JP6806574B2 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、画像処理装置及び画像処理方法に関する。

電子写真方式による印刷では、用紙全面に同一の画像データを印刷しても印刷濃度にムラが生じる場合がある。このような印刷濃度ムラを補正するため、画像の主走査方向の座標値に応じて画像データを補正する面内ムラ補正技術が提案されている。また、面内ムラ補正技術では、文字領域にスクリーンがかかることで文字ががたつく等の画質劣化が生じる。そこで、画像のオブジェクト（イメージ/グラフィックス/テキスト）ごとに面内ムラ補正の有無を切り替える技術が提案されている。

しかし、これらの技術は、同一のオブジェクトに対して面内ムラ補正の有無が一律に適用される。したがって、面内ムラ補正をかけるのが望ましい領域と望ましくない領域とが混在する場合、どちらか一方のオブジェクトしか所望の画質を得ることができない場合があった。

特開２００７−１２９４４８号公報

本発明が解決しようとする課題は、印刷濃度ムラによる画質劣化を改善することができる画像処理装置及び画像処理方法を提供することである。

実施形態の画像処理装置は、エッジ判定部と、面内ムラ補正処理部と、ハーフトーン処理部と、を持つ。エッジ判定部は、画像形成対象の画像データのエッジ部分を検出することでエッジ情報を生成する。面内ムラ補正処理部は、入力値に対応する出力値が記憶される面内ムラ補正テーブルとエッジ情報とに基づいて、入力値がエッジ部分の場合、入力値をそのままの値又は入力値に近い値として、画像データの出力値を決定する。ハーフトーン処理部は、面内ムラ補正処理部によって決定された出力値の画像データに対してハーフトーン処理を実行する。

実施形態の画像処理装置１００の全体構成例を示す外観図。 実施形態の面内ムラ補正処理を行うための機能構成を表す機能ブロック図。 実施形態の階調パッチ画像が４つの領域に配置されたテスト画像の一具体例を表す図。 実施形態の面内ムラ補正テーブルの一具体例を示す図。 実施形態の読み取られたテスト画像の領域毎の階調特性の一具体例をグラフ化した図。 実施形態の図５の階調特性が得られた場合の面内ムラ補正テーブルをグラフ化した一具体例を表す図。 実施形態の面内ムラ補正テーブル作成の処理の流れを表すフローチャート。 実施形態の注目画素に対する面内ムラ補正処理の流れを表すフローチャート。 面内ムラ補正処理前の入力画像の一具体例を表す図。 従来技術の面内ムラ補正処理後の結果の一具体例を表す図。 従来技術のハーフトーン処理後の結果の一具体例を示す図。 実施形態のエッジ情報の一具体例を示す図。 実施形態のエッジ情報に基づいた面内ムラ補正処理の結果の一具体例を示す図。 実施形態のハーフトーン処理後の結果の一具体例を示す図。

以下、実施形態の画像処理装置及び画像処理方法を、図面を参照して説明する。

図１は、実施形態の画像処理装置１００の全体構成例を示す外観図である。画像処理装置１００は、例えば複合機等の画像形成装置である。画像処理装置１００は、ディスプレイ１１０、コントロールパネル１２０、プリンタ部１３０、シート収容部１４０及び画像読取部２００を備える。なお、画像処理装置１００のプリンタ部１３０は、トナー像を定着させる装置であってもよいし、インクジェット式の装置であってもよい。

画像処理装置１００は、シート上に表れている画像を読み取ってデジタルデータを生成し、画像ファイルを生成する。シートは、例えば原稿や、文字や画像などが記載された紙などである。シートは、画像処理装置１００が読み取ることができる物であればどのような物であってもよい。

ディスプレイ１１０は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の画像表示装置である。ディスプレイ１１０は、画像処理装置１００に関する種々の情報を表示する。

コントロールパネル１２０は、複数のボタンを有する。コントロールパネル１２０は、ユーザの操作を受け付ける。コントロールパネル１２０は、ユーザによって行われた操作に応じた信号を、画像処理装置１００の制御部に出力する。なお、ディスプレイ１１０とコントロールパネル１２０とは一体のタッチパネルとして構成されてもよい。

プリンタ部１３０は、画像読取部２００によって生成された画像情報又は通信路を介して受信された画像情報に基づいて、シート上に画像を形成する。プリンタ部１３０は、例えば以下のような処理によって画像を形成する。プリンタ部１３０の画像形成部は、画像情報に基づいて感光体ドラム上に静電潜像を形成する。プリンタ部１３０の画像形成部は、静電潜像に現像剤を付着させることによって可視像を形成する。現像剤の具体例として、トナーがある。プリンタ部１３０の転写部は、可視像をシート上に転写する。プリンタ部１３０の定着部は、シートに対して加熱及び加圧を行うことによって、可視像をシート上に定着させる。なお、画像が形成されるシートは、シート収容部１４０に収容されているシートであってもよいし、手指しされたシートであってもよい。

シート収容部１４０は、プリンタ部１３０における画像形成に用いられるシートを収容する。

画像読取部２００は、読み取り対象の画像情報を光の明暗として読み取る。画像読取部２００は、読み取られた画像情報を記録する。記録された画像情報は、ネットワークを介して他の情報処理装置に送信されてもよい。記録された画像情報は、プリンタ部１３０によってシート上に画像形成されてもよい。

図２は、実施形態の面内ムラ補正処理を行うための機能構成を表す機能ブロック図ある。画像処理装置１００及び端末３００はネットワーク４００を介して相互に通信可能に接続される。ネットワーク４００はどのようなネットワークで構築されてもよい。例えば、ネットワーク４００はＬＡＮ（Local Area Network）で構築されてもよい。

画像処理装置１００は、通信部１０１、テスト画像記憶部１０２、面内ムラ補正テーブル記憶部１０３、コントロールパネル１２０、プリンタ部１３０、制御部１５０及び画像読取部２００を備える。

通信部１０１はネットワークインタフェースである。通信部１０１はネットワーク４００を介して端末３００と通信する。通信部１０１は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の通信方式で通信してもよい。

テスト画像記憶部１０２は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。テスト画像記憶部１０２はテスト画像を記憶する。テスト画像は、ＣＭＹＫ各色の階調パッチ画像を主走査方向に配置された画像である。テスト画像は副走査方向に区切られた１つ以上の領域を有する。階調パッチ画像は領域ごとにそれぞれ配置される。階調パッチ画像はシートに付着させる現像材の現像材量を調整するための画像である。テスト画像は予めテスト画像記憶部１０２に記憶される。

面内ムラ補正テーブル記憶部１０３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。面内ムラ補正テーブル記憶部１０３は面内ムラ補正テーブルを記憶する。面内ムラ補正テーブルは、テスト画像が有する複数の領域のうち、読取値が最も低い領域の階調特性に合わせて出力値を決定するテーブルである。面内ムラ補正テーブルは面内ムラ補正テーブル生成部１５２によって生成される。面内ムラ補正テーブルは、ＣＭＹＫの各色に対して生成される。

制御部１５０は、画像処理装置１００の各部の動作を制御する。制御部１５０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備えた装置により実行される。制御部１５０は、画像処理プログラムを実行することによって、テスト画像生成部１５１、面内ムラ補正テーブル生成部１５２、ＲＩＰ処理部１５３、画像変換処理部１５４、エッジ判定部１５５、面内ムラ補正処理部１５６及びハーフトーン処理部１５７として機能する。

テスト画像生成部１５１は、テスト画像記憶部１０２に記憶されるテスト画像を取得する。テスト画像生成部１５１は、テスト画像を生成する。テスト画像生成部１５１は、生成されたテスト画像をプリンタ部１３０に送信し、画像形成させる。

面内ムラ補正テーブル生成部１５２は、画像読取部２００が読み取ったテスト画像に基づいて面内ムラ補正テーブルを生成する。面内ムラ補正テーブル生成部１５２は、ベタ濃度の最も薄い領域の階調特性に合わせて面内ムラ補正テーブルを生成する。面内ムラ補正テーブル生成部１５２は、入力値に基づいて感光体ドラムに対する露光の出力値を決定する。露光の出力値に応じて感光体ドラムに形成される静電潜像の電位が定められる。電位に応じてシートに付着するトナーの量が調整される。ベタ濃度はシートに付着するトナーの量に応じて定められる。

ＲＩＰ処理部１５３は、端末３００から受信したプリントジョブをラスタ形式の画像データに変換する。ラスタ形式は、画素単位で色及び濃度の情報を記録する画像形式である。ＲＩＰ処理部１５３は、画像データから属性情報を生成する。属性情報は、例えば写真などのイメージ、円や三角形等の図形を表すグラフィックス又は文字列を表すテキストなどの、画像データに含まれる画像情報である。ＲＩＰ処理部１５３は、画像データ及び属性情報を画像変換処理部１５４に出力する。プリントジョブは、画像処理装置１００に与えられる画像形成命令である。プリントジョブには、画像形成される画像データが含まれる。

画像変換処理部１５４は、ＲＩＰ処理部１５３から受け付けた画像データに対して、色変換及びフィルタ処理を行う。色変換は、例えば画像データの階調の再現を改善させる処理である。フィルタ処理は、例えば平滑化フィルタ又はガウシアンフィルタである。色変換及びフィルタ処理は公知の方法であればどのような方法であってもよい。画像変換処理部１５４は、画像データをエッジ判定部１５５及び面内ムラ補正処理部１５６に出力する。

エッジ判定部１５５は、受け付けた画像データの各画素がエッジであるか否か判定する。エッジ判定部１５５は、各画素に対してエッジ検出用のフィルタを用いてフィルタ演算を行う。エッジ判定部１５５は、フィルタ演算の結果に基づいて、画素がエッジ画素であるか非エッジ画素であるか判定する。エッジ判定部１５５は、判定結果をエッジ情報として面内ムラ補正処理部１５６に出力する。エッジ検出用のフィルタは、例えばラプラシアンフィルタである。エッジ検出用のフィルタは、画素がエッジ画素であるか非エッジ画素であるか判定できるならばどのようなフィルタであってもよい。

エッジ判定部１５５は、画像データに含まれる画素が細線である場合、画素はエッジ画素であると判定する。エッジ判定部１５５は、エッジ画素の延びる方向に対して直行する画素値が所定の条件を満たす場合、細線と判定する。所定の条件とは、直行する２つの画素値の差が所定の範囲内であることであってもよい。

面内ムラ補正処理部１５６は、受け付けたエッジ情報に基づいて画像データの各画素に対して面内ムラ補正処理を行うか否か判定する。面内ムラ補正処理部１５６は、注目画素のエッジ情報を取得する。エッジ情報が非エッジ画素の場合、面内ムラ補正処理部１５６は、入力値に面内ムラ補正処理を行った値を出力値とする。エッジ情報がエッジ画素の場合、面内ムラ補正処理部１５６は、入力値をそのまま出力値とする。なお、面内ムラ補正処理部は、エッジ画素に対して、入力値に近い値を出力値としてもよい。近い値とは、例えば入力値よりも値が１大きい値などであってもよい。注目画素は面内ムラ補正処理を行うか否かの判定対象の画素である。

面内ムラ補正処理は、面内ムラ補正テーブルに基づいて入力値を出力値に補正する処理である。面内ムラ補正処理部１５６は、主走査方向の座標値に応じて、面内ムラ補正テーブルの領域を決定する。面内ムラ補正処理部１５６は、決定された領域と入力値とに基づいて、面内ムラ補正テーブルの出力値を決定する。

ハーフトーン処理部１５７は、面内ムラ補正された画像データをプリンタ部１３０で印字可能な画像データに変換する。ハーフトーン処理部１５７は、所定の階調を有する複数画素の画素値を組合せることで多階調を表現する。ハーフトーン処理部１５７は、例えば誤差拡散法、ディザ法又は濃度パターン法を用いて画像データを変換する。

端末３００は、メインフレームやワークステーションやパーソナルコンピュータなどの情報処理装置を用いて構成される。端末３００は、バスで接続されたＣＰＵ、メモリ及び補助記憶装置などを備える。端末３００は、印刷データ生成プログラムを実行することによって、通信部３０１及び印刷制御部３０２を備える装置として機能する。なお、端末３００の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。印刷データ生成プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、半導体記憶装置(例えばＳＳＤ)等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスクや半導体記憶装置等の記憶装置である。

通信部３０１はネットワークインタフェースである。通信部３０１は画像処理装置１００と通信する。通信部３０１は、例えばＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等の通信方式で通信してもよい。印刷制御部３０２は、ユーザの操作に応じて画像処理装置１００にプリントジョブを送信する。印刷制御部３０２は、例えばプリンタドライバである。

図３は、実施形態の階調パッチ画像が４つの領域に配置されたテスト画像の一具体例を表す図である。副走査方向に配置される階調パッチ画像ほど、画素値が大きい。図３の場合、テスト画像が有する領域の数は４つであるが、テスト画像が有する領域の数は４つに限定されない。例えば、領域の数は５つであってもよい。以下、領域の数は４つであるとして説明する。

図４は、実施形態の面内ムラ補正テーブルの一具体例を示す図である。面内ムラ補正テーブルは、面内ムラ補正レコードを有する。面内ムラ補正レコードは、領域毎の入力値及び出力値の値を有する。領域はテスト画像が有する領域を表す。入力値は、面内ムラ補正処理部１５６の入力画像データの画素値を表す。出力値は、入力値に面内ムラ補正処理を行った場合の面内ムラ補正処理部１５６の出力値を表す。ベタ濃度はトナーがシートに付着した状態における色の濃度を表す。面内ムラ補正テーブルは、ＣＭＹＫ各色に対してそれぞれ生成される。

図４に示される例では、面内ムラ補正テーブルの最上段のレコードは、領域１の入力値が“０”、領域１の出力値が“０”、領域２の入力値が“０”、領域２の出力値が“０”、領域３の入力値が“０”、領域３の出力値が“０”、領域４の入力値が“０”及び領域４の出力値が“０”である。従って、面内ムラ補正テーブルの最上段のレコードによると、読み取られた画像データの入力値がすべて０の場合、出力値はすべて０となるように画像形成される。なお、図４に示される面内ムラ補正テーブルは一具体例に過ぎない。そのため、図４とは異なる態様で面内ムラ補正テーブルが構成されてもよい。例えば、面内ムラ補正テーブルは、ＣＭＹＫすべての色を１つのテーブルで表してもよい。

図５は、実施形態の読み取られたテスト画像の領域毎の階調特性の一具体例をグラフ化した図である。縦軸はテスト画像が読み取られた際に算出された読取値である。面内ムラ補正テーブル生成部１５２は、読取値に基づいて面内ムラ補正テーブルを算出する。面内ムラ補正テーブル生成部１５２は、ベタの読取値が最も小さい領域の階調特性を目標の階調特性とする。図５の場合、面内ムラ補正テーブル生成部１５２は、領域４を目標の階調特性とする。目標の階調特性は、他の領域の出力値の目標値である。出力値は、面内ムラ補正テーブルを生成する際に、目標の階調特性に近接するように生成される。

図６は、実施形態の図５の階調特性が得られた場合の面内ムラ補正テーブルをグラフ化した一具体例を表す図である。ベタの読取値が最も小さい領域４は入力値及び出力値が同じ値である。したがって、領域４はリニアで表現される。それ以外の領域は、入力値に対して出力値が領域４に近接するようにカーブ形状で表現される。これにより、全ての領域が領域４に近接するため画像形成時の濃度ムラを解消される。

図７は、実施形態の面内ムラ補正テーブル作成の処理の流れを表すフローチャートである。コントロールパネル１２０は、ユーザから面内ムラ補正処理の指示を受け付ける（ＡＣＴ１０１）。テスト画像生成部１５１は、テスト画像記憶部１０２からテスト画像を取得する（ＡＣＴ１０２）。テスト画像生成部１５１は、プリンタ部１３０にテスト画像を出力する。プリンタ部１３０はテスト画像を画像形成する（ＡＣＴ１０３）。

画像読取部２００はテスト画像を読み取る（ＡＣＴ１０４）。面内ムラ補正テーブル生成部１５２は、読み取られたテスト画像の画像データに基づいて面内ムラ補正テーブルを生成する（ＡＣＴ１０５）。面内ムラ補正テーブル生成部１５２は、面内ムラ補正テーブルを面内ムラ補正テーブル記憶部１０３に記憶させる（ＡＣＴ１０６）。

図８は、実施形態の注目画素に対する面内ムラ補正処理の流れを表すフローチャートである。面内ムラ補正処理部１５６は、エッジ情報に基づいて画像データの注目画素がエッジであるか否か判定する（ＡＣＴ２０１）。注目画素がエッジではない場合（ＡＣＴ２０１：ＮＯ）、面内ムラ補正処理部１５６は、入力値に面内ムラ補正処理を行った値を出力値とする（ＡＣＴ２０２）。注目画素がエッジである場合（ＡＣＴ２０１：ＹＥＳ）、面内ムラ補正処理部１５６は、入力値をそのまま出力値として出力する（ＡＣＴ２０３）。

図９は、面内ムラ補正処理前の入力画像の一具体例を表す図である。図９の画像データの属性はグラフィックスである。領域５０１は１画素幅で構成される細線である。領域５０２は面積がある図形である。

図１０は、従来技術の面内ムラ補正処理後の結果の一具体例を表す図である。図１０は、入力値２５５に対して出力値が２２０となる面内ムラ補正テーブルが適用された場合の結果を表す。領域５１１は細線である。領域５１２は面積がある図形である。領域５１１及び領域５１２は全ての入力値が２５５であるため、出力値は２２０となる。

図１１は、従来技術のハーフトーン処理後の結果の一具体例を示す図である。領域５２１は細線である。領域５２２は面積がある図形である。面内ムラ補正により出力値が下がることで細線にスクリーンがかかる。したがって、ハーフトーン処理を行うと、細線が途切れるという画質劣化が発生する。

図１２は、実施形態のエッジ情報の一具体例を示す図である。領域５３１は細線のエッジ部分である。領域５３２は、面積がある図形である。領域５３３は、面積がある図形のエッジ部分である。

図１３は、実施形態のエッジ情報に基づいた面内ムラ補正処理の結果の一具体例を示す図である。領域５４１は細線を表す。領域５４２は、面積がある図形を表す。領域５４３は、面積がある図形のエッジ部分を表す。実施形態では細線の領域はエッジ画素であるため元の画素値が維持される。

図１４は、実施形態のハーフトーン処理後の結果の一具体例を示す図である。領域５５１は細線を表す。領域５５２は、面積がある図形を表す。領域５５３は、面積がある図形のエッジ部分を表す。実施形態では細線の領域はエッジ画素であるため、面内ムラ補正処理は行われない。そのため、細線の領域は元の画素値が維持され、細線の途切れは発生しない。

このような構成をとることにより、面内ムラ補正処理部１５６は、エッジ画素には面内ムラ補正を行わず、非エッジ画素には面内ムラ補正を行う。これによって、面内ムラ補正処理部１５６は属性情報に関わらず画素単位で補正処理ができる。したがって、面内ムラ補正の必要ない箇所に対して面内ムラ補正を行うことで印刷濃度ムラが解消され、画質劣化を改善できる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、面内ムラ補正処理部１５６を持つことにより、印刷濃度ムラによる画質劣化を改善できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１００…画像処理装置、１０１…通信部、１０２…テスト画像記憶部、１０３…面内ムラ補正テーブル記憶部、１１０…ディスプレイ、１２０…コントロールパネル、１３０…プリンタ部、１４０…シート収容部、１５０…制御部、１５１…テスト画像生成部、１５２…面内ムラ補正テーブル生成部、１５３…ＲＩＰ処理部、１５４…画像変換処理部、１５５…エッジ判定部、１５６…面内ムラ補正処理部、１５７…ハーフトーン処理部、３００…端末、３０１…通信部、３０２…印刷制御部

Claims (5)

1. 画像形成対象の画像データのエッジ部分を検出することでエッジ情報を生成するエッジ判定部と、
   入力値に対応する出力値が記憶される面内ムラ補正テーブルと前記エッジ情報とに基づいて前記画像データの出力値を決定する面内ムラ補正処理部と、
   前記面内ムラ補正処理部によって決定された出力値の画像データに対してハーフトーン処理を実行するハーフトーン処理部と、
   を備え、
   前記面内ムラ補正処理部は前記入力値がエッジ部分の場合、前記入力値をそのままの値又は前記入力値に近い値を出力値とする画像処理装置。
2. 前記エッジ判定部はエッジ画素の延びる方向に対して直行する画素が所定の条件を満たす場合前記画素を細線と判定し、細線の画素をエッジ画素であると判定する、
   請求項１に記載の画像処理装置。
3. 画像読取部が主走査方向に階調パッチ画像が複数配置されたテスト画像を読み取ると、
   前記テスト画像に基づいて前記面内ムラ補正テーブルを生成する面内ムラ補正テーブル生成部をさらに備える、
   請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. 画像形成対象の画像データのエッジ部分を検出することでエッジ情報を生成するエッジ判定ステップと、
   入力値に対応する出力値が記憶される面内ムラ補正テーブルと前記エッジ情報とに基づいて前記画像データの出力値を決定する面内ムラ補正処理ステップと、
   前記面内ムラ補正処理ステップにおいて決定された出力値の画像データに対してハーフトーン処理を実行するハーフトーン処理ステップと、
   を有し、
   前記面内ムラ補正処理ステップにおいて、前記入力値がエッジ部分の場合、前記入力値をそのままの値又は前記入力値に近い値を出力値とする、画像処理方法。
5. 前記エッジ判定ステップにおいて、エッジ画素の延びる方向に対して直行する画素が所定の条件を満たす場合前記画素を細線と判定し、細線の画素をエッジ画素であると判定する、
   請求項４に記載の画像処理方法。

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