JP2023022583A - Recording device, image processing device, image processing method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、色材を吐出する記録手段を用いて記録を行う記録装置、当該記録装置に用いる画像処理装置、画像処理方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to a recording apparatus that performs recording using a recording unit that ejects a coloring material, an image processing apparatus, an image processing method, and a program used in the recording apparatus.
記録装置では、記録物の色安定性を実現することが重要となる。色安定性とは色再現と目標色との色の差により評価する概念である。色安定性を実現する技術として、印刷の実行中に色調整を行う技術が提案されている。特許文献1には、トナー像を形成する画像形成装置において色調整後の目標値からの色ずれを抑制する技術が開示されている。 In a printing apparatus, it is important to realize color stability of printed matter. Color stability is a concept evaluated based on the color difference between the color reproduction and the target color. As a technique for realizing color stability, a technique for performing color adjustment during execution of printing has been proposed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200000 discloses a technique for suppressing color deviation from target values after color adjustment in an image forming apparatus that forms a toner image.
一方、インク等の色材を記録ヘッドから吐出して記録を行う記録装置(インクジェット記録装置)では、記録ヘッドの吐出量が時間の経過に伴って変動することがある。また、変動が低下傾向を示すとは限らない。記録ヘッドの吐出量が安定した状態、あるいは低下した吐出量が回復する場合もある。このような色材の吐出変動が生じるインクジェット記録装置に対し、トナー像を形成する画像形成装置を想定した特許文献1の技術を適用した場合、異なる階調値に対応する画像の濃度が同一となる、いわゆる階調潰れと称する現象が発生する。 On the other hand, in a printing apparatus (inkjet printing apparatus) that performs printing by ejecting a coloring material such as ink from a printing head, the ejection amount of the printing head may fluctuate over time. Also, fluctuations do not always show a downward trend. In some cases, the ejection amount of the print head is stabilized, or the lowered ejection amount is recovered. When applying the technique of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200010, which assumes an image forming apparatus that forms a toner image, to an inkjet recording apparatus in which such variations in ejection of color materials occur, the densities of images corresponding to different gradation values are assumed to be the same. A phenomenon called so-called gradation collapse occurs.
本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、記録手段の色材の吐出特性が変動することによる階調表現の低下を抑制することが可能な技術の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a technique capable of suppressing deterioration in gradation expression due to fluctuations in the ejection characteristics of a coloring material of a recording means.
本発明は、色材を吐出することにより記録媒体に対して複数の階調値のそれぞれに対応する複数のパッチを含む測定画像を異なるタイミングで記録する記録手段と、前記複数のパッチの光学特性の取得処理を各測定画像の記録ごとに行う取得手段と、前記記録手段によって記録媒体に単位面積ごとに付与する色材量である記録量を、前記階調値ごとに定めた目標値に応じて調整するための調整処理を行う調整手段と、前記光学特性取得手段により取得された複数の前記測定画像の光学特性に基づいて、各階調値に応じて前記記録量が単調増加するように前記目標値を設定する設定手段と、を備えることを特徴とする記録装置である。 The present invention provides recording means for recording measurement images including a plurality of patches corresponding to a plurality of tone values on a recording medium at different timings by ejecting a coloring material, and optical characteristics of the plurality of patches. acquisition means for performing the acquisition process for each recording of each measurement image; and adjusting means for performing adjustment processing for adjusting the recording amount according to each gradation value based on the optical characteristics of the plurality of measurement images obtained by the optical characteristic obtaining means. and setting means for setting a target value.
本発明によれば、記録手段の色材の吐出特性が変動することによる階調表現の低下を抑制することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to suppress deterioration in gradation representation due to variations in the ejection characteristics of the coloring material of the recording means.
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものではなく、また実施形態で説明する特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not limit the present invention according to the claims, and not all combinations of features described in the embodiments are essential to the solution of the present invention.
(第1の実施形態)
図1(a)は、本実施形態におけるインクジェット記録装置(以下、単に記録装置と称す)を模式的に示す図である。本実施形態では、フルラインタイプの記録装置100を想定する。フルラインタイプの記録装置とは、搬送機構によって記録媒体を一定方向に搬送しつつ、記録媒体の幅全域に亘って延在する記録ヘッド(記録手段)を用いて記録を行う記録装置を指す。フルラインタイプの記録装置は、記録ヘッドに対して記録媒体を1度通過させることによって画像の記録を完了することが可能であり、高速記録に適している。フルラインタイプの記録装置に用いられる記録ヘッドは、比較的短尺な吐出口列を備えたヘッドチップを複数つなぐことによって実現することもできる。このような記録ヘッドは、特に「フルマルチヘッド」と称されている。
(First embodiment)
FIG. 1A is a diagram schematically showing an inkjet printing apparatus (hereinafter simply referred to as a printing apparatus) according to this embodiment. In this embodiment, a full-line
図1に示すように、本実施形態における記録装置100は、複数本の記録ヘッド101~104を備える。記録ヘッド101~104の各々には、同じ種類のインク(色材)を吐出する複数のノズルを記録媒体106の幅に対応した範囲に亘って配列したノズル列が設けられている。本実施形態では、ノズル列を構成する各ノズルは1200dpiのピッチで配列されている。ノズルの配列方向は記録媒体の搬送方向(y方向)交差するx方向となっている。複数の記録ヘッド101~104は、それぞれブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)のインクを吐出する記録ヘッドである。これら複数種類のインクを吐出する記録ヘッド101~104は、図のようにx方向と交差するy方向に沿って並設されている。なお、本実施形態では、x方向とy方向は互いに直交している。以上の記録ヘッド101~104は、本実施形態における記録装置の記録手段を構成している。
As shown in FIG. 1, a
図1に示す記録装置100は、記録媒体106を搬送する搬送機構として搬送ローラ105(および他の不図示のローラ)等を備える。搬送ローラ105は、不図示のモータの駆動力によって回転し、その回転によって、記録媒体106をy方向における上流側から下流側に向かって搬送する。記録媒体106が搬送される間に、記録ヘッド101~104のそれぞれの複数のノズルからは、記録媒体106の搬送速度に対応した周波数で、記録データに従った吐出動作が行われる。これにより、各色のドットが記録データに基づいて所定の解像度で記録され、記録媒体106に対して1頁分の画像が形成される。
The
記録ヘッド101~104よりもy方向における下流位置には、記録ヘッド101~104と並列する状態でスキャナ(取得手段)107が配備されている。スキャナ107には、x方向において所定のピッチで読み取り素子が配列されている。スキャナ107は、記録ヘッド101~104で記録した画像を読み取り、RGBの多値データを出力する。
A scanner (acquisition means) 107 is arranged in parallel with the
ここでスキャナ107の一般的な動作を説明する。スキャナ107は、大きく分けて2つの方式がある。1つは白色光源を原稿に照射し、反射波を光電変換装置からなる受光部に設けられた光学フィルターによって分光して受光する方法である。もう1つは、光源として予めR、G、Bの三波長の光源を用意し、各々の反射波を光電変換装置で受光する方法である。R、G,Bはいわゆる光の三原色である。R、G、Bは、人の錐体細胞の感度に依拠して定められている。具体的にはCIE(国際照明委員会)によって、Rを700nm(赤)、Gを546.1nm(緑)、Bを435.8nm(青)と定めている。原稿に照射した光と反射波の強度の関係を、以下では「光学反射特性」または単に「光学特性」と呼ぶ。なお光学特性の取得方法は、スキャナに限らない。別の光学特性の取得処理を行う取得手段を用いてもよい。具体的には白色光源のように全波長を含む光源からの光を照射し、その反射強度を分光取得する分光強度取得手段を用いることも可能である。
The general operation of
なお、本実施形態に適用可能な記録装置は、以上説明したフルラインタイプの装置に限定されない。例えば、記録ヘッドやスキャナを記録媒体の搬送方向と交差する方向に走査して記録を行う、いわゆるシリアルタイプの記録装置にも本発明を適用することができる。また、記録媒体106に直接インクを付与する記録装置以外の記録装置にも本発明は適用可能である。例えば中間転写体に一旦インク層を形成してから記録媒体106に転写する転写方式を採る記録装置にも適用することができる。また、本実施形態で使用する記録媒体は反射物に限定されない。OHPやビニール商材のような光透過物を記録媒体として使用することも可能である。その場合、取得される光学特性は、光学透過特性としてもよい。
Note that the recording apparatus applicable to this embodiment is not limited to the full-line type apparatus described above. For example, the present invention can also be applied to a so-called serial type printing apparatus that performs printing by scanning a printing head or scanner in a direction that intersects the conveying direction of the printing medium. The present invention can also be applied to a printing apparatus other than a printing apparatus that directly applies ink to the
図1(b)は、記録ヘッド101の構造を模式的に示す図である。なお、他の記録ヘッド102~104も、図2に示す記録ヘッド101と同様の構造を備える。ノズル201は、インクを吐出するノズルである。各ノズルには内部に記録素子であるヒータを備えており、ノズル内のインクはヒータにより加熱される。その結果、インクには液相から気相への相転移が発生し、そのときの急激な体積膨脹によりインクがノズル201より吐出される。本実施形態では、1つのヘッドに対し1列のノズル列が用意されている。しかしノズル列の数は特に限定されない。1つの記録ヘッドが複数のノズル列を備える構成であってもよい。また、前述のように、比較的短尺なノズル列を有するヘッドチップを繋いだフルマルチヘッドを用いてもよい。
FIG. 1B is a diagram schematically showing the structure of the
図2は、本実施形態における記録システムを示すブロック図である。図2に示すように、この記録システムは、図1に示した記録装置100と、記録装置100に通信可能に接続されるパーソナルコンピュータ等のホスト装置200とを含み構成されている。
FIG. 2 is a block diagram showing the recording system in this embodiment. As shown in FIG. 2, the printing system includes the
ホスト装置200は、主に以下の要素を有している。CPU201は、記憶手段であるHDD(ハードディスク)203やRAM202に保持されているプログラムに従い、種々の処理を実行する。RAM202は、揮発性のストレージであり、プログラムやデータを一時的に保持する。HDD203は、不揮発性のストレージであり、プログラムやデータを保持する。データ転送I/F(インターフェース)204は記録装置100との間におけるデータの送受信を制御する。このデータ送受信の接続方式としては、USB、IEEE1394、LAN等を用いることができる。キーボード・マウスI/F205は、キーボードやマウス等のHID(Human Interface Device)を制御するI/Fであり、ユーザは、このI/Fを介してデータや指示等の入力を行うことができる。ディスプレイI/F206は、ディスプレイ(不図示)における表示を制御する。
The
一方、記録装置100は、主に以下の要素を含み構成されている。CPU211は、ROM213やRAM212に保持されているプログラムに従い、後述する各実施形態の処理を実行する。RAM212は、揮発性のストレージであり、プログラムやデータを一時的に保持する。ROM213は不揮発性のストレージであり、後述する処理で使用するテーブルデータやプログラムを保持することができる。
On the other hand, the
データ転送I/F214は、ホスト装置200との間におけるデータの送受信を制御する。ヘッドコントローラ215は、図1に示したそれぞれの記録ヘッド101~104に対して記録データを供給するとともに、記録ヘッド101~104の吐出動作を制御する。具体的には、ヘッドコントローラ215は、RAM212の所定のアドレスから制御パラメータと記録データを読み込む構成を備える。そして、CPU211が、制御パラメータと記録データをRAM212の上記所定のアドレスに書き込むと、ヘッドコントローラ215により処理が起動され、記録ヘッドからのインク吐出が行われる。スキャナコントローラ217は、図1に示したスキャナ107の個々の読み取り素子を制御しつつ、これらから得られたRGBデータをCPU211に出力する。
A data transfer I/
画像処理アクセラレータ216は、CPU211よりも高速に画像処理を実行可能なハードウェアである。具体的には、画像処理アクセラレータ216は、RAM212の所定のアドレスから画像処理に必要なパラメータとデータを読み込むように構成されている。そして、CPU211が上記パラメータとデータをRAM212の上記所定のアドレスに書き込むと、画像処理アクセラレータ216が起動され、上記データに対し所定の画像処理が行われる。なお、画像処理アクセラレータ216は必須な要素ではく、記録装置100の仕様などに応じて、CPU211による処理のみで上記のパラメータの作成処理および画像処理を実行してもよい。また本実施形態では、説明の都合上、ホスト装置200が記録装置100の外部に設けられている例を示している。しかし、ホスト装置200に相当する機能を記録装置100が備える形態を採ることも可能である。
The
図3は、本実施形態における記録装置100に設けられた画像処理部(画像処理装置)302の構成を示すブロック図である。すなわち、本実施形態では、図2に示した記録装置100の制御、処理のための各要素によって画像処理部を構成するが、この形態に限定されない。例えば、画像処理部302は、図2に示したホスト装置200において構成されてもよいし、画像処理部302の一部がホスト装置200において構成され、その他の部分が記録装置100において構成されてもよい。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an image processing unit (image processing apparatus) 302 provided in the
図3に示すように、入力部301はホストPC200から受信した画像データを、画像処理部302へ出力する。画像処理部302は、色補正部303、色分解部304、出力階調補正処理部305、較正部306、量子化処理部307を含み構成される。
As shown in FIG. 3, the
画像処理部302において、色補正部303は、入力部301から受信した入力画像データを、記録装置の色再現域に対応した画像データに変換する。色補正部303に入力される画像データは、モニタの表現色であるsRGB等の色空間座標中の色座標(R,G,B)を示すデータである。色補正部303は、各8ビットのR,G,Bの入力画像データを、マトリクス演算処理や三次元LUT(3DLUT)を用いた処理等の既知の手法によって、記録装置の色再現域の画像データ(R´,G´,B´)に変換する。本実施形態では、三次元ルックアップテーブルを用い、これに補間演算を併用して変換処理を行う。なお、画像処理部302において扱われる8ビットの画像データの解像度は600dpiであり、量子化処理部307の量子化によって得られる2値データの解像度は1200dpiである。
In the
色分解部304は、色補正部303によって処理されたR、G、B各8ビットの画像データを記録装置で用いるインクの色信号データからなる画像データに変換する。本実施形態の記録装置100はブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)のインクを用いることから、RGB信号の画像データは、K、C、M、Yの各8ビットの色信号からなる画像データに変換される。この色変換処理についても、上述の色補正部303の処理と同様、三次元ルックアップテーブルに補間演算を併用して行う。なお、他の変換手法として、上述と同様、マトリクス演算処理等の手法を用いることもできる。
A
出力階調補正処理部305は、インク色信号の画像データを入力とし、各インク色の8ビットデータに対し記録量の増減を行う。ここでいう記録量とは、記録媒体の単位面積ごとに付与するインクの付与量(色材量)を指す。本実施形態では、記録媒体の単位面積に対してノズルから吐出するインク滴の数(以下、発数ともいう)を制御することによって、記録媒体の単位面積に付与するインクの付与量(記録量)を増減させる。なお、ノズルから吐出される1つのインク滴のインク量を制御可能とする記録装置においては、1つのインク滴のインク量および発数を制御することによって記録媒体の単位面積へのインク付与量(記録量)を制御することも可能である。
The output gradation
一般に、記録媒体上に着弾したインク滴によって形成されるドットが記録媒体を被覆する面積の増加量は、記録媒体に付与したインク量に比例しない。このような効果をドットゲインと呼ぶ。出力階調補正処理は、ドットゲインを抑制するための処置である。ここでは入力されたインク色信号ごとに、一次元ルックアップテーブル(1DLUT)を用いて記録量を調整する。本実施形態では、出力階調補正処理に12ビットの1DLUTを用いるが、これに限定されない。例えば任意の関数を用い、入力されたインク色信号を前記関数の出力に変換してもよい。 In general, the amount of increase in the area covered by the dots formed by the ink droplets that have landed on the recording medium is not proportional to the amount of ink applied to the recording medium. Such an effect is called dot gain. The output gradation correction process is a process for suppressing dot gain. Here, the printing amount is adjusted using a one-dimensional lookup table (1DLUT) for each input ink color signal. In this embodiment, a 12-bit 1DLUT is used for output tone correction processing, but the present invention is not limited to this. For example, an arbitrary function may be used to convert the input ink color signal into the output of the function.
較正部306には、出力階調補正処理部305によって処理された結果を入力とする。較正部306は、各インク色の12ビットデータに対し記録量の増減を行うための調整処理を行う調整手段としての機能を果す。また、較正部306は、記録量の増減を行うための後述の目標値の設定を行う設定手段としての機能も果たす。本実施形態ではこの調整処理においても1DLUTを用いる。較正部306に用いる1DLUTについては後述する。較正部306も他の構成同様、関数を用いた処理やその他の処理を用いることができる。
The calibrating
量子化処理部307は、較正部306から出力された各インク色の12ビットの画像データに対して量子化処理を行う。量子化処理は面積階調を実現するための処理である。面積階調は、単位面積あたりに付与するインク量を加減することによって、階調を表現する手法である。なお、量子化処理部307の形態は特に限定されるものではない。例えば、12ビットの画像データを、記録「1」または非記録「0」を表す1ビットの2値データ(ドットデータ)に、直接、変換する形態であってもよいし、一度数ビットの多値データに量子化してから、最終的に2値データに変換する形態であってもよい。一度多値データに量子化してから、最終的に2値データに変換する形態の場合には、量子化処理部307の後段にノズル分配処理部(不図示)を設けるとよい。また量子化処理方法は、誤差拡散法を用いてもよいし、ディザ法等の他の疑似中間調処理を用いてもよい。
A
出力部308は、量子化処理部307によって得られた2値データ(ドットデータ)に基づいて、記録ヘッド101~104を駆動し、記録媒体106に各色のインクを吐出することによって記録を行う。本実施形態において、出力部308は、図1に示した記録ヘッド101~104を備えた記録機構によって構成される。
The
図4は、本実施形態の記録装置によって記録媒体106に記録される測色用のチャート(測定画像)400およびそのレイアウト等を示す図である。図4(a)に示すチャート400は、任意の階調値を表現するチャートである。ここで階調値とは、チャート400を記録するための入力値が、色分解部304で色分解された信号値である。換言すれば、階調値とは、チャート400を構成する各パッチの色分解後の信号値ともいえる。説明簡単のため、図4(a)に例示するチャート400は、8ビットで表される0~255の信号値を17レベルごとに等間隔に設定した信号値によって各階調値を表現するものとなっている。また、チャートは、記録ヘッド101~104に対応して1種類ずつ用意するものとする。
FIG. 4 is a diagram showing a colorimetry chart (measurement image) 400 printed on the
図4(b)、(c)は、記録媒体106に記録されるチャート400およびオブジェクト501のレイアウトの例を示している。図4(b)におけるオブジェクト501、図4(c)におけるオブジェクト502、および図5(d)におけるオブジェクト503は、本来記録しようとしている所望の記録画像をそれぞれ示している。マーカ406は、位置合わせ用のマーカであり、いわゆるトンボと称するものと同様である。このマーカ406は、記録前のデジタルデータに含まれており、後述するようにデジタルデータとスキャン画像の位置合わせに用いる。
4B and 4C show examples of layouts of the
チャート400は、複数の階調値のそれぞれに対応する複数のパッチ401から構成されている。チャート400における複数のパッチ401は、図4(b)に示すように各記録ヘッド101~104におけるノズルの配列方向(x方向)に沿って配置することができる。また、図4(c)に示すように複数のパッチ401を記録媒体106の搬送方向(y方向)に配置することもできる。
A
図4(b)、(c)のように、オブジェクト501、502と共にチャート400を記録する場合、記録ヘッドの構成や記録したい所望のオブジェクトの大きさ等を考慮し、オブジェクトの記録を阻害しないようにチャート400のレイアウトを行う。但し、チャート400のレイアウトは、図4(b)、(c)に示す例に限定されない。精密な測定を要する場合には、記録媒体106の全面により多くのチャート400を配置することもできる。あるいは、図4に示すチャート400とは異なるパターンでパッチを配置したチャートを用いてもよい。また、較正処理(調整処理)を実施しない場合には、図4(d)に示すように、オブジェクト503だけ記録することもできる。また、一枚の記録媒体106に記録するチャート400は、単一色である必要はない。例えば、図4(a)に示すレイアウトに用意された2つのチャート400のうち、1つはシアン、もう一つはマゼンタとすることもできる。さらにまた、記録装置100で使用するインク色の全ての色のチャートを配置することもできる。本実施形態ではK、C、M、Yの4色のインクを想定しているが、使用する記録システムに応じてインクの種類(色)の数だけチャートを用いることができる。
When the
図5は、上記構成を有する本実施形態における記録装置100によって実施される処理を示すフローチャートである。以下の処理は、CPU211及びCPU211が図2に示す各部を制御することによって実行される。なお、本明細書において参照する図5および図7のフローチャートにおいて、各処理番号に付したSはステップを意味する。
FIG. 5 is a flow chart showing the processing performed by the
図5に示すフローチャートにおける処理は、ジョブ開始後の任意のタイミングで実施することができる。例えば予め記録枚数や時間などを設定しておき、所定のタイミングで実施することができる。あるいは、ジョブの実行中に図5に示す処理を行うことも可能である。いずれにしても所定のトリガを受信することによって図5に示すフロチャートに沿って以下の処理が実行される。 The processing in the flowchart shown in FIG. 5 can be performed at any timing after the job is started. For example, the number of recording sheets, time, and the like can be set in advance, and the recording can be performed at a predetermined timing. Alternatively, it is also possible to perform the processing shown in FIG. 5 during job execution. In any case, the following processing is executed along the flowchart shown in FIG. 5 by receiving a predetermined trigger.
まず、S501~S503の処理について説明する。S501では、図4(b)または(c)等に示すようなレイアウトでチャート400を記録媒体106に記録する。チャート400が記録された記録媒体106は、CPU211の制御によって連続的に回転する搬送ローラ105によって搬送される。
First, the processing of S501 to S503 will be described. In S501, the
S502では、スキャナ107が、上流側から搬送されて来た記録媒体106に記録された画像のうち、少なくともチャート400とマーカ406を読み取る。この際、スキャナ107は、オブジェクト501、502を読み取っても読み取らなくてもよい。読み取ったチャート400とマーカ406の画像データは画像処理アクセラレータ216に送られる。
In S502, the
S503では、画像処理アクセラレータ216が、入力されたチャート400から信号値を取得する領域を指定し、指定した領域内の信号値に基づき較正スキャン値を生成する。この際、画像処理アクセラレータ216は、ハードディスク(HDD)203に格納されている記録前のチャート400とマーカのデジタルデータを用いて、読み取られたチャート400とマーカ406の中心画素の位置とを決定する。具体的にはマーカ406について、デジタルデータと読み取られた画像の位置が合うようにデジタルデータを拡大または縮小、さらには必要に応じて回転、歪み補正を行う。これらの補正はアフィン変換等の画素補間やバイリニア等の画素変換処理を用いて行う。本実施形態ではデジタル画像側を変換するが、スキャン画像側を変換してもよい。以上のようにしてチャート400とデジタル画像データとの位置合わせを終えた後、チャート400に含まれる各パッチ401の信号値を取得する。
In S503, the
図6は、図4に示すチャート400の拡大図であり、チャート400における各パッチ401の座標同定方法を説明するための図である。図6において、各パッチ401が、例えば一辺が100画素の正方形に形成されているとする。また各パッチ401の配列方向における間隔が10画素分の間隔に設定され、マーカ406とこれに隣接するパッチ401aの間隔も10画素分の間隔に設定されているとする。この場合、マーカ406に隣接するパッチ401aの中心画素は、マーカ406から60画素目の画素になる。さらに、1つ目のパッチ401と、これに隣接する2つ目のパッチ401bの中心画素は、マーカ406から170画素目の画素になる。このようにして各パッチ401の中心座標を得る。
FIG. 6 is an enlarged view of the
各パッチ401の中心座標が得られた後、各パッチ401の中心から予め指定した任意の領域内に位置する画素の信号値を取得する。領域の指定は、例えば半径を35画素と定めて円形の領域を指定することによって行うことができる。但し、領域の形状に定めはなく、任意の形状で構わない。どのような形状であっても、パッチ401の領域を逸脱しないように指定された領域であればよい。以上のようにして指定した領域内の画素位置は、前述の位置合わせによって補正される。例えば、前述の位置合わせの結果、マーカ406に隣接するパッチ401aが、予め定められている形状に対して配列方向に10%伸びていた場合、当該パッチ401aの中心画素も配列方向に10%移動する。つまり、図7においては、マーカ406から66画素目の画素がパッチ401aの中心画素になる。他のパッチ401(401b、401c・・・)についても同様である。なお、パッチ401の信号値を取得するプロセスは上記の例に限定されない。予め信号値を取得する領域内の画素の座標を指定してもよい。さらに、読み取った各パッチ401の対角線の交点に位置する画素を中心画素としてもよい。各パッチ401の輝度信号の代表値を定めることができれる方法であれば、その信号値の取得方法は任意の方法を適用可能である。
After the center coordinates of each
次に、指定された領域内の画素について信号値を平均する。本実施形態においてスキャナ107は、領域内の画素に対応するR、G、Bの多値データを信号値として取得している。そこで、R、G,Bそれぞれの色ごとに領域内の画素の信号値の平均をとる。このようなパッチ401内の領域を指定する処理と、指定した領域内における画素の信号値の平均をとる処理とにより、各パッチ401の読み取り値を一意に定める。さらにここでは、R、G、Bを輝度変換する。具体的には式1を用いてR、G、Bの信号値をY、U、Vの信号値に変換する。Y、U、Vの成分のうち、Y成分が輝度を表現する。この変換によって色彩成分を輝度成分(Y成分)のみに変換する。
The signal values are then averaged for the pixels within the specified region. In this embodiment, the
このようにして得られた信号値は、後述の較正テーブルの作成に使用するスキャン値であり、以下では「較正スキャン値」と呼ぶ。較正スキャン値は、階調ごとに生成される。また、ここで示したS501からS503に至る処理を、以下では「標本化」と呼ぶ。標本化は、本実施形態では、較正部306によって較正処理(調整処理)が行われた後、次の較正処理(調整処理)が行われるまでのインターバル中に少なくとも2回以上行う。2回以上標本化を行った後、後述する演算処理を実施する。本実施形態では輝度変換を用いて較正スキャン値を定めるが、これに限定されない。インクの色(C、M、Yなど)の補色としてR,G,Bを1色ずつ用いてもよい。あるいは、最初からモノクロームとして1色のみのパッチ401を形成して、それを読み取った値を較正スキャン値としてもよい。
The signal values obtained in this way are the scan values used to create the calibration table described below, and are hereinafter referred to as "calibration scan values". A calibration scan value is generated for each gray level. Further, the processing from S501 to S503 shown here is hereinafter referred to as "sampling". In the present embodiment, sampling is performed at least twice during an interval from when the calibration process (adjustment process) is performed by the
図8は、同一のインターバル中に複数回実行される標本化によって得られた較正スキャン値を、標本化の回数ごとに並べた例である。図8では同一のインターバル中に3回の標本化が行われた例を示している。列T801は、図4に示したチャート400に含まれる複数のパッチ(ここでは16個のパッチ)それぞれのパッチ番号を示している。パッチ番号は階調値に対応している。列T802は、1回目の標本化で得られる較正スキャン値の例である。ここでは精度保証のために、標本化時のビット深度を10bitとしている。その結果8bit表示では少数点以下の数字が生じている。同様に、列T802は2回目の標本化の結果を、列T803は3回目の標本化の結果をそれぞれ例示している。標本化の回数に応じて、得られる較正スキャン値の数は変化する。図8では同一インターバル中に3回の標本化が行われた例を示している。
FIG. 8 is an example in which calibration scan values obtained by sampling performed multiple times during the same interval are arranged according to the number of samplings. FIG. 8 shows an example in which three samplings are performed during the same interval. A column T801 indicates patch numbers of a plurality of patches (here, 16 patches) included in the
図5におけるS501からS503に至る標本化処理の後、S504では、次に説明する較正テーブルの生成を行う。図7は、較正テーブルを生成する処理を説明するフローチャートである。以下、図7に沿って説明する。 After the sampling process from S501 to S503 in FIG. 5, in S504, a calibration table is generated as described below. FIG. 7 is a flow chart illustrating the process of generating a calibration table. Description will be made below with reference to FIG.
S701では、複数回の標本化処理によって得られた複数の較正スキャン値に基づいて現在の記録装置100における記録特性の変化の関係を求め、記録動作を継続した場合に生じる階調ごとの濃度変化(または輝度変化)を予測する。具体的には、図8で示した1回目から3回目までの標本化によって取得された較正スキャン値から、経過時間と輝度変化(濃度変化)の関係を関数化する。本実施形態では多項式近似を用いて、各パッチ番号ごとに、較正スキャン値の変化関数を得る。
In step S701, based on a plurality of calibration scan values obtained by a plurality of sampling processes, the relationship between changes in printing characteristics in the
式2は、較正スキャン値の変化関数の例である。式2に示す第1式は、チャート400の最も明るいパッチ(パッチ番号0)に関し、複数回の標本化で得られた較正スキャン値を用いて関数化した例を示している。同様に、第2式以降は、パッチ番号1以降のパッチに対応する較正スキャン値の変化関数を示している。本実施形態では、図4のチャート400に示したように16階調を用意している。従って、各パッチに対応した16個の関数を得ることができる。式2では3次の多項式を用いて較正スキャン値の変化関数を得ている。この変化関数に対し、目標とする較正処理を行う時刻までの経過時間を入力すれば、目標とする較正処理を行う時刻における階調ごとの輝度値(濃度値)を予測することができる。このようにして得られた予測値としての信号値を、以下では「予測較正スキャン値」と呼ぶ。なお、本実施形態では予測モデルをパッチごとの多項式近似としたが、予測値を取得する方法はこれに限らない。例えばスプライン補間を用いることもできるし、移動平均による予測モデルを立てることもできる。また本実施形態では予測軸を経過時間としているが、他の値を利用することも可能である。例えば記録媒体の枚数や、記録ヘッドのインクの吐出数(発数)などを用いてもよい。また記録されるチャートは、予測に適した間隔をあけて記録することが好ましい。例えば、あるチャートの記録と次のチャートの記録との間には、チャートが記録されていない1枚以上の通常記録が実施されていると効果的である。
次に、S702では、上記のようにして算出した予測較正スキャン値に基づき、較正部306が、記録装置100の記録特性を示す特性テーブルを生成する。図9は特性テーブルTBLの例を示す図である。ここで、特性テーブルTBLの要素を列ごとに説明する。列T901は、図8における列T801と同じパッチ番号を示す列である。列T902は、各パッチ番号に対応する出力階調補正値を示す列である。出力階調補正値は、図4に示す出力階調補正処理部305に予め用意された各パッチ番号に対応する信号値そのものを示す列である。列T903は、後述する列T905の各較正テーブルを算出するため用いる予測較正スキャン値を示す列である。この予測較正スキャン値は、S701で式2に任意のタイミングを設定して生成した、各パッチ番号に対応する値をである。列T904は、各パッチ番号に対応する階調目標値を示す列である。この列T904に示す各階調目標値は、各パッチ番号に対応する階調値において再現したい光学特性(ここでは、輝度)を反映させた値であり、較正部306によって生成される。本実施形態では、今後記録するチャート400をスキャンした際に、当該チャート400の各パッチ401に対応する光学特性の読み取り値を線型状に変化させることを企図している。そこで、階調目標値を以下のように生成する。
Next, in S<b>702 , the
ここでは具体的に、列T903のパッチ番号0の予測較正スキャン値と列T903のパッチ番号15に対応する予測較正スキャン値とに基づき、その間のパッチ番号に対応する値が線型になるように設定した値を階調目標値としている。但し、階調目標値の設定方法はこれに限定されない。階調目標値を、例えば対数関数状に変化する値とすることともできる。また記録媒体への記録濃度が指数関数状に変化するときの較正スキャン値を階調目標値として設定することもできる。このように、階調目標は階調を担保した上で、自由に設定してよい。
Here, specifically, based on the predicted calibration scan value of
以上のように本実施形態では、記録装置100の実際の記録特性を反映させた予測較正スキャン値から階調目標値を動的に生成することを可能にしている。これにより、階調潰れ等の階調表現の低下を抑制することが可能になり、階調性を維持しつつ良好な画像品質の画像を記録することが可能になる。
As described above, in this embodiment, it is possible to dynamically generate a gradation target value from predicted calibrated scan values that reflect the actual printing characteristics of the
ここで、本実施形態の比較例として、階調目標値が固定されていた場合について説明する。図8の最大階調値に対応するパッチ番号15の較正スキャン値を見ると、較正スキャン値(濃度値)が、標本化の回を追うごとに増大していることがわかる。つまり、時間が経過するにつれて最大濃度部の読み取り輝度信号が明るくなっていくことがわかる。これは、時間の経過とともに記録濃度が低下していることを表している。つまり、現在の記録装置100によって記録可能な最大濃度が低下していることを表している。このような状態の記録装置において、初期の階調目標値が固定されているということは、再現できない濃度が目標値として設定されていることを意味する。以下、図10を参照して具体的に説明する。
Here, as a comparative example of the present embodiment, a case where the gradation target value is fixed will be described. Looking at the calibration scan value of
図10は、固定された階調目標値と、それを実現できなかった場合に生じる輝度再現状態を表す線図であり、横軸は階調を示し、縦軸は輝度値を示している。図中、階調目標値1001は、輝度値で表された固定された階調目標値を示している。なお、ここでは、固定された階調目標値(目標輝度値)が、線型になるように設定されている場合を想定している。図10における点1002は15番目の階調における固定の目標階調値(輝度信号値)を、点1003は16番目の階調における固定の目標階調値(輝度信号値)をそれぞれ示している。また、点1004は、経時変化等により再現可能な濃度が低下している記録装置100により記録された記録物(例えばチャートの各パッチ)をスキャンして得られる読み取り信号の値(較正スキャン値)を示している。
FIG. 10 is a diagram showing a fixed gradation target value and a luminance reproduction state that occurs when it cannot be achieved. The horizontal axis indicates the gradation, and the vertical axis indicates the luminance value. In the figure, a
再現濃度が低下している記録装置100では、階調目標値を再現できる階調と再現できない階調とが生じることがある。例えば、図10に示すように、16番目の階調では点1003に示す目標階調値が再現されないのに対し、15番目の階調では点1002に示す目標階調値が再現される。この場合、16番目の階調に対応する点1004に示す輝度値と15番目の階調に対応する点1002に示す輝度値との差は、目標階調値が再現されている15番目の階調の輝度値と14番目の階調の輝度値との差より小さくなるため再現される階調表現が低下する。その結果、疑似輪郭に代表される画像品質の低下が生じる。
In the
また、図9では、階調数を16階調とした場合を例示しているが、例えば33階調等、より多くの階調数を用いて較正処理を行うこともある。この場合、階調値ごとの輝度値の差は小さくなる。図10において括弧の中に示される数字((33)、(32)・・・等)は、33の階調数を設定した場合の各階調番号を示している。従って、図10の点1003は33番目の階調に対応する目標階調値を、点1005は32番目の階調に対応する目標階調値を、点1002は31番目の階調の目標階調値をそれぞれ示している。
Also, although FIG. 9 illustrates a case where the number of gradations is 16, the calibration process may be performed using a larger number of gradations, such as 33 gradations. In this case, the difference in luminance value for each gradation value becomes small. The numbers ((33), (32), etc.) shown in parentheses in FIG. Therefore,
再現濃度が低下している記録装置100により記録が行われた場合、33番目の階調に対応する輝度値は点1004に示す値となり、目標階調値に対応する輝度値を再現することはできない。また、33番目の階調では最大記録量(吐出数)が設定されているため、点1004に示す輝度値を下げる(濃度を高める)ことはできない状況にある。一方、32番目の階調においても初期に設定されている記録量で記録が行われた場合には、再現される輝度値は、例えば点1006に示す輝度値になり、点1005に示す目標階調値を再現することはできない。但し32番目の階調の場合には、初期に設定されている記録量が最大記録量より少ないため、32番目の階調の記録量を増大させることが可能である。図10に示す例では、32番目の階調において、最大記録量まで記録量を増大させることによって点1005に示す目標階調値を再現した状態を示している。この場合、33番目の階調と32番目の階調は、ともに記録量が最大記録量となるため、33番目の階調の輝度値(濃度値)と32番目の階調の輝度値(濃度値)とが同一になり、階調表現は大幅に低下する。これが、いわゆる階調潰れであり、この階調潰れが発生した場合には、記録される画像品質はより低下することとなる。これに対し、本実施形態では、上記のように、階調目標値を設定することによって、階調潰れの発生を抑制することができる。
When printing is performed by the
ここで、再び図7を参照するに、S703では、図9の列T902の出力階調補正値と、列T903の予測較正スキャン値と、列T904の階調目標値とを用いて較正テーブルを作成する。このうち、列T903の予測較正スキャン値と列T904の階調目標値はいずれも輝度信号であり、信号値が大きいほど明るいことを示している。一方、列T902の出力階調補正値と、これから生成する列T905の較正テーブルはいずれも濃度信号であり、信号値が大きいほど濃いことを示している。従って、較正テーブルの作成では、輝度濃度変換を行う。本実施形態では以下の式3によって較正テーブルを得る。
較正テーブル=出力階調補正値-{(階調目標値-予測較正スキャン値)×16} (式3)
Referring again to FIG. 7, in S703, a calibration table is created using the output tone correction values in column T902 of FIG. 9, the predicted calibration scan values in column T903, and the tone target values in column T904. create. Of these, both the predicted calibration scan value in column T903 and the gradation target value in column T904 are luminance signals, and the larger the signal value, the brighter the image. On the other hand, both the output gradation correction value in column T902 and the calibration table in column T905 to be generated from this are density signals, and the larger the signal value, the darker it is. Therefore, in creating the calibration table, luminance density conversion is performed. In the present embodiment, a calibration table is obtained by
Calibration table = output tone correction value - {(tone target value - predicted calibration scan value) x 16} (equation 3)
上記のように、本実施形態における較正テーブルは、各階調値に対応して線型に変化するように定めた階調目標値列T904に基づいて算出された値である。このため、較正テーブルによって記録された記録濃度は、階調値の濃度の増大に応じて記録量が単調増加する。なお、輝度濃度変換の方法はこの限りではない。得たい階調特性に応じて、適切な輝度濃度変換方法を用いることができる。例えば濃度特性を反射濃度で取得した場合、対数変換による輝度濃度変換を用いることもできる。いずれにしても取得した記録物の濃度特性を光学特性取得手段によって何らかの光学特性に変換し、最終的に得たい記録物の光学特性になるように出力階調補正値を調整できれば良い。 As described above, the calibration table in the present embodiment is values calculated based on the gradation target value sequence T904 that is determined to linearly change corresponding to each gradation value. Therefore, the recording density recorded by the calibration table monotonously increases in accordance with the increase in the density of the gradation value. However, the method of luminance density conversion is not limited to this. Appropriate luminance density conversion methods can be used according to desired gradation characteristics. For example, when the density characteristic is obtained by reflection density, luminance density conversion by logarithmic conversion can be used. In any case, it is sufficient to convert the obtained density characteristics of the printed matter into some optical characteristics by the optical characteristic obtaining means, and adjust the output gradation correction value so as to obtain the optical characteristics of the finally desired printed matter.
上記のようにして較正テーブルを作成すると、図5のS505では、S702で生成された較正テーブルを較正部306にセットする。このテーブルは、次回の較正処理において使用され、その後は、較正テーブルの値に従って記録動作が行われる。以上を実施することによって、較正処理の度に階調目標値を変化させつつ記録動作を行うことができる。この結果、較正処理と較正処理との間のインターバルにおける記録画像において常に階調潰れを抑制することができる。
After creating the calibration table as described above, the calibration table generated in S702 is set in the
[他の実施形態]
上記実施形態では較正部306を出力階調補正処理部305の後段に設定して較正処理を実施する例を示したが、これに限定されない。例えば色分解処理の直後に較正部306を設置し、色分解信号を較正する方法を用いてもよい。
[Other embodiments]
In the above-described embodiment, an example in which the
また、本発明は上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムをネットワーク又は記憶媒体を介して記録装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。 In addition, the present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a recording device via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device read and execute the program. processing is also feasible. It can also be implemented by a circuit (for example, ASIC) that implements one or more functions.
100 記録装置
101~104 記録ヘッド
106 記録媒体
107 スキャナ
306 較正部
400 チャート
401 パッチ
100
Claims (13)
前記複数のパッチの光学特性の取得処理を各測定画像の記録ごとに行う取得手段と、
前記記録手段によって記録媒体に単位面積ごとに付与する色材量である記録量を、前記階調値ごとに定めた目標値に応じて調整するための調整処理を行う調整手段と、
前記取得手段により取得された複数の前記測定画像の光学特性に基づいて、階調値の増加に応じて前記記録量が単調増加するように前記目標値を設定する設定手段と、
を備えることを特徴とする記録装置。 a recording means for recording a measurement image including a plurality of patches corresponding to each of a plurality of gradation values on a recording medium at different timings by ejecting a coloring material;
acquisition means for performing acquisition processing of the optical characteristics of the plurality of patches for each recording of each measurement image;
adjustment means for performing an adjustment process for adjusting the recording amount, which is the amount of coloring material applied to the recording medium per unit area by the recording means, in accordance with a target value determined for each gradation value;
setting means for setting the target value based on the optical characteristics of the plurality of measurement images acquired by the acquisition means so that the recording amount monotonously increases as the gradation value increases;
A recording device comprising:
前記複数のパッチの光学特性の取得処理を各測定画像の記録ごとに行う取得手段と、
前記記録手段によって記録媒体に単位面積ごとに付与する色材量である記録量を、前記階調値ごとに定めた目標値に応じて調整するための調整処理を行う調整手段と、
前記取得手段により取得された複数の前記測定画像の光学特性に基づいて、階調値の増加に応じて前記記録量が単調増加するように前記目標値を設定する設定手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 1. An image processing apparatus provided in a recording apparatus having recording means for recording, at different timings, a measurement image including a plurality of patches corresponding to a plurality of gradation values on a recording medium by ejecting a coloring material. hand,
acquisition means for performing acquisition processing of the optical characteristics of the plurality of patches for each recording of each measurement image;
adjustment means for performing an adjustment process for adjusting the recording amount, which is the amount of coloring material applied to the recording medium per unit area by the recording means, in accordance with a target value determined for each gradation value;
setting means for setting the target value based on the optical characteristics of the plurality of measurement images acquired by the acquisition means so that the recording amount monotonously increases as the gradation value increases;
An image processing device comprising:
前記複数のパッチの光学特性の取得処理を各測定画像の記録ごとに行う取得工程と、
前記記録手段によって記録媒体に単位面積ごとに付与する色材量である記録量を、前記階調値ごとに定めた目標値に応じて調整するための調整処理を行う調整工程と、
前記取得工程において取得された複数の前記測定画像の光学特性に基づいて、階調値の増加に応じて前記記録量が単調増加するように前記目標値を設定する設定工程と、
を備えることを特徴とする画像処理方法。 An image processing method executed in a printing apparatus having a printing means for printing, at different timings, a measurement image including a plurality of patches corresponding to a plurality of gradation values on a printing medium by ejecting coloring material. and
an acquisition step of performing acquisition processing of the optical characteristics of the plurality of patches for each recording of each measurement image;
an adjustment step of performing an adjustment process for adjusting the recording amount, which is the amount of coloring material applied to the recording medium per unit area by the recording means, according to a target value determined for each gradation value;
a setting step of setting the target value based on the optical characteristics of the plurality of measurement images obtained in the obtaining step so that the recording amount monotonously increases as the gradation value increases;
An image processing method comprising:
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