JPS6333975A - 画像デ−タ処理方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、階調を有する原画の画像を光電変換手段で
読取って得られる画像データを処理するための画像デー
タ処理方法およびその装置に関する。

（従来の技術とその問題点） 製版用スキャナやファクシミリなどの画像データ処理装
置においては、階調を有する原画を読取る際に、原画の
階調を正確に読取ることが重要となる。それは、読取ら
れた画像をそのまま記録する場合だけでなく、この画像
データに所望の修正を加えた後に記録や転送を行なう場
合においても、原画の階調の読取り精度を向上させなけ
れば所望の記録画像や転送画像を得ることが困難である
ためである。

このような画像データ処理装置に用いられる画像読取り
機構のうち、反射型の光学的読取り機構の例を、部分図
として第９図に示す。この機構においては、まず、外濾
体１の上部開口に設けられた透明の原画載置用ガラス板
２の上面に、原画３を伏せた状態で載置する。そして、
光源４からの光５を原画載置用ガラス板２を通して原画
３に照射する。原画３からの反射光１０は、ミラーやレ
ンズ等によって構成された結像光学系７を介してＣＣＤ
ラインセンサ８などの光電変換手段に入射する。このよ
うな光電変換手段としては、光電子増倍管やフォトダイ
オードなども用いられる。このＣＣＤラインセンサ８は
、その受光面に入射した光９の強度に応じた画像信号Ｖ
。。、を発生する。

そして、この画像信号■。。、に所望の画像処理を加え
た後に、感光材（図示せず）への露光記録や画像データ
転送などが行なわれる。

ところで、このような画像読取り機構の場合、ＣＣＤラ
インセンサ８に入射する光９が原画３からの反射光１０
のみを含むものであれば、この入射光９は、原画３の階
調を忠実に反映した光となっているはずである。ところ
が、実際には、光源４からの照射光５は、原画載置用ガ
ラス板２の下面においても反射される。このため、この
反射による光６ちまたＣＣＤラインセンサ８への入射光
９の中に紛れ込んでしまう。さらに、外筐体１の内壁面
や装置の他の部分などで散乱されたフレア光（図示せず
）などもＣＣＤラインセンサ８の受光面に入射する。

このため、原画載置用ガラス板２からの反射光６や上記
フレア光（迷光）などのバックグランド光によって画像
信号■。ＣＤは原画３の画像情報とは無関係のバックグ
ランド成分を有するようになる。その結果、このような
機構を用いた装置では、原画３の階調を正確に求めるこ
とが困難となってしまうという問題がある。

そこで、製版用スキャナを例にとって、このようなバッ
クグランド光のｔｎをより具体的に説明する。周知のよ
うに、製版用スキャナでは、通常、オペレータが原画３
の明部および暗部からそれぞれハイライト点およびシャ
ド一点を選定し、それらの点の濃度を測定するとともに
それらに対する網かけ出力画像上での網点面積率を指定
する。さらに、これらに基いて濃度と網点面積率との関
係を規定する階調補正曲線〈グラデーションカーブ）を
決定する。そして、入力した画像信号にシェーディング
補正を加えた後、上記階調補正曲線に従った階調補正を
加えて、網点面積率に応じた露光記録信号を得ている。

ところが、上記のようなバックグランド光が存在すると
、オペレータが意図した階調表現を得ることができず、
たとえばポジ版の記録に際しては、記録画像が全体的に
高明度側（低濃度側）へとずれたものとなってしまうと
いう問題がある。

また、特に階調曲線の暗部側部分では、バックグランド
光の量が原画暗部からの本来の結像光の量と同程度また
はこれよりも大となるため、階調表現性に与えるバック
グランド光の影響が相対的に大きくなる。このため、ポ
ジ版の記録画像では、暗部における階調表現性が乏しく
なってしまうという問題もある。ネガ版の記録画像では
明部側で同様の問題が生ずることはい・うまでもない。

これに対して、このようなバックグランド光の発生自体
を防止しようという試みもあるが、現実には、このよう
な試みは技術的にもコスト的にも実現性に乏しく、適切
な対策となっていない。

（発明の目的） この発明は従来技術における上述の問題の克服を意図し
ており、原画の画像情報と無関係なバックグランド光が
光電変換手段に入射することによって生ずる画像の濃度
の読取り誤差を除去し、それによって原画の階調を正確
に反映した画像データを得ることができる画像データ処
理方法およびその装置を提供することを目的とする。

（目的を達成するための手段） 上述の目的を達成するため、この出願の第１の発明では
、階調を有する原画に光源からの光を照射し、原画の画
像を光電変換手段によって読取って得られる画像データ
を処理するための画像データ処理方法を対象として、（
ａ）原画を配置すべき位置またはその近傍に、既知の濃
度を有する基準濃度面を準備して、光源からの光を前記
基準濃度面に照射し、前記照射が行なわれている状態で
基準濃度面の濃度を前記光電変換手段で読取ることによ
って基準濃度検出データを求める第１のステップと、（
ｂ）原画の画像を前記光電変換手段で読取って得られる
第１の画像データと前記基準濃度検出データとの差に応
じた第２の画像データを求める第２のステップとを実行
して、第１の画像データに対応する第２の画像データが
得られるようにしている。

また、第２の発明では、上記第２のステップをシェーデ
ィング補正処理中で行なう装置として、原画を配置すべ
き位置の近傍に白色基準１度面および黒色基準濃度面を
設けるとともにニジニーディング補正手段として、（ａ
）前記白色基準濃度面および前記黒色基準ｍ磨面につい
て、前記光源からの光を照射しつつ、それぞれの基準１
１度面の濃度を前記光電変換手段で読取って得られる白
色基準濃度検出データと黒色基ｌｌＩ！濃度検出データ
とを記憶する記憶手段と、（ｂ）前記記憶手段に記憶さ
れた前記白色基準濃度検出データと前記黒色基準濃度検
出データとを読出すとともに、前記原画の画像を前記光
電変換手段で読取って得られる第１の画像データと前記
黒色基準濃度検出データとの差を、前記白色基準濃度検
出データと航記黒邑基準濃度検出データの差で除算して
得られる最に応じた第２の画像データを演算して求める
演算手段とを備えるシェーディング補正手段を設け、第
１の画像データに対応する第２の画像データが得られる
ようにする装置を提供する。

（実施例） Ａ、実施例の全体　成と概略動 第１図はこの発明の一実施例である画像データ処理装置
を組込んだ製版用スキャナの概略構成図ある。同図にお
いて、この装置は、第９図の装置と同様に、外筺体１の
上部開口に透明の原画＃１．置用ガラス板２が設けられ
ており、この原画載置用ガラス板２上に原画３を伏せた
状態で載置する。

また、原画載置用ガラス板２の上面端部には、既知の濃
度を有する基準濃度面を持った部材としての、白色基準
板１５と黒色基準板１６とが設けられている。これらは
後述するシェーディング補正において利用されるもので
ある。このうち白色基準板１５は従来から設けられてい
る部材であるが、黒色基準板１６は新たに設けられてい
る部材である。

一方、ハロゲンランプなどで構成された光源４からの照
射光５は、原画３の表面で反射されて光学系７に含まれ
る第１のミラー１１に入射する。

この第１のミラー１１で反射された光は、第２および第
３のミラー１２．１３で順次反射された後、結像レンズ
１４によって光電変換手段としてのＣＣＤラインセンサ
８の受光面上に結像する。このＣＣＤラインセンサ８は
、図の紙面に垂直な方向にＣＣＤ素子を１次元的に配列
して形成されている。したがって、この図の紙面に垂直
な方向が主走査方向となる。

また、既述したように、光源４からの照射光５が原画装
置用ガラス板２の表面で反射することによって生ずる反
射光６や、外筐体１の内壁や装置の他の部分で光が散乱
されて生ずるフレア光（図示せず）などの、原画３の画
像情報とは無関係のバックグランド光もまた、上記光学
系７の内部に紛れ込む。このため、ＣＣＤラインセンサ
８への入射光９は、これらの無用な光も含んだものとな
っている。

この入射光９がＣＣＤラインセンサ８で光電変換される
ことによって得られる画像信号ｖｉＣＣＤは、△／Ｄ変
換器１７でデジタル化された後に、シェーディング補正
回路１８に与えられる。このシェーディング補正回路１
８は、本来は、原画３の表面におりる照明の不均一性や
、結像光学系７の結像作用の不均一性、それに、ＣＣＤ
ラインセンサ８を構成する各ＣＣ［）素子の感度不均一
性を補正するためのものである。しかしながら、この実
施例では、このシェーディング補正回路１８におけるシ
ェーディング補正処理によって、上述したバックグラン
ド光のｔｅもまた自動的に除去されるようになっている
。その詳細は後に説明するが、この実施例では、シェー
ディング補正回路１８がこのような機能を有しているこ
とによって、このシェーディング補正回路１８の入力が
この発明における「第１の画像データ」に相当し、その
出力画像信号ＶＮが１第２の画像データ」に相当するこ
とになる。

一方、このようなシェーディング補正を受けて得られる
画像信号■、は、ルックアップテーブル方式のＲＡＭ１
９ａを含む階調補正回路１９に与えられ、この階調補正
回路１つにおいて、後述するような階調補正を受ける。

この階調補正回路１９において得られる画像信号■１は
、次段の画像処理回路２０に与えられ、この画像処理回
路２０において輪郭強調や倍率変換等の処理を受ける。

こうして得られた画像信号Ｖ２は、網点信号発生回路２
１に出力される。この網点発生回路２１からの網点信号
■ｄｏｔは、音響光学変調器２５の変調制御信号となる
。

このＭＷ光学変調器２５にはレーザー光源２２からのレ
ーザービーム２３がミラー２４を介して与えられている
。この音響光学変調器２５は、上記網点信号■ｄｏｔに
基いてこのレーザービーム２３を変調して露光ビーム２
６を与える。この露光ビーム２６は、ガルバノミラ−２
７の振動によって左右に撮られつつ、ｆθレンズなどに
よって形成された結像光学系２８を介して記録用の感光
材２９の表面に照射される。このガルバノミラ−２７の
振動は、ＣＣＤラインセンサ８におけるＣＣＤ素子の出
力取出しタイミングと同期して行なわれ、それによって
主走査方向Ｘの光走査が達成される。

一方、光源４および第１のミラー１１は、原画３に対し
て図示の六方向へと相対的に並進移動させる機構（図示
せず）に固定されており、これによって、原画３はこの
六方向へと走査移動する。

これと同期して感光材２９も図の下方〈−Ｙ）へと引取
られ、それによって上記六方向への読取り副走査と、図
示のＹ方向への記録副走査が達成される。

一方、この装置には、上記各回路の制御やデータ処理の
ために、マイクロコンピュータ３０が設けられている。

このマイクロコンピュータ３０はＣＰＵ３１およびメモ
リ３２を備えており、Ｉ１０ボート３３を介して、上記
シェーディング補正回路１８２階調補正回路１９２画像
処理回路２０および網点信号発生回路２１へと接続され
ている。

また、後述する諸データを入力するためのキーボードパ
ネル３４も、Ｉ１０ボート３３に接続されている。

Ｂ、実施例の動作原理 次に、この実施例の動作原理を説明する。そのために、
まず、原画載置用ガラス板２からの反射光やフレア光な
どのバックグランド光が存在しない仮想的な場合につい
ての動作特性を説明する。

次に、バックグランド光が存在する場合に従来の画像デ
ータ処理方法ではどのような結果を招くかについて定但
的に述べ、その後に実施例の動作原理を上記二者と比較
しつつ説明する。

（Ｂ−１）バックグランド光が存在しない仮想的な釘 最初に、バックグランド光が存在しない仮想的な場合に
ついて説明する。第２図は４方向の座標軸によって形成
された２次元平面上での各種曲線を示す図である。これ
らの座標軸のうち、原点０から右方へ伸びる第１軸は原
画の濃度りのスケールとなっている。また、上方へ伸び
る第２軸は第１図のＣＣＤラインセンサ８の出力である
画像信号■１ＣＣＤをデジタル化した値のスケールであ
る。

ただし、このデジタル化による吊子化誤差はこの実施例
の原理説明上では特に問題とならないため、図中にはこ
れらを特に区別せずに、単にＶｉＣＣＤとして示しであ
る。ここで、添字ｒＮはＣＯＤライセンサ８のｉ番目の
素子の出力であることを示す。

したがって、これらの２つの座標軸によって形成された
第１象限工に描かれる曲線は、ＣＣＤラインセンサ８に
おける光電変換特性を示す曲線となる。この特性は、上
述したようなバックグランド光が存在しない仮想的な場
合には次の（１）式のように書ける。

一〇 Ｖ　”　　　Ｓ　’　　Ｉ　　１０　　＋　Ｖ　ｉｄａ
、ｋ　　・−（１）＋ＣＣＤ　　　＋　　０ ただし、この（１）式における各信号は次のように定義
される。

Ｓ、：ｉ番目のＣＯＤＣＤ素子度 Ｉｏ　：原画３への照射光量 Ｖ−：ｉ番目のＣＯＤＣＤ素子ける暗時＋ｄａｒｋ 出力電圧 すなわち、ｖｉｃｃＤは、原画３の濃度を反映した出力
電圧と、暗時出力電圧との和で表現される。

この（１）式の特性曲線は第１象限工中に破線Ｃ１で描
かれており、直線”　１ＣＣＤ−”　１ｄａｒｋを漸近
線とする指数関数となっている。

原点Ｏから左方へ伸びる第３軸は、第１図のシェーディ
ング補正回路１８の出力ＶＮを示している。したがって
、第２＠！限■はシェーディング補正の補正特性を示す
面となっている。このシェーディング補正は、各ＣＯＤ
ＣＤ素子に、・・・（２） と表わされる。ただし、上式における各記号の意味は次
の通りである。

Ｖｉｏ。、（Ｄ）　：８度りの原画画素を読取ったとき
のｉ番目のＣＯＤＣＤ素子力電圧 ｖｉｃｃＤ（ＤＷ　）：第１図の白色基準板１５（濃度
り。）を読取ったときのｉ番目のＣＯＤＣＤ素子力電圧 ■・　　：光源４を消灯したときのｉｌ目のＣ＋０ＦＦ ＣＤ素子の出力電圧（＝Ｖ・　　） ＋ｄａｒｋ ■Ｎｏ：白色基準板１５のｆｆ１ｌ＊Ｄ、に対応してあ
らかじめ指定しておいたデータ値 容易にわかるように、（２）式は■１ｃｃｔ＋（Ｄ）を
変数としたときの直線を表わす式であって、この直線を
第２象限■の中に破線Ｃ２で示す。また、（１）式を（
２）式に代入することによって、原画濃度りとシェーデ
ィング補正後の画像信号ｖＮとの関係は、次の（３）式
のように表わすことができる。

ｖ　　−ｖ　　ｉｏ　　／ｉｏ”’　　　　　・・・（
３）−〇 Ｉｔ　　　Ｎ。

一方、第２図の下方に伸びる第４軸は出力網点画像の網
点面積率Ｇを示す。したがって、第３象限■には、シェ
ーディング補正後の画像信号ｖＮをどのような関係で網
点面積率Ｇに対応づけるかを決定する階調補正曲線が描
かれることになる。

この階調補正曲線Ｃ３は、第４象限■における曲線Ｃ４
、すなわち原画濃度りに対してどのような網点面積率Ｇ
を対応させるかを決定する曲線に応じて定まるものであ
る。

具体的には、まずオペレータがあらかじめ原画３の中の
ハイライト点とシャド一点とを抽出（）て、それらの点
におけるＩＩ度ＤＨＬ、Ｏ２０を、第１図の５Ａ置とは
別の濃度計で計測する。そして、これらのハイライト点
およびシャド一点に対する網点面積率ＧＨ１，Ｇ８．を
任意に定める。これらのデータＤ　　、Ｄ　　、Ｇ　　
、Ｇ　　によって第２図の第４象ＨＬ　　　ＳＤ　　　
ＨＬ　　　ＳＤ 限■における２点ＰＨＬ、ＰＳＯが一義的に定まる。

さらに、この２点Ｐ　　、Ｐ　　の間の区間内の数点８
１　　　　ＳＯ （図示せず）を定め、これらを通る曲線として上記曲線
Ｃ４が決定される。

そして、第４象限ＩＶでの曲線Ｃ４が定まると、第３図
に例示するように、任意の原画濃度Ｄ　について、曲線
Ｃ、Ｃ２を介して得られる画像信号値■Ｎａと、当該濃
度Ｄａについて曲線Ｃ４を介して得られる網点面積率Ｇ
ａとの関係が決定される。そして、各濁度りについての
この関係をつないで曲線として表わしたものが、第３象
限■に描かれた階調補正曲線Ｃ３である。

以上が、バックグランド光が存在しない場合のシェーデ
ィング補正および階調補正の要点である。

したがって、このような仮想的な場合には、たとえば原
画濃度ＤａをＣＣＤラインセンサ８で読取り、シェーデ
ィング補正と階調補正とを順次施せば、第４図に示すよ
うな変換経路を経由して、所望の網点面積率Ｇ、が得ら
れることになる。

次に、原画載置用ガラス板２での反射光やフレア光など
のバックグランド光が存在する場合を考える。この場合
には濃度りとＣＯＤ素子の出力信号Ｖ　　との間の関係
は、次の（４）式のようになＣＣＤ る。

一〇 Ｖ、　−８，Ｉ　　１０　　＋Ｖ、　　＋Ｓ−Ｉ　　Ｒ
＋ＣＣＤ　　　＋　　０　　　　　　＋ｄａｒｋ　　　
＋　　０・・・（４） ただし、 Ｒ−Ｒ＋Ｒ・・・（５） ｒｅｆ　　　ｆｌａ Ｒ＝原画載置用ガラス板２の表面の光反ｅｆ 対重 ８口。＝フレア光成分比 である。

上記（４）式は、既述した（１）式に対応するものので
あるが、バックグランド光成分（Ｓ、ＩｏＲ）が付加さ
れている点が異なる。このバックグランド光成分（Ｓ、
ＩｏＲ）はほぼ一定の値をとるため、（４）式に対応す
る特性曲線は、（１）式に応じた第２図の特性曲線Ｃ１
を図の上方へと一様にシフトして得られる特性曲線Ｅ１
となる。

一方、シェーディング補正を規定する変換式は、既述し
た（２）式と同一の式となる。ただし、関数形は同一で
あっても、バックグランド光の存在によって（２）式の
ＶｉｃｃＤ（ＤＷ）の値が大きくなるため、ＶｉｃｃＤ
についての比例係数：ＶＮＯ／　（■　ＣＣＤロ　（Ｄ
Ｗ　）　　−Ｖ、０ＦＦ）は、バックグランド光がない
場合に比べて小さくなる。したがって第２図の第２象限
■において、ＶｉｃｃＤ軸に対する直線の傾きが小さく
なる。換言すれば、ＶＨ軸に対する傾きは増大し、図中
Ｅ２で示す直線となる。このような変化は、第１図の白
色基準板１５の読取りによって自動的に取込まれる。

また、（４）式を（２）式へ代入して得られる濃度りと
信号■８との関係式は、次の（６）式のようになる。

一〇 Ｖ　　＝Ｖ　　（１０＋Ｒ）／（１０”ｖ＋Ｒ）Ｎ　　
　Ｎ。

・・・（６） さらに、第３采限■における階調補正曲線としては、バ
ックグランド光の有無にかかわらず、バックグランド光
が存在しない場合を対象としてあらかしめ求められてい
た階調補正曲線Ｃ３が用いられる。

このような状況下でシャド一点の濃度ＤＳＤを読取った
場合を考える。すると、第２図の特性曲線Ｅ、Ｅ、Ｃ３
を経由することによって、網点面積率Ｇ′８．が与えら
れてしまう。すなわち、シャド一点に対してあらかじめ
指定しておいた網点面積率ＧＳＤとは異なる網点面積率
が与えられてしまうわけである。これは、他の濃度につ
いても同様である。たとえば、ハイライト点の濃度り。

しについては、網点面積率ＧＨＬが得られてしまう。こ
のため、濃度りと網点面積率Ｇとの関係は第４象限にＥ
４で示すような曲線となる。

すなわち、従来の方法では、各濃度りに対して、オペレ
ータが意図した網点面積率Ｇを得ることができず、全体
的にハイライト側ヘシフトした特性曲線Ｅ４となってし
まうのである。さらに、第２図かられかるように、シャ
ド一点付近の特性曲線Ｅ４の傾きが、あらかじめ意図し
た特性曲線Ｃ４の傾きよりも小さくなってしまう。その
結果、第５図に示すように、同一の濃度差ΔＤに対する
網点面積率の差が、あらかじめ意図した値ΔＧよりも小
さな値ΔＧ′となる。このため、シャド一部での階調表
現性が乏しくなってしまうわけである。

（Ｂ−３）バックグランド光が存在する場合（実施例） そこで、この実施例では、シェーディング補正回路１８
において、（２）式によるシェーディング補正ではなく
、次の（７）式による補正を行なう。

・・・（７） ただし、この（７）式において、ＤＢは黒色基準板１６
の濃度である。また、ＶｉＣＣＤ（ＤＢ）は、光１１１
４を点灯した状態、すなわちこの光源４からの光５を黒
色基準板１６の表面に照射した状態におけるＣＯＤライ
センサ８のｉ番目のＣＣＤ素子の出力である。

この（７）式は、次のような考え方に従って導入された
式である。まず、従来では、原画載置用ガラス板２上に
載置された光吸収率無限大の黒色物体に光を照射しても
、この黒色物体によって光がすべて吸収されてしまうた
めに、ＣＯＤライセンサ８には何らの光も入射しないと
いう前提を置いていることに着目する。このため、従来
のシェーディング補正では、消灯時出力電圧ＶｉＯＦＦ
　（＝暗時出力電圧Ｖ・　　）の値を用いてシェープイ
ン＋ｄａｒｋ グ補正を行なっている。その結果、シェーディング補正
後の画像データ■Ｎは、原画濃度りに対して（６）式で
示されるような関係となってしまい、バックグランド光
の影響がＲを通して入ってきてしまう。

これに対して、上述の（１）式を用いれば、このような
バックグランド光の影響を取除くことができる。それを
証明するために、まず、（４）式によって次の（８）式
が成立することに着目する。

ｖｌｃｃＤ（ＤＢ） 一〇 ＝Ｓ−１１０＋Ｖ−＋Ｓ−Ｉ　　Ｒ ＋Ｏ＋ｄａｒｋ＋０ ・・・（８） すると、（４）、　（８）式によって、（７）式は、次
の（９）式のようになる。

容易にわかるように、この（９）式はＲを含んでいない
。つまり、（７）式に従ったシェーディング補正を行な
えば、バックグランド光の影響を除去できるね（プであ
る。

このようにして、原画を読取って得られる画像データＶ
　　　（Ｄ）と光源点灯時の基準濃度検出ＣＣＤ データ（上記の例では黒色基準Ｓ度検出データ■１ＣＣ
Ｄ（ＤＢ　））との差をとることによってバックグラン
ド光の影響を取除くことができるのは、（２）式かられ
かるように上記バックグランド光の影響がＣＯＤアレイ
センサ８の出力Ｖ　　　（Ｄ）のｃｃＤ 中に付加項として入っていることを巧みに利用じたこと
による。すなわち、どのような濃度の画像を読取った場
合でも、同一ないしは同程度のバックグランド成分がＣ
ＣＤリニアセンサ８の出力中に現れることを利用して、
これを互いにキャンセルさせるような減算を行なうわけ
である。したがって、上記のようにシェーディング補正
中でこの減算を行なう場合に限らず、このような差を求
めるような演算を行ないさえすればバックグランド成分
の影響を除去することができることになる。

このよ・うな変形については後に説明する。

なお、黒色基準板１６の濃度り、が白色基準板１５の濃
度り、４よりも十分に大きいときくすなわちＤＢ〉〉Ｄ
−のとき）には、 １　０　”　　＜＜１０−Ｄｗ であり、（９）式の分母は１０”０ｖｖで近似できる。

このため、このような条件を満足するようにり。

およびＤＢを選択しておけば、（９）式は次の（１０）
式で近似できる。

Ｖ　　＃Ｖ　　１０　　　（１０’−１０’″Ｄａ　＞
ＶＪ Ｎ　　　Ｎ。

・・・（１０） 以下では；［）、＞＞［）、の条件が満足されている場
合を例にとって、（１０）式によるシェーディング補正
についてさらに詳述する。

第６図はこのような取扱いを行なった場合の各特性曲線
を、第２図とほぼ同様の態様で示した図である。ただし
、この第６図の左方に伸びる第３軸の原点はＯ′にとっ
である。したがって、第２象限■および第３象限■は、
第２図の図示位置よりも全体的に図の左側ヘシフトさせ
たものとなっている。ただし、比較のためにこの第６図
中に描かれている直線Ｃおよび曲線Ｃ３は、第２図と比
較するとわかるように、上記原点Ｏ′ではなく、第３軸
上の別の点ＯＦ　（後述する。）をあたかも原点とする
ような位置関係で描かれている。このような不一致は、
後述するように、黒色基準板１６の濁度り、が現実には
無限大ではないことに起因する。

この第６図においては、上記実施例の特徴に応じて、上
記（７）式で示される曲線Ｆ２をシェーディング補正直
線として用いている。そして、この場合には、ハイライ
ト点およびシャド一点のそれぞれの濁度Ｄ　およびＤＳ
、にそれぞれ対応画像デＬ −タ■　の値ｖＨ１およヒソ８ｏハ、上記（１０）式に
よって、次の（１１）、　（１２）式で与えられる。

Ｖ　　＃Ｖ　　１０　　　（１０”’Ｌ−１０”　’）
ＨＬ　　　Ｎ。

・・・（１１） Ｖ　　＃Ｖ　　１０　　　（１０””’−１０−ＯＬ３
）０ｗ ＳＤ　　　ＮＯ ・・・（１２） 第６図かられかるように、この新たなシェーディング補
正直線Ｆ２は、バックグランド光が存在しないと仮定し
たときのシェーディング補正直線Ｃよりも図の右側（Ｖ
、が小さい側）へシフトしている。このシフト吊は（２
）式と（７）式との差に相当している。換言すれば、任
意の濃度ＤｅＧＣＤリニアセンサ８で読取ったときに、
その出力ＶｉｃｃＤがバックグラド光成分に相当する口
だけ増大していることを考慮して、その分だけ■８のレ
ベルを下げるような処理が行なわれていることになる。

第２図の直線Ｅ２も直線Ｃ２の右側へとずれているが、
それは、バックグランド光の存在によって（２）式のＶ
ｉｃｃＤ（ＤＷ）が変化したことのみを取込んだことに
よって生ずる結果である。このため、この従来の直線Ｅ
２においては、バックグランド光の存在による影響が実
質的に除去されていない。

これに対して、第６図の直線Ｆ２では、バックグランド
光の存在による白色基Ｑｍ度検出データＶ、（Ｄ）と黒
色基準濃度検出データＶｉｃｃＤ＋ＣＣＤ　　　　讐 （Ｄ、）の双方への影響を完全に取込んでいる。

このため、バックグランド光の影響は完全に除去されて
いることになる。特に、このような影響の除去を、（７
）式の分子、分母のいずれかにおいても２種類のデータ
の差でキャンセルさせているため、バックグランド成分
そのものの値を求める必要がないことが大きな特色であ
る。

ただし、黒色基準板１６を理想的な黒色（Ｄ８＝ｏｏ）
とすることは実際上は不可能であるため、第６図の第３
軸の原点０′は、ＤＢ＝■の場合に対応する点ＯＦより
も大きな側（図の左側）に存在する。このため、現実に
使用される黒色基準板１Ｇの濃度Ｄ　に対して、Ｄ＞Ｄ
Ｂとなっているような濃度りを読取ると、第３軸上では
負の値（Ｖ、＜Ｏ’　）が得られることになる。第６図
の第３軸には、このような負の値となるようなｆＥｉ域
を矢印範囲Ｎで、また、正の値の領域を矢印範囲Ｐでそ
れぞれ示しである。そこで、このような濃度も読取って
処理できるように、シェーディング補正回路１８の出力
ＶＩ４は正負の符号を有するデータとしておく。

さらに、原点がＯ「ではなくＯ′となっていることによ
って、第３象限■における階調補正曲線Ｆ３は、第２図
の階調補正曲線Ｃ３よりも小さな側〈図の右側）へ所定
量だけ相対的にシフトしていることになる。つまり、第
６図の曲線Ｆ３は、第６図の点０１をあたかも原点とす
るような位置関係で第２図の曲線Ｃ３を描いたものに相
当する。

したがって、第６図中には曲ｌ１ｌＦ３とＣ３とを重ね
て描いであるが、第６図の実際の原点は０１ではなくＯ
′であるため、第２図の曲線Ｃ３と第６図の曲線Ｃ３と
は厳密には同一のものではない。

しかしながら、それらの差は原点のシフトに起因するも
のであるため、これらの図では双方を区別せずに、曲線
Ｃ３として描いである。

このシフト量は、２つの原点○’　、ｏＦの間の相互距
離に等しい。この相互距離は、（１０）式からそのまま
求まる■、と、（１０）式でＤ８−ＯＯとしだは既知で
あるため、このシフト量も直ちに知ることができ、新た
な階調補正曲線Ｆ３も容易に求めることができる。

また、シェーディング補正回路１８の出力■、が正負の
符号付きの値を有することに伴って、この階調補正を行
なうための階調補正回路１９の入力側も、正負の符号を
右するデータを受入れることができるようになっている
。

このようにして、新たなシェーディング補正直線Ｆ２を
使用し、階調補正曲線Ｆ３を介することによって、第６
図かられかるように、バックグランド光が存在する場合
においても、ｍ度りと網点面積率Ｇとの関係を示す所望
の曲線Ｃ４に従った変換が達成されることになる。

Ｃ０実施例の動作 次に、以上の原理に基いた第１図の装置の動作を、第７
図に示したフローチャートを参照しつつ説明する。まず
、第７図のステップ＄１では、オペレータが原画３のハ
イライト点とシャド一点とを抽出して、その濃度Ｄ　　
、Ｄ　　を測定する。こＨＬ　　　ＳＤ の測定操作については既に説明した。そして、このハイ
ライト点とシャド一点とに対応させるべき網点面積率Ｇ
ＩＩＬ、ＧＳＯをオペレータが任意に決定する（ステッ
プ８２．）、次に、上記ＤＨＬ、ＤＳＯ’ＧＨＬ、ＧＳ
Ｄの値のほか、白色基準板１５および黒色基準板１６の
それぞれの１１度り。、Ｄ、と、濃度Ｄ８に対して与え
るべき信号■８の値Ｖ８゜をキーボードパネル３４から
入力して、メモリ３２中に記憶さける（ステップＳ３）
。

このような処理が完了すると、ＣＰＵ３１は、（１１）
式と（１２）式とを用いて■□Ｌ、ＶＳＤとを演算して
求める（ステップ３４）。さらに、これに対応して第６
図の第３象限■における点ＱＨＬ、ＱＳＤの座標値を特
定し、これらの双方を通るような階調そして、このよう
にして求まった階調補正曲線Ｆ３を、シェーディング補
正後の画像信号ＶＮをアドレスとし、網点面積率Ｇをデ
ータとするルックアップテーブル方式で、第１図の階調
補正回路１９中のＲＡＭ１９ａに書きこむ（ステップ３
６）。

次のステップＳ７では、原画３が原画載置用ガラス板２
上に伏せて載置され、読取り開始スイッチ（図示せず）
がＯＮとされる。すると、この装置における副走査方向
の移動と主走査方向の読取り動作が開始される。そこで
はまず、第１図の白色基準板１５０ｍ度が光源４を点灯
させた状態で読取られ、ＣＯＤ素子ごとの画像信号ｖｉ
ＣＣＤがデジタル化された後にシェーディング補正回路
１８に転送される。

このシェーディング補正回路１８は、第８図に示すよう
な概略構成を有している。そして、上記のようにして白
色基準板１５の濃度を読取って得られる白色基準ｉｔｓ
度検出データＶｉＣＣＤ（ＤＷ）は、スイッチング回路
４１．４２を介して、１ラインとに順次ストアされる（
ステップＳ８）。

次のステップＳ９では、光源４からの光５を黒色基準板
１６に照射した状態のままで、この黒色塁準阪１６の濃
度がＣＣＤラインセンサ８によって読取られる。そして
、このようにして得られた黒色基準濃度検出データｖｉ
ｃｃＤ（ＤＢ）がデジタル化されて第８図のシェーディ
ング補正回路１８に与えられる。このときには、このシ
ェーディング補正回路１８内のスイッチング回路４２が
、１ライン分の容部を有する黒データメモリ４３側に切
替っている。このため、この黒色基準濃度検出データＶ
（Ｄ）は、この黒データメモリ４ｉＣＣＤ　　　Ｂ ３へと、画素ごとに順次ストアされて行く。その復、第
８図のスイッチング回路４１は減算器４５側に切換えら
れる。

第１図の副走査方向Ａへの移動が進んで原画３の読取り
が開始されると、ＣＣＤラインセンサ８の各ＣＣＤ素子
ごとの出力Ｖ　　　（＝　Ｖ　、ｏｏｏ（Ｄ　’）ｃｃ
Ｄ ）が、デジタル化されてシェーディング補正回路１８に
順次転送されてくる。これと同期して、第８図の黒デー
タメモリ４３および白データメモリ４４からは、それぞ
れの中にストアされていたデータＶ（Ｄ）および■１Ｃ
ＣＤ（ＤＷ）がｃｃｉＣＣＤ　　　Ｂ Ｄ素子番号順に循環的に出力される。したがって、第８
図の減算器４５からは、 （Ｖ　　　（Ｄ）−Ｖ、　　　（［）　　））　　　・
・・（１３）ｉＣＣＤ　　　　　　＋ＣＣＤ　　　Ｂが
、また、他方の減算器４６からは、 （Ｖ　　　（Ｄ　　’）−Ｖ、ｏｏ、（ＤＢ））　　・
（１４）ｉＣＣＤ　　　Ｗ がそれぞれ出力される。

これらのうち、後者は、入力された値の逆数を出力する
ルックアップテーブル方式のメモリ４７に与えられる。

したがって、このメモリ４７からは、 （Ｖ　　　（Ｄ　　）　−Ｖ、ＣｏＤ（Ｄ、　）　）　
　・（１５）ｉＣＣＤ　　　讐 が出力される。（１３）式および（１５）式で表わされ
る各データは、乗算器４８で互いに掛合わされる。

それによって、画像データＶ　　　（Ｄ）と黒色基ＣＣ
Ｄ 準濃度検出データＶ（Ｄ）との差（（１３）式）％式％ を、白色基準濃度検出データＶ’（Ｄ）と黒１ｃｃＤ　
　　Ｗ 色基準濃度検出データＶ（Ｄ）との差によ１ＣＣＤ　　
　　　切 っで除算するという演算が達成される。さらに、この乗
算器４８の出力は、別の乗算器４９に与えられて、ここ
で■ＮＯが掛合わされる。

このため、このシェーディング補正回路１８は、（７）
式に従った演算を行なって、シェーディング補正後の画
像信号■８を出力することになる（ステップ８１０）。

この画像信号■、は第１図の階調補正回路１９に与えら
れて、ＲＡＭ１９ａ内のテーブルに応じた階調補正を受
ける（ステップ５１１）。このようにして、各濃度りに
対して所望の網点面積率Ｇを与えるような画像信号Ｖ１
が得られる。この画像信号■１は画像処理回路２０で輪
郭強調や倍率変換を受ける（ステップ５１２）。そして
、既述したプロセスに沿って感光材２つの露光記録が行
なわれ（ステップ５１３）、原画３の全面についての全
走査が完了した時点でルーチンを終了する（ステップ５
１４）。

Ｄ、変形例 以上、この発明の一実施例について説明したが、この発
明は上記実施例に限定されるものではなく、たとえば次
のような変形も可能である。

■　実施例ではＣＯＤを用いた例を説明したが、光電子
増倍管やフォトダイオードを用いるレーザビームを振ら
せる走査や、回転ドラム走査などの他の走査方式にも適
用できる。

■　上記実施例ではシェーディング補正の段階でバック
グランド光成分の影響を取除くようにしているが、光電
変換手段の出力を処理する段階のいずれかでこのような
バックグランド補正のための差の演算を行なえばよい。

また、バックグランド補正専用の回路を設けて、これを
画像信号の転送経路中に介挿させてもよい。

たとえば、光電変換手段の後段に、この光電変換手段の
出力■１ｃｃＤから既知の濃度Ｄｏについての基準濃度
検出データＶ（Ｄ）を差引く減算１ｃｃＤ　　　Ｏ 器を設けておく。すると、これらの差ΔＶ、として、（
４）式から、 −Ｄ　　　　−Ｄ。

ΔＶ−＝Ｓ、Ｉ　　（１０−１０＞ ・・・（１６） が得られる。ところが、Ｓ、ｉｏおよびり。は既知であ
るため、（１６）式を変形して嵜られる次の（１７）式
または（１８）式によって、バックグランド光成分のレ
ベルのみならず、暗時出力電圧の影響も−Ｄ　　　　　
　−Ｄ 取除いたデータＳｉ　Ｉｏｌｏ　または１０　が得られ
ることになる。

Ｓ、Ｉ　　１０”’−４Ｖ、＋３−、１　１０−０７＋
Ｏ＋　　　＋０ ・・・（１７） １０’＝（Δ　Ｖ　　、　／Ｓ　　、　　Ｉ　　　　）
　　＋１　０−”・・・（１８） したがって、シェーディング補正を行なわないような装
置では、上記実施例のように２種類の基準濃度面を準備
する必要はなく、上記（１６）〜（１８）式かられかる
ように、１種類の既知濃度を持った基準濃度面を準備す
れば、バックグランド光の影響は除去可能である。

■　基準濃度面としては、上記実施例のように黒色基準
板などの部材を用いずに、原画載置用ガラス板２の表面
に塗色したものなどを用いてもよい。また、処理時間は
長くなるが、原画３を載置する前に、原画３を載置すべ
ぎ位置に基準濃度板をマニュアルでＩ７ｉ、置し、これ
を光電変換手段で読取らせてもよい。ただし、原画読取
時には、この基ＮＰ−濃度板は取外しておく。したがっ
て、この発明において基準濃度面を準備する位置は、原
画を配置すべき位置またはその近傍ということになる。

■　また、画像データをいったん磁気ディスクなどの大
容邑メモリなどに保存し、その後にこれを読み出して使
用するときなどは、その読み出し後にバックグランド補
正をすることも可能である。

この場合には、基準濃度データを原画読取り後に求めて
、バックグランド補正をすることら可能となる。このた
め、原画読取り前に基準濃度データを求めることは必須
ではない。もつとも、上記実施例の構成によれば、バッ
クグランド補正がシェーディング補正と同時にリアルタ
イムでできるという利点がある。

■　上記実施例では製版用スキャナを例として考えたが
、この発明はファクシミリや階調再現性を有する複写機
などにも幅広く利用できる。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、既知の基ｔｐ
＝濃度に対するデータを画像データから差引くことによ
ってバックグランド成分がキャンセルされるため、原画
の画像情報と無関係なバックグランド光が光電変換手段
に入射することによって生ずる画像の濃度の読取り誤差
を除去し、それによって原画の階調を正確に反映した画
像データを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を用いた製版用スキャナの
全体構成を示す図、 第２図ないし第５図は各種特性を示すグラフ、第６図は
実施例の特性を示すグラフ、 第７図は実施例を用いた製版用スキャナの動作を示すフ
ローチャート、 第８図はシェーディング補正回路の構成例を示す図、 第９図は反射型の画像読取り機構の説明図である。 １・・・外Ｓ体、　　　　２・・・原画載置用ガラス板
、３・・・原画、　　　　　４・・・光源、８・・・Ｃ
ＣＤラインセンサ １５・・・白色基準板、　１６・・・黒色基準板、１８
・・・シェーディング補正回路、

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）階調を有する原画に光源からの光を照射し、前記
   原画の画像を光電変換手段によって読取って得られる画
   像データを処理するための画像データ処理方法であつて
   、 前記原画を配置すべき位置またはその近傍に、既知の濃
   度を有する基準濃度面を準備して、前記光源からの光を
   前記基準濃度面に照射し、前記照射が行なわれている状
   態で前記基準濃度面の濃度を前記光電変換手段で読取る
   ことによつて基準濃度検出データを求める第１のステッ
   プと、 前記原画の画像を前記光電変換手段で読取つて得られる
   第１の画像データと前記基準濃度検出データとの差に応
   じた第２の画像データを求める第２のステップとを備え
   、 前記第１の画像データに対応した第２の画像データが得
   られるようにしたことを特徴とする画像データ処理方法
   。
2. （２）基準濃度面は白色基準濃度面と黒色基準濃度面と
   を有しており、基準濃度検出データは白色基準濃度検出
   データと黒色基準濃度検出データとを含み、 第１のステップは、前記白色基準濃度面および前記黒色
   基準濃度面について、光源からの光を照射した状態で、
   前記白色基準濃度検出データと前記黒色基準濃度検出デ
   ータとを求めるステップであり、 第２のステップはシェーディング補正処理として行なわ
   れるステップであつて、 第２の画像データは、第１の画像データと前記黒色基準
   濃度検出データとの差を、前記白色基準濃度検出データ
   と前記黒色基準濃度検出データの差で除算して得られる
   量に応じたデータとして求められる、特許請求の範囲第
   １項記載の画像データ処理方法。
3. （３）階調を有する原画に光源からの光を照射し、前記
   原画の画像を光電変換手段によって読取つて得られる画
   像データを処理するための画像データ処理装置において
   、 前記原画を配置すべき位置の近傍に白色基準濃度面およ
   び黒色基準濃度面を設けるとともに、シェーディング補
   正手段として、 （ａ）前記白色基準濃度面および前記黒色基準濃度面に
   ついて、前記光源からの光を照射しつつ、それぞれの基
   準濃度面の濃度を前記光電変換手段で読取つて得られる
   白色基準濃度検出データと黒色基準濃度検出データとを
   記憶する記憶手段と、（ｂ）前記記憶手段に記憶された
   前記白色基準濃度検出データと前記黒色基準濃度検出デ
   ータとを読出すとともに、前記原画の画像を前記光電変
   換手段で読取って得られる第１の画像データと前記黒色
   基準濃度検出データとの差を、前記白色基準濃度検出デ
   ータと前記黒色基準濃度検出データの差で除算して得ら
   れる量に応じた第２の画像データを演算して求める演算
   手段とを備えるシェーディング補正手段を設け、 前記第１の画像データに対応した第２の画像データが得
   られるようにすることを特徴とする画像データ処理装置
   。
4. （４）第２の画像データとして、正負の符号を有するデ
   ータを使用した、特許請求の範囲第３項記載の画像デー
   タ処理装置。