JP6428039B2 - 色変動監視装置、画像形成装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、色変動監視装置、画像形成装置及びプログラムに関する。

従来、印刷物の印刷色が基準通りに印刷されているかどうかを評価するシステムとして、例えば、以下の特許文献１、２に記載されたものがある。

特許文献１には、印刷作業を止めずにキャリブレーション処理を行うことが可能となり、印刷効率を大きく向上させるため、イメージデータ中の色成分を解析する手段と、解析したデータから補正する色成分を特定する手段と、前記色成分が存在する領域を特定する手段と、特定された部分情報を元に測定を行う手段と、上記得られた情報から色補正を行う手段とを備えた画像処理システムが記載されている。

特許文献２には、人間が目視検査で色調が変化したと検知するのと同様の感度で印刷中の印刷物の色調変動を監視するため、基準印刷物と検査対象印刷物について、画像入力装置により読み取ったそれぞれの画像データを空間的にＭ個のブロックに分割し、分割した各ブロック内で近似する色の固まりごとに画素データをグループ分けし、このグループごとに代表色を定め、基準印刷物と検査対象印刷物のそれぞれの画像データの対応する代表色同士の色差が許容色差以内であるかどうかにより検査対象印刷物の基準印刷物からの色調変動を監視する方法が記載されている。

特開２００６−２７０３９１号公報 特開２００４−１２２６５３号公報

本発明の目的は、入力された画像データが色度が連続的に変化する領域を含む場合でも、記録媒体に対する出力画像の位置ずれの影響を受けずに出力画像の色変動を監視することができる色変動監視装置、画像形成装置及びプログラムを提供することにある。

［１］入力された画像データを予め定められた色空間の色度画像データに変換する色変換手段と、
前記色度画像データから同系色の画素からなる同系色領域を抽出する同系色領域抽出手段と、
前記同系色領域に対応する色範囲を監視色範囲として設定する監視色範囲設定手段と、
前記同系色領域を膨張させた領域を監視領域として設定する監視領域設定手段と、
前記画像データが出力された出力画像を読み取って得られた色度画像データから前記監視領域及び前記監視色範囲に含まれる色度データを取得する色度データ取得手段と、
前記色度データと基準となる色度データとの間の色変動量を算出し、前記色変動量に基づいて色変動を監視する色変動監視手段と、
を備えた色変動監視装置。
［２］前記同系色領域抽出手段は、前記色度画像データの画素の頻度を示すヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムに基づいて主要色を決定し、主要色の色範囲に対応する領域を前記同系色領域として抽出する、前記［１］に記載の色変動監視装置。
［３］前記同系色領域抽出手段は、前記色度画像データの領域より小さい矩形領域を走査して、前記矩形領域について画素の頻度を示すヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムに基づいて主要色を決定し、当該矩形領域の主要色と前記矩形領域に隣接する隣接矩形領域の主要色の色差が小さい場合に前記矩形領域を連結して前記同系色領域を抽出する、前記［１］に記載の色変動監視装置。
［４］前記色変換手段は、前記画像データを均等色空間の第１の色度画像データに変換し、前記第１の色度画像データを、高さ方向、半径方向、円周方向をそれぞれ明度軸、彩度軸、色相軸とする円柱座標系の色空間の第２の色度画像データに変換し、
前記監視色範囲設定手段は、前記第２の色度画像データに基づいて前記監視色範囲を設定し、
前記監視領域設定手段は、前記第１の色度画像データに基づいての前記監視領域を設定する、前記［１］又は［２］に記載の色変動監視装置。
［５］入力された画像データを予め定められた色空間の色度画像データに変換する色変換手段と、
色度画像データから同系色の画素からなる同系色領域を抽出する同系色領域抽出手段と、
前記同系色領域に対応する色範囲を監視色範囲として設定する監視色範囲設定手段と、
前記同系色領域を膨張させた領域を監視領域として設定する監視領域設定手段と、
前記画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
前記記録媒体に形成された画像の色度を読み取って色度画像データを生成する読取手段と、
前記色度画像データから前記監視領域及び前記監視色範囲に含まれる色度データを取得する色度データ取得手段と、
前記色度データと基準となる色度データとの間の色変動量を算出し、前記色変動量に基づいて色変動を監視する色変動監視手段と、を備えた画像形成装置。
［６］コンピュータに、
入力された画像データを予め定められた色空間の色度画像データに変換する色変換手段と、
前記色度画像データから同系色の画素からなる同系色領域を抽出する同系色領域抽出手段と、
前記同系色領域に対応する色範囲を監視色範囲として設定する監視色範囲設定手段と、
前記同系色領域を膨張させた領域を監視領域として設定する監視領域設定手段と、
前記画像データが出力された出力画像を読み取って得られた色度画像データから前記監視領域及び前記監視色範囲に含まれる色度データを取得する色度データ取得手段と、
前記色度データと基準となる色度データとの間の色変動量を算出し、前記色変動量に基づいて色変動を監視する色変動監視手段として機能させるためのプログラム。

請求項１、５、６に係る発明によれば、入力された画像データが色度が連続的に変化する領域を含む場合でも、記録媒体に対する出力画像の位置ずれの影響を受けずに出力画像の色変動を監視することができる。
請求項２に係る発明によれば、矩形領域を走査して矩形領域の主要色と隣接矩形領域の主要色との色差が小さい場合にこれらを連結して同系色領域を抽出する場合と比べて処理速度を上げることができる。
請求項３に係る発明によれば、隣接する同系色の領域を一体として監視領域として設定することができる。
請求項４に係る発明によれば、円柱座標系の色空間の第２の色度画像データに基づいて主要色を抽出することで、均等色空間と比べて高精度に主要色を抽出することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る色変動監視装置が適用された画像形成装置の概略の構成例を示すブロック図である。 図２は、第１の実施の形態の色変動監視情報の生成処理の一例を示すフローチャートである。 図３は、色変換手段によって変換されたＬ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データの一例を示す図である。 図４（ａ）は、図３に示すＬ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データの３次元ヒストグラムを示し、図４（ｂ）は、グループＧ_１の１次元ヒストグラムを示す図である。 図５（ａ）は、図３に示す略均一領域に対応する２値画像の一例を示す図、図５（ｂ）は、図３に示すグラデーション領域に対応する２値画像の一例を示す図である。 図６（ａ）は、図５（ａ）に示す同系色領域を膨張させた２値画像の一例を示す図、図６（ｂ）は、図５（ｂ）に示す同系色領域を膨張させた２値画像の一例を示す図である。 図７は、色変動監視処理の一例を示すフローチャートである。 図８は、第１の実施の形態の作用・効果を説明するための図である。 図９は、本発明の第２の実施の形態に係る色変動監視装置が適用された画像形成装置の概略の構成例を示すブロック図である。 図１０は、第２の実施の形態の色変動監視情報の生成処理の一例を示すフローチャートである。 図１１は、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データの一例を示す図である。 図１２（ａ）、（ｂ）は、図１１に示す矩形領域における主要色範囲の抽出例を示す。 図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、連結処理の結果の一例を示す図である。 図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応する連結領域の積分ヒストグラムと監視色範囲の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る色変動監視装置が適用された画像形成装置の概略の構成例を示すブロック図である。この画像形成装置１は、本装置１の各部を制御する制御部２と、各種の情報を記憶する記憶部３と、ネットワークを介して外部装置と通信を行うネットワーク通信部４と、用紙Ｐにユーザからの画像を形成する画像形成手段の一例としての画像形成部５と、用紙Ｐに形成された画像から色度を読み取る読取手段の一例としての画像読取部６と、各種の情報の入力及び表示を行う操作表示部７とを有して概略構成されている。

上記のように構成された画像形成装置１として、例えば、電子写真方式、インクジェット方式等のカラー複写機、カラープリンタ、カラーファクシミリや、複写機能、プリンタ機能、ファクシミリ機能、スキャナ機能等の複数の機能を複合した複合機等の画像形成装置を用いることができる。

制御部２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等によって構成され、プログラム３０を実行することにより、印刷ジョブ受付手段２０、画像処理手段２１、色変換手段２２、同系色領域抽出手段２３、監視色範囲設定手段２４、監視領域設定手段２５、色度画像データ受付手段２６、色度データ取得手段２７、色変動監視手段２８、色補正手段２９等として機能する。なお、制御部２の各手段２０〜２９は、全部又は一部がＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウエアによって実現されてもよい。

記憶部３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard disk drive）等から構成され、プログラム３０、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データ３１、Ｌ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データ３２、色変動監視情報３３等を記憶する。

画像形成部５は、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色の色材（トナー、インク等）を用いて、画像処理手段２１から出力された画像データに基づいて用紙Ｐ等の記録媒体に画像を印刷して出力する。画像形成部５は、例えば、電子写真方式、インクジェット方式等により用紙Ｐに画像を印刷する。画像形成部５は、印刷した用紙Ｐを用紙搬送路（図示せず）を介して画像読取部６に送る。

画像読取部６は、画像形成部５から出力された用紙Ｐ上の画像から色度を光学的に読み取り、デバイスに依存しない色度画像データを生成するスキャナ等の画像入力装置である。色度画像データとしては、例えば１９７６年にＣＩＥ（国際照明委員会）により定められたＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊値が用いられる。画像読取部６は、生成した色度画像データを制御部２の色度画像データ受付手段２５に出力する。なお、読取手段として、市販の測色器を用いてもよい。

操作表示部７は、例えば、タッチパネルディスプレイであり、液晶ディスプレイ等のディスプレイの前面にタッチパネルを重合配置した構成を有する。

（制御部２の構成）
印刷ジョブ受付手段２０は、画像データの出力要求の一例としての印刷ジョブを受け付ける。印刷ジョブは、例えば、ページ記述言語（ＰＤＬ：Page Description Language）で記述されたＰＤＬデータである。ページ記述言語には、ＰＳ（Post Script）、ＰＤＦ（Portable Document Format）、ＡＲＴ等がある。印刷ジョブには、例えばＣＭＹＫ値で表現された画像データと、依頼者元を表すユーザ名、印刷ジョブの名称であるジョブ名、ページ数、ページを特定するページ番号、印刷条件等の属性情報とが含まれる。印刷条件には、例えば、印刷部数、カラー印刷／白黒印刷、印刷用紙サイズ、片面印刷／両面印刷等がある。

また、印刷ジョブ受付手段２０は、受け付けた印刷ジョブに印刷ジョブを識別するためのジョブＩＤを付与して画像処理手段２１に出力する。以後はジョブＩＤの下で印刷ジョブが管理される。

画像処理手段２１は、印刷ジョブ受付手段２０が受け付けた印刷ジョブのＰＤＬデータに対して色変換処理、ラスタライズ処理等の画像処理を行ってラスタ画像データを生成する。色変換処理は、目標とする出力値を得るため、ＣＭＹＫ色空間で表現されたＰＤＬデータに対して４次元ＬＵＴ（Look-Up Table）等を用いて別のＣＭＹＫ色空間に変換する処理である。ラスタライズ処理は、ＰＤＬデータをラスタ画像データに変換する処理である。ラスタ画像データは、色の付いた点の羅列として表現された印刷用の画像データである。なお、ラスタライズ処理を行った後に色変換処理を行ってもよい。また、印刷ジョブに含まれるＰＤＬデータがＲＧＢ色空間で表現されている場合には、色変換処理によってＲＧＢ色空間をＣＭＹＫ色空間に変換する。

また、画像処理手段２１は、ラスタ画像データを色変換手段２２に出力する。また、画像処理手段２１は、ラスタ画像データを画像形成部５に出力して印刷ジョブに含まれる印刷条件に従った印刷を行わせる。

色変換手段２２は、画像処理手段２１から出力されたＣＭＹＫ色空間のラスタ画像データを均等色空間の一例としてのＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データに変換する。ＣＭＹＫ色空間からＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の色空間への変換は、例えば、ニューラルネットワークや重み付け線形回帰モデル等の公知の技術を用いて変換する。予めプリンタの出力特性のベースデータ（ＣＭＹＫとＬ^＊ａ^＊ｂ^＊の対）を取得しておいたモデルを用いてもよい。色変換手段２２は、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データを記憶部３に記憶する。ここで、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データは、第１の色度画像データの一例である。ラスタ画像データは、入力された画像データの一例である。

また、色変換手段２２は、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データを、高さ方向、半径方向、円周方向をそれぞれ明度軸、彩度軸、色相軸とする円柱座標系の色空間の一例としてのＬ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊表色系のＬ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データに変換する。Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊からＬ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊への変換は、例えば定義式を用いて行う。色変換手段２２は、Ｌ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データを記憶部３に記憶する。ここで、Ｌ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データは、予め定められた色空間の色度画像データ又は第２の色度画像データの一例である。

同系色領域抽出手段２３は、Ｌ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データから同系色領域を抽出する。具体的には、本実施の形態の同系色領域抽出手段２３は、Ｌ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データの画素の頻度を示すヒストグラムを生成し、このヒストグラムに基づいて主要色を決定し、主要色の色範囲に対応する領域を同系色領域として抽出する。ここで、「同系色領域」とは、色差が予め定められた範囲内の領域をいい、例えば色度が略均一の領域や色度が徐々に変化するグラデーション領域も含まれる。

監視色範囲設定手段２４は、同系色領域抽出手段２３が抽出した同系色領域に対応する色範囲を監視色範囲として記憶部３が記憶する色変動監視情報３３に登録して設定する。

監視領域設定手段２５は、同系色領域抽出手段２３が抽出した同系色領域を膨張させた領域を監視領域として記憶部３が記憶する色変動監視情報３３に登録して設定する。

色度画像データ受付手段２６は、画像データが出力された出力画像を読み取って得られた色度画像データを画像読取部６から受け付ける。

色度データ取得手段２７は、色度画像データ受付手段２６が受け付けたＬ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データから、色変動監視情報３３に登録された監視領域及び監視色範囲に含まれる色度データ（Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊）を取得する。

色変動監視手段２８は、色度データ取得手段２７が取得した色度データと基準となる色度データとの間の色変動量を算出し、色変動量に基づいて色変動を監視する。

（第１の実施の形態の動作）
次に、第１の実施の形態の動作の一例について説明する。

外部装置から印刷ジョブがネットワークを介して画像形成装置１に送信されると、画像形成装置１の印刷ジョブ受付手段２０は、その印刷ジョブをネットワーク通信部４を介して受け付ける。画像処理手段２１は、印刷ジョブ受付手段２０が受け付けた印刷ジョブのＰＤＬデータに対して色変換処理、ラスタライズ処理等の画像処理を行ってＣＭＹＫ色空間のラスタ画像データを生成し、ラスタ画像データを色変換手段２２に出力する。

（１）色変動監視情報の生成処理
図２は、色変動監視情報の生成処理の一例を示すフローチャートである。色変換手段２２は、画像処理手段２１から出力されたＣＭＹＫ色空間のラスタ画像データをＬ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データに変換し、さらにそのＬ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データをＬ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データに変換する（Ｓ１）。また、色変換手段２２は、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データ及びＬ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データを記憶部３に記憶する。

図３は、色変換手段２２によって変換されたＬ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データの一例を示す図である。図３に示すＬ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データ１００は、中央に略均一な色からなる矩形の略均一領域１００ａと、略均一領域１００ａの周囲にグラデーションのように色度が連続的に変化する枠状のグラデーション領域１００ｂとを有する。略均一領域は、例えばピンク色の同系色領域、グラデーション領域は、例えば黄緑色系の同系色領域である。

同系色領域抽出手段２３は、記憶部３が記憶するＬ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データ３２の３次元ヒストグラムを生成する（Ｓ２）。ここで、Ｌ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データの３次元ヒストグラム及び後述するグループは、Ｌ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊表示系の色空間上の画素分布の一例である。

次に、同系色領域抽出手段２３は、３次元ヒストグラムの頻度をグル―ピング（クラスタリング）する（Ｓ３）。クラスタリングは、K-meansなど、既存のクラスタリング手法を使って行う。

次に、同系色領域抽出手段２３は、ステップＳ３でグルーピングした各グループの色範囲をそれぞれ抽出する（Ｓ４）。色範囲は、Ｌ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊の各成分の最小値と最大値（Ｌ^＊ｍｉｎ、Ｌ^＊ｍａｘ、Ｃ^＊ｍｉｎ、Ｃ^＊ｍａｘ、Ｈ^＊ｍｉｎ、Ｈ^＊ｍａｘ）を算出することで抽出する。Ｌ^＊の色範囲はＬ^＊ｍｉｎからＬ^＊ｍａｘ、Ｃ^＊の色範囲はＣ^＊ｍｉｎからＣ^＊ｍａｘ、Ｈ^＊の色範囲はＨ^＊ｍｉｎからＨ^＊ｍａｘとなる。なお、後の処理（監視色範囲の登録）で使用するため、抽出した各グループの色範囲は、記憶部３に記憶しておく。

図４（ａ）は、図３に示すＬ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データ１００の３次元ヒストグラムを示し、図４（ｂ）は、グループＧ_１の１次元ヒストグラムを示す。１次元ヒストグラムは、Ｌ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊の色成分ごとに画素の頻度を示すヒストグラムである。図４（ａ）では、２つのグループＧ_１、Ｇ_２にグルーピングした場合を示す。グループＧ_１は、図３に示す略均一領域１００ａに対応するものであり、グループＧ_２は、図３に示すグラデーション領域１００ｂに対応するものである。

次に、同系色領域抽出手段２３は、記憶部３が記憶するＬ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データ３２について、記憶部３に記憶されたグループの色範囲に含まれる画素を１、それ以外を０に変換して、グループごとに２値画像を生成することで画素「１」からなる同系色領域を形成して抽出する（Ｓ５）。図５は、ステップＳ５で生成された２値画像の一例を示す。図５（ａ）に示す２値画像１０１Ａの同系色領域１０１ａは、図３に示す略均一領域１００ａに対応するものであり、図５（ｂ）に示す２値画像１０１Ｂの同系色領域１０１ｂは、図３に示すグラデーション領域１００ｂに対応するものである。

次に、監視色範囲設定手段２４は、ステップＳ４で抽出したグループごとの色範囲を監視色範囲として記憶部３が記憶する色変動監視情報３３に登録する（Ｓ６）。なお、監視色範囲設定手段２４は、色変動が起きても監視色が監視色範囲に入るように、監視色範囲を拡張しておいてもよい。

次に、監視領域設定手段２５は、ステップＳ５で抽出した同系色領域を膨張させて監視領域を生成する（Ｓ７）。図６は、図５に示す同系色領域１０１ａ、１０１ｂを膨張させた２値画像（監視領域）の一例を示す図である。図６（ａ）に示す２値画像１０２Ａの監視領域１０２ａは、図５に示す２値画像１０１Ａの同系色領域１０１ａを膨張させたものであり、図６（ｂ）に示す２値画像１０２Ｂの監視領域１０２ｂは、図５に示す同系色領域１０１ｂを膨張させたものである。

次に、監視領域設定手段２５は、膨張させた２値画像の監視領域１０２ａ、１０２ｂを記憶部３が記憶する色変動監視情報３３に登録する（Ｓ８）。これにより色変動監視情報３３には、監視色範囲と監視領域がグループごとに登録される（Ｓ９）。

（２）色変動監視処理
画像処理手段２１は、ラスタ画像データを画像形成部５に出力して印刷ジョブに含まれる印刷条件に従った印刷を行わせる。画像形成部５は、画像処理手段２１から出力されたラスタ画像データに基づいて用紙Ｐに画像を印刷して出力する。画像読取部６は、用紙Ｐ上の画像から色度を読み取り、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データを生成し、制御部２に出力する。

図７は、色変動監視処理の一例を示すフローチャートである。制御部２の色度画像データ受付手段２６は、画像読取部６から出力されたＬ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データを受け付けし、そのＬ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データを色変換手段２２によってＬ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データに変換させる（Ｓ１１）。

色度データ取得手段２７は、色度画像データ受付手段２６が受け付けたＬ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データから、色変動監視情報３３に登録された登録された監視領域及び監視色範囲に含まれる色度データ（Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊）を取得する（Ｓ１２）。

色変動監視手段２８は、色度データ取得手段２７が取得した色度データのＬ^＊ａ^＊ｂ^＊の平均値（Ｌ^＊ _ａｖｅ、ａ^＊ _ａｖｅ、ｂ^＊ _ａｖｅ）を算出する（Ｓ１３）。すなわち、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データの各監視領域のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊の平均値を算出する。

次に、色変動監視手段２８は、監視領域に対応する基準となる色度データ、例えばＬ^＊ａ^＊ｂ^＊の平均値との色差（色変動量）を算出し（Ｓ１４）、算出した色差と閾値とを比較して判定する（Ｓ１５）。色変動監視手段２８は、色差と判定結果を記憶部３が記憶する色変動監視情報３３に登録する（Ｓ１６）。上記ステップＳ１１からＳ１６までの処理を全ページについて行う（Ｓ１７）。なお、色変動監視手段２８は、算出した色変動量が予め定められた閾値を超えると判断したとき、操作表示部７に対してその旨の表示を行ってもよく、色補正手段２９により色変動量が閾値以下となるように例えば画像処理手段２１が使用する４次元ＬＵＴの色補正を行ってもよい。

（第１の実施の形態の作用・効果）
図８は、第１の実施の形態の作用・効果を説明するための図である。同図は、上段が第１の実施の形態を示し、下段が比較例を示す。出力画像を画像読取部６で読み取って得られたＬ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データ１０３は、中央に略均一な色からなる矩形の略均一領域１０３ａと、略均一領域１０３ａの周囲にグラデーションの色からなる枠状のグラデーション領域１０３ｂとを有するものとする。第１の実施の形態の監視領域は、膨張後の図６（ｂ）に示す監視領域１０２ｂを使用し、比較例の監視領域は、膨張前の図５（ｂ）に示す同系色領域１０１ｂを使用したとする。用紙Ｐに対してＬ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データ１０３に位置ずれが生じていない場合は、図８に示すように、本実施の形態、比較例のいずれも枠状のグラデーション領域の全ての色度データ（Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊）を取得できる。一方、用紙Ｐに対してＬ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データ１０３に位置ずれ（左上への位置ずれ）が生じた場合は、図８に示すように、本実施の形態は位置ずれが生じていない場合と同様に色度データを取得できるが、比較例については一部欠けた状態の色度データとなる。

すなわち、本実施の形態によれば、色度データ取得手段２６が色度画像データから監視色範囲及び監視領域に含まれる色度データを取得することで、記録媒体に対する出力画像の位置ずれがあっても、位置ずれがない場合と同様の色度データが取得される。

［第２の実施の形態］
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る色変動監視装置が適用された画像形成装置の概略の構成例を示すブロック図である。第１の実施の形態では、画像データ全体についてヒストグラムを生成し、これに基づいて監視色範囲及び監視領域を設定したが、本実施の形態は、矩形領域を走査し、局所領域ごとに色範囲を抽出し、局所領域と色範囲を連結して監視色範囲及び監視領域を設定するものである。以下、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。

本実施の形態の画像形成装置１は、第１の実施の形態と同様に、制御部２と、記憶部３と、ネットワーク通信部４と、画像形成部５と、画像読取部６と、操作表示部７とを有して概略構成されている。

制御部２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等によって構成され、プログラム３０を実行することにより、印刷ジョブ受付手段２０、画像処理手段２１、色変換手段２２、局所領域抽出手段２３０と局所主要色抽出手段２３１と局所領域連結手段２３２とを有する同系色領域抽出手段２３Ａ、監視色範囲設定手段２４Ａ、監視領域設定手段２５Ａ、色度画像データ受付手段２６、色度データ取得手段２７、色変動監視手段２８、色補正手段２９等として機能する。すなわち、本実施の形態は、第１の実施の形態とは、同系色領域抽出手段２３Ａが主に異なる。なお、制御部２の各手段２０〜２９は、全部又は一部がＡＳＩＣ等のハードウエアによって実現されてもよい。

記憶部３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard disk drive）等から構成され、プログラム３０、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データ３１、Ｌ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データ３２、監視領域と監視色範囲が登録された色変動監視情報３３を記憶する。

同系色領域抽出手段２３Ａは、局所領域抽出手段２３０、局所主要色抽出手段２３１及び局所領域連結手段２３２を有する。同系色領域抽出手段２３Ａは、Ｌ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データから同系色領域を抽出する。具体的には、本実施の形態の同系色領域抽出手段２３Ａは、Ｌ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データの領域より小さい矩形領域を走査して、矩形領域について画素の頻度を示すヒストグラムを生成し、このヒストグラムに基づいて主要色を決定し、当該矩形領域の主要色と矩形領域に隣接する隣接矩形領域の主要色の色差が小さい場合に矩形領域を連結して同系色領域を抽出する。

局所領域抽出手段２３０は、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データから矩形領域を走査し、色変動の監視領域を生成するための局所領域を抽出する。

局所主要色抽出手段２３１は、Ｌ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データの局所領域に対応する領域の主要色の範囲（主要色範囲）を抽出する。主要色範囲とは、１次元ヒストグラムにおいて、頻度のピークの範囲であり、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊の色成分の最小値と最大値（Ｌ^＊ _ｍｉｎ、Ｌ^＊ _ｍａｘ、ａ^＊ _ｍｉｎ、ａ^＊ _ｍａｘ、ｂ^＊ _ｍｉｎ、ｂ^＊ _ｍｉｎ）である。

局所領域連結手段２３２は、局所領域抽出手段２３０が抽出した局所領域を連結し、同系色領域を抽出する。

監視色範囲設定手段２４Ａは、局所領域連結手段２３２で抽出した同系色領域に対応する色範囲を監視色範囲として記憶部３が記憶する色変動監視情報３３に登録して設定する。具体的には、局所主要色抽出手段２３１で抽出した主要色の１次元ヒストグラムを積分し、積分ヒストグラムの主要色範囲を抽出して監視色範囲とする。

監視領域設定手段２５Ａは、局所領域連結手段２３２で抽出した同系色領域を膨張させた領域を監視領域として記憶部３が記憶する色変動監視情報３３に登録して設定する。

（色変動監視情報の生成処理）
次に、色変動監視情報の生成処理について図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は、色変動監視情報の生成処理の一例を示すフローチャートである。図１１は、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データ３１の一例を示す図である。

この色変動監視情報の生成処理では、ヒストグラムを用いて局所領域内の主要色を抽出し、局所領域及び主要色を連結することで、監視領域及び監視色範囲を生成する。すなわち画像全体から主要色を抽出するのではなく、局所領域ごとに主要色を抽出し連結することで、複数のオブジェクトを有する複合画像での主要色の抽出漏れを防ぎ、グラデーションのような勾配のある領域を正確に抽出できる。

（１）色変換
まず、色変換手段２２は、画像処理手段２１によって画像処理された後のＣＭＹＫ色空間の画像データをＬ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データに変換し、記憶部３に記憶する（Ｓ２１）。

次に、色変換手段２２は、変換したＬ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データをＬ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データに変換し、記憶部３に記憶する（Ｓ２２）。

（２）局所領域及び主要色の抽出
平均値や分散、割合の算出には、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データ３１を使用し、ヒストグラムの生成や色範囲の設定には、Ｌ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データ３２を使用する。局所領域抽出手段２３０は、記憶部３が記憶するＬ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データ３１に対して、例えば５ｍｍ×５ｍｍの矩形領域を例えばシフト量２ｍｍで走査する（Ｓ３１）。

局所主要色抽出手段２３１は、局所領域抽出手段２３０が走査する矩形領域に対応するＬ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データの領域について１Ｄヒストグラムを生成し（Ｓ３２）、１Ｄヒストグラムに基づいて矩形領域の主要色を抽出し、抽出した主要色を局所領域抽出手段２３０に出力する（Ｓ３３）。

図１１は、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データ３１の一例を示す。図１１に示すＬ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データ３１は、それぞれ異なる色の３つのオブジェクト３１ａ、３１ｂ、３１ｃを有している。同図に示す矩形領域３１０は、２つのオブジェクト３１ｂ、３１ｃの間に位置している。

ステップＳ３３の主要色の抽出処理は、１Ｄヒストグラムにおいてピーク幅の範囲を主要色の範囲として抽出する。ピーク幅は、最大ピークのピーク頻度に対して予め定められた割合（例えば、ピーク頻度の１０％）とする。

Ｌ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊の各色成分それぞれが複数のピークが現れた場合（多峰性）は、最大ピークの位置（ｐ_１）と第２ピークの位置（ｐ_２）との間のピーク間距離（ｐ_１−ｐ_２）が最も大きい色成分を選択し、その色成分の最大ピークのピーク幅に含まれる領域（画素）を局所領域から抽出し、その抽出した画素について再度１Ｄヒストグラムを作成し、ピーク幅の範囲を主要色の範囲として抽出する。

なお、多峰性の場合の主要色の抽出方法はこれに限らず、ピーク間距離（ｐ_１−ｐ_２）に加えて、最大ピークのピーク幅ｗ_１と第２ピークのピーク幅ｗ_２の合計が小さい色成分を選択するのでもよい。すなわち、ピーク間距離（ｐ_１−ｐ_２）が同じ色成分が存在した場合、ピーク幅ｗ_１とピーク幅ｗ_２の合計が小さい方の色成分を選択して、１Ｄヒストグラムを再作成し、主要色を抽出するのでもよい。さらに、局所領域の主要色を抽出する方法はこれらの方法に限らず、例えば、局所領域の３次元ヒストグラムを作成し、K-meansなど、既存のクラスタリング手法を使ってグループ分けし、グループ分けした後の１Ｄヒストグラムから、主要色を抽出する方法でも構わない。

図１２は、図１１に示す矩形領域３１０における主要色範囲の抽出例を示す。図１２（ａ）に示すように、Ｌ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊の各色成分それぞれについて２つのピークが抽出されるため、各色のピーク間距離（ｐ_１−ｐ_２）が最も大きいＨ^＊を選択し、Ｈ^＊の最大ピークのピーク幅に含まれる領域を局所領域から抽出し、Ｌ^＊、Ｃ^＊、Ｈ^＊の１Ｄヒストグラムを再作成すると、図１２（ｂ）が得られ、Ｌ^＊、Ｃ^＊、Ｈ^＊の抽出される主要色の範囲が求まる。なお、後の処理（１Ｄヒストグラム積分処理）で使用するため、再作成した１Ｄヒストグラムと主要色範囲は、局所領域ごとに記憶部３に記憶しておく。

次に、局所領域抽出手段２３０は、図１１に示すように、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データ３１の矩形領域３１０内で局所主要色抽出手段２３１から出力された主要色の平均値、分散、及び矩形領域の面積に対する主要色の面積の割合を算出する（Ｓ３４）。図１１に示す場合において、局所主要色抽出手段２３１が当該矩形領域３１０の主要色３１１として緑色を抽出したとする。局所領域抽出手段２３０は、例えば、図１１に示す矩形領域３１０について、主要色３１１の平均値（例えば、Ｌ^*＝６６．９、ａ^*＝−２３．０、ｂ^＊＝３２．１）、分散（０．７）、割合（７９％）を算出する。ここで、分散値は、Ｌ^*の分散とａ^＊の分散とｂ^＊の分散の総和値である。なお、後の処理（局所領域連結処理）で使用するため、算出した主要色の平均値、分散、割合は、局所領域ごとに記憶部３に記憶しておく。

局所領域抽出手段２３０は、分散が予め定められた第１の閾値（例えば４９）よりも小さく、かつ、割合が予め定められた第２の閾値（例えば６０％）よりも大きい矩形領域３１０を局所領域３１２として抽出する（Ｓ３５）。図１１に示す場合は、分散（０．７）は第１の閾値（４９）よりも小さく、割合（７９％）は第２の閾値（６０％）よりも大きいため、当該矩形領域３１０を監視領域を構成する局所領域３１２とする。

（３）監視領域及び監視色範囲の生成
ステップＳ４１の局所領域連結処理では、局所領域を連結し、同系色領域を抽出し、同系色領域に対応する監視色範囲を生成する。

すなわち、ステップＳ４１の局所領域連結処理では、局所領域連結手段２３２は、局所領域（対象矩形）に隣接する周囲８つの局所領域（隣接矩形）との平均色差（ΔＥ）が閾値よりも小さければ連結する。ここで、平均色差ΔＥは、ΔＬ^＊＝対象矩形の主要色のＬ^*平均値−隣接矩形の主要色のＬ^*平均値、Δａ^＊＝対象矩形の主要色のａ^*平均値−隣接矩形の主要色のａ^*平均値、Δｂ^＊＝対象矩形の主要色のｂ^*平均値−隣接矩形の主要色のｂ^*平均値とすると、次の式で表される。
ΔＥｂ＝（（ΔＬ^＊）^２＋（Δａ^＊）^２＋（Δｂ^＊）^２）^１／２
これにより、同系色の局所領域が連結される。

なお、局所領域連結処理は、平均色差（ΔＥ）が小さいほど連結する処理に限らず、平均色差（ΔＥ）に加えて、分散の合計値が大きいほど連結される処理でも構わない。すなわち、平均色差（ΔＥ）を対象矩形の主要色の分散と隣接矩形の主要色の分散の合計値で除算した指標が、閾値より小さければ連結する方法でもよい。その他、同系色の局所領域が連結される方法であれば、上記方法に限らない。

図１３に連結処理の結果の一例を示す。肌色、紺色、黄緑色という、視感で分離可能な同系色の局所領域が連結されていることが分かる。

次に、監視色範囲設定手段２４Ａは、１Ｄヒストグラム積分処理で連結領域を構成する複数の局所領域の主要色範囲のヒストグラムを積分する（Ｓ４２）。そして、主要色範囲決定処理と同様の方法で、監視色範囲設定手段２４Ａは、監視色範囲決定処理で積分したヒストグラムから再度ピーク範囲を抽出し、監視色範囲を決定する（Ｓ４３）。なお、監視色範囲設定手段２４Ａは、色変動が起きても監視色が監視色範囲に入るように、監視色範囲を拡張しておいてもよい。

図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応する連結領域の積分ヒストグラムと監視色範囲の一例を示す図である。連結後の監視色範囲は、図１４（ａ）に示す肌色では、Ｌ^＊の色範囲が比較的広くなり、図１４（ｂ）に示す紺色では、Ｃ^＊及びＬ^＊の色範囲が比較的広くなり、図１４（ｃ）に示す黄緑色では、Ｃ^＊及びＬ^＊の色範囲が比較的広くなっていることが分かる。

監視領域設定手段２５Ａは、局所領域連結処理で抽出した同系色領域ついて、位置ずれに対応できるよう膨張させておく（Ｓ４４）。

最後に、監視領域設定手段２５Ａと監視色範囲設定手段２４Ａは、膨張させた同系色領域である監視領域と積分ヒストグラムから抽出した監視色範囲を色変動監視情報３３に登録する（Ｓ４５、Ｓ４６、Ｓ４７）。

色変動監視処理は、第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

［他の実施の形態］
なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々に変形実施が可能である。

例えば、上記実施の形態では、プログラムが予めインストールされている構成として説明したが、プログラムをＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読取り可能な記憶媒体に格納して提供することも可能である。

また、本発明の要旨を変更しない範囲内で、上記実施の形態の構成要素の一部を省くことや変更することが可能である。また、本発明の要旨を変更しない範囲内で、上記実施の形態のフローにおいて、ステップの追加、削除、変更、入替え等が可能である。

１…画像形成装置、２…制御部、３…記憶部、４…ネットワーク通信部、
５…画像形成部、６…画像読取部、７…操作表示部、２０…印刷ジョブ受付手段、
２１…画像処理手段、２２…色変換手段、２３、２３Ａ…同系色領域抽出手段、
２４、２４Ａ…監視色範囲設定手段、２５、２５Ａ…監視領域設定手段、
２６…色度画像データ受付手段、２７…色度データ取得手段、２８…色変動監視手段、
２９…色補正手段、３０…プログラム、３１…Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データ、
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ…オブジェクト、３２…Ｌ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データ、
３３…色変動監視情報、１００…Ｌ^＊Ｃ^＊Ｈ^＊画像データ、１００ａ…略均一領域、
１００ｂ…グラデーション領域、１０１Ａ、１０１Ｂ…２値画像、
１０１ａ、１０１ｂ…同系色領域、１０２Ａ、１０２Ｂ…２値画像、
１０２ａ、１０２ｂ…監視領域、１０３…Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊画像データ、
１０３ａ…略均一領域、１０３ｂ…グラデーション領域、２３０…局所領域抽出手段、
２３１…局所主要色抽出手段、２３２…局所領域連結手段、３１０…矩形領域、
３１１…主要色、３１２…局所領域

Claims (6)

1. 入力された画像データを予め定められた色空間の色度画像データに変換する色変換手段と、
   前記色度画像データから同系色の画素からなる同系色領域を抽出する同系色領域抽出手段と、
   前記同系色領域に対応する色範囲を監視色範囲として設定する監視色範囲設定手段と、
   前記同系色領域を膨張させた領域を監視領域として設定する監視領域設定手段と、
   前記画像データが出力された出力画像を読み取って得られた色度画像データから前記監視領域及び前記監視色範囲に含まれる色度データを取得する色度データ取得手段と、
   前記色度データと基準となる色度データとの間の色変動量を算出し、前記色変動量に基づいて色変動を監視する色変動監視手段と、
   を備えた色変動監視装置。
2. 前記同系色領域抽出手段は、前記色度画像データの画素の頻度を示すヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムに基づいて主要色を決定し、主要色の色範囲に対応する領域を前記同系色領域として抽出する、
   請求項１に記載の色変動監視装置。
3. 前記同系色領域抽出手段は、前記色度画像データの領域より小さい矩形領域を走査して、前記矩形領域について画素の頻度を示すヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムに基づいて主要色を決定し、当該矩形領域の主要色と前記矩形領域に隣接する隣接矩形領域の主要色の色差が小さい場合に前記矩形領域を連結して前記同系色領域を抽出する、
   請求項１に記載の色変動監視装置。
4. 前記色変換手段は、前記画像データを均等色空間の第１の色度画像データに変換し、前記第１の色度画像データを、高さ方向、半径方向、円周方向をそれぞれ明度軸、彩度軸、色相軸とする円柱座標系の色空間の第２の色度画像データに変換し、
   前記監視色範囲設定手段は、前記第２の色度画像データに基づいて前記監視色範囲を設定し、
   前記監視領域設定手段は、前記第１の色度画像データに基づいての前記監視領域を設定する、
   請求項１又は２に記載の色変動監視装置。
5. 入力された画像データを予め定められた色空間の色度画像データに変換する色変換手段と、
   色度画像データから同系色の画素からなる同系色領域を抽出する同系色領域抽出手段と、
   前記同系色領域に対応する色範囲を監視色範囲として設定する監視色範囲設定手段と、
   前記同系色領域を膨張させた領域を監視領域として設定する監視領域設定手段と、
   前記画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
   前記記録媒体に形成された画像の色度を読み取って色度画像データを生成する読取手段と、
   前記色度画像データから前記監視領域及び前記監視色範囲に含まれる色度データを取得する色度データ取得手段と、
   前記色度データと基準となる色度データとの間の色変動量を算出し、前記色変動量に基づいて色変動を監視する色変動監視手段と、
   を備えた画像形成装置。
6. コンピュータに、
   入力された画像データを予め定められた色空間の色度画像データに変換する色変換手段と、
   前記色度画像データから同系色の画素からなる同系色領域を抽出する同系色領域抽出手段と、
   前記同系色領域に対応する色範囲を監視色範囲として設定する監視色範囲設定手段と、
   前記同系色領域を膨張させた領域を監視領域として設定する監視領域設定手段と、
   前記画像データが出力された出力画像を読み取って得られた色度画像データから前記監視領域及び前記監視色範囲に含まれる色度データを取得する色度データ取得手段と、
   前記色度データと基準となる色度データとの間の色変動量を算出し、前記色変動量に基づいて色変動を監視する色変動監視手段として機能させるためのプログラム。