(57)【要約】【課題】基準チャートを用いず、スキャナ特性の個体差や経時変化があっても、その影響を除去できるような高精度のキャリブレーションを提供する。【解決手段】所定の画像形成装置１２０が画像形成した機差補正パッチ１２１を、画像読取装置１１０が読み取って生成した画像読取データを取得する。複数の画像読取装置１１０の画像読取データと、キャリブレーション対象の画像読取装置１１０の画像読取データに基づいて、キャリブレーション対象の画像読取装置１１０の分光感度特性を推定する。推定された分光感度特性に基づいて補正パラメータを算出する。【選択図】図１
2016012782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像読取装置のキャリブレーションに用いる補正パラメータを算出する画像処理装置であって、
所定の画像形成装置が記録紙上に形成した評価色を、画像読取装置が読み取って生成した画像読取データを取得する画像読取データ取得手段と、
複数の画像読取装置の前記画像読取データと、キャリブレーション対象の画像読取装置の前記画像読取データに基づいて、前記キャリブレーション対象の画像読取装置の分光感度特性を推定する分光感度特性推定手段と、
前記分光感度特性推定手段により推定された前記分光感度特性に基づいて補正パラメータを算出する補正パラメータ算出手段と、
を備えることを特徴とする、画像処理装置。
【請求項２】
前記評価色は、前記所定の画像形成装置のプロセスカラーで形成された階調パターンを含むことを特徴とする、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記複数の画像読取装置の前記画像読取データは、
前記キャリブレーション対象の画像読取装置の過去の画像読取データを含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記複数の画像読取装置の前記画像読取データは、
前記キャリブレーション対象の画像読取装置ではない他の画像読取装置の過去の画像読取データを含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
画像読取装置のキャリブレーションに用いる補正パラメータを算出するコンピュータによる画像処理方法であって、
所定の画像形成装置が記録紙上に形成した評価色を、画像読取装置が読み取って生成した画像読取データを取得する画像読取データ取得ステップと、
複数の画像読取装置の前記画像読取データと、キャリブレーション対象の画像読取装置の前記画像読取データに基づいて、前記キャリブレーション対象の画像読取装置の分光感度特性を推定する分光感度特性推定ステップと、
前記分光感度特性推定ステップにより推定された前記分光感度特性に基づいて補正パラメータを算出する補正パラメータ算出ステップと、
を含むことを特徴とする、画像処理方法。
【請求項６】
コンピュータに、
所定の画像形成装置が記録紙上に形成した評価色を、画像読取装置が読み取って生成した画像読取データを取得する画像読取データ取得処理と、
複数の画像読取装置の前記画像読取データと、キャリブレーション対象の画像読取装置の前記画像読取データに基づいて、前記キャリブレーション対象の画像読取装置の分光感度特性を推定する分光感度特性推定処理と、
前記分光感度特性推定処理により推定された前記分光感度特性に基づいて補正パラメータを算出する補正パラメータ算出処理と、
を実行させるための画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、方法及びプログラムに関し、特に、スキャナ等画像読取装置のキャリブレーション（色校正）に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーイメージスキャナで電子化されたカラーイメージデータを実際に使用する場合、モニタ、カラープリンタ、印刷機等の出力装置に出力される。このとき、カラーイメージスキャナで読取った原稿を出力したカラープリント等の色味を合わせるために、カラーイメージスキャナの読取データに対して色補正を行う必要がある。この際、高精度に色変換するために、カラーイメージスキャナを構成する部品の特性ばらつきや経時変化を検知し、その影響を除去するように色補正パラメータを調整するキャリブレーションが行われることがある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１には、原稿画像に対するスキャナ特性の個体差や経時変化による読取値の違いを補正して高精度に色変換するため、複数の色パッチからなる基準チャートのスキャナ読取値と予め記憶された基準データに基づいてスキャナ特性の個体差を複数の色相領域に対して補正することが記載されている。
【０００４】
このように従来のスキャナの色再現性に対するキャリブレーションシステムは、色管理された基準チャートを読み取ることを前提としている。そのため、市場での対応は勿論、製造工程における調整においても、基準チャートの管理や作業時間の増加によりスキャナのキャリブレーションにコストを要する。
【０００５】
特許文献２には、基準チャートを不要にすることを目的として、複数のスキャナから入力された画像に基づいて基準画像を生成し、基準画像に基づいて複数のスキャナ毎に補正テーブルを生成することが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に開示されている技術によれば、複数スキャナの相対的な色の読み取りに対するばらつきを抑えることは可能であるかもしれない。しかしながら、原稿画像に対するスキャナ特性の個体差や経時変化による読取値の違いにより、カラープリント等のカラー出力の色味が原稿と合わないという問題は解消できていない。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、基準チャートを用いず、スキャナ特性の個体差や経時変化があっても、その影響を除去できるような高精度のキャリブレーション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】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、画像読取装置のキャリブレーションに用いる補正パラメータを算出する画像処理装置であって、所定の画像形成装置が記録紙上に形成した評価色を、画像読取装置が読み取って生成した画像読取データを取得する画像読取データ取得手段と、複数の画像読取装置の前記画像読取データと、キャリブレーション対象の画像読取装置の前記画像読取データに基づいて、前記キャリブレーション対象の画像読取装置の分光感度特性を推定する分光感度特性推定手段と、前記分光感度特性推定手段により推定された前記分光感度特性に基づいて補正パラメータを算出する補正パラメータ算出手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基準チャートを用いず、スキャナ特性の個体差や経時変化があっても、その影響を除去できるような高精度のキャリブレーションを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による実施形態の機能構成を示すブロック図である。
【図２】上記実施形態で用いる機差補正パッチ１２１の具体例を示す図である。
【図３】上記実施形態で用いる線順次ＣＩＳスキャナの光源の分光放射特性にばらつきがあることを例示する図である。
【図４】上記実施形態で行う色変換の概念を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜全体構成例＞
図１に本実施形態に係る画像処理システム１の機能構成を示す。この画像処理システム１の構成を実現するためのハードウェア構成は、例えば、多機能複合機（以下、ＭＦＰ（Multi-Functional Peripherals））がある。しかしながら、物理的に一体であることは必須ではなく、ひとそろいのスキャナとプリンタなどでも実施できる。
【００１２】
画像処理システム１は、原稿から画像データを読み取り、該画像データ（アナログ信号）をデジタルデータに変換して出力する画像読取装置１１０と、読み取った画像データ（デジタルデータ）に各種補正処理等を施す画像処理装置１００と、画像処理装置１００からの画像データに基づいて記録紙に画像を形成する画像形成装置１２０を有する。
【００１３】
＜画像形成装置＞
本実施形態では、画像読取装置１１０でＲ（レッド）・Ｇ（グリーン）・Ｂ（ブルー）の３色のカラー画像データ（以下、ＲＧＢデータと記載する）を読み取る。次に、画像処理装置１００でＲＧＢデータをＣ（シアン）・Ｍ（マゼンタ）・Ｙ（イエロー）・Ｂｋ（ブラック）の４色のカラー画像データ（以下，ＣＭＹＫデータと記載する）に色変換する。次に、画像形成装置１２０でＣＭＹＫデータに基づいて記録紙にカラー画像を出力する。
【００１４】
また、画像処理装置１００は、画像読取装置１１０向けキャリブレーション用にＣＭＹＫ版の階調パターン（内部パターン）を含むパッチである「機差補正パッチ１２１」を生成し、これを画像形成装置１２０に出力させる。図２に、機差補正パッチ１２１の一具体例を示す。この機差補正パッチ１２１に画像形成装置の個体差が出ないようにするために、画像形成装置１２０は、画像処理システム１にあらかじめ登録されている。
【００１５】
＜画像読取装置＞
画像読取装置１１０はスキャナである。本実施形態においては同じ構成のスキャナが複数台存在していることを想定している。画像読取装置１１０は、光源１１１、透過光学系１１２、光電変換素子１１３、出力手段１１４を有する。
【００１６】
光源１１１は、例えばＬＥＤ光源などであり、読取対象の記録紙などに光を照射する。透過光学系１１２は、レンズや赤外カットフィルタなどである。使用しない場合もある。光電変換素子１１３は、読み取った光をデジタルデータに変換する素子である。出力手段１１４は、光電変換素子１１３が出力したデジタルデータを他の装置等に出力する機能ブロックである。
【００１７】
本実施形態では、画像読取装置１１０の具体例として、線順次ＣＩＳスキャナを想定する。線順次ＣＩＳスキャナは、３色（ＲＧＢに相当する波長）のＬＥＤ光源と光電変換素子で構成されるＣＩＳ（コンタクトイメージセンサー）、Ａ／Ｄコンバータ、それら駆動させる駆動回路を具備し、前記３色のＬＥＤ光源を順次に点灯させ、セットされた原稿を線順次に読み取ることで得る原稿の濃淡情報から、ＲＧＢ各８ビットのデジタル画像データを生成し出力する。
【００１８】
線順次ＣＩＳスキャナは、一般的に、もう一つの有力な方式であるＣＣＤ方式に比べ、装置が小型・薄型で消費電力が少なく（電源ケーブル不要でＵＳＢ給電のみで稼働する機種も多い）、低価格で、ウォームアップ時間が不要ですぐ稼働できるという利点がある。ただし、読み取り速度や色再現性に劣り、開いた本を伏せた場合など浮き上がった原稿や凹凸のある原稿で台から離れた箇所のピントがぼけやすいとされていた。しかし近年では技術開発の進展でこうした欠点も改善され、多くのスキャナで採用されている。
【００１９】
一方、狭い帯域のピーク周波数を持つＬＥＤ光源で構成されている為、光源のピーク波長にズレがあると、白色のシェーディング板等でＲＧＢ出力のグレーバランスを調整しても、特定の分光反射率を持つ色の読取り値が変わってしまう。
【００２０】
特に、本例のような、ＲＧＢに対応する波長のＬＥＤ光源を順次点灯させて原稿を読取る線順次ＣＩＳスキャナ方式では、光源のピーク波長のズレがＲＧＢに対応する各波長で独立に発生するため、白色のＬＥＤ光源と比較しても、色原稿に対するＲＧＢ読取りデータのばらつきが大きくなりやすく、色度の管理も困難になる。
【００２１】
図３に、線順次ＣＩＳスキャナのＬＥＤ光源の各々が持つ分光放射特性に、ばらつきがあることを例示する。光源１１１のみならず、光電変換素子１１３の各々にも分光感度特性にばらつきがある。また、レンズや赤外カットフィルタなどの透過光学系１１２にも分光透過特性にばらつきがある。これらの特性の総合的な違いから、画像読取装置１１０の個体差（機差）が生じる。
【００２２】
また、同じ画像読取装置１１０であっても、経時劣化等によりこれらの以前の特性と現在の特性には違いが生じる場合がある。本明細書では、これらの特性の総合的な特性を「総合分光特性」と呼ぶ。なお、画像読取装置１１０の総合分光感度特性は、ばらつきが発生する条件がいくつか存在する。
【００２３】
画像読取装置１１０において、原稿に光源１１１により光があてられ、原稿からの反射光を透過光学系１１２を通して光電変換素子１１３に集める。光電変換素子１１３は、画像読取装置１１０の分解能に応じた原稿上の各点における、ＲＧＢそれぞれの濃度を画像信号として出力手段１１４に出力する。出力手段１１４は、画像信号にフィルタ処理などを施してＲＧＢデータとして後段の機器に出力する。本例では説明の簡略化のため、文字領域や画像領域などの領域判定や判定結果に応じた処理は行わないこととする。
【００２４】
＜画像処理装置＞
出力手段１１４が出力するＲＧＢデータは、本実施形態では、画像処理装置１００がＣＭＹＫデータに変換する。これを色変換と呼び、色変換手段１０６が実行する。図１に示すように、画像処理装置１００は、機能ブロックとして画像読取データ取得手段１０１、主成分スコア解析手段１０２、分光感度特性推定手段１０３、補正パラメータ算出手段１０４、データ記憶部１０５、色変換手段１０６、補正手段１０７を有する。
【００２５】
色変換手段１０６は、あらかじめ定めた特性に統一するために、ＲＧＢデータの色相成分を算出して、色相毎に分割した領域毎に設定されたマスキング係数を用いて線形変換する。ＲＧＢデータに対する色相の分割は、図４に示すように三次元のＲＧＢ色空間全体に対し、無彩色軸（Ｄｒ＝Ｄｇ＝Ｄｂ）を中心として放射状に拡がる平面で分割をおこなう。
【００２６】
色変換では、入力色であるＲＧＢデータを「スキャナベクタ」、出力色であるＣＭＹＫデータを「プリンタベクタ」とし、スキャナベクタからプリンタベクタへの線形変換を行っている。ここで、変換前のスキャナベクタに対して、キャリブレーションにより算出された補正パラメータを用いて修正することで、あらかじめ定めた特性に統一される。このスキャナベクタの補正は、補正手段１０７が実行する。
【００２７】
＜キャリブレーション＞
キャリブレーションの際は、ユーザが機差補正パッチ１２１をキャリブレーション対象の画像読取装置１１０に読み取らせる。すると、既に説明したプロセスを経て、機差補正パッチ１２１を読み取った画像読取データであるＲＧＢデータが画像処理装置１００に入力される。このＲＧＢデータを用いて、キャリブレーションが画像読取データ取得手段１０１、主成分スコア解析手段１０２、分光感度特性推定手段１０３、補正パラメータ算出手段１０４、データ記憶部１０５により実行される。
【００２８】
画像読取データ取得手段１０１は、画像読取装置１１０の出力手段１１４からＲＧＢデータを取得する。主成分スコア解析手段１０２は、プロセスカラーの階調パターンが含まれる機差補正パッチ１２１を読み取ったときに、階調パターンに対して主成分解析を行う。
【００２９】
分光感度特性推定手段１０３は、複数の画像読取装置１１０の画像読取データと、キャリブレーション対象の画像読取装置１１０の画像読取データに基づいて、キャリブレーション対象の画像読取装置１１０の分光感度特性を推定する。補正パラメータ算出手段１０４は、分光感度特性推定手段１０３により推定されたキャリブレーション対象の画像読取装置１１０の分光感度特性に基づいて補正パラメータを算出する。
【００３０】
本実施形態の主成分スコア解析手段１０２は、キャリブレーション対象の画像読取装置１１０において総合分光感度特性のばらつきが発生すると想定される条件下で機差補正パッチ１２１を読み取って得られるＲＧＢデータと、そのようなばらつきが発生しないと想定される標準条件下で機差補正パッチ１２１を読み取って得られるＲＧＢデータとの差分に対する固有ベクトルを求める。
【００３１】
＜画像読取装置１１０の読取特性の算出＞
分光感度特性推定手段１０３は、画像読取装置１１０の分光感度特性（ＳRGB［λ］）を、光源１１１の分光放射特性（Ｅ［λ］）、光電変換素子１１３の分光感度特性（ＣRGB［λ］）、レンズ（Ｌ［λ］）及び赤外カットフィルタ（Ｆ［λ］：使用時）等の透過光学系１１２の分光透過特性の積（下記数１）に基づいて、推定する。ここで、各種分光特性は、３８０〜７８０ｎｍ，５ｎｍピッチで取り扱い、データの過不足は積分、補間と外挿で補うものとする。
【００３２】
【数１】
2016012782.tif 000003
【００３３】
なお、ＬＥＤ光源の分光放射特性は色度ばらつきに応じて変化する。また、他の装置や過去の装置の光源１１１の分光放射特性（Ｅ［λ］）、光電変換素子１１３の分光感度特性（ＣRGB［λ］）、レンズ（Ｌ［λ］）及び赤外カットフィルタ（Ｆ［λ］：使用時）等のデータは、データ記憶部１０５が記憶している。
【００３４】
次に、補正パラメータ算出手段１０４は、画像読取装置１１０の出力ゲイン（ＧRGB）を、ユニット調整目標に準じて、機差補正パッチ１２１の目標値（ＷRGB）とその分光反射率（Ｒ［λ］）に基づいて算出する（下記数２）。本実施形態においては、出力ゲイン（ＧRGB）が補正パラメータである。
【００３５】
【数２】
2016012782.tif 000004
【００３６】
次に、補正手段１０７は、画像読取装置１１０の読取値としてのＲＧＢデータ（ＯRGB）を、ゲイン調整した分光感度特性と機差補正パッチ１２１の分光反射率（Ｔ［λ］）の積和により算出する（下記数３）。
【００３７】
【数３】
2016012782.tif 000005
【００３８】
上記式（数１）を参照すると明らかなように、キャリブレーション対象の画像読取装置１１０の総合分光感度特性（ＳRGB［λ］）は、複数の画像読取装置１１０の「分光放射特性、分光感度特性、分光透過特性の積」（このデータには、他の装置のデータや自装置の過去のデータも含まれる）と、キャリブレーション対象の画像読取装置１１０の「分光放射特性、分光感度特性、分光透過特性の積」とに基づいて、推定される。
【００３９】
このようにして推定された総合分光感度特性に基づいて、キャリブレーション対象の画像読取装置１１０の出力ゲインが調整される（数２）。これにより、算出された読取値であるＲＧＢデータ（ＯRGB）は、画像読取装置１１０の機差や経時変化による影響を除去した値となる。したがって、本実施形態によれば、スキャナ特性の個体差や経時変化があっても、その影響を除去できるような高精度のキャリブレーションを提供することができる。
【００４０】
上述した画像処理装置１００の各機能は、例えばコンピュータに実行させるソフトウェアプログラムにより実現することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１    画像処理システム
１００    画像処理装置
１０１    画像読取データ取得手段
１０２    主成分スコア解析手段
１０３    分光感度特性推定手段
１０４    補正パラメータ算出手段
１０５    データ記憶部
１０６    色変換手段
１１０    画像読取装置
１１１    光源
１１２    透過光学系
１１３    光電変換素子
１１４    出力手段
１２０    画像形成装置
１２１    機差補正パッチ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４２】
【特許文献１】特許４６０７７２３号公報
【特許文献２】特開２００２−２６２００７号公報
【図１】
2016012782.tif 000006
【図２】
2016012782.tif 000007
【図３】
2016012782.tif 000008
【図４】
2016012782.tif 000009