(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO2013099007
(43)【国際公開日】20130704
【発行日】20150430
(54)【発明の名称】データ生成方法及びデータ生成装置
(51)【国際特許分類】
   H04N 1/46 20060101AFI20150403BHJP
   B41J 29/46 20060101ALI20150403BHJP
   B41J 2/52 20060101ALI20150403BHJP
   B41J 2/525 20060101ALI20150403BHJP
   H04N 1/60 20060101ALI20150403BHJP
   G06T 1/00 20060101ALI20150403BHJP
   G06F 3/12 20060101ALI20150403BHJP
   B41J 2/01 20060101ALI20150403BHJP
【FI】
   !H04N1/46 Z
   !B41J29/46 A
   !B41J3/00 A
   !B41J3/00 B
   !H04N1/40 D
   !G06T1/00 510
   !G06F3/12 L
   !B41J2/01 451
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】25
【出願番号】2013551141
(21)【国際出願番号】JP2011080454
(22)【国際出願日】20111228
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KM,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VC,VN
(71)【出願人】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
【住所又は居所】東京都大田区下丸子3丁目30番2号
(74)【代理人】
【識別番号】100126240
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 琢磨
(74)【代理人】
【識別番号】100124442
【弁理士】
【氏名又は名称】黒岩 創吾
(72)【発明者】
【氏名】大曲 勇気
【住所又は居所】東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノン株式会社内
(72)【発明者】
【氏名】浦谷 充
【住所又は居所】東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノン株式会社内
(72)【発明者】
【氏名】石田 祐樹
【住所又は居所】東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノン株式会社内
(72)【発明者】
【氏名】檜山 豊
【住所又は居所】東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノン株式会社内
(72)【発明者】
【氏名】大林 正明
【住所又は居所】東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノン株式会社内
【テーマコード(参考)】
2C056
2C061
2C262
5B057
5C077
5C079
【Fターム(参考)】
2C056EA11
2C056EB27
2C056EE01
2C061AR01
2C061KK18
2C061KK26
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2C061KK32
2C262AA02
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2C262AB07
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2C262AC01
2C262BC05
2C262BC19
5B057CA01
5B057CA08
5B057CA12
5B057CA16
5B057CB01
5B057CB08
5B057CB12
5B057CB16
5B057CE17
5B057CH07
5B057DC25
5C077LL19
5C077MM27
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5C077RR19
5C079HB01
5C079HB03
5C079HB08
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5C079LA02
5C079LA10
5C079LB01
5C079MA10
5C079NA03
5C079NA29
(57)【要約】
従来のキャリブレーションパッチは、L空間におけるインク単色の軌跡の全長に基づいて、各パッチ間の距離が均等になるようにパッチの階調値を決定していたため、階調の変化に伴って測色値が非線形に変化する領域において補間精度が低くなっていた。
本発明によれば、階調の変化に伴って測色値が非線形に変化する領域において密にパッチを配置するようにカラーキャリブレーションに用いるパッチの階調値を決定することで、測色値が非線形に変化する領域における補間精度を向上させることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
カラーキャリブレーションに用いるM(Mは自然数)個の階調値に対応する補正用パッチを記録するためのパッチ記録用データを生成するためのデータ生成方法であって、
N(Nは自然数、且つ、M<N)階調の濃度に対応するN個のパッチを記録する記録工程と、
前記N階調の中から選択されたL(Lは自然数、且つ、3≦L≦N)個の階調値のそれぞれに対し、前記L個の階調値のうち第1階調、第2階調、第3階調の順に連続する3階調であって、前記第1階調の測色値に対する前記第2階調の測色値の差を複数のパラメータを用いて表現する第1ベクトルと、前記第2階調の測色値に対する前記第3階調の測色値の差を前記複数のパラメータを用いて表現する第2ベクトルと、に基づいて算出した前記第1ベクトルの単位ベクトルと前記第2ベクトルの単位ベクトルとの差ベクトルの絶対値を用いて、補正係数を算出する第1算出工程と、
前記第1算出工程において算出した前記L個の補正係数に基づいて、測色値を補正するための補正係数を前記N個の測色値それぞれに対応させて算出する第2算出工程と、
前記第2算出工程において算出した前記N個の補正係数を用いて、前記N階調の各階調間の測色値の色差を補正し、前記N階調に対応する前記N個の補正値を生成する生成工程と、
前記N個の補正値に基づいて、前記N階調の中から前記補正用パッチの階調値として前記M個の階調値を決定する決定工程と
を備えることを特徴とするデータ生成方法。
【請求項2】
前記L個の補正係数は、対応する前記絶対値が大きいほど大きい値であることを特徴とする請求項1に記載のデータ生成方法。
【請求項3】
前記決定工程において、前記M個の階調値は、連続する2つの階調間の前記補正値の合計がそれぞれ略等しくなるように決定されることを特徴とする請求項1または2に記載のデータ生成方法。
【請求項4】
前記N階調の中から選択される前記L個の階調値は、前記N階調のうち1階調異なる2つの階調に対応する2つの前記測色値の色差を算出し、前記L個の階調値のうち隣り合う2つの階調値の間の前記測色値の色差の合計がそれぞれ略等しくなるように選択された値であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のデータ生成方法。
【請求項5】
前記測色値は均等色空間であるCIE−Lab空間において表現される値であり、前記複数のパラメータはそれぞれL、a、bに対応し、前記色差は前記CIE−Lab空間における距離であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のデータ生成方法。
【請求項6】
前記N個の補正係数は、前記L個の階調値のうち対応する前記絶対値が大きい階調値の周囲の階調であって前記N階調に対応する階調に対しては大きい値となり、前記絶対値が小さい階調値の周囲であって前記N階調に対応する階調に対しては小さい値となることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のデータ生成方法。
【請求項7】
前記算出工程において、前記N個の補正係数は、前記L個の階調値に基づいて前記L個の補正係数を補間演算することにより算出することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のデータ生成方法。
【請求項8】
前記N個のパッチをそれぞれ測色した前記N個の測色値は、前記複数のパラメータをそれぞれ正規化処理した値であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のデータ生成方法。
【請求項9】
前記Lは、前記Mと等しい数であることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のデータ生成方法。
【請求項10】
カラーキャリブレーションに用いるM(Mは自然数)個の階調値に対応する補正用パッチを記録するためのパッチ記録用データを生成するためのデータ生成装置であって、
N(Nは自然数、且つ、M<N)階調の濃度に対応するN個のパッチを記録する記録手段と、
前記N個のパッチをそれぞれ測色して前記N個の測色値を得る測色手段と、
前記N個の測色値に基づいて前記N階調の中から選択されたL(Lは自然数、且つ、3≦L≦N)個の階調値のそれぞれに対し、前記L個の階調値のうち第1階調、第2階調、第3階調の順に連続する3階調であって、前記第1階調の測色値に対する前記第2階調の測色値の差を複数のパラメータを用いて表現する第1ベクトルと、前記第2階調の測色値に対する前記第3階調の測色値の差を前記複数のパラメータを用いて表現する第2ベクトルと、に基づいて算出した前記第1ベクトルの単位ベクトルと前記第2ベクトルの単位ベクトルとの差ベクトルの絶対値を用いて、補正係数を算出する第1算出手段と、
前記第1算出手段により算出した前記L個の補正係数に基づいて、測色値を補正するための補正係数を前記N個の測色値それぞれに対応させて算出する第2算出手段と、
前記第2算出手段により算出した前記N個の補正係数を用いて、前記N階調の各階調間の測色値の色差を補正し、前記N階調に対応する前記N個の補正値を生成する生成手段と、
前記N個の補正値に基づいて、前記N階調の中から前記補正用パッチの階調値として前記M個の階調値を決定する決定手段と
を備えることを特徴とするデータ生成装置。
【請求項11】
カラーキャリブレーションに用いるM(Mは自然数)個の階調値に対応する補正用パッチを記録するためのパッチ記録用データを生成するためのデータ生成方法であって、
N(Nは自然数、且つ、N>M)階調の濃度に対応するN個のパッチを記録する記録工程と、
前記N個のパッチをそれぞれ測色した前記N個の測色値に基づいて、測色値を補正するための補正係数を前記N個の測色値それぞれに対応させて算出する算出工程と、
前記算出工程において算出した前記N個の補正係数を用いて前記N階調の各階調間の測色値の色差を補正し、前記N階調に対応する前記N個の補正値を生成する生成工程と、
前記N個の補正値に基づいて、前記N階調の中から前記補正用パッチの階調値として前記M個の階調値を決定する決定工程と
を備え、
前記算出工程は、前記N階調のそれぞれに対し、前記N階調のうち第1階調、第2階調、第3階調の順に連続する3階調であって、前記第1階調の測色値に対する前記第2階調の測色値の差を複数のパラメータを用いて表現する第1ベクトルと、前記第2階調の測色値に対する前記第3階調の測色値の差を前記複数のパラメータを用いて表現する第2ベクトルと、に基づいて算出した前記第1ベクトルの単位ベクトルと前記第2ベクトルの単位ベクトルとの差ベクトルの絶対値を用いて前記N個の前記補正係数を算出することを特徴とするデータ生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像を記録する記録装置のカラーキャリブレーションに用いるパッチ記録用データを生成するデータ生成方法、及び、データ生成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
カラープリンタ等の画像記録装置において印刷を行う場合、機種の個体差や経時変化、温度・湿度等の環境条件により、印刷した記録物の色味にばらつきが発生することがある。このような理由により、例えば、インクジェットプリンタにおいては、上述の環境条件に応じてインク吐出量が変化し、色味のばらつきが発生する。また、電子写真プリンタにおいては、上述の環境条件に応じて感光ドラムへの帯電率が変化し、色味のばらつきが発生する。このような色味のばらつきを補正するために、カラープリンタの出力γ補正処理やカラーマッチングおよび色分解での色変換処理におけるパラメータを再生成して更新することにより、カラーキャリブレーションを行うことが知られている。
【0003】
このようなカラーキャリブレーションのために印刷するパッチチャートに関して、従来、限られたパッチ数で高い補正精度を得るための方法が提案されている。特許文献1には、キャリブレーション用パッチチャートのパッチの階調値を決定する方法が開示されている。詳しくは、均等色空間であるCIE−L空間上のインク軌跡の総距離(各階調間のΔEの合計)を算出し、隣り合う階調のパッチ間の距離が均等になるように各パッチの階調を決定する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2006−237987号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載の方法では、パッチ間の測色値を補間する際に、ある特定の領域において補間誤差が大きくなるという課題があった。この領域とは、インク単色の各階調に対応する測色値の軌跡が、L色空間において大きく曲線を描き、非線形に変化する領域である。つまり、パッチ階調を均等に決定した場合、各階調間の測色値の色相の変化が大きいため、補間誤差が大きくなってしまう。
【0006】
本発明は、上記課題に鑑み、少ないパッチ数でカラーキャリブレーションを行う場合であっても、測色値が非線形に変化し、色相の変化が大きな領域においても補間精度を低下させずにカラーキャリブレーションを実行するためのパッチ階調値の決定方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
このような課題を鑑み、請求項1に記載の発明は、カラーキャリブレーションに用いるM(Mは自然数)個の階調値に対応する補正用パッチを記録するためのパッチ記録用データを生成するためのデータ生成方法であって、N(Nは自然数、且つ、M<N)階調の濃度に対応するN個のパッチを記録する記録工程と、前記N階調の中から選択されたL(Lは自然数、且つ、3≦L≦N)個の階調値のそれぞれに対し、前記L個の階調値のうち第1階調、第2階調、第3階調の順に連続する3階調であって、前記第1階調の測色値に対する前記第2階調の測色値の差を複数のパラメータを用いて表現する第1ベクトルと、前記第2階調の測色値に対する前記第3階調の測色値の差を前記複数のパラメータを用いて表現する第2ベクトルと、に基づいて算出した前記第1ベクトルの単位ベクトルと前記第2ベクトルの単位ベクトルとの差ベクトルの絶対値を用いて、補正係数を算出する第1算出工程と、前記第1算出工程において算出した前記L個の補正係数に基づいて、測色値を補正するための補正係数を前記N個の測色値それぞれに対応させて算出する第2算出工程と、前記第2算出工程において算出した前記N個の補正係数を用いて、前記N階調の各階調間の測色値の色差を補正し、前記N階調に対応する前記N個の補正値を生成する生成工程と、前記N個の補正値に基づいて、前記N階調の中から前記補正用パッチの階調値として前記M個の階調値を決定する決定工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、カラーキャリブレーションで用いるパッチチャートの階調値を適切に決定してパッチチャート用データを生成することで、パッチ数が少ない場合であっても補間誤差が小さい、高精度なキャリブレーションを実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明を適用可能な印刷システムの制御構成を説明する図である。
【図2】記録装置における印刷処理フローを示す図である。
【図3】パッチ階調値を決定するための処理のフローを示す図である。
【図4】測色器によりパッチチャートを測定する様子を示す図である。
【図5A】各インク色のL色空間における測色値の一例を示す図である。
【図5B】各インク色のL色空間における測色値の一例を示す図である。
【図5C】各インク色のL色空間における測色値の一例を示す図である。
【図6】各階調の測色値からΔE均等パッチを決定する過程で算出される値を示す図である。
【図7】仮決定したパッチ階調値を修正し、パッチ階調値を決定する処理の流れを示す図である。
【図8A】3つの測色値から評価値Xを算出する流れを説明するための図である。
【図8B】3つの測色値から評価値Xを算出する流れを説明するための図である。
【図9】ΔE均等パッチの測色値から補正係数Iを求める過程で算出される値を示す図である。
【図10】階調値に対する補正係数Iの値の変化を示す図である。
【図11】修正パッチを決定する過程で算出される値を示す図である。
【図12】修正後階調値とL値を示す図である。
【図13A】256階調、ΔE均等パッチ、修正パッチの測色値をa平面、a平面、b平面に投影した例を示す図である。
【図13B】256階調、ΔE均等パッチ、修正パッチの測色値をa平面、a平面、b平面に投影した例を示す図である。
【図13C】256階調、ΔE均等パッチ、修正パッチの測色値をa平面、a平面、b平面に投影した例を示す図である。
【図14】プリンタの概要を示す図である。
【図15】ブラックインクに対応する測色値に行う正規化処理を説明する図である。
【図16A】ブラックインクにおいて比較例と本発明とを説明する図である。
【図16B】ブラックインクにおいて比較例と本発明とを説明する図である。
【図17】正規化処理を実行した場合と実行しない場合とを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例1】
【0011】
<システムの概略構成>
図1は、カラーキャリブレーションにおける各インク色のパッチ階調値を決定するための印刷システムの制御構成を説明する図である。印字装置としてのプリンタ10には、情報処理装置としてモニター、キーボード、マウス、PC本体などから構成されるパーソナルコンピュータ(以下、単に「PC」と呼ぶ)11が接続されている。また、PC11には、測色手段としての測色器12が接続されている。この測色器は、照射した光の反射光をセンサにより受光し、対象となる原稿の反射光の強度から分光反射率を測定し、均等色色空間であるCIE−L色空間における値であるL値に変換する変換処理を行う。本実施例において、プリンタ10はインクジェット方式のプリンタを使用した例を挙げるが、例えば電子写真方式のプリンタであってもよい。
【0012】
図14は、プリンタ10の概要を示す図である。プリンタ10の印刷部101は、キャリッジおよびプリントヘッドにより構成されている。図示しないインクタンクからプリントヘッドに供給されたインクを記録媒体表面上に吐出しながら、図のX方向へのキャリッジの移動(走査)と、図のY方向への記録媒体の搬送とを行いながら、画像を記録する。
【0013】
PC11は、プリンタ10および測色器12の制御に関して種々の処理を行う。PC11は、操作部111、演算部112、作業メモリ113、記憶装置114、データ入出力装置115、表示部116から構成される。ユーザーインターフェースとなる(以下、UIと呼ぶ)操作部111は、キーボードやマウス等の入力・I/F機器を含む。表示部116は、ディスプレイ等の表示装置である。記憶装置114は、ハードディスク等の記憶装置であり、後述するパッチ階調値を決定するためのプログラムやカラーキャリブレーションを実行するためのプログラム、PC11上で作成された印刷データやプリンタドライバ等のアプリケーションを記憶している。演算部112は、記憶装置114に格納されたプログラムに従い、プリンタ10および測色器12を制御するための処理を実行する。作業メモリ113は、その処理を実行する際のワークエリアとして用いられる。
【0014】
通常、PC11において種々のアプリケーションによって処理された文書や画像は、プリンタドライバを介してプリンタ10にて出力させることができる。例えば、PC11におけるプリントアプリケーションによって処理された画像等について所定の画像処理を行い、印刷データとしてプリンタドライバへ送出する。プリンタドライバは、印刷データをプリンタで用いるインク色(例えばCMYK)などに色変換し、さらにハーフトーン処理を施して、プリンタ10へ出力する。プリンタ10は、PC11から受信したハーフトーン処理後のデータを記録媒体上に出力する。また、PC11は測色器12を制御可能であり、測色処理を実行してプリンタ10が記録した記録物の測色結果を取得することができる。
【0015】
<カラーキャリブレーション>
カラー画像を出力するプリンタ等の画像記録装置においては、機種の個体差や経時変化、温度・湿度等の環境条件により記録物の色味にばらつきが発生する。このばらつきを補正するために、カラーキャリブレーションを実行する必要がある。
【0016】
図2は、カラーキャリブレーション機能を持つインクジェットプリンタにおける印刷処理のフローを説明する図である。この印刷処理は、図1の記憶装置114に保存されたプリンタドライバおよびカラーキャリブレーションプログラムによって実行される。カラーマッチング処理部201は、3次元ルックアップテーブル(以下3D−LUT)を用いて、入力されたRGB値を装置固有のRGB値に変換する処理を行う。色分解処理部202は、3D−LUTを用いて、装置固有のRGB値をプリンタで使用されるインク色に対応する信号値に変換する処理を行う。出力γ補正処理部203は、1次元ルックアップテーブル(1D−LUT)である出力γ補正テーブルを用いて、各インク色の信号値に対して出力γ補正処理を行う。補正された各インク色に対応する信号値は、ハーフトーン処理部204において公知の2値化手段により2値化され、印刷用データとしてプリンタエンジンに送られる。なお、本実施例においてはPC11で色変換処理、ハーフトーン処理およびカラーキャリブレーション処理を実行するが、これらの処理をプリンタ10内で実行する構成であってもよい。
【0017】
本願発明は、カラーキャリブレーション処理を行うためのカラーキャリブレーション用チャートのデータを生成するデータ生成方法に関する発明である。そのためには、チャートに印刷するパッチ階調値を決定する必要がある。まず前段階として、印刷部101を用いてパッチチャート(補正用パッチチャート)を印刷する。このパッチチャートには、インク色毎に複数の補正用パッチが含まれ、この複数のパッチは複数の階調値にそれぞれ対応している。各パッチの階調値は、後述の方法によって決められる階調値である。次に、測色器12を用いて、このパッチチャートを測色する。測色された値(測色値)は、所定の形式にて記憶装置114に記憶される。そして、補正値算出部205において、あらかじめ記憶装置に記憶されている目標色を示す目標値(本実施例では、L値)と、パッチチャートを測色して得られた測色値とから、補正値を算出する。そして、算出された補正値に基づき、目標とする特性を得るための1次元の補正LUTを生成する。この補正LUTを用いて、図2で述べた出力γ補正処理部203において用いる出力γ補正テーブルを補正する。このように、画像データに対してカラーキャリブレーションが適用された出力γ補正処理を行うことができる。この出力γ補正テーブルを補正する処理は、補正適用部206において、補正前の出力γ補正テーブルが有する各出力値を補正LUTに入力し、出力された値を補正後の出力γ補正テーブルの出力値とする。つまり、補正された出力γ補正テーブルは、補正前の出力γテーブルの入力値に対し、補正前の出力γテーブルの出力値に対して補正LUTを適用した値を出力値とするテーブルである。このテーブルを用いることで、出力γ補正処理部203においてカラーキャリブレーションが適用された出力γ補正処理を画像データに対して実行することができる。
【0018】
<パッチ階調値の決定>
次に、図3〜13を用いて、本発明の特徴である、カラーキャリブレーションで使用するパッチチャートの各パッチの階調値を決定する方法について説明する。パッチチャートの各パッチの階調値を決定する処理は、記憶装置114に記憶されているパッチ階調値を決定するためのプログラムを起動し、実行することにより行われる。
【0019】
ここで比較例として、前述の特許文献1に記載の方法について説明する。特許文献1には、256階調の測色値のL値の差(色差)の合計に基づいて、各パッチ間のL値の差が均等となるように選択することが記載されている。そして、各パッチの間の階調に対しては、線形補間により補正値を決定しているが、各インクが表現する色の特性によって補間誤差が大きくなり、カラーキャリブレーション精度が低下するという課題がある。この課題について、図5A、5B、5Cを用いて説明する。
【0020】
図5A〜5Cは、各インク色を用いて記録した記録物の測色値をCIE−L色空間に投影し、各値を結んだグラフである。図5Aは、各測色値をa平面に投影した図、図5Bは、各測色値をa平面に投影した図、図5Cは、各測色値をb平面に投影した図である。各インク色のグラフは、単位領域あたりに付与するインク量が多くなるほどL値が低くなるような軌跡を辿る。従って、図5B及び5Cは、L軸を図の縦方向に取っているため、各インク色のグラフの上から下に向かってインクの付与量が増える。つまり、グラフの上部は低階調であり、グラフの下部は高階調である。
【0021】
ここで、シアンインク(C)の測色値を結んだグラフでは、階調値が高い領域、すなわち単位領域あたりに付与するインク量が多い領域において、L色空間における測色値の軌跡が大きく曲がっていることがわかる。この曲線形状の測色値の軌跡を持つインク色に対して前述の特許文献1に記載の方法でキャリブレーションを実行した場合、大きく曲がる領域における色相の変化が大きいため、パッチ間の補間誤差が大きくなってしまうのである。
【0022】
これに対し本願発明は、色相の変化が大きく補間誤差が生じやすい領域においてパッチが多く記録されるように各パッチの階調値を選択する。これにより、少ないパッチ数であっても、補間誤差を低減することができる。
【0023】
図3は、本願発明の各パッチの階調値を決定する処理を示すフローである。まず、ステップS301〜S307の工程において、0〜255の256階調の中から、隣接するパッチ間の色差(ΔE)が均等となるようにパッチ階調値を仮決定する。そして、ステップS308において、仮決定した階調値を修正することにより、キャリブレーション用パッチの階調値を決定する。このS308の処理の詳細は、図7を用いて説明する。以下、図3及び図7を参照しながら処理の流れを説明する。
【0024】
(S301 単色パッチチャートの印刷)
まず、ステップS301において、各インク色の256階調(0〜255)の色に対応する256個のパッチを含むパッチチャートを印刷する。ここでは、シアン(C)、マゼンタ(M),イエロー(Y)、ブラック(K)、ライトシアン(Lc)、ライトマゼンタ(Lm)、グレー(Gy)の7色のインクについて、それぞれ256階調のパッチチャートを記録媒体に印刷する。
【0025】
(S302 パッチチャートの測色)
次に、ステップS302において、測色器12を用いて、各色256階調のパッチチャートを測色し、各階調値に対応するパッチの測色値を得る。
【0026】
図4は、測色器12を用いてパッチチャートを測色する様子を表した図である。40は印刷されたパッチチャート、41はパッチ、42は測色器キャリッジ、43は測色ヘッド、44はステージ、45はレールである。測色ヘッド43が取り付けられた測色器キャリッジ42はレール45に沿って主走査方向に移動し、レール45は副走査方向にステージ44上を移動する。パッチの測色は測色ヘッド43によって行われ、デバイスに依存しない均等色色空間であるCIE−L色空間の測色値を得る。このとき、記録媒体表面上の位置の違いやインク吐出時のわずかな変動等により、測色値にばらつきが生じることがある。これに対しては、測色値を得た後に、移動平均法等により測色値の平滑化(スムージング処理)を実行することが望ましい。
【0027】
次に、ステップS303〜S307において、0〜255の256階調の中からキャリブレーション用パッチチャートの各パッチの階調値を仮決定する工程について説明する。図6は、シアンインクを用いて記録した256階調のパッチの測色値と、この測色値に基づいてCIE−L色空間における距離(色差)が均等となるΔE均等パッチを仮決定する過程で算出される値を示す表である。
【0028】
(S303 測色値の正規化)
ステップS303では、測色値の正規化処理を行う。正規化処理とは、0〜255の各階調に対応するL色空間上の測色値を、L軸、a軸、b軸のそれぞれの軸に対して、最小値が0、最大値が1となるように変換する処理である。つまり、256階調の各測色値において、L値の最大値、a値の最大値、b値の最大値を求め、各軸の最大値が1となるように各値を変換したものである。L、a、bの各値が0〜1の間の値となるように変換することで、各測色値は1辺の長さが1である立方体の内部に含まれる値となる。図6において、L列、a列、b列は、正規化処理前の測色値であり、L’列、a’列、b’列は、正規化処理後の値である。
【0029】
尚、この正規化処理を実行せずに、以後の処理でパッチ階調値を決定しても構わないが、特に、ブラックインク(K)やグレイインク(Gy)等の無彩色のインクは有彩色インクよりも補間誤差が生じやすいため、正規化処理を実行することが望ましい。この理由について、以下に詳しく説明する。
【0030】
図5A〜Cにおいて、KやGy等の無彩色インクの測色値を結んだグラフは、L値の変動が大きく、a値、b値の変動が非常に小さい。しかし、高濃度部においてはL値の変動が非常に小さく、L値の変動に対してa値及びb値の変動の割合が大きくなる。そのため、以後の処理で色差ΔEが均等になるように各パッチのパッチ階調値を仮決定すると、高階調部(高濃度部)の階調値の変化幅が非常に大きくなるため、高濃度部の補間誤差が大きくなってしまう。
【0031】
ここで、図15はブラックインク(K)の正規化処理を説明するための図である。2本のグラフは、図5Cと同様に256階調の測色値をb平面に投影して結んだグラフ(256階調正規化前)と、それを正規化したグラフ(256階調正規化後)である。正規化前のグラフを見ると、高階調部(図中下部)において各階調間の色差が非常に小さいことがわかる。従って、正規化処理を行わずに色差ΔEが均等になるようにパッチ階調値を選択した場合、高階調部では細かく測色値を取る必要があるにも関わらず、パッチの間隔が大きくなるため、キャリブレーション精度が低下してしまう可能性がある。一方、各軸に対して1以下の値となるように正規化処理を行うことで、図に示すように、高階調部(図中下部)の間隔が広がり、正規化処理後の測色値を用いて色差が均等なパッチ階調値を選択することで、高階調部のパッチ数を増やすことができる。
【0032】
尚、本実施例では全てのインク色に対して正規化処理を行ったが、前述したように補間誤差の生じやすいKやGy等の無彩色インクの測色値のみに正規化処理を行ってもよい。
【0033】
尚、この正規化処理は、0〜255の256階調の中から、キャリブレーションチャートのM個のパッチ階調値を適切に選択するために行う処理であり、実際にキャリブレーションを実行するときには行われない。このステップS303以降の処理では、S302で得た測色値を正規化処理した値を「測色値」と呼ぶが、実際にキャリブレーションチャートを記録する際には、正規化処理前の値、すなわちステップS302で測色した測色値を用いてパッチを記録する。
【0034】
(S304 各階調間の色差ΔEを算出)
ステップS304では、256階調のチャートの1階調分の色差ΔEを算出する。階調値をnとした時(n=0〜254)の、L、a、b、をそれぞれL、a、bとすると、ΔEは、以下の式1のように算出することができる(図6の「ΔE」列を参照)。
【0035】
【数1】
(式1)
【0036】
(S305 全階調間の色差の合計ΔEallを算出)
ステップS305では、式2を用いて256階調の各階調間の色差を合計して合計ΔEallを算出する。図6の例では、ΔEall=2.248となる。
【0037】
【数2】
(式2)
【0038】
(S306 隣接する階調間の色差ΔEを算出)
ステップS306では、キャリブレーション用パッチの1パッチあたりの色差、すなわち1階調隣接する階調間の色差ΔEを算出する。インク1色あたりの所定パッチ数をMとしたとき、ΔEは、以下の式3を用いて算出することができる。本実施例では、M=16とする。図6の例では、ΔE=0.150となる。
【0039】
【数3】
(式3)
【0040】
(S307 パッチ階調値の仮決定)
ステップS307では、隣接するパッチの色差ΔE(m=0〜M−1)が、ΔEと略等しくなるようにパッチ階調値を仮決定する。階調値0は1番目のパッチ、階調値255は16番目のパッチとして固定する。図6の「均等パッチ」列には、仮決定したパッチのパッチ番号を順に示している。
【0041】
尚、本実施例においては、階調値0から階調値が増える方向にΔEを加算していき、加算された値がΔE=0.150を超えたところで、その階調値を次のパッチ階調値として選択する方法を用いている。パッチ階調値が略均等になるように仮決定できる方法であれば、階調値255から階調値が減る方向に加算してΔE=0.150を超えたところで、その階調値を次のパッチとして選択してもよく、他の方法で選択してもよい。このように、色差が略等しくなるように、256階調の中から0、2、5、8、・・・255のM個(本実施例では16個)の値を均等パッチのパッチ階調値として選択し、仮決定する。
【0042】
(S308 パッチ階調値の修正)
ステップS308では、ステップS307で決定したΔE均等パッチに基づいて、階調値を修正(変更)する。
【0043】
図7は、仮決定したパッチ階調値に基づいて、新たなパッチ階調値を決定する処理の流れを示したものである。以下、図7を用いて、処理の流れを説明する。
【0044】
(S701 評価値の算出)
ステップS701では、ステップS307で仮決定したM個のパッチ階調値に基づき、隣り合うΔE均等パッチにおける測色値の変化量(これをねじれ量と呼ぶ)を求め、さらに特徴量となる評価値X(m=1〜16)を求める。
【0045】
図8A、8Bは、M個のパッチ階調値のうち隣り合う3つのパッチ階調値に対応する測色値に基づき、評価値Xを算出する流れを説明するための図である。図8Aは変化量を求めるための、連続する3つのΔE均等パッチに対応する測色値のベクトルを示す図、図8Bは単位ベクトルと差ベクトルxの関係を示す図である。
【0046】
まず、図8Aに示すように、ΔE均等パッチのM個の測色値のうち、連続する3つの階調値(第1階調、第2階調、第3階調)に対応する測色値について、測色色空間(CIE−L空間)の原点に対するベクトルを求める。第1階調に対応するベクトルをpm−1(Lm−1,am−1,bm−1)、第2階調に対応するベクトルをp(L,a,b)、第3階調に対応するベクトルをpm+1(Lm+1,am+1,bm+1)とする(m=2〜15)。次に、(式4)及び(式5)を用いて、ベクトルrm−1(第1ベクトル)、ベクトルr(第2ベクトル)を求める。次に、ベクトルrm−1とベクトルrとのそれぞれについて単位ベクトルを求める。そして、図8Bに示すように、(式6)を用いて単位ベクトルの差ベクトルxを求め、(式7)を用いて差ベクトルxの大きさ(絶対値)をねじれ量Xとして定義する。このとき、ベクトルrm−1とベクトルrについて単位ベクトルを求めるのは、各ベクトルの大きさに関わらず、2つのベクトルがなす角度が大きいほど、絶対値(ねじれ量)が大きくなるようにするためである。尚、本実施例において、ΔE均等パッチの両端(m=1、m=M=16)は、データ数が足りず、ねじれ量の算出ができないため、X=0、X16=X15とする。
【0047】
【数4】
(式4)
【0048】
【数5】
(式5)
【0049】
【数6】
(式6)
【0050】
【数7】
(式7)
【0051】
ここで、図9は、シアンインク(C)においてΔE均等パッチの測色値から補正係数Iを求める過程で算出される値を示す図である。「ねじれ量X」列に、ねじれ量Xの算出結果を示している。
【0052】
(S702 補正係数Iの算出)
ステップS702では、ステップS701で算出した評価値Xに基づいて、0〜255の256階調に対応する補正係数I(n=0〜255)を算出する。まず、ΔE均等パッチ(m=1〜16)における修正前の階調値n=0、2、5、・・・、151、192、255に対する補正係数Iを以下の(式8)により決定する。
【0053】
【数8】
(式8)
【0054】
αは粗密の度合いを決定するための粗密係数で、1以上の値を設定する。本実施例では、α=3とする。図9の「係数I」列に、16個のΔE均等パッチの補正係数Iの値を示す。ΔE均等パッチの階調における補正係数を算出した後は、上記階調値以外の階調について、線形補間あるいはスプライン補間等により、n=0〜255までの補正係数Iを算出する。
【0055】
図10は、Cインクにおける階調値に対する補正係数Iの値の変化を示す図である。測色値が大きく非線形に変化する階調値64の周囲の補正係数が最大となっている。つまり、256階調において絶対値が比較的大きい値を有する階調値の周囲の領域、すなわち色相が大きく変化する領域ほど補正係数が大きくなる。
【0056】
(S703 隣接する階調間の色差ΔE’を算出)
ステップS703では、(式9)を用いて、ステップS305で算出した256階調チャートの1階調分の測色値の色差ΔEに対して補正係数Iを乗算し、補正値として256階調に対応する256個の1階調の色差ΔE’を得る。
【0057】
【数9】
(式9)
【0058】
図11に、修正パッチを決定する過程で算出される値を示す。図11の「色差ΔE’」列に、ΔE’の算出結果を示している。図10に示したように、階調値64において、補正係数Inの値が最大となっている。すなわち、各階調間のベクトルの向きが大きく変化する程、つまりねじれ量が大きいほど補正係数が大きくなるように設定される。
【0059】
(S704 全階調の色差の合計ΔEall’を算出)
ステップS704では、(式10)を用いて、256階調の色差の合計ΔEall’を算出する。図11の例では、ΔEall’=3.343となる。
【0060】
【数10】
(式10)
【0061】
(S705 1パッチあたりの色差ΔE’を算出)
ステップS705では、(式11)を用いて、1パッチあたりの色差ΔE’を算出する。インク1色あたりの所定パッチ数をMとしたとき、ΔE’は、以下のように表すことができる。図11の例では、ΔE’=0.223となる。
【0062】
【数11】
(式11)
【0063】
(S706 パッチ階調値の再決定)
ステップS706では、ステップS307と同様に、隣接するパッチの色差ΔE’(m=1〜M)がほぼΔE’と等しくなるようにパッチ階調値を決定する。
【0064】
図12の「修正パッチ」列に、決定したパッチのパッチ番号を示している。図11の例では、階調値0、3、7・・・151、193、255が修正パッチ、すなわちキャリブレーション時にパッチチャートに印刷するパッチの階調値として決定される。図12に、最終的に決定された修正後の階調値と、該階調値に対応した正規化処理前の測色値(L値)を示す。
【0065】
ステップS706が終了すると、全ての処理を終了する。
【0066】
図13A〜13Cは、シアンインクのパッチ数Mが16の場合の、256階調の階調値に対応する測色値と、仮決定した16個の階調値に対応する測色値と、最終的に決定した測色値とを示すグラフである。具体的には、図中+が正規化処理後の256階調分の測色値、図中黒塗り四角が仮決定したΔE均等パッチに対応する測色値、図中白塗り丸○が修正後の16パッチの測色値であり、それぞれa平面、a平面、b平面に投影したグラフである。仮決定したΔE均等の階調値を示す黒塗り四角の配置と、ΔE均等の階調値を修正した後の階調値を示す白塗り丸○を比較すると、修正後の測色値の方が、グラフが大きく曲がる領域においてパッチが密に配置することがわかる。つまり、修正後は、修正前に比べて非線形領域においてパッチが密に配置するため、補間誤差を低減できる。
【0067】
同様に、図16A、16Bは、ブラックインクについての本実施例の上記処理を説明するためのグラフであり、縦軸にL値、横軸にb値をとっている。図16Aは、比較例であり、256階調の階調値に対応する測色値(図中+)と、ステップS307で色差が均等になるように仮決定した16個のパッチの階調値(図中□)を示すグラフである。一方、図16Bは、本実施例の、256階調の階調値に対応する測色値(図中+)と、ステップS308の処理、すなわち図7のステップS701〜S706の処理を実行して決定した16個の修正パッチの階調値(図中○)を示すグラフである。図16Aと16Bとを比較すると、本実施例のステップS308の処理を適用することにより、非線形に変化する領域において密にパッチが配置されるように16個の階調値が選択されていることがわかる。例えば、色相が大きく変化する0.1≦L≦0.4かつ0.8≦b≦1.0の領域において、図16Aではパッチの階調値が3点選択されており、図16Bではパッチの階調値が6点選択されている。このようにS308の処理を適用することで、色差が均等になるようにパッチ階調値を選択する場合に比べて、色相が大きく変化する領域において多くパッチ階調値が選択される。
【0068】
一方、図17は、ステップS303の正規化処理を実行してステップS304〜S308の処理によりパッチ階調値を決定した場合と、正規化処理を実行せずにステップS304〜S308の処理により決定した場合と、を比較するためのグラフである。本図では、図15に示した256階調に対応する測色値を結んだグラフを点線で表示している。図中左側は正規化処理なしのグラフであり、図中右側は正規化処理ありのグラフである。そして、それぞれに対して、ΔEが均等になるように選択したパッチ階調値と、S308の処理を適用し、ΔE均等パッチを修正して選択したパッチ階調値を示している。図中左側の正規化処理なしのグラフにおいて、ΔE均等パッチ(図中黒塗り四角◆)と修正後のパッチ(図中白塗り丸○)とは、低階調部(例えば、L>0.4)と高階調部(例えばL≦0.4)における間隔の変化がほとんど見られない。一方、正規化処理ありのグラフは、高階調部(例えばL≦0.4)においてΔE均等パッチ(図の白塗り四角□)よりも修正後のパッチ(図中黒塗り丸●)の方がパッチ間隔が狭くなり、密になったことがわかる。尚、図15の左側のグラフに示すように、ブラックインクはある程度以上の量を打ち込まれるとL値がほとんど変わらない。本発明者による実験では、ブラックインクの階調値256値(0〜255)のうち、階調値0〜階調値63がL>0.4であり、階調値64〜階調値255がL≦0.4であった。つまり、階調値64以上のほとんどがL≦0.4の領域に存在する。このため、正規化処理を行わずにパッチ階調値を決定した場合、ブラックインクのパッチは階調値0〜階調値63の領域では密に存在するが、階調値64〜階調値255の領域では疎になってしまうのである。一方、正規化処理を行うことにより、測色値の変化が非常に小さいL≦0.4の高階調部におけるパッチの数が多くなり、密に存在するようにパッチ階調値を決定することができ、正規化処理を行わない場合に比べて補間精度を向上させることができる。
【0069】
なお、本実施例では、代表的な例としてインクジェット方式のプリンタを挙げたが、これに限らず、複写機や電子写真式プリンタ等でも適用可能である。
【0070】
以上のように、本発明におけるカラーキャリブレーションのパッチ階調値の決定方法を導入した画像処理システムについて説明した。このような本発明によれば、256階調のパッチを記録し、その中からカラーキャリブレーションで使用するパッチチャートの各パッチの階調値を決定する。このとき、階調の変化に伴って測色値が非線形に変化する領域においてパッチが密に配置されるように、パッチの階調値を選択する。これにより、測色値が非線形に変化する領域においても補間精度を向上させ、適切なキャリブレーションを行うことができる。
【0071】
尚、本実施例では、最初に256階調のパッチを記録し、その中からM個のパッチを選択し、M個のパッチの測色した測色値に基づいてM個の階調値を決定する方法を用いて説明した。本発明はこれに限るものではなく、例えば、N(Nは3以上の自然数、本実施例ではN=256)階調のパッチを記録して測色値を得、N個の補正係数を生成してN個の測色値を補正した補正値に基づいてM個の階調値を決定するものであってもよい。本実施例では、N階調の中からM個の階調値を仮決定した上で、最終的にM個の階調値を補正用パッチの階調値として決定したが、仮決定する階調数(L階調)と最終的に決定する補正用パッチの階調数(M階調)とは同じ数でなくてもよい。
【0072】
また、L個の階調値を仮決定せず、記録したN階調のパッチの測色値から、直接、N個の補正係数を求める形態であってもよい。例えば、N個の測色値それぞれに対し、N階調のうち連続する3階調のパッチに対応する3個の測色値において、1階調異なる2つの測色値間の差を示すベクトル(第1ベクトル及び第2ベクトル)を求める。そして、第1ベクトルと第2ベクトルの各単位ベクトルの差ベクトルの絶対値を算出し、該絶対値に基づいてN個の補正係数を生成すればよい。
【0073】
また、各階調間の色差が略均等となるように階調値を決定する際、各階調の値を補間演算して求めてもよい。例えば、ステップS307において、加算した値がΔEとなる階調値と、その階調値に対応する測色値を補間演算して求めてもよい。さらに、本実施例では、ステップS301において256階調に対応するパッチを印刷したが、階調数はこれに限るものではない。本願発明は、ステップS301における階調数N(N:自然数)の中から、キャリブレーション用パッチの数M(M:自然数)を選択する方法であり、N>Mを満たしていればよい。
【0074】
また、本実施例では、ステップS702において全てのインク色に対してα=3としたが、インク色毎に異なる値を用いてもよい。このαの値として、大きな値を設定するほど非線形領域に設定されるパッチ階調値の数を多くすることができ、非線形領域の測色値を密に得ることができる。例えば、図6を見ればわかるように、シアンインク(C)は、シアンインクよりも色材濃度の低い淡シアンインク(Lc)よりも測色値を結んだグラフの曲がり方が大きい。このため、シアンインク(C)に対して用いるαの値を、シアンインクよりも色材濃度の低い淡シアンインク(Lc)に対して用いるαの値よりも大きくしてもよい。これにより、シアンインクの非線形領域におけるキャリブレーションパッチの数をより多くすることができる。これは、マゼンタインクと、マゼンタインクよりも色材濃度の低い淡マゼンタインクにおいても同様である。
【0075】
また、本実施例では、測色値として均等色空間であるCIE−Lab空間に対応するLab値を取得し、L値、a値、b値を測色値のパラメータとして用いる形態について説明した。本発明はこれに限るものではなく、LUV色空間におけるLUV値、RGB値やYCbCr値を取得する形態であってもよい。
【0076】
本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。
【符号の説明】
【0077】
10 プリンタ
11 PC
12 測色器
111 操作部
112 演算部
113 作業メモリ
114 記憶装置
115 データ入出力装置
116 表示部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図14】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図17】
【国際調査報告】