JP2939270B2 - 画像の階調変換法 - 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、各種の原稿画像（本発明において複製しよ
うとする全てのものが原稿画像となる。）から、印刷画
像やデジタル複写画像などのハード画像やCRT（ビデ
オ）画像などのソフト画像（光による一過性の表示画
像）などの各種の複製画像を複製するときに不可欠な画
像の階調変換法に関する。

詳しくは、本発明は各種の原稿画像から複製画像を製
作するに際して、原稿画像から真の画像情報値を入手す
るようにし、これを特定の階調変換式を用いて網点面積
パーセント値などの階調強度値を求めるようにしたこと
を特徴とした階調や色調の再現性に優れた複製画像を製
作するための新規な画像の階調変換法に関する。

更に詳しくは、本発明の画像の階調変換法は、原稿画
像から複製画像を製作するに際し、複製のための画像情
報値を各種の画像情報の入力媒体（例えば、写真感光材
料、あるいは二次元CCD、フォトマル、フォトダイオー
ド、CCDなどの光電変換素子などが使用される。本発明
において、これらを総称して記録媒体という。）のもと
で記録や蓄積、あるいは処理することにより（本発明に
おいて、原稿画像との対比で、これら記録媒体のもとに
ある画像を記録媒体に記録された媒体画像、あるいは単
に媒体画像という。）入手するが、従来のように媒体画
像から濃度に相関した画像情報値を入手するのでなく、
原稿画像から媒体画像を形成するために前記した記録媒
体に入力される光量に相関した画像情報値を入手するよ
うにし、かかる画像情報値を特定の階調変換式のもとで
変換処理するという、全く新規な画像の階調変換法に関
するものである。

なお、本発明の画像の階調変換法は、原稿画像の階調
を忠実に複製画像に再現させる方法に関するだけでな
く、原稿画像の階調を任意所望なものに調整（修正また
は変更）する方法にも関するものである。

（従来の技術とその問題点） 周知のように連続階調などの原稿画像から各種の複製
技術により印刷画像，複写画像，プリンター画像、さら
にはTV（ビデオ）画像などの複製画像（なお、本発明で
複製画像という場合、このように最広義に解釈されるべ
きである。）が製作されている。これら複製画像の製作
において原稿画像のもつ濃度階調（gradation）と色調
（tone）を複製画像上に作業規則性をもって忠実に再現
させることは、極めて重要な課題である。しかし昨今の
複製技術の進歩にも拘わらず、前記した再現性を作業規
則性をもって合理的、かつ効率的に遂行することができ
ないでいるのが現状である。

これは、前記した原稿画像の調子（階調と色調）を複
製画像上に忠実に再現させる技術、さらには原稿画像の
調子を所望する調子に調整（修正または変更）するとい
う技術において、その基本となる画像の濃度領域におけ
る非線形変換処理技術（以下、画像の階調変換技術ある
いは画像の階調変換法という。）に、合理的な理論の裏
付けがなくが全く人間の経験と勘に依存し非科学的、非
合理的であることに由来している。

これを代表的かつ具体的な技術分野として印刷画像の
製作技術を引用して説明する。

従来技術においては、カラーフィルム原稿（カラーフ
ィルム原稿のうち、約90％が透過形のものである。）か
ら複製画像であるカラー印刷画像を製作する場合、カラ
ーフィルム原稿の最明部から最暗部に至る濃度特性を合
理的に把握する着意をもたず、さらに原稿画像と印刷画
像の画像特性の相関関係を決定するとき、即ち連続階調
のカラーフィルム原稿と網点階調の印刷画像の相関関係
を決定する『色分解カーブ（色分解作業特性曲線、網点
階調特性曲線などともいわれている。）の設定』が全く
人間の経験と勘に依存しているといえる。

一般に、カラー印刷画像の製作はカラーフィルム原稿
をカラースキャナにより色分解を行ない、かつ多色製版
（一般にはＣ版,M版,Y版,K版の４版が１組とされてい
る。）を行なって網点階調の印刷画像が複製される。

これらのカラースキャナやトータルスキャナはメカト
ロニクス化された極めて高価な装置であるが、当業界に
おいて大きな問題の一つは、その稼動率が平均して約30
％という低い水準にあることである。このように低い稼
動率に止めている理由は、カラースキャナを操作するた
めのセットアップ時間（scanner setup time）が長いこ
と、色分解作業により得られる製品の品質が不安定かつ
不充分なため再スキャン（rescan）が多いことなどであ
る。

これを少し技術的観点から考察してみると、前述した
ように色分解作業の用具としてはメカトロニクス化され
た高度なカラースキャナ等を使用しているものの、色分
解作業の複数の要素技術、例えば色補正（Color Correc
tion）の技術と濃度階調（Gradation）の変換技術が整
合性をもって体系づけられておらず、このことがカラー
スキャナの低稼動率の原因をなしている。周知の通り、
前記した二つの要素技術のうち、色補正の技術について
はマスキング方程式やノイゲバウアー方程式など極めて
厳密に科学的に追求されてきたが、後者の画像の濃度階
調の変換技術（これは、カラーフィルム原稿中の所定画
素に、どのような大きさの網点を対応させるべきかとい
う問題に帰する。）は合理的な理論の裏付けを行なうこ
とがないままおきざりにされてきており、この部分は人
間の経験と勘に大きく依存している状態である。このよ
うな状態のもとで色分解用の機器が開発されているた
め、機器自体の基本設計技術が未熟であることに加え
て、実作業においては高価な高度化された電子的色分解
装置を使用しながらオペレーターの推測作業、オペレー
ターの経験と勘を排除すること（without operator eva
luation,without operator's guess work）ができず、
常に安定した品質の印刷画像を製作することができない
でいる。特に、カラー原稿画像が適正な撮影および露光
条件、適正な現像条件で製作されたものでない場合、例
えば露光オーバーの明るすぎる原稿、露光アンダーの暗
すぎる原稿、ハイキーやローキーの原稿、色カブリのあ
る原稿などの非標準的な原稿である場合、大きな問題を
かかえている。即ち、これら非標準的なカラー原稿画像
に対して合理的に色分解作業を行なうことができず、前
記したスキャナの低稼働率、製品の品質の不安定性、再
スキャン率の増大などの問題をかかえている。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者らは、画像の階調変換技術に合理的な理論の
裏付けを行ない、かつ前記した各種の原稿画像から調子
（階調と色調）の再現性をもち、さらに進んで所望の調
子をもつ複製画像を合理的に製作するためには、色補正
（修正）技術の向上に先立ち、画像の各画素の濃度階調
の変換（網点などのドットの大きさをかえることによっ
て、または規定ドットの配列状態をかえることによっ
て、あるいは画素自体の濃度を変えることによって、画
素の濃度を複製画像上に再現させることは周知のことで
ある。）を合理的に行なうことができる技術が重視され
なければならないと考えている。これは、カラー印刷画
像の製作などにみられるごとく、複製画像の製作におい
て科学的な解析が比較的に容易である色補正（修正）技
術を画像の濃度階調の変換技術よりも重視している従来
技術に対して、反省をせまるものである。

そして、本発明者らは、原稿画像から複製画像を作成
するときに用いられる現在の画像の濃度階調の変換技術
が、原稿画像、例えば複製画像である印刷画像を作成す
るときのカラーフィルム原稿について、その最明部から
最暗部に至る濃度特性を合理的に把握していないこと、
及び原稿画像の濃度特性を1:1の忠実性をもって複製画
像に変化させるうえで不可欠な両画像（原稿画像と複製
画像）間の相関関係（階調変換式）の決定に合理的な理
論の裏付けがなく、専ら人間の経験と勘に依存したまま
である、という基本認識をもっている。

このような基本認識のもとで、先に本発明者らは、前
記画像の階調変換技術を科学的、合理的なものとするた
めに特定の階調変換式を提案した（特開昭64−7770号公
報，特願昭63−114599号，特願昭63−207326号，米国特
許第4,811,108号明細書）。

しかしながら、本発明者らのその後の研究において、
前記した特定の階調変換式のもとで行なう画像の階調変
換技術に一定の限界があることが見い出された。

この限界事項とは、例えばカラー印刷画像の場合、複
製画像の真の対象となるべきものは写真用感光材料とい
う記録媒体に記録されたカラーフィルム原稿（後述する
ように、本発明はこれを媒体画像の一つとみている。）
ではなく、このカラーフィルム原稿（媒体画像）の元を
なす静物や人物などの被写体そのものであるが、本発明
者らの先の提案を含めて従来の技術においては、写真用
感光材料という記録媒体に記録されている媒体画像の濃
度に相関した画像情報値（以下、単に濃度情報値という
こともある。）を手掛かりとして画像の階調変換を行な
っているということである。これでは、記録媒体である
写真用感光材料の感光特性に左右されてしまい、複製の
真に対象となる被写体（後述するように、本発明はこれ
を媒体画像との対比で原稿画像、実体画像、実景などと
いう。）それ自体からの画像情報値を利用していること
にはならない。

前記した点を、カラー印刷画像の製作を例にして、更
に詳しくは説明する。

従来技術においては、原稿画像（実体画像、被写体、
実景）から写真用感光材料という記録媒体に入射される
光を所定の露光条件（周知のごとく、入射光の強さＩと
入射時間ｔの条件のとき、露光量ＥはＥ＝Itで表され
る。）で記録した写真画像の濃度情報を基礎として色分
解作業（カラーセパレーション作業とは、前記したカラ
ーコレクションとグラデーションコントロールの両者を
含むものである。）を行なっている。

周知のように静物や人物などの被写体が撮影された写
真用感光材料には現像により写真濃度（photographic d
ensity）が形成され、これが媒体画像となるものであ
る。前記した写真濃度（黒化度）と写真用感光材料の露
光量Ｅの相関関係を表わす曲線が、写真濃度特性曲線
（photographic characteristic cvrve）である。これ
は、縦軸に写真濃度（Ｄ）（Ｄ＝log Io/I）、横軸に露
光量Ｅの対数値（logE）をとって表示されるものであ
る。なお、フィルムや乾板（透過原稿）では透過光の強
さＩと入射光の強さIoとの比が、また印画紙（反射原
稿）では反射光の強さＩと完全反射光の強さIoとの比が
用いられることはいうまでもないことである。

典型的な写真濃度特性曲線（以下、単に濃度特性曲線
という。）は、下に凸形状の足部、略直線状の直線部、
上に凸形状の肩部を有するかなり複雑な曲線（この点
は、後述する第１図、第４図の参照のこと。）となる。

別言すれば、従来技術においては、前記濃度特性曲線
の縦軸（濃度値）の立場から組み立てられた色分解技術
である。そして従来技術が色分解作業の基礎とするカラ
ーフィルム原稿（媒体画像）の画像情報は、原稿画像
（実体画像、被写体、実景）の画像情報と比例関係に無
く、しかも原稿画像（媒体画像）の画像情報値との乖離
の様相は千差万別である。

すなわち、記録媒体である写真用感光乳材の感光特性
に影響されるため、媒体画像であるカラーフィルム原稿
の画像情報値である写真濃度と被写体（実体画像、実
景）からの画像情報値である露光量（対数値）とを直線
関係（1:1の45゜の直線関係）で相関させることができ
ない。

一方、人間の視覚においては、明暗に対する弁別特性
が対数的であることは周知のことであり、人間は被写体
（実体画像）より視覚系に入射される光量を前記した弁
別特性に基づいてその明暗を評価している。ここでは、
濃度変化の勾配が直線的（リニア）であるものを自然な
ものとして感じているのである。

従って、カラー印刷画像の製作において、写真用感光
材料に記録された媒体画像の濃度値（Ｄ＝log Io/I）を
手掛かりに作業を進めると、それは写真用感光材料の感
光特性に影響されたあとの濃度情報値を使用しているこ
とになり、複製の真の対象となる被写体（実体画像、実
景）から得られる画像情報値を再現していることになら
ない。

本発明者らは、前記した状況を踏まえて、画像の記録
媒体（写真用感光材料）の特性によって非直線的に変更
された媒体画像の画像情報値を使用することなく、被写
体（実体画像、実景）から得られる第１次の（生の、原
初的な）露光量などの光量に関係した画像情報値を基礎
として印刷画像を製作する方法について鋭意検討を加え
た。 その結果、 （１） 濃度特性曲線（写真濃度特性曲線）を使用する
ものの、縦軸（Ｄ＝log Io/I）の値から横軸（log E）
の値を求め（以下、縦軸をＤ軸、横軸をＸ軸ともい
う。）、別言すれば濃度特性曲線上で規定される最明部
から最暗部に至るカラーフィルム原稿（媒体画像）のＤ
軸上の濃度情報値をＸ軸上に投影させ、 （２） より具体的には原稿画像上の任意の画素のＤ軸
上の濃度情報値（D_n）を該濃度特性曲線を介してＸ軸上
に投影して対応する画素の露光量に関する画像情報値
（X_n）を求め、次いで、 （３） 前記のようにして得られたX_n値を基礎とし、か
つ本発明者らが先に提案した階調変換式のもとで画像の
階調変換を行なった場合（なお、Ｘ軸上の画像情報値X_n
は、簡便法としてＸ軸の目盛をＤ軸の目盛と同一にした
スケールのうえで読みとることができる。しかし、これ
に限定されるものでないことはいうまでない。このこと
から、Ｘ軸は光量に相関した画像情報値を表わしている
ということができる。）、 被写体（実体画像、実景）に忠実に画像特性を有する
優れた印刷画像が得られることを見い出した。

本発明は、前記した新しい事実に基づき、印刷画像を
含めて各種の複製画像を製作するに際して、従来の原稿
画像の媒体画像を介して求められる濃度に相関した画像
情報値を重視した複製画像の製作技術を改め、原稿画像
の調子（階調と色調）の忠実な再現のために複製の対象
となる原稿画像（実体画像、実景）自体の光量に相関し
た画像情報値を重視した全く新しい複製画像の製作技
術、特にその中核技術となる画像の階調変換法を提供し
ようとするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明を概説すれば、本発明は、原稿画像が所定の記
録媒体に記録されている媒体画像から、複製画像を製作
するための画像情報値を入手し、該画像情報値に基づい
て階調強度値を求める画像の階調変換法において、 （ｉ）．原稿画像が所定の記録媒体に記録されている媒
体画像から入手される原稿画像の濃度に相関した画像情
報値（縦軸−Ｄ値）と原稿画像を前記記録媒体に記録す
るために原稿画像から当該記録媒体に入射される光量に
相関した画像情報値（横軸−Ｘ値）との相関関係を示す
当該記録媒体の特性である濃度特性曲線を規定し、 （ii）．前記濃度特性曲線を介して、原稿画像上の任意
の画素（ｎ）の濃度に相関した画像情報値（D_n）から対
応する画素の光量に相関した画像情報値（X_n）を求め。

（iii）．次いで、前記のようにして求めた原稿画像の
光量に相関した画像情報値（X_n）を、下記＜階調変換式
＞を用いて階調強度値（ｙ）に変換すること、 以上よりなる原稿画像上の任意の画素（ｎ）の濃度に
相関した画像情報値（D_n）から対応する画素の光量に相
関した画像情報値（X_n）を求めるとともに、該光量に相
関した画像情報（X_n）に基づいて階調強度値（ｙ）を求
めるようにすることを特徴とする画像の階調変換法。

＜階調変換式＞ ｙ＝y_H＋［α（１−10^-kx）／（α／β）］・（y_S−
y_H） 上記＜階調変換式＞において、各記号は、次のことを
表わす。

x:（X_n−X_Hn）を示す。即ち、 前記濃度特性曲線を利用して原稿画像上の任意の画素
（ｎ）の濃度に相関した画像情報値（D_n）より求めた対
応する画素の光量に相関した画像情報値（X_n）から、原
稿画像上の最明部（Ｈ部）の濃度に相関した画像情報値
（D_Hn）より該濃度特性曲線を介して求めた対応する最
明部の光量に相関した画像情報値（X_Hn）を差し引いて
求めた基礎光量値を示す。

y:原稿画像上の任意の画素（ｎ）に対応した複製画像
上の画素に設定される階調強度値。

y_H:原稿画像上の最明部（Ｈ部）に対応した複製画像上
のＨ部に予め設定される階調強度値。

y_S:原稿画像上の最暗部（Ｓ部）に対応した複製画像上
のＳ部に予め設定される階調強度値。

α：複製画像を表現するために用いる画像の表現媒体の
表面反射率。

β：β＝10^-rにより求められる数値。

k:k＝γ／（X_Sn−X_Hn）により求められる数値。

但し、X_Snは、原稿画像上の最暗部（Ｓ部）の濃度に
相関した画像情報値（D_Sn）より該濃度特性曲線を介し
て求めた対応する最暗部の光量に相関した画像情報値
（X_Sn）を示す。

γ：任意の係数。

以下、本発明の構成について詳しく説明する。

まず最初に、説明の便宜上、本発明の画像の階調変換
法における二つの特徴点（画像情報値と画像の区分）に
ついて、予め説明する。

本発明においては、画像の複製のために必須である画
像情報値として、どのようなものを使用するかを重要視
しており、従来のように濃度に相関した画像情報値を使
用するのでなく光量に相関した画像情報値を用いる点に
大きな特徴を有する。

また、本発明においては複製の対象となる画像を明確
に区別している点も大きな特徴である。即ち、各種の複
製画像を製作する機器において、画像情報を入手するた
めのCCDなどの記録媒体系に複製対象物が記録ないし蓄
積、あるいは記録媒体系で処理される前後を境目とし
て、 （ｉ） 該記録媒体系に記録や蓄積される前の、即ち複
製の真に対象とするものを原稿画像といい（複写などに
おいて、通常、原稿といわれるものであるが、本発明の
特徴点を強調するために実体画像ともいう。また、カラ
ーフィルム原稿を媒介した印刷画像、ビデオ（TV）画
像、電子カメラによる画像などにおいては、静物や人物
などの被写体、被撮像体自体が原稿画像といわれ
る。）、 （ii） 該記録媒体に記録や蓄積された後の物を、媒体
画像という。

なお、引きつづき本発明に係る原稿画像から複製画像
を製作するときの階調変換方法を、複製画像としてカラ
ー印刷画像を製作するケースを引用して説明することに
する。従って、これは説明の便宜上のことであり、本発
明の画像の階調変換法がカラー印刷画像の複製の場合だ
けに適用されることを意味するものではない。

前述したように、現在、カラー印刷画像の複製作業に
おいて、カラースキャナ色分解装置が極く一般的に使用
されており、該装置による色分解作業はカラーフィルム
原稿（本発明でいう媒体画像）から得られる濃度情報値
（透過原稿と反射原稿を含む）を基礎にして行なわれて
いる。より具体的にはカラー印刷画像の製作は常法とし
て、一般にカラーフィルム原稿（媒体画像）からR,G,B
の各フィルターを通して得られる各色の濃度情報値に基
づきC,M,Y版,BK（黒）版を製作している。

しかしながら、このように写真用感光材料という記録
媒体に記録されたカラーフィルム原稿（媒体画像）の濃
度情報値を利用する方法は、前述した通りの限界（欠
点）を有するものである。

これに対して、本発明は前記したように、複製の真の
対象が記録媒体に記録された画像（媒体画像）ではな
く、あくまでも媒体画像の元をなす文字通りの原稿画
像、カラーフィルム原稿の場合は被写体（実体画像）自
体であり、複製時に使用すべき画像情報値は被写体から
記録媒体に入射される光量に相関した画像情報値を基礎
とすべきであるという考え方に立脚している。

前記した点が従来技術と本発明の技術との基本的な相
違点である。

これを別の角度から説明すると次のようになる。色分
解技術においては、連続階調のカラーフィルム原稿を網
点階調のカラー印刷画像に階調変換しなければならない
が、前記の通り、連続階調画像と網点階調画像の相関関
係を規定するものが色分解カーブである。そして、従来
の色分解カーブはＤ軸上の記録媒体である写真用感光材
料の感光特性（写真濃度特性曲線）のもとで形成された
媒体画像の濃度情報値を基礎として設定されている。こ
れに対して本発明は前述したようにＸ軸上の被写体（原
稿画像）の光量に相関した画像情報値に基づいて設定さ
れる。即ち、従来の色分解技術においてはＤ軸色分解カ
ーブ（後述する第３図、第６図参照）を用いているのに
対し、本発明はＸ軸色分解カーブ（後述する第２図、第
５図参照）を用いている点で、両者は基本的に異なるも
のである。

次に、本発明の画像の階調変換法を、前記したステッ
プ毎に、図表を参照しながら詳しく説明する。

（ｉ） 本発明においては、まずカラーフィルム原稿
（媒体画像）の製作に使用された記録媒体である写真用
感光材料の特性曲線、具体的には写真濃度値（Ｄ＝log
Io/I）と被写体（原稿画像）から該記録媒体である写真
用感光材料に入射される光量に相関した画像情報値、具
体的には露光量（Ｅ＝It）の対数値との関係を示す濃度
特性曲線が規定される。次に、該濃度特性曲線を次のス
テップ工程でD_n→X_nを求めるために関数化する。これ
は、例えば写真感材メーカーから技術資料として提供し
ている各種の写真濃度特性曲線を関数化すればよい。合
理的に関数化できれば、Ｄ軸上のD_n値をＸ軸上のX_n値に
容易に変換することができる。

本発明の実験に使用した濃度特性曲線を第１図（Ｆ社
製、フジクローム）、及び第４図（これは、本発明者ら
において任意に作成したものである。）を示す。なお、
第４図のものは、本発明の画像の階調変換技術の普遍性
と信頼性を検証するために本発明者らにおいて任意に作
成したものである。従って、写真感材メーカーから市販
されている第１図と相違した濃度特性曲線をもつカラー
フィルムを使用しても良いことはいうまでもない。ま
た、本発明は濃度特性曲線の形状（R,G,B毎に相違して
いても）に何等の制限を受けるものではない。

次に、第１図及び第４図に示される濃度特性曲線の数
式化方法について説明する。

濃度特性曲線の数式化にあたっては適宜の方法により
数式化すればよく、何等の制限を受けるものではない。

例えば、縦軸＝Ｄ＝log Io/I,横軸＝Ｘ （但し、Ｘ軸の目盛スケールをＤ軸と一致させるように
した。）とし、a,b,c,d,fを常数とすれば、 （イ） 濃度特性曲線の足の部分（下に凸形状のところ
で、Ｄ値が小さい領域） Ｄ＝ａ・ｂ^{ｃ・（Ｘ＋ｄ）＋ｅ}＋ｆ （ロ） 略直線状の部分（略直線状のところで、Ｄ値が
中間値の領域） Ｄ＝ａ・Ｘ＋ｂ または Ｄ＝ａ・X²＋bX＋ｃ （ハ） 肩の部分（上に凸形状のところで、Ｄ値が大き
い領域） Ｄ＝ａ・log｛ｂ＋（Ｘ＋ｃ）｝＋ｄ などで数式化すればよい。

第１表に、第１図及び第４図に示される濃度特性曲線
を数式化した内容を示す。第１表には、可能な限り正確
に濃度特性曲線を数式化するために、数式化区分を複数
としている。

本発明においては、第１図及び第４図に示されるよう
にカラーフィルム原稿（媒体画像）の濃度値を示すＤ軸
の目盛と、被写体（原稿画像）のlogEで示される光量に
相関した画像情報値を示すＸ軸の目盛が同一であるとし
てＤとＸの関数化が行なわれた。

これは、次の観点から行なった一種の擬制であり、本
発明者らにおいて合理的なものと考えている。

即ち、本来、写真特性曲線においては、該Ｘ軸には露
光量Ｅの対数値（logE＝logI×ｔ）が位置づけられるこ
と、これが視覚の明暗に対する弁別特性が対数的である
ことに対応すること、以上の点からみてこの擬制は合理
的なものであると考える。後述するように、この擬制の
もとに画像の階調変換において優れた結果を得ることが
できるのである。なお、本発明において上記の目盛りづ
けは一種の簡便法であり、これに限定されないことはい
うまでもないことである。

（ii）本発明は、前記したように被写体（原稿画像）が
記録媒体（写真用感光材料）に記録されて形成した媒体
画像の濃度情報値（D_n値）を基礎とするのでなく、被写
体（原稿画像）から記録媒体に入射されるＸ軸で表わさ
れる光量に相関した画像情報値（X_n値）を基礎とするも
のである。

前記した如く、濃度特性曲線が第１表に示されるよう
にD_n値とX_n値とはＸ＝ｆ（Ｄ）の関数式により相関され
ているため、容易にD_n値からX_n値を求めることができ
る。

（iii） 以上のようにして、被写体（原稿画像）が与
える光量に相関した画像情報値（X_n）を得ることができ
る。次いで、このようにして合理的に求めたX_n値と前記
〈階調変換式〉を使用して、色分解カーブ、即ち従来の
Ｄ軸色分解カーブにかわるＸ軸色分解カーブを求め、画
像の階調変換を行なえばよいだけである。

即ち、所定の濃度特性曲線のもとで、原稿画像上の任
意の画素における濃度値（D_n）から対応する画素の光量
に相関する画像情報値（X_n）を求め、該X_n値を前記〈階
調変換式〉に代入することにより階調強度値である網点
面積％が計算される。この網点面積％値をカラースキャ
ナの網点発生器（ドットジェネレータ）に入力し所望の
スクリーンを形成すればよい。

本発明の前記した〈階調変換式〉の誘導過程を、ここ
で簡単に説明する。

前記した網点階調である印刷画像の製作時に用いられ
る網点面積パーセントの数値（ｙ）を求める〈階調変換
式〉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＝log l/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 d_n: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′）を基
本として、連続階調である原稿画像上の任意の標本点
（画素）における基礎濃度値（ｘ）と、これに対応した
網点階調である印刷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）との関連づけが理論値と実
測値が合致するように、前記〈階調変換式〉を誘導した
ものである。

本発明の前記〈階調変換式〉の運用においては、印刷
画像などの複製の場合、一般にy_H,y_Sのパラメーターは
定数化されており、例えば、Ｃ版のy_nに５％,y_Sに95％,
MおよびＹ版ではy_Hに３％,y_Sに90％という網点面積％が
使用される。なお、前記〈階調変換式〉の運用におい
て、濃度値に濃度計測定値（基礎濃度値）を使用し、y_H
とy_Sに百分率数値を用いると、ｙ値も百分率数値で算出
される。

本発明においては、色分解において基準となるＣ版の
色分解カーブの設定においてγ値の値として黄インキの
ベタ刷り濃度値を採用し、通常、その値はγ＝0.9〜1.0
である。前記したγ値の設定理由は、印刷用インキの中
で黄インキの人間の視覚に対する刺激値が最も大きいか
らであり、かつ色分解作業の実務とも整合するからであ
る。なお、本発明においてγ値は前記した値に固定され
ないことはいうまでもないことである。

本発明の〈階調変換式〉のパラメーターの数値設定
は、所与の被写体（原稿画像）の調子をあくまでも忠実
に印刷画像に再現させるという立場と、意識的に調子を
調整（修正または変更）した印刷画像を製作しようとす
る立場により相違してくる。後者の場合、γ値を意識的
に変化させることにより、Ｘ軸色分解カーブの形状を所
望のものに変えることができるため、種々の調子の印刷
画像が得られる。

なお、多色製版（一般にＣ版,M版,Y版,K（墨）版の四
版が一組と考えられている。）に本発明の前記〈階調変
換式〉を運用して、それぞれのＸ軸色分解カーブを設定
するには、次のようにすれば良い。前記〈階調変換式〉
は多色製版のうち、一番重要な版であるＣ版を合理的に
決めるという観点から導出されている。従って、前記
〈階調変換式〉の運用により導出されるのはＣ版用のＸ
軸色分解カーブであり、その他のＭ版,Y版用のＸ軸色分
解カーブはグレーバランスやカラーバランスを維持する
ように当業界において周知の適切な調整値を乗じること
により決めればよい。また、Ｋ（墨）版用Ｘ軸分解カー
ブはC,M,Yインキの消費量を減らす観点などから当業界
の常法に従って決めればよい。

以上、本発明によるカラー印刷画像の製作において、
特に被写体（原稿画像）のカラーフィルム原稿（媒体画
像）から入手される濃度情報値（D_n）を使用するのでは
なく、被写体（原稿画像）から媒体画像を形成するため
の記録媒体に入射される光量に相関した画像情報値
（X_n）を使用し、かつ前記〈階調変換式〉を使用するこ
とを前提とした階調変換法により、被写体（実体画像）
に忠実な画像をもつカラー印刷画像を作業規則性をもっ
て、普遍性と弾力性をもって製作することでがきる。

次に、本発明の画像の階調変換法の他の特徴について
説明する。

本発明の画像の階調変換法は、前記したようにカラー
印刷画像の製作に対してだけ適用されるものではなく、
後述するようにその応用範囲は極めて広い。即ち、光、
電磁波などの情報伝達メディアを利用し被写体（原稿画
像、実体画像）の画像情報を撮影または撮影変換した画
像情報値（即ち、媒体画像のもつ画像情報値）に、加工
を加えて再生画像の出力情報を得る全ての分野に適用す
ることができる。

従って、それぞれの複製画像を製作するシステムに適
合するように画像の階調変換法を運用しなければならな
いことはいうまでもないことである。

まず、記録媒体の特性である原稿画像が所定の記録媒
体に記録されて形成する濃度情報値と原稿画像から所定
の記録媒体に入射する光量に相関する画像情報値との相
関を示す濃度特性曲線の規定において、カラーフィルム
原稿において説明したような濃度情報値と露光量の対数
値の組合わせに限定されない。それぞれの複製画像の製
作システムにおいて、原稿画像（被写体）の画像情報の
入力媒体であるセンサーに対して、最広義に解釈して濃
度情報値（D_n値）と光量に相関した画像情報値（X_n）が
相関する濃度特性曲線（光電変換特性曲線）を規定すれ
ばよい。この種の濃度に相関した画像情報値を示す物理
量は最広義に解すべきであり、例えば同義語としては、
反射濃度、透過濃度、輝度、明度、周波数、電流・電圧
値、などがある。また、原稿画像（実体画像）が記録さ
れる記録媒体としては写真用感光材料、あるいは二次元
CCD、フォトマル、フォトダイオード、CCDなどの光電変
換素子などいずれであってもよい。これらの記録媒体と
の関係で、記録媒体の特性である前記濃度特性曲線が、
写真濃度特性曲線（写真用感光材料の場合）、光電変換
特性曲線（光電変換素子の場合）といわれることは、い
うまでもないことである。

本発明の前記〈階調変換式〉の運用において、次のよ
うに変形して利用することはもとより、任意の加工、変
形、誘導するなどして使用することも自由である。

ｙ＝y_H＋Ｅ（１−10^−ｋ・ｘ）・（y_S−y_H） 但し、 前記の変形例は、α＝１としたものである。これは、例
えば印刷画像を表現するために用いられる印刷用紙（基
材）の表面反射率を100％としたものである。αの値と
しては、任意の値を取り得るが、実務上1.0として構わ
ない。このことはビデオ画像などの輝度画像においても
同じである。

また、前記変形例（α＝1.0）によれば、印刷画像上
の最明部Ｈにy_Hを、最暗部Ｓにy_Sを予定した通りに設定
することができ、これは本発明において大きな特徴をな
している。このことは、印刷画像上の最明部Ｈにおいて
は、定義によりｘ＝０となること、また最暗部Ｓにおい
てはｘ＝X_Sn−X_Hnとなること、即ち、 となることから明らかである。このように、本発明の
〈階調変換式〉（α＝１の変形例）を利用するに当り、
常に予定した通りのy_Hとy_Sを印刷画像上に設定すること
ができることは、利用者が作業結果を考察する上で極め
て重要なことである。例えば、印刷画像におけるy_Hとy_S
に所望する値を設定し、γ値を変化させると（但し、α
＝1.0）、各種のＸ軸色分解カーブが得られる。そし
て、これらのＸ軸色分解カーブのもとで得た印刷画像を
γ値との関係で容易に評価することができる。

また、本発明の前記〈階調変換式〉を使用した画像の
階調変換法は、原稿画像（被写体）の階調や色調の再
現、即ち原稿画像（被写体）の調子を作業規則性をもっ
て印刷画像に1:1に再現させるうえで極めて有用である
が、その有用さはこれに限定されるものではない。本発
明の前記〈階調変換式〉は、原稿画像（被写体）の特性
の忠実な再現性以外にも、α，β，γ値、更にはy_H,y_S
値を適宜選択することにより被写体の画像特性を合理的
に変更したり修正したりするうえで極めて有用なもので
ある。

本発明の画像の階調変換法の応用面を説明する。本発
明を、これまで特に印刷画像の製作との関連で説明して
きたが、その応用面は、ことに印刷画像の製作に限定さ
れるものではない。

即ち、本発明の画像の階調変換法の応用例としては、 （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（多値化）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
で複製画像の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
写画像、コンベンショナル・グラビヤ画像などにもみら
れる一定面積の画素当り（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（これは濃度
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（インキジェット式、バブルジェット式な
ど）、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）の面積階調と類似したもので、密度階調法とも
いわれる。）、 （iv）ビデオ信号、テレビ信号、ハイビジョン信号など
の画像情報に関する電気信号より、単位面積の輝度の強
弱を調整して画像を表現するCRT画像や液晶テレビ画
像、あるいはこれから階調のある印刷物やハードコピー
などを得ようとする場合、 （ｖ） 前記したほぼ同等の濃度（輝度、照度）領域に
おける原稿画像と複製画像との間の画像の変換処理の場
合だけでなく、空間的、輝度的、波長的および時間的不
可視域における撮影、例えば原画像のコントラストが極
めて低いため原画像と複製画像との間の濃度域差が小さ
い、低照度領域における画像情報の入力変換（高感度カ
メラによる撮影など）の場合（このような場合、画像の
階調の変換をいうより画像のコントラストの強調変換に
力点がある。）、 （vi）Ｘ線写真などの検査のための医療用精密画像とし
て、被写体（患部、病巣など）に忠実な画像を製作した
い場合、 （vii） この他、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（例えば校正用カラープルーフ）
や色分解教育用シミュレータなどの印刷関連機器など、 に応用することができる。

本発明の画像の階調変換法を、前記した種々の応用分
野に適用するには、それぞれの分野において、原稿画像
の所定の記録媒体（センサー）のもとで入手される濃度
情報値と原稿画像から当該記録媒体（センサー）に入射
される光量に相関した画像情報値との濃度特性曲線をベ
ースにして、原稿画像（ハードな原稿もソフトな原稿も
含む。）の濃度に関する画像情報値及び／又は画像情報
電気信号値（アナログでもディジタルでもいずれでも良
い。）に対応する光量に相関した画像情報値を求め、こ
れを各種応用分野の機器の画像変換処理部（階調変換
部）で前記〈階調変換式〉のもとで処理し、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、あるいはその印加時
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（即ち、サイズ変換法、密度変調法、濃度
変調法などの階調表現方法を用いて）、原稿画像（実体
画像）の濃度階調を1:1に忠実に再現した網点階調など
の複製画像を出力するようにすれば良い。

例えば、本発明の画像の階調変換法を用いて、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、当業界において周知である既存システムを
利用すれば良く、市販の電子的色分野装置（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、本発明の画像の階調変換法を組み込むことによ
り達成される。より具体的には、カラー写真などの連続
階調画像であるカラーフィルム原稿（媒体画像）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）を光電変換部（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アップされる
加工した画像情報電気信号（電圧値）に基づいて露出用
光源光の制御を行ない、次いで生フィルムにレーザーの
スポット光をあて印刷用原版を作成する周知の既存シス
テムを利用すればよい。その際、カラーフィルム原稿
（媒体画像）の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処理機構部において、原稿画像
（被写体）の所定のカラーフィルム（記録媒体）に記録
されたカラーフィルム原稿（媒体画像）の濃度情報値か
ら該カラーフィルム（記録媒体）の濃度情報特性曲線を
介して光量に相関した画像情報値を求めるとともに、前
記〈階調変換式〉を利用して網点を形成させるための画
像情報電気信号となすことができるソフトを組め込めば
良いだけである。

前記した説明からわかるように、カラーフィルム原稿
（写真感光材料という記録媒体に記録された媒体画像）
は、スキャナーの画像情報入手機構、具体的には光電変
換部（フォトマル）で処理されて濃度に相関した画像情
報値が入手される。従って、該光電変換部において本発
明でいう媒体画像が形成されているとみなされ、該光電
変換部も当然に所定の光電変換特性曲線を有するもので
ある。この意味で、カラーフィルム原稿は原稿画像とみ
なされるものである。

前記したカラーフィルム原稿の二重性格により、光量
に相関した画像情報値を求める仕方として、 （ｉ） 媒体画像とみるならば、カラーフィルムの写真
濃度特性曲線を介して入手した濃度情報値より光量に相
関した画像情報値を求める、 （ii）原稿画像とみるならば、光電変換部の光電変換特
性曲線を介して入手した濃度情報値により光量に相関し
た画像情報値を求める、 という方法がある。本発明の画像の階調変換法において
は、いずれも可能であるが、より被写体（実体画像）に
近い複製画像を製作するという観点から（ｉ）の方が好
ましいものである（後述する実施例においては、（ｉ）
の方法を採用している）。

前記したソフトとしては、原稿画像の濃度に相関する
情報値（D_n）を所定の濃度特性曲線のもとで対応する光
量に相関する画像情報値（X_n）に変換するとともに、前
記〈階調変換式〉のアルゴリズムをソフトウェアとして
保有しかつA/D（アナログ−デジタル変換）、D/AのI/F
（インターフェース）を有する汎用コンピュータ，アル
ゴリズムをロジックとして汎用ICにより具体化した電気
回路、アルゴリズム演算結果を保持したROMを含む電気
回路、アルゴリズムを内部ロジックとして具体化したPA
L、ゲートアレイ、カスタムIC等々種々の形態をとるこ
とができる。特に最近においてはモジュール化が発達し
ており、本発明の前記〈階調変換式〉をベースとして濃
度領域における画像の階調変換を行なうことができる演
算実現機構は、専用のIC、LSI、マイクロプロセッサ
ー、マイクロコンピューターなどのモジュールとして容
易に製作することができる。そして、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、レー
ザー露光部もこれと同期するように行なえば、前記〈階
調変換式〉により導き出される網点面積パーセントの数
値（ｙ）を持つ網点階調の印刷用原版を容易に作成する
ことができる。

（実施例） 以下、本発明の画像の階調変換法をカラーフィルム原
稿（媒体画像）からカラー印刷画像（複製画像）を複製
する実施例により、更に詳しく説明するが、本発明は実
施例のものに限定されない。なお、以下の実施例におい
ては、カラー印刷画像の複製において、画像の階調変換
作業の中枢をなす色分解カーブ（網点階調特性曲線）の
設定例が重点的に説明される。

（実施例１） 1.実験に使用した濃度特性曲線 濃度特性曲線として第１図（Ｄ−Ｘ座標系）に示され
るもの（Ｆ社製、フジクローム）を使用した。また、該
濃度特性曲線の関数式は第１表（１）に記載されたもの
を使用した。

2.実験用カラーフィルム原稿 カラーフィルム原稿（媒体画像）の画質は、写真撮影
時の露光条件などにより標準的なもの（適正露光）、非
標準的なもの（オーバー／アンダー露光）など千差万別
である。これら千差万別のカラーフィルム原稿に対して
本発明が合理的に対応できるかどうかを検証するため
に、カラーフィルム原稿の濃度レンジ（Density Range
＝DR）が相違するもの（Ｄ軸における濃度レンジが相違
するもの）について実験した。

3.X軸色分解カーブの設定用データの計算 第１図の濃度特性曲線、第１表（１）の濃度特性曲線
の関数式を用いて、各種カラーフィルム原稿のＤ軸上の
D_n値をＸ軸上のX_n値に変換した。次いで、該X_n値を〈階
調変換式〉により網点面積％値（ｙ値）に変換した。

なお、〈階調変換式〉の運用条件は以下の通りであ
る， ｘ＝X_n−X_Hn y_H＝５％,y_S＝95％， γ＝1.00,β＝10^−γ＝0.1,α＝1.00 ｋ＝γ/X_sn−X_Hn, （下記第２表（１）の場合,X_Hn＝0.4781、X_sn＝2.2300
となる。その他の場合は第２表を参照のこと。） 結果を第２表に示す。

第２表において、第２表の〜は露光オーバーのも
の（淡い原稿）、第２表の〜は適正露光に近いも
の、第２表の〜は露光アンダーのもの（濃い原稿）
を、それぞれ示す。

4.X軸色分解カーブ 第２表のデータを第２図，第３図に示す。グラフ化す
るに当たり、比較の便宜を図るために同一濃度レンジ
（本実施例の場合は2.5000とした。）に調整した数値を
用いた。この調整後の値は、第２表に（D_n→）D_n′，
（X_n→）Ｘ′として示される。D_n→D_n′への調整は、第
２表（１）の場合、 により計算すればよい。同様にX_n→X_n′は、 により計算すればよい。

第２図は、本発明によるＸ軸色分解カーブ（前記した
ようにX_n′とｙの関係）を示し、第３図はＤ軸色分解カ
ーブ（前記したようにD_n′とｙの関係を示すもので、こ
れは従来の色分解カーブの設定例とみなすことができ
る。）を示すものである。

第２図，第３図から明らかな如く、極めて驚くべき事
実を発見することができる。即ち、どのようなカラーフ
ィルム原稿を用いようとも、y_H,y_s,γ値の三つの値を同
一にする場合、第２図に示されるように夫々のＸ軸色分
解カーブは一つの同一カーブに集約されてしまうという
驚くべき事実であり、かつ色分解後に得られるカラー印
刷画像の調子を統一的に表示しているという事実であ
る。即ち、どのような画質のカラー原稿画像を用いよう
とも、全て網点の配列状態が同一なものに調整されてし
まうということを示している。

これに対して、第３図に示される従来例においては、
各カラー原稿画像に対応するＤ軸色分解カーブが得ら
れ、かつ色分解後に得られるカラー印刷画像の調子がど
のようになっているかを知ることができない。

これは、スキャナによる色分解作業において数多くの
色分解カーブの中から適切な色分解カーブを選び出さな
ければならないというセットアップ作業、及びセットア
ップ作業の前工程においてカラー原稿のグルーピング作
業が必要であることを意味する。

（実施例２） 1.実験に使用した濃度特性曲線 濃度特性曲線として第４図（Ｄ−Ｘ座標系）に示され
るもの（本発明者らにおいて任意に作成したもの）を使
用した。また、該濃度特性曲線の関係式は第１表（２）
に記載されたものを使用した。なおこの濃度特性曲線は
実施例１のものと明らかに相違するものである。

2.実験用カラーフィルム原稿 実施例１と同様に、種々のカラーフィルム原稿の濃度
レンジ（DR）が相違するものを用いた。

3.X軸色分解カーブの設定用データの計算 実施例１と同様に行なった。なお、〈階調変換式〉の
運用条件も全く同じである。結果を第３表に示す。な
お、第３表の（Ｎ）,DR＝0.3〜2.80のものはノーマルな
もの、即ち適正露光の標準原稿のものである。

4.X軸色分解カーブ 第３表のデータを第５図，第６図に示す。グラフ化の
要領は実施例１と全く同じである。第５図（本発明），
第６図（従来例）からも実施例１で説明したと同様の驚
くべき事実を発見することができる。また、第５図と第
２図の重ね合せると、両者のＸ軸色分解カーブが全く同
一のものであることがわかる。これは、前提とする濃度
特性曲線が相違していても、〈階調変換式〉の運用条件
において、yH,ys,γ値を同一にするならば同一のＸ軸色
分解カーブが得られることを意味するものである。

このことの意義は重要で、写真感光材料のR,G,B各色
の濃度特性曲線が一本の濃度特性曲線で表わされない場
合においても、またカラー原稿画像に強い色カブリ（co
lor cast,fog）があり、各色の濃度特性曲線が相互に平
行移動あるいは勾配が変わったりしたような場合におい
ても、本発明の画像の階調変換法が効果的に適用できる
ことを意味する。

（実施例３） 1.濃度特性曲線が直線であるものについて。

実施例２の第６図に、濃度特性曲線が直線となるもの
（linear）のＤ軸色分解カーブが示されている（第６図
の（Ｌ）参照）。これは、Ｄ−Ｘ座標系において45゜の
対角線の直線について求めたものである。次に、第１図
の濃度特性曲線を利用して、濃度特性曲線を直線とした
他の例について調べてみる。

第１図の濃度特性曲線を利用して、次のようにして濃
度特性曲線が直線であるものを作図した。

即ち、Ｄ軸上の濃度レンジがDR＝0.39〜2.70となる二
点からＸ軸に平行な直線を引き、濃度特性曲線と交叉す
る点を求め、その両交点を連結して直線を得る。このよ
うにして求めた直線（濃度特性直線）からＸ軸色分解カ
ーブを設定するためのデータを計算した。なお、〈階調
変換式〉の運用条件は実施例１と全く同じである。

第４表に計算データを示す。

第４表のＸ軸色分解設定用データ（調整後のX_n′とｙ
値）を第２図にプロットすると、第２図に示されるＸ軸
色分解カーブと同一のものとなる。これは、本発明の画
像の階調変換法は、原稿段階の濃度特性曲線が直線状で
あろうが曲線状であろうが全く同じ結果を与えることを
意味するもので、極めて汎用性の高いものである。

次に、同じようにDR＝0.55〜3.200の場合について調
べる。これは、前記したものがDR＝0.39〜2.70という露
光オーバーのカラーフィルム原稿（淡い画質）のもので
あるのに対し、露光アンダーのカラーフィルム原稿（濃
い画質）のものについて検証してみようとするものであ
る。第５表のＸ軸色分解カーブの設定用データを示す。

第５図のデータを第２図にプロットすると、前記と同
様に第２図に示されるＸ軸色分解カーブと全く同一のも
のとなる。

以上のことから、本発明の画像の階調変換法は、濃度
特性曲線（曲線でない）が相違しても、y_H,y_s,γ値を同
じにすると全て同じＸ軸色分解カーブを与えることがわ
かる。

なお、周知の通り、カラースキャナの色分解作業の対
象となる原稿画像としては、濃度特性曲線が直線状であ
る水彩画や油絵などの絵画，イラストなどの反射原稿
（実物そのものが色分解されるもので、実物は人間の視
覚には対数的な光学濃度で評価、即ち濃度勾配がリニア
であると評価される）と、濃度特性曲線が曲線状である
ポジやネガフィルム画像などの透過原稿がある。前記し
たように本発明は濃度特性曲線が直線である反射原稿の
場合も有効であることは明らかであり、反射型であろう
と透過型であろうと区別を要しない汎用性の高いもので
ある。

（実施例４） カラーフィルム原稿として、Ｆ社製４″×５″の下記
（１）（２）のものを使用して、カラー印刷画像を製作
してみた。

（ｉ） カラー原稿画像 本発明の階調変換法が、どのような画質をもつカラー
フィルム原稿に対しても有効であるかどうかを検証する
ために、下記第６表に示されるＨ（最明部）とＳ（最暗
部）の濃度値が相違するカラーフィルム原稿を用意し
た。

なお、下記第６表の淡い原稿／標準原稿／濃い原稿と
は、露光条件が、それぞれオーバー露光／ノーマル露光
／アンダー露光で撮影されたものを意味する。

（ii） Ｘ軸色分解カーブの設定 夫々のカラーフィルム原稿の色分解に使用するＣ版用
のＸ軸色分解カーブを第６表に示す。これは実施例１に
おいて、各種の濃度レンジ（DR）に対するＸ軸色分解カ
ーブの設定用データが求められているので、その結果を
利用したものである（第２表及び第２図参照）。

該Ｃ版Ｘ軸色分解カーブの設定のためのパラメーター
条件は、次の通りである。

y_H＝５％,y_s＝95％，α＝1.00％， γ＝1.00,β＝0.10 一方、Ｍ版用、Ｙ版用のＸ軸色分解カーブはy_H＝３
％,y_s＝90％，中間調領域の網点がＣ版より10％少なく
なるように設定し、同一のカーブを使用することにし
た。また、Ｋ版用のＸ軸色分解カーブは常法に従った。

（iii） 色分解と色校正 色分解用のカラースキャナとしてマグナスキャンＭ−
645（クロスフィールド社製）を使用して色分解を行な
った。色校正はクロマリン校正機（デュポン社製）によ
りカラー校正印刷画像を製作し、画質の評価を行なっ
た。

（iv） 結果 以上のようにして製作されたカラー校正印刷画像は、
予期した通り、三枚とも同じ調子の画質のものであっ
た。また、夫々はハイライトとシャドウ部のコントラス
トが良く表現されるとともに、ハイライト部からシャド
ウ部にかけての濃度勾配が人間の視覚感覚にとって自然
に感じられ満足すべきものであった。

（発明の効果） 本発明の画像の階調変換法は、例えば複製画像として
カラー印刷画像の製作プロセスに適用した場合、次のよ
うな優れた効果を奏するものである。

（ｉ） 従来の色分解技術（中核的にはＤ軸色分解カー
ブの設定技術）は、あくまでも写真用感光材料（写真乳
材）という記録媒体に記録されたカラーフィルム原稿
（媒体画像）から出発するものであるが、本発明の色分
解技術（中核的にはＸ軸色分解カーブの設定技術）は、
記録媒体に記録される前の文字通りの原稿画像（実体画
像、被写体）に接近するというアプローチを採用する。

従って、両者の間に根本的な相違がみられ、本発明に
おいてより原稿画像（実体画像、被写体）に忠実なカラ
ー印刷画像を製作することができる。

（ii） 従来の色分解技術においては個々のカラーフィ
ルム原稿に対応した色分解カーブが得られるため、一つ
一つのカラーフィルム原稿に対して、その都度，最適な
色分解カーブを設定しなければならない。しかし、本発
明の色分解技術は、どのような画質のカラーフィルム原
稿であっても、即ち写真用感光材料という記録媒体の有
する濃度特性曲線（または直線）上で規定される濃度域
がどのようであっても、及び濃度特性曲線の形状がどの
ようなものであっても、本発明の〈階調変換式〉中の
y_H,y_S,γ値を同一にする場合、一つの色分解カーブが設
定されるのみである。

従って、従来技術においては、最適な色分解カーブを
設定するためのスキャナ・セットアップ作業、及び色分
解作業の効率をたかめるためのカラーフィルム原稿のグ
ルーピング作業などを行なう必要がある。

（iii） 本発明の色分解技術においては、複製される
カラー印刷画像の調子（網点面積％値の配列状態）を、
予めＸ軸色分解カーブにより合理的，客観的に確認する
ことができる。即ち事前に、Ｘ軸色分解カーブの形状、
あるいは網点面積％値の配列状態からカラー印刷画像の
調子を読みとる技術を訓練することにより、カラー印刷
画像の調子を確認したり調整することができる。これに
より、外校正はともかく内校正やプルーフ（ハード及び
ソフトプルフ）を省略することができる。なお、カラー
印刷画像の調子を変えるためには、本発明の前記〈階調
変換式〉のパラメーターを調整（特にγ値）することに
より合理的に対応することができる。

（iv） カラーフィルム原稿（媒体画像）が、R.G.B各
色毎に相違した濃度特性曲線を有する写真用感光材料上
に記録されたものであっても、標準的なものはもとより
非標準的なもの（アンダー／オーバー露光）であって
も、さらに色カブリ（color cast,fog）をもつものであ
っても本発明の画像の階調変換法においては適切なＸ軸
色分解カーブを得られる。即ち、本発明の画像階調変換
法は、これらの要件ないし異常要件を自動的に吸収ない
し処理し、色カブリとカラーバランス（グレーバラン
ス）の問題を同時かつ自動的に解決した優れたカラー印
刷画像を与えることができる。

以上、本発明の効果を複製画像として印刷画像の製作
に重点を置いて説明したが、他の複製画像の製作におい
ても同様の効果が奏せられることはいうまでもないこと
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、カラーフィルムの濃度特性曲線（Ｆ社製）を
示す。 第２図は、第１図の濃度特性曲線の基づいて設定された
Ｘ軸色分解カーブ（本発明）を示す。 第３図は、第１図の濃度特性曲線に基づいて設定された
Ｄ軸色分解カーブ（従来例）を示す。 第４図は、任意に作成した濃度特性曲線を示す。 第５図は、第４図の濃度特性曲線に基づいて設定された
Ｘ軸色分解カーブ（本発明）を示す。 第６図は、第４図の濃度特性曲線に基づいて設定された
Ｄ軸色分解カーブ（従来例）を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 5/243 Ｇ０６Ｆ 15/68 ３１０Ｊ

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原稿画像が所定の記録媒体に記録されてい
   る媒体画像から、複製画像を製作するための画像情報値
   を入手し、該画像情報値に基づいて階調強度値を求める
   画像の階調変換法において、 （ｉ）．原稿画像が所定の記録媒体に記録されている媒
   体画像から入手される原稿画像の濃度に相関した画像情
   報値（縦軸−Ｄ値）と原稿画像を前記記録媒体に記録す
   るために原稿画像から当該記録媒体に入射される光量に
   相関した画像情報値（横軸−Ｘ値）との相関関係を示す
   当該記録媒体の特性である濃度特性曲線を規定し、 （ii）．前記濃度特性曲線を介して、原稿画像上の任意
   の画素（ｎ）の濃度に相関した画像情報値（D_n）から対
   応する画素の光量に相関した画像情報値（X_n）を求め、 （iii）．次いで、前記のようにして求めた原稿画像の
   光量に相関した画像情報値（X_n）を、下記＜階調変換式
   ＞を用いて階調強度値（ｙ）に変換すること、 以上よりなる原稿画像上の任意の画素（ｎ）の濃度に相
   関した画像情報値（D_n）から対応する画素の光量に相関
   した画像情報値（X_n）を求めるとともに、該光量に相関
   した画像情報（X_n）に基づいて階調強度値（ｙ）を求め
   るようにすることを特徴とする画像の階調変換法。 ＜階調変換式＞ ｙ＝y_H＋［α（１−10^-kx）／（α−β）］・（y_S−
   y_H） 上記＜階調変換式＞において、各記号は、次のことを表
   わす。 x:（X_n−X_Hn）を示す。即ち、 前記濃度特性曲線を利用して原稿画像上の任意の画素
   （ｎ）の濃度に相関した画像情報値（D_n）より求めた対
   応する画素の光量に相関した画像情報値（X_n）から、原
   稿画像上の最明部（Ｈ部）の濃度に相関した画像情報値
   （D_Hn）より該濃度特性曲線を介して求めた対応する最
   明部の光量に相関した画像情報値（X_Hn）を差し引いて
   求めた基礎光量値を示す。 y:原稿画像上の任意の画素（ｎ）に対応した複製画像上
   の画素に設定される階調強度値。 y_H:原稿画像上の最明部（Ｈ部）に対応した複製画像上
   のＨ部に予め設定される階調強度値。 y_S:原稿画像上の最暗部（Ｓ部）に対応した複製画像上
   のＳ部に予め設定される階調強度値。 α：複製画像を表現するために用いる画像の表現媒体の
   表面反射率。 β：β＝10^-rにより求められる数値。 k:k＝γ／（X_Sn−X_Hn）により求められる数値。 但し、X_Snは、原稿画像上の最暗部（Ｓ部）の濃度に相
   関した画像情報値（D_Sn）より該濃度特性曲線を介して
   求めた対応する最暗部の光量に相関した画像情報値（X
   _Sn）を示す。 γ：任意の係数。
2. 【請求項２】濃度特性曲線を規定する座標系のＤ（縦）
   軸−Ｘ（横）軸の目盛において、Ｘ軸の目盛の間隔の大
   きさをＤ軸の目盛の間隔の大きさと同一のものとし、D_n
   値からX_n値を求めるものである請求項第１項に記載の画
   像の階調変換法。
3. 【請求項３】記録媒体が、写真用感光材料である請求項
   第１項に記載の画像の階調変換法。
4. 【請求項４】記録媒体が、光電変換素子である請求項第
   １項に記載の画像の階調変換法。
5. 【請求項５】濃度特性曲線が、写真用感光材料の黒化度
   （濃度Ｄ）と露光量Ｅの対数値（log E）との相関関係
   を表わす写真濃度特性曲線である請求項第１項に記載の
   画像の階調変換法。
6. 【請求項６】濃度特性曲線が、光電変換素子の光電変換
   特性曲線である請求項第１項に記載の画像の階調変換
   法。