JPH0754964B2 - 階調補正制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は階調補正制御方法に関する。特に像成に先立っ
て行われる階調補正制御方法に関する。

［従来技術］ 従来、デイジタルプリンタでは、各画素の入力データを
電気信号のON、OFFパターンに変換し、それを白黒の２
値または中間調を加えた多値のドットパターンで出力し
て、階調を表現している。

カラープリンタでは、黄（YELLOW.以下Ｙとする）、マ
ゼンタ（MAGENTA.以下Ｍとする）、シアン（CYAN.以下
Ｃとする）の３色あるいは黒を加えた４色について、前
記同様のことを行い、カラープリントを得ている。又、
出力されたカラープリントの濃度は反射濃度計で測定さ
れ、Ｙ、Ｍ、Ｃ単色の評価にはそれぞれの補色の、青色
（BLUEVIOLET.以下Ｂとする）、緑色（GREEN.以下Ｇと
する），赤色（RED.以下Ｒとする）フィルタで測定され
た主濃度が用いられ、黒色の評価には、フィルタなし
で、測定された、白黒濃度が用いられる。しかし、入力
濃度のデータと出力プリント濃度の関係がリニアでな
く、又、各色によってベタ濃度の値も異なり、各色間の
バランスがとれていなかった。よって、色調のコントロ
ールが困難で、階調性が良くないという欠点があった。

一方、記録された画像を再度読み取り、画像データの濃
度特性を修正する技術が特開昭54−86353号公報に示さ
れ、又記録されたカラー画像を読み取り、色修正係数を
制御する技術が特開昭57−133452号公報に示されてい
る。

しかしながら、上記技術では、各色毎の最大濃度を記録
された画像に基づいて制御するという考え方がなかった
ため、各色の最高濃度値がばらつくことによるカラー画
像全体のカラーバランスのずれが生じてた。更に、あら
かじめ決められた幾つかの色相及び濃度パターンに基づ
いてマスキング係数を決定してその値を用いて色修正を
行う技術が特開昭57−198463号公報に示されているが、
上記技術では各色相においてあらかじめ決められたすべ
ての濃度パターンに対し可能な最良のマスキング係数１
つが選択されるだけなので、高濃度レベル及び低濃度レ
ベルにおいては階調性が良くないという欠点があった。

［目 的］ 以上の点に鑑み、本発明は記録剤により記録媒体上に形
成されるドット数に応じてドット専有面積を変化させて
階調表現を行う画像処理装置において像形成に先立って
行われる階調補正制御方法であって、黒色記録剤により
形成されるベタ画像の反射率及びプリント紙の反射率の
関係を各色毎のベタ画像の反射率及びプリント紙の反射
率の関係と一致させるべく前記各色毎のプリント条件の
設定を行い、その後前記黒色または色成分について反射
率からプリント濃度を算出し、前記算出されたプリント
濃度とドット占有面積との関係を得て、プリント濃度の
変化量が等間隔となるドット専有面積を選択し、前記選
択されたドット専有面積の間隔が等しくなるように前記
ドット専有面積を設定することにより、前記設定された
ドット専有面積とプリント濃度をリニアな関係に設定
し、前記設定されたドット専有面積と入力濃度データと
がリニアになるよう対応づけるものである。

上記の構成により各色の高濃度レベルにおいても階調性
及び色表現能力を良好にし、色調コントロールが容易な
階調補正制御方法を提供することを目的とする。

［実施例］ 以下図面に基づき本発明の詳細な説明をする。

単色のディジタルプリンタについて、階調性の良い画像
を得る場合の入力濃度データ、レベルナンバ（それぞれ
のレベルナンバは１つのドットパターンに対応）、プリ
ント濃度の関係を第１図に示す。第１図の（ａ）は入力
濃度データとレベルナンバ、（ｂ）はプリント濃度とレ
ベルナンバ、（ｃ）は入力濃度データ、プリント濃度の
関係がそれぞれリニアであることを示す。以上の関係の
場合、量子化誤差が小さく、階調性の良い画像が得られ
る。第１図（ｂ）の様にレベルナンバとプリント濃度と
をリニアにするには、例えばレーザビームプリンタの場
合は、ドツトパターンの形状（占有状態）とプリンタ条
件（レーザスポツト径、変調パルス幅、レーザパワー、
電位設定、現像バイアス等）とを変化させて実験し、あ
る一つのプリンタ条件の下で、多くのドツトパターンの
中から決められた数のドツトパターンをその濃度値が等
間隔に存在するように選び出すという方法をとればよ
い。具体的にはあるプリンタ条件のもとにレベルナンバ
を第２図−（ｃ）に示すように１づつ順次変化させた際
のレベルナンバとプリント濃度の関係を第２図−（ａ）
のｄとし、レベルナンバとプリント濃度の関係ｄにおい
てプリント濃度の変化量が等間隔となるドツトパターン
のレベルナンバ（第２図−（ａ）上のｏで示したレベル
ナンバ）を第２図−（ｄ）の様に選択する。（第２図−
（ａ）ｄでｏで示されたレベルナンバをレベルナンバ
４、６、７、８、10・・とする。）そして選択されたレ
ベルナンバを小さい順に並べレベルナンバを順次入力濃
度データと対応させるべくレベルナンバ４を１に、レベ
ルナンバ６を２に、同様にレベルナンバ７を３・・と設
定することによって選択されたレベルナンバの間隔を等
しくする。その結果、設定されたレベルナンバとプリン
ト濃度はリニアな関係となる。

次に３色あるいは黒を加えた４色でフルカラー表現をお
こなう場合、レベルナンバとプリント濃度の関係は、前
記第２図（ａ）−ｄ同様各色ともリニアにすることは困
難である。

更に、複数色成分を重ね合わせることによりフルカラー
画像を形成する画像処理装置においてはドットの占有面
積とプリント濃度の関係が各色別々の関係であると色調
コントロールが難しい。

そこでドットの数に応じてドット専有面積を変化させる
ことで階調表現をおこなっているデイジタルカラープリ
ンタにおいては、レベルナンバとプリント濃度の関係を
各色共通の直線に設定すれば各色のバランスがとれ、色
調コントロールも容易になる。

しかしながら前述の様に、あるプリンタ条件の下レベル
ナンバを１ずつ変化させた際のレベルナンバとプリント
濃度の関係は各色ともノンリニアでありそれぞれ色毎に
レベルナンバとプリント濃度の関係は異なる。

上記のようにノンリニアな関係であるレベルナンバとプ
リント濃度を各色共通の関係にすることは困難である。

そこで本実施例では各色いずれもレベルナンバと反射率
の関係がリニアである点を利用して、黒ベタの反射率を
基準として他の色トナーのベタの反射率を前記黒ベタの
反射率に１次変換することにより反射率とレベルナンバ
の関係を各色共通として、次いで前記黒色または色成分
について反射率からプリント濃度を算出し、前記算出さ
れたプリント濃度とレベルナンバの関係を得て、プリン
ト濃度の変化量が等間隔となるレベルナンバを選択し、
前記選択されたレベルナンバの間隔が等しくなるように
前記選択されたレベルナンバを設定することにより、前
記設定されたレベルナンバとプリント濃度をリニアな関
係に設定する。

以上の様に，選択されたドットパターンのレベルナンバ
を入力濃度データに対応させ設定し、入力濃度データと
プリント濃度との関係を各色共通の同一の直線に設定す
ることにより、各色のバランスがとれ、色調コントロー
ルも容易になる。

以下に、以上の方法についてモデルを用いて具体的に説
明する。

第３図に１画素に対応したｎ個のます目をすき間、はみ
出しのないドットで１つづつ埋めていくモデルを考え
る。ドット数ｏ〜ｎに対してレベルナンバｏ〜ｎを対応
させる（レベル数はｎ＋１個）。まず第４図のように、
分光反射率が可視域でフラットな黒色トナー（インク）
について、プリント紙（白紙）の反射率をRw、プリント
紙上黒色トナーのベタ画像の反射率をRkとすると、レベ
ルンバｉの反射率Riは、 Ri−（ｎ＝i/n）Rw＋（i/n）Rk＝Rw−（Rw−Rk）i/n
（１） （１）式のようになり、第５図のようにレベルナンバｉ
に対してリニアになっている。

レベルナンバｉのドツトの占有面積Siは、 Si＝i/n （２） であり、（１）式と（２）式より Si＝（Rw−Ri）／（Rw−Rk） （３） 更にレベルナンバｉの白黒濃度Diは Di−log 1/Ri＝−log｛Rw−（Rw−Rk）i/n｝ （４） （４）式のようになり、第６図のレベルナンバｉとは、
ノンリニアである。

次に１例として、Ｙトナーについて考える。Ｙトナー画
像の分光反射率は、第７図のようになつていて、フィル
タに応じて同じレベルナンバであっても反射率は異な
る。よって同数のレベルナンバに応じた反射率であって
も黒トナーの場合とは異なりフィルタの特性に応じて反
射率はフラツトではない。従つてある色フイルタで反射
率を測定した場合、色フィルタの分光透過率により、反
射率従つて濃度の値が変わる。Ｙトナーは、通常その補
色であるブルーフイルタで濃度を測定し、主濃度として
いるが、その値は、ブルーフイルタの分光透過率によ
り、すなわちワイドバンドであるか、ナローバンドであ
る干渉フイルタであるかなどにより変化する。上述のよ
うにレベルナンバと反射率と濃度を、ブルーフイルタの
分光透過率が変わつても、ブルーフイルタで測定したＹ
トナー画像の反射率と濃度と、レベルナンバすなわちド
ツトの占有面積との関係が一定になるようにフィルタの
分光透過率を考慮して一次変換する。

あるブルーフイルタで測定したプリント紙（白紙）の反
射率をRw、プリント紙上Ｙトナーのベタ画像の反射率を
RYとすると、レベルナンバｉの反射率Ryは、 （１）式と同様、（５）式のようになり、 Ry＝Rw−（Rw−RY）i/n （５） Ryはレベルナンバｉにリニアとなっている。レベルナン
バｉのドツトの占有面積Syは、（３）式と同じように、 Sy＝i/n,Sy＝（Rw−Ry）／（Rw−RY） （６） （６）式のようになる。

以上の（１）、（２）、（３）、（４）式と、（５）、
（６）式を比較して、レベルナンバ、ドツトの占有面
積、と反射率の関係をフィルタによらず同一にしてその
結果レベルナンバと濃度の関係をフィルタによらず同等
にするため、次のようなフィルタの分光透過率を考慮し
た一次変換で、RyをRy′に変換する。

（Rw−Ry′）／（Rw−Rk） ＝（Rw−Ry）／（Rw−RY）＝i/n （８） （８）式の一次変換により、反射率Ry′は、 Ry′＝Rw−（Rw−Rk/Rw−RY）（Rw−Ry） （10） （10）の１次変換によりブルーフィルタの分光透過率に
よらずブルーフィルタで測定したＹトナー画像の反射率
を同一のレベルナンバの黒色トナーの反射率に変換する
ことが可能となる。

また（10）は、 Ry′＝Rw−（Rw−Rk）i/n （９） （９）式のようになり、右辺は、（１）式の右辺と同一
になる。よって１次変換後の濃度Dy′（Dy′＝−log R
y′）とレベルナンバｉ、ドツトの占有面積i/nとの関係
は、フィルタによらず前記白黒濃度の場合と同一にな
る。

即ち黒色トナーとＹトナーに対するレベルナンバとプリ
ント濃度との関係は同一の関数となる。

以上のことから、他の分光透過率をもつブルーフイルタ
ともつてきてもフィルタに応じて変換係数を変えること
により反射率、レベルナンバ、ドットの占有面積の関係
は、前記フイルタの場合と同等に取り扱うことができ
る。更にＭトナー、Ｃトナーについても同様に扱うこと
が可能である。

以上、詳述したことを、反射濃度計による測定で行う方
法、手順を以下に述べる。まず、プリント紙（白紙）と
黒色トナーのベタ画像の反射率Rk,Rwを測定する。次に
例えばＹトナーの場合は、補色のブルーフイルタでプリ
ント紙の反射率がRwに、Ｙトナーのベタ画像の反射率が
Rkに等しくなるようにプリンタ条件を設定する。このプ
リンタ条件の設定によりＹトナーによりベタ画像を形成
した際に一次変換後の反射率が実現される。次に、Ｙト
ナーの中間レベルの一次変換後の反射率を設定する。な
お、Ｍトナー、Ｃトナーも同様である。又基準となる黒
色トナーのベタ画像の代りに、反射率のわかっている標
準黒チヤートを用いることも可能である。なおCPU（不
図示）に前記等の手順により、カラープリンタを制御さ
せる場合も、簡単なフローチヤート（一次変換等）で可
能である。なお、反射濃度計の色フイルタについては、
Ｙ、Ｍ、Ｃ、トナーの分光反射率とその補色のB,G,Rフ
ィルタの分光透過率とは、重なりの少ないものが良い。

以上のようにして、測定した、レベルナンバ、反射率、
占有面積の関係を各色共通な一次変換後の反射率からプ
リント濃度を算出し、前記算出されたプリント濃度とレ
ベルナンバとの関係を得て、プリント濃度の変化量が等
間隔となるレベルナンバを選択し、前記選択されたレベ
ルナンバの間隔が等しくなるように前記レベルナンバを
設定することにより、前記設定されたレベルナンバとプ
リント濃度をリニアな関係に設定することにより、階調
性がよく、各色のバランスもとれ、色調コントロールが
容易になる。

その後、入力濃度データと設定されたレベルナンバとを
リニアに対応づければ、入力濃度データと前記一次変換
結果得られた反射率に応じて決定されるプリンタ条件の
もとで表現可能な出力プリント濃度とがリニアになり、
階調性の良い画像が得られる。

また、入力濃度データとレベルナンバとをリニアから少
し動かせは、入力濃度データと出力プリントの変換濃度
との関係がリニアから少し動き、オリジナルの画像特性
や、視覚特性や、視覚特性に適応させることもできる。

以上、詳述したように、本発明の階調補正制御方法は、
近似的にドツトの占有面積で階調を表現している種々の
方式の、たとえばインクジエツト記録、レーザープリン
タ、熱転写記録などの、デイジタルカラープリンタに適
用できる。

また本発明の階調制御方法で用いた、カラーサンプルの
反射濃度の測定評価法、すなわちドツトの占有面積との
関係が各色共通になるように変換した濃度で評価する方
法は、デイジタルカラープリンタだけでなく網点の大小
で階調を表現しているカラーオフセツト印刷の分野にも
適用できる。

更に入力側の信号として、ホストコンピユータのメモリ
等から伝送（例えばＢ、Ｇ、Ｒ）されてくるものであつ
ても良い。又Ｙ、Ｍ、Ｃ及びブラツクをメモリに入れて
も良いし、デイスクにフアイルしてもよい。又、γ補正
等、一部なくて良い。さらに、他の色のトナー（イン
ク）のドツトとの重なりの変化による色相の変化などの
混色の問題についても、より定量的な検討が可能とな
る。

［効 果］ 以上の様に、本発明は、複数の色成分の各々について、
記録剤により記録媒体上に形成されるドツト数に応じて
ドツト専有面積を変化させることにより入力された画像
の階調表現を行う画像処理装置において、像形成に先立
って行われる階調補正制御方法であって、予め黒色記録
剤により形成されるベタ画像の反射率及びプリント紙の
反射率を測定し、黒以外の第１の色成分の記録剤により
形成されるベタ画像の反射率を検出し、前記第１の色成
分のベタ画像の反射率と前記プリント紙の反射率の関係
を前記黒色記録剤によって形成されるベタ画像とプリン
ト紙の反射率の関係と一致させるべく前記第１の色成分
の階調表現におけるプリンタ条件を設定し、プリンタ条
件の設定を同様に第２及び第３の色成分について繰り返
し、その後前記黒色または色成分について反射率からプ
リント濃度を算出し、前記算出されたプリント濃度とド
ット占有面積との関係を得て、プリント濃度の変化量が
等間隔となるドット専有面積を選択し、前記選択された
ドット専有面積の間隔が等しくなるように前記ドット専
有面積を設定することにより、前記設定されたドット専
有面積とプリント濃度をリニアな関係に設定し、前記設
定されたドット専有面積と入力濃度データとがリニアに
なるよう対応づけることにより色調コントロールが容易
になり階調性が良好になる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は入力濃度とレベルナンバ、第１図（ｂ）
はレベルナンバとプリント濃度、第１図（ｃ）は入力濃
度データとプリント濃度の関係（リニアな場合）を示し
た図である。 第２図は、多くのドツトパターンの中から一定数のドツ
トパターンを選び出す方法を示した図である。 第３図はドツトパターンのモデルを示した図である。 第４図は可視域における、黒色トナーの分光反射率を示
した図である。 第５図は、レベルナンバと反射率を示した図である。 第６図は、レベルナンバとプリント濃度を示した図であ
る。 第７図は、可視域におけるＹトナーの分光反射率を示し
た図である。ｎ（ｉ）はレベルナンバを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の色成分の各々について、記録剤によ
   り記録媒体上に形成されるドット数に応じてドット専有
   面積を変化させることにより入力された画像の階調表現
   を行う画像処理装置において、像形成に先立って行われ
   る階調補正制御方法であって、 予め黒色記録剤により形成されるベタ画像の反射率及び
   プリント紙の反射率を測定する第１の工程、 黒以外の第１の色成分の記録剤により形成されるベタ画
   像の反射率を検出し、前記第１の色成分のベタ画像の反
   射率と前記プリント紙の反射率の関係を前記第１の工程
   により測定されたベタ画像と前記プリント紙の反射率の
   関係と一致させるべく前記第１の色成分の階調表現にお
   けるプリンタ条件を設定する第２の工程、 前記第２の工程を第２及び第３の色成分について繰り返
   す第３の工程、 前記黒色または色成分について反射率からプリント濃度
   を算出し、前記算出されたプリント濃度とドット占有面
   積との関係を得て、プリント濃度の変化量が等間隔とな
   るドット専有面積を選択し、前記選択されたドット専有
   面積の間隔が等しくなるように前記ドット専有面積を設
   定することにより、前記設定されたドット専有面積とプ
   リント濃度をリニアな関係に設定し、前記設定されたド
   ット専有面積と入力濃度データとがリニアになるよう対
   応づける第４の工程を有することを特徴とする階調補正
   制御方法。