(57)【要約】【課題】グラデーション画像について人間が画像を観察して主観的に評価した階調性の評価値と高い相関を有する階調性の定量的な評価結果を精度良く取得することができる画像評価装置を提供する。【解決手段】階調が連続的に変化するグラデーション画像を計測して階調に関連した画像情報を取得し、グラデーション画像の画像情報に基づいて、グラデーション画像の階調の変化に対する画像情報の変化を示す特性における階調性の評価値を算出する。また、グラデーション画像におけるノイズの大きさを示すノイズ評価値を取得し、そのノイズ評価値に基づいて階調性の評価値を補正する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
階調が連続的に変化するグラデーション画像を計測して階調に関連した画像情報を取得する画像情報取得手段と、
前記画像情報取得手段で取得された前記グラデーション画像の画像情報に基づいて、該グラデーション画像の階調の変化に対する該画像情報の変化を示す特性における階調性の評価値を算出する算出手段と、を備えた画像評価装置において、
前記グラデーション画像におけるノイズの大きさを示すノイズ評価値を取得するノイズ評価値取得手段と、
前記ノイズ評価値に基づいて前記階調性の評価値を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする画像評価装置。
【請求項２】
請求項１の画像評価装置において、
前記グラデーション画像における複数の階調値のうちから選択された所定の階調値について均一な中間調画像を形成し、その中間調画像におけるノイズの大きさを示すノイズ評価値を算出することを特徴とする画像評価装置。
【請求項３】
請求項２の画像評価装置において、
前記グラデーション画像における互いに異なる複数の階調値について前記中間調画像を形成し、該複数の中間調画像それぞれについて該中間調画像におけるノイズの大きさを示すノイズ評価値を算出することを特徴とする画像評価装置。
【請求項４】
請求項１の画像評価装置において、
前記グラデーション画像における所定の階調範囲内の階調値に対応する画像部分について取得された画像情報に基づいて、前記ノイズ評価値を算出することを特徴とする画像評価装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかの画像評価装置において、
前記算出手段は、前記グラデーション画像における所定数だけ階調値が互いに異なる複数の画像部分それぞれについて取得された前記画像情報の差の絶対値を算出し、所定の階調範囲ごとにそれぞれ算出された前記絶対値の最大値と最小値との差を算出し、該最大値と該最小値との差の大きさに基づいて前記階調性の評価値を算出することを特徴とする画像評価装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかの画像評価装置において、
前記階調性の評価値の算出に用いる前記画像情報として明度を用いることを特徴とする画像評価装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかの画像評価装置において、
前記ノイズ評価値として、前記グラデーション画像における粒状性の程度を示す評価値を用いることを特徴とする画像評価装置。
【請求項８】
多階調画像の画像データを記憶する記憶手段と、
前記画像データに基づいて画像を形成する画像形成手段と、を備えた画像形成装置において、
請求項１乃至７のいずれかの画像評価装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８の画像形成装置において、
前記ノイズ評価値に基づいて補正した階調性の評価値に基づいて画像形成対象の多階調画像の画像データを補正する画像データ処理手段を更に備え、
前記補正を行った後の画像データに基づいて前記多階調画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
多階調画像の画質を評価する画質評価方法であって、
階調が連続的に変化するグラデーション画像を計測して階調に関連した画像情報を取得するステップと、
前記グラデーション画像の画像情報に基づいて、該グラデーション画像の階調の変化に対する該画像情報の変化を示す特性における階調性の評価値を算出するステップと、
前記グラデーション画像におけるノイズの大きさを示すノイズ評価値を取得するステップと、
前記ノイズ評価値に基づいて前記階調性の評価値を補正するステップと、を有することを特徴とする画質評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多階調の画像を評価する画像評価装置及び画像評価方法、並びに、その画像評価装置を備えた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の画像形成装置では、出力される画像の重要な特性の一つとして階調性が挙げられる。画像の階調性は、濃淡の段階（レベル）の総数によって数値化され、濃淡の段階の総数が多ければ多いほど、濃淡を滑らかに表現することが可能となる。カラー画像の場合は、各色について濃淡の段階の数が設定され、この濃淡の段階の数が多ければ多いほど色の濃淡（明度又は彩度）を滑らかに表現することが可能となる。ここで、上記濃淡の段階の総数が階調であり、例えば濃淡の段階が２５６段階（８[ｂｉｔ]）の場合、２５６階調という。また、濃淡の各段階に割り当てられる値が階調値（例えば２５６階調の場合、０，１，・・・２５５）である。例えば、電子写真方式のカラー画像形成装置では通常、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４つの単色を組み合わせてカラー画像を形成している。これらＣＭＹＫの各色について、紙（転写媒体）の地肌の色から各単色で表現できる最も濃度（明度又は彩度）の高い色までを、予め設定した所定の階調（例えば２５６階調）で表現することができる。
【０００３】
上記画像の階調性を評価する画像評価装置として、特許文献１に開示されている画像評価装置が知られている。この画像評価装置では、主観的な階調性の評価で使用されているグラデーション画像における階調ムラなどの現象にも対応できるように、階調値が連続的に変化するグラデーション画像を被評価画像として用いている。このグラデーション画像の明度情報、濃度情報、強度情報、彩度情報、色度情報、色相情報の少なくとも１つの色情報（画像情報）を計測し、グラデーション画像における階調性を評価している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の画質評価装置では、グラデーション画像を計測して求めた階調性の評価結果と、実際に人間がグラデーション画像を観察して主観的に評価した評価結果との相関が不十分である。
【０００５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、グラデーション画像について人間が画像を観察して主観的に評価した階調性の評価値と高い相関を有する階調性の定量的な評価結果を精度良く取得することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、階調が連続的に変化するグラデーション画像を計測して階調に関連した画像情報を取得する画像情報取得手段と、前記画像情報取得手段で取得された前記グラデーション画像の画像情報に基づいて、該グラデーション画像の階調の変化に対する該画像情報の変化を示す特性における階調性の評価値を算出する算出手段と、を備えた画像評価装置において、前記グラデーション画像におけるノイズの大きさを示すノイズ評価値を取得するノイズ評価値取得手段と、前記ノイズ評価値に基づいて前記評価値を補正する補正手段と、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、グラデーション画像について人間が画像を観察して主観的に評価した階調性の評価値と高い相関を有する階調性の定量的な評価結果を精度良く取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の作像エンジン部の一例を示す概略構成図。
【図２】同画像形成装置の制御系の構成例を示すブロック図。
【図３】階調値が連続的に変化するグラデーション画像の一例を示す説明図。
【図４】図３のグラデーション画像の明度変化を測定したグラフ。
【図５】各階調の明度と＋６階調との明度差の絶対値を数値化したグラフ。
【図６】図５のグラフから、各階調の±５階調の最大値と最小値の差を求めて数値化したグラフ。
【図７】図６で算出した階調ムラ評価値と、人間が目視により主観評価により求めた評価値との相関を示すグラフ。
【図８】図６で算出した階調ムラの評価値に対してノイズ評価値による補正を施した階調ムラ評価値と、人間が目視により主観評価により求めた評価値との相関を示すグラフ。
【図９】グラデーション画像とともに、ノイズ特性測定用の数段の中間調のパッチ画像を配置した説明図。
【図１０】グラデーション画像中の数箇所の粒状度を求めるための説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を電子写真方式のカラー画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」という。）に適用した実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の作像エンジン部の一例を示す概略構成図である。作像エンジン部は、イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンダ（Ｍ），ブラック（Ｋ）のトナー像を形成するための４つのトナー像形成手段としての画像形成ユニットを備えている。また、画像形成装置は、中間転写ベルト６などを有する転写ユニットと、光書込ユニット（不図示）と、定着装置１３と、給紙カセット（不図示）と、スキャナ（不図示）とを備えている。
【００１０】
４つの画像形成ユニットは、互いに異なる色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。なお、４つの画像形成ユニットは、それらのユニットを共通の保持体に保持して画像形成装置本体に対して一体的に脱着されることで、それらのユニットが同時に交換されるような構成であってもよい。
【００１１】
ここで、Ｃトナー像を形成するＣ用の画像形成ユニットを例に挙げて説明する。Ｃ画像形成ユニットは、図１に示すように、潜像担持体としてのドラム状の感光体１Ｃと、潜像担持体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置１６Ｃ、潜像担持体除電手段としての除電装置（不図示）とを備えている。更に、Ｃ画像形成ユニットは、帯電手段としての帯電ローラ２Ｃ、現像手段としての現像装置４Ｃ等を備えている。
【００１２】
感光体１Ｃは、図示しない駆動手段によって図中矢印時計回り方向に回転駆動される。そして、帯電バイアスが印加された帯電ローラ２Ｃを感光体１Ｃに接触あるいは近接させながら、帯電ローラ２Ｃと感光体１Ｃとの間に放電を発生させることで、感光体１Ｃの表面が一様帯電される。なお、感光体を一様帯電する方式としては、帯電ローラ等の帯電部材を感光体１Ｃに接触あるいは近接させる方式に代えて、帯電チャージャーによる方式を採用してもよい。
【００１３】
帯電ローラ２Ｃによって一様帯電された感光体１Ｃの表面は、図示しない潜像書込手段（露光手段）としての光書込ユニットから発せられる書込みレーザー光３Ｃが照射されることにより、Ｃ用の静電潜像が形成される。光書込ユニットは、形成対象の画像（入力画像）の画像情報（画像データ）に基づいて制御される。この光書込ユニットからの書込みレーザー光３Ｃは、例えば、入力画像の画像情報に基づいて画像部／非画像部とを分けて感光体１Ｃの表面の主走査方向に光走査される。感光体１Ｃに担持されたＣ用の静電潜像は、Ｃトナーを用いる現像装置４Ｃによって現像されてＣトナー像になり、後述する中間転写ベルト６上に１次転写される。
【００１４】
ドラムクリーニング装置１６Ｃは、１次転写工程（後述する１次転写ニップ）を経た後の感光体１Ｃ表面に付着している転写残トナーを除去する。また、上記除電装置（不図示）は、ドラムクリーニング装置１６Ｃによってクリーニングされた後の感光体１Ｃの残留電荷を除電する。この除電により、感光体１Ｃの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。
【００１５】
また、他のＹ，Ｍ，Ｋ用の画像形成ユニットにおいても、Ｃ用の画像形成ユニットと同様にして、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｋトナー像が形成される。
【００１６】
４つの画像形成ユニットの上方には、潜像書込手段（露光手段）としての図示しない光書込ユニットが配設されている。この光書込ユニットは、例えば、光源としてのレーザーダイオードと、レーザーダイオードをパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式で駆動するレーザー駆動部とを有する。レーザー駆動部は、後述のプリント制御部１３２から送られてくる濃度制御設定値としての露光制御ＰＷＭ値と、感光体上の１画素分の領域にレーザー光を照射可能な時間が１周期に設定された所定の画素クロックとに基づいて、レーザーダイオードを駆動する。露光制御ＰＷＭ値は、各画素ごとに、画素クロックの１周期にうち１画素分の領域にレーザ光を照射する時間（パルスＯＮ時間）を指定する値であり、後述のように各画素における画素濃度レベル値に応じて設定される値である。各画素の露光制御ＰＷＭ値は、スキャナあるいはパーソナルコンピュータ等の外部機器から送られてくる画像情報に基づいて、後述する多値ディザ法により生成される。光書込ユニットのレーザーダイオードから発したレーザー光が、回転駆動されている感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの表面の主走査方向（回転軸に沿った方向）に光走査されることにより、感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像が形成される。
【００１７】
また、４つの画像形成ユニットの下方には、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト６を張架しながら図中反時計回り方向に無端移動させる転写装置としての転写ユニットが配設されている。転写ユニットは、中間転写ベルト６の他に、駆動ローラ７と、２次転写対向ローラ１１と、クリーニングバックアップローラ１７とを有している。更に、転写ユニットは、４つの１次転写ローラ５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、２次転写ローラ１０、ベルトクリーニング装置１８、ベルトテンションローラ９などを有している。
【００１８】
中間転写ベルト６は、そのループ内側に配設された駆動ローラ７、２次転写対向ローラ１１、クリーニングバックアップローラ１７、及び４つの１次転写ローラ５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋなどによって張架されている。そして、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される駆動ローラ７の回転力により、同方向に無端移動される。
【００１９】
４つの１次転写ローラ５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋはそれぞれ、無端移動される中間転写ベルト６を感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとの間に挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト６のおもて面と、感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとが当接するＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップが形成されている。１次転写ローラ５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋには、図示しない１次転写バイアス電源によってそれぞれ１次転写バイアスが印加されている。これにより、感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像と、１次転写ローラ５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとの間に１次転写電界が形成される。Ｙ用の感光体１Ｙ表面に形成されたＹトナーは、感光体１Ｙの回転に伴ってＹ用の１次転写ニップに進入する。そして、転写電界やニップ圧の作用により、感光体１Ｙ上から中間転写ベルト６上に１次転写される。このようにしてＹトナー像が１次転写された中間転写ベルト６は、その後、Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップを順次通過する。そして、感光体１Ｃ，Ｍ，Ｋ上のＣ，Ｍ，Ｋトナー像が、Ｙトナー像上に順次重ね合わせて１次転写される。この重ね合わせの１次転写により、中間転写ベルト６上には４色重ね合わせトナー像が形成される。
【００２０】
転写ユニットの２次転写ローラ１０は、中間転写ベルト６のループ外側に中間転写ベルト６方向に加圧されて配設されており、ループ内側の２次転写対向ローラ１１との間に中間転写ベルト６を挟み込んでいる。これにより、２次転写ローラ１０は中間転写ベルト６又は記録媒体としての転写紙に接触しながら回転し、中間転写ベルト６のおもて面と２次転写対向ローラ１１とが当接する２次転写ニップが形成される。２次転写ローラ１０は接地されているのに対し、２次転写対向ローラ１１には、図示しない２次転写バイアス電源によって２次転写バイアスが印加される。これにより、２次転写対向ローラ１１と２次転写ローラ１０との間に、マイナス極性のトナーを２次転写対向ローラ１１側から２次転写ローラ１０側に向けて静電移動させる２次転写電界が形成される。
【００２１】
転写ユニットの下方には、転写紙を複数枚重ねた紙束の状態で収容している図示しない給紙カセットが配設されている。この給紙カセットは、紙束の一番上の転写紙に図示しない給紙ローラを当接させており、この給紙ローラを所定のタイミングで回転駆動させることで、転写紙を転写紙搬送経路１５に向けて送り出す。転写紙搬送経路１５の末端付近には、レジストローラ対１２が配設されている。このレジストローラ対１２は、給紙カセットから送り出された転写紙をローラ間に挟み込むとすぐに両ローラの回転を停止させる。そして、挟み込んだ転写紙を２次転写ニップ内で中間転写ベルト６上の４色重ね合わせトナー像に同期させ得るタイミングで回転駆動を再開して、転写紙Ｐを２次転写ニップに向けて送り出す。２次転写ニップで転写紙に密着された中間転写ベルト６上の４色重ね合わせトナー像は、２次転写電界やニップ圧の作用によって転写紙上に一括２次転写され、転写紙の白色と相まってフルカラートナー像となる。このようにして表面にフルカラートナー像が形成された転写紙は、２次転写ニップを通過すると、２次転写ローラ１０や中間転写ベルト６から曲率分離する。
【００２２】
２次転写対向ローラ１１には図示しない２次転写バイアス電源から出力された２次転写バイアスが印加されている。これにより、２次転写対向ローラ１１と２次転写ローラ１０との間では、中間転写ベルト６上のトナーが２次転写対向ローラ１１側から２次転写ローラ１０側に静電移動して、転写紙に一括２次転写される。
【００２３】
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト６には、転写紙に転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、中間転写ベルト６のおもて面に当接しているベルトクリーニング装置１８によって中間転写ベルト６の表面が除去されてクリーニングされる。
【００２４】
２次転写ニップの図中右側方には、定着装置１３が配設されている。この定着装置１３は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラと、これに所定の圧力で当接しながら回転する加圧ローラとによって定着ニップを形成している。定着装置１３内に送り込まれた転写紙は、その未定着トナー像担持面を定着ローラに密着させる姿勢で、定着ニップに挟まれる。そして、加熱や加圧の影響によってトナー像中のトナーが軟化されて、フルカラー画像が転写紙上に定着される。定着装置１３内から排出された転写紙は、定着後搬送路を経由した後、機外へと排出される。
【００２５】
本実施形態の画像形成装置において、モノクロ画像を形成する場合には、転写ユニットにおけるＹ，Ｃ，Ｍ用の１次転写ローラ５Ｙ，Ｃ，Ｍを支持している図示しない支持板を移動させて、１次転写ローラ５Ｙ，Ｃ，Ｍを、感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍから遠ざける。これにより、中間転写ベルト６のおもて面を感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍから引き離して、中間転写ベルト６をＫ用の感光体１Ｋだけに当接させる。この状態で、４つの画像形成ユニットのうち、Ｋ用の画像形成ユニットだけを駆動して、Ｋトナー像を感光体１Ｋ上に形成する。
【００２６】
図２は、本実施形態に係る画像形成装置の制御系の構成例を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態の画像形成装置は、入出力部１１０、プリンタコントローラ１２０、画像形成手段としてのプリンタ部１３０、画像情報取得手段としてのスキャナコントローラ１４０、スキャナ部１５０及びホストＩ／Ｆ１６０を備えている。そして、これらはバス１７０を介して互いに通信可能に接続されている。
【００２７】
プリンタコントローラ１２０は、Ｉ／Ｆ１２１、画像データ記憶手段としてのメモリ部１２２、印刷データ生成部１２３、階調ムラ補正手段としての階調補正演算部１２４等を備えており、Ｉ／Ｆ１２１によりバス１７０に接続されている。Ｉ／Ｆ１２１は、プリンタコントローラ１２０と、プリンタ部１３０、入出力部１１０、スキャナコントローラ１４０、スキャナ部１５０及びホストＩ／Ｆ１６０とを接続するインターフェイスである。そして、Ｉ／Ｆ１２１は、これらの各部との間でバス１７０を介して各種信号およびデータの送受信を行う。具体的には、Ｉ／Ｆ１２１は、プリンタ部１３０の印刷制御やプリンタ部１３０への印刷データの転送、スキャナコントローラ１４０を介してスキャナ部１５０の読み取り制御や読み取りデータの受信等を行う。また、入出力部１１０の表示内容の制御、入力データの取得、ホストＩ／Ｆ１６０を介して外部装置からの画像データの受信や、画像形成装置１００自体の状態の外部装置への通知等を行う。ホストＩ／Ｆ１６０には、例えば、有線または無線のＬＡＮ等のネットワーク、シリアル通信線、ＵＳＢ信号線等の通信線が接続され、該通信線によって外部装置等と接続されている。
【００２８】
メモリ部１２２は、例えばＲＡＭやＲＯＭ等で構成され、画像形成装置１００の基本プログラムや制御コード、フォントデータ、ディザデータ、γテーブル等の階調補正処理を実行する際に必要な各種パラメータが格納される。さらに、メモリ部１２２には、出力画像の状態を確認するための評価用画像データ（全階調値が並んだグラデーション画像データなど）や、画素濃度レベル設定データ等が格納される。ここで画素濃度レベル設定データとは、出力画像の各画素に設定可能な複数の画素濃度レベル値と画素の濃度の制御に用いられる濃度制御設定値（露光制御ＰＷＭ値）との対応関係を示すデータである。
【００２９】
印刷データ生成部１２３は、ホストＩ／Ｆ１６０を介して外部装置から受け取った印刷データに基づいてプリンタ部１３０へ転送するデータの制御コード変換、入出力部１１０の操作画面の表示や設定等の処理を行う。また、印刷データ生成部１２３は、必要に応じてメモリ部１２２等の各種画像パラメータやフォントデータ等を参照する。
【００３０】
階調補正演算部１２４は、本実施形態における階調補正処理に用いる各種処理を行う。補正処理の詳細については後述する。
【００３１】
スキャナコントローラ１４０は、Ｉ／Ｆ１４１、メモリ部１４２、読み込みデータ生成部１４３および第１の評価ムラ算出手段としての色変換部１４４等を備えており、Ｉ／Ｆ１４１によりバス１７０に接続されている。なお、色変換部１４４はノイズ取得手段及び第２の評価ムラ取得手段としての機能も備えている。また、Ｉ／Ｆ１４１は、スキャナコントローラ１４０と、スキャナ部１５０、入出力部１１０、プリンタ部１３０およびホストＩ／Ｆ１６０とを接続するインターフェイスであり、これら各部との間でバス１７０を介して信号およびデータの授受を行う。具体的には、Ｉ／Ｆ１４１は、スキャナ部１５０のスキャン制御やスキャナ部１５０からの読み取りデータの受信等を行う。また、Ｉ／Ｆ１４１は、入出力部１１０の表示内容の制御、入力データの取得、ホストＩ／Ｆ１６０を介した外部装置への画像データ送信や画像形成装置１００の状態の外部装置への通知等を行う。
【００３２】
読み込みデータ生成部１４３は、スキャナ部１５０で読み取られたＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の光三原色の測色値に基づいて、ＴＩＦＦやＪＰＥＧ等の形式のデジタル画像を生成する。読み込みデータ生成部１４３は、生成したデジタル画像を、ホストＩ／Ｆ１６０を介して外部装置に送信する。また、読み込みデータ生成部１４３は、読み取りデータが階調ムラ確認用のグラデーション画像を読み込んだデータであるときには、このデータをプリンタコントローラ１２０に転送する。
【００３３】
色変換部１４４は、スキャナ部１５０が読み込んだＲＧＢの光三原色のデータ値をＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）の色三原色およびＫ（ブラック）色のデータ等に変換する色変換処理を行う。そして、この色変換処理を、スキャナ部１５０が読み込んだ画像の読込データの生成や、グラデーション画像の読込値の変換において実行する。
【００３４】
プリンタ部１３０は、Ｉ／Ｆ１３１およびプリント制御部１３２等を備えている。そして、プリント制御部１３２の制御下で、Ｉ／Ｆ１３１を介してプリンタコントローラ１２０から受け取った出力対象の画像の画像データ（印刷データ）およびプリント制御コマンドに基づいて、転写紙に三原色による画像の印刷処理を行う。
【００３５】
スキャナ部（画像読み取り手段）１５０は、Ｉ／Ｆ１５１および読み取り制御部１５２等を備えている。スキャナ部１５０は、Ｉ／Ｆ１５１を介してスキャナコントローラ１４０から入力されるスキャナコマンドに基づいて、原稿読み取りガラスにセットされた原稿を、主走査および副走査する。そして、スキャナ部１５０は、ＣＣＤ等の光電変換素子で光電変換して、原稿の画像をＲＧＢの光三原色の読み取り値として取得する。
【００３６】
入出力部１１０は、Ｉ／Ｆ１１１、入力部１１２および出力部１１３等を備えており、Ｉ／Ｆ１１１は、バス１７０を介してプリンタコントローラ１２０およびスキャナコントローラ１４０と信号およびデータの授受を行う。
【００３７】
入力部１１２は、例えば、テンキーや専用の操作キー、タッチパネル等であり、ユーザの入力操作内容を取得してＩ／Ｆ１１１を介してプリンタコントローラ１２０やスキャナコントローラ１４０に出力する。この入力部１１２は、階調段差補正モードを操作者が実施する際に使用してもよい。
【００３８】
出力部１１３は、ＬＣＤやＬＥＤ等が用いられ、ＬＣＤには、上記入力部１１２として機能するタッチパネルが重ね合わされて配設されている。出力部１１３は、プリンタコントローラ１２０やスキャナコントローラ１４０等からの情報を表示する。
【００３９】
ホストＩ／Ｆ１６０は、外部装置からの画像形成要求（印刷要求）、画像データ（印刷データ）およびマシン情報等の送受信を行う。
【００４０】
次に、上記画像形成装置１００を用いて出力したシアン（Ｃ）色の画像について、階調ムラを評価した評価方法について説明する。
【００４１】
図３は、画像形成装置１００により出力したグラデーション画像の一例であって、階調値が０〜２５５まで連続的に変化するグラデーション画像である。グラデーション画像では明度が滑らかに変化していることが理想であるが、図３に示すグラデーション画像では、両隣の領域よりも濃く見えるスジ状のムラ（階調ムラ）が１３０階調辺りで視認される。
【００４２】
図４は、図３に示すグラデーション画像を、画像形成装置１００のスキャナ部１５０で読取り、明度変化を測定したグラフである。図３に示すグラデーション画像は、横方向に階調値が変化するが、縦方向は全て同じ階調値である。また、横方向の階調値は０〜２５５の計２５６階調なので、例えば画像の横巾が２５６［ｍｍ］であれば、横方向１［ｍｍ］の範囲は同じ階調値となっている。図４のグラフは、同じ階調値の範囲で複数箇所の明度を測定し、平均化した値を用いて作成されている。
【００４３】
図４に示すグラフにおいても階調値が１３０の辺りで、他の部分とは異なるデータの変化（凹形状）が見られる（Ａ部）。これらの場所（階調）は、図３に示すグラデーション画像で「濃いスジ状のムラ」（階調ムラ）が生じている階調とほぼ一致している。図４に示すグラフでは、階調値が大きくなるにつれて明度Ｌ＊が下がっているが、明度Ｌ＊の下がり具合が他の部分に比べて大きい部分で、グラデーション画像における「濃いスジ状ムラ」（階調ムラ）が生じている。
【００４４】
図５及び６は、階調ムラを数値化して評価値を得るためのグラフであって、図５は各階調の明度と、＋６階調の明度との差の絶対値をグラフ化したものである。また、図６は図５のグラフのデータにおける、各階調の前後約１０階調（±５階調）の最大値と最小値との差をグラフ化したものである。
【００４５】
図５のグラフに示すように、１３０階調の近傍で明度差ΔＬ＊が大きく変化しており、階調ムラがより際立つことがわかる。なお、図６に示すグラフの縦軸の階調ムラの値を、第１の階調ムラ評価値としており、例えば、本グラデーション画像の１３０階調近辺の第１の階調ムラ評価値は、１．７程度である。
【００４６】
図７は、異なる３機種のプリンタで、各数種のモードで出力したグラデーション画像において生じている階調ムラについて、図６を用いて説明した第１の階調ムラ評価値と人間が目視により主観評価により求めた評価値との相関を示すグラフである。人間による主観評価は官能評価とも呼ばれ、官能評価試験として一般的に実施されている方法により評価することができる。具体的には、まず、一対比較試験により５水準のスケール用画像を決定し、その他の画像をスケールのどのレベルに該当するかを判定する、という手順を十数名の被験者に実施し、各画像の評価値を算出したものである。図７に示すように、図６を用いて説明した物理的な手法で求めた第１の階調ムラ評価値と、官能評価試験による主観評価値との相関寄与率は、０．７０となっている。
【００４７】
ここで、相関寄与率とは、回帰分析の精度、つまり回帰分析に用いる実測値を近似する回帰式の当てはまり具合のことであり、相関係数ｒの二乗で表される。相関係数ｒとは、例えば、（ｘ１，ｙ１），（ｘ１，ｙ１），・・・，（ｘ１，ｙ１）のように対応する２変数の間での、直線的な関係度合を表す尺度である。この相関係数の絶対値が１に近いならば、ｘとｙとの関係が強いことを示し、０に近いならば、ｘとｙとの間の関係が少ないことを示している。相関係数ｒと相関寄与率ｒ２とは、ｒ≦ｒ２の関係を有し、一般的にｒ≧±０．７、ｒ２≧０．５で相関が強いといわれている。
【００４８】
第１の階調ムラ評価値が、同じ色相、同じ明度範囲で同じであっても、人間の目で良し悪しを判定した官能評価値が異なる場合がある。この理由について本発明者らが鋭意検討した結果、グラデーション画像のノイズ特性（特に、粒状度）の差により、階調ムラの見え方が変わることがわかった。このことから、色情報の変化から算出した第１の階調ムラ評価値を粒状度で補正することによって、人間の官能評価値と相関の高い階調ムラの評価を行うことができるという結論を得た。
【００４９】
図８は、図６を用いて説明した物理的な手法で求めた第１の階調ムラ評価値に対してグラデーション等の中間調画像におけるノイズ特性の評価値（以下、「ノイズ評価値」という。）による補正を施した第２の階調ムラ評価値と、主観評価値との相関を示すグラフである。図８に示すように、ノイズ評価値による補正を行うことで、相関寄与率が０．８７へと向上している。この補正は、階調ムラが、周囲のざらつき感、粒状性により見え方が変わっており、粒状性が悪いと階調ムラが目立ちにくくなっていることから加えるようにしたものである。粒状性が良いと階調ムラ評価値が悪くなり、粒状性が悪いと階調ムラ評価値が良くなるような式を作成し補正している。
【００５０】
上記補正には、粒状性を定量化したカラー粒状度（ＣＧ）の式（１）を用いた。式（２）は粒状性（ＧＳ）を表す式（１）の基本式であって、ウィナースペクトラムと視覚の空間周波数特性（Ｖｉｓｕａｌ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＶＴＦ）とを用いたＤｏｏｌｅｙらの評価式である（非特許文献１参照）。
【００５１】
【数１】
2015089029.tif 000003
【数２】
2015089029.tif 000004
【００５２】
カラー粒状度（ＣＧ）の式（１）は、粒状性（ＧＳ）の式（２）を色度成分にも適用し、明度成分との線形和をとったものである。
ここで、式（１）中の、ＷＳＢ（ｕ），ＷＳＣ１（ｕ），ＷＳＣ２（ｕ）は明度成分及び色度成分のウィナースペクトラムであり、ＶＴＦＢ（ｕ），ＶＴＦＣ１（ｕ），ＶＴＦＣ２（ｕ）は明度成分及び色度成分に対する視覚の空間周波数特性（ＶＴＦ）である。また、ｈ（Ｂ）は平均明度Ｂを変数とする関数であり、式（２）式における平均濃度に対する補正関数と同様に平均明度が異なる場合でも式（１）が成り立つよう補正するための関数である。また、ＰＢ，ＰＣ１，ＰＣ２は各成分(明度と２つの色度)の粒状性への寄与を表す重みであり、Ｃは定数である。
また、式（２）中の、ｕは空間周波数、ＷＳ（ｕ）はウィナースペクトラム、ＶＴＦ（ｕ）は視覚の空間周波数特性である。また、ｅｘｐ（１．８Ｄ）の項は濃度と人の知覚する明るさの差を補正するための、平均濃度Ｄを変数とした関数である．
【００５３】
図９は、グラデーション画像とともに、ノイズ特性測定用に数段の中間調のパッチ画像を配置した計測用画像である。図９に示すパッチ画像部で粒状度を測定してノイズ評価値を算出し、グラデーション画像から算出した第１の階調ムラ評価値を、このノイズ評価値を用いて補正し、第２の階調ムラ評価値を得ることができる。
【００５４】
なお、粒状度はパッチ画像に限らず、グラデーション画像から求めてもよい。図１０は、グラデーション画像から粒状性を計測する場合の説明図である。図１０に示すように、グラデーション画像中の破線で囲んだ数箇所で粒状度を求め、各階調ムラ発生部位の明度に近い明度領域で粒状度を測定してノイズ評価値を算出する。そして、グラデーション画像から算出した第１の階調ムラ評価値を、このノイズ評価値を用いて補正し、第２の階調ムラ評価値を得てもよい。
【００５５】
上述したように算出した第２の階調ムラ評価値を用いて、階調補正演算部１２４で階調ムラを補正するように画像データを生成してもよい。例えば、階調補正演算部１２４は、第２の階調ムラ評価値に基づいて、補正すべき階調の画素濃度レベル値に対応する露光制御ＰＷＭ値を決定する。そして、階調補正演算部１２４は、その決定した露光制御ＰＷＭ値で更新した画素濃度レベル設定データをメモリ部１２２に保存（新規保存、又は更新のための上書き保存）する。本実施形態に係る画像形成装置では、階調ムラの評価精度が向上しており、人間の視覚では階調ムラがわからないように補正がなされる。また、補正の必要のない場合に階調ムラの補正をしてしまうといった無駄な動作を防止することができる。
【００５６】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
階調が連続的に変化するグラデーション画像を計測して階調に関連した画像情報を取得する読み込みデータ生成部１４３などの画像情報取得手段と、画像情報取得手段で取得されたグラデーション画像の画像情報に基づいて、そのグラデーション画像の階調の変化に対する画像情報の変化を示す特性における階調性の評価値を算出する色変換部１４４などの算出手段と、を備えたスキャナコントローラ１４０などの画像評価装置において、前記グラデーション画像におけるノイズの大きさを示すノイズ評価値を取得する色変換部１４４などのノイズ評価値取得手段と、前記ノイズ評価値に基づいて前記階調性の評価値を補正する色変換部１４４などの補正手段と、を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、グラデーション画像の階調の変化に対する画像情報の変化を示す特性における階調性の評価値を算出する。この評価値を、グラデーション画像における階調性に対する人間の主観評価に影響を与える当該グラデーション画像のノイズの大きさを示すノイズ評価値に基づいて補正する。このノイズ評価値に基づいた補正により、人間の主観評価と相関の高い階調性の評価値を得ることができる。よって、グラデーション画像について人間が画像を観察して主観的に評価した階調性の評価値と高い相関を有する階調性の定量的な評価結果を精度良く取得することができる。
（態様Ｂ）
上記態様Ａにおいて、前記グラデーション画像における複数の階調値のうちから選択された所定の階調値について均一な中間調画像を形成し、その中間調画像におけるノイズの大きさを示すノイズ評価値を算出する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、グラデーション画像における所定の階調値についてノイズ評価値を精度よく取得することができる。
（態様Ｃ）
上記態様Ｂにおいて、前記グラデーション画像における互いに異なる複数の階調値について前記中間調画像を形成し、該複数の中間調画像それぞれについて該中間調画像におけるノイズの大きさを示すノイズ評価値を算出する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、前記グラデーション画像における互いに異なる複数の階調値について形成した複数の中間調画像それぞれについて算出したノイズ評価値を用いて、第１の階調ムラ評価値を補正できる。従って、グラデーション画像について人間が画像を観察して主観的に評価した階調性の評価値と高い相関を有する階調性の定量的な評価結果をより精度良く取得することができる。
（態様Ｄ）
上記態様Ａにおいて、前記グラデーション画像における所定の階調範囲内の階調値に対応する画像部分について取得された画像情報に基づいて、前記ノイズ評価値を算出する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、第１の階調ムラ評価値とノイズ評価値とを１つのグラデーション画像から算出することが可能となり、それぞれ別々の画像を形成して算出する場合に比べて、画像形成に用いる色材を減らして、コストダウンを図ることができる。
（態様Ｅ）
上記態様Ａ乃至Ｄのいずれかにおいて、前記グラデーション画像における所定数だけ階調値が互いに異なる複数の画像部分それぞれについて取得された前記画像情報の差の絶対値を算出し、所定の階調範囲ごとにそれぞれ算出された前記絶対値の最大値と最小値との差を算出し、該最大値と該最小値との差の大きさに基づいて階調性の評価値を算出する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、グラデーション画像において階調ムラが生じている階調値を正確かつ容易に特定して階調性の評価値を算出することができる。
（態様Ｆ）
上記態様Ａ乃至Ｅのいずれかにおいて、階調性の評価値の算出に用いる画像情報として明度を用いる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、画像の色相に関わらず階調性を評価することができる。
（態様Ｇ）
上記態様Ａ乃至Ｆのいずれかにおいて、ノイズ評価値として、グラデーション画像における粒状性の程度を示す評価値を用いる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、人間の視覚では、グラデーション画像のノイズ特性として、特に粒状度の差により、階調ムラの見え方が変わる。この粒状性の程度を示す評価値をノイズ評価値として用いて補正することにより、人間が画像を観察して主観的に評価した階調性の評価値と高い相関を有する階調性の定量的な評価結果をより精度良く取得することができる。
（態様Ｈ）
多階調画像の画像データを記憶するメモリ部１２２などの記憶手段と、画像データに基づいて画像を形成するプリンタ部１３０などの画像形成手段と、を備えた画像形成装置において、上記態様Ａ乃至Ｆのいずれかの画像評価装置を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、グラデーション画像について人間が画像を観察して主観的に評価した階調性の評価値と高い相関を有する階調性の定量的な評価結果を精度良く取得することができる。
（態様Ｉ）
上記態様Ｈにおいて、ノイズ評価値に基づいて補正した階調性の評価値に基づいて画像形成対象の多階調画像の画像データを補正する階調補正演算部１２４などの画像データ処理を更に備えた。
これによれば、上記実施形態について説明したように、階調ムラ、階調飛び、つぶれなどの現象のない高画質の多階調画像を形成できるようになる。また、上記階調ムラがない場合には、画像形成対象の多階調画像の画像データの補正を回避できるため、画像データの無駄な補正動作を防止することができる。
（態様Ｊ）
多階調画像の画質を評価する画質評価方法であって、階調が連続的に変化するグラデーション画像を計測して階調に関連した画像情報を取得するステップと、前記グラデーション画像の画像情報に基づいて、該グラデーション画像の階調の変化に対する画像情報の変化を示す特性における階調性の評価値を算出するステップと、前記グラデーション画像におけるノイズの大きさを示すノイズ評価値を取得するステップと、前記ノイズ評価値に基づいて前記階調性の評価値を補正するステップと、を有する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、グラデーション画像の階調の変化に対する画像情報の変化を示す特性における階調性の評価値を算出する。この階調性の評価値を、グラデーション画像における階調性の人間の主観評価に影響を与える当該グラデーション画像のノイズの大きさを示すノイズ評価値に基づいて補正する。このノイズ評価値に基づいた補正により、人間の主観評価と相関の高い階調性の評価値を得ることができる。よって、グラデーション画像について人間が画像を観察して主観的に評価した階調性の評価値と高い相関を有する階調性の定量的な評価値を精度良く取得することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１（１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ）  感光体
２Ｃ  帯電ローラ
３Ｃ  書込みレーザー光
４Ｃ  現像装置
５（５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋ）  １次転写ローラ
６  中間転写ベルト
７  駆動ローラ
９  ベルトテンションローラ
１０  ２次転写ローラ
１１  ２次転写対向ローラ
１２  レジストローラ対
１３  定着装置
１５  転写紙搬送経路
１６Ｃ  ドラムクリーニング装置
１８  ベルトクリーニング装置
１２０  プリンタコントローラ
１２２  メモリ部
１２４  階調補正演算部
１３０  プリンタ部
１４０  スキャナコントローラ
１４４  色変換部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５８】
【特許文献１】特開２００３−１６４４３号公報
【非特許文献】
【００５９】
【非特許文献１】株式会社リコーテクニカルレポート  １９９７年９月第２３号  ５３頁〜５９頁
【図１】
2015089029.tif 000005
【図２】
2015089029.tif 000006
【図４】
2015089029.tif 000007
【図５】
2015089029.tif 000008
【図６】
2015089029.tif 000009
【図７】
2015089029.tif 000010
【図８】
2015089029.tif 000011
【図３】
2015089029.tif 000012
【図９】
2015089029.tif 000013
【図１０】
2015089029.tif 000014