JP2006166088A - キャリブレーション方法および画像変換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＦＭスクリーニングによる印刷用の２値面積階調画像を用いてＤＤＣＰで校正物を作成した場合に、校正物の濃度の再現性に優れた画像変換条件を特定できるキャリブレーション方法、または、それを用いた画像変換方法を提供する。
【解決手段】 ＦＭスクリーニングを用いた２値面積階調画像に対して階調補正するためのキャリブレーション方法であって、標準画像において網点面積率を規定する複数のパラメータのうちいずれか１つを複数の段階で変化させかつ他を固定することにより、網点面積率を複数の段階で変化させたキャリブレーション画像を形成し、標準画像とキャリブレーション画像とを画像担体上に出力して測定し、当該測定値から画像の補正量を得る。
【選択図】 図５

Description

本発明は、いわゆるＦＭスクリーニングを用いた印刷物の色校正の作成に関し、印刷物に近似した校正物を正確に形成するためのキャリブレーション方法、または、それを用いた画像変換方法に関する。

近年、印刷物の作成工程では、電子的に作成された印刷原稿の多値階調画像を、ＲＩＰ（Raster Image Processor）にて２値面積階調画像に変換し、これを用いて、印刷機により画像担体である印刷紙上に複数のインキ画像を順次重ねることで、目的とする印刷物を作成するのが一般である。

ところで、印刷物を印刷機で作成する前には、印刷物の校正物（カラープルーフ）を作成することが多い。これは、この校正物を用いて最終的な印刷物の仕上がりをあらかじめ確認した後、実際の印刷を行うことが望まれるからである。このためには、印刷機とは異なる色材を用いたＤＤＣＰ（Direct Digital Color Proofing）と呼ばれる装置で校正物が作成されることが多い。

通常のＤＤＣＰでは、印刷物との色材の違いによる画質の違いを克服するために、印刷用のＲＩＰ処理とは別に、ＲＩＰ＋ＣＭＳ（Color Management System）を使用して、印刷物用の２値面積階調画像とは異なる２値面積階調画像を作成するのが一般である。そして、このＤＤＣＰ用の２値面積階調画像を用いて校正物を作成することで、印刷物に近い仕上がりの画像を得られるよう工夫している。

しかし、このように異なるＲＩＰ処理を経由すると、印刷で使用する２値面積階調画像とＤＤＣＰで使用する２値面積階調画像とで、網点の角度、線数、形状等が異なる可能性が生じるし、また、文字化け等の不具合が発生する場合もある。さらに、ＤＤＣＰ用の２値面積階調画像の画像データを生成するためのＲＩＰ処理が、印刷用とは別に必要となり、その結果、合計の処理必要時間が増加する等の問題もあった。

このため、ＤＤＣＰ用の２値面積階調画像を別途用意するのではなく、印刷用の２値面積階調画像を用いてこれをＤＤＣＰ用に変換し、この変換された２値面積階調画像を用いて校正物を作成しようとする技術開発も行われている。ＤＤＣＰ用に変換処理を行う方法としては、例えば、２値−多値変換、多値−多値変換、多値−２値変換により、元の２値面積階調画像の網点面積率を増減する方法が提案されている（特許文献１参照）。この方法は、網点が規則的に並んで網点面積の大小だけで階調を表現するいわゆるＡＭスクリーニングによる２値面積階調画像に対しては、特に問題を生じることなく適用することができる。

ところで、ＡＭスクリーニングでは網点１個あたりの面積という単一のパラメータで網点面積率が規定されるが、網点の配置が原則ランダムないわゆるＦＭスクリーニングでは（ここでは、ＡＭスクリーニング以外のスクリーニングをＦＭスクリーニングと呼ぶ）、近年の特性改良に伴い、網点面積率を規定するパラメータが従来のような網点密度だけではなく、複数存在するようになってきている。例えば、網点の大きさがパラメータとなったり、網点面積率によって網点配置の規則性のパラメータが変化する場合もある。そのため、ＦＭスクリーニングによる２値面積階調画像に特許文献１に記載の方法を適用すると、ＤＤＣＰ用の変換結果が一意に定まらないことになり、予期せぬ変換が行われるおそれがあり、校正物が印刷物を再現できないトラブルが生じる結果となりやすい。また、色材の発色特性によっては、網点の大きさと密度から計算される網点面積率が例え同じであっても、網点サイズが小さく網点密度が大きい場合と、網点サイズが大きく網点密度が小さい場合とで、画像の濃度が変わってしまうこともある。
特開２００２−２９０７２２号公報

本発明は、ＦＭスクリーニングによる印刷用の２値面積階調画像を用いてＤＤＣＰで校正物を作成した場合に、校正物の濃度の再現性に優れた画像変換条件を特定できるキャリブレーション方法、または、それを用いた画像変換方法を提供することを課題とする。さらには、色材の違いによる濃度のズレが生じにくいキャリブレーション方法、または、それを用いた画像変換方法を提供することを課題とする。

本発明は、ＦＭスクリーニングを用いた２値面積階調画像に対して階調補正するためのキャリブレーション方法であって、前記のＦＭスクリーニングを用いた標準２値面積階調画像において、網点面積率を規定する複数のパラメータのうちいずれか１つを複数の段階で変化させかつ他を固定することにより、前記網点面積率を複数の段階で変化させたキャリブレーション画像を形成し、前記標準２値面積階調画像と前記キャリブレーション画像とを画像担体上に出力して測定し、当該測定値から前記２値面積階調画像の補正量を得ることを特徴とするキャリブレーション方法である。

ここで、前記の測定値が、光学的に測定された網点面積率であることは好ましい。また、前記のパラメータの１つが、前記標準２値面積階調画像の単位面積あたりの網点数の増減率であることは好ましい。また、前記のパラメータの１つが、前記標準２値面積階調画像の網点境界画素の反転率であることは好ましい。また、前記のパラメータの１つが、前記標準２値面積階調画像の網点境界画素の濃度であることは好ましい。また、上記のいずれかの補正量を用いて、前記ＦＭスクリーニングを用いた２値面積階調画像を画像変換することは好ましい。

印刷用ＲＩＰを介したＦＭスクリーニングによる２値面積階調画像を用いて、ＤＤＣＰにより濃度の再現性の良い校正物が得られる。また、色材の違いに起因する濃度のズレが生じにくい。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。印刷物の校正物を作成するには、色校正のための複数の色版に対応する２値面積階調画像を組み合わせて用いるのが通常であるが、ここでは、説明を簡単にするために、１つの２値面積階調画像に関してだけ説明することにする。複数の２値面積画像を用いる場合は、その各々に対して同様にキャリブレーションを行うようにすればよい。

図１は、あるＦＭスクリーニングを用いた任意の２値面積階調画像に対して、キャリブレーションのための補正テーブルを得る工程を示したフローチャートである。図１のフローチャートは、大きく分けて、ＲＩＰ処理を経た電子データとしての標準的な２値面積階調画像から、やはり電子データとしてのキャリブレーション画像を生成するＳ１０〜Ｓ７０ステップと、それぞれの電子画像を実際に画像担体上に色材により画像形成し、それらを光学的に測定して得た濃度の値から実効的な網点面積率を得るＳ８０〜Ｓ１１０ステップと、それらの実効的な網点面積率の測定値から、同じＦＭスクリーニングを用いた任意の２値網点面積画像の階調補正を行うための補正テーブルを得るＳ１２０ステップとからなる。

まず、対象とする特定のＦＭスクリーニングに関して、その網点面積率を変えた場合の標準的なステップ画像（電子データ）を用意する。標準ステップ画像例の模式図を図２に示す。図２では、網点面積率が０％から１００％までの１０％刻みで、網点面積率が異なる単位画像が示されている。このようなステップ画像は、濃度をベタ色の０％から１００％まで変化させた多値標準画像をコンピュータで作成し、これにＲＩＰ処理を施すことにより得られる。標準ステップ画像は、用いられるＦＭスクリーニングの種類ごとに異なるものが用意される。なお、ここに言う網点面積率は、電子データの単位領域中の全画素数に対する網点画素数の割合を意味し、後述するような光学的に測定される実効的な網点面積率とは異なる。

この標準ステップ画像のうち、網点面積率が１０％の場合の単位画像であるステップ画像Ａを拡大した例を図３に示す。図３では、白地画素１の海の中に、斜線を付して表示された網点画素２からなる互いにほぼ同じ大きさの微小網点１０が、島状にかつランダムに配置されている。また、網点面積率が２０％の場合のステップ画像Ｂを拡大したものの例を図４に示す。図４では、斜線を付して表示された網点画素の数が、図３の画像Ａの場合より増加している。この増加した網点画素には２通りあり、一つめは、図３ですでに存在していた網点１０の境界に直接接していた白地画素が、網点画素に変換された場合であり（例えば、網点画素３）、二つめは、既存の網点とは全く別個に新しい網点を構成している場合である（例えば、網点１２）。

つまり、網点面積率が１０％変化した場合に、既存の網点のサイズを変更して網点面積率が変わる場合と、既存の網点のサイズは変化せずに、新しい網点が独立に出現することにより網点面積率が変わる場合とが混在していることになる。いずれで網点面積率が変化したとしても、単位面積あたりの網点画素の合計数が同じであれば数字上の網点面積率は同じになるが、これらを出力装置から画像担持物を出力して濃度を光学的に測定して実効的な網点面積率を求めてみると、必ずしも同じになるとは限らない。これは、用いられる色材によっては、網点の大きさによって発色特性が変化するためである。そのため、ＲＩＰ処理を経た２値面積階調画像の階調を修正する際に、網点面積率を規定するパラメータをどのように調整するかが問題となる。ここでは、以下のようにしてパラメータ調整の補正量を定める。

まず、用意した標準ステップ画像を画像処理装置に入力する（Ｓ１０ステップ）。画像処理装置は汎用のパーソナルコンピュータ上に設けられたコンピュータプログラムでも良いし、専用のハードウェアを備えた画像処理装置であっても良く、後述する画像処理ができるものであればよい。なお、画像処理装置には、ＤＤＣＰと、ＤＤＣＰから出力された出力物の濃度を光学的に測定する測定装置とが接続されている。

次に、入力された標準ステップ画像の単位領域あたりの全画素数に対する網点画素数の割合、つまり電子的な網点面積率を求める（Ｓ２０ステップ）。このデータは、標準ステップ画像にすでに付されている場合は、そのデータをそのまま用いても良い。図２の例では、各単位画像の上に記載されている数字がこの網点面積率のデータを意味する。

次に、標準ステップ画像において網点境界を特定する（Ｓ３０ステップ）。特定にあたっては、例えば、３×３のマスクを用いて、注目している画素が網点画素の場合に、その４近傍の画素のいずれかに白地画素がある場合に、注目画素を網点境界に位置する網点画素とすることができる。

次に、標準ステップ画像の単位画像ごとに、網点画素の合計数と、網点境界に位置する網点画素の合計数とから、網点の平均的な形状を想定して単位画像内に含まれる網点の個数を求める（Ｓ４０ステップ）。

次に、標準ステップ画像を用いてキャリブレーション画像（１）を生成する（Ｓ５０ステップ）。キャリブレーション画像（１）は、図２の標準ステップ画像において、網点の個数は変化させずに、つまり、新しい網点は発生させずに、既存の網点のサイズだけを変化させることで網点面接率を１０％増加せしめた画像である。具体的には、Ｓ３０ステップで特定された網点画素に隣接する白地画素をランダムに網点画素に反転させることによって、新しい網点を発生させることなく既存の網点のサイズだけを大きくする。これによって電子的な網点面積率を１０％増加せしめる。

標準ステップ画像とキャリブレーション画像（１）との関係を図５に示す。図５では、標準ステップ画像の単位画像において網点面積率を１０％増加させた単位画像が、元の標準ステップ画像の単位画像の直下に位置するように配置されている。具体的には、単位画像Ａの網点面積率を１０％増加せしめたキャリブレーション画像（１）の単位画像が画像Ｃである。なお、図５で「％」のついた数字は、図２と同様に、２値面積階調画像において電子的に決まる網点面積率を意味する。

次に、Ｓ５０ステップと同様にして、網点の個数は変化させずに、網点サイズだけを変化させて、標準ステップ画像から網点面積率を２０％増加せしめたキャリブレーション画像（２）を調整する（Ｓ６０ステップ）。さらに、同様にして網点面積率が標準ステップ画像から３０％増加したキャリブレーション画像（３）を調整する（Ｓ７０ステップ）。これらと標準ステップ画像との関係はキャリブレーション画像（１）と同様であり、これらの関係を図５に示す。図５に向かって縦方向には、新しい網点を増やさずに、既存の網点のサイズだけを大きくすることによって、電子的な網点面積率を１０％ずつ増加せしめた単位画像が上から下に順に並ぶことになる。また、図５の横方向では、左から右に向かって、標準ステップ画像と同様に、網点サイズが大きくなるだけではなく、新しい網点が増えて網点の個数が増加することによって、網点面積率が増加した単位画像が並んでいる。

このように、図５の単位画像が二次元的に並んでいるのは、標準ステップ画像の網点が、網点サイズと網点面積率の２つのパラメータで規定されているＦＭスクリーニングを例にとって説明していることによる。ＦＭスクリーニングの種類によっては、各網点面積率の網点が３つのパラメータで規定されるものもあり、そのような場合には、図５は三次元となる。つまりパラメータの数だけ次元数が増加していき、キャリブレーション画像の数も増加していく。しかし、多くの場合、パラメータはせいぜい２つか３つで規定されるから、キャリブレーション画像はその範囲で調整すればよい。

図５から理解されるように、このようにすることで、標準ステップ画像の単位画像と電子的な網点面積率は同じだが、個々の網点の個数やサイズは互いに異なる複数のキャリブレーション画像が得られることになる。例えば、図５では、網点面積率が４０％の単位画像が標準ステップ画像を含めて４つあるが、これらは網点の具体的なサイズや個数が互いに異なる関係にある。

なお、標準ステップ画像は１０％刻みである必要はなく、５％刻みでも良いし、さらに細かく刻んで作成するようにしても良い。また、図５からわかるように、網点面積率が低い範囲、例えば、１０％以下の部分でより細かい刻みで画像を作成するようにすると、ハイライト部で参照できるキャリブレーションに使用できる単位画像が増加するため、ハイライト部の色再現性が向上して好ましい。また、キャリブレーション画像は３つに限るものではなく、網点面積率の増加割合の刻みをより細かくしてキャリブレーション画像の数を増やしてもよい。キャリブレーション画像を増やすことにより測定の手間は増加するが、色再現の精度は向上する。

次に、図５の標準ステップ画像を出力機であるＤＤＣＰに送り、実際に色材と紙や感光材料等の画像担体とを用いて画像を出力する（Ｓ８０ステップ）。出力機としては特に限定されるものではなく、インクジェットプリンタや熱転写型プリンタであっても良いし、ハロゲン化銀感光材料をＬＥＤ等で露光・現像して出力するものであってもよい。色材の発色特性からは、画像担体としてハロゲン化銀感光材料を用いる出力機を用いるのが良い。

次に、標準ステップ画像の出力物を用いて、その濃度を光学的に測定して実効的な網点面積率に換算する（Ｓ９０ステップ）。これにより、標準ステップ画像の単位画像ごとに実効的な網点面積率の測定値が得られる。

次に、図５のキャリブレーション画像（１）〜（３）をそれぞれ出力機に送り、標準ステップ画像と同様にして、実際に色材と紙や感光材料等の画像担体とを用いて画像を出力する（Ｓ１００ステップ）。出力機としては、標準ステップ画像の出力物を出力した出力機と同じ出力機を用いる。

次に、出力されたキャリブレーション画像（１）〜（３）の出力物の各単位画像の濃度を、標準ステップ画像の出力物の場合と同様にして光学的に測定し（Ｓ１１０ステップ）、実効的な網点面積率に換算する。これにより、キャリブレーション画像（１）〜（３）の出力物における実効的な網点面積率の測定値が得られる。

上記のＳ２０ステップ、Ｓ４０ステップ、Ｓ９０ステップ、Ｓ１１０ステップでそれぞれ測定されたデータは、それぞれ図７に示す補正テーブルに格納される（Ｓ１２０ステップ）。図７の補正テーブルでは、１列めが標準ステップ画像の電子的な網点面積率、２列めが実効的な網点面積率、３列めがＳ４０ステップで計算された標準ステップ画像における網点個数、４列めが標準ステップ画像の電子的な網点面積率に対して、実効的な網点面積率がどの程度増減しているかを示した実効的な網点面積率の補正率である。なお、２列めの数字は単なる測定値を例示したものであって、数字に意味はない。

なお、図７のテーブルでは、実効的な網点面積率が、ＲＩＰ処理を経た電子的な網点面積率から増加した場合だけが記載されているが、減少した場合を含めても良いことは言うまでもないし、また、数字の刻みは、用いる標準ステップ画像やキャリブレーション画像の刻みに応じて適宜定めればよい。

このような補正テーブルが得られれば、対象としているＦＭスクリーニングを用いた任意の２値面積階調画像において、補正テーブルのデータからの内挿または外挿によって、必要な実効的な網点面積率を得るために、特定の電子的な網点面積率の画像において、網点個数をどれだけ増やし、また、網点画素数をどれだけ増やしたらよいかが特定されることになる。つまり、網点を規定する２つのパラメータをいずれも適切に特定することが可能となる。このようにすることにより、色材によって生じる可能性がある網点の大きさに依存して網点を構成する単位画素の発色に違いが生じる現象を克服することができ、再現性のよい画像を得ることが可能となる。

次に、この補正テーブルを用いて、ＲＩＰ処理を経た任意の２値面積階調画像のキャリブレーションを行うことで、ＤＤＣＰに適した２値面積階調画像に画像変換する方法について説明する。このフローチャートを図８に示す。なお、上記で得られた補正テーブルが、２値面積階調画像の画像変換装置に組み込まれているものとする。

まず、対象としているＦＭスクリーニングの図２の標準ステップ画像を用いて、紙にインキを重ねて印刷した標準サンプルを用意し、この標準サンプルの各単位画像の濃度を光学的に測定して得られる実効的な網点面積率のデータを、画像変換装置に入力する（Ｓ２００ステップ）。

なお、画像変換装置は、汎用のパーソナルコンピュータ上のコンピュータプログラムや専用のハードウェアで構成することができ、上記の画像処理装置と同じものでも良いし別体でもよい。画像変換装置が画像処理装置と別体の場合は、両者の間に補正テーブルを転送する通信手段を設ける。また、画像変換装置もＤＤＣＰにも接続しておく。

次に、Ｓ２００ステップで入力された実効的な網点面積率のデータを基準にして、補正テーブルを用いた内挿または外挿によって、ＲＩＰ画像の網点面積率ごとに網点面積率の補正率を特定する（Ｓ２１０ステップ）。これにより、ＤＤＣＰで再現性の高い画像を出力するために必要な対象ＦＭスクリーニングのパラメータの値が特定される。特定されたパラメータの値が格納されたテーブルを図９に示す。

次に、補正テーブルに対応するＦＭスクリーニングを用いた任意の２値面積階調画像の電子データを画像変換装置に入力する（Ｓ２２０ステップ）。この電子データが画像変換の対象となる。この２値面積階調画像をあらかじめ定めた大きさの単位領域に分割し、各単位領域内の網点画素の数を数えて電子的な網点面積率を求める（Ｓ２３０ステップ）。

次に、Ｓ２３０ステップで求めた電子的な網点面積率と図９のテーブルとを用いて、それぞれの単位領域における網点面積率の補正率を特定し、これに従って網点境界に位置する網点画素に隣接する白地画素をランダムに網点画素に反転して網点面積率を合わせる（Ｓ２４０ステップ）。これでＲＩＰ処理後の印刷用の２値面積階調画像が、ＤＤＣＰに適した２値面積階調画像に変換される。

最後に、この変換された２値面積階調画像がＤＤＣＰに出力されて、目的とする出力物が得られる（Ｓ２５０ステップ）。これで処理が終了する。

このように処理することにより、印刷用ＲＩＰ処理により、ＦＭスクリーニングを用いて２値面積階調画像に変換された場合であっても、ＤＤＣＰにおける色材の特性などに影響されることなく、再現性のよい出力物を得ることが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は以上に示された発明の具体的態様に限定されるものではない。例えば、印刷により実効的な網点面積率が増加する場合を説明したが、減少する場合を含めても良いのは言うまでもない。また、上記の画像処理装置または画像変換装置が、コンピュータプログラムにより汎用のパーソナルコンピュータ上に構成されている場合には、このコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納しても良い。また、格納にあたっては、プログラムを複数の記録媒体に分割して格納しても良い。

補正テーブルを得る工程の概略を示したフローチャートである。 標準ステップ画像例の模式図である。 単位画像Ａの例の模式図である。 単位画像Ｂの例の模式図である。 標準ステップ画像とキャリブレーション画像との関係を示した模式図である。 単位画像Ｃの例の模式図である。 補正テーブルの例を示した概念図である。 画像変換処理の概略工程を示したフローチャートである。 特定の印刷機に合わせて選択された場合の補正テーブルの例を示した概念図である。

符号の説明

１ 白地画素
２ 網点画素
３ 網点境界に増加した網点画素
１０ 網点
１１、１４ 修飾された網点
１２ 新たに増加した網点

Claims (5)

1. ＦＭスクリーニングを用いた２値面積階調画像に対して階調補正するためのキャリブレーション方法であって、前記のＦＭスクリーニングを用いた標準２値面積階調画像において、網点面積率を規定する複数のパラメータのうちいずれか１つを複数の段階で変化させかつ他を固定することにより、前記網点面積率を複数の段階で変化させたキャリブレーション画像を形成し、前記標準２値面積階調画像と前記キャリブレーション画像とを画像担体上に出力して測定し、当該測定値から前記２値面積階調画像の補正量を得ることを特徴とするキャリブレーション方法。
2. 前記の測定値が、光学的に測定された網点面積率であることを特徴とする請求項１に記載のキャリブレーション方法。
3. 前記のパラメータの１つが、前記標準２値面積階調画像の単位面積あたりの網点数の増減率であることを特徴とする請求項１に記載のキャリブレーション方法。
4. 前記のパラメータの１つが、前記標準２値面積階調画像の網点境界画素の反転率であることを特徴とする請求項１に記載のキャリブレーション方法。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の補正量を用いて、前記ＦＭスクリーニングを用いた２値面積階調画像を画像変換することを特徴とする画像変換方法。
   

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