセットして画
像を読取るとともに、得られた画像信号V₁を画像処理回
路２とドットジェネレータ３とで処理した後、出力スキ
ャナ４によって色分解画像が網フィルムとして記録され
る。この際、グラデーションLUT22に格納されたトーン
カーブf_d（ｘ）によって階調変換が行われ、これによっ
て所望の階調特性を有する色分解画像が得られる。

なお、上述の実施例において、トーンカーブ合成後の画
像をモニタで観察し、標準トーンカーブの選択や重みの
設定を再度行うこともできる。

C.他の実施例第６図は、この発明の他の実施例を適用するスキャナシ
ステムの概略構成図である。このスキャナシステムは、
第１図に示すスキャナシステムに信号変換回路６とフレ
ームメモリ７とカラーモニタ８とを加えた構成を有して
いる。信号変換回路６は画像処理回路２から出力された
画像信号V₂を、画素ごとの輝度データI_dに変換する。こ
の輝度データI_dはフレームメモリ７に格納されるととも
に、必要に応じてフレームメモリ７からカラーモニタ８
に与えられて原画の画像がカラーモニタ８に表示され
る。

第７図は、第６図のスキャナシステムを用いた実施例の
手順を示すフローチャートである。図において、ステッ
プS1,S3,S4は第２図のステップと同じである。そして、
第２図のステップS2のかわりに、ステップS21〜S23が実
行される。

ステップS21では、入力スキャナ１によって原画を読取
り、カラーモニタ８に原画の画像を表示する。

ステップS22では、原画像内の画像領域R₁，R₂の位置大
きさをオペレータが指定する。これは、例えばカラーモ
ニタ８の画面上のカーソルをマウスなどで移動させて画
像領域R₂の中心位置を指定するとともに、画像領域R₂の
半径の値をキーボードなどを用いて指定する。この結
果、指定された中心位置と半径で特定される円の内部が
画像領域R₂として指定されたことになる。また、他の方
法として、例えばスタイラスペンなどを用いて画像領域
R₂の輪郭をなぞるように指定してもよい。CUP51は、こ
のように指定された画像領域R₂の面積と背景領域R₁の面
積との比W₂：W₁（またはa:1）算出し、これを（１）式
（または（２）式）の重みとする。なお、このかわり
に、画像領域R₂の面積と原画全体の面積との比を重みと
して用いてもよい。

ステップS23では、原画の各領域に適した標準トーンカ
ーブf_iを選択する。これは第２図のステップS2における
標準トーンカーブの選択と同様にして行われる。

このような原画内の画像領域R₁，R₂の面積比に従って重
みW_i（またはａ）を決定すれば、熟練したオペレータで
なくても原画に適したトーンカーブf_d（ｘ）が容易に得
られるという利点がある。また、オペレータはモニタ画
像を観察しながら、重みW₁・W₂を容易にかつ適切な値に
変更できる。

第８図は、第６図のスキャナシステムを用いた更に他の
実施例の手順を示すフローチャートである。この手順で
は第６図における標準トーンカーブを準備するステップ
S1およびステップS23が無く、そのかわりにステップS24
がステップS22とステップS3との間に挿入されている。

ステップS24では、CPU51が原画内の画像領域R₁，R₂にお
ける濃度ヒストグラムをそれぞれ作成するとともに、こ
れらの濃度ヒストグラムに基づいて画像領域R₁，R₂に適
した標準トーンカーブf₁（ｘ），f₂（ｘ）をそれぞれ作
成する。濃度ヒストグラムとこれに基づいたトーンカー
ブf₁（ｘ），f₂（ｘ）の求め方は、例えば特開昭63−42
575号公報に開示されている。そして、ステップS3では
このように求められたトーンカーブf₁（ｘ），f₂（ｘ）
に基づいて、（１）式または（２）式に従って原画全体
に適したトーンカーブf_d（ｘ）が、求められる。

なお、特開昭63−42575号公報にも示されているよう
に、濃度ヒストグラム以外の統計的濃度分布状態に基づ
いて標準トーンカーブf₁（ｘ），f₂（ｘ）を求めてもよ
い。

第８図の手順によれば、予め多数の標準トーンカーブを
準備しておく必要が無いという利点がある。また、原画
の中の各画像領域に適したトーンカーブをオペレータが
選択する必要がなく、自動的に作成されるのでオペレー
タの能力に依存せずに適切なトーンカーブを設定できる
という利点もある。

なお、この発明はカラースキャナのみでなく、モノクロ
スキャナにも適用が可能である。

また、上記実施例では原画を２つの画像領域R₁，R₂に区
分したが、原画を３つ以上の画像領域に区分してもよ
い。一般に、ｍ個の画像領域に区分した場合には、
（１）式のかわりに次式を用いてトーンカーブf_d（ｘ）
が求められる。

さらに、画像全体を１つの画像領域とし、その中に含ま
れる特定部分、例えば主被写体部分を別の画像領域とし
て設定してもよい。また、対象画像全体を３つ以上の画
像領域に区分した場合に、例えば背景領域の重みを０と
することもできる。

（発明の効果）以上説明したように、この発明によれば、画像を複数の
画像領域に区分し、各画像領域に適した標準トーンカー
ブを設定するとともに、これを重みづけ平均するので、
階調を特に適切に表現したい部分画像領域がある場合
に、その部分画像領域に適した標準トーンカーブに近い
曲線が画像全体のトーンカーブとして設定される。従っ
て、原画像内の一部の領域の階調を適切に再現するのに
適したトーンカーブを容易に設定することができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に適用する装置を示す概
略構成図、第２図は、実施例の手順を示すフローチャート、第３図は、トーンカーブの例を示す図、第４図は、メニューテーブルの例を示す図、第５図は、画像の例を示す図、第６図は、この発明の他の実施例に適用する装置を示す
概略構成図、第７図は、他の実施例の手順を示すフローチャート、第８図は、この発明のさらに他の実施例の手順を示すフ
ローチャートである。標準トーンカーブ……f₁（ｘ），f₂（ｘ）、重み……W₁，W₂,a、画像領域……R₁，R₂

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データの階調変換を行うためのトーン
カーブの設定方法であって、（ａ）複数の階調特性に応じた複数の標準トーンカーブ
を予め準備し、（ｂ）処理対象となる画像について複数の画像領域を指
定し、（ｃ）前記複数の画像領域のそれぞれに適した標準トー
ンカーブを前記複数の標準トーンカーブから選択し、選
択された標準トーンカーブのそれぞれに対する重みを設
定するとともに、（ｄ）前記選択された標準トーンカーブを前記重みを用
いて重みづけ平均することにより、前記処理対象となる
画像に対するトーンカーブを設定することを特徴とする
トーンカーブ設定方法。
【請求項２】画像データの階調変換を行うためのトーン
カーブの設定方法であって、（ａ）処理対象となる画像について複数の画像領域を指
定し、（ｂ）前記複数の画像領域のそれぞれについての統計的
濃度分布状態を求めるとともに、前記統計的濃度分布状
態に応じて前記複数の画像領域のそれぞれに対する標準
トーンカーブを求め、（ｃ）前記標準トーンカーブのそれぞれに対する重みを
設定するとともに、（ｄ）前記標準トーンカーブを前記重みを用いて重みづ
け平均することにより、前記処理対象となる画像に対す
るトーンカーブを設定することを特徴とするトーンカー
ブ設定方法。