圖像特性的變換處理法的製作方法

2023-06-13 04:31:46

專利名稱：圖像特性的變換處理法的製作方法
技術領域：
本發明涉及將繪畫、黑白或彩色照片、被攝物體等(以下統稱「原圖像」)製成印刷圖像等硬圖像和CRT(錄相)圖像等軟圖像，(靠光線掃描形成的顯示畫面)(以下統稱為複製圖像)即由原圖像製作複製圖像時的新的圖像特性的變換處理法和採用該變換處理法的設備。
目前，在由原圖像製作複製圖像的圖像特性的變換處理技術中，尚未確立將原圖像的格調(即所謂的原圖像的灰度和色調，以下相同)以良好的再現性轉換為複製圖像的基礎技術。
換句話說，對於原圖像在複製圖像中的格調再現，其基本的「圖像的濃度區域的非線性變換處理技術」完全是靠人的經驗和感覺，既不科學，也不合理。
這裡所說的「圖像的濃度區域的非線性變換處理技術」(以下簡稱為圖像的濃度區域的變換處理技術或圖像特性的變化處理技術)是與空間領域的圖像處理、空間頻率範圍的圖像處理、對指定的圖像用統計方法所進行的圖像處理或者與指定的圖像的圖形解析等有關的圖像特性的處理技術根本不同的領域的技術，可以說是這些圖像處理技術的基礎技術。
總之，在圖像特性的變換處理技術中，無論原圖像的特性如何，以及技術的構成和手段如何，能把原圖像的格調按1∶1轉換，並能使得到的複製圖像的格調具有讓人的視覺感到是自然的適當的濃度梯度，才是製做複製圖像時的處理圖像特性變換的核心，基礎和根本。
但是，目前在圖像的濃度區域中的圖像特性的變換處理技術完全是靠人的經驗和感覺，而且尚未進行將其改成科學的、合理的技術體系的嘗試。因此，根據先有的圖像特性的變換處理技術，用於得到複製圖像的機械、裝置和部件等，或者將它們組合起來的系統技術，系統機械和裝置等設備，不但原圖像的格調在複製圖像中的再現性不佳，而且其構造也不必要地複雜化，以致製造本高，使用維修和保養也不方便。
這些問題主要是沒有確立作為上述圖像特性的變換處理的基礎技術的圖像濃度區域中的變化處理技術，這種變換處理技術能夠科學的、合理的將原圖像的格調按1比1的比例變換成複製圖像。
下面，就具體的圖像特性的變換處理技術考察一下這個問題。
(1)對於印刷圖像的製作(A)製版作業沒有規則性，特別是以非標準質量(例如過份曝光或曝光不足)的彩色膠捲照片畫面作為原稿圖像進行製版時，沒有合理的處理方法，完全依靠人的經驗和感覺。在此領域的科學方法沒有進展的最大原因之一，是因為在印刷物中現應存在的所謂藝術的要素，這一要素成了未能探究合理技術的藉口。
(B)為了穩定產品的質量，提高製版作業的效率，致使製版機器即析像器的構造複雜，並且造價昂貴。此外機械裝置的操作亦很困難，為此，還必須對有關技術人員進行大量的教育訓練。
(C)即使採用這麼高度複雜的析像器，也會由於色分解作業中紙張的損耗，而必須重新進行百分之三十到四十的作業。
(Ⅱ)在彩色複印機等數字圖像處理裝置和軟體中，越想提高圖像處理機能、加快處理速度，並且使其機能具有靈活性，軟體和硬體的結構就按幾何級數變及越複雜，而且製作成本增大，結果反而失去靈活性。同時，也使軟體的硬體化越來越困難。
(Ⅲ)對於電視圖像等亮度畫面，對色調的再現性要求嚴格，而且要求調整色調的方法簡單。對於手動調整電視圖像的色調的情況、亮度、對比度和紅、綠、蘭三種顏色的調整等，需要複雜的調整手續、對於自動調整的情況，不但構造複雜、昂貴，而且也不能得到令人十分滿意的色調的再現性。
(Ⅳ)對於在人的視覺不可見區域攝像的代表之一即低照度區域(暗視界)的攝相中，受到攝影對象物的變動速度而引起的對攝影條件的時間限制，單純依靠放大手段等來解決這個問題，很難得到鮮明的色調再現性好的圖像。
本發明者認為在上述先有的由原圖像製作複製圖像的濃度區域的圖像特性的整個變換處理技術中，其共同的缺陷就是其圖像特性的變換處理完全是依靠人的經驗和感覺。
本發明的目的有在將由原圖像製作複製圖像的濃度區域的圖像特性的變換處理技術，由依靠人的經驗和感覺的技術體系改造為科學的、合理的技術體系。
概括地說，本發明涉及由原圖像製作複製圖像的圖像特性的變換處理方法以及內部裝有利用該處理方法變換處理圖像的機構的製作各種複製圖像的設備，或者製作複製圖像的控制設備，由原圖像製作複製圖像時，進行圖像特性的變換處理方法的特徵是，按下述關係式將原圖像的基礎濃度信息值(x)變換為複製圖像的濃度信息值(y)進行處理。
關係式為y=yH+ (α(1-10-kx))/(α-β) ·(yS-yH)其中，x是位於原圖像上任意一點X的基礎濃度信息值。即，從在X點測定的濃度信息值減去原圖像上最亮處的濃度信息值以後的值。
y是與原圖像上的X點對應的複製圖像上的Y點的濃度信息值。
yH是在複製圖像上的最亮處設定的所希望的濃度信號值。
yS在複製圖像上的最暗處設定的所期望的濃度信息值。
α是用來顯示複製圖像的基材的表面反射率。
β是從規定下述R的γ值，由β＝10-γ求得的數值。
Rγ/(原圖像的濃度區域信息值)。
但是，γ值是正的或負的任意數值。


圖1是說明多色製版時對曝光不足的彩色原圖像的合理處理法和模式圖。圖2是說明彩色原圖像的攝影條件與濃度特性曲線及色分解特性曲線的設定要領之間的關係的模式圖。
下面，詳細說明本發明的構成。
本發明者以前就製作印刷圖像等複製圖像時的圖像的格調變換方法申請了專利(參見日本國特原昭62-148912號專利)。
現在，本發明者為了從圖像格調變換技術中排除人的經驗和感覺，申請利用從理論上得到的(格調變換式)進行圖像的格調變換作業的專利。
本發明的技術構成是將此前提出的格調變換技術進一步一般化，此前提出的格調變換時所用的「格調變換式」的相等過程對於加深理解本發明的技術構成是有用的。
因此，先從以前提出的製作印刷圖像時進行圖像的格調變換時所用的「格調變換式」的推導過程進行說明。
眾所周知，製作印刷物體，使用照片製版相機內彩色照片等原稿圖像製作網點格調圖像時，或者使用電子色分解裝置(黑白電子色分解裝置，彩電分解裝置)從彩色原稿進色分解作業時，必須將原稿圖像的格調內連續格調變換成網點格調。
此時，在印刷圖像即網點格調圖像上，應注意為了表明印刷圖像的濃度格調的具體構成要素是「網點的面積」和「墨汁的反射濃度」。
按照經驗，就上述「墨的反射濃度」這一要素而言，在使印刷版上的HRS處的網點準確地再現於印刷紙上進行印刷的條件下，即在進行適當的印刷條件下，在印刷機上可以加減的墨汁的量大約為以適當的墨汁量為中心值的±10%(隨印刷物而不同，為使畫質和墨字更好，有時也可在墨版上加減大約±20%)。
按照經驗，人的視覺能夠很容易地識別在「網點面積」上1%的差異的濃度差，其稿度遠遠優於濃度計;另外，在製版及印刷作業工序程中，同一網點上的面積的變化量甚至可達百分之幾十。
考慮到上述這些客觀事實及經驗規律、可知在網點格調圖像即印刷圖像的製作中，網點面積的控制是極其重要的。
如上所述，即使是網點直徑的微小的變化(5～10微米)都會影響圖像的質量，特別是影響濃度格調和色調的變化(對人的視覺產生的影響)，從下面表格可以明顯地看出，網點大小的變化是比上述「印刷油墨的反射濃度」的變化量還大。
《網點直徑的變化和基準網點面積的變化比例表》以基礎網點為基礎計算的網點面積的增減率(網點直徑的單位為1/100mm
(注)※以上的數均為理論值。
※算式的說明A網點增大時。
基準網點的直徑＝S增大後的網點直徑＝Sp網點面積增加率＝{(Sp)2-S2}× 1/(S2)B網點變小時基準網點的直徑＝S變小後的網點直徑＝Sm網點面積增加率＝{(S)2-(Sm)2}× 1/(S2)另外，與上述問題相點連的，在照片製版作業中，原稿圖像的質量和內容是千差萬別的，因此，在照片製版作業中連續的製作印刷圖像工序也是各種各樣的。而且由於各工序又有各工序獨自作業的特殊性，所以，對於表現印刷圖像的印刷用紙等基材R印刷油墨等顏料的質量要求亦是多樣化的。再者，委託印刷的一方對於印刷圖像的質量評價標準也各不相同，等等。
因而，為了克服這些與照片製版和印刷相關連的複雜而不穩定的因素，在將格調連續的圖像即原圖像變換成網點格調圖像的印刷圖像時，必須使製作的網點格調圖像(印刷圖像)上最亮部分的最小網點(yh)和最暗部分的最大網點(ys)能夠任意選擇，並且應設有能使從最亮部分到最暗部分的圖像格調按照所希望的格調合理而簡便地設定和調整的手段。
立足此點，本發明者從理論上導出了與製版實際相吻合的下述「格調變換式」。但這裡需提起注意的是，乍一看來，下面製作印刷圖像時使用的「格調變換式」似乎與本發明的「方程式」相同，但各項的意義及數值取法有重大不同，關於這點，以後再述，先就下述的「格調變換式」的導出過程加以說明。
「格調關係式」為y=yH+ (α(1-10-kx))/(α-β) ·(yS-yh)其中，x是原圖像上的任意標本點x的基礎濃度值。即同一圖像的任意標本點X處的濃度值與同一圖像的最亮部分H處的濃度值之差。
y是在印刷圖像上與上述標本點X相對應的Y的網點的網點面積的百分比數值。
yh是對印刷圖像上最亮部分H設定的，所希望的任意大小的網點的網點面積百分比數值;
ys是對印刷圖像上最亮部分s設定的，所希望的任意大小的網點的網點面積百分比數值;
α是印刷用紙的反射率;
β是印刷油墨的表面反射率;
k是(印刷圖像濃度域)/(原圖像的濃度域)之比。
上述製作印刷圖像時所使用的求網點面積百分比的數值(y)「格調變換式」，是由普遍承認的濃度公式(照片濃度和光學濃度)，即由D＝logI0/I＝log1/TI0＝入射光量I＝反射光量或透過光量T＝I/I0＝反射率或透過率推導出來的。
將關於該濃度D的一般公式應用於製版印刷，則可表為如下公式製版和印刷中的濃度(D′)＝log (I0)/(I)=log (單位面積×紙的反射率)/((單位面積－網點面積)×紙的反射率＋網點面積×油墨的)表面反射率＝log (αA)/(α{A-(d1+d2+……dn}+β(d1+d2+)……dn)式中，A為單位面積，dn為單位面積中各網點的面積d為印刷用紙的反射率，β為印刷油墨的表面反射率。
本發明是在這個與製版和印刷相關的濃度式(D′)中，考慮到上述連續格調圖像上的任意標本點的基礎濃度值(x)和與此相對應的格調圖像上的標本點的網點面積百分比的數值(y)的關係，而推導出使理論值和實踐值近似一致的「格調變換式」的。
在將上述「格調變換式」應用於製作印刷圖像時的圖像的格調變換方法時，上述「格調變換式」可以以印刷用紙的反射率(α)、印刷油墨的表面反射率(β)及印刷圖像濃度域與原圖像濃度域之比(R)的數值為基礎，任意選擇準備放在印刷圖像的H和S處的所希望的網點的大小(yn·ys)，由原圖像上的任意的標本點(X)的基礎濃度值(X)求印刷圖像上對應的標本點(Y)處的網點的網點面積百分比的數值(y)。由此，便可將原圖像(連續格調圖像)的濃度格調按1比1的比例忠實地再現在印刷圖像(網點格調圖像上)。
然而，多色製版(一般為氰(C)、深紅(品紅、洋紅)、黃(Y)、黑(BL)的四版為一組)時，只要確定了基準版(如眾所知多色製版時是以氰版(C)作基版的。)的作業基準特性曲線，即只要確定了用於把原圖像的濃度信息值變換成印刷圖像的網點面積值的基準的網點格調特性曲線;將基準版的y值乘上以印刷油墨的各色平衡比為基礎的適當的調整數值。通常就可以合理地確定其它色版的作業基準特性曲線。而且，這樣確定下來的各色版的作業基準特性曲線，不但各自分別是合理的特性曲線，而且這些特性曲線之間的格調以及與色調相關的相互關係也合理的，適當的。也就是說，如果按照上述「格調變換式」進行圖像的格調變換，就可以合理地調整和控制各色印刷中的印刷圖像的格調和色調。
本發明者根據用上述方法求得的「格調變換式，提出了可從以往靠經驗和感覺來變換圖像格調的方法中擺脫出來，進行任意而合理的圖像格調變換，並且，對於與格調密切相關的色調也可以進行合理的變換的方案。
但是，在其後的研究中，在運用上述「格調變換式」的過程中，發現有一定的局限。
其局限為對非標準質量的原圖像、特別是質地極端不好的(例如照片攝影時曝光過度或不足)圖像，不能很好地對應，此點若從上述「格調變換式」的運用操作上來說明，即是對k的分子，使用印刷油墨中刺激值大的黃色油墨的實際印刷濃度值(其典型的數值是0.9～1.0)時是有效的，但對於上述質量特別不好的原圖像則不能充分滿足。
對於β值，對上述非標準質量的原圖像，採用印刷油墨的表面反射率以外的數值，也是不充分滿足的。
本發明者研究的能充分對付上述非標準質量的原圖像的措施，即對於質量不佳的原圖像也能得到濃度格調平衡好的印刷圖像的措施是，必須在下列條件下運用「格調變換式」，即k值＝γ/(原圖像的濃度域值);
γ值＝正或負的任意數值;
β值等於由規定上述k值的γ值按β＝10-γ求得的數值。
在上述的條件下運用上述「格調變換式」，即運用本發明的「關係式」，便可由標準和非標準質量的原圖像製作濃度格調的再現性優良的印刷圖像。換句話說，依據上述條件規定，可將本發明者前面提出的「格調變換式」升華為能夠應付任何質量的原圖像的「關係式」。
下面，說明本發明的上述「關係式」中各項的意思、使用和應用方面的特殊性質。
在本發明的上述「關係式」的運用中，只要濃度信息值是反映原圖像(本發明不限於上述製作印刷圖像時的彩色照片原圖像)的各像素所具有的濃度的物理量就行，可以作最廣義的解釋。作為同義語、則有反射濃度、透過濃度、亮度、強度、光量、振幅、電流、電壓值和印刷圖像的網點面積的百分比數值等。
在本發明的上述「關係式」的運用中，可變通式如下形式使用，亦可以自由地進行任意的加工、變形和推導。
y＝yH+E(1-10-kx)(yS-yH)其中，E＝ 1/(1-β) ＝ 1/(1-10) -γ上述變形的例子是令α＝1而得到的。這是假定例如為了表現印刷圖像所用的印刷用紙(基材)的表面反射率為100%而得到的。對於α值，如下所述，可取任意值(參見第一表)，但實際上取1.0沒有什麼問題。這對於錄相畫面等亮度圖像也是一樣的。
另外，依照上述變形的例子(α＝1.0)，可按予定的那樣，將印刷圖像上的最亮部分H設定為yH，將最暗部分S設定為yS。這相當於在原圖像上最亮部分H處x＝0。在最暗部分S處x＝(原圖像濃度域)，即(Kx＝γ ((圖像濃度域))/((原圖像濃度域)) ＝γ)所以，顯然有-Kx＝-γ。
對於本發明的上述「關係式」的運用，α、β、γ(如上所述，由它是通過10γ＝β的關係來規定β值的)的數值及ε＝ (α(1-β))/(α-β) 取第一表所列的值。本發明通過適當選擇這些數值，不論原圖像的特性如何，都可以合理地進行圖像特性的變換處理。比如，如果將印刷圖像的yH和yS設定為所希望的值，改變γ值(其中，α＝1.0)、則可得到第一圖所示的多色製版時的作業基準特性曲線即色分解特性曲線(可叫作網點格調特性曲線)。如後所述，第一圖是對原圖像曝光不足時為了良好地再現濃度格調應如何設定色分解特性曲線的問題的合理解答。
另外，以本發明的上述「關係式」為基礎的圖像特性的變換狀態處理法對於使原圖像的格調及色調的再現，即對於多原圖像的情況按一比一的比例再現在複製圖像上是極其有用的，但其用途並不只局限於此。本發明的上述「關係式」，除了對於原圖像特性的忠實的再現性以外，通過適當選擇α、β、γ值以及yH和yS值，對於合理地變更，修正原圖像的特性也是極其有用的。本發明應該這樣廣義地解釋「圖像特性的變換」。
本發明的上述「關係式」，上面特別利用與製作印刷圖像的關係進行了解釋，但本發明的「關係式」的應用面決不只局限於印刷圖像的製作。
即本發明的「關係式」的應用面有①已經詳細說明過的凸版、平版、網點凹面、綢布銀幕等印刷圖像或者用可以改變網點大小的溶融燙印型感熱式燙印圖像中出現的網點的大小來表現複製圖像的格調和色調的情況(也可叫作面積格調法);
②升華燙印型感熱式燙印圖像，(使用銀鹽的)熱顯相燙印圖像和利用傳統的凹板印刷圖像等出現的每個一定面積的圖像(例如每一個網點)上付著的印刷油墨等的顏料、染料(色素)等的濃淡來表現格調和色調的情況(也可叫作做濃度格調法);
③數字式複印機(彩色複印機等)、印刷機(油墨噴塗式、氣泡噴塗式等)、或者通過改變電話傳真機等每一定面積上的記錄密度例如網點數，油墨的顆粒數和大小等來表現格調的情況(與上述①的面積格調類似。);
④利用錄相信號、電視信號、高保真信號等的圖像信號電信號調整單位面積的亮度強弱來表現圖像的CRT圖像以及由此得到具有一定格調的印刷物和硬複印件的情況;
⑤不但可應用於上述基本相同的濃度(亮度、照度)領域的原圖像和複製圖像之間的圖像的變換處理，而且可應用於空間、亮度、波長和時間的不可見區的攝相，比如由於原圖像的對比度極低、在原圖像和複製圖像之間有很大濃度領域差的，低照度領域的圖像信息的輸入變換(用高靈敏度相機攝相等)的情況(這種情況，變換圖像的對比度的強度比變換圖像的格調更有利點。);
⑥此外，還可以應用於既能表示濃度又能表示網點面積百分比的帶有濃度和格調變換機能的濃度計，色分解予檢測用(例如校正用彩色校驗)和色分解教育用模擬機等印刷方面的機器。
將使用本發明的「關係式」的圖像特性處理法應用於上述各種應用領域時，可把由連續格調的原圖像(包括硬質和軟質原圖像)得到的與圖像濃度有關的圖像信息以及圖像信息電信號(不論模擬信號或數位訊號都可以)，利用上述各應用領域的設備的圖像變換處理器(格調變換器)進行處理，只要控制與其處理值即y值(格調強度值)相對應的設備記錄器(記錄磁頭)的電流值和電壓值、或者印刷時間等，改變網點面積和每單位面積(一個像素)的網點數、及每單位面積(例如1個網點)的濃度等，能輸出使原圖像的濃度格調與一比一對應的網點格調等複製圖像就行了。
例如使用以本發明的「關係式」為基礎的圖像特性的變換處理法製作網點格調圖像的印刷圖像的原版即印刷用原版時，利用本行業周知的現有系統就行了，市上出售的電子色分解裝置(彩色析像器、總析像器)等的色分解和網罩機構，是將本發明的圖像的變換處理法引進之後而構成的完成。更具體地說對著彩色照片等連續格調圖像的原圖像用小光點照射，把反射光或透射光(圖像信息信號)用光電變換器件(光電信息管)接受光，把光的強弱變換成電壓的強弱，將得到的圖像信息信號(電值)用電子計算機進行所需要的處理和加工，再根據電子計算機輸出的已加工了的圖像信息電信號(電壓值)對曝光光源進行控制，接下來對於把雷射的光點照射在底板上製作印刷用原版的眾所周知的現有系統中，例如只要在對原圖像的圖像信息電信號進行處理，加工的電子計算機的計算處理機構中，利用本發明的「關係式」，加入能夠把連續格調的圖像信息電信號轉換成網點格調的圖像信息電信號的軟體就行了。這種軟體，可以採取多種形式得到，例如，可以利用將本發明像「關係式」的算法編成程序進行保存，並且擁有A/D(模數轉換)和D/A(數模轉換)的I/F(接口)的通用電子計算機，將算法作邏輯運算並依靠通用的集成電路構成的電路、包含具有算法的運算結果的電路，將算法作為內部邏輯運算而實現的PAL、門電路群和定製的集成電路等。特別是，最近模塊化的發展，以本發明的上述「關係式」為基礎，可以很容易地將進行濃度領域的圖像特性的變換處理的完成運算的設備製成專用的集成電路、大規模集成電路、微處理器和微機等的模塊形式。而且，只要讓光電掃描用的點光束依次分割成點狀行進，同時使雷射曝光器件也同步行進，具有由上述「關係式」導出的網點面積百分比的數值(y)的網點格調的印刷用原版就可以很容易地製成。
另外，依照本發明所進行的圖像濃度領域的圖像特性的變換處理一般是在輸入變換的過程中進行的，但也不妨礙可以在輸出變換、記錄、傳送、解析、顯示等任何過程中進行處理。
下面，根據實施例更詳細地就本發明進行說明。但它們不超越本發明的主旨，本發明不限於這些實例。
(實施例1)作為本發明的實例，首先就作為濃度領域的圖像變換處理的典型例子即印刷圖像的製作過程中的圖像的格調變換處理進行說明。
印刷圖像的典型例子是彩色印刷圖像，其製作過程中的圖像的格調變換，是依靠在製版的色分解工序中，設定作為色分解作業的基準的色分解特性曲線這一作業程序來實行的。
也就是說，使用彩色析像器，根據色分解特性曲線，從原圖像的連續格調彩色照片圖像(以下簡稱「彩色原圖像」)，把複製圖像的四枚色版(Y、M、C、BL的四色版)的網點格調印刷圖像(負片圖像和正片圖像。以下簡稱為「色版印刷圖像」。)印在照相感光膠片上(以下稱此為「網正片」，和「網負片」。)。獲得的複製圖像的像質，根據經過從網正片和網負片的校正作業後製成的校正印刷圖像的像質來接受對其好壞的評價。
在本實施例中，彩色原圖像是採用4「×5」的正片彩色膠片圖像，彩色析像器是採用UELL公司製造的DC-360ER，採用DUPOиT在的克魯馬林方法進行校正。另外，在運用本發明的上述「關係式」(以下簡稱為「關係式」)時，取α值為1，γ值採用為取得黃油墨的全黑(網點100%)印刷濃度或所希望的色分解特性曲線而選擇的數值，另外，作為「關係式」的運算手段使用的是иEC公司製造的PC-9800。為了運算「關係式」，只要把彩色原圖像的濃度計測定的濃度值輸入PC-9800就可以得到基礎濃度值。另外，通過輸入彩色原圖像最亮部分(H)和最暗部分(S)的測定濃度值、色版印刷圖像上對應的H及S部分的所希望的網點的網點面積百分比數值及γ值，將軟體插入PC-9800，便可將彩色原圖像上的任意一點上的測定濃度值轉換成色版印刷圖像上對應點的網點面積百分比數值。
另外，在設定所需的色分解特性曲線時，按照通常的辦法，作為色分解作業的指針，把具有線性濃度梯度的灰色標度放在彩色原圖像的旁邊，在進行色分解的同時，與印刷機相連接，便能印刷輸出需要的圖像信息。
①首先，對具有標準像質的彩色原圖像的色分解作業應用「關係式」，進行了確認其效果的實驗。
為此，作為原圖像使用的是原圖像濃度域、攝影對稱和攝影環境各異的四張彩色原圖像，對於作為印刷圖像基準以C版的γ值，取典型的印刷油墨的黃色的全墨印刷濃度1，00和0.90，對於Y及M版取γ＝0.65。但是，在取γ＝0.90的實驗②中，為了使黃(Y)版的網點面積量比標準情況減少約3%，所以將Y版的γ值取出0.50進行了實驗。
這些實驗(①～④)的結果和第2表所示。從第2表中可以看到，本發明的「關係式」在色版印刷圖像的H和S部分可以獲得預定的yH和yS的網點，而且能夠把具有標準像質的原圖像的像質準確地變換成複製圖像的像質是科學的、合理的濃度域須的圖像特性變換處理的手段。另外，還可證實，這一圖像濃度領域的格調變換方法的作業是極其有規則的。
②接著，作為具有非標準像質的彩色原圖像，即作為通常的製版、印刷作業的原圖像，使用的是幾乎不能用的在極差的曝光條件下拍攝的暗淡的彩色原圖像進行實驗的。即根據「關係式」進行色分解作業，使成校正圖像，看看可以得到何種程度像質的圖像，考察了「關係式」的合理性。
由於在這次實驗中使用的彩色原圖像的質量過於惡劣，逐就下述三例製作了校正印刷圖像，考察了其像質。
①取Y及M版的色分解特性曲線基本呈直線的情況;
②取C版的色分解特性曲線基本呈直線的情況以及;
③將在上面的②中得到的Y及M版的曲線的作為C版的色分解特性曲線的情況。
然而，那時，為了在色版印刷圖像上得到良好的灰色平衡及彩色平衡，故按常規的方法，將Y及M版的網點面積百分比在H部分比C版的約少1%，在S部分比C版的約少5%，在中間色調部分比C版的約少1%。
這些實驗的結果見第3表，另外，當時使用的色分解特性曲線如上述第1圖所示。
從這些結果可知實驗2和3得到了能充分滿足實際使用的鮮明的像質的校正印刷圖像。
另外，在第3表中，列出的實驗4的結果，其色分解是實驗2和3之間，取能得到鮮明程度偏離實驗2大約2/3而接近實驗3的校正印刷圖像的〔實驗2的γ值-實驗3的γ值〕×2/3的數值與實驗2的γ值相加而得到的數值｛0.10-(-0.18)｝×2/3＝-0.10作為γ值(C版)。如表3所示，由實驗4得到的校正印刷圖像的像質如預測的那樣是令人滿意的。
這些實驗證實了「關係式」對於非標準質量的原圖像濃度領域的圖像變換處理其操作也是有規則的和富有成效的。另外，通過這些實驗可知，只要理解了濃度領域中的圖像變換的特性並活用第1表(這裡只列出了例示性的數值)，即可任意地使圖像的調整和變換的作業合理而有規則性。還有，「關係式」還可以解決對低照度領域圖像的對比度不足時的攝影技術的限制即對光量子數積分攝影時間的限制。
(實施例2)由於實施例1應用本發明的「關係式」，證實了在色分解作業中可以科學的、合理的設定，具有作業規則性的色分解特性曲線，所以下面再來探討一下「關係式」的積極應用，即是否能夠從不同像質的多張彩色圖像，合理地製成具有作業規則性和具有所希望的像質和格調的校正印刷圖像。
為此，在實施例2中，決定探求根據現行技術能否將像靠印刷機操作者不確切的，經驗或者感覺對彩色圖像的H到S部分的濃度特性曲線的判定，改用更合理的技術取而代之。
從這一意義上講，從彩色圖像的H到S部分的濃度特性曲線的客觀資料，是合理地進行色分解作業的基礎數據。
但是，這個濃度特性曲線隨膠片廠家、膠片的種類和型號、顯影條件，特別是隨彩色原圖像攝影時曝光量的多少，有的呈直線形(正確曝光)，有的向上鼓起(曝光不足)，有的向下鼓起(曝光過度)。而且，這些濃度特性曲線的形狀直接影響到校正印刷圖像的格調和像質。
所以，彩色原圖像的上述濃度特性曲線是怎樣的形狀，在色分解作業之前，預先用合理的方法加以判定是極為重要的。
為此，決定將下面所示的攝影對象相同，但彩色原圖像攝影時的曝光不同的兩枚彩色原圖像進行色分解，製成校正印刷圖像。
彩色原圖像1是一張曝光偏多，圖像的格調偏亮，濃度域在0.17～2.750之間的膠片。
彩色原圖像2是一張曝光合適，具有標準像質的、濃度域在0.21～2.95的膠片。
本實施例中，為了考查「關係式」應用方法的靈活性和從多角度操作上述濃度特性曲線的合理判定方法，強行將彩色原圖像1，以標準的色分解特性曲線即取C版的γ值為1.0進行色分解(因此，得到的校正印刷圖像的格調與彩色原圖像的格調相同，可以得到比較鮮明的像質的校正印刷圖像)，另外，對於比彩色原圖像1還暗的彩色原圖像又作了使其校正印刷圖像的像質達到與彩色原圖像1的校正印刷圖像相同的像質的色分解。當時的實驗資料見第4表。
根據這些實驗，如下所述，可以找到利用現有技術，根據彩色原圖像的濃度域，特別根據其最亮部分的濃度值合理地判定彩色原圖像攝影時的曝光條件，進行判定彩色原圖像的濃度特性曲線的方法。
下面，參照第2圖加說明這一點，第2圖是說明彩色原圖像的攝影條件與濃度特性曲線，及色分解特性曲線的設定要領之間的關係的模式圖。
首先，本實施例的基礎，如實施例1證實的那樣，只要使用「關係式」進行色分解作業，通常其作業有規則性;可以良好地保持在色平衡和彩色平衡;設定的色分解特性曲線的資料和校正印刷圖像的像質之間具有1∶1的對應關係;以及將C版的γ值取為0.90～1.00進行色分解時可以得到具有與彩色原圖像相同的格調和相同像質的校正印刷圖像。
如果將曝光條件不同的彩色原圖像1和2用灰色標度的濃度特性曲線進行表示，則分別為иO.1和иO.2所示的實線。因為彩色原圖像2的曝光條件是適當的，所以濃度特性曲線基本上呈直線形，而彩色原圖像1的曝光量偏大所以濃度特性曲線呈向下凸起的形狀。但是在實際作業中，不論作哪個彩色原圖像的色分解，都以具有直線性濃度梯度的灰色標度做為指南。對於在適當的曝光條件下拍攝的彩色原圖像2，由於灰色標度的濃度梯度與彩色原圖像的像質的濃度特性曲線的濃度梯度都是直線性的，所以，在設定色分解特性曲線時，使用灰色標度基本上沒有問題。
但是，對於彩色原圖像1，用作色分解作業指南的灰色標度的濃度梯度雖然是以иO.1的虛線表示的直線性濃度特性曲線，但彩色原圖像1的圖像濃度梯度都是以иO.1的實線表示的濃度特性曲線。所以，在以用標準曝光量拍攝的彩色原圖像以外的彩色原圖像作為原圖像進行色分解作業時，通常必須合理地、確切地了解以灰色標度的虛線表示的線性濃度梯度(иO.1′)與原圖像的實線表示的濃度梯度之差d，規定該彩色原圖像的濃度特性曲線，然後在此基礎再設定色分解特性曲線。
此外，對於非標準的像質，即具有彎曲形濃度特性曲線的彩色原圖像的圖像濃度特性曲線，究竟是怎樣的形狀完全是憑人的經驗和感覺進行判斷的，不考慮對上述d採取合理的技術對策，這就是色分解作業和產品質量不穩定的原因。
儘管兩個原圖像的H及S部分的濃度值、濃度域、濃度特性曲線的濃度不同，通過在色分解後的兩個校正印刷圖像的相互對應部分設置具有相同網點面積百分比數值的網點，便可使兩個校正印刷圖像的格調和像質相同。也就是說，由於本實施例使彩色原圖像2的校正印刷圖像的格調和彩色原圖像1相吻合，所以主要如第2圖所示的那樣，在校正印刷圖像中彩色原圖像1具有иO.1-①的網點排列，彩色原圖像2具有0.2-②的網點排列就行。
但是，以非標準圖像(彩色圖像1)作為原圖像進行色分解時(如上所述，取C版的γ值為1.00)必須任意原圖像上的任意濃度點X1的濃度值X1在其作業中用作指南的灰色標度為濃度值X1′。而且，如果對灰色標度上的濃度值X1′與原圖像上的濃度值X1之差d沒有合理的認識，就進行色分解的話，則色分解作業將出現混亂，從而不能控制校正印刷圖像的像質。若用第2圖加以詳述，那就是說，若將與彩色原圖像1中使用的灰色標度上的濃度點X1′相對應的彩色原圖像2上使用的灰色標度上的濃度點X2′設置出相同網點面積百分比數值的網點，則所得的彩色圖像2的校正印刷圖像的網點排列出иO.2-③，與具有иO.1-①或иO.2-②的網點排列校正印刷圖像相比，是格調比較暗的像質。所以，要想使兩者的校正印刷圖像的格調和像質相同，只要了解上述X1′和X2′之差d，並在彩色原圖像2的色分解作業中，在比與彩色原圖像1的濃度值X1的灰色標度上的濃度值X1′相對應的原圖像2的灰色標度上的濃度值X2′與d相對應的D(如在彩色原圖像2的校正印刷圖像上設置與彩色原圖像1的校正印刷圖像相同的網點，必須設置與在彩色原圖像2的灰色標度上的濃度點X2′上得到的網點面積相同的網點的濃度點X2的濃度值X2與上述濃度點X2′的濃度值X2′之差)濃度值的X2的濃度值處，設置與具有和原圖像1的灰色標度上的X1′相同的網點面積百分比數值的網點的話，即如果根據那樣的濃度特性曲線進行色分解作業，在校正印刷圖像中則可得到分別具有иO.2-②和иO.1-①的網點排列的複製圖像，並能使兩者的圖像的格調和像質相同。
以上的實驗結果如第4表所示。為了使對彩色原圖像2進行色分解後在灰色標度上能得到與將彩色原圖像1的C版的γ值取為1.00進行色分解而得到的灰色標度上的網點，基本相同的網點面積百分比數值而求得的γ值是1.00(這種情況時，後者較前者格調稍暗)，而且，為了使後者的格調和像質與前者相同，而求得的C版的γ值是0.75。
通過多次和有計劃地進行這樣的基礎實驗，就可以合理地決定從彩色原圖像的H部分到S部分的濃度特性曲線的形狀。
另外，還發現第4表所示的γ值可以按下述程序合理地確定，就是說，不論彩色原圖像拍照時的曝光條件合適、還是不足，或者過度，都對彩色原圖像的H(最亮點)部分的濃度值有極大的影響。所以，如第2圖所示，只要決定了彩色原圖像2的C版的γ值，便可根據DH＝h2-h1的數值，推定差d，求出D值，從而使能在彩色原圖像2的灰色標度上的濃度點X2上求出在彩色原圖像1的灰色標度上的濃度點X1′得到的網點的網點面積百分比。
這就指出了從H濃度值(DH)求取能得具有良好的格調和像質的校正印刷圖像的γ值的方向。
例如，將H濃度值等於0.40作為在適當的曝光條件下拍攝的彩色原圖像的質量判別的基準時，當與該濃度值有±0.5，0.10，0.15，0.20，……等差異時，決定γ值的方法，可以根據與H濃度值0.40的偏差量與γ值的0.90～1.00的偏差量之間的相互關係來決定。這時，正確地求出H濃度值和γ值的偏差量是十分重要的，這些量可以用實施例2的方法求出。
比如在實施例2中，可以求出DH＝h2-h1＝0.21-0.17＝0.04，γ值的偏差量＝1，00-0.75＝0.25(參見第4表)另外，根據實施例1中的情況②可以求出彩色原圖像的H的濃度差DH＝0.70-0.20＝0.50，C版的γ值的差＝0.90-0.10＝0.80(參見第3表)。
而且，如將DH的值用對數刻度表示，則DH和γ的相互關係為正比關係，可以由DH合理地決定γ值。
正如以上探討的那樣，要想合理地對具有標準和非標準質量的原圖像進行色分解，必須事前用科學的方法確定這些原圖像的濃度特性曲線，為此，必須預先確立科學而合理可以確保正常作業規則的色分解特性曲線的設定技術，本發明解答了這一問題。
表3為確定曝光不足的彩色原圖像的色分解特性由線的基礎實驗資料(參見第1圖)
注(1)Y，M版及C版表示各自的色分解特性曲線。
(2)Y，M，C墨版的各版的相互關係依照常法。
表4彩色原圖象拍攝條件和印刷圖象上網點格調(色分解特性曲線的調整控制方法的實驗資料(參見第2圖)
注彩色原圖象1的濃度域為0.17-2.75，彩色原圖象2的濃度域為0.21-2.95。
根據本發明，由於可在圖像處理的最初工序將圖像濃度領域的圖像特性的變換處理技術改為科學的、合理的技術，因此可收到如下的效果。
(一)可將以前的靠人的經驗和感覺容易引起生產技術和產品質量不穩定和漏亂的圖像特性的變換處理技術，即圖像的格調和色調的變換及變更、修正、調整、和控制等技術，換成科學的合理的技術。
(二)可使圖像特性的變換處理技術即圖像的格調和色調的變換以及變更、修正，調整和控制等所有技術都具有作業的規則性。
因此，對改進技術、提高生產效率、降低成本、保證質量穩定將作出較大的貢獻。其具體例子可列舉如下①可以簡化析像器和模擬器的機構，從而可降低成本。
現在的析像器中可以不用把根據人的經驗和感覺而設定的色分析特性曲線和網點格調特性曲線等數或他的電子計算機等計算機構以及它們的特性曲線的存儲裝置等必須的機構，或者可以使用極其簡單的機構。
②可以省去在製作印刷圖像的製版工序中，浪費時間勞力及成本的令人煩腦的設定色分解特性曲線和網點格調特性曲線等必要的作業手續。
③進而，還可以省去在現在的印刷圖像的製作工序中通常認為是必須的校正手續。
另外，不使用現在認為是必要的或方便的圖像形成的模擬器便可生產出品質優良的產品。
④在印刷圖像製作中，不論原圖像的質量是標準的還是非標準的，通常，利用同樣的作業程序和同樣的作業時間都能製作出質量穩定的良好的產品。
因此，可以大大短縮製版時間，節約資材而且，可將以往需要30%～40%的返工作業至少減少到5%，從而可大大提高製版工作的效果。
⑤可以得到質量穩定的圖像，使印刷圖像的圖像調的格調和色調穩定在具有可以使人的視覺感到適當和自然的畫質的畫面。
(三)可以使所有的圖像處理技術的教育和訓練課程變革成科學而合理的內容。
(四)在所有的圖像處理中，可以使圖像特性和圖像的格調、圖像的對比度的變換、變更、調整和控制等日常作業合理、科學、有計劃、有規則。
(五)對於在低照度領域圖像的對比度不足情況下的攝影(圖像信息的輸入變換)，由於不受為了增加對比度所需的光量子數積分攝影時間的限制，所以，不論拍攝物的變動速度如何，即使是在低照度域的攝影亦可得到鮮明的圖像。
(六)對於圖像信息處理用的集成電路或大規模集成電路的結構，可以合理地簡化圖像信息的運算電路的設計，並且可以很容易提高其機能。
另外，至少對於濃度領域的圖像變換處理可使數子圖像等的處理用軟體內容計算簡單，而性能提高，也使軟體的硬體化變得容易，從而可使軟體的成本顯著減少。
(七)由於圖像信息處理用的模擬器和濃度計算機器通過採用了本發明的技術，可使其機能有質的提高，同時，可使圖像處理系統中的這些機器的地址和作用從系統整體的技術上具有更緊密的整體性。
(八)可以使所有的圖像處理機器的構造和機構合理的簡化，從而容易使用。
圖1是說明多色製版時對曝光不足的彩色原圖像的合理處理法的模式圖。圖2是說明彩色原圖像的攝影條件與濃度特性曲線及色分解特性曲線的設定要領之間的關係的模式圖。
權利要求
1.一種從原圖像製作複製圖像的圖像特性的變換處理法的特徵在於在把原圖像做成複製圖像的進行圖像特性的變換處理方法中，按下面的方程式把原圖像的基礎濃度信息值(x)變換為複製圖像的濃度信息值(y)進行處理。方程式為y=yH+ (α(1-10-kx))/(α-β) ·(yS-yH)上面的方程式中。x是原圖像上的任意點x處的基礎濃度信息值，即從在點x測定的濃度信息值減去原圖像上最亮部分的濃度信息值之後的值；y是與原圖像上的點x對應的複製圖像上的點y的濃度信息值；yH是在複製圖像上最亮部分設定的，所希望的濃度信息值；yS是在複製圖像上最暗部分設定的，所希望的濃度信息值；α是為了表現複製圖像所用的基材的表面反射率；β是根據規定下面的κ的γ值，按β=10-γ的關係求得的數值；κ等於γ/(原圖像的濃度域信息值)。但是，γ值是正和負的任意數值。
2.一種從原圖像製作複製圖像的裝置的特徵是，在從原圖像製作複製圖像的裝置中，按權利要求1所述的方程式設置有將圖像的基礎濃度信息值(x)變換為複製圖像的濃度信息值(y)進行處理的圖像變換處理裝置。
3.按權利要求2所述的從原圖像製作複製圖像的裝置包括印刷製版用機器、複印機、燙印式等印刷機、錄相(電視)機、圖像傳遞再現機和低照度攝相機。
4.一種從原圖像製作複製圖像時的控制裝置的特徵在於在從原圖像製作複製圖像的控制裝置中，按權利要求1所述的方程式，設置有將原圖像的基礎濃度信息值(x)變換為複製圖像的濃度信息值(y)進行處理的圖像變換處理裝置。
5.按權利要求4所述的從原圖像製作複製圖像的控制裝置的特徵是，包括印刷製版等用的濃度計和印刷製版用的圖像模擬器(校正用機器)。
全文摘要
本發明涉及一種圖象特性的變換處理法，其中，按下述合成將原圖象的基礎濃度信息值X變換為複製圖象的濃度信息值y其中y
文檔編號G06K9/52GK1043812SQ88105630
公開日1990年7月11日 申請日期1988年12月28日 優先權日1988年12月28日
發明者沼孝, 沼 申請人:株式會社亞瑪託亞商會