JP5216681B2

JP5216681B2 - ガンマ補正装置、画像形成装置およびガンマ補正方法

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Description

本発明は、ガンマ補正装置、画像形成装置およびガンマ補正方法に関するものである。

ガンマ特性の補正では、少ない階調でのサンプル点を補間して補間点を生成し、ガンマ特性のデータ点を増やすことが行われる。サンプル点は、既知の入力データ（複数の階調を有するパッチ画像のデータ）に対する出力値を検出することで得られる。

このとき、サンプル点から良好な補間点を生成することが求められる。本出願人は、サンプル点から良好な補間点を生成することができる技術を既に提案している（特許文献１参照）。

特開２００７−３１１９９８号公報

上述の技術では、一定の手法で良好な補間点を生成しているが、サンプル点の誤差、画像形成処理での特性などによっては、最適な補間点が得られていない可能性があるとともに、検出されたサンプル点自体も誤差を含む可能性があるため、補正後のガンマ特性が最適ではない可能性がある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、より良好なガンマ特性を生成することができるガンマ補正装置、画像形成装置およびガンマ補正方法を得ることを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明では以下のようにした。

本発明に係るガンマ補正装置は、階調方向に連続する第１サンプル点、第２サンプル点、第３サンプル点および第４サンプル点から、第２サンプル点と第３サンプル点との間の補間点の位置を計算する処理部と、補正係数を記憶する記憶部とを備える。そして、第１サンプル点から第２サンプル点へのベクトルを第１ベクトル、第２サンプル点から第３サンプル点へのベクトルを第２ベクトル、第３サンプル点から第４サンプル点へのベクトルを第３ベクトルとすると、処理部は、（ａ）第１ベクトルから第２ベクトルへの角度変化の向きと、第２ベクトルから第３ベクトルへの角度変化の向きとが同一である場合、第２サンプル点と第３サンプル点との中点から補正係数の値に応じた距離だけ離れた点を補間点とし、（ｂ）第１ベクトルから第２ベクトルへの角度変化の向きと、第２ベクトルから第３ベクトルへの角度変化の向きとが異なる場合、および（ｃ）第１ベクトルの方向と第２ベクトルの方向が同一であるか第２ベクトルの方向と第３ベクトルの方向が同一である場合、第２サンプル点と第３サンプル点との中点を補間点とし、第２サンプル点および第３サンプル点の少なくとも一方を、補正係数の値に応じた距離だけ移動させる。そして、上述の補正係数は、階調に応じて低階調では高く高階調では低い複数の値を有する。

これにより、補正係数の値に応じて補間点またはサンプル点の位置を調整できるので、より良好なガンマ特性を生成することができる。また、例えば階調によってサンプル点の誤差の大きさが異なる場合でも、補正係数を調整することで、良好なガンマ特性を生成することができる。

また、本発明に係るガンマ補正装置は、上記のガンマ補正装置に加え、次のようにしてもよい。この場合、処理部は、
（ａ）第１ベクトルから第２ベクトルへの角度変化の向きと、第２ベクトルから第３ベクトルへの角度変化の向きとが同一である場合、第２サンプル点と第３サンプル点との中点Ｎ１と、第１サンプル点および第２サンプル点を通過する直線と第３サンプル点および第４サンプル点を通過する直線との交点Ｎ２との間の線分上で、補正係数の値に応じた距離だけ交点Ｎ２から離れた点を補間点とし、
（ｂ）第１ベクトルから第２ベクトルへの角度変化の向きと、第２ベクトルから第３ベクトルへの角度変化の向きとが異なる場合、第１サンプル点と補間点との中点と第２サンプル点との間の線分上で、補正係数の値に応じた距離だけ第２サンプル点を移動させるとともに、第４サンプル点と補間点との中点と第３サンプル点との間の線分上で、補正係数の値に応じた距離だけ第３サンプル点を移動させ、
（ｃ）第１ベクトルの方向と第２ベクトルの方向が同一である場合、第４サンプル点と補間点との中点と第３サンプル点との間の線分上で、補正係数の値に応じた距離だけ第３サンプル点を移動させ、第２ベクトルの方向と第３ベクトルの方向が同一である場合、第１サンプル点と補間点との中点と第２サンプル点との間の線分上で、補正係数の値に応じた距離だけ第２サンプル点を移動させる。

これにより、補正係数の値に応じて、補正の強度を調整することができる。

また、本発明に係るガンマ補正装置は、上記のガンマ補正装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、処理部は、第１ベクトルに対する第２ベクトルの外積と、第２ベクトルに対する第３ベクトルの外積とを計算し、２つの外積の方向が同一である場合には、２つの角度変化の向きが同一であると判定し、２つの外積の方向が異なる場合には、２つの角度変化の向きが異なると判定し、２つの外積のいずれか１つがゼロである場合には、第１ベクトルの方向と第２ベクトルの方向が同一であるか第２ベクトルの方向と第３ベクトルの方向が同一であると判定する。

この場合、外積により得られるベクトルにおける、第１〜第３ベクトルが存在する２次元平面と垂直なＺ座標の値は正、負およびゼロのいずれとなる。２つの外積ベクトルのＺ座標値がいずれも正であるか、いずれも負であれば、２つの外積の方向は同一であり、２つの外積ベクトルのＺ座標値の一方が正でありかつ他方が負であれば、２つの外積の方向は異なる。このため、上述の判定を簡単に行うことができる。

また、本発明に係るガンマ補正装置は、上記のガンマ補正装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、記憶部は、複数の補正係数特性データを格納する。そして、処理部は、複数の補正係数特性データのうちの１つの選択し、階調に応じた補正係数を使用する。

また、本発明に係るガンマ補正装置は、上記のガンマ補正装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、処理部は、補正前のサンプル点の特性に応じて、複数の補正係数特性データのうちの１つの選択する。

また、本発明に係るガンマ補正装置は、上記のガンマ補正装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、補正係数は、０から１までのいずれかの値を有する。そして、処理部は、線分の長さと補正係数との積を、補正係数の値に応じた距離として計算する。

これにより、補正係数の値に応じて、補正の強度を線形的に調整することができる。

また、本発明に係るガンマ補正装置は、上記のガンマ補正装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、処理部は、第２サンプル点の階調より第３サンプル点の階調のほうが高いが第２サンプル点の濃度値より第３サンプル点の濃度値のほうが低い場合、第２サンプル点と第３サンプル点との中点を補間点とし、第２サンプル点および第３サンプル点を削除する。

これにより、一連の補間点が滑らかに分布するため、より良好なガンマ特性を生成することができる。

本発明に係る画像形成装置は、上記のガンマ補正装置のいずれかと、ガンマ補正装置により補正されたガンマ特性で画像形成を行う画像形成部とを備える。

本発明に係るガンマ補正方法は、階調方向に連続する第１サンプル点、第２サンプル点、第３サンプル点および第４サンプル点から、第２サンプル点と第３サンプル点との間の補間点の位置を計算する第１のステップと、所定の条件が成立する場合に第２のサンプル点および第３のサンプル点の少なくとも一方を移動させる第２のステップとを備える。

そして、第１サンプル点から第２サンプル点へのベクトルを第１ベクトル、第２サンプル点から第３サンプル点へのベクトルを第２ベクトル、第３サンプル点から第４サンプル点へのベクトルを第３ベクトルとすると、第１のステップにおいて、（ａ）第１ベクトルから第２ベクトルへの角度変化の向きと、第２ベクトルから第３ベクトルへの角度変化の向きとが同一である場合、第２サンプル点と第３サンプル点との中点から補正係数の値に応じた距離だけ離れた点を補間点とし、（ｂ）第１ベクトルから第２ベクトルへの角度変化の向きと、第２ベクトルから第３ベクトルへの角度変化の向きとが異なる場合、および（ｃ）第１ベクトルの方向と第２ベクトルの方向が同一であるか第２ベクトルの方向と第３ベクトルの方向が同一である場合、第２サンプル点と第３サンプル点との中点を補間点とする。また、第２のステップにおいて、（ｂ）第１ベクトルから第２ベクトルへの角度変化の向きと、第２ベクトルから第３ベクトルへの角度変化の向きとが異なる場合、および（ｃ）第１ベクトルの方向と第２ベクトルの方向が同一であるか第２ベクトルの方向と第３ベクトルの方向が同一である場合、第２サンプル点および第３サンプル点の少なくとも一方を、補正係数の値に応じた距離だけ移動させる。そして、上述の補正係数は、階調に応じて低階調では高く高階調では低い複数の値を有する。

これにより、補正係数の値に応じて補間点の位置を調整できるので、より良好なガンマ特性を生成することができる。

また、本発明に係るガンマ補正方法は、上記のガンマ補正方法に加え、次のようにしてもよい。この場合、第１のステップにおいて、（ａ）第１ベクトルから第２ベクトルへの角度変化の向きと、第２ベクトルから第３ベクトルへの角度変化の向きとが同一である場合、第２サンプル点と第３サンプル点との中点Ｎ１と、第１サンプル点および第２サンプル点を通過する直線と第３サンプル点および第４サンプル点を通過する直線との交点Ｎ２との間の線分上で、補正係数の値に応じた距離だけ交点Ｎ２から離れた点を補間点とする。また、第２のステップにおいて、（ｂ）第１ベクトルから第２ベクトルへの角度変化の向きと、第２ベクトルから第３ベクトルへの角度変化の向きとが異なる場合、第１サンプル点と補間点との中点と第２サンプル点との間の線分上で、補正係数の値に応じた距離だけ第２サンプル点を移動させるとともに、第４サンプル点と補間点との中点と第３サンプル点との間の線分上で、補正係数の値に応じた距離だけ第３サンプル点を移動させる。また、第２のステップにおいて、（ｃ）第１ベクトルの方向と第２ベクトルの方向が同一である場合、第４サンプル点と補間点との中点と第３サンプル点との間の線分上で、補正係数の値に応じた距離だけ第３サンプル点を移動させ、第２ベクトルの方向と第３ベクトルの方向が同一である場合、第１サンプル点と補間点との中点と第２サンプル点との間の線分上で、補正係数の値に応じた距離だけ第２サンプル点を移動させる。

これにより、補正係数の値に応じて補間点の位置を調整するか、補間点に隣接するサンプル点を補正係数の値に応じて移動させることができるので、より良好なガンマ特性を生成することができる。

本発明によれば、より良好なガンマ特性を生成することができるガンマ補正装置、画像形成装置およびガンマ補正方法を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。図１におけるガンマ補正装置の構成を示すブロック図である。一連のサンプル点の一例を示す図である。第１の場合における各点の位置の一例を示す図である。第２の場合における各点の位置の一例を示す図である。第３の場合における各点の位置の一例を示す図である。実施の形態２における補正係数ｔの一例を示す図である。第２サンプル点の階調より第３サンプル点の階調のほうが高いが第２サンプル点の濃度値より第３サンプル点の濃度値のほうが低い場合の、第１〜第４サンプル点の位置の例を示す図である。第２サンプル点の階調より第３サンプル点の階調のほうが高いが第２サンプル点の濃度値より第３サンプル点の濃度値のほうが低い場合に、従来の方法で導出した補間点の分布の一例を示す図である。図８に示す場合に得られる補間点を示す図である。センサ部により得られたサンプル点において、あるサンプル点の階調より次のサンプル点の階調のほうが高いが、そのあるサンプル点の濃度値より次のサンプル点の濃度値のほうが低い箇所がある場合の、補間点の分布の例を示す図である。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。図１に示す画像形成装置１は、印刷装置である。画像形成装置１は、画像形成部１１、制御部１２およびガンマ補正装置１３を有する。

画像形成部１１は、印刷データを受信し、その印刷データに従って画像データを生成し、その画像データに従って画像を印刷する装置である。また、画像形成部１１は、ガンマ補正装置１３により入力されるガンマ特性の補正に使用されるパッチ画像データに基づいて、パッチ画像を印刷する。

画像形成部１１は、印刷データのデータ処理を行うデータ処理部と、画像データに従って印刷を行う印刷機構とを有する。データ処理部は、ガンマ特性に従って画像データを修正する。また、印刷機構は、例えば、感光ドラム、定着器および用紙搬送部を備え、供給される画像データに基づいて感光ドラムに静電潜像を形成し、静電潜像に基づいてトナー現像を行い、用紙に転写し定着させる。

制御部１２は、画像形成部１１を制御する処理部である。制御部１２は、ガンマ補正装置１３により生成されたガンマ特性を指定し、指定したガンマ特性で画像形成部１１に画像データの修正を実行させる。

なお、画像形成部１１のデータ処理部および制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを有するコンピュータでプログラムを実行させることにより実現される。

ガンマ補正装置１３は、ガンマ特性データの生成および補正を行う装置である。ガンマ特性データは、多階調（例えば２５６階調）のそれぞれの階調について、印刷物における多階調の線形性を維持ために乗ずるガンマ値を有するデータである。ガンマ特性データは、初期設定時、および／または定期的に生成または補正される。また、ガンマ特性データは、例えば、経時変化などにより階調の線形性が低下した場合に補正される。

ガンマ補正装置１３は、パッチ画像から階調のサンプル点を計測し、そのサンプル点の数を補間により増加させ、サンプル点から得られるその時点での階調の特性に基づいて、各階調のガンマ値を計算する。

図２は、図１におけるガンマ補正装置１３の構成を示すブロック図である。

ガンマ補正装置１３は、処理部２１、記憶部２２およびセンサ部２３を備える。

処理部２１は、複数階調を有するサンプル画像（ここでは、パッチ画像）の画像形成時に得られる各階調での濃度値を、階調と濃度値による２次元座標系におけるサンプル点とし、階調方向に連続する第１サンプル点Ｓ１、第２サンプル点Ｓ２、第３サンプル点Ｓ３および第４サンプル点Ｓ４から、第２サンプル点Ｓ２と第３サンプル点Ｓ３との間の補間点Ｐ１の位置を計算する処理部である。また、処理部２１は、補間点Ｐ１の位置を計算するとともに、所定の条件下で、補間点Ｐ１に隣接するサンプル点Ｓ２，Ｓ３の位置を変更する。このとき、処理部２１は、予め設定されている補正係数の値を考慮して、補間点Ｐ１の位置またはサンプル点Ｓ２，Ｓ３の位置を決定する。

記憶部２２は、処理部による処理において必要となるデータを格納するデータ格納装置である。記憶部２２は、パッチ画像データ３１、および上述の補正係数を含む補正係数データ３２を格納する。

なお、処理部２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有するコンピュータでプログラムを実行させることにより実現される。また、記憶部２２には、不揮発性メモリ、ハードディスクドライブなどの記録媒体が使用される。

センサ部２３は、複数階調を有するサンプル画像（ここでは、パッチ画像）の画像形成時に得られる各階調での濃度値を検出するセンサである。この実施の形態では、センサ部２３は、トナー現像時のトナー濃度を検出する。

次に、上記装置の動作について説明する。

ガンマ補正装置１３の処理部２１は、記憶部２２からパッチ画像データ３１を読み出し、画像形成部１１にパッチ画像の印刷を実行させる。そして、センサ部２３は、パッチ画像の印刷処理において、画像形成部１１における感光ドラム上のトナー画像の濃度を、各階調に対応するパッチごとに計測し、そのセンサ値を処理部２１に供給する。

処理部２１は、センサ部２３からのセンサ値に基づいて一連のサンプル点を特定する。図３は、一連のサンプル点の一例を示す図である。図３に示す例では、センサ値から８階調のサンプル点（黒点）が得られており、両端付近での補間のためにそれぞれ２点ずつ外挿してサンプル点（白点）が追加されている。

このように、センサ部２３からのセンサ値により得られるサンプル点は少ないため、補間処理によりサンプル点が増やされる。

処理部２１は、サンプル点から補間点の位置を計算し、補間点をサンプル点に追加することでサンプル点を増加させ、センサ値の階調（例えば８階調）より多い階調（例えば２５６階調）のサンプル点を取得する。例えば、８階調のサンプル点から８個の補間点を生成することで合計で１６階調のサンプル点が得られる。さらに、１６階調のサンプル点から１６個の補間点を生成することで、３２階調のサンプル点が得られる。このように、補間処理を繰り返すことで、サンプル点を必要な数まで増加させることができる。

処理部２１は、このようにして得られた所定の階調のサンプル点から、ガンマ特性データを生成したり補正したりする。

次に、処理部２１による補間点の生成について具体的に説明する。

まず、階調とセンサ値（濃度値）との２次元平面において、第１サンプル点Ｓ１から第２サンプル点Ｓ２へのベクトルを第１ベクトルとし（式（１）参照）、第２サンプル点Ｓ２から第３サンプル点Ｓ３へのベクトルを第２ベクトルとし（式（２）参照）、第３サンプル点Ｓ３から第４サンプル点Ｓ４へのベクトルを第３ベクトルとする（式（３）参照）。ここで、点Ｓｉ（ｉ＝１，４）の座標値は（Ｓｘｉ，Ｓｙｉ）である。

そして、第１ベクトルから第２ベクトルへの角度変化の向きと、第２のベクトルから第３ベクトルへの角度変化の向きとが同一である場合を第１の場合とし、第１ベクトルから第２ベクトルへの角度変化の向きと、第２ベクトルから第３ベクトルへの角度変化の向きとが異なる場合を第２の場合とし、第１ベクトルの方向と第２ベクトルの方向が同一であるか第２のベクトルの方向と第３ベクトルの方向が同一である場合を第３の場合とする。

補間点Ｐ１の位置を求めるとき、処理部２１は、まず、その補間点Ｐ１の周辺の４つのサンプル点Ｓ１〜Ｓ４の配置が第１〜第３の場合のいずれであるかを特定する。処理部２１は、第１ベクトルに対する第２ベクトルの外積（式（４）参照）と、第２ベクトルに対する第３ベクトルの外積（式（５）参照）とを計算し、２つの外積の方向が同一である場合には、第１の場合であると判定し、２つの外積の方向が異なる場合には、第２の場合であると判定し、２つの外積のいずれか１つがゼロである場合には、第３の場合であると判定する。

処理部２１は、第１の場合において、第１サンプル点Ｓ１および第２サンプル点Ｓ２を通過する直線と第３サンプル点Ｓ３および第４サンプル点Ｓ４を通過する直線との交点Ｎ２を求め、第２サンプル点Ｓ２と第３サンプル点Ｓ３との中点Ｎ１と交点Ｎ２との間の線分上で、補正係数ｔの値に応じた距離だけ交点Ｎ２から離れた点を、補間点Ｐ１とする。図４は、第１の場合における各点の位置の一例を示す図である。

点Ｎ１の座標値を（Ｎｘ１，Ｎｙ１）、点Ｐ１の座標値を（Ｐｘ１，Ｐｙ１）とすると、補間点Ｐ１の位置は、例えばベクトル演算によれば、式（６）および式（７）に示すようにして得られる。なお、点Ｎ２の座標値は、既知の２直線の交点であるから、周知の方法により計算される。

また、処理部２１は、第２の場合および第３の場合において、第２サンプル点Ｓ２と第３サンプル点Ｓ３との中点を補間点Ｐ１とし、第２サンプル点Ｓ２および第３サンプル点Ｓ３の少なくとも一方を、補正係数ｔの値に応じた距離だけ移動させる。

特に、処理部２１は、第２の場合において、第１サンプル点Ｓ１と補間点Ｐ１との中点Ｎ１と第２サンプル点Ｓ２との間の線分上で、補正係数ｔの値に応じた距離だけ第２サンプル点Ｓ２を移動させるとともに、第４サンプル点Ｓ４と補間点Ｐ１との中点Ｎ２と第３サンプル点Ｓ３との間の線分上で、補正係数ｔの値に応じた距離だけ第３サンプル点を移動させる。図５は、第２の場合における各点の位置の一例を示す図である。図５において、第２サンプル点Ｓ２は、点Ｐ２の位置へ移動させられ、第３サンプル点Ｓ３は、点Ｐ３の位置へ移動させられる。

補間点Ｐ１の位置、補正後の第２サンプル点Ｓ２の位置（図５における点Ｐ２）および補正後の第３サンプル点Ｓ３の位置（図５における点Ｐ３）は、例えばベクトル演算によれば、式（８）〜（１２）に示すようにして得られる。

また、処理部２１は、第３の場合において、第１ベクトルの方向と第２ベクトルの方向が同一であるときには、第４サンプル点Ｓ４と補間点Ｐ１との中点と第３サンプル点Ｓ３との間の線分上で、補正係数ｔの値に応じた距離だけ第３サンプル点Ｓ３を移動させる。図６は、第３の場合における各点の位置の一例を示す図である。図６において、第３サンプル点Ｓ３は、点Ｐ２の位置へ移動させられる。

補間点Ｐ１の位置および補正後の第３サンプル点Ｓ３の位置（図６における点Ｐ２）は、例えばベクトル演算によれば、式（１３）〜（１５）に示すようにして得られる。

同様に、処理部２１は、第３の場合において、第２のベクトルの方向と第３ベクトルの方向が同一であるときには、第１サンプル点Ｓ１と補間点Ｐ１との中点と第２サンプル点Ｓ２との間の線分上で、補正係数の値に応じた距離だけ第２サンプル点Ｓ２を移動させる。

以上のように、上記実施の形態１によれば、ガンマ補正装置１３の処理部２１は、（ａ）第１の場合において、第２サンプル点Ｓ２と第３サンプル点Ｓ３との中点Ｎ１から補正係数ｔに応じた距離だけ離れた位置を補間点Ｐ１の位置とし、（ｂ）第２の場合および（ｃ）第３の場合において、第２サンプル点Ｓ２と第３サンプル点Ｓ３との中点を補間点Ｐ１とし、第２サンプル点Ｓ２および第３サンプル点Ｓ３の少なくとも一方を、補正係数ｔの値に応じた距離だけ移動させる。

これにより、補正係数ｔの値に応じて、補間点Ｐ１、または補間点Ｐ１に隣接するサンプル点Ｓ２，Ｓ３の位置を調整できるので、より良好なガンマ特性を生成することができる。

また、上記実施の形態１によれば、処理部２１は、（ａ）第１の場合においては、点Ｎ１と点Ｎ２との間の線分上で、補正係数の値に応じた距離だけ点Ｎ２から離れた点を補間点とし、（ｂ）第２の場合においては、第１サンプル点Ｓ１と補間点Ｐ１との中点Ｎ１と第２サンプル点Ｓ２との間の線分上で、補正係数ｔの値に応じた距離だけ第２サンプル点Ｓ２を移動させるとともに、第４サンプル点Ｓ４と補間点Ｐ１との中点Ｎ２と第３サンプル点Ｓ３との間の線分上で、補正係数の値に応じた距離だけ第３サンプル点を移動させ、（ｃ）第１ベクトルの方向と第２ベクトルの方向が同一である場合、第４サンプル点Ｓ４と補間点Ｐ１との中点Ｎ１と第３サンプル点Ｓ３との間の線分上で、補正係数ｔの値に応じた距離だけ第３サンプル点Ｓ３を移動させ、第２ベクトルの方向と第３ベクトルの方向が同一である場合、第１サンプル点Ｓ１と補間点Ｐ１との中点と第２サンプル点Ｓ２との間の線分上で、補正係数ｔの値に応じた距離だけ第２サンプル点Ｓ２を移動させる。

これにより、補正係数ｔの値に応じて、補正の強度を調整することができる。

また、上記実施の形態１によれば、処理部２１は、第１ベクトルに対する第２ベクトルの外積と、第２ベクトルに対する第３ベクトルの外積とを計算し、２つの外積の方向が同一である場合には、２つの角度変化の向きが同一であると判定し、２つの外積の方向が異なる場合には、２つの角度変化の向きが異なると判定し、２つの外積のいずれか１つがゼロである場合には、第１ベクトルの方向と第２ベクトルの方向が同一であるか第２ベクトルの方向と第３ベクトルの方向が同一であると判定する。

実施の形態２．
実施の形態１では、補正係数ｔは、０〜１のいずれかの一定値であったが、実施の形態２では、補正係数ｔは、階調に応じて複数の値を有する。つまり、実施の形態２では、補正係数データ３２は、階調ごとに補正係数値を有する。したがって、例えば２５６階調のサンプル点が要求される場合には、２５６階調のそれぞれの補正計数値が指定される。

図７は、実施の形態２における補正係数ｔの一例を示す図である。図７に示す補正係数データは、２５６階調についてのものであり、階調０〜６３の補正係数値は１に、階調６４〜１２７の補正係数値は０．７５に、階調１２８〜２５５の補正係数値は０．５に設定されている。

処理部２１は、計算対象となる補間点Ｐ１の階調（またはサンプル点Ｓ１，Ｓ２の中点の階調）に応じて補正係数値を特定し、その補正係数値を使用して、第１の場合の補間点Ｐ１の位置、第２の場合の点Ｐ２，Ｐ３の位置、および第３の場合の点Ｐ２の位置を計算する。

なお、実施の形態２に係る画像形成装置のその他の構成および動作は、実施の形態１のものと同様であるので、その説明を省略する。

以上のように、上記実施の形態２によれば、補正係数は、階調に応じて複数の値を有する。これにより、階調によってサンプル点の誤差の大きさが異なる場合でも、補正係数を調整することで、良好なガンマ特性を生成することができる。

実施の形態３．
実施の形態３では、あるサンプル点の階調より次のサンプル点の階調のほうが高いが、そのあるサンプル点の濃度値より次のサンプル点の濃度値のほうが低い場合、第２サンプル点と第３サンプル点との中点が補間点とされ、第２サンプル点と第３サンプル点が削除される。

図８は、第２サンプル点Ｓ２の階調より第３サンプル点Ｓ３の階調のほうが高いが第２サンプル点Ｓ２の濃度値より第３サンプル点Ｓ３の濃度値のほうが低い場合の、第１〜第４サンプル点Ｓ１〜Ｓ４の位置の例を示す図である。なお、図８において、Ｘ軸は階調であり、Ｙ軸は濃度値である。このような場合、従来の方法で補間点を求めると、例えば図９に示すように同一階調に複数の濃度値が割り当てられてしまったり、補間点間で濃度値が急激に変化してしまったりするため、良好なガンマ特性が生成されない。

実施の形態３では、実施の形態１または２の処理に加えて、処理部２１は、図１０に示すように、第２サンプル点Ｓ２の階調より第３サンプル点Ｓ３の階調のほうが高いが第２サンプル点Ｓ２の濃度値より第３サンプル点Ｓ３の濃度値のほうが低い場合、第２サンプル点Ｓ２と第３サンプル点Ｓ３との中点Ｐ１を補間点とし、第２サンプル点Ｓ２および第３サンプル点Ｓ３を削除する。なお、図１０において、Ｘ軸は階調であり、Ｙ軸は濃度値である。

図１１は、センサ部２３により得られたサンプル点において、あるサンプル点の階調より次のサンプル点の階調のほうが高いが、そのあるサンプル点の濃度値より次のサンプル点の濃度値のほうが低い箇所がある場合の、補間点の分布の例を示す図である。図１１（Ａ）は、従来の方法で導出された補間点の分布の例を示す図である。図１１（Ｂ）は、実施の形態３における上述の方法で導出された補間点の分布の例を示す図である。図１１において、センサ部２３により得られたサンプル点は、丸点で示されており、階調「２２４」の付近に、あるサンプル点の階調より次のサンプル点の階調のほうが高いが、そのあるサンプル点の濃度値より次のサンプル点の濃度値のほうが低い箇所がある。図１１（Ａ）において、三角点は、従来の方法で導出された補間点を示し、図１１（Ｂ）において、四角点は、実施の形態３に示す方法で導出された補間点を示す。なお、図１１は、一部の階調のみについて示している。従来の方法で補間点を導出すると、図１１（Ａ）に示すように補間点の分布が滑らかにならないが、実施の形態３に示す方法で補間点を導出すると、図１１（Ｂ）に示すように補間点の分布が滑らかになる。

なお、実施の形態３に係る画像形成装置のその他の構成および動作は、実施の形態１または２のものと同様であるので、その説明を省略する。

以上のように、上記実施の形態３によれば、あるサンプル点の階調より次のサンプル点の階調のほうが高いが、そのあるサンプル点の濃度値より次のサンプル点の濃度値のほうが低い箇所があっても、一連の補間点が滑らかに分布するため、より良好なガンマ特性を生成することができる。

なお、上述の各実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。

例えば、上記実施の形態２において、記憶部２２が、複数の補正係数特性データを格納し、処理部２１が、複数の補正係数特性データのうちの１つの選択し、階調に応じた補正係数を使用するようにしてもよい。その場合、処理部２１は、補正前のサンプル点（つまりセンサ値）の特性に応じて、複数の補正係数特性データのうちの１つの選択するようにしてもよい。例えば、前回計測時の補正前のサンプル点からの変化量に応じて補正係数特性データを選択するようにしてもよい。

また、上記各実施の形態に係るガンマ特性の補正は、表示装置のための画像データに対するガンマ補正に使用されるガンマ特性の補正についても適用可能である。

また、上記各実施の形態において、第１ベクトルと第２ベクトルとの外積、第２ベクトルと第３ベクトルとの外積を計算する代わりに、第１ベクトルと第２ベクトルとの角度差および第２ベクトルと第３ベクトルとの角度差、第１ベクトルと第２ベクトルとの角度差の正弦および第２ベクトルと第３ベクトルとの角度差の正弦などを計算するようにしてもよい。

また、上記実施の形態１，２において、画像形成装置１にコンピュータネットワークに接続可能な通信装置を設け、処理部２１がその通信装置を制御して、コンピュータネットワーク上のサーバから補正係数データ３２をダウンロードするようにしてもよい。

本発明は、例えば、印刷装置に適用可能である。

１画像形成装置
１１画像形成部
１３ガンマ補正装置
２１処理部
２２記憶部

Claims

複数階調を有するサンプル画像の画像形成時に得られる各階調での濃度値を、階調と濃度値による２次元座標系におけるサンプル点とし、前記サンプル点を補間してサンプル点の数を増加させ、前記サンプル点に基づいてガンマ特性の補正を行うガンマ補正装置において、
階調方向に連続する第１サンプル点、第２サンプル点、第３サンプル点および第４サンプル点から、前記第２サンプル点と前記第３サンプル点との間の補間点の位置を計算する処理部と、
補正係数を記憶する記憶部とを備え、
前記処理部は、前記第１サンプル点から前記第２サンプル点へのベクトルを第１ベクトル、前記第２サンプル点から前記第３サンプル点へのベクトルを第２ベクトル、前記第３サンプル点から前記第４サンプル点へのベクトルを第３ベクトルとすると、
前記第１ベクトルから前記第２ベクトルへの角度変化の向きと、前記第２ベクトルから前記第３ベクトルへの角度変化の向きとが同一である場合、前記第２サンプル点と前記第３サンプル点との中点から前記補正係数の値に応じた距離だけ離れた点を前記補間点とし、
前記第１ベクトルから前記第２ベクトルへの角度変化の向きと、前記第２ベクトルから前記第３ベクトルへの角度変化の向きとが異なる場合、および前記第１ベクトルの方向と前記第２ベクトルの方向が同一であるか前記第２ベクトルの方向と前記第３ベクトルの方向が同一である場合、前記第２サンプル点と前記第３サンプル点との中点を前記補間点とし、前記第２サンプル点および前記第３サンプル点の少なくとも一方を、前記補正係数の値に応じた距離だけ移動させ、
前記補正係数は、階調に応じて低階調では高く高階調では低い複数の値を有すること、
を特徴とするガンマ補正装置。
前記処理部は、
前記第１ベクトルから前記第２ベクトルへの角度変化の向きと、前記第２ベクトルから前記第３ベクトルへの角度変化の向きとが同一である場合、前記第２サンプル点と前記第３サンプル点との中点Ｎ１と、前記第１サンプル点および前記第２サンプル点を通過する直線と前記第３サンプル点および前記第４サンプル点を通過する直線との交点Ｎ２との間の線分上で、前記補正係数の値に応じた距離だけ前記交点Ｎ２から離れた点を前記補間点とし、
前記第１ベクトルから前記第２ベクトルへの角度変化の向きと、前記第２ベクトルから前記第３ベクトルへの角度変化の向きとが異なる場合、前記第１サンプル点と前記補間点との中点と前記第２サンプル点との間の線分上で、前記補正係数の値に応じた距離だけ前記第２サンプル点を移動させるとともに、前記第４サンプル点と前記補間点との中点と前記第３サンプル点との間の線分上で、前記補正係数の値に応じた距離だけ前記第３サンプル点を移動させ、
前記第１ベクトルの方向と前記第２ベクトルの方向が同一である場合、前記第４サンプル点と前記補間点との中点と前記第３サンプル点との間の線分上で、前記補正係数の値に応じた距離だけ前記第３サンプル点を移動させ、
前記第２ベクトルの方向と前記第３ベクトルの方向が同一である場合、前記第１サンプル点と前記補間点との中点と前記第２サンプル点との間の線分上で、前記補正係数の値に応じた距離だけ前記第２サンプル点を移動させること、
を特徴とする請求項１記載のガンマ補正装置。
前記処理部は、前記第１ベクトルに対する前記第２ベクトルの外積と、前記第２ベクトルに対する前記第３ベクトルの外積とを計算し、２つの外積の方向が同一である場合には、前記２つの角度変化の向きが同一であると判定し、２つの外積の方向が異なる場合には、前記２つの角度変化の向きが異なると判定し、２つの外積のいずれか１つがゼロである場合には、前記第１ベクトルの方向と前記第２ベクトルの方向が同一であるか前記第２ベクトルの方向と前記第３ベクトルの方向が同一であると判定することを特徴とする請求項１または請求項２記載のガンマ補正装置。
前記記憶部は、複数の補正係数特性データを格納し、
前記処理部は、前記複数の補正係数特性データのうちの１つの選択し、階調に応じた前記補正係数を使用すること、
を特徴とする請求項３記載のガンマ補正装置。
前記処理部は、補正前の前記サンプル点の特性に応じて、前記複数の補正係数特性データのうちの１つの選択することを特徴とする請求項４記載のガンマ補正装置。
前記補正係数は、０から１までのいずれかの値を有し、
前記処理部は、前記線分の長さと前記補正係数との積を、前記補正係数の値に応じた距離として計算すること、
を特徴とする請求項２記載のガンマ補正装置。
前記処理部は、前記第２サンプル点の階調より前記第３サンプル点の階調のほうが高いが前記第２サンプル点の濃度値より前記第３サンプル点の濃度値のほうが低い場合、前記第２サンプル点と前記第３サンプル点との中点を前記補間点とし、前記第２サンプル点および前記第３サンプル点を削除することを特徴とする請求項１記載のガンマ補正装置。
請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載のガンマ補正装置と、
前記ガンマ補正装置により補正されたガンマ特性で画像形成を行う画像形成部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
複数階調を有するサンプル画像の画像形成時に得られる各階調での濃度値を、階調と濃度値による２次元座標系におけるサンプル点とし、前記サンプル点を補間してサンプル点の数を増加させ、前記サンプル点に基づいてガンマ特性の補正を行うガンマ補正方法において、
階調方向に連続する第１サンプル点、第２サンプル点、第３サンプル点および第４サンプル点から、前記第２サンプル点と前記第３サンプル点との間の補間点の位置を計算する第１のステップと、
所定の条件が成立する場合に前記第２のサンプル点および前記第３のサンプル点の少なくとも一方を移動させる第２のステップとを備え、
前記第１サンプル点から前記第２サンプル点へのベクトルを第１ベクトル、前記第２サンプル点から前記第３サンプル点へのベクトルを第２ベクトル、前記第３サンプル点から前記第４サンプル点へのベクトルを第３ベクトルとすると、
前記第１のステップにおいて、前記第１ベクトルから前記第２ベクトルへの角度変化の向きと、前記第２ベクトルから前記第３ベクトルへの角度変化の向きとが同一である場合、前記第２サンプル点と前記第３サンプル点との中点から前記補正係数の値に応じた距離だけ離れた点を前記補間点とし、前記第１ベクトルから前記第２ベクトルへの角度変化の向きと、前記第２ベクトルから前記第３ベクトルへの角度変化の向きとが異なる場合、および前記第１ベクトルの方向と前記第２ベクトルの方向が同一であるか前記第２ベクトルの方向と前記第３ベクトルの方向が同一である場合、前記第２サンプル点と前記第３サンプル点との中点を前記補間点とし、
前記第２のステップにおいて、前記第１ベクトルから前記第２ベクトルへの角度変化の向きと、前記第２ベクトルから前記第３ベクトルへの角度変化の向きとが異なる場合、および前記第１ベクトルの方向と前記第２ベクトルの方向が同一であるか前記第２ベクトルの方向と前記第３ベクトルの方向が同一である場合、前記第２サンプル点および前記第３サンプル点の少なくとも一方を、前記補正係数の値に応じた距離だけ移動させ、
前記補正係数は、階調に応じて低階調では高く高階調では低い複数の値を有すること、
を特徴とするガンマ補正方法。
前記第１のステップにおいて、
前記第１ベクトルから前記第２ベクトルへの角度変化の向きと、前記第２ベクトルから前記第３ベクトルへの角度変化の向きとが同一である場合、前記第２サンプル点と前記第３サンプル点との中点Ｎ１と、前記第１サンプル点および前記第２サンプル点を通過する直線と前記第３サンプル点および前記第４サンプル点を通過する直線との交点Ｎ２との間の線分上で、補正係数の値に応じた距離だけ前記交点Ｎ２から離れた点を前記補間点とし、
前記第２のステップにおいて、
前記第１ベクトルから前記第２ベクトルへの角度変化の向きと、前記第２ベクトルから前記第３ベクトルへの角度変化の向きとが異なる場合、前記第１サンプル点と前記補間点との中点と前記第２サンプル点との間の線分上で、前記補正係数の値に応じた距離だけ前記第２サンプル点を移動させるとともに、前記第４サンプル点と前記補間点との中点と前記第３サンプル点との間の線分上で、前記補正係数の値に応じた距離だけ前記第３サンプル点を移動させ、
前記第１ベクトルの方向と前記第２ベクトルの方向が同一である場合、前記第４サンプル点と前記補間点との中点と前記第３サンプル点との間の線分上で、前記補正係数の値に応じた距離だけ前記第３サンプル点を移動させ、
前記第２ベクトルの方向と前記第３ベクトルの方向が同一である場合、前記第１サンプル点と前記補間点との中点と前記第２サンプル点との間の線分上で、前記補正係数の値に応じた距離だけ前記第２サンプル点を移動させること、
を特徴とする請求項９記載のガンマ補正方法。