JP4439109B2

JP4439109B2 - カラープリンタ較正方法、光学的特性調整パラメータの特徴付け方法及びデジタルカラープリンタの較正に適したプリントシステム

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Publication number: JP4439109B2
Application number: JP2000355168A
Authority: JP
Inventors: ワンシェン−ゴォ; ジェイ．ハリントンスティーブン
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2020-11-22
Also published as: US6435654B1; JP2001189874A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、電子写真式又はインクジェットカラープリンタ等のデジタルカラープリンタを較正するためのシステム及び方法に関し、より詳細には、デジタルカラープリンタを特徴付けるための、デジタルハーフトーン・アルゴリズムに依存しない技術の使用に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルハーフトーン処理は、プリンタ等の出力装置に連続階調の画像を表示するプロセスである。インクジェットプリンタ及び電子写真式「レーザー」プリンタ等の最も一般的なプリンタは、最終的にバイナリモードで演算を行う。これは、プリントされるドットが、二次元の媒体上の特定の位置に存在するか、しないの何れかであることを意味する。従って、デジタルカラープリンタ又はデジタルカラープレス等の画像出力装置により画像がプリントされる前に、連続階調のカラー画像は２進のカラー入力信号にハーフトーン処理される。カラープリンタに送信される２進のカラー入力信号は、各プリントされるドットごとの色のバイナリモードを記述する。一般に、デジタルカラープリンタでは、これらの色は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、及びイエロー（Ｙ）、即ちＣＭＹ、並びにブラック（Ｋ）である。例えば、ＣＭＹデジタルカラープリンタでは、カラードットは、ＣＭＹのバイナリモードに基づいてプリントされる。ＣＭＹの選択された組み合わせは、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）及びブラック（Ｋ）、又は色が存在しないことを示すホワイト（Ｗ）を含む他の色を生成することができる。従って、各プリントされるカラードットには、ＣＭＹＲＧＢＫＷの８通りの可能な組合せが存在する。
【０００３】
現在使用されているカラープリンタのほとんどは、使用する前に較正される。較正は、所定の入力カラーがプリント画像により適切に表現されるように、カラープリンタへ送信されるカラー入力信号のしきい値を設定するプロセスを意味する。例えば、入力カラー信号がしきい値を超える場合は、対応するドットがプリントされ、超えない場合は、ドットはプリントされない。この較正の工程は、例えばプリント媒体が変更される場合等の、デジタルカラープリンタのプリント環境が変更される度に行われる。また、一定して質の高いプリンタ出力を保証するために、較正工程は毎日又は毎週等、定期的に実行されることが可能である。較正プロセスでは、カラー入力信号のしきい値を修正するために用いられるデータのセットを準備するために、カラープリンタを特徴付けることが必要である。従って、一連のカラーパッチが、カラープリンタにより媒体上にプリントされ、このカラーパッチの光学的特性が、カラープリンタを特徴付けるために測定される。
【０００４】
現在では、ほぼ全ての色較正方法が、ハーフトーン・アルゴリズムに依存している。詳細には、あるハーフトーン・アルゴリズムを用いて実行された較正は、色の正確さを損なわずに別のハーフトーン・アルゴリズムに適用されることは不可能である。グレースケール及びカラープリンタのための、ハーフトーン・アルゴリズムに依存しない較正技術は、従来技術において説明されているが、高品質の色再現は達成されていない。このような技術の例は、その内容が参考文献として本明細書に組み入れられる、以下で挙げられる特許及び出版物で説明されている。
【０００５】
本発明の発明者による米国特許第5,469,267号には、特定のデジタルプリンタによりもたらされるプリントされたドットのオーバーラップ（部分的な重なり）の結果としての連続階調画像に対応するデジタル画像信号を補正するための２×２（２行２列）のハーフトーン補正システムが記載されている。ドットのオーバーラップ補正は、仮想スクリーンをプリンタにより生成されるドットパターンに重ね合わせることにより達成され、このような状態でプリンタのドットは、このスクリーンの網の目を画定する直線が直交する点に記録される。このセンタリング手法は、プリントされたドットのオーバーラップを、２×２のマトリックスにより限定することを可能にするので、プリンタの特徴付けのため、及びこのプリンタにより生成されるハーフトーンプリントのドットのオーバーラップ補正のために、７通りのテストパターンのみが必要とされる。
【０００６】
これもまた本発明の発明者による米国特許第5,748,330号には、構成テストパッチ及びユール−ニールセンの方程式を用いてデジタルプリンタを較正する方法が記載されている。デジタルプリンタのハードウェア及びソフトウェアを較正するための技法は、プリントシステムを完全に特徴付ける７つの構成テストパッチを作成し、その後、これらの７つのテストパッチの実際の反射率を測定することに基づいている。インク被覆面積は、デジタルプリンタにより直接制御されることが可能なパラメータであるので、測定された反射率はその後、ユール−ニールセンの方程式により、各構成テストパッチのインク被覆面積特性を表わす値へ変換される。この変換ステップは、ハーフトーン領域の反射率と、ハーフトーン領域上のインク被覆面積との間の非線形の関係を考慮する。
【０００７】
上述の米国特許に加えて、本発明の発明者が執筆した論文「デジタルハーフトーン処理のためのアルゴリズム独立の色較正（Algorithm-Independent Color Calibration for Digital Halftoning）」（第４回カラーイメージング協議会（1996年）のＩＳ＆Ｔ／ＳＩＤの会報）には、デジタルハーフトーン処理のためのハーフトーンアルゴリズムに依存しない色較正を提供する、２×２のピクセルパターンの測定に基づく方法が記載されている。この方法では、画像に対応する２進のＣＭＹ（Ｋ）カラー信号が、プリンタの解像度のレベルで、ＣＩＥＸＹＺ色空間にマッピングされることが可能である。従って、任意の２進のＣＭＹ（Ｋ）カラー画像が、標準の色空間に連続階調画像として描写されることが可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
テストパッチの測定された光学的特性と、予測された光学的特性との差は、カラープリンタの出力カラーを予測する際の色差の客観的な尺度である。上述の論文に示されるように、上述の２×２のセンタリング技法による１２５個のテストパッチの測定された光学的特性と、予測された光学的特性との平均差は約５．０であり、１２５サンプルの中のテストパッチの測定された光学的特性と、予測された光学的特性との最大差は約１１．０である。テストパッチの測定された光学的特性と、予測された光学的特性との平均及び最大差の上述の値は、概して不十分であり、一般に、再現が不十分なカラー画像を結果としてもたらす。従って、デジタルプリンタによりプリントされるテストパッチの光学的特性をより正確に予測するために、テストパッチの測定された光学的特性と、予測された光学的特性との平均及び最大差の値を改善させる技術が必要である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、カラープリンタでプリントされるカラーパッチの光学的特性を正確に予測するための、デジタルカラープリンタの較正方法及びシステムを提供する。本発明は、ハーフトーン・アルゴリズムに依存せずに、デジタルカラープリンタを特徴付けるために、２×２のピクセルパターンの測定に基づく。この方法では、全てのプリントされるドットが、重ね合わせられることが可能な仮想グリッド又は座標系の交点に配置される。本発明は、デジタルカラープリンタでプリントされる選択されたテストパッチの光学的特性を正確に予測するために、プリント媒体における光散乱を効果的に考慮する、２×２のパターンの更なる操作を提供する。結果として、本発明は、ハーフトーンプリントの色をより正確に予測するプリンタ較正技法をもたらす。
【００１０】
本発明の一態様では、デジタルカラープリンタを較正するための方法が提供される。この方法では、ハーフトーン・アルゴリズムに依存せずに、デジタルカラープリンタの特徴付けをもたらすために、複数の要素ハーフトーンカラーパッチが、２×２のセンタリング技法に基づいて生成される。この２×２技法では、各要素ハーフトーンカラーパッチは、仮想の重ね合わせられることが可能なグリッドに対するドットのパターンを表わす。プリンタにより媒体上にプリントされる要素ハーフトーンカラーパッチの反射率等の光学的特性が測定される。要素ハーフトーンカラーパッチの光学的特性が測定された後に、この測定された特性は、少なくともその媒体に関連付けられた任意の値により補償される。その結果として、ハーフトーン・アルゴリズムに従って生成された１つ又は複数の任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性を、要素ハーフトーンカラーパッチの補償された光学的特性に基づいて予測することが可能である。
【００１１】
本発明の別の態様では、デジタルカラープリンタを較正するためのシステムが提供される。このシステムは、ハーフトーン・アルゴリズムに依存せずにデジタルカラープリンタを特徴付ける、２×２のパターンに従って生成される複数の要素ハーフトーンカラーパッチに基づいて演算する。２×２のパターンでは、各要素ハーフトーンカラーパッチが、仮想の重ね合わせられることが可能なグリッドに対するドットのパターンを表わす。媒体上にプリントされる要素ハーフトーンカラーパッチの光学的特性が測定され、ルックアップテーブルに格納される。ルックアップテーブルに格納された要素ハーフトーンカラーパッチの光学的特性は、少なくともその媒体の光学的特性を考慮する補償値により変換される。その結果として、ハーフトーン・アルゴリズムに従って生成された任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性を、要素ハーフトーンカラーパッチの補償された光学的特性に基づいて計算することが可能である。
【００１２】
本発明では、任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性の予測における正確さが、媒体における光散乱を考慮することにより改善される。正確さは、テストパッチの測定された光学的特性と、予測された光学的特性との平均差及び最大差として定義されることが可能である。従って、本発明により、特定のカラープリンタのカラー出力の予測における正確さは、媒体の光散乱を考慮し、且つ補償値を提供することにより、それぞれ４．９及び１２．４から３．０及び５．８に改善されている。その結果、プリンタのハーフトーンカラー出力の光学的特性の予測における正確さの向上により、カラープリンタの較正は、高効率で実行されることが可能であり、また入力画像の正確なフルスケールの色再現を達成することが可能である。
【００１３】
本発明の例示的な実施の形態は、添付図面に関連して、以下で説明される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、ハーフトーン・アルゴリズムに依存せずにデジタルカラープリンタの特徴付けをもたらす要素ハーフトーンカラーパッチのセットを導き出すために、２×２のセンタリング技法を用いることによりデジタルカラープリンタを較正するためのシステム及び方法を提供する。要素ハーフトーンカラーパッチのセットは、２進の画像入力信号としてカラープリンタに送信される。その後、プリンタは、選択されたインクにより特定の媒体上に要素ハーフトーンカラーパッチをプリントする。一旦、媒体上に配置されると、要素ハーフトーンカラーパッチの反射率等の特定の光学的特性が、比色計等の任意の適切な測定機器を用いて測定される。比色計は、要素ハーフトーンカラーパッチの光学的特性を測定する。測定された光学的特性は、三刺激値で表わされることが可能であり、これらの値は第１の記憶装置に格納される。
【００１５】
デジタルカラープリンタによりその後プリントされる画像の期待される又は予測される光学的特性を決定するために、プリントプロセスに関連する所定の選択パラメータを決定する必要がある。本発明は、デジタルカラープリンタにより用いられる特定のタイプのプリント媒体又はインクを補償するために、要素ハーフトーンカラーパッチに関連付けられた測定された三刺激値を調整又は変更するために用いられることが可能である。本発明は、要素ハーフトーンカラーパッチの測定され格納された光学的特性値を、選択された補償値により調整、修正又は変更することにより、媒体の光学的特性を調整、修正又は補償することができる。調整又は補償された値は、その後、第２の記憶装置に格納される。
【００１６】
本発明は更に、任意のカラー入力値をハーフトーン処理することにより生成される任意のハーフトーンカラーパッチのセットの選択をもたらす。任意のハーフトーンカラーパッチは次に、複数の要素ハーフトーンカラーパッチに分解される。任意のハーフトーンカラーパッチの期待又は予測された光学的特性は、要素ハーフトーンカラーパッチに関連付けられた調整又は補償された光学的特性値を用いることにより計算されることが可能である。任意のハーフトーンカラーパッチは次に、デジタルカラープリンタにより媒体上にプリントされ、プリントされた任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性が比色計により測定される。プリントされた任意のハーフトーンカラーパッチの測定された光学的特性は次に、それらの間の差を決定するために、任意のハーフトーンカラーパッチの計算された光学的特性と比較される。より詳細には、本発明は、測定値との誤差を最小限にするために、要素ハーフトーンカラーパッチの計算された光学的特性値の調整、変更、又は修正をもたらす。これは、実際にプリントされる色のより的確な予測を可能にし、デジタルカラープリンタによってプリントされる画像の品質を向上させるために使用されることが可能である。
【００１７】
色較正は一般に、各カラープリンタで各プリント媒体ごとに必要とされるので、本発明は、２×２のセンタリング技法及び光散乱補償技法を用いるカラープリンタ較正技法を提供する。図１は、本発明の教示内容に従って、デジタルカラープリンタを較正するためのプリントシステム１００の概略ブロック図である。図示されるプリントシステム１００は、ハーフトーン・アルゴリズムに依存せずにプリンタ１０３を特徴付ける２×２のセンタリング技法に従って、要素ハーフトーンカラーパッチを生成するためのキャリブレータ１０１を含む。カラーパッチがプリンタ１０３により媒体１０５上にプリントされた後に、媒体１０５上にプリントされた要素ハーフトーンカラーパッチの光学的特性が比色計１０７により測定され、キャリブレータ１０１に送り返される。キャリブレータ１０１は、並行して、媒体によりもたらされる光散乱を考慮している間に、要素ハーフトーンカラーパッチの測定された光学的特性を色値に変換する。これは、例示的に入力補償値γで表わされ、この値は、カラーパッチの予測された光学的特性を実際に測定されたパッチ（の光学的特性）へより近づけるために、プリント媒体及び／又はインクの関数として変更又は調整されることが可能である。γ値は、表等の任意の適切な記憶装置に格納されることが可能である。キャリブレータ１０１もまた、要素ハーフトーンカラーパッチの変換された光学的特性を、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、電気的消去プログラム可能な読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、又は同様の記憶デバイス等の適切な記憶デバイスに格納する。
【００１８】
キャリブレータ１０１は、プリンタ１０３のハーフトーン・アルゴリズムに従って、任意のハーフトーンカラーパッチを生成する。キャリブレータ１０１は、幾つかの任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性を、その任意のハーフトーンカラーパッチに含まれる要素ハーフトーンカラーパッチの光学的特性を加算することにより計算する。キャリブレータ１０１は、プリンタ１０３に送信される画像信号を生成し、このプリンタ１０３は次に、媒体１０５上に任意のハーフトーンカラーパッチをプリントする。媒体１０５上にプリントされた任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性が、任意のハーフトーンカラーパッチの計算された光学的特性と測定された光学的特性との差を決定するために、比色計１０７により測定される。図１には、キャリブレータ１０１及びプリンタ１０３が別々に示されているが、キャリブレータ１０１がプリンタ１０３に含まれることが可能であることを、当業者は理解するであろう。更に、カラープリンタを自動的に較正するために、希望に応じて、比色計１０７もまた、プリンタ１０３に含まれることが可能であることを、当業者は理解するであろう。従って、結果として得られるプリントシステム１００は、統合プリントシステムであってよい。
【００１９】
本発明のプリント１０３は、電子写真式及びインクジェットプリントシステム、並びに他の既存のプリント及び複写システムを含む、任意の従来のプリンタ又は複写システムを含み得る。ある実施の形態では、プリンタ１０３は、デジタルカラープリンタである。
【００２０】
任意のハーフトーンカラーパッチのセットのカラー出力の予測の正確さは、媒体に関連付けられた光散乱を考慮すること、及びこの散乱を、要素ハーフトーンカラーパッチのセットの測定された光学的特性を補償値又は調整パラメータγにより調整、修正又は変更することにより補償すること、により向上する。プリンタ１０３の較正は、カラープリンタのカラー出力の予測における改善された正確さのため、高効率で実行されることが可能である。
【００２１】
一般に、理想化されたカラープリンタを仮定すると、理想化されたカラープリンタの較正は、比較的単純である。理想化されたプリンタは、全てのドットを完全な正方形状にプリントすると想定され、隣接するドット間にオーバーラップ部分をもたらさない。図２（Ａ）は、隣接するドット同士がオーバーラップしない完全な正方形状のドットを示す、理想化されたプリンタにより生成されるハーフトーンカラーパッチの例である。ハーフトーンパターンで用いられる４種の異なるピクセルが、完全な正方形として示される。ＣＭＹハーフトーンカラープリンタは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）、ブラック（Ｋ）及びホワイト（Ｗ）の８色の可能なカラー出力を有するので、８種の異なるべた色（solid colors）によりプリントされる８種のパッチが測定され、任意のカラーピクセルの組合せを正確に描写するために使用されることが可能である。
【００２２】
しかしながら、従来のカラープリンタは、理想化されたカラープリンタとは異なる。図２（Ｂ）は、隣接するドット同士がオーバーラップしている円形のカラードットを示す、物理的なカラープリンタにより生成されるハーフトーンパッチの例である。一般に、実際のハーフトーンプリンタによりプリントされる全てのドットは、完全な正方形ではなく、隣接するドット同士は互いにオーバーラップする傾向がある。別のプリンタは、又は同じプリンタでも異なるタイプの媒体を用いると、異なる形状及びサイズのドットを生成し、これらのドットは異なる量のオーバーラップをもたらすので、このオーバーラップは、各カラープリンタの特性である。図示されるドットは、色を示すために陰影をつけられ、オーバーラップ領域を示すことに関して美的処理が施されているが、これは単に明確にするために示されている。オーバーラップしているカラードットは、標準のカラー技法と一致する他の色を生成することが可能であることを当業者は容易に理解するであろう。この美的処理は、ハーフトーンパッチのオーバーラップしたカラー領域を示す全ての図にわたって施されている。
【００２３】
更に、従来のカラープリンタにより生成されるドットは、理想化された出力として定義される正方形のピクセルの中心に配置される。各正方形のピクセルの平均の光学的なカラー特性は、特定のピクセルの中心に置かれるドットのみでなく、周囲のドットにもまた依存する。図２（Ｂ）に示されるオーバーラップしたモデルにおいて、少なくとも８個のじかに隣接するドットが示されている。各ドットは８種の可能な色を有するので、３×３のドット構造における全ての可能な組合せの総数は、８⁹、即ち134,317,728である。３×３のドット構造における可能なカラーパターンのこの非常に大きな数は、実際のカラープリンタを効率的に較正するには大き過ぎる。この問題を克服するために、前述され本明細書に参考文献として組み入れられた米国特許第5,469,267号及び米国特許第5,854,882号に記載されているような２×２のセンタリング技法は、この２×２のセンタリング技法を用いることによりハーフトーン・アルゴリズムに依存せずにグレースケール及びカラー較正を実行する。
【００２４】
図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）に対して２×２のセンタリング技法を例示する白黒で示されるカラープリンタにより生成されるハーフトーンパッチの例である。図２（Ｂ）に示される同じドットパターンは、シフトされた座標系に関連付けられており、従って、各ドットは図２（Ｃ）では座標系の交点に配置される。各正方形のピクセルの光学的カラー特性は、各ピクセルのコーナーに配置される４つのドットにより完全に特定されることができる。従って、全てのオーバーラップの可能性の総数は、カラープリンタを効果的に較正する程度まで減少させることが可能である。
【００２５】
図３は、２×２のセンタリング技法を例示するグリッド（パッチの一部ではない）を重ね合わせられたハーフトーンカラーパッチの別の例である。ドットにより示されるように、カラープリンタの物理的な出力は、グリッドとして示される仮想の座標系により位置合わせされる。仮想座標又はグリッドは、全てのドットが、グリッドにより定義される正方形の領域、即ちピクセルの中心に位置される代わりに、グリッドの水平及び垂直軸の交点に配置されるように定義される。各ドットがＣＭＹカラープリンタのために、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）、ブラック（Ｋ）、及びホワイト（Ｗ）の８種の可能なカラー入力を有すると考えると、全ての可能な２×２のセンタリング構造、即ち２×２のオーバーラップパターンの総数は、８⁴、即ち４０９６である。
【００２６】
全てのドットが垂直及び水平軸の両方に関して対称的な、例えば円形又は楕円形等の形状を有すると仮定すると、多くのオーバーラップパターンは、他の鏡像である。図４（Ａ）は、互いの鏡像であるカラードットの４つの異なるオーバーラップパターンの例である。その結果、図４（Ｂ）に示される、正方形のピクセル内の４つのオーバーラップ構造の平均の光学的カラー特性は、同一である。この対称性を考慮すると、平均カラーアピアランス（例えば、光学的カラー特性）に関すると、１０７２個のみの独立したオーバーラップ構造が存在することを、当業者は容易に理解するであろう。これらの色の全ては、１０７２個の２×２のパッチから直接測定されることが可能である。
【００２７】
あらゆるハーフトーンカラーパッチが、１０７２種の要素ハーフトーンカラーパッチの中の１つ又は複数の組合せとして表現されることが可能であるので、プリンタ１０３により生成可能な１０７２種のカラーパッチは、本明細書では要素ハーフトーンカラーパッチと呼ばれる。以下で詳細に説明されるように、その後プリンタ１０３により生成される如何なるタイプのハーフトーンパターンも、要素ハーフトーンカラーパッチの組合せとして描写されることが可能である。即ち、１０７２種の要素ハーフトーンカラーパッチのみが、プリンタ１０３を完全に表現するために必要とされる。
【００２８】
図５は、図１のプリントシステム１００の概略ブロック図であり、キャリブレータ１０１の動作、機能及び構造をより詳細に示している。同一部品を示すために同一の参照番号が、全ての図面にわたって用いられる。プリントシステム１００は、ハーフトーン・アルゴリズムに依存せずにデジタルプリンタの特徴付けを行うために、上述のような要素ハーフトーンカラーパッチのセットに基づいて演算を行う。要素ハーフトーンカラーパッチ内の全てのピクセルは、ピクセルのコーナーに配置されるドットにより特定されるので、要素ハーフトーンカラーパッチは、プリンタ１０３に関連付けられたハーフトーン・アルゴリズムに関わらず、プリンタ１０３を特徴付けるために生成されることが可能である。本発明の例示されるプリントシステム１００は、ＣＭＹ色空間の１０７２種の要素ハーフトーンカラーパッチ（ＥＨＣＰ）５０１に関して以下で説明される。しかしながら、本発明は、３色のＣＭＹプリンタばかりでなく、２色又は４色のカラープリンタでも実施されることが可能であることは当業者には理解されるであろう。また、他のセットの要素ハーフトーンカラーパッチが、２色又は４色のカラープリンタで生成されることが可能であることを当業者は理解するであろう。
【００２９】
１０７２種の要素ハーフトーンカラーパッチ５０１のセットは、２×２のセンタリング技法により生成され、プリンタ１０３により媒体１０５上にカラーでプリントされる。１０７２種の要素ハーフトーンカラーパッチは、例えば、４００×４００ＤＰＩモードのＸＥＲＯＸ５７９０（商標）カラーレーザープリンタ等のプリンタ１０３により生成されることが可能であるが、このプリントで再現される必要はない。２進信号は、プリンタ１０３のハーフトーン・アルゴリズムとは独立している。要素ハーフトーンカラーパッチの全ての個別パターンのために、ハーフトーンパッチの２進信号が、ハーフトーン・アルゴリズムに関わらず、デジタルカラープリンタに入力される。プリントされるカラーパッチは、対応する２×２のドットパターンを水平及び垂直の両方向に周期的に繰返す。各プリンタは、これらのカラーパターンの特定の出力により特徴付けられる。
【００３０】
媒体１０５上にプリントされる各要素ハーフトーンカラーパッチの光学的特性は、比色計１０７により測定される。カラーパッチの光学的特性は、反射又は透過スペクトルにより表現されることが可能である。本発明の実施の形態は更に、ＣＩＥ色空間値により色の光学的特性を表現する。要素ハーフトーンカラーパッチに対する比色計１０７の結果として得られる反応は、ＣＩＥＸＹＺ三刺激値で表現されることが可能である。また、測定は、任意の他の適切な色空間で実行されることが可能である。要素ハーフトーンカラーパッチの光学的特性の測定値は、比色計１０７への入力パラメータの適切な選択に基づいて、ＲＧＢ、ＣＩＥＬ^*ａ^*ｂ^*、又は任意の他のＣＩＥ色空間値で表現されることが可能であることを、当業者は理解するであろう。
【００３１】
色空間は、それにより色を特定することが可能な方式／メソッドである。ＣＩＥＸＹＺ色空間は、人間の目により知覚されることが可能な全ての色を、色空間内に表示するために、国際照明委員会（ＣＩＥ）により開発された。人間の目が知覚することができる任意の色は、三原色又は刺激であるレッド、グリーン及びブルーの混合と考えることが可能であるので、ＣＩＥは、色を構成する三原色の割合を推定するために、スペクトルの個々のデータポイントを用いる。結果は、３個の値、即ち、三刺激値Ｘ（レッド）、Ｙ（グリーン）及びＺ（ブルー）であり、これらはしばしば、黒いオブジェクトに対しては０の値を有し、白又は無色のオブジェクトに対しては１０００を有するようにスケーリングされる。ＣＩＥＸＹＺのカラーシステム（表色系）において、色のレッド構成要素は、座標面のｘ（水平）軸に沿って配置され、グリーン構成要素は、ｙ（垂直）軸に沿って配置される。ＣＩＥの色標準の基となる三原色ＸＹＺは、想像上のものであり、物理的に存在するわけではない。これらの仮想三原色は、人間の目により知覚可能な全ての色が色空間内に存在するように選択されている。色はその色度（ｘ及びｙ）によって完全に定義されないので、ＣＩＥＬ^*ａ^*ｂ^*色空間において、輝度が色に加えられる。輝度係数もまた、ＣＩＥＬ^*ａ^*ｂ^*色空間内で特定されなければならない。色は、それがｘ及びｙの値、並びに輝度係数を含有する場合にのみ、十分に表現される。
【００３２】
多くの既存のプリンタモデルを用いると、ＣＭＹカラープリンタの出力は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）、ブラック（Ｋ）及びホワイト（Ｗ）の８色の基本の色の線形又は非線形の組合せとして表現される。ノイゲバウワーの方程式は、ＸＹＺ及びＣＭＹ三色表色系間の関係をＣＩＥの共通の色空間で定義する、色予測の基本関数である。ノイゲバウワーの方程式を用いることにより、プリンタは、出力カラーを以下の方程式に従ってＣＩＥＸＹＺ色空間内で表現することができる。
【数１】

【００３３】
方程式１ｘ乃至１ｚにおいて、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の値は、ＣＩＥＸＹＺ色空間における出力カラーの三刺激値である。更に、ａ_c及び（Ｘ_c，Ｙ_c，Ｚ_c）は、シアンの面積比及び三刺激値であり、他の原色に関しても同様に表わされる。ＣＩＥＸＹＺ三色表色系は、ＣＩＥＬ^*ａ^*ｂ^*三色表色系に一対一対応されるので、ノイゲバウワーの方程式は、Ｌ^*ａ^*ｂ^*三色表色系とＣＭＹ三色表色系との間の関係を示す方程式としても定義されることが可能であることは、当業者により理解されるであろう。
【００３４】
物理的なカラープリンタにおけるドットのオーバーラップのために、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）、ブラック（Ｋ）及びホワイト（Ｗ）の正確な面積比を上述の方程式１ｘ乃至１ｚを用いて決定するのは難しく、特に、プリンタの解像度レベルに近い小面積に関しては尚更である。２×２のセンタリング技法を用いて、１０７２種の要素ハーフトーンカラーパターンの全てが、独立した原色として考えられることが可能である。例えば、図６に示されるハーフトーンカラーパッチ全体は、図４（Ｂ）に示されるたった１つの基本構造と、その鏡像とから構成される。１０７２種の要素ハーフトーンカラーに基づいて、任意のＣＭＹドットの組合せの平均光学的特性は、以下の方程式に従って表現されることが可能である。
【数２】

【００３５】
方程式２ｘ乃至２ｚにおいて、ａ_i及び（Ｘ_i，Ｙ_i，Ｚ_i）は、２×２のオーバーラップパターンにおける１０７２種の要素ハーフトーンカラーパッチの面積比及び三刺激値である。面積比は、２×２のオーバーラップ構造におけるピクセル数としてカウントされることが可能であるので、方程式２ｘ乃至２ｚは、以下のように書くことも可能である。
【数３】

【００３６】
方程式３ｘ乃至３ｚにおいて、Ｎは２×２のオーバーラップ構造内のピクセルの総数であり、ｎ_iは、各基本の２×２のオーバーラップパターンと全ての対応する対称画像の発生回数の合計である。結果として、各要素ハーフトーンカラーパターンの光学的特性が測定されると、視覚に訴えるあらゆる任意のハーフトーンカラーの光学的特性が、その任意のハーフトーンカラーパッチの領域内に含まれる要素ハーフトーンカラーパッチの光学的特性を加算することにより算出され得る。
【００３７】
１０７２種の要素ハーフトーンカラーパッチの測定された光学的特性（例えば、反射率）は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）５０７等の第１の記憶装置に格納される。第１のＬＵＴ５０７に格納された光学的特性は、あらゆる任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性を算出するために繰り返し使用されることが可能である。
【００３８】
第１のＬＵＴ５０７に格納された要素ハーフトーンカラーパッチの光学的特性が任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性を計算するために用いられる前に、第１のＬＵＴ５０７に格納された要素ハーフトーンカラーパッチの光学的特性は、媒体１０５の光学的特性を考慮するために補償装置５０９により補償される。補償装置５０９は、プリンタにより生成されるあらゆる任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性を予測するための正確さ又は能力を向上させるために、媒体の光学的特性を補償する。第１のＬＵＴ５０７に格納された要素ハーフトーンカラーパッチの測定された光学的特性は、補償値又は調整パラメータγの選択により、媒体での光散乱を考慮する補償値に変換される。例えば、第１のＬＵＴ５０７に格納された要素ハーフトーンカラーパッチの三刺激値Ｘ_i、Ｙ_i、Ｚ_iは、補償値γ（γ_X，γ_Y，γ_Z）に従って、次のＡＡの値に変換される。
【数４】

【００３９】
この目的では、補償値γは、補償装置５０９への入力である。補償装置５０９に入力される補償値γはまた、媒体上にハーフトーンカラーパッチをプリントするために使用されるインクの種類を考慮する。補償の理論的背景は、以下で詳細に説明される。
【００４０】
米国特許第5,748,330号では、媒体での（光）散乱に起因する光学的ドットの増加を補償するために、２×２のブラック／ホワイト（Ｂ／Ｗ)プリンタモデルへのユール−ニールセンの方程式の適用について説明されている。Ｂ／Ｗプリンタのためのユール−ニールセンの方程式は、次の方程式により導かれる。
【数５】

【００４１】
方程式４において、ｒ_p及びｒ_iは、それぞれ、媒体自体の反射率及びインクにより完全に被覆された媒体の反射率である。更に、ａは、インクにより被覆されたわずかな面積であり、ｒは結果として得られる反射率である。パラメータｎは、定数と考えられることが可能であり、この値は、媒体及びインクの光学的特性に依存する。
【００４２】
ユール−ニールセンの方程式の方程式２ｘ乃至２ｚへの適用は、方程式２ｘ乃至２ｚを次のように変更する。
【数６】

【００４３】
方程式５ｘ乃至５ｚにおいて、ａ_i及び（ＡＡ）は、媒体における光散乱を考慮する２×２のオーバーラップパターンにおける各要素ハーフトーンカラーパッチの面積比及び三刺激値である。面積比ａ_iは、２×２のオーバーラップ構造内のピクセル数でカウントすることが可能であるので、方程式５ｘ乃至５ｚは、次のように書くこともできる。
【数７】

【００４４】
方程式６ｘ乃至６ｚにおいて、Ｎは２×２のオーバーラップ構造内のピクセル総数であり、ｎ_iは２×２のオーバーラップパターン及び全ての対応する対称画像において各要素ハーフトーンカラーパッチが発生する総回数であり、γは補償値である。結果として、視覚に訴えるあらゆる任意の色の光学的特性は、任意のカラーパッチの領域内に含まれる補償された三刺激値（例えば、要素ハーフトーンカラーパッチの光学的特性）を加算することにより媒体の光散乱を考慮することができる。この四則演算は、方程式６ｘ乃至６ｚに従って、計算ステージ５１７で実行されることが可能である。
【００４５】
ユール−ニールセンの方程式の別の適用として、特定のプリンタの出力カラーを、次の方程式により導かれる分光反射率で表現することが可能である。
【数８】

【００４６】
方程式７において、ｒ(λ)は分光反射率である。要素ハーフトーンカラーパッチの刺激値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、公知のカラーパッチの反射率及び三刺激値の関係を用いて測定された分光反射率から計算されることが可能である。分光反射率を適用すると、色は反射スペクトルに含まれる多量のデータによって正確に表現される。その一方で、分光反射率の適用は、反射スペクトルに含まれるデータを管理するために計算ステップを用いる。
【００４７】
散乱補償値（γ_X，γ_Y，γ_Z）は、プリント媒体及び特定のカラープリンタのインクにより変化するパラメータであり、１０７２種の基本パターンの任意の組合せであり得る選択されたハーフトーンパッチを用いる際に、方程式５ｘ乃至５ｚ及び６ｘ乃至６ｚにより決定されることが可能である。
【００４８】
次に、最適な補償値γを決定する方法について説明する。補償装置５０９は、第１のＬＵＴ５０７に格納された要素ハーフトーンカラーパッチの測定された光学的特性又は三刺激値（Ｘ_i，Ｙ_i，Ｚ_i）を、あらゆる任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性を予測する能力を向上させるために、媒体における光散乱を考慮する補償値（ＡＡ）に変換する。値（γ_X，γ_Y，γ_Z）は、Ｃテスタ５２１により生成され、Ｃテスタ５２１は次に、それらの値が媒体上のインクの光学的特性をどの程度適切に予測するかを判断する。多数の可能なγ値を試すことにより、テスタ５２１は最適な値を決定することが可能である。要素ハーフトーンカラーパッチの補償された光学的特性は、任意のハーフトーンカラーパッチの色を予測するために用いられる。任意のハーフトーンパッチの光学的特性を計算する際に、１０７２種の要素ハーフトーンカラーパッチの補償された光学的特性を使用するために、１０７２種の要素ハーフトーンカラーパッチの補償された光学的特性又は三刺激値は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）５１１等の第２の記憶装置に格納されることが可能である。第２のＬＵＴ５１１に格納された光学的特性は、あらゆる任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性を計算するために繰り返し用いられることが可能である。
【００４９】
本発明の例示的な実施の形態において、任意のハーフトーンカラーパッチ（ＡＨＣＰ）５１３は、ハーフトーン・アルゴリズムに従って、所望の光学的特性のハーフトーン領域に対応して生成されることが可能である。図７は、任意のハーフトーンカラーパッチを生成するためのシステムの概略ブロック図である。任意のハーフトーンカラーパッチは、ランダムなＣＭＹカラー入力値をＣＭＹカラー入力サンプラ７０１によりサンプリングすることによりデジタル生成されることが可能である。各ＣＭＹ入力は、８ビットのサイズで、０乃至２５５の範囲である。例えば、ＣＭＹカラー入力値が、０、８５、１７０及び２５５でそれぞれサンプリングされると、６４種の異なるＣＭＹカラー入力を選択することが可能である。ＣＭＹカラー入力値が、０、６４、１２８、１９２及び２５５でそれぞれサンプリングされる場合は、１２５種の異なるハーフトーンパターンを生成することが可能であることを、当業者は理解するであろう。
【００５０】
任意のＣＭＹカラー入力値が決定されると、対応するハーフトーンパッチが、プリンタのハーフトーン・アルゴリズムに従って生成される。例えば、ハーフトーン処理ユニット７０３は、パッチがプリンタによりプリントされる前に、ハーフトーンパッチを処理するために、ハーフトーン・アルゴリズム（例えば、ハーフトーン・スクリーン・アルゴリズム又は誤差分散アルゴリズム等）を用いることができる。ハーフトーン・スクリーン・アルゴリズムは一般に、ソース画像をディザーマトリックスを用いてしきい値処理する。マトリックスは、ソース画像上に繰り返し配置される。画像のピクセル値がマトリックス内の値を超える全ての位置で、出力画像上のドットが充填される。一方、誤差分散アルゴリズムは、ソース画像の各ピクセルを順次横切る。各ピクセルはしきい値と比較され、ピクセル値がしきい値を超える場合は、２５５が出力され、超えない場合は、０が出力される。誤差（入力ピクセル値と出力値との差）は、近傍に分散される。誤差分散アルゴリズムは、入力ピクセルのみでなく、その近傍にも作用するので、近傍演算である。一般に、近傍演算は、点演算よりも高い質をもたらす。
【００５１】
図５を再度参照すると、プリンタ１０３のハーフトーン・アルゴリズムに従って生成された任意のハーフトーンカラーパッチは、各任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性を計算するために、パーザ５１５により要素ハーフトーンカラーパッチの組合せに分割されることが可能である。各任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性は、γテスタ５２１からのγ値のセットに関する第２のルックアップテーブル（ＬＵＴ）５１１に格納された要素ハーフトーンパッチの補償された光学的特性又は値に基づいて、計算又は決定されることが可能である。例えば、計算ステージ５１７は、任意のハーフトーンカラーパッチの予測光学的特性を計算するために補償値を使用する。方程式５ｘ乃至５ｚ及び６ｘ乃至６ｚにおける非線形演算は、２×２のパターンにおけるオリジナルの１０７２種の要素ハーフトーンカラーパッチの補償値（ＡＡ）及び予測された（Ｘ，Ｙ，Ｚ）値の最終的な結果を決定するためのみに用いられる。補償値（ＡＡ）は、このプリンタモデルの多数のアプリケーションにおいて、第２のＬＵＴ５１１に格納されるので、計算ステージ５１７は、第２のＬＵＴ５１１に格納された値に対する線形演算のみを実行し、その後、ルックアップテーブルにより取得することが可能な指数関数が求められる。
【００５２】
各任意のハーフトーンパッチの光学的特性の計算に加えて、各任意のハーフトーンカラーパッチもまた、プリンタ１０３により媒体１０５上にプリントされる。カラープリンタによりプリントされる各任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性は、比色計１０７により測定される。上述のように、比色計１０７の結果として得られる反応は、ＣＩＥＸ、Ｙ及びＺの三刺激値、ＲＧＢ値、ＣＩＥ
Ｌ^*ａ^*ｂ^*、又は別のＣＩＥ色空間値であり得る。
【００５３】
計算ステージ５１７で決定された各任意のハーフトーンパッチの計算された光学的特性は、コンパレータ５１９により、ハーフトーンパッチの測定された光学的特性と比較される。コンパレータ５１９は、計算値及び測定値を比較し、各任意のハーフトーンパッチの計算された光学的特性と測定された光学的特性との差又は誤差（ΔＥ）を決定する。決定されたΔＥは、２色間の差又は誤差を表わし、このΔＥは、ＣＩＥＬａ^*ｂ色空間における次の式の平方根として評価されることが可能である。
【数９】

この式においてΔＬ^*は、２色のＬ^*値間の差であり、ａ^*及びｂ^*についても同様である。
【００５４】
任意のハーフトーンパッチ５１３に対応する測定値と計算値との差の比較及び決定は、プリンタによりプリントされる全てのハーフトーンパッチに関して実行される。またコンパレータ５１９は、任意のハーフトーンカラーパッチの計算された光学的特性と測定された光学的特性との差又は誤差の平均値（平均ΔＥ）、及び任意のハーフトーンカラーパッチの計算された光学的特性と測定された光学的特性との差又は誤差の最大値（最大ΔＥ）を決定する。これらのΔＥ値はその後、テストされたγ値と関連付けられるためにγテスタ５２１に戻される。様々なテストされたγ値に対するΔＥ値を収集することにより、γテスタは、どのγ値が最も適切に機能するか、又はどの値がこのシステムに適しているかを判断することができる。
【００５５】
図８は、プリントシステムにおいて、任意のハーフトーンカラーパッチの測定された光学的特性と計算された光学的特性との差を用いることにより、最適な補償値γを決定するための方法を示すフローチャートである。複数の要素ハーフトーンカラーパッチ（ＥＨＣＰ）は、プリントシステムを特徴付けるために、２×２のセンタリング技法を用いることにより生成される（ステップ８０１）。２×２のセンタリング技法では、各ドットが重ね合わせられる仮想グリッドの交点に配置される。各ピクセルの光学的特性は、ピクセルのコーナーに配置される４つのドットによって十分に特定されることが可能である。従って、全てのオーバーラップする可能性の総数は、各ドットが、ＣＭＹカラープリンタに対して、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）、ブラック（Ｋ）及びホワイト（Ｗ）の８種の可能な入力を有することを考慮することにより、８⁴、即ち４０９６まで減少する。更に、全てのドットが、垂直及び水平軸の両方に関して対称な形状（例えば、円又は楕円）を有すると仮定すると、多数のオーバーラップパターンは、他のパターンの鏡像である。この対称性の考慮により、光学的カラー特性に関して１０７２種のみの独立したオーバーラップ構造が存在することを当業者は理解するであろう。なお、本発明の適用が３色のＣＭＹプリンタに制限されないことを、当業者は理解するであろう。また、本発明は、２色又は４色のプリンタにより実施されることが可能であること、及び他の要素ハーフトーンカラーパッチのセットが２色又は４色のプリンタで生成されることが可能であることを、当業者は理解するであろう。
【００５６】
１０７２種の要素ハーフトーンカラーパッチのセットは、プリンタのハーフトーン・アルゴリズムに関わらず、４００×４００ＤＰＩモードのＸＥＲＯＸ５７９０（商標）カラーレーザープリンタ等のプリンタ１０３により、媒体上にプリントされる（ステップ８０３）。要素ハーフトーンカラーパッチの全ての個別パターンのために、ハーフトーンパッチの２進信号が、較正処理中のプリンタ１０３に入力される。これらの２進信号は、プリンタ１０３のハーフトーン・アルゴリズムに依存しない。プリントされたカラーパッチは、それらに対応する２×２のドットパターンを、水平及び垂直の両方向に周期的に繰返す。各プリンタは、プリンタがこれらのカラーパターンを出力する方法によって特徴付けられる。
【００５７】
カラープリンタによりプリントされる各要素ハーフトーンカラーパッチの光学的特性（例えば、反射率）は、比色計１０７により測定される（ステップ８０５）。比色計は、測定された光学的特性をＣＩＥＸ、Ｙ、及びＺの三刺激値、又は他の色空間値で表現することができる。要素ハーフトーンカラーパッチの測定された光学的特性は、比色計への入力パラメータの適切な選択に調和する、ＲＧＢ値、ＣＩＥＬ^*ａ^*ｂ^*値、又は他のＣＩＥ色空間値で表現されることが可能である。
【００５８】
要素ハーフトーンカラーパッチの測定された光学的特性は、第１の記憶装置（例えば、ＬＵＴ）に格納される。
【００５９】
本発明の例示的な実施の形態における次のステップは、ハーフトーン・アルゴリズムに従って、任意のハーフトーンカラーパッチ（ＡＨＣＰ）を生成することである（ステップ８１１）。このカラーパッチは、ＣＭＹカラー入力信号の値をランダムにサンプリングすることによりデジタル生成される。例えば、ＣＭＹ入力信号は、それぞれ０、８５、１７０及び２５５でサンプリングされ、その結果６４種の異なる任意のカラー入力信号を選択することができる。これらのカラー入力は、プリンタ１０３のハーフトーン・アルゴリズムにより処理され、このアルゴリズムは、ハーフトーン・スクリーン・アルゴリズムか誤差分散アルゴリズムであり得る。
【００６０】
プリンタのハーフトーン・アルゴリズムに従って生成された任意のハーフトーンカラーパッチは、ある実施においては、各任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性を計算するために、要素ハーフトーンカラーパッチの組合せに分解される（ステップ８１３）。各任意のハーフトーンパッチの光学的特性の計算に加えて、各任意のハーフトーンカラーパッチが、４００×４００ＤＰＩモードのＸＥＲＯＸ５７９０（商標）カラーレーザープリンタ等のプリンタ１０３により媒体上にプリントされる（ステップ８１７）。その後、プリンタ１０３によりプリントされた各任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性（例えば、反射率）が、比色計１０７により測定される（ステップ８１９）。上述のように、各カラープリンタでプリントされた各任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性は、ＣＩＥＸ、Ｙ、及びＺの三刺激値、ＲＧＢ値、ＣＩＥＬ^*ａ^*ｂ^*、又は任意の他のＣＩＥ色空間値で測定されることが可能である。これらの測定された値（Ｅｍ）は、その後の利用のために格納される。
【００６１】
最後に、分解された任意のハーフトーンカラーパッチ及びそれらの測定値が、最適な又は適切なγ値のセットを決定するために使用される（ステップ８２５）。このステップは、図９でより詳細に説明される。
【００６２】
図９は、最適な補償値γを決定するための好ましい実施の形態を示すフローチャートである。ステップ９０１では、γの特定のインスタンスが選択される。補償値γは、定義済みの候補値の表から選択されるか、又は最適な値を決定するための任意の公知の数値方法（バイナリサーチ又はニュートン法等）により生成されてもよい。
【００６３】
プリンタ１０３により生成されたあらゆる任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性の予測における正確さを向上させるために、比色計１０７により生成された要素ハーフトーンカラーパッチの測定された三刺激値（Ｘ_i，Ｙ_i，Ｚ_i）は、媒体に起因する光散乱を考慮する補償又は調整された三刺激値（ＡＡ）を生成するために、補償値γにより変更される。補償値γはまた、ハーフトーンカラーパッチを媒体上にプリントするために用いられるインクのタイプを考慮することが可能である。これらの補償された三刺激値はその後、ステップ９０５に記載されているように第２のセットのルックアップテーブル（ＬＵＴ）等の第２の記憶装置に格納される。一旦、各要素ハーフトーンパッチの光散乱が決定されると、これらの値は、任意のハーフトーンカラーパッチの予測される光学的特性を計算するために使用される。
【００６４】
テーブル５１１の調整された特性及びステップ８１３からの各任意のハーフトーンカラーパッチごとの要素ハーフトーンカラーパッチの組合せを用いて、色の総合誤差がステップ９０７で決定される。このステップに関しては図１０で更に説明される。所定の補償値γによりもたらされる総合誤差はその後、最適な（最良の）補償値γを決定するために使用され、またγ値を選択するために用いられる方法に応じて、試すべき次のγ値を決定するために使用されることも可能である。ステップ９０９では、より多くのγ値が試されるべきか否かが判断される。細目は、γ値を選択するために用いられる方法に依存する。この判断は、全ての候補γ値が検査されたか否か、又はγ値が生成されるか否かを確認するための単純なテストであり得、また、最後に検査された値からの誤差が十分に小さいか否か、又は最後のγ調整からの改善が十分に小さいか否かをテストし得る。
【００６５】
図１０は、任意のハーフトーンカラーパッチのセットに関する色の総合誤差を決定するための好ましい実施の形態を示すフローチャートである。ステップ１００１では、任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性が、要素ハーフトーンカラーパッチに対応する格納された補償済みの三刺激値（例えば、測定された光学的特性）に基づいて計算される。例えば、任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性は、方程式５ｘ乃至５ｚ及び６ｘ乃至６ｚに従って、各任意のハーフトーンカラーパッチに含まれる要素ハーフトーンカラーパッチの光学的特性を加算することにより計算ステージ５１７で計算されることが可能である。方程式５ｘ乃至５ｚ及び６ｘ乃至６ｚにおける非線形演算は、結果として得られる予測された三刺激値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を取得するために、２×２のオーバーラップパターンでの１０７２種の要素ハーフトーンカラーパッチの補償された三刺激値（ＡＡ）を計算することのみを含む。補償された三刺激値（ＡＡ）は、多くのアプリケーションにおいて、適切なメモリに格納されることが可能であるので、プリントシステム１００は単に、１０７２種の要素ハーフトーンカラーパッチ上で線形演算を実行することができる。依然として、結果として得られる合計に、指数関数を適用する必要があるが、これは、ルックアップテーブルから求めることが可能である。
【００６６】
各任意のハーフトーンパッチの計算された光学的特性値（Ｅｃ）はその後、ハーフトーンパッチの測定された光学的特性値（Ｅｍ）と比較される（ステップ１００３）。各任意のハーフトーンパッチの計算された光学的特性値（Ｅｃ）と測定された光学的特性値（Ｅｍ）との差（ΔＥ）が決定される。単一のパッチのためのΔＥの結果は、平均誤差への貢献、及び／又は最大誤差の更新等の、パッチのセット全体の性質を更新するために用いられる（ステップ１００５）。この任意のハーフトーンパッチの差の比較及び決定は、プリントされる全てのハーフトーンパッチにわたって行われる。ステップ１００７は、全ての任意のハーフトーンカラーパッチが処理されたときを判断する。
【００６７】
図１１は、プリントシステム１００で使用される最適な補償値を決定するため、及び最適な補償値により補償された要素ハーフトーンカラーパッチの光学的特性を記憶装置に格納するための自動化された、即ちコンピュータベースの方法を示すフローチャートである。この実施の形態において、最適なγは、候補γ値の表から選択される。複数の要素ハーフトーンカラーパッチ（ＥＨＣＰ）及び任意のハーフトーンカラーパッチ（ＡＨＣＰ）は、２×２のセンタリング技法を用いること、及びハーフトーン・アルゴリズムにより、それぞれ生成される（ステップ１１０１）。要素ハーフトーンカラーパッチ及び任意のハーフトーンカラーパッチは、プリンタ１０３により媒体上にプリントされる（ステップ１１０３）。カラープリンタ１０３によりプリントされた各要素ハーフトーンカラーパッチ及び各任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性（例えば、反射率）は、比色計１０７により測定される（ステップ１１０５）。補償値表が、最適な補償値を選択するために提供され、この表は、１未満である複数の補償値を含む。補償値が、補償値表からロードされ（ステップ１１０７）、要素ハーフトーンカラーパッチの測定された光学的特性は、媒体の光学的特性を考慮するために補償値γにより調整又は変更される（ステップ１１０９）。プリンタ１０３により生成されたあらゆる任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性の予測における正確さを向上させるために、比色計１０７により生成された要素ハーフトーンカラーパッチの測定された三刺激値（Ｘ_i，Ｙ_i，Ｚ_i）は、媒体に起因する光散乱を考慮する補償又は調整された三刺激値（ＡＡ）を生成するために、補償値γにより変更される。補償値γはまた、媒体上にハーフトーンカラーパッチをプリントするために使用されるインクのタイプを考慮する。要素ハーフトーンカラーパッチの補償された光学的特性値は、任意のハーフトーンカラーパッチの予測された光学的特性を計算するために使用される。ステップ９０１で生成された任意のハーフトーンカラーパッチは、各任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性を計算するために、要素ハーフトーンカラーパッチに分解される。各任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性は、要素ハーフトーンカラーパッチに対応する補償済みの測定された光学的特性に基づいて計算される（ステップ１１１１）。各任意のハーフトーンパッチの計算された光学的特性値（Ｅｃ）と測定された光学的特性値（Ｅｍ）との差又は誤差（ΔＥ）が決定される（ステップ１１１３）。この任意のハーフトーンパッチの差の比較及び決定は、プリントされる全てのハーフトーンパッチにわたって行われる。この任意のハーフトーンパッチの差の決定が全てのハーフトーンパッチにわたって行われた後、全ての任意のハーフトーンカラーパッチの平均差又は誤差（平均ΔＥ）が計算される。その後、システム１００は、全ての補償値が使用されたか否かを判断する。もし使用されていない場合は、システム１００は、別の値をキャリブレータ１０１にリロードする。１１０７から１１１３までのステップが、補償値表の残りの補償値に対して繰り返される（ステップ１１１５）。ステップ１１０７からステップ１１１３は、コンピュータを用いることにより比較的時間効率のよい方法で、補償値表に格納された全ての補償値にわたって行われることが可能であることを、当業者は理解するであろう。全ての補償値にわたって、任意のハーフトーンカラーパッチの計算された光学的特性値（Ｅｃ）と測定された光学的特性値（Ｅｍ）との平均差又は誤差（平均ΔＥ）が決定されると、システムは平均差を比較することにより最適な補償値を選択する（ステップ１１１７）。最後に、最適な補償値により補償された要素ハーフトーンカラーパッチの光学的特性が、記憶装置に格納される（ステップ１１１９）。
【００６８】
以下の例では、以下の表に示されるように、異なる補償値γが用いられる。以下の例では、１０７２種の全ての要素ハーフトーンカラーパッチが、プリンタ１０３によりプリントされる。プリントされた要素ハーフトーンカラーパッチの光学的特性は、比色計を用いてＣＩＥＸＹＺ三刺激値で測定され、ルックアップテーブルに格納される。プリンタ１０３に導かれた任意のハーフトーンカラーパッチのＣＭＹ入力信号は、０、８５、１７０及び２５５で、それぞれサンプリングされ、６４種の異なるＣＭＹカラー入力が選択される。本発明の例示的な実施の形態として上述されたハーフトーンスクリーンアルゴリズムのために、３つのクラスタ化されたハーフトーンスクリーンが、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）のそれぞれごとに選ばれる。６４種の異なるＣＭＹカラー入力は、クラスター化されたハーフトーンスクリーンによりハーフトーン処理され、対応するハーフトーンカラーパッチはプリンタ１０３によりプリントされる。６４種のハーフトーンカラーパッチの光学的カラー特性は、比色計１０７を用いてＣＩＥＬ^*ａ^*ｂ^*値で測定される。６４種のハーフトーンカラーパッチのそれぞれごとに、光学的特性は、ハーフトーンカラーパッチに含まれる要素ハーフトーンカラーパッチの光学的特性を加算することにより、ＣＩＥＸＹＺ三刺激値で計算される。ＣＩＥＸＹＺ三刺激値で表現された６４種のハーフトーンカラーパッチの計算された光学的特性値は、ＣＩＥＬ^*ａ^*ｂ^*値に変換される。６４種のハーフトーンカラーパッチのそれぞれごとの光学的特性の計算値と測定値との差又は誤差は、値ΔＥにより表現される。異なる補償値γを用いた際の結果は、次の表に示される。
【表１】

【００６９】
テストパッチの測定された光学的特性と、予測された光学的特性との差又は誤差（ΔＥ）は、カラープリンタの出力カラーを予測する際の色差の客観的な測定であり、このΔＥは、ＣＩＥＬａ^*ｂ色空間における次の式の平方根として評価されることが可能である。
【数１０】

この式においてΔＬ^*は、２色のＬ^*値間の差であり、ａ^*及びｂ^*についても同様である。
【００７０】
表の１番の実行において、補償値γ_x、γ_y、及びγ_zは１である。この補償値は、４．９の平均ΔＥ値及び１２．１の最大ΔＥ値をもたらした。これらの値は、媒体における光散乱を正確に考慮しないプリント画像に該当する。従って、入力画像は、適切な正確さを伴う再生ではない。表の２番から５番の実行では、例えば、１／γ＝１．７５、１／γ＝２．０、１／γ＝２．２５、及び１／γ_x＝１．９、１／γ_y＝２．１並びに１／γ_z＝１．９であるような、１未満の補償値が使用される。これらの補償値は、補償値が１である場合よりも著しく優れた平均及び最大ΔＥ値をもたらす。従って、任意のハーフトーンカラーパッチのカラー出力の予測における正確さは、１未満の補償値γ_x、γ_y及びγ_zを用いることで、媒体における光散乱を考慮することにより、１番の実行に比べて著しく向上する。特に、補償値γ_x、γ_y及びγ_zが約０．５に設定された場合には、テストパッチの測定された光学的特性と予測された光学的特性との平均差又は誤差（平均ΔＥ）、及びテストパッチの測定された光学的特性と予測された光学的特性との最大差又は誤差（最大ΔＥ）は、４．９及び１２．４から３．０及び５．８へ向上する。その結果、ハーフトーンカラー出力の予測における正確さの向上により、カラープリンタの較正は、高効率で実行されることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の教示内容に従って、デジタルカラープリンタを較正するためのシステムの概略ブロック図である。
【図２】（Ａ）は、隣接するドット同士がオーバーラップしていない完全な正方形状のドットを示す、理想化されたカラープリンタにより生成されるハーフトーンパッチの図であり、（Ｂ）は、隣接するドット同士がオーバーラップし、このオーバーラップ領域の色の表現に関して美的処理が施された円形のドットを示す、デジタルカラープリンタにより生成されるハーフトーンパッチの図であり、（Ｃ）は、オーバーラップ領域の色の表現に関して美的処理が施された、（Ｂ）に示される従来技術に対して２×２のセンタリング技法を用いるカラープリンタにより生成されるハーフトーンパッチの図である。
【図３】オーバーラップ領域の色の表現に関して美的処理が施された、２×２のセンタリング技法を示すために仮想グリッドを重ねられたハーフトーンパッチの図である。
【図４】（Ａ）は、オーバーラップ領域の色の表現に関して美的処理が施された、各パターンが互いの鏡像である図３のハーフトーンパッチの４種の異なるオーバーラップパターンを示す図であり、（Ｂ）は、オーバーラップ領域の色の表現に関して美的処理が施された、同一の平均光学的カラー特性を有する４種の異なるオーバーラッピングパターンを示す図である。
【図５】本発明の教示内容に従って、カラープリンタによって選択された媒体上にプリントされる画像又はテストパッチの光学的特性を予測するための較正システムの概略ブロック図である。
【図６】オーバーラップ領域の色の表現に関して美的処理が施された、基本となる唯一のオーバーラップ構造及びそれに対応する（複数の）鏡像を有するカラープリンタにより生成されるハーフトーンパッチの例を示す図である。
【図７】１つ又は複数の任意のハーフトーンカラーパッチの形成を示す概略ブロック図である。
【図８】本発明の教示内容に従って、任意のハーフトーンカラーパッチの測定された光学的特性と計算された光学的特性との差を計算するための方法を示すフローチャートである。
【図９】最適な補償値γの決定方法の詳細を示すフローチャートである。
【図１０】１セットの任意のハーフトーンカラーパッチに関する光学的特性における総合誤差を決定するための方法を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の教示内容に従って、最適な補償値を決定するための方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００プリントシステム
１０１キャリブレータ
１０３プリンタ
１０５媒体
１０７比色計
５０１要素ハーフトーンカラーパッチ
５０７、５１１ルックアップテーブル
５０９補償装置
５１３任意のハーフトーンカラーパッチ
５１５パーザ
５１７計算ステージ
５１９コンパレータ
５２１ γテスタ

Claims

光学的特性の最適な補償値γを決定するための方法であって、
（ａ）媒体上にプリントされた、円形の各ドットの一部が互いに重ね合わせられるように仮想グリッドの水平及び垂直軸の交点に前記各ドットが配置されたドットパターンを含む複数の要素ハーフトーンカラーパッチの光学的特性を測定し、
（ｂ）ハーフトーン・アルゴリズムに従って生成され、媒体上にプリントされた複数の任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性を測定し、
（ｃ）複数の補償値γを含む補償値表から、補償値γを選択し、
（ｄ）前記複数の要素ハーフトーンカラーパッチの前記測定された光学的特性を、前記補償値γ乗することにより、変更し、
（ｅ）前記複数の要素ハーフトーンカラーパッチの前記変更された光学的特性を、生成された前記複数の任意のハーフトーンカラーパッチの光学的特性に加算し、前記複数の任意のハーフトーンカラーパッチの予測される光学的特性を計算し、
（ｆ）前記複数の任意のハーフトーンカラーパッチの前記予測された光学的特性と、前記複数の任意のハーフトーンカラーパッチの前記測定された光学的特性との総合誤差を決定し、
（ｇ）前記補償値表の残りの補償値γを選択し、前記（ｃ）〜（ｆ）を繰り返し、
（ｈ）前記総合誤差が最小となるような、前記補償値γを決定する、
方法。