JP4646801B2

JP4646801B2 - 画像品質の評価方法およびその装置

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Publication number: JP4646801B2
Application number: JP2005376672A
Authority: JP
Inventors: 信篤笹沼; 智久板垣; 昌美冨田; 俊大最勝寺; 聡高山; 美予子林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2025-12-27
Also published as: US20070153309A1; US7633648B2; JP2007180874A

Description

本発明は、画像形成装置の出力物の画像品質を評価する評価処理に関する。

色の再現性に関連する面内一様性の評価手法が提案されている。この評価手法は、微小色差分光計とXYステージを用いて、白色むら、印刷むらによる面内の色むらを評価する。従って、同一濃度の画像データによる画像を頁全面に形成して、形成した画像の反射特性値を測定し、最大値、平均値、標準偏差といった統計値を取得する。そして、頁内の色むらが許容範囲か否かを、測定データの統計値、すなわち、最大値、平均値、標準偏差といった値を用いて判断する。

しかし、人間の目で一様性を観察する場合、注目点からの距離によって、同一の色信号に対する色再現に関する許容レベルが変化する。つまり、距離が近ければ色の差を感じ易いが、距離が遠くなると色の差を感じ難くなるという視覚特性がある。上記の評価手法は、このような人間の視覚特性を考慮しないため、実際に仕上がった画像と、評価結果の相関がうまくとれない、という問題がある。

特開平8-219886号公報

本発明は、人間の視覚特性を考慮した面内一様性の評価にすることを目的とする。

本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。

本発明にかかる画像形成装置の出力物の画像品質を評価する評価方法は、一頁内に任意の同一濃度の画像を形成する画像データを前記画像形成装置に出力し、前記画像データに対して前記画像形成装置が出力した出力物の画像面に参照ポイントを設定して、前記参照ポイントの画像の反射特性を測定し、前記出力物の画像面に、前記参照ポイントとは異なる任意の測定ポイントを設定して、前記測定ポイントの画像の反射特性を測定し、前記参照ポイントと前記測定ポイントの距離と反射特性の差の組み合わせ、および、予め主観評価により求めた面内一様性の可否境界を示す特性曲線から前記画像品質を評価することを特徴とする。

また、一頁内に任意の同一濃度の画像を形成する画像データを前記画像形成装置に出力し、前記画像データに対して前記画像形成装置が出力した出力物の画像面に複数の測定ポイントを設定して、前記複数の測定ポイントの画像の反射特性を測定し、前記複数の測定ポイントの一つを参照ポイントに設定し、前記参照ポイントと前記複数の測定ポイントの距離と反射特性の差の組み合わせ、および、予め主観評価により求めた面内一様性の可否境界を示す特性曲線から前記面内一様性の可領域にある前記組み合わせの比率を計算し、前記比率と予め定めた閾値の比較により前記画像品質を評価することを特徴とする。

本発明にかかる画像形成装置の出力物の画像品質を評価する評価装置は、一頁内に任意の同一濃度の画像を形成する画像データを前記画像形成装置に出力する出力手段と、前記画像データに対して前記画像形成装置が出力した出力物の画像面に参照ポイントを設定して、前記参照ポイントの画像の反射特性を測定し、前記出力物の画像面に、前記参照ポイントとは異なる任意の測定ポイントを設定して、前記測定ポイントの反射特性を測定する測定手段と、前記参照ポイントと前記測定ポイントの距離と反射特性の差の組み合わせ、および、予め主観評価により求めた面内一様性の可否境界を示す特性曲線から前記画像品質を評価する評価手段とを有することを特徴とする。

また、頁全面に任意の同一画像を形成する画像データを前記画像形成装置に出力する出力手段と、前記画像データに対して前記画像形成装置が出力した出力物の画像面に複数の測定ポイントを設定して、前記複数の測定ポイントの反射特性を測定する測定手段と、前記複数の測定ポイントの一つを参照ポイントに設定する設定手段と、前記参照ポイントと前記複数の測定ポイントの距離と反射特性の差の組み合わせ、および、予め主観評価により求めた面内一様性の可否境界を示す特性曲線から前記面内一様性の可領域にある前記組み合わせの比率を計算し、前記比率と予め定めた閾値の比較により前記画像品質を評価する評価手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、人間の視覚特性を考慮した面内一様性の評価にすることができる。

以下、本発明にかかる面内一様性の評価処理を図面を参照して詳細に説明する。

［構成］
図1は実施例の面内一様性の評価システムの構成例を示すブロック図である。

パーソナルコンピュータ(PC)1にインストールされた画像品質評価プログラム11は、ハードディスクドライブ(HDD)2などの記憶メディアに格納された評価用チャートである画像データ12、測定データセット13などを読み出すことが可能である。

測定データセット13は、ターゲットや評価対象の画像形成装置における分光反射率特性（絶対色度と濃度）、チャートの信号値であるデバイスカラー情報、パッチ位置情報などを、パッチの数分、含む。

また、評価チャートの分光反射率特性を入力するため、PC1のインタフェイスに分光測定器3を接続する。分光測定器3は、パッチ数が多いため、自動走査型が望ましいが、それに限定するものではない。また、画像品質評価プログラム11の評価結果を表示するため、PC1のインタフェイスにモニタ4を接続する。さらに、評価用画像データに基づく画像（出力サンプル6）を形成するために、PC1のインタフェイスに評価対象の画像形成装置5を接続する。

なお、分光測定器による測定が望ましいが、CIE（国際照明委員会）が提唱する絶対色度が算出できる色度計を利用してもよい。

［処理］
図2は画像品質評価プログラム11による面内一様性の評価処理を説明するフローチャートである。

なお、以下では、面内一様性を課題として取り上げ易い電子写真方式のプリンタを想定して説明する。しかし、他の方式（銀塩写真、オフセット印刷、インクジェット、昇華型など）の画像形成装置、さらに、モノクロプリンタにも、以下に説明する面内一様性の評価処理は有効である。

まず、注目色に対応する信号レベル、かつ、一頁内（本実施例では全面）に均一濃度の画像（べた画像）を形成すべき画像信号を画像形成装置5に出力し、出力サンプル6をプリントする(S1)。なお、画像品質評価プログラム11は、出力サンプル6のプリント指示が可能な構成であるが、PC 1上で稼働する他の画像編集アプリケーションで画像データを開き、プリントを指示しても構わない。また、通常は、シアン、マゼンタ、イエローの三色で構成するグレイ（網点パーセントで30%ずつくらい）や、さらにブラックを混ぜた四色のグレイの画像で評価を行う。また、画像形成装置5が各色独立のステーションで構成される場合、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの単色画像を形成して評価を行うことで、ステーションを分離して評価を行う。ここでは、シアン、マゼンタ、イエローそれぞれが網点パーセント30%の混色グレイとし、当該グレイを頁全面に均一に形成する画像データを、A4サイズ、フルカラーの電子写真方式プリンタである画像形成装置5に出力するものとする。

次に、A4サイズの出力サンプル6内に参照ポイントを設定し、参照ポイントの色度を分光測定器3により測定する(S2)。参照ポイントは、レイアウト的に写真画像が貼り付けられ易い位置や、観察者が色を気にし易い位置を指定することが好ましい。ただし、特に位置を指定しない場合は出力サンプル6の面の中央近傍を指定する。なお、色度の測定は、L*a*b*座標で行いLab値を出力するが、適切な色差が求められれば別の色座標空間を利用しても構わない。

次に、出力サンプル6内に任意の測定ポイントを設定し、ステップS2と同様に、色度を測定する(S3)。なお、以下では、参照ポイントから約5cm離れた位置を任意の測定ポイントとしたとして説明する。

次に、参照ポイントと任意の測定ポイント間の距離と、色差を計算する(S4)。二点間の距離λは、出力サンプル6上の二点間を実測してもよいし、分光測定器3が測定した二点の座標から換算してもよい。また、色差には、一般に使われるΔEという指標を用いる。ΔEの1976年度版はIECにより次式で定義されている。
ΔE = √{(L1 - L2)²2 + (a1 - a2)² + (b1- b2)²} …(1)

次に、距離λと色差ΔEの関係から、出力サンプル6の面内一様性の可否を判定する(S5)。図3は面内一様性の判定を説明する図で、横軸は距離λ、縦軸は色差ΔEである。図3に示す太い破線301は、事前に、主観評価を行って求めた面内一様性の可否境界を示す特性曲線である。

人間の目は、接近する色同士を比較する場合、その色差が小さくても、その色の違いを感じることができる。しかし、距離を離して置いた色同士は、色差が大きくても、その違いを感じ難い、という空間周波数に依存する特性をもつ。

実際に、距離と色の違いの関係を把握するには、色と距離の組み合わせを振ったサンプルを作成し、複数の人間によるサンプルの観察結果から、むらが許容できる、できないのスコアを取得する。そして、統計的に、むらが許容できる、できないの境界線（図3に示す曲線301）を求める。その結果、λ≦1cmの場合はΔE≧2で許容できない、λ=15cmではΔE≧5で許容できない、というような結果が得られた。

むらが許容できる、できないの境界は、対象色は何色か、距離を離す場合にその間に緩やかな階調を付けたか、色票を使った場合はその間に他の色を挟んだかなど、サンプルの条件、観察条件により多少のずれが生じるし、印刷物の用途により要求レベルが変る。従って、境界線301を絶対的には扱えないことは言うまでもない。そこで、対象色、ユーザの要求レベルなどにより、複数の境界線301を用意してHDD 2などのメモリに格納しておく。そして、複数の境界線301を使用して充分、充分ではないが可、否に近い、否などのレベル判定をしたり、境界線301を切り替えるなどの対応が必要である。

図3に菱形のマークで示す距離と色差の関係は、5cmの距離で色差ΔE=6であるから、境界線301で判定すると、出力サンプル6の面内一様性は否という判定結果になる。

次に、判定結果が否の場合はモニタ4に否の旨を示すNGを表示し(S6)、また、判定結果が可の場合はモニタ4に可の旨を示すOKを表示する(S7)。勿論、レベル判定する場合は判定レベルにあった表示を行う。

以下、本発明にかかる実施例2の面内一様性の評価処理を説明する。なお、実施例2において、実施例1と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。

図4は画像品質評価プログラム11による面内一様性の評価処理を説明するフローチャートである。

まず、実施例1と同様に、注目色に対応する信号レベル、かつ、頁内全面に均一濃度の画像を形成すべき画像信号を画像形成装置5に出力し、出力サンプル6をプリントする(S31)。

次に、予め定めたグリッド間隔に従い、出力サンプル6の面内の複数ポイントの色度を測定してHDD 2などのメモリに格納する(S32)。図5はグリッドの一例を示す図である。例えば、A4サイズの出力サンプル6に対して、約2cm間隔で10×14のグリッドを設定し、各升のほぼ中心の色度を測定する。

次に、参照ポイントを設定する(S33)。以下では、図5に符号501で示す升の中央を参照ポイントとするとして説明する。なお、実施例1と同様に、重要なポイントを参照ポイントとして任意に選択することができる。

次に、参照ポイントと全測定ポイント間の距離λi、参照ポイントと全測定ポイントの色差ΔEiを計算して、距離と色差を関連付けたセットとしてHDD 2などのメモリに格納する(S34)。

次に、参照ポイントと全測定ポイントの距離λiと色差ΔEiの組み合わせが、実施例1で説明した境界線301に対して可領域にある組み合わせの数と、全組み合わせ数との比率Rを求める(S35)。図6は参照ポイントと全測定ポイントの距離と色差の関係例を示す図である。図6に示す例では、可（OK）領域にある組み合わせの数の比率Rが約45%になる。

次に、可領域にある組み合わせの数の比率Rと予め設定した比率Rth（例えば60%）を比較して(S36)、R＜Rthであれば否と判定してモニタ4に否の旨を示す不合格を表示する(S37)。また、R≧Rthであれば可と判定してモニタ4に可の旨を示す合格を表示する(S38)。なお、図6の例ではR=45%＜60%であるから「不合格」の表示になる。

また、不合格の場合は、表示だけでなく、画像形成装置5が接続するネットワークを介して、画像形成装置5の状態を当該装置を使用するユーザすべてに通知することができる。また、複合機(MFP)のように、保守サービスが契約されている装置であれば、例えばインターネットを介して、サービス拠点にその旨を示す情報を送信するなど、判定結果を有意義に利用することもできる。

以下、本発明にかかる実施例3の面内一様性の評価処理を説明する。なお、実施例3において、実施例1、2と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。

上記実施例の評価方法は、面内のむらが一方向に濃くなる、薄くなる場合に有効に機能する。しかし、周期的なむら、局所的なむらに対しては、たとえ拒否したくなるような不均一さがあっても、可と判定してしまう可能性がある。

この点を考慮して、実施例2における参照ポイントを、図5に示す升A1、A2、A3、…、A10、B1、B2、…、N1、N2、…、N10と順に移動する。そして、各参照ポイントにおける全測定ポイントに対する距離λと色差ΔEを計算し、合格判定用の比率Rを算出すればよい。その際、全ポイントを参照ポイントにすると、ダブルカウントが生じるので、同じ組み合わせを二度計算しないで済むように計算アルゴリズムを配慮すれば、計算時間、計算時の使用メモリ量を低減することができる。

以下、本発明にかかる実施例4の面内一様性の評価処理を説明する。なお、実施例4において、実施例1〜3と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。

電子写真方式のプリンタの場合、面内一様性の不均一傾向は感光ドラムピッチによるむらパターン、帯電器の汚れによるむらパターン、現像器に依存するむらパターンというように、ある程度、原因に対応するむらパターンを予想することができる。従って、実施例3の総当り計算まで行わなくとも、面内一様性の評価は可能である。

図7は現実的に起こり得るむらパターンを示す図である。D列とN列にドラム周期に依存する濃いむらが発生した場合、そのむらに直交する方向の測定ポイント群のデータ、つまり図7に矢印701で示すデータ列に注目する。

図8は注目データ列における参照ポイントと全測定ポイントの距離λと色差ΔEの関係例を示す図である。濃いむらが発生しているD列とN列に対応する距離と色差の組み合わせは、NG領域にプロットされる。つまり、測定結果が概ねOK領域に入っていても、ある測定ポイントの色差と隣接する測定ポイントの色差の間に大きなギャップがあれば、視覚的にむらが大きいと判断される。

このような特性から、参照ポイントを一点にして計算したデータであっても、連続する測定ポイント間で色差のギャップが大きい場合は、急激な変化を示すむらの存在を示唆するので、モニタ4に警告メッセージを出すことができる。また、保守サービスが契約されている装置であれば、例えばインターネットを介して、サービス拠点にその旨を示す情報を送信するなどして、適確な対応を促すことができる。

以上説明した実施例によれば、画像形成装置の出力物の状態を評価するために、頁全面に対して任意の同一画像データを出力してべた画像を形成し、出力物の画像面の所定のポイントの反射特性を測定して、その測定データから画像品質評価を行う。その際、参照ポイントと任意の測定ポイントの反射特性の差と、それらポイント間の距離の組み合わせを評価指数にして、視覚特性を考慮した評価曲線により、面内一様性（色むらの有無）の可否を判定することで、出力物の面内一様性を評価する。言い換えれば、距離を重み付けした反射特性の差によって、面内一様性を評価したことになる。従って、人間の視覚特性を考慮した評価により、実際に仕上がった画像と、評価結果の相関がうまくとれない、という問題を解決することができる。

なお、評価に用いる反射特性としては、分光反射率、光学濃度、色度、光沢度などを利用することができる。また、実施例1で説明した複数の境界線を用いるレベル判定を実施例2〜4に適用して、判定レベルにあった表示を行うこともできる。

［他の実施例］
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。

また、本発明の目的は、上記実施例の機能を実現するソフトウェアを記録した記憶媒体（記録媒体）をシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータ（CPUやMPU）が前記ソフトウェアを実行することでも達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたソフトウェア自体が上記実施例の機能を実現することになり、そのソフトウェアを記憶した記憶媒体は本発明を構成する。

また、前記ソフトウェアの実行により上記機能が実現されるだけでなく、そのソフトウェアの指示により、コンピュータ上で稼働するオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、それによって上記機能が実現される場合も含む。

また、前記ソフトウェアがコンピュータに接続された機能拡張カードやユニットのメモリに書き込まれ、そのソフトウェアの指示により、前記カードやユニットのCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、それによって上記機能が実現される場合も含む。

本発明を前記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するソフトウェアが格納される。

面内一様性の評価システムの構成例を示すブロック図、画像品質評価プログラムによる面内一様性の評価処理を説明するフローチャート、面内一様性の判定を説明する図、実施例2の画像品質評価プログラムによる面内一様性の評価処理を説明するフローチャート、グリッドの一例を示す図、参照ポイントと全測定ポイントの距離と色差の関係例を示す図、現実的に起こり得るむらパターンを示す図、注目データ列における参照ポイントと全測定ポイントの距離λと色差ΔEの関係例を示す図である。

Claims

画像形成装置の出力物の画像品質を評価する評価方法であって、
一頁内に任意の同一濃度の画像を形成する画像データを前記画像形成装置に出力し、
前記画像データに対して前記画像形成装置が出力した出力物の画像面に参照ポイントを設定して、前記参照ポイントの画像の反射特性を測定し、
前記出力物の画像面に、前記参照ポイントとは異なる任意の測定ポイントを設定して、前記測定ポイントの画像の反射特性を測定し、
前記参照ポイントと前記測定ポイントの距離と反射特性の差の組み合わせ、および、予め主観評価により求めた面内一様性の可否境界を示す特性曲線から前記画像品質を評価することを特徴とする評価方法。
さらに、前記可否境界を示す特性曲線を複数使用して、前記画像品質をレベル判定することを特徴とする請求項1に記載された評価方法。
画像形成装置の出力物の画像品質を評価する評価方法であって、
一頁内に任意の同一濃度の画像を形成する画像データを前記画像形成装置に出力し、
前記画像データに対して前記画像形成装置が出力した出力物の画像面に複数の測定ポイントを設定して、前記複数の測定ポイントの画像の反射特性を測定し、
前記複数の測定ポイントの一つを参照ポイントに設定し、
前記参照ポイントと前記複数の測定ポイントの距離と反射特性の差の組み合わせ、および、予め主観評価により求めた面内一様性の可否境界を示す特性曲線から前記面内一様性の可領域にある前記組み合わせの比率を計算し、前記比率と予め定めた閾値の比較により前記画像品質を評価することを特徴とする評価方法。
さらに、前記出力物上で前記参照ポイントを含む直線に沿う複数の前記測定ポイントについて、前記距離と反射特性の差の組み合わせが一つでも前記面内一様性の否領域にある場合は警告を発することを特徴とする請求項3に記載された評価方法。
画像形成装置の出力物の画像品質を評価する評価装置であって、
一頁内に任意の同一濃度の画像を形成する画像データを前記画像形成装置に出力する出力手段と、
前記画像データに対して前記画像形成装置が出力した出力物の画像面に参照ポイントを設定して、前記参照ポイントの画像の反射特性を測定し、前記出力物の画像面に、前記参照ポイントとは異なる任意の測定ポイントを設定して、前記測定ポイントの反射特性を測定する測定手段と、
前記参照ポイントと前記測定ポイントの距離と反射特性の差の組み合わせ、および、予め主観評価により求めた面内一様性の可否境界を示す特性曲線から前記画像品質を評価する評価手段とを有することを特徴とする評価装置。
画像形成装置の出力物の画像品質を評価する評価装置であって、
頁全面に任意の同一画像を形成する画像データを前記画像形成装置に出力する出力手段と、
前記画像データに対して前記画像形成装置が出力した出力物の画像面に複数の測定ポイントを設定して、前記複数の測定ポイントの反射特性を測定する測定手段と、
前記複数の測定ポイントの一つを参照ポイントに設定する設定手段と、
前記参照ポイントと前記複数の測定ポイントの距離と反射特性の差の組み合わせ、および、予め主観評価により求めた面内一様性の可否境界を示す特性曲線から前記面内一様性の可領域にある前記組み合わせの比率を計算し、前記比率と予め定めた閾値の比較により前記画像品質を評価する評価手段とを有することを特徴とする評価装置。
情報処理装置を制御して、請求項1から請求項4の何れか一項に記載された画像品質の評価処理を実現することを特徴とするプログラム。
請求項7に記載されたプログラムが記録されたことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記録媒体。