特許 5960097 画像形成装置及び画像形成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5960097

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年8月2日

(54)【発明の名称】画像形成装置及び画像形成方法

(51)【国際特許分類】

   H04N 1/46 20060101AFI20160719BHJP

   H04N 1/60 20060101ALI20160719BHJP

   G06T 1/00 20060101ALI20160719BHJP

   G06T 3/00 20060101ALI20160719BHJP

【ＦＩ】

   H04N1/46 Z

   H04N1/40 D

   G06T1/00 510

   G06T3/00

【請求項の数】5

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2013-136752(P2013-136752)

(22)【出願日】2013年6月28日

(65)【公開番号】特開2015-12469(P2015-12469A)

(43)【公開日】2015年1月19日

【審査請求日】2015年4月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100097113

【弁理士】

【氏名又は名称】堀 城之

(74)【代理人】

【識別番号】100162363

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 幸彦

(72)【発明者】

【氏名】岸 義尚

【審査官】 豊田 好一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０７４４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１０６１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１２５１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１４２５８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０８５５４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０９２３３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２２３７０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ １／４６−６２

Ｇ０６Ｔ １／００

Ｇ０６Ｔ ３／００

Ｈ０４Ｎ １／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像形成手段の階調特性に対する階調補正を行う画像形成装置において、
複数の色のパッチを含むテストチャートを前記画像形成手段に出力させるテストチャート出力手段と、
該テストチャート出力手段により出力させたテストチャートと、色濃度が既知である複数の色のパッチを含むリファレンスチャートとが同時に撮像された画像データを取得する画像データ取得手段と、
該画像データ取得手段により取得された前記画像データに含まれるレンズ歪みを補正する歪み補正手段と、
該歪み補正手段により前記レンズ歪みが補正された前記画像データを射影変換する射影変換手段と、
該射影変換手段により射影変換された前記画像データから、テストチャート内の各パッチの領域及びリファレンスチャート内の各パッチの領域を検出するパッチ領域検出手段と、
該パッチ領域検出手段により検出されたテストチャート内の各パッチの領域及びリファレンスチャート内の各パッチの領域から色値を特定する色値特定手段と、
該色値特定手段により特定されたテストチャート内の各パッチの色値及びリファレンスチャート内の各パッチの色値により前記画像形成手段の階調特性に対する階調補正データを作成する階調補正データ作成手段とを備え、
前記テストチャート出力手段は、テストチャートに、各パッチを囲う格子状の罫線を出力させ、
前記歪み補正手段は、
前記画像データに含まれる格子状の罫線の交点である格子点の座標を検出し、
前記レンズ歪みの無い理想状態における前記格子点の座標を（ｕ，ｖ）とすると、前記（ｕ，ｖ）は、下記の式（１）で示され、

【数1】

ここで、ｆｘ，ｆｙ：焦点距離、ｃｘ，ｃｙ：光軸中心であり、
検出された前記格子点の座標（ｘｄ，ｙｄ）は、前記レンズ歪みによって前記レンズ歪みの無い理想状態における前記格子点の座標（ｕ，ｖ）とは異なり、下記の式（２）により示され、

【数2】

ここで、ｋ１，ｋ２，ｋ３：半径方向の歪み係数、ｐ１，ｐ２：円周方向の歪み係数であり、
前記式（１）を前記式（２）に代入した式に、検出された前記格子点の座標（ｘｄ，ｙｄ）の値を代入し、前記半径方向の歪み係数及び前記円周方向の歪み係数を算出し、算出された前記半径方向の歪み係数及び前記円周方向の歪み係数を代入した前記式（２）に、前記画像データの各格子点の座標を代入して算出された座標（ｕ，ｖ）に、検出された前記格子点の座標（ｘｄ，ｙｄ）を移動させる
ことを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記テストチャート出力手段は、テストチャートの位置を示すマーカーを出力させ、
前記射影変換手段は、前記画像データから前記マーカーを検出し、前記マーカーの位置により前記画像データを射影変換する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記テストチャート出力手段は、テストチャート内の各パッチの大きさをリファレンスチャート内の各パッチと同じ大きさに出力し、リファレンスチャートをテストチャートに並べて配置させるための位置指定画像を出力する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記テストチャート出力手段は、
ＣＭＹＫのパッチ列毎に、リファレンスチャートと同一行の色値に対応する長方形形状のパッチを出力し、
前記色値特定手段は、
ＣＭＹＫのパッチ列毎に、テストチャート内のパッチの色値と対応する濃度のリファレンスチャートのパッチの色値とを掛け合わせ、前記画像形成手段からの出力をリニアにするような値のテーブルを、前記階調補正データとして算出する
ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

【請求項5】

画像形成手段の階調特性に対する階調補正を行う画像形成装置による画像形成方法において、前記画像形成装置は、
複数の色のパッチを含むテストチャートを前記画像形成手段に出力させ、
テストチャートの前記画像形成手段への出力は、テストチャートに、各パッチを囲う格子状の罫線を出力させ、
出力させたテストチャートと、色濃度が既知である複数の色のパッチを含むリファレンスチャートとが同時に撮像された画像データを取得し、
取得された前記画像データに含まれるレンズ歪みを補正し、
前記レンズ歪みの補正において、
前記画像データに含まれる格子状の罫線の交点である格子点の座標を検出し、
前記レンズ歪みの無い理想状態における前記格子点の座標を（ｕ，ｖ）とすると、前記（ｕ，ｖ）は、下記の式（１）で示され、

【数1】

ここで、ｆｘ，ｆｙ：焦点距離、ｃｘ，ｃｙ：光軸中心であり、
検出された前記格子点の座標（ｘｄ，ｙｄ）は、前記レンズ歪みによって前記レンズ歪みの無い理想状態における前記格子点の座標（ｕ，ｖ）とは異なり、下記の式（２）により示され、

【数2】

ここで、ｋ１，ｋ２，ｋ３：半径方向の歪み係数、ｐ１，ｐ２：円周方向の歪み係数であり、
前記式（１）を前記式（２）に代入した式に、検出された前記格子点の座標（ｘｄ，ｙｄ）の値を代入し、前記半径方向の歪み係数及び前記円周方向の歪み係数を算出し、算出された前記半径方向の歪み係数及び前記円周方向の歪み係数を代入した前記式（２）に、前記画像データの各格子点の座標を代入して算出された座標（ｕ，ｖ）に、検出された前記格子点の座標（ｘｄ，ｙｄ）を移動させ、
前記レンズ歪みが補正された前記画像データを射影変換し、
射影変換された前記画像データから、テストチャート内の各パッチの領域及びリファレンスチャート内の各パッチの領域を検出し、
検出されたテストチャート内の各パッチの領域及びリファレンスチャート内の各パッチの領域から色値を特定し、
特定されたテストチャート内の各パッチの色値及びリファレンスチャート内の各パッチの色値により前記画像形成手段の階調特性に対する階調補正データを作成する
ことを特徴とする画像形成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に係り、特に階調補正を行う画像形成装置及び画像形成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、文書や画像を印刷可能な複合機（Multifunctional Peripheral, MFP）や単機能のプリンター等の画像形成装置が存在する。
画像形成装置では、経年変化等により、所定期間でキャリブレーションを行って、画像形成手段の入出力特性を補正（以下、「階調補正」という。）する必要がある。
このような階調補正のために、通常、画像形成装置では、濃度の異なる複数の色見本（以下、「パッチ」という。）が並べられたテストチャートを画像形成手段から印刷可能である。
サービスマン等のユーザーは、印刷されたテストチャートのパッチと、予め印刷等されたリファレンスチャートのパッチとを目視や測色計や濃度計等により比較して、階調補正を行っている。

【0003】

また、特許文献１を参照すると、複数の色のパッチを含む測定チャートを出力する測定チャート出力手段と、色濃度が既知の複数のパッチを含むリファレンスチャートと、前記測定チャート出力手段により出力された前記測定チャートとを含む撮像画像データを取得する撮像画像データ取得手段と、前記リファレンスチャートに含まれる各パッチの色濃度について各パッチを識別するパッチ識別情報に対応付けて保持するパッチ色濃度保持手段と、前記パッチ色濃度保持手段が各パッチ識別情報に対応付けて保持する各パッチの色濃度と、前記撮像画像データ取得手段が取得した前記撮像画像データのうち当該パッチ識別情報により特定されるパッチの画像データの色濃度とに基づいて、前記測定チャートの各パッチの色濃度を算出する色濃度算出手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置が開示されている。
特許文献１の技術によれば、デジタルカメラ等の外部撮像装置により撮像された画像データから階調補正を行うことで、測色計や濃度計等を必要とせずに色補正を完了することができ、簡単かつ低コストで色補正を行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−２２２５５２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の技術では、画像データの撮像条件やデジタルカメラ等の撮像デバイスに由来する画像の歪みにより、階調補正の精度が悪かった。

【0006】

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであって、上述の問題点を解消する画像形成装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の画像形成装置は、画像形成手段の階調特性に対する階調補正を行う画像形成装置において、複数の色のパッチを含むテストチャートを前記画像形成手段に出力させるテストチャート出力手段と、該テストチャート出力手段により出力させたテストチャートと、色濃度が既知である複数の色のパッチを含むリファレンスチャートとが同時に撮像された画像データを取得する画像データ取得手段と、該画像データ取得手段により取得された前記画像データに含まれるレンズ歪みを補正する歪み補正手段と、該歪み補正手段により前記レンズ歪みが補正された前記画像データを射影変換する射影変換手段と、該射影変換手段により射影変換された前記画像データから、テストチャート内の各パッチの領域及びリファレンスチャート内の各パッチの領域を検出するパッチ領域検出手段と、該パッチ領域検出手段により検出されたテストチャート内の各パッチの領域及びリファレンスチャート内の各パッチの領域から色値を特定する色値特定手段と、該色値特定手段により特定されたテストチャート内の各パッチの色値及びリファレンスチャート内の各パッチの色値により前記画像形成手段の階調特性に対する階調補正データを作成する階調補正データ作成手段とを備え、前記テストチャート出力手段は、テストチャートに、各パッチを囲う格子状の罫線を出力させ、前記歪み補正手段は、前記画像データに含まれる格子状の罫線の交点である格子点の座標を検出し、前記レンズ歪みの無い理想状態における前記格子点の座標を（ｕ，ｖ）とすると、前記（ｕ，ｖ）は、下記の式（１）で示され、

【数1】

ここで、ｆｘ，ｆｙ：焦点距離、ｃｘ，ｃｙ：光軸中心であり、検出された前記格子点の座標（ｘｄ，ｙｄ）は、前記レンズ歪みによって前記レンズ歪みの無い理想状態における前記格子点の座標（ｕ，ｖ）とは異なり、下記の式（２）により示され、

【数2】

ここで、ｋ１，ｋ２，ｋ３：半径方向の歪み係数、ｐ１，ｐ２：円周方向の歪み係数であり、前記式（１）を前記式（２）に代入した式に、検出された前記格子点の座標（ｘｄ，ｙｄ）の値を代入し、前記半径方向の歪み係数及び前記円周方向の歪み係数を算出し、算出された前記半径方向の歪み係数及び前記円周方向の歪み係数を代入した前記式（２）に、前記画像データの各格子点の座標を代入して算出された座標（ｕ，ｖ）に、検出された前記格子点の座標（ｘｄ，ｙｄ）を移動させることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、前記テストチャート出力手段は、テストチャートの位置を示すマーカーを出力させ、前記射影変換手段は、前記画像データから前記マーカーを検出し、前記マーカーの位置により前記画像データを射影変換することを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、前記テストチャート出力手段は、テストチャート内の各パッチの大きさをリファレンスチャート内の各パッチと同じ大きさに出力し、リファレンスチャートをテストチャートに並べて配置させるための位置指定画像を出力することを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、前記テストチャート出力手段は、ＣＭＹＫのパッチ列毎に、リファレンスチャートと同一行の色値に対応する長方形形状のパッチを出力し、前記色値特定手段は、ＣＭＹＫのパッチ列毎に、テストチャート内のパッチの色値と対応する濃度のリファレンスチャートのパッチの色値とを掛け合わせ、前記画像形成手段からの出力をリニアにするような値のテーブルを、前記階調補正データとして算出することを特徴とする。
本発明の画像形成方法は、画像形成手段の階調特性に対する階調補正を行う画像形成装置による画像形成方法において、前記画像形成装置は、複数の色のパッチを含むテストチャートを前記画像形成手段に出力させ、テストチャートの前記画像形成手段への出力は、テストチャートに、各パッチを囲う格子状の罫線を出力させ、出力させたテストチャートと、色濃度が既知である複数の色のパッチを含むリファレンスチャートとが同時に撮像された画像データを取得し、取得された前記画像データに含まれるレンズ歪みを補正し、前記レンズ歪みの補正において、前記画像データに含まれる格子状の罫線の交点である格子点の座標を検出し、前記レンズ歪みの無い理想状態における前記格子点の座標を（ｕ，ｖ）とすると、前記（ｕ，ｖ）は、下記の式（１）で示され、

【数1】

ここで、ｆｘ，ｆｙ：焦点距離、ｃｘ，ｃｙ：光軸中心であり、検出された前記格子点の座標（ｘｄ，ｙｄ）は、前記レンズ歪みによって前記レンズ歪みの無い理想状態における前記格子点の座標（ｕ，ｖ）とは異なり、下記の式（２）により示され、

【数2】

ここで、ｋ１，ｋ２，ｋ３：半径方向の歪み係数、ｐ１，ｐ２：円周方向の歪み係数であり、前記式（１）を前記式（２）に代入した式に、検出された前記格子点の座標（ｘｄ，ｙｄ）の値を代入し、前記半径方向の歪み係数及び前記円周方向の歪み係数を算出し、算出された前記半径方向の歪み係数及び前記円周方向の歪み係数を代入した前記式（２）に、前記画像データの各格子点の座標を代入して算出された座標（ｕ，ｖ）に、検出された前記格子点の座標（ｘｄ，ｙｄ）を移動させ、前記レンズ歪みが補正された前記画像データを射影変換し、射影変換された前記画像データから、テストチャート内の各パッチの領域及びリファレンスチャート内の各パッチの領域を検出し、検出されたテストチャート内の各パッチの領域及びリファレンスチャート内の各パッチの領域から色値を特定し、特定されたテストチャート内の各パッチの色値及びリファレンスチャート内の各パッチの色値により前記画像形成手段の階調特性に対する階調補正データを作成することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、撮像された画像データに含まれるレンズ歪みを補正することで、精度よく階調補正を行うことができる画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の画像形成装置の実施の形態に係るシステム構成図である。

【図2】図１に示す画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。

【図3】図１に示す画像形成装置の概略図である。

【図4】本発明の実施の形態に係るテストチャート出力及び撮像処理のフローチャートである。

【図5】図４に示すテストチャート出力及び撮像処理の概念図である。

【図6】本発明の実施の形態に係る階調補正処理のフローチャートである。

【図7】図６に示す歪み補正処理の詳細を示すフローチャートである。

【図8】図７に示す罫線認識処理の概念図である。

【図9】図７に示す歪み補正適用処理の概念図である。

【図10】図６に示す射影変換処理の詳細を示すフローチャートである。

【図11】図１０に示すマーカー認識処理及び射影変換適用処理の概念図である。

【図12】図６に示す階調補正データ作成処理の詳細を示すフローチャートである。

【図13】図１２に示す階調補正データ算出処理の概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

＜実施の形態＞
〔画像形成装置１のシステム構成〕
図１を参照して説明すると、画像形成装置１は、画像処理部１１、搬送部（給紙ローラー４２２、搬送ローラー４４、排出ローラー４５）、ネットワーク送受信部１５、操作パネル部１６、画像形成部１７（画像形成手段）、及び記憶部１９等が制御部１０に接続されている。また、制御部１０には、外部機器２を接続する外部機器接続部２０が接続されている。
各部は、制御部１０によって動作制御される。

【0011】

制御部１０は、ＧＰＰ（General Purpose Processor）、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Processor、特定用途向けプロセッサー）等の情報処理手段である。
制御部１０は、記憶部１９のＲＯＭやＨＤＤに記憶されている制御プログラムを読み出して、この制御プログラムをＲＡＭに展開させて実行することで、後述する機能ブロックの各手段として動作させられる。また、制御部１０は、操作パネル部１６から入力された所定の指示情報に応じて、装置全体の制御を行う。

【0012】

画像処理部１１は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の制御演算手段である。画像処理部１１は、画像データに対して所定の画像処理を行う手段であり、例えば、拡大縮小処理、濃度調整、階調調整、画像改善処理等の各種画像処理を行う。
画像処理部１１は、外部機器２や外部ネットワークから受信した画像データを、ＰＤＦやＴＩＦＦ等のフォーマットのファイル単位に変換した上で、記憶部１９に印刷データとして記憶することも可能である。

【0013】

画像形成部１７は、ユーザーの出力指示により、ユーザーの端末（図示せず）から取得し、記憶部１９に記憶し、又は外部機器２で撮像したデータから記録紙への画像形成を行わせる手段である。
搬送部は、給紙カセット４２１（図３）から記録紙を搬送し、画像形成部１７で画像形成させ、その後にトレイ部５０へ搬送する。
なお、搬送部及び画像形成部１７の動作については後述する。

【0014】

ネットワーク送受信部１５は、外部ネットワークに接続するためのＬＡＮボードや無線送受信機等を含むネットワーク接続手段である。この外部ネットワークは、有線、無線のインターネットやイントラネットや携帯電話網等である。
ネットワーク送受信部１５は、データ通信用の回線ではデータを送受信し、音声電話回線では音声信号を送受信する。

【0015】

操作パネル部１６は、ユーザーによる画像形成装置１の各種ジョブの指示を取得する。また、操作パネル部１６から取得したユーザーの指示により、各ユーザーの情報を入力、変更することも可能である。

【0016】

記憶部１９は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の半導体メモリーやＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記録媒体を用いた記憶手段である。
記憶部１９のＲＯＭやＨＤＤには画像形成装置１の動作制御を行うための制御プログラム、及び後述する各種データ等が記憶されている。
なお、記憶部１９には、一時ファイルの保存領域等が含まれている。また、記憶部１９は、制御部１０のユーザーの端末（図示せず）から送信された印刷データ、サムネイル画像、その他の各種ファイルのデータ等も記憶している。

【0017】

外部機器接続部２０は、外部機器２が接続される。外部機器接続部２０は、ＵＳＢ１．１、２．０、３．０等の各種ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４等のホスト用のコネクタ、ＨＤＭＩ（登録商標）や色差入力やビデオ入力用のコネクタ、無線ＬＡＮやＮＦＣ（Near Field Communication）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の接続回路とアンテナ、接続制御回路等から構成される。外部機器接続部２０の接続制御回路は、外部機器２とのアクセスを制御するホスト部や、外部機器との通信を制御するＮ／Ｗインターフェイス部、インターフェイス部、ビデオキャプチャー部等を含んでいる。
外部機器２は、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話、スマートフォン、タブレット、ＰＤＡ（Personal Data Assistant）、ウェブカメラ、ネットワークカメラ、ＵＳＢメモリー、ＳＤカード／ｘＤ／メモリースティック等の各種フラッシュメモリーカード、ＵＳＢ接続ＨＤＤ、ＮＦＣ、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）カードのリーダー等である。

【0018】

外部機器接続部２０に接続された外部機器２は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）撮像センサー等の撮像デバイスを備えたカメラ等が内蔵されている場合には、画像を撮像して画像データ５００（図２）を作成する撮像手段として機能する。
また、外部機器２は、記憶媒体が内蔵されている場合には、記憶部１９と同様に、既にデジタルカメラ等で取得された画像データ５００を記憶する記憶手段として機能する。

【0019】

なお、上述の例では、外部機器接続部２０が一つのように記載した。しかしながら、画像形成装置１の外部機器接続部２０の数は任意である。また、ＵＳＢポートに接続された外部のＵＳＢハブ等のポートに外部機器２が接続されるような構成も可能である。
また、画像形成装置１において、制御部１０及び画像処理部１１は、ＧＰＵ内蔵ＣＰＵ等やチップ・オン・モジュールパッケージのように、一体的に形成されていてもよい。
また、制御部１０及び画像処理部１１は、ＲＡＭやＲＯＭやフラッシュメモリー等を内蔵していてもよい。
また、画像形成装置１は、ファクシミリの送受信を行うＦＡＸ送受信部を備えていてもよい。

【0020】

〔画像形成装置１の制御構成〕
図２を参照して、本実施形態の画像形成装置１の制御構成について、機能ブロックを基に説明する。
画像形成装置１は、テストチャート出力部１００（テストチャート出力手段）、画像データ取得部１１０（画像データ取得手段）、歪み補正部１２０（歪み補正手段）、射影変換部１３０（射影変換手段）、パッチ領域検出部１４０（パッチ領域検出手段）、色値特定部１５０（色値特定手段）、及び階調補正データ作成部１６０（階調補正データ作成手段）を備えている。
また、記憶部１９には、画像データ５００、階調補正データ５１０、テストチャートデータ５２０、マーカーデータ５３０が記憶されている。

【0021】

テストチャート出力部１００は、複数の色のパッチを含むテストチャートデータ５２０を画像形成部１７にテストチャートとして出力させる。
また、テストチャート出力部１００は、テストチャートデータ５２０により、テストチャートに、各パッチを囲う格子状の罫線を出力させる。
また、テストチャート出力部１００は、マーカーデータ５３０により、テストチャートの位置を示すマーカーを出力させる。
また、テストチャート出力部１００は、テストチャートデータ５２０により、テストチャート内の各パッチの大きさをリファレンスチャート内の各パッチと同じ大きさに出力する。また、テストチャート出力部１００は、テストチャートデータ５２０により、リファレンスチャートをテストチャートに並べて配置させるための位置指定画像を出力する。

【0022】

画像データ取得部１１０は、テストチャート出力部１００により出力させたテストチャートと、色濃度が既知である複数の色のパッチを含むリファレンスチャートとが同時に撮像された画像データ５００を、外部機器２から取得する。

【0023】

歪み補正部１２０は、画像データ取得部１１０により取得された画像データ５００に含まれるレンズ歪みを補正する。
歪み補正部１２０は、画像データ５００に含まれる格子状の罫線を認識し、この罫線の交点の位置を算出して、レンズ歪みを補正する。

【0024】

射影変換部１３０は、歪み補正部１２０によりレンズ歪みが補正された画像データ５００を射影変換する。
射影変換部１３０は、画像データ５００からマーカーを検出し、マーカーの位置により画像データ５００を射影変換する。

【0025】

パッチ領域検出部１４０は、射影変換部１３０により射影変換された画像データ５００から、テストチャート内の各パッチの領域及びリファレンスチャート内の各パッチの領域を検出する。
パッチ領域検出部１４０は、例えば、画像データ５００に含まれる格子状の罫線の内部にある色付きの長方形等の形状を認識し、これから各パッチの領域を検出する。

【0026】

色値特定部１５０は、パッチ領域検出部１４０により検出されたテストチャート内の各パッチの領域及びリファレンスチャート内の各パッチの領域から色値を特定する。

【0027】

階調補正データ作成部１６０は、色値特定部１５０により特定されたテストチャート内の各パッチの色値及びリファレンスチャート内の各パッチの色値により画像形成部１７の階調特性に対する階調補正データ５１０を作成する。

【0028】

画像データ５００は、テストチャート出力部１００により画像形成部１７に出力させたテストチャートと、色及び濃度（以下、「色濃度」という。）が既知である複数の色のパッチを含むリファレンスチャートとが同時にデジタルカメラ等で撮像された画像のデータである。
画像データ５００は、例えば、ＪＰＥＧ形式や所定形式のビットマップ等のＲＡＷ形式の画像フォーマットであってもよい。また、画像データ５００は、各画素のＲＧＢ値を取得可能である。

【0029】

階調補正データ５１０は、例えば、画像形成部１７へ出力の濃度の入力値と、実際に記録紙に出力される濃度とが、ほぼ線形（リニア）になるように補正するためのテーブル等である。階調補正データ５１０は、例えば、Ｃ（Cyan）、Ｍ（Magenta）、Ｙ（Yellow）とＫ（Key Plate、blacK）の各色につき、入出力の特性の補正値を含んでいる。階調補正データ５１０は、各色の補正値として、例えば、８ビットであれば０〜２５５の各濃度の入力値に対して、画像形成部１７で画像形成される濃度の出力値を何倍するかといった値をテーブルとして含んでいる。
なお、階調補正データ５１０は、所定の入力値の間隔で補完される曲線のような形式であってもよい。

【0030】

テストチャートデータ５２０は、ＣＭＹＫ各色の複数の色のパッチを含むテストチャートを描画するためのビットマップ画像データやＰＤＬ（Page Description Language）データ等である。
また、テストチャートデータ５２０は、各パッチの位置及び色の種類を示すデータを含んでいる。テストチャートデータ５２０の複数の色のパッチの大きさは、リファレンスチャート内の各パッチと同じ大きさに出力されるように構成されている。
また、テストチャートデータ５２０には、リファレンスチャートをテストチャートに並べて配置させるためのリファレンスチャート枠６５０（図５）を描画するための位置指定画像のデータも含まれている。

【0031】

マーカーデータ５３０は、テストチャートに描画されるマーカーのビットマップ画像データやＰＤＬデータ等である。
マーカーデータ５３０は、テストチャート上のマーカーの数と位置のデータも含んでいる。たとえば、マーカーデータ５３０は、パッチ群６４０（図５）及びリファレンスチャート枠６５０の外側の四隅の所定位置に描画されるマーカー６３０の位置データ等を含んでいる。

【0032】

ここで、画像形成装置１の制御部１０及び画像処理部１１は、記憶部１９に記憶された制御プログラムを実行することで、テストチャート出力部１００、画像データ取得部１１０、歪み補正部１２０、射影変換部１３０、パッチ領域検出部１４０、色値特定部１５０、階調補正データ作成部１６０として機能する。
また、上述の画像形成装置１の各部は、本発明の画像形成方法を実行するハードウェア資源となる。

【0033】

〔画像形成装置１の動作〕
図３を参照し、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の動作について説明する。
トレイ部５０は、画像形成部１７により記録が施された記録紙の排出口４１側に配設され、また、操作パネル部１６は、画像形成装置１のフロント側に配設されている。

【0034】

本体部１４は、画像形成部１７を備えると共に、給紙部４２と、用紙搬送路４３と、搬送ローラー４４と、排出ローラー４５とを備えている。給紙部４２は、それぞれサイズ又は向きが異なる記録紙を収納する複数の給紙カセット４２１と、給紙カセット４２１から記録紙を１枚ずつ用紙搬送路４３に繰り出す給紙ローラー４２２とを備えている。給紙ローラー４２２、搬送ローラー４４、及び排出ローラー４５は、搬送部として機能する。記録紙は、この搬送部により搬送される。
給紙ローラー４２２によって用紙搬送路４３に繰り出された記録紙は、搬送ローラー４４によって画像形成部１７に搬送される。そして、画像形成部１７によって記録が施された記録紙は、排出ローラー４５によってトレイ部５０に排出される。

【0035】

画像形成部１７は、感光体ドラム１７ａと、露光部１７ｂと、現像部１７ｃと、転写部１７ｄと、定着部１７ｅとを備えている。露光部１７ｂは、レーザー装置やミラーやレンズやＬＥＤアレイ等を備えた光学ユニットであり、画像データに基づいて光等を出力して感光体ドラム１７ａを露光し、感光体ドラム１７ａの表面に静電潜像を形成する。現像部１７ｃは、トナーを用いて感光体ドラム１７ａに形成された静電潜像を現像する現像ユニットであり、静電潜像に基づいたトナー像を感光体ドラム１７ａ上に形成させる。転写部１７ｄは、現像部１７ｃによって感光体ドラム１７ａ上に形成されたトナー像を記録紙に転写させる。定着部１７ｅは、転写部１７ｄによってトナー像が転写された記録紙を加熱してトナー像を記録紙に定着させる。

【0036】

〔画像形成装置１によるテストチャート出力及び撮像処理〕
図４及び図５を参照して、本発明の画像形成装置１の実施の形態に係るテストチャート出力及び撮像処理の説明を行う。
この処理においては、複数の色のパッチを含むテストチャートを画像形成部１７に出力させる。そして、出力させたテストチャートに、色濃度が既知である複数の色のパッチを含むリファレンスチャートを配置して、外部機器２又はその他のデジタルカメラ等で同時に撮像する。
テストチャート出力に関する処理は、主に制御部１０が、記憶部１９に記憶されたプログラムを、各部と協働してハードウェア資源を用いて実行する。
また、撮像に関する処理は、ユーザーの指示により、外部機器２又はその他のデジタルカメラ等が、各部と協働してハードウェア資源を用いて実行する。

【0037】

（ステップＳ１０１）
まず、制御部１０は、テストチャート出力部１００により、テストチャート出力処理を行う。
図５（ａ）を参照すると、制御部１０は、画像データ５００を描画（ラスタライズ）して、記憶部１９に描画用のビットマップデータを一時ファイルとして作成する。
制御部１０は、例えば、テストチャートデータ５２０を基に、ＣＭＹＫ各色に対応するパッチ列を含むパッチ群６４０を描画するための罫線と、リファレンスチャート枠６５０とを描画する。また、制御部１０は、パッチ群６４０内には、例えば、ＣＭＹＫそれぞれについて、所定数の濃度別の長方形形状のパッチを描画する。

【0038】

（ステップＳ１０２）
次に、制御部１０は、テストチャート出力部１００により、マーカー出力処理を行う。制御部１０は、例えば、マーカーデータ５３０を基に、パッチ群６４０及びリファレンスチャート枠６５０の外部の所定位置にマーカー６３０を、記憶部１９の描画用のビットマップデータに描画する。この際、制御部１０は各マーカーより外に枠線等を描画してもよい。
なお、制御部１０は、マーカー６３０を、四隅のいずれかに別々の形状のマーカー６３０を描画することで、テストチャートの方向を示すことも可能である。
また、制御部１０が、テストチャートデータ５２０とマーカーデータ５３０とがまとめられたデータを描画するような構成であってもよい。

【0039】

（ステップＳ１０３）
次に、制御部１０は、テストチャート出力部１００及び画像形成部１７により、画像形成処理を行う。
制御部１０は、記憶部１９に記憶された描画用のビットマップデータを、階調補正データ５１０により階調を補正した上で、画像形成部１７で画像形成させる。これにより、テストチャート６２０が記録紙に印刷される。
この際、画像形成部１７に入力される各パッチの箇所の濃度の入力値と、実際に記録紙に出力される濃度とは、階調補正データ５１０の調整前なのでずれている。

【0040】

（ステップＳ１０４）
次に、外部機器２又はその他のデジタルカメラ等は、撮像処理を行う。
図５（ａ）（ｂ）を参照すると、サービスマン等のユーザーは記録紙に印刷されたテストチャート６２０のリファレンスチャート枠６５０内に、リファレンスチャート７００を載置する。このリファレンスチャート７００は、例えば、リファレンスチャート枠６５０に収まるような大きさに、予め既知の色濃度の各パッチが罫線とともにオフセット印刷された印刷物等であり、ユーザーが保持している。
この状態で、外部機器２又はその他のデジタルカメラ等は、ユーザーの指示を取得して撮像を行う。これにより、テストチャート６２０とリファレンスチャート７００とが同時に一つの画像データ５００として撮像される。
この撮像の際に、ユーザーの影等が写りこむことを避けるため、水平な台の上に載置されたテストチャート６２０に対して、斜めから撮像することも可能である。また、できるだけ大きな画像を近くから撮像するため、ズームレンズをズーム側にして撮像することも可能である。
外部機器２又はその他のデジタルカメラ等は、撮像された画像を所定形式に画像変換して、ＲＡＭやフラッシュメモリーやＨＤＤ等である記録媒体に、画像データ５００として記憶する。
以上により、本発明の実施の形態に係るテストチャート出力及び撮像処理を終了する。

【0041】

〔画像形成装置１による階調補正処理〕
次に、図６を参照して、本発明の画像形成装置１の実施の形態に係る階調補正処理について説明する。
画像形成装置１は、上述のテストチャート出力及び撮像処理で撮像された画像データ５００を取得し、画像データ５００内のカメラレンズの曲面に由来する歪みを補正し、射影変換（投影変換）を行ってからテストチャート及びリファレンスチャートの各パッチの領域とその色値とを算出し、この色値により階調補正データ５１０を作成する。
この処理は、主に制御部１０が、記憶部１９に記憶されたプログラムを、各部と協働してハードウェア資源を用いて実行する。
以下では、図６のフローチャートにより、階調補正処理の概要をステップ毎に説明する。

【0042】

（ステップＳ２０１）
まず、制御部１０は、画像データ取得部１１０により、画像データ取得処理を行う。
制御部１０は、外部機器２がデジタルカメラ等であり撮像手段として機能する場合、この撮像手段で撮像され記録媒体に記録されていた画像データ５００を取得し、記憶部１９に記憶させる。また、制御部１０は、ビデオキャプチャー等により、撮像された画像を取得して、画像データ５００として記憶部１９に直接記憶してもよい。
また、制御部１０は、外部機器２がＵＳＢメモリー等の記録媒体であった場合、別途、デジタルカメラ等で撮像され外部機器２内に記憶されていた画像データ５００を取得し、記憶部１９に記憶させる。

【0043】

（ステップＳ２０２）
次に、制御部１０は、歪み補正部１２０により、歪み補正処理を行う。
制御部１０は、画像データ５００に含まれるレンズ歪みを補正する処理を行う。これにより、画像データ５００の特に画像データ５００の端部で顕著な歪みが解消され、傾斜がついた状態のテストチャート及びリファレンスチャートの画像となる。
この処理の詳細については、後述する。

【0044】

（ステップＳ２０３）
次に、制御部１０は、射影変換部１３０により、射影変換処理を行う。
制御部１０は、レンズ歪みが補正された画像データ５００を射影変換する処理を行う。これにより、画像データ５００の傾斜が解消され、テストチャートとリファレンスチャートとを容易に画像解析可能となる。
この処理の詳細についても、後述する。

【0045】

（ステップＳ２０４）
次に、制御部１０は、パッチ領域検出部１４０と、色値特定部１５０と、階調補正データ作成部１６０とにより、階調補正データ作成処理を行う。
制御部１０は、射影変換された画像データ５００の画像解析を行い、テストチャート内の各パッチの領域及びリファレンスチャート内の各パッチの領域を検出し、それぞれ対応する各パッチの領域の色値を特定し、それぞれ対応する各パッチの色値により、階調補正データ５１０を作成する。これにより、精度のよい階調補正が可能となる。
この処理の詳細についても、後述する。
以上により、本発明の実施の形態に係る階調補正処理を終了する。

【0046】

〔画像形成装置１による歪み補正処理〕
次に、図７〜図９を参照して、図６のステップＳ２０２の歪み補正処理の詳細について説明する。
この処理は、主に歪み補正部１２０が行う。以下で、図７のフローチャートにより、歪み補正処理の詳細をステップ毎に説明する。

【0047】

（ステップＳ２２１）
まず、制御部１０は、罫線認識処理を行う。
制御部１０は、画像データ５００から、各パッチを囲う格子状の罫線を画像認識する。図５の例ではパッチ群６４０の罫線を認識する。
制御部１０は、この罫線の認識は、例えば、画像データ５００からＳｏｂｅｌフィルタ等によりエッジ検出を行い、所定の長さの線分の箇所を罫線として認識する。この際、罫線は、レンズ歪みにより曲線として認識される。
なお、制御部１０は、図５の例では、リファレンスチャート枠６５０や、リファレンスチャート７００内の罫線についても認識してもよい。
また、画像認識については、画像処理部１１のＧＰＵ等の機能を用いて演算を高速化してもよい。これは、以下の処理でも同様である。

【0048】

（ステップＳ２２２）
次に、制御部１０は、格子点座標検出処理を行う。
制御部１０は、認識された罫線から、格子点の座標を認識する。ここでは、曲線として認識された罫線同士の交点である格子点の位置（座標）を検出する。ここでは、制御部１０は、例えば、曲線の罫線の交点を算出して、これを検出した格子点とする。
なお、制御部１０は、この格子点の座標の検出についても、図５の例では、リファレンスチャート７００の罫線について行ってもよい。

【0049】

（ステップＳ２２３）
次に、制御部１０は、歪み補正計数算出処理を行う。
図８を参照すると、レンズ歪みは、デジタルカメラ等のカメラのレンズが曲面であるため、直線が直線で写らなくなる現象で特に画像周辺部で顕著に見られる。このレンズ歪みの種類としては、図８（ａ）に示す樽型歪みや、図８（ｂ）に示す糸巻き型歪みが存在する。また、図８（ｃ）に示すように樽型歪みと糸巻き型歪みが組み合わされた複合型歪みも存在する。

【0050】

制御部１０は、デジタルカメラ等のレンズを通して撮像された画像データ５００上で、格子点の座標（画像平面上の交点座標）であるｍは、以下の式（１）で表現される：

【0051】

【数1】

【0052】

式（１）において、ｍ：画像平面上の交点座標、ｓ：スケール係数、Ｍ：本来の格子点の座標を示すワールド座標系、Ａ：カメラの内部パラメーター（３×３行列）、［Ｒ｜ｔ］：外部パラメーター、を示す。

また、式（１）は、以下の式（２）のように表現することが可能である：

【0053】

【数2】

【0054】

式（２）において、ｆｘ，ｆｙ：焦点距離、ｃｘ，ｃｙ：光軸中心、を示す。

ここで、歪みのない理想状態における格子点の座標を（ｕ，ｖ）とすると、上述の式（２）は、以下の式（３）のように変形可能である。

【0055】

【数3】

【0056】

実際には、レンズ歪みに起因して、格子点は理想状態の座標とは異なる場所に現れる。つまり、上述の格子点座標検出処理で取得された格子点の座標（ｘｄ，ｙｄ）は、実際にはレンズ歪みよりずれた座標となる。
このように実際に取得された格子点の座標（ｘｄ，ｙｄ）が含まれるレンズ歪みモデルは、以下の式（４）のようになる。

【0057】

【数4】

【0058】

式（４）において、ｋ１，ｋ２，ｋ３：半径方向の歪み係数、ｐ１，ｐ２：円周方向の歪み係数、を示す。

ここで、制御部１０は、式（３）を式（４）に代入した式に、取得された格子点の座標（ｘｄ，ｙｄ）の値を代入し、これらの歪み係数を算出することができる。
なお、制御部１０は、画像データ５００中で曲線として認識された罫線について、本来投影されるべき直線にフィッティングさせる手法により、歪み係数を推定してもよい。

【0059】

（ステップＳ２２４）
次に、制御部１０は、歪み補正適用処理を行う。
制御部１０は、算出された歪み係数を画像データ５００に適用して、変形する。
制御部１０は、算出された上述の歪み係数を代入した式（４）に、画像データ５００の各ピクセルの座標を代入して、算出された（ｕ，ｖ）の位置に、このピクセルを移動させる。なお、制御部１０は、この際、スムージング等の処理を行ってもよい。
図９を参照すると、レンズ歪み補正前の画像である図９（ａ）は、算出された歪み係数により例えば図９（ｂ）のように補正される。
以上により、本発明の実施の形態に係る処理を終了する。

【0060】

〔画像形成装置１による射影変換処理〕
次に、図１０〜図１１を参照して、図６のステップＳ２０３の射影変換処理の詳細について説明する。
この処理は、主に射影変換部１３０が行う。以下で、図１０のフローチャートにより、射影変換処理をステップ毎に説明する。

【0061】

（ステップＳ２３１）
まず、制御部１０は、マーカー検出処理を行う。
制御部１０は、画像データ５００から、テストチャートの位置を示すマーカーを検出する。
図１１（ａ）を参照すると、制御部１０は、四隅に印刷されているマーカー６３０の位置を、それぞれ検出する。図１１（ｂ）を参照すると、射影変換部１３０は、マーカーを検出するために、射影変換前の画像データ５００ａからマーカーデータ５３０に記載されたマーカーの形状等を画像認識する。
制御部１０は、マーカーの形状等が画像認識された場合、例えば、画像データ５００ａ上のこの形状等の中心座標をマーカー６３０の位置として算出する。この際に、制御部１０は、各マーカーより外に印刷された枠線等についても検出してもよい。また、制御部１０は、認識したマーカー６３０や枠線の位置等により、テストチャート６２０の向きについても認識してもよい。

【0062】

（ステップＳ２３２）
次に、制御部１０は、射影変換行列算出処理を行う。
制御部１０は、画像データ５００上の四隅のマーカーの座標と、テストチャートデータ５２０上でマーカーデータ５３０が出力される四隅のマーカーの座標とを比較して、射影変換行列を算出する。
ここで、射影変換前の座標（ｘ'，ｙ'）、及び射影変換後の座標（ｘ，ｙ）は、ａ〜ｈの行列要素を有する射影変換行列Ｈを用いて、式（５）及び式（６）のような関係で表現することができる。

【0063】

【数5】

【0064】

【数6】

【0065】

制御部１０は、図１１（ａ）の射影変換前の画像データ５００ａから検出された四隅のマーカーの座標を、それぞれ射影変換前の座標（ｘ１'，ｙ１'）〜（ｘ４'，ｙ４'）として取得する。さらに、制御部１０は、図１１（ｂ）のテストチャートデータ５２０上の四隅のマーカーデータ５３０による座標を、それぞれ射影変換後の座標（ｘ１，ｙ１）〜（ｘ４，ｙ４）として取得する。
制御部１０は、（ｘ１'，ｙ１'）〜（ｘ４'，ｙ４'）及び（ｘ１，ｙ１）〜（ｘ４，ｙ４）を式（５）又は式（６）に代入した、下記の式（７）で示す８つの連立方程式を解いて、射影変換行列Ｈの行列要素のａ〜ｈを算出する。このように、画像データ５００から認識された四隅のマーカーの座標を用いることで、射影変換行列Ｈの正確な値を算出することが可能となる。

【0066】

【数7】

【0067】

（ステップＳ２３３）
次に、制御部１０は、射影変換適用処理を行う。
制御部１０は、画像データ５００について、実際の射影変換を行う。
ここで、上述のステップで算出された射影変換行列Ｈは、射影変換後の座標（ｘ，ｙ）を、射影変換前の座標（ｘ'，ｙ'）に射影変換するための行列である。このため、制御部１０は、射影変換前の座標（ｘ'，ｙ'）を射影変換後の座標（ｘ，ｙ）に変換するために射影変換行列Ｈの逆行列Ｈ'を算出する。
制御部１０は、算出された逆行列Ｈ’により、画像データ５００の各ピクセルを射影変換する。制御部１０は、この際も、スムージング等を行ってもよい。図１１の例では、制御部１０は、図１１（ａ）の画像データ５００ａを射影変換し、図１１（ｃ）の画像データ５００ｂのような画像を得ることが可能である。
なお、図１１の例では、説明を分かりやすくするため、リファレンスチャート７００が配置されていないものの、制御部１０は、実際には配置された状態で撮像された画像データ５００に対して射影変換を行う。
以上により、本発明の実施の形態に係る射影変換処理を終了する。

【0068】

〔画像形成装置１による階調補正データ作成処理〕
次に、図１２〜図１３を参照して、図６のステップＳ２０４の階調補正データ作成処理の詳細について説明する。
以下で、図１２のフローチャートにより、階調補正データ作成処理をステップ毎に説明する。

【0069】

（ステップＳ２４１）
まず、制御部１０は、パッチ領域検出部１４０により、パッチ領域検出処理を行う。
制御部１０は、射影変換された画像データ５００から、テストチャート内の各パッチの領域及びリファレンスチャート内の各パッチの領域を検出する。
制御部１０は、画像データ５００を画像認識し、テストチャートデータ５２０の罫線内に対応する位置にある、例えば、概四角形で示される座標データとしてパッチの領域を検出する。
また、制御部１０は、画像データ５００を画像認識し、テストチャートに並べて配置されたリファレンスチャートの各パッチの領域を検出する。ここで、図５の例によると、リファレンスチャート７００は、リファレンスチャート枠６５０内に少し斜めに配置されることもあり得るため、制御部１０は、リファレンスチャート７００の罫線を、ハフ（Hough）変換等で画像認識して回転させ、その上で各パッチの領域を検出してもよい。
制御部１０は、テストチャート及びリファレンスチャートの各パッチの領域を検出した後、テストチャートデータ５２０のＣＭＹＫのパッチ列内の色の濃度に対応付けして、記憶部１９に一時的に記憶させる。

【0070】

（ステップＳ２４２）
次に、制御部１０は、色値特定部１５０により、色値特定処理を行う。
制御部１０は、テストチャート内の各パッチの領域及びリファレンスチャート内の各パッチの領域から色値を特定する。具体的には、制御部１０は、画像データ５００のパッチの領域内の各ピクセルのＲＧＢ成分それぞれについて平均値を算出し、これを色値として特定する。
なお、制御部１０は、単純な平均値ではなく、ＲＧＢ成分のヒストグラムからメジアン等を算出して、これを基に色値を特定することも可能である。また、制御部１０は、パッチの領域の境界付近の所定割合のピクセルについては、平均値の算出に使用しないことも可能である。これにより、境界付近の誤差を抑えて正確な色値を算出できる。

【0071】

（ステップＳ２４３）
次に、制御部１０は、階調補正データ作成部１６０により、階調補正データ算出処理を行う。
図１３を参照して説明すると、制御部１０は、特定されたテストチャート内の各パッチの色値及びリファレンスチャート内の各パッチの色値により画像形成部１７の階調特性に対する階調補正データ５１０を作成する。
制御部１０は、ＣＭＹＫのパッチ列毎に、テストチャート内のパッチの色値と対応する濃度のリファレンスチャートのパッチの色値とを掛け合わせ、画像形成部１７からの出力をリニアにするような値のテーブルを、階調補正データ５１０として算出する。

【0072】

図１３（ａ）は、各濃度により、補正されないで画像形成部１７から記録紙に画像形成された場合に観察される色値の特性を示す補正前入出力特性値８１０の概念を示すグラフである。図１３の各グラフにおいて、横軸は濃度、縦軸は色値を示している。
図１３（ｂ）は、リファレンスチャート内のパッチと比較され算出された階調補正データ５１０を示している。
図１３（ｃ）は、図１３（ａ）の補正前入出力特性値８１０が、算出された階調補正データ５１０と掛け合わせられて補正され、画像形成部１７から記録紙に画像形成された場合に観察される色値の特性を示す補正後入出力特性値８２０の概念を示すグラフである。このように、算出された階調補正データ５１０により、リニアに近い入出力の濃度特性が得られる。
以上により、本発明の実施の形態に係る階調補正データ作成処理を終了する。

【0073】

以上のように構成することで、以下のような効果を得ることができる。
従来、特許文献１に記載されているような、デジタルカメラ等の外部機器によって撮像された画像データから階調補正を行う技術においては、撮像条件や撮像デバイスのレンズに由来する画像の歪みに関する考慮がなされていなかった。このため、画像を解析する上での精度が低下し、実用的に精度のよい階調補正を行うことはできなかった。
これに対して、本発明の画像形成装置１は、画像形成部１７の階調特性に対する階調補正を行い、複数の色のパッチを含むテストチャートを画像形成部１７に出力させるテストチャート出力部１００と、テストチャート出力部１００により出力させたテストチャートと、色濃度が既知である複数の色のパッチを含むリファレンスチャートとが同時に撮像された画像データ５００を取得する画像データ取得部１１０と、画像データ取得部１１０により取得された画像データ５００に含まれるレンズ歪みを補正する歪み補正部１２０と、歪み補正部１２０によりレンズ歪みが補正された画像データ５００を射影変換する射影変換部１３０と、射影変換部１３０により射影変換された画像データ５００から、テストチャート内の各パッチの領域及びリファレンスチャート内の各パッチの領域を検出するパッチ領域検出部１４０と、パッチ領域検出部１４０により検出されたテストチャート内の各パッチの領域及びリファレンスチャート内の各パッチの領域から色値を特定する色値特定部１５０と、色値特定部１５０により特定されたテストチャート内の各パッチの色値及びリファレンスチャート内の各パッチの色値により画像形成部１７の階調特性に対する階調補正データ５１０を作成する階調補正データ作成部１６０とを備えることを特徴とする。 このように構成することで、撮像された画像データ５００に対してレンズ歪みの補正及び射影変換を行って、パッチ領域を正確に検出することが可能となる。このため、画像データ５００をテストチャートデータ５２０に近い状態に変換して、リファレンスチャートと比較することが可能となり、テストチャートの各パッチ及びリファレンスチャートの各パッチの正確な色値を算出することができる。これにより、デジタルカメラ等で撮像された画像データ５００であっても、正確な階調補正データ５１０の作成が可能となり、実用的な階調補正ができる。また、画像データ５００が、ＰＤＡやスマートフォン等の階調特性やレンズ性能のよくない撮像手段を備えた外部機器２で撮像された場合でも、ロバストで正確な階調補正ができる。
よって、従来のように印刷されたパッチを目視で確認し、測色計や濃度計で測定し、手作業で階調補正のパラメーターを入力して階調補正を行うといった作業を行う必要がなくなり、ユーザーの手間を減らすことができる。
また、画像形成装置１が経年劣化等により入出力特性が変化した場合でも、容易に精度よく階調補正することができる。これにより、写真等のハーフトーン画像を忠実に出力させたいときに、そのデジタルカメラ等を使って、すぐにキャリブレーションすることができる。

【0074】

また、従来から、記録用紙にパッチを含むテストチャートを印刷し、スキャナー等の読み取り装置を用いてパッチの色値を測定することで入出力特性の階調補正を行う方法も存在している。この階調補正方法は精度がよいものの、読み取り装置のないプリンターでは使用することはできなかった。
これに対して、本発明の画像形成装置１は、読み取り装置がないプリンター等でも、外部のデジタルカメラ等で撮像された画像データ５００から、精度よく階調補正を行うことができる。また、読み取り装置を別途必要としないため、コストも削減できる。

【0075】

また、従来、レンズ歪みを測定する場合、チェックパターンの印刷物を用意し、撮影した画像中の格子点の位置（座標）から歪みを判定していた。
これに対して、本発明の画像形成装置１は、テストチャート出力部１００が、テストチャートに、各パッチを囲う格子状の罫線を出力させ、歪み補正部１２０が、画像データ５００に含まれる格子状の罫線の位置により、レンズ歪みを補正することを特徴とする。
このようなテストチャートの構成を採用することにより、（１）チェックパターンの印刷物を別途用意してレンズ歪みを測定し、（２）その後、階調補正用のパッチが印刷されたテストチャートを撮像するといった手間を省くことが可能となる。つまり、階調補正用のパッチとレンズ歪み補正用の画像とを同時に撮像した画像データ５００から階調補正を行うことができ、撮像回数を低減し、キャリブレーションを簡易な手順で行うことが可能となる。このため、ユーザーの利便性を向上させることができる。
また、テストチャートに歪み補正用の格子状罫線を配置することで、レンズ歪みの補正とパッチの領域の検出等を同一の画像データ５００で行うことができるため、高精度の階調補正データ５１０を作成することができる。

【0076】

また、本発明の画像形成装置１は、テストチャート出力部１００が、テストチャートの位置を示すマーカーを出力させ、射影変換部１３０は、画像データ５００から前記マーカーを検出し、前記マーカーの位置により画像データ５００を射影変換することを特徴とする。
このように構成することで、画像データ５００の撮像時に、影がテストチャートに映り込まないように斜め上方からテストチャート及びリファレンスチャートを撮像しても、正確な階調補正をすることができる。
また、射影変換によりほぼ平面になるよう変換することで、各パッチの領域の面積を均一化して、階調補正の精度をよくすることができる。
また、レンズの歪み補正を行った後の画像データ５００から射影変換を行うことで、正確な射影変換ができ、レンズ歪みを補正しないで射影変換するより階調補正の精度を高められる。

【0077】

また、本発明の画像形成装置１は、テストチャート出力部１００が、テストチャート内の各パッチの大きさをリファレンスチャート内の各パッチと同じ大きさに出力し、リファレンスチャートをテストチャートに並べて配置させるための位置指定画像を出力する
このように構成することで、テストチャートの各パッチの領域とリファレンスチャートの各パッチの領域の面積が統一化され、画像データ５００の撮像時の撮像データの各ピクセルの誤差の影響が少なくなる。このため、階調補正の精度をよくすることができる。
また、リファレンスチャートの各パッチとテストチャートの各パッチが並べられていることで、各パッチを濃度と対応付けしやすくなる。よって、階調補正の処理コストを低減することができる。

【0078】

〔他の実施の形態〕
なお、上述の実施の形態においては、ＣＭＹＫカラーの各色の階調補正を行うように記載したものの、モノクロ出力用のプリンターの階調補正を行うことも可能である。また、ＣＭＹＫのいずれかのトナー又は各トナーの組み合わせに対応した階調補正を行うことも可能である。また、本実施形態の階調補正方法は、スキャナー等の読み取り装置を備えた画像形成装置にも適用可能である。
また、上述の実施の形態においては、射影変換を行ってからパッチ領域を検出したものの、射影変換しない状態でパッチの領域を検出することも可能である。つまり、変形した四角形としてパッチの領域を取得して、これから色値を特定することもできる。
また、制御部１０は、レンズ歪み除去と射影変換とを行った画像データ５００から算出されたパッチ領域について色値を算出する際に、各ピクセルについて射影変換とレンズ歪み除去をする前の座標を逆変換等で算出し、この座標における変換前の画像データ５００のピクセルのＲＧＢの色値から平均値を算出するような構成も可能である。これにより、画像変換やスムージングの影響を抑え、更に精度の高い階調補正データ５１０を作成することができる。
また、制御部１０は、デジタルカメラ等のＣＣＤやＣＭＯＳ素子のＲＧＢ画素の配置やＪＰＥＧのｅｘｉｆデータ等に含まれるホワイトバランス等の情報により、作成された階調補正データ５１０について更に補正を行ってもよい。
また、制御部１０は、外部機器２がウェブカメラ等であった場合は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサーで撮像された所定フォーマットの画像データをビデオキャプチャー等で取得し、直接、記憶部１９に画像データ５００として取得するような構成であってもよい。つまり外部機器２が監視カメラ等であった場合でも、その監視カメラの画像から階調補正を行うこともできる。

【0079】

また、本発明は、画像形成装置以外のＵＳＢを備えた情報処理装置にも適用できる。つまり、ネットワークスキャナ、スキャナーをＵＳＢ等で別途接続したサーバー等を用いる構成であってもよい。

【0080】

また、上記実施の形態の構成及び動作は例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実行することができることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0081】

１ 画像形成装置
２ 外部機器
１０ 制御部
１１ 画像処理部
１４ 本体部
１５ ネットワーク送受信部
１６ 操作パネル部
１７ 画像形成部
１７ａ 感光体ドラム
１７ｂ 露光部
１７ｃ 現像部
１７ｄ 転写部
１７ｅ 定着部
１９ 記憶部
２０ 外部機器接続部
４１ 排出口
４２ 給紙部
４３ 用紙搬送路
４４ 搬送ローラー
４５ 排出ローラー
５０ トレイ部
１００ テストチャート出力部
１１０ 画像データ取得部
１２０ 歪み補正部
１３０ 射影変換部
１４０ パッチ領域検出部
１５０ 色値特定部
１６０ 階調補正データ作成部
４２１ 給紙カセット
４２２ 給紙ローラー
５００、５００ａ、５００ｂ 画像データ
５１０ 階調補正データ
５２０ テストチャートデータ
５３０ マーカーデータ
６２０ テストチャート
６３０ マーカー
６４０ パッチ群
６５０ リファレンスチャート枠
７００ リファレンスチャート
８１０ 補正前入出力特性値
８２０ 補正後入出力特性値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】