(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿上の画像情報を入力するスキャナ手段を有し、該スキャナ手段によって同一の前記原稿に対して２度のスキャンを実行し、最初のプリ・スキャンによって入力した画像情報に基づいて、次の本スキャンによって入力した画像情報を処理する画像処理装置において、
前記スキャナをプリ・スキャンすることによって得られたプリ・スキャン画像情報の個々の画素の濃度レベル値から、原稿画像上の所定範囲の画像の濃度度数分布を表すデータを求める濃度度数分布取得手段と、
前記濃度度数分布取得手段によって取得した濃度度数分布を表すデータの最小の濃度レベル値を基準および累積の開始点として、濃度レベル値の高い方向に前記濃度度数値を累積演算して、濃度レベル値と累積演算値の関係を表す累積度数分布を求める累積度数分布取得手段と、
前記累積度数分布に近似する近似ベキ乗関数を算出し、算出した関数のベキ数からプリ・スキャン画像のトーン補正係数を表す第１のγ値を求める第１γ値取得手段と、
プリ・スキャンと本スキャンのそれぞれの解像度をパラメータとして、前記第１のγ値を本スキャン時のトーン補正係数を表す第２のγ値に変換するγ値変換手段と、
前記スキャナに対して本スキャンを実行して本スキャン画像情報を入力して、その濃度範囲を求め、求めた濃度範囲を表すデータと前記第２のγ値に基づいて、前記入力した本スキャン画像情報に対してトーン補正処理のための変換を実行する画像トーン補正手段と
を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記第１のγ値と前記濃度度数分布取得手段からのデータに基づいて、前記プリ・スキャン画像情報のトーン補正処理を実行する画像トーン補正手段と、
前記画像トーン補正手段からの出力を受けて表示する表示手段と、
前記表示手段への前記プリ・スキャン画像の表示に応答してオペレータから入力されるトーン補正指示を入力するトーン補正指示入力手段と、
前記トーン補正指示入力手段からトーン補正指示によって前記第１のγ値を補正して第１の補正済みγ値を生成するγ値補正手段、をさらに備え、
前記画像トーン補正手段は、前記第１の補正済みγ値を入力した際には前記画像トーン補正処理を実行して前記表示手段に出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記表示手段への前記プリ・スキャン画像の表示に応答してオペレータから入力される本スキャン開始指示を受けて、前記γ値変換手段は、前記表示装置に出力した画像を作成する際に前記画像トーン補正手段が使用した前記第１のγ値あるいは第１の補正済みγ値を入力して第２のγ値に本スキャン時のトーン補正係数を変換する
ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記γ値変換手段は、さらに読み取られた原稿の種類を表すパラメータを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項５】
処理対象画像の本スキャン時のトーン補正係数を決定するために実行されるプリ・スキャンは、該本スキャン時と異なる解像度で実行されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
原稿上の画像情報を入力するスキャナを有し、該スキャナによって同一の前記原稿に対して２度のスキャンを実行し、最初のプリ・スキャンによって入力した画像情報に基づいて、次の本スキャンによって入力した画像情報を処理する画像処理方法において、
前記スキャナをプリ・スキャンすることによって得られたプリ・スキャン画像情報の個々の画素の濃度レベル値から、原稿画像上の所定範囲の画像の濃度度数分布を表すデータを求める濃度度数分布取得ステップと、
前記濃度度数分布取得ステップによって取得した濃度度数分布を表すデータの最小の濃度レベル値を基準および累積の開始点として、濃度レベル値の高い方向に前記濃度度数値を累積演算して、濃度レベル値と累積演算値の関係を表す累積度数分布を求める累積度数分布取得ステップと、
前記累積度数分布に近似する近似ベキ乗関数を算出し、算出した関数のベキ数からプリ・スキャン画像のトーン補正係数を表す第１のγ値を求める第１γ値取得ステップと、
プリ・スキャンと本スキャンのそれぞれの解像度をパラメータとして、前記第１のγ値を本スキャン時のトーン補正係数を表す第２のγ値に変換するγ値変換ステップと、
前記スキャナに対して本スキャンを実行して本スキャン画像情報を入力して、その濃度範囲を求め、求めた濃度範囲を表すデータと前記第２のγ値に基づいて、前記入力した本スキャン画像情報に対してトーン補正処理のための変換を実行する画像トーン補正ステップと
を具備することを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
前記第１のγ値と前記濃度度数分布取得手段からのデータに基づいて、前記プリ・スキャン画像情報のトーン補正を実行する画像トーン補正ステップと、
前記画像トーン補正ステップで処理された出力を受けて表示部に出力する表示出力ステップと、
前記表示出力ステップによる前記プリ・スキャン画像の表示に応答してオペレータから入力されるトーン補正指示を入力するトーン補正指示入力ステップと、
前記トーン補正指示入力ステップで受けたトーン補正指示によって前記第１のγ値を補正して第１の補正済みγ値を生成するγ値補正ステップ、をさらに備え、
前記画像トーン補正ステップは、前記第１の補正済みγ値を入力した際には前記画像トーン補正ステップ、前記表示出力ステップ処理を実行する
ことを特徴とする請求項６に記載の画像処理方法。
【請求項８】
前記表示部ステップによる前記プリ・スキャン画像の表示に応答してオペレータから入力される本スキャン開始指示を受ける本スキャン開始指示入力ステップをさらに備え、前記γ値変換ステップは、前記本スキャン開始指示入力ステップで本スキャン開始指示入力を受けた際に、前記表示装置に出力した画像を作成する際に前記画像トーン補正手段が使用した前記第１のγ値あるいは第１の補正済みγ値を入力して第２のγ値に本スキャン時のトーン補正係数を変換する
ことを特徴とする請求項７に記載の画像処理方法。
【請求項９】
前記γ値変換ステップにおいて前記変換の際に使用されるパラメータは、さらに読み取られた原稿の種類を表すパラメータを有することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項１０】
処理対象画像の本スキャン時のトーン補正係数を決定するために実行されるプリ・スキャンは、該本スキャン時と異なる解像度で実行されることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の画像処理方法。
【請求項１１】
スキャナをプリ・スキャンして画像情報を入力する画像入力ステップと、
前記画像入力ステップで得られたプリ・スキャン画像情報を入力し、個々の画素の濃度レベル値から、原稿画像上の所定範囲の画像の濃度度数分布を表すデータを求める濃度度数分布取得ステップと、
前記濃度度数分布取得ステップによって取得した濃度度数分布を表すデータの最小の濃度レベル値を基準および累積の開始点として、濃度レベル値の高い方向に前記濃度度数値を累積演算して、濃度レベル値と累積演算値の関係を表す累積度数分布を求める累積度数分布取得ステップと、
前記累積度数分布に近似する近似ベキ乗関数を算出し、算出した関数のベキ数からプリ・スキャン画像のトーン補正係数を表す第１のγ値を求める第１γ値取得ステップと、
プリ・スキャンと本スキャンのそれぞれの解像度をパラメータとして、前記第１のγ値を本スキャン時のトーン補正係数を表す第２のγ値に変換するγ値変換ステップと、
前記スキャナに対して本スキャンを実行して本スキャン画像情報を入力して、その濃度範囲を求め、求めた濃度範囲を表すデータと前記第２のγ値に基づいて、前記入力した本スキャン画像情報に対してトーン補正処理のための変換を実行する画像トーン補正ステップと
を実行するプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１２】
請求項１１に記載の記憶媒体において、
前記記憶媒体として、サーバ・コンピュータおよびクライアント・コンピュータが読むことができるプログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスク、ハード・ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭを用いることを特徴とする記憶媒体。
【請求項１３】
請求項１１または〜１２のいずれかに記載の記憶媒体において、
前記記憶媒体は、サーバ・コンピュータおよびクライアント・コンピュータに着脱可能であることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置および画像処理方法に関し、より詳細には、スキャナをプリ・スキャンさせて読み取った画像情報の画像内容、読取条件から本スキャン時の画像の濃度特性を変換するトーン補正係数を決定する画像処理装置および画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、画像入力装置の処理機能として、入力したプリ・スキャン画像データをもとに、処理すべき画像に適したフィルタ処理及びガンマ補正処理（ヒストグラム適正化）等のパラメータを決定し、同パラメータを用いて本スキャン画像のフィルタ処理およびガンマ補正処理を実施して画像品質を向上させることが行われている。
【０００３】
フィルタ処理は画像の局所的な特徴を強調、もしくは改善して原稿画像の画質を改善するものであり、ノイズ感を軽減する積分フィルタや、画像内のエッジを強調してメリハリ感をつける微分フィルタ等がある。
【０００４】
もう一つのガンマ補正処理は、画像濃度の階調補正を行う処理である。濃度の階調補正の例としては、濃度値の取り得る範囲を一様に引き伸ばしたり縮めたりする処理、特定の濃度領域を他の部分より伸長または圧縮する非線形変換等がある。
【０００５】
また処理対象画像に対して適切なトーン・カーブを用いてガンマ補正処理を施すものとして特開２０００−２３６４５２号公報がある。このガンマ補正方法では、プリ・スキャン（粗読取り）入力画像のヒストグラムから分布の傾向を示す代表値を求め、この代表値を基にトーン・カーブの修正を行い本スキャン画像のガンマ補正処理に適用している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の手法による本スキャン画像データに対するガンマ補正処理が良好に行われるためには、プリ・スキャン画像データにおけるヒストグラム分布と本スキャン画像データにおけるヒストグラム分布が同じ比率で分布している必要がある。しかし実際には、プリ・スキャン画像の解像度は本スキャン画像の解像度より低い場合がほとんどであり、この場合プリ・スキャン画像のヒストグラム分布は解像度が低いほど平均値に近づくため解像度のより高い本スキャン画像のヒストグラム分布とは異なる。したがって、プリ・スキャン画像のヒストグラムから最適化されたトーン補正係数は厳密には本スキャン画像に対する最適なトーン補正係数とはならない。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、プリ・スキャン入力された原稿画像上の全指定範囲のヒストグラム分布特性から算出したトーン補正係数を用いて本スキャン画像に対しても最適なトーン補正係数を決定、ガンマ補正処理を施すことができる画像処理装置もしくは画像処理方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、原稿上の画像情報を入力するスキャナ手段を有し、該スキャナ手段によって同一の前記原稿に対して２度のスキャンを実行し、最初のプリ・スキャンによって入力した画像情報に基づいて、次の本スキャンによって入力した画像情報を処理する画像処理装置において、前記スキャナをプリ・スキャンすることによって得られたプリ・スキャン画像情報の個々の画素の濃度レベル値から、原稿画像上の所定範囲の画像の濃度度数分布を表すデータを求める濃度度数分布取得手段と、前記濃度度数分布取得手段によって取得した濃度度数分布を表すデータの最小の濃度レベル値を基準および累積の開始点として、濃度レベル値の高い方向に前記濃度度数値を累積演算して、濃度レベル値と累積演算値の関係を表す累積度数分布を求める累積度数分布取得手段と、前記累積度数分布に近似する近似ベキ乗関数を算出し、算出した関数のベキ数からプリ・スキャン画像のトーン補正係数を表す第１のγ値を求める第１γ値取得手段と、プリ・スキャンと本スキャンのそれぞれの解像度をパラメータとして、前記第１のγ値を本スキャン時のトーン補正係数を表す第２のγ値に変換するγ値変換手段と、前記スキャナに対して本スキャンを実行して本スキャン画像情報を入力して、その濃度範囲を求め、求めた濃度範囲を表すデータと前記第２のγ値に基づいて、前記入力した本スキャン画像情報に対してトーン補正処理のための変換を実行する画像トーン補正手段とを具備することを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置であって、前記第１のγ値と前記濃度度数分布取得手段からのデータに基づいて、前記プリ・スキャン画像情報のトーン補正処理を実行する画像トーン補正手段と、前記画像トーン補正手段からの出力を受けて表示する表示手段と、前記表示手段への前記プリ・スキャン画像の表示に応答してオペレータから入力されるトーン補正指示を入力するトーン補正指示入力手段と、前記トーン補正指示入力手段からトーン補正指示によって前記第１のγ値を補正して第１の補正済みγ値を生成するγ値補正手段、をさらに備え、前記画像トーン補正手段は、前記第１の補正済みγ値を入力した際には前記画像トーン補正処理を実行して前記表示手段に出力することを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像処理装置であって、前記表示手段への前記プリ・スキャン画像の表示に応答してオペレータから入力される本スキャン開始指示を受けて、前記γ値変換手段は、前記表示装置に出力した画像を作成する際に前記画像トーン補正手段が使用した前記第１のγ値あるいは第１の補正済みγ値を入力して第２のγ値に本スキャン時のトーン補正係数を変換することを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の画像処理装置であって、前記γ値変換手段は、さらに読み取られた原稿の種類を表すパラメータを有することを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の画像処理装置であって処理対象画像の本スキャン時のトーン補正係数を決定するために実行されるプリ・スキャンは、該本スキャン時と異なる解像度で実行されることを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明は、原稿上の画像情報を入力するスキャナを有し、該スキャナによって同一の前記原稿に対して２度のスキャンを実行し、最初のプリ・スキャンによって入力した画像情報に基づいて、次の本スキャンによって入力した画像情報を処理する画像処理方法において、前記スキャナをプリ・スキャンすることによって得られたプリ・スキャン画像情報の個々の画素の濃度レベル値から、原稿画像上の所定範囲の画像の濃度度数分布を表すデータを求める濃度度数分布取得ステップと、前記濃度度数分布取得ステップによって取得した濃度度数分布を表すデータの最小の濃度レベル値を基準および累積の開始点として、濃度レベル値の高い方向に前記濃度度数値を累積演算して、濃度レベル値と累積演算値の関係を表す累積度数分布を求める累積度数分布取得ステップと、前記累積度数分布に近似する近似ベキ乗関数を算出し、算出した関数のベキ数からプリ・スキャン画像のトーン補正係数を表す第１のγ値を求める第１γ値取得ステップと、プリ・スキャンと本スキャンのそれぞれの解像度をパラメータとして、前記第１のγ値を本スキャン時のトーン補正係数を表す第２のγ値に変換するγ値変換ステップと、前記スキャナに対して本スキャンを実行して本スキャン画像情報を入力して、その濃度範囲を求め、求めた濃度範囲を表すデータと前記第２のγ値に基づいて、前記入力した本スキャン画像情報に対してトーン補正処理のための変換を実行する画像トーン補正ステップとを具備することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の画像処理方法であって、前記第１のγ値と前記濃度度数分布取得手段からのデータに基づいて、前記プリ・スキャン画像情報のトーン補正を実行する画像トーン補正ステップと、前記画像トーン補正ステップで処理された出力を受けて表示部に出力する表示出力ステップと、前記表示出力ステップによる前記プリ・スキャン画像の表示に応答してオペレータから入力されるトーン補正指示を入力するトーン補正指示入力ステップと、前記トーン補正指示入力ステップで受けたトーン補正指示によって前記第１のγ値を補正して第１の補正済みγ値を生成するγ値補正ステップ、をさらに備え、前記画像トーン補正ステップは、前記第１の補正済みγ値を入力した際には前記画像トーン補正ステップ、前記表示出力ステップ処理を実行することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の画像処理方法前記表示部ステップによる前記プリ・スキャン画像の表示に応答してオペレータから入力される本スキャン開始指示を受ける本スキャン開始指示入力ステップをさらに備え、前記γ値変換ステップは、前記本スキャン開始指示入力ステップで本スキャン開始指示入力を受けた際に、前記表示装置に出力した画像を作成する際に前記画像トーン補正手段が使用した前記第１のγ値あるいは第１の補正済みγ値を入力して第２のγ値に本スキャン時のトーン補正係数を変換することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９に記載の発明は、請求項６〜８のいずれかに記載の画像処理方法であって、前記γ値変換ステップにおいて前記変換の際に使用されるパラメータは、さらに読み取られた原稿の種類を表すパラメータを有することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項６〜９のいずれか１項に記載の画像処理方法であって、処理対象画像の本スキャン時のトーン補正係数を決定するために実行されるプリ・スキャンは、該本スキャン時と異なる解像度で実行されることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１１に記載の発明は、プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、スキャナをプリ・スキャンして画像情報を入力する画像入力ステップと、前記画像入力ステップで得られたプリ・スキャン画像情報を入力し、個々の画素の濃度レベル値から、原稿画像上の所定範囲の画像の濃度度数分布を表すデータを求める濃度度数分布取得ステップと、前記濃度度数分布取得ステップによって取得した濃度度数分布を表すデータの最小の濃度レベル値を基準および累積の開始点として、濃度レベル値の高い方向に前記濃度度数値を累積演算して、濃度レベル値と累積演算値の関係を表す累積度数分布を求める累積度数分布取得ステップと、前記累積度数分布に近似する近似ベキ乗関数を算出し、算出した関数のベキ数からプリ・スキャン画像のトーン補正係数を表す第１のγ値を求める第１γ値取得ステップと、プリ・スキャンと本スキャンのそれぞれの条件をパラメータとして、前記第１のγ値を本スキャン時のトーン補正係数を表す第２のγ値に変換するγ値変換ステップと、前記スキャナに対して本スキャンを実行して本スキャン画像情報を入力して、その濃度範囲を求め、求めた濃度範囲を表すデータと前記第２のγ値に基づいて、前記入力した本スキャン画像情報に対してトーン補正処理のための変換を実行する画像トーン補正ステップとを実行することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の記憶媒体において、前記記憶媒体として、サーバ・コンピュータおよびクライアント・コンピュータが読むことができるプログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスク、ハード・ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭを用いることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１３に記載の発明は、請求項１１または〜１２のいずれかに記載の記憶媒体において、前記記憶媒体は、サーバ・コンピュータおよびクライアント・コンピュータに着脱可能であることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態による画像処理装置の動作の概要をフローチャートにしたがって説明した後、本発明の主たる要件である本スキャン用トーン補正係数（以下γ係数と呼ぶ）決定処理に関して詳しく述べる。
【００２５】
本実施形態における画像処理装置は、まずプリ・スキャン時に低解像度で読み取ったプレビュー画像に基づいてプレビュー画像を最適化するプレビュー用γ係数の算出を行う。次に、プレビュー用γ係数をあらかじめ設けたγ変換テーブルで変換して、本スキャン時に読み取る本スキャン画像用の濃度を最適化する濃度変換テーブル（以下γテーブルと呼ぶ）を作成し、作成した濃度変換テーブルを使用して、本スキャン時に読み取った本スキャン画像の濃度を変換する。ここで、γ変換テーブルは、原稿の種類毎に設けられ、プリ・スキャン時と本スキャン時の解像度に関係付けられている。
【００２６】
図１は、第１の実施形態による画像処理装置の画像読み取り、そして画像処理の概略手順を表すフローチャートであり、これにしたがって説明を行う。
【００２７】
まず本画像処理装置は、ステップＳ１００で処理が開始された後、ステップＳ１０２で画像読み取り装置から読み取った比較的低解像度のプレビュー画像データを入力し、同時にプレビュー画像上において最終的に保存するべき本スキャン読み取り範囲の情報を得る。
【００２８】
次に、ステップＳ１０４で、後述されるプレビュー用γ係数算出手法により、プレビュー画像上の読み取り指定範囲内の濃度分布に基づいてプレビュー用γ係数を求める演算が行われる。
【００２９】
次にステップＳ１０６で、プレビュー画像の濃度分布に基づいて算出されたγ係数と濃度分布からの情報から濃度変換のためのγテーブルを作成してステップＳ１０２で入力したプレビュー画像データに対して濃度変換処理を行い、プレビュー用画像データを生成する。このプレビュー用画像データは、表示装置に送られ、オペレータに対してその濃度変換結果を表示する。この後ステップＳ１１０に進み、表示した画像に対するオペレータ応答を入力する。この表示された濃度変換結果がオペレータの意図に合致しているとのオペレータ応答を受けた場合、ステップＳ１１２に進んで、本スキャンデータの処理に移行する。
【００３０】
ステップＳ１１０でオペレータ応答がγ微調整指示であれば、オペレータ指示にしたがって新たなγ係数を生成し、ステップＳ１０６に戻る。この場合のステップＳ１０６からＳ１１８のループは、オペレータ応答にしたがってγテーブルを微調整するための処理であり、ステップＳ１０８で再度プレビュー画像を表示し、ステップＳ１１０でオペレータ指示を待つ。
【００３１】
ステップＳ１１２以降において、オペレータの本来の目的である処理が実行される。まず、ステップＳ１１２において、それまでのγ係数値を使用して、オペレータの目的とする本スキャン時の指定解像度に対応した本スキャン用γ係数の算出を行い、そして濃度変換のためのγテーブルの作成を行う。この本スキャン用γ係数の算出の詳細は後述する。
【００３２】
次にステップＳ１１４で、オペレータの指定した解像度で原稿を読み取る（本スキャン動作）。そして、ステップＳ１１６で、読み取った画像データの濃度値の最小値、最大値を得て、入力した画像データの濃度範囲を検出し、ステップＳ１１８に進む。ステップＳ１１８では、先に確定した本スキャン用γ係数と濃度範囲を基に作成されたγテーブルを用いて、受信した原稿画像（本スキャン画像）データの変換を行うことにより、すなわち入力画像の濃度分布の最適化を行うことにより、原稿画像の内容に応じて最適な濃度階調調整が行われた画像データを作成する。
【００３３】
なお、上記説明ではγテーブルを使用した本スキャン画像の濃度分布最適化を画像処理装置が行ったが、画像読み取り装置に外部からγテーブルを受け付けて処理する機能がある場合には、ステップＳ１１４の本スキャン動作に先だって画像処理装置から画像読み取り装置へγテーブルを転送し、画像読み取り装置で濃度分布の最適化、すなわち送ったγテーブルによる濃度変換を行う構成も可能である。
【００３４】
次に、本実施形態におけるプレビュー用γ係数算出手順を、フローチャート、度数分布図の実例をあげて、詳細に説明する。
【００３５】
図２は、第１の実施形態によるプレビュー用γ係数算出を説明するフローチャートであり、ステップＳ１０４の詳細を示している。図３は、ある濃度分布を示す原稿を例にとって、γ係数算出の具体例を示す図である。
【００３６】
図２のステップＳ２０２において、はじめに各色毎の濃度度数分布を作成し、この作成した各色毎の濃度度数分布を加算合成することにより全色成分の合成度数分布を演算する。ここで、各色の濃度値は、カラー・バランスが取れているものと仮定している。
【００３７】
次にステップＳ２０４で、各色の合成濃度度数分布から、濃度０（ゼロ。すなわち黒）側より、実際に度数分布が存在する濃度値の最小値（以降はＳｈａｄｏｗ値と呼ぶ）と最大値（以降はＨｉｇｈｌｉｇｈｔ値と呼ぶ）を検索しつつ、ステップＳ２０６で、それぞれの濃度の度数の累積値を、この最小値から最大値の方向に、濃度値を変数にして計算する。この結果、濃度値ｄを変数にした累積値ｈ（ｄ）が得られる。
【００３８】
次に、ステップＳ２０８で、算出されたそれぞれの濃度の度数の累積値から、言い替えれば累積値が表す曲線ｈ（ｄ）と以下の関数値とを比較し、最小自乗法を使用して近似するベキ乗関数のベキ数Ｇを求める。
ｇ（ｄ）＝Ｍ（ｄ−Ｓｈａｄｏｗ）＾Ｇ
ここで、演算子Ａ＾ＢはＡのＢ乗を表す演算子であり、Ｍは近似させる際に使用する任意の数であり、最大値を合わせるための数である。ここで、上述した式と実際に比較される累積値が表す曲線ｈ（ｄ）は、８ビット表現の場合、Ｓｈａｄｏｗ値未満の範囲を０、Ｈｉｇｈｌｉｇｈｔ値およびこれを越える範囲を２５５にノーマライズしたｈ’（ｄ）が使用される。
【００３９】
図３に示す例において、３１から２５５の範囲に、上述した方法で求めたγ＝１．９９のグラフを、累積値と重ね合わせて示している。ここで、重ね合わせる際に、ベキ乗関数の表す曲線が累積値の最大値の点を通るようにノーマライズさせている。
【００４０】
以上の様にして濃度分布を一様に変換するベキ乗関数、すなわちγ係数が得られるが、元画像の種類の内容によっては元画像の持つ調子も失われてしまう場合も想定されるので、所与のパラメータＴを使用して、
プレビュー画面用γ係数＝（Ｇ＾Ｔ）、０＜Ｔ＜１．０
にてプレビュー画像に対して演算を施す。ここで、Ｔは、プレビュー画像の濃度分布に基づいて算出されたγ係数に対して、さらに濃度補正する程度を制御する所与のパラメータであり、このパラメータＴは１．０の場合に、パラメータＴによって補正する補正量がゼロであり、０．０に向かって補正量が多くなる。補正量全体から見れば、Ｔ＝１のときに補正量が大きく、原稿の濃度分布をもっとも一様になるように補正し、０．０の場合には補正量がゼロであり、入力された濃度分布に影響を与えない。初期値は、Ｔ＝１である、この場合、算出されたγ係数をそのまま使用したガンマ補正テーブルを作成し、使用することになる。
【００４１】
このようにして得られるγ係数による変換テーブルは、一般的には、図４あるいは図５に示すようなγテーブルになる。たとえば濃度分布が非常に黒側に偏っている場合には図４に示すようなガンマ特性（ガンマ≒０．２４）、また白側へやや偏りのある場合には図５に示すようなγ特性（ガンマ≒１．６）となる。なお、図４、図５においては、濃度分布の最小値が８ビット表現で０（１６進表記で００ｈ）、最大値が８ビット表現で２５５（１６進表記でＦＦｈ）の場合を示し、横軸が入力濃度レベルで、縦軸が出力濃度レベルである。
【００４２】
上述した濃度変換テーブルを作成するアルゴリズムによれば、度数分布が集中する濃度領域（範囲）のコントラストを高くする濃度変換テーブルを得られるため、階調の整った画像へ変換することが可能となる。
【００４３】
次に、本スキャン指定解像度に対応したγ係数反映テーブルおよび高解像度時における画像データの濃度分布図の実例をあげて、本実施形態における本スキャン用γ係数算出手順を詳細に説明する。
【００４４】
図６は、第１の実施形態による本スキャン用γ係数反映テーブルである。この図は、実験的に決められた写真原稿読取時における解像度によるγ倍率変移を示している。たとえば、解像度６００ｄｐｉの写真原稿に対して最適なγ値は、その１／８の解像度とした場合に１／１．０８７になること、言い替えれば、７５ｄｐｉで原稿を読み取った画像の最適γ値は、６００ｄｐｉで読み取る場合に、その１．０８７倍としたγ値が最適なγ値となることを示している。
【００４５】
まず、図６に示す変換テーブルに、プリ・スキャン時の解像度とオペレータが指定する本スキャン時の解像度を入力し、プリ・スキャン時のγ値に対応した本スキャン時のγ係数倍率Ｋｇを求める。そして、このγ係数倍率Ｋｇと先に求めたプレビュー用γ係数Ｇから、
Ｇ’    ＝  Ｋｇ×Ｇ
なる本スキャン用γ係数Ｇ’を算出する。
【００４６】
本スキャンの入力画像データに対してはプレビュー用γテーブル作成時と同様本スキャン用γ係数Ｇ’を使用してγテーブルを作成し、作成したγテーブルを使用して本スキャンで読み取った画像の濃度変換を実行することにより読取解像度に最適な濃度階調変換を施すことが可能となる。
【００４７】
図７は、図３に示したと同様の原稿を、図３に示した場合よりも高い解像度４００ｄｐｉで読み取った画像データの濃度分布を示している。この図のγ値は２．１３であり、濃度レベル１１〜２５５の範囲に分布している。図３においては、それぞれ１．９９、３１〜２５５である。読取解像度の比較的低い図３のプレビュー画像における濃度分布は、近傍の画素データとの平均値に近づくため図７のような本スキャン画像の濃度分布よりヒストグラム形状が平滑になり、また分布の様子も若干変化する。その結果最適な濃度変換テーブルも、写真原稿が同じ場合であっても解像度に応じて異なることが理解される。すなわち、濃度範囲に変化が生じ、またその度数分布にも変化が生じている。図３と図７から理解されるように、図３に示すプリ・スキャン時の総画素数は累積値の最大値から約５４万であり、図７に示す本スキャン時の総画素数は累積値の最大値から約１５８０万である。したがって、プリ・スキャン時のデータ量は、処理時間短縮のために、本スキャン時の約１／２９に低減されていることが理解される。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態の画像処理装置によれば、入力原稿画像上の指定範囲における合成濃度度数分布から累積度数分布を求め、この累積度数分布に近似したベキ乗関数を算出し、さらには指定された本スキャン解像度に対応したγ係数を、ベキ乗関数のベキ数から算出することにより、画像に最適な濃度変換テーブルを作成して濃度階調を最適化することが可能となる。
【００４９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態による画像処理装置は、原稿種別に応じた本スキャン用γ係数反映テーブルを具備し、プレビュー用γ係数、本スキャン指定解像度、原稿種類の３つのパラメータを用いて本スキャン用のγ係数の算出およびγテーブルの作成を行い、本スキャン画像の濃度を最適化する機能を持つ。以下、写真原稿およびイラスト原稿を例に説明する。
【００５０】
図８は、第２の実施形態による画像処理装置の本スキャン用γ係数反映テーブルを表す図である。ここで、写真原稿およびイラスト原稿におけるテーブルは実験的に決められた原稿読取時における解像度によるγ倍率変移を示している。一般的にイラスト原稿は均一色で占められる面積が写真原稿に比べて大きいため高解像度化に伴うγ係数の変移が少ない。
【００５１】
第２の実施形態によれば、特徴の異なる原稿に対しても本スキャン画像に対してそのスキャンに適した濃度階調へ変更することが可能となる。
【００５２】
図９は、上述したそれぞれの実施形態について、本発明を分かり易く説明するためのブロック・ダイヤグラムである。図９を簡単に説明する。図９において、スキャナ９００からの画像データは、ハード・ディスクなどの大容量記憶媒体から構成される格納部９０１に一時的に格納される。格納されたデータは、濃度変換部９２１に、あるいは濃度変換部９２１で実行する濃度変換のためのトーン補正係数算出のために符号９１０で示すブロックに入力される。濃度変換部９２１の出力は、表示装置に送られたり、あるいは格納装置に格納されたり、あるいは印刷装置などの出力装置に送られる。
【００５３】
符号９１０〜９１３の部分は、プリ・スキャンして得たプリ・スキャン画像を処理して、プリ・スキャン画像に適したトーン補正係数を得るブロックであり、図１のステップ１０４に相当する。ここでは、最終的に近似ベキ乗関数のベキ数が、トーン補正係数を意味するγ値として得られる。
【００５４】
符号９１０では、プリ・スキャン画像を入力して、各画素データの最小値と最大値を求める処理をしながら、濃度度数分布を算出する。ここで得た濃度値の最小値と最大値は、符号９２０で示す補正テーブルの作成部に送られる。また、濃度度数分布のデータは、符号９１１で示すブロックで累積度数分布が作成され、さらにこの累積度数分布の最小値と最大値は、原稿の画像そしてプリ・スキャン条件に特有の個別の値を有しているため、あらかじめ定めた範囲、たとえば最小値を０とし、最大値を２５５として、ノーマライズした累積度数分布を得る。このノーマライズされた累積度数分布のデータは、符号９１３に示す近似レベル確認のブロックに入力される。このブロック９１３は、ブロック９１１からのデータを受けて、このデータに近似する近似ベキ乗関数演算のブロック９１２を制御し、最小自乗法を使用して、最終的に近似ベキ乗関数のベキ数を求める。
【００５５】
ブロック９１２からのベキ数は、トーン補正係数、すなわちγ係数としてブロック９１４に送られる。このブロックは、プリ・スキャン画像から得られたγ係数を補正するブロックであり、上述したようにオペレータの指示により、微調整される。しかしながら、プリ・スキャン直後においては入力されたγ係数値は、そのままブロック９２０に送られ、ブロック９１０からの濃度値の最小値と最大値を含めた入力データに基づいて、補正テーブル、この場合は、プリ・スキャン画像用の補正テーブルを作成する。作成された補正テーブルは、ブロック９２１に送られ、ここで、プリ・スキャン画像の濃度変換が行われる。濃度変換後のデータは、そのデータがプリ・スキャン画像の場合は、表示装置に送られ、オペレータに提示される。オペレータは、提示された画像を観察し、必要がある場合は、ブロック９１４を操作し、γ係数値を微調する。
【００５６】
以上に説明した処理においては、ブロック９２０、９２１はプリ・スキャン画像を処理している。次に、以上の動作、あるいは処理の結果、オペレータからの本スキャン指示を受けると、ブロック９１０、９２０、９２１は本スキャン画像に対して処理を実行する。まず、オペレータからの本スキャン指示を受けると、その時点で、ブロック９１４に保存されているプリ・スキャン画像に対するγ係数は、オペレータがプリ・スキャン画像に対して表示装置で確認した、あるいは微調整して最終的にｏｋとしたトーン補正係数である。このトーン補正係数（γ係数）は、プリ・スキャン時の解像度、本スキャン時の解像度、原稿種類の情報を入力している本スキャン用γ係数変換のブロック９３０に入力され、本スキャン用のγ係数に変換される。ブロック９２０は、本スキャン時においては、ブロック９３０からのγ係数を入力する。
【００５７】
同時に、スキャナ９００は本スキャン時の条件で原稿画像をスキャンして、格納部９０１に本スキャン画像を格納する。この後、ブロック９１０は、格納部からのデータを読み出し、プリ・スキャン時と同じように、濃度レベルの最小値と最大値を取得してブロック９２０に送る。
【００５８】
ブロック９１０からの最小／最大値、そしてブロック９３０からの本スキャン用γ値を得てブロック９２０は、本スキャン画像の輝度変換用の濃度補正テーブルを作成する。作成された濃度補正テーブルは、ブロック９２１で、本スキャン画像の濃度変換に使用され、変換された本スキャン画像は、たとえば印刷装置、格納装置等に出力される。
【００５９】
ここで、ブロック９２０において、補正テーブルは以下の様に作成される。たとえば、ブロック９１４あるいはブロック９３０からのγ係数のみでは、たとえば図４、図５に示すような変換特性しか得られない。この変換特性では、たとえば図３に示すように濃度レベルが３１から２５５（８ビットの場合）の場合、変換後の濃度値は、図４に示す変換特性の場合は約１１０〜２５５の範囲に、また図５に示す変換特性の場合は、約９〜２５５の範囲に変換されてしまう。このような変換ではなく、入力した濃度レベルの範囲に対して図４あるいは図５のような曲線を適用するように、ブロック９２０は、最小／最大値を入力する。たとえば、図３に示すγ＝１．９９の曲線のように、入力濃度レベルの０から３０までは出力値として０とし、入力濃度レベルの３１から２５５の範囲の入力濃度値に対して、図５に示すようなγ＝１．９９の曲線を（２５６−３１）／２５６＝０．８７９に水平方向に圧縮した形に変換し、そして合成した変換特性としている。
【００６０】
上述したように変換テーブルを作成した場合、最小の濃度レベルは、たとえばレベル３１は出力濃度レベルとしてゼロに変換することができる。すなわち、このように変換した場合、変換しない場合よりも濃度範囲が拡大するようになる。また、変換後の最小濃度値を変換前の最小濃度値と等しくするように変換することも可能である。
【００６１】
第１および第２の実施形態において説明した画像処理装置および画像処理手段では、指定された範囲を同一の画像種別であるものとして処理を行ったが、本発明に係る判定を行うに先立ち、簡便な評価関数または判定関数により画像の特徴が類似する部分に分割した後に、各部分について本発明に係る判定を行うことは本発明の範疇に属する。
【００６２】
上で言及した簡便な評価関数または判定関数により画像の特徴が類似する部分に分割する手順については、従来より像域分離処理として知られている技術であり、ここで詳細を記述することはしない。
【００６３】
なお、本発明は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム・コードを記憶した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラム・コードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００６４】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラム・コード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラム・コードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００６５】
プログラム・コードを供給するための記憶媒体としては、たとえば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハード・ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【００６６】
また、コンピュータが読み出したプログラム・コードを実行することによって、前述した実施の形態の機能が実現される他、そのプログラム・コードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施の形態の機能が実現され得る。
【００６７】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラム・コードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラム・コードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施の形態の機能が実現され得る。
【００６８】
本発明は、前述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム・コードを記録した記憶媒体からそのプログラムを、パソコン通信など通信ラインを介して要求者にそのプログラムを配信する場合にも適用できることは言うまでもない。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、プリ・スキャン入力された原稿画像の所定エリアの濃度度数分布データから算出された、プリ・スキャン画像に対して最適な濃度変換を与えるγ係数値を求め、この係数値から本スキャン画像データに対してトーン補正処理を行うためのγ係数をあらかじめ定めたテーブルによって求めるようにしているので、本スキャンして得た画像データを本スキャン画像データにとって最適な濃度階調への変換することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による画像処理装置の概略処理手順を表すフローチャートである。
【図２】本発明の第１の実施形態による画像処理装置のプレビュー用γ係数算出手順を表すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態によるプレビュー用γ係数算出のための演算概要を示す図である。
【図４】本発明の実施形態により得られる写真原稿に適したγテーブルの一例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態により得られる写真原稿に適したγテーブルの他の一例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による本スキャン用γ係数反映テーブルを示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態による本スキャン入力画像データの濃度度数分布、累積度数分布を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による本スキャン用γ係数反映テーブルである。
【図９】本発明を説明するブロック図である。
【符号の説明】
９００    スキャナ
９０１    格納部
９１０    濃度の最小値／最大値、濃度度数分布処理部
９１１    累積度数分布、ノーマライズ処理部
９１２    近似ベキ乗関数演算部
９１３    近似レベル確認部
９１４    γ係数微調整部
９２０    補正テーブル作成部
９２１    濃度変換部
９３０    本スキャン用γ係数変換
【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】
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【図９】
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