(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
色補正用パターンデータを保持する記憶手段と、前記色補正用パターンデータを読み出し、印刷出力する記録手段と、この印刷出力された色補正用パターンを読み取り、読み取りパターンデータを出力する読取り手段と、この読み取りパターンデータと前記色補正用パターンデータとの色差を小さくする補正データを生成する色補正手段とを備え、前記色補正用パターンデータとして複数の色度データを含むものが用いられ、前記色補正手段は、色補正用パターンデータとこの読み取りパターンデータの各色差の誤差の総和を小さくする色補正マトリックスを最小自乗法で求めるマトリックス演算手段を有することを特徴とするカラー画像通信装置。
【請求項２】
前記マトリックス演算手段は、マトリックスの各パラメータの変動範囲内で変動する単位を大きな値に設定して色差の誤差の総和が一番小さくなるマトリックスと二番目に小さくなるマトリックスを算出し、これら２つのマトリックスの範囲内で各パラメータの変動する単位をより小さな値に設定し、再度誤差の総和が一番小さくなるマトリックスと二番目に小さくなるマトリックスを算出し、以下同様の演算を繰り返して予め定めた変動する単位での誤差の総和が一番小さくなるマトリックスの各パラメータの値を演算することを特徴とする請求項１記載のカラー画像通信装置。
【請求項３】
前記マトリックス演算手段は、前記色補正用パターンデータと前記読み取りパターンデータを明度と色度を分離して表す色座標に変換し、読み取りパターンデータについては、明度のデータは前記色補正用パターンデータの明度に置換した後、両データ間の色差の誤差の総和が小さくなるような色補正マトリックスを求めることを特徴とする請求項１記載のカラー画像通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自身で色ずれの補正を行うカラー画像通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラーファクシミリ装置等のカラー画像読み取り記録装置では装置製造時に読み取りに起因する色ずれと、記録に起因する色ずれを下記に示すような方法で独立に求め、この色ずれを補正する補正係数を求めていた。ファクシミリ装置の場合、読み取りに起因する色ずれは原稿を読み取って送信する場合に発生し、記録に起因する色ずれは受信した原稿を記録する場合に発生する。また、コピー動作のように読み取ったデータを記録する場合は、両方の色ずれが発生する。この場合読み取り、記録双方に起因する色ずれの補正係数は、それぞれの補正係数を掛け合わせてることにより、算出していた。
【０００３】
▲１▼読取部ではデータの明確なカラーパターンを読み取り、この読み取り値を数値化したデータと、予め同一のカラーパターンを基準となる読取装置で読み取り数値化したデータとを比較して色ずれを求め、その色ずれを補正する色補正係数を算出する。
▲２▼記録部では基準となるカラー数値データを用紙上に出画させ出画結果を色差計などの色を測る装置で測定し、その色ずれを求め、その色ずれを補正する補正係数を算出する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように色ずれを補正した状態でカラー画像読取り記録装置は出荷され、ユーザが使用するが、経時変化や記録媒体のばらつきなどにより色ずれが発生する。しかし装置をユーザ側に設置後はユーザまたはサービスマンが発生した色ずれを測定し、この色補正係数を求めることは困難であった。
【０００５】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、色補正用パターンデータを保持し、このデータに基づき自身で色補正係数を算出できるカラー画像通信装置を提供することを目的とする。また色補正係数を迅速に演算できるようにすることを目的とする。また色補正係数は読取りと記録の一体動作に対する補正係数と読取りと記録別々の補正係数を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のカラー画像通信装置では、色補正用パターンデータを記憶しておき、このデータを記録手段で出画し、この出画を読取り手段で読み取ってパターンデータとし、記憶してある色補正用パターンデータと比較して色ずれを補正する補正データを生成する。
【０００７】
本発明によれば、読取り手段と記録手段とを一体とした色ずれ補正係数を得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１の発明では、色補正用パターンデータを保持する記憶手段と、前記色補正用パターンデータを読み出し、印刷出力する記録手段と、この印刷出力された色補正用パターンを読み取り、読み取りパターンデータを出力する読取り手段と、この読み取りパターンデータと前記色補正用パターンデータとの色差を小さくする補正データを生成する色補正手段とを備え、前記色補正用パターンデータとして複数の色度データを含むものが用いられ、前記色補正手段は、色補正用パターンデータとこの読み取りパターンデータの各色差の誤差の総和を小さくする色補正マトリックスを最小自乗法で求めるマトリックス演算手段を有したことを特徴とする。
【０００９】
記憶手段で保持する色補正用パターンデータを記録手段で印刷出力し、この印刷出力された色補正用パターンを読取り手段で読み取る。色補正手段ではこの読み取ったデータと、記憶手段に保持した色補正用パターンデータとを比較して色ずれを求めこの色ずれを補正する補正データを生成する。色補正用パターンデータとして複数の色度データのものを用いて記録し、この記録したものの読み取りを行い、色補正手段では、各色について、保存したデータと読み取ったデータの色差の誤差の総和が最も小さくなる補正係数をマトリックスの形で最小自乗法で求める。これにより、装置自身で読取り手段と記録手段を一体とした最も色差の誤差の少ない補正係数を得ることができる。
【００１２】
請求項２の発明では、請求項１の発明で、前記マトリックス演算手段は、マトリックスの各パラメータの変動範囲内で変動する単位を大きな値に設定して色差の誤差の総和が一番小さくなるマトリックスと二番目に小さくなるマトリックスを算出し、これら２つのマトリックスの範囲内で各パラメータの変動する単位をより小さな値に設定し、再度誤差の総和が一番小さくなるマトリックスと二番目に小さくなるマトリックスを算出し、以下同様の演算を繰り返して予め定めた変動する単位での誤差の総和が一番小さくなるマトリックスの各パラメータの値を演算する。
【００１３】
補正係数を構成するマトリックスの各パラメータの変動範囲内で変動する単位をまず荒く設定して変動させ、各色差の誤差の総和が一番小さくなるマトリックスと二番目に小さくなるマトリックスを算出し、次にこれら２つのマトリックスの範囲内で各パラメータの変動する単位をより小さな値に設定し、再度誤差の総和が一番小さくなるマトリックスと二番目に小さくなるマトリックスを算出する。このような手順を複数回実施し、誤差の総和が一番小さくなるマトリックスを近似的に求める。この方法により補正係数を迅速に算出することができる。
【００１４】
請求項３の発明では、請求項１発明で、前記マトリックス演算手段は、前記色補正用パターンデータと前記読み取りパターンデータを明度と色度を分離して表す色座標に変換し、読み取りパターンデータについては、明度のデータは前記色補正用パターンデータの明度に置換した後、両データ間の色差の誤差の総和が小さくなるような色補正マトリックスを求める。
【００１５】
記憶手段に保持した色補正用パターンデータとこのデータで出画された画像パターンを読取り手段で読み取った読取パターンデータについて読取パターンデータにある値の補正係数をかけ、このかけた値と、色補正用パターンデータとの差が最小になるように補正係数を決める。色はＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色で表示され、本装置のハードウェアはこのＲ，Ｇ，Ｂで画像処理を行う。また色は明度と色度を分離して表現できる色座標（＊Ｌ＊ａ＊ｂ）で表すことができる。色補正部では、色度の補正のみを行いたい為、読取パターンデータを一端ＲＧＢ表色系から＊Ｌ＊ａ＊ｂ表色系に変換し、そのうち明度成分＊Ｌを、色補正用パターンデータの明度成分＊Ｌｉに置換した後に、両データ間の色差の誤差の総和が小さくなるような色補正マトリックスを求める。
【００２２】
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。
図１は本発明の一実施の形態の全体構成図を示す。読取り部１は原稿を読み取り電気信号に変換し、読取りデータを生成する。色補正部２はこの読取りデータまたは受信したデータの色ずれを補正する。画像処理部３は色ずれを補正したデータに明度補正を行うγ補正と２値化処理を行う。通信部５は回線を介して読取りデータを送信し、相手側からのデータの受信を行い、制御部６は全体の制御を行う。
【００２３】
図２は色補正部２、画像処理部３、制御部６の詳細な構成図である。色補正部２は、色補正用カラーパターンを読み取る時に平滑化処理を施し、色情報の読み取り精度を向上させる平滑化処理部７と、入力信号を平滑化処理部７を経由する色補正係数算出時と通常の読み取り時とを選択するセレクタ８と、３×３の線形一次変換にて色補正を行うマトリックス演算部９と、送信時、受信時およびコピー時のそれぞれに対する色補正係数を保持する補正データ蓄積部１０とからなる。画像処理部３は、明度を補正するγ補正部１１と、誤差拡散処理等により画像信号を２値化等を行う２値化処理部１２から構成される。図３はガンマー補正カーブを示す図で読取り部１の撮像素子の出力電圧を濃度信号に変換する（反射率〜濃度変換）補正カーブである。制御部６はマトリックス演算部９で算出したマトリックスの判定、ＲＧＢ系座標と明度と色度を分離して表現できる色座標（＊Ｌ＊ａ＊ｂ）との変換、色補正用カラーパターンデータの保持等を行うと共に全体を制御する。
【００２４】
以上のように構成された装置の色補正係数を算出する動作について説明する。図４、図５は色補正係数算出動作フロー図である。先に説明したように色はＲ，Ｇ，Ｂの３原色で表示され、画像処理装置のハードウェアは、このＲ，Ｇ，Ｂ系により画像処理する。また色は明度と色度を分離して表現できる色座標（＊Ｌ＊ａ＊ｂ）でも表現できる。そこで、色ずれを演算して補正係数を算出する場合、明度を一定にして色度の差だけを補正する様な補正係数を算出する。しかし、色ずれの補正係数はＲ，Ｇ，Ｂ系で処理をする装置に対して用いられるので、Ｒ，Ｇ，Ｂ系で表さなければならない。このため色差の演算は＊Ｌ＊ａ＊ｂ座標系で行い、補正係数の演算はＲ，Ｇ，Ｂ系座標系で行う。
【００２５】
図４において、制御部６では保持している複数の色補正用カラーパターンデータ（Ｒi Ｇi Ｂi ）を＊Ｌ＊ａ＊ｂ表色系に変換し、明度情報（＊Ｌi ）を取得しておく（Ｓ１）。ここで色補正用カラーパターンデータとは色ずれの補正に用いる基準となるカラーパターンを数値データとして表したもので、このデータを基準となる記録装置で出画すると、基準となるカラーパターンとなる。またこの基準となるカラーパターンを基準となる読取り装置で読み取ったデータは色補正用カラーパターンデータとなる。色ずれの補正係数とは、対象となる装置をこの基準となる記録装置、読取り装置に出来るだけ近づけるようにした値である。
【００２６】
この色補正用カラーパターンデータを記録部４より出画し（Ｓ２）、これを出画カラーパターンとする。この場合色補正部２による処理は行わないで出画される。この出画カラーパターンを読取り部１で読み取り、色情報の読取り精度を上げるため平滑化処理を施し、このデータをＲo Ｇo Ｂo とする（Ｓ３）。図１の左右に示す出画カラーパターンはこの様子を示す。次にこの読み取ったデータＲo Ｇo Ｂo の明度情報（＊Ｌ）を得るため一旦＊Ｌ＊ａ＊ｂ表色系に変換して（＊Ｌo ＊ａo ＊ｂo ）を得る。ここでこのデータの明度情報（＊Ｌo ）を元の色補正用カラーパターンデータの明度情報（＊Ｌi ）に置き換え、（＊Ｌi ＊ａo＊ｂo ）とする（Ｓ４）。色補正部では、色度のみの補正を行いたい為、読み取ったデータの明度情報を元の色補正用カラーパターンデータの明度データと置換する。
【００２７】
次にこのようにして得た（＊Ｌi ＊ａo ＊ｂo ）を再度ＲＧＢ信号に変換して（ＲchＧchＢch）を得る（Ｓ５）。これはハードウェアはＲＧＢ系で色データを処理するので、この補正係数もＲＧＢ系で算出する必要があるためである。補正係数をＲ，Ｇ，Ｂの３色に合わせ３×３のマトリックスとし次の（１）式で表す。
【００２８】
【数１】
0003761229.tif 000002
【００２９】
求めるマトリックスを（１）式のように設定すると、変数はａ〜ｆまでの６個で表される。そこでこの各変数の初期値、変動範囲、分解能（つまり各変数の大きさの単位で０．１ごとの値とか、０．０１ごとの値とかを表す）を決定する（Ｓ６）。図５において、下記に示す（２）式により変数ａ〜ｆをある値にしたマトリックスを（ＲchＧchＢch）に乗じ、（Ｒtmp Ｇtmp Ｂtmp ）を算出する（Ｓ７）。
【００３０】
【数２】
0003761229.tif 000003
【００３１】
マトリックスが色ずれを最小にする補正マトリックスとなった後、（２）式の（ＲchＧchＢch）は補正前のデータを表し、（Ｒtmp Ｇtmp Ｂtmp ）は補正後のデータを表す。次に得られた（Ｒtmp Ｇtmp Ｂtmp ）を再度＊Ｌ＊ａ＊ｂ座標に変換し、（＊Ｌtmp ＊ａtmp ＊ｂtmp ）を得る（Ｓ８）。各色毎にこのデータと基準となる色補正用カラーパターンデータ（＊Ｌi ＊ａi ＊ｂi ）との誤差を算出し、その誤差の総和ΔＥを（３）式で求める（Ｓ９）。
【００３２】
【数３】
0003761229.tif 000004
【００３３】
（３）式においてＡ＾２はＡの２乗を表しＡ＾１／２はＡの１／２乗（平方）を表す。マトリックスの変数ａ〜ｆをその変動範囲内で変更する毎にこの総和を算出し（Ｓ１１）、Ｓ７〜Ｓ１０，Ｓ１１のステップを繰り返して、マトリックス係数変動範囲内の全ての総和を計算し（Ｓ１０）、その誤差の総和ΔＥが最も小さくなる変換マトリックスの変数ａ〜ｆを求める。このマトリックスが読取り部１と記録部４の双方の補正係数、つまりコピー動作時の色補正係数となる。
【００３４】
上記説明では色補正係数を最小自乗法で算出したが、この方法だと、分解能を小さく設定すると計算時間が極めて大きくなる。例えば、各変数ａ〜ｆの範囲を−２．０〜＋２．０とし、分解能を０．０１単位と設定すると、Ｓ７〜Ｓ９の計算を４０１の６乗通り計算する必要があり、計算時間が非常に長くかかる。そこで短時間に計算する方法について説明する。
【００３５】
まず初めから最終分解能０．０１で計算せず、初めは各変数を荒く分解し（例えば０．５単位）、最小自乗法を用い、誤差の総和（ΔＥ）が最も小さくなるマトリックスＭ11と2 番目に小さくなるマトリックスＭ12を算出する（Ｓ１２）。このマトリックスＭ11，Ｍ12によって決まった変数ａ〜ｆの範囲内で、分解能を少し細かく設定し（例えば０．２単位）（Ｓ１４）、再度ΔＥが最も小さくなるマトリックスＭ21と２番目に小さくなるマトリックスＭ22とを算出する（Ｓ７〜Ｓ１２）。このようにして各変数の値が最終分解能（例えば０．０１）になるまで複数回（ｎ回）行い（Ｓ１３）、ΔＥが最も小さくなるマトリックスＭn1を算出し、これを色補正係数とする（Ｓ１５）。これにより短時間で最適な色補正係数を得ることができる。
【００３６】
上述の方法により、コピー動作時（読取り部１および記録部４の双方に起因した色ずれが発生する）の色補正係数をマトリックスの形（（１）式に示すＴ-1）で求めたが、送信時は読取り部１のみの色補正係数が必要であり、受信時には記録部４のみの色補正係数が必要となるので、これらを別々に求める必要がある。なお、読取り部１と記録部４双方の（つまりコピー時の）色補正係数をＴ-1とし、読取り部１単独の色補正係数をＲ-1，記録部４単独の色補正係数をＷ-1とすれば、次の（４）式が成立する。
Ｔ-1＝Ｗ-1×Ｒ-1    ……（４）
このためＲ-1又はＷ-1のいずれか一方が求まれば、先に求めたＴ-1とから他方も求めることができる。
【００３７】
読取り部１のみの色補正係数を求めるために、複数の色補正用カラーパタンと、この色補正用カラーパタンを基準となる読取り装置で読み取った色補正用カラーパタンデータとを用意し、このデータは予め制御部６に読み込んでおく。次に用意した色補正用カラーパタンを読取り部１で読み取り、この読み取ったデータと制御部６に読み込んだ色補正用カラーパタンデータとの誤差が最も小さくなるような読取り用の補正用マトリックスＲ-1を上記の最小自乗法により算出する。Ｒ-1が求まれば記録用の補正マトリックスＷ-1を次の（５）式により求めることができる。
Ｗ-1＝Ｔ-1×〔Ｒ-1〕-1      ……（５）
【００３８】
以上のようにしてコピー時、送信時、受信時の色補正係数を算出することができる。また別の方法として製品製作時に決定した読取り部１の色補正係数Ｒ-1と、記録部４の色補正係数Ｗ-1を用いることにより、コピー時の色補正係数Ｔ-1を用いて（５）式から他の一方を算出する。これはＲ-1，Ｗ-1のいずれかが経時変化などによる劣化の少ない場合、これを持続して使用すると共に、これを用いて（５）式により色補正係数を算出する。
【００３９】
以上の方法によりコピー動作時（Ｔ-1）、送信動作時（Ｒ-1）、および受信動作時（Ｗ-1）の色補正用マトリックスが得られ、補正データ蓄積部１０に格納される。次にこのようにして設定された色補正係数を使ってコピー動作、送信動作、受信動作を行う場合について説明する。
【００４０】
コピー動作時は、読取り部１より読み取られた原稿は、電気信号に変換され色補正部２に出力される。色補正部２ではＳel01信号により平滑化処理を施さない信号と、mod01 信号により選択され補正データ蓄積部１０より入力されるコピー動作時の色補正係数（Ｔ-1）とがマトリックス演算部９で（２）式を用いて乗算され、色ずれを補正されたデータとなって画像処理部３に出力される。画像処理部３でγ補正、２値化処理等をした後、記録部４に出力され、記録部４で印字される。
【００４１】
送信時動作は、読取り部１より読み取られた原稿は、電気信号に変換され色補正部２に出力される。色補正部２ではＳel01信号により平滑化処理を施さない信号と、mod01 信号により選択され補正データ蓄積部10より入力される送信動作時の色補正係数（Ｒ-1）とがマトリックス演算部９で（２）式を用いて乗算され、読み取り時の色ずれを補正されたデータとなって画像処理部３に出力される。画像処理部３はγ補正、２値化処理を行った後、通信部５に出力され、回線により相手側へ送信される。
【００４２】
受信時の動作は回線を介して通信部５より入力された電気信号は、色補正部２に入力され、色補正部２ではＳel01信号により平滑化処理を施さない信号と、mod01 信号により選択され補正データ蓄積部１０に蓄積された受信動作時の色補正係数（Ｗ-1）とがマトリックス演算部９で（２）式を用いて乗算され、画像処理部３へ出力される。画像処理部３でγ補正、２値化処理等を行った後記録部４へ出力され、記録部４にて印字出力される。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明は、色補正用カラーパターンデータを記憶しておき、これを記録手段から出画し、この出画を読取り手段で読み取り、この読取りデータと色補正用カラーパターンデータとの差が少なくなるような補正係数を求めることにより読取り手段と記録手段の双方の色補正係数を得ることができる。この算出は最小自乗法を用いるが色補正係数を構成するマトリックスの変数の単位（分解能）を段階的に目的とする値に近づけていくことにより、短時間にマトリックスの変数を確定し、色補正係数を得ることができる。また色補正用パターンと色補正用パターンデータを用い読取り手段で色補正用パターンを読み込んだデータと色補正パターンデータとの誤差を少なくすることにより読取り手段の色補正係数を算出することができる。また読取り手段の色補正係数と読取り手段と記録手段の双方の色補正係数とから記録手段の色補正係数を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の構成を示すブロック図
【図２】色補正部、画像処理部および制御部の詳細な構成を示すブロック図
【図３】γ補正曲線図
【図４】色補正係数算出動作フロー図
【図５】図４に続く色補正係数算出動作フロー図
【符号の説明】
１  読取り部
２  色補正部
３  画像処理部
４  記録部
５  通信部
６  制御部
７  平滑化処理部
８  セレクタ
９  マトリックス演算部
１０  補正データ蓄積部
１１  γ補正部
１２  ２値化処理部
【図１】
0003761229.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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