JPH0951436A - 画像処理システム及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 出力機器の濃度特性に応じた階調性の優れた
画像データが作成できない。 【解決手段】 出力装置の濃度特性を画像読取装置に入
力して、入力画像と出力画像間のガンマ変換曲線を求
め、これを画像読取装置の分解能変換処理にフィードバ
ックする濃度キャリブレーションをする。すなわち、キ
ャリブレーションチャートより得られたチャート出力デ
ータとチャート読取データの相関から求めた最適変換曲
線をもとに原稿を読み取って階調数変換を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、濃度キャリブレー
ションを行なって画像を出力する画像処理システム及び
画像処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、画像読取装置の画像信号の出
力形態は数種類あり、読み取った画像の用途によって、
それに適した出力形態を選択することができる。例え
ば、文章を読み取って、その内容をＯＣＲにかける場合
や、モノクロの線画を読み取る場合には、モノクロ２値
の画像が適しており、ＲＧＢの色情報を有する画像信号
の内、例えば、Ｇ信号を使用してこの信号を画像処理
し、あるしきい値にて２値化した画像データが選ばれ
る。

【０００３】写真などの画像を読み取ってモノクロプリ
ンタに出力する目的で画像を読み取る場合には、同じく
Ｇ信号を使用して、ディザ法や誤差拡散法といった中間
調処理を用いて２値化した画像データが用いられる。ま
た、カラー画像の処理を行なう場合には、多値（２４ｂ
ｉｔなど.）の画像データが適している。

【０００４】このような画像読取装置に用いられるＡ／
Ｄコンバータには、接続されるコンピュータの画像処理
能力と等価な分解能のものが用いられる場合が多い（例
えば、２４ｂｉｔ画像の処理が可能なコンピュータ用の
画像読取装置に、ＲＧＢ各８ｂｉｔのＡ／Ｄコンバータ
を用いる）が、さらに高精細な階調を得るために、コン
ピュータの処理能力よりも分解能の高いＡ／Ｄコンバー
タを用いたものもある。例えば、ＲＧＢ各色１０ｂｉｔ
のＡ／Ｄコンバータを用いたものでは、各色１０ｂｉｔ
分の階調レベルに分けられた信号を、画像処理回路にて
各色８ｂｉｔに変換して出力する。

【０００５】図１７〜図１９、及び図２１，図２２は、
１０ｂｉｔの階調レベルを持つ画像信号を、８ｂｉｔに
変換する方法について説明するための図である。

【０００６】図１７、図２１の（ａ）は入力、すなわ
ち、Ａ／Ｄコンバータの１０ｂｉｔ出力に比例した画像
処理出力（８ｂｉｔデータ）を得る、γ＝１．０場合の
変換曲線である。Ａ／Ｄコンバータの出力（０：黒〜１
０２３：白）の４個ごとに、画像処理の出力値（０：黒
〜２５５：白）は１ずつ増える。すなわち、Ａ／Ｄコン
バータにて０〜３の階調データが割り当てられた画素
は、階調データ０として、また、階調データ４〜７は階
調データ１として出力される。

【０００７】ところで、コンピュータ処理後の出力先、
例えば、ディスプレイやプリンタは、それぞれ個別のガ
ンマ変換特性（出力濃度の入力濃度に対する変換特性）
を持っている。これらの機器にて、画像読取装置で読み
取った画像を出力した場合、機器のガンマ特性が重畳さ
れた出力が得られる。γ＝１．８のディスプレイ（図２
０に示すようなγ変換特性を持つ）に、γ＝１．０で読
み取った画像を出力すると、中間濃度の画像が暗めに表
現される。

【０００８】このような場合には、出力機器のガンマ特
性を取り消すようなガンマ変換をかけた読み取りを行な
うことにより、適正な中間濃度出力を得ることができ
る。このガンマ変換をかける段階において、画像読取装
置のＡ／Ｄコンバータのビット数の違いが、階調性の豊
かさの違いをもたらす。

【０００９】図１８，図２１の（ｂ）は、１０ｂｉｔの
Ａ／Ｄコンバータを用いた画像読取装置において、γ＝
１．８のディスプレイ出力を想定して、これをキャンセ
ルするために、γ＝０．５６の変換をかけた場合の入力
データと出力データとの関係を表わしている。

【００１０】Ａ／Ｄコンバータにて０の階調データが割
り当てられた画素は、階調データ０として、また、階調
データ１は５として出力される。出力値に着目すると、
２０以下の暗いところでは出力されない値がある。すな
わち、階調とびが生じているが、それ以上の明るさにな
ると連続的に値が増えている。

【００１１】１０ｂｉｔ読取／８ｂｉｔ出力の画像読取
装置においては、適切なガンマ変換を用いることによ
り、ディスプレイ上では全濃度域において原稿と明るさ
の等しい、階調性の優れた画像が得られる。

【００１２】一方、図１９，図２２は、８ｂｉｔＡ／Ｄ
コンバータを用いた画像読取装置において、同じくγ＝
０．５６の変換をかけた場合の入力データと出力データ
との関係を表わした図である。ガンマ変換をかけること
により、暗い部分の出力値は０→１１→１７→２１→…
と、かなり離散的な値をとる。これより少し明るい部分
においても、とびとびの値をとっている。ディスプレイ
上では全体的な明るさは原稿と同等になるが、階調とび
がはげしく、滑らかさの損なわれた画像が観察される。

【００１３】すなわち、一般的には、画像読取装置の出
力ビット数に対して、用いるＡ／Ｄコンバータの出力ビ
ット数が大きいほど、装置内部でガンマ変換を行なった
際の階調性の滑らかさが増す。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような画像処理にて高階調の画像データを得たとして
も、コンピュータ内で再びガンマ変換を行なうと、８ｂ
ｉｔ→８ｂｉｔの変換になるため、上述と同じ理由によ
り階調性が劣化する。例えば、ディスプレイ上と同じ明
るさのプリンタ出力を得ようとした場合、ディスプレイ
に対するプリンタのガンマ特性を考慮した変換を施す必
要があり、その結果、階調とびが生じ、プリンタ本来の
階調再現性を活かした出力を得ることができないという
問題がある。

【００１５】本発明は、上述に課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、その階調数が出力機器
の階調数より大きい画像読取装置を用いても、出力機器
の濃度特性に応じた階調性の優れた画像データを作成で
きる画像処理システム及び画像処理方法を提供すること
である。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、画像読取装置にて原稿を光学的に読み取
った画像を出力装置より可視出力する画像処理システム
において、所定の較正画像に係る第１の画像データを得
る手段と、前記出力装置より前記第１の画像データの出
力画像を得る手段と、前記出力画像を前記画像読取装置
にて読み取って第２の画像データを得る手段と、前記第
１の画像データと前記第２の画像データの比較結果か
ら、前記出力装置の濃度特性を得る手段と、前記濃度特
性をもとに階調数変換を行なう手段とを備え、前記階調
数変換は、前記画像読取装置において前記原稿と前記濃
度特性とが等価な階調性を有することとなる変換であ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係る実施の形態を詳細に説明する。 ［第１の実施の形態］以下、本発明に係る第１の実施の
形態を説明する。

【００１８】図１は、本実施の形態に係る画像処理シス
テムの構成を示す図である。同図において、１はカラー
画像読取装置であり、その装置構成及び画像信号処理回
路は、後述するように、ＲＧＢ各色１０ｂｉｔ（計３０
ｂｉｔ）の分解能のＡ／Ｄコンバータを持ち、画像処理
回路にて各色８ｂｉｔ（計２４ｂｉｔ）画像データに変
換した後、画像を出力する。２は、例えば、パソコンな
どのコンピュータで、ここでは、２４ｂｉｔの画像デー
タを処理することができる。３はディスプレイで、コン
ピュータ２が処理する画像データを表示する。

【００１９】また、４はプリンタで、コンピュータ２か
ら出力された画像を出力する。このプリンタ４は、誤差
拡散法などの擬似中間調表現、あるいはインクの濃度調
整などの多値表現にて、画像データに応じた階調出力が
可能である。５は、プリンタ４とは異なる出力濃度特性
を持つプリンタであり、その階調出力についてはプリン
タ４と同様である。

【００２０】図２は、本実施の形態に係るカラー画像読
取装置の概略構成を示す図である。図中、Ｐは、原稿台
ガラス１００上に置かれた読取原稿で、この原稿を光源
１０１によって照射して得た反射光を、ミラー１０２，
１０３，１０４によって折り返し、レンズ１０５によっ
てイメージセンサ１０６上に結像する。このカラー画像
読取装置は、これらの光源１０１及びミラー１０２，１
０３，１０４、レンズ１０５、イメージセンサ１０６を
固定載置した読取ユニット１０７を原稿台ガラス１００
に平行に操作することにより、原稿のページ全体を読み
取る。

【００２１】図３は、原稿上の画像がイメージセンサ１
０６の受光部に結像する様子を模式的に示す図である。

【００２２】イメージセンサ１０６の受光部の周囲に
は、受光部が光電変換した電荷を蓄積する部分や信号を
出力段に転送する部分が隣接しているため、３色の受光
部１０６Ｒ，１０６Ｇ，１０６Ｂは、ある間隔をもって
並んでいる。

【００２３】イメージセンサ１０６を原稿に対して相対
的に動かして、受光部１０６Ｒ，１０６Ｇ，１０６Ｂが
原稿の同じ位置を読むために、受光部どうしの間隔は、
受光部そのものの幅の整数倍になっている。すなわち、
ＲＧ間がｍライン、ＧＢ間がｎラインの間隔を持つ場
合、原稿上のある１ラインのＧの画像信号は、Ｒの画像
信号に対してｍライン分、Ｂの画像信号は、（ｍ＋n）
ライン分遅れて読み取られる。

【００２４】図４は、上記のイメージセンサ１０６によ
る読取画像データ処理部の構成を示すブロック図であ
る。同図に示すように、イメージセンサ１０６が読み取
った各色の画像データは、それぞれ増幅器１２１Ｒ，１
２１Ｇ，１２１Ｂに送られて増幅された後、Ａ／Ｄコン
バータ１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂによりデジタル画
像信号に変換される。

【００２５】上記の各Ａ／Ｄコンバータ１２２Ｒ，１２
２Ｇ，１２２Ｂは、そのビット数分にイメージセンサ１
０６のダイナミックレンジ（原稿上の真白部と真黒部の
読取出力差）を分割して、原稿上の画像の明るさに応じ
て階調数を割り当てる。例えば、分解能８ｂｉｔのＡ／
Ｄコンバータを使用している場合は、白から黒に至る間
を２５６の階調レベルに、また、１０ｂｉｔのＡ／Ｄコ
ンバータの場合には、１０２４の階調レベルに識別する
ことができる。従って、ＲＧＢ各色８ｂｉｔのＡ／Ｄコ
ンバータを用いた画像読取装置では、２４ｂｉｔ：約１
６７０万色、各色１０ｂｉｔの場合は、３０ｂｉｔ：約
１０億７４９９万色を識別できる。

【００２６】上述のように、イメージセンサ１０６の各
色の受光部は、ある間隔をもって並んでいるので、画像
信号が画像処理回路１２４に入力される前に位相を合わ
せる必要がある。このため、Ａ／Ｄコンバータ１２２Ｒ
の後段には、（ｍ＋ｎ）ライン分のバッファメモリ１２
３Ｒが、また、Ａ／Ｄコンバータ１２２Ｇの後段には、
ｎライン分のバッファメモリ１２３Ｇが設けられてお
り、これらのラインバッファからは、一番最後に読み取
られるＢ信号に合わせて出力が行なわれる。そして、画
像処理回路１２４では、色補正の演算や２値化処理など
が行なわれ、その後、画像信号が出力される。

【００２７】上記の画像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ各８ビットの
画像信号）は、インタフェース回路１２５を介して、パ
ソコンなどのコンピュータ２００に出力される。

【００２８】次に、本実施の形態に係る画像処理システ
ムにおける濃度キャリブレーションについて説明する。

【００２９】なお、ここでは、発明の意図を明確にする
ために、ＲＧＢ３色の画像データの内、１色分のデータ
処理について説明する。他の２色についても全く同様の
キャリブレーションを行ない、これに基づいた変換を施
したＲＧＢ画像を重ねることにより、最適なカラー画像
データが得られる。また、以下に説明するキャリブレー
ションは、それぞれのステップ毎に記したメッセージを
ディスプレイ上に表示して、オペレータに作業を促すこ
とにより、対話形式で進めることができる。

【００３０】図５は、本実施の形態に係る画像システム
における濃度キャリブレーションの手順を示すフローチ
ャートである。

【００３１】まず最初に、コンピュータ２上で、キャリ
ブレーション実行のコマンドを選択して、メッセージ：
［プリンタを選択し、キャリブレーションチャートを出
力してください。］を表示させる（ステップｄ１）。こ
の表示が実行されると、コンピュータ２内部で、図６に
示すようなキャリブレーション用画像データを生成し
（ステップ１）、これをプリンタ４から出力する（ステ
ップ２）。このプリンタ出力を「キャリブレーションチ
ャート」と称する。

【００３２】プリンタから出力される画像データ（チャ
ート出力データ）は、階調０（黒）から階調２５５
（白）までのパッチ（パッチ０〜パッチ２５５）を、決
められた順番に並べたものであり、各パッチの大きさ及
び出力紙の基準端に対する位置は、プリンタの解像度に
よらず一定である。すなわち、プリンタの解像度に応じ
て生成される画像データのデータサイズが決められる。

【００３３】次に、メッセージ：［キャリブレーション
チャートを画像読取装置にセットし、読取を行なってく
ださい。］の表示があり（ステップｄ２）、これが実行
されると、カラー画像読取装置１が上記のキャリブレー
ションチャートを読み取る（ステップ３）。

【００３４】キャリブレーションチャートの読取画像
は、１０ｂｉｔのＡ／ＤコンバータにてＡ／Ｄ変換さ
れ、画像処理回路１２４へ出力される。この画像処理回
路１２４内では、下記の手順にてガンマ変換曲線の生成
を行なう（ステップ４）。

【００３５】ステップ４ａ：各階調のパッチの読取画像
データの抽出 上述のように、キャリブレーションチャート上の各階調
のパッチの位置は階調毎に決まっており、従って、パッ
チ毎の１０ｂｉｔの読取画像データを抽出することがで
きる。

【００３６】ステップ４ｂ：各階調のパッチの読取画像
データの処理 各階調のパッチ毎の１０ｂｉｔ読取データの代表値を算
出する。代表値としては、最頻値、平均値などがある。
これをチャート読取データと称する。

【００３７】ステップ４ｃ：チャート出力データとチャ
ート読取データの相関をとる チャート出力データ（８ｂｉｔ）とチャート読取データ
（１０ｂｉｔ）の比較により、プリンタ４のガンマ変換
曲線が得られる。図７は、上記の処理により得られたプ
リンタのガンマ変換曲線を示す図である。

【００３８】ステップ４ｄ：カラー画像読取装置１−プ
リンタ４間のガンマ変換曲線を作成上記のステップ４ｃ
で得られたガンマ変換曲線をもとに、上記の機器間の最
適変換曲線を求める。上述のように、出力先であるプリ
ンタの変換曲線をキャンセルするような、すなわち、ス
テップ４ｃで得られた変換曲線と掛け合わせたときにγ
＝１．０となるような曲線が最適変換曲線となる。

【００３９】図８は、図７に示すガンマ変換曲線をもと
に作成した最適変換曲線である。

【００４０】ステップ４ｅ：１０ｂｉｔ→８ｂｉｔ変換
テーブルを作成 ステップ４ｄで求めた最適変換曲線をもとに、１０ｂｉ
ｔＡ／Ｄコンバータからの出力を８ｂｉｔデータに変換
する際のテーブルを作成する。

【００４１】なお、先に述べたように、ステップ４の１
サイクルの処理により、ＲＧＢの内、１色についての最
適変換曲線を求めることができる。これをチャネルを変
えて３回繰り返すことにより、カラー画像の最適変換曲
線が求められる。

【００４２】図９は、図８に示す最適変換曲線に基づい
た変換テーブルの一部である。また、図１０は、図８の
最適変換曲線に基づいて作成したＡ／Ｄコンバータが８
ｂｉｔの場合の変換テーブルの一部である。１０ｂｉｔ
データからの変換に比べて、階調とびが著しいことが分
かる。

【００４３】上記のステップ４で求められた最適変換テ
ーブルは、コンピュータ２００へアップロードされ、メ
ッセージ：［キャリブレーションチャートに名称を付け
て保存してください。］が表示される（ステップｄ
３）。そして、これが実行されると、プリンタ４用のガ
ンマ変換テーブルとして保存される（ステップ５）。

【００４４】このようにして得られたガンマ変換テーブ
ルは、複数の出力先を対象として、それぞれの出力先に
合わせた複数のデータを作成／保存できる。例えば、本
実施の形態に係る画像処理システム内のもう１台のプリ
ンタ５用の変換曲線も、上記と同様の操作によって生成
可能である。さらに、別の出力機器をシステムに接続し
て、専用のガンマ変換テーブルを作成／保存することも
できる。

【００４５】上記のキャリブレーションにて作成したガ
ンマ変換曲線をもとに原稿を読取ってプリンタ出力を得
るには、コンピュータ２上にて、出力対象としてプリン
タ４を選択する。これにより、プリンタ４用のガンマ変
換テーブルがカラー画像読取装置１にダウンロードさ
れ、カラー画像読取装置１の内部では、読み取った画像
に対して、このテーブルを用いた１０ｂｉｔ→８ｂｉｔ
変換が行なわれて画像データが出力される。なお、出力
画像は、プリンタにて直接プリントアウトするだけでな
く、一時、コンピュータ２００上に保存して処理を加え
るようにしてもよい。

【００４６】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、出力装置の濃度特性を画像読取装置に入力して、入
力画像と出力画像間のガンマ変換曲線を求め、これを画
像読取装置の分解能変換処理にフィードバックする濃度
キャリブレーションをすることにより、出力装置におい
て全濃度域で原稿と濃度の対応が取れた、しかも階調性
の優れた画像を得ることができる。すなわち、キャリブ
レーションチャートより得られたチャート出力データと
チャート読取データの相関から求めた最適変換曲線をも
とに原稿を読み取って階調数変換を行なうことで、出力
機器の濃度特性に応じた、階調性の優れた画像データを
作成することができる。

【００４７】また、コンピュータのディスプレイ上で処
理状況を見ることができ、操作性が向上する。

【００４８】なお、上記の一連の処理は、これらを一つ
のコンピュータ用アプリケーションプログラムとしてま
とめることができる。

【００４９】また、上記の最適変換曲線は、テーブルと
してではなく、関数として保存するようにしてもよい。

【００５０】上記の実施の形態においては、読取りを３
０ｂｉｔ、出力を２４ｂｉｔのカラー画像読取装置、及
び２４ｂｉｔの画像処理が可能なコンピュータを例に説
明したが、本発明はこれに限らず、コンピュータの処理
能力を上回る階調分解能を持つ画像読取装置を含めたシ
ステムにおいて、本発明を適用することができる。

【００５１】例えば、読取り３６ｂｉｔ／出力２４ｂｉ
ｔの画像読取装置を用いると、階調性はさらに向上す
る。また、出力先はプリンタに限らず、イメージセッタ
やフィルムレコーダでもよい。

【００５２】また、通常、画像読取装置の出力はＲＧＢ
のデータであり、カラープリンタやイメージセッタは、
機器内部またはコンピュータ上でＲＧＢデータをＹＭＣ
Ｋデータに変換して出力する。この変換の際には、各出
力機器の色出力特性に合わせてマスキングやＵＣＲと称
される色補正の演算がなされる。そこで、本実施の形態
における濃度補正と、上記の色補正とを組み合わせて、
カラー画像処理システムにおいて実施した場合にも、上
記と同様の効果を得ることができる。 ［第２の実施の形態］以下、本発明に係る第２の実施の
形態について説明する。なお、本実施の形態に係る画像
処理システムのシステム構成、画像読取装置の装置構成
や回路構成は、上述の第１の実施の形態に係るシステム
と同等であるため、ここでは、その図示及び説明を省略
する。

【００５３】上記第１の実施の形態では、ガンマ変換の
演算を画像読取装置の内部で行なっているが、画像読取
装置にてキャリブレーションチャートを読取り後、その
読取データをコンピュータに出力して、コンピュータ内
でキャリブレーションデータとの比較を行ない、ガンマ
変換曲線を作成するようにしてもよい。

【００５４】そこで、本実施の形態におけるガンマ変換
曲線の生成について説明する。

【００５５】図１１は、本実施の形態におけるガンマ変
換曲線の生成手順を示すフローチャートである。なお、
同図において、図５に示す、第１の実施の形態に係る濃
度キャリブレーション手順と同一処理手順には同一符号
を付す。

【００５６】また、ここでは、本キャリブレーションを
行なうにあたりコンピュータ２は、画像読取装置１にキ
ャリブレーションの実行中であることを伝えており、こ
れにより、画像読取装置１は、１０ｂｉｔデータを出力
するモードに切り替わる。そして、画像読取装置１は、
コンピュータ２からの要求に応じて、１０ｂｉｔ画像デ
ータを数値データとしてコンピュータ２へ出力する。

【００５７】すなわち、図１１のステップ４では、キャ
リブレーションチャートの読取画像が、１０ｂｉｔＡ／
ＤコンバータにてＡ／Ｄ変換され、画像処理回路へ出力
される。この画像処理回路内では、下記の手順にて各階
調のパッチの１０ｂｉｔデータを生成する。

【００５８】１．各階調のパッチの読取画像データの抽
出（ステップ４ａ） ２．各階調のパッチの読取画像データの処理（ステップ
４ｂ） このデータ処理後、パッチの階調順にチャート読取デー
タ（１０ｂｉｔの数値データ）をコンピュータ２に出力
する（ステップ４ｆ）。コンピュータ２は、受取ったチ
ャート読取データをもとに、以下の手順でガンマ変換曲
線の生成を行なう（ステップ４’）。なお、画像読取装
置は、チャート読取データの出力を終了すると、通常の
画像出力モードに切り替わる。

【００５９】ステップ４ｃ：チャート出力データとチャ
ート読取データの相関をとる チャート出力データ（８ｂｉｔ）と画像読取装置１から
受取ったチャート読取データ（１０ｂｉｔデータ）の比
較により、プリンタのガンマ変換曲線が得られる。

【００６０】ステップ４ｄ：画像読取装置−プリンタ間
のガンマ変換曲線作成 上記の第１の実施の形態と同様、ステップ４ｃで得た変
換曲線と掛け合わせたときにγ＝１．０となるような曲
線が、最適変換曲線となる。

【００６１】ステップ４ｅ：１０ｂｉｔ→８ｂｉｔ変換
テーブル作成 ステップ４ｄで求めた最適変換曲線をもとに、１０ｂｉ
ｔのＡ／Ｄコンバータからの出力を８ｂｉｔデータに変
換する際のテーブルを作成する。

【００６２】ステップ４’で求めた最適変換テーブルに
対して、メッセージ：［キャリブレーションチャートに
名称をつけて保存してください。］の表示後（ステップ
ｄ３）、これが実行されると、当該プリンタ用のガンマ
変換テーブルとして保存される（ステップ５）。

【００６３】なお、上記のキャリブレーションをもとに
したプリンタ出力については、第１の実施の形態と同じ
である。 ［第３の実施の形態］以下、本発明に係る第３の実施の
形態について説明する。なお、本実施の形態に係る画像
処理システムのシステム構成、画像読取装置の装置構成
や回路構成は、上述の第１の実施の形態に係るシステム
と同等であるため、ここでは、その図示及び説明を省略
する。

【００６４】上記第１の実施の形態における補正と同様
の補正を、ガンマ特性のわかっている機器を対象として
行なうようにしてもよい。すなわち、ここでは、γ＝
１．８の指数関数で表わされるガンマ特性を持ったディ
スプレイを対象としたキャリブレーションの例を説明す
る。

【００６５】図１２は、本実施の形態におけるガンマ変
換テーブルの生成手順を示すフローチャートである。

【００６６】本実施の形態においては、キャリブレーシ
ョンチャートの作成や読取りは必要とされず、コンピュ
ータ２上でキャリブレーション実行のコマンドを選択す
ると、メッセージ：［出力機器のガンマ特性関数を選択
してください。］の表示とともに（ステップｄ１０）、
出力機器のガンマ特性として想定される何種類かの関数
が表示される（ステップ１０）。そして、この中から指
数関数を選択し、ディスプレイの特性値１．８を入力す
る（ステップ１１）。

【００６７】指数関数のガンマ特性を持つ機器への８ｂ
ｉｔデータ入力値Ｄｉと出力値Ｄｏ（機器上で観察され
る画像の８ｂｉｔ換算値）の関係は、以下の式（１）で
表わされる。

【００６８】 Ｄｏ／２５６＝（Ｄｉ／２５６）のγ乗 …（１） 画像読取装置１がコンピュータ２へ入力した８ｂｉｔデ
ータをそのままディスプレイ上に表示する際には、これ
が上式中のＤiとなる。画像読取装置１の１０ｂｉｔの
Ａ／Ｄコンバータの出力をＤs、これを８ｂｉｔデータ
Ｄiに変換するガンマ変換係数γ'とするとき、 Ｄi／２５６＝（Ｄs／１０２４）のγ'乗 …（２） となり、従って、 Ｄｏ／２５６＝（Ｄi／２５６）のγ乗 ＝（Ｄs／１０２４）のγ'乗）のγ乗 ＝（Ｄs／１０２４）のγ'・γ乗 …（３） となる。この式（３）において、γ'・γ＝１．０であれ
ば、すべての階調においてＤs＝Ｄi、すなわち、画像読
取装置１への入力画像とディスプレイ上の出力画像の明
るさが一致することになる。また、γ＝１．８のとき、
γ'＝０．５６となる。

【００６９】従って、画像読取装置１の内部で１０ｂｉ
ｔ→８ｂｉｔ変換を行なう際に、γ'＝１．８の変換曲
線にのるような変換をすればよい。

【００７０】ステップ１２では、上記の処理に基づいた
１０ｂｉｔ→８ｂｉｔ変換テーブルが生成され、続くス
テップｄ１１では、メッセージ：［キャリブレーション
チャートに名称をつけて保存してください。］が表示さ
れる。そして、これが実行されると、ディスプレイ用の
ガンマ変換テーブルとして保存される（ステップ１
３）。

【００７１】このように、画像読取装置にて原稿を読み
取る際に、求めた変換テーブルを選択しておくことによ
り、階調性の優れた、しかも、出力機器のガンマ特性を
反映したことによって、全濃度域において読取原稿と同
等の濃度を持った画像を得ることができる。

【００７２】なお、本実施の形態に係るガンマ変換テー
ブルは、単色のディスプレイ、カラーディスプレイのい
ずれにも適用可能である。カラーディスプレイへの適用
においては、ＲＧＢの画像データに対して一括して同じ
ガンマ変換を施すことも、また、ＲＧＢそれぞれのデー
タに対して個別のガンマ変換をかけるようにすることも
可能である。 ［第４の実施の形態］以下、本発明に係る第４の実施の
形態について説明する。なお、本実施の形態に係る画像
処理システムのシステム構成、画像読取装置の装置構成
や回路構成は、上述の第１の実施の形態に係るシステム
と同等であるため、ここでは、その図示及び説明を省略
する。

【００７３】画像読取装置で読み取った画像を編集・加
工して使用する際には、一般的に画面上の画像を見なが
ら、その明るさや色あいなどの調整をする。そして、こ
の過程でガンマ変換処理を行なうこともある。この場
合、８ｂｉｔ→８ｂｉｔ変換となるため、上述したのと
同じ理由により、階調性が劣化する場合がある。

【００７４】本実施の形態では、画面上での編集・加工
が確定した後に、その際に使用したガンマ変換曲線をも
とにして、読取用の１０ｂｉｔ→８ｂｉｔのガンマ変換
テーブルを作成する。そして、これを用いて原稿の再読
取を行なうことにより、最終的に得る画像の階調性を優
れたものにする。

【００７５】図１３は、本実施の形態におけるガンマ変
換テーブルの生成手順を示すフローチャートである。こ
こでは、まず最初に、既存のガンマ変換テーブルを用い
て画像読取装置１により原稿を読み取る。ここで用いる
変換テーブルは、システムのデフォルトのテーブルでも
よいし、上記の実施の形態に係る方法により作成した、
システムに適合させたものでもよい。

【００７６】ここでは、最終目的をシステムのディスプ
レイに対応した画像を得ることとし、そのため、第３の
実施の形態で作成した、γ＝０．５６の１０ｂｉｔ→８
ｂｉｔガンマ変換テーブルを用いて原稿を読み取る。そ
して、読み取った画像はディスプレイ上に表示される。

【００７７】そこで、階調変換のコマンドを入力する
と、図１４に示すように、ディスプレイ３上にガンマ曲
線が表示される（ステップ２０）。ここで表示されてい
る曲線は、γ＝１．０のものであり、ここで処理を施さ
なければ、γ＝０．５６で読み取った画像がそのまま残
る。そして、上記のガンマ曲線をもとに、オペレータは
任意に曲線を書き換えることができる（ステップ２
１）。

【００７８】例えば、コントラストを強くしたい場合に
は、図１５に示すような曲線に書き換える。その結果
は、即座にディスプレイ上の画像に反映される（ステッ
プ２２）ので、オペレータは、変換された画像を確認し
ながら作業を進めることができる。ただし、この時点で
は、ディスプレイ上の表示が変わるのみで、読み取った
画像のデータ自体は、オペレータが“ＯＫ”の指示を出
すまで変更されない。

【００７９】なお、図１４，図１５では、ガンマ曲線の
変換対象として［ＲＧＢ］が選択されており、このモー
ドでは、ＲＧＢ各色同時にガンマ変換が施されるが、各
単色を変換対象として選択するようにしてもよい。

【００８０】オペレータが階調変換の作業を終了し、
“ＯＫ”の指示を出すと（ステップ２３でＯＫ）、コン
ピュータ２内の画像データは、ディスプレイ３に表示さ
れている、変換後の画像に合わせて書き換えられる（ス
テップ２４）。ただし、この書き換えは、オペレータが
作成した曲線に基づいてコンピュータ２の内部で８ｂｉ
ｔ→８ｂｉｔ変換したものであり、階調性が劣化してい
る。

【００８１】そこで、コンピュータ２は、メッセージ：
［作成されたガンマ曲線をもとに再度原稿を読み取りま
すか？］を表示し（ステップｄ２０）、“はい”の指示
を得た場合には（ステップ２５でＯＫ）、γ＝０．５６
の曲線に、オペレータが作成した変換曲線を重畳して、
新たな変換曲線を作成する（ステップ２６）。

【００８２】図１６は、上述の処理に基づいて、γ＝
０．５６、及び図１５に示すガンマ曲線から作成した変
換曲線である。ここでは、これをもとに、上記の実施の
形態と同様な方法にて１０ｂｉｔ→８ｂｉｔガンマ変換
テーブルを作成し（ステップ２７）、続いてコンピュー
タ２は、メッセージ：［ガンマ変換曲線に名称をつけて
保存してください。］と表示する（ステップｄ２１）。
そして、ガンマ曲線を保存しておくことにより（ステッ
プ２８）、後で別の原稿に同じ変換をかけて読み取るこ
とも可能になる。

【００８３】以上で階調変換曲線作成の処理が終了す
る。

【００８４】このように、画像読取装置に得られたテー
ブルをダウンロードして再度原稿を読み取ることで、任
意の階調変換を施した、しかも階調性の優れた画像を得
ることができる。

【００８５】なお、作成した複数のガンマ曲線を重畳し
たガンマ曲線を作成する機能をもたせるようにしてもよ
い。ガンマ変換を引き続き数回行ない、そのたびに画像
を保存することにより、途中からのやり直しを行なうこ
とができたり、変換過程を記録することができるといっ
た利点がある。しかし、読み取った画像に対してガンマ
変換と保存の繰り返しを行なった場合、変換をかける度
に階調性が劣化するといったデメリットもある。

【００８６】その点、各変換を重畳した変換曲線（例え
ば、連続して３回行なったガンマ変換の曲線のデータを
＃１，＃２，＃３とするとき、もとの画像から最終画像
への変換曲線（＃１*＃２*＃３））を作成することによ
って、変換過程を残しておく一方で、最終画像として
は、１０ｂｉｔ→８ｂｉｔ変換した画像、すなわち階調
性の優れた画像を得ることができる。

【００８７】なお、本発明は、複数の機器から構成され
るシステムに適用しても、１つの機器からなる装置に適
用しても良い。また、本発明は、システムあるいは装置
にプログラムを供給することによって実施される場合に
も適用できることは言うまでもない。この場合、本発明
に係るプログラムを格納した記憶媒体が本発明を構成す
ることになる。そして、該記憶媒体からそのプログラム
をシステムあるいは装置に読み出すことによって、その
システムあるいは装置が、あらかじめ定められた仕方で
動作する。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
読取階調数が出力装置での出力階調数よりも大きいの画
像読取装置を有するシステムにおいて、出力装置の濃度
特性を画像読取装置にフィードバックする濃度キャリブ
レーションをすることにより、出力装置の濃度特性に応
じた、階調性の優れた画像データを作成することができ
る。

【００８９】また、他の発明によれば、最終的な出力画
像を得る段階でビット数を落とす処理を行なうので、階
調性の優れた画像データが確実に得られる。

【００９０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る画像処理システムの
構成を示す図である。

【図２】実施の形態に係るカラー画像読取装置の概略構
成を示す図である。

【図３】原稿上の画像がイメージセンサの受光部に結像
する様子を模式的に示す図である。

【図４】イメージセンサによる読取画像データ処理部の
構成を示すブロック図である。

【図５】第１の実施の形態に係る画像システムにおける
濃度キャリブレーションの手順を示すフローチャートで
ある。

【図６】キャリブレーション用画像データを示す図であ
る。

【図７】プリンタのガンマ変換曲線を示す図である。

【図８】ガンマ変換曲線をもとに作成した最適変換曲線
を示す図である。

【図９】図８に示す最適変換曲線に基づいた変換テーブ
ルの一部を示す図である。

【図１０】図８の最適変換曲線に基づいて作成したＡ／
Ｄコンバータが８ｂｉｔの場合の変換テーブルの一部を
示す図である。

【図１１】第２の実施の形態におけるガンマ変換曲線の
生成手順を示すフローチャートである。

【図１２】第３の実施の形態におけるガンマ変換テーブ
ルの生成手順を示すフローチャートである。

【図１３】第４の実施の形態におけるガンマ変換テーブ
ルの生成手順を示すフローチャートである。

【図１４】ディスプレイ上のガンマ曲線を示す図であ
る。

【図１５】書き換えられたディスプレイ上のガンマ曲線
を示す図である。

【図１６】γ＝０．５６及び図１５に示すガンマ曲線か
ら作成した変換曲線を示す図である。

【図１７】１０ｂｉｔの階調レベルを持つ画像信号を８
ｂｉｔに変換する方法について説明するための図であ
る。

【図１８】１０ｂｉｔの階調レベルを持つ画像信号を８
ｂｉｔに変換する方法について説明するための図であ
る。

【図１９】１０ｂｉｔの階調レベルを持つ画像信号を８
ｂｉｔに変換する方法について説明するための図であ
る。

【図２０】ディスプレイのガンマ変換特性を示す図であ
る。

【図２１】１０ｂｉｔの階調レベルを持つ画像信号を８
ｂｉｔに変換する方法について説明するための図であ
る。

【図２２】１０ｂｉｔの階調レベルを持つ画像信号を８
ｂｉｔに変換する方法について説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１ 画像読取装置 ２ コンピュータ ３ ディスプレイ ４，５ プリンタ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像読取装置にて原稿を光学的に読み取
   った画像を出力装置より可視出力する画像処理システム
   において、 所定の較正画像に係る第１の画像データを得る手段と、 前記出力装置より前記第１の画像データの出力画像を得
   る手段と、 前記出力画像を前記画像読取装置にて読み取って第２の
   画像データを得る手段と、 前記第１の画像データと前記第２の画像データの比較結
   果から、前記出力装置の濃度特性を得る手段と、 前記濃度特性をもとに階調数変換を行なう手段とを備
   え、 前記階調数変換は、前記画像読取装置において前記原稿
   と前記濃度特性とが等価な階調性を有することとなる変
   換であることを特徴とする画像処理システム。
2. 【請求項２】 さらに、前記出力装置の色出力特性に合
   わせた色補正を行なう手段と、 前記階調数変換と前記色補正とを組み合わせて画像処理
   を行なう手段とを備えることを特徴とする請求項１に記
   載の画像処理システム。
3. 【請求項３】 前記階調数変換では、前記画像読取装置
   と前記出力装置間のガンマ変換テーブルが作成されるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の画像処理システム。
4. 【請求項４】 前記階調数変換では、前記画像読取装置
   と前記出力装置間のガンマ変換関数が作成されることを
   特徴とする請求項１に記載の画像処理システム。
5. 【請求項５】 前記ガンマ変換テーブルあるいは前記ガ
   ンマ変換関数は、前記画像読取装置の内部で作成される
   ことを特徴とする請求項３あるいは請求項４に記載の画
   像処理システム。
6. 【請求項６】 前記画像読取装置と前記出力装置間には
   コンピュータが介在し、前記ガンマ変換テーブルあるい
   は前記ガンマ変換関数は、該コンピュータの内部で作成
   されることを特徴とする請求項３あるいは請求項４に記
   載の画像処理システム。
7. 【請求項７】 前記ガンマ変換テーブルあるいは前記ガ
   ンマ変換関数には、オペレータが任意の修正を加えるこ
   とが可能であることを特徴とする請求項３乃至請求項６
   のいずれか１項に記載の画像処理システム。
8. 【請求項８】 画像読取装置にて原稿を光学的に読み取
   った画像を出力装置より可視出力する画像処理方法にお
   いて、 所定の較正画像に係る第１の画像データを得る工程と、 前記出力装置より前記第１の画像データの出力画像を得
   る工程と、 前記出力画像を前記画像読取装置にて読み取って第２の
   画像データを得る工程と、 前記第１の画像データと前記第２の画像データの比較結
   果から、前記出力装置の濃度特性を得る工程と、 前記濃度特性をもとに階調数変換を行なう工程とを備
   え、 前記階調数変換は、前記画像読取装置において前記原稿
   と前記濃度特性とが等価な階調性を有することとなる変
   換であることを特徴とする画像処理方法。