(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の画像処理装置は、例えば、カラープリンタ、カラー複写機、および原紙を複写する機能、外部機器との通信を行う機能、ファクシミリ装置としての送受信及び印刷する機能など多彩な処理を行うことができる複合機器(MFP)などを含んでいる。
【0011】
以下、実施形態について
図1から
図15を参照しながら詳細に説明する。
【0012】
<第1の実施形態>
本実施形態に係る画像処理装置の全体ブロック図を
図1に示す。本実施形態では、画像処理装置1をMFPと仮定し、コピー動作、スキャン動作、プリント動作を実行できるものとする。また記録媒体として紙を仮定して説明するが、紙以外の印刷媒体を含めて記録媒体と称している。画像処理装置1は、画像処理装置1を制御するPC(Personal Computer)2およびスマートフォンなどの無線携帯端末3がネットワーク4を介して接続されている。
【0013】
画像処理装置1は、原稿を読み取るスキャナ部11、スキャナ部11で読み取られた原稿のラインセンサ出力に対して画像処理を施す画像処理部12、スキャナ部11で読み取られた特定領域から記録媒体の媒体特徴量を算出する媒体特徴量算出部13、ネットワークI/F部14を介して受信したデータを画像データに変換する画像描画部15、画像処理部12、もしくは画像描画部15の出力に媒体特徴量に基づく画像補正データを適用し、プリンタ用の信号に補正する画像補正部16、補正結果を出力するプリンタ部17、画像補正部16で使用する画像補正データを作成するための画像補正パターンを生成するパターン形成部18、ユーザが画像処理装置1に対して制御命令を与えるコントロールパネル部19、および画像処理装置1を統合的に制御するCPU部20で構成される。CPU部20は、一般的なコンピュータに用いられる構成であって、プロセッサ、メモリ、ハードディク、各種インタフェースなどから構成され、上記ブロックが機能するように構成される。
【0014】
図2は、媒体特徴量算出部13のブロック構成図である。この媒体特徴量算出部13は、抽出領域判定部131、媒体特徴量抽出部132、補正テーブル検索部133、補正テーブル作成部134、補正テーブル保存部135、および補正テーブル選択部136の機能ブロックを有している。保存テーブル保存部135を除く上記機能ブロックは、本画像処理装置1のCPU部20に保存されるアプリケーションソフトウエアの実行によって動作する。
【0015】
抽出領域判定部131は、スキャン時にCPU部20から出力される座標信号に基づいて、記録媒体の媒体特徴量を抽出するための特定領域と、画像補正パターンが印刷されている領域とを判定する。
図3は、画像補正パターンと媒体特徴量を抽出する特定領域の例を示している。記録媒体30(印刷用紙)の一部に印刷される画像補正パターン31(31C、31M、31Y、および31K)と媒体特徴量を抽出する特定領域32A、32Bが示されている(Cはシアン、Mはマゼンダ、Yはイエロー、Kは黒を示す)。この画像補正パターン31は、パターン形成部18にてCMYKの4色分画像補正パターンが形成され、プリンタ部17によって印刷対象の記録媒体に印刷される。
図3ではK色のみに対して図示されているが各色についても同様であり、画像補正パターン31は、それぞれ、複数の濃度パッチパターンで形成される。
【0016】
媒体特徴量を抽出するための特定領域32Aは、画像補正パターン31以外の領域にあり、印刷がなされない領域である。また、特定領域32Bは、画像補正パターン31内にあるが、どちらもパッチ濃度が0である領域に設定される。どちらの特定領域32を使用するかは、実施形態によって適宜選択される。例えば、画像補正パターン31を読み取る場合には特定領域32Bを用い、それ以外は特定領域32Aを用いる。
【0017】
図4は、媒体特徴量抽出部132のブロック構成図を示している。媒体特徴量抽出部132は、特定領域32から少なくとも一つ以上の媒体特徴量を抽出する。
図4に示すように、本実施形態の媒体特徴量抽出部132は、色情報抽出部41と、繊維情報抽出部42を有している。この他必要に応じて、厚さ、吸湿性など各種媒体特徴を抽出し、パラメータ化を行う機能ブロックを追加してもよい。
【0018】
図5は、色情報抽出部41の構成例を示している。色情報抽出部41は、媒体特徴量を抽出するための特定領域32から色分解された画素値を抽出するが、具体的には特定領域32内に含まれる画素に対して画素値の平均を色毎に求める。
図5では説明のため、特定領域32を3画素とし、その平均値を求める回路を示している。特定領域32内の画素値データを、特定領域32を形成する座標信号とクロック信号に基づいて読み取り、画素値をラッチするためのデータフリップフロップ51、52、53、特定領域32内の各画素値の平均を求める平均化処理部54、平均化された画素値を保持するデータフリップフロップ55を有する(Rは赤、Gは緑、Bは青を示す)。この回路により特定領域32内の平均画素値がRGB色毎に得られる。なお、同様な動作を行う回路は他にも種々考えられ、例えば、特定領域32内の各画素をスキャンするごとに画素値を加算器で加算していき、加算回数で除す回路でもよい。
【0019】
補正テーブル検索部133は、媒体特徴量抽出部132において、特定領域32から抽出した媒体特徴量を検索キーとして、補正テーブル保存部135に保存されているデータベースから、媒体特徴量に基づく所定の論理式条件に合致する補正テーブルを見つけ出し、印刷対象の記録媒体に適用する補正テーブルの候補とする。検索論理式の具体例については後述する。
【0020】
補正テーブル作成部134は、スキャナ部11で読み取った画像補正パターン31領域内の濃度パッチデータからガンマ補正値を算出するとともに、媒体特徴量抽出部132で取得した媒体特徴量とガンマ補正値を同一テーブル内に含んだ補正テーブルを作成する。
【0021】
ここでガンマ補正値の算出方法について説明する。まずパターン形成部18において
図3に示した複数の濃度パッチが配置された画像補正パターン31を形成し、これを印刷対象の記録媒体に対してプリンタ部17で印刷する。この印刷結果をスキャナ部11で取り込む。
【0022】
図6は、ガンマ補正の例を示している。横軸がパッチ番号に対する読み取り画素値を示し、縦軸は出力画素値を示している。本来階調特性は、線分60に示すように入出力関係が1対1の線形になることが好ましい。しかし機器の特性、環境、印刷する記録媒体等により、その読取値は曲線61A、62Aの様に変動する。入出力関係が線形になるように補正するための補正値は、曲線61B、62Bとなる。一般にこの補正はガンマ補正と言われるが、本実施形態では、CMYK色毎のガンマ補正値を補正テーブル内に有する。
【0023】
図7は、実施形態の補正テーブルの例である。補正テーブルは、記録媒体を識別する識別子(媒体ID)に関連付けてデータベース化され、媒体特徴量とガンマ補正値が同一テーブル内に含まれている。媒体特徴量1(用紙色)は、R、G、B順、ガンマ補正値はC、M,Y,K順に表記している。ハイライト部の補正値は用紙色に影響され、黄色や赤色の用紙では、白色用紙に比べてハイライトの関連する色(黄色ではY、赤色ではMとY)の出力が濃い目の出力となるように補正されていることがわかる。
【0024】
補正テーブル保存部135は、複数の補正テーブルをデータベースとして保存する。なお、媒体特徴量とガンマ補正値が同一テーブルに含まれているという意味は、必ずしも同一の物理位置(例えば同一のハードディスク内)に格納されなくてもよく、リンクアドレスによって関連付けがなされ、それぞれが別の物理位置に格納されてもよい。データベースの作成については後述する。
【0025】
補正テーブル選択部136は、補正テーブル検索部133で求められた補正テーブル候補の中から、実際に印刷時に記録媒体に対して適用する補正テーブルの一つを選択する。また、補正テーブルの候補が見つからなかった場合などに選択する画像補正テーブルのデフォルト設定などの処理を行う。そしてこの補正テーブルを用い、印刷対象の記録媒体に対して画像補正が実行される。
【0026】
図8は、データベース作成のフローチャート図である。
【0027】
ステップST801では、ガンマ補正を行う記録媒体を画像処理装置1の原稿台にセットする。そして、パターン形成部18は、画像補正パターンの生成を行う(ステップST802)。
【0028】
ステップST803では、プリンタ部17は、記録媒体に対して画像補正パターン印刷を行う。ステップST804では、印刷された画像補正パターンの濃度パッチを読み取り、読み取ったパッチの濃度からガンマ補正量を算出する(ステップST805)。
【0029】
一方、ステップST806では、特定領域32から記録媒体の媒体特徴を読み取り、ステップST807では、その読み取った媒体特徴をパラメータ化して媒体特徴量を算出する。
【0030】
ステップST808では、ガンマ補正量と媒体特徴量を同一補正テーブルに格納し、ステップST809では、補正テーブルをデータベースとして補正テーブル保存部135に保存する。以上のステップST801〜ST808の動作を繰り返すことにより、複数の補正テーブルで構成されるデータベースが構築される。
【0031】
次に、画像処理装置1のコピー動作について
図9のフローチャート図を用いて説明を行う。まず、ステップST901では、ユーザは、本実施形態の媒体特徴量に基づく画像補正処理を行うかどうか選択する。ここでこのステップを用紙判定ステップと定義する。
【0032】
ユーザがコントロールパネル部19を用いて用紙判定を選択する場合は(ST901:Yes)、ユーザは、コントロールパネル部19に表示された指示に従い、図示しない原稿台に印刷用紙を載置する(ステップST902)。
【0033】
ステップST903では、スキャナ部11は、印刷用紙の特定領域32をスキャンし、媒体特徴量を算出する。そしてステップST904において、補正テーブル検索部133は、媒体特徴量に基づく論理式を用いて補正テーブル保存部135から論理式条件に合致する補正テーブルの候補の検索を行う。
【0034】
ここで、媒体特徴量として色情報を用いる場合の論理式の例を説明する。今、N個(Nは自然数)の補正テーブルからなるデータベースが補正テーブル保存部135に保存されていると仮定する。そしてそれぞれを補正テーブル(k)(添字kは1≦k≦Nなる自然数)とおく。そして、補正テーブル(k)内の色分解された媒体特徴量をR(k)、G(k)、B(k)とする。
【0035】
一方、特定領域32から読み取った記録媒体の色分解された媒体特徴量をR
0、G
0、B
0とする。式(1)に示すように、記録媒体の媒体特徴量と補正テーブルの媒体特徴量との誤差を各色について求め、これらが所定の閾値、R
th、G
th、B
th内にある補正テーブルを検索する。
【0036】
(|R
0−R(k)|<R
th)&(|G
0−G(k)|<G
th)&(|B
0−B(k)|<B
th) … 式(1)
そして検索された補正テーブル(i)(添字iは式(1)で選択されたk)は、記録媒体に対して画像補正を適用する補正テーブル候補となる。
【0037】
ステップST905では、補正テーブル候補が有るかどうかを判断する。補正テーブル候補が有る場合には(ST905:Yes)、ステップST906に進む。
【0038】
ステップST906では、補正テーブル選択部136は、この補正テーブルの候補の中から実際に記録媒体に適用する補正テーブルを選択する。
【0039】
式(2)に示すように、例えば補正テーブル候補の各色に対し、記録媒体の媒体特徴量と補正テーブルの媒体特徴量との誤差を求め、その中で一番大きな値を算出する。
【0040】
Max(i)=max(|R
0−R(i)|, |G
0−G(i)|,|B
0−B(i)|)
(∀i) … 式(2)
そして式(3)に示すように、そのMax(i)が一番小さい補正テーブルを選択する。
【0041】
min(Max(i):∀i) … 式(3)
このように、自動的に記録媒体に適用する補正テーブルを決定してもよいし、場合によっては補正テーブル候補から手動にて選択できるようにしてもよい。
【0042】
ステップST907では、ユーザはコピー原稿を原稿台にセットし、コントロールパネル部19のコピーボタンを押下する。そして選択された補正テーブルのガンマ補正値が適用されて印刷される(ステップST908)。
【0043】
ステップST905で補正テーブル候補が無い場合には(ST905:No)、補正テーブルを新たに作成し、データベースに保存するかどうかを判断する。
【0044】
補正テーブルを新たに作成する場合には(ステップST909:Yes)、ステップST910に進み、印刷した画像補正パターン31に基づくガンマ補正値を算出する。このガンマ補正値と、ステップST903で取得した媒体特徴量と合わせて画像補正テーブルを作成し、補正テーブル保存部135に対してデータベースの更新を行う。
【0045】
そして、その補正テーブルを補正テーブル選択部136に設定し(ステップST906)、ステップST907、ステップST908と進んでコピー動作を終了する。
【0046】
また、画像補正テーブルを新たに作成しない場合には(ステップST909:No)、あるいは用紙判定を選択しない場合は(ST901:No)、予め決められた補正テーブルを選択し、ステップST907、ステップST908と進んでコピー動作を終了する。
【0047】
ここで、
図7の補正テーブルを例として、ステップST904〜ST906の処理について具体的な数値で説明する。閾値R
th=35、閾値G
th=35 閾値B
th=35とし、用紙0(白色)の媒体特徴量(240,240,240)、用紙1(黄色)の媒体特徴量(237,210,180)、用紙2(赤色)の媒体特徴量(235,176,176)及びピンクの用紙色を有する印刷対象の記録媒体の媒体特徴量を(232,178,202)とする。式(1)より
用紙0:(8<閾値R
th)、(62>閾値G
th)、(38>閾値B
th)
用紙1:(5<閾値R
th)、(32<閾値G
th)、(22<閾値B
th)
用紙2:(3<閾値R
th)、(2<閾値G
th)、(26<閾値B
th)
であるから、用紙1(黄色)か用紙2(赤色)の画像補正テーブルが候補となる。このどちらを選択するか否かは、式(2)(3)より、min(Max(用紙1)=32,Max(用紙2)=26)より、用紙2の補正テーブルが選択され、このガンマ補正値が最終的に適用される。
【0048】
同様に、緑の用紙色の媒体特徴量が(168,210,189)とすると、式(1)より
用紙0:(72>閾値Rth)、(30<閾値Gth)、(51>閾値Bth)
用紙1:(69>閾値Rth)、(0<閾値Gth)、(9<閾値Bth)
用紙2:(67>閾値Rth)、(34<閾値Gth)、(13<閾値Bth)
であり、この場合条件を満たす補正テーブルがない。このため新規にガンマ補正値の算出を実行するか、多少精度が落ちても既存の画像補正テーブルを流用するかを選択することになる。
【0049】
次に、画像処理装置1のプリント動作について
図10のフローチャート図を用いて説明を行う。画像処理装置1(MFP)側のフローは殆ど
図9と同じであるため、主にPC2と画像処理装置1間のフローST101、ST102、およびST103について説明する。
【0050】
ステップST101では、ユーザは、PC2にインストールされているプリンタドライバのユーザインタフェース画面を用いて、用紙判定するかどうかの選択を行う。この選択命令は、MFP側にネットワーク4を介して伝送され、ネットワークI/F部14で受信する。そしてステップST901に進む。その後、
図9のフローチャートに示した画像補正テーブルの検索・選択が行われる。
【0051】
ステップST906で画像補正テーブルが設定されると、MFPは、PC2に画像補正テーブルの設定が終了したことを通知し、ステップST102において、PC2はプリントすべき文書・画像ファイルのPDL(Page Description Language)データをMFPに送信する。
【0052】
ステップST103では、MFPの画像描画部15は、PC2から送られたPDLファイルから画像データを生成する。そしてステップST908では、選択された画像補正テーブルのガンマ補正値を基に画像データの画像補正を行い、印刷を行う。
【0053】
以上述べた第1の実施形態によれば、予め媒体特徴量とガンマ補正テーブルが格納された画像補正テーブルがデータベースとして保存されており、印刷時に記録媒体の媒体特徴量を読み取り、この媒体特徴量をもとに最適なガンマ補正値を適用することが可能である。
【0054】
従って、多種多様な記録媒体に対して、ユーザが意識することなく高品質な印刷が可能な画像処理装置および画像処理方法を提供できる。しかも、データベースにない記録媒体に対しても、新規に画像補正テーブルをデータベースに登録できるため、次回、同記録媒体で印刷を行う際には最適なガンマ補正テーブルが検索され選択される。
【0055】
<第2の実施形態>
第1の実施形態では、スキャン部11を有する画像処理装置1(MFP)のスキャナ機能を用いて構成した。この場合、ユーザは、スキャナ原稿台に印刷する記録媒体をセットする必要が生じる。本実施形態は、さらにMFPのスキャナ機能以外に媒体特徴量を取得する手段を加え、ユーザが記録媒体をスキャナ原稿台にセットしなくとも最適なガンマ補正値が選択される装置・方法について説明する。
【0056】
例えば、プリンタ部17の用紙搬送部にR、G、Bチャンネルごとのイメージセンサを配置し、印刷時の用紙搬送を利用して媒体特徴量を取得する。または、ネットワーク4に接続されたスマートフォンなどの携帯端末3にカメラ機能を利用するアプリをインストールし、カメラで撮影した画像を基に媒体特徴量を取得する方法などが考えられる。
【0057】
図11は、本実施形態におけるコピー動作を示すフローチャート図である。
図9と同じフローについては同符号を付し、説明は簡略化する。
【0058】
ステップST111では、コピー用原稿をスキャナ部11の原稿台に戴置する。そして用紙判定をする場合には(ステップST902:Yes)、プリンタ部17の図示しない用紙搬送部に配置されたR、G、Bイメージセンサが記録媒体の搬送に従って媒体特徴量を読み取る(ステップST112)。
【0059】
または、ユーザは携帯端末3のカメラ機能を用いて記録媒体を撮影し、その画像もしくは用紙色を画像処理装置1に転送する。これらの機能はアプリケーションとしてスマートフォンなどの携帯端末3にインストールされており、画像処理装置1の動作と同期して処理がなされる。
【0060】
ステップST113では、プリンタ部17の用紙搬送部に配置されたR、G、Bイメージセンサの出力信号、または携帯端末3から送信された画像または用紙色情報から媒体特徴量を算出し、データベースから画像補正テーブルを検索するステップに進む(ステップST904)。補正テーブルが存在し、設定されれば(ステップST905:Yes、ステップST906)、画像補正テーブルのガンマ補正値を用いて画像補正処理が行われ印刷がなされる(ステップST908)。
【0061】
図12は、同実施形態におけるプリント動作を示すフローチャート図であるが、各フローは
図10、11と同じである。補正テーブルの候補がデータベースから見つかる場合には、ユーザはPCから離れることなく種々の記録媒体について高品質なプリント動作が行える。
【0062】
このように、第2の実施形態によれば、画像処理装置1(MFP)のスキャナ機能を用いて媒体特徴量を取得しないため、さらに利便性が向上する。
【0063】
<第3の実施形態>
本実施形態は、繊維情報を媒体特徴量とする実施形態について説明する。
図13は、繊維情報抽出部42のブロック構成図である。また、
図14は繊維情報算出の説明図である。
【0064】
繊維情報抽出部42は、エッジ強調部421、ヒストグラム算出部422、および繊維情報算出部423を有する。記録媒体が紙の場合、用紙毎にその繊維の特徴が異なるため、同一光量で繊維のパターンを取得することにより媒体特徴量に差が現れる。
【0065】
エッジ強調部421は、特定領域32を取得した画像データに対して繊維を強調するためエッジ強調処理を行う。特定領域32から取得した画像データ141に対して、用紙Aおよび用紙Bに対してエッジ強調処理を施したのが142A、142Bである。今説明の為、2種類の用紙A、Bの繊維パターンが同一であると仮定している。用紙Aの場合は、紙の繊維がハッキリ取得できるが、用紙Bの場合は、繊維が途切れ途切れな画像となる。
【0066】
ヒストグラム算出部422は、エッジ強調処理がなされた繊維パターンに対してヒストグラム143A、143Bを算出する。ヒストグラムによって数値化することによって、繊維パターンの違いを明確にすることができる。
【0067】
また、ヒストグラムそのものを媒体特徴量としても良いが、繊維情報算出部423でヒストグラムをさらに加工して媒体特徴量を算出してもよい。例えば、和紙のように繊維が厚く吸収性のある記録媒体の場合には、濃度の濃い領域でトナー量もしくはインク量を多くする必要があるかも知れない。このような場合を補正するのであれば、高濃度側の所定の画素値範囲に含まれる度数のみを抽出し、これを媒体特徴量とすればよい。また、さらには光量のレベルを変え、光量の変化に伴う繊維情報の変化を含めて媒体特徴量としてもよい。
【0068】
図15に画像補正テーブルの例を示す。媒体特徴量1として第1の実施形態の用紙色情報を用い、媒体特徴量2として本実施形態の繊維情報のヒストグラムが格納されている。この時、用紙0、用紙1、用紙2について高濃度側の補正がなされていることがわかる。そして、低濃度側の補正は、用紙色に対する補正がなされている。
【0069】
このように、第3の実施形態によれば、多数の異なる記録媒体が、複数の媒体特徴量によって関連付けられたガンマ補正値を用いることができるため、ユーザは、意識することなく、簡単な操作で記録媒体に適した高品質な印刷結果を得ることができる。
【0070】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。