画质评价装置、图像形成装置以及画质评价方法与流程

1.本发明涉及画质评价装置、图像形成装置以及画质评价方法。


背景技术：

2.在图像形成装置等中，有输出到记录介质的输出图像由于浓度不均等浓度变动而与图像数据上的图像不同的情况，所以需要对输出图像的画质进行评价。
3.作为以往的画质评价方法，例如在专利文献1中公开了对图像内的多个处理区域各自中的图像数据进行频率解析(傅立叶变换)，提取特定频率的功率谱值，来进行浓度不均的优劣判定的结构。
4.另外，在专利文献2中公开了按照每个恒定区间分割图像特性值的变动数据，基于各分割区间的图像特性值评价图像质量的优劣的结构。
5.另外，在专利文献3中公开了对每个区域计算二维图像的亮度数据的中心部的平均亮度与周边部的平均亮度的差分，制成表示该差分的频率的直方图，基于将比阈值大的差分的频率相加后的总频率相加值评价图像上的亮度不均的结构。
6.专利文献1：日本特开平9－68497号公报
7.专利文献2：日本特开2006－123451号公报
8.专利文献3：日本特开2007－198850号公报
9.然而，即使是在装置的评价中评价为不合格的图像，也存在能够在基于人的目视(感受性)的评价中评价为合格的图像。因此，在专利文献2以及专利文献3的结构中，与基于人的目视的评价的相关性变差，有不能进行适当的画质的评价的担心。
10.另外，在专利文献1中，虽然特定频率是考虑了人的视觉特性(感受性)的频率，但由于是进行频率解析的结构，在装置中需要进行庞大次数的运算，所以产生画质的评价时间较长这样的问题。


技术实现要素：

11.本发明的目的在于提供能够取得与基于人的感受性的评价的相关性，并且能够简单地进行画质的评价的画质评价装置、图像形成装置以及画质评价方法。
12.本发明的画质评价装置具备：
13.获取部，获取输出到记录介质的图像的图像数据；
14.转换部，将通过上述获取部获取到的上述图像数据转换为上述图像的各像素的亮度值的二维排列数据；
15.处理部，分别对上述二维排列数据的各像素进行基于多个滤波器尺寸的平均化处理；以及
16.评价部，使用上述处理部的处理结果进行上述图像的画质的评价。
17.本发明的图像形成装置具备：
18.图像形成部，形成图像；
19.控制部，基于规定的图像形成条件控制上述图像形成部；以及
20.上述的画质评价装置。
21.本发明的画质评价方法是画质评价装置所使用的画质评价方法，
22.获取输出到记录介质的图像的图像数据，
23.将获取到的上述图像数据转换为上述图像的各像素的亮度值的二维排列数据，
24.分别对由图像的各像素构成的二维排列数据的各像素进行基于多个滤波器尺寸的平均化处理，
25.使用上述平均化处理的处理结果进行上述图像的画质的评价。
26.根据本发明，能够取得与基于人的感受性的评价的相关性，并且能够简单地进行画质的评价。
附图说明
27.图1是表示本发明的实施方式的图像形成装置的概略结构的图。
28.图2是表示图像形成装置的主要的功能结构的框图。
29.图3是表示分割为多个评价区域的二维排列数据的图。
30.图4是表示视觉的空间频率特性的一个例子的图。
31.图5是用于说明平均化处理的图。
32.图6是表示基于两个滤波器尺寸的两种平均值的一个例子的图。
33.图7是表示执行画质评价部中的画质评价控制时的动作例的一个例子的流程图。
34.图8是本实施方式中的画质评价控制的实验结果。
具体实施方式
35.以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细的说明。图1是表示本发明的实施方式的图像形成装置1的概略结构的图。
36.图像形成装置1是进行对记录介质p的图像的记录的喷墨式的图像形成装置。图像形成装置1具备供纸部10、图像形成部20、排纸部30以及控制部40。
37.图像形成装置1在控制部40的控制下，将储存于供纸部10的记录介质p输送至图像形成部20，在图像形成部20将墨水排出到记录介质p上来记录图像，将记录有图像的记录介质p输送到排纸部30。
38.详细而言，图像形成装置1通过分别对黄色(y)、品红色(m)、青色(c)、黑色(k)四种颜色以规定的记录灰度数在记录介质p上重叠颜色并输出，来在该记录介质p上记录彩色图像。
39.作为记录介质p，除了普通纸、涂布纸等纸之外，还能够使用布帛或者片状的树脂等能够使着落于表面的墨水定影的各种介质。
40.供纸部10具有储存记录介质p的供纸托盘11、和从供纸托盘11向图像形成部20输送并供给记录介质p的介质供给部12。介质供给部12具备内侧被两个辊支承的轮状的带，通过在将记录介质p载置于该带上的状态下使辊旋转来将记录介质p从供纸托盘11向图像形成部20输送。
41.图像形成部20具有输送部21、交接单元22、加热部23、头单元24、照射部25、读取部
access memory：随机存取存储器)、rom43(read only memory：只读存储器)以及存储部44，统一控制图像形成装置1的整体动作。
56.cpu41读出存储于rom43的各种控制用的程序、设定数据并使其存储于ram42，执行该程序进行各种运算处理。
57.ram42对cpu41提供工作用的存储空间，存储暂时数据。ram42也可以包含非易失性存储器。
58.rom43储存通过cpu41执行的各种控制用的程序、设定数据等。此外，也可以代替rom43而使用eeprom(electrically erasable programmable read only memory：电可擦可编程只读存储器)、闪存等能够改写的非易失性存储器。
59.在存储部44存储有经由输入输出接口80从未图示的外部装置输入的打印任务以及通过该打印任务记录的图像的图像数据等。作为存储部44，例如能够使用hdd(hard disk drive：硬盘驱动器)，另外，也可以并用dram(dynamic random access memory：动态随机存取存储器)等。
60.头单元驱动部50通过基于控制部40的控制在适当的定时对头单元24的记录元件供给与图像数据对应的驱动信号，使与图像数据的像素值对应的量的墨水从头单元24的喷嘴排出。
61.输送驱动部60基于从控制部40供给的控制信号，向设置于输送鼓211的输送鼓马达供给驱动信号，使输送鼓211以规定的速度以及定时旋转。另外，输送驱动部60基于从控制部40供给的控制信号，向用于使介质供给部12、交接单元22以及交付部27动作的马达供给驱动信号，使它们进行记录介质p的向输送部21的供给以及从输送部21的排出。
62.图像处理部70对存储于存储部44的图像数据进行规定的图像处理，并使得到的图像数据存储于存储部44。在该图像处理中，除了对图像数据应用未图示的修正表格等来修正图像数据的修正处理之外，还包括颜色转换处理、灰度修正处理、伪半色调处理等。
63.输入输出接口80与外部装置(例如，个人计算机)的输入输出接口连接，介导控制部40与外部装置之间的数据的收发。输入输出接口80例如由各种串行接口、各种并行接口中的任意一种或者它们的组合构成。
64.画质评价部100具有未图示的cpu、ram以及rom等，对形成于记录介质p的输出图像的画质进行评价。输出图像例如是规定颜色的实心图像。画质评价部100具有转换部110、分割部120、决定部130、处理部140以及评价部150。
65.转换部110获取由读取部26读取到的输出图像的信息(图像数据)，并将输出图像的信息(rgb值)转换为规定的二维排列数据。二维排列数据是分别在纵向以及横向排列有每个像素的亮度值的数据。此外，在本实施方式中，二维排列数据的横向与记录介质p的输送方向对应，二维排列数据的纵向与记录介质p的宽度方向对应。
66.与输出图像的像素位置对应地排列各亮度值。亮度值例如通过0.299
×
r成分 0.587
×
g成分 0.114
×
b成分的式子，例如以8位(0～255)的值计算出。
67.此外，亮度值在8位的情况下，为0～255的范围，但由于是基于规定颜色的实心图像的值，所以各亮度值的偏差的范围容易限制在比较窄的范围内。因此，在以下的处理中，也可以在偏差的范围对亮度值进行标准化来进行。
68.分割部120将二维排列数据分割为多个评价区域。分割部120在横向(记录介质p的
输送方向)上与头单元24对应地将二维排列数据分割为四个。
69.例如，在图3中示出将二维排列数据d分割为横向上的四个区域的例子。在图3中，分割后的各区域从左侧起依次分别与y的头单元24、m的头单元24、c的头单元24、k的头单元24对应。此外，根据y、m、c、k的比例按照每个区域调整各亮度值。
70.分割部120在纵向上，例如按照各头单元24中的在记录介质p的宽度方向上排列的喷嘴的每个恒定数量的份，分割二维排列数据d。恒定数量例如是能够通过控制部40一次驱动的喷嘴的个数。这样一来，二维排列数据d被分割为多个评价区域r。
71.决定部130基于人的视觉特性，决定构成二维排列数据的每个像素中的平均化处理所使用的正方形的滤波器区域的一边的滤波器尺寸。
72.人的视觉特性例如是对人在视觉特性上容易感知的频带进行加权的函数亦即视觉的空间频率特性(vtf：visual transfer function：视觉传递函数)，例如是能够利用以下的式(1)计算的特性。
73.[式1]
[0074][0075]
式(1)中的u是响应特性，l是人对图像的观察距离，μ是空间频率。
[0076]
例如，在使l为300mm，使横轴为空间频率，并使纵轴为响应特性的情况下，如图4所示，得到随着空间频率从0变到1附近，响应特性急剧地上升，在到达波峰点之后，随着空间频率增加而响应特性逐渐下降那样的响应特性。
[0077]
决定部130提取视觉的空间频率特性的响应值在规定响应值t(例如，0.5)以上的空间频率。在图4所示的响应特性的情况下，提取与规定响应值t对应的空间频率亦即f1(例如，0.24cycles/mm)和f2(例如，2.84cycles/mm)两个空间频率。
[0078]
决定部130基于这两个空间频率，提取两个滤波器尺寸。具体而言，决定部130在将图像的分辨率设为d的情况下，分别将最接近(1/d)
×
(1/f1)、(1/d)
×
(1/f2)的整数值决定为滤波器尺寸。换句话说，基于人对图像的观察距离以及图像的分辨率决定视觉特性(视觉的空间频率特性)。
[0079]
这样，通过选择基于人的视觉特性的响应特性增大那样的空间频率的范围，能够提取在人观察图像时人容易识别的浓度差所对应的滤波器区域(滤波器尺寸)。
[0080]
例如，在使图像分辨率为300dpi(0.038mm/pix(像素))，且空间频率为0.24cycle/mm、2.84cycle/mm的情况下，各滤波器尺寸计算为10pix(0.38mm)、100pix(3.8mm)。
[0081]
此外，决定部130既可以直接将如上述那样计算出的两个滤波器尺寸作为在处理部140使用的滤波器尺寸，也可以从这两个滤波器尺寸的范围内决定在处理部140使用的两个滤波器尺寸。
[0082]
处理部140基于分别由通过决定部130决定的两个滤波器尺寸构成的两个滤波器区域，对多个评价区域r的每一个进行平均化处理。处理部140对各评价区域r的每个像素进行平均化处理。
[0083]
具体而言，处理部140将位于正方形的滤波器区域内的中心附近的注目像素设为滤波器区域内的所有像素的平均值。然后，处理部140使滤波器区域位移，并将该位移后的位置的注目像素设为该位置的滤波器区域内的所有像素的平均值。处理部140对所有像素
反复进行该处理。
[0084]
例如，如图5所示，若滤波器区域x的滤波器尺寸为3pix，则滤波器区域x内的九个像素为180、183、185、184、179、182、186、181、183，所以注目像素g(在图5中为179)成为作为其平均值的182。对每个像素进行这样的平均化处理。
[0085]
处理部140进行根据基于决定部130决定的两个滤波器尺寸的两个滤波器区域的上述的平均化处理。由此，对各评价区域r中的各像素，计算出两种平均值(例如，图6所示的实线以及虚线)。
[0086]
评价部150使用处理部140的处理结果进行输出图像的评价。具体而言，评价部150计算各评价区域r的各像素中的两种平均值的差分，并基于该差分，对每个评价区域r计算望目特性的sn比。例如能够通过以下的式(2)计算sn比。
[0087]
[式2]
[0088][0089]
式(2)中的msd是各像素中的两种平均值的差值的平方的平均值，能够通过式(3)计算。msd与本发明的“基于平均值的差分的参数”对应。
[0090]
[式3]
[0091][0092]
式(3)中的n是表示评价区域r内的像素数的自然数。式(3)中的y是像素中的两种平均值的差值。对y附加的各数字表示评价区域的任意的像素位置，数字不同的y表示像素位置不同。
[0093]
评价部150如上述那样对每个评价区域r计算sn比。评价部150在删除评价区域r中的横向的两端的各一列份的像素之后，计算msd(删除后msd)，在删除后msd相对于删除上述的各一列份的像素之前的msd(删除前msd)的变化量在规定值(例如，10％)以下的评价区域r中，评价部150将删除前msd(基于sn比的值)决定为该评价区域r的评价值。
[0094]
在删除后msd相对于删除前msd的变化量比规定值大的评价区域r中，在删除该评价区域r中的横向的两端的各一列份的像素之后，再次进行决定部130、处理部140以及评价部150中的各处理。进行该一系列的处理直至删除后msd相对于删除前msd的变化量变为规定值以下为止，评价部150将该变化量变为规定值以下时的删除前msd决定为该评价区域的评价值。
[0095]
评价部150基于如上述那样对每个评价区域决定的评价值中成为最大值的评价值进行输出图像的画质的评价。具体而言，评价部150在成为最大值的评价值小于规定评价值的情况下，判定为输出图像为良好的画质，在成为最大值的评价值在规定评价值以上的情况下，判定为输出图像不是良好的画质。规定评价值是成为用于评价输出图像的画质的指标的值，是能够适当地设定的值。
[0096]
像这样，使用在根据基于人的视觉特性的滤波器尺寸的滤波器区域进行平均化处理而得到的各平均值进行画质的评价，所以能够容易地取得装置的评价与基于人的感受性的评价的相关性。
[0097]
另外，通过对在滤波器尺寸不同的两种滤波器区域进行平均化处理而得到的各平
均值进行比较来进行画质的评价，所以不需要例如如进行傅立叶变换等频率解析的结构那样进行复杂的处理。其结果是，能够简单地进行画质的评价。
[0098]
另外，控制部40根据评价部150的评价结果变更图像形成条件。具体而言，控制部40在通过评价部150判定为输出图像不是良好的画质的情况下，从在图像形成装置1中预先设定的驱动电压变更头单元驱动部50的驱动电压。
[0099]
例如，按照图像的每个浓度预先设定头单元驱动部50的驱动电压。控制部40例如将与评价值在规定评价值以上的评价区域r对应的头单元24的驱动电压控制为浓度平均值最接近成为图像形成时的基准的浓度，并且同一头单元24内以及与其它的头单元24之间的浓度差最少那样的驱动电压。
[0100]
这样，通过将评价部150的评价结果反馈给控制部40，能够以良好的画质进行评价了输出图像之后的打印任务的图像形成。
[0101]
接下来，对执行画质评价部100中的画质评价控制时的动作例进行说明。图7是表示执行画质评价部100中的画质评价控制时的动作例的一个例子的流程图。在图像形成装置1接受了画质评价的任务时适当地执行图7中的处理。
[0102]
如图7所示，画质评价部100获取输出图像的信息并转换为二维排列数据(步骤s101)。画质评价部100将进行了转换的二维排列数据分割为多个评价区域r(步骤s102)。
[0103]
画质评价部100在评价区域r中决定两个滤波器尺寸(步骤s103)。画质评价部100使用基于两个滤波器尺寸的两个滤波器区域，对评价区域r的每个像素执行平均化处理(步骤s104)。然后，画质评价部100使用每个像素的两种平均值计算望目特性的sn比(步骤s105)。
[0104]
接下来，画质评价部100判定删除后msd相对于删除前msd的变化量是否在规定值以下(步骤s106)。在判定的结果是变化量比规定值大的情况下(步骤s106，否)，画质评价部100删除评价区域r的横向的两端的各一列像素(步骤s107)。其后，处理返回到步骤s103。
[0105]
另一方面，在变化量在规定值以下的情况下(步骤s106，是)，画质评价部100决定评价区域r的评价值(步骤s108)。
[0106]
接下来，画质评价部100判定是否决定了全部的评价区域r的评价值(步骤s109)。在判定的结果是未决定全部的评价区域r的评价值的情况下(步骤s109，否)，处理返回到步骤s103。
[0107]
另一方面，在决定了全部的评价区域r的评价值的情况下(步骤s109，是)，画质评价部100判定评价值的最大值是否在规定评价值以上(步骤s110)。
[0108]
在判定的结果是评价值的最大值在规定评价值以上的情况下(步骤s110，是)，画质评价部100判定为输出图像的画质不是良好的画质(步骤s111)。另一方面，在评价值的最大值比规定评价值小的情况下(步骤s110，否)，画质评价部100判定为输出图像的画质是良好的画质(步骤s112)。在步骤s111或者步骤s112之后，本控制结束。
[0109]
根据如以上那样构成的本实施方式，在基于多个滤波器尺寸的多个滤波器区域进行平均化处理。另外，在输出图像中，由于图像形成的过程、记录介质的影响、读取部26的影响而引起人不能识别的细微的浓度变动。在装置的评价中，成为考虑了浓度变动的评价，所以可能引起与基于人的感受性的评价的相关性变差的情况。
[0110]
与此相对，在本实施方式中，使用在多个滤波器区域进行平均化处理而得到的多
个种类的平均值来决定评价值，所以能够排除上述的细微的浓度变动来进行画质的评价。其结果是，能够容易取得装置的评价与基于人的感受性的评价的相关性。
[0111]
另外，由于使用在根据基于人的视觉特性决定的滤波器尺寸的滤波器区域进行平均化处理而得到的平均值来进行画质的评价，所以能够容易地取得装置的评价与基于人的感受性的评价的相关性。
[0112]
另外，由于通过对在滤波器尺寸不同的两种滤波器区域进行平均化处理而得到的值进行比较来进行画质的评价，所以不需要例如如进行傅立叶变换等频率解析的结构那样进行复杂的处理。其结果是，能够简单地进行画质的评价。
[0113]
即，在本实施方式中，能够取得与基于人的感受性的评价的相关性，并且能够简单地进行画质的评价。
[0114]
另外，由于使用各评价区域r的各像素的平均值计算望目特性的sn比，所以能够定量地进行画质的评价。
[0115]
另外，使用人的观察距离作为对人在视觉特性上容易感知的频带进行加权的函数亦即视觉的空间频率特性中的参数。其结果是，基于人的观察距离决定滤波器尺寸，所以能够容易地提取在人的视觉特性中灵敏度高的空间频率成分。
[0116]
另外，在删除后msd相对于删除前msd的变化量比规定值大的情况下，除去评价区域中的二维排列的一方向的方向成分中的两端的像素，并反复进行平均化处理。这里，该两端的像素容易包含噪声成分，所以通过除去该两端的像素，能够计算稳健性高的评价值。
[0117]
另外，通过将评价部150的评价结果反馈给控制部40，能够以良好的画质进行对输出图像进行了评价之后的打印任务的图像形成。
[0118]
此外，虽然在上述实施方式中，使用基于两个滤波器尺寸的两个滤波器区域进行平均化处理，但本发明并不限定于此，也可以使用基于三个以上的滤波器尺寸的三个以上的滤波器区域进行平均化处理。
[0119]
另外，虽然在上述实施方式中，使用望目特性的sn比作为评价值，但本发明并不限定于此，也可以将望目特性的sn比以外的内容作为评价值。
[0120]
另外，虽然在上述实施方式中，在删除后msd相对于删除前msd的变化量比规定值大的情况下，不将删除前msd作为评价值，而基于删除了二维排列数据的横向(规定方向)的两端的像素后的数据重新计算sn比，但本发明并不限定于此。例如，也可以将删除后msd相对于删除前msd的变化量比规定值大的情况下的删除前msd作为评价值。
[0121]
另外，虽然在上述实施方式中，例示了msd作为基于平均值的差分的参数，但本发明并不限定于此，也可以将msd以外的参数作为基于平均值的差分的参数。
[0122]
另外，虽然在上述实施方式中，通过决定部130决定滤波器尺寸，但本发明并不限定于此，也可以构成为获取滤波器尺寸。
[0123]
另外，虽然在上述实施方式中，将二维排列数据分割为多个评价区域，但本发明并不限定于此，也可以不分割为多个评价区域。
[0124]
另外，虽然在上述实施方式中，具有转换部，但本发明并不限定于此，也可以构成为获取二维排列数据。
[0125]
另外，虽然在上述实施方式中，画质评价部100(画质评价装置)被包括于图像形成装置1，但本发明并不限定于此，例如也可以是与图像形成装置分开设置的画质评价装置。
[0126]
另外，虽然在上述实施方式中，在画质评价部100包含转换部110、分割部120、决定部130、处理部140以及评价部150，但本发明并不限定于此。例如，也可以构成为独立地设置转换部、分割部、决定部、处理部以及评价部。
[0127]
另外，虽然在上述实施方式中，读取部26设置于图像形成装置1，但本发明并不限定于此，也可以设置在图像形成装置1的外部。
[0128]
另外，虽然在上述实施方式中，例示了喷墨式的图像形成装置1，但本发明并不限定于此，也可以是喷墨式以外的图像形成装置。
[0129]
除此之外，上述实施方式均仅示出实施本发明时的具体化的一个例子，并不通过这些实施方式对本发明的技术范围进行限定解释。即，本发明能够在不脱离其主旨或者其主要的特征的范围内，以各种方式实施。例如，上述实施方式所说明的各部的形状、尺寸、个数以及材料仅为一个例子，能够适当地变更来实施。
[0130]
接下来，对本实施方式中的画质评价控制的实验结果进行说明。在以下的实验中，对作为规定颜色的实心图像的输出图像进行本实施方式中的画质评价控制，并且，由多人对该输出图像的各评价区域进行目视评价，取得它们的相关性。
[0131]
图8是本实施方式中的画质评价控制的实验结果。图8中的纵轴是画质评价控制的评价值，越向上，评价值越高，换句话说，表示越不是良好的画质。图8中的横轴是目视评价的评价分数的平均值，越向右，评价分数越高，换句话说，表示越不是良好的画质。另外，图8中的多个绘图表示多个评价区域r。
[0132]
此外，在评价分数中，进行了目视评价的各人中，在规定的分数范围内，画质越良好，附加越低的分数。
[0133]
若观察图8，则在画质评价控制中成为比较高的评价值的评价区域r的目视评价的评价分数也成为比较高的分数，在画质评价控制中成为比较低的评价值的评价区域r的目视评价的评价分数也成为比较低的分数。
[0134]
即，确认了在本实施方式中的画质评价部100中能够取得评价结果与人的感受性的评价结果的相关性。
[0135]
附图标记说明：1
…
图像形成装置，10
…
供纸部，11
…
供纸托盘，12
…
介质供给部，20
…
图像形成部，21
…
输送部，22
…
交接单元，23
…
加热部，24
…
头单元，25
…
照射部，26
…
读取部，27
…
交付部，30
…
排纸部，31
…
排纸托盘，40
…
控制部，44
…
存储部，50
…
头单元驱动部，60
…
输送驱动部，70
…
图像处理部，80
…
输入输出接口，100
…
画质评价部，110
…
转换部，120
…
分割部，130
…
决定部，140
…
处理部，150
…
评价部。