JP2010141701A - 画像処理システム、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】階調とびを生じることなく、ページ内の濃度ムラも補正を可能とする。
【解決手段】階調補正処理部１０２、階調補正パラメータメモリ１０５は標準の印刷モード用、階調補正処理部１０３、階調補正パラメータメモリ１０６は割付印刷モード用、階調補正処理部１０４、階調補正パラメータメモリ１０７は高精度な印刷モード用である。キャリブレーション処理部２０は１種類のキャリブレーション・チャートの測色データを基にパラメータメモリ１０５〜１０７を修正する。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置の出力特性に応じて色変換パラメータを補正するキャリブレーション装置、方法およびプログラムに関し、デジタルカラー複写機、カラーレーザープリンタ、インクジェットカラープリンタなどの画像形成装置、及びコンピュータ画像処理装置を具備するカラー画像処理システムに好適な技術に関する。

最近、デジタルカラー複写機やカラー・プリンタ等においては、電子写真方式、感熱方式、インクジェット方式等を用いた画像形成装置が広く普及している。これらの画像形成装置では、温度や湿度等の環境変化や経時変化による影響を受けて画像濃度が変動したり、あるいは、画像形成装置の構成部品の微小なばらつきによって画像濃度に差異が生じたりする。そこで、これらの濃度変動を補正するキャリブレーションが必要になる。
例えば、特許文献１では、基準チャートを所望の画像形成装置で出力し、出力したチャートをスキャナで読み取り、あるいは測色計で測色して画像形成装置の出力特性を解析し、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの階調値に対し予め定義されている目標値からのずれに応じて、色変換パラメータを補正するようにしている。

ところで、一般的に画像形成装置では、一片の記録紙面上に様々な要因による記録画像の不均一性が発生する。例えば、電子写真方式の画像形成装置では、帯電ムラにより生ずる濃度ムラや、記録紙搬送方向に対する現像の際のストリーク等による濃度ムラなどが存在する。そのため、特許文献１に記載されているような基準チャートの構成では、記録紙面上にカラーパッチを一組しか持たないために、特定のカラーパッチのみが濃度ムラの影響を受けて、画像形成装置本来の記録特性によるものとは異なった色で記録されてしまうことになる。その結果、上記の基準チャートは、画像形成装置の持つ本来の記録特性を測定するのに信頼性の低いものとなり、キャリブレーション精度を低下させる要因となっていた。
そこで、例えば、特許文献２では、記録紙等の横方向および縦方向に所定の配列順序で並べられた複数の色パッチを同一数含む色標本を複数個出力して、その出力した色標本を読み取って、濃度ムラの影響を軽減したキャリブレーションを行う方法が提案されている。また、特許文献３では、同一の書き込み値からなるカラーパッチを通常のキャリブレーション用パッチに並行に配置して、キャリブレーションに使用することで、濃度ムラの影響をより受けにくい高精度なキャリブレーションを行う方法が提案されている。
しかし、特許文献２、３のように、複数のカラーパッチの平均的な特性に基づいて補正を行う場合、最大誤差を小さくすることはできるものの、濃度ムラそのものまで低減できるわけではない。そこで、特許文献４では、複数の領域に分割して、出力領域ごとに不均一性を補正する変換規則を決定するようにしている。

特許第２６４３９５１号公報 特許第２８６７６５１号公報 特開２００１−８８３５７号公報 特許第３４０５０５５号公報

特許文献４に記載された方法では、出力領域ごとに変換規則を決めるようにしているが、領域と領域の境界部分で変換特性が大きく変わってしまうために、描画オブジェクトが複数の領域にまたがる場合には、領域の境界で著しく階調とびを生じてしまうという問題があった。

本発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、
本発明の目的は、階調とびを生じることなく、ページ内の濃度ムラも補正が可能なキャリブレーション方法、及びそのキャリブレーション方法を用いた画像処理システムを提供することにある。

即ち、請求項１の目的は、種々の印刷モードに対して、個別にキャリブレーションを行うことなく簡単に階調補正を行うことが可能な画像処理システムを提供することにある。

請求項２の目的は、ページ全体に共通のパラメータをキャリブレーションする処理に用いる基準チャートと、ページを分割した分割領域ごとに階調補正を行うパラメータをキャリブレーションする処理に用いる基準チャートを共通にすることにある。

請求項３の目的は、ページ全体に共通のパラメータを用いて階調補正を行うキャリブレーション処理に用いる基準チャートと、ページを分割した分割領域ごとに階調補正を行うキャリブレーション処理に用いる基準チャートを共通化しつつ、キャリブレーション精度を向上にすることにある。

請求項４の目的は、階調の不連続を生じることなく、高速でページ内の色ムラに影響されにくい階調補正を行うことにある。

請求項５の目的は、ページ内の領域に応じて、ページ内の色ムラを少なくした階調補正を行うことにある。

請求項６の目的は、印刷モードに適した階調補正を行うことにある。

請求項７の目的は、ページ内の色ムラを小さくしながら、かつ階調の不連続も生じない階調補正処理を行うことにある。

請求項８の目的は、ページ内の色ムラを高精度に補正可能な補正関数を作成することにある。

請求項９の目的は、共通の基準チャートを用いて、複数の階調補正用パラメータを簡単にキャリブレーションできる画像処理方法を提供することにある。

請求項１０、１１の目的は、キャリブレーション方法を実行するプログラム、記録媒体を提供することにある。

本発明は、複数の色パッチを含む基準チャートを画像形成装置により出力し、前記出力された色パッチを読み取って前記画像形成装置の階調補正パラメータをキャリブレーションする画像処理システムにおいて、ページ全体に共通の階調補正パラメータを用いて階調補正を行う第１の階調補正手段と、出力位置に応じて異なる階調補正パラメータを切り替えて階調補正を行う第２の階調補正手段と有し、前記出力された色パッチを読み取った測色データを基に前記第１、第２の階調補正手段に適用する階調補正パラメータを一括してキャリブレーションすることを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、階調とびを生じることなく、ページ内の濃度ムラを補正することができる。

以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。

実施例１
１．画像処理システムの全体構成、動作
図１は、本発明の画像処理システムの全体構成を示す。図１において、１は画像形成装置、２はチャート測色装置、３はホストコンピュータ、４はコントローラ、５はキャリブレーション・チャートである。また、コントローラ４には、画像処理部１０およびキャリブレーション処理部２０などの処理機能が備わっており、基本的なプリント処理やキャリブレーション処理などを実行することができる。
ホストコンピュータ３上で動作するアプリケーションからプリント処理が指示されると、ホストコンピュータ３はプリンタ・ドライバを動作させて、印刷を行う画像情報をコントローラ４へ送信する。コントローラ４では、画像処理部１０を動作させて入力された画像情報に対し色変換処理、ラスタライズ処理、ハーフトーン処理などの種々の画像処理を施してプリンタ出力データに変換し、画像形成装置１へ出力する。
画像形成装置１は、画像データをプリントアウトするための出力装置であって、例えば、電子写真方式やインクジェット方式のカラー・プリンタやカラーファクシミリといった画像形成装置を用いることができる。
一方、ホストコンピュータ３からキャリブレーション処理の実行が指示されると、コントローラ４はキャリブレーションを実行して、色変換に使用するパラメータを修正する。なお、本発明における画像処理システムは、システム全体が１つの画像形成装置で構成される場合もある。

２．画像処理部の構成、動作
次に、上記のキャリブレーション・データを参照しながら、コンピュータ３から送出された画像情報を画像形成装置１で出力可能な出力信号に変換する方法について説明する。
図２は、実施例１の画像処理部の構成を示す。図２に示すように、画像処理部１０は、色変換処理部１００、ラスタライズ処理部２００、ハーフトーン処理部３００などからなる。以下、図２を参照しながら画像処理部１０における動作を説明する。

アプリケーションから送られる画像情報は、通常ディスプレイ表示用のＲＧＢ色信号で表される描画コマンド形式のデータである。しかし、ディスプレイとプリンタでは色再現範囲や色再現特性が大きく異なるため、色変換処理部１００では描画オブジェクト単位で入力ＲＧＢデータを、プリンタの色再現範囲に合うように色域圧縮を行ったＣＭＹＫ（８ビット）データに変換する。

次に、ラスタライズ処理部２００では、色変換処理後のＣＭＹＫ８ビットの描画データを解釈して、ＣＭＹＫ各色８ビットのビットマップデータに展開する。ハーフトーン処理部３００では、ビットマップイメージに展開されたＣＭＹＫ画像データ（８ビット）を受けて、画像形成装置１が出力可能な少ないビット数（例えば、１ビット）のＣＭＹＫ画像データへの変換処理を行う。上記のような画像処理により、画像形成装置１が出力可能なＣＭＹＫ画像データが作成される。

図３は、実施例１の色変換処理部１００の構成を示す。図３に示すように、色変換処理部１００は、補間演算部１０１、色変換パラメータメモリ１０８、階調補正処理部１０２〜１０４、階調補正パラメータ用メモリ１０５〜１０７、セレクタ１１０などで構成されている。

ここで、色変換パラメータは、補間演算部１０１で用いる三次元ルックアップ・テーブル（３Ｄ−ＬＵＴ）を保持している。補間演算部１０１は、色変換パラメータメモリ１０８に記憶されている３Ｄ−ＬＵＴを参照して、入力画像データをプリンタ用のＣＭＹＫ８ビットの色データに色変換する。階調補正処理部１０２〜１０４は、階調補正パラメータメモリ１０５〜１０７をそれぞれ参照して、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ各色のデータ値を１次元のルックアップ・テーブルでガンマ変換する。本実施例では、印刷モードに応じて３種類の階調補正処理を選択可能にしており、各階調補正処理に対応したパラメータがメモリ１０５、１０６、１０７に記憶されている。印刷モードとして、標準の印刷モードが指定されたとき、セレクタ１１０は階調補正処理部１０２を選択し、印刷モードとして、割付印刷モードが指定されたとき、セレクタ１１０は階調補正処理部１０３を選択し、印刷モードとして、高精度な印刷モードが指定されたとき、セレクタ１１０は階調補正処理部１０４を選択する。

階調補正処理部１０２は、一般的なガンマ補正処理で、ページ内を同じガンマ補正テーブルを用いて補正する。従って、階調補正パラメータとしては、ハーフトーン処理ごとに１種類のガンマ補正テーブルが格納されている。
階調補正処理部１０３は、ページを複数の領域に分割し、各領域ごとに異なるガンマ補正テーブルを用いて補正するようにしている。この補正処理は、割付印刷モードが指定された時に動作するようになっており、例えば、コントローラ４が２分割、４分割という割付印刷モードを有している場合、全部で６種類のガンマ補正テーブルを記憶していることになる。
階調補正処理部１０４は、ページ内の位置に応じて濃度変動を推定してガンマ補正を行うものであり、例えば、高精度な印刷モードが指定された場合に動作させることができる。この処理ではページに対する基準のガンマ補正テーブルと、画素位置から濃度変動率を推定するための変動関数が記憶されている。
画像形成装置１のキャリブレーション実行時には、１種類のキャリブレーション・チャートの測色データから、この階調補正パラメータをすべて補正して、階調補正パラメータメモリ１０５、１０６、１０７のパラメータを更新するようにしている。上記で説明した処理により、ホストコンピュータ３から入力された画像情報を画像形成装置１に出力することができる。

３．キャリブレーション処理方法の詳細説明
まず、キャリブレーション処理方法の概要について、図４のフローチャートを用いて説明する。
キャリブレーション処理部２０は、画像処理部１０を介して予め記憶している（又は外部入力された）基準チャートのデータを画像形成装置１へ出力し、キャリブレーション・チャート５をプリント出力する（ステップＳ１１）。

次に、出力されたキャリブレーション・チャート５をチャート測色装置２によって測色する（ステップＳ１２）。チャート測色装置２は、出力したキャリブレーション・チャート５に含まれる各カラーパッチの色彩値を計測するための装置であって、例えば分光反射計や濃度計などを使用できる。

読取られたキャリブレーション・チャート５の測色データは、コントローラ４へ転送される（ステップＳ１３）。キャリブレーション処理部２０は、転送された測色データを取得したらコントローラ４内部のＨＤＤなどの記憶装置に一旦保存する。

測色データが取得されると、キャリブレーション処理部２０はコントローラ４内に保持している基準チャートのデータに基づいて階調補正パラメータを作成する（ステップＳ１４）。

なお、図１では、チャート測色装置２は画像形成装置１と独立した装置として構成しているが、画像形成装置１の紙搬送路上にチャート測色装置２が内蔵されていてもかまわない。また、ホストコンピュータ３に、ディスプレイを接続して、キャリブレーションの結果を表示したり、オペレータがキャリブレーション動作を設定するための画面を表示したりすることもできる。

次に、本実施例におけるキャリブレーション処理の詳細について説明する。前述したように、本発明では１種類の基準チャートを用いて、複数のガンマ補正パラメータを修正することを特徴としている。

方式１：ページ全体に対して、同じガンマ補正処理を行う。
方式２：ページを複数の領域に分割して、分割された領域ごとにガンマ補正を行う。
方式３：ページ内の画素位置に応じたガンマ補正を行う。

以下、本実施例におけるキャリブレーション処理方法の詳細について説明する。
（１）基準チャートの構成
本実施例で使用する基準チャートの構成について説明する。本基準チャートは、複数のキャリブレーション方式に共通利用できるようにデザインされたＣＭＹＫ形式の画像データファイルであって、種々の階調値で表される矩形領域（以下、パッチという）を配列して成るサンプルチャートを表現したものである。なお、基準チャートはＣＭＹＫ形式の画像データであるため、チャートを出力する場合は、色変換処理部１００、ラスタライズ処理部２００を介さずに、直接ハーフトーン処理部３００へ画像データを送信して出力を行う。

図５は、基準チャートの一例を示している。図５の例では１７行１７列のパッチにより、基準チャートが構成されている。ここでは、説明の都合上、主走査方向のパッチの位置座標を小文字英字で表し、副走査方向の位置座標を大文字英字で表すこととする。例えば、（Ａ−ａ）は主走査アドレスａ、副走査アドレスがＡのパッチを示している。

基準チャートの各パッチは、画像形成装置１の１次色であるＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の所定の階調値で定義されている。例えば、図５の場合、基準チャートのパッチ構成としては、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色ごとに出力可能な全階調範囲（０〜２５５）中から選定した１６段階の階調値（例えば、１６、３２、４８、…、２４０、２５５）、即ち、４×１６＝６４色を８行８列のパッチ群に配列するようにしている（この８行８列のパッチ群を最小パッチ群と呼ぶことにする）。

更に、Ｘ＋８行、Ｙ列のパッチ色はＸ行Ｙ列のパッチ色と同じ階調値とし、Ｘ行、Ｙ＋８列のパッチ色もＸ行Ｙ列のパッチ色と同じ階調値としている（Ｘ、Ｙは任意の整数値）。このように、パッチの階調値が周期的に繰り返し配置するレイアウト構造にすることにより、基準チャートのどの８行８列のパッチ群を取り出しても、同じＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ階調値の組み合わせにすることができるため、基準チャートの部分的なデータを用いたキャリブレーション処理が可能になる（１７行目のパッチＱ−ａ〜Ｑ−ｑは、パッチＡ−ａ〜Ａ−ｑと同値であり、１７列目のパッチＡ−ｑ〜Ｑ−ｑは、パッチＡ−ａ〜Ｑ−ａと同値である）。

なお、図５の基準チャートの場合、全パッチ数が最小パッチ群の数の整数倍になっていないが、これは後述するガンマ補正方式３用の補正関数の精度を高めるため、べたパッチを上下左右の４隅（パッチＡ−ｑ、Ｑ−ａ、Ｑ−ｑを２５５とする）に配置している。

また、矩形領域内の全ての画素に対して均一なインクが打たれているパッチをべたパッチと呼び、画素によってインクが打たれたり打たれなかったりしているパッチを網点パッチと呼ぶことにする。一般には、階調値＝２５５の場合にべたパッチが出力されることになる。

図６は、Ａ−ａ、Ｈ−ｈを両端とする基準チャート左上の最小パッチ群を拡大表示している。Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの色成分によって、ページ内濃度ムラの影響度合いが異ならないように、２行２列にＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋのパッチを配置するようにする。例えば、Ａ−ａはＣ、Ａ−ｂはＭ、Ｂ−ａはＹ、Ｂ−ｂはＫのパッチを配置する。また、各パッチの階調値に関しては限定しないが、なるべくランダムに分布しているほうが、ガンマ補正テーブルの精度を向上できる（図中、パッチ内の数字はシアン色に関する階調値の定義例である）。

但し、ガンマ・テーブルの作成において８段階に限定される必要はなく、測色領域が小さくできる場合や、より大きなサイズの用紙を用いる場合などは階調数はもっと多くてもなんら問題ない。また、上記の例では、１７行１７列のパッチを配置しているが、階調値が一定の周期で繰り返されるレイアウト構造であれば、各行のパッチ数及び各列のパッチ数は何パッチでもかまわない。

また、上記したパッチの配置の変形例として、図６の最小パッチ群を図５のＡ−ａ、Ｈ−ｈの対角位置に配置し、図６の最小パッチ群を左右反転したパッチ群をＡ−ｉ、Ｈ−ｐの対角位置に配置し、図６の最小パッチ群を上下反転したパッチ群をＩ−ａ、Ｐ−ｈの対角位置に配置してもよい。

（２）方式１に対するキャリブレーション方法
次に、上記の基準チャートをプリント出力したキャリブレーション・チャートの測色データを用いて、方式１のキャリブレーション方式に適用するためのガンマ補正テーブルの作成方法について説明する。

方式１では、１ページ全体に対して同じガンマ補正パラメータを用いてガンマ補正処理を行う。以下、ガンマ補正テーブルの作成方法について図７、図８を用いながら説明する。図７は、ガンマ補正テーブルの算出処理の流れを詳細に示したものである。

まず、ステップＳ２１で各カラーパッチの測色データから出力濃度ＩＤを求める。図５で説明した基準チャートには、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ各色ともに、同一の階調値に対して複数のパッチが配置されている。そこで、同一階調値に対する複数の測色値を平均して、その階調値に対する測色値とする。これにより、ページ内の色ムラに起因する測色値のばらつきが小さくなり、安定したキャリブレーションを行うことができる。

また、測色データが分光反射率の場合には、ＩＳＯ５などで規定されている方法に基づいて、分光反射率から出力濃度ＩＤを計算できる。

測色データからは離散的な階調値に対する出力濃度しか得られないため、基準チャートに含まれるカラーパッチの階調値をＸとし、実測のプリンタ出力濃度をＹとして、Ｙ＝ｆ（Ｘ）を線形補間あるいは、スプライン近似などを行って１６階調に対する出力濃度から２５６階調全ての出力濃度を求める（ステップＳ２２）。このとき、用紙の紙白の出力濃度については予め測定したデータをコントローラ内の記憶装置に保存しておいて、読み出すようにしてもよい。図８（ａ）のグラフの細線は、上記で求めた階調値０〜２５５に対応する出力濃度の例である。

２５６階調分のプリンタ階調値に対する出力濃度が求まると、ステップＳ２３で狙いの出力濃度ＴＤを記憶装置から読み出す。狙いの出力濃度とは、前述したようにガンマ補正前のＣＭＹＫ階調値に対する規格値として定義された濃度であって、図８（ａ）のグラフの太線に対応している。図８（ａ）では、便宜上、目標出力濃度テーブルを１種類しか図示していないが、通常はｃ、ｍ、ｙ、ｋの各色成分ごとに定義される。

最後に、ステップＳ２４に移り、狙いの出力濃度ＴＤとステップＳ２２で求めた出力濃度からガンマ補正テーブルを作成する。図８（ａ）のグラフでは、変動により理想的な出力濃度特性よりも実際のプリンタの濃度が高くなっている例になっている。このような場合は、その変動を相殺するように濃度を低くするようなガンマ補正テーブルに設定する。

具体的には、図９に示すように、濃度が変動したＣＭＹＫ階調値０〜２５５がガンマ補正テーブル１２０に入力され、基準のガンマ補正テーブル１２０を適用して、Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’に変換する。次いで、Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’に対する基準のプリンタ出力濃度特性１２１（つまり、図８（ａ）の太線で示す目標出力濃度テーブル）を適用してＣＭＹＫ階調値に対する狙いの出力濃度ＴＤを求める（特性１２１により、階調値を濃度に変換）。狙いの出力濃度ＴＤをステップＳ２２で作成した出力濃度特性の逆写像変換１２２（濃度を階調値に逆変換）を行って、Ｃ’’、Ｍ’’、Ｙ’’、Ｋ’’を求める。このようにして、ＣＭＹＫ⇒Ｃ’’、Ｍ’’、Ｙ’’、Ｋ’’を新たなガンマ補正テーブルとして作成される。

以上の方法で作成したガンマ補正テーブルの例を図８（ｂ）に示す。なお、基準のガンマ補正テーブル及び基準のプリンタ出力濃度特性は製品出荷時に設定されたテーブルであり、予めハードディスク或いはＲＯＭなどに記録してあるものとする。
ガンマ補正テーブルの作成が終了すると、階調補正パラメータ記憶部１０５に記憶されているガンマ補正パラメータを上記で作成したガンマ（階調）補正テーブルに書き換える（ステップＳ２５）。

以上の処理では、濃度を用いてガンマ補正テーブルを作成する場合について説明したが、明度やその他の色彩値を用いても問題ない。

（３）方式２に対するキャリブレーション方法
次に、階調補正処理２に対するキャリブレーション方法について説明する。プリンタの印刷機能には、１ページを２分割或いは４分割など複数の領域に分割して印刷を行う割付印刷という機能が用いられることが多い（図１０）。このような割付印刷モードでは、分割された領域間で階調の連続性を保証する必要はない。従って、ページの分割領域ごとにガンマ補正テーブルを切り替えることが可能となる。そこで、図５のキャリブレーション・チャートの分割領域ごとのガンマ補正テーブルを作成する。

例として、ページを４分割して印刷する場合を説明する。基準チャートの左上（Ａ−ａ、Ｈ−ｈを対角とするパッチ群）、左下（Ｉ−ａ、Ｐ−ｈを対角とするパッチ群）、右上（Ａ−ｉ、Ｈ−ｐを対角とするパッチ群）、右下（Ｉ−ｉ、Ｐ−ｐを対角とするパッチ群）のそれぞれ８行×８列の最小パッチ群の測色データを使って、各領域ごとのガンマ補正テーブルを生成する。測色データからガンマ補正テーブルを作成する手順については、方式１の図７の手順と同様である。但し、１つの階調値に対する測色値は１つだけなので、Ｓ２１における平均化は行わない。上記では、４分割の例を示したが、２分割でも同じような方法でガンマ補正テーブルを作成できる。

（４）方式３に対するキャリブレーション方法
方式３では、ページ内座標に基づいて階調補正を行う。図１１は、方式３の階調補正処理部１０４の詳細を図示したものである。

ページ内変動補正部２００、階調値⇒濃度変換部２０１、出力濃度推定部２０２、階調値補正量計算部２０３、階調値補正部２０４、ガンマ補正部２０５、ガンマ補正テーブル２０６で構成されている。このうち、ガンマ補正テーブル２０６は、階調補正パラメータメモリ１０７に記憶されているガンマ補正テーブルと同じテーブルである。

まず、画像情報の（ｘ，ｙ）座標における画素値［ｃ、ｍ、ｙ、ｋ］が入力されると、階調値⇒濃度変換部２０１では、階調値と再現目標濃度の対応関係を記述した目標出力濃度テーブルを参照して、ｃ，ｍ，ｙ，ｋの階調値に対する再現目標濃度Ｄｔ＿ｃ，Ｄｔ＿ｍ，Ｄｔ＿ｙ，Ｄｔ＿ｋを求める。目標出力濃度テーブルは、画像形成装置１が標準的なエンジン状態にある場合の階調値と出力濃度の関係を１次元ルックアップテーブルで定義しているものであり、図８（ａ）で説明でしたものと同一である。

ページ内変動補正部２００では、ページ内変動補正関数Ｆ（ｘ，ｙ）を用いて、ページ内の画素位置に応じた補正量ｓを計算する。ページ内変動関数Ｆ（ｘ，ｙ）とは、座標値（ｘ，ｙ）から濃度の変動率ｓを求めるための関数であり、本実施例では応答曲面近似法を用いてこの関数を作成する。応答曲面近似法で用いられる関数は一般に何でもよいが、ここで２次多項式を使うものとする。即ち、
ｓ＝β_０＋β_１ｘ＋β_２ｙ＋β_３ｘ^２＋β_４ｙ^２＋β_５ｘｙ
という式で表される関数であり、β_０〜β_５を後述のキャリブレーションによって決定する。

ページ内変動補正部２００で濃度の変動率ｓが求まると、次に出力濃度推定部２０２においてページ内変動を加味した実際のプリント出力時の濃度（推定再現濃度Ｄｐ）を以下の式で推定する。
Ｄｐ＝ｓ×Ｄｔ

以上により、入力階調値に対する再現目標濃度と推定再現濃度が求まると、階調値補正量計算部２０３では、階調値の補正量Δｃ、Δｍ、Δｙ、Δｋを計算する。この計算について、図１２を用いて説明する。図１２は出力濃度に対する階調値を対応付けたルックアップテーブルを表しており、前述した目標濃度テーブルの逆変換テーブルになっている。このテーブルは予め製品設計時に作成しておき、予めシステムに記憶しておく。ここで、図１２で１つのテーブルしか図示していないが、実際にはＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの色ごとに４つのテーブルが用意される。階調値補正量計算部２０３では、このテーブルを参照して再現目標濃度Ｄｔと推定再現濃度Ｄｐに対する階調値Ｖｔ及びＶｐを求め、その差分を計算することで階調値の補正量を得る。即ち
Δｃ＝Ｖｔ＿ｃ−Ｖｐ＿ｃ
Δｍ＝Ｖｔ＿ｍ−Ｖｐ＿ｍ
Δｙ＝Ｖｔ＿ｙ−Ｖｐ＿ｙ
Δｋ＝Ｖｔ＿ｋ−Ｖｐ＿ｋ

階調値の補正量が得られると、階調値補正部２０４で階調補正を行う。階調補正は単純に入力ｃ、ｍ、ｙ、ｋ値に上記で求めた補正量を加えるだけでよい。
ｃ’＝ｃ＋Δｃ
ｍ’＝ｍ＋Δｍ
ｙ’＝ｙ＋Δｙ
ｋ’＝ｋ＋Δｋ
最後に、階調補正後のｃ’，ｍ’，ｙ’，ｋ’をガンマ補正部２０５でガンマ補正する。ここで、使用するガンマ補正テーブルもキャリブレーションによって、更新されたものを使用する。

上記のように、階調補正処理部１０４では、ガンマ補正テーブル２０５の他、ページ内変動補正に使用するページ内変動補正関数Ｆ（ｘ，ｙ）の係数β_０〜β_５をガンマ補正パラメータとし、基準チャートの測色データを用いて最適化するようにしている。

次に、上記パラメータのキャリブレーション方法について、図１３のフローチャートを参照しながら説明する。まず、方式１のキャリブレーションと同様に、Ｓ３１でキャリブレーション・チャートの測色データを読み込む。Ｓ３２では、ガンマ補正テーブルを作成する。このガンマ補正テーブルは、方式１で作成したガンマ補正テーブルと同じである。

次に、Ｓ３３でパッチごとの濃度変動率ｓを計算する。濃度変動率ｓはｓ＝（実測濃度値）／（パッチの階調値に対する目標の濃度値）で定義される。基準チャートには異なる階調値のパッチが配置されているが、近接した領域に配置されているパッチであれば、階調値が異なっていても濃度の変動率は比較的近い値になるという特徴がある。但し、ハイライトの場合には濃度が低いために濃度変動率が大きくばらつくことがある。そこで、そのような場合には、ハイライトを除いたパッチを対象に変動率を計算するようにしても良い。

次に、Ｓ３４でページ内変動補正関数Ｆ（ｘ，ｙ）を構築する。関数Ｆ（ｘ，ｙ）は６個の係数を持つ２次多項式である。そこで、これらのパラメータを変動率の予測誤差が小さくなるように重回帰分析で最適化を行う。

以上の処理により、階調補正処理１０４のためのパラメータを作成できるため、構築した変動補正関数のパラメータ及びガンマ補正テーブルでガンマ（階調）補正パラメータ１０７の内容を更新する。上記のキャリブレーション処理により、３種類の色変換処理に適用可能なキャリブレーション・データが作成される。

上記の説明では、キャリブレーション・チャートを測色計を用いて測色を行うようにしているが、スキャナなどの読取り装置やＲＧＢセンサなどから得られる読取り値を濃度に変換するようにしてもかまわない。

本実施例によれば、色パッチを読み取った測色データから、ページ全体に共通のパラメータを用いて階調補正を行う第１の階調補正手段と、出力位置に応じて異なるパラメータを切り替えて階調補正を行う第２の階調補正手段の両方のパラメータを一括してキャリブレーションしているため、画像出力モードに応じた階調補正パラメータを容易にキャリブレーションすることができる。

また、本実施例によれば、階調値が同じ色パッチを周期的に配置しているため、部分的なパッチのみで階調補正が可能であるとともに、階調値が異なる色パッチは分散して配置しているため、ページ内の色変動の影響を受けにくいキャリブレーションを行うことができる。

また、本実施例によれば、階調値が同じ複数の色パッチの測色データを平均化して階調値ごとの平均測色データを求めてキャリブレーションを行っているため、ページ内の色変動の影響が少ないキャリブレーションを行うことができる。

また、本実施例によれば、ページ分割した分割領域ごとのキャリブレーションを行っているため、分割された領域ごとに適した高精度なキャリブレーションを行うことができる。

また、本実施例によれば、オペレータが割付印刷モードを指定した場合には、前記第２の階調補正手段を用いて階調補正を行うようにしているため、印刷モードに適した階調補正を自動的に実行することができる。

また、本実施例によれば、ページ内の出力位置に対する濃度変動率を推定し、該濃度変動率を用いて階調値補正を行っているため、階調の連続性を保ちながら画像の出力位置に応じた階調補正を行うことができる。

また、本実施例によれば、出力位置の座標から濃度変動率を推定するための応答曲面近似関数の係数を補正パラメータとしてキャリブレーションしているため、局所的な測定誤差に影響されにくいページ内変動の補正が可能になる。

実施例２
図１４は、本発明をソフトウェアによって実現する場合の構成例を示す。この画像処理システムは、ワークステーション３０１と画像形成装置（プリンタ）３０３や測色装置３０２が接続されている。ワークステーション３０１は、前記したキャリブレーション処理や色変換処理などの機能を実現するもので、ディスプレイ３０６、キーボード３０４、プログラム読取装置３１２および演算処理装置などで構成されている。演算処理装置は、種々のコマンドを実行可能なＣＰＵ３０７に、ＲＯＭ３０９、ＲＡＭ３０８がバスで接続されている。また、バスには大容量記憶装置であるＨＤＤ３１１と、ネットワーク上の機器と通信を行なうＮＩＣ３１０が接続されている。

プログラム読取装置３１２は、各種のプログラムコードを記憶した記憶媒体、すなわち、ハードディスク３１１、光ディスク、光磁気ディスク、メモリカードなどに記憶されているプログラムコードを読取る装置で、例えば、光ディスクドライブ、光磁気ディスクドライブなどである。

記憶媒体に記憶されているプログラムコードは、プログラム読取装置３１２で読取ってＨＤＤ３１１などに格納され、このＨＤＤ３１１などに格納されたプログラムコードをＣＰＵ３０７によって実行することにより、前記した画像処理方法などを実現することができるようになる。また、コンピユータが読み出したプログラムコードを実行することにより、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）やデバイス・ドライバなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前記した機能が達成される場合も含まれる。また、本発明の実施例の機能等を実現するためのプログラムは、ネットワークを介した通信によってサーバから提供されるものでも良い。

本発明の画像処理システムの全体構成を示す。 画像処理部の構成を示す。 色変換処理部の構成を示す。 キャリブレーション処理のフローチャートを示す。 基準チャートの構成を示す。 最小パッチ群のパッチ配置例を示す。 方式１に対するガンマ補正パラメータの作成方法のフローチャートを示す。 ガンマ補正テーブルの補正例を示す。 ガンマ補正テーブルの作成方式を示す。 割付印刷の例を示す。 方式３の階調補正処理部の構成を示す。 出力濃度と階調値を対応付けるルックアップテーブルを示す。 方式３のキャリブレーション処理のフローチャートを示す。 本発明をソフトウェアによって実現する場合の構成例を示す。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ チャート測色装置
３ ホストコンピュータ
４ コントローラ
５ キャリブレーション・チャート
１０ 画像処理部
２０ キャリブレーション処理部

Claims (11)

1. 複数の色パッチを含む基準チャートを画像形成装置により出力し、前記出力された色パッチを読み取って前記画像形成装置の階調補正パラメータをキャリブレーションする画像処理システムにおいて、ページ全体に共通の階調補正パラメータを用いて階調補正を行う第１の階調補正手段と、出力位置に応じて異なる階調補正パラメータを切り替えて階調補正を行う第２の階調補正手段と有し、前記出力された色パッチを読み取った測色データを基に前記第１、第２の階調補正手段に適用する階調補正パラメータを一括してキャリブレーションすることを特徴とする画像処理システム。
2. 前記基準チャートは、階調値が同じ複数の色パッチが周期的に配置されていることを特徴とする請求項１記載の画像処理システム。
3. 前記基準チャートは、階調値が異なる色パッチが分散配置されていることを特徴とする請求項１記載の画像処理システム。
4. 前記第１の階調補正手段に適用する階調補正パラメータをキャリブレーションする場合には、階調値が同じ複数の色パッチの測色データを平均化して階調値ごとの平均測色データを求め、該平均測色データを用いて階調補正用のルックアップテーブルを作成することを特徴とする請求項１記載の画像処理システム。
5. 前記第２の階調補正手段に適用する階調補正パラメータをキャリブレーションする場合には、測色データを部分的に用いて、ページ分割した分割領域ごとの階調補正用ルックアップテーブルを作成し、前記第２の階調補正手段は、前記分割領域ごとの階調補正用ルックアップテーブルを切り替えて階調補正を行うことを特徴とする請求項１記載の画像処理システム。
6. オペレータが割付印刷モードを指定した場合には、前記第２の階調補正手段を用いて階調補正を行うことを特徴とする請求項１記載の画像処理システム。
7. ページ内の出力位置に対する濃度変動率を推定し、該濃度変動率を用いて階調補正を行う第３の階調補正手段を有し、前記出力された色パッチを読み取った測色データを基に前記第３の階調補正手段に適用する階調補正パラメータをキャリブレーションするキャリブレーション手段を具備することを特徴とする請求項１記載の画像処理システム。
8. 前記第３の階調補正手段に適用する階調補正パラメータをキャリブレーションする場合には、出力位置の座標から濃度変動率を推定するための応答曲面近似関数の係数を階調補正パラメータとして作成することを特徴とする請求項７記載の画像処理システム。
9. 複数の色パッチを含む基準チャートを画像形成装置により出力し、前記出力された色パッチを読み取って前記画像形成装置の階調補正パラメータをキャリブレーションする画像処理方法において、ページ全体に共通の階調補正パラメータを用いて階調補正を行う第１の階調補正工程と、出力位置に応じて異なる階調補正パラメータを切り替えて階調補正を行う第２の階調補正工程と有し、前記出力された色パッチを読み取った測色データを基に前記第１、第２の階調補正工程に適用する階調補正パラメータを一括してキャリブレーションすることを特徴とする画像処理方法。
10. 請求項９記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラム。
11. 請求項９記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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