JP2021053994A - 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】測定対象物の高濃度領域におけるノイズを低減し、高精度に記録素子の濃度特性を取得するための画像処理を提供する。【解決手段】インクを吐出する記録素子の濃度特性を特定するために、前記記録素子を用いて形成された測定用画像を測定して得られる測定値を補正する画像処理装置であって、測定用画像を測定して得られる測定値を取得する第１取得手段と、前記測定用画像の濃度に応じて、前記測定値を補正する第１補正手段と、を有する。【選択図】図６

Description

本発明は、インクを吐出して画像を形成する際に生じる濃度ムラやスジを低減するための、記録素子の濃度特性を取得する画像処理技術に関する。

インクジェット方式のプリンタで用いられる記録ヘッドは、製造の際の誤差などによって複数の記録素子（ノズル）間でインクの吐出量にばらつきが生じることがある。インクの吐出量にばらつきがある場合、形成される画像に濃度ムラが生じ易くなる。従来、濃度ムラを低減する技術として、ＨＳ（Ｈｅａｄ Ｓｈａｄｉｎｇ）技術が知られている。ＨＳにおいては、各記録素子のインクの吐出量に関する情報（記録素子の濃度特性）に応じて、画像データを補正する。この補正により、吐出されるインクドットの数を増加又は減少させ、形成される画像の濃度を調整することができる。

記録素子の濃度特性を取得する際には、パッチ（例えば、階調毎の均一画像など）を紙面上に印刷し、スキャナを用いてパッチを測定する方法が用いられる。この際に、スキャン画像にスキャナの特性に起因するムラが生じ、記録素子の濃度特性の取得精度が低下することがある。特許文献１には、不吐出ノズルが存在する場合に、不吐出ノズルに対応する測定値を近傍の測定値で補間した後に、フィルタ処理を施す技術が開示されている。

特開２０１２−１４７１２６号公報

しかしながら、スキャナによるノイズは測定対象物の高濃度領域に顕著に生じるため、高濃度領域のノイズを低減しきれない場合があった。

そこで、本発明は、測定対象物の高濃度領域におけるノイズを低減し、高精度に記録素子の濃度特性を取得するための画像処理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、本発明に係る画像処理装置は、インクを吐出する記録素子の濃度特性を特定するために、前記記録素子を用いて形成された測定用画像を測定して得られる測定値を補正する画像処理装置であって、測定用画像を測定して得られる測定値を取得する第１取得手段と、前記測定用画像の濃度に応じて、前記測定値を補正する第１補正手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、測定対象物の高濃度領域におけるノイズを低減し、高精度に記録素子の濃度特性を取得することができる。

画像形成装置の構成を模式的に示す図 画像形成システムの構成を示すブロック図 画像処理装置の機能構成を示すブロック図 ＨＳ処理を示すフローチャート 測定用画像の例を示す図 ＨＳ処理を説明するための図 測定用画像を測定して得られる測定値の例を示す図 測定値を補正する処理を示すフローチャート フィルタサイズと代表値との関係の例を示す図 ＭＣＳ処理を示すフローチャート ＭＣＳ処理を説明するための図 画像形成システムが実行する処理を示すフローチャート ＨＳ処理部の機能構成を示すブロック図

以下、本実施形態について、図面を参照して説明する。尚、以下の実施形態は本発明を必ずしも限定するものではない。また、本実施形態において説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。

［第１実施形態］
本実施形態においては、記録媒体に画像を形成する画像形成装置と、画像形成装置を制御するホスト装置と、を有する画像形成システムにおいて、画像形成装置の記録素子の濃度特性を取得する方法について説明する。画像形成システムにおいては、ホスト装置の制御に基づいて記録素子の濃度特性を取得する。尚、画像形成装置としてはインクジェットプリンタの例を示し、ホスト装置としてはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）の例を示す。

＜画像形成装置の構成＞
図１は、本実施形態における画像形成装置の構成を模式的に示す図である。本実施形態における画像形成装置は、インクジェットプリンタである。図１に示すように、画像形成装置１００は、記録ヘッド１０１、１０２、１０３、１０４を備える。記録ヘッド１０１〜１０４はそれぞれ、記録用紙１０６の幅に対応した範囲に所定方向に沿って配列した、インクを吐出するための複数のノズルを有する。つまり本実施形態における記録ヘッド１０１〜１０４は、フルラインタイプの記録ヘッドである。記録ヘッド１０１はブラック（Ｋ）のインクを吐出するための記録ヘッドであり、記録ヘッド１０２はシアン（Ｃ）のインクを吐出するための記録ヘッドである。記録ヘッド１０３はマゼンタ（Ｍ）のインクを吐出するための記録ヘッドであり、記録ヘッド１０４はイエロー（Ｙ）のインクを吐出するための記録ヘッドである。ノズル間の間隔は解像度が１２００ｄｐｉとなるように設定されている。

記録媒体としての記録用紙１０６は、搬送ローラ１０５（及び他の不図示のローラ）がモータ（不図示）の駆動力によって回転することにより、図１の矢印方向に搬送される。記録用紙１０６が搬送される間に、記録ヘッド１０１〜１０４それぞれの複数のノズルから記録データに応じてインクが吐出される。これにより、各記録ヘッドのノズル列に対応した１ラスタ分の画像が順次形成される。また、ｙ方向における記録ヘッド１０１〜１０４よりも下流の位置には、記録ヘッド１０１〜１０４と並列する状態で所定のピッチで配列されている読み取り素子を有するスキャナ１０７が配備されている。スキャナ１０７は、記録ヘッド１０１〜１０４を用いて形成した画像を読み取り、色信号値を有する多値データとして出力することができる。上述したような、搬送される記録用紙に対する各記録ヘッドからのインク吐出動作を繰り返すことにより、例えば、一頁分の画像を形成することができる。

尚、本実施形態における画像形成装置はフルラインタイプの画像形成装置であるが、記録ヘッドを記録用紙の搬送方向と交差する方向に走査して記録を行う、いわゆるシリアルタイプの画像形成装置に本実施形態を適用してもよい。

＜画像形成システムの構成＞
図２は、本実施形態における画像形成システムの構成を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態における画像形成システムは、図１に示した画像形成装置１００と、そのホスト装置としてのＰＣ２００と、を有している。

ＰＣ２００は、ＣＰＵ２０１と、ＲＡＭ２０２と、ＨＤＤ２０３と、データ転送Ｉ／Ｆ（インターフェース）２０４と、キーボード・マウスＩ／Ｆ２０５と、ディスプレイＩ／Ｆ２０６と、を有する。ＣＰＵ２０１は、ＨＤＤ２０３やＲＡＭ２０２に保持されているプログラムに従い、各種処理を実行する。特にＣＰＵ２０１は、プログラムを実行させて、後述する実施形態における画像処理装置３００の処理を実行する。ＲＡＭ２０２は、揮発性のストレージであり、プログラムやデータを一時的に保持する。また、ＨＤＤ２０３は、不揮発性のストレージであり、後述する各実施形態の処理により生成されるテーブルデータやプログラムを保持することができる。データ転送Ｉ／Ｆ２０４は、画像形成装置１００との間におけるデータの送受信を制御する。データ送受信の接続方式としては、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ＬＡＮ等を用いることができる。キーボード・マウスＩ／Ｆ２０５は、キーボードやマウス等のＨＩＤ（Ｈｕｍａｎ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ）を制御するＩ／Ｆである。ユーザはキーボード・マウスＩ／Ｆ２０５を介して入力を行う。ディスプレイＩ／Ｆ２０６は、ディスプレイ（不図示）における表示を制御する。

画像形成装置１００は、ＣＰＵ２１１と、ＲＡＭ２１２と、ＲＯＭ２１３と、データ転送Ｉ／Ｆ２１４と、ヘッドコントローラ２１５と、画像処理アクセラレータ２１６と、スキャナコントローラ２１７と、を有する。ＣＰＵ２１１は、ＲＯＭ２１３やＲＡＭ２１２に保持されているプログラムに従った処理を実行する。ＲＡＭ２１２は、揮発性のストレージであり、プログラムやデータを一時的に保持する。また、ＲＯＭ２１３は、不揮発性のストレージであり、データやプログラムを保持する。データ転送Ｉ／Ｆ２１４は、ＰＣ２００との間におけるデータの送受信を制御する。ヘッドコントローラ２１５は、図１に示した記録ヘッド１０１〜１０４に対して記録データを供給するとともに、記録ヘッドの吐出動作を制御する。具体的には、ヘッドコントローラ２１５は、ＲＡＭ２１２の所定のアドレスから制御パラメータと記録データとを読み込む構成とすることができる。ＣＰＵ２１１が、制御パラメータと記録データとをＲＡＭ２１２の該所定のアドレスに書き込むと、ヘッドコントローラ２１５により処理が起動され、記録ヘッドからのインク吐出が行われる。ＣＰＵ２１１は、後述する測定用画像を形成するための形成制御部としても機能する。画像処理アクセラレータ２１６は、ＣＰＵ２１１よりも高速に画像処理を実行するものである。具体的には、画像処理アクセラレータ２１６は、ＲＡＭ２１２の所定のアドレスから画像処理に必要なパラメータとデータとを読み込む構成とすることができる。ＣＰＵ２１１が該パラメータ及びデータをＲＡＭ２１２の該所定のアドレスに書き込むと、画像処理アクセラレータ２１６が起動され、所定の画像処理が行われる。尚、画像処理アクセラレータ２１６は必ずしも必要な要素ではなく、画像形成装置の仕様などに応じて、ＣＰＵ２１１のみで処理を実行してもよい。スキャナコントローラ２１７は、図１に示したスキャナ１０７の各読み取り素子を制御しつつ、読み取りにより得られたデータをＣＰＵ２１１に出力する。

＜画像処理装置の機能構成＞
図３（ａ）は、ＰＣ２００に含まれる画像処理装置３００の機能構成を示すブロック図である。画像処理装置３００は、入力部３０１と、画像処理部３０２と、出力部３０８と、を有する。

図３（ａ）に示すように、入力部３０１は、画像データを入力し、画像処理部３０２へ出力する。画像処理部３０２は、入力色変換処理部３０３と、インク色変換処理部３０４と、ＨＳ処理部３０５と、を有する。さらに、画像処理部３０２は、ＴＲＣ（Ｔｏｎｅ Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｃｕｒｖｅ）処理部３０６と、量子化処理部３０７と、を有する。

入力色変換処理部３０３は、入力部３０１から取得した入力画像データを、プリンタの色再現域に対応した画像データに変換する。本実施形態における入力画像データは、ディスプレイに対応する色空間であるｓＲＧＢ色空間における座標（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を示すデータである。ｓＲＧＢ色空間は、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれを軸とした空間であり、各座標が８ビットで表現される。そのため、入力画像データは、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの値が８ビットで表現された画像データである。入力色変換処理部３０３は、入力画像データのＲ，Ｇ，Ｂ毎の入力色信号値を、プリンタの色再現域に対応するＲ’，Ｇ’，Ｂ’毎のプリンタ色信号値に変換する。尚、以下において、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の色信号値を、色信号値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のように表記することとする。変換には、マトリクス演算処理や三次元ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いた処理等の公知の手法を用いる。本実施形態においては、三次元ＬＵＴと補間演算とにより変換処理を行う。尚、画像処理部３０２において扱われる８ビットの画像データの解像度は１２００ｄｐｉである。

インク色変換処理部３０４は、入力色変換処理部３０３によって変換された画像データの色信号値を、複数種類のインクに対応した色信号値に変換する変換処理を行う。画像形成装置１００はブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインクを用いるため、プリンタ色信号値（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）は、インク色信号値（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）に変換される。Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの値もＲ，Ｇ，Ｂの値と同様に各８ビットで表現される。インク色変換処理部３０４も、入力色変換処理部３０３と同様に、三次元ＬＵＴと補間演算とにより変換処理を行う。

ＨＳ処理部３０５は、インク色信号値（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）を有する画像データに対して、記録ヘッドを構成する各ノズルの濃度特性に応じた補正を行う。図１３は、ＨＳ処理部３０５の詳細な機能構成を示す図である。ＨＳ処理部３０５は、画像データ取得部１３０１と、測定値取得部１３０２と、測定値補正部１３０３と、目標取得部１３０７と、色信号値補正部１３０８と、を有する。測定値補正部１３０３は、代表値取得部１３０４と、フィルタサイズ決定部１３０５と、フィルタ処理部１３０６と、を有する。本実施形態におけるＨＳ処理部３０５は、測定用画像を読み取って得られるデータを用いて各ノズルの濃度特性を算出し、算出した各ノズルの濃度特性を用いて、画像データに対する補正処理を実行する。ＨＳ処理部３０５が行うＨＳ処理の詳細については後述する。

ＴＲＣ処理部３０６は、ＨＳ処理により得られるＨＳ色信号値（Ｋ’，Ｃ’，Ｍ’，Ｙ’）を有する画像データに対して、インク色毎に、画像形成装置１００により記録されるインクドットの数を調整する。具体的には、記録媒体上に記録されるドットの数と、その数のドットによって実現される明度との関係が線形になるように、画像データを補正する。この補正により、記録媒体に記録されるドットの数が調整される。

量子化処理部３０７は、ＴＲＣ処理により得られるＴＲＣ色信号値（Ｋ’’，Ｃ’’，Ｍ’’，Ｙ’’）を有する画像データに対して、量子化処理（ハーフトーン処理）を行い、各画素値が１ビットで表現された２値データを生成する。記録データとしての２値データは、吐出されるインクドットの配置を示す。本実施形態においては、量子化処理の方法として公知のディザ法を用いるが、公知の誤差拡散法などを用いてもよい。

出力部３０８は、量子化処理によって得られた２値データを画像形成装置１００に出力する。画像形成装置１００は、入力された２値データに基づいて記録ヘッドを駆動し、記録媒体に各色のインクを吐出して画像を形成する。

＜画像処理装置が実行する処理＞
図１２（ａ）は、画像処理装置３００が実行する処理を示すフローチャートである。以下、図１２（ａ）を参照して、画像処理装置３００の処理の詳細を説明する。以下、各ステップ（工程）は符号の前にＳをつけて表す。

Ｓ１２０１において、入力部３０１は、入力画像データを入力し、画像処理部３０２へ出力する。Ｓ１２０２において、入力色変換処理部３０３は、入力画像データの入力色信号値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を、プリンタの色再現域に対応するプリンタ色信号値（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）に変換する。Ｓ１２０３において、インク色変換処理部３０４は、プリンタ色信号値（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）を、複数種類のインクに対応したインク色信号値（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）に変換する。Ｓ１２０４において、ＨＳ処理部３０５は、インク色信号値（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）を有する画像データに対して、ＨＳ処理を行う。Ｓ１２０５において、ＴＲＣ処理部３０６は、ＨＳ処理により得られるＨＳ色信号値（Ｋ’，Ｃ’，Ｍ’，Ｙ’）を有する画像データに対して、ＴＲＣ処理を行う。Ｓ１２０６において、量子化処理部３０７は、ＴＲＣ処理により得られるＴＲＣ色信号値（Ｋ’’，Ｃ’’，Ｍ’’，Ｙ’’）を有する画像データに対して、量子化処理を行う。Ｓ１２０７において、出力部３０８は、量子化処理により生成された２値データを画像形成装置１００に出力する。

＜ＨＳ処理＞
図４は、ＨＳ処理部３０５におけるＨＳ処理を示すフローチャートである。以下、図４を参照して、ＨＳ処理の詳細を説明する。

Ｓ４０１において、画像データ取得部１３０１は、インク色変換処理部３０４が出力したインク色信号値（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）を有する画像データを取得する。Ｓ４０２において、測定値取得部１３０２は、各ノズルの濃度特性を特定するための測定値を取得する。測定値は測定用画像をスキャナ１０７を用いて予め測定しておくことによって画像データとして取得しておき、ＨＤＤ２０３などに保持させておく。

以下において、測定値を有する画像データの生成方法を説明する。まず、ノズル毎の濃度特性を取得するために測定用画像を記録用紙１０６上に形成する。図５は、測定用画像の例である。記録用紙１０６上に、パッチ５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８、５０９の９階調のパッチが形成されている。各パッチは単一の色のインクのみで形成されている。以下においては、記録ヘッド１０１（Ｋインク）のみを用いてパッチが形成されている例を説明する。尚、本実施形態において、測定用画像を形成する際の処理は、単一の色のインクのみを用いるため、図３（ａ）に破線で示すバイパス経路３０９を経由する。これにより、入力色変換処理部３０３、インク色変換処理部３０４、ＨＳ処理部３０５を経ずに、入力画像データをＴＲＣ処理部３０６に直接入力することができる。

次に、測定用画像をスキャナ１０７を用いて読み取り、読み取りによりスキャン画像を取得する。スキャン画像の各画素値は（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の３チャンネルで取得される。次に、スキャン画像を、スキャナの色特性に合わせて事前に用意された色変換テーブルにより、１チャンネルの画素値を各画素に有するスキャン画像に変換する。本実施形態においては、ＣＩＥＸＹＺ色空間のＹに対して線形な、１６ビットで表現される値に変換される。尚、色変換後のスキャン画像の画素値を表現する色空間は任意であり、ＣＩＥＬ^＊ａ^＊ｂ^＊のＬ^＊や、濃度でもよい。また、測定用画像がＣ，Ｍ，Ｙ等のカラーインクを用いて形成されている場合には、明るさに相当する値ではなく彩度に相当する値を用いることもできる。例えば、Ｃ，Ｍ，Ｙそれぞれの補色に対応する値として、Ｒ，Ｇ，Ｂの値を用いてもよい。尚、本実施形態におけるスキャン画像の解像度は１２００ｄｐｉである。上述した処理により、スキャン画像の各画素値を測定値として有する画像データを生成することができ、Ｓ４０２においては該画像データが取得される。

Ｓ４０３において、測定値補正部１３０３は、Ｓ４０２において取得された測定値を補正する。測定値を補正する処理の詳細については後述する。Ｓ４０４において、目標取得部１３０７は、補正された測定値により生成される測定曲線に応じた目標特性を表す目標特性データを取得する。ここで目標特性は、各ノズルの測定曲線に応じて予め定められた目標の濃度特性である。図６（ａ）に示すように、横軸が階調であり、縦軸が輝度である。図６（ａ）において、階調に対して線形となる直線を目標特性６０４とする。点線６０１は横軸の上限値を示し、本実施形態における上限値は、入力信号値が８ビットであるため２５５である。測定曲線６０２は、各階調５０１〜５０９のスキャン画像が有する測定値をプロットし、補間演算することにより生成される曲線である。本実施形態における補間演算には公知の区分線形補間を用いる。尚、測定曲線には公知のスプライン曲線などを用いてもよい。測定曲線６０２は、画素位置ｘに対応するノズルの濃度特性を表しており、測定用画像を形成する際に用いたノズルの数と同じ数の曲線が得られる。ノズルの濃度特性ごとに異なる測定曲線が得られ、例えばインク吐出量の小さいノズルでは曲線が上方向に（明るい方向に）シフトする。尚、各階調において、パッチのｙ方向の幅の分、測定値が得られる。このため、各階調におけるｙ方向の測定値の平均値を、９つの測定値として測定曲線の生成に用いる。

Ｓ４０５において、色信号値補正部１３０８は、Ｓ４０３において算出された測定値に基づいて、Ｓ４０１において取得した画像データが有するインク色信号値（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）を補正し、ＨＳ色信号値（Ｋ’，Ｃ’，Ｍ’，Ｙ’）を取得する。図６（ｂ）を用いて、ＨＳ色信号値（Ｋ’，Ｃ’，Ｍ’，Ｙ’）の取得について説明する。図６（ｂ）において、入力値６０５は、インク色信号値（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）を示す。色信号値補正部１３０８は、入力値６０５に対応する目標特性６０４の値を取得し、目標値６０６とする。さらに、目標値６０６に対応する測定曲線６０３の信号値６０７を、補正後のＨＳ色信号値（Ｋ’，Ｃ’，Ｍ’，Ｙ’）として取得する。ここで用いられる測定曲線６０３は、Ｓ４０３において補正された測定値に対する区分線形補間により得られる測定曲線である。

＜測定値を補正する処理＞
以下、測定値を補正する処理の詳細について説明する。図７は、図５に示す測定用画像の測定値の例である。図７に示すグラフの横軸はノズル番号であり、記録ヘッド１０１が備えるノズルの数に対応する。また、グラフの縦軸はスキャン画像の信号値である。測定値７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９は、図５のパッチ５０１〜５０９にそれぞれ対応した測定値である。上述したように、各階調において、パッチのｙ方向の幅の分、測定値が得られるが、ここでは各階調内におけるｙ方向の測定値の平均値を示す。図７に示すように、高濃度なパッチ５０７〜５０９に対応する測定値７０７〜７０９においては、高周波なノイズが生じている。この高周波なノイズは、スキャナ１０７の暗電流によって生じるノイズであり、測定値が小さい高濃度領域において顕著に現れる。この高周波なノイズは、測定値に対するフィルタ処理によって低減することができる。一方で、高周波なノイズが発生していない低濃度なパッチ５０１〜５０３に対応する測定値７０１〜７０３対しては、測定値のぼけを抑制するために、不要なフィルタ処理を施さないことが望ましい。よって、本実施形態におけるＨＳ処理部３０５は、測定用画像の濃度に応じたフィルタ処理により測定値を補正する。

図８は、ＨＳ処理部３０５における測定値を補正する処理を示すフローチャートである。Ｓ８０１において、代表値取得部１３０４は、階調毎（濃度毎）に測定値の代表値を取得する。本実施形態においては、代表値として、図７に示す測定値７０１〜７０９のそれぞれに対して平均値を算出する。Ｓ８０２において、フィルタサイズ決定部１３０５は、代表値に基づいて、フィルタ処理に用いるフィルタのサイズを決定する。本実施形態において用いるフィルタは、ｘ方向にサイズが可変な１次元の平均値フィルタである。例えば、フィルタサイズが３であれば、注目画素及び注目画素のｘ方向に隣接する２つの画素に対応する測定値の平均値を注目画素の測定値とするフィルタである。図９（ａ）に、代表値とフィルタサイズとの関係の例を示す。代表値が小さい（高濃度）ほど、フィルタサイズが大きい関係となっている。例えば、ノズルの総数が１５０００であった場合、最小のフィルタサイズは０となり、最大のフィルタサイズは１５０００となるように設定される。代表値は測定値７０１〜７０９のそれぞれに対して算出される。同様に、フィルタサイズは測定値７０１〜７０９のそれぞれに対して決定される。

Ｓ８０３において、フィルタ処理部１３０６は、測定値を補正する。具体的には、Ｓ８０２において決定したサイズの平均値フィルタを用いて、測定値７０１〜７０９それぞれに対してフィルタ処理を行う。フィルタ処理が適用される、測定値７０１〜７０９は、各階調内におけるｙ方向の測定値の平均値である。尚、フィルタサイズが０である場合には、フィルタ処理を行わない。また、パッチの端に対応する画素を注目画素とする場合、パッチ以外の紙白領域に対応する測定値がフィルタ処理の適用範囲に含まれてしまう場合がある。そこで、本実施形態においては、紙白領域に対応する測定値がフィルタの適当範囲に含まれる場合は、紙白領域に対応する測定値を除いてフィルタ処理を行う。これにより、フィルタ処理の精度を向上することができる。

＜第１実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態における画像処理装置は、測定用画像を測定して得られる測定値を取得し、該測定用画像の濃度に応じて該測定値を補正する。これにより、記録素子の濃度特性を特定するための測定値に含まれる、測定用画像の濃度に応じたノイズを低減することができる。よって、記録素子の濃度特性を高精度に取得することができる。また、この記録素子の濃度特性を用いたＨＳ処理により、記録媒体上に形成される画像の濃度ムラやスジを低減することができる。

＜変形例＞
上述した実施形態のＳ８０３においては、測定値に対して平均値フィルタを用いたフィルタ処理を行ったが、測定用画像の低濃度領域と高濃度領域とにおいて異なる周波数域の値を補正できれば他の処理を用いてもよい。例えば、ガウシアンフィルタやメディアンフィルタを用いた公知のフィルタ処理、フーリエ変換やウェーブレット変換などの周波数変換を用いた公知のノイズ低減処理であってもよい。

また、上述した実施形態のＳ８０１においては、代表値として階調毎の測定値の平均値を用いたが、階調毎のマクロな濃度が取得できれば代表値は平均値に限られない。例えば、中央値を代表値として用いてもよい。また、代表値を算出する際に、不吐出ノズルに対応する領域の測定値を用いないようにしてもよい。

また、上述した実施形態において、測定用画像のスキャン解像度を記録ヘッドのノズル配置の解像度と同一の１２００ｄｐｉとしたが、スキャン解像度は記録ヘッドのノズル配置の解像度よりも高くても低くてもよい。スキャン解像度を高くすれば、ノズル毎の濃度をより正確に得ることができる。一方、スキャン解像度を低くすると、高周波なムラを検出しにくくなるが、読み取るデータの量が少なくなるため、システムのコストを削減できる。また、測定曲線は測定値の複数ノズル単位での平均値を用いて生成してもよい。これにより、測定曲線の情報を保持するために必要な記憶容量を削減することができる。

また、上述した実施形態においては、代表値とフィルタサイズとの関係の一例を図９（ａ）に示したが、該関係はフィルタの特性に応じて任意に設定可能である。設定の際には、例えば照明がない暗黒下においてスキャン画像を取得し、スキャン画像の信号値を用紙搬送方向に平均することにより、暗電流の特性を取得できる。また、十分に均一な校正用階調チャートを測定することによって、階調毎のスキャナノイズ特性を取得してもよい。

また、上述した実施形態においては、フィルタサイズを決定するための値としてスキャナ１０７の測定値の代表値を用いたが、階調毎のマクロな濃度とフィルタサイズとを対応付けられれば、スキャナ１０７の測定値を用いなくてもよい。例えば、スキャナ１０７とは異なる測色計を用いて測定用画像を測定して得られる色信号値の代表値を用いてもよい。

また、上述した実施形態においては、暗電流によるノイズの影響を低減する方法として、高濃度領域ほど測定値の高周波成分を低減する方法を説明した。しかしながら、濃度に応じて特性が変化するのはスキャナの特性だけではない。また、高濃度ほどノイズが大きいとは限らない。例えば、擦過による印刷物の表面の傷はインク量の多い高濃度領域ほど発生しやすく、記録用紙自体の表面のムラの影響は低濃度領域ほど顕著となる。そこで、図９（ｂ）に示すように、高濃度領域と低濃度領域とにおいて、中濃度領域よりもフィルタサイズが大きくなるように定めてもよい。これにより、スキャナの暗電流によるノイズに加え、測定用画像の表面の傷や記録用紙自体の表面のムラによるノイズの影響を低減することができる。

また、上述した実施形態においては、低濃度領域から高濃度領域の全ての濃度領域の測定値に対してフィルタ処理を適用したが、高濃度領域に対応する測定値のノイズが低減できれば、高濃度領域のみにフィルタ処理を適用してもよい。

また、上述した実施形態においては、記録媒体上に画像を形成する度にフィルタ処理による測定値の補正を行う例を示したが、予め濃度に応じたサイズのフィルタを用いて測定値を補正しておいてもよい。この場合、測定値取得部１３０２及び測定値補正部１３０３によるＳ４０２及びＳ４０３の処理を予め行っておき、補正された測定値をＨＤＤ２０３などに保持させておく。これにより、画像データが入力される度に補正処理を行う必要がないため、処理コストを低減しつつ、画像の濃度ムラを低減することができる。

［第２実施形態］
上述した実施形態においては、測定用画像の各パッチを単一の色のインクのみで形成し、インクの色毎にＨＳ処理を行った。しかしながら、インクの色毎にＨＳ技術を行っても、２種類以上のインクを重ねて多次色を表現しようとする場合に、色ムラが生じることがある。このような色ムラに対し、ＭＣＳ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｏｌｏｒ Ｓｈａｄｉｎｇ）処理と呼ばれる技術が知られている。そこで、本実施形態においては、ＭＣＳ処理において用いる測定値の特性が測定用画像の濃度に応じて異なる場合においても、画像の濃度ムラやスジを高精度に低減できる処理について説明する。

＜画像処理装置の機能構成＞
図３（ｂ）は、本実施形態における画像処理装置３００の機能構成を示すブロック図である。入力色変換処理部３０３から出力された画像データは、ＭＣＳ処理部３１０に入力される。ＭＣＳ処理部３１０は、入力された画像データのプリンタ色信号値（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）に対して、記録ヘッドを構成するノズルの濃度特性に応じた補正を行う。ＭＣＳ処理の詳細は後述する。補正されたＭＣＳ色信号値（Ｒ’’，Ｇ’’，Ｂ’’）を有する画像データは、インク色変換処理部３０４へ出力される。ＭＣＳ処理部３１０は、ＨＳ処理部３０５と同様に、予めパッチを測定して得られる測定値を取得する。尚、ＭＣＳ処理部３１０は、図１３に示すＨＳ処理部３０５の機能構成と同様の機能構成であるとする。

ＭＣＳ処理のための測定用画像は、入力信号値のＲ，Ｇ，Ｂをそれぞれ独立に変化させた複数のパッチを含んでいる。本実施形態においては、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれについて０，６４，１２８，１９２，２５５の５階調とし、５^３（＝１２５）通りの多次色パッチを形成する。尚、パッチの組み合わせはこの一例に限定されない。本実施形態において、ＭＣＳ処理のための測定用画像を形成する際の処理は、図３（ｂ）に破線で示すバイパス経路３１１を経由する。これにより、測定用画像を、ＨＳ処理部３０５により補正が行われた後の画像とすることができる。測定用画像は、スキャナ１０７によってスキャンされ、スキャン画像が得られる。第１実施形態とは異なり、スキャン画像の画素値は１チャンネルの値に変換されず、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の３チャンネルの画素値を有する画像としてＨＤＤ２０３に保持される。

＜画像処理装置が実行する処理＞
図１２（ｂ）は、画像処理装置３００が実行する処理を示すフローチャートである。以下、図１２（ｂ）を参照して、画像処理装置３００の処理の詳細を説明する。

Ｓ１２１１において、入力部３０１は、入力画像データを入力し、画像処理部３０２へ出力する。Ｓ１２１２において、入力色変換処理部３０３は、入力画像データの入力色信号値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を、プリンタの色再現域に対応するプリンタ色信号値（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）に変換する。Ｓ１２１３において、ＭＣＳ処理部３１０は、プリンタ色信号値（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）を有する画像データに対して、ＭＣＳ処理を行う。Ｓ１２１４において、インク色変換処理部３０４は、ＭＣＳ色信号値（Ｒ’’，Ｇ’’，Ｂ’’）を、複数種類のインクに対応したインク色信号値（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）に変換する。Ｓ１２１５において、ＨＳ処理部３０５は、インク色信号値（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）を有する画像データに対して、ＨＳ処理を行う。Ｓ１２１６において、ＴＲＣ処理部３０６は、ＨＳ処理により得られるＨＳ色信号値（Ｋ’，Ｃ’，Ｍ’，Ｙ’）を有する画像データに対して、ＴＲＣ処理を行う。Ｓ１２１７において、量子化処理部３０７は、ＴＲＣ処理により得られるＴＲＣ色信号値（Ｋ’’，Ｃ’’，Ｍ’’，Ｙ’’）を有する画像データに対して、量子化処理を行う。Ｓ１２１８において、出力部３０８は、量子化処理により生成された２値データを画像形成装置１００に出力する。

＜ＭＣＳ処理＞
以下において、図１０のフローチャートを用いて、ＭＣＳ処理について説明する。ＨＳ処理との主な違いは、図５に示す測定用画像が多次色であることと、測定値が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の３チャンネルであることである。

Ｓ１００１において、ＭＣＳ処理部３１３は、入力色変換処理部３０３が出力したプリンタ色信号値（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）を有する画像データを取得する。Ｓ１００２において、ＭＣＳ処理部３１３は、スキャン画像から、注目画素に対応したノズル位置の測定値を取得する。本実施形態においては、１２５パッチの測定値として、１２５個の色信号値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が取得される。測定値は測定用画像をスキャナ１０７を用いて予め測定しておくことによって画像データとして取得しておき、ＨＤＤ２０３などに保持させておく。

Ｓ１００３において、ＭＣＳ処理部３１３は、測定値を補正する。補正処理は第１実施形態と同様に、図８に示す処理により行う。第１実施形態との違いは、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）３チャンネルそれぞれに対して、代表値及びフィルタサイズを決定し、フィルタ処理を施すことである。Ｓ１００４において、ＭＣＳ処理部３１３は、目標値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を取得する。本実施形態においては、Ｓ１００１において取得した画像データのプリンタ色信号値（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）とスキャン画像の目標値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）との対応関係を保持した不図示のＬＵＴを参照することにより、目標値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を取得する。

Ｓ１００５において、補正された測定値に基づいて、Ｓ１００１において取得した画像データが有するプリンタ色信号値（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）を補正し、ＭＣＳ色信号値（Ｒ’’，Ｇ’’，Ｂ’’）を取得する。具体的な補正処理の方法について、図１１を用いて説明する。スキャン画像の色信号値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）をそれぞれ軸とする３次元の色空間を図１１に示す。目標値１１０１はＳ１００４において取得した目標値を示す。また、値１１０２、１１０３、１１０４、１１０５は、Ｓ１００３において取得した１２５個の補正後測定値のうち、目標値１００１を内包する最小の四面体を構成するように選択された４点の補正後測定値である。目標値１１０１と４点の補正後測定値１１０２〜１１０５それぞれとの距離を算出し、距離の比率に応じて４点の補正後測定値を用いた補間演算を行う。補間演算により得られる値を注目画素のＭＣＳ色信号値（Ｒ’’，Ｇ’’，Ｂ’’）として取得する。

＜第２実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態の画像処理装置は、測定用画像の濃度に応じた補正を測定値に対して行い、補正された測定値を用いたＭＣＳ処理により画像の色信号値を補正した。これにより、記録素子の濃度特性を特定するための測定値に含まれる、測定用画像の濃度に応じたノイズを低減することができる。よって、記録素子の濃度特性を高精度に取得することができる。また、この記録素子の濃度特性を用いたＭＣＳ処理により、記録媒体上に形成される画像の色ムラを低減することができる。

［その他の実施形態］
上述した実施形態においては、ＰＣ２００にインストールしたソフトウェアにより、ＰＣ２００が画像処理装置３００として機能する場合を例に説明したが、画像形成装置１００が画像処理装置３００を含んでいてもよい。画像形成装置１００の内部に画像処理装置３００を搭載する場合、画像処理装置３００の各機能構成を実現できる専用の画像処理回路として実現してもよい。また、画像処理装置３００の機能を、画像形成装置１００と通信可能なサーバで実行するように構成してもよい。また、画像処理装置３００の一部がＰＣ２００において構成され、その他の部分が画像形成装置１００において構成されてもよい。

上述した実施形態においては、測定用画像の信号値を表現する色空間をＲＧＢ色空間としたが、色空間は任意である。例えば、ＣＩＥＸＹＺ色空間やＣＩＥＬ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間を用いてもよい。

また、上述した実施形態においては、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの４色のインクを用いて画像を形成したが、他の種類のインクを用いて画像を形成してもよい。例えば、淡シアン、淡マゼンタ、グレイなどの低濃度インクや、レッド、グリーン、ブルー、オレンジ、バイオレットなどの特色インクを用いて画像を形成する画像形成装置にも上述した実施形態を適用できる。

また、上述した実施形態においては、三原色の色信号値であるＲＧＢ形式で入力された画像データに対し画像処理部３０２による処理を施す例について説明したが、画像処理部３０２に直接ＫＣＭＹ形式の画像データを入力する構成であってもよい。この場合、画像処理部３０２において、入力色変換処理部３０３の処理とインク色変換処理部３０４の処理とが不要となる。

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

３００ 画像処理装置
３０５ ＨＳ処理部
３１０ ＭＣＳ処理部

Claims (23)

1. インクを吐出する記録素子の濃度特性を特定するために、前記記録素子を用いて形成された測定用画像を測定して得られる測定値を補正する画像処理装置であって、
   測定用画像を測定して得られる測定値を取得する第１取得手段と、
   前記測定用画像の濃度に応じて、前記測定値を補正する第１補正手段と、
   を有することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記測定値には、前記測定用画像を測定するスキャナの特性に応じたノイズが含まれることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記スキャナの特性は、前記スキャナが出力する画像において、濃度が高いほど画素値にノイズが多く含まれる特性であることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記スキャナの特性は、前記スキャナにおいて生じる暗電流に関する特性であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記測定値には、前記測定用画像の表面の傷と、前記測定用画像が形成された記録媒体の表面のムラと、の少なくとも一方に応じたノイズが含まれることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
6. 前記第１補正手段は、フィルタ処理により前記測定値を補正することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
7. 前記第１補正手段は、前記フィルタ処理に用いるフィルタのサイズを、前記測定用画像の濃度に応じて決定することを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
8. 前記第１補正手段は、前記測定用画像の濃度が高くなるほど、前記フィルタのサイズを大きくすることを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
9. 前記第１補正手段は、前記測定用画像の高濃度領域と低濃度領域において、中濃度領域よりも前記フィルタのサイズを大きくすることを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
10. 前記第１補正手段は、前記測定値の濃度毎の代表値を算出し、前記代表値に基づいて、前記フィルタのサイズを決定することを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか一項に記載の画像処理装置。
11. 前記代表値は、前記測定値の平均値であることを特徴とする請求項１０に記載の画像処理装置。
12. 前記第１補正手段は、前記記録素子がインクを吐出できない記録素子である場合に、前記インクを吐出しない記録素子に対応する測定値を除いて前記平均値を算出することを特徴とする請求項１１に記載の画像処理装置。
13. 前記第１補正手段は、周波数変換を用いたノイズ低減処理によって、前記測定値を補正することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
14. 前記第１補正手段は、前記測定用画像の低濃度領域に対応する測定値には補正は行わないことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
15. 前記第１補正手段は、複数種類のインクを有する画像形成装置に対して、インクの色毎に前記測定値を補正することを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
16. 前記第１補正手段は、複数種類のインクを有する画像形成装置に対して、インクの色の組み合わせ毎に前記測定値を補正することを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
17. 記録媒体上に形成する画像を表す画像データを取得する第２取得手段と、
    前記補正された測定値に基づいて、前記画像データが有する信号値を補正する第２補正手段と、
    をさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれか一項に記載の画像処理装置。
18. 前記記録素子の目標の濃度特性を表す目標特性データを取得する第３取得手段をさらに有し、
    前記第２補正手段は、前記補正された測定値が特定する前記記録素子の濃度特性と、前記目標の濃度特性と、に基づいて、前記画像データが有する信号値を補正することを特徴とする請求項１７に記載の画像処理装置。
19. 前記第２補正手段は、前記補正された測定値に対する補間演算により生成される曲線を、前記記録素子の濃度特性として用いることを特徴とする請求項１８に記載の画像処理装置。
20. 複数の記録素子と、
    画像データを取得する第１取得手段と、
    前記複数の記録素子を用いて形成した測定用画像を測定して得られる測定値を取得する第２取得手段と、
    前記測定用画像の濃度に応じて、前記測定値を補正する第１補正手段と、
    前記補正された測定値に基づいて、前記画像データを補正する第２補正手段と、
    記録媒体上に、前記補正された画像データが表す画像を形成する出力手段と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
21. インクを吐出する記録素子を有する画像形成手段と、
    前記記録素子を用いて前記画像形成手段が形成した測定用画像を測定して測定値を取得する測定手段と、
    前記測定用画像の濃度に応じて、前記測定値を補正する画像処理手段と、を有し、
    前記画像形成手段は、前記記録素子を用いて、前記測定値に基づいて補正された入力画像を記録媒体上に形成することを特徴とする画像形成システム。
22. コンピュータを請求項１乃至請求項１９のいずれか一項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
23. インクを吐出する記録素子の濃度特性を特定するために、前記記録素子を用いて形成された測定用画像を測定して得られる測定値を補正する画像処理方法であって、
    測定用画像を測定して得られる測定値を取得する取得ステップと、
    前記測定用画像の濃度に応じて、前記測定値を補正する補正ステップと、
    を有することを特徴とする画像処理方法。

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