JP6148999B2 - 画像形成装置、キャリブレーションプログラムおよびキャリブレーションシステム - Google Patents

Description

本発明は、印刷デバイスの階調特性を補正する画像形成装置、キャリブレーションプログラムおよびキャリブレーションシステムに関する。

従来、プリンター専用機、ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）などの画像形成装置の印刷デバイスの経年変化などの原因による入出力特性の補正、所謂、ガンマ補正を行うキャリブレーションの方法として、例えば、次の２つの方法が知られている。

１つ目の方法は、トナー像が形成される像担持体上に、複数の色のパッチを形成した後、像担持体上に形成されたパッチの色値をセンサーによって検出し、検出した色値に基づいて入出力特性を補正する方法である。

２つ目の方法は、用紙などの記録媒体に複数の色のパッチを印刷した後、記録媒体に印刷されたパッチの色値をスキャナーなどの読取デバイスによって読み取り、読取デバイスによって読み取られて生成された画像におけるパッチの色値を検出し、検出した色値に基づいて入出力特性を補正する方法である。

以上の２つの方法を比較すると、２つ目の方法は、実際に記録媒体に印刷されたパッチの色値を検出するので、１つ目の方法と比較して、高精度にキャリブレーションを行うことができる。

しかしながら、プリンター専用機など、スキャナーなどの読取デバイスを備えていない画像形成装置においては、読取デバイスを備えていないので、２つ目の方法を実行することができないため、１つ目の方法によってキャリブレーションを行わなければならない。

そこで、記録媒体に印刷されたパッチを、スキャナーなどの読取デバイスによって読み取るのではなく、画像形成装置の外部のデジタルカメラなどの撮影デバイスによって撮影した後、撮影デバイスによって撮影されて生成された画像におけるパッチの色値を検出し、検出した色値に基づいて入出力特性を補正する新たな方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。

特許文献１に記載されたキャリブレーションの方法においては、まず、複数の色のパッチを含むリファレンスチャートが描かれたリファレンスシートと、複数の色のパッチを含むテストチャートが画像形成装置の印刷デバイスによって印刷されたテストシートとが、同時に撮影デバイスによって撮影される。そして、撮影デバイスによって撮影されて生成された画像におけるリファレンスチャートおよびテストチャートのそれぞれのパッチのＲＧＢ値に基づいて、印刷デバイスの階調特性が補正される。

特許文献２に記載されたキャリブレーションの方法においては、まず、複数の色のパッチを含むリファレンスチャートが描かれたリファレンスシートと、複数の色のパッチを含むテストチャートが画像形成装置の印刷デバイスによって印刷されたテストシートとが、別々に撮影デバイスによって撮影される。次いで、撮影デバイスによって撮影されて生成された１つ目の画像におけるリファレンスチャートのパッチの色値と、撮影デバイスによって撮影されて生成された２つ目の画像におけるテストチャートのパッチの色値とに基づいて、第１補正値が算出される。また、撮影デバイスによって撮影されて生成された１つ目の画像におけるリファレンスチャートのパッチの色値と、画像形成装置内に事前に記憶されている基準の色値とに基づいて、第２補正値が算出される。そして、第１補正値および第２補正値に基づいて、印刷デバイスの階調特性が補正される。

特開２００６−２２２５５２号公報 特開２０１０−２２６５６２号公報

図１３は、撮影デバイス９０のレンズ９１の側面図である。

図１３に示すように、撮影デバイス９０のレンズ９１は、正面からの光９２に対して端ほど入射角θが大きくなる。ここで、光９２が撮影デバイス９０のレンズ９１に入射した後の光量Ｉは、光９２がレンズ９１に入射する前の光量Ｉ_０と、レンズ９１に対する光９２の入射角θとに基づいて、数１に示す式のように表される。したがって、撮影デバイス９０によって撮影されて生成された画像には、所謂、周辺光量落ちが発生する。

デジタルカメラなどの撮影デバイスによって撮影されて生成された画像には、上述したように数１に示す式に関係する原因以外にも、撮影デバイスによる撮影条件など、種々の原因によって、周辺光量落ちが発生する。

図１４（ａ）は、撮影デバイスによって撮影されて生成された画像の輝度を示すグラフを示す図である。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）とは異なる視点で観察した場合の図１４（ａ）に示すグラフを示す図である。

全てのパッチが同一の色であるチャートが撮影デバイスによって撮影されて生成された画像の輝度は、例えば、図１４に示すようになる。図１４において「画像縦方向」および「画像横方向」は、それぞれ、チャートの縦方向および横方向におけるパッチの位置を表している。

ここで、図１４における輝度Ｙは、色値であるＲＧＢ値に基づいて、例えば数２に示す式によって算出される。

図１４に示すように、撮影デバイスによって撮影されて生成された画像においては、同一の色で印刷されているパッチであっても、周辺光量落ちによって、画像の端に近い部分ほど輝度が低下して、ＲＧＢ値が低くなる。すなわち、撮影デバイスによって撮影されて生成された画像は、周辺光量落ちによって、本来のパッチの色情報が正しく反映されていない。

しかしながら、特許文献１または特許文献２に記載されたキャリブレーションの方法においては、撮影デバイスによる周辺光量落ちの影響が考慮されていないので、高精度のキャリブレーションを行うことができないという問題がある。

そこで、本発明は、高精度のキャリブレーションを行うことができる画像形成装置、キャリブレーションプログラムおよびキャリブレーションシステムを提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、印刷デバイスと、複数の色のパッチを含むリファレンスチャートが描かれたリファレンスシート、および、複数の色の前記パッチを含むテストチャートが前記印刷デバイスによって印刷されたテストシートが同時に撮影デバイスによって撮影されて生成された画像における前記リファレンスチャートおよび前記テストチャートのそれぞれの前記パッチの色値に基づいて前記印刷デバイスの階調特性を補正する階調補正手段と、前記画像における前記パッチ毎に前記撮影デバイスによる周辺光量落ちの量を検出する周辺光量落ち検出手段と、前記画像における前記パッチの色値を、前記周辺光量落ち検出手段によって検出された前記周辺光量落ちの量に基づいて補正する色値補正手段とを備え、前記階調補正手段は、前記色値補正手段によって補正された色値に基づいて前記階調特性を補正し、前記リファレンスシートおよび前記テストシートの少なくとも一方は、前記パッチに対して特定の位置に配置されている複数の基準領域を含み、前記周辺光量落ち検出手段は、前記画像における複数の前記基準領域の位置および輝度と、前記画像における前記パッチの位置とに基づいて、前記パッチ毎に前記周辺光量落ちの量を検出することを特徴とする。

この構成により、本発明の画像形成装置は、リファレンスシートおよびテストシートが同時に撮影デバイスによって撮影されて生成された画像におけるパッチ毎に周辺光量落ちの量を検出し、検出した周辺光量落ちの量に基づいて画像におけるパッチの色値を補正し、補正した色値に基づいて階調特性を補正するので、高精度のキャリブレーションを行うことができる。

また、本発明の画像形成装置において、少なくとも１つの前記基準領域は、前記リファレンスチャートおよび前記テストチャートの少なくとも一方の中に配置されても良い。

この構成により、本発明の画像形成装置は、全ての基準領域がリファレンスチャートおよびテストチャートの外に配置されている構成と比較して、複数のパッチに対して複数の基準領域が適切に散らばって配置されることができるので、画像におけるパッチ毎に周辺光量落ちの量を高精度に検出することができる。したがって、本発明の画像形成装置は、高精度のキャリブレーションを行うことができる。

また、本発明の画像形成装置において、少なくとも１つの前記基準領域は、前記リファレンスチャートおよび前記テストチャートの少なくとも一方の外に配置されても良い。

この構成により、本発明の画像形成装置は、少なくとも１つの基準領域がパッチよりも画像の端に近い部分、すなわち、周辺光量落ちの量が大きい部分に配置されることができるので、全ての基準領域が周辺光量落ちの量が小さい部分に配置されている構成と比較して、画像におけるパッチ毎に周辺光量落ちの量を高精度に検出することができる。したがって、本発明の画像形成装置は、高精度のキャリブレーションを行うことができる。

また、本発明の画像形成装置において、前記テストチャートは、前記リファレンスチャートが反転されたものであっても良い。

この構成により、本発明の画像形成装置は、リファレンスチャートおよびテストチャートが並べられた状態でリファレンスチャートと、テストチャートとの中間付近の位置が画像の中心となるように、リファレンスチャートおよびテストチャートが同時に撮影デバイスによって撮影された場合に、撮影デバイスによって撮影されて生成された画像におけるリファレンスチャートおよびテストチャートの互いに対応するパッチ同士に対して、画像において周辺光量落ちが同程度の影響を及ぼしているので、周辺光量落ちの量に基づいた色値の補正の量も同程度になる。そのため、本発明の画像形成装置は、画像におけるリファレンスチャートおよびテストチャートの互いに対応するパッチ同士の色値を高精度に補正することができる。したがって、本発明の画像形成装置は、高精度のキャリブレーションを行うことができる。

また、本発明の画像形成装置において、前記リファレンスシートおよび前記テストシートの少なくとも一方は、前記基準領域と同一の色であって前記画像の中心の特定の範囲に配置されるための中心領域を含み、前記周辺光量落ち検出手段は、前記画像における複数の前記基準領域の位置および輝度と、前記画像における前記パッチの位置と、前記画像における前記中心領域の輝度とに基づいて、前記パッチ毎に前記周辺光量落ちの量を検出しても良い。

この構成により、本発明の画像形成装置は、周辺光量落ちの量が小さい中心領域の輝度に基づいてパッチ毎の周辺光量落ちの量を検出するので、パッチ毎の周辺光量落ちの量を高精度に検出することができる。したがって、本発明の画像形成装置は、高精度のキャリブレーションを行うことができる。

本発明のキャリブレーションプログラムは、印刷デバイスを備える画像形成装置によって実行されるキャリブレーションプログラムであって、複数の色のパッチを含むリファレンスチャートが描かれたリファレンスシート、および、複数の色の前記パッチを含むテストチャートが前記印刷デバイスによって印刷されたテストシートが同時に撮影デバイスによって撮影されて生成された画像における前記リファレンスチャートおよび前記テストチャートのそれぞれの前記パッチの色値に基づいて前記印刷デバイスの階調特性を補正する階調補正手段、前記画像における前記パッチ毎に前記撮影デバイスによる周辺光量落ちの量を検出する周辺光量落ち検出手段、および、前記画像における前記パッチの色値を、前記周辺光量落ち検出手段によって検出された前記周辺光量落ちの量に基づいて補正する色値補正手段として前記画像形成装置を機能させ、前記階調補正手段は、前記色値補正手段によって補正された色値に基づいて前記階調特性を補正し、前記リファレンスシートおよび前記テストシートの少なくとも一方は、前記パッチに対して特定の位置に配置されている複数の基準領域を含み、前記周辺光量落ち検出手段は、前記画像における複数の前記基準領域の位置および輝度と、前記画像における前記パッチの位置とに基づいて、前記パッチ毎に前記周辺光量落ちの量を検出することを特徴とする。

この構成により、本発明のキャリブレーションプログラムは、リファレンスシートおよびテストシートが同時に撮影デバイスによって撮影されて生成された画像におけるパッチ毎に周辺光量落ちの量を検出し、検出した周辺光量落ちの量に基づいて画像におけるパッチの色値を補正し、補正した色値に基づいて階調特性を補正するので、高精度のキャリブレーションを行うことができる。

本発明のキャリブレーションシステムは、印刷デバイスを備える画像形成装置と、撮影デバイスとを備えるキャリブレーションシステムであって、複数の色のパッチを含むリファレンスチャートが描かれたリファレンスシート、および、複数の色の前記パッチを含むテストチャートが前記印刷デバイスによって印刷されたテストシートが同時に前記撮影デバイスによって撮影されて生成された画像における前記リファレンスチャートおよび前記テストチャートのそれぞれの前記パッチの色値に基づいて前記印刷デバイスの階調特性を補正する階調補正手段と、前記画像における前記パッチ毎に前記撮影デバイスによる周辺光量落ちの量を検出する周辺光量落ち検出手段と、前記画像における前記パッチの色値を、前記周辺光量落ち検出手段によって検出された前記周辺光量落ちの量に基づいて補正する色値補正手段とを備え、前記階調補正手段は、前記色値補正手段によって補正された色値に基づいて前記階調特性を補正し、前記リファレンスシートおよび前記テストシートの少なくとも一方は、前記パッチに対して特定の位置に配置されている複数の基準領域を含み、前記周辺光量落ち検出手段は、前記画像における複数の前記基準領域の位置および輝度と、前記画像における前記パッチの位置とに基づいて、前記パッチ毎に前記周辺光量落ちの量を検出することを特徴とする。

この構成により、本発明のキャリブレーションシステムは、リファレンスシートおよびテストシートが同時に撮影デバイスによって撮影されて生成された画像におけるパッチ毎に周辺光量落ちの量を検出し、検出した周辺光量落ちの量に基づいて画像におけるパッチの色値を補正し、補正した色値に基づいて階調特性を補正するので、高精度のキャリブレーションを行うことができる。

本発明の画像形成装置、キャリブレーションプログラムおよびキャリブレーションシステムは、高精度のキャリブレーションを行うことができる。

本発明の一実施の形態に係るキャリブレーションシステムの構成を示すブロック図である。 図１に示すプリンター専用機の構成を示すブロック図である。 図２に示すキャリブレーションプログラムの実行時に使用されるリファレンスシートおよびテストシートを示す平面図である。 基準領域を示した状態での図３に示すリファレンスシートおよびテストシートを示す平面図である。 図１に示すデジタルカメラによって撮影されて生成された画像の内容の一例を示す図である。 キャリブレーションを実行する場合の図２に示すプリンター専用機の動作のフローチャートである。 図６に示す射影変換処理のフローチャートである。 図５に示す画像が図７に示す射影変換処理によって射影変換された状態を示す図である。 図６に示す周辺光量落ち検出処理のフローチャートである。 図８に示すパッチが基準領域と同一の色で描かれている場合にパッチの推測輝度と、パッチの実際の輝度との誤差の一例を示す図である。 図６に示す色値補正処理のフローチャートである。 図２に示す記憶部に記憶させられた補正テーブルの原理を示す図である。 従来のキャリブレーションの方法について説明する図であって、撮影デバイスのレンズの側面図である。 （ａ）は、撮影デバイスによって撮影されて生成された画像の輝度を示すグラフを示す図である。 （ｂ）は、図１４（ａ）とは異なる視点で観察した場合の図１４（ａ）に示すグラフを示す図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。

まず、本実施の形態に係るキャリブレーションシステムの構成について説明する。

図１は、本実施の形態に係るキャリブレーションシステム１０の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、キャリブレーションシステム１０は、撮影デバイスとしてのデジタルカメラ２０と、画像形成装置としてのプリンター専用機３０とを備えている。デジタルカメラ２０と、プリンター専用機３０とは、互いに通信可能に構成されている。ここで、デジタルカメラ２０と、プリンター専用機３０とは、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネットなどのネットワーク経由で互いに通信可能であっても良いし、ネットワークを経由せずにＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ケーブルなどの通信ケーブル経由で互いに直接通信可能であっても良い。

図２は、本実施の形態に係るプリンター専用機３０の構成を示すブロック図である。

図２に示すように、プリンター専用機３０は、種々の操作が入力されるボタンなどの入力デバイスである操作部３１と、種々の情報を表示するＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などの表示デバイスである表示部３２と、用紙などの記録媒体に印刷を実行する印刷デバイスであるプリンター３３と、デジタルカメラ２０（図１参照。）、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などの外部の装置と通信を行う通信デバイスである通信部３４と、各種のデータを記憶しているＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性の記憶デバイスである記憶部３５と、プリンター専用機３０全体を制御する制御部３６とを備えている。

記憶部３５は、プリンター３３の階調特性を補正するためのキャリブレーションプログラム３５ａを記憶している。キャリブレーションプログラム３５ａは、プリンター専用機３０の製造段階でプリンター専用機３０にインストールされていても良いし、ＳＤカード、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリーなどの記憶媒体からプリンター専用機３０に追加でインストールされても良いし、ネットワーク上からプリンター専用機３０に追加でインストールされても良い。

図３は、キャリブレーションプログラム３５ａの実行時に使用されるリファレンスシート４０およびテストシート５０を示す平面図である。

図３に示すように、リファレンスシート４０は、複数の色のパッチ４１ａを含むリファレンスチャート４１が描かれたものである。

テストシート５０は、複数の色のパッチ５１ａを含むテストチャート５１と、リファレンスシート４０が配置される位置を囲む枠線など、リファレンスシート４０が配置される位置を指定するためのリファレンスシート配置用画像５２と、テストチャート５１を囲む枠線５３と、リファレンスチャート４１およびテストチャート５１の全体を囲む枠線など、後述の射影変換時の目印となる射影変換用画像５４とがプリンター３３によって印刷されたものである。

テストチャート５１は、リファレンスチャート４１が左右反転されたものと同様である。しかしながら、テストシート５０に印刷されたテストチャート５１は、プリンター３３によって印刷されたものであるので、リファレンスシート４０に描かれているリファレンスチャート４１と比較して、色値に関して精度が劣る。

図４は、基準領域４５および基準領域５５を示した状態でのリファレンスシート４０およびテストシート５０を示す平面図である。

図４に示すように、リファレンスシート４０は、パッチ４１ａに対して特定の位置に配置されている複数の基準領域４５を含んでいる。複数の基準領域４５は、一部がリファレンスチャート４１の中に配置されていて、残りがリファレンスチャート４１の外に配置されている。複数の基準領域４５は、略均等の間隔で配置されている。複数の基準領域４５の色は、全て同一である。

同様に、テストシート５０は、パッチ５１ａに対して特定の位置に配置されている複数の基準領域５５を含んでいる。複数の基準領域５５は、一部がテストチャート５１の中に配置されていて、残りがテストチャート５１の外に配置されている。複数の基準領域５５は、略均等の間隔で配置されている。複数の基準領域５５の色は、全て同一である。

なお、図４においては、理解の容易のために基準領域４５および基準領域５５を囲む円を描いている。しかしながら、実際には、リファレンスシート４０およびテストシート５０には、図３に示すように、基準領域４５および基準領域５５を囲む円は描かれていない。

リファレンスチャート４１におけるパッチ４１ａは、基準領域４５を含まない矩形領域である。同様に、テストチャート５１におけるパッチ５１ａは、基準領域５５を含まない矩形領域である。

図５は、デジタルカメラ２０（図１参照。）によって撮影されて生成された画像６０の内容の一例を示す図である。

図５に示す画像６０は、リファレンスシート４０およびテストシート５０が同時にデジタルカメラ２０によって撮影されて生成された画像である。すなわち、リファレンスシート４０がテストシート５０のリファレンスシート配置用画像５２に合わせて配置された後、リファレンスシート４０と、テストシート５０との中間付近の位置が画像の中心となるように、リファレンスシート４０およびテストシート５０が同時にデジタルカメラ２０によって撮影されると、図５に示すような画像６０が生成される。

図２に示す制御部３６は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、プログラムおよび各種のデータを記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＣＰＵの作業領域として用いられるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）とを備えている。ＣＰＵは、ＲＯＭまたは記憶部３５に記憶されているプログラムを実行する。

制御部３６は、記憶部３５に記憶されているキャリブレーションプログラム３５ａを実行することによって、画像６０（図５参照。）におけるリファレンスチャート４１（図５参照。）のパッチ４１ａ（図５参照。）およびテストチャート５１（図５参照。）のパッチ５１ａ（図５参照。）の色値に基づいてプリンター３３の階調特性を補正する階調補正手段３６ａ、画像６０におけるパッチ４１ａおよびパッチ５１ａのそれぞれ毎にデジタルカメラ２０（図１参照。）による周辺光量落ちの量を検出する周辺光量落ち検出手段３６ｂ、および、画像６０におけるパッチ４１ａおよびパッチ５１ａの色値を、周辺光量落ち検出手段３６ｂによって検出された周辺光量落ちの量に基づいて補正する色値補正手段３６ｃとして機能する。

次に、本実施の形態に係るキャリブレーションの方法について説明する。

まず、プリンター専用機３０の制御部３６は、操作部３１または通信部３４を介して受け付けた指示に応じて、記憶部３５に記憶されているキャリブレーションプログラム３５ａを実行することによって、テストチャート５１、リファレンスシート配置用画像５２、枠線５３および射影変換用画像５４をプリンター３３によって記憶媒体に印刷することによって、テストシート５０を生成する。

次いで、プリンター専用機３０の利用者は、事前に用意されていたリファレンスシート４０をテストシート５０のリファレンスシート配置用画像５２に合わせて配置した後、リファレンスシート４０と、テストシート５０との中間付近の位置が画像の中心となるように、リファレンスシート４０およびテストシート５０を同時にデジタルカメラ２０によって撮影する。したがって、図５に示すような画像６０がデジタルカメラ２０によって生成される。

次いで、プリンター専用機３０の制御部３６は、操作部３１または通信部３４を介して受け付けた指示に応じて、記憶部３５に記憶されているキャリブレーションプログラム３５ａを実行することによって、図６に示す動作を実行する。

図６は、キャリブレーションを実行する場合のプリンター専用機３０の動作のフローチャートである。

図６に示すように、制御部３６の階調補正手段３６ａは、デジタルカメラ２０から通信部３４を介して画像６０を取得する（Ｓ１０１）。

次いで、階調補正手段３６ａは、Ｓ１０１において取得した画像６０におけるリファレンスチャート４１およびテストチャート５１の形状を整えるために、画像６０を射影変換する射影変換処理を実行する（Ｓ１０２）。

図７は、図６に示す射影変換処理のフローチャートである。

図７に示すように、階調補正手段３６ａは、Ｓ１０２における射影変換前の射影変換用画像５４（図５参照。）の四隅の点５４ａ、５４ｂ、５４ｃおよび５４ｄ（図５参照。）の座標と、Ｓ１０２における射影変換後の射影変換用画像５４の四隅の点５４ａ、５４ｂ、５４ｃおよび５４ｄの座標とに基づいて、画像６０を射影変換する射影変換行列Ｇを算出する（Ｓ１３１）。なお、Ｓ１０２における射影変換後の射影変換用画像５４の四隅の点５４ａ、５４ｂ、５４ｃおよび５４ｄの座標は、事前に設定されている固定値である。

ここで、Ｓ１０２における射影変換前の点５４ａの座標を(x₁',ｙ₁')とし、Ｓ１０２における射影変換後の点５４ａの座標を(x₁,ｙ₁)とすると、座標(x₁',ｙ₁')と、座標(x₁,ｙ₁)とは、数３に示す射影変換行列Ｈを用いて、数４に示す式で表すことができる。

数４に示す式から、x₁'について数５に示す式を得ることができ、ｙ₁'について数６に示す式を得ることができる。

同様に、Ｓ１０２における射影変換前の点５４ｂ、５４ｃ、５４ｄの座標をそれぞれ(x₂',ｙ₂')、(x₃',ｙ₃')、(x₄',ｙ₄')とし、Ｓ１０２における射影変換後の点５４ｂ、５４ｃ、５４ｄの座標をそれぞれ(x₂,ｙ₂)、(x₃,ｙ₃)、(x₄,ｙ₄)として、x₂'、x₃'、x₄'について数５に示す式と同様の式を得るとともに、ｙ₂'、ｙ₃'、ｙ₄'について数６に示す式と同様の式を得ることによって、数７に示す式を得ることができる。

そして、数７に示す式に示す８つの連立方程式を解くと、射影変換行列Ｈの行列要素ａ〜ｈを求めることができる。すなわち、射影変換行列Ｈを求めることができる。

ただし、射影変換行列Ｈは、数４に示す式で表されるように、Ｓ１０２における射影変換後の画像を、Ｓ１０２における射影変換前の画像に射影変換するための行列である。したがって、画像６０を射影変換する射影変換行列Ｇ、すなわち、Ｓ１０２における射影変換前の画像を、Ｓ１０２における射影変換後の画像に射影変換するための射影変換行列は、射影変換行列Ｈの逆行列Ｈ^-1となり、数８に示す式によって求められる。

階調補正手段３６ａは、Ｓ１３１の処理の後、Ｓ１３１において算出した射影変換行列Ｇに基づいて画像６０を射影変換して（Ｓ１３２）、図７に示す射影変換処理を終了する。

図８は、図５に示す画像６０が図７に示す射影変換処理によって射影変換された状態を示す図である。

図８に示すように、図５に示す画像６０は、図７に示す射影変換処理によって射影変換されて、デジタルカメラ２０による撮影によって生じた傾きが修正される。

図６に示すように、制御部３６の周辺光量落ち検出手段３６ｂは、Ｓ１０２の射影変換処理が終了すると、Ｓ１０２において射影変換された画像６０におけるパッチ毎にデジタルカメラ２０による周辺光量落ちの量を検出する周辺光量落ち検出処理を実行する（Ｓ１０３）。

図９は、図６に示す周辺光量落ち検出処理のフローチャートである。

図９に示すように、周辺光量落ち検出手段３６ｂは、Ｓ１０２において射影変換された画像６０において、基準領域５５の位置に基づいて基準領域５５を特定して、Ｓ１０２において射影変換された画像６０における基準領域５５毎の輝度を検出する（Ｓ１６１）。ここで、基準領域５５の位置は、パッチ５１ａの位置に対して事前に設定されている固定値である。基準領域５５の輝度は、Ｓ１０２において射影変換された画像６０における基準領域５５のＲＧＢ値に基づいて例えば数２に示す式のように算出される。

次いで、周辺光量落ち検出手段３６ｂは、Ｓ１０２において射影変換された画像６０におけるテストチャート５１の複数のパッチ５１ａのうち、未だ対象としていないパッチ５１ａを対象にする（Ｓ１６２）。

次いで、周辺光量落ち検出手段３６ｂは、対象のパッチ５１ａの位置と、基準領域５５の位置とに基づいて、対象のパッチ５１ａに対する基準領域５５の重みW_iを数９に示すように算出する（Ｓ１６３）。ここで、パッチ５１ａの位置と、基準領域５５の位置とは、事前に設定されている固定値である。パッチ５１ａの位置は、パッチ５１ａの中心の座標(x_p,y_p)で表される。また、基準領域５５の位置は、基準領域５５の中心の座標(x_i,y_i)で表される。ここで、iは、１から、基準領域５５の総数であるｎまでの整数である。すなわち、Ｓ１０２において射影変換された画像６０における複数の基準領域５５の位置は、具体的には、それぞれ、座標(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、・・・、(x_n-1,y_n-1)、(x_n,y_n)で表される。数９に示すように、重みW_iは、対象のパッチ５１ａから基準領域５５までの距離の逆数である。

次いで、周辺光量落ち検出手段３６ｂは、Ｓ１６３において算出した重みW_iと、基準領域５５の輝度Y_iとに基づいて、対象のパッチ５１ａの推測輝度Y_pを数１０に示すように算出する（Ｓ１６４）。対象のパッチ５１ａの推測輝度Y_pは、対象のパッチ５１ａが基準領域５５と同一の色で描かれていると仮定した場合に推測される対象のパッチ５１ａの輝度である。ここで、Ｓ１０２において射影変換された画像６０における複数の基準領域５５の輝度Y_iは、具体的には、それぞれ、Y₁、Y₂、・・・、Y_n-1、Y_nで表される。数１０に示すように、対象のパッチ５１ａの推測輝度Y_pは、基準領域５５の輝度Y_iに重みW_iを付けた加重平均である。

図１０は、パッチ５１ａが基準領域５５と同一の色で描かれている場合にパッチ５１ａの推測輝度Y_pと、パッチ５１ａの実際の輝度との誤差の一例を示す図である。

図１０において、Δ輝度は、パッチ５１ａの推測輝度Y_pと、パッチ５１ａの実際の輝度との差分をパーセントで表した値である。ここで、パッチ５１ａの実際の輝度とは、輝度が検出されるパッチ５１ａが画像の中心に配置されること、すなわち、輝度が検出されるパッチ５１ａに周辺光量落ちの影響が存在しないことという撮影条件を除いて、推測輝度Y_pを算出した画像の撮影条件と同一の撮影条件でデジタルカメラ２０によって撮影した場合に、画像の中心に配置されたパッチ５１ａに対して実際に検出した輝度である。図１０において、「画像縦方向」および「画像横方向」は、それぞれ、テストチャート５１の縦方向および横方向におけるパッチ５１ａの位置を表している。図１０に示すように、パッチ５１ａが基準領域５５と同一の色で描かれている場合、パッチ５１ａの推測輝度Y_pは、パッチ５１ａの実際の輝度との誤差が例えば１％以内であるなど、高精度に推測されることが可能である。

図９に示すように、周辺光量落ち検出手段３６ｂは、Ｓ１６４の処理の後、Ｓ１６４において算出した推測輝度Y_pと、Ｓ１０２において射影変換された画像６０の中心の特定の範囲に配置されている中心領域の輝度Y_cとに基づいて、対象のパッチ５１ａに対する輝度補正係数A_Yを数１１に示すように算出する（Ｓ１６５）。輝度補正係数A_Yは、対象のパッチ５１ａの輝度を補正するための係数であり、値が大きいほど周辺光量落ちの量が大きいことを意味している。すなわち、輝度補正係数A_Yは、周辺光量落ちの量を表している。ここで、中心領域は、基準領域５５と同一の色である必要がある。例えば、中心領域は、Ｓ１０２において射影変換された画像６０の中心に最も近い基準領域５５、すなわち、図４に示す例では基準領域５５ａであっても良い。中心領域の輝度Y_cは、Ｓ１０２において射影変換された画像６０における中心領域のＲＧＢ値に基づいて例えば数２に示す式のように算出される。

周辺光量落ち検出手段３６ｂは、Ｓ１６５の処理の後、Ｓ１０２において射影変換された画像６０におけるテストチャート５１の全てのパッチ５１ａを対象にしたか否かを判断する（Ｓ１６６）。

周辺光量落ち検出手段３６ｂは、未だ対象にしていないパッチ５１ａが存在するとＳ１６６において判断すると、Ｓ１６２の処理を実行する。

周辺光量落ち検出手段３６ｂは、全てのパッチ５１ａを対象にしたとＳ１６６において判断すると、図９に示す周辺光量落ち検出処理を終了する。

なお、以上においては、テストチャート５１に対する周辺光量落ちの量の検出について説明している。しかしながら、周辺光量落ち検出手段３６ｂは、リファレンスチャート４１に対する周辺光量落ちの量の検出についても同様に、図９に示す周辺光量落ち検出処理において実行する。

図６に示すように、制御部３６の色値補正手段３６ｃは、Ｓ１０３の周辺光量落ち検出処理が終了すると、画像６０におけるパッチの色値を補正する色値補正処理を実行する（Ｓ１０４）。

図１１は、図６に示す色値補正処理のフローチャートである。

図１１に示すように、色値補正手段３６ｃは、Ｓ１０２において射影変換された画像６０におけるテストチャート５１の複数のパッチ５１ａのうち、未だ対象としていないパッチ５１ａを対象にする（Ｓ１９１）。

次いで、色値補正手段３６ｃは、対象のパッチ５１ａの実測輝度Y_rと、対象のパッチ５１ａについてＳ１０３の周辺光量落ち検出処理によって算出された輝度補正係数A_Yとに基づいて、対象のパッチ５１の補正輝度Y_a、すなわち、周辺光量落ちの影響が除外された輝度を数１２に示すように算出する（Ｓ１９２）。ここで、実測輝度Y_rは、Ｓ１０２において射影変換された画像６０における対象のパッチ５１ａのＲＧＢ値に基づいて例えば数２に示す式のように算出される。

次いで、色値補正手段３６ｃは、Ｓ１９２において算出した補正輝度Y_aに基づいて、対象のパッチ５１ａのＲＧＢ値を補正する（Ｓ１９３）。

色値補正手段３６ｃは、Ｓ１９３の処理の後、Ｓ１０２において射影変換された画像６０におけるテストチャート５１の全てのパッチ５１ａを対象にしたか否かを判断する（Ｓ１９４）。

色値補正手段３６ｃは、未だ対象にしていないパッチ５１ａが存在するとＳ１９４において判断すると、Ｓ１９１の処理を実行する。

色値補正手段３６ｃは、全てのパッチ５１ａを対象にしたとＳ１９４において判断すると、図１１に示す色値補正処理を終了する。

なお、以上においては、テストチャート５１に対する色値の補正について説明している。しかしながら、色値補正手段３６ｃは、リファレンスチャート４１に対する色値の補正についても同様に、図１１に示す色値補正処理において実行する。

図６に示すように、階調補正手段３６ａは、Ｓ１０４の色値補正処理が終了すると、リファレンスチャート４１のパッチ４１ａの色値と、このパッチ４１ａに対応するテストチャート５１のパッチ５１ａの色値との差分に基づいて、プリンター３３の階調特性の補正テーブルを生成する（Ｓ１０５）。なお、Ｓ１０５において使用される色値は、Ｓ１０４の色値補正処理によって補正されたものである。

次いで、階調補正手段３６ａは、Ｓ１０５において生成した補正テーブルを記憶部３５に記憶して（Ｓ１０６）、図６に示す動作を終了する。

図１２は、Ｓ１０６において記憶部３５に記憶させられた補正テーブル７１の原理を示す図である。

図１２に示すように、プリンター３３の実際の階調特性７２が期待される階調特性７３からずれていても、プリンター３３の実際の階調特性７２に補正テーブル７１を適用することによって、期待される階調特性７３を実現することができる。すなわち、階調補正手段３６ａは、プリンター３３の階調特性の補正テーブル７１を生成することによって、プリンター３３の階調特性を補正する。

以上に説明したように、プリンター専用機３０は、リファレンスシート４０およびテストシート５０が同時にデジタルカメラ２０によって撮影されて生成された画像６０におけるパッチ４１ａ、５１ａ毎に周辺光量落ちの量を検出し（Ｓ１０３）、検出した周辺光量落ちの量に基づいて画像６０におけるパッチ４１ａ、５１ａの色値を補正し（Ｓ１０４）、補正した色値に基づいて階調特性を補正する（Ｓ１０５）ので、高精度のキャリブレーションを行うことができる。

なお、パッチ４１ａ、５１ａは、キャリブレーションを実行するために様々な色値で描かれている。そのため、画像６０におけるパッチ４１ａ、５１ａの輝度は、そもそもの色値のみに基づいているものであるのか、または、そもそもの色値が周辺光量落ちの影響によって変化しているものであるのか、ということが判別されることが困難である。プリンター専用機３０は、周辺光量落ちの量を検出するための基準領域４５、５５をそれぞれリファレンスシート４０、テストシート５０に含めるので、基準領域４５、５５の輝度の変化に基づいて、画像６０におけるパッチ４１ａ、５１ａのそれぞれに対する周辺光量落ちの量を検出することができる。

プリンター専用機３０は、複数の基準領域４５の一部がリファレンスチャート４１の中に配置されているので、全ての基準領域４５がリファレンスチャート４１の外に配置されている構成と比較して、複数のパッチ４１ａに対して複数の基準領域４５が適切に散らばって配置されることができる。そのため、プリンター専用機３０は、画像６０におけるパッチ４１ａ毎に周辺光量落ちの量を高精度に検出することができる。したがって、プリンター専用機３０は、高精度のキャリブレーションを行うことができる。同様に、プリンター専用機３０は、複数の基準領域５５の一部がテストチャート５１の中に配置されているので、高精度のキャリブレーションを行うことができる。

プリンター専用機３０は、複数の基準領域４５の一部がリファレンスチャート４１の外に配置されているので、少なくとも１つの基準領域４５がパッチ４１ａよりも画像６０の端に近い部分、すなわち、周辺光量落ちの量が大きい部分に配置されることができる。そのため、プリンター専用機３０は、全ての基準領域４５が周辺光量落ちの量が小さい部分に配置されている構成と比較して、画像６０におけるパッチ４１ａ毎に周辺光量落ちの量を高精度に検出することができる。したがって、プリンター専用機３０は、高精度のキャリブレーションを行うことができる。同様に、プリンター専用機３０は、複数の基準領域５５の一部がテストチャート５１の外に配置されているので、高精度のキャリブレーションを行うことができる。

プリンター専用機３０において、テストチャート５１は、リファレンスチャート４１が反転されたものである。この構成により、プリンター専用機３０は、リファレンスチャート４１およびテストチャート５１が並べられた状態でリファレンスチャート４１と、テストチャート５１との中間付近の位置が画像の中心となるように、リファレンスチャート４１およびテストチャート５１が同時にデジタルカメラ２０によって撮影された場合に、デジタルカメラ２０によって撮影されて生成された画像６０におけるリファレンスチャート４１およびテストチャート５１の互いに対応するパッチ同士に対して、画像６０において周辺光量落ちが同程度の影響を及ぼしているので、周辺光量落ちの量に基づいた色値の補正の量も同程度になる。そのため、プリンター専用機３０は、画像６０におけるリファレンスチャート４１およびテストチャート５１の互いに対応するパッチ同士の色値を高精度に補正することができる。したがって、プリンター専用機３０は、高精度のキャリブレーションを行うことができる。

プリンター専用機３０は、デジタルカメラ２０によって撮影されて生成された画像６０において周辺光量落ちの量が小さい中心領域の輝度に基づいて、パッチ毎の周辺光量落ちの量を検出するので、パッチ毎の周辺光量落ちの量を高精度に検出することができる。したがって、プリンター専用機３０は、高精度のキャリブレーションを行うことができる。

リファレンスシート４０は、パッチ４１だけでなく、基準領域４５を含んでいるので、パッチ４１および基準領域４５がデジタルカメラ２０によって容易に同時に撮影されることができる。同様に、テストシート５０は、パッチ５１だけでなく、基準領域５５を含んでいるので、パッチ５１および基準領域５５がデジタルカメラ２０によって容易に同時に撮影されることができる。したがって、キャリブレーションシステム１０は、利用者に簡易な手順でキャリブレーションを実行させることができる。

なお、プリンター専用機３０は、本実施の形態において射影変換処理を実行するが、射影変換処理を省略しても良い。

本発明の画像形成装置は、本実施の形態においてプリンター専用機であるが、プリンター専用機以外の画像形成装置であっても良い。例えば、本発明の画像形成装置は、ＭＦＰ、コピー専用機、ファックス専用機などの画像形成装置であっても良い。

１０ キャリブレーションシステム
２０ デジタルカメラ（撮影デバイス）
３０ プリンター専用機（画像形成装置）
３３ プリンター（印刷デバイス）
３５ａ キャリブレーションプログラム
３６ａ 階調補正手段
３６ｂ 周辺光量落ち検出手段
３６ｃ 色値補正手段
４０ リファレンスシート
４１ リファレンスチャート
４１ａ パッチ
４５ 基準領域
５０ テストシート
５１ テストチャート
５１ａ パッチ
５５ 基準領域
５５ａ 基準領域（中心領域）
６０ 画像

Claims (7)

1. 印刷デバイスと、
   複数の色のパッチを含むリファレンスチャートが描かれたリファレンスシート、および、複数の色の前記パッチを含むテストチャートが前記印刷デバイスによって印刷されたテストシートが同時に撮影デバイスによって撮影されて生成された画像における前記リファレンスチャートおよび前記テストチャートのそれぞれの前記パッチの色値に基づいて前記印刷デバイスの階調特性を補正する階調補正手段と、
   前記画像における前記パッチ毎に前記撮影デバイスによる周辺光量落ちの量を検出する周辺光量落ち検出手段と、
   前記画像における前記パッチの色値を、前記周辺光量落ち検出手段によって検出された前記周辺光量落ちの量に基づいて補正する色値補正手段とを備え、
   前記階調補正手段は、前記色値補正手段によって補正された色値に基づいて前記階調特性を補正し、
   前記リファレンスシートおよび前記テストシートの少なくとも一方は、前記パッチに対して特定の位置に配置されている複数の基準領域を含み、
   前記周辺光量落ち検出手段は、
   前記画像における複数の前記基準領域の位置および輝度と、
   前記画像における前記パッチの位置とに基づいて、
   前記パッチ毎に前記周辺光量落ちの量を検出することを特徴とする画像形成装置。
2. 少なくとも１つの前記基準領域は、前記リファレンスチャートおよび前記テストチャートの少なくとも一方の中に配置されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 少なくとも１つの前記基準領域は、前記リファレンスチャートおよび前記テストチャートの少なくとも一方の外に配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記テストチャートは、前記リファレンスチャートが反転されたものであることを特徴とする請求項１から請求項３までの何れかに記載の画像形成装置。
5. 前記リファレンスシートおよび前記テストシートの少なくとも一方は、前記基準領域と同一の色であって前記画像の中心の特定の範囲に配置されるための中心領域を含み、
   前記周辺光量落ち検出手段は、
   前記画像における複数の前記基準領域の位置および輝度と、
   前記画像における前記パッチの位置と、
   前記画像における前記中心領域の輝度とに基づいて、
   前記パッチ毎に前記周辺光量落ちの量を検出することを特徴とする請求項１から請求項４までの何れかに記載の画像形成装置。
6. 印刷デバイスを備える画像形成装置によって実行されるキャリブレーションプログラムであって、
   複数の色のパッチを含むリファレンスチャートが描かれたリファレンスシート、および、複数の色の前記パッチを含むテストチャートが前記印刷デバイスによって印刷されたテストシートが同時に撮影デバイスによって撮影されて生成された画像における前記リファレンスチャートおよび前記テストチャートのそれぞれの前記パッチの色値に基づいて前記印刷デバイスの階調特性を補正する階調補正手段、
   前記画像における前記パッチ毎に前記撮影デバイスによる周辺光量落ちの量を検出する周辺光量落ち検出手段、および、
   前記画像における前記パッチの色値を、前記周辺光量落ち検出手段によって検出された前記周辺光量落ちの量に基づいて補正する色値補正手段として前記画像形成装置を機能させ、
   前記階調補正手段は、前記色値補正手段によって補正された色値に基づいて前記階調特性を補正し、
   前記リファレンスシートおよび前記テストシートの少なくとも一方は、前記パッチに対して特定の位置に配置されている複数の基準領域を含み、
   前記周辺光量落ち検出手段は、
   前記画像における複数の前記基準領域の位置および輝度と、
   前記画像における前記パッチの位置とに基づいて、
   前記パッチ毎に前記周辺光量落ちの量を検出することを特徴とするキャリブレーションプログラム。
7. 印刷デバイスを備える画像形成装置と、
   撮影デバイスとを備えるキャリブレーションシステムであって、
   複数の色のパッチを含むリファレンスチャートが描かれたリファレンスシート、および、複数の色の前記パッチを含むテストチャートが前記印刷デバイスによって印刷されたテストシートが同時に前記撮影デバイスによって撮影されて生成された画像における前記リファレンスチャートおよび前記テストチャートのそれぞれの前記パッチの色値に基づいて前記印刷デバイスの階調特性を補正する階調補正手段と、
   前記画像における前記パッチ毎に前記撮影デバイスによる周辺光量落ちの量を検出する周辺光量落ち検出手段と、
   前記画像における前記パッチの色値を、前記周辺光量落ち検出手段によって検出された前記周辺光量落ちの量に基づいて補正する色値補正手段とを備え、
   前記階調補正手段は、前記色値補正手段によって補正された色値に基づいて前記階調特性を補正し、
   前記リファレンスシートおよび前記テストシートの少なくとも一方は、前記パッチに対して特定の位置に配置されている複数の基準領域を含み、
   前記周辺光量落ち検出手段は、
   前記画像における複数の前記基準領域の位置および輝度と、
   前記画像における前記パッチの位置とに基づいて、
   前記パッチ毎に前記周辺光量落ちの量を検出することを特徴とするキャリブレーションシステム。