图像层次变换法的制作方法

专利名称：：图像层次变换法的制作方法
技术领域：
：本发明涉及根据在照像感光材料、光电体或光导体等各种记录介质上存储、记录的原始图像(以下称介质图像)，复制印刷图像或数字照像等一类的硬件图像或阴极射线管图像(电视图像)等一类的软件图像(由光产生的单一过程显示图像)等各种复制图像时不可缺少的图像层次变换方法。更详细地说，本发明涉及在重视在具体记录介质上记录的原始图像(介质图像)本身的色密度值(或与色密度有关的物理量)的原有图像层次变换技术的条件下，同时重视与作为原始图像(介质图像)基础的被摄体(以下也称为实体图像)本身所具有的色密度有关的物理量(例如在传真图像中来自被拍摄体的入射曝光量一类的物理量。以下简称被拍摄体图像信息值)的条件下经过改进的图像层次变换技术。换句话说，本发明涉及在重视原始图像(介质图像)信息的原有图像层次变换技术的条件下，同时以重视作为复制真实对象的被摄体图像(实物图像)信息的经过彻底改进的全新图像层次变换技术。另外，本发明的图像层次变换法不仅涉及将图像(无论是介质图像，还是实物图像)层次忠实再现于复制图像上的方法，而且还涉及将图像的层次根据任意要求进行调整(修正或变更)的方法。众所周知，根据连续层次的原始图像，利用各种复制技术，可以制作印刷图像，复制图像，打印图像，以及电视(阴极射线管)图像等一类的复制图像(本发明中所称的复制图像，应是最广义的解释)。在制作这些复制图像时，在遵守操作规范的条件下，将原始图像所具有的色密度层次和色调忠实再现是一个极其重要的课题。但是迄今的复制技术虽然有所进步，但按照操作规程还不能合理、高效地实现上述的再现性，这就是目前的状况。之所以如此，是因为历来在将层次连续的原始图像的色调(包括层次和色调)忠实的再现于复制图像上的技术、以及在将原始图像的其调调整(修正或变更)为所要求的基调的技术中，这种作为图像色密度领域中的非线性变换处理技术(以下简称图像层次变换技术或图像层次变换法)，并没有合理的理论根据，而是完全根据人的经验和直觉，这是不科学，不合理的。现以印刷图像的制作技术为例，作为有代表性的和具体的
技术领域：
对上述情况加以说明。在已有的技术中，根据彩色片原稿(在彩色原稿中，约有90%是透射式的)制作复制的彩色印刷图像时，若不注意合理掌握在原始图像上从最亮部分到最暗部分的色密度特性，另外在确定原始图像和印刷图像之间的图像特性相关关系时，即为了确定连续层次的原始图像和网点状层次的印刷图像之间的相关关系绘制彩色分析曲线(彩色分析作业特性曲线及网点层次特性曲线等一类曲线的统称)的工作”，可以说完全是依靠人的经验和直觉进行的。通常在制作彩色印刷图像时，要利用电子分色机对彩色原始图像进行彩色分析，进行多色制版(一般为c版、m版、y版和k版)，然后复制成网点层次的印刷图像。这种电子分色机或总析像机已达到机电一体化，是一类价格很贵的装置，但是成为该行业中的一大问题的是它的运转率很低，平均约为30%。运转率停留在如此低的水平上的理由是扫描机的扫描时间长，通过色分析作业得到的成品质量不稳定，而且不充分，因而以往往需要再扫描等。如果稍微从技术观点来观察上述问题就会发现，利用机电一体化的高级电子分色机等、作为上述彩色分析作业的手段，还没有达到将彩色分析作业中的许多重要技术(例如彩色补偿技术和色密度层次变换技术)溶合成为一种综合性的体系，这就是电子分色机的运转效率低的原因所在。众所周知，在上述的两种重要技术中，在彩色补偿技术方面虽然对校正方程式和诺伸根鲍维尔(ノイグバウァ一)方程式等进行过极严格的科学探索，但对于后一种图像色密度层次的变换技术(该技术的归结为应该以多大的网点与彩色原始图像中具体像素相对应的问题)却没有经过合理的理论论证就直接使用了，其中在很大程度上处于要依靠人的经验和直觉的状态。在这种状态下，因为彩色分析装置尚在研制阶段，加上装置本身的基本设计技术尚未成熟，故在实际作业中虽然使用了价格昂贵的高级电子彩色分析装置，仍不能排除操作人员的推测作业，以及操作人员的经验和直觉，经常是不能制作出质量稳定的印刷图像。特别是在不正确的拍摄和曝光以及不正确的显影条件下制作的彩色原始图像还存在很大的问题。即对于这些非标准的彩色原始图像，不能进行合理的彩色分析作业，因而存在上述的扫描机运转效率低，产品质品不稳定，重扫描率增大等问题。本发明人认为，为了对图像层次变换技术进行合理的理论论证，掌握上述各种原始图像的基调(层次和色调)的再现性、进而合理制成拥有预期基调的复制图像，必须首先提高色补偿(修正)技术，重视能够合理进行图像的各像素色密度层次的变换技术(改变通过网点的大小，或者改变给定网点的排列方式，或者改变像素本身的色密度，使像素的色密度再现于复制图像上，这是众所周知的方法)。如果以彩色印刷图像一类的制作方法为例，就会看到在制作复制图像的原有技术中，比较容易进行科学分析的彩色补偿(修正)技术比起图像色密度层次的变换技术受到了更多的重视，这就是需要反思的问题所在。而且本发明人持有如下的基本认识根据原始图像制作复制图像时，在所使用的现有的图像色密度层次变换技术中，对于原始图像(例如在复制印刷图像时所用的彩色胶片原稿)就没有合理地掌握从它的最亮部分到最暗部分的色密度特性，以及在将原始图像的色密度特性通过1∶1的忠实性变换成复制图像时，也没有为确定两种图像(原始图像和复制图像)之间不可缺少的相关关系(层次变换式)所需的合理理论根据，仍然是依靠人的经验和直觉。根据这种基本认识，为了使上述图像的层次变换技术科学化、合理化，本发明人原先已提出过特定的层次变换式(特开照64-7770号公报，特愿照63-114599号、特愿照63-207326号、美国专利第4，811，108号说明书)。然而本发明人在以后的研究工作中发现，根据上述特定的层次变换式进行的图像层次变换技术有一定的局限性。这种局限性在于作为复制图像的真实对象应该是被摄体(实物图像)，而在包括本发明人原先提出的方案在内的原有技术中，却是把在具体记录介质上与存储或记录的原始图像(介质图像)的色密度信息有关的信息值作为线索，对图像进行层次变换。以彩色印刷图像为例，原有的技术不是以被摄体(实物图像、实际景物)的图像信息为基础，而是在以来自被摄体的入射光所规定的曝光条件下(众所周知、当入射光强度为I和台射时间为t时，曝光量E＝It。)以在拍摄用的感光材料上记录的介质图像的拍摄图像的色密度信息为基础，进行彩色分析作业。众所周知，拍摄到的被摄体，在照像用的感光材料上通过显影形成底片色密度，这就成为原始图像(介质图像)。表示上述底片色密度(黑度)与照像用感光材料的曝光量E之间的关系曲线，就是底片特性曲线。它是以纵轴为底片色密度(D)(D＝logI0/I)，以横轴为曝光量E的对数值(logE)表示的曲线。另外，不言而喻，这是在胶片或干板(透射原稿)上采用透射光强度I与入射光强度I0之比获得的，而在印像纸(反射原稿)上，则采用反射光强度I与全反射光强度I0之比获得的。典型的照片特性曲线(以下简称色密度特性曲线)是一条下方呈凸形的底部，略呈直线形的直线部分及上方呈凸形的顶部的复杂曲线(参见后面的图1及图4)。换句话说，从上述色密度特性曲线的纵轴(色密度值)的角度看，原有的技术是综合性的彩色分析技术。而且在原有的技术中，作为彩色分析作业基础的彩色原始图像的图像信息与被摄体(实物图像，实际景物)的图像信息之间无比例关系，而且与被摄体的图像信息之间的偏离情况是千差万别的。也就是说，由于受到作为记录介质的照片乳胶材料特性的影响，作为介质图像的彩色原始图像的图像信息值的底片色密度与作为由被摄体(实物图像、实际景物)获得的图像信息的曝光量(对数值)等物理量之间，不是线性关系(例如1∶1的45°的线性关系)。另一方面，人的视觉对明暗的辨别特性呈对数方式，这是人所共知的事实，人们根据这样的辨别特性来评价被摄体(实物图像，实际景物)。在此过程中，根据经验自然要认为色密度的变化比是线性的。因此，在彩色印刷图像的制作过程中，若要提高以记录在照像感光材料上的原始图像(介质图像)的色密度值(D＝logI0/I)为线索的作业质量，就要使用受照像乳胶材料特性影响的色密度信息值，而不必再现来自被摄体(实物图像，实际景物)的图像信息值。本发明人根据上述情况，利用图像的记录介质(照像乳胶材料等)的特性，不使非线性变化的原始图像(介质图像)的图像信息再现，而是以来自被摄体(实物图像，实际景物)的第一次(未经处理的、初始的)曝光量等的线性图像信息为基础，对制作印刷图像的方法进行了专心研究。研究结果发现(1)利用色密度特性曲线(照片特性曲线)，根据纵坐标(D＝logI0/I)值，求出横坐标(logE)值(以下称纵轴为D轴，称横轴为X轴)，换言之，将色密度特性曲线上从最亮部分到最暗部分的具体彩色原始图像(介质图像)的D轴上的色密度信息值投影到X轴上。(2)更具体的说，通过该色密度特性曲线，将原始图像(介质图像)上任意像素的D轴上的色密度值(Dn)投影到X轴上，求出与之相对应的像素的图像信息值(Xm)。(3)然后以按如上所述求得的Xn值为基础，并根据本发明人原先提出的层次变换式进行图像层次变换(求X轴上的图像信息值Xn的简便方法是在X轴及D轴上取同样的标度，然后直接读取。不言而喻，这并不是说以此为限)，结果发现，可以获得具有忠实于被摄体(实物图像，实际景物)的图像特性的优质印刷图像。本发明根据上述新发现的事实，改进原有重视原始图像(介质图像)信息的复制图像制作技术，提供一种完全重视作为复制对象的被摄体图像(实物图像，实际景物)信息的复制图像的全新制作技术，特别是提供一种作为其核心技术的图像层次变换方法。图1所示为彩色胶片的色密度特性曲线(F公司制);图2所示为根据图1中的色密度特性曲线绘制的X坐标轴彩色分析曲线(本发明)。图3所示为根据图1中的色密度特性曲线，绘制的D坐标轴彩色分析曲线(原有例)。图4所示为任意绘制的色密度特性曲线。图5所示为根据图4中的色密度特性曲线绘制的X坐标轴彩色分析曲线(本发明)。图6所示为根据图4中的色密度特性曲线绘制的D坐标轴彩色分析曲线(原有例)。概括的说，本发明是有关图像层次变换法，即利用在具体的记录介质上所记录的原始图像(介质图像)，制作具有网点层次一类的复制图像时的图像层次变换法，其特征是(ⅰ)规定用来表示有关原始图像(介质图像)的底片色密度等一类的信息值(纵轴-D轴)与来自被摄体(实体图像)的入射光量(曝光量)等一类的图像信息值的相互关系的色密度特性曲线;(ⅱ)通过上述色密度特性曲线，并根据与原始图像(介质图像)上的任意像素的色密度信息有关的信息值(Dn)，求出被摄体(实物图像)上的与之相对应像素的图像信息值(Xn);(ⅲ)然后利用下面的层次变换式，将按上述方法求得的被摄体(实物图像)的图像信息值(Xn)变换成网点面积百分率等一类的层次强度值(y)。根据按上述方法求出的与原始图像(介质图像)上的任意像素的色密度信息有关的信息值(Dn)，求出被摄体(实物图像)的与之相对应的像素的图像信息值(Xn)，同时变换成层次强度值(y)。层次变换式为y=yH+(α(1-10kx))/(α-β)·(yS-yH)如上的层次变换式中X表示(Xn-XHn)。即基准色密度值是从根据与原始图像(介质图像)上任意像素的色密度信息有关的信息值(Dn)规定的被摄体(实物图像)的图像信息值(Xn)中减去根据原始图像(介质图像)上最亮部分(H部分)的色密度值(DHn)规定的被摄体(实物图像)的图像信息值(XHn)求得的。y与原始图像(介质图像)上的任意像素相对应的复制图像上的像素网点面积百分率等一类的层次强度值。yH根据原始图像(介质图像)或被摄体(实体图像)上最亮部分(H部分)设定的网点面积百分比等一类的层次强度值。y根据原始图像(介质图像)或被摄体(实物图像)上最暗部分(S部分)设定的网点面积的百分率等一类的层次强度值。α表现复制图像用的基本材料的表面反射率。β按β＝10求出的数值。K(γ)/(Xsn-XHn)式中，Xsn表示根据原始图像(介质图像)中最暗部分(S部分)的色密度值(Dsn)规定的被摄体(实物图像)的图像信息值(Xsn)。γ任意系数以下将详细地说明本发明的结构。另外，顺便引用作为复制图像而制作彩色印刷图像(介质图像)的事例，说明根据原始图像(介质图像)制作复制图像时的层次变换方法。然而这只是为了说明上的方便，而不意味本发明的图像层次变换法只限于适用于复制彩色印刷图像。如上所述，现在彩色印刷图像的复制作业中，极其普遍地使用电子分色机这种彩色分析装置，利用这种装置进行的彩色分析作业是以从彩色原始图像(介质图像)上获得的色密度信息值(包括透射原稿和反射原稿)为基础进行的。更具体的说，作为制作彩色印刷图像常用的方法，通常是根据通过R、G、B等各种滤光片从彩色原始图像(介质图像)上获得的各种颜色的色密度信息值，制作C、M、Y版及BK(黑)版。然而，如此利用照像感光材料这样的记录介质上所记录的彩色原始图像(介质图像)的色密度信息值的方法，存在如前面所讲述的局限性(缺点)。对此，如上所述，本发明所复制的真实对象不是记录在记录介质上的图像，而是完全立足于应该是被摄体(实体图像，实际景物)本身，且以来自被摄体的图像信息为基础的想法。上述问题是原有的技术与本发明的技术之间的基本不同点。现从另外一个角度对此加以说明如下在彩色分析技术中，必须将原始图像的色密度值进行层次变换，变成网点面积的百分率，但是如上所述，确定连续层次图像和网点层次图像的相关关系的是彩色分析曲线。而且原有的彩色分析曲线是D轴原始图像(介质图像)的色密度值为基础绘制的，本发明则与此不同，如上所述，是根据X轴被摄体(实体图像)的图像信息值绘制的。即在原有的彩色分析技术中，采用D坐标轴的彩色分析曲线(参见后面的图3，图6)，本发明与此不同，是采用X坐标轴的彩色分析曲线(参见后面的图2、图5)，这是两者之间的基本差别。其次，参照上述的每一个步骤和图表，详细说明本发明的图像层次变换方法。(ⅰ)在本发明中，首先根据与彩色原始图像(介质图像)的色密度有关的图像信息值，具体地说是色密度值(D＝logI0/I)，和来自被摄体(实物图像)的入射图像信息值，具体地说是曝光量(E＝It)的对数值，绘制色密度特性曲线。然后在下一步程序中，为了由Dn求Xn，将该色密度特性曲线函数化。为此可以这样做，例如将照像感光材料厂商作为技术资料提供的各种照像特性曲线函数化。如果能合理地加以函数化，就能很容易地将D轴上的Dn值变换成X轴的Xn值。现将本发明实验中所用的色密度特性曲线示予图1(F公司制富士分色彩色胶片)及图4(这是本发明人任意制成的)。图4是本发明人任意制成的，用来验证本发明的图像层次变换技术的通用性和可靠性。因而即使是使用由照像感光材料厂市售的其色密度特性曲线与图1不同的彩色胶片，不用说也是可以的。另外，本发明对色密度特性曲线的形状没有任何限制。以下说明将图1及图4所示的色密度特性曲线公式化的方法。在将色密度曲线公式化时，采用适当的方法进行公式化皆可，并不以此为限。例如，取纵轴＝D＝logI0/I，横轴＝X(但X轴与D轴所取的标度应相同)，且设a、b、c、d、f为常数，则可采用如下一些公式(1)色密度特性曲线的底部(在下方呈凸状的部分，D值较小的区域)D＝a·bc·(x+d)+e+f(2)大致呈直线形的部分(在大致呈直线形的部分，D值处于中间值的区域)D＝a·x+b或D＝a·x2+bx+c(3)顶部(在上方呈凸状的地方，D值较大的区域)D＝a·log〔b+(x+c)〕+d表1所示，为将图1及图4所示的色密度特性曲线公式化的内容。为了尽可能正确地将色密度特性曲线公式化，在表1中按公式化的区域划分成多个区段。在本发明中，如图1及图4所示，在将表示彩色原始图像(介质图像)的色密度值的D轴的标度与用logE表示被摄体(实体图像)的图像信息值的X轴的标度统一后，对D和X进行函数化处理。这是根据下述观点进行的一种假设，本发明人认为这是合理的。即照片特性曲线原来本是在该X轴上标出的曝光量E的对数值(logE＝logI·t)的位置，这是对应于以对数的形式来辨别视觉明暗特性的，从上述观点来看，可以认为这种假设是合理的。如后面所述，根据这种假设，可以获得图像层次变换的优异结果。另外，在本发明中，上述的标度设定方法是一种简便的方法，不言而喻，并不以此为限。(ⅱ)如上所述，本发明不是以原始图像(介质图像)的色密度信息值(Dn值)为基础，而是以被摄体(实物图像，实际景物)所给出的图像信息值，这就是说是以X轴表示的物理量(Xn值)为基础。如上所述，色密度特性曲线如表1所示，Dn值和Xn值呈X＝f(D)这一函数式的相互联系，所以很容易根据Dn值求出Xn值。(ⅲ)按照上述方法，能够求出由被摄体(实体图像)提供的图像信息值。然后利用通过这种方法合理地求出Xn值和前面的层次变换式，求出彩色分解曲线，即不同于原有的D坐标轴彩色分析曲线，而是X坐标轴彩色分析曲线，然后进行图像层次变换。也就是说，根据求出的色密度特性曲线，由原始图像(介质图像)上任意像素的色密度值(Dn)，求出与之相对应的被摄体(实体图像)上的像素的图像信息值(Xn)，将该Xn值代入前面的层次变换式中，即可计算出作为层次强度值的网点面积的百分值。将该网点面积百分值输入电子分色机的点信号发生器中，即可形成所期望的滤光屏。现对本发明的上述层次变换式的推导过程作一简单说明。用来求制作上述网点层次印刷图像时使用的网点面积百分数值(y)的层次变换式，是由普遍承认的色密度公式(照像色密度、光学色密度)推导出来的，即由下式推导的。D＝logI0/I＝log1/TI0＝入射光量I＝反射光量或透射光量T＝I/I0＝反射率或透射率要使与该色密度D有关的一般公式适合于制版印刷，则变为制版，印刷时的色密度(D’)＝10g(I0)/(I)=10g(单位面积×纸的反射率)/((单位面积－网点面积)×纸的反射率＋网点面积×)油墨表面反射率＝(αA)/(α[A-(d1+d2+……+dn)]+β(d1+d2+……+dn))式中A单位面积dn单位面积内各网点的面积α印刷纸的反射率β印刷油墨的表面反射率。本发明以与制版，印刷有关的色密度公式(D′)为基础，建立起连续层次的原始图像上任意标准点(像素)的基本色密度值(X)和与其相对应的网点层次的印刷图像中标准点的网点面积百分数值(y)之间的联系，使理论值与实际测量值一致，这样就推导出上述的层次变换式。应用本发明的上述层次变换式时，在复制印刷图像等一类的复制过程中，一般是将yH，yS的参数常数化，例如C版的yH取5%，ys取95%，而M版及y版则将yH取3%，yS取90%用作网点面积的百分数。另外，在应用上述层次变换式时，采用由色密度计测定的值(基准色密度值)作为色密度值、yH和yS都采用百分率数值，那么y值也可算出百分率数值。在本发明中，进行彩色分析时，在设定作为标准的C版的彩色分析曲线时，采用黄色较好的印刷色密度值作为γ值，通常其值为γ＝0.9～1.0。设定上述γ值的理由是因为在印刷油墨中，黄色油墨对人的视觉产生的刺激值最大，而且与彩色分析作业的实践吻合。再者，在本发明中γ值当然不以上列的数值为限。本发明的层次变换式中的参数数值的设定，随着眼点的不同而有所不同，一种是着眼于将决定的被摄体(实物图像)的基调完全忠实再现于印刷图像上，再一种是着眼于经过有意思地基调调整(补偿或变更)制作印刷图像。在后一种情况下，有意思地改变γ值，就能将X坐标轴彩色分析曲线的形状改变成所期望的曲线，因此能够获得各种基调的印刷图像。另外，在进行多色制版(一般考虑C版，M版，y版及k(黑)版等四版为一组)时，应用本发明的上述层次变换式，按下述方法分别设定X坐标轴的彩色分析曲线。进行多色制版时，上述层次变换式是根据要合理地确定最重要的C版这一观点导出的。因此，利用上述层次变换式所导出的是C版用的X坐标轴彩色分析曲线，其它m版用的X坐标轴的彩色分析曲线则可以通过乘以该行业中众所周知的适当调整值确定，借以维持灰色平衡和彩色平衡。另外，K(黑)版用的X坐标轴彩色分析曲线可以根据该行业中常用的方法，从减少C、M、Y油墨的消耗量为出发点加以确定。如上所述，在制作彩色印刷图像时，本发明不使用原始图像(介质图像)的色密度值(Dn)，而是使用被摄体(实体图像)的图像信息值(Xn)，而且以采用上述层次变换式为前提，使彩色印刷图像的制作规范化，便制作作业具备普遍性和灵活性，从而制作出忠实于被摄体(实物图像，实际景物)的图像。以下说明本发明的图像层次变换法的其它特征。本发明的图像层次变换法，如上所述，不仅适用于彩色印刷图像的制作，而且如以后所述，其应用范围非常之广。也就是说能适用于利用光，电磁波等一类的信息传递介质，对实体图像的信息经过摄影或摄像变换后的图像信息进行加工，得到再生图像的输出信息的全部领域。因此，不言而喻，图像层次变换法适用于制作各种复制图像的系统，是必须采用的一种方法。首先规定用来表示与原始图像(介质图像)的色密度信息有关的信息值同被摄体(实物图像，实际景物)的图像信息之间相关关系的色密度特性曲线，不限定色密度值和曝光量的对数值之间的比例关系。在各种复制图像的制作系统中，利用传感器得到的来自被摄体的不管是哪一种输入图像信息都与色密度信息值相关。来自被摄体(实体图像)的输入到传感器或记录介质的与有关色密度信息的信息值相关的物理量，应做最广义的解释，例如作为其同义词就有反射色密度，透射色密度，光亮度，亮度，光量频率、电流值、电压值等。另外，作为记录原始图像(介质图像)的记录介质，也有照像用感光材料，光电体或光电导体，光盘或磁盘(记录介质)等。在采用本发明的上述层次变换式时，当然可以作如下修正之后再进行使用，即在使用时可以进行任意的加工，修正，推导等。y＝yH+E(1-10-kx)·(yS-yH)式中E=1/(1-β)=1/(1-10-γ)以上为修正的示例，是设α＝1时导出的。例如这是用来表现当印刷图像所用的印刷用纸(基体材料)的表面反射率为100%时的情况。α可取任意值，在实际上取1.0并非虚构。这一点在电视图像等的光亮度图像中也一样。另外，如果按照上述的修正示例(α＝1.0)，可以按预定将印刷图像上最亮部分H设定为yH，最暗部分S设定为yS，这是构成本发明的最大特征。由下述事实就能证明这一点在印刷图像中最亮部分H处，根据定义，X＝0，而在最暗部分S处，X＝Xsn-XHn，即-K·X=-γ·((Xsn-XHn))/((Xsn-XHn))=-γ这样一来，在利用本发明的层次变换式(α＝1的修正例)时，通常象预定的那样，可以在印刷图像中设定yH和yS，这是非常重要的，使用者应考虑到作业结果，然后再做决定。例如，在印刷图像上设定所期望的yH和yS之值，当改变γ值(但α＝1.0)时，可得到各种x坐标轴彩色分析曲线。而且根据x坐标轴彩色分析曲线所获得的印刷图像，可以通过它与γ值的关系，很容易对其做出评价。另外，本发明采用上述层次变换式的图像层次变换法，在使被摄体(实物图像)的层次或色调再现时，即利用作业规范化，将被摄体的层次和色调按1∶1的比例再现于印刷图像上时极其有用，且其用处不以此为限。本发明的上述层次变换式，除了用来忠实再现被摄体以外，通过适当选择α、β、γ值，再选择yH，yS值，进行合理的变更或修正被摄体的图像特性时是极其有用的。本发明的图像层次变换法的应用范围，虽然一直是通过与印刷图像制作的关系进行说明，但其应用范围并不限于这种印刷图像的制作。即本发明的图像层次变换法可以应用于以下一些场合(ⅰ)当然包括已经详细说明过的凸板、平板、网点照像凹板、丝网印刷等印刷图像;当然，不言而喻，还可以在采用改变网点大小(多值化)的熔融复制式热敏复制图像等一类的利用网点大小的向式来表现复制图像的层次和色调的场合(也称为面积层次法)。(ⅱ)在可看作是升华复制型热敏复制图像，(利用银盐)热显像复制图像，普通照像凹板图像等一类的在每个规定面积的像素(例如在每一个点)上，通过改变所附着的印刷油墨等颜料、染料(色素)等的浓淡程度来表现层次或色调的场合(也称为色密度层次法)。(ⅲ)通过改变可以看作是数字式复印机(彩色复印机)、打印机(油墨喷射式、气泡喷射式等)、或传真等一类的在每个规定面积上的记录密度，例如改变点数、油墨的颗粒数或大小等，来表现层次的场合(这种方法与上述(ⅰ)的面积层次法相似)。(ⅳ)利用与电视图像信号，电视信号、高视觉信号等的图像信息有关的电信号，调整单位面积的光亮度的强弱，获得表现图像的阴极射线管图像或由此而获得有层次的印刷品或硬拷贝的场合。(ⅴ)不仅在对与上述大致相同的色密度(光亮度、照度)范围内的原始图像和复制图像之间进行图像变换处理的场合，而且在空间、光亮度、波长及时间等的不可见区域的摄影，例如由于原图像的反差太小致使原图像和复制图像之间的色密度差别小，而进行低照度范围内的图像信息的输入变换(用高灵敏度照像机摄影等)的场合(在这种场合，通过所谓图像层次变换、着重进行图像的反差强度的变换)。(ⅵ)作为X射线照像等检查用的医疗精密图像，而制作忠实于被摄体(患部、病灶等)的图像的场合。(ⅶ)其它方面用于除了能够表示色密度外还带有表示网点面积百分数机构的色密度计，彩色分析前检查用(例如校正试验)或彩色分析教学用模拟装置等与印刷有关的设备等。为了将本发明的图像层次变换法应用于上述各种领域中，在各领域中以与原始图像色密度信息有关的信息值和被摄体的图像信息值的色密度特性曲线为基础，求出与原始图像(包括硬件原稿和软件原稿)的与色密度有关的图像信息值及(或)对应于图像信息电信号值(模拟、数字等)的被摄体(实物图像)的图像信息值，在各种应用范围的装置的图像变换处理部分(层次变换部分)，根据前面的层次变换式对这些信息值进行处理，对应于该处理值的y值(层次强度值)，控制装置中的记录部分(记录磁头)的电流值或电压值或电流，电压的施加时间等，改变网点面积，每个规定面积(一个像素)的点数，每个规定面积(例如一个点)的色密度等，输出忠实于被摄体(实物图像)的色密度层次按1∶1的比例再现的网点层次等一类的复制图像。例如利用本发明的图像层次变换法，在制作网点层次图像的印刷图像原版，即印刷用原版时，可以利用本行业中众所周知的原有系统，在市售的电子彩色分析装置(彩色析像仪、总析像仪)等的彩色分析，以及装网的机构中，加入本发明的图像层次变换法便可构成。更具体地说，对彩色照片等连续层次图像的原始图像(介质图像)进行小光点照射，通过光电变换部分(光电管)接受其反射光或透射光(图像信息信号)，将光的强弱变换成电压的强弱，利用计算机对所获得的图像信息电信号(电压值)按要求进行整理、加工，根据从计算机输出的、经过加工的图像信息电信号(电压值)，控制曝光光源的光强度，然后在新胶片上打上激光光点，制成印刷用原版，利用这种众所周知的原有系统即可。这时，在用来对原始图像(介质图像)的图像信息电信号进行整理、加工的计算机的计算处理机构部分中，只要装入能在整理对应于与原始图像(介质图像)的色密度有关的信息值的同时，利用上述层次变换式，将连续层次的图像信息电信息变成网点层次的图像信息电信号的软件即可，作为这样一种软件，根据给定的色密度特性曲线，将与原始图像(介质图像)的与色密度有关的信息值(Dn)变换成被摄体(实物图像)的图像信息值(Xn)，同时可以采用作为软件持有上述层次变换式的算法，且有A/D(模拟-数字变换)，D/A的I/F(转换装置)的通用计算机，作为逻辑通过通用IC(集成电路)使算法具体化的电路，含有保持该算法的运算结果的ROM(只读存储器)的电路，作为内部逻辑使算法具体化的PAL，选通电路阵列，用户IC(集成电路)等各种形式。特别是最近，模块化技术的发展很快，以本发明的上述层次变换式为基础，能进行色密度范围内的图像层次变换的运算执行机构，作为专用的IC(集成电路)、LSI(大规模集成电路)、微处理机、微型电子计算机等的组件，能很容易地制造出来。而且一边分割成点、一边用点状光进行光电扫描，另一方面，如果激光曝光部分也与此同步进行扫描，则能很容易地制成具有由上述层次变换式导出的网点面积百分数值(y)的网点层次的印刷用原版。下面通过根据原始图像复制彩色印刷图像的实施例来更详细地说明本发明的层次变换法，使本发明的适用性并以实施例为限。另外，在以下实施例中，着重说明在复制彩色印刷图像过程中所不可缺少的彩色分析曲线(网点层次特性曲线)的设定例。(实施例1)1.供实验用的色密度特性曲线色密度特性曲线采用图1(D-X坐标系)所示的曲线(F公司制富士分色胶片)。另外，使用表1(1)所示的该色密度特性曲线的函数式。2.供实验用的原始图像由于照像摄影时曝光条件等的不同，彩色原始图像的画面质量千差万别，有标准的(曝光适度)、非标准的(曝光过度/曝光不足)等。对于这些千差万别的彩色原始图像，为了验证本发明能否合理地与之适应，对彩色图像的不同色密度范围(＝DR)(D轴上的色密度范围不同)进行了实验。3.绘制X坐标轴彩色分析曲线用的数据的计算方法。使用图1所示的色密度特性曲线和表1(1)所示的色密度特性曲曲线的函数式，将各种彩色原始图像的D轴上的Dn值变换成X轴上的Xn值。然后利用层次变换式，将该Xn值变换成网点面积百分值(y值)。另外，应用层次变换式的条件如下X＝Xn-XHnYH＝5%，YS＝95%γ＝1.00，β＝10-γ＝0.1，α＝1.00K＝γ/Xsn-XHn(在后面表2(1)的情况下，XHn＝0.4781，X＝2.2300。其它情况下参见表2。)其结果示于表2中。在表2中，表2中的①～③表示曝光过度(原始图像浅)，表2中的④～⑦表示曝光大致适度，表2中的⑧～○表示曝光不足(原始图像深)。4.X坐标轴彩色分析曲线表2中的数据示于图2，图3。在进行曲线化时，为方便起见，使用了调整在同一色密度范围(在本实施例的情况下为2.5000)内的数值。该调整后的数值示于表2中(Dn→)Dn′，(Xn→)X′n。在表2(1)的情况下，按照下式进行Dn→D′n的调整即可，Dn′＝(Dn-1.800)×((调整范围))/(DRn)＝(Dn-1.800)×2.50/2.52按照下式进行Xn→Xn′的调整即可，Xn′＝(Xn-0.4781)×2.500/1.7519图2所示为根据本发明获得的X坐标轴彩色分析曲线(如上所述、该曲线表示Xn′与y的关系，图3所示为D坐标轴彩色分析曲线(如上所述，该曲线表示Dn′与y的关系，可以把它看成是原有彩色分析曲线的绘制示例)。由图2及图3可以明显发现一个极其惊人的事实。即不管使用什么样的彩色原始图像，当取相同的YH、YS及γ二个值，如图2所示，各个X坐标轴彩色分析曲线完全重合成一条曲线，这是一个惊人的事实，而且是彩色分析后所获得的彩色印刷图像的基调可以统一表示的事实。这表明不论使用什么样画面质量的彩色原始图像，都可以将网点调整成同样的排列状态。对此，在图3所示的原有的实例中，是获得与各彩色原始图像相对应的D坐标轴彩色分析曲线，而且不可能知道在彩色分析后获得的彩色印刷图像的基调等将会是什么样子。这表明在用析像器进行的彩色分析作业中，必须从许多彩色分析曲线中选出适当的彩色分析曲线，这称为扫描作业的预备作业，这是指将彩色原稿进行分组整理的作业。(实施例2)1.供实验用的色密度特性曲线以图4(D-X坐标系)所示的曲线作为色密度特性曲线(这是本发明人任意绘制的)。另外，使用了表1(2)中所示的该色密度特性曲线的关系式。再者，该色密度特性曲线显然不同于实施例1中的曲线。2.供实验用的原始图像与实施例1相同，使用了各种彩色原始图像的不同色密度范围(DR)。3.绘制X坐标轴彩色分析曲线用的数据的计算方法。计算方法与实施例1相同。层次变换式的应用条件也完全相同。结果示于表3。再者，表3之(N)，DR＝0.3～2.80是标准色密度，即曝光适度的标准原稿的色密度。4.X坐标轴的彩色分析曲线表3中的数据示于图5和图6。曲线化的要领与实施例1完全相同。由图5(本发明)和图6(原有例)也能发现与实施例1中所说明的同样惊人事实。另外，如果将图5和图2重合，则可看到这两个X坐标轴彩色分析曲线是完全相同的曲线。这表明即使作为前提的色密度特性曲线不同，在应用层次变换式的条件下，如果使YH，YS及γ取相同值，就能获得同样的X坐标轴彩色分析曲线。这个事实的意义很重要，它表明即使在不能用一条色密度特性曲线表示照像感光材料的R、G、B各色的色密度特性曲线，以及即使彩色原始图像上有很重的射影(颜色灰雾)，且各种颜色的色密度特性曲线互相平行移动或梯度发生了变化，本发明的图像层次变换法都能有效地加以应用。(实施例3)1.色密度特性曲线是直线的场合实施例2中的图6所示是色密度特性曲线是直线的D坐标轴彩色分析曲线(参见图6中的(L))。它是在D-X坐标系中求得的45°对角线形的直线。其次，利用图1中的色密度特性曲线，并将色密度特性曲线作为直线的另一个示例进行研究。利用图1中的色密度特性曲线，通过下述作图方法将色密度特性曲线作成直线。即从D轴上的色密度范围DR＝0.39～2.70的两点平行于X轴作两条平行直线，并求出两者与色密度特性曲线的交点，连接这两个交点，便得到一条直线。根据如此求得的直线(色密度特性曲线)计算出绘制X坐标轴彩色分析曲线用的数据。再者，层次变换式的运用条件与实施例1完全相同。计算出的数据列于表4中。如果按表4中绘制X坐标轴彩色分析曲线用的数据(调整后的X′n和Y值)在图2上作曲线，则它将与图2所示的X坐标的彩色分析曲线相同。这表明不论原稿等级的色密度特性曲线是直线还是曲线，本发明的图像层次变换都会给出相同的结果，所以本发明的通用性非常之强。其次，同样研究了DR＝0.55～3.200时的情况。这是与上述的DR＝0.39～2.70的曝光过度的彩色原始图像(画面质量浅)相反，对曝光不足的彩色原始图像(画面质量深)进行的验证。在表5中列出绘制X坐标轴的彩色分析曲线用的数据。如果按表5中的数据在图2中画出曲线，则同上所述，它将与图2所示的X坐标轴彩色分析曲线完全相同。由以上事实可知，即使色密度特性直线(非曲线不同，如果YYS和γ取相同值，则本发明的图像层次变换法也能给出完全相同的X坐标轴彩色分析曲线。另外，众所周知，作为电子分色机的彩色分析作业对象的原始图像，计有色密度特性曲线为直线形的水彩画或油画等绘画和插图等反射原稿(自身能进行彩色分解的实物。对于人的视觉来说，要以对数表示的光学色密度来评价实物，即色密度梯度按直线进行评价)、还有色密度特性曲线是曲线的正片或负片图像等透视原稿。如上所述，可知本发明对于色密度特性曲线为直线的反射原稿也是有效的，它的通用性很强，无论是反射型原稿还是透射性原稿，都没有什么两样。(实施例4)使用F公司制的4″×5″的下表中的(1)、(2)所示的彩色原始图像，制作彩色印刷图像进行评价。(ⅰ)彩色原始图像为了验证本发明的层次变换法是否对任何画面质量的彩色原始图像都有效，准备了下面的表6所示的H(最亮部分)和S(最暗部分)的色密度值不同的彩色原始图像。另外，下面的表6中所称的浅色原稿/标准原稿/深色原稿，是指分别在曝光过度/曝光正常/曝光不足的曝光条件下拍摄的原稿。表6</tables>(ⅱ)X坐标轴彩色分析曲线的绘制对各彩色原始图像进行彩色分析所用的C版用的X坐标轴彩色分析曲线示表6。因为在实施例1中，已经求出了绘制与各种色密度范围(DR)相对应的X坐标轴彩色分析曲线用的数据，所以此处是对该结果的利用(参见表2及图2)。绘制该C版的X坐标轴彩色分析曲线用的参数条件如下YH＝5%，YS＝95%，α＝1.00%γ＝1.00，β＝0.10另一方面，在m版用和Y版用的、X坐标轴彩色分析曲线中，YH＝3%，YS＝90%，从而设定中间色调范围内的网点较比C版少10%，结果是使用同一条曲线。另外，K版用的X坐标轴的彩色分析曲线，按常法处理。(ⅲ)彩色分析与彩色校正使用彩色分析用的马格纳斯卡(マグナスキャン)M-645型电子分色机(古劳斯菲尔特(クロスフィ一ルド)公司制造)进行了彩色分析。彩色校正是用古劳马林(クロマリン)校正机(杜邦(デュポン)公司制)制作彩色校正印刷图像，对画面质量进行了评价。(ⅳ)结果按上述方法制作的彩色校正印刷图像，如所预期，三张的画面质量具有相同的基调。另外，每一张的最亮部分和阴影部分的反差都很好，同时从最亮部分到阴影部分的色密度梯度满足了通过人的视觉给人一种自然感的要求。本发明的图像层次变换法在应用于例如作为复制图像的印刷图像的制作过程时，能获得如下的优异效果(ⅰ)原有的彩色分析技术(其核心是绘制D坐标轴彩色分析曲线的技术)始终是从照像感光材料(照片乳胶)一类的记录介质上所记录的原始图像(介质图像)为出发点，而本发明的彩色分析技术(其核心是绘制X坐标轴的彩色分析曲线技术)则是采用探索在记录介质上记录之前的被摄体(实物图像、实际景物)的方法。因此，两者之间的根本区别是本发明能制作出更忠实于被摄体(实物图像，实际景物)的彩色印刷图像。(ⅱ)在原有的彩色分析技术中，为了获得与各个原始图像相对应的彩色分析曲线，每一次都必须对每一个彩色原始图像绘制最适宜的彩色分析曲线。但是本发明的彩色分析技术，不论原始图像的画面质量如何，即不论原始图像的色密度特性曲线(或直线)上所给定的色密度范围如何，也不管色密度特性曲线(或直线)的形状如何，在将本发明的层次变换式中的YH，YS及γ值统一后，只需建立一条彩色分析曲线。因此，在原有的技术中，为了绘制最合适的彩色分析曲线，就必须用扫描机进行扫描作业，为了提高彩色分析作业的效率，就必须事先对彩色原稿进行按组分类的整理作业。(ⅲ)在本发明的彩色分析技术中，根据事先准备的X坐标轴彩色分析曲线，就能合理、客观地确认复制彩色印刷图像的基调(网点面积百分值的排列状态)。即通过技术培训，能够根据X坐标轴的彩色分析曲线的形状或网点面积百分值的排列状态，预先读取彩色印刷图像的基调，从而对彩色印刷图像的基调加以确认和调整。因此，外部校正工作且不论，就连内部校正或检验(硬件及软件的检验)工作也可以省却。另外，在改变彩色印刷图像的基调时，通过调整本发明的上述层次变换式中的参数(特别是γ值)，就能进行合理的处理。(ⅳ)即使彩色原始图像(介质图像)是记录在不是记录用同一色密度特性面积表现的R.G.B各种颜色的色密度特性曲线的照像感光材料上，不用说是标准的彩色原始图像，即使是非标准图像(曝光不足/曝光过度)，甚至有彩色灰雾者，通过本发明的图像层次变换法，也能获得合适的X坐标轴彩色分析曲线。即本发明的图像层次变换法能够自动吸收或处理这些重要条件或异常重要的条件，同时自动解决彩色灰雾和彩色平衡(灰色平衡)问题，从而提供优异的彩色印刷图像。以上是以制作印刷图像为重点，说明本发明在复制图像中的效果，当然，不言而喻，在制作其它复制图像时，也能收到同样的效果。权利要求1.使用一定的记录介质上记录的原始图像(介质图像)制作网点层次等一类的复制图像的层次变换法，其特征为(i)绘制色密度特性曲线，用来表示与原始图像(介质图像)的照片色密度等一类的色密度信息有关的信息值(纵轴为D轴)和来自被摄体(实物图像)的入射光量(曝光量)等一类的图像信息值(横轴为X轴)之间的相关关系。(ii)通过上述色密度特性曲线，根据与原始图像(介质图像)中任意像素的色密度信息有关的信息值(Dn)，求出被摄体(实物图像)上与之相对应的像素的图像信息值(Xn)。(iii)然后利用下列的层次变换式，将利用上述方法求出的被摄体(实体图像)的图像信息值(Xn)变换成网点面积的百分值等一类的层次强度值(y)。根据以上求出的与原始图像(介质图像)中任意像素的色密度信息有关的信息值(Dn)，求出与被摄体(实物图像)相对应的像素的图像信息值(Xn)，同时变换成层次强度值(y)。层次变换式y=yH+(α(1-10kx))/(α-β)·(yS-yH)式中X表示(Xn-X)。即基准色密度值，是从根据与原始图像(介质图像)中任意像素的色密度信息有关的信息值(Dn)规定的被摄体(实体图像)的图像信息值(Xn)中减去根据原始图像(介质图像)上最亮部分(H部分)的色密度值(D)规定的被摄体(实体图像)的图像信息值(X)求得。Y与原始图像(介质图像)上的任意像素相对应的复制图像上的像素网点面积百分数值等一类的层次强度值。Y根据原始图像(介质图像)或被摄体(实体图像)上最亮部分(H部分)设定的网点面积百分数值等一类的层次强度值。Ys根据原始图像(介质图像)或被摄体(实体图像)上最暗部分(S部分)设定的网点面积百分数值等一类的层次强度值。α表现复制图像用的基体材料的表面反射率。β按β=10-γ求出的数值。K(γ)/(Xsn-XHn)式中，Xsn表示根据原始图像(介质图像)中最暗部分(S部分)的色密度值(Dsn)规定的被摄体(实体图像)的图像信息值(Xsn)。γ任意系数2.根据权利要求1所述的图像层次变换法，在规定的色密度特性曲线用的坐标系D-X轴上的标度中，在X轴上与D轴取同样的标度，根据Dn值求出Xn值。3.根据权利要求1所述的图像层次变换法，记录介质是照像感光材料。4.根据权利要求1所述的图像层次变换法，记录介质是光电体或光电导体。5.根据权利要求1所述的图像层次变换法，记录介质是光盘或磁盘。6.根据权利要求1所述的图像层次变换法，色密度特性曲线是表示照像感光材料的色密度(色密度D)与曝光量E的对数值(logE)之间关系的照片特性曲线。7.根据权利要求1所述的图像层次变换法，色密度特性曲线表示光电体或光电导体的色密度特性。全文摘要本发明使用一定的记录介质上记录的原始图像制作网点层次等的复制图像的层次变换法，其特征为绘制色密度特性曲线，用来表示与原始图像的照片色密度等的包密度信息有关的信息值和来自被摄体的入射光量等的图像信息值之间的相关关系；通过上述色密度特性曲线，根据与原始图像中任意像素的色密度信息有关的信息值，求出被摄体上与之相对应的像素的图像信息值；然后利用一个层次变换式，将利用上述方法求出的被摄体的图像信息值变换成网点面积的百分值等的层次强度值。文档编号G03F3/02GK1049723SQ89106530公开日1991年3月6日申请日期1989年8月25日优先权日1989年8月25日发明者沼孝,沼严申请人:株式会社亚玛托亚商会