JP2007259123A - 画像読取装置、画像処理方法及びコンピュータ読み取り可能なプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】 色再現性に関して色の装置機械間差を減少できるようにすると共に、経時劣化による誤差を減少できるようにする。
【解決手段】 校正用のシートを走査して画像情報を読み取るスキャナ部1と、このスキャナ部1によって読み取られた校正用のシート10の画像情報に基づいてγ補正テーブル24,25,26を校正し、校正後のγ補正テーブルで当該シート10の画像情報を補正し、かつ、γ補正テーブルで補正された画像情報に基づいて色補正テーブル27を校正する補正部2とを備えるものである。この構成によって、1回の走査で得られた画像情報を利用してγ補正テーブル24,25,26及び色補正テーブル27を校正することができ、スキャナ部1における走査回数を低減できるようになる。
【選択図】 図1
【解決手段】 校正用のシートを走査して画像情報を読み取るスキャナ部1と、このスキャナ部1によって読み取られた校正用のシート10の画像情報に基づいてγ補正テーブル24,25,26を校正し、校正後のγ補正テーブルで当該シート10の画像情報を補正し、かつ、γ補正テーブルで補正された画像情報に基づいて色補正テーブル27を校正する補正部2とを備えるものである。この構成によって、1回の走査で得られた画像情報を利用してγ補正テーブル24,25,26及び色補正テーブル27を校正することができ、スキャナ部1における走査回数を低減できるようになる。
【選択図】 図1
Description
この発明は、カラー画像を読み取って得たカラー画像信号をγ補正及び色補正して出力する画像読取装置、画像処理方法及びコンピュータ読取可能なプログラムに関するものである。
従来より、原稿から読み取って得たカラーの原稿画像データに基づいて色画像を形成するデジタルカラー複写機が広く実用化されている。この種のカラー複写機ではカラー原稿画像がスキャナ等により読み込まれ、その原稿画像に係る原稿画像データが一旦、画像メモリに蓄えられる。その後、画像メモリから読み出された原稿画像データが画像処理され、画像処理後の原稿画像データはプリンタに転送される。例えば、電子写真方式を採用したプリンタでは、帯電器によって一様に帯電された感光体ドラムに、原稿画像データに基づいて静電潜像が、ポリゴンミラー等を使用した露光部により形成される。
この静電潜像は現像器によって現像される。このような帯電、露光、現像を行い、感光体ドラム上に形成されたカラートナー像が転写部によって転写紙に転写される。所定の転写紙上に転写されたトナー像は、定着器により定着される。この結果、原稿画像データに基づく画像を所定の転写紙に形成することができ、原稿画像をコピーすることができる。このようなカラー複写機には、スキャナが実装される。又は、カラープリンタにスキャナを接続して使用される場合が多い。
図15は、従来例に係るスキャナ200の構成例を示すブロック図である。図15に示すカラー用のスキャナ200は、スキャナ部1、補正部2’及びメモリ部3を有して構成される。
スキャナ部1は、カラー原稿を走査して画像を読み取り、R,G,B色信号成分を含むデジタルの画像データDR,DG,DBを出力する。スキャナ部1には補正部2’が接続され、色毎に設けられた3つのシェーディング補正部21,22,23と、3つのγ補正テーブル24,25,26とを有して構成される。
補正部27では、通常動作モード時、スキャナ部1によって読み取られた原稿画像のスキャンデータDR,DG,DBをシェーディング補正した後に、γ補正テーブル24,25,26でγ補正する。γ補正後のスキャンデータDR,DG,DBは、メモリ部3に一時格納される。このように補正されたスキャンデータDR’,DG’,DB’は、プリンタ、モニタ等に出力される。
図16は、スキャナ200におけるγ補正テーブル校正時の画像処理例を示すフローチャートである。例えば、ステップSD1でスキャナ200はスキャナ校正モードのスタートを待機する。スキャナ校正モードのスタートが指示されると、ステップSD2でγ補正テーブル24,25,26を実質的に非動作としてγ補正が行われないようにセットする。ここで、非作動とは、γ補正テーブルとして入力値と出力値とが1:1となる線形なテーブルをセットすることで、γ補正の機能が実質的に働かない場合も含む。以下において、物理的、或いは機能的なブロックを実質的に非作動とさせる設定を行うことを「スルーセット」と称する。次に、ステップSD3で図示しない校正用のシート画像の読み取り処理を実行する。そして、ステップSD4でγ補正テーブル24,25,26に対して校正処理を実行する。
例えば、校正用のチャートの32階調分のグレースケールのRGB値と、125色のRGB値とを抽出する。ここで抽出されたグレースケールのRGB値に、ターゲット及びそのY値を設定してγ補正係数を求めるようになされる(図8参照)。そして、ステップSD5で校正後のγ補正テーブルをセットする。これにより、通常動作モード時、校正後のγ補正テーブル24,25,26に基づいてスキャンデータDR,DG,DBをγ補正できるようになる。
この種のスキャナ200に関連して、特許文献1には、カラースキャナにおける色補正方法及び装置が開示されている。このスキャナによれば、基準となるスキャナと、特定のスキャナとの間の読み取り精度の相違に関して、特定スキャナにより読み取られた原稿の濃度データを基準スキャナにより読み取られた同一の原稿の濃度データに変換するための第1の補正データに基づいて濃度補正を実行、その後に、カラー原稿の発色特性の相違を第1の補正データとは独立した第2の補正データを設定して実行するようにしている。このようにすると、それぞれの補正を高精度に実行できるので、色再現性の良い画像を得ることができるというものである。
しかしながら、従来例に係るスキャナ及びその画像処理方法によれば、次のような問題がある。
i.グレースケールの輝度値に基づいてγ補正がなされ、マトリクス補正を実行していない。従って、装置機械間において、色再現性にバラツキが発生するおそれがある。また、経時劣化に伴い色再現性が劣化するおそれがある。
ii.また、特許文献1に示されるようなカラースキャナによれば、原稿読み取り時の濃度データの相違及びカラー原稿の発色特性の相違を基準となるスキャナに揃えることができても、基準となるスキャナの補正データを校正していないので、装置機械間において、色再現性にバラツキが発生したり、また、経時劣化に伴い色再現性が劣化したりするおそれがある。
そこで、この発明は上述した課題を解決するものであって、色再現性に関して色の装置機械間差を減少できるようにすると共に、経時劣化による誤差を減少できるようにした画像読取装置、画像処理方法及びコンピュータ読取可能なプログラムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、請求項1に係る画像読取装置は、校正用のシートを走査して画像情報を読み取る画像読取手段と、この画像読取手段によって読み取られたシートの画像情報に基づいて輝度階調補正テーブルを校正し、校正後の輝度階調補正テーブルを用いて校正用シートの画像情報を補正し、この補正された画像情報に基づいて色補正テーブルを校正する補正手段とを備えることを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の画像読取装置において、画像読取手段によって読み取られ、輝度階調補正テーブルの校正に呈された画像情報を記憶する記憶手段を更に備え、色補正テーブルの校正時に記憶手段から読み出したシートの画像情報を校正後の前記輝度階調補正テーブルで補正することを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の画像読取装置において、校正用シートにはグレースケール及びカラーパッチを含んだチャートが使用され、補正手段はグレースケールを読み取って得られた輝度情報に基づいて輝度階調補正テーブルを校正し、このカラーパッチを読み取って得られたカラー画像情報に基づいて色補正テーブルを校正することを特徴とするものである。
請求項4に係る発明は、請求項1に記載の画像読取装置において、校正後の輝度階調補正テーブル及び校正後の色補正テーブルを設定して補正手段を制御する制御手段を備え、補正手段は制御手段によって設定された校正後の前記輝度階調補正テーブル及び色補正テーブルで通常読取時の画像情報を補正することを特徴とするものである。
請求項5に係る画像処理方法は、校正用のシートを読み取って得られた画像情報に基づいて輝度階調補正テーブルを校正する工程と、校正用シートを読み取って得られた画像情報を校正後の輝度階調補正テーブルで補正する工程と、この補正された画像情報に基づいて色補正テーブルを校正する工程とを有することを特徴とするものである。
請求項6に係る発明は、請求項5に記載の画像処理方法において、校正用シートにはグレースケール及びカラーパッチを含んだチャートが使用され、グレースケールを読み取って得られた輝度情報に基づいて輝度階調補正テーブルを校正し、このカラーパッチを読み取って得られたカラー画像情報に基づいて色補正テーブルを校正することを特徴とするものである。
請求項7に係る発明は、請求項5に記載の画像処理方法において、校正後の輝度階調補正テーブル及び校正後の色補正テーブルを設定し、設定された校正後の前記輝度階調補正テーブル及び色補正テーブルで通常読取時の画像情報を補正することを特徴とするものである。
請求項8に記載のコンピュータ読取可能なプログラムは、校正用のシートを読み取って得られた画像情報に基づいて輝度階調補正テーブルを校正する手順と、校正用シートを読み取って得られた画像情報を校正後の輝度階調補正テーブルを用いて補正する手順と、この補正された画像情報に基づいて色補正テーブルを校正する手順と、をコンピュータに実現させることを特徴とするものである。
請求項1に係る画像読取装置、請求項5に係る画像処理方法及び請求項8にかかるコンピュータ読取可能なプログラムによれば、校正用のシートを読み取って得られた画像情報を利用して輝度階調補正テーブルを校正した後に、この校正された輝度階調補正テーブルを用いて補正した校正用シートの画像情報を利用して色補正テーブルを校正することができ、色再現性に関して色の装置機械間差を減少できるようにすると共に、経時劣化による誤差を減少できるようになる。しかも、装置毎に設定し直された校正後の輝度階調補正テーブル及び校正後の色補正テーブルに基づいて通常動作モード時の画像情報を補正できるので、色の装置機械間差を減少でき、経時劣化による誤差を減少できるようになる。
以下、図面を参照しながら、この発明の実施例に係る画像読取装置、画像処理方法及びコンピュータ読取可能なプログラムについて説明をする。
図1は、実施例としてのスキャナ100の構成例を示すブロック図である。図1に示すスキャナ100は、画像読取装置の一例を構成し、スキャナ部1、補正部2、メモリ部3、操作部4及び制御部5を有して構成される。
制御部5は、システムバス51、I/Oインターフェース52、ROM(Read Only Memory)53、RAM(Random Access Memory)54、CPU(Central Processing Unit)55及び不揮発メモリ56を有している。I/Oインターフェース52、ROM53、RAM54、CPU55及び不揮発メモリ56は、システムバス51を介して接続されている。ROM53は、スキャナ全体を制御するためのシステムプログラムデータDpを格納している。RAM54はワークメモリとして使用され、例えば、制御コマンド等を一時記憶する。CPU55は電源がオンされると、ROM53からRAM54へシステムプログラムデータDpを読み出してシステムを起動し、操作部4からの操作データD4に基づいて当該スキャナ全体を制御する
I/Oインターフェース52に接続された操作部4は、通常動作モード又はスキャナ校正モードのいずれかのモードを選択(設定)する際に操作される。ここに、スキャナ校正モードとは、シェーディング補正後の画像データ(以下スキャンデータDR,DG,DBという)で、輝度階調補正(以下γ補正という)テーブルを校正し、校正後の輝度階調補正テーブルで校正用のシートのスキャンデータを補正し、かつ、γ補正テーブルで補正されたスキャンデータに基づいて色補正テーブルを校正する動作をいう。
I/Oインターフェース52に接続された操作部4は、通常動作モード又はスキャナ校正モードのいずれかのモードを選択(設定)する際に操作される。ここに、スキャナ校正モードとは、シェーディング補正後の画像データ(以下スキャンデータDR,DG,DBという)で、輝度階調補正(以下γ補正という)テーブルを校正し、校正後の輝度階調補正テーブルで校正用のシートのスキャンデータを補正し、かつ、γ補正テーブルで補正されたスキャンデータに基づいて色補正テーブルを校正する動作をいう。
また、通常動作モードとは、スキャナ校正モード以外の動作をいい、原稿を走査して画像を読み取り、R,G,B色信号成分を含むデジタルの画像データR,G,Bを出力する動作をいう。操作部4には、例えば、タッチパネル及び液晶表示パネルから構成され、GUI(Graphic User Interface)方式の操作パネルが使用される。この例で各スキャンにおける補正部2(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)の設定内容を表1に示している。
表1によれば、スキャナ校正モード時の1スキャン目は、γ補正テーブル及び色補正テーブル共にスルーセットされる。尚、上述の如く、スルーセットとは、物理的、或いは機能的なブロックを実質的に非作動とさせる設定を行うことを意味する。また、本意味の範囲内において、非作動とは、入力値と出力値とが1:1となる線形なパラメータをブロックにセットすることにより当該ブロックの機能が実質的に働かない場合も含む。同校正時の2スキャン目はγ補正テーブルをONする。通常スキャン時にはγ補正テーブル及び色補正テーブル(マトリクス)の両方をONするように設定される。この例で2スキャン目は、再度、校正用のチャート10を読み取るのではなく、メモリ部3に格納された1スキャン目の生データを再度使用するようになされる。もちろん、プラテン上の校正用のチャート10を再度読み取る構成にしてもよい。
上述の制御部5は、例えば、スキャナ校正モードが設定されたとき、スキャナ部1により取得されたRGBスキャンデータに基づいてγ補正テーブル及び色補正テーブルを校正する。また、制御部5は、校正後の輝度階調補正テーブル及び校正後の色補正テーブルを設定して補正部2を制御する。
この例で制御部5には、システムバス51を介して不揮発メモリ56が接続され、校正用のチャート10を予め測色して得た基準測色値(基準XYZ値;リファレンス値)を記憶するようになされる。基準XYZ値は、予め出荷前に、例えば、メーカサイドで基準となる測色器を使用して測定される。基準XYZ値は、不揮発メモリ56に限られることはなく、データ転送入力や、手入力によってスキャナ100のメモリ部3等に記憶(格納)してもよい。不揮発メモリ56には、EEPROMやハードディスク(HDD)が使用される。
スキャナ部1は、校正用のチャート10等の原稿を走査して画像を読み取り、R,G,B色信号成分を含むデジタルの画像データ(以下スキャンデータという)DR,DG,DBを出力する。校正用のシートには輝度階調補正及び色補正テーブル校正用のチャート10が使用される(図4A参照)。
スキャナ部1は補正部2と接続されている。この補正部2は、画像処理回路によって構成される、色毎に設けられた3つのシェーディング補正部21,22,23と、3つのγ補正テーブル24,25,26がセットされるγ補正部30と、1つの色補正テーブル27がセットされるマトリクス部31とを有している。補正部2は、スキャナ校正モード時、スキャナ部1によって読み取られた校正用のシートのスキャンデータDR,DG,DBに基づいてγ補正テーブル24,25,26を校正し、校正後のγ補正テーブル24,25,26で当該シートによるスキャンデータを補正し、かつ、γ補正テーブルで補正されたスキャンデータDR’,DG’,DB’に基づいて色補正テーブル27を校正するようになされる。
シェーディング補正部21では、通常動作モード時及びスキャナ校正モード時において、R色成分信号を含む画像データRをシェーディング補正してスキャンデータDRを出力するようになされる。シェーディング補正部22でも、同様にして、G色成分信号を含む画像データGをシェーディング補正してスキャンデータDGを出力するようになされる。シェーディング補正部23でも、同様にして、B色成分信号を含む画像データBをシェーディング補正してスキャンデータDBを出力するようになされる。
この例でスキャナ校正モード時においては、シェーディング補正後のスキャンデータDR,DG,DBが、γ補正テーブル24,25,26及び色補正テーブル27をスルーセットした状態でメモリ部3に一時格納される。通常動作モード時は、スキャンデータDR,DG,DBを各々γ補正するため、そのままγ補正テーブル24,25,26(γ補正部30)に出力される。
シェーディング補正部21はR色用のγ補正テーブル24と接続され、このγ補正テーブル24は、スキャナ校正モード時において、シェーディング補正後のR色信号成分を含むスキャンデータDRに基づいて校正される。シェーディング補正部22は、G色用のγ補正テーブル25と接続され、このγ補正テーブル25は、スキャナ校正モード時にR色と同様にして、G色信号成分を含むスキャンデータDGに基づいて校正される。シェーディング補正部23は、B色用のγ補正テーブル26と接続され、このγ補正テーブル26は、スキャナ校正モード時にR色、G色と同様にして、B色信号成分を含むスキャンデータDBに基づいて校正される。通常動作モード時のγ補正処理後のスキャンデータDR,DG,DBは、色補正テーブル27にそのまま出力される。
γ補正部30は色変換テーブル27がセットされるマトリクス部31と接続されている。このマトリクス部31の色変換テーブル27は、スキャナ校正モード時に、校正済みのγ補正テーブル24,25,26でγ補正された後のスキャンデータDR,DG,DBに基づいて校正される。
色補正テーブル27は、赤色入力値をInRedとし、緑色入力値をInGreenとし、青色入力値をInBlueとし、マトリクス係数をA11,A12,A13,A21,A22,A23,A31,A32,A33とし、定数をC1,C2,C3とし、赤色出力値をOutRedとし、緑色出力値をOutGreenとし、青色出力値をOutBlueとしたとき、(1)式、すなわち、
メモリ部3は、スキャナ校正モード時において、スキャナ部1によって読み取られた校正用のシートのシェーディング補正後のスキャンデータDR,DG,DBを一時格納したり、通常動作モード時に、図示しないプリンタ等に色補正処理後のスキャンデータDR,DG,DBを出力したりするために、これらスキャンデータDR,DG,DBを一時格納する。メモリ部3には、DRAM(Dynamic Random Access Memory)やHDD(Hard Disc Drive)が使用される。
これにより、スキャナ校正モード時、メモリ部3から読み出した校正用のシート10のスキャンデータDR,DG,DBを校正後のγ(輝度階調)補正テーブル24,25,26で補正し、この補正後のスキャンデータDR,DG,DBで色補正テーブル27を校正できるようになる。また、補正部2は、通常動作モード時、制御部5によって設定された校正後のγ補正テーブル及び色補正テーブルでスキャンデータDR,DG,DBを補正する。このように補正されたスキャンデータDR,DG,DBは、I/Oインターフェース52を通じてプリンタ等に出力される。
図2A〜Eは、γ補正及び色補正テーブル校正用のチャート10の構成例を示す平面図である。
図2Aに示すγ補正及び色補正テーブル校正用のチャート10は、32階調のグレースケール及び、125色のカラーパッチを1パッチずつランダムに、列方向×行方向=10個×16個分だけマトリクス状に配置して形成されたものである。図1に示した補正部2では、グレースケールを読み取って得られた輝度情報に基づいてγ補正テーブル24,25,26を校正し、カラーパッチを読み取って得られたカラースキャンデータに基づいて色補正テーブル27を校正するようになされる。
図2B〜Eは、列方向のパッチ番号1,2及び行方向のパッチ番号1,2の4個のパッチを抜き出した拡大図である。図2Bに示すP11は、焦茶色のパッチであり、P12は、紺色のパッチであり、P21は、桃色のパッチであり、P22は、赤色のパッチである。いずれのパッチP11、P12、P21、P22においても、パッチ中の白い点線は、RGB抽出領域を示し、このRGB抽出領域の中の各画素のRGB値を平均し、そのパッチのRGB値となされる。
図3A及びBは、γ補正及び色補正テーブル校正用のチャート10の作成例を示す図である。
図3Aに示すγ補正テーブル校正用のチャート10aは、32階調のグレースケールである。チャート10aは、例えば、32階調目が白色で1階調目が黒色であって、1階調〜32階調の間において、2階調〜31階調まで白黒が変化するグレースケールとなっている。
図3Aに示すγ補正テーブル校正用のチャート10aは、32階調のグレースケールである。チャート10aは、例えば、32階調目が白色で1階調目が黒色であって、1階調〜32階調の間において、2階調〜31階調まで白黒が変化するグレースケールとなっている。
図3Bに示す色補正テーブル校正用のチャート10bは、RGBCMY色等の125色である。チャート10bは、例えば、左上隅が白色で、右上隅がC(シアン)色で、その間が白色→C色に色度が変化している。また、左下隅はR(赤)色で、右下端がK(黒)色で、その間がR色→K色に色度が変化している。左端側の白色とR色との間は、上方からY(イエロー)色→M(マゼンタ)色に色度が変化している。右端側のC色とK色との間は、上方からG(グリーン)色→B(ブルー)色に色度が変化している。
このようなチャート10a及び10bを使用して、図2Aに示したような校正用のチャート10を形成する。例えば、チャート10aの32階調のグレースケールを階調毎に32個に分離する。また、チャート10bの125色のカラーパッチを1パッチずつ125個に分離する。その後、所定の紙にランダムに、列方向×行方向=10個×16個分だけ32枚のグレースケールパッチと、125個のカラーパッチとをマトリクス状に配置(接着)して形成する。これにより、図2Aに示したようなγ補正及び色補正テーブル校正用のチャート10を形成することができる。
この例では、チャート10を測色器(装置)で測定して、例えば、測色情報としてXYZ値を得る。もちろん、XYZ値に限られることはなく、他のLab値や、濃度等で以降の処理を行っても良い。0.0〜1.0の値を持つXYZ値は、予めスキャナ100のメモリ部3又は制御部5内の不揮発メモリ56に格納しておくようになされる。
続いて、実施例としてのスキャナ100における画像処理方法について説明する。図4A及びBは、スキャナ校正モード時及びシェーディング補正時の処理例を示す概念図である。図4Aに示すスキャナ100は、プラテンガラス11を有している。プラテンガラス11の左端及び上端にはスケール板13,14が配置されている。この例で、スキャナ校正モード時、図2で説明した校正用のチャート10は、プラテンガラス11のおおよそ中心の位置であって、左端のスケール板13に斜めにならないように突き当てて配置する。
また、図4Bに示すプラテンガラス11の左端の手前側から奥側であって、突き当て板12の下方(スキャナガラス先端)には、白基準帯部15が配置されている。白基準帯部15は、例えば、帯状の白い紙から構成され、シューディング補正(白補正)時に、光源から照明される光を反射する。
この実施例でスキャナ100は、スキャン時に、毎回、シューディング補正処理を実行する。その際に、先端の白基準帯部15に光を照射して、それを読み取り、主走査方向の補正レベルを最適化する。例えば、ある主走査方向の1画素において、白基準帯部15の読み取り値が200階調であった場合には、その画素の副走査方向のCCD出力値を255/200階調倍に補正される。
また、その読み取り値が260階調であった場合には、255/260階調倍に補正される。これらの補正内容は、画像データR,G,Bが8bitである場合を前提としている。これにより、光源の輝度むら等をシューディング補正することができる。このようなシェーディング補正は、通常動作モードの他、以降で説明するスキャナ校正モードにおいて常に実行される。
図5A及びBは、R色のシューディング補正時のデータ取得例及びその補正例を示す図である。図5A及びBにおいて、横軸は、いずれも画素であり、図中左側は、プラテン手前側に相当する位置であり、図中右側はプラテン奥側に相当する位置である。図5Aに示す縦軸は、出力値(0〜255階調)である。図中のIは、光量ムラ曲線であり、その曲線が上方に凸状を有している。光量ムラ曲線Iは、例えば、白基準帯部15に光を照射して、それを読み取って得たスキャンデータをプラテン手前側からプラテン奥側にプロットすると得られる。
図中のIIはシェーディング補正曲線である。図5Bに示す縦軸は、シェーディング補正倍率である。シェーディング補正処理では、図5Bに示す倍率1.0を基準にした凹状のシェーディング補正曲線で、図5Aに示した凸状の光量ムラ曲線Iを倍率1.0になるように補正される。G色及びB色も同様にしてシェーディング補正するようになされる。
図6〜図9は、スキャナ100における画像処理例を示すフローチャート、図10〜図14は、γ補正前後の画像処理例を補足するグラフ図である。
図10は、γ補正前の32階調のスキャナ出力値対RGB値の階調の関係例を示す図である。縦軸は、スキャナ出力値0〜255階調である。横軸は、RGB値の0〜32階調である。実線は、R色の特性であり、波線は、G色の特性であり、一点鎖線はB色の特性である。γ補正前の32階調のスキャナ100によれば、高階調に推移するに従って、RGB色のγ補正テーブルが経時変化等によりばらついて開いている。
図10は、γ補正前の32階調のスキャナ出力値対RGB値の階調の関係例を示す図である。縦軸は、スキャナ出力値0〜255階調である。横軸は、RGB値の0〜32階調である。実線は、R色の特性であり、波線は、G色の特性であり、一点鎖線はB色の特性である。γ補正前の32階調のスキャナ100によれば、高階調に推移するに従って、RGB色のγ補正テーブルが経時変化等によりばらついて開いている。
図11は、γ補正テーブルに係る出力値output対入力値inputの関係例を示す図である。縦軸は、スキャナ出力値output=0〜255階調である。横軸は、スキャナ入力値input=0〜255階調である。実線は、R色のγ補正特性であり、波線は、G色のγ補正特性であり、一点鎖線はB色のγ補正特性である。γ補正前の0〜255階調のスキャナ100によれば、高階調に推移するに従って、RGB色のγ補正テーブルが経時変化等によりばらついて開いている。
この実施例では、図2Aに示したグレースケールとカラーパッチとを1枚のチャートにランダムに並べたγ補正及び色補正テーブル校正用のチャート10を用意する。スキャナ校正モードを実行する場合は、校正用のチャート10の32階調のグレースケールを読み取って得られた輝度データ(Y値)に基づいてγ補正テーブル24,25,26を校正(再設定;再作成)する。
この例で、色補正テーブル校正時、125色のカラーパッチを読み取って得られたスキャンデータDR,DG,DBを校正後のγ補正テーブル24,25,26で補正する。更に、補正後のスキャンデータDR’,DG’,DB’で、色補正テーブル27を校正するようになされる。そして、通常動作モードでは、図14に示すようなスキャナ校正モード後の新たなγ補正テーブル24,25,26及び校正後の色補正テーブル27を設定し、ここに新たに設定されたγ補正テーブル24,25,26及び色補正テーブル27で通常の画像読取時のスキャンデータDR,DG,DBを補正するようになされる。
これらを校正処理条件にして、図6に示すフローチャートのステップSA1でモード設定処理を実行する。このときユーザは、操作部4を操作して、通常動作モード又はスキャナ校正モードを制御部5に設定する。通常動作モードで複写を実行する場合には、プラテンガラス上に図示しない通常の原稿が載置される。スキャナ校正モードを設定する場合には、ユーザは、図4Aに示したように校正用のチャート10を原稿としてプラテンガラス11上の決められた位置に載置する。
次に、ステップSA2で制御部5は、通常動作モード又はスキャナ校正モードの選択に基づいて制御を分岐する。スキャナ校正モードが選択されている場合は、ステップSA3に移行してスタート指令を待機する。スタート指令はユーザが操作部4を操作することにより、操作データD4を制御部5に入力することで設定される。
スタート指令が制御部5に入力された場合は、ステップSA4に移行する。制御部5は、γ補正テーブル24,25,26及び色補正テーブル27をスルーセットしてシューディング補正処理を実行する。例えば、スキャナ部1は、3色以上のN値のRGB信号をアナログ/デジタル変換した後のスキャンデータDR,DG,DBをシューディング補正部21,22,23に出力する。
シューディング補正部21で、例えば、赤色のスキャンデータDRをシューディング補正する場合、図4Bに示した白基準帯部15に光を照射して、それを読み取ってスキャンデータDRを取得する。このスキャンデータDRをメモリ上に展開して、プラテン手前側からプラテン奥側にプロットすると、図5Aに示したような凸状の光量ムラ曲線Iが得られる。この光量ムラ曲線Iは、図5Bに示したような線対称の凹状のシェーディング補正曲線IIで補正される。G色及びB色のスキャンデータDG,DBも同様にしてシェーディング補正するようになされる。
この状態でステップSA5で校正用のチャート10を走査してスキャンデータDR,DG,DBを取得する(読み取る)。スキャンデータDR,DG,DBは、γ補正テーブル24,25,26及び色補正テーブル27をスルーして、メモリ部3に蓄積される。これにより、シューディング補正部21,22,23で倍率1.0を基準にした0〜255階調の輝度値のスキャンデータDR,DG,DBを得ることができる。
[γ補正テーブルの校正処理]
次に、ステップSA6でγ補正テーブル24,25,26を校正処理する。γ補正テーブル24,25,26は、複数段のグレースケールの測色値とスキャナ部1からの出力値から求められる。スキャナ部1からの出力値には、メモリ部3から読み出したシューディング補正後のスキャンデータDR,DG,DBが使用される。
次に、ステップSA6でγ補正テーブル24,25,26を校正処理する。γ補正テーブル24,25,26は、複数段のグレースケールの測色値とスキャナ部1からの出力値から求められる。スキャナ部1からの出力値には、メモリ部3から読み出したシューディング補正後のスキャンデータDR,DG,DBが使用される。
例えば、図8に示すサブルーチンをコールし、そのフローチャートのステップSB1で校正用のチャート10の32階調分のグレースケールのRGB値と、125色のRGB値とを抽出する。このとき、メモリ部上の校正用のチャート画像について、各パッチの予め決めたRGB抽出領域(寸法)の画素の輝度値を平均し、各パッチのRGB値を得る。チャート画像におけるRGB抽出領域は、図2B〜Eにおいて破線で示している。
次に、ステップSB2で校正用のチャート10の32階調+125色のRGB値の中から32階調分のグレースケール分だけRGB値を取り出す。その後、ステップSB3で32階調のターゲットを準備すると共にその輝度値(Y=Y1,Y2,Y3・・・Y32を準備する。図12は、ターゲットのY値対その階調の関係例を示す図である。縦軸は、ターゲットのY値0〜1.0であり、横軸は、そのターゲット0〜32階調である。黒四角印の実線は、ターゲットの輝度特性である。
ここで、ターゲットの輝度値Y1,Y2,Y3・・・Y32には平均RGB値が使用される。この例では、予めスキャナ部1に渡されている測色時のXYZ値からグレースケールの輝度値(Y値)を取り出す。このターゲットに各スキャンデータDR,DG,DBを合わせることで、グレースケールを機械間差及び経時劣化に対応して校正できるようになる。
[γ補正係数の算出]
例えば、グレースケールのRGB値とターゲットのY値から各色のγ補正係数a,b,c,d,e,fを得る。ここで、階調補正アルゴリズムについて説明する。階調補正アルゴリズムによれば、まず、スキャンデータDR,DG,DBが8ビットである場合であって、グレースケールが32階調で表現される場合に、32階調のグレースケールのRGB値と、32階調のターゲットのY値とが存在する。
例えば、グレースケールのRGB値とターゲットのY値から各色のγ補正係数a,b,c,d,e,fを得る。ここで、階調補正アルゴリズムについて説明する。階調補正アルゴリズムによれば、まず、スキャンデータDR,DG,DBが8ビットである場合であって、グレースケールが32階調で表現される場合に、32階調のグレースケールのRGB値と、32階調のターゲットのY値とが存在する。
ここで、シェーディング補正時の「白色」の輝度値をYwとしたとき、32階調のグレースケールのY値は、シェーディング補正時の白色の輝度値Ywによって255階調に正規化される。すなわち、正規化後の32階調のグレースケールの輝度値をY’値としたとき、(2)式、すなわち、
この例では、γ補正テーブル24,25,26は、ユポ紙の輝度データ(0.9391)が255階調となるように、不揮発メモリ56に保存されているグレースケールの32階調の測色時のXYZ値のうちの輝度データ(0.0〜1.0)を正規化するようになされる。
なお、図13には、32階調のグレースケールのY値をシェーディング補正時の白色の輝度値Ywによって255階調に正規化した図を示している。図13は、32階調のターゲットのY’値対その階調の関係例を示す図である。縦軸は、ターゲットのY’値=0〜255階調であり、横軸は、そのターゲットの0〜32階調である。黒四角印の実線は、ターゲットの正規化後の輝度特性である。
スキャナ部1から得られたグレースケールの32階調のRGB値は、RGB色について、1チャネル毎に計算に使用される。例えば、R色の32階調が取り出され、その32階調のR色のチャンネルをR1,R2,R3・・・・R32とセットする。他のG色のチャンネルは、G1,G2,G3・・・・G32とセットされ、B色のチャンネルは、B1,B2,B3・・・・B32とセットされる。この32階調のRGB値を(3)式、すなわち、
次に、ステップSB4でグレースケールの32階調のRGB値を5次回帰用に変更する(実行する)。5次回帰用に増加した後のR色をR0,R1,R2,R3,R4,R5としたとき、(4)式、すなわち、
上述の(4)式によって、5次回帰用に増加されたR色の値を32階調で示すと(5)式、すなわち、
ここにターゲットの輝度値Y’をY’1,Y’2,Y’3・・・Y’32とし、5次の回帰係数(γ補正係数)a,b,c,d,e,fとしたとき、ターゲットの輝度値Y’値と32階調のR色の値との間には、(6)式、すなわち、
この例では、ステップSB5に移行して最小自乗法により5次の回帰係数a,b,c,d,e,fを(7)式、すなわち、
ここに、γ補正係数をa,b,c,d,e,fとし、定数をiとしたとき、各色のγ補正テーブルの出力値Outは、(8)式、すなわち、
ここで作成されたものが、R色のγ補正テーブル24である。なお、G色及びB色についても同様にして、γ補正テーブル25,26を作成するようになされる。これにより、図14に示すような一次元のγ補正テーブルを作成することができる。図14に校正後の一次元のγ補正テーブルを示している。
図14は、γ補正後の32階調のスキャナ出力値対RGB色の階調の関係例を示す図である。縦軸は、スキャナ出力値=0〜255階調である。横軸は、RGB色の階調=0〜32階調である。実線は、R色の特性であり、波線は、G色の特性であり、一点鎖線はB色の特性である。RGB色のいずれも、図10に比べて特性が開くことなく高階調で特性が重なっている(揃っている)。
次に、ステップSA7で校正後のγ補正テーブル24,25,26をγ補正部30にセットする。これにより、装置機械間や経時劣化等による誤差を校正できるようになる。通常動作モードでは、γ補正テーブル24,25,26を通ったスキャンデータDR’,DG’,DB’は、マトリクス部でN色×M(3以上、他は4,9,10,27,28)の色補正テーブル27により色補正される。
[色補正テーブルの校正]
色補正テーブル27(マトリクス補正係数)は、複数のカラーパッチのターゲットデータと、スキャナ部1からのγ補正テーブル24,25,26を通ったスキャンデータDR’,DG’,DB’(出力値)から求められる。スキャンデータDR’,DG’,DB’は、γ補正テーブル24,25,26を通ってメモリ部3に記憶されているものが利用される。もちろん、スキャナ100で校正用のチャート10を再度走査し、γ補正テーブル24,25,26で補正を行った後のRGB値を取得してもよい。この例では、γ補正後のRGB値を平均したものが使用される。
色補正テーブル27(マトリクス補正係数)は、複数のカラーパッチのターゲットデータと、スキャナ部1からのγ補正テーブル24,25,26を通ったスキャンデータDR’,DG’,DB’(出力値)から求められる。スキャンデータDR’,DG’,DB’は、γ補正テーブル24,25,26を通ってメモリ部3に記憶されているものが利用される。もちろん、スキャナ100で校正用のチャート10を再度走査し、γ補正テーブル24,25,26で補正を行った後のRGB値を取得してもよい。この例では、γ補正後のRGB値を平均したものが使用される。
ステップSA8でCPU55は、メモリ部3からスキャンデータDR’,DG’,DB’を読み出して色補正テーブル27(マトリクス部)にセットする。この例では、再度、校正用のチャート10を再スキャンすることなく、メモリ部3からのγ補正後のスキャンデータDR’,DG’,DB’を利用する。
そして、ステップSA9で色補正テーブル27を校正処理する。この例では、校正対象のスキャナ100が読み取った、カラーパッチRGB値と、ターゲットRGB値と、色補正アルゴリズムとに基づいてマトリクス補正係数を算出することにより色補正テーブル27が校正される。
[マトリクス補正係数の算出]
例えば、カラーパッチのRGB値とターゲットのRGB値から各色のマトリクス補正係数a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k,lを得る。ここで、色補正アルゴリズムについて説明する。色補正アルゴリズムによれば、まず、スキャンデータDR’,DG’,DB’が8ビットである場合であって、カラーパッチが125色で表現される場合に、125色のカラーパッチのRGB値と、125個のターゲットのRGB値とが存在する。
例えば、カラーパッチのRGB値とターゲットのRGB値から各色のマトリクス補正係数a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k,lを得る。ここで、色補正アルゴリズムについて説明する。色補正アルゴリズムによれば、まず、スキャンデータDR’,DG’,DB’が8ビットである場合であって、カラーパッチが125色で表現される場合に、125色のカラーパッチのRGB値と、125個のターゲットのRGB値とが存在する。
この例では、図9に示すサブルーチンをコールし、そのフローチャートのステップSC1で校正用のチャート10の32階調分のグレースケールのRGB値と、125色のカラーパッチのRGB値とを抽出する。このとき、メモリ部上の校正用のチャート画像において、予め決めた抽出領域の画素の輝度値を平均し、各パッチのRGB値を得る。チャート画像における抽出領域は、図2B〜Eで波線に示している。
次に、ステップSC2で校正用のチャート10の32階調+125色のRGB値の中から、125色のカラーパッチ分だけRGB値を取り出す。スキャナ部1から得られた125色のカラーパッチのRGB値は、RGB色について、1チャネル毎に計算に使用される。
例えば、125個のR色の値が取り出され、その125個のR色のチャンネルはR1,R2,R3・・・・R125とセットされる。他のG色のチャンネルは、G1,G2,G3・・・・G125とセットされ、B色のチャンネルは、B1,B2,B3・・・・B125とセットされる。この125色のカラーパッチのRGB値を(9)式、すなわち、
また、スキャナ部1から得られた125色のカラーパッチのRGB値には、定数項「1」が追加される。この例では、(9)式の第4列目に定数項「1」を追加すると、(10)式、すなわち、
その後、ステップSC3で125個のターゲットを準備すると共にそのRGB値を準備する。ここで、ターゲットのRGB値には平均RGB値が使用される。この例では、予めスキャナ部1に渡されている測色時のXYZ値からカラーパッチのRGB値を取り出す。このターゲットに各スキャンデータDR,DG,DBを合わせることで、カラーパッチを機械間差及び経時劣化に対応して校正できるようになる。
ターゲットは、例えば、複数台のスキャナで校正用のチャート10をスキャンして得た、RGB値を平均したTargetRGB値を適用する。もちろん、これに限られることはない。この例では、125色のターゲットの測色時のXYZ値として、125個のR色のターゲットをTargetR1〜TargetR125とし、同様にして、G色のターゲットをTargetG1〜TargetG125とし、B色のターゲットをTargetB1〜TargetB125としたとき、(11)式、すなわち、
ここで上述の(9)式のTargetRGB値と、(11)式のカラーパッチRGB値と、マトリクス補正係数a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k,lとの間には、(12)式、すなわち、
この例では、ステップSC4でCPU55がデータ編集処理を実行して、マトリクス補正係数a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k,lを求める。例えば、上述の(12)式を最小2乗法により演算してマトリクス補正係数a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k,lを(13)式、すなわち、
次に、ステップSA10で校正後の色補正テーブル27をマトリクス部31にセットする(ASICセット)。これまで求めてきた、γ補正テーブル24,25,26と色補正テーブル(マトリクス部)27をASICにセットすることで、階調、カラーパッチ、色に関して機械間差、経時劣化において校正できるようになる。
なお、調整対象のスキャナ100をこの平均RGB値になるようにマトリクスで補正することにより、カラーパッチの機械間差、経時劣化において校正できる。もちろん、複数のスキャナ100の平均RGBでなくても、他にチャートのXYZ値をsRGBや、AdobeRGBなどの公の標準的なXYZ−RGB変換にてRGB変換したものでもよい。
[通常動作モード]
なお、ステップSA2で通常動作モードが設定されている場合は、ステップSA12に移行してスタート指令が入力されたかを判別する。このとき、操作部4を通して制御部5へ、スタート指令が入力された場合は、ステップSA13に移行して通常の画像読み取り処理を実行する。
なお、ステップSA2で通常動作モードが設定されている場合は、ステップSA12に移行してスタート指令が入力されたかを判別する。このとき、操作部4を通して制御部5へ、スタート指令が入力された場合は、ステップSA13に移行して通常の画像読み取り処理を実行する。
その後、ステップSA14に移行して通常動作モード又はスキャナ校正モードの終了を判別する。例えば、電源オフ情報が検出されない場合は、ステップSA1に戻って通常動作モード又はスキャナ校正モードの選択に基づいて通常動作モード又はスキャナ校正モードのいずれかの処理を繰り返すようになされる。電源オフ情報が検出された場合は、通常動作モード又はスキャナ校正モードのいずれの処理も終了する。
このように実施例に係るスキャナ及び画像処理方法によれば、校正用のチャート10を読み取って得られたRGB信号をグレースケールとカラーパッチとを含んだγ補正及び色補正テーブル校正用のチャート10を用いて色補正テーブル27を校正するようになされる。しかも、1回の走査で得られたスキャンデータDR,DG,DBを利用してγ補正テーブル及び色補正テーブルを校正することができ、スキャナ部1における走査回数を低減できるようになる。
更に、スキャナ毎に設定し直された校正後のγ補正テーブル及び校正後の色補正テーブルに基づいて通常読取時のスキャンデータDR,DG,DBを補正できるので、グレースケールだけでなく、カラーパッチも含めて装置機械間差及び経時劣化による誤差を無くすことができる。
この発明は、カラー画像を読み取って得たRGB色用のカラー画像信号をγ補正及び色補正して出力するカラースキャナ、カラー用のファクシミリ装置、デジタルカメラ、カラー複合機等のカラー画像読み取り装置に適用して極めて好適である。
1 スキャナ部
2 補正部
3 メモリ部
4 操作部
10 γ補正及び色補正テーブル校正用のチャート(校正用のシート)
11 プラテンガラス
12 突き当て板
13 白基準帯部
21,22,23 シェーディング補正部
24,25,26 γ補正テーブル
27 色補正テーブル
30 γ補正部
31 マトリクス部
51 システムバス
52 I/Oインターフェース
53 ROM
54 RAM
55 CPU
56 ハードディスク(HDD)
100 スキャナ(画像読取装置)
2 補正部
3 メモリ部
4 操作部
10 γ補正及び色補正テーブル校正用のチャート(校正用のシート)
11 プラテンガラス
12 突き当て板
13 白基準帯部
21,22,23 シェーディング補正部
24,25,26 γ補正テーブル
27 色補正テーブル
30 γ補正部
31 マトリクス部
51 システムバス
52 I/Oインターフェース
53 ROM
54 RAM
55 CPU
56 ハードディスク(HDD)
100 スキャナ(画像読取装置)
Claims (8)
- 校正用のシートを走査して画像情報を読み取る画像読取手段と、
前記画像読取手段によって読み取られた前記シートの画像情報に基づいて輝度階調補正テーブルを校正し、校正後の前記輝度階調補正テーブルを用いて前記シートの画像情報を補正し、当該補正された画像情報に基づいて色補正テーブルを校正する補正手段と、
を備えることを特徴とする画像読取装置。 - 前記画像読取手段によって読み取られ、前記輝度階調補正テーブルの校正に呈された前記画像情報を記憶する記憶手段を備え、
前記色補正テーブルの校正時に、
前記記憶手段から読み出した前記シートの画像情報を校正後の前記輝度階調補正テーブルで補正することを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。 - 前記シートには、
前記グレースケール及びカラーパッチを含んだチャートが使用され、
前記補正手段は、
前記グレースケールを読み取って得られた輝度情報に基づいて輝度階調補正テーブルを校正し、
前記カラーパッチを読み取って得られたカラー画像情報に基づいて色補正テーブルを校正することを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。 - 校正後の前記輝度階調補正テーブル及び校正後の前記色補正テーブルを設定して前記補正手段を制御する制御手段を備え、
前記補正手段は、
前記制御手段によって設定された校正後の前記輝度階調補正テーブル及び色補正テーブルで通常読取時の画像情報を補正することを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。 - 校正用のシートを読み取って得られた画像情報に基づいて輝度階調補正テーブルを校正する工程と、
前記シートを読み取って得られた画像情報を校正後の前記輝度階調補正テーブルを用いて補正する工程と、
前記補正された画像情報に基づいて色補正テーブルを校正する工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。 - 前記シートには、
前記グレースケール及びカラーパッチを含んだチャートが使用され、
前記グレースケールを読み取って得られた輝度情報に基づいて輝度階調補正テーブルを校正し、
前記カラーパッチを読み取って得られたカラー画像情報に基づいて色補正テーブルを校正することを特徴とする請求項5に記載の画像処理方法。 - 校正後の前記輝度階調補正テーブル及び校正後の前記色補正テーブルを設定し、
設定された前記輝度階調補正テーブル及び色補正テーブルで通常読取時の画像情報を補正することを特徴とする請求項5に記載の画像処理方法。 - コンピュータに、
校正用のシートを読み取って得られた画像情報に基づいて輝度階調補正テーブルを校正する手順と、
前記シートを読み取って得られた画像情報を校正後の前記輝度階調補正テーブルを用いて補正する手順と、
前記補正された画像情報に基づいて色補正テーブルを校正する手順と、
を実現させることを特徴とする、コンピュータ読み取り可能なプログラム。
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