JPH0691612B2 - 画像の階調変換方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、絵画，モノクロ写真、カラー写真などの連続
階調画像である原稿画像から網点階調である印刷画像や
その他の２値画像である複写物など（これらを総称して
複製画像という。）を作成する、いわゆる階調画像を複
製するに際して使用される画像の階調の変換方法に関す
るものである。

更に詳しくは、本発明は連続階調画像の複製時に採用さ
れている各種の階調再現法、例えば印刷画像などの作成
にみられる網点の大小で階調や色調を表現する面積階調
法、感熱転写（昇華転写）法やグラビヤ製版法などにみ
られる微小な記録画素自体（１ドット当り）の濃淡で階
調を表現する濃度階調法、画素（単位面積）当りの記録
ドット数やインキの粒数や大きさなどを加減して階調や
色調の再現性を図る方法、これら階調法を複合化したハ
イブリット式階調再現法などに適用され、原稿画像の連
続階調（コンティニュアス トーン,continuous tone）
を複製画像の網点階調（ハーフトーン,half tone）に合
理的かつ科学的に変換することができる新規な画像の階
調の変換方法に関するものである。

（従来の技術とその課題） 連続階調画像である原稿画像｛以下、絵画、モノクロ写
真、カラー写真、手書き原稿などのハードな原稿はもと
より、画像に関するコンピュータ、TV（ハイビジョンも
含む）、ビデオ、電子スチールカメラ（ビデオフロッピ
ー）などの電子データからなるソフトな原稿も含む。｝
から、印刷物やコピーを作成したり、あるいはプリンタ
ーからプリントアウト（出力）するに際して、現像画像
の階調や色調を複製画像において正しく再現することは
画像の品質や画質の高度化のもとでますます要求されて
いる。

前記したごとく、連続階調画像である原稿画像の複製に
関連する産業ならびに技術分野は極めて多岐にわたるも
のであるが、原稿画像のもつ階調を複製画像の階調にお
いて適切に表現する、いわゆる階調の再現には多くの問
題を抱えており、いまだに合理的かつ科学的な階調の変
換技術が確立されていないのが現状である。

以下、このことに関して代表的な産業ならびに技術分野
である印刷画像に例をとって考察してみる。

なお、本発明は、本願出願人による先後願関係にある出
願のために複製画像の対象が印刷画像である場合、該印
刷画像は除外されるものである。しかしながら、本発明
は、発明の契機として印刷画像の階調変換方法をベース
として開発されたものであり、かつ発明の理解のために
印刷画像は好例なものであることから、以下、本発明は
前記したように印刷画像を例にとって説明される。

写真製版カメラ等を使い、連続階調画像である写真原稿
から網点階調画像である印刷画像を作成するとき、ある
いは電子的色分解装置（モノクロ・スキャナー，カラー
・スキャナー）を使って色分解作業をしカラー写真原稿
から網点階調画像である印刷画像を作成するとき、原稿
画像の階調を連続階調から網点階調に変換しなければな
らないことは周知のことである。

しかしながら、従来の写真製版技術（写真技術を利用し
て印刷用原版（網ポジ、網ネガフィルムなど。以下同
じ。）を作る写真製版と、電子的に製版を行ない印刷用
原版を作る電子製版の両方を含む。以下同じ。）におけ
る画像の階調変換方法においては、非科学的なアプロー
チがなされている。即ち、連続階調の原稿画像から網点
階調の印刷画像を作成するときに使用する写真製版用の
網点階調画像がどのような画像の階調特製をもつべき
か、そのような製版用の網点階調画像を得るための作業
基準曲線である網点階調特性曲線をどのように規定すべ
きであるか、ならびにそのような網点階調特性曲線を得
るための合理的な方法をどうすべきかという問題に関し
て、満足すべき科学的な解析、検討が加えられていな
い。これらの問題は、専ら写真製版技術者の経験と勘、
または電子的色分解装置（スキャナー）の設計技術者の
経験的・主観的判断に委ねて対処してきているのが実情
である。

このことは、写真製版及び印刷に係る当業界において、
非常に高価でかつ技術的に高度化された写真製版用機器
の１つであるトータル・スキャナーが普及している今日
においてさえも、言い得ることである。因に、モノクロ
・スキャナーあるいはカラー・スキャナーなどの高度化
された写真製版用機器を使用して網かけ作業、または色
分解・網かけ作業を行なって階調変換するとき、それら
の作業の基準となっている作業基準特性曲線（網かけ作
業あるいは色分解作業を行なうとき、それらの作業の基
準ともなるべき網点階調画像の特性曲線で、モノクロ・
スキャナーでは網点特性曲線、カラー・スキャナーでは
色分解特性曲線ともいわれている）は、これらの機器メ
ーカーの技術者の経験と勘に基づく資料によって決定さ
れ、これを機器の記憶装置に予めメモリーさせておいた
ものを使用するか、あるいはそれらの機器のユーザーが
経験と勘とによって決定したものを使用しているのが現
状である。

従って、写真製版技術における原稿の連続階調画像から
印刷画像の網点階調画像への階調の変換作業が合理的、
科学的に行われておらず、これが写真製版技術全体の合
理的な体系化を阻害している。

これを実態面からみると、多くの高度化された電子的色
分解機器（スキャナー）を用いて印刷画像を作成するた
めの製版作業が行なわれているが、次のような問題点を
抱えたままになっている； （ｉ）〔中間調の階調表現に係る問題〕 （ａ） 現在、高度化した写真製版用機器が普及してい
るにもかかわらず、中間調（印刷物の上で網点面積パー
セントが約40％〜約80％の網点階調部分をいう）のグレ
ー・バランス（濃度バランス）をとることが難ずかしい
こと。

（ｂ） 中間調の色が濁って冴えた色調がでないこと。

（ｃ） 中間調のボリュウム感を出すことが難しいこ
と。

（ｄ） 中間調（これは当然に、絵柄全体の階調や色調
とも密接な関係をもつ）のデリケートな階調を良く出せ
ないこと。

以上のことを反映して、作業実態からみると、 ・通常的な品質が求められる色分解作業においては約10
％ ・高級な品質が求められる色分解作業においては約20〜
30％ の再スキャンが要求され、この再スキャナーの原因の中
で最も大きな割合を占めているのが、印刷画像における
中間調の色バランスの不良であり、これが約30％〜40％
を占めているのが現状である。

（ii）〔非標準カラー原稿を処理するための作業基準特
性曲線の作成に係る問題〕 非標準カラー原稿、即ちカラースキャナー等の設計時に
想定した標準カラー原稿以外の品質内容を持つ非標準カ
ラー原稿（露光および現象処理などが適性に行なわれて
いないもの）を色分解しようとするとき、および同様に
予め同装置に記憶されている色分解特性曲線以外の色分
解特性曲線を使って色分解しようとするときなど、所望
の品質や画質を持った印刷画像を得るための作業基準特
性曲線である色分解特性曲線（即ち階調変換曲線）は作
業者の経験と勘によって定めなければならず、また、そ
のような特性曲線を得るために行うカラースキャナーへ
の基本データの入力作業に非常に多くの時間と費用と労
力および経験を費やさなければならない。

また、カラー原稿のハイライト部に色カブリがある非標
準原稿の場合は、色分解作業に混乱を生じて品質が安定
しない。現在、このような非標準的な原稿の割合は30〜
40％にも及んでいる。

（iii）〔スキャナー操作上の問題〕 （イ） 操作技術の修得・訓練からそれを良く使いこな
すに至るまでに、非常に長い時間を要してしまうこと。

（ロ） 技術者やオペレーターが交代したときに、製品
品質にバラツキが生じ、製品品質の一定化・安定化を図
ることが難しくなってしまうこと。

（ハ） 同じスキャナー装置を使っても、使用する作業
場、作業者によって製品品質に大きな差が出てしまうこ
と。

（ニ） スキャナー装置の持つ高い性能を十分に生かし
きれないケースが多いこと。

（ホ） 原稿の品質内容が変わったとき、同じ品質の製
品を作ることが難しくなってしまうこと。

（ヘ） 依頼者の希望する品質内容を持った製品を作る
ことが非常に困難なこと。

（ト） 大量の原稿が一時に入稿し、そのため、それを
複数の作業場で処理しなければならないとき、製品品質
の均一変を図ることが難しいこと。

（チ） スキャナー製造者と製版および印刷関係当事者
間における装置ならびに製品品質に係る意思の疎通が良
く行われないこと。

（iv）〔写真製版用の網点階調画像を製作するための科
学的アプローチの欠落〕 （１） そしてさらには、電子的色分解装置（スキャナ
ー）等の設計技術者の持つ製版および印刷技術に対する
真の理解が欠落しており、このことが同装置による作業
のフレキシビリティを失わしめる結果を招き、多様化す
る印刷物発注者のニーズに応え難いとか、写真製版技術
者の新しい創造的な色分解法の実験、開発を困難にして
いるとか、同装置を使いながら網点画像の階調にジャン
プ現象を起こすとかの諸問題を解決出来ないままになっ
ている。

（２） また、より根本的には印刷画像の作成にとって
不可欠な原稿画像の連続階調画像から印刷画像の網点階
調画像への階調変換技術において、普遍的で合理的な階
調変換法を確立しようとするアプローチを欠いているこ
とである。このため、写真製版業界のみならず、印刷業
界さらには印刷物発注者を含めて階調変換に関して、様
々な無用の混乱を引き起こしてしまっている。

前記の印刷画像に重点をおいて説明した画像形成技術
を、他の画像形成技術も含めて画像処理技術の観点から
要約すれば次の通りである。

連続階調画像から２値画像、多値画像などの複製画像を
形成する画像処理技術には、原稿の画像情報から中間ソ
フト画像である色分解特性曲線または網点特性曲線など
を介して複製画像を得る間接的画像処理法と、原稿の画
像情報から、直接、複製画像を得る直接的画像処理法と
がある。前者の代表例は印刷画像を得るときのスキャナ
ーによる画像処理法であり、後者の代表例は色分解モニ
ター用CRT画像、感熱型転写画像、インクジエット型複
製画像、トナー型複製画像などを得るときの画像処理法
である。

いずれの画像処理法においても、技術的手段としてエレ
クトロニクス、コンピューター、メカトロニクス技術な
どを用い、画像情報の処理法としてはアナログ処理方式
及び／又はデジタル処理方式に依っていることは同じで
ある。

しかし、何れの画像処理法、画像処理技術においても科
学的、かつ合理的な画像の階調の変換技術をもっていな
い。上記画像処理技術のほとんどが画像の階調や画素の
輝度などの調節機能をもっているが、その調節は結局、
人間の経験と勘に大きく依存している。

そして、この人間の経験と勘に基づく画像の階調の変換
の調整こそが、連続階調画像から２値画像や多値画像な
どの複製画像を形成するにあたって生起する諸問題発生
の根本的事由であり、現在の画像処理技術において緊急
に合理化すべき基本的なポイントである。

（発明が解決しようとする課題） 本発明者らは、既に説明した通り、画像処理技術一般に
おいて極めて重要な役割を果している画像の階調の変換
技術が全く人間の経験と勘に基づいている現状を、新規
に開発した画像の階調変換用関係式を用いることによっ
て科学的かつ合理的な画像の階調変換技術に改良するも
のである。

これを、印刷画像を形成する写真製版の画像処理技術に
ついて詳しく説明すれば、次の通りである。

本発明者らは、当業界が抱えている上記諸問題を生起さ
せている真の原因は、原稿画像（連続階調画像）から印
刷画像（網点階調画像）を作るときの作業の最初の段階
で、かつ最も重要な役割を果している画像の階調変換の
工程に対する考え方が、「技術論的にもまた実務論的に
も、合理的な画像の階調の変換手段を保有せず、専ら人
間の経験と勘とに依拠することをもって足る」とするこ
とであったことに着目し、写真製版技術やその作業の究
極的な合理化を図るためには、科学的で合理的な画像の
階調変換技術を確立しなければならない、との基本認識
の下に、鋭意研究を重ねた。

特に、本発明者らは画像の階調変換の良否が網点階調画
像である印刷画像の階調の良否のみならず、その色調の
良否にも直接的影響を与えるということを多くの事例で
学んでおり、この点からカラー写真原稿をスキャナーに
より色分解し、カラー印刷用の原版を製作している従来
のアプローチに根本的な誤りや欠陥があると考えてい
る。即ち、従来のスキャナー操作においては色補正を第
一義的に重要なものと考え（これをカラーコレクショ
ン、色修正第一主義と称す。

color-correction-first-ism）、これに対して製版およ
び印刷に関して一個一個の網点面積の変化が印刷画像の
階調や色調の変化にいかに大きな影響を与えるかについ
ては（これを階調第一主義と称す。tone-rendering-fir
st-ism）多くの配慮が加えられていない。この点につい
ては、色分解技術あるいはスキャナーに関連した文献を
一目すれば、容易に理解できることである。（J.A.C.Yu
le著，馬渡 力他一名訳「カラーレプロダクションの理
論」,5.2月.1971（05.02.71）印刷学会出版部 P102〜10
3） しかしながら、以上のことがらは印刷画像を表現するた
めの基本的構成要素が「網点の面積」と該網点の上で発
現される「インキの反射濃度」の２つの要素から成り立
っていること、ならびに人間の視覚感覚が網点の大き
さ、すなわち網点面積における１％以下の差異をも濃度
差として容易に識別する能力をもっているという客観的
事実を考えあわせると、極めて奇異なことである。

この点について、本発明者らは次のように考えている。

即ち、現在の色分解技術（それは、同時に、スキャナー
などの設計の基本技術でもある。以下同じ。）は、その
発展過程からして写真画像および写真処理技術に大きく
依存しており、このために印刷画像の形成に対する基本
的な考え方が、写真画像を処理するための技術手法に傾
き過ぎ、前記した印刷画像の本質や印刷画像の作業工程
に対する理解、検討、解析に欠けるところがあったから
である。

現在の色分解技術の特徴は、 ・画像の調整においては、画像の階調や色調、特に画像
の階調を整えることよりも、色修整や色補正などを第１
義的に重要であるとし、 ・また、画像の階調の調整においては、網点階調画像を
作成するための作業基準曲線である原稿画像上の濃度と
それに対応する 網点の大きさの関係を規定する網点階調特性曲線（グラ
デーションカーブともいわれ、これがスキャナーによる
階調変換作業の基準となるものである）が、原稿画像上
のハイライト部の極点（最明部Ｈ）、シャドウ部の極点
（最暗部Ｓ）、及び濃度の中間部位（中間濃度M₁）の３
点で管理されれば好いとしている（以下、３点管理法と
称す）、 としている点にあるといえる。

しかしながら、前記したように、 ・印刷画像を表現するための基本的構成要素が「網点の
面積」と、該網点の上で発現される「インキの反射濃
度」の２つであること、即ち、印刷画像の階調や色調は
「網点の面積」と密接な関係にあること、 ・現在の高度化されたスキャナーの操作において、中間
調（網点面積％値が約40〜80％の領域）の再現に問題が
あり、これは網点階調特性曲線において、例えば50％の
網点を置く位置（M₂）が管理されていないこと（本発明
者は、前記H,M₁,SにこのM₂を加えた、４点管理法の重要
性を多くの事例から学んでいる。）、 からみて、現在の色分解技術のもとでは原稿画像から階
調や色調の再現性が優れた印刷画像を得ようとするには
大きな限界を有していることがわかる。

以上のことから、前記の３点管理法にみられるように、
従来の原稿画像の連続階調画像から印刷画像の網点階調
画像への階調変換法においては、高度化された色分解装
置（スキャナー）を用いながら、階調変換の核心ともい
うべき連続階調画像上の任意の管理点における濃度値
と、これに対応した網点階調画像上の網点の網点面積パ
ーセントの数値とを科学的かつ普遍的に関連させ得る合
理的な手段が存在していなかったのである。

また、原稿画像のＨ及びＳの濃度、ならびにＨからＳに
いたる濃度階調特性曲線、印刷用紙などの印刷画像表現
用基材の表面反射率及び／又は印刷インキなどの画像表
現用色材の濃度などが、常に、千変万化している事情が
原稿画像から複製画像を作成する時の画像の階調の変換
技術の検討を、一層むずかしいものとし、今日までその
研究が十分に行なわれないままできてしまったものであ
る。

本発明者らは、前記した従来の階調変換技術の限界を打
破すべく鋭意研究を続けた結果、連続階調である原稿画
像上の任意の標本点における濃度値とこれに対応する網
点階調画像である印刷画像上の標本点における網点面積
パーセントの数値とを関連づけることにより、どのよう
な場合においても、常に、人間視覚に対して自然な階調
と色調とをもつ印刷画像などの複製画像を得ることがで
きる新規な画像の階調変換方法の発案に及んだものであ
る。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明を概説すれば、本発明は連続階調画像（絵画、モ
ノクロ、カラー写真画像，ネガ、ポジ写真画像，透過、
反射写真画像などの全ての連続階調画像を含む）である
原稿画像を光電走査などして得られる画像情報及び／又
は画像情報電気信号に基づいて網点階調画像である印刷
画像以外の複製画像を作成するときの画像の階調変換方
法において、前記画像情報及び／又は画像情報電気信号
として、原稿画像上での任意標本点（Ｘ）の基礎濃度値
（ｘ）（該標本点における濃度値から同画像上の最明点
Ｈにおける濃度値を差し引いた濃度値）と、複製画像上
での前記標本点（Ｘ）に対応する標本点（Ｙ）における
階調強度値（ｙ）が相関するように、即ち（ｘ）と
（ｙ）が下記＜関係式（１）＞で規定されるように処理
したものを用いることを特徴とする連続階調画像である
原稿画像から網点階調画像である印刷画像以外の複製画
像を作成するときの画像の階調変換方法に関するもので
ある。

＜関係式＞ 以下、本発明の構成について詳しく説明する。

本発明の画像の階調変換方法は、（産業上の利用分野）
及び（従来の技術とその問題点）のところで言及したよ
うに、また後述するように連続階調である原稿画像（こ
れはハード原稿も電子情報などのソフト原稿も含むもの
である）から印刷、複写（コピー）、プリンターなどの
複製画像を作成するあらゆる技術分野において、原稿画
像の階調を合理的に変化しようとするときに直接的に、
あるいは間接的に利用されるものである。

本発明において、本発明の画像の階調変換方法の直接的
利用、あるいは間接的利用とは次のことを意味する。

例えば、印刷物を作成するためのスキャナーを用いた電
子製版において、 ・直接的利用とは原稿画像をフォトマルやCCD（Charge
Coupled Device）センサーなどを用いて光電走査し、原
稿画像の濃度に関する情報を入手しこれを電圧値などの
画像情報である電気信号に変え、その電気信号を前記関
係式（１）で処理して網点面積パーセントの数値に対応
する電気信号（電圧値）を得、これに基づいて露光量を
制御し、網点階調画像である印刷用原稿を直接、作成す
る態様をいう。

・また間接的利用とは、原稿画像の連続階調を前記関係
式（１）を用いて連続階調で変換しておき、階調変換さ
れた連続階調画像を網点階調画像に転換するときは従来
の通常の方法によって行なうという間接的利用方法、な
らびに連続階調濃度値を網点面積パーセントの数値に変
換しうる機構をもつ透過型濃度計などにより、原稿画像
の任意の標本点の濃度値に対応して適正である網点面積
パーセントの数値を予め計測し、これによりスキャナー
による製版作業が正しく行なわれるか、あるいは行なわ
れているかどうを管理するという場合の利用形態であ
る。これは画像情報及び／又は画像情報電気信号を間接
的に利用しているといえる。

以上の如く、本発明の画像の階調変換方法は、その利用
分野は多岐にわたるが、説明の便宜上、印刷画像を作成
するときの画像の階調変換方法に関連して本発明の構成
を詳しく説明することにする。

印刷画像である網点階調画像において、 ・印刷画像を表現するための基本的構成要素が、「網点
の面積」と「インキの反射濃度」の２つであること、 ・経験上、前記「インキの反射濃度」のファクターにつ
いては、印刷版上のＨおよびＳにおける網点を正しく印
刷用紙上に再現させて印刷をする、いわゆる適性な印刷
を行なうという条件下では、印刷機上で加減できるイン
キの量は適性インキ量を中心として±約10％であること
（ものによっては画質や墨文字をよくするために、墨版
では±約20％も加減することがある）、 ・経験上、人間の視覚感覚は「網点面積」パーセントに
おける１％の差異をも濃度差として容易に識別する能力
をもっており、その精度は濃度計よりも優れているこ
と、また製版及び印刷作業工程において同一網点におけ
る面積変動量は約10％にも及ぶこと、 という客観的事実及び経験則を考えれば、網点階調画像
である印刷画像の作成において網点の面積の管理が極め
て重要であることがわかる。

なお、網点の大きさ（網点面積パーセント）は、製版時
の版材表面の砂目の状態、感光材の特質、印刷原版の網
点のボケ足、露光量の変動（露光時間、ランプの照射能
力の低下などの変動要因）、印刷時のインキの温度、粘
度、練度，湿し水の組成、温度、量（多少），紙の表面
状態、印刷圧などにより変化し、画質に大きな影響を与
えることはよく知られた事実である。網点（円形や正方
形などの網点）の直径の変化と基準網点面積からの変化
率をまとめると下表のようになり、網点直径の微小な変
化（５〜10μｍ）でも画質の変化（人間の視覚感覚に当
える影響）に結びつくことを考えるとその管理の重要性
がわかる。また、下表に示されるように、網点の大きさ
の変動量は前記した「印刷インキの反射濃度」の変動量
よりも大きいことが容易に理解することができる。

また、前記したことと関連して写真製版作業において
は、原稿画像の品質内容が千差万別であること、写真製
版作業に続く印刷画像形成工程が多様であり、しかもそ
れぞれの工程はそれぞれの工程なりの作業特質を持って
いること、印刷画像を表現する印刷用紙などの基材及び
印刷インキなどの色材の特質が多様であること、ならび
に印刷物発注者の印刷画像に対する品質評価基準が一様
でないことなどの背景を抱えている。

従ってこれら写真製版、印刷に係る複雑で、不安定な要
因を吸収し克服するためには、連続階調画像を網点階調
画像に変換するにあたって、作成する網点階調画像（印
刷画像）における最明部最小網点（Yh）と最暗部最大網
点（Ys）を任意に、所望した通りに選択することが出
来、しかも最明部から最暗部に至る画像の階調を所望し
た通りの階調に、合理的でしかも簡便に設定し調整管理
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
明の画像階調の変換方法，具体的には前記関係式（１）
で規定される画像の階調変換方法であり、以下、「本変
換方式」という。

なお、「本変換方式」を印刷画像を作成するときの画像
階調変換方法に適用する場合、前記関係式（１）は、印
刷用紙の反射率（α）と印刷インキの表面反射率
（β）、及び印刷画像濃度域／原稿画像濃度域の比
（ｋ）の数値を基礎として、印刷画像のＨとＳに置きた
いと所望する網点の大きさ（yh,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
（ｘ）から印刷画像上の対応した標本点（Ｙ）における
網点の網点面積パーセントの数値（ｙ）を求めるように
運用される。

これらの濃度測定は、一般にはカラー濃度計（透過型、
反射型、専用タイプ、共用タイプなど）を用いて行なわ
れるがスキャナーを使用する場合には、スキャナーに付
属している濃度測定機構により測定すれば良い。

また、「本変換方式」を利用するにあたり、基礎濃度値
（ｘ）に代えて、測定濃度値をそのまま使用することが
できるよう、必要なソフトを画像情報及び／又は同電気
信号処理機構に組み込むことも差し支えがない。

前記した網点面積パーセントの数値（ｙ）を求める関係
式（１）は、一般に認められる濃度公式（写真濃度、光
学濃度）、即ち Ｄ＝log Io/I＝log1/T Io＝入射光量 Ｉ＝反射光量又は透過光量 Ｔ＝I/Io＝反射率又は透過率 から誘導したものである。

この濃度Ｄに関する一般公式を、製版・印刷に適用する
と次のようになる。

ここで、 A:単位面積 dn:単位面積内にある夫々の網点の面積 α：印刷用紙の反射率 β：印刷インキの表面反射率 である。

本発明はこの製版・印刷に関する濃度式（Ｄ′）に、前
述した連続階調画像上の任意の標本点における基礎濃度
値（ｘ）と、これに対応した網点階調画像上の標本点に
おける網点の網点面積パーセントの数値（ｙ）との関連
づけの要請を組込み、理論値と実測値が近似的に合致す
るよう関係式（１）を誘導したものである。

従って、本発明の原稿の連続階調画像から印刷画像の網
点階調画像への画像の階調変換方法は、前記した基準濃
度値（ｘ）と網点面積パーセントの数値などの階調強度
値（ｙ）を相関させて画像の階調を変換するものに全て
及ぶものである。前記関係式（１）でのｘとｙの相関づ
けはその一例であると解すべきで、本発明は上に例示し
た印刷画像を作成するにあたっての画像の階調の変換に
限定されるものではない。連続階調画像である原稿画像
から印刷画像以外の２値画像や多値画像などの複製画像
を得るときの画像の階調の変換においても、そのままあ
るいは適宜の変更を加えて応用することが可能なもので
ある。

本発明の画像の階調変換方法の特徴は、連続階調の原稿
画像（写真画像）がどのような品質内容を持つものであ
っても、例えば、前記関係式（１）で示されるようにyh
とysを、またα値とβ値を任意に選びながら、自分が作
成する網点階調画像がどのような網点階調特性、即ちど
のような網点階調特性曲線で表示されるかを、極めて簡
便に知ることができるということである。

「本変換方式」は、これを任意かつ適宜に、加工、変形
して使用することができる。即ち、本発明の基本例であ
る前記関係式（１）で規定される「本変換方式」は、y
h,ys,α，β,k値， などの値を適宜変えることにより、任意に画像の階調変
換や階調変更（又は修正）を行なうことができる極めて
フレキシビリティーの高いものである。

これを詳述すると、「本変換方式」の適用にあたり、利
用者（作業者）は次のような自由度を持っていることに
留意すべきである； （その１）：関係式（１）を、原稿画像に忠実な印刷画
像を得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
とを第一義的に考えて、関係式（１）を適用すること。
このような画像の階調変換の態度を、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。

（その２）：関係式（１）を、写真製版・印刷技術的な
見地からの必要性，芸術的要請，あるいは印刷物発注者
のニーズなどから原稿画像を修正または変更して印刷画
像を得ることを目的として利用すること。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（又
は変更）されたものを得ることを第一義的に考えて、関
係式（１）を適用すること。このような画像の階調変換
の態度を、本発明では「（画像の）階調（の）修正（変
更）」という用語で説明されている。

本発明による連続階調の原稿画像から網点階調の印刷画
像を作成する際の画像の階調の変換作業は、具体的には
前記した階調変換及び階調修正（変更）は、関係式
（１）のyh,ys,k値，α，β，ε値を適宜変えることに
より容易に行なうことができる。

尚、多色製版（一般にシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、
イエロー（Ｙ）、墨（BL）の４版で１組と考えられてい
る）の場合、基準となる版（多色製版の場合、周知の如
くシアン版（Ｃ）が基準の版となる。）の作業基準特性
曲線、即ち基準となる網点階調特性曲線が決まれば、そ
の他の色版の作業基準特性曲線は、基準となった版のｙ
の値に印刷インキ各色のグレー・バランス比に基く適切
な調整数値を乗ずることにより、常に、合理的に決める
ことが出来る。しかも、このようにして決められた各色
版の作業基準特性曲線は夫々が合理的な特性曲線である
ことは勿論のこと、更にはそれらの特性曲線間の階調お
よび色調に係る相互関係もまた合理的かつ適切なもので
ある。即ち画像の階調変換を「本変換方式」に基づいて
行うならば、多色印刷における印刷画像の階調と色調の
調整、管理を合理的に行うことができる。

以上のようにして、「本変換方式」を用いることに依
り、従来の経験と勘とに頼る画像の階調変換方法から脱
却して、任意かつ合理的に画像の階調の変換を行なうこ
とができ、ひいては階調と密接不可分の関係にある色調
についても合理的に変換することができる。

また、特に写真製版技術上の強い要請に基づき作業基準
特性曲線（網点階調特性曲線）の調整、管理をより合理
的にするため、管理用標本点の位置と数を、例えば50％
網点付近などの任意の場所に、任意の数を集中させるこ
となども容易に行うことができる。前記50％網点に対応
する原稿画像上の濃度点（M₂点）は、従来の３点管理法
（H,M₁,S）において除外されていたもので、本発明者ら
の提唱する４点管理法（H,M₂,M₁,S）においてその管理
の重要性が実証されているものである。

本発明において「本変換方式」を画像の階調の変換に利
用するとき、その利用の目的，手段、方法については、
如何なる制限を受けるものでない。また、画像情報及び
／又は画像情報電気信号の入力及び／又は出力のための
手段、方法など画像処理技法の如何を問わないことは勿
論である。

すなわち、「本変換方式」によって、原稿画像から光電
走査、CCDなどの固体撮像素子、レンズ系などにより入
手される画像情報及び／又は画像情報電気信号を、網撮
りまたは色分解用電子計算機などの計算機構などによっ
て処理する場合に、前記関係式（１）、またはそれに含
まれる項、数値、係数について、画像の階調変換におけ
る合理性を損なわぬ限り、適宜の加工、変形、誘導、省
略などをしても良い。

以上、本発明の画像の階調変換方法を、連続階調の原稿
画像から網点階調の印刷画像を作成する場合について説
明したが、本発明は印刷分野の応用のみにとどまるもの
ではない。

本発明の「本変換方式」を利用した画像の階調変換方法
は、 （ｉ） 既に詳しく説明した凸版、平版、網点グラビ
ヤ、シルク・スクリーンなどの印刷画像、あるいは、ド
ットの大きさを変えることができる溶融転写型感熱転写
画像などにみられる網点（ドット）の大きさで階調や色
調を表現しようとする場合（これは面積階調法ともいわ
れる。）はもとより、 （ii） 昇華転写型感熱転写画像、（銀塩利用）熱現像
転写像、コンベンショナル・グラビヤ画像などにもみら
れる一定面積である画素当り（例えば１ドット当り）に
付着させる印刷インキなどの顔料、染料（色素）などの
濃淡により階調や色調を表現しようとする場合、（こえ
は濃度階調法ともいわれる。）、 （iii） デジタル式の複写機（カラーコピーなど）、
プリンター（インキジエット式、バブルジエット式な
ど）、あるいはファクシミリなどにみられる一定面積当
りの記録密度、例えばドット数、インキの粒の数や大小
などを変化させることにより階調を表現しようとする場
合（これは、前記（ｉ）の面積階調と似ている）、 （iv） ビデオ信号、テレビ信号、ハイビジョン信号な
どの画像情報電気信号より、単位画素の輝度の強弱を調
整して画像を表現するCRT画像やこれらから階調のある
印刷物やハードコピーを得ようとする場合、 など、連続階調の原稿画像から網点やドットあるいは単
位画素の濃度や輝度の変化などの表現形式により２値画
像や多値画像などの非連続の階調画像を複製しようとす
る場合に有効なものである。（なお、印刷画像において
は前記した面積階調法のみでなく、ダブルトーンや補色
方式などにより階調を多値的に表現する方法も採用され
ていることは周知のことである。） その際、連続階調の原稿画像（ハードな原稿もソフトな
原稿も含む）から入手される画像濃度に関する画像情報
及び／又は画像情報電気信号（アナログでもデジタルで
もいずれでも良い）を「本変換方式」で処理するには、
前記した各種応用分野の機器の画像処理部（階調変換
部）で行ない、その処理値であるｙ値（階調強度値）に
対応させて機器の記録部（記録ヘッド）の電流値や電圧
値、あるいはその印刷時間などを制御し、網点面積，一
定面積（１画素）当りのドット数，一定面積（例えば１
ドット）当りの濃度などを変化させて網点階調あるいは
濃度階調などの非連続の階調画像を出力するようにすれ
ば良い。そして「本変換方式」の項や係数の数値は、応
用分野において適宜決めれば良い。

また、「本変換方式」は、濃度表示とともに網点面積％
などをも表示させるようにした濃度・階調変換機構つき
濃度計、色分解事前点検用や色分解教育用シミュレータ
などの印刷関連機器として応用することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の画像の階調変換方法を、特に連続階調で
ある原稿画像を網点階調である印刷画像へ階調変換する
実施例に基づいて更に詳しく説明するが、本発明はその
要旨を超えない限り、以下の実施例のものに限定される
ものではない。

（ｉ） 「本変換方式」による画像の階調変換法の概要 まず、第１図に基づいて、「本変換方式」による代表的
な画像の階調変換法について、その概要を説明する。

画像の階調変換の方式には、基本的には変換（又は修
正、変更など）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持つ連続階調画像を、直
接、網点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
階調画像を介して網点階調画像に転換（既に階調の変換
等を行なっているので、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、前記した何れの方式にも、濃度域を圧縮するか否
かにより連続階調画像の濃度域を圧縮せずに直接網点階
調濃度域に変換する方式と、印刷画像の網点階調濃度域
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。

実際の製版実務においては、これら基本的な画像の階調
変換方式の中から、作業目的や作業環境などに適したも
のを選んでいるのが実情である。

その代表例として、第１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）の濃度を比例的
に圧縮して濃度域圧縮原稿画像を得、次いでこれを介し
て網点階調画像に変換する例を示す。この場合は「本変
換方式」をそのまま使用すれば良い。

一方、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、階調変換済みの濃度域圧縮原稿画像を得、
次いで、この当像を比例的に転換して網点階調画像を作
る例を示す。この場合はyh、ysの数値に画像の濃度値
を、かつｋ値を利用することにより所望の階調変換した
原稿画像（連続階調）が得られる。そして、この画像を
比例的に転換すれば良い。

第１図（ａ）、（ｂ）において、 Do…連続階調である原稿画像の濃度値。

DRo…連続階調である原稿画像の基礎濃度域。このDRo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。

Ｄ′ｏ…連続階調である原稿画像をｋ値により濃度域を
比例的に圧縮した濃度域圧縮原稿画像の濃度値。

DR′ｏ…濃度域圧縮原稿画像の濃度域。

Ｄ″ｏ…連続階調である原稿画像を、「本変換方式」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
濃度値。

DR″ｏ…連続階調である原稿画像を、「本変換方式」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…網点階調である印刷画像の網点面積パーセント。

DRp…印刷画像濃度域。

Ｐ…印刷画像の品質評価基準らに基づく網点階調特性
値。Ｐ値はｙ値と比較され、両者の整合性が評価され
る。

Ｈ…原稿上の最明点（ハイライト部の極点） Ｓ…原稿上の最暗点（シャドウ部の極点） M₁…原稿上の濃度の中間の部分の点（中間濃度点） M₂…網点階調である印刷画像において、50％網点（面
積）を位置づける原稿上の濃度点 （ii） 「本変換方式」による画像の階調変換方式の実
施要領 次に、本発明の「本変換方式」を用いた画像の階調変換
方法の実施の要領を説明する。

本発明方法により画像の階調の変換を行う場合の作業要
素（付記の符号は、前記関係式（１）に対応させてあ
る）は、 色分解作業を行おうとする連続階調画像である原稿画像
につき、当該画像の基礎濃度域（原稿画像の最暗部濃度
値から最明部濃度値を差し引いた数値）を求め、 次に、管理点として選んだ原稿画像上の任意の標本点
（Ｘ）における基礎濃度値ｘ（該標本点における濃度値
から同画像上の最明点における濃度値を差し引いた濃度
値）を求め、 次に、上記により求めた原稿画像の基礎濃度域において
任意の標本点（Ｘ）の基礎濃度値（ｘ）、さらには得よ
うとする網点階調画像における最明点の最小網点の網点
面積パーセントの数値（yh）と最暗部の最大網点の網点
面積パーセントの数値（ys）を任意に選定し、 そこで、原稿画像上の上記基本点（Ｘ）に対応する網点
階調画像上の標本点（Ｙ）の網点面積パーセントの数値
（ｙ）を、前記関係式（１）により求める、 という手順となるが、最も通常的な機械装置である電子
的色分解装置（スキャナー）により「本変換方式」を実
施する場合の要領を以下に述べることとする。

本発明の画像の階調変換方法を用いて、例えば網点階調
画像である印刷画像の原版、すなわち印刷用原版を製作
するには、当業界においての周知の既存システムを利用
すればよく、市販の電子的色分解装置（カラー・スキャ
ナー、トータル・スキャナー）等の色分解・網かけ機構
に、「本変換方式」を組み込むことにより達成される。

即ち、連続階調画像である原稿画像に対して小さなスポ
ット光を照射し、この反射光あるいは透過光（画像情報
信号）を光電管部（フォトマル）で受光し、光の強弱を
電圧の強弱に変換し、得られた画像情報電気信号（電圧
値）をコンピュータによって所要の整理・加工を行な
い、コンピュータからアウトプットされる加工した画像
情報電気信号（電圧値）に基づいて露光用光源光の制御
を行ない、次いで生フィルムにスポット光をあて印刷用
原版などを作成する周知の既存システムにおいて、例え
ば原稿画像の画像情報及び／又は画像情報電気信号を整
理・加工するためのコンピュータの計算機構部に、「本
変換方式」を利用して連続階調の画像情報電気信号を加
工して網点階調の画像情報電気信号となすことができる
ように仕組んだソフトを組み込めば良いだけである。

光電走査用のスポット光を順次、点に分割しながら進行
させ、一方露光部もこれと同期するように行えば、標本
点（Ｙ）の網点面積パーセントの数値が、前記関係式
（1₎により導き出される網点面積パーセントの数値
（ｙ）を持つところの網点階調画像を有する印刷用原版
を用意に得ることができる。

電子的色分解装置などにおいて、「本変換方式」を利用
する手段方法に別段の制限はない。

なお、市販スキャナーの管理パネル部に、オンまたはオ
フタイプに主要な管理ポイント（例えばH,M₂,M₁,Sな
ど）別に基礎濃度値（ｘ）と網点面積％値（ｙ）を、あ
るいは網点階調特性曲線などを表示させ、管理の便宜を
図るようにしても良いことはいうまでもないことであ
る。

（iii） 「本変換方式」の計算値と実務との整合性 次に、「本変換方式」により導き出された計算値（基礎
濃度値（ｘ）と網点面積パーセント（ｙ）の関係）と、
カラースキャナーを使用して色分解作業を行っている会
社の実務値を比較して「本変換方式」の有効性を評価し
た。結果を第１表と第２表に示す。

（１） 第１表についての解説 第１表に、「本変換方式」により導き出された計算値
と、西独ヘル社製カラースキャナーCP−341ERを使い、
イーストマンコダック社製標準・グレー・スケール（S.
G.S）を標準とし、イーストマンコダック社製カラーフ
ィルム（Ｅ社製）および富士フィルム社製カラーフィル
ム（Ｆ社製）を原稿として色分解作業を行っているＡ社
の作業標準網点面積パーセントとを対比した結果を示
す。

（２） 第２表についての解説 第２表に、「本変換方式」により導き出された計算値
と、大日本スクリーン社製カラースキャナーSG−808を
使い、富士フィルム社製標準・グレー・スケール（S.G.
S）を標準とし、イーストマンコダック社製（Ｅ社製）
および富士フィルム社製カラーフィルム（Ｆ社製）を原
稿として色分解作業を行っているＤ社の作業標準網点面
積パーセントとを対比した結果を示す。

以上の、第１表〜第２表の結果から、Ａ製版会社および
Ｄ製版会社における標準網点面積パーセントは、何れも
作業者の経験と勘で設定されるという現実、また、それ
ら作業者は夫々の標準網点面積パーセント表（テーブ
ル）が最良のものであるとは考えておらず更に改良を望
んでいることなどを考慮すると、それら標準網点面積パ
ーセント表と「本変換方式」の計算結果とは、実務的に
整合していると判断できる。

なお、本発明の「本変換方式」は前記発明の構成の項で
記したように操作性に高い自由度を持っていること、種
々の要請に対して高い対応性を備えていることから、標
準網点面積％表を最良・最適のものに容易に設定するこ
とができる。

また、「本変換方式」による場合、印刷インキの反射濃
度（これはDRp,εに影響を与える）を基礎として、DRp
（印刷画像濃度域）値とε値を適切に選ぶことにより、
合理的に印刷画像の網点階調を管理することができる。

第１表〜第２表の計算値（及び後述する各表において示
した計算値）は、通常の知識を有する者が市販の通常の
簡易計算機（本発明者が実験に使った場合でいえば、商
品名シャープ・ピタゴラス（ET-509A），シャープ社
製）を使うことによって、一回の連続した計算操作で、
所定のyh,ys,ε値,k値を設定して、ｘ値からｙ値を簡単
に求めることができるものである。

（iv） （実験例） 画像のＨおよびＳの測定濃度値が、0.2〜2.80の静物画
と、0.2〜2.70の人物画を有するポジ・カラー・フィル
ムを原稿とし、黄版のベタ刷り濃度を0.9（この値より
β値を算出する）、紙の反射率（α）を100％、色分解
の基準の版である藍版の印刷画像のＨに３％網点、Ｓに
95％網点を置くことを前提として、関係式（１）によっ
て求めた画像情報を藍版（ｃ）の色分解特性曲線（網点
階調特性曲線）とした。さらにその藍版（ｃ）の色分解
特性曲線を基準として、Ｈでは２％網点、Ｓでは90％網
点、さらに中間調では藍版よりも８〜10パーセント少い
網点面積パーセントの網点が得られる特性曲線を、パソ
コンを使い関係式（１）によって求め、これを黄版
（Ｙ）と赤版（Ｍ）のための色分解特性曲線とした。

墨版（BL）については、これまでの色分解特性曲線をそ
のまま使うこととし、色修正、色補正についても従来通
りとした。

以上の与件の下で、西独ヘル社製CP-341ERスキャナーを
使って色分解を行い、クロマリン法（デョユポン社製商
品名）によって色校正（カラープルーフ）をしてみたと
ころ、予め予測した通り、極めて満足すへき結果を収め
ることが出来た。

すなわち、印刷画像全体の調子は、カラー印刷紙画像の
品質や画質に比べて優るとも劣らず、画像の階調や色の
シャープさも満足すべきものであった。

特に、これまで印刷画像での再現が難しいと言われてい
た、毛布のような柔らかい感じの被写体と、金属製品の
ような硬い感じの被写体の双方の画質を同時に良く表現
（再現）することが出来たことは、当初予想していなか
った本発明の効果であった。

（ｖ） 「本変換方式」の階調の修正（又は変更）への
適用 本発明は、前記発明の構成の項で記したように本来の機
能たる画像の階調の変換（すなわち、連続階調から網点
階調への階調の変換）を科学的、合理的に行うばかりで
なく、同時に、画像の階調と色調の調整および画像の階
調の調整・管理をも科学的、合理的に行うことができ
る。従って本発明の画像の階調変換方法は、画像の階調
変換を行った後の印刷画像として、人間の眼で観察した
時に視覚感覚的画像の画質それ自体が原稿画像を修正
（または変更）したと認識されるものを得ること、即ち
原稿画像に対する修正、所謂画像の階調の修正（または
変更）にも有効に利用される。

この印刷画像の階調の修正（又は変更）は、例えば縮少
拡大率の大小による50％網点位置（M₂）の移動の場合、
ハイライト部あるいはシャドウ部の階調を良く（強く）
表現したい場合、ドット・ゲイン現象に対する調整の場
合などに必要な手段である。

例えば、印刷画像のハイライト部（Ｈ）の最小網点およ
びシャドウ部（Ｓ）の最大網点の網点面積をそれぞれ５
％および95％の特定値に固定したとき、印刷インキの反
射濃度（黄インキを基準とする）の変化によって、ある
いは、原稿画像から印刷画像への縮少拡大率の変化によ
って、印刷画像上において極めて重要な管理点である50
％網点の設定点（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良いかが問題となる。

第３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わせて、複数の
ものを用意しておくことにより合理的に50％網点の位置
（M₂）を移動させることができ、これにより画像の階調
の調整を行なうことができる。

第３表中の印刷画像濃度域（第１図のDRpに相当）は、
使用するセット・インキの中の黄インキのベタ濃度に依
って決定され（そして、これに基づいてβ値も決定され
る）、その下の（ ）内の各数字は、 の値である。

表中の各スペース（枠）内の上段（ ）内数字は、その
標本点における基礎濃度値（ｘ）であり、同下段の数字
は、夫々の基礎濃度値に対応した網点の網点面積パーセ
ント（ｙ）の数値を示す。

但し、網点の使用範囲は当業界の常法にならい網点面積
５％〜95％を使用した。第３表に示された計算値は、50
％網点位置の管理、またM₂点における網点面積パーセン
トの管理のために極めて重要なものである。

たとえば、Ｅ社製フィルムを使用したカラー原稿から縮
少拡大率100％の印刷画像を作成するとき、印刷画像濃
度域を0.95、ε値を1.12638としたときに、所望した画
質をもつ印刷画像が得られたとする。

次に、この第３表の計算値にもとづいて網点階調特性曲
線を作成する（即ち、横軸に原稿画像基準濃度域（ｘ）
を、縦軸に網点面積％（ｙ）をとって特性曲線を作成す
る。）。

次に、基準となる版について縮少拡大率を変え、縮少す
る場合には50％網点位置をＳ側に、拡大する場合にはそ
れをＨ側に移動させて、フィルム上に網点階調画像を作
成する。

このようにして得たテスト画像と、上記所望画質が得ら
れた印刷画像の基準版の網点階調画像とを比較する。

後者の網点階調画像の画質と同じ画質をもつテスト画像
を選び出し、たとえば、1/2に縮少した時には、印刷画
像濃度域が0.85でε値が1.16449,200％に拡大した時に
は印刷画像濃度域が1.10でε値が1.08629,400％に拡大
したときには1.25とε値が1.05958であったとする。

そしてそれらの網点階調特性曲線作成し、曲線上の50％
網点を示す直線との交点をもとにして、原稿画像のどの
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50％網点を入れたら良いかを知ることができ
る。

標本点として50％網点を入れる濃度値を選んだのは、色
分解作業後、網点階調画像を点検するための便宜を考え
ているからであり、50％網点にこだわる必要はない。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、そこに入れるべき網点面積を何％に
するかを、網点階調特性曲線から求め、これにもとづい
て色分解作業を行うことも良い。

このように第３表を使用することに依り、画像の階調の
変換と同時に画像の階調の修正（又は変更）を合理的に
行うことが出来る。

なお、この画像の階調の修正（又は変更）は、ひとり印
刷画像の縮少拡大率のみならず、印刷物発注者の意向、
カラー原稿に撮影されている対象画像の種類、印刷画像
の使用目的、印刷用紙の白度や印刷インキの濃度などに
よっても行われなければならないが、いづれの場合も第
３表に依って、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、標準化することが出来る。

また、ハイライト部やシャドウ部の画像の階調の修正
（又は変更）も同様にして行なうことができ、さらには
前記した画像の階調調整を行なうことにより、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
講ずることなく、自動的に、除去することが出来るもの
である。

以上のようにして、本発明において、これまで人間の経
験と勘と熟練にもとづいて行われていた色分解作業にお
ける画像の階調の変換および画像の階調の修正（又は変
更）を科学的に合理化することが出来る。

（vi） 「本変換方式」により計算した他の諸表とその
有用性 今日まで、写真製版、特に色分解作業などの最初の作業
工程であり、かつ印刷画像形成の基礎ともなる画像の階
調の変換作業（本発明においては、これを階調第一主
義、tone-rendering-first-ismという用語で、その重要
性を位置づけした）を、専ら人間の経験と勘とに依存し
ていたため、色分解作業などを真に印刷画像のサイドか
ら理論的に解析する試みがなされてこなかった。

しかしながら、本発明の「本変換方式」は、これを科学
的で合理的な方法に改めることが出来るものである。

そこで、色分解作業にとって最も基本的な種々の事項に
ついて論理的な検討を加えるために有用な基礎資料（第
４表〜第８表に示した表）に基づいて、「本変換方式」
の有用性を指摘して行くこととする。

すなわち、これらの基礎資料から、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んであるのか、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
ないのかの要素を抽出することができる。

なお、各表の作成において、全てα＝100％，β＝０％
とした。

〔第４表についての解説〕 第４表は、α＝100％，β＝０％である場合の印刷画像
濃度域（あるいは画像のコントラスト）を基準として、
印刷インキの反射濃度が変化したとき、人間の視覚的感
覚の濃度にどのような影響を及ぼすかを網点面積％で示
したものである。しかし、α＝100％，β＝０％を基準
としているため、網点面積％の数値は、そのまま、印刷
画像を観察したときの視覚感覚によって認識される濃度
値と同じである。

〔第５表についての解説〕 第５表は、上記と同様の条件下において、印刷インキの
濃度が変化した場合、網点面積％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、人
間の視覚的感覚に対して、同じ画像の調子、同じような
画質をもつ印刷画像を作り出すために必要な、各標本点
における網点面積％の数値を一覧表にしたものである。

換言すれば、与件が理想的な場合における、使用する印
刷インキの最高濃度値に対応した理想的な網点階調特性
曲線上の各標本点の網点面積％の数値を一覧表にしたも
のである。

〔第６表についての解説〕 第６表は、第５表と同様に、網点面積％の使用範囲を０
％から95％とした場合の、理想的な網点階調特性曲線上
の、各標本点の網点面積％の数値を一覧表にしたもので
ある。

〔第７表についての解説〕 第７表は、基本的条件は第６表と同じであるが、当業者
で常用されている網点の面積の使用範囲（５％〜95％）
を用いた場合、理想的網点階調特性曲線上の、各標本点
に何％の網点を置かなければならないかを示した表であ
る。

因みに、この一覧表が「本変換方式」の原型であること
は説明の要のないところである。

〔第８表についての解説〕 第８表は、原稿画像から白黒印刷画像を作り出す時、印
刷インキの濃度（印刷画像濃度域）および網点の使用範
囲（当業界の白黒網撮り作業の常法にならって網点の使
用範囲を選定した。）が変化するとき、理想的網点階調
特性曲線を得るためには、管理点としての各標本点にお
ける網点面積％の数値をどのようにしなければならない
かを一覧表にしたものである。

また、この一覧表から、印刷インキの濃度が同じであっ
ても、網点面積の％の使用範囲を変えたとき、理想的網
点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出来る。第８表におい
て、網点％理論値の欄の網点％値はＥ＝1,（α＝1.0,β
＝０）のときの値であり、その他は表中に示されたＥ値
のときの値である。この場合、Ｅ値は、α＝1.0,βは印
刷インキの濃度（印刷画像濃度域）から求められた値、
即ちβ＝10^{−（印刷画像濃度域）}を用いて決めた。

なお、連続階調画像である原稿から1:1に対応した網点
階調画像である白黒印刷画像を作ること、および白黒印
刷画像の階調を任意に調整することが出来る技術、手法
を体得することは、多色製版の色分解作業の基本でもあ
る。

以上の例に示した連続階調画像の基礎濃度と網点階調画
像の網点面積％との様々な角度からの理論的な検討を重
ねることによって、はじめて、画像の階調の調整におけ
る、変換と修正（又は変更）との区分、画像の階調の変
換や階調の修正（又は変更）のための合理的方法確立、
階調の変換と階調の修正（又は変更）を同時に行うこと
が出来る範囲、内容、限界を理論的、科学的に決めるこ
とが出来る。

〔発明の効果〕 本発明の画像の階調変換方法は、次のような優れた効果
を奏するものである； 従来の経験と勘による作業者の判断に委ねられてい
た原稿画像濃度と網点面積パーセント値との関係、更に
詳しくは原稿画像（連続階調画像）上のある標本点の基
礎濃度値とそれに対応する印刷画像（網点階調画像）上
の網点面積パーセントの数値との関係、即ち印刷画像が
持つべき合理的な網点階調画像特性ならびにそのような
特性を持った網点階調画像を得るための画像の階調の変
換方法について、合理的で簡便な解決手段（階調変換手
段及び階調修正（変更）手段）が提供される。

従って、本発明は網点階調画像を得るための作業プロセ
スの理論や技術を合理的に体系化できるものであり、こ
のことは写真製版工程のみならず、印刷画像形成の全工
程の合理化、ならびに関連技術の体系化の礎を作るもの
である。

本発明の画像の階調変換方法を、写真製版用機器類
などの画像の階調変換機構に取り入れることにより、た
とえば、現在の電子的色分解装置の使用における混乱の
源となっている画像調整機構を不用化させるなど、それ
らの機器類が合理化・簡素化され、製造コストを低減さ
せることが可能である。またこれらの機器類の操作も簡
易化、明確化され作業のやり直しを極端に少なくするこ
とができる。

階調変換または階調修正（又は変更）の作業要領が
明確化されるため、作業のやり直しが従来に比して極端
に少なくなり、大幅な作業効率化を達成し、生産性を向
上させることができ、そして同時に、消耗資材の消費を
大幅に節約することが出来る。

印刷画像の品質評価基準を、原稿画像の品質内容か
ら独立して合理的かつ、簡便に規定することが出来るよ
うになる。

すなわち、印刷物発注者と写真製版技術者との間に共通
の合理的な技術媒体を持つことが出来るようになるた
め、両者の意思の疎通が極めて容易、確実となる。

印刷画像の作成作業において、印刷物発注者のニー
ズに対応出来る技術上のフレキシビリティを持つことが
できるようになった。

現在のカラースキャナー等に、作業者の希望する作
業基準特性曲線（色分解特性曲線、網かけ特性曲線）を
インプットする作業が合理的で簡単となり、その作業時
間を1/5〜1/10に短縮することが出来る。

このため、従来のカラースキャナーの持っていた作業性
の限界を取り除くことが出来、同装置の作業のフレキシ
ビリティを格段に高めることが出来る。

当業界で実務上の重要な問題である中間調の階調表
現の問題、カラー・フィルム原稿のハイライト部におけ
る色かぶりの問題、階調のジャンプアップの問題（印刷
画像の階調に不連続であるトーン・ジャンプがみられる
現象）などが有効に解決される。

現在の写真製版用機器に用いられる画像の階調の変
換機構の良否を、合理的に判別することが可能となっ
た。

また、色分解作業における画像の調整において、その中
の色調の調整（印刷画像の階調全域において良いグレー
バランスを保持すること）と色修正，色補正，色変更お
よびレタッチとを、合理的に区別することができるな
ど、色分解作業における諸問題の解決に科学的な検討を
加えることが可能となった。これらのことは、写真製版
作業プロセスの合理化に極めて有効な手段を提供するも
のである。

本発明の画像の階調変換方法を用いることにより、
原稿画像の画像情報信号と切り離して、合理的にしてし
かも簡便に印刷画像や網点階調画像の品質評価基準を規
定することが出来るようになったため、原稿画像のハイ
ライトとジャドウ、およびハイライトからシャドウまで
の濃度階調特性曲線を科学的・客観的に規定することが
出来ることと相まって、現在の高度化写真製版用機械の
機構を抜本的に合理化することができる。

写真製版用機械装置の高度化に伴って必要とされる
技術者の教育・訓練を効果的に行うことができる。

また、写真製版時に色分解作業に係る諸問題の解決に科
学的な検討を加えることを可能にしたため、日常作業に
おいての無用の労力を省き、新しい創造的研究開発に向
ける時間的余裕を確保することができる。

本発明の画像の階調変換方法は、製版の製作時間を
極端に短縮することが要求されている新聞製版などにお
いて、校正刷りを省略した、いわゆるダイレクト・プレ
ート製版の実現を可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像の階調変換における代表例を示したもの
で、第１図（ａ）は原稿画像を濃度圧縮原稿画像を介し
て網点階調画像に変換する例を、第１図（ｂ）は、原稿
画像を階調変換済み濃度域圧縮原稿画像を介して網点階
調画像に転換する例を示す。 Do……連続階調である原稿画像の濃度値。 DRo……連続階調である原稿画像の基礎濃度域。このDRo
内の原稿上の標本点（Ｘ）における濃度値と最明点（ハ
イライト部の極点）（Ｈ）における濃度値の差が基礎濃
度値（ｘ）となる。 Ｄ′ｏ……連続階調である原稿画像をｋ値により濃度域
を比例的に圧縮した濃度域圧縮原稿画像の濃度値。 DR′ｏ……濃度域圧縮原稿画像の濃度域。 Ｄ″ｏ……連続階調である原稿画像を、「本変換方式」
により階調変換し、かつ濃度域を圧縮した連続階調画像
の濃度値。 DR″ｏ……連続階調である原稿画像を、「本変換方式」
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……網点階調である印刷画像の網点面積パーセント。 DRp……印刷画像濃度域。 Ｐ……印刷画像の品質評価基準に基づく網点階調特性
値。Ｐ値はｙ値と比較され、両者の整合性が評価され
る。 Ｈ……原稿上の最明点（ハイライト部の極点） Ｓ……原稿上の最暗点（シャドウ部の極点） M₁……原稿上の濃度の中間の部分の点（中間濃度点） M₂……網点階調である印刷画像において、50％網点（面
積）を位置づける点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続階調画像である原稿画像の画像情報に
   基づいて網点階調画像である印刷画像以外の複製画像を
   作成するときの画像の階調変換を行なう方法において、
   下記＜関係式（１）＞により原稿画像の基礎濃度情報値
   （ｘ）を、複製画像の階調強度値（ｙ）に変換処理して
   行なうことを特徴とする原稿画像から印刷画像以外の複
   製画像を作成するときの画像の階調変換方法。 ＜関係式（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、原
   稿画像上の任意の標本点Ｘにおける濃度値から、同画像
   上の最明部Ｈにおける濃度値を差し引いた値。 y:複製画像上の前記標本点Ｘに対応する標本点Ｙにおけ
   る画像の階調強度値。 yh:複製画像の最明部Ｈに対して設定される階調強度
   値。 ys:複製画像の最暗部Ｓに対して設定される階調強度
   値。 α：複製画像を記録するための記録媒体の反射率。 β：複製画像を表現するための表現媒体の表面反射率。 k:（複製画像の濃度域）／（原稿画像の濃度域）の比。 をそれぞれ表わす。