(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から照射されカラー画像原稿を透過した光を色分解し、電気信号に変換して所定の各色に対応した画像データを出力するカラー画像読取方法において、
原稿をセットしない状態で、光源からの光をイメージセンサーにより光電変換して得た該イメージセンサーの前記各色毎の出力値が、前記イメージセンサーの飽和点を越えない範囲でできるだけ飽和点に近い既定値となるような積分光量基準値を求める過程と、
前記各色に対応する所定のプリスキャン用ガンマ関数データを基に決定される光量倍率と前記積分光量基準値からプリスキャン用光量を得て前記カラー画像原稿のプリスキャンを行い、プリスキャンによって得た画像信号を前記所定のガンマ関数データを基にして得られるガンマ補正データにより変換し、プリスキャン画像データを出力する過程と、
前記プリスキャン画像データに基づくガンマ関数データを基に決定される光量倍率と前記積分光量基準値から本スキャン用光量を得て前記カラー画像原稿の本スキャンを行い、本スキャンによって得られた画像信号を前記プリスキャン画像データに基づくガンマ関数データを基にして得られるガンマ補正データにより変換し、画像データを出力する過程と、
を有することを特徴とするカラー画像読取方法。
【請求項２】
光源から照射されカラー画像原稿を透過した光を色分解し、電気信号に変換して所定の各色に対応した画像データを出力するカラー画像読取装置であって、
原稿をセットしない状態で、光源からの光をイメージセンサーにより光電変換して得た前記各色毎の出力値が、前記イメージセンサーの飽和点を越えない範囲でできるだけ飽和点に近い既定値となるような積分光量基準値を求める積分光量基準決定手段と、前記各色に対応する所定のプリスキャン用ガンマ関数データを基にプリスキャン光量倍率を決定するプリスキャン光量倍率決定手段と、プリスキャン画像データから得たガンマ関数データを基に本スキャン光量倍率を決定する本スキャン光量倍率決定手段と、前記本スキャン光量倍率と前記積分光量基準値から得られる光量調節値に基づいて本スキャン用光量を得る光量決定手段と、ガンマ補正テーブルを作成するガンマ補正テーブル作成手段と、を有し、
前記積分光量基準決定手段により積分光量基準値を得た後に、前記所定のプリスキャン用ガンマ関数データからプリスキャン用光量を得て前記カラー画像原稿のプリスキャンを行い、出力信号を前記所定のプリスキャン用ガンマ関数データを基にして得られるガンマ補正データにより変換してプリスキャン画像データを出力し、前記プリスキャン画像データに基づいて作成されたガンマ関数データから本スキャン用光量を得て前記カラー画像原稿の本スキャンを行い、出力信号を前記プリスキャン画像データに基づいたガンマ関数データを基にして得られるガンマ補正データにより変換した画像データを出力することを特徴とするカラー画像読取装置。
【請求項３】
請求項２記載のカラー画像読取装置と該カラー画像読取装置を接続する本体装置からなるカラー画像読取システムであって、
前記本体装置が、カラー画像原稿の種類に対応して作成されたプリスキャン用ガンマ関数データと、前記カラー画像読取装置からプリスキャン用画像データを受信して注目画像の階調度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、該ヒストグラムから暗部閾値と明部閾値を求めてガンマ関数を得るガンマ関数作成手段と、該ガンマ関数からガンマ関数データを得るガンマ関数テーブル作成手段と、前記カラー画像読取装置から画像データを受信する画像データ受信手段と、前記ガンマ関数データを前記カラー画像読取装置に送信するガンマ関数送信手段と、を有し、
前記本体装置が、前記カラー画像読取装置に対し前記プリスキャン用ガンマ関数データを送信し、その後、前記カラー画像読取装置からプリスキャン画像データを受信して本スキャン用ガンマ関数データを得て、前記カラー画像読取装置に対し前記本スキャン用ガンマ関数データを送信し、本スキャン後の画像データを受信することを特徴とするカラー画像読取システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像読み取り装置に関し、特に、カラーフィルムを読み取って映像信号を得るカラー画像読取方法，カラー画像読取装置およびカラー画像読取システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラーフィルムをＣＣＤのような蓄積型電荷転送素子からなるイメージセンサーで光学的に読み取って色分解して画像データを得る装置が開発されている。
【０００３】
しかしながら、カラーフィルムから画像データを得る場合にはフィルムの種類あるいは撮影時の露出条件等によりフィルムの透過率が異なってくるので、モノクロームフィルムを読み取る場合のようにＣＣＤの出力をそのままＡ／Ｄ変換して透過光量の多寡の判別をするだけでは望ましい色信号（赤，緑，青の３原色（以下、Ｒ，Ｇ，Ｂ）信号）を得ることはできないという問題点がある。
【０００４】
このような問題点の解決を目的とした技術として、カラーフィルムから画像データを得るための走査（本スキャン）を行う前に撮影時の露光条件等を解析するための走査（プリスキャン）を行い、その解析結果を用いて本スキャンを行うことにより、階調および／または色の再現性を実現する方式がある。
【０００５】
（１）上記方式の例として特公平７ー２２３１１号公報に開示の技術では、
▲１▼  先ず、シェーディングデータを得るために、照明手段により第１の光量でカラー画像原稿を照明して読取手段により色分解したカラー画像信号を記憶手段に記憶し、
▲２▼  次に、撮影時の露出倍数を知るためのランプ光量の決定を行うために、プリスキャンとして、照明手段により第１の光量でカラー画像原稿を照明し、読み取り手段により色分解したカラー画像信号を得て、カラー原稿上の原稿濃度をサンプリングし、各サンプルライン分毎のカラー画像信号について画素毎にＲ，Ｇ，Ｂの各々について上記▲１▼で得たシェーディングデータにより規格化処理のための補正演算を行うことにより、カラー画像信号の白レベルを識別し、
全サンプルライン分の読み取りと補正演算が終了した後に、本スキャンを行うための光量（第２の光量）を得るために、白画像に対する読取手段の出力に応じた所定値と上記白レベルの比に基づいて、（カラー画像原稿を）第２の光量で照射して読み取った時のカラー画像信号の白レベルが上記所定値になるように決定手段により第２の光量を決定し、
▲３▼  本スキャンを行う。
【０００６】
（２）また、前記方式の他の例として特公平７ー８６６５２号公報に開示の技術では、予め測定して得た各種カラーフィルムの露光量に対する各色毎の光透過率特性データをメモリー手段に記憶させておき、
▲１▼  先ず、プリスキャンを行い、プリスキャンで得た映像信号のレベル分布と上記光透過率特性データとを用いて撮影時の露光範囲を判定し、その結果を階調度に対応させ、本スキャンによって得られる各映像信号を階調特性変換するための階調特性変換データを求め、
▲２▼  次に、本スキャンを行って、本スキャンで得た映像信号を上記の階調特性変換データに基づいて階調特性変換している。
【０００７】
要約すれば、カラーネガフィルム等のカラー画像原稿から画像データを得る場合に、従来の技術では、カラー画像原稿に対しプリスキャンを行い、撮影時の露光条件等を得て、その露光条件等を用いて本スキャンを行うことにより階調および色の再現性を実現しており、この中で、特公平７ー２２３１１号公報に開示の技術では、上記撮影時の露光条件等を得る前に、第１の光量でカラー画像原稿の一部（ベースフィルム）を読み取ってシェーディングデータを得て、プリスキャンで得たカラー画像信号について画素毎にＲ，Ｇ，Ｂの補正を行い、次に第１の光量でプリスキャンを行い、特公平７ー８６６５２号公報に開示の技術では、プリスキャン時に本スキャンによって得られる各映像信号を階調特性変換するための階調特性変換データを求めるために、予め測定して得た各種カラーフィルムの露光量に対する各色毎の光透過率特性データをメモリー手段に記憶させている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、カラー画像原稿から画像データを得る場合に重要な点の一つとして撮影時の露光条件等を得ることが挙げられる。好適な露光条件を得るには適切なランプ光量を得る必要があるが、この場合、ランプの劣化やＣＣＤ等のイメージセンサーの感度の差等、スキャナーの構成要素が有する固体差が画像の品質に及ぼす影響を無視することはできない。
【０００９】
例えば、前述の従来技術では本スキャンの際に好適なランプ光量を得るために照明手段（投影器ランプ）の点灯電圧や絞り比率を決定し、シェーディング補正を行うことによりライン方向のばらつきを吸収し、フィルムによるばらつきを一応吸収しているが、スキャナーの構成要素が有する固体差に基づくばらつきの吸収方法については開示されていない。
【００１０】
このような個体差によるバラツキについては従来はカラー画像読取装置の製品設計時に許容誤差に対する安全度をとることにより解決してきた。すなわち、センサー蓄積光量が飽和点を超えたり０近傍の値をとるような場合には、前者ではセンサー出力を画像信号として識別することが不能となり、後者ではノイズが多くなり画像の品質が極めて劣化するので、このような場合に備え、製品設計上、安全をとって、センサー蓄積光量が飽和点を超えたり０近傍の値をとらないよう蓄積光量の基準値を中央値附近に設定することにより解決してきた。
【００１１】
しかしながら、高い画像品質を得るためには蓄積光量の基準値を飽和点に近づけることが理想的であり、０方向に近いほどノイズが多くなるので、中央値附近に蓄積光量の基準値を固定すると基準値を飽和点に近づけた場合に比べノイズが多いことからデータ段階で画像の品質に限界が生じ、より高い品質の画像を得ることができないという問題点があった。
【００１２】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、プリスキャンの前段でスキャナーの構成要素が有する固体差を吸収することにより、従来より高品質の画像データを得ることのできるカラー画像読取方法，カラー画像読取装置およびカラー画像読取システムを提供することを主たる目的とする。
【００１３】
また、カラー画像原稿の読取り時にセンサーの出力値が示すガンマ特性の補正方法を改善した、より高品質の画像データを得ることのできるカラー画像読取方法，カラー画像読取装置およびカラー画像読取システムを提供することを従たる目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のカラー画像読取方法は、光源から照射されカラー画像原稿を透過した光を色分解し、電気信号に変換して所定の各色に対応した画像データを出力するカラー画像読取方法において、原稿をセットしない状態で、光源からの光をイメージセンサーにより光電変換して得た該イメージセンサーの前記各色毎の出力値が、前記イメージセンサーの飽和点を越えない範囲でできるだけ飽和点に近い既定値となるような積分光量基準値を求める過程と、前記各色に対応する所定のプリスキャン用ガンマ関数データを基に決定される光量倍率と前記積分光量基準値からプリスキャン用光量を得て前記カラー画像原稿のプリスキャンを行い、プリスキャンによって得た画像信号を前記所定のガンマ関数データを基にして得られるガンマ補正データにより変換し、プリスキャン画像データを出力する過程と、前記プリスキャン画像データに基づくガンマ関数データを基に決定される光量倍率と前記積分光量基準値から本スキャン用光量を得て前記カラー画像原稿の本スキャンを行い、本スキャンによって得られた画像信号を前記プリスキャン画像データに基づくガンマ関数データを基にして得られるガンマ補正データにより変換し、画像データを出力する過程と、を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のカラー画像読取装置は、光源から照射されカラー画像原稿を透過した光を色分解し、電気信号に変換して所定の各色に対応した画像データを出力するカラー画像読取装置であって、原稿をセットしない状態で、光源からの光をイメージセンサーにより光電変換して得た前記各色毎の出力値が、前記イメージセンサーの飽和点を越えない範囲でできるだけ飽和点に近い既定値となるような積分光量基準値を求める積分光量基準決定手段と、前記各色に対応する所定のプリスキャン用ガンマ関数データを基にプリスキャン光量倍率を決定するプリスキャン光量倍率決定手段と、プリスキャン画像データから得たガンマ関数データを基に本スキャン光量倍率を決定する本スキャン光量倍率決定手段と、前記本スキャン光量倍率と前記積分光量基準値から得られる光量調節値に基づいて本スキャン用光量を得る光量決定手段と、ガンマ補正テーブルを作成するガンマ補正テーブル作成手段と、を有し、前記積分光量基準決定手段により積分光量基準値を得た後に、前記所定のプリスキャン用ガンマ関数データからプリスキャン用光量を得て前記カラー画像原稿のプリスキャンを行い、出力信号を前記所定のプリスキャン用ガンマ関数データを基にして得られるガンマ補正データにより変換してプリスキャン画像データを出力し、前記プリスキャン画像データに基づいて作成されたガンマ関数データから本スキャン用光量を得て前記カラー画像原稿の本スキャンを行い、出力信号を前記プリスキャン画像データに基づいたガンマ関数データを基にして得られるガンマ補正データにより変換した画像データを出力することを特徴とする。
【００１６】
更に、本発明のカラー画像読取システムは、上記カラー画像読取装置と該カラー画像読取装置を接続する本体装置からなるカラー画像読取システムであって、
前記本体装置が、カラー画像原稿の種類に対応して作成されたプリスキャン用ガンマ関数データと、前記カラー画像読取装置からプリスキャン用画像データを受信して注目画像の階調度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、該ヒストグラムから暗部閾値と明部閾値を求めてガンマ関数を得るガンマ関数作成手段と、該ガンマ関数からガンマ関数データを得るガンマ関数テーブル作成手段と、前記カラー画像読取装置から画像データを受信する画像データ受信手段と、前記ガンマ関数データを前記カラー画像読取装置に送信するガンマ関数送信手段と、を有し、前記本体装置が、前記カラー画像読取装置に対し前記プリスキャン用ガンマ関数データを送信し、その後、前記カラー画像読取装置からプリスキャン画像データを受信して本スキャン用ガンマ関数データを得て、前記カラー画像読取装置に対し前記本スキャン用ガンマ関数データを送信し、本スキャン後の画像データを受信することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のカラー画像読取方法を適用したカラー画像読取システムの望ましい実施例の要部の構成を示すブロック図である。
【００１８】
図１で、カラー画像読取システム１００はカラー画像読取装置（以下、単に、読取装置、と記す）５０とパーソナルコンピュータ或いは画像処理装置等の本体装置（以下、ホスト）６０から構成されており、読取装置５０はホスト６０から送られるデータ及び信号を受信すると共に、画像データおよび初期設定終了信号やスキャン終了信号等をホスト６０に送出する。
【００１９】
ホスト６０は図示しないが少なくともＣＰＵ，ＲＯＭ，メモリー，磁気ディスクやフロッピーディスク等の格納装置，表示装置，データ授受のためのインターフェイスを備えており、後述のガンマ関数データやスキャン指示信号等を読取装置５０に送ると共に読取装置５０から送られるデータおよび信号を受信する。また、ＲＯＭ或いは格納装置には後述のホスト６０の動作を実行するための各手段が格納されており、ＣＰＵの制御により実行される。
【００２０】
読取装置５０で、原稿台１はガラス等の透明板からなり、原稿台１上にはカラーネガフィルムのような透過原稿（カラー画像原稿）が置かれる。ラインセンサー５はＣＣＤ等の電荷蓄積型光センサーから構成され、光源６からの光でカラー画像原稿を照射するとカラー画像原稿を透過した光は原稿の１ラインの各画素毎にラインセンサー５により色分解され色成分（Ｒ，Ｇ，Ｂの３色）毎に電荷に変換され電気信号として出力される。
【００２１】
なお、図１の例ではラインセンサー５はカラー画像原稿および原稿台１を透過した光を受光するが、カラー画像原稿を透過した光を直接受光できるよう後述の図５に示すように原稿ホルダー９を用いることができる（原稿読取部の具体的構成については図４、図５を参照）。
【００２２】
光源制御部１０は後述する積分光量調節値を基に制御部１９の制御により光源６の光量を制御する。光源６の光量制御は後述するようにラインセンサー５の出力がＶ０となるよう光源ランプ点灯時間、センサー蓄積時間或いは光源ランプの発光強度のいずれかを制御することによって実現できるが、図１は光量制御を光源ランプ点灯時間の制御で行う場合の構成を示している。
【００２３】
具体的には、光源制御部１０は制御部１９の制御により点灯時間記憶部１３から読み出された点灯時間データに基づいて光源６の点灯時間を制御するための制御信号をインバータ１１に出力する。インバータ１１は光源制御部１０からの制御信号により所定の時間間隔で光源６を点灯させる。
【００２４】
点灯時間記憶部１３にはラインセンサー５の出力レベルがＶ０（既定値）となるように積分光量基準値（時間）を基に制御部１９により設定された３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）毎の点灯時間（積分光量調整値）が記憶されている。
【００２５】
ＣＣＤ制御部１２は光源６の点灯タイミングに合わせてシフトパルスを発生し、キャリッジ３（図４参照）の走査速度に合わせてラインセンサー５の読み出し速度を制御する。
【００２６】
Ａ／Ｄ変換部１５は増幅器１４により増幅されたラインセンサー５からの光量信号Ｓ１をデジタル信号Ｓ２に変換してシェーディング補正部１６に渡し、シェーディング補正部１６はラインセンサー５からの光信号に含まれる光電素子毎の感度のばらつきなどを補正する。
【００２７】
ガンマ補正部１７は記憶部１８に記憶されているガンマ補正テーブル（後述）の値を用いてシェーディング補正部１６で補正された光量信号Ｓ２’を更に階調変換して画像信号Ｓ３を出力する。
【００２８】
記憶部１８は、後述の積分光量基準値（Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂ），プリスキャン用光量倍率（Ｃｒ，Ｃｇ，Ｃｂ）、プリスキャン用ガンマ補正テーブルおよび必要なパラメータ等を格納し、ホスト６０から受信するプリスキャン用ガンマ関数データ，本スキャン用ガンマ関数データ，本スキャン用光量倍率（ＣＲ０，ＣＧ０，ＣＢ０）、および本スキャン用ガンマ補正テーブルを一時的に格納する。
【００２９】
制御部１９はＣＰＵ，ＲＡＭおよびＲＯＭ等からなるマイクロコンピュータから構成され、インターフェイス２０を介してホスト６０からの指令信号やデータ（例えば、ガンマ関数データ）を受取り、ＲＯＭに格納されているプログラム等（光量倍率決定やガンマ補正テーブル作成および積分光量基準値決定等の実行手段）の実行を制御し、また、インターフェイス２０を介して初期設定終了信号，スキャン終了信号等の状態信号，プリスキャン画像データ，および本スキャン画像データをホスト６０に送出する。
【００３０】
また、その他の補正部２１は色補正やエッジ強調や領域拡大／縮小等の諸変換を行う補正部である。
【００３１】
なお、光源６の光量制御をセンサー蓄積時間を調節する方法で行う場合には、点灯時間記憶部１３を蓄積時間記憶部に置き換え、蓄積時間記憶部にはラインセンサー５の出力レベル（既定値）がＶ０となるように積分光量基準値（時間）を基に制御部１９により設定されたシフトパルスの間隔時間を記憶し、ＣＣＤ制御部１２は蓄積時間記憶部からのパルス間隔に合わせてシフトパルスを発生し、キャリッジ３または３’の走査速度に合わせてラインセンサー５の読み出し速度を制御するように構成すればよく、この場合、光源制御部１０は所定（一定）の時間または連続的に光源を点灯させるようインバータ１１を制御する。
【００３２】
また、光源６の光量制御を光源６の発光強度を調節する方法で行う場合には、点灯時間記憶部１３を発光強度記憶部に置き換え、発光強度記憶部にはラインセンサー５の出力レベルがＶ０（既定値）となるように積分光量基準値（発光強度）を基に制御部１９により設定された光源の発光強度を記憶し、光源制御部１０は制御部１９の制御により発光強度記憶部から読み出された発光強度データに基づいて光源６の発光強度を制御するための制御信号をインバータ１１に出力するよう構成すればよい。
【００３３】
図２は本発明のカラー画像読取方法の実施例を示すプロセスチャートであり、本実施例ではプロセスは大別して図２の左側に示す読取装置５０側の動作（Ｐ１〜Ｐ３）と、図２の右側に示す読取装置に接続するホスト６０側の動作（Ｑ１〜Ｑ３）に分けられる。なお、以下の説明では、便宜上、カラー画像原稿としてカラーネガフィルムを用いる場合について説明するが、透光性の画像原稿であれば同様のプロセスが適用できる。
【００３４】
１．読取装置側の動作
第１のプロセスとして、まず、カラーネガフィルムをセットしない状態で光源６からの光をラインセンサー５で受光し、各色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）ごとの出力が既定値Ｖ０となるような積分光量基準値を求めた後、初期設定終了信号をホスト６０に送出する（Ｐ１）。
【００３５】
この例では原稿台１を透過した光がラインセンサー５で受光され、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色に分解されて光量（電荷）が蓄積され、図３に示すように蓄積された光量Ｌ（以下、積分光量）が既定値Ｌ０となるとそれぞれレベルＶ０の電気信号が出力される（すなわち、出力レベルをＶ０（既定値）とすれば出力レベルがＶ０となる積分光量Ｌ０が定まる）。
【００３６】
ＣＣＤ等の電荷蓄積型光センサーは図３に示すように積分光量Ｌが一定光量ＬＭを超えると飽和するため飽和点ＬＭ以下の積分領域を使用する必要がある。
【００３７】
この場合、仮に、基準とする積分光量Ｌ０が飽和点ＬＭを超えるとラインセンサー５の出力が積分光量Ｌに比例しなくなり、また、Ｌ０が０に近づくほどノイズが多くなるので、高画質を得るためにはＬ０を飽和点ＬＭを超えない範囲でできるだけＬＭに近い値に設定しておくことが望ましい。
【００３８】
なお、積分光量の調節は出願人が特開平１ー２８８０６０号公報で開示した技術により、照射光量を制御するかセンサーの光量蓄積時間を調節することによって実現できる。また、照射光量の制御は点灯時間または発光強度を調節することで実現でき、センサーの光量蓄積時間の調節はラインセンサー５のシフトパルスの周期を調節することで実現できるので、電源投入時に行う初期設定時にラインセンサー５の出力レベルがＶ０となるまでの光源ランプ点灯時間、センサーの光量蓄積時間或いは光源ランプの発光強度を測定して積分光量基準値（Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂ）とすることができる。
【００３９】
本実施例では積分光量基準値決定手段により、ラインセンサー５の出力レベルがＶ０となるまで制御部１９で光源制御部１０を制御して光源６を点灯させ、ラインセンサー５の出力がＶ０となるまでの時間を計測し、その値を積分光量基準値として記憶部１８に格納する。
【００４０】
なお、光源６の光量制御をセンサー蓄積時間を調節する方法で行う場合には、積分光量基準値決定手段を、制御部１９でラインセンサー５の出力レベルがＶ０となるまで次のシフトパルスを出さないようにＣＣＤ制御部１２がシフトパルスの発生を遅延させるよう制御し、ラインセンサー５の出力レベルがＶ０となるまでの時間を計測し、その値を積分光量基準値として記憶部１８に格納するように構成すればよく、また、光源６の光量制御を光源６の発光強度を調節する方法で行う場合には、積分光量基準値決定手段を、ラインセンサー５の出力がＶ０となるよう制御部１９で光源制御部１０を制御して発光強度を変化させ、ラインセンサー５の出力レベルがＶ０となる強度を決定し、その値を積分光量基準値として記憶部１８に格納するよう構成すればよい。
【００４１】
第２のプロセスとして、読取装置５０はホスト６０からインターフェイス２０を介してプリスキャン指示信号および図６や図７に示すようなカーブを示すプリスキャン用ガンマ関数データを受信して記憶部１８に一時的に記憶し、各色毎の光量倍率（Ｃｒ，Ｃｇ，Ｃｂ）の決定およびプリスキャン用ガンマ補正テーブルの作成を行い（Ｐ２ー１）、
光量倍率および前記積分光量基準値から得られるプリスキャン用光量調節値に基づいてプリスキャン光量を得て、カラーネガフィルムのプリスキャンを行い（Ｐ２ー２）、
プリスキャンによって得られる画像信号を上記プリスキャン用ガンマ補正テーブルにより変換してベース濃度がオフセットされたプリスキャン画像データを出力する（Ｐ２ー３）。
【００４２】
プリスキャンは使用者の欲する原稿の読み取り動作（以下、本スキャン）に先立って、読取りの対象である透過原稿（本実施例ではネガフィルム）のベース濃度をオフセットし、原稿撮影時の露光条件等を再現するデータを得ることを主たる目的として行う画像原稿の読取り動作である。
【００４３】
プリスキャン時の光量倍率（Ｃｒ，Ｃｇ，Ｃｂ）は、プリスキャン光量倍率決定手段により、制御部１９で記憶部１８に記憶されているプリスキャン用ガンマデータから出力が最大（２５５）となる点の入力値（Ｒ255，Ｇ255，Ｂ255 ）を求め、
Ｃｒ＝２５５／Ｒ255、Ｃｇ＝２５５／Ｇ255、Ｃｂ＝２５５／Ｂ255
として求めることができる。
【００４４】
例えば、図６の例では、Ｃｒ＝Ｃｇ＝Ｃｂ＝２５５／２５５＝１、となり、図７（ａ），（ｂ）の例では、Ｃｒ＝２５５／２５５＝１，Ｃｇ＝２５５／１２８＝２，Ｃｂ＝２５５／８５＝３、となる。
【００４５】
プリスキャン光量の決定はプリスキャン光量倍率（Ｃｒ，Ｃｇ，Ｃｂ）およびプロセスＰ１で得た積分光量基準値（Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂ）からプリスキャン光量決定手段により制御部１９が行う。具体的にはプリスキャン時の光量調節値（ＬＲ１，ＬＧ１，ＬＢ１）は次の式により決定される。
【００４６】
ＬＲ１＝Ｌｒ×Ｃｒ、ＬＧ１＝Ｌｇ×Ｃｇ、ＬＢ１＝Ｌｂ×Ｃｂ
この光量調節値（本実施例では点灯時間）は点灯時間記憶部１３に与えられる。
【００４７】
プリスキャン用ガンマ補正テーブルは、ガンマ補正部１７でシェーディング補正部からの信号Ｓ２’を補正する際に用いる階調変換テーブルであり、ガンマ補正テーブル作成手段により制御部１９がプリスキャン対象のカラーネガフィルムのプリスキャン用ガンマ関数データの入力値にプリスキャン光量倍率を乗じて得た値をルックアップテーブル（Look Up Table）として記憶部１８に格納する。
【００４８】
光源制御部１０は制御部１９からスキャン用制御信号を受け取ると、点灯時間記憶部１３から読み出された点灯時間データに基づいて光源６の点灯時間を制御するための制御信号をインバータ１１に出力する。インバータ１１は光源制御部１０からの制御信号により上記点灯時間光源６を点灯させる。
【００４９】
カラーネガフィルムおよび原稿台１を透過した光源６からの光はラインセンサー５で受光され、Ｒ，Ｇ，Ｂの三色に色分解されて光量信号が出力される。この場合、ＣＣＤ制御部１２は光源６の点灯タイミングに合わせてシフトパルスを発生し、キャリッジ３の走査速度に合わせてラインセンサー５の読み出し速度を制御する。
【００５０】
ここで、入力光量がカラーネガフィルムがない場合に既定の出力値Ｖ０となるよう調節されているので、ラインセンサー５から出力される光量信号は光源ランプやラインセンサー５の個体差がオフセットされている。
【００５１】
ラインセンサー５の出力信号は増幅器１４で増幅され、増幅された信号Ｓ１はＡ／Ｄ変換部１５によりデジタル信号Ｓ２に変換されてシェーディング補正部１６に与えられる。シェーディング補正部１６では公知の方法により信号Ｓ２に含まれる光電素子毎の感度のばらつきなどを補正し、その出力信号Ｓ２’をガンマ補正部１７に与える。
【００５２】
ガンマ補正部１７では記憶部１８に記憶されているプリスキャン用変換出力テーブルの値を用いてシェーディング補正部１６から入力した信号Ｓ２’がガンマ補正テーブルの入力値であるとき、対応する出力値（テーブル値）を出力信号Ｓ３に変換することにより、シェーディング補正部１６で補正された光量信号Ｓ２’からカラーネガフィルムのベース濃度をオフセットした画像信号Ｓ３を得る。画像信号Ｓ３は補正部２１で色補正等の補正を施され、画像データとしてインターフェイス２０を介してホスト６０に送信される。
【００５３】
なお、プリスキャン画像データは１ライン分毎にホスト６０に送られるが、ネガフィルムのプリスキャンは１画像分とは限られず、１フィルムに数画像が含まれている場合がある（通常、撮影済フィルムを写真店に現像依頼した場合、１枚のネガフィルムには６コマ（６画像）分が入っている）ので、ネガフィルム１枚分のプリスキャンが終了した場合に制御部１９はインターフェイス２０を介してプリスキャン終了信号をホスト６０に送出する。
【００５４】
第３のプロセスとして、読取装置５０はホスト６０からインターフェイス２０を介して本スキャン用ガンマ関数データ（図９のカーブ参照）および本スキャン指示信号を受信して本スキャン用ガンマ関数データを記憶部１８に一時的に記憶し、各色毎の光量倍率（ＣＲ，ＣＧ，ＣＢ）の決定および本スキャン用ガンマ補正テーブルの作成を行い、これらを記憶部１８にに格納する（Ｐ３ー１）、
光量倍率および前記積分光量基準値から本スキャン光量を得てプリスキャンしたカラーネガフィルムの本スキャンを行い（Ｐ３ー２）、
本スキャンによって得られる画像信号を更に本スキャン用ガンマ補正テーブルにより階調変換して本スキャン画像データを出力する（Ｐ３ー３）。
【００５５】
本スキャン時の光量倍率（ＣＲ，ＣＧ，ＣＢ）は、本スキャン光量倍率決定手段により、制御部１９で記憶部１８に記憶されている本スキャン用ガンマ関数データから出力が最小（０）となる点の入力値（Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０ ）を求め、
Ｃｒ＝２５５／Ｒ０、Ｃｇ＝２５５／Ｇ０、Ｃｂ＝２５５／Ｂ０
として求めることができる（図９参照）。
【００５６】
例えば、図９に示す本スキャン用ガンマ関数の例では、Ｒ０＝１７０，Ｇ０＝１２８，Ｂ０＝８５であるから、ＣＲ＝２５５／１７０＝１．５、ＣＧ＝２５５／１２８＝２、ＣＢ＝２５５／８５＝３となる。
【００５７】
本スキャン光量の決定は本スキャン光量倍率とプロセスＰ１で得た積分光量基準値から本スキャン光量決定手段により制御部１９が行う。具体的には本スキャン時の光量調節値（ＬＲ２，ＬＧ２，ＬＢ２）は次の式により決定される。
【００５８】
ＬＲ２＝Ｌｒ×ＣＲ、ＬＧ２＝Ｌｇ×ＣＧ、ＬＢ２＝Ｌｂ×ＣＢ
この光量調節値（本実施例では点灯時間）は点灯時間記憶部１３に与えられる。
【００５９】
本スキャン用ガンマ補正テーブルは、受信したホスト６０からの本スキャン用ガンマ関数データから作成され、プリスキャン用ガンマ補正テーブルと同様にガンマ補正部１７でシェーディング補正部からの信号Ｓ２’を補正する際に用いる階調変換テーブルであり、ガンマ補正テーブル作成手段により制御部１９が本スキャン用入出力データの入力値に本スキャン用光量倍率を乗じて、ルックアップテーブルとして記憶部１８に格納する。
【００６０】
制御部１９は光量調節値が得られるとキャリッジ３の駆動部（図示せず）、光源制御部１０およびＣＣＤ制御部１２にスキャン開始信号を送出する。以下、本スキャンが行われるが、本スキャン時の光源制御部１０乃至シェーディング補正部１６の動作はプリスキャン時と同様であり、説明を省略する。
【００６１】
シェーディング補正部１６の出力信号Ｓ２’を入力したガンマ補正部１７では記憶部１８に記憶されている本スキャン用ガンマ補正テーブルの値を用いてシェーディング補正部１６で補正された光量信号Ｓ２’を階調変換して画像信号Ｓ３（図１０参照）を出力する。画像信号Ｓ３のカーブは図９のカーブを光量倍率分だけＸ軸方向に拡大したカーブとなり、０レベル近傍で急峻なカーブを示すガンマカーブをＸ軸方向に拡大することにより量子化誤差が低減する。
【００６２】
画像信号Ｓ３は更に補正部２１で色補正等の補正を施され、本スキャン画像データとしてインターフェイス２０を介してホスト６０に送信される。ネガフィルム１枚分のプリスキャンが終了した場合に制御部１９はインターフェイス２０を介して本スキャン終了信号をホスト６０に送出する。
【００６３】
２．ホスト側の動作
ホスト６０側では、第１のステップとして、インターフェイスを介して読取装置５０から初期設定終了信号を受信すると、プリスキャン指示信号と共にプリスキャン用ガンマ関数データを読取装置５０に送信する（Ｑ１）。
【００６４】
プリスキャン用ガンマ関数データ（図７）は、読取り装置５０でのプリスキャン時にベース濃度のオフセットをするためのデータを与える。
【００６５】
前述したステップ（Ｐ１）による初期化、並びに、シェーディング補正部１６による補正を経た信号Ｓ２’は、ガラス台１に何も原稿を置かない状態を出力最大値（ここでは２５５）として正規化がなされている。つまり、プリスキャン用ガンマ関数データ（図６、図７）における入力値（横軸）は、フィルムの透過率の値に相当する。
【００６６】
従って、フィルムの透過率の値を事前に把握しておけば、スキャナーの構成要素が有する個体差に関係無く、プリスキャン用ガンマ関数データ（図６、図７）を設定することが可能となる。
【００６７】
具体的には、フィルムは種類毎に色調が異なるので、予めカラーフィルムの種類毎にプリスキャン用ガンマ関数データを作成してホスト６０の格納装置（図示せず）に格納しておくことができ、ホスト６０（或いは読取装置５０）のオペレーションパネルでフィルムの種類を指定した場合に、読取装置５０から初期設定終了信号を受け取ったときホスト６０から読取装置５０に読み取るネガフィルムに対応したプリスキャン用ガンマ関数データを送るよう構成することができる。
【００６８】
第２のステップとして、撮影時の光量条件や階調度を得るための本スキャン用ガンマ関数データを得て読取装置５０に送出する。本スキャン用ガンマ関数データは撮影時の光量条件や階調度を得るために読取装置５０から受信したプリスキャン画像データを解析して作成される。
【００６９】
まず、ホスト６０は読取装置５０から１ライン分ずつに送られてくるネガフィルム１枚分のプリスキャン画像データをホスト６０の画像メモリーに順次格納し（Ｑ２ー１）、
プリスキャン終了信号を受信したとき、画像メモリーに格納した画像データの１画像分毎の全画素について［０〜２５５］に区分した階調度についてヒストグラム（出力分布（図８参照））を作成し（Ｑ２ー２）、
階調度の暗部閾値Ｗｍｉｎと明部閾値Ｂｍａｘを求め、ＷｍｉｎとＢｍａｘの座標を対数変換して得るガンマ関数を基に入力値と出力値を対応づけるガンマ関数データルックアップテーブルを作成し（Ｑ２ー３）、
ルックアップテーブル値を読取装置５０の本スキャン用ガンマ関数データ（図９）として本スキャン指示信号と共に送信する（ＳＱー４）。
【００７０】
本スキャン用ガンマ関数データは、読取装置５０におけるカラーネガフィルムの透過率と出力レベルの関係を表わすガンマカーブであり、読取り装置５０から出力される画像データの階調再現性を理想的なものにするために読取装置５０の入出力特性として図９に例示するようなガンマ関数カーブの値として求められる。
【００７１】
ヒストグラムは、画像メモリーに格納した本スキャン対象の画像データの１画像分毎の全画素について、各画素の階調度（輝度）を調べ［０〜２５５］に区分した階調度のうちどの階調度に該当するかを判定して、階調度毎に出現頻度を累積（カウント）することにより得ることができる。
【００７２】
暗部閾値Ｗｍｉｎは作成したヒストグラムにおいて階調度毎の累積値を階調度の低い方（白レベル＝０）から高い方に向って累積し、その累積値が全画素数に対し一定率（ＷＰ）を超えたときの階調度であり、明部閾値Ｂｍａｘは階調度毎の累積値を階調度の高い方（黒レベル＝２５５）から低い方に向って累積し、その累積値が全画素数の一定率（ＢＰ）を超えたときの階調度である。代表的にはＷＰ＝０．０５、ＢＰ＝０．０２が望ましいが、この値に限定されることなく、透過原稿の種類に応じて適切な値を設定することが望ましい。
【００７３】
ネガフィルムの入出力特性は対数座標上での直線にて近似できる。従って、ガンマ関数Ｆ（Ｔ）は、対数座標上で直線補間を行うための２点の座標を得ることにより求められる。２点Ｗ（Ｗｘ，Ｗｙ）、Ｂ（Ｂｘ，Ｂｙ）の各ｘ，ｙ座標は、
下記の式により求められる。
【００７４】
Ｗｘ＝Ｋ×ｌｏｇ（Ｗｍｉｎ／２５５）
Ｂｘ＝Ｋ×ｌｏｇ（Ｂｍａｘ／２５５）
Ｗｙ＝ＷＰｏｕｔ
Ｂｙ＝ＢＰｏｕｔ
Ｋ＝３．３２２＝１／ｌｏｇ（２）
ここでＷＰｏｕｔ、ＢＰｏｕｔは定数であり、代表的には、
ＷＰｏｕｔ＝−０．０６、ＢＰｏｕｔ＝−６を用いる。
【００７５】
求めるガンマ関数Ｆ（Ｔ）は、
Ｆ（Ｔ）＝ａ×Ｔ＋ｂとして求められ、
ここでＴ＝Ｋ×ｌｏｇ（ｔ／２５５）、
ａ＝（Ｗｙ−Ｂｙ）／（Ｗｘ−Ｂｘ）、
ｂ＝Ｂｙ−ａ×Ｂｘである。
【００７６】
また、ガンマ関数データは、ガンマ関数を線形座標［０−２５５］に正規化して、８−８ビットでネガフィルム読み取りのためのフィルム透過率ｔ［０−２５５］と出力値ｆ［０−２５５］を対応づけたルックアップテーブル（ガンマ関数データテーブル）の値である。
【００７７】
ガンマ関数データテーブルｆはネガフィルム透過率をｔとすると、
ｆ＝ＩＮＴ（２５５×２F(T)）
Ｔ＝Ｋ×ｌｏｇ（ｔ／２５５）
として得ることができる。
【００７８】
ここで、関数ＩＮＴは演算結果を整数化し、かつ２５５以上の数値は２５５として出力する関数である。
【００７９】
なお、以上のステップはＲ、Ｇ、Ｂの色毎に行われる。
【００８０】
第３のステップとして、読取装置５０から本スキャン画像データを受信するとそれを順次画像メモリーに格納し（Ｑ３ー１）、
読取装置５０から本スキャン終了信号を受信した場合、ホスト６０は受信した信号に全フィルム読取り終了を意味する信号があるか否かを調べ、全フィルム読取りが終了している場合には応用プログラム等の所定の処理の実行に制御を移行し、全フィルム読取りが終了していない場合にはプリスキャン指示信号を読取装置５０に送出する（Ｑ３ー２）。
【００８１】
なお、本カラー画像読取システムではプリスキャン用ガンマ関数データはホスト６０から最初に一度送出しておけば、読取装置５０側でプリスキャン用ガンマ補正データおよび光量倍率を記憶しているので、ステップＱ３ー２ではプリスキャン指示信号を出すだけでよいが、リセット時（プログラムや読取装置５０を原因とする処理の中断）にはプリスキャン用ガンマ関数データとプリスキャン指示信号を読取装置５０に送るためステップＱ１に制御を戻すようにする。
【００８２】
本実施形態では本発明の画像読取方法を読取装置５０とホスト６０からなる画像読取システムに適用した場合ついて述べたが、本発明の画像読取方法を読取装置５０側で行うように構成することもできる。この場合には、プリスキャン画像データを格納する画像メモリーを画像読取装置５０側に設け、ホスト６０側の動作を実行する各手段を読取装置５０のＲＯＭ（若しくは格納装置）に格納しておくよう構成すればよい。
【００８３】
なお、本実施の形態では本スキャン用ガンマ変換データテーブルを８−８ビットのルックアップテーブルとしているが、読取装置５０では１２ビット−１２ビットで処理しているので、ガンマカーブの急峻な部分のデータを密にするためにホスト６０側での本スキャン用ガンマ変換データテーブルを１２ビット−１２ビットで作成して読取り装置５０に送信するよう構成してもよい。
【００８４】
【実施例】
＜実施例１＞
図４は本発明のカラー画像読取装置の一実施例の概略構造を示す図であり、読取装置５０’は、箱型の筐体２の上にガラス等の透明板からなる原稿台１が設けられ、筐体２の内部には図示しない駆動装置により原稿台１に並行に移動するキャリッジ３が設けられて、このキャリッジ３に光源４とラインセンサー５が搭載されている。原稿台１の上方にはカラーネガフィルム等のような透過原稿を読むための光源６が設けられており、光源６は光源４と同様にキャリッジ３の移動に伴って移動するよう構成されている。光源４は原稿８が透過性原稿ではなく、その表面で光源からの光を反射する反射原稿の場合に用いるものであり、反射原稿の場合に図示しないオペレーションパネルの切換えボタン等を走査することにより光源４と光源６を切換えることができる。
【００８５】
光源６からの照射光は図示しない拡散板を介して原稿台１上の透過原稿および原稿台１を透過して集光レンズ７によりラインセンサー５に集光されるように構成されている。以下、原稿８がネガフィルムのような透過原稿の場合の光源制御およびセンサー信号処理については図１の説明と同様であり説明を省略する。
【００８６】
なお、原稿８が反射原稿の場合については図１で上述の光源切換え操作と同時に光源制御部１０による制御を光源４側に切換え、更に、プリスキャン並びに本スキャンにより得た画像データを出力する。
【００８７】
本実施例において、図２のプロセス１（初期設定）を実行する場合には原稿台１上の原稿８が置かれていない部分にて光源６をラインセンサー５からの出力が既定値Ｖ０となるまで点灯する。光源６からの照射光は図示しない拡散板を介して原稿台１を透過して集光レンズ７によりラインセンサー５に集光される。
【００８８】
＜実施例２＞
図５はカラー画像読取装置の他の実施例の概略構造を示す図であり、読取装置５０”には、箱型の筐体２’の内部上にカラーネガフィルム等の透明原稿８を保持する原稿ホルダー９が設けられ、原稿ホルダー９は図示しない駆動装置により光源６およびラインセンサー５に並行に移動し、また筐体２’の外部から透過原稿を装着可能に構成されている。原稿ホルダー９の上方には光源６が、下方にはラインセンサー５が設けられている。
【００８９】
また、光源６からの照射光は図示しない拡散板を介して原稿ホルダー９に保持されている透過原稿８を透過して集光レンズ７によりラインセンサー５に集光されるように構成されている。
【００９０】
本実施例において、図２のプロセス１（初期設定）を実行する場合には原稿ホルダー９の原稿８が装着されていない部分にて光源６をラインセンサー５からの出力が既定値Ｖ０となるまで点灯する。光源６からの照射光は図示しない拡散板を介して集光レンズ７によりラインセンサー５に集光される。
【００９１】
＜実施例３＞
図６は本発明におけるプリスキャンに用いるガンマ関数データの一実施例を示す図である。読取装置５０がプリスキャン用のガンマ関数データとして図６のガンマカーブ値を用いる場合には、プリスキャン用光量倍率は前述（図２のプロセスＰ２の説明参照）したように、光量倍率Ｃｒ＝Ｃｇ＝Ｃｂ＝１となりガンマ補正テーブルも入力＝出力となるので、スライドフィルムのようなポジフィルムを本発明の読取装置で読取る場合にも従来のように一旦ポジ／ネガ変換する必要がないという利点がある。
【００９２】
しかしながら、光量倍率がいずれも１であるため光量信号Ｓ２’を画像信号Ｓ３に変換する画像信号のカーブはＳ２’のカーブと同じになり、０レベル近傍で急峻なカーブを示すガンマカーブの特性による量子化誤差の低減は実現できない。
【００９３】
＜実施例４＞
図７は本発明におけるプリスキャンに用いるガンマ関数データの他の例を示す図であり、図６のカーブを改善したものである。
【００９４】
読取装置５０がプリスキャン用のガンマ関数データとして図７（ａ）或いは（ｂ）に示すカーブを用いる場合には、光量倍率は前述（図２のプロセスＰ２の説明参照）したように、Ｃｒ＝１、Ｃｇ＝２、Ｃｂ＝３となるので、光量信号Ｓ２’を画像信号Ｓ３に変換する画像信号のカーブは、０近傍で最も急峻値をとる順（Ｂ，Ｇ，Ｒの順）に３、２、１の順で重み付けがなされ、０レベル近傍で急峻なカーブを示すガンマ関数がそれぞれの重み分横軸方向に拡張され、プリスキャン画像の量子化精度が向上し、結果として本スキャン用ガンマ関数データの計算精度が向上する。
【００９５】
なお、図７（ａ）ではカーブの勾配が色毎に一定であり、出力変換テーブルの値も比例的であるが、実際には撮影時の色調は単純な比例ではなく曲線に比例するので、ホスト６０側で本スキャン用ガンマ関数データを作成する際に図７（ａ）のカーブを補正して実際のカーブに近いカーブとしたものが図７（ｂ）のカーブであり、図７（ｂ）のカーブを用いた場合は図６（ａ）のカーブを用いた場合より量子化精度が高まり、出力されるプリスキャン画像データの精度がより高くなる。
【００９６】
以上本発明の望ましい実施の形態及び実施例について説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能であることはいうまでもない。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、カラー原稿読取装置が原稿をセットしない状態で光量調整を行い積分光量基準値を得て、プリスキャン時にガンマ関数データから得られる光量倍率と積分光量基準値から積分光量調整値を得てプリスキャン光量をえることができ、この光量でスキャンすることによりスキャナーの構成要素が有する固体差のオフセットができることから、ユーザが必要としている情報レンジに対してセンサーの能力を最大限に活用することが可能となり、従来より高品質の画像データを得ることができる。
【００９８】
また、プリスキャンで得た画像データから本スキャン用のガンマ関数を得て、ガンマ補正テーブルを作成して出力補正部でセンサー出力を補正するので、センサーの出力値が示すガンマ特性による量子化誤差を低減でき、より高品質の画像データを得ることができる。
【００９９】
また、本発明の画像読取システムによれば本体装置側でヒストグラムの作成、ガンマ関数およびガンマ関数テーブルの作成等の複雑で大容量のメモリーを必要とする処理を行い、カラー画像読取装置側では光量倍率決定、光量調整値の計算、ガンマ補正テーブルの作成等、簡単な処理を行うだけで自動的にスキャナーの構成要素が有する固体差やベース濃度のオフセットや画像データの補正パラメータの決定ができるので、カラー画像原稿の種類が異なってもカラー画像読取装置側での処理の変更を要しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラー画像読取方法を適用したカラー画像読取システムの望ましい実施例の要部の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のカラー画像読取方法の実施例を示すプロセスチャートである。
【図３】イメージセンサーの積分光量と出力レベルとの関係を示す説明図である。
【図４】カラー画像読取装置の読取部の一実施例の概略構造を示す図である。
【図５】カラー画像読取装置の読取部の他の実施例の概略構造を示す図である。
【図６】プリスキャンに用いるガンマ関数データのカーブの例を示す図である。
【図７】プリスキャンに用いるガンマ関数データの他の実施例を示す図である。
【図８】ヒストグラム作成時の閾値の例を示す図である。
【図９】本スキャンに用いるガンマ関数データのカーブの例を示す図である。
【図１０】シェーディング補正後の信号（入力）とガンマ補正後の出力信号との関係を示す図である。
【図１１】本発明により得られた本スキャン用光量によるフィルム透過率とセンサー出力との関係を示す図である。
【符号の説明】
１  原稿台
５  ラインセンサー（イメージセンサー）
６  光源
８  ネガフィルム（カラー画像原稿）
５０，５０’，５０”  カラー画像読取装置
６０  本体装置
１００  カラー画像読取システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003649515.tif 000009
【図９】
0003649515.tif 000010
【図１０】
0003649515.tif 000011
【図１１】
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