JPH078006B2 - 中間調補正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は中間調補正方法に関するものであり、特に、
対象とされる画像のコントラストを改善したり、修正し
たりして、任意所望の階調特性を有する画像を得ること
ができる中間調補正方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来、例えば、ハードコピー装置等で濃度分布の偏った
画像を対象として記録する場合には、そのコントラスト
が低いことから、当該ハードコピー装置の持つ中間調機
能を有効に活用することができないという問題があっ
た。特に、適当なディスプレイ装置上に表示された画像
（いわゆるソフトコピー）をハードコピー化するような
ときには、ハードコピー装置のダイナミックレンジが、
通常は、対応のディスプレイ装置のそれに比べて相当に
狭いことから、ハードコピー装置の持つ中間調機能を有
効に活用することが必要とされてくる。

このような中間調機能を有効に活用するための方法とし
ては、例えば特開昭61−45676号に開示されている方法
がある。この方法によれば、入力される画像信号のヒス
トグラムを作成して、その累積分布曲線を中間調補正曲
線として使用するようにされている。

第４図は、上記従来の方法に基づいて画像が記録された
場合の、濃度分布に例示図である。この第４図におい
て、横軸には画像の濃度がｙとして取られており、ま
た、縦軸には画像の濃度毎の頻度ｈ′（ｙ）が取られて
いて、ここでは、 ｈ′（ｙ）＝ａ なる直線（41）として画像の濃度分布が示されている。
即ち、この第４図の例においては、記録された画像の濃
度の分布が、全ての濃度領域にわたって一様になるよう
な処理がなされている。

第５図は、処理が施される対象の画像に関して作成され
るヒストグラム曲線（51）の例示図である。この第５図
において、横軸には画像の濃度分布がｘとして取られて
おり、また、縦軸には濃度毎のヒストグラム値ｈ（ｘ）
が取られている。

第６図は、前記対象の画像に対して所要の変換を施すた
めの変換関数ｙ＝ｆ（ｘ）の例示図であって、上記第５
図に示されたヒストグラムを有する画像に対して変換処
理を施すことにより、上記第４図に示された一様な濃度
分布を得るように使用される。この第６図で示されてい
る曲線（61）が累積分布曲線と呼ばれるものであって、 ｙ＝ｆ（ｘ）＝▲∫^x _o▼ｈ（ｘ）dx として表されている。

次に、上記従来例の動作について説明する。いま、第５
図に示されているヒストグラムを有する画像が記録動作
の対象にされたものとすると、第６図に示されている変
換関数ｆ（ｘ）に基づく変換処理が前記画像に対して施
されて、第４図に示されているような一様な濃度分布の
画像が出力されることになる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の中間調補正方法においては、以上説明されたよう
に、対象の画像が全ての濃度レベルに対して一様な濃度
分布を示すような変換処理を施すようにされている。こ
のことは、対象の画像について、分布の多い輝度レベル
に対しては多くの階調レベルを割り当て、分布の少ない
輝度レベルに対しては少しの階調レベルしか割り当てな
いような変換処理に相当するものである。

例えば、濃度領域が比較的狭い範囲に分布された人物の
顔を表わす画像に対して前記変換処理を施したときに
は、当該顔の部分に多くの階調レベルが割り当てられ、
結果的に濃淡の差が強調された画像が得られることにな
る。

このときに、使用されるハードコピー装置で表現できる
中間調の階調レベル数が少ないものとすると、画像の濃
度が急激に変化する部分では、これに充分に追従した表
現をすることができなくなり、いわゆる疑似輪郭が発生
してしまって、その画質が劣化する一因となる。

また、上記のような変換処理が風景等の画像に対してな
されたときには、相当に露出の程度が高い白昼のときで
も、露出の程度が低い朝夕のときでも、その濃度分布が
フラットな画像に変換されてしまって、両者の差が見ら
れなくなる。即ち、上記された従来の中間調補正方法
は、いわゆる適正露出の画像に補正するという点では有
効であるが、対象の画像を忠実に再現させるのには不適
当である。これを換言すれば、一様な濃度分布に変換す
る従来の中間調補正方法は、画像の種類や使用目的によ
っては不適当なことがある。

この発明は、上記された問題点を解決するためになされ
たものであって、一様な濃度分布以外の変換の程度を、
画像の種類や使用目的に応じて選択できる中間調補正方
法を得ることを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 中間調補正方法は、画像メモリに蓄積されている１画像
の全画素中の10％以下の画素データを走査線単位または
列単位でサンプリングするステップと、前記サンプリン
グにより抽出した画素データに基づいて濃度に関するヒ
ストグラムを計算するステップと、前記ヒストグラムに
基づいて累積分布曲線を計算するステップと、前記累積
分布曲線と、入力信号レベルと出力信号レベルの関係が
リニアなリニア特性線との間の特性を示す複数の曲線を
求めるステップと、前記累積分布曲線と前記リニア特性
線との間の特性を示す複数の曲線を複数の中間調補正曲
線として中間調補正テーブルRAMに書き込むステップ
と、前記画像メモリに蓄積されている１画像の全画素デ
ータを順次読み取り、前記中間調補正テーブルRAMに書
き込まれた複数の中間調補正曲線のうち１つを選択して
それより中間調補正を行うステップとを含むものであ
る。

［作用］ この発明においては、画像信号の累積分布曲線とリニア
特性線との間に設定された所定の曲線が中間調補正曲線
として使用されて、補正の程度が過剰になることが防止
される。また、対応の累積分布曲線とリニア特性線との
間に複数本の曲線を設定しておき、その中の所望のもの
を選択することにより、中間調補正の程度を調整できる
ようにして、画像の種類や使用目的に応じて補正の程度
を適当に選択することができる。

［実施例］ 第１図は、この発明の一実施例方法を説明するための波
形例示図である。この第１図の中の第１図（ａ）は対象
の画像のヒストグラム曲線図であって、その横軸は画像
の入力信号レベルが取られており、また、その縦軸は画
像の画素数が取られている。この第１図（ａ）に示され
ているものは、ある所定の画像に関するヒストグラム曲
線（１）である。そして、第１図（ｂ）は対象の画像に
補正を施すための各種の中間調補正曲線の例示図であっ
て、その横軸は画像の入力信号レベルが取られており、
また、その縦軸は画像の出力信号レベルが取られてい
る。この第１図（ｂ）に示されているものは、累積分布
曲線（２）、リニア特性線（３）、および、これらの間
に設定された複数本の曲線（4a）、（4b）、（4c）から
なる中間調補正曲線（４）である。

第２図は、上記実施例方法を適用することができる補正
回路手段の構成図である。この第２図において、（５）
は画像メモリであって、対象の画像データを蓄積してお
くためのものである。（６）はCPU回路であって、前記
対象の画像データについて所要の処理を施したり、装置
全体の動作を管理したりするものである。第１マルチプ
レクサ（7a）は、画像メモリ（５）と後述の中間調補正
テーブルRAM（８）との間に設けられている。中間調補
正テーブルRAM（８）は、対象の画像に対する適当な中
間調補正を施すためのデータがテーブル形式で蓄積され
るものである。第２マルチプレクサ（7b）は、中間調補
正テーブルRAM（８）の後段に設けられており、適当な
出力表示手段等に対して、そのｂ端子側から出力信号を
供給刷るものである。（９）はアドレス・バスであっ
て、CPU回路（６）からの所要のアドレス・データを、
第１マルチプレクサ（7a）のａ端子等に供給するもので
ある。また、（10）はデータ・バスであって、画像メモ
リ（５）、CPU回路（６）、第１マルチプレクサ（7a）
のｂ端子側、第２マルチプレクサ（7b）のａ端子側等で
相互に接続されている。

第３図は、上記第２図の補正用回路手段に対して、この
発明の実施例方法が適用されることを説明するためのフ
ローチャート図である。

次に、上記実施例方法による動作の仕方について説明を
する。ここでは、必要とする画像データは画像メモリ
（５）に既に蓄積されており、この画像メモリ（５）か
ら読み取られた画像データが、中間調補正を施されるべ
き対象であるものとする。

まず、第３図のフローチャート図で示されているよう
に、画像データの全画素数の10％以下のものを、走査線
単位または列単位でサンプリングして取り出し（S1
1）、CPU回路（６）で下記の処理をする。即ち、このCP
U回路（６）では、サンプリングされた画像データに基
づくヒストグラム（１）の計算を行い（S12）、また、
このサンプリングされたデータから累積分布曲線（２）
を求める計算を行う。そして、この累積分布曲線（２）
とリニア特性線（３）との間の特性を示すような中間調
補正テーブル値が生成されて（S13）、中間調補正テー
ブルRAM（８）に書き込まれる（S14）。このようにし
て、対象の画像データ毎の中間調補正曲線（４）が得ら
れることになる。なお、このときには、第１、第２マル
チプレクサ（7a）、（7b）の双方がａ側に倒されてい
る。

次に、画像メモリ（５）に蓄積されている全画像データ
を読み取って、中間調補正テーブルRAM（８）を通して
対応の階調補正を施すことにより、所望の中間調補正を
実行する（S15）。なお、このときには、第１、第２マ
ルチプレクサ（7a）、（7b）の双方がｂ側に倒されてい
る。

これまでに説明された中間調補正の処理動作の中で、ヒ
ストグラム（１）を計算するためには、対象の画像の全
画素数の10％以下をサンプリングするだけで良いことに
ついて、その理由を説明しておく。即ち、全画素の中か
ら、走査線単位または列単位で画像全体の性質を拾うよ
うに満遍なくサンプリングして、ヒストグラム（１）を
計算・作成することで、対象の画像全体のデータから得
たヒストグラム（１）とほぼ同一の性質のものを得るこ
とができる。また、そのサンプリング量が少なければ、
その処理に要する時間も少なくてすみ、実際にも、全画
素数の10％をサンプリングするだけで充分であることが
認められた。

ここで、第１図を参照しながら、中間調補正テーブルRA
M（８）の内容である中間調補正曲線（４）を算出する
過程を原理的に説明する。第１図（ａ）におけるヒスト
グラム（１）を有する画像からは、第１図（ｂ）におけ
る累積分布曲線（２）を求めることができる。ところ
で、ここに例示されている画像においては、その入力信
号の分布が低レベル側に偏っている。このようなときに
は、累積分布曲線（２）は低レベル側での傾斜が大きく
なることから、そのままで中間調補正曲線として利用し
たときには、低レベル側に多くの階調が割り当てられ
て、その濃度変化が急激になってしまう。そこで、累積
分布曲線（２）とリニア特性線（３）との間の特性を表
わす複数本の曲線（4a）、（4b）、（4c）等を設定し、
その中の適当な１本を中間調補正曲線（４）として利用
することにより、その濃度変化が極端にならないような
補正を施すことができる。ここで、中間調補正曲線の補
正強度は、累積分布曲線（２）に近接する程に大きくな
る。なお、この補正強度は固定することもできるが、例
えば、前記複数本の曲線（4a）、（4b）、（4c）等を適
当なメモリ手段に個別に蓄積しておき、適当な切り換え
手段を用いて所望の曲線を取り出して、これを中間調補
正曲線として使用することにより、画像の種類や使用目
的に適切に対応することもできる。

なお、上記実施例では、ヒストグラムの作成や中間調補
正曲線の算出をCPU回路で行い、また、中間調補正テー
ブル値を中間調補正テーブルRAMに書き込むようにされ
ているが、これ以外のやり方や手段によることもでき
る。

［発明の効果］ 以上説明されたように、この発明に係る中間調補正方法
は、対応の累積分布曲線とリニア特性線との間に所望の
曲線を設定し、該設定した曲線を中間調補正曲線として
使用したので、画像濃度の極端な変化を防止することが
可能にされて、画質に悪影響がないようにすることがで
きる。また、対応の累積分布曲線とリニア特性線との間
に複数本の曲線を設定しておき、その中の所望のものを
選択することにより、中間調補正の程度を調整できるよ
うにしたために、対象画像の種類やその使用目的に応じ
て、所望の補正強度に対応して中間調補正曲線を選択・
使用することができるという効果が奏せられるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例方法を説明するための各
種曲線例示図、第２図は、上記実施例方法を適用するこ
とができる補正用回路手段の例示図、第３図は、上記実
施例方法の動作を説明するためのフローチャート図、第
４図ないし第６図は、従来の方法を説明するための各種
曲線例示図である。 （１）はヒストグラム、（２）は累積分布曲線、（３）
はリニア特性線、（４）｛（4a）〜（4c）｝中間調補正
曲線、（５）は画像メモリ、（６）はCPU回路、（7
a）、（7b）は第１、第２マルチプレクサ、（８）は中
間調補正テーブルRAM、（９）はアドレス・バス、（1
0）はデータ・バス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像メモリに蓄積されている１画像の全画
   素中の10％以下の画素データを走査線単位または列単位
   でサンプリングするステップ、 前記サンプリングにより抽出した画素データに基づいて
   濃度に関するヒストグラムを計算するステップ、 前記ヒストグラムに基づいて累積分布曲線を計算するス
   テップ、 前記累積分布曲線と、入力信号レベルと出力信号レベル
   の関係がリニアなリニア特性線との間の特性を示す複数
   の曲線を求めるステップ、 前記累積分布曲線と前記リニア特性線との間の特性を示
   す複数の曲線を複数の中間調補正曲線として中間調補正
   テーブルRAMに書き込むステップ、 及び 前記画像メモリに蓄積されている１画像の全画素データ
   を順次読み取り、前記中間調補正テーブルRAMに書き込
   まれた複数の中間調補正曲線のうち１つを選択してそれ
   より中間調補正を行うステップ を含むことを特徴とする中間調補正方法。