JP2007013957A - 画像形成装置較正に用いるために走査パッチを処理する方法及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】製造上の変動、環境条件、及び使用歴のため、異なる画像形成装置が、同一の画像データに基づいて、異なる色の強さを出力することがあるという問題を緩和する。
【解決手段】ハーフトーン周期を有する複数のハーフトーン・セルを含む少なくとも１つの試験パッチを印刷するように作動する印刷装置と、試験パッチを走査して、各々のハーフトーン・セルについて所定の値を取得するように作動する走査装置と、ハーフトーン・セルの、ハーフトーン周期の倍数になる大きさにされた平均化ウィンドウにより定義されるサブセットの値のサブセット平均を計算し、試験パッチに対するサブセット平均の全体平均を計算し、全体平均に基づいて較正するように作動するプロセッサと、を備えることを特徴とするシステム。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば、画像形成装置較正に用いるために走査パッチを処理する方法及びシステムに関する。

プリンタ又はコピー機といった画像形成装置は、典型的には、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラック（ＣＭＹＫ）といったマーキング剤即ち着色剤の４色の組み合わせを用いて画像を生成する。画像は、画像における各々の画素又はピクセルに、４色のうちの少なくとも１つと、数で示される色の強さ即ち入力色値とを割り当てる画像データに基づいて生成される。

製造上の変動、環境条件、及び使用歴のため、異なる画像形成装置が、同一の画像データに基づいて、異なる色の強さを出力することがあるという問題がある。印刷媒体上に置かれたトナーの濃度が色の強さを決定する。紙のような白色の印刷媒体上に置かれるトナーが高濃度であればあるほど、又は厚ければ厚いほど、紙の上のトナーを通して視認できる白色は少なくなる。従って、トナーが高濃度になればなるほど、トナー色の明るさは少なくなり、トナー色の強さが大きくなる。

同一画像データに基づいて、異なる画像形成装置により置かれたトナー濃度には、そういった変動が存在するため、何れかの画像形成装置によって出力される色の強さが、許容範囲から外れることがある。従って、各々の画像形成装置が、画像データにより指定された色の強さに厳密に対応する色の強さを出力することを確実にするために、各々の画像形成装置は、適切な色の強さを出力するように個々に較正されるべきである。

従来、プリンタ（例えば、デジタルコピー機、製本機、ファクシミリ機、多機能機など、任意の目的で印刷出力機能を実行するあらゆる装置）を較正することは、特に大量のデータ（例えば、パッチ）が用いられる場合には、あまり効率のよくない作業とされてきた。最近は、スキャナが、較正処理を支援する効率的な機構として考えられている。従来のプリンタ較正（即ち、スキャナを用いない）は、通常、典型的には直径約５ｍｍの開口部を含む濃度計又は分光光度計を採用しており、その開口部を通る反射光は、装置によって光学的に平均化される。スキャナをベースとしたプリンタ較正は、従来、分光光度計又は濃度計の開口部に類似した何らかの領域における区域を平均化することを含んでいた。

スキャナ・ベースのプリンタ較正は、印刷されたページの走査部分を必要とし、何らかの画像処理技術を適用して、分光光度計の開口部と同様な、ページの小さい領域にわたり平均を取得し、次いで、平均化された信号を、装置とは独立した色空間に変換する。この変換を行うために、スキャナ自体を特徴付けなければならない。較正とは、装置の作動をその公称状態に復元するのに必要な装置信号が必要とする変更を取得する処理であり、特徴付けとは、何らかの標準化された色空間において、装置信号から装置とは独立した信号への変換を取得する処理である。

スキャナの特徴付け(characterization)及びスキャナ・ベースのプリンタ較正は、通常、パッチを走査し、次いで、このパッチの中央部分にあるピクセルを平均化することを含む。中央部分のみを用いることは、隣接するパッチからそれた、いずれの着色剤もなくし、並びに、位置ずれエラー（即ち、パッチの正確な境界を配置する際の失敗）に対して何らかの保護を与えるので、平均化は、ノイズを減少させ、分光光度計の開口部の効果を模倣する。しかしながら、これは、印刷されたパッチの走査された画像を処理する場合には、固定開口部をもつ分光光度計によって実行される平均化の模倣より、良好に行うことができる。説明される本実施形態の方法を用いることにより、平均においてより高い精度（少ないノイズ）をもって、より小さいパッチを平均化することができる。

ここで説明される本実施形態は、較正方法及び関連するシステムにおいて、ハーフトーン位置合わせ平均化及びノイズ減少を提供する。１つの形態においては、ハーフトーン位置合わせ平均化は、平均が算出されるウィンドウがハーフトーン周期の倍数である平均化の方法として実施される。１つの例示的な実施形態においては、ノイズ減少は、パッチについて、すべてのウィンドウの５番目から９５番目までの百分位数の範囲外に平均を有するウィンドウを廃棄する（discarding）ことを含む。

説明される本実施形態の１つの態様では、プリンタのための較正方法は、ハーフトーン周期を有する複数のハーフトーン・セルを含む少なくとも１つの試験パッチを印刷するステップと、試験パッチを走査して、各々のハーフトーン・セルについて所定の値を取得するステップと、ハーフトーン・セルの、ハーフトーン周期の倍数になる大きさにされた平均化ウィンドウにより定義されたサブセットの値のサブセット平均を計算するステップと、試験パッチのサブセット平均の全体平均を計算するステップと、全体平均に基づいてプリンタを較正するステップとを含む。

説明される本実施形態の別の態様では、この方法は、さらに、全体平均を計算する前に、所定の範囲外のサブセット平均を廃棄するステップを含む。

説明される本実施形態の別の態様では、この範囲は、すべてのサブセット平均の５番目から９５番目までの百分位数(percentile)である。

説明される本実施形態の別の態様では、複数のハーフトーン・セルは２方向に配置(disposed)される。

説明される本実施形態の別の態様では、サブセット平均の計算は２方向において実施される。

説明される本実施形態の別の態様では、試験パッチは複数の分離(multiple separations)を含む。

説明される本実施形態の別の態様では、サブセット平均の計算、全体平均の計算、及び較正は、複数の分離の各々について実施される。

説明される本実施形態の別の態様では、少なくとも１つの試験パッチは試験パターンを含む。

説明される本実施形態の別の態様では、システムは、ハーフトーン周期を有する複数のハーフトーン・セルを含む、少なくとも１つの試験パッチを印刷するように作動する印刷装置と、試験パッチを走査して、各々のハーフトーン・セルについて所定の値を取得するように作動する走査装置と、ハーフトーン・セルの、ハーフトーン周期の倍数になる大きさにされた平均化ウィンドウにより定義されたサブセットの値のサブセット平均を計算し、試験パッチのサブセット平均の全体平均を計算し、全体平均に基づいて較正するように作動するプロセッサとを備える。

説明される本実施形態の別の態様では、プロセッサは、さらに、全体平均を計算する前に、所定の範囲外のサブセット平均を廃棄(discard)するように作動する。

説明される本実施形態の別の態様では、この範囲は、すべてのサブセット平均の５番目から９５番目までの百分位数である。

説明される本実施形態の別の態様では、複数のハーフトーン・セルは２方向に配置(disposed)される。

説明される本実施形態の別の態様では、プロセッサは、さらに、サブセット平均を２方向において計算するように作動する。

説明される本実施形態の別の態様では、試験パッチは、複数の分離(multiple separations)を含む。

説明される本実施形態の別の態様では、プロセッサは、複数の分離の各々について、サブセット平均を計算し、全体平均を計算し、較正するように作動する。

説明される本実施形態の別の態様では、少なくとも１つの試験パッチは試験パターンを含む。

説明される本実施形態の別の態様では、画像形成装置のための較正方法は、ハーフトーン周期を有する複数のハーフトーン・セルを含む試験パッチを与えるステップと、試験パッチを走査して、各々のハーフトーン・セルについて所定の値を取得するステップと、ハーフトーン・セルの、ハーフトーン周期の倍数になる大きさにされた平均化ウィンドウにより定義されたサブセットの値のサブセット平均を計算するステップと、試験パッチのサブセット平均の全体平均を計算するステップと、全体平均に基づいて画像形成装置を較正するステップとを含む。

説明される本実施形態の別の態様では、この方法は、さらに、全体平均を計算する前に、所定の範囲外のサブセット平均を廃棄するステップを含む。説明される本実施形態の別の態様では、この範囲は、すべてのサブセット平均の５番目から９５番目までの百分位数である。

説明される本実施形態の別の態様では、走査されたパッチに適用可能な画像処理方法は、少なくとも１つのパッチのピクセルの、ハーフトーン周期の倍数になる大きさにされた平均化ウィンドウにより定義されたサブセットの平均の計算するステップと、サブセットの平均の全体平均を計算するステップとを含む。

説明される本実施形態の別の態様では、この方法は、さらに、サブセット平均を廃棄することを含む。

説明される本実施形態の別の態様では、廃棄されるサブセット平均は、平均値の範囲からプラスマイナス２の標準偏差だけ外にある。

説明される本実施形態の別の態様では、廃棄されるサブセット平均は、すべてのサブセット平均の百分位数範囲外にある。

説明される本実施形態の別の態様では、走査されたパッチに適用可能な画像処理方法は、少なくとも１つのパッチのピクセルの、第１のハーフトーン周期の倍数になる大きさにされた平均化ウィンドウにより定義されたサブセットの第１の平均を計算するステップと、第２のハーフトーン周期の倍数になる大きさにされた平均化ウィンドウにより定義された第１の平均のサブセットの第２の平均を計算するステップと、全体平均を計算するステップとを含む。

説明される本実施形態の別の態様では、この方法は、さらに、サブセット平均を廃棄するステップを含む。

説明される本実施形態の別の態様では、廃棄されるサブセット平均は、平均値の範囲からプラスマイナス２の標準偏差だけ外にある。

説明される本実施形態の別の態様では、廃棄されるサブセット平均は、すべてのサブセット平均の百分位数範囲外にある。

図１は、試験パッチを印刷し、試験パッチの色出力値を測定し、測定した色出力値に基づいてシステムの色出力特性を較正するシステムを示す。システムは、説明される本実施形態による装置１００、画像ソース１１２、印刷媒体１１３、及び測色装置１１４を含む。

装置１００は、入力部１０２と、プロセッサ１０４と、メモリ１０６と、印刷装置１０８と、出力部１１０とを含む。装置は、概して、入力部１０２で画像を受け取り、出力部１１０において、印刷された記録媒体のページを生成し、これから画像を物理的に再構成することができる。

画像ソース１１２は、二次元画像に対応して画像データを生成する好適な装置のいずれであってもよい。さらに、画像ソース１１２は、以下にさらに詳細に述べるように、装置１００を較正するのに用いられる試験パッチの行と列のアレイに対応して、画像データを与えるように設定される。この目的のために、画像ソース１１２は、チャート作成ソフトウェア、プレゼンテーション・ソフトウェア、コンピュータ支援設計ソフトウェア及び同様なものを使用して生成されるような印刷可能出力データを生成する多目的コンピュータとすることができる。換言すると、データは、ソフトウェア出力ファイルとして生成することができる。もう１つの方法として、画像ソース１１２は、例えば、カラーコピー機に見られるようなプロセッサの形態であってもよい。そのようなプロセッサは、プロセッサ１０４と別々であってもよいし、又は、これと一体であってもよい。場合によっては、画像ソース１１２は、プロセッサ１０４により実行されるソフトウェア・ルーチンであってもよいことが理解されるであろう。例えば、ソフトウェア・ルーチンは、一連の色及び入力色値を出力して、これにより印刷装置１０８は試験パッチを作成することができる。しかしながら、通常、画像ソース１１２は、他のプロセッサを含む又は含まなくてもよい別個の装置である。場合によっては、画像ソースは、画像データをＣＭＹＫ、ＲＧＢ、ＣＩＥＬＡＢその他を含むあらゆる色空間に与えることができる。

ここで、説明される本実施形態による装置１００を参照すると、プロセッサ１０４は、コントローラ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、プログラム可能デジタル論理回路、又は、とりわけ、ＣＭＹＫ色空間内に、画像ソース１１２から受信した画像データに対応する色入力値を生成するように作動する他の処理装置である。ほとんどの場合、ＣＭＹＫ色入力値は、印刷装置１０８に、入力１０２に含まれる画像データの正確な視覚発現である出力１１０を作成させることを目的に、プロセッサ１０４により生成される。

印刷装置１０８は、画像情報をプロセッサ１０４及び／又はメモリ１０６から、記録媒体又は印刷媒体に印刷するように作動する装置である。この目的ために、印刷装置１０８は、インクジェット・プリンタ、レーザープリンタ、ゼログラフィ印刷装置、又は、走査線或いはラスタ・フォーマットにおけるピクセルデータに基づいて、記録媒体に印刷するように作動する他の印刷装置とすることができる。印刷装置１０８は、通常、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックといった４色で利用可能なインク又はトナーのようなマーキング剤を使用する。

当該技術分野では知られているように、印刷装置１０８が、思い通りに、４色のマーキング剤のみを用いて、入力色値において多くの色の影を実現するためには、プロセッサ１０４は、入力色値をハーフトーン化ピクセルデータに変換することができる。従って、本実施形態におけるプロセッサ１０４は、プロセッサにより計算されたＣＭＹＫ入力色値を、メモリ１０６内に格納できるハーフトーン化ピクセルデータに変換するように作動する。プロセッサ１０４はまた、メモリ１０６から印刷装置１０８へ、ハーフトーンピクセルデータの転送を調整するように作動する。この目的のために、ここに示すプロセッサ１０４は、上述の種々の処理ステップを実行する、１つの装置又は数個の装置を含むことができることが理解されるであろう。

測色装置１１４は、紙といった印刷媒体１１３に印刷された、印刷装置１０８の出力を受信する。説明される本実施形態の１つによれば、この装置は、印刷装置１０８により１枚又はそれ以上の紙に印刷される試験パッチの行及び列のアレイの色出力値を測定する光センサ形態の測色装置１１４である。測色装置１１４は、一般に、試験パッチの各々に光を放射し、パッチから反射して測色装置１１４に戻る光量を測定する。試験パッチが暗ければ暗いほど、測色装置１１４に反射して戻る光は少なくなる。測色装置１１４は、信号１１６をプロセッサ１０４に送信する。信号１１６は、試験パッチの各々について測定された出力色値を示す。測色装置１１４は、光をパッチに放射する発光ダイオード（ＬＥＤ）と、パッチから反射される光量を感知する感光ダイオードとを含むことができる。スキャナ形態である場合には、測色装置１１４は、文書照明ランプ、光学系、機械的走査ドライブ、及び電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイを含むことができる。

測色装置は、装置１００に取り付けてもよいが、測色装置１１４は、装置１００と分離させるのが、より典型的である。より具体的には、測色装置１１４は、画像形成装置１００が製造される工場内で与えることができる。この場合、画像形成装置１００が工場から出荷される前に、画像形成装置１００の出力を較正するために測色装置１１４を用いることができる。これの代わりに又はこれに加えて、画像形成装置１００の出力をその耐用年数の経過にわたり、時々較正するために、画像形成装置１００が作動する施設において、測色装置１１４を与えることができる。

図２は、説明される本実施形態の態様を組み込む印刷機の例示的な実施形態を示す。図２は、例示的な電子写真印刷機械と、説明される本実施形態の特徴を組み込むことができるネットワーク化されたＰＣとを示す概略的な外観図である。しかしながら、上述のように、以下の説明から、説明される本実施形態は、多種多様な印刷及びコピー・システムでの使用に同等に適しており、従って、ここに示し説明する特定のシステムに対する適用例に限定されるものではないことが明白であろう。

図２の例示的な電子写真印刷機械は、入力原稿が走査されたときに生成される記録媒体画像上に印刷をするように作動する。まず、図２の機械の一般的な説明として、全体を参照番号１２で示す画像処理ステーション（ＩＰＳ）は、データ処理及び制御電子回路を含み、これは、全体を参照番号１６で示すラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）への画像データの流れを準備し、管理する。全体を参照番号５で示す１つ又はそれ以上のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）のネットワークは、ＩＰＳ１２とインターフェース接続する状態／通信状態で示される。全体を参照番号１４で示すユーザ・インターフェース（ＵＩ）もまた、ＩＰＳ１２と通信状態にある。

ＵＩ１４は、オペレータが、種々のオペレータにより調整可能な機能及び維持管理活動を制御及び監視できるようにする。オペレータは、ＵＩ１４の適切なキーを作動させて、コピーのパラメータを調整する。ＵＩ１４は、タッチスクリーンであってもよいし、又は、オペレータにシステムとのインターフェースを与える他の好適な制御パネルのいずれであってもよい。ＵＩ１４からの出力信号はＩＰＳ１２に送信される。ＵＩ１４はまた、電子文書を表示画面（図２には図示せず）上に表示することができる。

デジタル化された電子文書は、全体を参照番号１８で示すプリンタ即ちマーキングエンジンに印刷するためにＩＰＳ１２に送信する／取り次ぐ前に、ＰＣ５により生成、修正、格納、及び／又は、別の方法により処理することができる。ＰＣ５のディスプレイは、電子文書を画面（図２には示さず）に表示することができる。ここに説明する実施形態では、ＩＰＳ１２は、プロセッサ、コントローラ、及び／又は、図１のプロセッサ１０４に帰する操作を実行するのに必要な他の回路（図２には図示せず）を含む。それにもかかわらず、代替的な実施形態では、図１のプロセッサ１０４の操作は、ＰＣ５において実行可能である。

ＩＰＳ１２はまた、説明される本実施形態に必須なものではない方法を用いて、望ましい電子又は走査画像に対応する信号を、出力コピー画像を生成するマーキング要素に送信する。マーキング要素は、受信する信号の強度に応じて、或る程度の種々の着色剤（インク又はトナー）を紙に付着又は固着するようにする。

通常、カラー印刷では、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの各々に１つずつ、４つの信号がある。しかしながら、４つより多い着色剤を有するシステムにおいては、より多くの信号があることがある。信号の各々は、どれだけの量の対応する着色剤を紙に付着させるかについて制御する。対応する着色剤の量は、どれだけの量の光が反射されるか、及びスペクトルの部分でどれだけの量が吸収されるかについて制御する。例えば、イエローの着色剤は、青色を吸収して他の色を反射することにより、イエローの外観を有するため、イエローの着色剤の量は、どれだけの量の青い光が反射されるかについて制御する。緑色の外観を生成するためには、イエローとシアンの着色剤が組み合わせて使用されて、青色と赤色の両方を吸収して、スペクトルの緑色部分にだけ光を残す。

図３を参照すると、プリンタ１８（又は印刷装置１０８）は、シート５６上に、パッチ３０２といった試験パッチのアレイを生成する。シート５６上の試験パッチ３０２は、（意図しない）跡及び他の起こり得る印刷欠陥を含むことがある。測色装置即ちスキャナ１１４は、試験パッチ３０２の濃度を測定する。測色装置１１４は、測定データをＩＰＳ１２に送信する。ＩＰＳ１２は、次いで、測定データを使用して、用いることができる較正方法に基づいて計算を実施する。パッチ３０２の各々は、方向３０６及び３０８の各々において、それぞれハーフトーン周期を有することに注目されたい。このことは、例示的な試験パッチ３０２の一部を示す図４に示されている。３０３といった印刷されたドット又はピクセルは水平方向に周期Ｐ１を有し、垂直方向に周期Ｐ２を有する。Ｐ１とＰ２は同じであってもよいし、又は異なっていてもよい。２つのハーフトーン周期をカバーするウィンドウＷが示されている。

上で言及されるように、典型的なスキャナ・ベースのプリンタ較正において実行される機能は、１）同じ又は同様のプリンタからの印刷物を用いてスキャナを特徴付けること、２）次いで、スキャナを用いてプリンタを較正することである。第１の機能は、ベースラインを確立するために分光光度計を用いて印刷物を測定すること、印刷物を走査すること、その走査上で画像処理を実施して、スキャナ等価価値の組を取得すること、及び、走査値からベースラインへのマッピングを形成することを含む。第２の機能は、通常、プリンタにおけるその当事の状態に対する走査値を取得するために、同じ画像処理技術の組を必要とする。

しかしながら、説明される本実施形態によれば、走査値に実行される画像処理は、さらに、１）ピクセル値を反射空間に変換すること、２）個々のパッチに対応するピクセル値の組から外れ値を識別すること、及び３）外れ値が除去された状態でパッチ平均を算出することを含む。この際、説明される本実施形態は、適切な場合には、ソフトウェア・ルーチンと、ここで説明される要素により述べられる機能を実行するのに好適なハードウェア構成において実施できることを理解すべきである。もちろん、ソフトウェア・ルーチンは要素（例えば、スキャナ、プロセッサ、画像形成処理ステーション、ＰＣその他）に分散してもよいし、又は、好適である場合には、利便性ある位置に集中させてもよい。例えば、一形態においては、説明される本実施形態を実施するソフトウェア・ルーチンは、図２の画像処理ステーション（ＩＰＳ）、又は図１のプロセッサ１０４において実施することができる。

現在のＣＣＤスキャナは線形応答を有するように見える。結果として、当業者であれば、第１の機能（例えば、ピクセル値の変換）は、単にスケール及びシフトに係るものに過ぎないことを理解するであろう。

適切なシフト及びスケールのパラメータを見出すことについては、黒色から白色への掃引で測定される分光光度計の値が、ＣＭＹＫ空間における既知の点から、（情報のほとんどがＬ^*に含まれている）Ｌ^*ａ^*ｂ^*値への相関性を与える。Ｌ^*以外のチャネルを無視し、これらパッチの各々の反射率を、以下の式を用いて算出することができる。

平均化されたパッチからのＲＧＢ値もまた、ＣＭＹＫからスキャナＲＧＢへの相関性を与える。ＲＧＢ値を最も適合する線で測定された反射率と適合させることにより、各々の分離に対するシフト及びスケール係数が与えられる。

上述の第２及び第３の機能（例えば、外れ値の識別及びパッチ平均の算出）に関しては、それらの実施は図５の記述から明らかであろう。その際、図５は説明される本実施形態による例示的な方法のフローチャートを示す。図示のように、方法４００は、（４０２で）試験パッチの印刷から始まる。もちろん、試験パターン全体の印刷は、さらに、フルスケールの較正を実施するように達成できることが理解されるべきである。試験パッチ及び試験パターンは、適用例によって異なる。

試験パッチが印刷されると、これは、各々のハーフトーン・セルに対する値を取得するように（４０４で）走査される。もちろん、この値は、画像形成フィールドに望ましい、どのような種類のものであってもよい。通常、この値は、紙の上に付着された着色剤の量及び／又は質と関連する。例えば、輝度を測定することができる。

次いで、上述のように、この値は（４０６で）反射値に変換される。次いで、パッチのサブセット値のサブセット平均が（４０８で）計算される。これは通常、平均が計算されたサブセットにわたり、ウィンドウが逐次的に配置される反復処理である。サブセットは、ハーフトーン周期の倍数の大きさになるようにされた平均化ウィンドウにより定義されることを理解すべきである。ハーフトーン周期は、水平方向又は垂直方向のいずれかにおける既知の値である。直接既知でない場合には、当業者により容易に求めることができる。その倍数はどのような倍数であってもよいが、少なくとも１つの形態においては、１、２、３、その他のような整数の倍数である。２つのハーフトーン周期の大きさを有する、平均化に使用されるウィンドウＷを、例えば、図４に示す。

当業者であれば、倍数に対する値の選択には、様々な異なる要因が考慮さることを理解するであろう。例えば、ＣＭＹＫハーフトーン画像は、用いられるハーフトーン・ドットの周波数のノイズを含む。４つのチャネルの各々は、結果としていくらかのノイズをもたらすが、イエローの寄与は、実質的には、他の２つよりも少ない。プリンタ較正に一般に使用されるパッチは、ブラックを含まないか、又は、ブラックのみを含み、さらに物事を単純にする。ＲＧＢチャネルの各々は、２つの寄与ハーフトーン・スクリーンを有する。赤色はマゼンタと或る程度のイエローの影響を受ける。緑色はシアンと或る程度のイエローの影響を受ける。青色はマゼンタと或る程度のシアンの影響を受ける。全３チャネルは黒色パッチの影響を受けるが、これらのパッチは、単独で現れるため、黒色分離によってのみ影響を受ける。いずれの１つの分離に対するハーフトーンのパターンも、各次元において幾つかの（典型的には、１０より少ない）ピクセルに対応する定格反復周波数を有する。高いアドレス指定可能性及びスーパーセル・スクリーンは、１００より少ないレベルから許容可能な数まで強さの解像度を増加させるのに用いられるが、主要なスクリーン周波数は、一般に、１インチあたり６０ラインより大きく、これは、反復パターンが６００ｓｐｉ走査で１０より少ないことを意味する。

個々の分離がすべてである場合には、単一のハーフトーン・セルの倍数を平均化するので十分である。しかしながら、通常、複数の分離が含まれる。全反復パターンを捕捉するためには、含まれるすべての分離に対するセル反復パターンの最小公倍数の倍数を平均化することが必要である。しかしながら、この手法は必ずしも必要でない。各々の分離（例えば、色）は個別ベースで対処することができる。

シアン及びマゼンタが、それぞれ７ピクセル及び９ピクセルの反復パターンを有する場合を検討する。これらの最小公倍数は６３である。しかしながら、７ピクセルのどんなシーケンスも同じシアン寄与を有する（ハーフトーン・ノイズだけがノイズ源である場合）。７の群を平均化して、シアン・ハーフトーンが効率的に除去された「画像」を取得することができる。これらの平均は重なり合う。これを説明する別の方法は、７ピクセルのボックス・フィルタを画像に適用することである。依然としてノイズは存在するが、シアン・ハーフトーン・スクリーンにより誘起されたノイズではない。同様に、９ピクセルのどんなシーケンスの平均も、同じマゼンタ寄与を有する。フィルタ処理された画像からの９ピクセルのどんなシーケンスの平均も、シアンとマゼンタ両方のスクリーン周波数が除去されていることが分かる。

通常、プリンタ較正、及び、特定のプリンタで用いるためにスキャナを特徴付けることの両方について、所与のパッチに使用される分離が知られているため、使用される分離のみについてのフィルタを適用するだけでよい。

ここでは、単純な平均化技術を用いて、パッチのサブセット平均を計算する。例えば、１つの手法は、フィルタの範囲内で、各々のピクセルをすべてのピクセルの合計として算出し、次いで、フィルタのサイズで割ることである。ｎ×ｍフィルタ及びＮ×Ｍの試験パッチのサイズにおいては、これは、出力ピクセル毎にｎｍ加算と１つの除算を用い、出力ピクセルは（Ｎ−ｎ）（Ｍ−ｍ）であり、又は、ｎｍ（Ｎ−ｎ）（Ｍ−ｍ）＝Ｏ（ｎｍＮＭ）加算を用いる。

別の手法であるｘ−ｙ分離手法は、行方向に平均を算出し、次いで、列方向のフィルタ処理を単一の列に適用するものである。これは、行毎にｎＮ加算と１つの除算を用い、又は全体にＯ（ｎＭＮ）加算を用いる。この手法の欠点は、計算されるいずれの統計値も、フィルタ全体ではなく、フィルタの行スライスにあることである。

適度なサイズのフィルタ（即ち、５ピクセルより大きい反復）においては、合計域テーブル手法が使用可能である。ここで、画像は初めに合計域テーブルに変換される。テーブル内の各々の入力項目は、入力画像における対応するピクセルと、これの上方並びに左側にあるすべてのピクセルの合計である。これは、行方向において、左上から右下に進むことにより算出される。第１ピクセルがコピーされる。第１行の残部は、ピクセルに、既にテーブル内にある、その左側の、このピクセルに対応する入力項目を加算することにより算出される。残りの行は、各々のピクセルに、テーブル内の、すぐ上方の値及び左側の値を加算することにより算出される。これには、テーブル内のピクセル毎に、２以下の加算を用いるだけでよい。フィルタ処理された画像内にピクセルを見つけるためには、テーブル内の、そのピクセルに中心があるフィルタの右下角に対応する値をとり、フィルタ高さ１だけ上方及びフィルタ幅１だけ左側の値を減じ、フィルタ幅１だけ左側及びフィルタ高さ１だけ上方の値を加算する。この方法により、画像全体は、ピクセル毎に６以下に過ぎない加算を行うことによりフィルタ処理される。画像全体にわたる最終的な合計／平均を取得するためには、ピクセル毎にもう１つの加算が必要である。これは、すべての関連する分離についてフィルタが適用された後で行われる。

ｘ−ｙ分離手法が満足いくものである場合には、合計域テーブル手法を一次元問題に適用することができる。この場合、テーブルは、左側の値の合計だけを含み、ピクセル毎に１つの加算を用いて、テーブルを算出する。付加的な加算及び減算は、いずれのストリップ幅にも合計を与え、これは、反復パターンが３より大きい場合には速い。分離可能性を想定できるかどうかは、予測される印刷欠陥次第である。

ここで図５に戻ると、所望の場合には、次いで、（４１０で）外れ値を廃棄することができる。その際、所定の範囲外にあるサブセット平均は、全体平均を計算する前に廃棄することができる。これは、説明される本実施形態の実施においては任意的な技術であるが、１つの形態として、範囲は、すべてのサブセット平均の５番目から９５番目までの百分位数である。

外れ値を排除するために、平均値及び標準偏差が各々の平均の群について計算される。平均値の２つの標準偏差の外にある平均は除去され、平均値及び標準偏差が再計算される。このことは、平均値が大幅に変化しなくなるまで反復される。

平均値及び標準偏差の両方とも、ここに全体を引用により組み入れる、ＫｎｕｔｈのＴｈｅ Ａｒｔ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ第２巻：Ｓｅｍｉ−Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｒｇｏｒｉｔｈｍｓ（第３版、１９９７）による増分公式を用いて計算される。ごく少数の外れ値が除去されるため、増分公式は、さらに、外れ値が除去された場合に、標準偏差及び平均値を更新するのに用いられる。このことは、実質的に、統計値を計算する費用を抑える。

Ｋｎｕｔｈの公式は、Ｍ_k＝Ｍ_k-1＋（ｘ_k−Ｍ_k-1）／ｋ及び

Ｓ_k＝Ｓ_k-1＋（ｘ_k−Ｍ_k-1）．（ｘ_k−Ｍ_K)

この場合、平均値はＭ_Nで、標準偏差は（Ｓ_N／（Ｎ−１）^1/2として算出される。以下の４つのラインは、新しい項を母集団に加えるものである。

Ｎ＋＋

ｄｅｌｔａ＝ｘ−Ｍ

Ｍ＋＝ｄｅｌｔａ／Ｎ

Ｓ＋＝ｄｅｌｔａ^*（ｘ−Ｍ）

項を減算するには、Ｍ_k-1＝（ｋＭ_k−ｘ_k）／（ｋ−１）及び

Ｓ_k-1＝Ｓ_k−（ｘ_k−Ｍ_k-1）．（ｘ_k−Ｍ_k）を逆にして、ライン

ｄｅｌｔａ＝ｘ−Ｍを導く。

Ｍ＝（Ｎ^*Ｍ−ｘ）／（Ｎ−１）

Ｓ−＝ｄｅｌｔａ^*（ｘ−Ｍ）

−Ｎ

外れ値が廃棄されてもされなくても、次いで、（４１２で）全体の平均が計算される。ここでも、単純な平均化技術を用いて、全体の平均を取得する。複数の平均化の反復を実施することができる。そのため、平均の平均化は、データの量及び／又は特定のアプリケーションの性質に応じて計算することができる。上述のように、平均化ウィンドウを用いてもよい。この処理を受ける画像形成装置は、次いで、計算されたデータに基づいて（４１４で）較正される。もちろん、どのような好適な較正技術を用いてもよい。

本方法は二次元において適用できる。二次元における周波数は異なる傾向がある。従って、各々の分離において、アルゴリズムは、適切な大きさにされたボックス・フィルタを画像に適用し、完成していないフィルタによりカバーされるべき縁に近すぎるピクセルを廃棄するということになる。

次いで、上述の一次元の場合で説明したように、フィルタ処理されたピクセルが取得されると、外れ値を除去して、跡／帯の修正を（適用可能であれば）適用することができる。次いで、残りのピクセルが平均化されて、試験パッチ全体の結果が取得される。

外れ値の除去という非線形動作以外では、フィルタ処理されたピクセルを平均化することは、元の画像におけるすべてのピクセルの重み付けされた平均を用いることに等しい。境界周辺のものを除くすべてのピクセルは、同じ重み付けを取得する。

説明された方法は、ハーフトーン・ベースで、かつランダム・ノイズの存在下で、パッチ平均を算出する方法を含む。ピクセルは、非線形に対して修正され、１つのハーフトーン・セル幅であるウィンドウの全体にわたり平均化される。統計値は、ウィンドウの全体にわたり算出され、ウィンドウからの平均がパッチ全体にわたる単一のグローバル平均に組み合わせられる前に、外れ値が集合から除去される。修正の係数は、算出されたパッチ平均と、拡張された開口部をもつ分光光度計により測定された反射率との間の差異を最小にするように適応された最小二乗を用いて算出される。この方法で算出されたパッチ値は、スキャナを特徴付けるのに用いることができ、又は、スキャナが特徴付けられると、プリンタを較正（又は潜在的に特徴付ける）するのに用いることができる。

上述の方法は、小さいパッチに対して特定の用途を有する。招かれるエラーの１つの尺度は、種々のサブ・パッチが平均化された場合のウィンドウからウィンドウへの変動である。本質的に均一なパッチにおいては、サブ・パッチ間で変動はないはずである。

本方法を試験するためには、新規な方法と標準的な方法の両方を用いて、一連のパッチを走査及び平均化した。１つのサンプル・パッチの結果を図６に示す。各々の点は、同じパッチの５２×５２サブ・ウィンドウの平均を表わし、サブ・ウィンドウは、ＸとＹの各々において０．．１５ステップだけ互いにオフセットされている。白抜きの正方形は、通常の平均化方法を表わし、充填された菱形は、新規な方法を表わす。単純な方法を用いた平均の標準偏差は、０．００３５９６である。新しい方法を用いた平均の標準偏差は、０．０００６０５である。従って、新しい方法は、パッチのサイズが小さい場合に、パッチの平均反射率を推定するのに、大幅に信頼性のある方法を与える。菱形におけるグラフの横座標全体にわたる変動は、パッチ自体全体にわたる変動を反映するが（これは．００１４８に過ぎず、平均値の１％より少ない）、水平方向位置における変動は、パッチの低速の走査方向における変動（０．０００５２１）を反映する。これらの変動は、スキャナの照明の違いとプリンタの違いの組み合わせの結果によりもたらされる。

説明される本実施形態を実施することができるシステムのブロック図である。 図１のようなシステムのさらに詳細な図である。 図１又は図２のシステムにより印刷された例示的なパッチのアレイの部分平面図である。 試験パッチの一部を示す。 説明される本実施形態の例示的な方法を表わすフローチャートである。 説明される本実施形態による例示的な実施例のグラフ図である。

符号の説明

１００：装置
１０４：プロセッサ
１０６：メモリ
１０８：印刷装置
１１２：画像ソース
１１３：印刷媒体
１１４：測色装置

Claims (6)

1. ハーフトーン周期を有する複数のハーフトーン・セルを含む少なくとも１つの試験パッチを印刷するように作動する印刷装置と、
   前記試験パッチを走査して、各々のハーフトーン・セルについて所定の値を取得するように作動する走査装置と、
   前記ハーフトーン・セルの、前記ハーフトーン周期の倍数になる大きさにされた平均化ウィンドウ(an average window)により定義されるサブセットの値のサブセット平均を計算し、前記試験パッチに対する前記サブセット平均の全体平均を計算し、前記全体平均に基づいて較正するように作動するプロセッサと、
   を備えることを特徴とするシステム。
2. 前記プロセッサが、さらに、前記全体平均を計算する前に、所定の範囲外のサブセット平均を廃棄するように作動する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記範囲が、すべてのサブセット平均の５番目から９５番目までの百分位数である、請求項２に記載のシステム。
4. 画像形成装置のための較正方法であって、
   ハーフトーン周期を有する複数のハーフトーン・セルを含む試験パッチを準備するステップと、
   前記試験パッチを走査して、各々のハーフトーン・セルについて所定の値を取得するステップと、
   前記ハーフトーン・セルの、前記ハーフトーン周期の倍数になる大きさにされた平均化ウィンドウ(an averaging window)により定義されるサブセットの値のサブセット平均を計算するステップと、
   前記試験パッチに対する前記サブセット平均の全体平均を計算するステップと、
   前記全体平均に基づいて画像形成装置を較正するステップと、
   を含む方法。
5. 前記全体平均を計算する前に、所定の範囲外のサブセット平均を廃棄するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記範囲が、すべてのサブセット平均の５番目から９５番目までの百分位数である、請求項５に記載の方法。

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