JPH08307683A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 読み取り画像のコントラストの高低にかかわ
らず、露光レベル１ステップ当たりの濃度変化をそのコ
ントラストに適した濃度変化とする。 【構成】 予備スキャン時にＣＣＤ８Ａによって読み取
られた画像は、濃度に応じた電気信号に変換される。Ｃ
ＰＵ２２は、この変換された電気信号に基づいて、濃度
値と出現頻度数に関するグラフ，すなわち濃度ヒストグ
ラムを算出する。この濃度ヒストグラムから前記画像の
ベース部の濃度とイメージ部の濃度とを算出し、このベ
ース部の濃度とイメージ部の濃度とに基づいて画像のコ
ントラストを算出する。ＣＰＵ２２は、このコントラス
トに基づいて調整幅を設定し、この設定された調整幅お
よび設定キー４１による濃度設定値によって本スキャン
時におけるランプ２５の光量を算出する。 【効果】 どのようなコントラストの画像であっても、
適切な濃度調整を行なうことができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば、マイクロフ
ィルムスキャナ，複写機などの画像処理装置にかかり、
特に、読み取り画像（フィルムや原稿）のコントラスト
に応じて、画像生成時における単位ステップ当たりの濃
度変化量を自動的に変更できるようにした画像処理装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、従来から用いられているマイ
クロフィルムスキャナでは、高品質の複写画像を得るた
めに、読み取り画像であるフィルムの予備スキャンを行
ない、この予備スキャンの結果に応じて所望の濃度の複
写画像を得るための露光レベルを決定している。

【０００３】ところで、この露光レベルの１ステップ当
たりの濃度変化量は、通常は一定量に固定されている。
しかしながら、たとえばネガフィルムとポジフィルムと
いうように、読み取り画像が撮影されているフィルムの
種類によっては、所望の濃度の複写画像を得るための露
光レベルが異なることから、これに対応させるために、
たとえば特開昭６０−１６２２４２号公報に開示されて
いる発明のように、このようなフィルムの種類に応じて
露光レベルの１ステップ当たりの濃度変化量を変えるよ
うにしているものもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の画像処理装置にあっては、フィルムの種類に応じ
て露光レベルの１ステップ当たりの濃度変化量を変える
ようにしてあるとは言え、各フィルムについては、露光
レベルの１ステップ当たりの濃度変化量は一定量に固定
されていたために、たとえば、この１ステップの濃度変
化量が同種フィルムの高コントラストフィルムに対して
適切な設定であった場合には、低コントラストフィルム
に対しては以下のような不具合が生じる。

【０００５】たとえば、１ステップの濃度変化量が０．
１の固定値に対して、 （１）コントラストが１．０ （２）コントラストが０．３ の各々のフィルムで１ステップ分濃くする設定を行なっ
た場合には、（１）のフィルムでは、１ステップは、フ
ィルムのコントラストに対して０．１／１．０＝１／１
０の濃度変化となるので、画像濃度は露光レベル設定以
前の画像濃度に比べて緩やかに濃くなる出力となる。

【０００６】ところが、（２）のフィルムでは、１ステ
ップはフィルムのコントラストに対して０．１／０．３
＝１／３の濃度変化となり、画像濃度は、露光レベル設
定以前の画像濃度に比べて急激に濃くなる出力となる。
したがって、ユーザーはステップ０とステップ１の中間
に相当する露光レベルを所望する可能性が高いにも拘ら
ず、その濃度の設定ができないという不具合が生じる。

【０００７】また、これとは逆の場合でも不具合が生じ
ることが考えられる。すなわち、１ステップの濃度変化
量が低コントラストフィルムに対して適切な変化量であ
る場合である。

【０００８】たとえば、１ステップの濃度変化量が０．
０３の固定値に対して （３）コントラスト０．３ （４）コントラスト１．２ の各々のフィルムで１ステップ分濃くする設定を行なっ
た場合、（３）のフィルムでは１ステップはフィルムの
コントラストに対して０．０３／０．３＝１／１０の濃
度変化となるので、画像濃度は露光レベル設定以前の画
像濃度に比べて緩やかに濃くなる出力となる。

【０００９】ところが、（４）のフィルムでは、１ステ
ップはフィルムのコントラストに対して０．０３／１．
２＝１／４０の濃度変化となり、画像濃度は露光レベル
設定以前の画像濃度に比べて極めて僅かしか濃くならな
い。したがってユーザーはステップを大きく変化させな
ければならず、しかも設定できるステップ数は有限であ
るので、所望する濃さまで濃度を上げることができない
という上記とは逆の不具合が生じる。

【００１０】上記のような不具合があると、コントラス
トの十分にある読み取り画像とそうではない読み取り画
像とでは、露光レベル１ステップ当たりの濃度変化がま
ちまちになってしまい、所望の濃度の複写画像を得るた
めのユーザーの露光レベルの調整が煩わしいという問題
がある。

【００１１】本発明は、このような従来の問題を解消す
るためになされたものであり、読み取り画像のコントラ
ストの高低にかかわらず、露光レベル１ステップ当たり
の濃度変化をそのコントラストに適した濃度変化とする
画像処理装置の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、画像上にランプを走査して予備スキャンを
行ない、当該予備スキャンの結果および複写画像の濃度
を調整する調整手段の設定値に基づいて、当該複写画像
の濃度を設定するようにした画像処理装置であって、前
記予備スキャン時に、濃度に応じた電気信号に変換して
画像を読み取る画像読取手段と、当該画像読取手段によ
って変換された電気信号に基づいて濃度ヒストグラムを
算出するヒストグラム算出手段と、当該ヒストグラム算
出手段によって算出された濃度ヒストグラムに基づいて
前記画像のベース部の濃度とイメージ部の濃度とを算出
し、前記画像のコントラストを算出するコントラスト算
出手段と、当該コントラスト算出手段によって算出され
たコントラストに基づいて前記調整手段の調整幅を設定
する調整幅設定手段と、当該調整幅設定手段によって設
定された調整幅および前記調整手段の設定値によって前
記複写画像の濃度を設定する複写画像濃度設定手段とを
有することを特徴とする。

【００１３】

【作用】このように構成した本発明は次のように作用す
る。

【００１４】予備スキャン時には、ランプが予め設定さ
れている光量で点灯し画像上を走査される。画像読取手
段は、この走査中に画像を読み取り、濃度に応じた電気
信号に変換する。ヒストグラム算出手段は、画像読取手
段によって変換された電気信号に基づいて濃度ヒストグ
ラムを算出する。つまり、濃度値と出現頻度数に関する
グラフを作成する。一般的に、このヒストグラムには、
画像の背景部分に相当するベース部と文字等の部分に相
当するイメージ部にそれぞれ山が現れる。

【００１５】コントラスト算出手段では、ヒストグラム
算出手段によって算出されたこの濃度ヒストグラムの２
つの山から前記画像のベース部の濃度とイメージ部の濃
度とを算出し、このベース部の濃度とイメージ部の濃度
とに基づいて画像のコントラストを算出する。

【００１６】調整幅設定手段は、コントラスト算出手段
によって算出されたコントラストに基づいて調整手段の
調整幅を設定し、複写画像濃度設定手段では、この設定
された調整幅および前記調整手段の設定値によって複写
画像の濃度を設定する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１８】図１は、本発明にかかる画像処理装置であ
るマイクロフィルムスキャナ本体の構成図である。

【００１９】このマイクロフィルムスキャナは、通常
は、マイクロフィルムをランプやレンズなどによってス
クリーン上に投影した状態で使用され、この投影されて
いる画像を複写などする場合には、オペレータの指示に
よって電気的に読み取ることもできるものである。

【００２０】このマイクロフィルムスキャナをリーダー
として用いている場合、スキャンミラー３は、図１
（Ａ）に示されているように、フィルム１からの光がス
クリーン１１に至る光路に邪魔にならないの位置に逃
げており、フィルム１の撮像画像は、レンズ２、リーダ
ー用第１ミラー９、リーダー用第２ミラー１０によって
形成される光路１を介してスクリーン１１に投影され
る。

【００２１】一方、オペレータからスキャンの指示が出
された場合には、このマイクロフィルムスキャナはスキ
ャナとして作用することになるが、この場合には、スキ
ャンミラー３は、図１（Ａ）に示されているように、フ
ィルム１からの光がラインセンサ８に至る光路が形成さ
れるように、の位置からの位置に移動し、フィルム
１の撮像画像は、レンズ２、スキャンミラー３、スキャ
ン用第１ミラー４、スキャン用第２ミラー５、スキャン
用第３ミラー６、スキャン用第４ミラー７によって形成
される光路２を介してラインセンサ８に投影される。そ
して、スキャンミラー３がゆっくりと回動することによ
ってフィルム１の走査が行なわれ、ラインセンサ８から
画像データが出力される。

【００２２】マイクロフィルムスキャナの本体は入力装
置として作用するので、図２（Ａ）のようにこの本体が
コンピュータと接続されている場合には、画像データは
このコンピュータに出力され、同図（Ｂ）のようにＬＢ
Ｐ（レーザービームプリンタ）に接続されているいる場
合には、画像データはこのＬＢＰに出力されることにな
る。

【００２３】図３は、本発明にかかる画像処理装置の制
御系のブロック図である。

【００２４】画像処理装置の電源が投入されると、シス
テムＲＯＭ２０に書き込まれている制御プログラムが起
動され、装置の動作が開始する。この時の各ＲＡＭやポ
ート等への書き込み／読込みはＣＰＵ２２によって行な
われる。なお、ＣＰＵ２２は、ヒストグラム算出手段、
コントラスト算出手段、調整幅設定手段、複写画像濃度
設定手段として機能するものであり、システムＲＡＭ２
１は、装置の動作中に制御に関する情報や予備スキャン
時に得られた情報を記憶しておくものである。

【００２５】ランプ光量制御回路２４は、ランプ２５の
光量を画像読み取りに必要な明るさに設定するための回
路であり、ＣＰＵ２２によって演算された、リーダー、
予備スキャン、本スキャン、それぞれの場合に必要な光
量はこの回路によって設定される。

【００２６】画像スキャン駆動回路２６は、画像を読み
取る際のスキャンミラー３を走査させるための制御回路
であり、このスキャンミラー３は、ＣＰＵ２２によって
求められた、変倍などで種々に変化する副走査速度で、
モータ２７によって駆動される。

【００２７】ラインセンサ８を構成するＣＣＤ８Ａは、
画像処理手段として機能するものであって、クロック発
生回路２８からのクロック信号に基づいて、画像読み取
り時にフィルム１を透過した光を光電変換し、アナログ
信号の画像データを出力するものである。

【００２８】Ａ／Ｄ変換回路３０は、ＣＣＤ８Ａからの
画像データを８ビットのデジタル信号に変換して出力す
るものである。

【００２９】シェーディングＲＡＭ３２は、予めその装
置に取り付けられたＣＣＤの各画素に対して白／黒デー
タのシェーディング補正を行なった結果を格納しておく
ものである。

【００３０】シェーディング補正回路３４は、Ａ／Ｄ変
換回路３０から得られた各画像のデジタルデータを前記
シェーディングＲＡＭ３２内の補正データによって補正
する回路である。

【００３１】γ補正回路（濃度変換回路）３６は、通
常、フィルム濃度に対して指数関数状に変化するＡ／Ｄ
変換後のデジタル出力値を、フィルム濃度に対してリニ
アなデジタル出力値になるように変換するものであり、
調整幅設定手段として機能するものである。

【００３２】画像処理回路３８は、出力領域の編集ＲＡ
Ｍ３９の設定や、ネガ／ポジ反転、エッジ強調処理など
の画像処理を行なうものである。

【００３３】操作部制御回路４０は、プリンタとの直結
を行なったシステム構成において、オペレータが装置に
対して調整手段である各種設定キー４１によって所望す
る画像読み取り機能設定／変更を行なった際の選択状態
を検知し、選択された設定を表示しておくものである。
なお、この各種設定キー４１には、ＡＥ微調整用のキー
も含んでいる。

【００３４】外部Ｉ／Ｆ回路４２は、周辺出力装置（Ｌ
ＢＰ，コンピュータ等）に対する画像データ送信、ある
いはコンピュータ接続時の各種設定コマンド送受信を制
御するものである。

【００３５】本発明の画像処理装置には自動露光制御
（ＡＥ）が備えられている。このＡＥは、予備スキャン
データをもとに、ターゲットとなる画像の最適な露光量
を自動的に設定する制御である。

【００３６】しかしながら、読み取り画像のコントラス
トやオペレータの好みは様々であるので、ＡＥによって
自動設定された露光量がオペレータの希望に沿わないこ
とが起こる。このために、マイクロフィルムスキャナに
は、補助的機能として手動露光設定（ＭＥ）、あるいは
自動露光の微調整（ＡＥ微調）を搭載しており、オペレ
ータは所望する露光量を自分で設定することが可能にな
っている。この手動露光設定は、スキャナの操作部、あ
るいはコンピュータ上で起動させる画像読み取りアプリ
ケーションソフトウェアでのスキャナセットアップメニ
ューからオペレータが設定できるようになっており、通
常ＬＥＤインジケータや数値入力などによってステップ
的に出力濃度を変更できるようにしている。

【００３７】この手動露光ステップにおける一段の濃度
変化量が固定値の状態でステップを変化させた場合、コ
ントラストが十分にある画像に対しては適切な濃度変化
であっても、極端にコントラストが低い低品位画像に対
しては濃度変化が大きすぎる不具合が生じる。

【００３８】このため、本発明では、この手動による露
光量変更（ＡＥ微調整）の際、読み取る画像のコントラ
ストをもとに、１ステップの濃度変化量を自動的に可変
させることによって、その画像に適した露光変化を得る
ことができるようにしている。

【００３９】次に、図４のフローチャートに基づいて、
本発明の画像処理装置の動作を更に詳しく説明する。

【００４０】Ｓ１：予備スキャン まず、読み取るフィルムの濃度、コントラスト等の情報
を得るために予備スキャンを行なう。

【００４１】この予備スキャンは、対象となるフィルム
の濃度に関する傾向を把握するために行なうものである
ので、読み取り領域のデータを全て取る必要はなく、た
とえば１ｍｍ程度の粗いピッチでデータのサンプリング
を行なう。

【００４２】この予備スキャンを実行するに先立って、
次のような事項の設定を行なっておく。なお、これらの
事項は、システムＲＯＭ２０に予め記憶されるものであ
って、予備スキャン時にはこれが呼び出されることにな
る。

【００４３】ランプ光量 予備スキャン時におけるランプ２５の光量は、可能な限
り広範囲のフィルム濃度に対応させるために、フィルム
なしの状態でＣＣＤ８Ａの出力が飽和状態に入る直前の
光量とする。

【００４４】走査速度 所望のサンプリングピッチでデータ取りが行なわれるよ
うに副走査速度に設定する。

【００４５】濃度変換（γカーブ）の選択 予備スキャン用の透過−濃度変換（γカーブ）を設定す
る。この変換を行なうことによって、透過率（ＣＣＤ８
Ａ面照度）に対してリニアな出力が得られる。

【００４６】予備スキャン時には、ある程度広範囲のフ
ィルム濃度を認識できるように、γカーブの傾きを小さ
くしておく。たとえば、図５に示すようなγカーブを使
用すれば、フィルム濃度０〜１．６に対してリニアなデ
ジタル出力値０〜２５５が得られる。

【００４７】これらのパラメータを予め設定した後に、
予備スキャンを実行する。この予備スキャンで得られる
デジタル出力値は、システムＲＡＭ２１の一部に格納し
ておく。

【００４８】Ｓ２：ヒストグラム解析 Ｓ１の予備スキャンで得られたデータをもとに、読み取
った画像に対するヒストグラム解析を行なう。この解析
は、ＣＰＵ２２によって行なわれる。

【００４９】ヒストグラムの作成 予備スキャンによって得られたデータについて、各デジ
タル出力値（０〜２５５）ごとに出力頻度数を調べる。
このヒストグラムにより、対象フィルムのベースとイメ
ージとの濃度がそれぞれ把握できる。

【００５０】イメージ部の濃度とベース部の濃度の算
出 で作成された図６のようなヒストグラムについて解析
を行ない、デジタル出力値の最大値と最小値とにより対
象フィルムのイメージ濃度、ベース部濃度（Ｄbas ，Ｄ
img ）を求める。

【００５１】図６のヒストグラムの場合、Ｄbas ＝
（１．６／２５５）×ａ Ｄimg ＝（１．６／２５５）×ｂ によって求められ
る。

【００５２】コントラストの算出 上記のようにして求めたイメージ部濃度、ベース部濃度
（Ｄbas ，Ｄimg ）により、コントラストＤcnt を、Ｄ
cnt ＝Ｄbas −Ｄimg の絶対値をとることによって算出
する。

【００５３】Ｓ３：ＡＥ微調整の判断 このヒストグラムの解析の結果、ＡＥの微調整を行なう
必要があるか，ないかをＣＰＵ２２が判断する。

【００５４】Ｓ４：微調整ステップ幅算出 ＡＥ微調整を実行するに当たり、予備スキャンデータを
もとに、１ステップで変化させる濃度を算出する。この
算出もＣＰＵ２２によって行なわれる。

【００５５】たとえば、予備スキャンの結果、図７
（ａ），（ｂ）のようなヒストグラムを持つ画像に対し
て、図８に示したように、全９段（中央±４）の調整幅
の内、設定値として２ステップ分濃くする場合について
説明する。

【００５６】図７（ａ）のようなヒストグラムデータを
持つ画像の場合 ベース値が５０であるので、ベース濃度は、１．６／２
５５×５０＝０．３１となり、イメージ値が１８０であ
るので、インメージ濃度は、１．６／２５５××１８０
＝１．１３となる。したがって、コントラストは、１．
１３−０．１３＝０．８２である。

【００５７】ここで、スキャナの仕様として、「ＡＥ微
調整の調整幅である全ステップ範囲で、画像コントラス
トの５０％の濃度分だけ変化させる」とすれば、ステッ
プ幅は、０．８２×０．５／（９−１）を演算すれば良
く、１ステップの微調整により濃度が約０．０５だけ変
化することになる。

【００５８】図７（ｂ）のようなヒストグラムデータを
持つ画像の場合 ベース値が１００であるので、ベース濃度は、１．６／
２５５×１００＝０．６３となり、イメージ値が１６０
であるので、インメージ濃度は、１．６／２５５××１
６０＝１．００となる。したがって、コントラストは、
１．００−０．６３＝０．３７である。

【００５９】ここで、スキャナの仕様が上記の場合と同
一であれば、ステップ幅は、０．３７×０．５／（９−
１）を演算すれば良く、１ステップの微調整により濃度
が約０．０２だけ変化することになる。

【００６０】Ｓ５，Ｓ６：露光量算出／設定 上記のように算出された「１ステップの濃度変化量」を
もとに、実際に設定すべき露光量を算出する。この算出
もＣＰＵ２２によって行なわれることになる。図８の例
では、ＡＥの中央値に対して出力を濃くする側に「＋
２」シフトして設定されているので、設定する露光量は
以下のようにすれば良い。

【００６１】図７（ａ）のようなヒストグラムデータを
持つ画像の場合 露光量＝（ＡＥ露光量）＋（濃度０．０５×２分濃くな
る露光量） 図７（ｂ）のようなヒストグラムデータを持つ画像の場
合 露光量＝（ＡＥ露光量）＋（濃度０．０２×２分濃くな
る露光量）Ｓ７：露光量設定 このようにして算出された露光量を、ランプ光量制御回
路２４に設定する。

【００６２】Ｓ８：その他諸設定 ＣＰＵ２２は、以上の設定が終わると、本スキャンに必
要な準備をする。

【００６３】つまり、本スキャン時には予備スキャン時
とは異なる図９に示すようなγカーブを設定する。

【００６４】なお、本スキャン時に、このγカーブの傾
きを図のように変化させることによっても、濃度の調整
幅を変更することが可能である。たとえば、コントラス
トの小さい画像に対しては、傾きの大きいγカーブの変
換テーブルを用い、一方、コントラストが大きい画像に
対しては傾きの小さいγカーブの変換テーブルを用いる
ことによって、上記のようにランプ２５の光量を変化さ
せたと同様の効果を得ることができる。これは、図１０
に示すグラフのように、濃度の設定値に合わせてランプ
２５の光量を変えることと、ランプの光量を固定して図
のようにγカーブをシフトさせて閾値濃度を変えること
とが等価だからである。

【００６５】Ｓ９：本スキャン ＣＰＵ２２は、画像スキャン駆動回路２６を作動させて
モータ２７を回転させると共に、ランプ光量制御回路２
４を作動させて本スキャンを行なう。この際、ランプ光
量制御回路２４は、ＡＥによって算出された露光量に相
当するランプ光量に対して、上記濃度変化を発生させる
だけのランプ光量を加え（あるいは減じ）、本スキャン
時にはこの光量でランプ２５を点灯させる。

【００６６】以上のように、読み込んだ画像の濃度に関
してヒストグラムを作成し、このヒストグラムに基づい
てコントラストを算出し、算出されたコントラストを等
分割して濃度のステップ幅としているので、１ステップ
毎の濃度変化量は、読み取られた画像のコントラストに
適合したものとすることができるようになり、コントラ
ストの如何にかかわらずに、所望の濃度の複写画像を得
ることができるようになる。

【００６７】尚、以上の実施例においては、複写濃度の
調整をランプ光量を変化させたり、γ変換テーブルをシ
フトさせたりすることによって行なうものを例示した
が、これ以外にも、たとえばＣＣＤ８Ａのゲインを可変
させたり、ＣＣＤ８Ａのアンプ出力を可変するなどによ
って行なうようにしても良い。

【００６８】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、読み
取った画像のコントラストに基づいて複写濃度の調整幅
を設定するようにしたので、どのようなコントラストの
画像であっても、調整手段により適切な濃度調整を行な
うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる画像処理装置であるマイクロフ
ィルムスキャナ本体の構成図である。

【図２】本発明にかかる画像処理装置のシステム構成の
一例を示す図である。

【図３】本発明にかかる画像処理装置の制御系のブロッ
ク図である。

【図４】本発明にかかる画像処理装置の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図５】予備スキャン時の濃度変換の処理の際に用いる
γカーブの一例を示す図である。

【図６】読み取った画像に基づいて作成されるヒストグ
ラムの一例を示す図である。

【図７】コンストラストのある画像とコントラストのな
い画像のヒストグラムの一例を示す図である。

【図８】ＡＥ微調整の設定状態を示す図である。

【図９】本スキャン時に用いるγカーブの一例を示す図
である。

【図１０】γカーブのシフトがランプ光量の変化と等価
であることを説明するための図である。

【符号の説明】

８…ラインセンサ、 ８Ａ…ＣＣＤ、２２…ＣＰＵ、
２４…ランプ光量制御回路、２５…ランプ、
４１…各種設定キー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像上にランプ（２５）を走査して予備ス
   キャンを行ない、当該予備スキャンの結果および複写画
   像の濃度を調整する調整手段（４１）の設定値に基づい
   て、当該複写画像の濃度を設定するようにした画像処理
   装置であって、 前記予備スキャン時に、濃度に応じた電気信号に変換し
   て画像を読み取る画像読取手段（８Ａ）と、 当該画像読取手段（８Ａ）によって変換された電気信号
   に基づいて濃度ヒストグラムを算出するヒストグラム算
   出手段（２２）と、 当該ヒストグラム算出手段（２２）によって算出された
   濃度ヒストグラムに基づいて前記画像のベース部の濃度
   とイメージ部の濃度とを算出し、前記画像のコントラス
   トを算出するコントラスト算出手段（２２）と、 当該コントラスト算出手段（２２）によって算出された
   コントラストに基づいて前記調整手段（４１）の調整幅
   を設定する調整幅設定手段（２２，３６）と、 当該調整幅設定手段（２２，３６）によって設定された
   調整幅および前記調整手段（４１）の設定値によって前
   記複写画像の濃度を設定する複写画像濃度設定手段（２
   ２，２４）とを有することを特徴とする画像処理装置。