JPH06253149A - 階調画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は階調画像読取装置に関し、階調分解
能（階調性）を低下させることなく良好な階調変換を行
うことができる階調画像読取装置を提供することを目的
としている。 【構成】 原稿からの画像情報を読み取る光電変換手段
３と、該光電変換手段３の出力を受けてディジタルデー
タに変換するＡ／Ｄ変換器４と、全体の動作制御を行う
ＣＰＵ６と、前記Ａ／Ｄ変換器４の出力を受けて、ＣＰ
Ｕ６の制御により画像データ変換を行う変換テーブル５
と、原稿を照射する光量調節手段１０とを具備し、前記
ＣＰＵ６が、読み取る原稿の状態に応じて、光量調節手
段１０による光量と、変換テーブル５の変換特性とを組
で調整するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は階調画像読取装置に関
し、更に詳しくは現像済みフィルム等に記録された画像
情報を読み取って最適な画像データを得る階調画像読取
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現像済みフィルム等から画像データを読
み取って、読み取った画像データを階調変換してプリン
トする画像処理装置がある。この種の装置では、フィル
ム等の記録媒体の種類によってオレンジマスク濃度や階
調特性等の記録特性が異なるため、良好な再生画像を得
るためには、画像データの変換処理特性を変える必要が
ある。

【０００３】図８は従来システムの構成概念図である。
図において、１は画像情報が記憶された原稿（例えばフ
ィルム）、２は該原稿１を照射する光源である。３は光
源２により照射された原稿１の画像情報を読み取って電
気信号に変換する光電変換手段（例えばＣＣＤ）であ
る。

【０００４】４は光電変換手段３により読み取られた画
像信号（アナログ信号）を、ディジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換器、５は該Ａ／Ｄ変換器４の出力を入力信号
として受け、階調の変換を行う変換テーブルである。６
は、Ａ／Ｄ変換器４の出力データより画像データの濃度
（明るさ）を求め、この値に応じて変換テーブル５の変
換特性を決定するＣＰＵである。変換テーブル５として
は、例えばＬＵＴ（ルックアップテーブル）が用いられ
る。そして、変換テーブル５から階調特性が調整された
画像信号が出力される。このように構成された装置の動
作を説明すれば、以下のとおりである。

【０００５】光源２により原稿１が照射された状態で、
光電変換手段３は原稿１に記録されている画像情報を読
み取り、電気信号に変換する。変換された画像信号は、
続くＡ／Ｄ変換器４に入ってディジタルデータに変換さ
れる。ＣＰＵ６は、このディジタル画像データを読み取
って、変換テーブル５の変換特性として最適なものを設
定する。この結果、Ａ／Ｄ変換器４の出力を入力データ
として階調変換が行われる。この階調変換としては、例
えば濃度を最適に設定するように変換される。変換テー
ブル５からは、最適な階調変換が行われた画像信号が出
力される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の階調画像読取装
置では、原稿１の画像読み取りレベルを、主として変換
テーブル５によって行っている（例えば特開平３−１７
１９７３号公報）。原稿の画像読み取りレベルの調整を
変換テーブルのみで行うと、以下に示すような不具合が
ある。図９は変換テーブル５の変換特性を示す図であ
る。この例では、入力が８ビット、出力が８ビットの例
を示している。

【０００７】ｆ１は入力が最大（２５５）の時に、出力
が最大（フルスケール２５５）となるような変換特性を
示している。このような入力と出力が１対１の特性を持
たせれば、入力に対応して階調分解能の高い変換をする
ことができる。ここで、階調変換後の画像が濃度が高す
ぎる場合（明るさが低すぎる場合）、濃度を下げるため
に（明るさを上げるため）、ｆ２に示すように変換テー
ブルの変換特性を変えたものとする。ｆ２の変換特性に
よれば、入力に対して明るさの感度を上げるようになっ
ている。つまり、このｆ２の特性では、入力の半分で出
力がフルスケールになるような特性を示している。この
ような特性を用いると、入力１に対して出力が２変化す
るようになり、入力の微妙な変化が出力に出なくなって
しまう。つまり、階調分解能（階調性）が低下してしま
うという問題があった。

【０００８】また、別の方式として、光量を連続的に制
御する方法も考えられるが、制御装置が複雑になる。安
定に高精度の光量調節を行うのが難しい等の問題があっ
た。本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであ
って、階調分解能を低下させることなく良好な画像読み
取りレベルの設定を行うことができる階調画像読取装置
を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
本発明は、原稿からの画像情報を読み取る光電変換手段
と、該光電変換手段の出力を受けてディジタルデータに
変換するＡ／Ｄ変換器と、全体の動作制御を行うＣＰＵ
と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力を受けて、ＣＰＵの制御に
より画像データ変換を行う変換テーブルと、原稿を照射
する光量調節手段とを具備し、前記ＣＰＵが、読み取る
原稿の状態に応じて、光量調節手段による光量と、変換
テーブルの変換特性とを組で調整するようにしたことを
特徴としている。

【００１０】

【作用】ＣＰＵが読み取る原稿の濃度に応じて、光量調
節手段による光量と、変換テーブルの階調特性とを組で
調整するようにした。従って、図９に示すようにｆ１の
特性で濃度が高すぎる場合には、変換特性をｆ２に変更
することなく、光源の明るさを上げるようにする。光源
の明るさレベルは数レベル変化できるようなものでよ
い。このような構成をとることにより、階調分解能を低
下させることなく良好な画像読み取りを行うことができ
る。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明の原理ブロック図である。図
８と同一のものは、同一の符号を付して示す。図におい
て、１は原稿、３は原稿１からの画像情報を読み取る光
電変換手段、４は該光電変換手段３の出力を受けてディ
ジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器、６は全体の動作
制御を行うＣＰＵ、５は前記Ａ／Ｄ変換器４の出力を受
けて、ＣＰＵ６の制御により階調変換を行う変換テーブ
ル、１０は原稿を照射する光量調節手段である。該光量
調節手段１０には、光源も含まれる。光量調節手段１０
の具体例としては、例えばＮＤフィルタを数段設けたも
の，投影レンズ，照明レンズの絞り又は点灯電圧の変更
等が用いられる。このように構成された装置の動作を説
明すれば、以下のとおりである。 （プリスキャン時）光量調節手段１０により原稿１が照
射された状態で、光電変換手段３は原稿１に記録されて
いる画像情報を読み取り、電気信号に変換する。変換さ
れた画像信号は、続くＡ／Ｄ変換器４に入ってディジタ
ルデータに変換される。ＣＰＵ６は、このディジタル画
像データを読み取って、原稿１の各色画像データの最大
値，ヒストグラム累積値（ＣＤＦ）の所定値を与える
値、又は平均値等を求める。そして、求めたこれら値よ
り変換テーブル５及び光量調節手段１０を調整する。そ
して、ＣＰＵ６は、読み取った原稿の明るさ（濃度）に
応じて、光量調節手段１０による光量と、変換テーブル
５の変換特性とを組で調整する。 （本スキャン時）前記プリスキャンで求めた変換テーブ
ル５の変換特性と、光量調節手段１０の制御値により、
原稿１からの画像情報を読み取る。この時の原稿１は、
最適な光量で照射されており、また階調変換特性は最適
値に設定されている。従って、変換テーブル５から得ら
れる画像信号は、光量調節手段１０のもつステップに対
し、ダイナミックレンジを最大限生かした読み取りが行
われる。

【００１２】図２は本発明の一実施例を示す構成ブロッ
ク図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して
示す。図において、２０は原稿１から画像情報を読み取
ってディジタルデータとして出力するスキャナであり、
図１の光電変換手段３とＡ／Ｄ変換器４を含んで構成さ
れる。該スキャナ２０には、ＣＰＵ６によりスキャナゲ
インが設定されるようになっている。５は１０ビット入
力，８ビット出力の変換テーブルで、ここではＬＵＴ
（ルックアップテーブル）が用いられている。

【００１３】２１はスキャナ２０の出力を受けて、ヒス
トグラム演算を行うヒストグラム演算器で、その出力は
ＣＰＵ６に通知されるようになっている。２２はＬＵＴ
５の出力をフレーム単位で格納するフレームメモリ、２
３は該フレームメモリ２２の出力を受けて、ＣＲＴ２５
とスキャナ２０との色合わせを行うＬＵＴ、２４は該Ｌ
ＵＴ２３の出力を格納するビデオメモリである。該ビデ
オメモリ２４の内容は、ＣＲＴ２５に表示される。

【００１４】２６はＣＰＵ６と接続され、画像データを
格納するハードディスク（ＨＤ）である。２７は、ＣＰ
Ｕ６からのタイミング信号を受けて、フレームメモリ２
２のタイミング制御を行うと共に、各種タイミング信号
をビデオメモリ２４及びページメモリ２８に与えるデー
タ転送コントローラである。２９は、ページメモリ２８
の出力を受けるプリンタインタフェース、３０は該プリ
ンタインタフェース２９と接続される画像プリント用の
プリンタである。このように構成された装置の動作を説
明すれば、以下のとおりである。 （プリスキャン時）光量調節手段１０は原稿１を照射
し、スキャナ２０は原稿１の画像情報を読み取って、デ
ィジタルデータとして出力する。このスキャナ２０から
出力される画像信号は、ＬＵＴ５に入力され、入力と１
対１に対応した変化が行われる。ＬＵＴ５は、１０ビッ
トの入力画像信号を各色毎の８ビット信号に１対１で変
換して出力し、フレームメモリ２２に格納する。この時
のＬＵＴ５は、特別な階調変換は行わず、入出力特性を
固定して（例えば入力を１０ビットから８ビットに圧縮
して）そのまま出力する。

【００１５】ＣＰＵ６は、フレームメモリ２２のデータ
や（ここでは、スキャナ２０から読取った生データ）、
カラー画像信号のヒストグラムを演算するヒストグラム
演算器２１による演算結果（及びそれを累積して得られ
る累積ヒストグラム）や、読み取り対象の写真フィルム
（原稿１）に記録されたＤＸコード（フィルム種別，フ
ィルムメーカ，フィルム感度等を示すバーコード）の情
報等に基づいてＬＵＴ５の変換特性を決定する。同時
に、光量調節手段１０の光量の決定も行う。この時の、
ＬＵＴ５と光量調節手段１０の調整は組として行われ、
その調整は、図９について説明したように、入力に対し
て出力のビット数がフルスケール又はこれに近い分解能
を持ち、かつ原稿画像の明るさが最適な値となるように
行われる。 （本スキャン時）前記プリスキャンにより、ＬＵＴ５の
変換特性と光量調節手段１０の光量が最適に調節された
状態で、今度は本スキャンを行う。つまり原稿画像はス
キャナ２０により、読み込まれディジタル画像データに
変換される。このディジタル画像データは、ＬＵＴ５に
入り、ここで明るさ，カラーバランス及び階調変換特性
等を標準状態にする補正が行われる。

【００１６】ＬＵＴ５は、ＣＰＵ６によって設定された
変換特性に従って１０ビットの入力画像信号を各色毎の
８ビット信号に変換して出力し、この変換により標準状
態に調整されたカラー画像信号は、フレームメモリ２２
に格納される。ここで、標準状態とは、ネガ／ポジ原稿
それぞれに対して、代表的な階調特性を有するフィルム
で各シーンが適正な露出・色バランスで撮影された画像
をスキャンした時に得られる画像状態をいう。

【００１７】フレームメモリ２２に格納された３原色
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の画像信号は、標準状態に変換された画
像データを、ＣＲＴ２５の色に変換する機能を有する３
次元色変換テーブル（ＬＵＴ）２３により、色補正が行
われる。色補正が行われた画像信号は、ビデオメモリ２
４に入り、ＣＲＴ２５に表示される。

【００１８】オペレータ２５は、ＣＲＴ２５の表示画像
を見ながら、更に必要な場合には、最適な色に変換する
色修正操作を行う。修正結果はＬＵＴ２３に反映され、
高速に色変換される。そして、このようにして得られた
最終的な色修正結果は、ページメモリ２８に格納され、
該ページメモリ２８の記憶データがプリンタインタフェ
ース２９を介してプリンタ３０により出力される。最終
的な画像データは、ハードディスク２６に格納すること
ができる。

【００１９】なお、フレームメモリ２２，ビデオメモリ
２４からの画像信号の転送は、ＣＰＵ６によりタイミン
グ信号が与えられるデータ転送コントローラ２７によっ
て制御されるようになっている。

【００２０】図３は本発明の動作を示すフローチャート
で、プリスキャン時の動作を示している。先ず、フィル
ムを固定条件でプリスキャンする（Ｓ１）。これによ
り、原稿の画像データが得られる。そして、画像ヒスト
グラムにより光量調節パラメータを得る（Ｓ２）。ここ
で、光量パラメータとは、明るさ（輝度）の最大値，Ｃ
ＤＦ（ヒストグラム累積値）９５％，ＣＤＦ５０％を示
す各色値もしくは画像のエリア毎の平均輝度等より求め
ることができる。

【００２１】図４はヒストグラムの説明図である。
（ａ）はヒストグラム、（ｂ）はヒストグラム累積値で
ある。図において、横軸はスキャナ読取値で１０ビット
（最大値１０２３），縦軸は正規化された頻度乃至はＣ
ＤＦである。例えば、ヒストグラム演算器２１により
（ａ）に示すようなヒストグラムが求まったものとす
る。このヒストグラムからその累積値を求めると、
（ｂ）に示すような特性が得られる。Ａ点以上は、ヒス
トグラムが０なのでその累積値は変化せず、飽和してい
る。

【００２２】光量調整パラメータが求まったら、次にス
キャナゲインを決定し（Ｓ３）、１０／８ビットＬＵＴ
５の変換特性をセットする（Ｓ４）。この時、光量調節
手段１０の調整値も併せてセットする。次に、スキャナ
ゲインをスキャナ２０にセットし（Ｓ５）、フィルムの
再スキャン（本スキャン）を行う（Ｓ６）。なお、プリ
スキャンする代わりに、光電変換手段１０とは別個に設
けた光センサで原稿の明るさを判定して（Ｓ１０）、ス
キャナゲイン設定等を行う方法もある（詳細後述）。こ
の方法によればプリスキャンが不要になる分、処理速度
が向上する。

【００２３】図５は本発明の他の実施例を示す構成ブロ
ック図である。図１，図８と同一のものは、同一の符号
を付して示す。図に示す実施例は、原稿１を一定光量の
光源２で照射し、光電変換手段３で取り込んだ画像デー
タの明るさ等の変換は、光電変換手段３の光蓄積時間を
可変することで調整するようにしたものである。例え
ば、光電変換手段３としてＣＣＤを用いた場合、光蓄積
時間を長くすると、チャージされる電荷が増え、明るさ
が増した画像データとすることができる。逆に、明るさ
を低くしたい時には、光蓄積時間を短くしてやる。この
実施例も、光蓄積時間と変換テーブル５の階調特性とは
組で変更するようにする。

【００２４】図６は本発明の他の実施例を示す構成ブロ
ック図である。図１と同一のものは、同一の符号を付し
て示す。この実施例は、原稿１の明るさを検出する光セ
ンサを別途設けるようにしたものである。光量調節手段
１０で照射される原稿１の明るさは、光センサ３０で検
出された後、Ａ／Ｄ変換器３１でディジタルデータに変
換された後、ＣＰＵ６に通知される。

【００２５】従って、ＣＰＵ６は光センサ３０の出力か
ら原稿の明るさ（原稿濃度）を直ちに知ることができ、
光調節手段１０の光量調節と変換テーブル５の階調特性
の設定を直ちに行うことができる。従って、この実施例
によればプリスキャンの必要がなくなり、処理速度が向
上する。

【００２６】図７は本発明の他の実施例を示す構成ブロ
ック図である。図１と同一のものは、同一の符号を付し
て示す。この実施例では、変換テーブル５をＣＰＵ６に
より可変する構成ではなく、予め入力と出力との関係が
記憶された複数の変換テーブル要素５ａの組み合わせを
用いるようにしたものである。図で、ＬＵＴ１〜ＬＵＴ
ｎが変換テーブル要素である。この時には、光量調節手
段１０の光量の段階をｍ段とすると、ｎ＞ｍの時に有効
である。

【００２７】ＣＰＵ６は、読み取る原稿１の濃度（明る
さ）に応じて前記変換テーブル要素５ａのうちから最適
なものを選択するようにする。この実施例によれば、プ
リスキャン時の画像データの濃度に応じて変換テーブル
５の変換特性をＣＰＵ６が作成する手間がかからなくな
り、最適な変換テーブル要素５ａを選択するだけですむ
ので、処理速度が向上する。

【００２８】前述の実施例では、カラー画像読取装置の
場合を例にとったが、本発明はこれに限るものではな
く、モノクロ画像読取装置に適用することができること
はいうまでもない。

【００２９】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば原稿濃度に応じて光量調節手段の光量と変換テー
ブルの階調特性とを組で同時に設定するように構成する
ことにより、階調分解能を低下させることなく良好な画
像読み取りレベルの設定を行うことができる階調画像読
取装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。

【図３】本発明の動作を示すフローチャートである。

【図４】ヒストグラムの説明図である。

【図５】本発明の他の実施例を示す構成ブロック図であ
る。

【図６】本発明の他の実施例を示す構成ブロック図であ
る。

【図７】本発明の他の実施例を示す構成ブロック図であ
る。

【図８】従来システムの構成概念図である。

【図９】変換テーブルの特性説明図である。

【符号の説明】

１ 原稿 ３ 光電変換手段 ４ Ａ／Ｄ変換器 ５ 変換テーブル ６ ＣＰＵ １０ 光量調節手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿からの画像情報を読み取る光電変換
   手段（３）と、 該光電変換手段（３）の出力を受けてディジタルデータ
   に変換するＡ／Ｄ変換器（４）と、 全体の動作制御を行うＣＰＵ（６）と、 前記Ａ／Ｄ変換器（４）の出力を受けて、ＣＰＵ（６）
   の制御により画像データ変換を行う変換テーブル（５）
   と、 原稿を照射する光量調節手段（１０）とを具備し、 前記ＣＰＵ（６）が、読み取る原稿の状態に応じて、光
   量調節手段（１０）による光量と、変換テーブル（５）
   の変換特性とを組で調整するようにしたことを特徴とす
   る階調画像読取装置。
2. 【請求項２】 前記光電変換手段（３）としてＣＣＤを
   用いた場合に、前記ＣＰＵ（６）が、読み取る原稿の状
   態に応じてＣＣＤの光蓄積時間を調整することにより必
   要な変換特性を得るようにしたことを特徴とする請求項
   １記載の階調画像読取装置。
3. 【請求項３】 原稿の明るさ等の状態を検出する光セン
   サ（３０）を光電変換手段（３）とは別に設け、 ＣＰＵ（６）は、該光センサ（３０）の検出出力に応じ
   て、光量調節手段（１０）による光量と、変換テーブル
   （５）の変換特性とを組で調整するようにしたことを特
   徴とする請求項１記載の階調画像読取装置。
4. 【請求項４】 前記変換テーブル（５）として、予め入
   力と出力との関係が記憶された複数の変換テーブル要素
   の組み合わせを用い、 ＣＰＵ（６）は、読み取る原稿の状態に応じて前記変換
   テーブル要素のうちから最適なものを選択するようにし
   たことを特徴とする請求項１記載の階調画像読取装置。