(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス幅選択テーブルを作成するための第１記憶領域内に記憶した第１パッチデータに対して、色補正テーブルの値で色変換を行わず階調補正テーブルの値で階調補正を行わずパルス幅選択テーブルの値でパルス幅を選択することなく、第１パッチ画像データを出力する第１パッチ画像出力手段と、
前記第１パッチ画像出力手段が出力した第１パッチ画像データに応じてプリンタにより記録媒体上に第１パッチ画像を画像形成し、この画像形成した記録媒体上の第１パッチ画像をスキャナにより読み取り、これに応じた第１読取パッチデータを抽出する第１パッチデータ抽出手段と、
前記第１パッチデータ抽出手段が抽出した前記第１読取パッチデータに基づいて、前記第１読取パッチデータの階調値を演算する第１階調演算手段と、
前記第１階調演算手段が演算した前記第１読取パッチデータの階調値と前記第１記憶領域内に記憶した前記第１パッチデータとに基づいて、前記パルス幅選択テーブルの値を設定するパルス幅選択テーブル設定手段と、
階調補正テーブルを作成するための第２記憶領域内に記憶した第２パッチデータに対して、前記色補正テーブルの値で色変換を行わず前記階調補正テーブルの値で階調補正を行わず、前記パルス幅選択テーブル設定手段が設定した前記パルス幅選択テーブルの値でパルス幅を選択して、第２パッチ画像データを出力する第２パッチ画像出力手段と、
前記第２パッチ画像出力手段が出力した第２パッチ画像データに応じてプリンタにより記録媒体上に第２パッチ画像を画像形成し、この画像形成した記録媒体上の第２パッチ画像をスキャナにより読み取り、これに応じた第２読取パッチデータを抽出する第２パッチデータ抽出手段と、
前記第２パッチデータ抽出手段が抽出した前記第２読取パッチデータに基づいて、前記第２読取パッチデータの階調値を演算する第２階調演算手段と、
前記第２階調演算手段が演算した前記第２読取パッチデータの前記階調値と前記第２記憶領域内に記憶した第２パッチデータとに基づいて、前記階調補正テーブルの値を設定する階調補正テーブル設定手段と、
色変換補正テーブルを作成するための第３記憶領域内に記憶した第３パッチデータに対して、前記色補正テーブルの値を用いて色補正を行なわず、前記階調補正テーブル設定手段が設定した前記階調補正テーブルの値で階調補正を行ない、前記パルス幅選択テーブル設定手段が設定した前記パルス幅選択テーブルの値でパルス幅を選択して、第３パッチ画像データを出力する第３パッチ画像出力手段と、
前記第３パッチ画像出力手段が出力した第３パッチ画像データに応じてプリンタにより記録媒体上に第３パッチ画像を画像形成し、この画像形成した記録媒体上の第３パッチ画像をスキャナにより読み取り、これに応じた第３読取パッチデータを抽出する第３パッチデータ抽出手段と、
前記第３パッチデータ抽出手段が抽出した前記第３読取パッチデータと前記第３記憶領域内に記憶した第３パッチデータとに基づいて、前記色変換テーブルの値を設定する色変換テーブル設定手段と、
前記スキャナで読み取ったカラー画像信号を、前記色補正テーブル設定手段により設定した前記色補正テーブルの値に基づいて色変換し、色変換したカラー画像信号を前記階調補正テーブル設定手段により設定した前記階調補正テーブルの値に基づいて階調補正し、階調補正したカラー画像信号に応じたパルス幅を前記パルス幅選択テーブル設定手段により設定した前記パルス幅選択テーブルの値に基づいてパルス幅を選択して出力する補正出力手段と、
を具備することを特徴とするカラー画像処理装置。
【請求項２】
パルス幅選択テーブルを作成するための第１記憶領域内に記憶した第１パッチデータに対して、階調補正テーブルの値で階調補正を行わずパルス幅選択テーブルの値でパルス幅を選択することなく、第１パッチ画像データを出力する第１パッチ画像出力手段と、
前記第１パッチ画像出力手段が出力した第１パッチ画像データに応じて記録媒体上に形成した第１パッチ画像をスキャナにより読み取り、これに応じた第１読取パッチデータを抽出する第１パッチデータ抽出手段と、
前記第１パッチデータ抽出手段が抽出した前記第１読取パッチデータに基づいて、前記第１読取パッチデータの階調値を演算する第１階調演算手段と、
前記第１階調演算手段が演算した前記第１読取パッチデータの階調値と前記第１記憶領域内に記憶した前記第１パッチデータとに基づいて、前記パルス幅選択テーブルを設定するパルス幅選択テーブル設定手段と、
階調補正テーブルを作成するための第２記憶領域内に記憶した第２パッチデータに対して、前記階調補正テーブルの値で階調補正を行わず、前記パルス幅選択テーブル設定手段が設定した前記パルス幅選択テーブルの値でパルス幅を選択して、第２パッチ画像データを出力する第２パッチ画像出力手段と、
前記第２パッチ画像出力手段が出力した第２パッチ画像データに応じて記録媒体上に形成した第２パッチ画像をスキャナにより読み取り、これに応じた第２読取パッチデータを抽出する第２パッチデータ抽出手段と、
前記第２パッチデータ抽出手段が抽出した前記第２読取パッチデータに基づいて、前記第２読取パッチデータの階調値を演算する第２階調演算手段と、
前記第２階調演算手段が演算した前記第２読取パッチデータの前記階調値と前記第２記憶領域内に記憶した第２パッチデータとに基づいて、前記階調補正テーブルの値を設定する階調補正テーブル設定手段と、
前記スキャナで読み取ったカラー画像信号を、前記階調補正テーブル設定手段により設定した前記階調補正テーブルの値に基づいて階調補正し、階調補正したカラー画像信号に応じたパルス幅を前記パルス幅選択テーブル設定手段により設定した前記パルス幅選択テーブルの値に基づいてパルス幅を選択して出力する補正出力手段と、
を具備することを特徴とするカラー画像処理装置。
【請求項３】
前記第１パッチ画像出力手段または前記第２パッチ画像出力手段は、リニアな特性に変更したγ特性による前処理を、前記スキャナで読み取った前記第１パッチ画像または前記第２パッチ画像に施した後に、前記第１読取パッチデータまたは前記第２読取パッチデータを抽出することを特徴とする請求項２記載のカラー画像処理装置。
【請求項４】
前記パルス幅選択テーブル設定手段は、多値記録における離散的階調レベル変化に対して階調値が等間隔で変化するためのパルス幅選択テーブルを設定する設定手段を更に有することを特徴とする請求項２に記載されるカラー画像処理装置。
【請求項５】
前記パルス幅選択テーブルまたは前記階調補正テーブルの設定において、前記第１読取パッチデータまたは前記第２読取パッチデータに基づいて、面積率または濃度のどちらか一方を算出することで階調値を演算することを特徴とする請求項２に記載されるカラー画像処理装置。
【請求項６】
前記パルス幅選択テーブルまたは前記階調補正テーブルの設定において、前記第１読取パッチデータまたは前記第２読取パッチデータに基づいて、複数の階調演算部と、前記複数の階調演算部がそれぞれ参照するための複数の参照テーブルと、前記複数の階調演算部からそれぞれ出力される複数の演算した階調値の内の一つを選択的に出力する階調演算手段を更に有することを特徴とする請求項２に記載されるカラー画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カラー画像処理装置に関するものであり、パッチ画像を用いて画像処理の各パラメータの調整を行うカラー画像処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、いわゆる複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、カラー印刷が主流となり、それに応じて印刷の色彩濃度についても厳密な色濃度特性が要求されてきている。例えばカラー複写機では、スキャナから入力されたＲＧＢ画像データを、プリンタで色材を用いて出力するための色材三原色ＣＭＹ画像データに変換する色変換処理を行っている。原稿に忠実な色再現で画像を複製するためには、色変換の特性（色変換パラメータ、色変換テーブル）を適切に調整する必要がある。
【０００３】
しかし、カラー画像を忠実に複製するためには色変換だけでなく、階調特性が適切に調整されていることも必要である。たとえば、スキャナから入力された画像データはセンサやフィルタを通る過程でＲＧＢそれぞれに歪みを受けている。また、プリンタにおいても、環境（温度・湿度）、経時変動、製造固体差といった要因により、同一の画像データを与えても出力される階調および色が異なってしまうことがある。特にプリンタ側の階調特性は各種要因に対して敏感に変動するため、良好な画像再現を保つためには出力階調特性および色変換特性を随時適正化する仕組みを装置内部に備えることが必要である。
【０００４】
従来より、色変換パラメータを求める方法としては、装置自身が出力したサンプルカラーパッチを読み込ませて、複数色パッチのＲＧＢ−ＣＭＹデータ対を収集し、最小二乗法を用いてＲＧＢからＣＭＹへの変換多項式の係数を求める方法が知られている。この方法は、色変換以外の画像処理部の特性をブラックボックスとみなすもので、色変換によってブラックボックスの逆補正を行うことになるため、理想的にはこれだけで画像の忠実再現が得られるという考え方に基づいている。
【０００５】
他方、ある仮定のもとに色変換パラメータの設定を固定とし、出力階調特性の方を上記と同様の方法によって調整する手法も知られている。すなわち、装置自身が出力したサンプル階調パッチを読み込ませて、複数階調パッチのＣ′−Ｃ、Ｍ′−Ｍ、Ｙ′−Ｙデータ対を収集し、最小二乗法を用いてＣ、Ｍ、Ｙ各々の階調補正式の係数を求める方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際には上記のような調整方法を用いても満足な階調・色再現の画像出力を得ることは難しい。なぜなら、スキャナからプリンタに至るまでの画像処理は、色変換の他に墨入れ、階調処理（擬似中間調処理）、スクリーン処理等から構成されており、これら各ブロックにおいて、それぞれ性質の異なる非線形な歪みが画像データに加えられるからである。
【０００７】
従って従来の画像形成装置においては、これら色変換処理、墨入れ処理、階調処理、スクリーン処理等の非線形な歪みを補正するパラメータを一括して生成することが困難であるという問題がある。
【０００８】
更に従来においては、記録階調を機体ごとの特性に対応させて確実に推定し、この推定結果を各信号処理ごとのパラメータへ反映させることが困難であるという問題がある。
【０００９】
本発明は、パッチ画像データを用いて記録階調等を推定し、これを各パラメータに反映させることにより、良好な階調・色再現のカラー画像の出力を得るカラー画像処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するための一実施形態は、
パルス幅選択テーブルを作成するための第１記憶領域内に記憶した第１パッチデータに対して、色補正テーブルの値で色変換を行わず階調補正テーブルの値で階調補正を行わずパルス幅選択テーブルの値でパルス幅を選択することなく、第１パッチ画像データを出力する第１パッチ画像出力手段と、
前記第１パッチ画像出力手段が出力した第１パッチ画像データに応じてプリンタにより記録媒体上に第１パッチ画像を画像形成し、この画像形成した記録媒体上の第１パッチ画像をスキャナにより読み取り、これに応じた第１読取パッチデータを抽出する第１パッチデータ抽出手段と、
前記第１パッチデータ抽出手段が抽出した前記第１読取パッチデータに基づいて、前記第１読取パッチデータの階調値を演算する第１階調演算手段と、
前記第１階調演算手段が演算した前記第１読取パッチデータの階調値と前記第１記憶領域内に記憶した前記第１パッチデータとに基づいて、前記パルス幅選択テーブルの値を設定するパルス幅選択テーブル設定手段と、
階調補正テーブルを作成するための第２記憶領域内に記憶した第２パッチデータに対して、前記色補正テーブルの値で色変換を行わず前記階調補正テーブルの値で階調補正を行わず、前記パルス幅選択テーブル設定手段が設定した前記パルス幅選択テーブルの値でパルス幅を選択して、第２パッチ画像データを出力する第２パッチ画像出力手段と、
前記第２パッチ画像出力手段が出力した第２パッチ画像データに応じてプリンタにより記録媒体上に第２パッチ画像を画像形成し、この画像形成した記録媒体上の第２パッチ画像をスキャナにより読み取り、これに応じた第２読取パッチデータを抽出する第２パッチデータ抽出手段と、
前記第２パッチデータ抽出手段が抽出した前記第２読取パッチデータに基づいて、前記第２読取パッチデータの階調値を演算する第２階調演算手段と、
前記第２階調演算手段が演算した前記第２読取パッチデータの前記階調値と前記第２記憶領域内に記憶した第２パッチデータとに基づいて、前記階調補正テーブルの値を設定する階調補正テーブル設定手段と、
色変換補正テーブルを作成するための第３記憶領域内に記憶した第３パッチデータに対して、前記色補正テーブルの値を用いて色補正を行なわず、前記階調補正テーブル設定手段が設定した前記階調補正テーブルの値で階調補正を行ない、前記パルス幅選択テーブル設定手段が設定した前記パルス幅選択テーブルの値でパルス幅を選択して、第３パッチ画像データを出力する第３パッチ画像出力手段と、
前記第３パッチ画像出力手段が出力した第３パッチ画像データに応じてプリンタにより記録媒体上に第３パッチ画像を画像形成し、この画像形成した記録媒体上の第３パッチ画像をスキャナにより読み取り、これに応じた第３読取パッチデータを抽出する第３パッチデータ抽出手段と、
前記第３パッチデータ抽出手段が抽出した前記第３読取パッチデータと前記第３記憶領域内に記憶した第３パッチデータとに基づいて、前記色変換テーブルの値を設定する色変換テーブル設定手段と、
前記スキャナで読み取ったカラー画像信号を、前記色補正テーブル設定手段により設定した前記色補正テーブルの値に基づいて色変換し、色変換したカラー画像信号を前記階調補正テーブル設定手段により設定した前記階調補正テーブルの値に基づいて階調補正し、階調補正したカラー画像信号に応じたパルス幅を前記パルス幅選択テーブル設定手段により設定した前記パルス幅選択テーブルの値に基づいてパルス幅を選択して出力する補正出力手段と、
を具備することを特徴とするカラー画像処理装置である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
＜画像処理部の構造・動作＞
本発明の特徴であるパッチ画像を用いた特性補正を行う画像処理部３６の構成とその特性補正の処理を以下に詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係る画像処理部の構成を示すブロックダイアグラムである。図１において、本発明に係る画像処理部は、カラースキャナ部１，カラープリンタ部２にそれぞれ接続されて使用され、更に、図１に示すようにそれぞれが接続されている画像処理制御部５１、前処理部５２、パッチデータ抽出部５３、色変換テーブル設定部５４、パッチデータ記憶部Ｃ５６、パッチデータ生成部Ｃ５７、色変換部５８、墨入れ部５９、階調補正テーブル設定部６０、階調補正部（出力γ補正部）６１、パッチデータ記憶部Ｂ６２、パッチ画像生成部Ｂ６３、擬似中間調処理部６４、パルス幅選択テーブル設定部６５、パッチデータ記憶部Ａ６６、パルス幅選択部６７、パッチ画像生成部Ａ６８、スクリーン処理部６９、そして本発明の要部となるパッチデータ処理部７０とから構成される。
【００２６】
このような構成において、この画像処理部がデジタル複写機に用いられた場合の通常の画像複写時のデータの流れに沿って、各部の機能を説明する。最初に、カラースキャナ部１により読み取られた原稿のＲＧＢ画像データが、前処理部５２に入力される。前処理部５２では、スキャナから供給される画像データに対してシェーディング補正および入力γ補正を行う。色変換部５８では色光三原色（ＲＧＢ）色空間で表現される入力画像データを、色材三原色（ＣＭＹ）色空間で表される画像データに変換する。墨入れ部５９ではＣＭＹデータから黒（Ｋ）の色材量を算出（墨生成）し、生成したＫの値に基づいてＣＭＹ量を補正（墨置き換え）する。墨入れ後のＣＭＹＫ画像データに対して、出力γ補正部６１では各色チャネル毎に階調補正を行う。次の擬似中間調処理部６４では、多値誤差拡散などの擬似中間調処理を行う。例えば、１６値記録のシステムでは１６値誤差拡散処理を行い、出力される画像データの各画素は０〜１５の４ｂｉｔで表される１６通りの値だけを取る。次のパルス幅選択部６７では、０〜１５の各レベルに対して記録用のレーザー駆動信号のパルス幅値を選択する。スクリーン処理部６９ではパルス幅信号に変換された画像データを、各色チャネル毎にスクリーン角を施した記録パターンに変換する処理を行う。カラープリンタ部（記録エンジン部）２ではスクリーン処理された画像を紙上に出力する。図１における他のブロックについては、各テーブルの生成動作と共に以下で説明する。
【００２７】
＜画像処理部を用いたデジタル複写機の構成＞
次にこのような本発明の画像処理部を用いたデジタル複写機の構造・動作について説明する。図４は、本発明に係るデジタル複写機の電気的接続および制御のための信号の流れを概略的に表わすブロック図を示している。図４において、制御系は、主制御部３０内のメインＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）９１、カラースキャナ部１のスキャナＣＰＵ１００、および、カラープリンタ部２のプリンタＣＰＵ１１０の３つのＣＰＵで構成される。
【００２８】
メインＣＰＵ９１は、プリンタＣＰＵ１１０と共有ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）３５を介して双方向通信を行なうものであり、メインＣＰＵ９１は動作指示をだし、プリンタＣＰＵ１１０は状態ステータスを返すようになっている。プリンタＣＰＵ１１０とスキャナＣＰＵ１００はシリアル通信を行ない、プリンタＣＰＵ１１０は動作指示をだし、スキャナＣＰＵ１００は状態ステータスを返すようになっている。
【００２９】
操作パネル４０は、液晶表示部４２、各種操作キー４３、および、これらが接続されたパネルＣＰＵ４１を有し、メインＣＰＵ９１に接続されている。
【００３０】
主制御部３０は、メインＣＰＵ９１、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）３２、ＲＡＭ３３、ＮＶＲＡＭ３４、共有ＲＡＭ３５、画像処理部３６、ページメモリ制御部３７、ページメモリ３８、プリンタコントローラ３９、および、プリンタフォントＲＯＭ１２１によって構成されている。
【００３１】
メインＣＰＵ９１は、全体的な制御を司るものである。ＲＯＭ３２は、制御プログラムなどが記憶されている。ＲＡＭ３３は、一時的にデータを記憶するものである。
【００３２】
ＮＶＲＡＭ（持久ランダム・アクセス・メモリ：ｎｏｎｖｏｌａｔｉｌｅ  ＲＡＭ）３４は、バッテリ（図示しない）にバックアップされた不揮発性のメモリであり、電源を遮断しても記憶データを保持するようになっている。
【００３３】
共有ＲＡＭ３５は、メインＣＰＵ９１とプリンタＣＰＵ１１０との間で、双方向通信を行なうために用いるものである。
【００３４】
ページメモリ制御部３７は、ページメモリ３８に対して画像情報を記憶したり、読出したりするものである。ページメモリ３８は、複数ページ分の画像情報を記憶できる領域を有し、カラースキャナ部１からの画像情報を圧縮したデータを１ページ分ごとに記憶可能に形成されている。
【００３５】
プリンタフォントＲＯＭ１２１には、プリントデータに対応するフォントデータが記憶されている。プリンタコントローラ３９は、パーソナルコンピュータなどの外部機器１２２からのプリントデータを、そのプリントデータに付与されている解像度を示すデータに応じた解像度でプリンタフォントＲＯＭ１２１に記憶されているフォントデータを用いて画像データに展開するものである。
【００３６】
カラースキャナ部１は、全体の制御を司るスキャナＣＰＵ１００、制御プログラムなどが記憶されているＲＯＭ１０１、データ記憶用のＲＡＭ１０２、このカラーイメージセンサ１５を駆動するＣＣＤドライバ１０３、この第１キャリッジ８などを移動する走査モータの回転を制御する走査モータドライバ１０４、および、画像補正部１０５などによって構成されている。
【００３７】
画像補正部１０５は、カラーイメージセンサ１５から出力されるＲ，Ｇ，Ｂのアナログ信号をそれぞれデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、カラーイメージセンサ１５のばらつき、あるいは、周囲の温度変化などに起因するカラーイメージセンサ１５からの出力信号に対するスレッショルドレベルの変動を補正するためのシェーディング補正回路、および、シェーディング補正回路からのシェーディング補正されたデジタル信号を一旦記憶するラインメモリなどから構成されている。
【００３８】
カラープリンタ部２は、全体の制御を司るプリンタＣＰＵ１１０、制御プログラムなどが記憶されているＲＯＭ１１１、データ記憶用のＲＡＭ１１２、この半導体レーザ発振器６０を駆動するレーザドライバ１１３、この露光装置５０のポリゴンモータ５４を駆動するポリゴンモータドライバ１１４、この搬送機構２０による用紙Ｐの搬送を制御する搬送制御部１１５、この帯電装置、現像ローラ、および、転写装置を用いて帯電、現像、転写を行なうプロセスを制御するプロセス制御部１１６、この定着装置８０を制御する定着制御部１１７、および、オプションを制御するオプション制御部１１８などによって構成されている。
【００３９】
なお、本発明の特徴である機能を有する画像処理部３６と、ページメモリ３８、プリンタコントローラ３９、画像補正部１０５、レーザドライバ１１３は、画像データバス１２０によって接続されている。
【００４０】
＜画像処理部のパッチ画像を用いた処理動作＞
次に、本発明の画像処理部のパッチ画像を用いた処理動作について以下に図面を用いて説明する。
【００４１】
本発明における画像処理パラメータテーブル生成の一連の動作を図５のフローチャートに示す。
【００４２】
本発明の実施形態においては、上述した画像処理部により、パルス幅選択テーブル、階調補正テーブル、色変換テーブルといった３種類のテーブルを、図５のフローチャートに示す順序にしたがって生成する。すなわち、最初に前処理の入力γ特性をリニアにし（Ｓ１１）、次に例えばパッチ画像等を用いてパルス幅選択テーブルを生成し（Ｓ１２）、次にこの求めたパルス幅選択テーブルに基づきパッチ画像等を用いて階調補正テーブルを求め（Ｓ１３）、最後にこの求めた階調補正テーブルに基づきパッチ画像等を用いて色変換テーブルを生成する（Ｓ１４）。ここでは、パルス幅選択テーブルをも含めて、比較的自由度の低く単純なポリシーにより決定できるテーブルから順に既に生成したテーブルに基づいて各テーブルを生成するものである。これにより、単調な生成処理では実現し得なかった正確な入力画像の再現性が得られる。
【００４３】
次にパッチ画像を使用したこれら３つのテーブルの作成手順をそれぞれ以下にフローチャートを用いて詳細に説明する。
【００４４】
図６にパルス幅選択テーブルの生成フローチャートを示す。まず、パルス幅選択テーブル生成用パッチ画像を出力する（Ｓ２１）。パッチデータ記憶部Ａ６６にはパルス幅選択テーブル生成用のパッチデータが予め格納されている。パッチデータはパルス幅を表しており、ＣＭＹＫ各々について、パルス幅を等間隔に変化させて得られる複数のパッチが並ぶように設定されている。パッチ画像生成部Ａ６８ではこのパッチデータ群からパルス幅選択テーブル生成用パッチ画像データを生成する。図９にパッチ画像の構成例を示す。このパッチ画像データはスクリーン処理部６９に供給される（Ｓ２２）。スクリーン処理部６９では、画像処理制御部５１からの制御信号により、入力としてパッチ画像生成部Ａ６８からの画像データを選択する。パッチ画像データはスクリーン角処理が施された後、紙上に出力される（Ｓ２３）。
【００４５】
次に、出力されたパルス幅選択テーブル生成用パッチ画像をスキャナ１で読み取る（Ｓ２４）。その際、画像処理制御部によって前処理部５２における入力γ特性を、通常設定とは異なるリニアな特性に設定変更しておく（Ｓ２５）。それは次の理由による。後述のパッチデータ処理部７０によって読み取りパッチデータから記録階調（例えば面積率）を推定するためには、読み取りパッチデータがパッチ画像の反射光量に比例していることが望ましいが、一方、通常複写時の入力γ特性は、反射光量のべき乗に比例している方が望ましい場合があるためである。スキャナ入力されたパッチ画像データはこの前処理を経てパッチデータ抽出部５３に供給される。パッチデータ抽出部５３では、予め設定されたパッチの印刷レイアウト情報に基づいて画素データのサンプリングを行い、各パッチのＲＧＢ値を抽出する（Ｓ２６）。この際、ノイズの影響を打ち消すため、各パッチからの画素データサンプリングは１画素だけではなく多数の画素をパッチ中央から矩形状に切り出した後、ＲＧＢ各々を切り出し矩形画素数で除して平均を取るようにする（図１０参照）。
【００４６】
次に、抽出されたＲＧＢパッチデータからパッチ画像の記録階調を推定する（Ｓ２７）。
【００４７】
ここで、推定される記録階調は様々な場合が可能であり、例えば、第１にＣＭＹＫ記録面積率を求める場合、第２に記録面積率と記録濃度との両方を求め随時これを選択する場合（図２参照）、第３に複数の記録階調を設けそれぞれに参照テーブルを設けてこれを参照し階調推定を行う場合が少なくとも考えられ、又更にこの趣旨で様々な変形例が考えられる。
【００４８】
第１に、記録面積率を求める場合を以下に説明する。パッチ画像のＣＭＹＫ記録面積率は、次式（１）により推定する。
【００４９】
【数１】
0004203189.tif 000002
【００５０】
ただし、ＲＧＢおよびＣＭＹＫは８ｂｉｔで表されるものとする。
【００５１】
最後に、パルス幅選択テーブル設定部において、この面積率の推定結果とパッチデータ記憶部Ａに記憶されているパッチデータをもとにパルス幅選択テーブルを生成する。まず、推定面積率とパルス幅の関係を（２）式に示すｎ次多項式として近似的に求める（Ｓ２８）。（２）式の係数ａk の算出には最小二乗法を用いる。
【００５２】
【数２】
0004203189.tif 000003
【００５３】
このようにして求められるパルス幅と推定面積率の関係を表す曲線の一例を図１１に示す。パルス幅選択テーブル値の算出は、図１１における面積率の軸を記録多値数等分（１６値誤差拡散の場合は１６等分）し、各分割点に対するパルス幅を（２）式より求めることによって行う（Ｓ２９）。
【００５４】
このようにパルス幅選択テーブルの生成では、例えば１６値といった限定された階調数であっても、その各レベルに対して記録面積率がリニアに変化するように（すなわち、限定階調の各レベルが面積率を表すように）レーザー駆動パルス幅を割り当てるといった、単純で実現容易な規則に基づいてテーブルが生成される。このことにより、濃淡全ての領域にわたって階調の分解能を良好に保つことが可能となり、濃度つぶれや跳びのない階調再現を実現することができる。
【００５５】
第２に、記録面積率と記録濃度との両方を求め随時これを選択する場合を説明する。図２において、パッチ画像処理部７０の一例として、濃度推定部７１と、面積率推定部７２と、これらの出力を受け階調推定方法指定部７４の指定に応じて一方を選択する選択部７３とが示される。このような構成において、濃度推定部７１の処理は、次式（３）のように求められる。
【００５６】
【数３】
0004203189.tif 000004
【００５７】
ただし、ＲＧＢおよびＣＭＹＫは８ｂｉｔで表されるものとする。
【００５８】
このようにして求められる推定濃度と上述した推定面積率とのどちから一方を階調推定方法指定部７４からの指定に応じて選択部７３により選択する。
【００５９】
その後、選択された記録階調を用いて、パルス幅選択テーブル設定部６５において上述した場合と同様にパルス幅選択テーブルが設定される。
【００６０】
第３に、複数の記録階調を設けそれぞれに参照テーブルを設けてこれを参照し、階調推定を行う場合を図３を用いて説明する。図３において、第１の階調推定部８１と、第２の階調推定部８２とは、それぞれ第１の階調推定用参照テーブル８５とこれへの設定を行う第１のテーブル設定手段８６と、第２の階調推定用参照テーブル８３とこれへの設定を行う第２のテーブル設定手段８４とを有しており、更に第１の階調推定部８１と第２の階調推定部８２との出力を受け階調推定方法指定部８８の指定に応じた一方を出力するものである。
【００６１】
ここで、第１及び第２階調推定部８１，８２は、上述した濃度推定部７１や面積率推定部７２であってもよいし、それ以外の記録階調を求めるものであってもよい。又、階調推定用参照テーブル８５，８３は、階調テーブル設定部８６，８４において、任意に設定が可能であるとする。このような構成によって、複数の階調推定部を使用の状況に応じて適宜切り換えることにより、階調再現性のより高いデジタル複写機を実現するための画像処理部を提供することが可能となる。
【００６２】
次に、図７の階調補正テーブルの生成フローチャートを用いて、階調補正テーブルを設定する手順を説明する。まず、階調補正テーブル生成用パッチ画像を出力する。パッチデータ記憶部Ｂ６３には階調補正テーブル生成用のパッチデータが予め格納されている。パッチデータは擬似中間調処理部６４に供給する８ｂｉｔの階調レベルを表しており、ＣＭＹＫ各々について、階調レベルを等間隔に変化させて得られる複数のパッチが並ぶように設定されている。パッチ画像生成部Ｂ６３ではこのパッチデータ群から階調補正テーブル生成用パッチ画像データを生成する（Ｓ３１）。パッチ画像のレイアウトイメージは図９とほぼ同様である。このパッチ画像データは擬似中間調処理部６４に供給される。擬似中間調処理部６４では、画像処理制御部５１からの制御信号により、入力としてパッチ画像生成部Ｂ６３からの画像データを選択する。パッチ画像データは擬似中間調処理（Ｓ３２）、上記設定済みパルス幅選択テーブルによるパルス幅選択（Ｓ３３）、およびスクリーン角処理が施された後（Ｓ３４）、紙上に出力される（Ｓ３５）。
【００６３】
次に、出力された階調補正テーブル生成用パッチ画像をスキャナで読み取る（Ｓ３６）。その際、画像処理制御部５１によって前処理部５２における入力γ特性を、通常設定とは異なるリニアな特性に設定変更しておく。その理由は、上記パルス幅選択テーブル生成の場合と同様である。スキャナ入力されたパッチ画像データはこの前処理５２を経てパッチデータ抽出部５３に供給される（Ｓ３７）。パッチデータ抽出部５３では、予め設定されたパッチの印刷レイアウト情報に基づいて画素データのサンプリングを行い、各パッチのＲＧＢ値を抽出する（Ｓ３８）。この際、ノイズの影響を打ち消すため、各パッチからの画素データサンプリングは１画素だけではなく多数の画素をパッチ中央から矩形状に切り出した後、ＲＧＢ各々を切り出し矩形画素数で除して平均を取るようにする（図１０）。
【００６４】
次に、抽出されたＲＧＢパッチデータからパッチ画像の記録階調を推定する（Ｓ３９）。この際に記録階調の求め方は、上述したように図２，図３の場合を含めて少なくとも３通りの方法、つまり、第１にＣＭＹＫ記録面積率を求める場合、第２に記録面積率と記録濃度との両方を求め随時これを選択する場合（図２参照）、第３に複数の記録階調を設けそれぞれに参照テーブルを設けてこれを参照し階調推定を行う場合があり、又更にこれらから部分的に方法を抽出した場合（例えば記録濃度の推定のみを行う場合）やこれらの組合せを含め多くの方法が可能となることは、パルス幅選択テーブル設定の場合と同様である。
【００６５】
最後に、階調補正テーブル設定部において、この記録階調（例えば面積率）の推定結果とパッチデータ記憶部Ｂに記憶されているパッチデータをもとに階調補正テーブルを生成する（Ｓ４１）。まず、推定面積率と８ｂｉｔ出力階調レベルの関係を（４）式に示すｎ次多項式として近似的に求める。（４）式の係数ｂk の算出には最小二乗法を用いる（Ｓ４０）。
【００６６】
【数４】
0004203189.tif 000005
【００６７】
このようにして求められる８ｂｉｔ出力階調レベルと推定面積率の関係を表す曲線の一例を図１２に示す。階調補正テーブル値の算出は、図１２における面積率の軸を２５６等分し、各分割点に対する８ｂｉｔ階調レベルを（４）式より求めることによって行う。
【００６８】
最後に、図８の色変換テーブルの生成フローチャートを用いて、色変換テーブを設定する場合を説明する。まず、色変換テーブル生成用パッチ画像を出力する（Ｓ５１）。パッチデータ記憶部Ｃには色変換テーブル生成用のパッチデータが予め格納されている。パッチデータはＣＭＹ各８ｂｉｔの面積率を表しており、面積率を等間隔に変化させたＣＭＹを組み合わせて得られる複数の色パッチが並ぶように設定されている。パッチ画像生成部Ｃではこのパッチデータ群から色変換テーブル生成用パッチ画像データを生成する。色変換テーブル生成用パッチの構成例を図１３に示す。このパッチ画像データは墨入れ部に供給される。墨入れ部では、画像処理制御部からの制御信号により、入力としてパッチ画像生成部Ｃからの画像データを選択する。パッチ画像データは墨入れ（Ｓ５２）、上記設定済み階調補正テーブルによる階調補正（Ｓ５３）、擬似中間調処理（Ｓ５４）、上記設定済みパルス幅選択テーブルによるパルス幅選択（Ｓ５５）、およびスクリーン処理が施された後（Ｓ５６）、紙上に出力される（Ｓ５７）。
【００６９】
次に、出力された色変換テーブル生成用パッチ画像をスキャナで読み取る（Ｓ５８）。その際、前処理部における入力γ特性は通常複写時の設定とする（Ｓ５９）。理由は、色変換の場合は、前処理部から供給されるＲＧＢデータ自体が入力であり、上記のように面積率を表すパッチデータからテーブル生成フローチャートを開始するため、面積率を推定する必要がないからである。スキャナ入力されたパッチ画像データはこの前処理を経てパッチデータ抽出部５５に供給される（Ｓ６０）。パッチデータ抽出部５５では、予め設定されたパッチの印刷レイアウト情報に基づいて画素データのサンプリングを行い、各パッチのＲＧＢ値を抽出する。この際、ノイズの影響を打ち消すため、各パッチからの画素データサンプリングは１画素だけではなく多数の画素をパッチ中央から矩形状に切り出した後、ＲＧＢ各々を切り出し矩形画素数で除して平均を取るようにする（図１０）。
【００７０】
最後に、色変換テーブル設定部５４において、この抽出されたパッチデータとパッチデータ記憶部Ｃに記憶されているパッチデータをもとに色変換テーブルを生成する。ＲＧＢからＣＭＹへの色変換関係式は、（５）式のマトリクス演算式として近似的に求める（Ｓ６２）。（５）式の色変換マトリクスの要素Ｄijの算出には最小二乗法を用いる。
【００７１】
【数５】
0004203189.tif 000006
【００７２】
色変換テーブル値の算出は、ＲＧＢ色空間を各座標軸に垂直に等分割し、各分割格子点のＲＧＢ座標に対するＣ，Ｍ，Ｙ値を（５）式より求めることによって行う（Ｓ６３）。
【００７３】
このとき、パルス幅選択テーブル、階調補正テーブル、色変換テーブルといった順序、すなわち、処理の自由度が低く単純なポリシーに従って決定できるテーブルを先に生成し、その後、処理の自由度が高いテーブルの生成を、既に決定したテーブルの値を考慮しながら、後で行うといった順序で、画像処理の各テーブルが生成・設定されている。これにより、パルス幅選択テーブルの生成では、例えば１６値といった限定された階調数であっても、その各レベルに対して記録面積率がリニアに変化するようにレーザー駆動パルス幅を割り当てるといった、単純で実現容易な規則に基づいてテーブルが生成される。このため、濃淡全ての領域にわたって階調の分解能を良好に保つことが可能となる。
【００７４】
このような構成により、記憶領域に格納したパッチデータに基づいて、パッチ画像データを出力し、更にこのパッチ画像データに応じて形成された読取パッチ画像をスキャナ等で読み取った読取パッチ画像データからパッチデータを抽出する。そして、このパッチデータから記録階調等を推定することにより、その機体特有の最適な階調補正を可能とする画像処理装置を提供する。さらにこの画像処理装置を用いたデジタル複写機により、良好な階調・色再現を可能とするものである。
【００７５】
また、本発明では、パルス幅選択テーブル生成および階調補正テーブル生成の際のパッチ画像スキャナ読み取り時に、パッチデータ抽出の前段にあたる前処理における入力γ特性を、通常複写時の特性からリニアな特性に切り換える画像処理制御手段を有するため、テーブル生成に必要な面積率推定を高精度で行うことができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、パッチデータから階調情報、例えば面積率や階調濃度、又これらを組み合わせ、状況に応じて選択することにより、更には階調推定を予め設けられたテーブルを参照することで、より高精度な推定処理を実現する。これにより、機体ごとの階調特性のばらつきを精緻に補正し、良好な階調・色再現を可能にするカラー画像処理装置を提供することができる。
【００７７】
又更に、このように求めた推定階調に基づき、画像処理パラメータテーブルを、パルス幅選択テーブル、階調補正テーブル、色変換テーブルの順に逐次生成するものである。これにより、画像処理フローチャートにおける複数の要所に、調整可能なパラメータテーブルを分散させることにより、個々のテーブルを比較的単純な目標または規則に則って生成することができ、良好な階調・色再現を実現するための画像処理パラメータを容易に得ることができる。
【００７８】
また、本発明では、パルス幅選択テーブル生成および階調補正テーブル生成の際のパッチ画像スキャナ読み取り時に、パッチデータ抽出の前段にあたる前処理における入力γ特性を、通常複写時の特性からリニアな特性に切り換える画像処理制御手段を有するため、テーブル生成に必要な面積率推定を高精度で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像処理部の構成を示すブロックダイアグラム。
【図２】本発明に係るパッチデータ処理部の他の構成を示すブロックダイアグラム。
【図３】本発明に係るパッチデータ処理部の他の構成を示すブロックダイアグラム。
【図４】本発明に係る画像処理部が用いられる画像形成装置の一例を示すブロックダイアグラム。
【図５】本発明を実施する際の全体の流れを表すフローチャート。
【図６】パルス幅選択テーブル生成のフローチャート。
【図７】階調補正テーブル生成のフローチャート。
【図８】色変換テーブル生成のフローチャート。
【図９】パルス幅選択テーブル生成用、および階調補正テーブル生成用パッチ画像を示す平面図。
【図１０】１個のパッチからデータをサンプリングする様子を示す説明図。
【図１１】多項式近似によって求められる面積率とパルス幅の関係の一例を示すグラフ。
【図１２】多項式近似によって求められる面積率と８ｂｉｔ階調レベルの関係の一例を示すグラフ。
【図１３】色変換テーブル生成用パッチ画像の一例を示す平面図。
【符号の説明】
３６  …  画像処理部
５１  …  画像処理制御部
５２  …  前処理部
５３  …  パッチデータ抽出部
５４  …  色変換テーブル設定部
５６  …  パッチデータ記憶部Ｃ
５７  …  パッチデータ生成部Ｃ
５８  …  色変換部
５９  …  墨入れ部
６０  …  階調補正テーブル設定部
６１  …  階調補正部（出力γ補正部）
６２  …  パッチデータ記憶部Ｂ
６３  …  パッチ画像生成部Ｂ
６４  …  擬似中間調処理部
６５  …  パルス幅選択テーブル設定部
６６  …  パッチデータ記憶部Ａ
６７  …  パルス幅選択部
６８  …  パッチ画像生成部Ａ
６９  …  スクリーン処理部
７０  …  パッチデータ処理部
【図１】
0004203189.tif 000007
【図２】
0004203189.tif 000008
【図３】
0004203189.tif 000009
【図４】
0004203189.tif 000010
【図５】
0004203189.tif 000011
【図６】
0004203189.tif 000012
【図７】
0004203189.tif 000013
【図８】
0004203189.tif 000014
【図９】
0004203189.tif 000015
【図１０】
0004203189.tif 000016
【図１１】
0004203189.tif 000017
【図１２】
0004203189.tif 000018
【図１３】
0004203189.tif 000019