JP3368098B2 - データ変換方法及び装置及び該装置を備えた画像形成装置 - Google Patents
データ変換方法及び装置及び該装置を備えた画像形成装置Info
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Description
得られる輝度データを濃度データに変換するデータ変換
方法及び装置及び該装置を備えた画像形成装置に関する
ものである。
る記録部を有する複写装置においては、単位面積内の画
素数をN個とし、このうちNB個が黒ドットであるとき
の平均輝度値をFX、黒ドットの輝度値をFB、白ドッ
トの輝度値をFWとすると、 N・FX=(N−NB)・FW+NB・FB …(1) のような関係が得られる。また、一般的に平均輝度値F
Xに対する平均濃度値DXは次式のように DX=−LOGFX …(2) で表される。従って、 FX=10-DX …(3) となる。ここで、黒ドットの濃度値をDB、白ドットの
濃度値をDWとすると、(3)式と(1)式により、 N・10-DX =(N−NB)・10-DW+NB・10-DB …(4) となる。また、DW=0とすると(4)式は次式のよう
に 10-DX =1+NB/N(10-DB−1) …(5) となる。(5)式のNB/Nは記録濃度であり、黒ドッ
ト面積率に比例していることを示している。この(5)
式を応用し、読み取り記録濃度の階調再現における直線
歪みに対しての画像信号補正方法が多数提案されてい
る。
来の複写装置の動作においては、以下のような問題点が
あった。 (1)複写装置の記録濃度は(5)式よりNB/N、す
なわち、黒ドット面積率に比例していることを前提にし
ているが、黒ドット面積率と記録濃度の特性が非線形に
なる複写装置が多い。
準濃度信号生成部によって生成される線形黒ドット濃度
を、LBP記録で記録紙に記録を行った記録例である。
ここでは、1ドットは200dpiの解像度であるとす
る。各エリアは、1Aが0階調、1Bが1階調、…、8
Hが63階調のデジタル濃度データを誤差拡散法による
黒ドットの面積階調擬似中間調に変換した記録例であ
る。
いて各エリアの濃度を測定した図である。この図を、記
録紙の地肌濃度と全黒記録濃度との間で63階調に正規
化すると図5のようになる。この図5によると、デジタ
ル濃度データを面積比率と等価と考えると、実際の濃度
値は比較的線形であるが、一部非線形であることがわか
る。
して、記録した場合の濃度測定例を図6に示す。図6か
らも明らかなように、濃度特性は線形にならない。ま
た、解像度を上げることで中間調の忠実な再現性を図ろ
うとしているにも係らず、その役割を果たしていない。
実際に記録媒体に記録する濃度と複写装置に入力される
デジタル濃度データが異なっていた。そのため、複写装
置に入力されるデジタル濃度データを算術式等を用いて
複写装置が記録できる濃度に補正し、その補正したデジ
タル濃度データで記録を行うことで、中間調の再現性の
向上を図っていた。しかし、この方法による大きな効果
は得られなかった。
6に示されるような濃度の特性も異なってくるので、各
複写装置毎に濃度の特性の最適化を行う必要性があっ
た。 (2)従来の複写装置においては、白ドットの濃度値D
Wを0として記録濃度の変換を行っていった。通常のフ
ァクシミリ等においては白基準板を読み取って、シェー
ディング補正なるものを行っているが、中間調で読み取
る場合には、その白基準板を中間調の基準最大白値とし
ても利用している。よって、白基準板の濃度が0とな
る。しかし、原稿によってはその白基準板よりも明るい
原稿が存在するため、そのまま読み取ると原稿の白値は
マイナスとなって白側が中間調に飛び出してしまい、中
間調で表現したい部分も白くなってしまう白飛びが生じ
る危険があった。
のであり、中間調再現性を良好に保ちながらデータ変換
を行うデータ変換方法及び装置および該装置を備えた画
像形成装置を提供することを目的としている。また、読
み取り系から得られる輝度データから記録系の濃度デー
タへの変換をより精度よく行う。
めの本発明によるデータ変換方法は、画像原稿を読み取
って得られる輝度データを濃度データに変換するデータ
変換方法であって、線形に値が増加する複数の濃度デー
タに基づいて記録媒体へ記録された画像の濃度を測定し
て得た複数の記録濃度と該複数の濃度データとの対応を
示す第1情報を算出する第1算出工程と、階調濃度を有
する基準原稿の濃度を測定して得た原稿濃度と該基準原
稿の輝度を測定して得た原稿輝度の対応を示す第2情報
を算出する第2算出工程と、前記記録濃度と前記原稿濃
度の対応を示す第3情報を算出する第3算出工程と、前
記第1、第2、第3情報に基づいて前記原稿輝度と前記
濃度データの対応を示す第4情報を算出する第4算出工
程と、前記第4情報に基づいて、画像原稿を読み取って
得られる輝度データを濃度データに変換する変換工程と
を備え、 前記記録濃度は、前記記録媒体に記録される画
像の最低濃度と最高濃度の間で正規化された濃度であ
り、前記原稿濃度は、前記基準原稿の最低濃度と最高濃
度の間で正規化された濃度であり、更に、前記原稿輝度
は、前記基準原稿の最低輝度と最高輝度の間で正規化さ
れた輝度であることを特徴とする。
による本発明によるデータ変換装置は、画像原稿を読み
取って得られる輝度データを濃度データに変換するデー
タ変換装置であって、線形に値が増加する複数の濃度デ
ータに基づいて記録媒体へ記録された画像の濃度を測定
して得た複数の記録濃度と該複数の濃度データとの対応
を示す第1情報を算出する第1算出手段と、階調濃度を
有する基準原稿の濃度を測定して得た原稿濃度と該基準
原稿の輝度を測定して得た原稿輝度の対応を示す第2情
報を算出する第2算出手段と、前記記録濃度と前記原稿
濃度の対応を示す第3情報を算出する第3算出手段と、
前記第1、第2、第3情報に基づいて前記原稿輝度と前
記濃度データの対応を示す第4情報を算出する第4算出
手段と、前記第4情報に基づいて、画像原稿を読み取っ
て得られる輝度データを濃度データに変換する変換手段
とを備え、 前記記録濃度は、前記記録媒体に記録される
画像の最低濃度と最高濃度の間で正規化された濃度であ
り、前記原稿濃度は、前記基準原稿の最低濃度と最高濃
度の間で正規化された濃度であり、更に、前記原稿輝度
は、前記基準原稿の最低輝度と最高輝度の間で正規化さ
れた輝度であることを特徴とする。
装置を備える画像形成装置が提供される。
濃度データに基づいて記録媒体へ記録された画像の濃度
を測定して得た複数の記録濃度と当該複数の濃度データ
の対応を示す第1情報を算出する。また、階調濃度を有
する基準原稿の濃度を測定して得た原稿濃度と該基準原
稿の輝度を測定して得た原稿輝度の対応を示す第2情報
を算出する。更に、記録濃度と原稿濃度の対応を示す第
3情報を算出する。ここで、上記記録濃度は記録媒体に
記録される画像の最低濃度と最高濃度の間で正規化され
た濃度であり、上記原稿濃度は基準原稿の最低濃度と最
高濃度の間で正規化された濃度であり、上記原稿輝度
は、前記基準原稿の最低輝度と最高輝度の間で正規化さ
れた輝度である。これより、第1、第2、第3情報に基
づいて原稿輝度と前記濃度データの対応を示す第4情報
を算出する。この結果、第4情報に基づいて、画像原稿
を読み取って得られる輝度データを濃度データに変換す
る。
を詳細に説明する。 <実施例1>図1は実施例1の複写装置の主要な構成を
示すブロック図である。尚、複写装置が記録する1ドッ
トは200dpiの解像度であるとする。
うな線形黒ドット濃度で画像を形成する信号を生成す
る。2は記録部であり、基準信号生成生成された線形黒
ドット濃度をLBP記録で記録紙に記録する。3はマク
ベス濃度計であり、記録部2によって記録された線形黒
ドット濃度の濃度を測定する。また、後述する基準原稿
4の濃度も測定する。これらの測定結果により、後述す
る正規化記録濃度値と正規化原稿輝度値を算出する。
ケールを持つ。5は光電変換部であり、基準原稿4の輝
度を測定する。6はA/D変換部であり、光電変換部5
によって得られた輝度の出力電圧をデジタル輝度信号に
変換する。また、測定結果により、後述する正規化原稿
輝度値を算出する。7は輝度濃度変換部であり、算出さ
れた正規化記録濃度値、正規化原稿濃度値、正規化原稿
輝度値を用いて、デジタル濃度値を算出する。そして、
算出されたデジタル濃度値を用いて記録部2で記録する
ことで、複写装置の記録濃度の特性に適した記録を行う
ことができる。
図2のフローチャートを用いて説明する。図2は実施例
1の処理フローを示すフローチャートである。ステップ
S21で、基準濃度信号生成部1より生成された線形黒
ドット濃度を記録部2を介して記録紙に記録する。その
記録例は、図3のようになる。
形黒ドット濃度の濃度をマクベス濃度計3で測定し、図
4のような各階調と濃度の特性を得る。図4は図3の記
録に対してマクベス濃度計による各階調と濃度の特性を
示す図である。ステップS23で、図4の特性に対し、
濃度値を記録紙の地肌濃度と全黒記録濃度との間で63
階調に正規化し、正規化記録濃度値を算出する。その特
性は、図5のようになる。
性を示す図である。ステップS24で、20階調の階調
濃度を有する基準原稿4をマクベス濃度計3で測定し、
図7のような各階調と濃度の特性を得る。図7は20階
調の階調濃度を有する基準原稿に対してマクベス濃度計
による各階調と濃度の特性を示す図である。
準原稿4の地肌濃度と全黒濃度との間で63階調に正規
化し、正規化原稿濃度値を算出する。ステップS26
で、20階調の階調濃度を有する基準原稿4を光電変換
部5で読み取り、読み取られた出力電圧をA/D変換部
6でデジタル輝度信号に変換する。尚、階調濃度と光電
変換部5で読み取られた出力電圧の関係は図8のように
なる。そして、ステップS27で、A/D変換部6より
得られたデジタル輝度信号をA/D変換部6の白基準電
圧値と全黒電圧値の間で63階調に正規化し、正規化原
稿輝度値を算出する。
ステップS25、ステップS27より求められた正規化
記録濃度値、正規化原稿濃度値、正規化原稿輝度値を図
9のように構成し、輝度濃度変換部7で後述する正規化
原稿輝度値をデジタル濃度に変換する処理を行う。ステ
ップS29で、ステップS28の変換処理により、正規
化原稿輝度値からデジタル濃度値を算出する。
マクベス濃度計3で読み取り、読み取ったアナログ電圧
をA/D変換してデジタル輝度信号を求めるときの注意
点を述べる。白基準をプリスキャンすることにより最大
白レベルを補正する読み取り方式においては、A/D変
換部の最大基準電圧は、白基準の白ピーク電圧を用いて
いる。普通、ステップS25で用いる基準原稿4の地肌
濃度の白電圧はA/D変換部6の白基準電圧値と一致し
ないので、基準原稿4の地肌濃度の白電圧と全黒濃度の
全電圧でデジタル輝度信号の正規化を行うと忠実な再現
ができない。
部6の白基準電圧を正規化の基準とすることによって基
準原稿4の地肌濃度の白電圧がA/D変換部6の白基準
電圧と異なっても相対的には同一の濃度傾斜をもって階
調の再現が可能となる。次に図9を用いて、実施例1の
正規化原稿輝度値からデジタル濃度に変換する原理を説
明する。
度変換グラフ。第2象限は、ステップS24〜S27で
求めた正規化原稿輝度値に対する正規化原稿濃度値のグ
ラフ。第4象限は、ステップS23で求めた正規化記録
濃度値に対するデジタル濃度値のグラフ。また、以降、
この特性をもつグラフを輝度濃度変換テーブルと呼ぶ。
録濃度値を正規化濃度値を介して変換するグラフ。上記
の構成から任意の階調における正規化原稿輝度値を指定
し、それに対するデジタル濃度の算出方法を図10のフ
ローチャートに従って説明する。図10は実施例1のデ
ジタル濃度の算出方法を示すフローチャートである。
意の階調の正規化原稿輝度値を指定する。ステップS1
02で、決定された正規化原稿輝度値より正規化原稿濃
度値を指定する。ここでは、図に示すようにポイントA
の階調を指定する。ステップS103で、正規化記録濃
度値を指定する。ここでは、ポイントAから第3象限の
正規化原稿濃度軸に対して水平に移動し、正規化濃度の
直線と交差するポイントBを得る。そして、ポイントB
より折り返して垂直に上に移動し、第4象限の正規化記
録濃度値に対してデジタル濃度値の曲線と交差するポイ
ントCを求める。これが、正規化記録濃度である。
を決定する。ポイントCの正規化記録濃度値とポイント
Aの正規化原稿輝度値より第1象限の求まるポイントX
が、求めるデジタル濃度値である。ステップS105
で、全ての階調におけるデジタル濃度が決定されたかど
うかを判定する。決定されていない場合は(ステップS
105でNO)、ステップS101に戻る。決定された
場合は(ステップS105でYES)、ステップS10
6に進む。
各ポイント間を線形補間して、原稿濃度値全てにわたっ
てデジタル濃度値を求める。その結果、図9の第1象限
に示すような正規化原稿輝度値とデジタル濃度値の特性
が得られる。尚、図3において、例えば、4H、5Aの
濃度は白と黒の比率が50%となっており、黒ドットの
連続パターンがテクスチャーとなって現れてしまう。こ
れは、黒面積濃度はその前後の濃度と連続的に変化して
いるにもかかわらず人間の目には濃度が偏って見えるた
め、濃度が忠実には認識されないのが現実である。よっ
て、ステップS106における各補間値を求めるにあた
って、上記のようにテクスチャーが現れるようなポイン
トは使用しないような階調の選択をする。また、白黒比
率が50%以外でも顕著なテクスチャーが現れる場合
は、そのポイントを使用しないように階調の選択をす
る。
との通信機能を有する複写装置、例えばファクシミリ等
において、送信画像の読み取り時の輝度濃度変換方法に
ついて述べる。不特定多数の通信相手先の記録装置の記
録濃度再現性は測定することができない。よって、でき
るだけ多くの通信相手先の記録装置に汎用できるデジタ
ル濃度をもつ送信画像を送信し、送信画像の階調表現を
良好に再現できるようにすることが望ましい。
正規化記録濃度とデジタル濃度の曲線を直線にすること
により、デジタル濃度と実際の正規化記録濃度が一致す
ると想定して輝度濃度変換を行う。この結果、どの記録
系を持った相手機に対しても、最適な記録濃度再現は望
めないにしても、ある程度の濃度再現が可能にすること
ができる。
り解像度及び記録解像度を可変して行う場合、各解像度
毎に上述した輝度濃度変換を行うことで、各解像度毎に
輝度濃度変換値を用意できるので各解像度において最適
化することができる。以上説明したように、実施例1に
よれば、複写装置の特性に応じて最適な記録濃度で記録
することができるので、より忠実に中間調の画像を再現
することができる。
きる。更には、通信機能を有する複写装置においては、
通信時の輝度濃度変換テーブルを別に用意することによ
って、どの記録濃度特性を持った相手機に対しても、標
準的な記録濃度特性で記録再現できる送信データを生成
することができる。 <実施例2>実施例1では複写装置にマクベス濃度計等
を内蔵して、複写装置における記録濃度の特性を測定し
た後、輝度濃度変換を行っていたが、図2のステップS
21からステップS23より得られる正規化記録濃度
を、予めデータとして、例えば、ROM等の記憶媒体に
記憶させておくことで、複写装置の小型化を図れる。
いて説明する。図12は実施例2の複写装置の主要な構
成を示すブロック図である。121はCPUであり、A
/D変換部124で変換される基準濃度チャートの各階
調の位置の制御を行う。また、制御した各位置に応じた
記録濃度変換ROM122のアドレスを指定する等の各
処理の制御を行う。
のステップS21からステップS23より得られる正規
化記録濃度に対応するデジタル濃度をデータとして格納
しておく。123は輝度濃度変換RAMであり、A/D
変換部124より得る各階調のデジタル輝度信号とそれ
に対応して、記録濃度変換ROM122から与えられる
各階調のデジタル濃度を記憶する。
125により得られるアナログ輝度信号をデジタル輝度
信号に変換する。また、CPU1の指令により、光電変
換部125が基準濃度チャート126の読み取る位置の
制御信号を出力する。125は光電変換部であり、基準
濃度チャート126の各階調の輝度を測定する。
63階調の各階調の濃度値に対して輝度値が指数関数的
に変化する濃度の原稿である。即ち、この基準濃度チャ
ート126は、図9の第2象限のような特性を持たせて
いる。上記の構成を用いて実施例2の処理フローを図1
3のフローチャートを用いて説明する。
を示すフローチャートである。ステップS1301で、
基準濃度チャート126の所定の階調の輝度を、CPU
121の位置制御信号がA/D変換部124を介して光
電変換部125に出力され、所定の階調の輝度を光電変
換部125で測定する。ステップS1302で、光電変
換部125で測定されたアナログ輝度信号を、A/D変
換部124でデジタル輝度信号に変換する。このデジタ
ル輝度信号は輝度濃度変換RAM123の所定の書き込
みアドレスに格納される。
換したデジタル輝度信号の階調に対応するROM濃度ア
ドレスを、CPU121の制御により、記録濃度変換R
OM122に指定する。ステップS1305で、指定さ
れた階調のROM濃度アドレスに対応する正規化記録濃
度のアドレスにおけるデジタル濃度を記録変換ROM1
22より出力し、輝度濃度変換RAM123の所定のア
ドレス(ステップS1303で、デジタル輝度信号が書
き込まれたアドレス)に格納する。
M123の所定のアドレスにデジタル濃度が格納される
と、所定の階調のデジタル輝度信号とそれに対するデジ
タル濃度のデータが得られる。ステップS1307で、
全ての階調における上述のステップS1301からステ
ップS1306が終了したかどうかの判定を行う。終了
と判定された場合は(ステップS1307でYES)、
ステップS1308に進む。終了と判定されない場合は
(ステップS1307でNO)、ステップS1301に
戻る。
S106と同様な線形補間を行う。上記のステップによ
り、得られたデジタル濃度データを、例えば、複写装置
あるいは不特定の相手機との通信機能を有する複写装置
に出力することができる。こうして、読み取りの濃度輝
度変換の非直線性及び記録の濃度変換非直線性が補正さ
れた濃度データがRAM3に書き込まれ記憶される。
22を複写装置に内蔵させて動作させた場合について説
明したが、これに限るものではない。記録濃度変換RO
M122は必ず複写装置に組み込む必要はなく、例え
ば、外部の治具にもつか、あるいは外部から複写装置あ
るいは治具に内蔵するRAMに書き込み入力してもよ
い。
複写装置の記録濃度特性と複写装置に内蔵される原稿を
読み取る読み取り部の読取濃度特性を、予めROM等の
記憶媒体に記録する。その結果、ユーザが予め複写装置
の記録濃度特性や読取濃度特性を測定することなく、複
写装置上で容易にデジタル濃度データを算出することが
でき、中間調の画像を忠実に再現することができる。ま
た、装置の小型化を図ることができる。
システムに適用しても、1つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることはいうまでもない。
好に保ちながらデータ変換を行うデータ変換方法及び装
置および該装置を備えた画像形成装置を提供できる。ま
た、読み取り系から得られる輝度データから記録系の濃
度データへの変換をより精度よく行える。
ク図である。
ある。
生成部によって、生成される線形黒ドット濃度を、LB
P記録で記録紙に記録を行った記録例を示す図である。
調と濃度の特性を示す図である。
である。
0dpiにして、記録した場合の記録に対してマクベス
濃度計による各階調と濃度の特性を示す図である。
マクベス濃度計による各階調と濃度の特性を示す図であ
る。
圧の関係を示す図である。
に変換する輝度濃度変換テーブルを示す図である。
ローチャートである。
する複写装置、例えばファクシミリ等における輝度濃度
変換テーブルを示す図である。
ック図である。
ーチャートである。
Claims (3)
- 【請求項1】 画像原稿を読み取って得られる輝度デー
タを濃度データに変換するデータ変換方法であって、線形に値が増加する複数の 濃度データに基づいて記録媒
体へ記録された画像の濃度を測定して得た複数の記録濃
度と該複数の濃度データとの対応を示す第1情報を算出
する第1算出工程と、 階調濃度を有する基準原稿の濃度を測定して得た原稿濃
度と該基準原稿の輝度を測定して得た原稿輝度の対応を
示す第2情報を算出する第2算出工程と、 前記記録濃度と前記原稿濃度の対応を示す第3情報を算
出する第3算出工程と、 前記第1、第2、第3情報に基づいて前記原稿輝度と前
記濃度データの対応を示す第4情報を算出する第4算出
工程と、 前記第4情報に基づいて、画像原稿を読み取って得られ
る輝度データを濃度データに変換する変換工程とを備
え、 前記記録濃度は、前記記録媒体に記録される画像の最低
濃度と最高濃度の間で正規化された濃度であり、前記原
稿濃度は、前記基準原稿の最低濃度と最高濃度の間で正
規化された濃度であり、更に、前記原稿輝度は、前記基
準原稿の最低輝度と最高輝度の間で正規化された輝度で
ある ことを特徴とするデータ変換方法。 - 【請求項2】 画像原稿を読み取って得られる輝度デー
タを濃度データに変換するデータ変換装置であって、線形に値が増加する複数の 濃度データに基づいて記録媒
体へ記録された画像の濃度を測定して得た複数の記録濃
度と該複数の濃度データとの対応を示す第1情報を算出
する第1算出手段と、 階調濃度を有する基準原稿の濃度を測定して得た原稿濃
度と該基準原稿の輝度を測定して得た原稿輝度の対応を
示す第2情報を算出する第2算出手段と、 前記記録濃度と前記原稿濃度の対応を示す第3情報を算
出する第3算出手段と、 前記第1、第2、第3情報に基づいて前記原稿輝度と前
記濃度データの対応を示す第4情報を算出する第4算出
手段と、 前記第4情報に基づいて、画像原稿を読み取って得られ
る輝度データを濃度データに変換する変換手段とを備
え、 前記記録濃度は、前記記録媒体に記録される画像の最低
濃度と最高濃度の間で正規化された濃度であり、前記原
稿濃度は、前記基準原稿の最低濃度と最高濃度の間で正
規化された濃度であり、更に、前記原稿輝度は、前記基
準原稿の最低輝度と最高輝度の間で正規化された輝度で
ある ことを特徴とするデータ変換装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載のデータ変換装置を備え
る画像形成装置。
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---|---|---|---|
JP12641895A JP3368098B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | データ変換方法及び装置及び該装置を備えた画像形成装置 |
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JPH08321950A JPH08321950A (ja) | 1996-12-03 |
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