(57)【要約】【課題】  安価なカラー画像読み取り汎用スキャナを使用して濃度を測定して、正確な濃度値を得ることができるカラー画像濃度測定方法およびその装置を提供する。【解決手段】  任意の高解像度によるカラー画像読み取り汎用スキャナを使用して、印刷結果の濃度を測定するカラー画像濃度測定装置であって、濃度値が既知のパッチを有する基準チャートと印刷を行った結果の特定チャートを同時に読み取りを行い、前記印刷を行った結果の特定チャート内のパッチの濃度値を測定するにあたり、前記基準チャート内の濃度値が既知の各パッチを読み取ってＲＧＢ値を取得して、前記ＲＧＢ値各々の平均値から濃度値（反射率）を得るための近似式を導き、次に読み取りを行った特定チャート内の各パッチのＲＧＢ値から前記近似式を用いて濃度値（反射率）を計算して濃度を測定する手段を具備する構成となっている。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の高解像度によるカラー画像読み取り汎用スキャナを使用して、印刷結果の濃度を測定するカラー画像濃度測定装置であって、
濃度値が既知のパッチを有する基準チャートと印刷を行った結果の特定チャートとを同時に読み取り、前記印刷を行った結果の特定チャート内のパッチの濃度値を測定するにあたり、前記基準チャート内の濃度値が既知の各パッチを読み取ってＲＧＢ値を取得して、前記ＲＧＢ値各々の平均値から濃度値を得るための近似式を導き、次に読み取りを行った特定チャート内の各パッチのＲＧＢ値から前記近似式を用いて濃度値を計算して濃度を測定する濃度測定手段を具備することを特徴とするカラー画像濃度測定装置。
【請求項２】
前記近似式を求める際に、前記ＲＧＢの複数のチャンネルを使用するか、単一のチャンネルを使用するか、さらに複数のチャンネルを使用する場合、使用するチャンネルは何次まで使用するかを判定して相関係数を導くことにより、最も精度の高いチャンネルと次数の組合せの近似式を得ることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像濃度測定装置。
【請求項３】
任意の高解像度によるカラー画像読み取り汎用スキャナを使用して、印刷結果の濃度を測定するカラー画像濃度測定方法であって、
濃度値が既知のパッチを有する基準チャートと印刷を行った特定チャートを同時に読み取るステップと、前記印刷を行った特定チャート内のパッチの濃度値を測定するにあたり、前記基準チャート内の濃度値が既知の各パッチを読み取ってＲＧＢ値を取得して、前記ＲＧＢ値各々の平均値から濃度値を得るための近似式を導くステップと、次に読み取りを行った特定チャート内の各パッチのＲＧＢ値から前記近似式を用いて濃度値を計算して濃度を測定するステップとを具備することを特徴とするカラー画像濃度測定方法。
【請求項４】
濃度値が既知のパッチを有する基準チャートと印刷を行った特定チャートを同時に読み取るステップと、前記印刷を行った特定チャート内のパッチの濃度値を測定するにあたり、前記基準チャート内の濃度値が既知の各パッチを読み取ってＲＧＢ値を取得して、前記ＲＧＢ値各々の平均値から濃度値を得るための近似式を導くステップと、次に読み取りを行った特定チャート内の各パッチのＲＧＢ値から前記近似式を用いて濃度値を計算して濃度を測定するステップとを実行するためのプログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、任意の高解像度によるカラー画像読み取り汎用スキャナを使用して、印刷結果の濃度を測定するカラー画像濃度測定方法およびその装置に関し、特に、安価なカラー画像読み取り汎用スキャナを使用して濃度を測定して、正確な濃度値を得ることができるカラー画像濃度測定方法およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、汎用のカラースキャナをパソコンに接続してカラー画像の読取り等を行うシステムが用いてられており、この汎用のカラースキャナを用いて様々な処理を行うことが提案されている。
例えば、特許文献１には、キャリブレーションの対象であるプリンタがプリント出力したパッチをスキャナによって読取り、その読取って得られる輝度信号を濃度信号に変換する際、そのために用いられる輝度濃度変換テーブルに対して予めキャリブレーションを施しておく。すなわち、所定のパッチを読取って得られる輝度信号（Ｓ５１）と、そのパッチに対応する濃度データ（Ｓ５２）との関係から輝度濃度変換テーブルを新たに作成することにより、上記スキャナの読取りに用いられる輝度濃度変換テーブルを適切なものとしておく技術が開示されている。
また特許文献２には、デジタルプリンタの出力の調整に使用できる情報を提供する方法であって、複数の濃度テストパッチを含むテスト印刷物を作成するデジタルプリンタに複数の周知のコード値を提供するステップと、それぞれが目標濃度を持つ複数の参照パッチを提供するステップとを含む。この方法はさらに、テストパッチと参照パッチの両方をスキャンしてテストパッチと参照パッチの両方のコード値を作成するステップと、スキャンしたテストパッチと参照パッチのコード値を比較してテストパッチと参照パッチ間の対応を決定し、デジタルプリンタ出力調整に使用するように適合させた情報を提供するステップとを含む技術が開示されている。
また特許文献３には、カラー画像評価装置は、安価で汎用のカラースキャナで被評価カラー画像を読み取って、ＲＧＢ信号をパーソナルコンピュータに出力し、パーソナルコンピュータは、そのハードディスク等に格納されている表色系変換処理プログラム及び演算処理プログラムにより、入力されるＲＧＢ信号を表色系データに変換する変換処理を行う表色系変換部と、表色系データに基づいて画像評価の演算処理を行う演算部と、に機能分割される。すなわち、表色系変換部は、予め格納されている予測式の係数である変換情報に基づいてカラースキャナから入力されるＲＧＢ信号を表色系の明度（輝度）信号及び色彩信号に変換処理し、演算部は明度（輝度）信号と色彩信号により被評価カラー画像の評価目的や評価項目に応じたアルゴリズムにより画像評価値を算出する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−８０１８０公報
【特許文献２】特開２００１−１５８１３４公報
【特許文献３】特開平９−１６３１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術には、以下のような問題点があった。
すなわち、目的任意のカラー画像読み取り汎用スキャナを使用して印刷結果の濃度を測定しようとした場合、濃度を測定のための非常に高価な測色計や濃度計が必要であった。
また、カラー画像読み取り汎用スキャナの経時変化や不特定要素による読み取り値のバラツキが発生する問題があった。
また、高価な測色計や濃度計を使用した場合は、各パッチごとに測定を行うので非常に時間がかかる問題があった。
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、安価なカラー画像読み取り汎用スキャナを使用して濃度を測定して、正確な濃度値を得ることができるカラー画像濃度測定方法およびその装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、任意の高解像度によるカラー画像読み取り汎用スキャナを使用して、印刷結果の濃度を測定するカラー画像濃度測定装置であって、濃度値が既知のパッチを有する基準チャートと印刷を行った結果の特定チャートを同時に読み取りを行い、前記印刷を行った結果の特定チャート内のパッチの濃度値を測定するにあたり、前記基準チャート内の濃度値が既知の各パッチを読み取ってＲＧＢ値を取得して、前記ＲＧＢ値各々の平均値から濃度値（反射率）を得るための近似式を導き、次に読み取りを行った特定チャート内の各パッチのＲＧＢ値から前記近似式を用いて濃度値（反射率）を計算して濃度を測定する濃度測定手段を具備することを特徴とする。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のカラー画像濃度測定装置であって、前記近似式を求める際に、前記ＲＧＢの複数のチャンネルを使用するか、単一のチャンネルを使用するか、さらに複数のチャンネルを使用する場合、使用するチャンネルは何次まで使用するかを判定して相関係数を導くことにより、最も精度の高いチャンネルと次数の組合せの近似式を得ることを特徴とする。
また、請求項３記載の発明は、任意の高解像度によるカラー画像読み取り汎用スキャナを使用して、印刷結果の濃度を測定するカラー画像濃度測定方法であって、濃度値が既知のパッチを有する基準チャートと印刷を行った特定チャートを同時に読み取るステップと、前記印刷を行った特定チャート内のパッチの濃度値を測定するにあたり、前記基準チャート内の濃度値が既知の各パッチを読み取ってＲＧＢ値を取得して、前記ＲＧＢ値各々の平均値から濃度値（反射率）を得るための近似式を導くステップと、次に読み取りを行った特定チャート内の各パッチのＲＧＢ値から前記近似式を用いて濃度値（反射率）を計算して濃度を測定するステップとを具備することを特徴とする。
また、請求項４記載の発明は、濃度値が既知のパッチを有する基準チャートと印刷を行った特定チャートを同時に読み取るステップと、前記印刷を行った特定チャート内のパッチの濃度値を測定するにあたり、前記基準チャート内の濃度値が既知の各パッチを読み取ってＲＧＢ値を取得して、前記ＲＧＢ値各々の平均値から濃度値（反射率）を得るための近似式を導くステップと、次に読み取りを行った特定チャート内の各パッチのＲＧＢ値から前記近似式を用いて濃度値（反射率）を計算して濃度を測定するステップとを実行するためのプログラムを記録した記録媒体を特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、安価なカラー画像読み取り汎用スキャナを使用しているので、高価な測色計や濃度計を使用する必要が無く、濃度を測定することができる。
また、本発明によれば、濃度値が既知のパッチを有する基準チャートを用いて濃度を測定するので、経時変化や読み取り値のバラツキ等が発生する安価な汎用スキャナで読み取ったＲＧＢ値から正確な濃度への近似式を毎回作成することにより、経時変化や読み取りのバラツキ値を近似式にて吸収することができ、精度の高い近似にて濃度を測定することができる。
また、本発明によれば、濃度値が既知のパッチを有する基準チャートと出力装置にて出力を行った特定チャートを同時に読み取り、特定チャート内のパッチの濃度値を測定するので、経時変化や読み取り値のバラツキ等が発生する安価な汎用スキャナで読み取ったＲＧＢ値から正確な濃度への近似式を毎回作成することができ、それにより、経時変化や読み取りのバラツキ値を近似式にて吸収することができ、精度の高い近似にて濃度を測定することができる。
また、本発明によれば、基準チャート内の濃度値が既知の各パッチのＲＧＢ値を取得し、ＲＧＢ値の平均値から濃度値（反射率）への近似式を導くので、カラー読み取り汎用スキャナにて各パッチの固定領域のＲＧＢ値が取得でき、取得したＲＧＢ値それぞれの平均を変数として濃度値（反射率）への近似式を導き出すことができる。
【０００６】
また、本発明によれば、近似式を求めるに当り、ＲＧＢの複数のチャンネルを使用するか、または単一のチャンネルを使用するか、さらに使用するチャンネルの何次（何乗）までを使用するかを求める際に、相関係数を導くことにより最も精度の高いチャンネルと次数の組合せを導くようにした。従って、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋのそれぞれの濃度値（反射率）によって、ＲＧＢ値の複数または単一チャンネルを使うかは、一概には決定ができないような場合でも、計算により複数の組合せにて近似式を求め、それぞれの相関係数を比較することができるので、より精度の高い組合せを導くことができる。
また、本発明によれば、特定チャート内のパッチのＲＧＢ値各々から近似式を用いて濃度値（反射率）を計算して濃度を測定するにあたり、基準チャートと既知の濃度値から得られた精度の高い近似式を利用することができ、高価な測色計や濃度計を使用した場合は各パッチごとに測定を行う必要があるが１度の読み取りにより、特定チャート内のすべてのパッチの濃度値（反射率）を計算にて求めることができる。
また、本発明によれば、読み取りを行ったイメージファイルおよび基準チャートの濃度値によりＲＧＢ値から濃度値（反射率）への近似式を作成し、濃度値を導くソフトウェアとしたので、汎用スキャナによって読み取りを行ったイメージファイルと基準チャート付属の濃度値を与えるだけで、イメージファイル内の特定チャートの濃度値が測定することができ、非常に安価にかつ容易に濃度を測定したり、補正するシステムを構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。
【実施例】
【０００８】
図１は、本発明によるカラー画像濃度測定装置の一実施形態の概略図である。
図１に示すように、このカラー画像濃度測定装置は、任意の高解像度によるカラー画像読み取り汎用スキャナ１と、カラー画像読み取り汎用スキャナ１と接続されたパーソナルコンピュータ３とからなっている。また、パーソナルコンピュータ３は、図２に示すように、後述するカラー画像の濃度測定プログラムを実行するＣＰＵ５と、カラー画像の濃度測定プログラム等を記憶するＲＯＭ７と、ＲＡＭ９とが相互に接続されている。図２は、図１に示すパーソナルコンピュータの内部構成図である。
次に、図３を参照して、図１に示すカラー画像濃度測定装置を用いて印刷結果のカラー濃度を求める方法について説明する。図３は、図１に示すカラー画像濃度測定装置を用いて印刷結果のカラー濃度を求める方法のフローチャートである。なお、この図３に示したカラー画像の濃度測定プログラムは、記録媒体としてのＲＯＭ７に記録されている。
図３に示すように、ステップ１０１において、イメージファイルの作成プロセスとして、図４に示す、濃度値が既知のパッチを有する基準チャート１１と出力装置にて出力を行った特定チャート１３（印刷結果）とを並べて汎用スキャナ１の読み取り台に載せ、汎用スキャナ１にて、高解像度および多値（例えば、８ビット）にて読み取りを行い、パーソナルコンピュータ３へ送り、非圧縮にて各ドットのＲＧＢが取得できる形式にてＲＡＭ９に保存される（ステップ１０３）。
【０００９】
図４は、本発明で使用される一例としての基準チャート１１と特定チャート１３を示す図である。
ここで、基準チャート１１は、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの単色からなり、ベタ（１００％）から白に向かって段階的な濃度でパッチが描画されている。この段階的濃度は、細かいほうがより精度の高い近似式を作成することが可能となる。ただし、この段階的濃度が細かくなればなる程、計算量は多くなるため、処理時間は長くなる。それぞれのパッチの濃度値を測色計や濃度計にて計測するか、計測されたものを入手しておく。また、この基準チャートは退色しないように厳重に保管を行う。さらに、基準チャートと特定チャートを同時に読み取るため、汎用スキャナの読み取り値のバラツキを抑制することができる。さらに、高価な測色計や濃度計を使用した場合は、各パッチごとに測定を行うので非常に時間がかかるが、ここでは、汎用スキャナによる一度の読み取りにより、特定チャート内の全てのパッチの濃度を求めることができる。
次に、濃度（反射率）を求める近似式の作成のために、基準チャート１１と既知の基準チャートの濃度値から近似式の係数を導く（ステップ１０５）。すなわち、前記基準チャート１１内の濃度値が既知の各パッチを読み取ってＲＧＢ値を取得し、前記ＲＧＢ値各々の平均値から濃度値（反射率）を得るための近似式を得る。従って、濃度測定を行う際に濃度値が既知である基準チャート１１を読み取ることにより、ＲＧＢ値から濃度への近似式を測定の際に毎回作成し、スキャナの経時変化や不特定要素による読み取り値のバラツキを吸収させることができる。
なお、この近似式の係数の導き方については、図５を参照して後で詳しく説明する。
【００１０】
上記ステップ１０５の処理をより詳しく説明すると、まず、これらＲＧＢ値の平均を、
2006129405.tif 000003
とする。そして、各パッチの濃度値を、
2006129405.tif 000004
として、各濃度値の反射率を算出すると、例えばＫ部分の反射率は、
2006129405.tif 000005
となる。
そして、i番目のＫのパッチにおける反射率を導く式は以下のとおりとなる。
2006129405.tif 000006
2006129405.tif 000007
・・・（ａ）
ここでuiが最小となるように、この
2006129405.tif 000008
の近似式の係数を求める（最小二乗法）。ここでr、g、bは、ＲＧＢ各チャンネルで使用する次数となり、使用する次数により求めるべき近似式の係数の数は異なってくる。
【００１１】
前述の式（ａ）において、m、n、lはＲＧＢ各チャンネルで使用する次数の数r、g、bから、 m=r、n=g、l=bとなる。また、ＲＧＢ各チャンネルを使用しない場合は、次数の数は１となり、その係数が０となる。
次に、精度の高い近似式の求め方としては、例えば、黄色（Ｙ）の濃度値（反射率）に対する近似式を求める場合、ＲＧＢ全てのチャンネルを使用するよりも、Ｂチャンネルだけを使用したほうが精度が高い近似式が求まる。
また、プリンタの特性により、それぞれのチャンネルの次数を変えることにより、より精度の高い近似式が求まる。これらの精度は、近似式係数Ｒ２を求めて、それらの相関係数を求めてより１に近い次数の組合せを使用する。
【００１２】
このチャンネルの次数を変えた近似式係数の求め方について図５を参照して説明する。図５は、それぞれのチャンネルの次数を変えて近似式係数を求める方法のフローチャートである。
まず、図５のステップ２０１において、基準チャート１１の各パッチの中央部の固定領域を切り取り、特定チャート１３の各パッチ内のＲＧＢ値の平均値を求める（ステップ２０３）。次に、Ｒチャンネルの次数を−１とし（ステップ２０５）、Ｒチャンネルの次数を１上げ（ステップ２０７）、Ｒチャンネルの次数がＲｍａｘを超えたか否かが判定される（ステップ２０９）。
Ｒチャンネルの次数がＲｍａｘを超えない場合、Ｇチャンネルの次数を−１とし（ステップ２１１）、Ｇチャンネルの次数を１上げ（ステップ２１３）、Ｇチャンネルの次数がＧｍａｘを超えたか否かが判定される（ステップ２１５）。
Ｇチャンネルの次数がＧｍａｘを超えない場合、Ｂチャンネルの次数を−１とし（ステップ２１７）、Ｂチャンネルの次数を１上げ（ステップ２１９）、Ｂチャンネルの次数がＢｍａｘを超えたか否かが判定される（ステップ２２１）。
Ｂチャンネルの次数がＧｍａｘを超えない場合、既知の濃度（反射率）に対する近似式を最小二乗法により求め（ステップ２２３）、既知の濃度（反射率）と近似式から計算される値の相関関係Ｒ２を求め、近似式のＲＧＢ各チャンネルの係数とともに保存し（ステップ２２５）、ステップ２１９に戻る。
なお、ステップ２０９においてＲチャンネルの次数がＲｍａｘを超えた場合、求めた相関関係Ｒ２で最も１に近い近似式のＲＧＢ各チャンネルの係数を返す（ステップ２２７）。
また、ステップ２１５においてＧチャンネルの次数がＧｍａｘを超えた場合、ステップ２０７に戻る。
【００１３】
このように、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋのそれぞれの濃度値（反射率）をＲＧＢ値のチャンネルを変数として近似式を求めるが、ＲＧＢ値を一つまたは複数を使用することにより、より精度の高い近似式を求めることができる。その組合せは多数あり、それぞれに対して実測値（既知の濃度）と近似値の相関係数を求めることにより、より精度の高い組合せを得ることができる。逆に、あるチャンネルを使用することにより精度が下がることもでき、そのチャンネルを使用しないようにすることも可能となる。
なお、特定チャートは、任意の単色のパッチであれば前述の導いた近似式を利用することにより測定が可能となる。縦・横のパッチ数、それぞれのパッチの大きさや間隔や読み取り開始位置、方向等を設定することにより、指定した読み取り開始パッチから順番に測定結果が出力される。
また、特定チャートは、各パッチが切り取りする固定の大きさ（例えば、２５６ｄｏｔ  ｘ  ２５６ｄｏｔ）の基準を満たせば、大きさや位置は自由にデザインすることが可能となり、もし出力が不安定で場所により異なる出力結果となる出力装置であれば、同じ入力濃度で異なる場所を指定することも可能であり、得られる結果を自由に扱うことができる。
【００１４】
次に、図３に戻り、基準チャート１１と特定チャート１３を読み取ったイメージファイルから特定チャート１３部分のさらに各パッチの中央部の固定領域（例えば、２５６ｄｏｔ  ｘ  ２５６ｄｏｔ）を切り取り（ステップ１０７）、その特定チャート１３の各パッチ内のＲＧＢ値の平均値を計算する（ステップ１０９）。
すなわち、特定チャート１３内のパッチから固定領域を切り取り、その内部のＲＧＢ値の平均を求める。例えば、シアンのあるパッチを切り取ると、図６に示すようになる。この切り取ったパッチ部分のＲＧＢ各チャンネルのヒストグラムは、それぞれ図７〜図９に示すようになる。平均値は、Ｒ＝１２０．４６、Ｇ＝１７２．３５、Ｂ＝２３０．７６となる。図６は、シアンのあるパッチを示す図であり、図７、図８、図９は、シアンのあるパッチ部分のＲＧＢ各チャンネルのヒストグラムの説明図である。
次に、ステップ１１１において、ステップ１０５で導いた近似式係数と各パッチのＲＧＢ値から濃度値を計算する。すなわち、その特定チャート１３の各パッチ内のＲＧＢ値の平均値から近似式を用いて、反射率を求め、求まった反射率Ｒ＿Ｃから
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にて濃度を求める。
なお、前述の基準チャートから近似式を求め、特定チャートのパッチの濃度を測定するソフトウェアでは、実行前に基準チャートと特定チャートを隣り合わせて読み取りを行ったイメージファイルと基準チャート内のパッチの濃度値が格納されているファイルを指定して、各種パラメータ（特定パッチの縦／横の数、大きさ、間隔、読み取りの順番等）を設定ファイルに記述することで実行を行えば、指定された特定パッチの順番に従って計算結果の濃度値が出力される。
また、近似式を求めるモジュールと濃度値を導くモジュールが一つのソフトウェアとして成り立っているために、入力としてはイメージファイルと基準チャートの濃度値だけにすることができ、出力は特定チャート内の各パッチの濃度値とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明によるカラー画像濃度測定装置の一実施形態の概略図。
【図２】図１に示すパーソナルコンピュータの内部構成図。
【図３】図１に示すカラー画像濃度測定装置を用いて印刷結果のカラー濃度を求める方法のフローチャート。
【図４】本発明で使用される一例としての基準チャート１１と特定チャート１３を示す図。
【図５】それぞれのチャンネルの次数を変えて近似式係数を求める方法のフローチャート。
【図６】シアンのあるパッチを示す図。
【図７】シアンのあるパッチ部分のＲＧＢ各チャンネルのヒストグラムの説明図。
【図８】シアンのあるパッチ部分のＲＧＢ各チャンネルのヒストグラムの説明図。
【図９】シアンのあるパッチ部分のＲＧＢ各チャンネルのヒストグラムの説明図。
【符号の説明】
【００１６】
１  汎用スキャナ、３  パーソナルコンピュータ、５  ＣＰＵ、７  ＲＯＭ、９  ＲＡＭ、１１  基準チャート、１３  特定チャート
【図１】
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【図２】
2006129405.tif 000011
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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