JP5267806B2 - キャリブレーション装置、キャリブレーション方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置の色再現特性の変動を補正するキャリブレーション装置、キャリブレーション方法、プログラムおよび記録媒体に関し、デジタルカラー複写機、カラーレーザープリンタ、インクジェットカラープリンタなどの画像形成装置、及び画像処理装置を具備するカラー画像処理システムに好適な技術に関する。

近年、デジタルカラー複写機やカラー・プリンタ等においては、電子写真方式、感熱方式、インクジェット方式等を用いた画像形成装置が広く普及している。これらの画像形成装置では、温度や湿度等の環境変化や経時変化による影響を受けて画像濃度が変動したり、あるいは、画像形成装置の構成部品の微小なばらつきによって画像濃度に差異が生じたりする。こうした問題点を解決するためには、出力装置の使用前に色変換パラメータを再調整して、使用時の出力特性に色変換パラメータを合わせる必要がある。この処理はキャリブレーションと呼ばれる。

キャリブレーションの具体的な方法は、一般的には、基準チャートを所望の画像形成装置で出力し、出力したチャートをスキャナで読取ったり、測色計で測色したりして画像形成装置の出力特性を解析し、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の目標とする出力特性が得られるように色変換パラメータを補正するようにしている。また、人間はグレーの再現性に対して敏感であるために、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの単色ごとにキャリブレーションするのではなく、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの３色を混色した場合のグレー再現性を重視したキャリブレーションを行う方式も提案されている。

かかるキャリブレーションに関する従来技術としては、特許文献１〜３などが知られている。特許文献１には、画像を形成するための各色材（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）について、書き込み値が所定量ずつ増加或いは所定量ずつ減少するカラーパッチ群を色材毎に並べた第１のカラーパターンに基づいて第１のキャリブレーションを行い、この第１のキャリブレーションの結果に基づいて、色材シアン、マゼンタ、イエローの前記書き込み値を補正し、この補正したデータで作られる各色パッチ群を重ねて作られる３色重ねカラーパッチ群からなる第２のカラーパターンに基づいて第２のキャリブレーションを行う方法が記載されている。

また、特許文献２には、パッチの測色データと目標色データの色ずれ量に基づいて、次回のキャリブレーション用の色パッチを決定することにより、なるべく少ない出力枚数で高精度なキャリブレーションを行う方法が記載されている。

さらに、特許文献３には、単色再現を重視したキャリブレーションを行って生成した階調補正カーブとグレー再現を重視したキャリブレーションを行って生成した階調補正カーブを合成した階調補正カーブを生成することにより、単色再現とグレー再現のバランスをとったキャリブレーションを行う方式が記載されている。

上記した特許文献１の方法では、単色のキャリブレーションを行ってから混色のキャリブレーションを行うようにしているが、単色キャリブレーションに比較して混色のキャリブレーション精度が悪い場合には、混色キャリブレーションが逆効果となり色の変動が大きくなってしまう可能性がある。

一般に、混色キャリブレーション方式では、所定の信号値で設定されたカラーパッチを画像形成装置で出力し、その出力結果を測色し、狙いの混色を再現するためのＣＭＹ出力値を求める必要がある。この時、任意の測色値からＣＭＹ出力値を予測するために高精度な色再現予測モデルを構築する必要があるが、出力可能なカラーパッチ数が制限されているような場合には、色再現予測モデルの精度が不安定になり、混色キャリブレーションの精度が低くなってしまうことが多い。

また、特許文献２の方法では、少ないパッチで高精度なキャリブレーションを行うように、目標値からのずれ量に応じて次回のキャリブレーションに使用するパッチを決定するようにしているが、やはり色再現予測モデルの精度が問題になる。

一方、単色キャリブレーションは、１次元の入出力関数を用いて階調補正テーブルを生成するため、混色キャリブレーションに比べてモデルが単純であり、キャリブレーションの繰り返し精度に優れているというメリットがある。

即ち、単色を重視したキャリブレーション方式では人間の知覚が敏感なグレー再現を保証できないが、安定性が高いというメリットがあるのに対し、グレー再現を重視したキャリブレーションではグレーの色みを目標色再現に近づけられるものの、高い安定性を実現するのが困難であるという問題があった。

特許文献３の方式では、単色キャリブレーションと混色キャリブレーションを合成することにより上記の問題を改善しているが、合成の比率が固定的なので改善効果が小さい。

本発明は上記した課題に鑑みてなされたものであり、
本発明の目的は、単色キャリブレーションと混色キャリブレーションの特徴を活かし、単色キャリブレーションで十分な精度が得られる場合には単色キャリブレーションを優先的に用い、混色の精度が不十分な場合のみ混色キャリブレーションを行うことが可能なキャリブレーション装置、キャリブレーション方法、プログラムおよび記録媒体を提供することにある。

本発明は、入力カラー画像信号を画像形成装置用の出力信号に変換するための階調補正パラメータをキャリブレーションするキャリブレーション装置において、複数のカラーパッチを含むチャート画像を出力した各々のカラーパッチの色を測色する測色手段と、前記チャート画像に含まれる第一のパッチ・セットの測色データと目標色データとのずれ量を評価して、単色を目標色に合わせる階調補正パラメータを作成する第一のキャリブレーション処理を行うか否かを判定する第一の判定手段と、前記第一の判定手段において第一のキャリブレーション処理を行わないと判定した場合に、前記チャート画像に含まれる第二のパッチ・セットの測色データと目標色データとのずれ量を評価して、混色を目標色に合わせる階調補正パラメータを作成する第二のキャリブレーション処理を行うか否かを判定する第二の判定手段とを有し、前記第二の判定手段は、階調値ごとに前記測色データと目標色データとのずれ量が許容範囲を超えるか否かを判定し、許容範囲を超える階調範囲についてのみ階調補正パラメータを修正することを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、第一のキャリブレーション処理が必要ない場合に、第二のパッチ・セットについて測色データと目標色データのずれ量を評価し、ずれ量が大きい場合のみ第二のキャリブレーションを行うようにしているため、不必要に第二のキャリブレーション処理が行われなくなり、安定した色再現を実現できる。

本発明の画像処理システムの構成を示す。 画像処理部の構成を示す。 キャリブレーション処理のフローチャートを示す。 基準チャートの構成を示す。 単色パッチを用いた階調補正パラメータの作成方法のフローチャートを示す。 階調補正パラメータの作成例を示す。 グレーパッチを用いた階調補正パラメータの作成方法のフローチャートを示す。 実施例２における色ずれ量の許容範囲を説明する図である。 実施例２における許容範囲の更新方法のフローチャートを示す。 階調補正パラメータの合成例を示す。 実施例３の階調補正パラメータの作成方法のフローチャートを示す。 実施例４の画像処理システムの構成例を示す。

以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。

１．画像処理システムの全体構成、動作
図１は、本発明の画像処理システムの全体構成を示す。図１において、１は画像形成装置、２はチャート測色装置、３はホストコンピュータ、４はコントローラ、５はキャリブレーション・チャートである。また、コントローラ４には、画像処理部１０およびキャリブレーション処理部２０などの処理機能が備わっており、基本的なプリント処理やキャリブレーション処理などを実行することができる。

ホストコンピュータ３上で動作するアプリケーションからプリント処理が指示されると、ホストコンピュータ３はプリンタ・ドライバを動作させて、印刷を行う画像情報をコントローラ４へ送信する。コントローラ４では、画像処理部１０を動作させて入力された画像情報に対し種々の画像処理を施してプリンタ出力データに変換し、画像形成装置１へ出力する。

画像形成装置１は、画像データをプリントアウトするための出力装置であって、例えば、電子写真方式やインクジェット方式のカラー・プリンタやカラーファクシミリといった画像形成装置を用いることができる。

一方、ホストコンピュータ３からキャリブレーション処理の実行が指示されると、コントローラ４はキャリブレーションを実行して、色変換に使用するパラメータを修正する。
２．画像処理部の構成、動作
次に、上記のキャリブレーション・データを参照しながら、コンピュータから送出された画像情報を画像形成装置１で出力可能な出力信号に変換する方法について説明する。

図２は、実施例１の画像処理部の構成を示す。図２に示すように、画像処理部１０は、ラスタライズ処理部１００、カラーレンダリング処理部２００、色分解処理部３００、階調補正処理部４００、ハーフトーン処理部５００などからなる。以下、図２を参照しながら画像処理部１０における動作を説明する。

アプリケーションから送られる画像情報は、通常ディスプレイ表示用のＲＧＢ色信号で表される描画コマンド形式のデータである。そのため、ラスタライズ処理部１００では、描画コマンドを解釈して、ＲＧＢ各色８ビットのビットマップデータに展開する。次に、ディスプレイとプリンタでは色再現範囲や色再現特性が大きく異なるため、カラーレンダリング処理部２００では、デバイスに対応付けられたプロファイルを用いて、ビットマップ画像のＲＧＢデータを、プリンタの色再現範囲に合うように色域圧縮を行ったＲ’Ｇ’Ｂ’（８ビット）データに変換する。

一般的な画像形成装置１は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色あるいはそれ以上のインクを用いて画像を形成する。そこで、色分解処理部３００では、Ｒ’Ｇ’Ｂ’信号をプリンタの出力信号に適した色信号に変換する。例えば、画像形成装置１がＣＭＹＫ４色を用いる場合には、Ｒ’Ｇ’Ｂ’信号から、ＵＣＲ／ＵＣＡという色分解処理を行うことにより、ＣＭＹＫ４色信号に分解することができる。

次に、階調補正処理４００では、階調補正パラメータ６００をそれぞれ参照して、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ各色のデータ値を階調変換する。本実施例では、階調補正パラメータ６００として１次元のルックアップ・テーブルが定義されているものとする。キャリブレーション処理を行う場合には、この階調補正パラメータ６００を修正することにより画像形成装置１の濃度特性の変動や個体差を吸収するようにする。

ハーフトーン処理部５００では、階調補正処理されたＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’画像データ（８ビット）を受けて、画像形成装置１が出力可能な少ないビット数（例えば、１ビット）のＣＭＹＫ画像データへの変換処理を行う。上記のような画像処理により、画像形成装置１が出力可能なＣＭＹＫ画像データを作成することができる。
３．キャリブレーション処理方法の説明
３．１ 全体構成と動作
次に、本発明の特徴である、キャリブレーション処理方法の概要について、図３のフローチャートを用いて説明する。

キャリブレーション処理部２０は、画像処理部１０を介して予め記憶している（又は外部入力された）基準チャートのデータを画像形成装置１へ出力し、キャリブレーション・チャート５をプリント出力する（ステップＳ１１）。

次に、出力されたキャリブレーション・チャート５をチャート測色装置２によって測色する（ステップＳ１２）。チャート測色装置２は、出力したキャリブレーション・チャート５に含まれる各カラーパッチの色彩値を計測するための装置であって、例えば分光反射計や濃度計などを使用できる。読取られたキャリブレーション・チャート５の測色データは、コントローラ４へ転送され、コントローラ４内部のＨＤＤなどの記憶装置に一旦保存される。

測色データが取得されると、キャリブレーション処理部２０はコントローラ４に保持している基準チャートの目標色データと測色データを比較し、パッチごとの色ずれ量を計算する（ステップＳ１３）。

色ずれ量の計算が終了すると、次に、ステップＳ１４へ移り、単色の色ずれ量が許容範囲内か否かを判定する。判定の結果、許容範囲外であれば、ステップＳ１５の単色キャリブレーションを実施し、許容範囲内の場合にはステップＳ１６へ移り、混色の色ずれ量が許容範囲内か否かを判定する。ステップＳ１６の判定の結果、許容範囲外であればステップＳ１７の混色キャリブレーションを実施する。更に、混色キャリブレーションを行った場合には、必要に応じて単色の目標色を更新する。Ｓ１６の判定で許容範囲内であればオペレータにキャリブレーション処理が完了したことを通知して処理を終了する。

Ｓ１５或いはＳ１７のキャリブレーションを実施した場合には、再度ステップＳ１１へ戻ってキャリブレーション結果を検証することもできるし、オペレータがキャリブレーション精度に厳密な管理よりも作業効率を重視する場合には、ステップＳ１１へ戻らずにキャリブレーション処理を行った後に終了することも可能である。

上記のように、本発明では繰り返し安定性の高い単色キャリブレーションを優先的に実施し、単色キャリブレーションでは混色の色ずれ量が大きい場合にのみ混色キャリブレーションを行なうようにしているため、キャリブレーションが逆効果になることを回避できる。

なお、図１ではチャート測色装置２は画像形成装置１と独立した装置として構成しているが、スキャナなどの読取り装置や画像形成装置の紙搬送路上に内蔵されたチャート測色装置を用いてもかまわない。また、ホストコンピュータ３にはディスプレイを接続して、キャリブレーションの結果を表示したり、オペレータがキャリブレーション動作を設定するための画面を表示したりすることもできる。

３．２ キャリブレーション処理の詳細説明
次に、本実施例におけるキャリブレーション処理の詳細について説明する。前述したように、本発明では、カラーパッチの測色値と目標色再現とのずれ量に応じて、階調補正テーブルを生成することを特徴としている。
（１）基準チャートの構成
本実施例で使用する基準チャートの構成例について説明する。本基準チャートは、ＣＭＹＫ形式の画像データファイルであって、種々の階調値で表される矩形領域（以下、パッチという）を配列して成るサンプルチャートを表現したものである。基準チャートの各パッチは、画像形成装置１の１次色であるＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの所定の階調値で定義されている。なお、矩形領域内の全画素に対して均一にインクが打たれているパッチをべたパッチと呼び、画素によってインクが打たれたり打たれなかったりしているパッチを網点パッチと呼ぶことにする。一般には、階調値＝２５５の場合にべたパッチが出力されることが多い。

図４は、本実施例におけるキャリブレーション用の基準チャートの一例を示す図である。同図に示すように、Ｃ単色、Ｍ単色、Ｙ単色、Ｋ単色、及びＣＭＹ混色グレーのパッチが各ｎ階調分配置されている（ｎは、２５６以下の整数。図４の例では、ｎ＝１６）。また、一般的な画像形成装置では、ページ内で同じ階調値のカラーパッチを出力しても、各種の要因で変動してしまうことが多い。そのため、本実施例の基準チャートでは、階調値が同じカラーパッチを２箇所に出力するようにしている。

なお、基準チャートを出力する場合は、更新した階調補正パラメータの効果を確認できるように、色分解処理部３００を介さずに、直接階調補正処理部４００へ画像データを送って出力を行うものとする。
（２）色ずれ量の計算
次に、上記の基準チャートをプリント出力したキャリブレーション・チャート５の測色データを読み取って、出力目標色からの色ずれ量をパッチごとに計算する。

出力目標色としては単色キャリブレーション用と混色キャリブレーション用の２種類の目標色を予め決定しておく。単色キャリブレーション用の目標色としては、単色パッチの階調値ごとの目標濃度や紙白からの色差などのスカラー値を定義する。一方、混色キャリブレーション用の目標色として、パッチごとに目標とするＬ＊ａ＊ｂ＊値やＬ＊ｕ＊ｖ＊値などの色座標を定義しておく。このため、単色パッチに対しては、濃度（或いは紙白との色差）と色座標の２種類の目標色を定義することになる。

色ずれ量の計算では、単色パッチについては目標濃度と実測濃度との差と目標色座標と実測色座標との色差の双方を計算する。混色パッチについては、目標色座標と実測色座標との色差をそれぞれ計算する。

また、図４の基準チャートのように、同一の階調値に対して複数のパッチを配置している場合には、同一階調値に対する複数の測色値データの平均値を用いるようにすれば、ページ内の色ムラに起因する測色値のばらつきを軽減することができ、安定したキャリブレーションを行うことができる。

上記の色ずれ量の計算が終了すると、色ずれ量が許容範囲か否かに応じて単色キャリブレーション或いは混色キャリブレーションを行う。単色及び混色の許容範囲は、キャリブレーション精度に応じて初期設定する。

例えば、製品出荷前に初期の階調補正テーブルを決定する時に、基準チャートを出力し、各パッチの測色値データと目標色との色ずれ量を求めて許容範囲を決定するようにする。許容範囲の決め方は、色ずれ量の最大値にしたり、或いは最大値にマージンを加えて決めるなど特に限定はしない。また、混色キャリブレーションは繰り返し精度が低いため、単色用の許容色差よりも大きく設定しておくのが良い。
（３）単色キャリブレーション
単色の色ずれ量が許容範囲外の場合には、単色再現性を重視したキャリブレーションを行う。単色パッチを用いた単色キャリブレーション方法について図５、図６を用いながら説明する。

まず、測色データから出力濃度ＩＤを計算する（ステップＳ２１）。このとき、紙種の違いの影響を軽減するために、測色濃度と用紙の濃度との差分や紙白とパッチとの色差を出力濃度ＩＤとして用いるようにしても良い。次に、基準チャートには離散的な階調値のパッチしか含まれないため、ステップＳ２２で全階調値に対する出力濃度を計算で求める。即ち、階調基準チャートに含まれるカラーパッチの階調値をＸとし、実測したプリンタ出力濃度をＹとして、Ｙ＝ｆ（Ｘ）を線形補間あるいは、スプライン近似などを行って２５６階調全ての出力濃度を求める。図６（ａ）のグラフの細線は、上記で求めた階調値０〜２５５に対応する出力濃度の例である。

全てのプリンタ階調値に対する出力濃度が求まると、ステップＳ２３で狙いの出力濃度ＴＤを記憶装置から読み出す。ここで、狙いの出力濃度とは、前述したように階調補正処理部４００の入力ＣＭＹＫ階調値に対する規格値として定義された濃度であって、図６（ａ）のグラフの太線に対応している。図６（ａ）では、便宜上、目標出力濃度テーブルを１種類しか図示していないが、通常はＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色成分ごとに定義される。

最後に、ステップＳ２４に移り、狙いの出力濃度ＴＤとステップＳ２２で求めた出力濃度から階調補正テーブルを作成する。このとき、図６（ａ）のように、変動により理想的な出力濃度特性よりも実際のプリンタの濃度が高くなっているような場合は、その変動を相殺するように濃度を低くするような階調補正テーブルに設定する。

具体的には、ステップＳ２２で作成した出力濃度特性の逆写像変換を行って、ＣＭＹＫ各色ごとに階調値０〜２５５に対する目標出力濃度を実現するＣ’、Ｍ’、Ｙ’、Ｋ’を求める。以上の方法により、単色再現をキャリブレーションした新たな階調補正テーブル（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ⇒Ｃ’、Ｍ’、Ｙ’、Ｋ’）が作成できる。作成した階調補正テーブルの例を図６（ｂ）に示す。なお、基準の階調補正テーブル及び基準のプリンタ出力濃度特性は製品出荷時に設定されたテーブルであり、予めハードディスク或いはＲＯＭなどに記録してあるものとする。

単色パッチを用いた階調補正パラメータの作成が終了すると、ステップＳ１１へ戻り、基準チャートを再出力して測色を行い、補正結果を検証する。
（４）混色キャリブレーション
単色特性が目標どおりの色再現であっても、単色のハーフトーンパターンの違いや機器ごとの転写特性の違いなどから、混色再現が狙い通りにならないことが多い。そのため、混色の色ずれ量が許容色差に収まらない場合には混色キャリブレーションを行う。

混色としては、特にグレーがＣ、Ｍ、Ｙを混色するために色ずれが目立つことが多い。そこで、グレー色を対象としてキャリブレーションを行う例について説明する。グレーキャリブレーションは、Ｃ、Ｍ、Ｙで構成されるグレーパッチの測色値データを参照し、目標色からの色ずれを補正する。

グレーパッチを用いた階調補正パラメータの作成方法について図７を参照して説明する。まず、グレーパッチの測色値Ｌ＊ａ＊ｂ＊と階調値ｉからグレー再現推定モデル関数を作成する（ステップＳ３１）。本実施例では、１６階調のグレーパッチを出力しているため、１６個のデータを用いてＣＭＹ階調値からＬ＊ａ＊ｂ＊を推定するモデル関数を生成する。例えば、推定モデル関数は下記のようにあらわされる。

Ｌ^＊＝Ｆｌ（Ｃｇ［ｉ］，Ｍｇ［ｉ］，Ｙｇ［ｉ］）＋Ｌ＿ｐａｐｅｒ
ａ^＊＝Ｆａ（Ｃｇ［ｉ］，Ｍｇ［ｉ］，Ｙｇ［ｉ］）＋ａ＿ｐａｐｅｒ
ｂ^＊＝Ｆｂ（Ｃｇ［ｉ］，Ｍｇ［ｉ］，Ｙｇ［ｉ］）＋ｂ＿ｐａｐｅｒ 式（１）
上記において、［Ｌ＿ｐａｐｅｒ、ａ＿ｐａｐｅｒ、ｂ＿ｐａｐｅｒ］は紙の測色値（Ｌ^＊，ａ^＊，ｂ^＊）を示しており、Ｃｇ［ｉ］、Ｍｇ［ｉ］、Ｙｇ［ｉ］は、階調値ｉにおける紙白との色差である。また、Ｆｌ（）、Ｆｂ（）、Ｆｂ（）は推定に使用するパッチ数に応じて異なる推定モデル関数である。具体的な推定モデルは、基準チャートのパッチ数に応じて決定する。例えば、本実施例のようにグレーのパッチ数が１２階調しかなくパッチ数が少ない場合であれば、単純な線形１次関数を用いて色推定を行う。線形１次関数の場合、パラメータ数が３個であるので、１２個の測色データで回帰分析を行うことにより係数を設定することができる。混色パッチの数がもっと多い場合には、２次式などのより高次の多項式を用いることができる。もちろん、パッチ数が多い方が推定モデルの精度は向上する。

次に、ステップＳ３２で階調値ｉに対するグレーの目標色Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊を読み出して、目標色に対応するＣｇ［ｉ］、Ｍｇ［ｉ］、Ｙｇ［ｉ］値を計算する（ステップＳ３３）。具体的には、単色キャリブレーションでの目標値を初期値として、式（１）を用いてＬ^＊ａ^＊ｂ^＊を計算し、グレー目標色のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊値に一致するようにシンプレックス法などの収束演算によりＣｇ［ｉ］、Ｍｇ［ｉ］、Ｙｇ［ｉ］を計算する。Ｃｇ［ｉ］、Ｍｇ［ｉ］、Ｙｇ［ｉ］が計算できると、ステップＳ２４と同様の逆写像変換を行って、Ｃ、Ｍ、Ｙ階調値を計算する。

上記の方法で、全ての階調値に対してグレー再現を保証するためのＣＭＹ値が求まると、ステップＳ３４へ移り、単色キャリブレーションと同様に（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ⇒Ｃ’、Ｍ’、Ｙ’、Ｋ’）を行うための１次元テーブルを作成できる。

以上の方法により、グレー再現を重視した階調補正パラメータが求まると、階調補正処理部４００（図２）が読み取る階調補正パラメータ６００を更新する。また、混色キャリブレーションの結果、単色が許容範囲外になってしまう可能性があるので、次回のキャリブレーションのために、更新した階調補正パラメータに基づいて、単色キャリブレーション用の目標色も更新する。

例えば、上記の混色キャリブレーションでは、階調値ｉに対するＣｇ［ｉ］、Ｍｇ［ｉ］、Ｙｇ［ｉ］を計算で求めている。このＣｇ［ｉ］、Ｍｇ［ｉ］、Ｙｇ［ｉ］は、階調値ｉに対する紙白との色差として定義されているため、単色キャリブレーションの目標色として定義することができる。

本実施例によれば、繰り返し安定性に優れる単色再現を重視したキャリブレーションを優先的に実施するようにしているため、混色キャリブレーションを行う頻度を少なくすることができ、安定した色再現を実現できる。また、キャリブレーションを行うか否かを判定するための許容範囲をキャリブレーション精度に基づいて決定するようにしているため、デバイス特性やキャリブレーション・アルゴリズムの性能に応じて適切な判定を行うことができる。さらに、第二（混色）のキャリブレーション処理結果に基づいて、第一のパッチ・セットの目標色データを更新しているため、最新の環境に適した目標色データに更新することができるとともに、キャリブレーション処理の終了を正しく判定することができる。

実施例１では、許容範囲をオペレータが指定するようにしていたが、これをキャリブレーション結果に応じて最適化することもできる。本実施例では、許容範囲の最適化方法について図８、図９を用いて説明する。

許容範囲の決め方の基本的な考え方は、階調補正パラメータの作成精度に基づいて決定する。

図３の処理フローにおいて、まず初回の単色キャリブレーションを行い、その直後に効果検証のために基準チャートを再出力し測色を行ったとする。その場合の色再現目標と測色値データの関係は図８のようになる。図に示すように、キャリブレーション直後であっても、ページごとに生じる色変動や階調補正テーブルの作成精度によって、基準チャートの単色パッチの色再現は目標色と少しずれてしまう傾向にある。この誤差はキャリブレーションによって改善しきれない色差であるため、この結果を用いて許容範囲の修正を行うことができる。

即ち、図９のフロー図に示すように、キャリブレーションを実施直後に基準チャートを再出力し（ステップ４１、４２）、その時の最大色ずれ量を求める（ステップ４３）。そして、最大色ずれ量に基づいて許容範囲を更新する（ステップ４４）。例えば、修正前の許容範囲をＴＨ＿Ｄ、単色キャリブレーション直後の階調値ｉのパッチの色ずれ量をΔＤ［ｉ］、この色ずれ量の最大値をＭＡＸ＿Ｄとすると、
１）ＴＨ＿Ｄ ＞ ＭＡＸ＿Ｄ の時、ＴＨ＿ＤをＭＡＸ＿Ｄに修正する。

２）ＴＨ＿Ｄ ≦ ＭＡＸ＿Ｄ の時、ＴＨ＿Ｄは修正なしにする。或いは２）に
ＴＨ＿Ｄ ≦ ０．５×ＭＡＸ＿Ｄ の時、ＴＨ＿Ｄ ＝０．８×ＴＨ＿Ｄ
の条件を追加して、許容範囲が広すぎる場合に少し許容範囲を狭めるようにしてもよい。

以上説明したように、許容範囲をそのデバイスの性能に応じて可変にすることで必要以上にキャリブレーションする必要がなくなり、作業効率を改善できる。

上記では、単色の色ずれ量の許容範囲の更新方法について説明したが、混色の色ずれ量の許容範囲についても同様である。即ち、混色キャリブレーション直後に基準チャートを再出力し、その色ずれ量を計測し、各パッチの色ずれ量の最大値を用いて許容範囲を修正する。

本実施例によれば、キャリブレーション後に基準チャートを再出力して許容範囲を更新するようにしているため、許容範囲の初期値が不適切な場合であっても、キャリブレーションを繰り返すうちに自動的に許容範囲が最適値に設定されるため、オペレータの環境に適したキャリブレーション動作の制御ができる。

実施例１、２では、色ずれ量に基づいて単色再現を重視したキャリブレーションを行うか、混色再現を重視したキャリブレーションを行うかを制御していたが、階調範囲によって単色と混色のどちらを重視したキャリブレーションを行うかを制御することもできる。

本実施例の階調補正パラメータの作成方法について図１０を用いながら説明する。図１０（ａ）はステップＳ１３でグレーパッチｉに対して計算した色ずれ量の例を表している。実線はグレーパッチの測色値データから計算した色ずれ量を、点線はグレーの推定モデル関数を用いて計算した色ずれ量を示している。この図の例では、パッチ１〜８については、単色キャリブレーションによってグレー再現の許容範囲内になっているが、パッチｎｏ９〜１６では許容範囲を超えている。そこで、図１０（ｂ）に示すようにＮｏ９〜Ｎｏ１６の階調範囲に対して階調補正パラメータを修正するようにしている。図１０（ｂ）において、階調補正テーブルＡは単色キャリブレーションによって作成された階調補正テーブルの特性を表しており、階調補正テーブルＢはＮｏ９〜Ｎｏ１６の階調範囲を修正した階調補正テーブルを表している。

上記の例で説明したように、本実施例の特徴は単色キャリブレーションを実施してもグレーの色再現が許容範囲を超える階調領域に関して階調補正パラメータを修正するものである。

基本的な階調補正パラメータの作成方法は、実施例１と同様であり、図３のフローチャート図と同じ流れである。即ち、まず単色キャリブレーションの色ずれ量が許容範囲内になるまで単色キャリブレーションを繰り返した後、混色キャリブレーションを実施する。但し、本実施例では混色キャリブレーションの処理の際に、単色キャリブレーションで作成した階調補正パラメータの一部を修正して階調補正パラメータを作成する。なお、グレーはＣ、Ｍ、Ｙを混色して再現することを前提としているため、Ｋ信号用の階調補正パラメータについては単色キャリブレーションの結果をそのまま使用する。

混色キャリブレーション処理で階調補正パラメータを修正する方法を図１１を用いて説明する。まず、ステップＳ５１で、色ずれ量を平滑化する。ステップＳ１３で計算した混色パッチの測色値データにはページ内の色変動なども含まれるため、色ずれ量は滑らかに変化しないことが多い。そのため、色ずれ量を平滑化して階調値に対して滑らかに変化するようにする。そこで、階調値に対する色ずれ量を、三次関数やスプライン関数により近似して平滑化する。

次に、ステップＳ５２へ移り、色ずれ量の計算結果を用いて、階調値ごとの修正率Ｒ［ｉ］を計算する。修正率の計算方法について説明する。ここで、グレー再現における目標色と測色値データとの許容色差をＴｈ＿Ｅとすると、修正率Ｒ［ｉ］は式（２）で計算する。

Ｒ［ｉ］＝（ΔＥ’［ｉ］−ＴＨ＿Ｅ）／ＣＦ 式（２）
Ｉｆ Ｒ［ｉ］＞１．０ Ｔｈｅｎ Ｒ［ｉ］＝１．０
Ｉｆ Ｒ［ｉ］＜０．０ Ｔｈｅｎ Ｒ［ｉ］＝０．０
として計算される。ここで、ΔＥ’［ｉ］は階調値ｉの色ずれ量を、ＣＦは修正率の調整係数である。調整係数ＣＦは階調補正テーブルが大幅に変化しすぎないように調整するための係数であり、後述する方法で変更されながら階調変化を抑制する。

階調値ごとに修正率Ｒ［ｉ］を計算し終わると、ステップＳ５３へ移り、階調補正パラメータを修正する。具体的には、階調値ｉに対する重み係数をＲ［ｉ］、単色再現を重視した階調補正パラメータを使った時の出力濃度をＸ［ｉ］、グレー再現を重視した階調補正パラメータを用いた時の出力濃度をＹ［ｉ］とすると、修正後の出力濃度Ｚ［ｉ］は内積演算により
Ｚ［ｉ］＝（１−Ｒ［ｉ］）×Ｘ［ｉ］＋Ｒ［ｉ］×Ｙ［ｉ］
として求めることができる。以上の計算を全ての階調値に対して計算することにより、階調補正パラメータを求めることができる。

ところで、上記の計算で求めた階調補正パラメータは連続性が保証されないという問題がある。そこで、ステップＳ５４、５５で階調の連続性を保証するように連続性の変化に制限を加える。

まず、ステップＳ５４で階調値ごとの階調変化率ｗを計算する。階調変化率ｗ［ｉ］は以下の計算式により出力濃度の変化率を計算する。

ｗ［ｉ］＝（ＩＤ［ｉ＋１］−ＩＤ［ｉ−１］）／２
上式において、ＩＤ［ｉ］は、階調値ｉに対する出力濃度の意味である。Ｃ、Ｍ、Ｙの階調値と出力濃度の関係はステップＳ２２で計算済みのため、その関係を用いれば階調補正値がｉの時の出力濃度ＩＤ［ｉ］を求めることができる。

次に、ステップＳ５５で階調変化率ｗ［ｉ］が、（修正前の階調変化率）±αの範囲内にあるか否かを判定する。もし、ステップＳ５３で作成した階調補正パラメータの階調変化率が修正前の階調補正パラメータ階調変化率から大幅に変化している場合には、ステップＳ５６へ移り、調整係数ＣＦを変更し階調補正パラメータを再構築する。調整係数ＣＦの値を大きくすると、Ｒ［ｉ］の値が小さくなり、結果的に階調補正パラメータの変化率を小さくすることができる。そこで、階調変化率ｗ［ｉ］が（修正前の階調変化率）±αの範囲になるまで、ステップＳ５３〜Ｓ５６の処理を繰り返し、階調補正パラメータが滑らかに成るようにする。

本実施例によれば、測色データと目標色データとのずれ量が許容範囲を超える階調範囲についてのみ階調補正パラメータを修正するようにしているため、グレー再現を重視した階調補正パラメータの修正を最小限に留めることができる。また、階調補正パラメータの階調変化率を所定の範囲に制限しているため、キャリブレーション処理によって急激な階調変化や階調逆転が生じることを防止することができる。

図１０は、本発明をソフトウェアによって実現する場合の画像処理システムの構成例を示す。この画像処理システムは、ワークステーションと画像形成装置（プリンタ）や測色装置が接続されている。ワークステーションは、前記したキャリブレーション処理や色変換処理などの機能を実現するもので、ディスプレイ、キーボード、プログラム読取装置および演算処理装置などで構成されている。演算処理装置は、種々のコマンドを実行可能なＣＰＵに、ＲＯＭ、ＲＡＭがバスで接続されている。また、バスには大容量記憶装置であるＨＤＤと、ネットワーク上の機器と通信を行なうＮＩＣが接続されている。

プログラム読取装置は、各種のプログラムコードを記憶した記憶媒体、すなわち、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク、メモリカードなどに記憶されているプログラムコードを読取る装置で、例えば光ディスクドライブ、光磁気ディスクドライブなどである。

記憶媒体に記憶されているプログラムコードは、プログラム読取装置で読取ってＨＤＤなどに格納され、このＨＤＤなどに格納されたプログラムコードをＣＰＵによって実行することにより、前記した画像処理方法などを実現することができる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）やデバイス・ドライバなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前記した機能が達成される場合も含まれる。また、本発明の実施例の機能等を実現するためのプログラムは、ネットワークを介した通信によってサーバから提供されるものでも良い。

１ 画像形成装置
２ チャート測色装置
３ ホストコンピュータ
４ コントローラ
５ キャリブレーション・チャート
１０ 画像処理部
２０ キャリブレーション処理部

特開２００２−１２３０５５号公報 特許第４２０７６１１号公報 特許第４０６１００７号公報

Claims (5)

1. 入力カラー画像信号を画像形成装置用の出力信号に変換するための階調補正パラメータをキャリブレーションするキャリブレーション装置において、複数のカラーパッチを含むチャート画像を出力した各々のカラーパッチの色を測色する測色手段と、前記チャート画像に含まれる第一のパッチ・セットの測色データと目標色データとのずれ量を評価して、単色を目標色に合わせる階調補正パラメータを作成する第一のキャリブレーション処理を行うか否かを判定する第一の判定手段と、前記第一の判定手段において第一のキャリブレーション処理を行わないと判定した場合に、前記チャート画像に含まれる第二のパッチ・セットの測色データと目標色データとのずれ量を評価して、混色を目標色に合わせる階調補正パラメータを作成する第二のキャリブレーション処理を行うか否かを判定する第二の判定手段とを有し、前記第二の判定手段は、階調値ごとに前記測色データと目標色データとのずれ量が許容範囲を超えるか否かを判定し、許容範囲を超える階調範囲についてのみ階調補正パラメータを修正することを特徴とするキャリブレーション装置。
2. 前記修正後の階調補正パラメータの階調変化率を求める手段と、前記階調変化率が所定の許容範囲に収まらない場合に階調補正パラメータの修正率を小さくする手段を有することを特徴とする請求項１記載のキャリブレーション装置。
3. 入力カラー画像信号を画像形成装置用の出力信号に変換するための色調整パラメータをキャリブレーションするキャリブレーション方法において、複数のカラーパッチを含むチャート画像を出力する工程と、該出力された各々のカラーパッチの色を測色する工程と、前記チャート画像に含まれる第一のパッチ・セットの測色データと目標色データとのずれ量を評価して、単色を目標色に合わせる階調補正パラメータを作成する第一のキャリブレーション処理を行うか否かを判定する第一の判定工程と、前記第一の判定工程において第一のキャリブレーション処理を行わないと判定した場合に、前記チャート画像に含まれる第二のパッチ・セットの測色データと目標色データとのずれ量を評価して、混色を目標色に合わせる階調補正パラメータを作成する第二のキャリブレーション処理を行うか否かを判定する第二の判定工程とを有し、前記第二の判定工程は、階調値ごとに前記測色データと目標色データとのずれ量が許容範囲を超えるか否かを判定し、許容範囲を超える階調範囲についてのみ階調補正パラメータを修正することを特徴とするキャリブレーション方法。
4. 請求項３記載のキャリブレーション方法をコンピュータに実現させるためのプログラム。
5. 請求項３記載のキャリブレーション方法をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
   

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