(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原画像を読み取り、それぞれ所定の画素値をもった画素の二次元配列によって構成される元画像データを生成する元画像データ生成手段と、
前記元画像データを構成する二次元画素配列における画素値の空間周波数分布を修正するための空間フィルタを設定するフィルタ設定手段と、
設定された空間フィルタに基づいて、前記元画像データに対するフィルタ処理を実行し、修正画像データを出力するフィルタ処理手段と、
を備え、グラビア印刷に適した修正画像データを得るための画像処理装置において、
「細い線を強調するか／太い線を強調するか」の程度を示す第１のパラメータｐと、「輪郭が鮮明な画像を得るか／輪郭が不鮮明な画像を得るか」の程度を示す第２のパラメータｑと、「モアレの多い画像を得るか／モアレの少ない画像を得るか」の程度を示す第３のパラメータｃ（ｃ≧ｐ）との３つのパラメータを入力するパラメータ入力部と、
第１の座標軸に空間周波数ｆをとり、第２の座標軸に振幅倍率γをとった二次元座標系において、座標点を点（ｆ，γ）と表現したときに、点Ｑ１（０，１），点Ｑ２（ｐ，ｑ），点Ｑ３（ｃ，０）なる３点を、グラフ上で滑らかに結ぶことができ、点Ｑ２（ｐ，ｑ）がこのグラフのピーク位置を定める点となり、かつ、ｆ＞ｃなる周波数ｆに対しては振幅倍率γ＝０を与える関数γ（ｆ）を、原画像に対する修正用空間周波数特性として定義する周波数特性定義部と、
前記関数γ（ｆ）に基づいて、画素値の空間周波数分布を修正するための空間フィルタを作成する空間フィルタ作成部と、
によって前記フィルタ設定手段を構成したことを特徴とするグラビア印刷用画像処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理装置において、
周波数特性定義部が、点Ｑ２における微分係数が零となる二次関数か、点Ｑ１，点Ｑ２，点Ｑ３における微分係数が零となる三次関数を利用して、関数γ（ｆ）を定義することを特徴とするグラビア印刷用画像処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像処理装置において、
原画像の空間周波数分布Ａ１（ｆ）に対して、元画像データの空間周波数分布がＡ２（ｆ）となる場合に、α（ｆ）＝Ａ２（ｆ）／Ａ１（ｆ）なる式で定義される関数α（ｆ）を元画像生成時の空間周波数特性と定義し、
空間フィルタ作成部は、予め設定された前記関数α（ｆ）と、周波数特性定義部において定義された関数γ（ｆ）とに基づいて、β（ｆ）＝γ（ｆ）／α（ｆ）なる式で定義される関数β（ｆ）をフィルタ用空間周波数特性として求め、この関数β（ｆ）に対応する空間フィルタを作成することを特徴とするグラビア印刷用画像処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の画像処理装置において、
パラメータ入力部が、第１のパラメータｐとして、０．５〜０．８の範囲内の値を入力し、第２のパラメータｑとして、２．５〜３．５の範囲内の値を入力し、
周波数特性定義部が、元画像データの最高解像度に対応する空間周波数が１となるようにグラフの横軸を規格化して、関数γ（ｆ）を定義することを特徴とするグラビア印刷用画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原画像から入力した画像データに基づいて、印刷に適した画像データを得るために、画像の空間周波数成分を修正する画像処理装置に関する。本発明は、特に、写真調の原画像を用いてグラビア印刷を行う際に、入力した画像に対して輪郭線を強調する処理を施し、処理後のデータをグラビア彫刻機へ与えるための技術として有効である。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータを利用したＤＴＰ（Desk Top Publishing ）技術が急速に普及し、画像の取り込み、加工、製版に至るまでのプロセスは、すべてコンピュータを利用して行うのが一般的になってきている。商用印刷では、通常、ポジあるいはネガ写真として入稿した原画像をスキャナ装置によりコンピュータ内に取り込み、コンピュータ上の集版システムを用いて、この取り込んだ写真画像を所定の大きさで所定の位置に割り付ける処理が行われる。また、必要に応じて、写真とともに文字や図形などの割り付けも行われる。こうしてコンピュータ上での割付処理が完了すると、コンピュータから出力される画像データに基づいて、製版が行われることになる。すなわち、通常のオフセット印刷であれば、用意された画像データに基づいて製版フィルムの自動出力が行われ、機械彫刻式のグラビア印刷であれば、用意された画像データをグラビア彫刻機へ与えることにより凹版への彫刻作業が行われる。
【０００３】
上述したＤＴＰプロセスでは、通常、コンピュータ内に取り込んだ画像データに対する修正処理が行われる。たとえば、鮮明な画像をもった印刷物を得るためには、コンピュータ上で輪郭線を強調する処理が行われ、逆に、意図的に「ボケた画像」を表現するためには、コンピュータ上で画像全体を平滑化する修正処理が行われる。このような画像修正処理は、画像の空間周波数成分を修正する処理であり、具体的には、所定の空間周波数特性をもった空間フィルタを用いて、個々の画素の画素値を修正する処理が行われることになる。特に、写真調の画像を用いたグラビア印刷では、輪郭線を強調するための画像処理が印刷物の品質を大きく左右することになり、上述の修正処理は非常に重要である。
【０００４】
一般的に利用されているスキャナ装置には、輪郭線を強調するための画像処理を光学系あるいは電子回路を用いて行う機能が備わっており、オペレータは、この機能を利用して画像取込時に修正を施すこともできる。通常は、この画像取込時の修正を行った後、更に、コンピュータ上での修正を行い、印刷に適した画像データを得る処理が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した画像処理作業は、熟練したオペレータの経験と感覚に負うところが多く、修正処理の内容を定量化することは非常に困難である。オペレータは、ポジあるいはネガ写真の形で入稿した原画像を見ながら、その原画像に応じて、スキャナ装置の光学系や電子回路のパラメータを適宜設定して画像の取込作業を行い、更に、その画像に最も適当と思われる空間フィルタを選択して、コンピュータ上で画像の修正処理を施し、最終的な印刷用の画像データを得る作業を行うことになる。ところが、スキャナ入力時のパラメータ設定や、空間フィルタの選択基準は、オペレータの経験と感覚に基づいて決められているのが実情であり、最終的に得られる印刷物の品質を何らかの定量的な基準で管理することは困難である。
【０００６】
また、サンプルとしての印刷物を顧客に提示した場合、「もう少し輪郭を鮮明に」とか、「やや繊細で、ややシャープに」といった曖昧な表現で修正指示を受けることが多く、このような修正指示に基づいて、印刷用の画像データに対してどのような修正を施せばよいかといったことも、オペレータの経験と感覚によって処理されているのが実情である。
【０００７】
そこで本発明は、印刷に適した画像データを得るための修正を、所定の基準に従って定量的に行うことが可能なグラビア印刷用画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
(1)   本発明の第１の態様は、
原画像を読み取り、それぞれ所定の画素値をもった画素の二次元配列によって構成される元画像データを生成する元画像データ生成手段と、
元画像データを構成する二次元画素配列における画素値の空間周波数分布を修正するための空間フィルタを設定するフィルタ設定手段と、
設定された空間フィルタに基づいて、元画像データに対するフィルタ処理を実行し、修正画像データを出力するフィルタ処理手段と、
を備え、グラビア印刷に適した修正画像データを得るための画像処理装置において、
「細い線を強調するか／太い線を強調するか」の程度を示す第１のパラメータｐと、「輪郭が鮮明な画像を得るか／輪郭が不鮮明な画像を得るか」の程度を示す第２のパラメータｑと、「モアレの多い画像を得るか／モアレの少ない画像を得るか」の程度を示す第３のパラメータｃ（ｃ≧ｐ）との３つのパラメータを入力するパラメータ入力部と、
第１の座標軸に空間周波数ｆをとり、第２の座標軸に振幅倍率γをとった二次元座標系において、座標点を点（ｆ，γ）と表現したときに、点Ｑ１（０，１），点Ｑ２（ｐ，ｑ），点Ｑ３（ｃ，０）なる３点を、グラフ上で滑らかに結ぶことができ、点Ｑ２（ｐ，ｑ）がこのグラフのピーク位置を定める点となり、かつ、ｆ＞ｃなる周波数ｆに対しては振幅倍率γ＝０を与える関数γ（ｆ）を、原画像に対する修正用空間周波数特性として定義する周波数特性定義部と、
関数γ（ｆ）に基づいて、画素値の空間周波数分布を修正するための空間フィルタを作成する空間フィルタ作成部と、
によってフィルタ設定手段を構成したものである。
【０００９】
(2)   本発明の第２の態様は、上述の第１の態様に係る画像処理装置において、
周波数特性定義部が、点Ｑ２における微分係数が零となる二次関数か、点Ｑ１，点Ｑ２，点Ｑ３における微分係数が零となる三次関数を利用して、関数γ（ｆ）を定義するようにしたものである。
【００１０】
(3)   本発明の第３の態様は、上述の第１または第２の態様に係る画像処理装置において、
原画像の空間周波数分布Ａ１（ｆ）に対して、元画像データの空間周波数分布がＡ２（ｆ）となる場合に、α（ｆ）＝Ａ２（ｆ）／Ａ１（ｆ）なる式で定義される関数α（ｆ）を元画像生成時の空間周波数特性と定義し、
空間フィルタ作成部は、予め設定された関数α（ｆ）と、周波数特性定義部において定義された関数γ（ｆ）とに基づいて、β（ｆ）＝γ（ｆ）／α（ｆ）なる式で定義される関数β（ｆ）をフィルタ用空間周波数特性として求め、この関数β（ｆ）に対応する空間フィルタを作成するようにしたものである。
【００１１】
(4)   本発明の第４の態様は、上述の第１〜第３の態様に係る画像処理装置において、
パラメータ入力部が、第１のパラメータｐとして、０．５〜０．８の範囲内の値を入力し、第２のパラメータｑとして、２．５〜３．５の範囲内の値を入力し、
周波数特性定義部が、元画像データの最高解像度に対応する空間周波数が１となるようにグラフの横軸を規格化して、関数γ（ｆ）を定義するようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。
【００１４】
§１．  本発明に係る画像処理装置の基本構成
図１は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置の基本構成を示すブロック図である。この実施形態は、グラビア印刷のシステムに本発明を適用した例であり、原画像から読み込んだ元画像データに対して修正処理を施し、グラビア印刷に適した修正画像データを得ることができる。この図１に示すシステムにおいて、元画像データ生成手段１０、フィルタ設定手段２０、フィルタ処理手段３０が、本発明に係る画像処理装置の基本構成要素であり、これに更にグラビア彫刻機４０を付加することにより、グラビア印刷システムが構築されている。
【００１５】
元画像データ生成手段１０は、原画像１を読み取り、それぞれ所定の画素値をもった画素の二次元配列によって構成される元画像データ２を生成する機能を有する。この実施形態では、スキャナ装置１１と集版システム１２とによって元画像データ生成手段１０が構成されている。ポジあるいはネガ写真として入稿した原画像１は、スキャナ装置１１により走査され、デジタル画像データとして取り込まれる。集版システム１２は、この取り込んだ画像データを所定の倍率で所定の位置に割り付け、必要に応じて、文字や図形などの情報を合わせて割り付ける処理を行う装置であり、実際には、集版処理用のコンピュータによって構成される。ここでは、この集版システム１２によって作成された画像データを元画像データ２と呼ぶことにする。本発明に係る画像処理装置は、この元画像データ２に対して修正処理を行い、印刷に適した修正画像データ３を得ることを目的とする装置である。
【００１６】
フィルタ設定手段２０は、この修正処理に用いる空間フィルタＦを設定するための装置である。上述のように、元画像データ２は、二次元画素配列として用意されることになる。フィルタ設定手段２０において設定される空間フィルタＦは、この画素配列における各画素の画素値の空間周波数分布を修正するために用いられるものである。フィルタ処理手段３０は、設定された空間フィルタに基づいて、元画像データ２に対するフィルタ処理を実行し、修正画像データ３を出力する機能を有する。なお、この実施形態では、フィルタ処理手段３０は、彫刻機用データ変換装置としての機能を兼ね備えており、得られる修正画像データ３は、グラビア彫刻機４０の要求するフォーマットに変換された形式になっている。
【００１７】
グラビア彫刻機４０は、この修正画像データ３に基づいて、グラビア印刷版４を作成する装置である。すなわち、修正画像データ３において個々の画素に与えられた画素値に応じた大きさの凹状セルを機械的に彫刻する機能を有する。こうして得られるグラビア印刷版４は、画素値に応じた大きさの凹状セルが多数配列された凹版を形成することになる。
【００１８】
以上、本実施形態に係るグラビア印刷システムの基本構成を説明したが、このような基本構成をもったシステム自体は、既に利用されている公知のものである。本発明の特徴は、フィルタ設定手段２０の構成にあり、この特徴については後の§３において詳述する。
【００１９】
§２．  画像の空間周波数分布
続いて、上述したグラビア印刷システムを用いた各処理段階における画像の空間周波数分布について説明する。一般に、画像は平面上の濃淡分布を表現したものであり、濃淡の変化を波としてとらえることにより空間周波数分布を定義することができる。図２は、画像の空間周波数分布Ａ（ｆ）の一例を示すグラフである。横軸には空間周波数ｆ、縦軸には振幅Ａが定義され、個々の周波数成分の強度（波の振幅）分布が示されている。
【００２０】
図３は、具体的な画素配列と空間周波数分布との関係を示す図である。図３(a) 〜(c) には、いずれも一次元画素配列が定義されており、個々の画素は「黒」または「白」の画素値を有している。図３(a) に示す例は、「黒，白，黒，白，黒，白，…」と１画素ごとに黒白が反転する画素配列であり、このような一次元画素配列についての濃淡分布を示す波は、図示のとおり２画素分の波長をもった周波数の高い波になり、この波の周波数ｆmax は、この画素ピッチにおける最高の空間周波数になる（この画像のサンプリング周波数をｆｓとすれば、ｆmax ＝ｆｓ／２である）。これに対し、図３(b) に示す例は、「黒，黒，白，白，黒，黒，…」と２画素ごとに黒白が反転する画素配列であり、このような濃淡分布を示す波は、図示のとおり４画素分の波長をもった周波数ｆ＝ｆmax ／２なる波になる。一方、図３(c) に示す例は、全画素が「黒」を示す画素配列であり、波としては図示のように直流成分のみを含み、周波数ｆ＝０になる。
【００２１】
実際の写真調の画像上には、二次元画素配列が形成されており、しかも各画素は黒白の二値だけでなく多段階の階調値を有しているため、その濃淡分布には、通常、様々な空間周波数成分が含まれている。このため、個々の画像ごとに、図２に示したような複雑な空間周波数分布Ａ（ｆ）が定義されることになる。ここでは、図１に示すシステムにおいて、原画像１（ポジあるいはネガの写真）の空間周波数分布をＡ１（ｆ）、元画像データ２の空間周波数分布をＡ２（ｆ）、修正画像データ３の空間周波数分布をＡ３（ｆ）と表わすことにする。上述したように、原画像１はスキャナ装置１１で読み込まれ、集版システム１２による割付処理を経て、元画像データ２として出力される。このとき、スキャナ装置１１の光学系あるいは電気回路の特性や、集版システム１２における画像処理の特性に応じて、もとの原画像１の空間周波数分布Ａ１（ｆ）は変化することになる。
【００２２】
ここでは、元画像データ生成手段１０内の処理によって生じる周波数分布の変化特性を、元画像生成時の空間周波数特性α（ｆ）と定義し、
Ａ２（ｆ）＝Ａ１（ｆ）・α（ｆ）
なる式が成り立つようにする。図４は、この特性α（ｆ）の一例を示すグラフである。このグラフの横軸は空間周波数ｆであるが、縦軸は振幅倍率αとなっており、「もとの周波数分布の各周波数ごとの振幅Ａが何倍になるか」という特性が示されている。このグラフにおいて、ある特定の周波数ｆの振幅倍率値がαであれば、原画像１は、その空間周波数分布Ａ１（ｆ）における特定の周波数ｆの振幅値Ａがα・Ａになるように修正されることになる。すなわち、振幅倍率α＝１の周波数成分は振幅に変化はなく、振幅倍率α＞１の周波数成分は振幅が大きくなり、振幅倍率α＜１の周波数成分は振幅が小さくなる。一般に、スキャナ装置１１を用いて原画像１の読取りを行うと、高周波成分の振幅が小さくなり、特に、そのスキャナ装置１１の最高解像度に相当する周波数ｆmax （サンプリング周波数をｆｓとすれば、ｆmax ＝ｆｓ／２）より高い周波数成分はカットされることになる。図４に示すグラフは、このような典型的なスキャナ装置１１における空間周波数特性を示すものである。
【００２３】
一方、図１に示すシステムにおいて、フィルタ処理手段３０によるフィルタ処理の周波数特性をフィルタ用空間周波数特性β（ｆ）と定義すれば、
Ａ３（ｆ）＝Ａ２（ｆ）・β（ｆ）
なる式が成り立つことになる。図５は、この特性β（ｆ）の一例を示すグラフである。やはり、このグラフにより、「もとの周波数分布の各周波数ごとの振幅Ａが何倍になるか」という特性が示されており、ある特定の周波数ｆの振幅倍率値がβであれば、元画像データ２は、その空間周波数分布Ａ２（ｆ）における特定の周波数ｆの振幅値Ａがβ・Ａになるように修正されることになる。
【００２４】
フィルタ処理手段３０における修正処理は、実際には空間フィルタＦを用いた画素値演算として行われる。図６に、３行３列のマトリックス（タップ数＝３）からなる空間フィルタＦ（ラプラシアンフィルタ）の一例を示す。この例では、マトリックス中央の位置には「１」なる係数値が定められ、その周囲の８個の位置には「−１／８」なる係数値が定められている。これらの各係数値は、図５に示すようなフィルタ用空間周波数特性β（ｆ）に基づいて求めることができる。具体的には、この一次元周波数特性β（ｆ）に対して、マクレラン変換を行い、特性β（ｆ）を二次元周波数特性へと拡張する。そして、所定のタップ数（マトリックスの大きさ）を定め、二次元周波数特性に対して、タップ数に応じたサンプリングを行い、離散フーリエ変換を行えば、図６に示すような空間フィルタＦが得られることになる（この空間フィルタＦを求める手法は、公知の手法であるため、ここでは詳しい説明は省略する）。
【００２５】
こうして、所定の係数値をもった空間フィルタＦが決められたら、二次元画素配列Ｍに対するフィルタ処理を行うことになる。図７は、このフィルタ処理の概念を説明する図である。ここでは、二次元画素配列Ｍに対して、図示のような係数値Ｆ１１〜Ｆ３３が定義された空間フィルタＦを用いてフィルタ処理を行う場合を考える。いま、二次元画素配列Ｍ内の１つの画素Ｐ１に着目すると、フィルタ処理によって、この画素Ｐ１のもつ画素値Ｐ１は次のような式で表現される新たな画素値Ｐ１＊に修正されることになる。
【００２６】
Ｐ１＊＝（Ｆ１１・Ｐ２）＋（Ｆ１２・Ｐ３）＋（Ｆ１３＋Ｐ４）
＋（Ｆ２１・Ｐ９）＋（Ｆ２２・Ｐ１）＋（Ｆ２３＋Ｐ５）
＋（Ｆ３１・Ｐ８）＋（Ｆ３２・Ｐ７）＋（Ｆ３３＋Ｐ６）
このような修正処理を、二次元画素配列Ｍを構成する全画素について実施すれば、図５に示すような空間周波数特性β（ｆ）に基づくフィルタ処理を行うことができる。したがって、図１に示すシステムにおいて、フィルタ設定手段２０において図５に示すような特性β（ｆ）を定義し、これに対応する空間フィルタＦを設定し、フィルタ処理手段３０において、この空間フィルタＦを用いて元画像データ２に対するフィルタ処理を実施すれば、
Ａ３（ｆ）＝Ａ２（ｆ）・β（ｆ）
なる式に基づいて、空間周波数分布Ａ３（ｆ）をもった修正画像データ３が得られることになる。
【００２７】
結局、図１に示すシステムでは、修正画像データ３の空間周波数特性Ａ３（ｆ）は、元画像データ生成手段１０における周波数特性α（ｆ）と、フィルタ処理手段３０における周波数特性β（ｆ）とによって左右されることになる。したがって、これまでは、熟練したオペレータが、スキャナ装置１１による画像入力時に、光学系の設定や電子回路のパラメータ値の設定を経験と感覚に基づいて適宜設定するとともに、フィルタ設定手段２０において適当と思われる空間フィルタを適宜設定し（通常は、予め用意された複数種類の空間フィルタの中から適当と思われるものを選択する）、グラビア印刷に適した修正画像データ３が得られるような調整を行っていた。しかしながら、このような経験と感覚に基づく調整方法には、定量的な取扱いが困難であるという問題があることは既に述べたとおりである。
【００２８】
§３．  本発明に係る空間周波数特性の設定手法
本発明の基本概念は、図１に示すシステムにおいて、フィルタ設定手段２０におけるフィルタ設定作業を、何らかの定量的な基準にしたがって行えるようにする、という点にある。
【００２９】
このような定量的な基準に基づくフィルタ設計を行うために、本発明では、原画像に対する修正用空間周波数特性γ（ｆ）なる関数を定義する。この関数γ（ｆ）は、原画像１のもつ空間周波数分布Ａ１（ｆ）と、修正画像データ３のもつ空間周波数分布Ａ３（ｆ）との関係を示す関数であり、この関数γ（ｆ）によって、分布Ａ１（ｆ）とＡ３（ｆ）との関係は、
Ａ３（ｆ）＝Ａ１（ｆ）・γ（ｆ）
なる式で表わされることになる。要するに、原画像に対する修正用空間周波数特性γ（ｆ）は、もとの原画像１に対して、どのような修正を施せば、印刷に適した修正画像データ３を得ることができるかを示す関数ということになる。別言すれば、図１のシステムでは、
γ（ｆ）＝α（ｆ）・β（ｆ）
なる式で与えられる関数ということになる。
【００３０】
従来、オペレータは、フィルタ設定手段２０において、フィルタ処理に用いるフィルタ用空間周波数特性β（ｆ）を設定する作業を行っていた。しかしながら、この特性β（ｆ）を設定するためには、元画像データ生成手段１０における特性α（ｆ）がどのような特性であるかを考慮する必要があり、スキャナ装置１１による画像取込時の条件設定なども配慮しなければならない。本発明では、原画像１の空間周波数分布Ａ１（ｆ）と目的とする修正画像データ３の空間周波数分布Ａ３（ｆ）との関係を示す特性γ（ｆ）を直接設定するようにしているため、オペレータは、常に、原画像１に対してどのような修正を行えばよいのか、という点のみに留意すればよい。
【００３１】
写真調の原画像１としては、風景写真、人物写真、静物写真など様々なジャンルがあるが、機械彫刻式のグラビア印刷を行う上では、どのようなジャンルの写真でも、所定範囲内の特性γ（ｆ）を用いれば、ほぼ良好な印刷物を得ることができることが判明した。ただ、「もう少し輪郭を鮮明にしたい」とか、「やや繊細で、ややシャープにしたい」といった微妙な嗜好に合致した印刷結果を得るためには、特性γ（ｆ）をある程度調節する必要がある。本発明では、この調節を定量的に行うことができるように、３つのパラメータによって、特性γ（ｆ）を一義的に定義できるようにしている。
【００３２】
図８は、この３つのパラメータによって定義された特性γ（ｆ）の一例を示すグラフである。すなわち、このグラフは、Ｑ１（０，１），Ｑ２（ｐ，ｑ），Ｑ３（ｃ，０）なる３点を滑らかに結ぶことができ、かつ、ｆ＞ｃなる周波数ｆに対しては振幅倍率γ＝０を与える関数γ（ｆ）として定義されている。ここで、点Ｑ１（０，１）は、縦軸上にあり、振幅倍率γ＝１の点として固定された点である。これは、空間周波数ｆ＝０の直流成分に関しては、振幅倍率γ＝１に設定し、濃度値に変化が生じないようにするための配慮である。したがって、たとえば、全面が真っ黒に塗られた原画像１（空間周波数ｆ＝０の直流成分のみからなる画像）に対して、この特性γ（ｆ）に基づく修正を施しても、濃度値に変化が生じることはなく、原画像１と同じ濃度値をもった修正画像データ３が得られることになる。一方、点Ｑ３（ｃ，０）は、横軸上にあり、カットオフ周波数ｃを定める点であり、この点Ｑ３の位置を決めるためには、ｃの値をパラメータとして定めればよい。また、点Ｑ２（ｐ，ｑ）は、このグラフのピーク位置を定める点であり、この点Ｑ２の位置を決めるためには、ピーク周波数ｐと、このピーク周波数ｐについての振幅倍率ｑと、をパラメータとして定めればよい。
【００３３】
結局、ピーク周波数ｐと、このピーク周波数ｐについての振幅倍率ｑと、カットオフ周波数ｃ（ｃ≧ｐ）との３つのパラメータを定めれば、３点Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３のすべての位置が決まることになる。続いて、これら３点をグラフ上で滑らかに結ぶことができ、かつ、ｆ＞ｃなる周波数ｆに対しては振幅倍率γ＝０を与える関数を求めれば、図８に示すような修正用空間周波数特性γ（ｆ）が得られることになる。３点を滑らかに結ぶ関数としては、具体的には、点Ｑ２における微分係数が零となる二次関数か、点Ｑ１，点Ｑ２，点Ｑ３における微分係数が零となる三次関数を用いればよい。なお、この実施形態では、元画像データの最高解像度（たとえば、一次元画素配列の場合、図３(a) に示すような最も波長の短い波に相当する解像度）に対応する空間周波数ｆmax が１となるようにグラフの横軸を規格化している。具体的には、スキャナ装置１１の最高解像度に相当する空間周波数（サンプリング周波数ｆｓの１／２の周波数）が１に設定されることになる。
【００３４】
本願発明者の行った実験によれば、写真を含む原画像を用いて機械彫刻式のグラビア印刷を行う場合、ピーク周波数ｐを、上記規格化を行った空間周波数のレンジにおいてｐ＝０．５〜０．８の範囲内の値に設定し、ピーク位置についての振幅倍率ｑを、ｑ＝２．５〜３．５の範囲内の値に設定すると、非常に良好な結果が得られることが判明した。また、カットオフ周波数ｃの値は、ｐ≦ｃ≦１の範囲内であればよい。図９は、このような機械彫刻式のグラビア印刷を行う上で好ましい３つのパラメータの範囲を示す図である。結局、この範囲内の値をとるパラメータ設定に基づいて３点Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３を定め、これらを滑らかに結ぶ関数γ（ｆ）を定義し、この関数γ（ｆ）を原画像１の空間周波数分布Ａ１（ｆ）に作用させて、
Ａ３（ｆ）＝Ａ１（ｆ）・γ（ｆ）
なる式で表わされる空間周波数分布Ａ３（ｆ）をもった修正画像データ３を得ることができれば、この修正画像データ３は機械彫刻式のグラビア印刷に適した画像データになる。
【００３５】
本願発明者は、風景写真、人物写真、静物写真など様々なジャンルの写真を、原画像１として用い、機械彫刻式のグラビア印刷の実験を行ったが、どのようなジャンルの写真でも、３つのパラメータを図９に示す範囲内に設定して得られた関数γ（ｆ）を適用すれば、非常に品質の高い印刷物を得ることができることを確認した。しかも、３つのパラメータｐ，ｑ，ｃをこの範囲内で変化させると、画像に図９に示す言葉で表現されるような変化を与えることができる。
【００３６】
まず、ピーク周波数ｐについては、パラメータ値を大きくすると「繊細な画像」が得られ、パラメータ値を小さくすると「力強い画像」が得られるようになる。これは、ピーク周波数ｐが高周波側にシフトすると、高周波成分の強度が高くなり、細い線が強調されやすくなるのに対し、ピーク周波数ｐが低周波側にシフトすると、低周波成分の強度が高くなり、太い線が強調されやすくなるためと考えられる。
【００３７】
また、ピークの振幅倍率ｑについては、パラメータ値を大きくすると「輪郭が鮮明な（シャープな）画像」が得られ、パラメータ値を小さくすると「輪郭が不鮮明な（シャープでない）画像」が得られるようになる。これは、ピーク位置の振幅倍率ｑを増減させることにより、グラフ全体の振幅倍率が増減し、フィルタ処理の全体的な効果が増減するためと考えられる。
【００３８】
更に、カットオフ周波数ｃについては、パラメータ値を大きくすると「モアレの多い画像」が得られ、パラメータ値を小さくすると「モアレの少ない画像」が得られるようになる。これは、モアレの発生には画像の高周波成分が多分にかかわっているためと考えられる。
【００３９】
結局、オペレータは、得られる画像の品質を、定量的な基準に従って調節することが可能になる。たとえば、パラメータｐ＝０．７，ｑ＝３．０，ｃ＝０．９といった設定で関数γ（ｆ）を定義し、原画像１に対する修正を行い、得られた修正画像データ３に基づいてグラビア印刷を行ったところ、「もう少し力強く、かつ、輪郭を鮮明にしたい」との要求を受けた場合には、ｐ＝０．６，ｑ＝３．３というようにパラメータの再設定を行い、修正処理をやり直せばよい。このように、３つのパラメータという数値によって画像修正の基準を定めることができるので、画像修正作業を定量的に取り扱うことが可能になり、比較的経験の浅いオペレータであっても、印刷に適した修正画像データを得る処理を容易に行うことができるようになる。特に、機械彫刻式グラビア印刷を行う場合には、図９に示すように、各パラメータのとるべきレンジを定めておけば、パラメータの設定作業は非常に容易になる。
【００４０】
§４．  本発明に係るフィルタ設定手段の構成
図１に示すシステムに、§３で述べた手法を適用するためには、図１０に示すような構成をもったフィルタ設定手段２０を用意すればよい。ここに示すフィルタ設定手段２０は、パラメータ入力部２１と、周波数特性定義部２２と、空間フィルタ作成部２３とによって構成されている。パラメータ入力部２１は、空間周波数ｆと振幅倍率γとの関係を示すグラフを定義するために、ピーク周波数ｐと、このピーク周波数ｐについての振幅倍率ｑと、カットオフ周波数ｃ（ｃ≧ｐ）との３つのパラメータを入力する機能を有する。
【００４１】
一方、周波数特性定義部２２は、これら３つのパラメータを利用して、空間周波数ｆと振幅倍率γとの関係を示す座標系上で、点Ｑ１（０，１），点Ｑ２（ｐ，ｑ），点Ｑ３（ｃ，０）なる３点を定め、これら３点をグラフ上で滑らかに結ぶことができ、かつ、ｆ＞ｃなる周波数ｆに対しては振幅倍率γ＝０を与える関数γ（ｆ）を定義する機能を有する。既に述べたように、この関数γ（ｆ）は、原画像に対する修正用空間周波数特性として機能する。
【００４２】
更に、空間フィルタ作成部２３は、この修正用空間周波数特性γ（ｆ）に基づいて、画素値の空間周波数分布を修正するための空間フィルタＦを作成する機能を有する。ただし、この空間フィルタ作成部２３では、特性γ（ｆ）に直接対応した空間フィルタが作成されるわけではなく、
β（ｆ）＝γ（ｆ）／α（ｆ）
なる式で定義される特性β（ｆ）に対応した空間フィルタＦが作成されることになる。既に述べたように、特性γ（ｆ）は、原画像１に直接作用させて修正画像データ３を得るための周波数特性であるのに対し、フィルタ設定手段２０において設定する必要がある空間フィルタＦは、図１に示すように、元画像データ２に直接作用させて修正画像データ３を得るための周波数特性β（ｆ）に対応した空間フィルタである必要がある。そこで、空間フィルタ作成部２３では、元画像生成時の空間周波数特性α（ｆ）を用いた上述の除算により、フィルタ用空間周波数特性β（ｆ）を求め、この特性β（ｆ）に対応する空間フィルタＦを作成する処理が行われることになる。
【００４３】
フィルタ処理手段３０は、こうして作成された空間フィルタＦを用いて、元画像データ２に対するフィルタ処理を実行し、修正画像データ３を出力する。結局、原画像１に対しては、元画像データ生成手段１０において特性α（ｆ）が作用した後、フィルタ処理手段３０において特性β（ｆ）が作用するため、得られる修正画像データ３は、原画像１に対して、特性α（ｆ）・β（ｆ）を作用させたものになり、結果的に、原画像１に特性γ（ｆ）を作用させたものになる。なお、元画像データ生成手段１０において作用する特性α（ｆ）は、予め知ることができるので（具体的には、スキャナ装置１１の光学系や電子回路の周波数特性を予め求めておけばよい）、この特性α（ｆ）を空間フィルタ作成部２３内に予め設定しておくことができ、上述の除算はこの予め設定されていた特性α（ｆ）と、周波数特性定義部２２から与えられた特性γ（ｆ）とを用いることにより一義的に実行することが可能である。
【００４４】
結局、図１０に示す構成をもったフィルタ設定手段２０を、図１に示すシステムに適用すれば、オペレータは、３つのパラメータｐ，ｑ，ｃの値を入力する操作を行うだけで、図８に示すような特性γ（ｆ）を定義することができ、
β（ｆ）＝γ（ｆ）／α（ｆ）
なる式で定義される特性β（ｆ）に対応した空間フィルタＦが作成されることになる。この空間フィルタＦは、フィルタ処理手段３０に与えられることになり、最終的に、原画像１に対して特性γ（ｆ）を作用させた修正画像データ３を得ることができるようになる。オペレータの行う操作は、３つのパラメータｐ，ｑ，ｃの値を図９に示すレンジ内で決定するだけの操作であり、しかも個々のパラメータ値には、図９に示すように、画質に直接関連した意味づけがなされているため、このパラメータの設定操作は非常に直感的かつ定量的な操作になる。すなわち、「繊細な」，「力強い」，「シャープな」といった極めて感覚的な曖昧な表現を、パラメータ値という定量値に置き換えて取り扱うことが可能になり、定量的な基準に基づいて画質を評価することが可能になる。また、風景写真、人物写真、静物写真などのジャンルごとに、それぞれ最も好ましいパラメータ値を記録しておくようにすれば、後日、似たようなジャンルの画像を取り扱う上で参考にすることができる。
【００４５】
【実施例】
最後に、図１に示すグラビア印刷システムを用いて、グラビア印刷版４を作成するまでのプロセスについて、具体的な実施例を述べておく。まず、元画像生成時の空間周波数特性α（ｆ）を予め求めておく。一般に、スキャナ装置１１を構成する光学系の空間周波数特性は、数式で近似できることが知られている（たとえば、日本印刷学会第９２回春期研究発表会講演予稿集ｐｐ．１３〜１６：工藤，滝田，大久保「製版用カラースキャナの空間周波数特性」参照）。したがって、スキャナ装置１１の空間周波数特性を、この数式で近似し、これを元画像生成時の空間周波数特性α（ｆ）として利用することが可能である。
【００４６】
具体的には、円形アパーチャーの空間周波数特性αｃ（ｆ）は、空間周波数ｆに対して、
αｃ（ｆ）＝（２・Ｊ１（２πＲｆ）／２πＲｆ）・Ｌ（ｆ）
なる式で表わされることが知られている。ここで、Ｒは円形アパーチャーの半径（ｍｍ）、Ｊ１（………）は第一種ベッセル関数を示し、Ｌ（ｆ）は、光学系によるローパス効果の円形アパーチャー半径換算値をＤ（ｍｍ）としたときに、
Ｌ（ｆ）＝２・Ｊ１（２πＤｆ）／２πＤｆ
なる式で定義される光学系によるローパス効果を示す関数である。同様に、正方形アパーチャーの空間周波数特性αｓ（ｆ）は、空間周波数ｆに対して、
αｓ（ｆ）＝（（ｓｉｎπ・ｆＺ）／（πｆＺ））・Ｌ（ｆ）
なる式で表わされることが知られている。ここで、Ｚは正方形アパーチャーの一辺の長さ（ｍｍ）である。そこで、このような近似式を用いてスキャナ装置１１の光学系の空間周波数特性を定義し、これを特性α（ｆ）として予め設定しておく。この設定は、スキャナ装置１１による画像の取込条件を固定しておけば、一度設定した後は変える必要はない。
【００４７】
続いて、ポジもしくはネガ写真として与えられた原画像１を、スキャナ装置１１で走査し、集版システム１２内に画像データとして取込み、必要に応じて割付処理などを施し、これを元画像データ２として出力する。この元画像データ２のもつ空間周波数分布Ａ２（ｆ）は、原画像１のもつ空間周波数分布Ａ１（ｆ）に、特性α（ｆ）を作用させたものとなり、
Ａ２（ｆ）＝Ａ１（ｆ）・α（ｆ）
なる式で表わされる。
【００４８】
次に、フィルタ設定手段２０による設定操作を行う。まず、図９に示すレンジ内で、３つのパラメータｐ，ｑ，ｃの設定を行う。具体的には、最終的に得たい印刷物の品質を考慮して、個々のパラメータ値を適宜決定すればよい。オペレータが行う修正のための操作は、この３つのパラメータの入力操作だけである。
【００４９】
オペレータが設定した３つのパラメータは、図１０に示すパラメータ入力部２１によって入力される。すると、周波数特性定義部２２において、この３つのパラメータを利用して３点Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３を定める処理が行われ、原画像に対する修正用空間周波数特性を示す関数γ（ｆ）が定義される。このような関数定義は、点Ｑ２における微分係数が零となる二次関数か、点Ｑ１，点Ｑ２，点Ｑ３における微分係数が零となる三次関数を利用すればよい。すなわち、二次関数を利用するのであれば、たとえば、点Ｑ１，Ｑ２間については、両点を通り、かつ、点Ｑ２において微分係数が零となるような放物線を定義し、点Ｑ２，Ｑ３間については、両点を通り、かつ、点Ｑ２において微分係数が零となるような放物線を定義すればよい。また、三次関数を利用するのであれば、たとえば、点Ｑ１，Ｑ２間については、両点を通り、かつ、点Ｑ１および点Ｑ２の双方において微分係数が零となるような三次曲線を定義し、点Ｑ２，Ｑ３間については、両点を通り、かつ、点Ｑ２および点Ｑ３の双方において微分係数が零となるような放物線を定義すればよい。
【００５０】
以下に、三次曲線を用いて定義した具体的なγ（ｆ）の式を一例として示しておく。この式における変数ｐ，ｑ，ｃは、設定した３つのパラメータ値である。なお、この式において、空間周波数ｆは、０≦ｆ≦１となるように規格化されている。
【００５１】
【数１】
0004144040.tif 000002
こうして、関数γ（ｆ）が定義されたら、空間フィルタ作成部２３において、
β（ｆ）＝γ（ｆ）／α（ｆ）
なる演算が行われ、フィルタ用空間周波数特性β（ｆ）が求められる。そして、この特性β（ｆ）に対応する空間フィルタＦが作成される。すなわち、まず、一次元周波数特性β（ｆ）に対して、マクレラン変換を行い、特性β（ｆ）を二次元周波数特性へと拡張する。そして、所定のタップ数（マトリックスの大きさ）を定め、二次元周波数特性に対して、タップ数に応じたサンプリングを行い、離散フーリエ変換を行えば、図６に示すような空間フィルタＦが得られることになる。最後に、フィルタ処理手段３０において、この空間フィルタＦを用いて、元画像データ２に対するフィルタ処理が実行され、修正画像データ３が得られることになる。この修正画像データ３は、彫刻機用のデータフォーマットに変換された形式になっているので、グラビア印刷版４にこの修正画像データ３を与えれば、グラビア印刷版４を得ることができる。
【００５２】
以上、本発明をグラビア印刷システムに適用した例を述べたが、本発明の適用範囲はグラビア印刷に限定されるものではなく、種々の印刷方式にも広く適用可能なものである。
【００５３】
【発明の効果】
以上のとおり本発明に係る画像処理装置を用いれば、オペレータは３つのパラメータ値を指定する入力を行うだけで所望の品質の画像を得ることが可能になり、印刷に適した画像データを得るための修正を、所定の基準に従って定量的に行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像処理装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】画像の空間周波数分布Ａ（ｆ）の一例を示すグラフである。
【図３】具体的な画素配列と空間周波数分布との関係を示す図である。
【図４】元画像生成時の空間周波数特性α（ｆ）の一例を示すグラフである。
【図５】フィルタ用空間周波数特性β（ｆ）の一例を示すグラフである。
【図６】３行３列のマトリックス（タップ数＝３）からなる空間フィルタＦ（ラプラシアンフィルタ）の一例を示す図である。
【図７】図６に示す空間フィルタＦを用いたフィルタ処理の概念を説明する図である。
【図８】３つのパラメータｐ，ｑ，ｃを決めることにより定義された原画像に対する修正用空間周波数特性γ（ｆ）の一例を示すグラフである。
【図９】機械彫刻式のグラビア印刷を行う上で好ましい３つのパラメータの範囲を示す図である。
【図１０】本発明を図１に示すシステムに適用するために用いるフィルタ設定手段２０の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…原画像
２…元画像データ
３…修正画像データ
４…グラビア印刷版
１０…元画像データ生成手段
１１…スキャナ装置
１２…集版システム
２０…フィルタ設定手段
２１…パラメータ入力部
２２…周波数特性定義部
２３…空間フィルタ作成部
３０…フィルタ処理手段
４０…グラビア彫刻機
Ａ…空間周波数の振幅
Ａ１（ｆ）…原画像１の空間周波数分布
Ａ２（ｆ）…元画像データ２の空間周波数分布
Ａ３（ｆ）…修正画像データ３の空間周波数分布
ｆ…空間周波数
ｆmax …空間周波数の最大値
Ｆ…空間フィルタ（ラプラシアンフィルタ）
Ｍ…二次元画素配列
α，β，γ…空間周波数特性の倍率
α（ｆ）…元画像生成時の空間周波数特性
β（ｆ）…フィルタ用空間周波数特性
γ（ｆ）…原画像に対する修正用空間周波数特性
【図１】
0004144040.tif 000003
【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】
0004144040.tif 000008
【図７】
0004144040.tif 000009
【図８】
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【図９】
0004144040.tif 000011
【図１０】
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