JP2018157413A - 画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置における色再現特性を高精度に補正することができる画像処理装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置の色再現特性の調整を行う画像処理装置であって、所定の画像形成装置が記録紙上に形成したプロセスカラーの複数階調パターンを、画像読取装置が読み取って生成したＲＧＢ画像読取データを取得する画像データ取得手段と、前記複数階調パターンを構成するプロセスカラー各色の混合比率を判定する判定手段と、前記プロセスカラー各色の混合比率に応じて、前記複数階調パターンを複数の色領域に分割する色領域分割手段と、前記ＲＧＢ画像読取データを、分割された前記色領域に応じてデバイス非依存の色空間に色変換する色変換手段と、前記色変換手段による色変換結果に基づいて、前記画像形成装置の色再現特性を調整する色調整手段と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラムに関する。

スキャナやインラインセンサ等の画像読取装置で読み取られ、電子化されたカラーイメージデータは、画像形成装置等により出力される。このとき、いずれの画像形成装置を使用しても同様の色再現特性が得られることが理想である。そのため、画像形成装置の色再現特性の共通化を実現する手段として、１次色のキャリブレーション、多次色のキャリブレーション、カラープロファイルと呼ばれる多次元ＬＵＴの更新等、画像形成装置の出力画像を読取って画像出力パラメータを調整する画像形成装置のキャリブレーション技術が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。

従来のスキャナの色再現特性に対するキャリブレーションシステムでは、色管理された基準チャートを読み取ることを前提としている。そのため、市場での対応は勿論、製造工程における調整においても、基準チャートの管理や作業時間の増加によりスキャナのキャリブレーションにコストを要する。

特許文献１では、複数色の単色パッチを階調値に応じて異なる階調比率で重ねた複数の混色パッチを形成するパッチ形成手段と、混色パッチを測色する測色手段と、測色して取得した測色値に基づき、混色パッチにおける単色の色値を予測する予測手段と、予測した単色の色値を目標色値へ補正する補正テーブルを設定する補正テーブル設定手段を備え、パッチ形成手段は、階調値昇順に並べた単色パッチと、階調値降順に並べた単色パッチを重ねて混色パッチを形成する画像処理装置が開示されている。

特許文献２では、画像形成後の記録媒体の排紙部と、記録媒体搬送路上に配置された検知手段であって、排紙部に排紙する前に記録媒体上に形成された定着後の複数のパッチを検知する検知手段を備え、検知手段の検知結果に基づき画像形成条件を調整する画像形成装置において、検知手段の検知結果であるＲＧＢ表色系の色信号を色変換する際、パッチの予め定められた検知順番からパッチの種類を判断して、単色パッチの色変換処理と混色パッチの色変換処理とを切り分けて実行する画像形成装置のキャリブレーション方法が開示されている。
すなわち、画像形成装置で画像形成された色パッチのＲＧＢ読取値を色変換する際、色パッチの種類を判断して、色変換後のパッチの読取色差が小さくなるように色補正パラメータを変更する技術が開示されている。

しかしながら、ＲＧＢ読取データを用いた画像形成装置のキャリブレーションシステムでは、分光測色計とは異なり、マルチバンドでの読取ができない為、特にＣＭＹＫを用いた混色パターンの読取（色予測）精度が悪く、高精度に画像形成装置のキャリブレーション（校正）ができないという問題がある。

デジタル複合機（ＭＦＰ）に代表されるカラー画像形成装置に対する補正機能を備える画像処理システムにおいて、画像読取装置で読取ったプロセスカラー（ＣＭＹＫ）の階調パターンに対するＲＧＢ読取データを、画像形成装置のキャリブレーションシステムで使用するデバイス非依存の色空間（ＣＩＥＬＡＢ等）の測色値に色変換する際、その読取（色予測）精度を向上させ、像形成装置の色再現特性を高精度に補正することが求められている。

そこで本発明は、画像形成装置における色再現特性を高精度に補正することができる画像処理装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明に係る画像処理装置は、画像形成装置の色再現特性の調整を行う画像処理装置であって、所定の画像形成装置が記録紙上に形成したプロセスカラーの複数階調パターンを、画像読取装置が読み取って生成したＲＧＢ画像読取データを取得する画像データ取得手段と、前記複数階調パターンを構成するプロセスカラー各色の混合比率を判定する判定手段と、前記プロセスカラー各色の混合比率に応じて、前記複数階調パターンを複数の色領域に分割する色領域分割手段と、前記ＲＧＢ画像読取データを、分割された前記色領域に応じてデバイス非依存の色空間に色変換する色変換手段と、前記色変換手段による色変換結果に基づいて、前記画像形成装置の色再現特性を調整する色調整手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置における色再現特性を高精度に補正することができる画像処理装置を提供することができる。

画像形成装置の全体構成図の一例である。 第１の画像データ処理装置が行う処理の一例を示すブロック図である。 第２の画像データ処理装置が行う処理の一例を示すブロック図である。 色変換部の構成を示すブロック図である。 色相分割マスキングの色相領域を説明する図である。 色相分割マスキングにおける変換パラメータを説明する図である。 色相分割マスキング色変換を説明する図である。 色相分割マスキング色変換のパラメータ構成である。 本実施形態における色変換処理のフローの一例を示す図である。 本実施形態における色変換処理の一例を説明する図である。 （Ａ）は、ＲＧＢ値とＸＹＺ色度値の関係を模式的に示す図であり、図１（Ｂ）は条件等色を説明する図である。

以下、本発明に係る画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラムについて、図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

図１１は本発明の課題を説明するための図であり、図１１（Ａ）は、画像読取装置で読取ったＲＧＢ画像読取データのデバイスＲＧＢ値と、国際照明委員会（ＣＩＥ）で勧告されているＸＹＺ色度値（三刺激値）の関係を１次元で模式的に示したものであり、図１１（Ｂ）は条件等色を説明する図である。

ＲＧＢ画像読取データをデバイス非依存の色空間（ＸＹＺ色度値）に変換する方法としては、一般的に、行列による一次変換の方式の他、多項式変換、ニューラルネットワークを使用する方法、ルックアップテーブルを使用する方法がある。
しかしながら、どの方式を適用しても、図１１のように条件等色の関係にある色が含まれるＣＭＹで構成される３次色と、Ｋ（ブラック）を含む混色、例えば、Ｋ、ＣＭＫ、ＭＹＫ、ＣＹＫ、さらに４次色のＣＭＹＫでは、ＸＹＺ色度値が同じでも画像読取装置による読取値が異なるため、色変換式で十分に近似できないという課題がある。

以下、これを解決するための画像形成装置（ＭＦＰ、MuＬti-FunctionaＬ PeripheraＬs：多機能複合機）における画像処理システムについて説明する。画像処理システムは、例えば、原稿から画像データを読み取り、該画像データ（アナログ信号）をデジタルデータに変換して出力する原稿読取部と、読み取った画像データ（デジタルデータ）に各種補正処理等を施す画像処理部と、画像処理部からの画像データに基づいて記録紙に画像を記録する画像記録部から構成され、高精度に色変換を行う画像処理装置を含む。

なお、本実施形態において、原稿読取部でＲ（レッド）・Ｇ（グリーン）・Ｂ（ブルー）の３色のカラー画像データ（以下、「ＲＧＢデータ」ともいう）を読み取って、画像処理部でＲＧＢデータをＣ（シアン）・Ｍ（マゼンタ）・Ｙ（イエロー）・Ｋ（ブラック）の４色のプロセスカラー画像データ（以下、「ＣＭＹＫデータ」ともいう）に色変換し、画像記録部でＣＭＹＫデータに基づいて記録紙にカラー画像を出力するものとして説明する。

本実施形態の画像処理装置は、画像形成装置の色再現特性の調整を行う画像処理装置であって、所定の画像形成装置が記録紙上に形成したプロセスカラーの複数階調パターンを、画像読取装置が読み取って生成したＲＧＢ画像読取データを取得する画像データ取得手段と、前記複数階調パターンを構成するプロセスカラー各色の混合比率を判定する判定手段と、前記プロセスカラー各色の混合比率に応じて、前記複数階調パターンを複数の色領域に分割する色領域分割手段と、前記ＲＧＢ画像読取データを、分割された前記色領域に応じてデバイス非依存の色空間に色変換する色変換手段と、前記色変換手段による色変換結果に基づいて、前記画像形成装置の色再現特性を調整する色調整手段と、を備える。

図１に、本実施形態にかかる画像処理装置を実装する画像形成装置の全体構成図を示す。
図１において画像形成装置は、装置内の構成として、画像読取装置１、第１の画像データ処理装置２、バス制御装置３、第２の画像データ処理装置４、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）５、ＣＰＵ６、メモリ７、プロッタＩ／Ｆ装置８、プロッタ装置９、操作表示装置１０、回線Ｉ／Ｆ装置１１、外部Ｉ／Ｆ装置１２、Ｓ．Ｂ．（Ｓｏｕｔｈ Ｂｒｉｄｇｅ）１３、及びＲＯＭ１４を有する。また、装置外に電話回線１５ａで接続されたファクシミリ装置１５と、ネットワーク１６ａで接続されたパーソナルコンピュータ１６が図示されている。

画像読取装置１はスキャナである。本実施形態では、画像読取装置１として、線順次ＣＩＳスキャナを想定する。線順次ＣＩＳスキャナは、３色（ＲＧＢに相当する波長）のＬＥＤ光源と光電変換素子で構成されるＣＩＳ（コンタクトイメージセンサー）、Ａ／Ｄコンバータ、それら駆動させる駆動回路を具備し、前記３色のＬＥＤ光源を順次に点灯させ、セットされた原稿を線順次に読み取ることで得る原稿の濃淡情報から、ＲＧＢ各８ビットのデジタル画像データを生成し出力する。

線順次ＣＩＳスキャナは一般的に、もう一つの有力な方式であるＣＣＤ方式に比べ、装置が小型・薄型で消費電力が少なく（電源ケーブル不要でＵＳＢ給電のみで稼働する機種も多い）、低価格で、ウォームアップ時間が不要ですぐ稼働できるという利点がある。
ただし、読み取り速度や色再現性に劣り、開いた本を伏せた場合など浮き上がった原稿や凹凸のある原稿で台から離れた箇所のピントがぼけやすいとされていたが、近年では技術開発の進展でこうした欠点も改善され、多くのスキャナで採用されている。

第１の画像データ処理装置２は、画像読取装置１が生成したデジタル画像データに対し、予め定めた特性に統一する処理を施して出力する。図２に第１の画像データ処理装置２の詳細な構成を示す。

図２は、第１の画像データ処理装置が行う処理の一例を示すブロック図である。
スキャナ補正処理部３０は、図１に示す画像読取装置１からのデジタル画像データに対し、シェーディング等、読取装置（スキャナ）の機構上（照度歪み等）発生する読取りムラ等を補正する。
フィルタ処理部３２は、スキャナのＭＴＦ特性を補正したり、モアレを防止するために、読取画像の周波数特性を変えて、画像をくっきり、また滑らかにする。
γ変換部３１は基本的にスキャナ特性に起因するγ変換を行い、色変換部３３はスキャナ特性に起因する色変換を行う。変倍処理部３４は読取画像に変倍処理を行う。

このように色再現特性が統一された画像データは画像形成装置に蓄積され、その後、再利用される場合に、出力先の特性に適する画像信号に変換される。その詳細は後述する。

なお、像域分離部３５は、原稿の持つ特徴的なエリアの抽出を行う。たとえば、一般的な印刷によって形成されている網点部の抽出、文字などのエッジ部の抽出、その画像データの有彩／無彩の判定、背景画像が白であるかの白背景の判定などを行う。
分離デコード部３６は、像域分離部３５からの像域分離信号を、図１の第２の画像データ処理装置４における処理に必要な情報量にデコードして出力する。

図１において、第２の画像データ処理装置４は、第１の画像データ処理装置２で予め定めた特性を統一されたデジタル画像データと付帯情報（本実施形態ではデコードされた像域分離信号）に対し、ユーザーから指定される出力先に適した画像処理を施し出力する。

ＨＤＤ５は、デスクトップパソコンにも使用されている電子データを保存するための大型の記憶装置で、本デジタル画像処理装置内では主にデジタル画像データおよびデジタル画像データの付帯情報を蓄積する。また本実施形態ではＩＤＥを拡張して規格化されているＡＴＡバス接続のハードディスクが使用される。

ＣＰＵ６は、画像形成装置の制御全体を司るマイクロプロセッサである。
メモリ７は、複数種のバス規格間をブリッジする際の速度差や、接続された部品自体の処理速度差を吸収するために、一時的にやりとりするデータを記憶したり、ＣＰＵが画像形成装置の制御を行う際に、プログラムや中間処理データを一時的に記憶する揮発性メモリである。
ＣＰＵ６には高速処理が求められるため、通常起動時にＲＯＭに記憶されたブートプログラムにてシステムを起動し、その後は高速にアクセス可能なメモリ７に展開されたプログラムによって処理を行う。本実施形態では規格化されパーソナルコンピュータに使用されているＤＩＭＭが使用されている。

プロッタＩ／Ｆ装置８は、ＣＰＵ６にインテグレートされた汎用規格Ｉ／Ｆ経由で送られてくるＣＭＹＫからなるデジタル画像データを受け取ると、プロッタ装置９の専用Ｉ／Ｆに出力するバスブリッジ処理を行う。
プロッタ装置９はＣＭＹＫからなるデジタル画像データを受け取ると、レーザービームを用いた電子写真プロセスを使って、転写紙に受け取った画像データを出力する。

Ｓ．Ｂ．１３は、パーソナルコンピュータに使用されるチップセットのひとつで、South Bridgeと呼ばれる汎用の電子デバイスである。主にPCI-ExpressとＩＳＡブリッジを含むＣＰＵシステムを構築する際によく使用されるバスのブリッジ機能を汎用回路化したもので、本実施形態ではＲＯＭとの間をブリッジしている。

ＲＯＭ１４は、ＣＰＵ６が画像形成装置の制御を行う際のプログラム（含むブート）が格納されるメモリである。

操作表示装置１０は、画像形成装置とユーザーのインターフェースを行う部分で、ＬＣＤ（液晶表示装置）とキースイッチから構成され、装置の各種状態や操作方法をＬＣＤに表示し、ユーザーからのキースイッチ入力を検知する。本実施形態ではPCI-Expressバスを介してＣＰＵ６と接続している。

回線Ｉ／Ｆ装置１１はPCI-Expressバスと電話回線１５ａを接続する装置で、この装置により画像形成装置は電話回線１５ａを介して各種データのやり取りを行うことが可能になる。
ＦＡＸ１５は、通常のファクシミリで、電話回線１５ａを介して画像処理装置と画像データの授受を行う。

外部Ｉ／Ｆ装置１２は、PCI-Expressバスと外部装置を接続する装置で、この装置により画像形成装置は外部装置と各種データのやり取りを行うことが可能になる。本実形態ではその接続Ｉ／Ｆにネットワーク（イーサネット（登録商標））１６ａを使用し、画像形成装置は外部Ｉ／Ｆ装置１２を介してネットワークに接続している。

ＰＣ１６は、いわゆるパーソナルコンピュータで、パーソナルコンピュータにインストールされたアプリケーションソフトやドライバを介して、ユーザーは画像処理装置に対して各種制御や画像データの入出力を行う。

なお、第１の画像データ処理装置２や外部Ｉ／Ｆ装置１２から送られる特性が統一された画像データや像域分離信号等の付帯情報は、全てＣＰＵ６において、符号化されてからＨＤＤ５に蓄積され、第１の画像データ処理装置４以降で処理する際には、復号して変換処理が実施される。ここで、特性が統一された画像データ（ＲＧＢ）は非可逆なＪＰＥＧ符号化等で高い圧縮率で、像域分離信号等の付帯情報は可逆なＫ８符号化等で処理を行うことで、画質劣化を最小限に抑えている。

＜コピー動作＞
画像形成装置の基本動作であるコピー動作について説明する。
ユーザーは原稿を画像読取装置１にセットし、所望する画質モード等の設定とコピー開始の入力を操作表示装置１０に行う。
操作表示装置１０はユーザーから入力された情報を、機器内部の制御コマンドデータに変換し発行する。発行された制御コマンドデータはPCI-Expressバスを介してＣＰＵ６に通知される。
ＣＰＵ６は、コピー開始の制御コマンドデータに従って、コピー動作プロセスのプログラムを実行し、コピー動作に必要な設定や動作を順に行っていく。以下に動作プロセスを順に記す。

画像読取装置１で原稿をスキャンして得られたＲＧＢ各８ビットのデジタル画像データは、第１の画像データ処理装置２では、設定された画質モードに関係なく、図２各部（スキャナ補正処理部３０、γ変換部３１、フィルタ処理部３２、色変換部３３）を経て、ｓＲＧＢのように予め特性が定められたＲＧＢ信号に統一され、バス制御装置３に送られる。

また、第１の画像データ処理装置２の像域分離部３５において生成した７ビットの像域分離信号を、分離デコード部３６は、設定された画質モードに応じて、第２の画像データ処理装置４における後段の処理に必要な情報にデコードして出力する。

バス制御装置３は、第１の画像データ処理装置２からの統一ＲＧＢ画像データと設定された画像モードに応じて属性の異なる属性情報（像域分離信号）を受け取ると、ＣＰＵ６を介して符号化してから、メモリ７、ＨＤＤ５に蓄積する。

次にメモリ７、ＨＤＤ５に蓄積されたＲＧＢ画像データおよび画素毎の属性情報は、ＣＰＵ６で復号された後、バス制御装置３を介して、第１の画像データ処理装置４に送られる。

第１の画像データ処理装置４は、受け取ったＲＧＢ画像データおよび画素毎の属性情報に基づいて、プロッタ出力用のＣＭＹＫ画像データに変換し出力する。バス制御装置３は、第１の画像データ処理装置４からのＣＭＹＫ画像データを受け取ると、ＣＰＵ６を介してメモリ７に蓄積する。

次にメモリ７に蓄積されたＣＭＹＫ画像データは、ＣＰＵ６及びプロッタＩ／Ｆ装置８を介して、プロッタ装置９に送られる。プロッタ装置９は受け取ったＣＭＹＫ画像データを転写紙に出力し、原稿のコピーが生成される。

図２は、第２の画像データ処理装置４が行う処理の一例を示すブロック図である。第２の画像データ処理装置４の機能はコピー、スキャナ配信、プリント、ＦＡＸ送信などで異なるが、一例としてコピー動作の機能を説明する。

フィルタ処理部５０は、統一ＲＧＢ画像データの鮮鋭性を、プロッタ装置９に出力する場合の再現性が良くなるように補正する。具体的には設定された画質モードに応じてデコードされた属性情報（像域分離信号）に従って鮮鋭化／平滑化処理を施す。例えば文字原稿モードでは文字をハッキリ／クッキリとするために鮮鋭化処理を施し、写真モードでは滑らかに階調性を表現するため平滑化処理を施す。

色変換部５１は、各８ビットの統一ＲＧＢデータを受け取るとプロッタ装置用の色空間であるＣＭＹＫ各８ビットに変換する。設定された画質モード情報に応じてデコードされた属性情報（像域分離信号）に従って最適な色調整を実施する。

変倍処理部５３はＣＭＹＫ画像データのサイズ（解像度）を、プロッタ装置９の再現性能に従ってサイズ（解像度）変換を行う。本実施例ではプロッタ装置９の性能が６００ｄｐｉ出力であるため、特に変換は行わない。

プリンタγ補正部５４は、予めＣＰＵ６において生成され、プロッタ出力用に設定されたＣＭＹＫ用のエッジ用γテーブル、非エッジ用γテーブルを用いて、ＣＭＹＫ版毎のテーブル変換を実施してγ補正を実施する。

階調処理部５５では、プリンタγ補正部５４からのＣＭＹＫ各８ビットを受け取るとプロッタ装置９の階調処理能力に従った階調数変換処理を行う。本実施形態ではＣＭＹＫ各２ビットに疑似中間調処理の一つである誤差拡散法を用いて変換している。

［色変換部］
図４に、スキャナ入力からコピー出力の一連の画像データに対する色変換処理を行う色変換部５００の構成図を示す。色変換部５００は、本実施形態における画像データ取得手段、判定手段、色領域分割手段、及び色変換手段に相当する。
また、図４におけるスキャナ５０１およびプロッタ５０６は、図１の画像読取装置１とプロッタ装置９に相当する。

スキャナγ補正部５０２は、図１の第１の画像データ処理装置２において、画像読取装置１からのデジタル画像データに対し、予め定めた特性に統一する為に、ＲＧＢの各画像読み取りデータを、一次元のルックアップテーブル等を用いて、例えば、１／２．２乗になるようにγ変換する処理部で、図２のγ変換部３１部に相当する。

色相分割マスキング部５０３は、予め定めた特性に統一する為に、γ変換後のＲＧＢデータに対して、色相成分を算出して、色相毎に分割した領域毎に設定されたマスキング係数を用いて線形変換する処理部で、図２の色変換部３３に相当する。

図６は、色相分割マスキングにおける変換パラメータを説明する図である。
ＲＧＢデータに対する色相の分割は、図６に示すように３次元のＲＧＢ色空間全体に対し、無彩色軸（Ｄｒ＝Ｄｇ＝Ｄｂ）を中心として放射状に拡がる平面で分割をおこなう。
具体的な色相判定は、画像信号（ｓｎｐｒ,ｓｎｐｇ,ｓｎｐｂ）を色相信号（ＨＵＥ）に変換して色相境界値（ＨＵＥ００〜１１）と比較し、その結果により色相領域（１２分割）を判定して色相領域信号（ＨＵＥｊｏ）を出力することで実現する。

＜色差信号生成＞
画像信号（ｓｎｐｒ,ｓｎｐｇ,ｓｎｐｂ）の差分（例えば、Ｇ成分−Ｒ成分とＢ成分−Ｇ成分）から色差信号（Ｘ，Ｙ）を生成する。

＜広域色相検出＞
色差信号（Ｘ，Ｙ）から、広域色相信号（ＨＵＥＨ）を生成する。広域色相信号（ＨＵＥＨ）は、Ｘ−Ｙ信号平面を８分割した時の位置（図５参照）を示す。図５は、色相分割マスキングの色相領域を説明する図である。

＜色差信号回転＞
広域色相信号（ＨＵＥＨ）に応じて色差信号（ＸＡ，ＹＡ）を生成する。色差信号（ＸＡ，ＹＡ）は色差信号平面（Ｘ，Ｙ）を回転して、"ＨＵＥＨ＝０"の領域に移動させた時の座標とする。

＜狭域色相検出＞
色差信号（ＸＡ，ＹＡ）から狭域色相信号（ＨＵＥＬ）を生成する。狭域色相信号（ＨＵＥＬ）は色差信号平面座標の傾き （ＨＵＥＬ／３２＝ＹＡ／ＸＡ）である。

＜色相境界レジスタ＞
色相境界レジスタ（ＨＵＥ００〜ＨＵＥ１１）設定値を出力する。

＜色相領域判定＞
色相境界信号（ＨＵＥ００〜ＨＵＥ１１：８ｂｉｔ）を色相信号（ＨＵＥＨＬ｛ＨＵＥＨ,ＨＵＥＬ｝）との大小関係を比較して、色相領域（ＨＵＥ）を生成する。

＜色相分割マスキング＞
色相領域判定された色相ＨＵＥに基づき、色相に応じたマスキング演算をおこなう。本実施例においては、スキャナＲＧＢから統一ＲＧＢへのマスキング演算が行われる。
ここで、１２色相分割の線形マスキングの積和演算を行う場合、ＲＧＢの各色毎に独立に処理される。色相領域判定により算出された色相判定信号ＨＵＥに基づいて、色補正係数と色補正定数を選択し演算する。

ここで、各色相のマスキング係数は、無彩色軸上の２点と両境界平面状の２点（合計４点）の（Ｄｒ，Ｄｇ，Ｄｂ）⇔（Ｄｃ，Ｄｍ，Ｄｙ，Ｄｋ）の対応関係が判れば決定できる。

ここでは、入力色をＲＧＢ（スキャナベクタ）、出力色（対応色）をＣＭＹＫ（プリンタベクタ）と定義して説明しているが、入出力データの属性は任意に設定でき、汎用的な色変換が可能で、スキャナＲＧＢから統一ＲＧＢへのマスキング演算も可能である。
また、スキャナベクタ（入力色）に対するプリンタベクタ（対応色）を、モードに応じて切り換えたり、色補正（色調整や色加工）に応じて変更してからマスキング係数を求めることで、効率的に多様な色補正に対応している。

図６において、４点の（Ｄｒ，Ｄｇ，Ｄｂ）⇔（Ｄｃ，Ｄｍ，Ｄｙ，Ｄｋ）の対応が下記式（Ａ）の場合、これらをまとめた行列式の対応を結びつけるマスキング係数は、色１〜色４の右辺をまとめた行列の逆行列と左辺をまとめた行列の積を演算することで算出できる。

このように無彩色軸上の２点（白と黒）と両境界平面状の２点（合計４点）の関係が決まれば、マスキング係数が求まる。このため、色変換のパラメータ設計としては、入出力データの属性に関わらず、上記式（Ａ）の右辺をスキャナベクタ、左辺をプリンタベクタとして定義し、各分割点のスキャナベクタ、プリンタベクタを求めることになる。

色相分割マスキング色変換では、色空間の分割点を１次色（Ｃ，Ｍ，Ｙ）と２次色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対し、それぞれ２点の計１２点で分割をおこなっている（図７参照）。
よって、図８に示す無彩色軸上の白および黒点を含めた１４点の最終的なスキャナベクタおよびプリンタベクタを設定後、色相領域毎にマスキング係数を算出することができる。図８は、色相分割マスキング色変換のパラメータ構成を示したものである。

図４における３Ｄ−ＬＵＴ色変換部５０４は、コピー動作の場合、図１の第１の画像データ処理装置４において、統一ＲＧＢ画像データに基づいて、プロッタ制御向けのＣＭＹＫ画像データに変換する処理部であり、図３の色変換５１部に相当する。
コピー（プロッタ）出力動作の場合、三次元ＬＵＴ変換を実施して、プロッタ装置９の出力色（ＣＭＹＫ）への変換が実施される。
三次元ＬＵＴによる変換アルゴリズムには従来から広く使用されているメモリマップ補間法を用いる。入力された統一ＲＧＢ画像データに対して、三次元メモリマップ補間を実施して色変換を行う。

図１の操作表示装置１０は、インターフェース部に相当し、本画像処理システムとユーザーのインターフェースを行う部分で、ＬＣＤ（液晶表示装置）とキースイッチから構成され、装置の各種状態や操作方法をＬＣＤに表示し、ユーザーからのキースイッチ入力を検知する。
本実施形態では、コピー動作等における画像入出力装置の選択、原稿種類、好みの仕上がり（濃度設定など）に関する画像入出力条件や色加工条件だけでなく、キャリブレーション（ＡＣＣ）動作のオペレーション条件等も設定される。

［カラーキャリブレーション動作］
次に、画像形成装置において、実際に記録紙に画像形成したテストパターン（プロセスカラーの複数階調パターン）の画像読取装置（スキャナもしくはインラインセンサ）の読取値（ＲＧＢ画像読取データ）を用いたキャリブレーション（ＡＣＣ）について説明する。

この機能は、通常、記録紙に画像形成したプロセスカラー（ＣＭＹＫ）単色および混色テスト階調パターンを用いて、画像形成装置の色変換パラメータを補正するもので、画像読取装置で読み取って出力γ変換特性を調整することで、長時間使用による画像形成装置の画像出力濃度に変化があっても、適切な狙いの出力濃度に補正することができ、出力画像の色再現性が保持される。

本実施形態では、図３に示すパターン発生部５２（第２の画像データ処理装置４）において、画像処理装置全体を制御するコントローラ部に記憶された内部パターンをフレームメモリにビットマップのＣＭＹＫ画像データとして展開し、図１のプロッタ装置９においてＣＭＹＫデータに基づいて記録紙にキャリブレーション用の読取パターンに相当する画像を出力する。
ここでは、図３のフィルタ処理部５０、色変換部５１、プリンタγ補正部５４等では、特に変換は行わない。

画像読取装置１は、セットされた原稿をスキャンすることで得る原稿の濃淡情報に基づき、ＲＧＢのデジタル画像データを出力する。
画像読取装置１は、３色（ＲＧＢに相当する波長）のＬＥＤ光源と光電変換素子で構成されるＣＩＳ（コンタクトイメージセンサー）、Ａ／Ｄコンバータ、それら駆動させる駆動回路を具備し、前記３色のＬＥＤ光源を順次に点灯させ、セットされた原稿を線順次に読み取ることで得る原稿の濃淡情報から、ＲＧＢ各８ビットのデジタル画像データを生成し出力する。

このとき、図２のスキャナ補正処理部３０では、デジタル画像データに対し、シェーディング等、画像読取装置（スキャナ）の機構上（照度歪み等）発生する読取りムラ等を補正する。
変倍処理部３４はＣＭＹＫ画像データのサイズ（解像度）を、プロッタ装置９の再現性能に従ってサイズ（解像度）変換を行うが、本実施形態では特に変換は行わない。

画像処理装置全体を制御するコントローラ部は、階調パターンに対するＲＧＢデジタル画像データ（スキャナ読取値）に対し、出力される読取値（読取領域内のＲＧＢ各値の平均値）を取得する。
得られたＲＧＢのキャリブレーション（ＡＣＣ）読取り値を、図９に示すような色変換処理フローに基づいて、ＸＹＺ色度値に色変換する。

図９は、正規化ＲＧＢ値への変換のフローの一例を示したもので、センサＲＧＢ（61）は、ＣＭＹＫ内部パターン（64）の読取画像データを表し、このセンサＲＧＢ値がどのＣＭＹＫ内部パターンを読取ったかが規定できる、つまりＣＭＹＫの出力値を特定して色変換するフローであることを特徴としている。

例えば、図３のパターン発生部５２からのプロセスＣＭＹＫデータに応じて、以下のような６つの色カテゴリに分割し、さらに色カテゴリ毎に上述の色相分割マスキング色変換を用いて、デバイスＲＧＢからＸＹＺ色度値や、統一ＲＧＢ値に色変換を行う。
・色カテゴリ１
１次色：Ｃ単色、Ｍ単色、Ｙ単色、Ｋ単色
・色カテゴリ２
２次色：ＣＭ混色、ＭＹ混色、ＹＣ混色
・色カテゴリ３
２次色：ＣＫ混色、ＭＫ混色、ＹＫ混色
・色カテゴリ４
３次色：ＣＭＹ混色
・色カテゴリ５
３次色：ＣＭＫ混色、ＭＹＫ混色、ＹＣＫ混色
・色カテゴリ６
４次色：ＣＭＹＫ

ここで、上記「色カテゴリ６」の４次色については、以下のようにＣＭＹＫ混色の混合比に応じてさらに色カテゴリを分割して、前述の色相分割マスキング係数のセットを切換えて色変換してもよい。

・ＭＩＮ（ＣＭＹ）／Ｋ＞１．０ （色カテゴリ６−１）
・１．０≧ＭＩＮ（ＣＭＹ）／Ｋ＞０．７５ （色カテゴリ６−２）
・０．７５≧ＭＩＮ（ＣＭＹ）／Ｋ＞０．５ （色カテゴリ６−３）
・０．５≧ＭＩＮ（ＣＭＹ）／Ｋ＞０．２５ （色カテゴリ６−４）
・ＭＩＮ（ＣＭＹ）／Ｋ≦０．２５ （色カテゴリ６−５）

混色におけるキャリブレーションで使うプロセスカラー（本実施形態では、以下に示す予め設定したＣＭＹＫデータが０でない版）のＣＭＹＫデータに応じた二以上の色領域分割を行う際、プロッタのγ特性補正後の出力レベルで混合比の演算を実施する。

図１０に本実施形態における色変換処理の例を示す。
図１０は、従来の色変換方式による近似式の決定法（上側）と本発明の色変換方式による近似式の決定法（下側）の違いを概念的に示すもので、グラフ上の各点が近似式を表す線の近くにあることが、高精度に色変換されることを意味している。
図１０から、ＣＭＹの混色で形成される色とＭＹ＋Ｋの混色で形成させる色をＲＧＢセンサで読取って色変換する場合、ＲＧＢ読取値が同じでも分光反射率が異なる為、ＣＭＹ混色とＭＹ＋Ｋ混色を異なる変換（近似）式でＲＧＢからＸＹＺに色変換した方が、高精度に色変換できることを示している。

なお、本実施形態では、写真再現（領域）用の階調パターンを用いた混色キャリブレーション（色度補正）について説明する。

複数階調パターンの一例として、カラーバランスを取る上で最重要色であるグレーの階調パターンを用いることができる。例えば、ブラック（Ｋ）のみのグレー階調パターン、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）を混色したプロセスグレー階調パターンで構成され、色度が同じであるブラック（Ｋ）のみのグレー階調パターンとプロセスグレー階調パターンとが対をなして並んでいるものが好ましい。それぞれの色度を検知し、対をなすブラック（Ｋ）のみのグレー階調パターンとプロセスグレー階調パターンとの色差が無くなるように、例えば前述した図１０においてＭＹ＋ＫをＫ単色に置き換えて、それぞれに対して近似式を作成して色変換した結果を用いるで、ターゲット色（グレー）への色変換パラメータへフィードバックする。

ＲＧＢデータをＣＩＥＸＹＺ色度値や統一ＲＧＢへ変換する際には、上述の色相分割マスキング色変換を用いる。
ＲＧＢデータの分光感度と国際照明委員会が定めるＸＹＺ色度が完全に線形な関係ではないことの影響を少しでも低減するため、プロセスグレーについては、線形マスキングの代わりにＲＧＢデータの３次の項まで用いる式を一例として使用する。

両方のＸＹＺを国際照明委員会が定める定義通りにＬ＊ａ＊ｂ＊へ変換した後に色差（ΔＥ）として算出する。ＲＧＢデータを変換して求めたＸＹＺ色度値と国際照明委員会が定める分光反射率より求めるＸＹＺ色度値の間に生じた色度値の差の平均値を求めると、階調パターンの属性ごとに各色相のマスキング係数を変えることによりＸＹＺ色度値の間に生じた色差（ΔＥ）を小さくできる。

なお、Ｌ＊ａ＊ｂ＊信号は、国際照明委員会（ＣＩＥ）で定義されるＬａｂ表色系を使用したＣＩＥＬａｂ色空間（絶対色空間）における色信号を表す。Ｌａｂ色空間は、デバイス非依存の色空間の一つであり、Ｌ＊は輝度、ａ＊ｂ＊は色相及び彩度を表す。

これは、ＲＧＢデータの分光感度と国際照明委員会が定めるＸＹＺ色度の等色関数における非線形性の影響度を、階調パターンの属性毎にマスキング係数を変えることにより低減できたことによる。

なお、本実施形態は複数階調パターンを構成するプロセスカラー各色の混合比率が、階調パターン検知時に判定できることが前提となる。
また、ここではセンサのＲＧＢ出力からＸＹＺ色度値へ変換する場合について説明したもので、二つの異なる表色系の等色関数に非線形性がある場合に本実施形態の方法が有効である。

センサのＲＧＢ出力をＸＹＺ色度値に変換する方法が、行列による一次変換、多項式変換、ニューラルネットワークを使用する方法、ルックアップテーブルを使用する方法等のいずれであっても、ＲＧＢデータを変換して求めるＸＹＺ色度値と国際照明委員会が定める分光反射率より求めるＸＹＺ色度値の間に生じる差を低減することができ、そのＸＹＺ色度値を使用する調整の精度を向上させることができる。

上述した画像処理装置の各機能は、例えばコンピュータに実行させるソフトウェアプログラムにより実現することができる。
本実施形態の画像処理プログラムは、コンピュータに、所定の画像形成装置が記録紙上に形成したプロセスカラーの複数階調パターンを、画像読取装置が読み取って生成したＲＧＢ画像読取データを取得する画像データ取得処理と、前記複数階調パターンを構成するプロセスカラー各色の混合比率を判定する判定処理と、前記プロセスカラー各色の混合比率に応じて、前記複数階調パターンを複数の色領域に分割する色領域分割処理と、前記ＲＧＢ画像読取データを、分割された前記色領域に応じてデバイス非依存の色空間に色変換する色変換処理と、色変換結果に基づいて、画像形成装置の色再現特性を調整する色調整処理と、を実行させるための画像処理プログラムである。

本実施形態の画像処理装置は、その装置のコンピュータ等が、上述の画像処理プログラムを記憶媒体から読出し実行することによっても達成される。プログラムを供給するための記憶媒体としては、例えば、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。また、記憶媒体から読出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、ＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行ってもよい。この場合には、該ＣＰＵの処理によって機能が実現される。また、画像処理プログラムは、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よい。

＜分光感度特性による補正＞
本実施形態の画像処理装置は、総合分光感度特性推定手段を備えていてもよい。
前記総合分光感度特性推定手段は、複数の画像読取装置によるＲＧＢ画像読取データ、及び対象の画像読取装置のＲＧＢ画像読取データに基づいて、対象の画像読取装置の総合分光感度特性を推定する手段であり、総合分光感度特性は、分光放射特性、分光感度特性、分光透過特性の積に基づいて推定される。

複数の画像読取装置によるＲＧＢ画像読取データとしては、対象の画像読取装置の過去のデータ及び対象の画像読取装置以外の画像読取装置のデータが含まれる。
これにより、ＲＧＢ画像読取データは、画像読取装置の機差や経時変化による影響を除去した値となる。

推定された総合分光感度特性に基づいて、キャリブレーション対象の画像読取装置の色再現特性が調整される。
したがって、本実施形態によれば、スキャナ特性の個体差や経時変化があっても、その影響を除去できるような高精度のキャリブレーションを提供することができる。

また、本実施形態の画像処理装置は、ＲＧＢ画像読取データのうち、総合分光感度特性の差異にかかわらず変化しない色成分を抽出する色抽出手段をさらに備えていてもよい。
前記色抽出手段により抽出された色成分を用いて色変換を行うことにより、画像形成装置の混色キャリブレーションで使用する複数のプロセスカラー（ＣＭＹＫ）階調パターンの出力濃度が変動しても、高精度に画像読取装置の個体差や経時変化による読取値の違いを補正することができる。

さらに、本実施形態の画像処理装置は、画像読取装置の読取条件に対応した係数を算出する補正係数算出手段を備えていてもよい。
前記画像読取装置の読取条件としては、読取方式、及び読取対象（原稿）の種類が挙げられる。

上述の色変換において、補正係数算出手段により算出された係数を用いて補正を行うことにより、総合分光感度特性ばらつきにより生じる読取値の差異を高精度に補正することができる。

１ 画像読取装置
２ 第１の画像データ処理装置
３ バス制御装置
４ 第２の画像データ処理装置
５ ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）
６ ＣＰＵ
７ メモリ
８ プロッタＩ／Ｆ装置
９ プロッタ装置
１０ 操作表示装置
１１ 回線Ｉ／Ｆ装置
１２ 外部Ｉ／Ｆ装置
１３ Ｓ．Ｂ．（Ｓｏｕｔｈ Ｂｒｉｄｇｅ）
１４ ＲＯＭ
１５ａ 電話回線
１５ ファクシミリ装置
１６ａ ネットワーク
１６ パーソナルコンピュータ

特許第５７５０９８５号 特許第４４４２８７９号

Claims (9)

1. 画像形成装置の色再現特性の調整を行う画像処理装置であって、
   所定の画像形成装置が記録紙上に形成したプロセスカラーの複数階調パターンを、画像読取装置が読み取って生成したＲＧＢ画像読取データを取得する画像データ取得手段と、
   前記複数階調パターンを構成するプロセスカラー各色の混合比率を判定する判定手段と、
   前記プロセスカラー各色の混合比率に応じて、前記複数階調パターンを複数の色領域に分割する色領域分割手段と、
   前記ＲＧＢ画像読取データを、分割された前記色領域に応じてデバイス非依存の色空間に色変換する色変換手段と、
   前記色変換手段による色変換結果に基づいて、前記画像形成装置の色再現特性を調整する色調整手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 複数の画像読取装置による前記ＲＧＢ画像読取データ、及び対象の画像読取装置の前記ＲＧＢ画像読取データに基づいて、対象の画像読取装置の総合分光感度特性を推定する手段をさらに備え、
   前記色変換において、推定された前記総合分光感度特性に基づく補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記複数の画像読取装置による前記ＲＧＢ画像読取データは、前記対象の画像読取装置の過去のデータ及び前記対象の画像読取装置以外の画像読取装置のデータを含むことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記ＲＧＢ画像読取データのうち、前記総合分光感度特性の差異にかかわらず変化しない色成分を抽出する色抽出手段をさらに備え、
   前記色抽出手段により抽出された色成分を用いて色変換を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の画像処理装置。
5. 前記画像読取装置の読取条件に対応した係数を算出する補正係数算出手段をさらに備え、
   前記色変換において、前記補正係数算出手段により算出された係数を用いて補正を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像処理装置。
6. 前記画像読取装置の読取条件が、読取方式及び読取対象の種類であることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
7. 画像形成装置の色再現特性の調整を行う画像処理方法であって、
   所定の画像形成装置が記録紙上に形成したプロセスカラーの複数階調パターンを、画像読取装置が読み取って生成したＲＧＢ画像読取データを取得する画像データ取得ステップと、
   前記複数階調パターンを構成するプロセスカラー各色の混合比率を判定する判定ステップと、
   前記プロセスカラー各色の混合比率に応じて、前記複数階調パターンを複数の色領域に分割する色領域分割ステップと、
   前記ＲＧＢ画像読取データを、分割された前記色領域に応じてデバイス非依存の色空間に色変換する色変換ステップと、
   色変換結果に基づいて、前記画像形成装置の色再現特性を調整する色調整ステップと、を含むことを特徴とする画像処理方法。
8. 複数の画像読取装置による前記ＲＧＢ画像読取データ、及び対象の画像読取装置の前記ＲＧＢ画像読取データに基づいて、対象の画像読取装置の総合分光感度特性を推定するステップをさらに備え、
   前記色変換において、推定された前記総合分光感度特性に基づく補正を行うことを特徴とする請求項７に記載の画像処理方法。
9. コンピュータに、
   所定の画像形成装置が記録紙上に形成したプロセスカラーの複数階調パターンを、画像読取装置が読み取って生成したＲＧＢ画像読取データを取得する画像データ取得処理と、
   前記複数階調パターンを構成するプロセスカラー各色の混合比率を判定する判定処理と、
   前記プロセスカラー各色の混合比率に応じて、前記複数階調パターンを複数の色領域に分割する色領域分割処理と、
   前記ＲＧＢ画像読取データを、分割された前記色領域に応じてデバイス非依存の色空間に色変換する色変換処理と、
   色変換結果に基づいて、画像形成装置の色再現特性を調整する色調整処理と、を実行させるための画像処理プログラム。