JP2011119904A - 画像処理装置、画像形成装置、及び、画像処理方法 - Google Patents

画像処理装置、画像形成装置、及び、画像処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】異なる書込解像度間において形成される画像の主観の差異を少なくし、かつ、形成される画像の品質を保つ画像処理装置、画像形成装置、及び、画像処理方法を提供すること。
【解決手段】異なる書込解像度毎に、階調毎に対応する濃度を決定して、中間調処理を行う画像処理装置であって、基準書込解像度により複数の階調のパターンが形成された階調チャートを読み取って得られる階調毎の基準濃度値と、前記基準書込解像度とは異なる一の書込解像度により複数の階調のパターンが形成された階調チャートを読み取って得られる階調毎の参照濃度値と、を取得する濃度値取得手段と、前記複数の階調のうち、階調値が所定値以下の階調において、前記参照濃度値と前記基準濃度値との差が所定の閾値以下になる濃度補正を前記一の書込解像度に対して行う補正手段と、を有する画像処理装置。
【選択図】図1

Description

本発明は、画像処理装置、画像形成装置、及び、画像処理方法に関する。
従来から、複数の書込解像度に対応する画像形成装置において、中間調処理を行う際の階調補正テーブルを生成する際に、画像を形成する際の書込解像度毎の差異を少なくする階調補正を行う画像形成装置がある。例えば、特開2009−122709号公報(特許文献1)には、書込解像度毎に、リアルタイム階調補正の間隔を異ならせる発明が開示されている。
また、特開2006−54786号公報(特許文献2)には、Dmax値の低下を補正するために、本来のDmax値と測定されるDmax値とのゲインを求め、カラーバランスに設定する画像処理装置が開示されている。特許文献2に記載の発明によれば、階調を滑らかにし、かつ、濃度の低下を軽減することができる。
しかしながら、上記特許文献1及び2に開示の発明では、書込解像度毎に最高濃度が異なる場合に、最高濃度の差異による主観の差については考慮されていない。例えば、書込解像度が高い場合に、低解像度と同等の最高濃度とすると、レーザのパワーや照射時間を少なくする必要があり、トナーの付着が悪くなる。そこで、レーザのパワーや照射時間を多くして最高濃度を低解像度より高くすると、階調補正テーブルが低解像度とは大きく異なるため、形成される画像に主観の差異が生じる。
本発明は、上記の点に鑑みて、これらの問題を解消するために発明されたものであり、異なる書込解像度間において形成される画像の主観の差異を少なくし、かつ、形成される画像の品質を保つ画像処理装置、画像形成装置、及び、画像処理方法を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明の画像処理装置は次の如き構成を採用した。本発明の画像処理装置は、異なる書込解像度毎に、階調毎に対応する濃度を決定して、中間調処理を行う画像処理装置であって、基準書込解像度により複数の階調のパターンが形成された階調チャートを読み取って得られる階調毎の基準濃度値と、前記基準書込解像度とは異なる一の書込解像度により複数の階調のパターンが形成された階調チャートを読み取って得られる階調毎の参照濃度値と、を取得する濃度値取得手段と、前記複数の階調のうち、階調値が所定値以下の階調において、前記参照濃度値と前記基準濃度値との差が所定の閾値以下になる濃度補正を前記一の書込解像度に対して行う補正手段と、を有する構成とすることができる。
これにより、異なる書込解像度間において形成される画像の主観の差異を少なくし、かつ、形成される画像の品質を保つ画像処理装置を提供することができる。
なお、上記課題を解決するため、本発明は、上記画像処理装置を有する画像形成装置、及び、上記画像処理装置における画像処理方法としてもよい。
本発明の画像処理装置、画像形成装置、及び、画像処理方法によれば、異なる書込解像度間において形成される画像の主観の差異を少なくし、かつ、形成される画像の品質を保つ画像処理装置、画像形成装置、及び、画像処理方法を提供することが可能になる。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置1の機能構成の例を示す図である。 図2は、形成されるドット形状の例を示す図である。 図3は、異なる解像度における印字パターンの例を示す図である。 図4は、階調補正テーブルと階調毎の濃度値とを示す図である。 図5は、濃度補正用階調チャート9の例を示す図である。 図6は、濃度補正の際に生成されるチャートの読取値の結果を示すグラフである。 図7は、補正対象となる書込解像度の補正とを図示するグラフである。 図8は、読取値とパッチの濃度値とに基づいて生成される階調補正テーブルと階調毎の濃度値とを示す図(その1)である。 図9は、読取値とパッチの濃度値とに基づいて生成される階調補正テーブルと階調毎の濃度値とを示す図(その2)である。 図10は、本実施形態に係る画像処理方法の全体を説明するフロー図である。 図11は、基準書込解像度の濃度補正用階調チャートを生成して出力する処理を示すフロー図である。 図12は、補正対象となる書込解像度の階調補正テーブルを生成する処理を示すフロー図である。
以下、本実施の形態を図面に基づき説明する。
〔本実施の形態〕
図1は、本実施形態に係る画像形成装置1の機能構成の例を示す図である。画像形成装置1は、接続されたクライアントPC8からの画像データによる画像を、媒体上に形成して出力する。
画像形成装置1は、画像処理部100、画像形成部200、及び、画像読取部300を有する。画像処理部100は、画像読取部300が読み取った画像データ又はクライアントPC8から入力される画像データ890に対する画像処理を行う。画像処理部100は、また、画像読取部300が読み取った濃度補正用階調チャート9に基づく、濃度補正を行う。
画像処理部100は、色変換処理部110、濃度変換処理部120、階調処理部130、及び、濃度補正処理部140を有する。色変換処理部110は、入力される画像データ890の色空間を変換する。クライアントPC8から入力される画像データ890は、例えば、RGB色空間により表現される。色変換処理部110は、画像データ890の色空間を、YMC色空間又はYMCK色空間に変換する。
濃度変換処理部120は、色空間を変換された画像データに対し、濃度変換を行う。この処理は、濃度変換処理部120に入力される画像データを階調補正テーブルの入力値とし、対応する出力値を得るものである。
階調処理部130は、濃度変換処理された画像データを、少ない色数で表される階調表現による画像データに変換する。階調処理部130は、ディザ法や誤差拡散法等の中間調処理を行い、階調表現による画像データを生成する。
濃度補正処理部140は、画像読取部300が濃度補正用階調チャート9を読み取ったデータから、濃度変換を行う階調補正テーブルの補正を行う。濃度補正処理部140は、濃度補正用階調チャート9の画像データを生成する。生成された画像データは、階調処理部130によって中間調処理され、画像形成部200により媒体上に形成されて出力される。なお、濃度補正用階調チャート9は、図示しない中間転写ベルト上に形成されてもよい。
濃度補正処理部140は、パッチデータ形成部141、パッチデータ処理部142、補正データ生成部143、及び、補正データ判定部144を有する。パッチデータ形成部141は、濃度補正用階調チャート9の階調毎のパッチデータを生成する。パッチデータ処理部142は、画像読取部300が読み取った濃度補正用階調チャート9の読み取り結果に基づいて、階調毎の濃度値を取得する。
補正データ生成部143は、パッチデータ処理部142が取得した階調毎の濃度値に基づいて、階調補正テーブルの補正を行う。階調補正テーブルは、異なる解像度のそれぞれに対応して設けられる。補正データ判定部144は、補正された階調補正テーブルについて、基準となる基準書込解像度の階調補正テーブルに対する判定を行い、必要に応じて再度補正を行う。
画像読取部300は、濃度補正用階調チャート9、又は、媒体に形成された画像を読み取り、画像データを出力する。濃度補正用階調チャート9を読み取って得られる画像データは、濃度補正処理部140に出力され、処理される。なお、濃度補正用階調チャート9が、中間転写ベルト上に形成される場合には、これを読み取る画像読取部300は、中間転写ベルトの搬送路上に設けられるセンサとして構成されてもよい。
画像形成部200は、画像処理部100が処理した画像データを、媒体上に形成して出力する。
図2は、画像形成部200により形成されるドット形状の例を示す図である。図2は、レーザ書込によるドットの例を示す。図2の上段は600dpi、下段は1200dpiの書込解像度によるドットである。また、図2の左列は、3サイズのドットの大きさのうち、中間のサイズである中間ドットを使用した場合の例、図2の右列は、最大のドットサイズであるフルドットを使用した場合の例を示す。
1200dpiの印字時は、主走査方向及び副走査方向のそれぞれにおいて、600dpiの1/2の間隔で印字を行うことにより、600dpiより密に書き込む。1200dpiと600dpiとで、濃度の測定値が同一になるようにレーザのパワーや照射時間を調整すると、密に書き込む1200dpiのレーザのパワーを低下させることとなり、紙転写時にトナーの付着が芳しくなくなることがある。そこで、レーザのパワーを低下させない場合には、1200dpiの濃度値が高くなる。
図3は、異なる解像度において、それぞれ同様の印字パターンを印字した例を示す図である。図3の上段は、低解像度における印字、図3の下段は、高解像度における印字を示す。また、図3の左列は、最も低濃度を示す印字パターン、中央列は、中濃度の一を示す印字パターン、右列は、最も高濃度を示す印字パターンである。
図3より、低解像度における印字は、高解像度における印字よりも、1つのドットの大きさが大きいため、詳細な表現ができない場合がある。しかしながら、書込時のレーザのパワーや照射時間の制御は行い易いため、画像形成装置の個体間の差が少ない。そこで、低解像度を基準書込解像度とするとよい。
ところで、基準書込解像度として、使用されることが多い解像度を用いると、形成される画像の品質が向上し、かつ、処理コストを低減することができる。一般には、低い解像度の方が処理速度が速いため、操作者は、画像形成装置1が印字する解像度のうち、最も低い解像度による画像の出力を選択することが多い。そこで、画像形成装置の一般的な使用状況からも、基準書込解像度を、最も低い解像度とするとよい。
図4は、階調補正テーブルと階調毎の濃度値とを示す図である。図4(a)は、階調補正テーブルである。階調毎の入力値に対し、補正された出力値が対応づけられる。
図4(b)は、階調毎の濃度値を示す図であり、横軸が入力される階調毎の濃度値、縦軸が対応する濃度値を示す。図4(b)において、A1は、600dpi、B1、は1200dpiの濃度値を示す。図4(b)において、A1及びB1の何れも、低濃度側は薄めの濃度値であり、中濃度から高濃度側は、低濃度側に比べて、濃度推移の傾きが急峻になる。
図4(b)では、さらに、書込解像度による差異が、低濃度側から発生している。これにより、主観による色味の差異が発生する。
図5は、濃度補正用階調チャート9の例を示す図である。図5(a)及び(b)は、それぞれ、印字する際の排紙方向が異なる。濃度補正用階調チャート9には、C、M、Y、Kの色毎に、9ないし15個のパッチが配置される。排紙方向の先端が低濃度のパッチ、後端が高濃度のパッチである。パッチ間の入力濃度値の差は均等にする。すなわち、9個のパッチの場合は、刻み幅を32として、0、32、64、・・・224、255とする。また、17個のパッチの場合は、刻み幅を16として、0、15、32、・・・、240、255とする。
濃度補正用階調チャート9は、基準書込解像度と補正対象の書込解像度とのそれぞれについて、出力し、読み取って処理する。なお、基準書込解像度と補正対象の書込解像度とで、濃度補正用階調チャート9の排紙方向は同一にする。これは、電子写真の印字では、主走査及び副走査のそれぞれの方向における媒体上のトナーのばらつきが発生し易いことによる。すなわち、異なる解像度間で、同一の色及び同一の濃度のパッチを、チャート面の同一の場所に配置する必要があるからである。
濃度補正を行う際には、基準書込解像度の濃度補正用階調チャート9を生成した後、補正対象となる書込解像度の濃度補正用階調チャート9を生成する。なお、濃度補正用階調チャート9は、中間転写ベルト上に形成されてもよく、また、媒体上に形成され画像形成装置1の外に出力されてもよい。中間転写ベルト上に形成される場合には、中間転写ベルトの搬送路上に設けられたセンサによりパッチ毎の濃度値を取得する。媒体上に形成された場合には、スキャナ等によりパッチ毎の濃度値を取得する。
図6及び図7は、濃度補正の際に生成されるチャートの読取値の結果と、補正対象となる書込解像度の補正とを図示するグラフである。図6及び図7において、基準書込解像度が■、補正対象となる解像度が◆で表される。図6より、基準書込解像度より補正対象の書込解像度が、読取値が低い。
そこで、基準書込解像度に対して補正対象となる書込解像度の濃度差を少なくするためには、基準書込解像度の読取値となるパッチの濃度値を、補正対象となる書込解像度において設定すればよい。但し、紙白は0とし、最高濃度における値は、読み取り値とする。
図7は、基準書込解像度の読取値に対応するパッチの濃度値を取得することを示す図である。図7において、同一の読取値に対する、基準書込解像度の基準濃度値と補正対象の書込解像度の参照濃度値とのパッチの濃度差は、高濃度ほど大きくなる。これにより、参照濃度値の最高濃度は、基準濃度値の最高濃度より高いことが判る。
そこで、入力値の刻みを均等にした場合の出力の濃度値を、図7に示した読み取りにより得られる値から逆参照する。なお、読み取りのパッチ数は、多い方が補正の精度を高めることができるが、階調の反転や読み取りエラーの発生を軽減するため、色毎に、8〜16個のパッチを読み取るとよい。
図8及び図9は、読取値とパッチの濃度値とに基づいて生成される階調補正テーブルと階調毎の濃度値とを示す図である。図8は、写真オブジェクトに対する濃度補正を説明する図である。
図8(a)は、補正された階調補正テーブルを示す図である。図8(a)において、B11は、図4(b)のB1に対応する階調補正テーブルであり、B12は、補正された階調補正テーブルである。階調補正テーブルにおいて、入力値0に対する出力値は0、入力値255に対する出力値は255とする。逆参照により求めた補正対象の書込解像度の入力値は、基準書込解像度の入力値より小さい。そこで、補正後の階調補正テーブルB12は、B11に対して、下に凸の形状となる。
図8(b)は、写真オブジェクト用の補正値を算出する例を示す図である。図8(b)において、A1が600dpiの濃度値を示し、B1が補正前の1200dpiの濃度値、B2が補正後の1200dpiの濃度値を示す。写真オブジェクト用の濃度補正では、基準書込解像度となる600dpiの基準濃度値に対する、補正対象となる書込解像度の1200dpiの参照濃度値の差が、入力される最大濃度値に対して80%未満の濃度値の範囲において、所定値以下とする。
本実施の形態において、入力値の範囲の中に4点の制御点を設け、これらの制御点において、グラフA1との差が所定値以下になるグラフB2を算出する。なお、B2の最大濃度は、補正前の濃度値B1の最大濃度と同一とする。グラフ中に示す4本の破線の矢印は、入力値の中の制御点に対応する。
より詳細には、次の(ア1)及び(ア2)の処理を行う。
(ア1) 入力値における紙白から最大濃度の80%未満の範囲に含まれる制御点に対しては、次式(1)により、補正対象となる書込解像度の読取値の目標値T1を求める。
T1=BR−(BR−SR)/5 ・・・(1)
但し、T1は、補正対象となる書込解像度の読取値の目標値、
BRは、基準書込解像度の読取値、
SRは、補正対象となる書込解像度の読取値、である。
(ア2) 入力値における最大濃度の80%以上の範囲に含まれる制御点に対しては、次式(2)により、補正対象となる書込解像度の読取値の目標値T1を求める。
T1=(SRmax−SR80)/(100−SR80)+SR80 ・・・(2)
但し、T2は、補正対象となる書込解像度の読取値の目標値、
SRmaxは、補正対象の書込解像度の読取値の最大濃度、
SR80は、補正対象の書込解像度の読取値のうち、最大濃度の80%付近の読取値、である。
図9は、文字又は線オブジェクトに対する濃度補正を説明する図である。図9(a)において、B13は、補正後の階調補正テーブルである。B13は、図8(a)のB12よりも、B11との差が少ない。
画像を形成する際に、文字又は線オブジェクトは、細い線や文字の可読性、色がついているオブジェクトとして他のオブジェクトに対して区別できること、等が要求される。そこで、以下のA.又はB.の2つの補正方法の何れかを行う。
A. 全体的に、写真オブジェクトよりも濃くする。
B. 低濃度側のみ、写真オブジェクトより濃くする。
A.の場合は、読取値の範囲に、4つの制御点を設け、次の(イ1)及び(イ2)の処理を行う。
(イ1) 入力値における紙白から最大濃度の80%未満の範囲に含まれる制御点に対しては、次式(3)により、補正対象となる書込解像度の読取値の目標値T2を求める。
T2=BR−(BR−SR)/4 ・・・(3)
但し、T2は、補正対象となる書込解像度の読取値の目標値、
BRは、基準書込解像度の読取値、
SRは、補正対象となる書込解像度の読取値、である。
(イ2) 入力値における最大濃度の80%以上の範囲に含まれる制御点に対しては、(ア2)と同様に、式(2)により、補正対象となる書込解像度の読取値の目標値T1を求め、これをT2とする。
B.の場合は、読取値の範囲のうち、低濃度側に2つの制御点を設け、次の(ウ1)及び(ウ2)の処理を行う。
(ウ1) 入力値における紙白から最大濃度の40%未満の範囲に含まれる制御点に対しては、次式(4)により、補正対象となる書込解像度の読取値の目標値T3を求める。
T3=T1−(T1−SR)/4 ・・・(4)
但し、T3は、補正対象となる書込解像度の読取値の目標値、
T1は、写真オブジェクトの読取値の目標値、
SRは、補正対象となる書込解像度の読取値、である。
(ウ2) 入力値における最大濃度の40%以上の範囲に含まれる制御点に対しては、写真オブジェクトの読取値の目標値T1を使用する。
図10ないし図12は、本実施形態に係る画像処理方法を説明するフロー図である。
図10は、全体の処理を説明する図である。これらの処理は、濃度補正処理部140により実行される。図10のステップS101では、基準書込解像度と補正対象の解像度とを決定する。ステップS101に続いてステップS102に進み、基準書込解像度の階調補正テーブルが生成済みか否かを判断する。生成済みの場合には、ステップS104に進み、生成済みではない場合には、ステップS103に進む。
ステップS102に続くステップS103では、基準書込解像度の階調補正テーブルを生成する。ステップS102又はステップS103に続くステップS104では、補正対象の解像度の、写真オブジェクト用の階調補正テーブルを生成する。
ステップS104に続いてステップS105に進み、文字用の階調補正テーブル生成に、写真オブジェクト用の階調補正テーブルを参照するか否かを判断する。参照する場合には、ステップS107に進み、参照しない場合には、ステップS106に進む。
ステップS105に続くステップS106では補正対象の解像度の文字用の階調補正テーブルを、上記A.の方法により生成する。一方、ステップS105に続くステップS107では、補正対象の解像度の文字用の階調補正テーブルを、上記B.の方法により生成する。
図11は、図10のステップS103の処理の詳細を説明するフロー図である。図11のステップS201では、パッチデータ形成部141が、基準書込解像度の濃度補正用階調チャートを生成して出力する。ステップS201に続いてステップS202に進み、パッチデータ処理部142が、濃度補正用階調チャートを読み取って得られる基準濃度値を取得する。
ステップS202に続いてステップS203に進み、補正データ生成部143が、階調補正テーブルを生成する。
図12は、図10のステップS106及びステップS107の処理の詳細を説明するフロー図である。図12のステップS301では、パッチデータ形成部141が、補正対象の解像度の濃度補正用階調チャートを生成して、画像形成部200から出力する。
ステップS301に続いてステップS302に進み、パッチデータ処理部142が、濃度補正用階調チャートを読み取って得られる値から、補正対象の書込解像度の濃度値である参照濃度値を取得する。
ステップS302に続いてステップS303に進み、補正データ生成部143が、参照濃度値を逆参照して得られる仮の階調補正テーブルを生成する。
ステップS303に続いてステップS304に進み、補正データ判定部144が、制御点を決定する。上記A.の方法の場合は、4点の制御点、上記B.の方法の場合は、2点の制御点を決定する。
ステップS304に続いてステップS305に進み、補正データ判定部144が、制御点における基準書込解像度との値の差を算出し、階調補正テーブルを生成する。
(コンピュータ等による実現)
なお、本発明の実施の形態に係る画像形成装置は、例えばパーソナルコンピュータ(PC)等で実現されてもよい。また、本発明の実施形態に係る画像形成方法は、例えば、CPUがROMやハードディスク装置等に記憶されたプログラムに従い、RAM等のメインメモリをワークエリアとして使用し、実行される。
以上、発明を実施するための最良の形態について説明を行ったが、本発明は、この最良の形態で述べた実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することが可能である。
以上のように、本発明にかかる画像処理装置は、複数の解像度による中間調画像形成に有用であり、特に、電子写真に適している。
1 画像形成装置
9 濃度補正用階調チャート
100 画像処理部
110 色変換処理部
120 濃度変換処理部
130 階調処理部
140 濃度補正処理部
141 パッチデータ形成部
142 パッチデータ処理部
143 補正データ生成部
144 補正データ判定部
200 画像形成部
300 画像読取部
890 画像データ
特開2009−122709号公報 特開2006−54786号公報

Claims (8)

  1. 異なる書込解像度毎に、階調毎に対応する濃度を決定して、中間調処理を行う画像処理装置であって、
    基準書込解像度により複数の階調のパターンが形成された階調チャートを読み取って得られる階調毎の基準濃度値と、前記基準書込解像度とは異なる一の書込解像度により複数の階調のパターンが形成された階調チャートを読み取って得られる階調毎の参照濃度値と、を取得する濃度値取得手段と、
    前記複数の階調のうち、階調値が所定値以下の階調において、前記参照濃度値と前記基準濃度値との差が所定の閾値以下になる濃度補正を前記一の書込解像度に対して行う補正手段と、
    を有することを特徴とする画像処理装置。
  2. 前記基準書込解像度は、前記一の書込解像度よりも、低解像度であることを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
  3. 前記基準濃度値の最大値は、前記参照濃度値の最大値よりも小さいことを特徴とする請求項2記載の画像処理装置。
  4. 前記補正手段は、補正後の前記一の書込解像度における濃度値の最大値を、前記参照濃度値の最大値とすることを特徴とする請求項2又は3記載の画像処理装置。
  5. 前記補正手段が濃度補正を行う階調の最大値は、前記中間調処理される画像が写真画像の場合の最大値が、前記中間調処理される画像が文字画像の場合の最大値よりも、大きいか、又は、同一であることを特徴とする請求項1ないし4何れか一項記載の画像処理装置。
  6. 前記補正手段が濃度補正を行う際の前記所定の閾値は、前記中間調処理される画像が写真画像の場合の所定の閾値が、前記中間調処理される画像が文字画像の場合の所定の閾値よりも、小さいか、又は、同一であることを特徴とする請求項1ないし4何れか一項記載の画像処理装置。
  7. 異なる書込解像度毎に、階調毎に対応する濃度を決定して、中間調処理を行った画像を形成する画像形成装置であって、
    基準書込解像度により複数の階調のパターンが形成された階調チャートを読み取って得られる階調毎の基準濃度値と、前記基準書込解像度とは異なる一の書込解像度により複数の階調のパターンが形成された階調チャートを読み取って得られる階調毎の参照濃度値と、を取得する濃度値取得手段と、
    前記複数の階調のうち、階調値が所定値以下の階調において、前記参照濃度値と前記基準濃度値との差が所定の閾値以下になる濃度補正を前記一の書込解像度に対して行う補正手段と、
    濃度補正された前記一の書込解像度による画像を形成する画像形成手段と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  8. 異なる書込解像度毎に、階調毎に対応する濃度を決定して、中間調処理を行う画像処理方法であって、
    基準書込解像度により複数の階調のパターンが形成された階調チャートを読み取って得られる階調毎の基準濃度値と、前記基準書込解像度とは異なる一の書込解像度により複数の階調のパターンが形成された階調チャートを読み取って得られる階調毎の参照濃度値と、を取得する濃度値取得ステップと、
    前記複数の階調のうち、階調値が所定値以下の階調において、前記参照濃度値と前記基準濃度値との差が所定の閾値以下になる濃度補正を前記一の書込解像度に対して行う補正ステップと、
    を有することを特徴とする画像処理方法。
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