专利名称：制作无偏色的复制图象所用的图象灰度变换法的制作方法
技术领域：
本发明涉及从灰度连续变化的彩色原稿图像复制出具有网点灰度的印刷图像或数字式复制图像等各种复制图像时不可缺少的图像灰度变换法。
更具体地说，本发明主要涉及把在用电子制版领域的彩色扫描器进行分色加工及在其它领域对图像信息进行加工的过程中，可以有效去除彩色原稿上或多或少存在的偏色(Color cast，fog)现象的所谓偏色去除技术引入到各种复制图像的形成过程中的图像灰度变换法。
借助在印刷业中所用的网点灰度表示(多值面积灰度表示)、喷墨记录业中所用的二值面积灰度表示以及硫华色素热转印中所用的直接浓度灰度表示等各种灰度变换方法，从灰度连续的彩色原稿图像制作去复制图像的方法是众所周知的。对这些原有的图像灰度变换技术来说，存在着共同的问题及要求。这里，以复制图像领域有代表性产业的印刷业作为例子对这些问题及要求进行说明。
对电子制版来说，虽然是用高度机械电子化的彩色扫描器或全色扫描器等进行分色加工(以下简称为扫描器分色)的，但现状是还没有建立一套把灰度连续的彩色原稿图像变换成网点灰度的印刷图像的合理的图像灰度变换理论。即，就加工手段来说，虽然使用了如上所述的高度机械电子化且价格昂贵的彩色扫描器，但实际是，在日常的分色工作中，依然主要依赖于操作者的经验及直觉来进行扫描器分色。当彩色原稿图像不是标准画质的图像，而存在曝光过度或曝光不足等浓淡差异时，或图像上带有偏色时，就是这样一种情形。特别是对后者来说，在实际的彩色原稿图像中，或多或少存在着偏色，而由于还没有一个合理的偏色去除技术，其现状只能是，当用扫描器分色去除偏色时，操作人员不得不无标准地应付了事。
从上述理由来看，需要大量投资的彩色扫描器，虽然一般认为由于实现了高度机械电子化而应该产生高效率，但实质上的使用率依然是停留在平均约为30～40%的低水平上，从而阻碍了以由此引起的长时间、超时工作或深夜工作为常态的工作环境的改善(缩短交货期、加强瞬时应变能力)及企业的经营能力及竞争力的加强。
本发明者认为，为了根据各种彩色图像制作出对图像的格调(灰度及色调)重现性好，而且进一步可具有所想要的格调的复制图像，对把图像的各个像素的浓淡灰度(gradation)合理地进行变换的技术的重现程度，必须超过原有技术中所重视的色校正技术。即，这种考虑方法是说，在制作彩色印刷图像时，对于现有技术中比起图像浓淡灰度的变换技术来更重视科学分析比较容易理解的色校正技术的情况，必须重新作慎重的反省。
以上述的认识为依据，本发明者已经提出了为了使上述图像灰度变换技术成为一种科学的、合理的技术，按特定的灰度变换公式来进行灰度变换的方法，(特开昭64-7770号公报，特愿昭63-207326号，美国专利第4，811，108号，美国专利第4，833，546号等)。
本发明者进而指出，由于复制图像的真正对象应该是被写体(实体图像、实景)，而几乎所有原有的图像处理方法都是把从被写体得到的图像信息，储存到某个记录媒体(照相用感光乳制，光电体，光导电体等)上，对从该媒体得到的图像信息进行处理。即利用的是媒体图像的图像信息。从而脱离了来自被写体的真实图像信息。为此本发明者提出了相应的对策。即在按已往技术印刷图像的场合，把以由纵轴(D轴)为密度值、横轴(χ轴)为曝光量对数值的D-χ直角座标系表示的感光乳制的密度特性曲线为根据决定的密度值作为图像信息处理的出发点。这仍然没有利用来自被写体的第一手(原始)的图像信息，如曝光量、光量等真实的图像信息值。
为了清除这些不合理因素，本发明者提出了通过感光乳剂的密度特性曲线，把D轴的密度信息值置换成表示曝光量、光量的χ轴上的值，以该信息值为基础，再根据特定的灰度变换式，进行图像的灰度等级变换的方法(特愿平1-35825号)。但是，虽然和原有的依赖媒体图像的图像信息的技术相比，上述重视作为复制对象的被写体的图像信息的新的复制图像制作技术要优越，但仍没有引入对彩色原稿图像上或多或少存在的偏色现象的合理的去除技术。本发明不用说就是以上述新的图像灰度变换法为基础的。
本发明的目的在于，提供一种通过使用彩色胶卷等感光材料的R.G、B各色乳剂层的密度特性曲线把图像信息变换成D轴的密度值，并且使用χ轴的图像信息值(来自被写体的第一手的原始图像信息)来科学合理地从上述带偏色的原稿图像中去除偏色的方法，以及引入了该偏色去除技术的图像灰度变换法。
简要地说，本发明是由带有偏色的灰度连续变化的彩色原稿图像，制作无偏色的、具有网点灰度的复制图像的一种图像灰度变换方法。其特征在于，它由下述过程构成(1)准备用于彩色原稿图像拍摄的彩色胶卷等感光材料的红(R)、绿(G)、蓝(B)各色感光乳剂层的各自的密度特性曲线〔纵轴(D轴)为密度值，横轴(χ轴)为曝光量等图像信息值的D-χ轴直角座标系上的曲线〕，(2)用R(青版(G)用〕、G〔品红版(M)用〕、B〔黄版(y)用〕各色滤色片，测定指定的彩色原稿图像上的最亮部位(H部位)与最暗部位(S部位)的各色感光乳剂层的密度值DH及DS，并把它们标定在D轴上，(3)根据用各色滤色片测定的各色感光乳剂层在D轴上DH到Ds范围的密度值Dn，借助各色感光乳剂层的密度特性曲线，求出制作彩色原稿图像所对应的χ轴上的各色底版用的χH～χS范围的图像信息值(χn)，(4)对χ轴上的各色底版用的χH～χS范围的图像信息值(χn)，在求出为控制图像的灰度变换而设定的各控制点的图像信息值的同时，标定出各控制点在χH～χS范围的相对关系，(5)通过上述密度特性曲线，根据上述χ轴上用于控制灰度变换的各控制点的图像信息值求出D轴上对应的密度值的同时，标定出D轴上各控制点在DH～DS范围的相对关系，(6)把上述χ轴上各色底版用的控制点在χH～χS范围中的相对关系，与对应的D轴上的各控制点在DH～DS中的相对关系进行比较，根据两者之间的差异，得出偏色的容观资料，(7)在用下述灰度变换式把由上述(3)中求出的各色底版用的图像信息值(χn)变换成网点面积%等灰度强度值(y)时，根据上述(6)中得到的偏色的容观资料设定下述灰度变换式中的γ值，然后再运用下述灰度变换式，在根据带有偏色的灰度连续的彩色原稿图像由各色滤色片测得的密度值Dn，求出对应的各色底版像素的图像信息值(χn)的同时，把该图像信息值(χn)变换成灰度强度值(y);
灰度变换式为y＝yH+ (2(1-10-kx))/(α-β) ·(yS-yH)上述灰度变换式中χ表示(χn-χH)，该χ值(基本密度值)用下述方法求得，通过各色感光乳剂层的密度特性曲线，把用各色滤色片测定带有偏色的彩色原稿图像所得的任意像素在D轴上的密度值(Dn)投影到χ轴上，求出制作各色底版所需的图像信息值(χn)。用同样方法求出彩色原稿图像上H部的D轴密度值(DH)所对应的χ轴图象信息值(χH)。而χ值由上述χn值减去χH值求得。
y表示与各色底版上有偏色的彩色原稿图像上任意像素相对应的无偏色的复制图像上网点面积%等的灰度强度值。
yH表示在用各色滤色片测定彩色原稿图像后，按D轴上H部位的密度值DH或对应的χ轴上的图像信息值χH预先设定的网点面积%等的灰度强度值。
ys表示在用各色滤色片测定出彩色原稿图像后，按D轴上S部位的浓度值Ds或对应的χ轴上的图像信息值χs预先设定的网点面积%等的灰度强度值。
α为了表现复制图像所用的基材的表面反射率。
β由式β＝10-γ决定的数值。
b由式b= (γ)/(XS-XH) 决定的数值。
这里，χs表示用各色滤色片测定彩色原稿图像所得的D轴上S部位的密度值Ds所对应的χ轴上的图像信息值。
γ任意的系数。
下面，详细说明本发明的构成。
另外，继续以根据灰度连续的彩色原稿图像，特别是或多或少带有偏色(Color cast，fog)的彩色原稿图像，制作具有网点灰度的印刷图像的技术作为例子来说明本发明。
在彩色原稿图像上产生偏色的原因有许多种，这就是难以确立一种统一的去除偏色技术的重要原因。而且，正如上述的那样，在用高度机械电子化的彩色扫描器进行扫描器分色的场合，将出现完全由操作人员心中无数地进行处理的状况。
现在，举出下列产生偏色现象的主要原因。
(1)拍摄照片时，照片光源的光质色温不合适，(2)显影处理的作业条件与标准条件不符，(3)照片拍摄时的曝光量不合适。
首先，如前所述本发明是利用各色感光乳剂的密度特性曲线，根据该图像信息值从密度信息值(D轴)求出图像信息值(χ轴)，用前面所述的灰度变换式进行灰度变换的。前面所述的灰度变换式是由得到普遍承认的密度公式(照片密度、光学密度)推导出来的。
D＝logIo/I＝logl/T这里，IO＝入射光量I＝反射光量或透射光量l/T＝I/IO＝反射率或透射率即，如果将与前述密度D有关的通用公式应用于制版印刷业中，则得到下述公式。
制版印刷的密度(D′)=10gI0/I=10gαAα(A-(d1+···+dn)+β(d1+···dn)]]]>这里，A＝单位面积dn＝单位面积中的各网点面积α＝印刷用纸的反射率β＝印刷用墨水的表面反射率如果以上述密度(D′)为基础，并且使原稿图像上任意样本点(像素)的基本密度值(χ)(即像素的实测密度值减去原稿图像上的最亮部位的密度值后所得的值)和该样本点(像素)的网点面积%的数值(y)的相关性与实测数据相吻合，则可以求得下述式子。
y＝yH+ (α(1-10-kχ))/(α-β) ·(yS-yH)
这里，k＝ (印刷图像的密度域)/(原稿图像的密度域)yH＝在印刷图像最亮部位(H)预先设定的网点面积%值ys＝在印刷图像最暗部位(s)预先设定的网点面积%值。
本发明涉及按这种方法求得的基本公式的新的运用，各参数所具有的意义与前面所述的相同。
下面，结合
带有偏色的彩色原稿图像具有怎样的特性，用本发明又是怎样对其进行灰度变换的。
图1表示彩色胶卷等感光材料的各色〔R、G、B)感光乳剂层的密度特性曲线。
图2是在图1的密度特性曲线上，用各色底版(C、M、y)的H部值与S部位的密度值来标定各色感光乳剂层的密度特性曲线的范围的图。
图3是表示在图2的密度特性曲线的标定区间上，χ轴上的4个控制点(χH、m1、m2、χs)与D轴上对应的4个控制点(DH、m1、m2、Ds)的关系的图。
图4是偏色原因分析图(原稿带有偏红色)，图4的(1)是使χ轴上的各色底版用图像信息的4个控制点中，各χH及χs相一致的图，图4的(2)同样，是使D轴上的4个控制点中，各DH及Ds相一致的图，图4的(3)是使D轴上的各色底版用图像信息的4个控制点DH、m1、m2、Ds全都一致的图。
图5是偏色原因分析图(原稿带有偏黄色)，图5的(1)是使χ轴上的各色底版用图像信息的4个控制点中，各χH及χs相一致的图，图5的(2)同样，是使D轴上的4个控制点中，各DH及Ds相一致的图，图5的(3)是使D轴上的各色底版用图像信息的4个控制点DH、m1、m2、Ds全都一致的图。
首先，研究带有偏色的原稿图像是用怎样的客观数据(资料)来确定的。为此，用彩色原稿图像拍摄所使用的密度特性曲线来加以说明。
(1)图1所示是EK(柯达)公司的柯达爱克泰克罗姆64(曝光日光、1/50秒，处理方法E-6密度测定状态A)的R、G、B各色感光乳剂层的密度特性曲线。图1中纵轴(D轴)表示密度，横轴(χ轴)表示曝光量的对数值。
(2)测定在彩色原稿上指定的H部位与S部位的R(青版(C)用)、G(品红版(M)用)、B(黄版(γ)用)各色滤色片对应的密度值DH及Ds。接着，把该测定值画在该密度特性曲线上。这样，就标定出了各种颜色的密度特性曲线的范围。该处理过程如图2所示。另外，从R滤色片得到C版用的，从G滤色片得到M版用的，从B滤色片得到y版用的图像信息是大家所熟知的。而且在图2中，还记下了后述的实施例1的数据。
(3)接着，把各种颜色所标定的密度特性曲线的范围投影到χ轴，求出图像信息的值域。这样就可以通过密度特性曲线，从D轴的密度值(即已往的灰度变换技术中的基本信息值)得到χ轴的图像信息值(本发明的灰度变换技术中的基本信息值)，χ轴上的图像信息值是与从被写体得到的光量这一物理量相关联的无畸变的信息值，而D轴上的密度信息值是被密度特性曲线(本质上讲，是被各乳剂层的感光特性)歪曲而畸变的信息。本发明的图像灰度变换处理采用的是无畸变的χ轴的图像信息值，故而与原有技术有很大的差别。
在用来制作对应于R、G、B各色滤色片密度值的χ轴上的C、M、y各色底版所用的图像信息值的值域(χH～χS)中，为了适宜地控制图像的灰度变换而按下述方法来设定控制点，例如把xH点(该值与D轴上的H部位的DH对应)、靠近χH点的(χS-χS)/4＝m2点、中间点(χS-χH)/2＝m1点和χs点(该点与D轴上的S部位的Ds对应)这四点作为控制点。当然，控制点的设定数可以是所希望的任意点数。
就设定在χ轴上用于制作各色底版的图像信息值的值域(χH～χs)中的上述四个控制点而言，它们的相对关系无疑是一定的。反过来，通过各色(R、G、B)乳剂层的密度特性曲线，把这些控制点投影到D轴上，求出对应各控制点的密度值(DH、m2、m1、Ds)，以研究它们之间的关系。
这些情况如图3所示。
本发明者认为，借助考察图3，可以客观地找出产生偏色的原因。即，可以追踪用于制作各色底版的χ轴上的图像信息值(如前所述这是从被写体得到的无畸变的信息值)因浓度特性曲线(R、G、B)各不相同而产生了什么样的畸变，并作为彩色图像被固定在彩色胶卷等感光材料上，同时反映为D轴上畸变的密度信息值，从而与产生偏色的原因和偏色的内容关联起来。
(4)接下来，更详细地考虑偏色的内容和偏色的去除方法。
根据多次实验的结果判明，如果用于制作各色底版(C、M、y)的χ轴上无畸变的图像信息值的值域(按图3的情况就是χH、m1、m2、χs4点间的相对关系与D轴上对应的各点(DH、m1、m2、Ds)间的相对关系)保持相同的话，在该彩色原稿上就无偏色现象，而在其它情况下，或多或少都会产生偏色。因此，通过研究χ轴及D轴上的控制点的排列状态、各色(R、G、B)乳剂的密度特性曲线的形状，可以科学且合理地得到与产生偏色的原因及内容有关的客观资料(数据)。
图4表示为去除偏色所作的研究结果。
χ轴的图像信息值表示，在拍摄彩色原稿图像时抵达胶卷等感光材料的光量(曝光量)是无畸变的图像信息值，此处，为了控制灰度变换所设定的4个控制点的相对关系是完全相同的。图4的(1)显示了这种状况。即，图4的(1)表示在χ轴上的各色底版用(C、M、y)图像信息值中使各χH与χS相一致时各控制点的排列状态图。应该注意的是，在各色底版上，m1及m2都呈现相同的排列状态。
图4的(2)表示在与χ轴上的各色底版用(C、M、y)的图像信息值相对应的D轴上的密度值(这是现有技术的分色中所用的有畸变的信息值)中使各DH及Ds相一致时各控制点的排列状况图。
图4的(3)是用于对去除偏色进行定量化的极其重要的图。
在上述图4的(2)中显示出，在用已往的分色方法制作各色底版时所用的各控制点的密度值有畸变的D轴上的密度信息值)，即，D轴上与χ轴上的控制点对应的各控制点(DH、m1、m2、Ds)的密度信息值中，m1、m2、在各色底版(C、m、y)上的位置都偏移了。但是，用人类的视觉来评价彩色原稿的质量时，是用把彩色原稿的整体综合起来评价的，即按只有一个m1、一个m2的方式来评价的，而对这种状况作图就是图4的(3)(采用了后面叙述的实施例1的数值数据，是偏红色很重的原稿的情况)。与图4的(1)及(2)比较的话就可知道，图4的(3)中用于制作y版所用的DH～Ds之间的密度值位于M版的上方(与图4的(2)正好反转)。本发明者认为，这种状况(上述场合的y版的反转现象)是对偏色进行定性、定量化的基础。在D轴上的密度值，由于包含前面所述的产生偏色的全部原因(本发明的构成部分涉及的(1)～(3))，所以在根据从该D轴上的密度值得到的χ轴上的图像信息值进行分色灰度变换时，当然必须考虑这个问题。即，如果单纯地从D轴上的密度值得到χ轴上的图像信息值，把其原封不动地用于分色的话，y版的网点面积%就会过大，从而不能合理地去除偏色(偏红色)。
本发明在运用前面所述的灰度变换式制作各色底版时，要考虑图4(1)～(3)的这些研究结果，以合理地去除偏色。以上面所述的例子来说，必须使y版的网点少于无偏色时的网点，由于在本发明的灰度变换式中存在可以任意控制网点面积%的大小的γ值(从公式的特性中一看就能明白)，所以，只要适当选定γ值就可以了。
按以上的方法进行，偏色的分析工作就完成了。下面转到分色工作上去。要对带有偏色的彩色原稿图像进行分色，就应用前面所述的灰度变换式。把χ轴上所示的无畸变的图像信息值变换成网点灰度图像中网点的网点面积%数值。当然。这时必须确定C版与M版/y版间的H部位，S部位及中间灰度的网点面积%数值的相互关系，以使复制图像无偏色、灰色平衡好。本发明的灰度变换式中，只要不改变α、β、yH、ys这四个值，复制的网点图像的网点面积%数值的排列状态，即表示χ轴上的图像信息值(曝光量)与网点面积%的相关关系的χ轴分色曲线(把从各像素的χn值得到的y值描绘在图上得到的曲线)的形状就完全相同。由于这一特性，就可以合理地去除图4的(1)中所示的偏色。另外，在图4的(3)中显示出，y版的密度比M版的密度要高。因此，在制作网点灰度图像时，用改变灰度变换式中的γ值来调整相当于y版与M版之差的部份，例如，可以处理为y版与M版具有相同的面积%的网点。这时，不管是使y版向M版看齐，还是使M版向y版看齐，结果都是相同的。由于在本发明的灰度变换式中，具有如果γ值大则所得到的网点的网点面积%的值就大，γ值小则网点的网点面积%的值就小的特点，因此运用极其灵活。而且，用上述灰度变换式可以很容易地计算该网点面积%的数值。因此，根据图4的(1)～(3)，适当地运用灰度变换式，就可以合理地去除偏色。
对本发明来说，为了运用前面叙述的灰度变换式，必须通过图1所示的密度特性曲线，从D轴上的密度值，求出χ轴上的无畸变的图像信息值。为此，必须正确地对密度特性曲线进行数式化。就数式化的方法来说，用合适的数式化方法进行数式化就可以了，并不受任何限制。
例如，使纵轴＝D＝log IO/I，横轴＝χ＝曝光量的对数值(这里，χ轴的刻度与D轴一样，是采用等间隔的刻度)，并且把a、b、c、d、e、f作为常数，可以用下述各式进行数式化(参照表1的(1))。
(1)密度特性曲线的趾部(向下呈凸状的部位，D值较小的区域)C·(x+d)+eD＝a·b +f(2)呈直线形状的部份(大致呈直线形状的部位，D值处在中间值的区域)D＝a·χ+b 或D＝a·χ2+bχ+c(3)肩部(向上呈凸状的部位，D值较大的区域)D＝a·log〔b+(x+c)〕+d另外，将整个密度特性曲线分成更多的小区域，使用D＝ax+b的形式来进行数式化也是可以的，并且，将前面所述的(1)的曲线趾部部份细分为若干小区域，用D＝ax+b的形式进行数式化也是可以的。(参照表1的(2))。表1的(1)及(2)表示对图1所示的EK公司的密度特性曲线进行数式化的结果。
在运用本发明的前面所述的灰度变换式时，不仅可以按下述方法将其变形后使用，也可在自由地进行任意的加工、变形、推导后再加以使用。
y＝yH+E(1-10-kx)·(yS-yH)这里，E= 1/(1-β) = 1/(1-10- γ)上述的变形例子是α＝1时变形得到的。这实际是把表现印刷图像所用的印刷用纸(基材)的表面反射率定作100%的例子。就α值来说，可以取任意的值，实际中取1.0也设有什么关系。
另外，如果用前面所述的变形例子(α＝1.0)的话，则可以按预定的值把yH设定成印刷图像上的最亮部位H的值，把ys设定为最暗部位S的值。这是本发明的一大特点。这从对于印刷图像上的最亮部位H，根据定义有χ＝0，对于最暗部位S，则为χ＝χS-χH，即-kx=-γ· ((xS-xH))/((xS-xH)) =-γ来看是很明白的。这样，在利用本发明的灰度变换式(α＝1的变形例)时，总可以把预定的yH及yS设定在作为复制图像的印刷图像上。在使用者考察处理结果时是极为重要的。例如，把所希望的值设定为印刷图像中的yH及yS，改变γ值(这里，α＝1.0)，就可以得到各种χ轴的分色曲线。利用其与γ值的关系，可以很容易地对根据这些χ轴的分色曲线得到的印刷图像进行评价。
使用本发明的前面所述的灰度变换式的图像灰度变换法，在被写体(实体图像)的明暗层次及色调的再现(即按作业规范把被写体的格调1∶1地再现在印刷图像上)方面是极为有用的。但本发明的用途并不限于此。本发明的前面所述的灰度变换式，除对被写体的特征真实地再现以外，通过适当选择α、β、γ乃至yH、yS值来合理地改变、修正被写体的图像特性方面也是非常有用的。
到此为止，一直以本发明与印刷图像的制作之间的关系来说明本发明的图像灰度变换法的应用领域，但本发明的应用领域并不只限于印刷图像的制作。
作为本发明的图像的灰度变换法的应用领域，可以包括，(1)已经详细说明过的凸版、平版、网点凸版印刷、丝网印刷等的印刷图像或可以改变网点大小(多值化)的溶融转印式热转印图像等以网点(dot)的大小来表现复制图像的灰度及色调的场合(这也有称作面积灰度法的，根据前面所述，显然应包括这种场合);
(2)用硫华转印式热转印图像，热显影转印图像(用银盐)，普通凹版印刷图像等以附着在单位面积的像素(例如每一点)上的印刷墨水等颜料、染料(色素)的浓淡来表现灰度及色调的场合(这也有称作密度灰度法的);
(3)数字式复印机(彩色复印机等)、打印机(喷墨式、喷水式等)或传真机等采用的改变单位面积的记录密度，例如点数，墨汁粒数及大小等来表现灰度的场合(这类似于前面所述的面积灰度法);
(4)用与视频信号、电视信号等图像信号有关的电信号来调整单位面积的亮度的强弱，以得到表现图像的CRT图像，以及由此得到具有灰度等级的印刷物及硬考贝等的场合;
(5)不仅用于前面所述的在大致相同的密度(亮度、照度范围中的原稿图像与复制图像间的图像变换处理，还可以用于在空间的、亮度的、波长的及时间的不可视区的摄影，例如由于原始图像的对比度极低，使得原始图像与复制图像间的密度差较小以及低照度区的图像信息的输入变换(用高灵敏度照相机拍摄等)的场合(这种场合，重点不在图像的灰度变换上，而在图像的对比度的增强变换上);
(6)作为χ射线照相等检查用的医疗用精密图像，要对被写体(患部、病灶等)制作真实的图像的场合，(7)此外，在附有可同时显示密度和网点面积%的密度灰度变换机构的密度计，在分色处理前作校准用(例如校正用彩色试样)或作分色教育用的模拟器等与印刷有关联的机器中也可以应用。
为使本发明的图像灰度变换法适用于前面所述的各种应用领域，要在各应用领域的仪器中的图像变换处理部件(灰度变换部件)中按前面所述的灰度变换式进行处理，根据该处理值的y值(明暗强度)来控制仪器的记录部件(记录头)的电流值及电压值，或电流电压的施加时间，以改变每网点面积，单位面积(例如1是像素)的点数以及单位面积(例如一点)的密度等，从而可以输出真空地1∶1地再现被写体(实体图像)浓淡程度的具有网点灰度的复制图像。
例如，为了用本发明的图像灰度变换法来制作网点灰度图像的印刷原版，利用本行业熟知的既存系统就可以了。通过将本发明的图像灰度变换法，同市售的电子分色装置(彩色扫描器，全色扫描器)等分色一布网机构相结合来达到目的。更具体地说，可以利用处理过程如下的众所周知的既存系统。该系统的处理过程是，用光束照射彩色照片等灰度连续的原稿图像(媒体图像)，用光电变换部件(光电倍增管)接收其反射光或透射光(为图像信息的信号)，把光的强弱变换成电压的强弱，用计算机对得到的图像信息的电信号(电压值)进行必要的整理、加工，根据由计算机输出的经过加工处理的图像信息电信号(电压值)对曝光用光源进行控制，然后用激光光束照射胶片，以制成印刷用原版。这时，只要在整理、加工原稿图像(媒体图像)的图像信息电信号时所用的计算机的计算处理机构中装入下述软件即可，该软件可以将与原稿图像(媒体图像)的密度相关连的信息值调整为对应的被写体(实物图像)的图像信息值，同时利用前面所述的灰度变换式，可使灰度连续的图像信息电信号转变成为网点灰度的图像信息电信号。就这种软件的实现来说，在按给定的密度特性曲线，把与原稿图像(媒体图像)的密度有关的信息值(Dn)变换成被写体(实体图像)的图像信息值(χn)的同时，可以采用下面各种形态，即，把前面所述的灰度变换式的放法作为软件保存并具有A/D(模数转换)、D/A等I/F(接口)的通用计算机;把算法作为逻辑，用通用IC实现的电路;包含有保存着算法运算结果的ROM的电路，把算法作为内部逻辑，实现的PAL，门阵列、定制IC等。特别是，最近模块化技术已相当发达，可以很容易地把可实现以前述灰度变换式为基础进行密度范畸的图像灰度变换的运算机构制作成专用IC、LSI、微处理器，微型计算机等模块式组件。因此，如果使光电扫描的光束逐点顺次进行扫描，并使激光器的曝光部件也同步工作，就可以容易地得到具有由前面所述的灰度变换式导出的网点面积%值的网点灰度印刷用原版。
下面，用合理地去除彩色原稿图像所带偏色的实施例来更详细地说明本发明，但本发明决不受该实施例任何方面的限制。
另外，在本发明的实施例中所用的器械材料种类简列如下。
(1)作为彩色原稿图像，采用EK公司产爱克泰克罗姆64专业用胶卷(日光型)拍摄的4″×5″图像。
(2)分色扫描器采用克罗斯·菲尔德公司产马格纳扫描器646-M(彩色扫描器)。
(3)彩色校正用剂采用杜邦公司产克罗马林。
(4)为了测定彩色原稿图像的密度，采用麦克贝思公司产麦克贝思R-927密度计。
1.带偏色的原稿作为带有偏色的彩色原稿图像，选用整个图像带偏红色的团扇图像像(以下称作原稿(1))及同样整体带偏黄色的水果图像(以下称作原稿(2))。并且，这两个图像所带偏色的程度，如用普通的分色处理方法进行处理的话，都将是难度极大的。
2.分色处理的准备(1)获得前面所述的EK公司产彩色胶卷感光材料的D-χ轴直角座标系表示的密度特性曲线(图1)，以便合理地设定分色曲线，即，用本发明的灰度变换式，求得的χ轴分色曲线。在图1中显示出R.G.B各色感光乳剂层的密度特性曲线。
另外，根据图1，作成用于把D轴值变换为χ轴值的关系(函数化)一览表(表1)。当进行函数化时，选择曝光量的对数值(χ轴与D轴一样，也是使其带等间隔的刻度后读出的值)作为χ轴的图像信息值。
(2)在制作各色底版(C、M、y)所用的χ轴上的图像信息值中选择4点，作为用来适当控制彩色原稿图像及复制印刷图像的灰度变换所用的控制点。
这4点是χH(与DH对应的点)、χS(与DS对应的点)，m1(χH～χS的中间点)及m2(靠近χH的(χS-χH)/4点)。
另外，这些各色底版用的χ轴上的4个控制点(χH、χS、m1、m2)，通过密度特性曲线，分别与D轴上的DH、DS、m1、m24点相对应。
(3)在本发明的灰度变换式中，考虑制版、印刷工业的现状，取α＝1.0，并且式中的γ值为C版用值，取γ＝0.45。另外γ值的选择应使C版的中间灰度(靠近H的(S-H)/4点)，处的网点约为50%，这是比较反映制版印刷业的实际的。
为了调整复制的彩色印刷图像上的灰色平衡度，把C、M、y各色底版的H、S及中间灰度的网点面积%值之间的相关关系按照本行业界的习惯方法，规定为下述表2。
表2 用于设定分色曲线的各色底版用标准网点面积％值一览表
(注)表中的数字为网点面积%的数值
3.偏色的分析(1)用各色底版用滤色片，并用密度计测定前面所述的两种彩色原稿图像的H及S部位的密度值，其结果如下述表3所示。
表3 彩色图像的密度值一览表
>(2)把前面所述的D轴上的密度值画在图1的R、G、B各色的密度特性曲线上，并把彩色原稿图像的C、M、y各色底版的H至S的图像信息也标定在同一曲线上。
接着，向χ轴上投影，把各色底版(C、M、y)的图像信息值的值域标定在χ轴上。然后，把4个控制点(前面所述的χH、m1、m2、χS)画在该值域中。
然后，通过密度特性曲线，再把χ轴上的上述4个控制点投影为D轴上对应的4个控制点(前面所述的DH、m1、m2、DS)。
(3)比较χ轴上的4个控制点间的位置关系，以及对应的D轴上的4个控制点间的位置关系，检查它们之间的差异，得出偏色的内容及去除偏色用的数据。把这些处理结果表示出来，对带有强偏红色的原稿(1)来说，表示为图4的(1)(2)(3)，对带有强偏黄色的原稿(2)来说，表示为图5的(1)(2)(3)。
(3、1)根据图4的(1)(2)(3)来分析原稿(1)的偏色内容。多个观察者对该彩色原稿图像观察后，判断出画面整体单纯地带有偏红色。但是，如观察同图的(3)，则可看出，对中间灰度来说，y版的密度比M版的密度还要大。因此，如果不对该y版与M版的密度差采取任何对策的话，对复制出的彩色印刷图像的中间灰度来说，肯定是要偏黄的。为此采取的对策是，在进行图像的灰度变换时，必须用本发明的灰度变换式把该式中的y值用0.100取代0.135，以使网点灰度图像的中间灰度处，y版的网点变小。
另外，为了把用γ＝0.100得到的网点面积%值，与用γ＝0.135得到的网点面积%值进行对此，把两者的数据都列出表示在后面所述的表4中。
(3、2)同样，根据图5的(1)(2)(3)来分析原稿(2)的偏色内容。图5的(3)的各色底版间的关系，说明了下列的这种状况。
本行业的扫描器操作人员的共同看法是这个带有强偏黄色的原稿图像(2)的分色很困难，怎么考虑也无从下手。然而如果根据从R、G、B各色乳剂层的密度特性曲线所得的各自的χ轴上的图像信息值，再用本发明的灰度变换式进行分色灰度变换)的话，可以预计即使没有采用去除偏色的特殊对策，也可以得到灰色平衡均匀、格调(灰度及色调)良好的复制图像。之所以这样说，是因为在本发明的灰度变换式的运用中积累了下述经验，即不是像前述图4(3)的状况，而单纯是D轴上的各色底版的密度范围或多或少有差异的时候，如果用制作C版所用的χ轴上的图像信息值(不是各色底版用各自的图像信息值)决定其它底版(M、y)的分色曲线，也可以得到极好的结果。因此，在设定原稿(2)所用的分色曲线时，不必采取特殊的去除偏色的对策。
(4)分色曲线的设定与分色依据前面所述的(3、1)(3、2)的去除偏色的思路，作出分色曲线的设定数据。
表4表示原稿(1)团扇的分色曲线的设定数据一览表，表5表示原稿(2)(水果)的分色曲线的设定数据一览表。
根据表4及表5的数据，设定彩色扫描器用的分色曲线，进行分色，制作色彩校正的印刷图像时，一切如预测的一样，可以得到偏色消除并且浓淡层次自然的优质复制图像。
把这个结果与原有技术处理的作品对比一下的话，可以看到下述各点得到了改善。
(1)不管是对什么样的图像，用本发明得到的彩色校正印刷图像，对人的视觉来说，图像整体的浓淡层次给人一种自然的感觉，特别是中间层次的浓淡灰度能够得到很好的再现，即所谓能够得到层次丰满的格调(大多数印刷品订货者都强烈希望获得层次丰满格调的图像)。
(2)就偏色来说，不管是什么图像，都能以对人类的视觉来说，感到十分自然的效果来去除偏色。就校正后的彩色印刷图像来说，用上述两种技术去除偏色的差异是，对原稿(1)，除在上述第(1)项所说的立体感方面有所不同外，看不出有太大的差异，而对原稿(2)来说，就可以看出较大的差异了。
用原有技术处理的作品，彩色原稿图像所带的偏黄色格调被带入校正后的彩色复制图像，整体表现为黄色格调的图像，而用本发明处理的作品，在校正后的彩色复制图像的整体色调中，彩色原稿图像所带的明显黄色格调被消除了，从而得到的是与用人眼去观察彩色图像的被写体时所产生的感觉相近的图像。
(3)在原稿(2)中，由于图像整体已经带有很强的偏黄色，即所谓本色不存在了，所以，关键技术就是在进行分色时，一面要使整体格调或特定部分恢复其本色，一面又不能破坏图像的整体色调。而且，这也是来自印刷图片订货者的强烈希望。但是，很显然，用原有技术来满足这些要求是极为困难的。而用本发明的技术，则可以合理而且合乎目的地进行分色。
是否能够合理地处理前面所述的问题，也是能够合理去除偏色的分色技术的重点。
(4)如果单从技术的角度对去除偏色的处理作业进行探讨的话，可以看出，用原有技术进行偏色去除处理作业，就处理手段来说虽然是利用了高度机械电子化的电子装置(彩色扫描器)，但是，就处理本身，由于没有合理的理论保证，基本上不过是一种心中无数依靠经验的方法。但是，使用本发明的技术的话，可以把原有的偏色去除方法，变成有规则性、普遍性及灵活性的合理的偏色去除技术。
用本发明，可以在合理去除彩色原稿图像所带有的偏色的同时，进行图像的灰度变换。
即，通过本发明提供了一种在制作印刷图像等各种复制图像时，能够从多少带偏色的彩色原稿图像(照相感光乳剂、光电体、光导电体等记录媒体上储存的各种媒体图像)上合理地去除偏色，制作出无偏色的复制图像所用的图像灰度变换法。
原有的偏色去除技术有以下几种。
(1)完全依靠操作者的经验与直觉来去除偏色的方法，(2)在制版印刷业中(这是本发明者首先提出来的)，利用从原稿拍摄所用胶卷等感光材料的密度特性曲线上的密度值(本说明书中所述的D轴的密度值)而且该密度值不是从各色底版的、而是从一个代表性的密度特性曲线(具体地说就是制作C版所用的R乳剂层的密度特性曲线)得到的，利用这个密度值来去除偏色的方法，
(3)这也是本发明者首先提出来的。这比前面所述(2)的技术更前进了一步，是从胶卷等感光材料的密度特性曲线得到曝光量值(本说明书中所述的χ轴的图像信息值)，根据该值来去除偏色的方法(但，这种方法也是利用从R乳剂层的密度特性曲线获得的χ轴的图像信息值)，但前面所述的(1)是完全不合理的，(ⅱ)/(ⅲ)虽有相当大的进步，但仍不充分。
本发明是在进行图像的灰度变换时，从带有偏色的彩色原稿上得到客观的)与偏色有关的数据的同时，从R、G、B各色乳剂层的密度特性曲线得到用于各色底版(C、M、y)的χ轴上无畸变的图像信息值，利用该图像信息值按特定的灰度变换式进行图像的灰度变换，由此合理地去除偏色。本发明在复制图像的制作中是不可缺少的。
权利要求
1.一种从带有偏色的灰度连续的彩色原稿图像，制作出无偏色的、具有网点灰度等的复制图像时所用的图像灰度变换法，其特征在于它由下述过程组成(1)准备用于彩色原稿图像拍摄的彩色胶卷等感光材料的红(R)、绿(G)、蓝(B)各色感光乳剂层的各自的密度特性曲线[纵轴(D轴)为密度值，横轴(x轴)为曝光量等图像信息值的D-x轴直角座标系上的曲线]，(2)用R[青版(G)用]、G[品红版(M)用]、B[黄版(y)用]各色滤色片，测定指定的彩色原稿图像上最亮部位(H部位)与最暗部位(S部位)的各色感光乳剂层的密度值DH及DS，并把它们标定在D轴上，(3)根据用各色滤色片测定的各色感光乳剂层在D轴上DH到DS范围的密度值Dn，借助各色感光乳剂层的密度特性曲线求出制作彩色原稿图像所用的x轴上的各色底版用的xH～xS范围的图像信息值(xn)，(4)对x轴上的各色底版用的xH～xS范围的图像信息值(xn)，在求出为控制图像的灰度变换而设定的各控制点图像信息值的同时，标定出各控制点在xH～xS范围的相对关系，(5)通过上述密度特性曲线，在根据上述x轴上用于控制灰度变换的各控制点的图像信息值，求出D轴上对应的密度值的同时，标定出D轴上各控制点在DH～DS范围的相对关系，(6)把上述x轴上各色底版用的控制点在xH～xS范围的相对关系与对应的D轴上各控制点在DH～DS中的相对关系进行比较，根据两者之间的差异，得出偏色的客观资料，(7)在用下述灰度变换式，把由上述(3)中求得的各色底版用的图像信息值(xn)变换成网点面积%等灰度强度值(y)时，根据上述(6)中得到的偏色的客观资料来设定下述灰度变换式中的r值，然后再运用下述灰度变换式，在根据带有偏色的灰度连接的彩色原稿图像由各色滤色片测得的密度值Dn，求出对应的各色底版像素的图像信息值(Xn)的同时，把该图像信息值(Xn)变换成灰度强度值(y)；灰度变换式为y=yH+α(1-10-kx)α-β·(yS-yH)]]>上述灰度变换式中X表示(Xn-XH)，该X值(基本密度值)用下述方法求得，通过各色感光乳剂层的密度特性曲线，把用各色滤色片测定带有偏色的彩色原稿图像所得的任意像素任在D轴上的密度值(Dn)投影到x轴上，求出制作各色底版所需的图像信息值(xn)，用同样方法求出彩色原稿图像上H部的D轴密度值(DH)所对应的x轴图象信息值(xH)，x值由上述xn值减去xH值求得；y表示各色底版上对应于带有偏色的彩色原稿图像上任意像素的无偏色的复制图像上网点面积%等的灰度强度值。yH表示在用各色滤色片测定彩色原稿图像后，按D轴上H部位的密度值DH或对应的x轴上的图像信息值xH预先设定的网点面积%的灰度强度值；ys表示在用各色滤色片测定出彩色原稿图像后，按D轴上S部位的浓度值Ds或对应的x轴上的图像信息值xs预先设定的网点面积%等的灰度强度值；α为了表现复制图像所用基材的表面反射率；β由式β=10-Y决定的数值；K由式K= (γ)/(XS-XH) 决定的数值；这里，xs表示用各色滤色片测定彩色原稿图像所得的D轴上S部位的密度值DS所对应的X轴上的图像信息值；γ任意的系数。
2.如权利要求1所述的图像灰度变换法，其特征在于密度特性曲线是由以照相用感光材料的黑化度(密度D)作为纵轴(D轴)，以曝光量E的对数值(logE)作为横轴的D-χ轴直角座标系表示的照相特性曲线。
3.如权利要求2所述的图像灰度变换法，其特征在于，标定密度特性曲线的D-χ轴直角座标系的D-χ轴的刻度中，χ轴的刻度与D轴的刻度一样，是等间隔的刻度。
全文摘要
一种从带有偏色的灰度连续的彩色原稿图象制作无偏色的、具有网点灰度等的复制图象时所用的图象灰度变换法，其特征在于在根据带有偏色的灰度连续的彩色原稿图象由各色滤色片测得的密度值Dn，求出与对应的各色底版上象素的光量有关的图象信息值x
文档编号G03F3/00GK1050934SQ8910769
公开日1991年4月24日 申请日期1989年10月7日 优先权日1989年10月7日
发明者沼仓孝, 沼仓严 申请人:株式会社亚玛托亚商会