JPH08279919A - 画像処理装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラー画像に適正な階調補正を施すことがで
きる画像処理装置およびその方法をを提供する。 【構成】 プリンタ部の階調補正を行う場合、ステップ
S1で、予めその濃度が知られているカラーチャートを読
取り、その値を記憶する。次に、ステップS2でプリンタ
部により所定値のCMYKテストパターンを出力し、ステッ
プS3でそのテストパターンを読取る。そして、ステップ
S4で、カラーチャートの濃度値と、そのカラーチャート
を読取った値と、テストパターンを読取った値とから濃
度補正値を演算し、ステップS5で、得られた濃度補正値
を階調補正テーブルへ設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像処理装置およびその
方法に関し、例えば、カラー画像の階調を補正する画像
処理装置およびその方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディジタルカラー複写機には、プリンタ
部における環境変動・経時変動の影響を補正する仕組み
が取り入れられているが、その一つに、イメージスキャ
ナ部を測定装置として利用する自動階調補正機能があ
る。この自動階調補正は次の手順で実施される。

【０００３】(1)プリンタ部により、CMYK各色からなる
所定値のテストパターンをプリントアウトする (2)イメージスキャナ部により、そのテストパターンを
読取る (3)そのテストパターンの読取結果からプリンタ部の階
調特性を求めて、これを補正する係数あるいはテーブル
を求める (4)得られた係数あるいはテーブルをプリンタ階調補正
回路に設定する 以上の自動階調補正を行うことにより、プリンタ部の階
調特性の安定化が図られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した技術
においては、次のような問題点がある。つまり、自動階
調補正を行う場合、CMYKテストパターンの読取時に、CC
Dのカラーフィルタのばらつきによる誤差が発生する問
題がある。以下、この問題を詳細に説明する。

【０００５】図2Aは、所謂、三ラインセンサのRGB各チ
ャネルの分光感度特性を示す図である。カラー画像を忠
実に読取って色再現性が良好な画像を得ようとする場
合、検知できない波長域が生じないようにするために、
図に示すように、RGB各チャネルの分光感度特性が重な
り合う部分が生じる。従って、RGB各チャネルの分光感
度特性がある程度重なっていることを前提として信号処
理を行う必要がある。

【０００６】また、図2BはBチャネルの分光感度特性とY
テストパターンの分光反射特性を示す図で、Yのテスト
パターンはRチャネルおよびGチャネルの波長域に対して
高い反射率を示すため、RチャネルまたはGチャネルを用
いてYテストパターンの濃度を検出することはできず、
そこでBチャネルを用いて濃度を検出することになる。
しかし、同図に破線で示すように、Bチャネルの分光感
度特性、つまりBカラーフィルタの分光透過特性がばら
ついた場合、この影響によりYテストパターンの濃度検
出精度が低下し、その結果、適正な階調補正を行えなく
なる。

【０００７】本発明は、上述の問題を解決するためのも
のであり、カラー画像に適正な階調補正を施すことがで
きる画像処理装置およびその方法を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】および

【作用】本発明は、前記の目的を達成する一手段とし
て、以下の構成を備える。

【０００９】本発明にかかる画像処理装置は、その値が
既知のカラーチャートを読取った値を保持する保持手段
と、カラー画像を形成する複数の色成分からなる所定値
のパターンを読取った値と、前記保持手段に保持された
値とに基づいて、前記複数の色成分の階調を補正する補
正手段とを有することを特徴とする。

【００１０】また、カラー画像を読取ることが可能な読
取手段と、カラー画像を形成する複数の色成分からなる
所定値のパターンを出力する出力手段と、前記読取手段
によりその値が既知のカラーチャートを読取った値を保
持する保持手段と、前記読取手段により前記出力手段か
ら出力されたパターンを読取った値と、前記保持手段に
保持された値とに基づいて、前記複数の色成分の階調を
補正する補正手段とを有することを特徴とする。

【００１１】また、本発明にかかる画像処理方法は、そ
の濃度が既知のカラーチャートを読取って、その値を保
持手段に保持する第一の読取ステップと、カラー画像を
形成する複数の色成分からなる所定値のパターンを読取
る第二の読取ステップと、前記保持手段に保持された値
と、前記第二の読取ステップで読取った値とに基づい
て、前記複数の色成分の階調を補正する補正情報を演算
する演算ステップとを有することを特徴とする。

【００１２】また、カラー画像を形成する複数の色成分
からなる所定値のパターンを、所定の透過特性を備えた
光学的なフィルタ手段を付加して読取る読取ステップ
と、前記読取ステップで読取った前記パターンの値に基
づいて、前記複数の色成分の階調を補正する補正情報を
演算する演算ステップとを有することを特徴とする。

【００１３】

【実施例】以下、本発明にかかる一実施例の画像処理装
置を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、
本発明をディジタルカラー複写機などの画像処理装置に
適用する例を説明するが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、読取ったカラー画像をディスプレイやプリ
ンタなどの出力手段に出力する際に、カラー画像の階調
補正を行う画像処理装置であれば適用することができ
る。

【００１４】

【第1実施例】図1は本発明にかかる一実施例のディジタ
ルカラー複写機の構成例を示す概観図である。

【００１５】同図において、201はイメージスキャナ部
で、原稿画像を読取り、ディジタル信号処理を行う部分
である。200はプリンタ部で、イメージスキャナ部201で
読取った原稿の画像に対応する画像を記録紙にフルカラ
ープリントする部分である。

【００１６】イメージスキャナ部201において、原稿圧
板202と原稿台ガラス203の間に載置された原稿204は、
ハロゲンランプ205からの光に照射され、その反射光は
ミラー206と207に導かれ、レンズ208によりCCDで構成さ
れる三ラインセンサ210上に像を結ぶ。なお、レンズ208
には赤外光を除去する赤外カットフィルタ231が設けら
れている。

【００１７】三ラインセンサ210は、原稿204からの反射
光を色分解して、フルカラー情報のRGB信号を信号処理
部209へ送る。三ラインセンサ210の各色成分を読取るセ
ンサ列は、各々5,000個の画素から構成され、これによ
り原稿台ガラス203に載置されるA3サイズの原稿204の短
手方向297mmを400dpiの解像度で読取ることができる。
各ラインセンサには、それぞれR（レッド），G（グリー
ン），B（ブルー）のフィルタが形成されている。な
お、ハロゲンランプ205とミラー206は速度vで、ミラー2
07は速度v/2で、三ラインセンサ210の電気的走査（主走
査）方向に対して垂直（副走査）方向に機械的に移動す
ることにより、原稿204の全面を走査する。

【００１８】211は標準白色板で、三ラインセンサ210に
よって読み取られたRGBデータを補正するためのデータ
を生成するためのもので、可視光でほぼ均一の反射特性
を示す。

【００１９】信号処理部209は、画像読取動作を制御す
るCPUを含み、入力されたアナログRGB信号を処理して、
MCYKの各色成分に分解しプリンタ部200へ送る。ただ
し、信号処理部209は、イメージスキャナ部201の一回の
原稿走査に付き、MCYKの一つの色成分をプリンタ部200
へ送るので、合計四回の原稿走査により一回のプリント
アウトが完成する。

【００２０】信号処理部209から出力された画像信号
は、レーザドライバ212へ入力される。レーザドライバ2
12は、入力された画像信号に応じて、半導体レーザ素子
213を変調駆動する。半導体レーザ素子213から出力され
たレーザ光は、ポリゴンミラー214，f-θレンズ215およ
びミラー216を介して、感光ドラム217上を走査し、感光
ドラム217上に静電潜像を形成する。マゼンタ現像器21
9，シアン現像器220，イエロー現像器221および黒現像
器222は交互に感光ドラム217に接して、感光ドラム217
上に形成された潜像をトナーで現像する。現像されたト
ナー像は、記録紙カセット224または225から供給されて
転写ドラム223に巻き付けられた記録紙に転写される。

【００２１】このようにして、MCYK四色のトナー像が順
次転写された記録紙は、定着ユニット226でトナー像が
定着された後、装置外へ排出される。

【００２２】図3は本発明にかかる一実施例の画像処理
装置の画像処理部の構成例を示すブロック図で、CCDよ
り出力されたRGB画像信号を、例えば、プリンタ部のレ
ーザドライバへ供給する信号に変換するものである。

【００２３】同図において、313はCPUで、例えばワンチ
ップマイクロコンピュータなどで構成され、内蔵するRO
Mなどに予め格納されたプログラムに従って、本実施例
全体を制御する。

【００２４】301はカラーCCDリニアイメージセンサ（以
下「CCD」という）で、RGB3ラインのCCDセンサで構成さ
れ、原稿画像を読取ってRGB画像信号を出力する。302は
A/D変換器で、CCD301から出力されたアナログ画像信号
をディジタル画像信号に変換する。303はシェーディン
グ補正回路で、補正メモリ311に格納されたシェーディ
ング補正係数によって、A/D変換器302から出力された画
像信号に含まれる読取光学系で発生した光量むらおよび
CCD301の感度むらを補正する。304は画素ずれ補正回路
で、シェーディング補正回路303から出力された画像信
号に含まれる読取位置のずれを補正する。なお、この読
取位置のずれは、CCD301のRGB各ラインが副走査方向に
並んでいることによって生じるものである。305は入力
マスキング回路で、画素ずれ補正回路304から出力され
た画像信号にマトリクス演算を施して、RGB各信号の色
味を補正する。312はメモリで、入力マスキング回路305
の出力をCPU313がモニタするためのものである。

【００２５】306はLOG変換回路で、例えばテーブル変換
により、入力マスキング回路305から出力された輝度情
報のRGB画像信号を、濃度情報のCMY画像信号に変換す
る。307は黒抽出回路で、LOG変換回路306から出力され
たCMY画像信号から、例えばCMYの最小値を算出すること
により黒色成分を抽出する。308は出力マスキング回路
で、黒抽出回路307から出力されたCMYK画像信号にマト
リクス演算を施して、CMYK各信号の色味を補正する。30
9はセレクタで、出力マスキング回路308から出力された
CMYK画像信号の何れかを、プリンタ部の色成分画像の形
成順に合わせて選択することにより、面順次に色成分画
像信号を出力する。

【００２６】310はf値補正回路で、例えばテーブル変換
により、セレクタ309で選択された色成分画像信号に、
プリンタ部の濃度再現特性に基づいた補正を施す。314
はセレクタで、f値補正回路310からの画像信号とテスト
パターン発生回路315からの画像信号とを入力して、CPU
313の指示により何れかを選択し出力する。316はプリン
タ階調補正回路で、例えばテーブル変換により、セレク
タ314から出力された画像信号に、プリンタ部の階調特
性に基づいた補正を施す。

【００２７】317は操作・表示部で、LCDなどの表示部
と、キーボードやタッチパネルからなる入力部とを備
え、オペレータが装置の動作指示や動作条件を入力した
り、CPU313が装置の動作状態や動作条件などを表示した
りする。318はバックアップメモリで、例えばバッテリ
バックアップされたDRAMやSRAMからなり、設定された装
置の動作条件や画像処理パラメータなどが格納されてい
る。

【００２８】図4はCMYK標準カラーチャートの一例で、
本実施例は、プリンタ部の自動階調補正を行う際に、リ
ーダ部で読込んだこのカラーチャートの値に基づいて、
リーダ部の読取精度を補正するものである。図に示すカ
ラーチャートは、その各色成分の濃度値が予め測定され
ているか、あるいは、所定濃度になるように作成された
ものである。ここで各色成分の濃度をDco,Dmo,Dyo,Dko
とする。これらの値は、操作・表示部317からオペレー
タによって入力されるか、バックアップメモリ318に予
め格納されているので、CPU313はカラーチャートの各色
成分の濃度値を知ることができる。

【００２９】図5はプリンタ階調補正用のテストパター
ンの一例を示す図で、CMYK各色成分ごとに複数の濃度値
(D1〜Dn)を有するカラーパターンであり、テストパター
ン発生回路315によって発生されるものである。

【００３０】さて、本実施例において自動階調補正を行
う場合、CPU313は、リーダ部に図4および図5に示したカ
ラーチャートおよびテストパターンを読取らせ、その結
果から演算によりプリンタ階調補正回路316に設定する
補正値を求める。以下では、一例として、C色成分の補
正を説明する。

【００３１】入力マスキング処理をオフ（スルー）にし
て、図4に示したカラーチャートのC色部分（濃度Dco）
を読取ったRGB値をそれぞれRco,Gco,Bcoとし、図5に示
したテストパターンの濃度DiのC色部分（濃度Dci）を読
取ったRGB値をそれぞれRci,Gci,Bciとする。C色成分の
補正を行う場合、R信号によって濃度を測定することに
なるので、濃度DciのC色成分信号が入力された場合に、
式(1)に示す値のC色成分信号を出力するように、プリン
タ階調補正回路316の例えばテーブルの内容を変更する
ことにより、プリンタ部の階調を補正する。 Dci* = Dco×log(Rci / Rco) …(1)

【００３２】なお、式(1)の演算をすべての濃度（例え
ば255階調）に対して行うことは非現実的であるので、
代表的な濃度値Dciを幾つか設定し、その濃度値Dciに対
して補正濃度値Dci*を求め、その代表濃度値間は補間処
理により補正濃度値を求めるのが現実的である。

【００３３】図6は階調補正処理の手順の一例を示すフ
ローチャートで、CPU303によって実行されるものであ
る。

【００３４】ステップS1で、リーダ部により図4に示し
た標準カラーチャートを読取り、次の対応で各データを
CPU303内のワークRAMなどに記憶する。 Dco ←→ Rco Dmo ←→ Gmo Dyo ←→ Byo Dko ←→ Gko

【００３５】次に、ステップS2でプリンタ部により図5
に示したテストパターンを出力し、ステップS3でリーダ
部によりそのテストパターンを読取り、次のデータを記
憶する。 C部: Rci(i = 0〜n) M部: Gmi(i = 0〜n) Y部: Byi(i = 0〜n) K部: Gki(i = 0〜n)

【００３６】次に、ステップS4で次式により濃度補正値
を演算する。 Dci* = Dco×log(Rci / Rco) Dmi* = Dmo×log(Gmi / Gmo) …(2) Dyi* = Dyo×log(Byi / Byo) Dki* = Dko×log(Gki / Gko)

【００３７】次に、ステップS5で、得られた濃度補正値
を階調補正テーブルに設定し、代表濃度値以外の濃度補
正値は補間により求めて設定した後、処理を終了する。

【００３８】なお、図6に示した「標準カラーチャート
の読取り」「テストパターンの出力」「テストパターン
の読取り」の順番は、これに限らず、「テストパターン
の出力」「テストパターンの読取り」「標準カラーチャ
ートの読取り」の順であってもよいし、「テストパター
ンの出力」「標準カラーチャートの読取り」「テストパ
ターンの読取り」であってもよいことはいうまでもな
い。

【００３９】以上説明したように、本実施例によれば、
プリンタ部の階調を補正する処理において、CCDのRGB各
チャネルの分光感度特性、つまりカラーフィルタの分光
特特性のばらつきに起因するテストパターンの読取精度
の低下を、標準カラーチャートとの比較により補正する
ことができるので、プリンタ部の階調補正を適正に行う
ことができる。

【００４０】なお、上述では、標準カラーチャートの濃
度値は、操作・表示部317から入力するか、バックアッ
プメモリ318に予め格納されている例を説明したが、図7
に一例を示すように、各色成分の濃度値あるいは濃度に
対応する情報を、バーコードなどによりチャート上に記
録することもできる。このようにすれば、標準カラーチ
ャート読取時に、このバーコードから各色成分の濃度値
などを得ることができるので、標準カラーチャートの濃
度値を設定する作業を省略することができる上、設定時
の誤りを防止する効果もある。また、バーコードに限ら
ず、チャート上の数字を文字認識処理によって認識する
ようにしてもよい。

【００４１】

【第2実施例】以下、本発明にかかる第2実施例の画像処
理装置を説明する。なお、第2実施例において、第1実施
例と略同様の構成については、同一符号を付して、その
詳細説明を省略する。

【００４２】図8はプリンタ部の階調補正時に使用する
テストパターン読取フィルタ801の一例を示す図で、802
はCパターン読取用フィルタ、803はMパターン読取用フ
ィルタ、804はYパターン読取用フィルタ、805はフィル
タのない透明部である。図9Aから図9Cはこれらのフィル
タの分光透過特性を示す図で、各フィルタの分光透過特
性は、CCDのRGB各チャネルの分光感度特性が重なり合う
部分、つまりRGBカラーフィルタの透過特性が重畳する
波長域を除去するように組み合わされている。

【００４３】階調補正用テストパターン901を読取る
際、図10に一例を示すように、移動手段（不図示）によ
り、このテストパターン読取用フィルタ801を光路中に
挿入することによって、見掛け上、CCD210のRGB各チャ
ネルが感度をもつ波長域を狭めて、分光感度特性のばら
つきに起因する読取誤差を軽減することができる。ただ
し、図9Aから図9Cに示したように、テストパターン読取
用フィルタ801が透過する波長域は対応する色成分の分
光反射率が低い波長域であり、透過する波長域も狭くな
るので、CCD210に入力される光量が減少する。この光量
の減少分を補うために、照射光量の増加あるいはCCD210
から出力された信号の増幅率を、通常処理モードに比較
して増加させる。

【００４４】また、テストパターン読取時に、テストパ
ターン読取用フィルタ801を原稿台ガラス203上に設置
し、その上にテストパターン901を載置しても同様の効
果を得ることができる。

【００４５】以上説明したように、本実施例によれば、
プリンタ部の階調を補正する処理において、CCDのRGB各
チャネルの分光感度特性、つまりカラーフィルタの分光
透過特性のばらつきに起因するテストパターンの読取精
度の低下を、リーダ部の光路中にCCDの分光感度特性を
補正するフィルタを補正処理時だけ挿入することにより
軽減することができ、プリンタ部の階調補正を適性に行
うことができる。

【００４６】なお、本発明は、複数の機器から構成され
るシステムに適用しても、一つの機器からなる装置に適
用してもよい。

【００４７】また、本発明は、システムあるいは装置に
プログラムを供給することによって達成される場合にも
適用できることはいうまでもない。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
カラー画像に適正な階調補正を施す画像処理装置および
その方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる一実施例のディジタルカラー複
写機の構成例を示す概観図、

【図２Ａ】三ラインセンサのRGB各チャネルの分光感度
特性を示す図、

【図２Ｂ】Bチャネルの分光感度特性とYテストパターン
の分光反射特性を示す図、

【図３】本発明にかかる一実施例の画像処理装置の画像
処理部の構成例を示すブロック図、

【図４】CMYK標準カラーチャートの一例を示す図、

【図５】プリンタ階調補正用のテストパターンの一例を
示す図、

【図６】階調補正処理の手順の一例を示すフローチャー
ト、

【図７】CMYK標準カラーチャートの他の例を示す図、

【図８】本発明にかかる第2実施例のプリンタ階調補正
時に使用するテストパターン読取フィルタの一例を示す
図、

【図９Ａ】図8に示すフィルタの分光透過特性を示す
図、

【図９Ｂ】図8に示すフィルタの分光透過特性を示す
図、

【図９Ｃ】図8に示すフィルタの分光透過特性を示す
図、

【図１０】階調補正用テストパターンを読取る際に、テ
ストパターン読取用フィルタを光路中に挿入する状態例
を示す図である。

【符号の説明】

301 カラーCCDリニアイメージセンサ（CCD） 302 A/D変換器 303 シェーディング補正回路 304 画素ずれ補正回路 305 入力マスキング回路 306 LOG変換回路 307 黒抽出回路 308 出力マスキング回路 309 セレクタ 310 f値補正回路 313 CPU 314 セレクタ 315 テストパターン発生回路 316 プリンタ階調補正回路 317 操作・表示部 318 バックアップメモリ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その値が既知のカラーチャートを読取っ
   た値を保持する保持手段と、 カラー画像を形成する複数の色成分からなる所定値のパ
   ターンを読取った値と、前記保持手段に保持された値と
   に基づいて、前記複数の色成分の階調を補正する補正手
   段とを有することを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 カラー画像を読取ることが可能な読取手
   段と、 カラー画像を形成する複数の色成分からなる所定値のパ
   ターンを出力する出力手段と、 前記読取手段によりその値が既知のカラーチャートを読
   取った値を保持する保持手段と、 前記読取手段により前記出力手段から出力されたパター
   ンを読取った値と、前記保持手段に保持された値とに基
   づいて、前記複数の色成分の階調を補正する補正手段と
   を有することを特徴とする画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記読取手段はカラーフィルタを備えた
   CCDセンサを有することを特徴とする請求項2に記載され
   た画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記出力手段はCMYまたはCMYK色成分で
   カラー画像を形成することを特徴とする請求項2に記載
   された画像処理装置。
5. 【請求項５】 前記補正手段は、前記カラーチャートの
   既知の値と、そのカラーチャートを読取った値と、前記
   パターンを読取った値とに基づいて階調補正を行うこと
   を特徴とする請求項1または請求項2に記載された画像処
   理装置。
6. 【請求項６】 前記カラーチャートには、前記既知の値
   が表示され、前記読取手段によりその既知の値を読取り
   可能にしたことを特徴とする請求項2に記載された画像
   処理装置。
7. 【請求項７】 カラー画像を形成する複数の色成分から
   なる所定値のパターンを読取る際に使用する光学的なフ
   ィルタ手段と、 前記フィルタ手段を使用して読取った前記パターンの値
   に基づいて前記複数の色成分の階調を補正する補正手段
   とを有することを特徴とする画像処理装置。
8. 【請求項８】 カラー画像を読取ることが可能な読取手
   段と、 カラー画像を形成する複数の色成分からなる所定値のパ
   ターンを出力する出力手段と、 前記読取手段により前記出力手段から出力されたパター
   ンを読取る際に使用する光学的なフィルタ手段と、 前記フィルタ手段を使用して読取った前記パターンの値
   に基づいて前記複数の色成分の階調を補正する補正手段
   とを有することを特徴とする画像処理装置。
9. 【請求項９】 前記読取手段はカラーフィルタを備えた
   CCDセンサを有することを特徴とする請求項8に記載され
   た画像処理装置。
10. 【請求項１０】 前記フィルタ手段は、前記読取手段に
    備わる複数のカラーフィルタの透過特性が重畳する波長
    域を除去することを特徴とする請求項9に記載された画
    像処理装置。
11. 【請求項１１】 その濃度が既知のカラーチャートを読
    取って、その値を保持手段に保持する第一の読取ステッ
    プと、 カラー画像を形成する複数の色成分からなる所定値のパ
    ターンを読取る第二の読取ステップと、 前記保持手段に保持された値と、前記第二の読取ステッ
    プで読取った値とに基づいて、前記複数の色成分の階調
    を補正する補正情報を演算する演算ステップとを有する
    ことを特徴とする画像処理方法。
12. 【請求項１２】 カラー画像を形成する複数の色成分か
    らなる所定値のパターンを、所定の透過特性を備えた光
    学的なフィルタ手段を付加して読取る読取ステップと、 前記読取ステップで読取った前記パターンの値に基づい
    て、前記複数の色成分の階調を補正する補正情報を演算
    する演算ステップとを有することを特徴とする画像処理
    方法。