‑ 一

と 非 常 に 大 き い . ( s e c h分 布 )

7 0 % 

( ガ ウ ス 分 布 )，  1 0か ら 5 0 

% 

[dBJ 

。

横 軸 の 空 間 周 波 数 は 標 本 1 3に 示 す .

こ の と き の プ リ ン タ の M T Fを 図 4.

図 に は 対 応 す る T V本 も 併 せ て で 規 格 化 し た 値 で あ る .

( 1 / p )  化 周 波 数

画 像 の 高 域 成 分 が 記 録 で き な い 乙 と は 明 ら か で あ る . 示 し た が ，

‑︑︐︑‑︑

4.  4.  3  画 像 出 力 に よ る 確 認

こ れ ま で の 検 討 結 果 を 実 験 機 に 適 用 し 補 間 数 の 決 定 を 行 い ， 画 像 出 力 に よ り 走 査 線 補 間 の 効 果 を 確 認 し た . 実 験 機 で 出 力 す る 画 像 の 大 き さ は テ ロ ッ プ サ イ ズ と し t 2 0 % の オ ー パ ー ス キ ャ ン ( 記 録 す る T V信 号 の 走 査 線 数 が 4 0 0本 ) と し た の で 信 号 の 走 査 線 間 隔 は 2 0 0 μ mで あ る . L S Fの 半 値 幅 は イ ン ス タ ン ト フ ィ ル ム 使 用 時 ( ガ ウ ス 分 布 ) は 1 2 5 μ m， 透 過 形 フ ィ ル ム 使 用 時 (s e c h分 布 ) に は 4 4 μ mで あ る の で ， 前 項 で 示 し た そ れ ぞ れ の h / pが 1. 3 ^t  1.  8と い う 条 件 を 使 う と 記 録 走 査 線 間 隔 (p ) は 8 6μIDt  2 4 μ mと な る . 従 っ て ， 補 間 数 は イ ン ス タ ン ト フ ィ ル ム 使 用 時 に は 2. 1 ^t 透 過 型 フ ィ ル ム 使 用 時 に は 8. 3と な り 図 4. 1 4か ら 信 号 帯 域 上 限 ま で 十 分 な M T Fレ ス ポ ン ス で 記 録 で き る .

い く つ か の 補 間 数 に つ い て 実 際 に ハ ー ド コ ピ ー を 作 成 し ， 走 査 線 構 造 の 見 え 方 を ミ ク ロ 漉 度 計 に よ る 測 定 と 目 視 に よ り 確 か め た . 図 4. 1 5は フ ラ ッ

ト な 画 像 を 補 間 数 を 変 え て 記 録 し た と き の 走 査 線 横 断 方 向 で 見 た 記 録 濃 度 の 変 化 で あ る . 簡 単 の た め 補 間 数 は 整 数 値 と し た . ま た 図 4. 1 6  (a) ""' 

( c ) は 図 3. 3に 示 し た S / N 5 0 d bの テ ス ト チ ャ ー ト の ハ ー ド コ ピ ー を 作 成 し ， 一 部 を 拡 大 し た も の で あ る . い ず れ も 決 定 し た 走 査 線 補 間 数 以 上 で は 走 査 線 構 造 が 雑 音 に 埋 も れ て 全 く 認 め ら れ ず ， 補 間 数 決 定 方 法 の 妥 当 性 が 確 認 さ れ た . な お ， 信 号 補 間 フ ィ ル タ に つ い て は こ こ で は 最 も 単 純 な 前 値 補 間 と し た . 補 間 フ ィ ル タ の 特 性 に よ る 画 質 の 違 い に つ い て は 第 7章 で 詳 し

く 論 ず る .

200μ且 トー一→

I!$ 

'

"

 

^~ 凶

0.5 

3  測 定 色 : 録

測 定 ア パ ー チ ャ :10 x400μ圃

定着u・唱間断方向IUI

( a ) イ ン ス タ ン ト フ ィ ル ム 使 用 時

200μE 

トー一一→

2 

3 

幽四国別園南幽閉

測 定 色 :J録

測 定 ア パ ー チ ャ ;5 x100μ圃

:l!

t

釜

.

^{自衛方向車両・}

( b ) 通 過 型 フ ィ ル ム 使 用 時

図 4. 1 5  走 査 線 構 造 の 実 測 例 ( 図 中 の 数 字 は 走 査 線 補 間 数 )

( a ) 走 査 線 補 間 な し ( b ) 走 査 線 補 間 数 ニ 3

( c ) 走 査 線 補 間 数 =1 0 

図 4. 1 6  走 査 線 補 間 の 効 果 ( 透 過 型 反 転 フ ィ ル ム 使 用 )

‑63 ‑

‑62 ‑

4.  5  あ と が き

ハ ー ド コ ピ ー の 画 素 形 成 の 手 法 を C R Tプ リ ン タ に つ い て 検 討 し た . 画 素 形 成 に お い て 再 現 誤 差 の 主 要 因 は P S Fの 理 想 分 布 か ら の ず れ で あ っ た . こ の た め に 走 査 線 補 間 が 有 効 で あ る ご と を 理 論 的 に 示 し た .

C R T

プ リ ン タ で の 画 素 形 成 の 主 要 部 分 は 線 形 性 が 成 立 す る と 見 な せ る こ と を 実 験 的 に 導 き 出 し ， 線 形 性 の 成 立 す る 部 分 で

LS  F

は イ ン ス タ ン ト フ ィ ル ム 使 用 時 に は ガ ウ ス 分 布 ， 透 過 形 反 転 フ ィ ル ム 使 用 時 に は s e c h分 布 で 近 似 で き る こ と を 見 出 し た . 走 査 線 補 間 誤 差 に よ り 生 じ る 走 査 線 妨 害 に つ い て は ， 実 効 値 で 評 価 す る 手 法 を 提 案 し た . そ し て ，

L S  F

が 知 れ れ ば 走 査 線 妨 害 が な く 鮮 鋭 性 を 落 と さ な い と い う 条 件 か ら 記 録 走 査 線 間 隔 と 走 査 線 補 間 数 が 決 定 で き る ご と を 明 ら か に し た . 実 験 に 用 い た プ リ ン タ で 必 要 と な る 走 査 線 補 間 数 は ， テ ロ ッ プ サ イ ズ に 記 録 す る と し て イ ン ス タ ン ト フ ィ ル ム ， 透 過 形 反 転 フ ィ ル ム 使 用 時 に そ れ ぞ れ 2.1， 8. 3以 上 と 見 積 も れ た . 画 像 出 力 実 験 に よ り 走 査 線 妨 害 の な い ハ ー ド コ ピ ー が 得 ら れ る こ と を 確 か め た . 以 上 の パ ラ メ ー タ は 線 形 性 の 成 立 す る 部 分 で 決 定 し た が ， フ ィ ル ム 上 の 最 終 出 力 に お い て も 走 査 線 妨 害 の 増 加 な ど は 認 め ら れ ず ， 本 章 で 導 き 出 し た 画 素 形 成 の 手 法 の 有 効 性

が 確 認 さ れ た .

‑ 6 4  ‑

算事 5  軍事E

5.  1  ま え が き

湯島 E自E歪

E

言周 tこま三;‑ (，ナ毛S

F

皆 訪 司 芋 写 王 見 0":>事 食 言 寸

前 章 で は ハ ー ド コ ピ ー の 画 素 形 成 に 関 し て C R Tや フ ィ ル ム の 持 つ 非 線 形 の 階 調 特 性 を 除 外 し ， 線 形 と 見 な せ る 部 分 を 対 象 に 議 論 を 進 め た . ブ ラ ウ ン 管 表 示 を 想 定 し て い る T V系 で は 送 信 側 で 受 信 側 の 階 調 特 性 を 逆 補 正 し て い る た め ， 本 来 な ら ば 階 調 補 正 や 階 調 再 現 の た め の 信 号 処 理 は 必 要 な い . とこ ろ が ハ ー ド コ ピ ー 作 成 に お い て は記 録 ス タ イ ラ ス や 記 録 媒 体 の 階 調 特 性 に つ い て も 補 正 す る 必 要 が あ り ， さ ら に 反 射 型 媒 体 上 で の 望 ま し い 階 調 特 性 が ブ ラ ウ ン 管 の よ う な 自 己 発 光 体 に 望 ま れ る 特 性 と 異 な る こ と へ の 考 慮 も 必 要 に な る . 本 章 で は C R Tプ リ ン タ を 例 に 濃 度 変 調 型 プ リ ン タ の 階 調 再 現 の 手 法 に つ い て 検 討 す る .

まず， 5.  1節 で 階 調 再 現 の 考 え 方 に つ い て 示 し ， 階 調 特 性 を 効 率 的 に 制 御 す る た め の 方 法 に つ い て 検 討 す る . ハ ー ド コ ピ ー 作 成 の 各 段 階 の 階 調 特 性 は 一 般 的 数 式 で の 表 現 が 困 難 で あ る . ご の た め ， 所 望 の 階 調 特 性 を 得 る た め の 補 正 特 性 を 解 析 的 に 得 る こ と が で き な い . こ の 補 正 特 性 に つ い て 各 段 階 の 階 調 特 性 を 結 合 さ せ た 調 子 再 現 図 を 使 用 す る こ と で 図 的 に 得 る 手 法 を 提 案 す る.5. 2節 で は 階 調 再 現 に お け る 非 線 形 要 素 を 減 ら す こ と を 目 的 に ， C R  Tの 階 調 特 性 を 直 線 化 す る こ と に つ い て 検 討 す る . こ の た め に デ ィ ジ タ ル 駆 動 方 式 を 提 案 し ， 入 出 力 が 完 全 に 比 例 す る た め の 条 件 を 導 き 出 す . さ ら に 従 来 の ア ナ ロ グ 駆 動 方 式 に 比 べ て 解 像 度 特 性 も 向 上 す る こ と を 示 す .

5.  2  階 調 特 性 の 効 率 的 制 御 方 法 の 検 討 [5・ 11 [5.  2 1 

5.2.  1  階 調 再 現 の 考 え 方

テ レ ビ カ メ ラ で の 撮 像 と 信 号 処 理 回 路 を 含 め た 階 調 再 現 に 関 し て ，

C  R  T 

プ リ ン タ は 図 5. 1の よ う な ブ ロ ッ ク 構 成 で 表 す ご と が で き る . 図 に お い て ， ( 規 格 化 し た ) 輝 度 が rの 被 写 体 は ， テ レ ビ カ メ ラ ， 色号 処 理 回 路 ，

C R T

，  光 学 系 お よ び フ ィ ル ム で 階 調 の 変 換 を 受 け て ， フ ィ ル L 上 に 反 射 率 が r' と な っ て 再 現 さ れ る . 各 ブ ロ ッ ク の 階 調 特 性 は そ れ ぞ れ の 入 力 を x と す る と

‑65 ‑

テレビカメラ 光 学 系 フ ィ ル ム テレビカメラ ト ー タ ル

逆 特 性 ガ ン マ

フ ィ ル ム 逆 特 性

光 学 系 逆 特 性

CRT 

逆 特 性

ト ー タ ル ガ ン マ r(r)  信 号 処 理 回 路 の 階 調 特 性 P(e)

図 5. 1  階 調 特 性 に 関 す る プ リ ン タ の モ デ ル 図

5. 2 

信 号 処 理 回 路 の 補 正 特 性 を 得 る た め の 構 成

G  (x)， P  (x)， 日 (x)， k . x， F  (x) で あ る . 光 学 系 は 入 出 力 が ほ ぼ 比 例 す る の で 比 例 定 数 を k と し て 表 し て い る . e， e' ， p， k ・ p，

r ' は そ れ ぞ れ の ブ ロ ッ ク の 出 力 で あ る . 照 明 を 当 て た 被 写 体 と ハ ー ド コ ピ ー の 最 明 部 の 輝 度 を 揃 え た と き に r = r ' に で き れ ば 階 調 は 正 確 に 再 現 さ れ る が ， 一 般 に は 困 難 で あ る た め r'

=r 

(r) な る 圧 縮 特 性 を も っ 変 換 関 係 を 導 入 し て 両 者 の 整 合 を と る . ['  (r) は ハ ー ド コ ピ ー の 階 調 再 現 性 を 決 め る ト ー タ ル の 階 調 特 性 で あ り ， こ こ で は ト ー タ ル ガ ン マ と 呼 ぶ こ と に す る .

以 上 の 関 係 を 整 理 す る と 以 下 の 各 式 と な る .

[ ~]

100 

ー

，~ 凶

" 

^~ _回 ⁵⁰ 

組 .

，

、， 

[ ~]

100 

田 1

∞

敏 写 体 錫 度 [~]

e = G(r)  e'=  P(e) 

p = H(e')  r'= F(k.p)  r'= 

r 

(r) 

(5. 1)  (5.2)  (5.3)  (5. 4)  (5.5) 

50  100 

・ 光 量 [ ~]

図 5. 3  ハ ー ド コ ピ ー の 好 ま し い 階 調 特 性 ( 真 数 表 現 )

図 5. 4  イ ン ス タ ン ト フ ィ ル ム の 階 調 特 性 ( 真 数 表 現 ) こ れ ら の 関 係 式 の う ち ， G ( r )， H ( e ' ) お よ び F (k ・p) は 既 知

あ る い は 測 定 可 能 で あ る . また， ト ー タ ル ガ ン マ に は 例 え ば 図 2. 2の 特 性 が 好 ま し い と さ れ る . 従 っ て P (e) を ど の よ う に 決 め る か が 問 題 と な る .

e' は ， 式 (5.  1)， 式 (5.3)‑‑式(5.  5)か ら 次 の 逆 関 数

e'=  H‑1 [ 

可FJ‑

︑ ︑ ︐

︐ ︐ ‑

︑ ︑ ﹄ ' ' ‑

e

一

ft

︑ ‑

1・

‑ ‑

nu‑b品

fa

‑‑ hi

一

rt

︑ 一

I R  

円円

・.

(5. 6) 

2 ) と 比 較 し て 図 5. 2の ブ ロ ッ ク 構 成 で 実 現 で き る .

式 (5.  1) か ら 式 (5.  6) ま で の 関 係 式 の 入 出 力 は い ず れ も 濃 度 の よ う な 対 数 値 で な い 真 数 で 表 し た も の で あ る . と こ ろ が 図 2. 1や フ ィ ル ム の D ‑ L o g E特 性 は 入 出 力 が 対 数 値 で あ る の で ， こ れ ら に つ い て 入 出 力 を 真 数 値 に 変 換 し た 特 性 を 新 た に 算 出 し た . 図 2. 1お よ び 図 4. 5か ら 算 出 し た 真 数 表 現 に よ る ハ ー ド コ ピ ー の 好 ま し い 階 調 特 性 と イ ン ス タ ン ト フ ィ ル ム の 階 調 特 性 を そ れ ぞ れ 図 5. 3， 図 5. 4に 示 す .

で 表 さ れ る . 式 (

5 .   6)

の 右 辺 が ト ー タ ル ガ ン マ を 与 え た と き に 信 号 処 理 回 路 に 求 め ら れ る 階 調 特 性 ( 階 調 補 正 特 性 ) と な る . 信 号 処 理 回 路 は 式 (5 . 

‑66  ‑ ‑67 ‑

像画現一再一 限一象一 v '  

第一

﹄M宵お凶

lh un k‑

︿一 世 砂

‑ e

﹀﹄F一 RJ

ヘ 岨 園田困問副唱ゆ@↑1

路一回一理一処一号一 信 ポ

l

限一 象一k

wHU 第

て 図 示 す る ( 第 V象 限 ) . た だ し ， 信 号 処 理 回 路 の 特 性 に つ い て は 最 初 は 不 明 で あ る た め 空 で あ る . こ こ で 全 て の 入 出 力 は 真 数 と し て い る .

信 号 処 理 回 路 の 階 調 特 性 の 決 定 方 法 は 以 下 の 通 り で あ る .

い ま ， 信 号 処 理 回 路 の 入 力 が・印 で 示 し た 値 で あ る と す る . こ の 値 は テ レ ビ カ メ ラ の 出 力 で も あ り ， カ メ ラ で 撮 像 し た 被 写 体 の ( 規 格 化 し た ) 輝 度 は

G 

(r) を 逆 に た ど っ て O印 の 値 と な る . こ の 輝 度 に 対 す る 所 望 の ハ ー ド コ ピ ー 出 力 は ・印 の 反 射 率 を 持 ち ， こ の 反 射 率 が フ ィ ル ム の 出 力 で な け れ ば な ら な い の で 4 5度 の 線 を 措 い て 正 の 横 軸 ま で 戻 る . さらに， フィルム， C R  T ・ 光 学 系 の 特 性 を 逆 に た ど っ て 信 号 処 理 回 路 の 出 力 レ ベ ル が 求 ま る . ごう し て 第 E象 限 の 入 出 力 が 確 定 す る . 以 上 の 操 作 を す べ て の 入 力 値 に つ い て 繰 り 返 す こ と で 信 号 処 理 回 路 の 階 調 特 性 が 決 定 で き る .

一 旦 ， 信 号 処 理 回 路 の 階 調 特 性 が 決 ま る と ， ト ー タ ル ガ ン マ を 知 ら な く て も T V信 号 の フ ィ ル ム 上 で の 再 現 値 ( 反 射 率 ) に つ い て 正 の 縦 軸 を 出 発 点 と し て 第 IT，

m

， N象 限 を た ど る こ と で 得 る こ と が で き る . ま た ， 信 号 処 理 回 路 の 階 調 特 性 を 調 整 す る こ と に よ る ト ー タ ル ガ ン マ の 変 化 に つ い て も 知 る ご

と が 可 能 と な る . 5.  2.  2  調 子 再 現 図 に よ る 階 調 再 現

式 (5.  1).‑....式 (5.  5) の 変 換 関 係 は い ず れ も い ず れ も 解 析 的 数 式 で 表 現 す る の が 困 難 で あ る . こ の た め 式 (5.  6) も 解 析 的 に 解 く こ と が で き ない. こ の よ う な 場 合 の 解 法 と し て 作 図 に よ る 解 法 が 考 え ら れ る .

非 線 形 な 階 調 特 性 を 解 析 す る 手 段 と し て 写 真 系 で 考 案 さ れ た 調 子 再 現 図 が あ る [5. 3 J  調 子 再 現 図 は 露 光 量 が ネ ガ フ ィ ル ム ， 印 画 紙 を 通 し て 最 終 画 像 に ど の よ う に 再 現 さ れ る か を 示 す た め に 用 い ら れ る . し か し ， ハ ー ド コ ピ ー 作 成 に 関 し て は こ の よ う な 調 子 再 現 図 を 適 用 し た 例 は な か っ た .

CRT

プ リ ン タ で は 図

5 . 1

に 示 し た 各 ブ ロ ッ ク の 階 調 特 性 を 連 結 し て 図 5.  5に 示 す よ う な 調 子 再 現 図 を 描 く こ と が で き る . す な わ ち ， 第 I象 限 か ら テ レ ビ カ メ ラ ， 信 号 処 理 回 路 ，

C R  T

・光学系， フ ィ ル ム の 階 調 特 性 に つ い て ， そ れ ぞ れ の 出 力 と 次 の 段 階 の 入 力 を 同 じ ス ケ ー ル に し て 接 続 す る . 方， ト ー タ ル ガ ン マ に つ い て も 入 力 が 被 写 体 輝 度 で あ る か ら 第 I象 限 に 重 ね

信 号 処 理 回 路 出 カ ピ

C R  T 

: ， 

駆 動 電 圧

5 .   3  C R  T

階 調 特 性 の 直 線 化 の 検 討 [^{5  4 J [5.  5 ]} 

4占

h L v h

g

凍剖 貯ボ

調子再 現 図

5.  3.  1  ア ナ ロ グ 方 式 と デ ィ ジ タ ル 方 式

前 節 で 示 し た よ う に ハ ー ド コ ピ ー 作 成 で は 非 線 形 の 階 調 特 性 の 補 正 が 不 可 欠 で あ る . 非 線 形 の 要 素 が 多 い と そ れ だ け 補 正 誤 差 が 生 じ る 可 能 性 が 増 え ， 画 質 劣 化 の 要 因 と な る . C R Tプ リ ン タ に お い て は 記 録 媒 体 の 特 性 を 任 意 に 調 整 す る こ と は 困 難 で あ る が ， C R Tに つ い て は 電 気 信 号 を 入 力 と す る た め 信 号 処 理 に よ る 改 善 が 見 込 め る . C R T の 通 常 の 使 い 方 で あ る ア ナ ロ グ 駆 動 で は ハ レ ー シ ョ ン や 最 大 輝 度 に よ り コ ン ト ラ ス ト 比 ( ダ イ ナ ミ ツ ク レ ン ジ ) が 制 限 さ れ ， ま た ， 高 輝 度 発 光 に お い て 解 像 度 が 低 下 し た り ブ ル ー ミ ン ゲ が 発 生 す る 可 能 性 が あ る [5・6]  こ れ ら も 考 慮 し な が ら 階 調 特 性 を 直 線 化 す る

こ と に つ い て 検 討 す る .

ご ご で ， 信 号 を パ ル ス の 集 合 に 変 換 し ， 各 パ ル ス に 対 す る 応 答 の 合 計 を 出 力 と す る デ ィ ジ タ ル 駆 動 方 式 を 考 え る . デ ィ ジ タ ル 駆 動 方 式 で は

CRT

発 光

‑69 ‑

テ レ ビ カ メ ラ

俊 写 体 :.度(規格化) 1

ケ πτr

:反 射 率

第E叙 限 CRT.光 学 系

~J一一一一一一一一一一一 ___J

ム

1 :

第 時 限 フ ィ ル ム

‑RI館

図 5. 5 

ハ ー ド コ ピ ー 作 成 シス テ ム の

‑68 ‑

ドキュメント内 テレビジョン信号のハードコピー化に関する研究 (ページ 37-45)