(57)【要約】【課題】一般化された自然画像でパワースペクトラムが空間周波数の逆数に略比例する空間周波数特性を有する画像を用いて、画質の劣化要因とその度合いを判定する。【解決手段】画像入力装置で既知の明度分布（パワースペクトラム）を持つ校正用画像を読み込む（Ｓ１）。読み込んだ画像から画素値を予め既知の装置の入出力特性により明度値に変換（Ｓ２）。変換した入力画像データ（明度分布）をフーリエ変換（Ｓ３）。また、校正用画像の予め既知の校正用画像データ（明度分布）をフーリエ変換（Ｓ４）。フーリエ空間で入力画像データを校正用画像データで除算（Ｓ５）。除算された画像データの空間周波数内の各点のパワーを平均して１次元化し、画像入力装置で畳み込まれた妨害のパワースペクトラムを得る（Ｓ６）。このパワースペクトラムと予め求めておいた既知の妨害のパワースペクトラムを比較し、畳み込まれた画像劣化要因とその度合いを得る（Ｓ７）。【選択図】図６
2008312089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワースペクトラムが空間周波数の逆数に略比例する空間周波数特性を有する画像を画像入力装置により入力し、前記画像の入力値から求めた入力空間周波数特性と前記画像の空間周波数特性との比較により１次元化したパワースペクトラムを取得し、前記１次元化したパワースペクトラムに基づき前記画像入力装置の画質劣化要因と画質劣化の度合いを判定することを特徴とする画質劣化判定方法。
【請求項２】
前記画像の入力値から求めた入力空間周波数特性と前記画像の空間周波数特性との比較は、フーリエ変換の処理によりフーリエ空間で前記入力空間周波数特性と前記画像の空間周波数特性の差分により行い、１次元化したパワースペクトラムを取得することを特徴とする請求項１記載の画質劣化判定方法。
【請求項３】
前記１次元化したパワースペクトラムに基づく画質劣化要因と画質劣化の度合いの判定は、デコンボリューション演算により予め求めておいた既知の妨害のパワースペクトラムとの比較により行うことを特徴とする請求項１または２記載の画質劣化判定方法。
【請求項４】
パワースペクトラムが空間周波数の逆数に略比例する空間周波数特性を有する画像を画像入力装置により入力し、前記画像の入力値から求めた入力空間周波数特性と前記画像の空間周波数特性との比較により１次元化したパワースペクトラムを取得し、前記１次元化したパワースペクトラムに基づき前記画像入力装置の画質劣化要因と画質劣化の度合いを判定し、前記判定結果を基に画像入力時の画像校正手順を変更することを特徴とする画像入力装置の画像校正方法。
【請求項５】
画像出力装置から出力された画像を読み取る画像入力装置の画像校正方法であって、
パワースペクトラムが空間周波数の逆数に略比例する空間周波数特性を有する前記画像を前記画像出力装置により出力媒体上に出力し、出力された前記画像を前記画像入力装置より入力し、前記画像の入力値から求めた入力空間周波数特性と前記画像の空間周波数特性との比較により１次元化したパワースペクトラムを取得し、前記１次元化したパワースペクトラムに基づき前記画像入力装置の画質劣化要因と画質劣化の度合いを判定し、前記判定結果を基に画像入力時の画像校正手順を変更することを特徴とする画像入力装置の画像校正方法。
【請求項６】
画像出力装置から出力された画像を読み取る画像入力装置の画像校正方法であって、
主となる画像とともにパワースペクトラムが空間周波数の逆数に略比例する空間周波数特性を有する校正用画像を前記画像出力装置により同一の出力媒体上に出力し、出力された画像を前記画像入力装置より入力し、前記校正用画像の入力値から求めた入力空間周波数特性と前記校正用画像の空間周波数特性との比較により１次元化したパワースペクトラムを取得し、前記１次元化したパワースペクトラムに基づき前記画像入力装置の画質劣化要因と画質劣化の度合いを判定し、前記判定結果を基に前記主となる画像入力時の画像校正手順を変更することを特徴とする画像入力装置の画像校正方法。
【請求項７】
前記画像の入力値から求めた入力空間周波数特性と前記画像の空間周波数特性との比較は、フーリエ変換の処理によりフーリエ空間で前記入力空間周波数特性と前記画像の空間周波数特性の差分により行い、１次元化したパワースペクトラムを取得することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の画像入力装置の画像校正方法。
【請求項８】
前記１次元化したパワースペクトラムに基づく画質劣化要因と画質劣化の度合いの判定は、デコンボリューション演算により予め求めておいた既知の妨害のパワースペクトラムとの比較により行うことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の画像入力装置の画像校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキャナ，プリンタ，マルチファンクションプリンタ（ＭＦＰ）等の画像入出力装置の画質劣化を判定し、校正するための画質劣化判定方法および画像校正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタル画像の画像品質を評価する手法として、限度見本やランク見本を用いた主観評価が広く用いられている。しかし、このような主観的な判断に基づく手法は、評価結果がばらついたり、見本自身の正確さの保証がない等、数々の問題がある。これらの欠点を補うため、画像を計算的に解析し評価値を算出するという物理的な計測に基づいた様々な客観的画質評価方法が提案され、実用化されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、原画像データに基づき原画像評価値を算出するとともに、原画像データに対応の入力画像データを取り込んで入力画像評価値を算出し、算出の原画像評価値と入力画像評価値とを比較することで、出力画像の総合的な画像品質を表す総合評価値を算出する。画素毎の比較ではなく、画像について求めた評価値間で比較を行い、簡易に画質要素評価値を算出することが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、原画像の圧縮・伸張した画像の品質を評価するため、それぞれの空間周波数スペクトルを求めて、さらに人間の視覚特性に影響のある特定領域の空間周波数スペクトラムを抽出し、比較することにより行うことが記載されている。
【０００５】
特許文献３には、被評価画像を入力して電気信号に変換し、画像の入力特性を補正する画像入力方法において、画像の入力特性を補正する際に、入力される画像の空間周波数特性を補正する構成により、汎用のイメージスキャナを用いても、空間周波数の高い領域における劣化を補正しつつ、暗部画像においてもノイズ成分を抑制して画像を入力し、画像品質の評価を可能としたことが記載されている。
【０００６】
また、自然画像においては、パワースペクトラムは空間周波数に対する減少関数となっており、さらに詳細に解析すればパワースペクトラムが空間周波数の逆数に略比例している。自然画像におけるこのような特性は一般的な特性であると考えられている(非特許文献１参照)。
【０００７】
画像に何らかの変化を及ぼす画像処理系あるいは画像入出力系の画像構造に関する再現性を評価するためには、このような自然界の統計的な性質を考慮する必要がある。さらに、画像種に依存せずに画像構造の再現性を評価しようとすれば、可能な限りランダムな空間構造を有することが望ましい。
【特許文献１】特開２００６−２３７６７６号公報
【特許文献２】特開平５−１７６１７９号公報
【特許文献３】特開２００６−２７０７７２号公報
【非特許文献１】Fitting the Mind to the World: Adaptation and Aftereffects in High Level Vision: Advances in Visual Cognition Series, Volume 2, C. Clifford and G. Rhodes (Eds.) Oxford University Press.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
パーソナル用，ビジネス用のスキャナやスキャナを具備するマルチファンクションプリンタ（ＭＦＰ）等の普及に伴い、画像データを入手できない場合に、一旦プリント出力された画像をスキャナにより読み込み入力し、ハードディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に保存し、このデータを再利用するような機会も増えてきている。しかし、プリント出力によって画質は劣化し、さらにこの画像をスキャナで入力することによって画質は二重に劣化することになる。このため、これを再利用する際には非常に劣った画質の画像を用いることになるという課題があった。
【０００９】
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、一般化された自然画像と言えるパワースペクトラムが空間周波数の逆数に略比例する空間周波数特性を有する画像データを用いて、画質の劣化要因とその度合いを判定する画質劣化判定方法およびこの結果を用いて画像入力装置における画質を改善する画像校正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載した画質劣化判定方法は、パワースペクトラムが空間周波数の逆数に略比例する空間周波数特性を有する画像を画像入力装置により入力し、画像の入力値から求めた入力空間周波数特性と画像の空間周波数特性との比較により１次元化したパワースペクトラムを取得し、この１次元化したパワースペクトラムに基づき画像入力装置の画質劣化要因と画質劣化の度合いを判定することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２，３に記載した画質劣化判定方法は、請求項１の画質劣化判定方法であって、画像の入力値から求めた入力空間周波数特性と画像の空間周波数特性との比較は、フーリエ変換の処理によりフーリエ空間で入力空間周波数特性と画像の空間周波数特性の差分により行い、１次元化したパワースペクトラムを取得すること、さらに、１次元化したパワースペクトラムに基づく画質劣化要因と画質劣化の度合いの判定は、デコンボリューション演算により予め求めておいた既知の妨害のパワースペクトラムとの比較により行うことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載した画像入力装置の画像校正方法は、パワースペクトラムが空間周波数の逆数に略比例する空間周波数特性を有する画像を画像入力装置により入力し、画像の入力値から求めた入力空間周波数特性と画像の空間周波数特性との比較により１次元化したパワースペクトラムを取得し、１次元化したパワースペクトラムに基づき画像入力装置の画質劣化要因と画質劣化の度合いを判定し、判定結果を基に画像入力時の画像校正手順を変更することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に記載した画像入力装置の画像校正方法は、画像出力装置から出力された画像を読み取る画像入力装置の画像校正方法であって、パワースペクトラムが空間周波数の逆数に略比例する空間周波数特性を有する画像を画像出力装置により出力媒体上に出力し、出力された画像を画像入力装置より入力し、画像の入力値から求めた入力空間周波数特性と画像の空間周波数特性との比較により１次元化したパワースペクトラムを取得し、１次元化したパワースペクトラムに基づき画像入力装置の画質劣化要因と画質劣化の度合いを判定し、判定結果を基に画像入力時の画像校正手順を変更することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６に記載した画像入力装置の画像校正方法は、画像出力装置から出力された画像を読み取る画像入力装置の画像校正方法であって、主となる画像とともにパワースペクトラムが空間周波数の逆数に略比例する空間周波数特性を有する校正用画像を画像出力装置により同一の出力媒体上に出力し、出力された画像を画像入力装置より入力し、校正用画像の入力値から求めた入力空間周波数特性と校正用画像の空間周波数特性との比較により１次元化したパワースペクトラムを取得し、１次元化したパワースペクトラムに基づき画像入力装置の画質劣化要因と画質劣化の度合いを判定し、判定結果を基に主となる画像入力時の画像校正手順を変更することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７，８に記載した画像入力装置の画像校正方法は、請求項４〜６の画像校正方法であって、画像の入力値から求めた入力空間周波数特性と画像の空間周波数特性との比較は、フーリエ変換の処理によりフーリエ空間で入力空間周波数特性と画像の空間周波数特性の差分により行い、１次元化したパワースペクトラムを取得すること、さらに、１次元化したパワースペクトラムに基づく画質劣化要因と画質劣化の度合いの判定は、デコンボリューション演算により予め求めておいた既知の妨害のパワースペクトラムとの比較により行うことを特徴とする。
【００１６】
前記構成によれば、一般化された自然画像と言えるパワースペクトラムが空間周波数の逆数に略比例する空間周波数特性を有する画像、およびこの画像に有する空間周波数特性のデータを用いて、画質の劣化要因とその度合いを判定するとともに、この結果を用いて画像入力装置における画質を改善することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、自然画像を一般化したパワースペクトラムが空間周波数の逆数に略比例する空間周波数特性を有する画像および空間周波数特性のデータを用いて、画質の劣化要因とその度合いを判定して、この判定結果を用いて画像入力装置における画質を改善することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
まず、本発明で用いる画像データの例を図１から図３を用いて説明する。図１には、いくつかの代表的な自然画像のパワースペクトラムを、空間周波数内の各点のパワーを周波数帯域毎に平均することにより１次元化したものを示す。図１に示すように、自然画像においてパワースペクトラムは空間周波数に対する減少関数となっており、さらに詳細に解析すればパワースペクトラムが空間周波数の逆数に略比例している。
【００２０】
前述の背景技術に記載したように、自然画像におけるこのような空間周波数特性は一般的な特性であると考えられている。そして、画像に何らかの変化を及ぼす画像処理系あるいは画像入出力系の画像構造に関する再現性を評価するためには、このような自然界の統計的な性質を考慮する必要がある。画像種に依存せずに画像構造の再現性を評価しようとすれば、可能な限りランダムな空間構造を有することが望ましい。
【００２１】
デジタル画像入出力系において、画像構造の再現性、すなわち、入力される画像あるいは自然界の被写体を構成する全てのオブジェクトのエッジ，テクスチャ，濃淡などの画像構造が、画像入力，画像出力あるいは画像処理後の画像にて、いかに正確に再現されるかを評価するための画像データとして、パワースペクトラムが空間周波数の逆数に略比例する空間周波数特性を有するようにした画像であり、このような特徴を有する画像は自然画像を一般化した画像と考えることができる。
【００２２】
この画像データを生成するため、乱数発生手段、フーリエ変換手段、パワースペクトラム変調手段、逆フーリエ変換手段を備え、まず、乱数生成手段により２次元の乱数からなる画像データを生成し、次に、この２次元の乱数からなる画像データに対してフーリエ変換（ＦＦＴ）を行う。この周波数変換された画像データに対して、前述したようにパワースペクトラムが空間周波数に対する減少関数になるように、あるいはパワースペクトラムが空間周波数の逆数に略比例するようにパワースペクトラム変調手段による変調を行う。その結果を逆フーリエ変換（逆ＦＦＴ）して実空間の画像データ（校正用画像）を生成する。
【００２３】
図２はこれらの特徴を併せ持った校正用画像の一例を示す図である。また、図３はこの校正用画像のパワースペクトラムを１次元化したものであり、空間周波数特性が空間周波数の逆数に略比例している。
【００２４】
なお、人間の視覚系の感度が見込み角１度に対して最高でも６０サイクル（６０ｃｐｄ：cycle per degree）程度までしかないとされていることから、生成される画像データを構成する空間周波数成分は最高でもこの程度であれば良く、観察距離として一般的な観察距離（明視の距離）とされる３００ｍｍと仮定した場合に、これは約１１．５ｃｐｍ（cycle per mm）に相当する。
【００２５】
スキャナやデジタルカメラのように受光素子としてＣＣＤアレイやＣＭＯＳアレイを用いたデジタル画像入力装置における、画質劣化の要因としては主に、受光素子間の感度のばらつきによるノイズ、光学的なぼけの２種類であると考えられる。
【００２６】
自然画像等の画像をこのようなデジタル画像入力装置から入力することは、これらのノイズやぼけが妨害として画像に畳み込まれることに他ならない。そして、畳み込まれる妨害は空間周波数においてオリジナルの画像で除算すること、すなわちデコンボリューション演算することによって、明示的に知ることができる。
【００２７】
しかし、空間周波数において明示的になる妨害は入力される画像毎に異なるため、通常の方法では画像入力装置によって畳み込まれる平均的な妨害を知ることは困難である。ところが、図２に示すようなパワースペクトラムが空間周波数の逆数に略比例する空間周波数特性を有する画像は、自然画像を一般化したものと考えられるため、この画像を入力して得られた画像データに対して畳み込まれる妨害は、画像入力装置によって自然画像に対して畳み込まれる平均的な妨害であると考えることができる。
【００２８】
また、このような画像の濃度または明度分布が既知であれば、デコンボリューション演算を実施することも可能となる。図４は明度分布が既知である図２に示される校正用画像に対し、様々なノイズ（level１〜８）を加えた後に空間周波数において元の校正用画像で除算したものである。すなわち畳み込まれた妨害であるノイズ毎のパワースペクトラムを１次元化したグラフである。
【００２９】
図５は同様に図２で示される校正用画像に対し、様々なぼけ（level１，４，８）を加えた後に空間周波数において元の校正用画像で除算したもの、すなわち畳み込まれた妨害であるぼけ毎のパワースペクトラムを１次元化したグラフである。この図４，図５から明らかなように、畳み込まれる妨害、すなわち画質劣化要因の差異によって、グラフは大きく異なる。
【００３０】
（実施形態１）
図６は本発明の実施形態１における画質劣化判定方法の処理を示すフローチャートである。図６に示すように、まず、スキャナやデジタルカメラ等の画像入力装置において、既知の明度分布（パワースペクトラムの空間周波数特性）を有する図２の校正用画像を読み込む（Ｓ１）。次に、校正用画像を読み込んで入力された画像の画素値を予め既知である画像入力装置の入出力特性を用いて明度値に変換する（Ｓ２）。次に、明度値に変換された入力画像データ（明度分布）をフーリエ変換（ＦＦＴ）処理する（Ｓ３）。また、校正用画像（図２）の予め既知である校正用画像データ（明度分布）をフーリエ変換処理する（Ｓ４）。次に、フーリエ空間で入力画像データを校正用画像データにて除算する（Ｓ５）。次に、除算された画像データの空間周波数内の各点のパワーを周波数帯域毎に平均することにより１次元化し、画像入力装置によって畳み込まれた妨害の１次元化されたパワースペクトラムを得る（Ｓ６）。
【００３１】
このパワースペクトラムを前述した図４（ノイズ）や図５（ぼけ）に示したデコンボリューション演算により予め求めておいた既知の妨害のパワースペクトラムと比較することにより、画像入力装置の読み込みによって畳み込まれた妨害による画像劣化要因とその度合いを知ることができる（Ｓ７）。
【００３２】
これには、例えば、既知のノイズのパワースペクトラムをＮｉ（ｆ）、既知のぼけのパワースペクトラムをＢｊ（ｆ）とし、各既知の妨害の線形和であるΣＰｉ＊Ｎｉ（ｆ）＋ΣＱｊ＊Ｂｊ（ｆ）（ただし、ｉは個々の既知のノイズに対応し、ｊは個々の既知のぼけに対応する）を画像入力装置によって畳み込まれた妨害の１次元化されたパワースペクトラムＹ（ｆ）に対して回帰を行うことにより、それぞれの妨害の度合いであるＰｉとＱｉを知ることができる。また、単に主たる画像劣化要因とその度合いを知りたければ、全てのｉに対するＮｉ（ｆ）および全てのｊに対するＢｊ（ｆ）各々とＹ（ｆ）の相関係数を計算し、相関係数が最大になるものを選べば良い。
【００３３】
（実施形態２）
図７は本発明の実施形態２における画質劣化判定方法の結果に基づき画像校正手順を変更する処理を示すフローチャートである。また、本実施形態２では前述の図６に示した実施形態１の画質劣化判定方法にて説明した構成要件に対応し同等の機能を有するものには同一の符号を付して示す。
【００３４】
図７に示すように、本実施形態２では、前述した実施形態１と同様の画質劣化判定の結果に基づき、画像入力時の画像校正手順を変更するものである。実施形態１に示した手順（処理Ｓ１〜Ｓ７）により、画像入力装置によって自然画像に平均的に畳み込まれる妨害の種類、すなわち画質劣化要因が明らかにされた場合、この結果に基づいて、画像校正手順の変更処理を行う（Ｓ８）。
【００３５】
例えば、処理Ｓ１〜Ｓ７により画像入力装置による主たる画質劣化がぼけであると判定すると、以後入力される自然画像に対してこれを補正するエッジ強調等の処理を行い、ぼけを補正することができる。また、画像入力装置による主たる画質劣化がノイズであると判定すると、同じく以後入力される自然画像に対してこれを補正する平滑化等の処理を行い、ノイズを目立たなくする補正をすることができる。
【００３６】
次に、画像校正手順を変更した後の画像入力装置における通常の画像入力の手順について、図８を参照しながら説明する。図８に示すように、利用者が実際に入力したい画像をスキャナやデジタルカメラ等のデジタル画像入力装置により通常画像を読み込み入力し（Ｓ１１）、前述のように変更された画像校正手順によって入力された通常画像データに画像劣化の補正を行う（Ｓ１２）。その後、補正された通常画像データはハードディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に保存され、再利用等に供される（Ｓ１３）。
【００３７】
このように、本実施形態２においては、明らかになった画質劣化要因に基づいて、画像校正手順を変更する。図２の校正用画像を用いた校正処理は、例えば画像入力装置の起動時に毎回行っても良いし、１ヶ月に１度等の定期的に行っても良いし、また画像劣化が気になる場合に利用者が任意に行うようにしても良い。
【００３８】
（実施形態３）
本発明の実施形態３において、プリンタ（画像出力装置）における主たる画質劣化要因は、中間調処理による画像の変調、ノイズおよびぼけが考えられることから、この特定の画像出力装置に対応した画像入力装置の画像校正手順を変更する処理である。
【００３９】
図９は本実施形態３における明度分布が既知である図２の校正用画像のデータを出力媒体の印字媒体上に出力する際に、様々な中間調処理（変調）を行って、これらの画像を読み込んで前述した図４，図５と同様に、空間周波数において元の校正用画像のデータで除算したものである。すなわち中間調処理により畳み込まれた妨害のパワースペクトラムを１次元化したグラフである。
【００４０】
また、図１０は任意の画像出力装置に対応した画像入力装置の画像校正手順を変更する処理を示すフローチャートである。図１０において、対象となる画像出力装置（プリンタ）から図２に示す明度分布が既知である校正用画像のデータにより印字媒体上に出力する（Ｓ２０）。このとき前述したように中間調処理により画像には変調、ノイズ、ぼけ等の画像劣化が生じる。
【００４１】
次に、出力された画像をスキャナ等のデジタル画像入力装置により読み込み入力する（Ｓ２１）。読み込み入力された画像の画素値を予め既知である画像入力装置の入出力特性を用いて明度値に変換する（Ｓ２２）。明度値に変換された入力画像のデータ（明度分布）をフーリエ変換処理する（Ｓ２３）。また、図２に示す予め既知である明度分布の校正用画像のデータをフーリエ変換処理する（Ｓ２４）。次に、フーリエ空間で入力画像のデータを校正用画像のデータにて除算する（Ｓ２５）。
【００４２】
次に、除算された画像データの空間周波数内の各点のパワーを周波数帯域毎に平均することにより１次元化し、画像出力装置および画像入力装置によって畳み込まれた妨害の１次元化されたパワースペクトラムを得る（Ｓ２６）。
【００４３】
このようにして得られた妨害の１次元化されたパワースペクトラムと、図４や図５および図９のように予め求めておいた既知の妨害のパワースペクトラムとを比較することにより、画像出力装置および画像入力装置によって畳み込まれた妨害による画像劣化要因とその度合いを知ることができる（Ｓ２７）。
【００４４】
この結果に基づき、対象となる画像出力装置に対応した画像入力時の画像校正手順を変更する（Ｓ２８）。例えば、画像出力装置および画像入力装置による主たる画質劣化が中間調処理による画像の変調である場合に、前記の手順にて中間調処理の詳細（スクリーン線数、解像度等）が明らかになれば、これ以降同じ画像出力装置から出力されて画像入力装置に入力される画像に関しては、図２の校正用画像を用いた手順の結果に応じた、例えば網点除去処理等を行い、中間調処理による変調の影響を減ずることができる。
【００４５】
また、画像出力装置による中間調処理の詳細を知りたければ、例えば図９に示すような既知の中間調処理による変調のパワースペクトラムをＨｉ（ｆ）とし、全てのｉに対するＨｉ（ｆ）と畳み込まれた妨害の１次元化されたパワースペクトラムＹ（ｆ）の相関係数を計算し、相関係数が最大になるものを選べば良い。なお、網点除去処理としては、ここで推定される中間調処理に応じた方法で平滑化処理を行う等があげられる。
【００４６】
また、前述の実施形態２における画像校正手順の変更を行った後に、本実施形態３の処理を行うことで、画像出力装置における中間調処理での画像劣化の原因をより正確に特定することができる。
【００４７】
次に、画像校正手順を変更した後の画像入力装置における、特定の画像出力装置に対応した通常の画像入力の手順について、図１１を参照しながら説明する。図１１に示すように、画像出力装置により画像を出力し（Ｓ３０）、出力された画像をスキャナやデジタルカメラ等のデジタル画像入力装置により入力し（Ｓ３１）、前述のように変更された画像校正手順により入力された画像データに画像劣化の補正を行う（Ｓ３２）。その後、補正された画像データはハードディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に保存され、再利用等に供される（Ｓ３３）。
【００４８】
このように、本実施形態３においては、明らかになった画質劣化要因に基づいて、画像校正手順を変更する。特に、特定の画像出力装置からの出力を画像入力装置により入力する場合、図２に示す校正用画像のデータを用いた校正処理として、例えば画像入力装置あるいは画像出力装置の起動時に毎回行っても良いし、１ヶ月に１度等の定期的に行っても良いし、また画像劣化が気になる場合に利用者が任意に行うようにしても良い。
【００４９】
（実施形態４）
図１２は本発明の実施形態４における、対象となる画像出力装置（プリンタ）から出力され、画像入力装置によって入力される同一の印字媒体上に出力された画像を示す図である。
【００５０】
前述した実施形態２，３では、図２の明度分布が既知である校正用画像のデータと、実際に画像入力装置によって保存，再利用に供したい通常画像のデータは別々に印字媒体上に出力され、別々に画像入力装置に読み込まれ入力されていた。本実施形態４においては、図１２に示すように、対象となる画像出力装置から同一の印字媒体５上に校正用画像５ａと通常画像５ｂを出力する。
【００５１】
また、図１３は本実施形態４における任意の画像出力装置に対応した画像入力装置の画像校正手順を変更する処理を示すフローチャートである。図１３において、対象となる画像出力装置（プリンタ）から、主となる実際に利用に供される通常画像５ｂとともに図２に示す明度分布が既知である校正用画像５ａを同一の印字媒体５上に出力する（Ｓ４０）。このとき前述したように中間調処理により画像には変調、ノイズ、ぼけ等の画像劣化が生じる。
【００５２】
次に、印字媒体５上に出力された全ての画像（５ａ，５ｂ）をスキャナ等のデジタル画像入力装置により読み込み入力する（Ｓ４１）。読み込み入力された校正用画像５ａの画素値を予め既知である画像入力装置の入出力特性を用いて明度値に変換する（Ｓ４２）。明度値に変換された入力画像のデータ（明度分布）をフーリエ変換処理する（Ｓ４３）。また、図２に示す明度分布が予め既知である校正用画像のデータをフーリエ変換処理する（Ｓ４４）。次に、フーリエ空間で入力画像のデータを校正用画像のデータにて除算する（Ｓ４５）。
【００５３】
次に、除算された画像データの空間周波数内の各点のパワーを周波数帯域毎に平均することにより１次元化し、画像出力装置および画像入力装置によって畳み込まれた妨害の１次元化されたパワースペクトラムを得る（Ｓ４６）。
【００５４】
このようにして得られた妨害の１次元化されたパワースペクトラムと、図４や図５および図９のように予め求めておいた既知の妨害のパワースペクトラムとを比較することにより、画像出力装置および画像入力装置によって畳み込まれた妨害による画像劣化要因とその度合いを知ることができる（Ｓ４７）。この結果に基づき、対象となる画像出力装置に対応した画像入力時の画像校正手順を変更する（Ｓ４８）。
【００５５】
また、前述の処理Ｓ４１において、校正用画像５ａを画像入力装置で読み込み入力した後の処理Ｓ４２〜Ｓ４８による一連の処理を説明したが、例えば画像入力装置では印字媒体５全体を読み込み、かつ校正用画像５ａの出力位置を特定しておくことで、同一の印字媒体５上に出力された通常画像５ｂも同時に読み込み分離することが可能となる。
【００５６】
読み込み入力された通常画像５ｂは、前述の実施形態３の図１１に示した処理Ｓ３２，Ｓ３３と同様な処理Ｓ５１，Ｓ５２により、前記処理Ｓ４８で変更された画像校正手順によって画像劣化の補正を行い（Ｓ５１）、補正された画像データはハードディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に保存され、再利用等に供される（Ｓ５２）。
【００５７】
このように本実施形態４においては、校正用画像５ａと実際に利用に供する通常画像５ｂが同一の印字媒体５上に出力されることにより、入力毎に毎回校正の変更を行うことが可能となって、画像出力装置および出力された画像によらずに、画像入出力時の画質劣化要因に基づいて、画像校正手順を変更することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係る画質劣化判定方法および画像校正方法は、自然画像を一般化したパワースペクトラムが空間周波数の逆数に略比例する空間周波数特性を有する画像および空間周波数特性のデータを用いて、画質の劣化要因とその度合いを判定して、この判定結果を用いて画像入力装置における画質を改善することができ、画像入出力装置の画質劣化を判定し、校正に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】自然画像のパワースペクトラムで空間周波数内の各点のパワーを１次元化した図
【図２】校正用画像の一例を示す図
【図３】校正用画像のパワースペクトラムを１次元化した図
【図４】校正用画像にノイズ（level１〜８）が畳み込まれた妨害のパワースペクトラムを１次元化した図
【図５】校正用画像にぼけ（level１，４，８）が畳み込まれた妨害のパワースペクトラムを１次元化した図
【図６】本発明の実施形態１における画質劣化判定方法の処理を示すフローチャート
【図７】本発明の実施形態２における画質劣化判定方法の結果に基づき画像校正手順を変更する処理を示すフローチャート
【図８】画像校正手順を変更後の画像入力装置で通常画像の入力手順を示すフローチャート
【図９】校正用画像の出力時の中間調処理（変調）により畳み込まれた妨害のパワースペクトラムを１次元化した図
【図１０】本発明の実施形態３における任意の画像出力装置に対応した画像入力装置の画像校正手順を変更する処理を示すフローチャート
【図１１】特定の画像出力装置に対応した通常画像の入力手順を示すフローチャート
【図１２】本発明の実施形態４における画像出力装置から出力され、画像入力装置によって入力される同一の印字媒体上に出力された画像を示す図
【図１３】本実施形態４における任意の画像出力装置に対応した画像入力装置の画像校正手順を変更する処理を示すフローチャート
【符号の説明】
【００６０】
５  印字媒体
５ａ  校正用画像
５ｂ  通常画像
【図１】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図２】
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【図１２】
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