CN101035189A - 图像处理设备和图像处理方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种图像处理设备和图像处理方法，其中辨别输入的打印作业的对象，并基于该辨别结果、以及对应于打印作业而设置并用于指定颜色转换处理的信息，对该打印作业的对象进行颜色转换处理。当该对象是透明对象时，在描绘颜色空间上执行颜色转换处理，当该对象是灰度对象时，在装置颜色空间上执行颜色转换处理。

Description

图像处理设备和图像处理方法

技术领域

本发明涉及将文本和图形数据光栅化(rasterize)或者描绘(render)自然图像数据如相片等等的图像处理设备和图像处理方法。

背景技术

在打印图形数据或图像数据的彩色打印机等装置中处理的颜色数据在图形数据的情况下作为通过彩色模式或命令指定的RGB值给出，在图像数据的情况下以RGB点顺序或RGB帧顺序格式给出。用于处理颜色数据的颜色空间不限于RGB，还可以使用专用于彩色打印机的YMC颜色空间(取决于墨水性质)、由CIE定义的XYZ颜色空间等等。

在任何情况下，在彩色打印机中执行打印时，要对输入的颜色数据进行对应于在该彩色打印机中定义的颜色空间的颜色再现处理(例如从RGB转换为YMCK)，由此给出实际的打印输出。

一般来说，如果彩色打印机考虑与其它装置处理的颜色数据相匹配的颜色，则定义一个参考颜色空间来执行将发光体(颜色)特性与其它装置相匹配的颜色校正。该其它装置包括例如彩色扫描仪或彩色显示器如CRT等。

在这种情况下，彩色打印机根据参考颜色空间执行其内部的颜色处理。例如，彩色打印机可以忠实地再现要在该彩色打印机上显示的图像，即使在其输出该图像的时候。

例如，为了由诸如彩色扫描仪、彩色显示器、彩色打印机等装置处理相同的颜色数据，定义参考颜色空间，即与装置无关的颜色空间，以使用对应于每个装置的颜色空间转换处理将颜色数据转换到每个与装置有关的颜色空间中。通过该转换，可以在装置之间实施颜色匹配。

实践中，由于各装置因为其基本物理特性而具有不同的颜色再现范围，因此难以达到色度匹配。然而，总的来说提出了使用由CIE1976L^*a^*b^*等代表的色差公式将色差最小化的颜色校正。

在评估在不同介质(如在彩色显示器的情况下的屏幕以及在彩色打印机的情况下的打印纸)上表示的两种颜色彼此是否相同的方法中，提出了很多色差公式。然而，没有绝对确立的色差公式，大多数公式是根据其使用目的而有选择地使用的。

同时，还存在一些根据其目的有选择地使用的颜色再现方法。考虑到上述颜色匹配，必然要根据颜色再现的目的而使用不同的评估方法。特别的，在彩色打印机中，其内部颜色再现方法成为影响要输出的打印材料的图像质量的重要因素。

总的来说，如上所述，已经尝试进行使用CIE1976L^*a^*b^*色差公式等将色差最小化的校正。该方法在彩色打印机对彩色扫描仪扫描的颜色数据执行颜色再现时非常有效。这是因为源介质是反射型文档(再现在纸张上的颜色)，而且相对比较容易使用打印设备的墨水再现这种颜色数据。由于反射型文档和彩色打印机基本上具有相同的物理颜色显影机制，因此尽管存在不同墨水性质和密度(灰度平衡)的问题，与其它介质相比也很容易实现颜色再现。

然而，彩色显示器的屏幕上的发光体颜色具有不同于反射型文档的物理性质，而且限制了可使用通用色差公式达到的颜色可再现性。当要输出到这种介质上的图像是自然图像时，经常使用所谓偏好匹配的颜色再现。偏好匹配的目的是，除了关于是否实现再现图像和原始图像之间的颜色匹配的观点之外，还要为图像的一些重要颜色(例如人的肤色等)实现偏好颜色再现。

然而，在处理诸如自然图像的数据时，这种颜色再现是高效的。但在处理诸如计算机图形(CG)图像的数据时，忽视颜色匹配的颜色再现处理会产生问题。

因此，如果可以根据要处理的数据来改变颜色再现处理，则可以解决上述问题。因此，通过选择对应于要处理的数据的颜色再现处理，可以提供一种可以用更好的图像质量打印数据的多色打印设备。

图1是示出与传统打印机中的颜色处理相关联的主要处理的框图。如图1所示，输入单元101临时存储输入数据，并将该数据发送给数据分析器102。数据分析器102分析该输入数据是图像数据还是CG数据。具体地说，数据分析器102识别输入数据的数据格式，并且如果各像素具有给定的像素尺寸并且它们的RGB值以点顺序格式排列，则确定该输入数据是图像数据。另一方面，如果数据表示图形的类型，而且坐标值、颜色指定值的RGB数据等按照与其处理系统匹配的格式排列，则数据分析起102确定该输入数据是CG数据。

输入数据基于数据分析器102的分析结果而转移到适合于处理该数据的光栅化系统。也就是说，如果数据分析器102的分析结果表明是图像数据，则数据分析器102将该输入数据发送给图像光栅化系统103。图像光栅化系统103参照颜色转换处理器104将输入数据转换为YMC数据，以便将该数据光栅化为描绘数据，并将描绘数据描绘在页面缓冲器107上。

如果数据分析器102的分析结果表明是CG数据，则数据分析器102将该输入数据发送给CG光栅化系统105。CG光栅化系统105参照颜色转换处理器106将输入数据转换为YMC数据，以便将该数据光栅化为描绘数据，并将描绘数据描绘在页面缓冲器107上。

相反，重点在于在监视器上显示图形设计的SVG(可缩放矢量图形)对象包括透明图形和灰度图形。下面参照附图详细描述透明图形和灰度图形。首先描述透明图形。

图2是说明用于合成两个图形数据的合成处理的图。总的来说，可以根据任意颜色混合公式对要描绘的图像之间的颜色重叠部分进行算术处理。在该示例中，假定作为图像输入两个矩形对象210和220，一个矩形对象210的透明和合成属性值为α_CG1，另一个矩形对象220的透明和合成属性值为α_CG2。由于为形成图像的各个像素分别设置每个图形数据的透明和合成属性值，因此可以在合成时为各像素计算合成像素。

由于必须对该重叠部分242和其它部分241、243进行不同类型的颜色匹配处理，因此适当执行分解为区域231至233的分解处理，如图7所示。使用“透明和合成属性值”的这种合成处理通常称为“α混合”。

下面描述将颜色匹配用于要进行α混合的对象(图形)的方法。一般来说，使用以下两种方法。

作为第一种方法，下面描述在α混合之前执行颜色匹配处理(色域映射)的情况，如图3所示。PDL(页面描述语言)作业包括形成打印页所需要的各个图形(对象)的信息。通常可以为每个图形独立地指定任意颜色空间。例如，假定为图2所示的矩形对象210指定给定规范的颜色空间A(例如下面称为“A-RGB颜色空间”)，为另一个矩形对象220指定另一规范的颜色空间B(类似地，下面称为“B-RGB颜色空间”)。

用于打印系统中的对象的装置是打印机A，并将打印机A的输入颜色空间定义为RGB颜色空间(即装置RGB颜色空间)。

在执行从与装置无关的颜色空间(例如XYZ、Lab等)到装置颜色空间的颜色转换时，使用打印机A的ICC配置文件(profile)(例如从XYZ转换为装置RGB)。

可以使用打印机A的ICC配置文件将图2所示两个矩形对象的颜色空间之间的差异调整到一个颜色空间(在这种情况下是装置颜色空间)。

具体地说，对于矩形对象210，将A-RGB颜色空间转换为XYZ颜色空间，然后又使用打印机A的ICC配置文件将该XYZ颜色空间转换为打印机A的装置颜色空间。此时，执行适合于该打印机装置的色域的颜色空间压缩(色域映射+颜色转换)。对矩形对象220进行与矩形对象210相同的处理，以获得装置RGB值。

这些转换可以将要合成的两个矩形对象的颜色空间调整到一个颜色空间。在同一个颜色空间，即装置RGB颜色空间上，对这两个对象执行合成处理。打印机在合成该对象之后接收装置RGB颜色空间值，并在内部将该装置RGB颜色空间转换为打印机颜色空间CMYK，由此执行打印输出处理。

作为第二种方法，下面描述在对进行了α混合的对象(图形)进行了合成处理之后执行到装置颜色空间的颜色匹配处理(色域映射)的情况。在这种情况下，假定作为系统的PDL脚本或定义，定义了描绘颜色空间(在这种情况下的定义是宽泛的，例如用于进行诸如合成等操作的颜色空间也称为“描绘颜色空间”)。而且，假定作为描绘颜色空间，指定基于显示器等的规格定义的颜色空间以代替定义打印机的色域的颜色空间(例如标准颜色空间sRGB等)。

如上所述，PDL(页面描述语言)作业包括形成打印页所需要的各图形(对象)的信息。通常，可以为每个图形独立地指定任意颜色空间。

假定为图2所示的矩形对象210指定给定规范的颜色空间A(例如下面称为“A-RGB颜色空间”)，为另一个矩形对象220指定另一个规范的颜色空间B(类似地，下面称为“B-RGB颜色空间”)。

如图4所示，执行从各颜色空间到描绘颜色空间的颜色转换。在这种情况下，如果将sRGB颜色空间指定为描绘颜色空间，则由于不需要颜色空间压缩，只执行颜色空间转换(影响白点、色品、γ等的线性转换)。接着，将两个矩形对象转换到相同的颜色空间(描绘颜色空间)上，然后对其进行合成处理。此后，将描绘颜色空间转换为装置颜色空间(装置RGB颜色空间)。此时，因为描绘颜色空间和装置颜色空间具有不同的色域，所以对装置颜色空间进行颜色空间压缩(色域映射+颜色转换)。

在合成各对象之后，打印机接收装置RGB颜色空间值，并在内部将该装置RGB颜色空间转换为打印机颜色空间CMYK，由此执行打印输出处理。

注意要将上述两类方法(图3和图4)进行比较，并检查优选采取哪种方法。假定由PDL指定合成处理的操作。在这一假设下，下面检查将PDL作业的描绘结果输出到显示器或打印机上的情况。

作为图像处理，当在一个描绘颜色空间上执行合成处理并且将该合成结果提供给每个装置时，自然假定该描绘颜色空间被转换为该装置的颜色空间。合成处理是一种算术运算，而且如果在不同的颜色空间上执行合成处理，则合成处理的结果会不同。在转换到该装置的颜色空间之后执行的合成处理对该处理产生不利的影响。

一般而言，优选第二种方法(图4)，即在合成处理之后执行将颜色空间压缩为装置颜色空间的方法。

下面说明对象包括灰度并执行针对该灰度的处理的情况。注意，“灰度”意味着定义了图形，即诸如矩形的区域的一些点，并在多个点上定义了端点的颜色。在该图形中，通过从一个端点到另一个端点的变化来表达任何中间颜色值。

图5A和5B是说明灰度处理的图。在对该灰度图形颜色进行匹配处理时，由于计算所产生的量化误差经常会发生以下问题。图5A示出灰度对象，图5B示意性地示出使用8点插值方法的插值算术处理。该插值处理依次降低维数，最后获得插值结果。

例如，检查从起点到终点从红色变为黑色的灰度对象。该颜色转换必须根据描绘线上的位置Vi来进行，如图5B所示。此时，如果描绘位置的改变(v1-v2)小于运动距离(x2-x1)，即值(v1-v2)较小，则颜色转换结果经常由于计算引起的量化误差而不是期望的值。

利用图6A和6B说明这个问题，这是在灰度对象被光栅化为RGB颜色空间上的像素之后各RGB像素通过颜色匹配处理而转换为CMYK值的情况。CMYK像素值受到由于颜色匹配处理而产生的量化误差的影响。也就是说，即使CMYK颜色空间侧上的变化必须是单调递增，该像素值也会遭遇量化误差而经常不会单调递增，如图6A所示。

为了解决这个问题，例如可以执行颜色匹配处理，并且可以基于对灰度的控制点的颜色匹配结果在装置颜色空间上插值出灰度的颜色变化值。

利用图6B进行描述。也就是说，这是仅对灰度对象的端点进行颜色匹配处理，然后在CMYK描绘处理期间产生中间像素的情况。如果在灰度的先决条件下在CMYK颜色空间上形成图像，则可以在满足单调增长条件的同时形成该图像。

因此一般来说，在灰度的情况下，优选图6B的方法，即仅将端点的颜色空间压缩为装置颜色空间，然后在该装置颜色空间上产生中间像素的方法。

按照这种方式，当对象包括α混合时，优选在RGB颜色空间(描绘颜色空间)上执行处理；当对象包括灰度时，优选在装置CMYK颜色空间(装置颜色空间)上执行处理。然而，传统打印系统不考虑这一点。

如上所述，如果只简单地采用一种方法，则不能满足所有的打印要求。例如在执行高速打印时，以及在使用多线程处理作业，并且仅使用RGB颜色空间作为描绘颜色空间时，有考虑用于实施多个处理的设备配置的空间。

发明内容

为了解决上述问题而提出了本发明，本发明的目的是为打印作业设置不同类型的颜色转换处理以实现适合于对象的处理。

为了达到上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种图像处理设备，包括：辨别装置，用于辨别输入的打印作业的对象；以及颜色转换处理装置，用于基于所述辨别装置的结果和为每个打印作业设置的指定颜色转换处理的信息，对该对象执行颜色转换处理，其中，当该对象是透明对象时，所述颜色转换处理单元在描绘颜色空间上执行颜色转换处理，当该对象是灰度对象时，所述颜色转换处理单元在装置颜色空间上执行颜色转换处理，并且当该对象是灰度对象时，将该对象分割为多个对象，对所分割的对象的端点进行颜色匹配处理，并在装置颜色空间上形成中间像素。

按照本发明的一个方面，提供了一种图像处理设备的图像处理方法，包括：辨别步骤，用于辨别输入的打印作业的对象；以及颜色转换处理步骤，用于基于该辨别步骤的结果和为每个打印作业设置的指定颜色转换处理的信息，对该对象进行颜色转换处理，其中，所述颜色转换处理步骤包括以下步骤：当该对象是透明对象时，在描绘颜色空间上执行颜色转换处理，当该对象是灰度对象时，在装置颜色空间上执行颜色转换处理，并且当该对象是灰度对象时，将该对象分割为多个对象，对所分割的对象的端点进行颜色匹配处理，并在装置颜色空间上形成中间像素。

按照本发明的另一方面，提供一种图像处理设备，包括：用于对对应于灰度对象的数据组执行颜色匹配处理的装置；用于基于该颜色匹配处理的结果检测该数据组的颜色变化趋势、并用于通过插值计算从该数据组获得中间像素的装置；以及用于在该中间像素的值不按照变化趋势单调递增或递减时校正该中间像素的值的装置。

按照本发明的另一方面，提供一种图像处理方法，包括：用于对对应于灰度对象的数据组执行颜色匹配处理的步骤；用于基于该颜色匹配处理的结果检测该数据组的颜色变化趋势以通过插值计算从该数据组获得中间像素的步骤；以及用于在该中间像素的值不按照变化趋势单调递增或递减时校正该中间像素的值的步骤。

通过下面参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是示出与传统打印机中的颜色处理相关联的主要处理的框图；

图2是说明用于组合两个图像数据的合成处理的图；

图3示出在合成透明图形之前执行颜色匹配处理(颜色空间压缩)的例子；

图4示出在合成透明图形之后执行颜色匹配处理(颜色空间压缩)的例子；

图5A和5B是说明灰度处理的图；

图6A和6B是示出灰度处理中的量化误差和CMYK描绘处理的图；

图7示出通过按照第一实施例的多色打印设备(打印机)处理打印作业的方法的图；

图8是示出按照第一实施例的打印机配置的例子的框图；

图9示出按照第一实施例的打印处理块和设置对话框的配置的例子；

图10是示出灰度对象的分割处理的流程图；

图11是示出通过按照第二实施例的打印机处理打印作业的方法的图；

图12示出按照第二实施例的打印处理块和设置对话框的配置的例子；

图13示出基于在选择自动设置时的配置文件的LUT的网格数确定分区的数量的序列；

图14是说明在进行插值计算时灰度颜色变化中单调改变的值的反转例子的图。

图15示出灰度数据从入口进入颜色立方体、从出口离开该颜色立方体的情形。

图16示出一个灰度数据通过多个颜色立方体的情形。

图17是说明在向上的趋势下颜色立方体内部的校正处理的图。

图18是说明在向上的趋势下颜色立方体内部的校正处理的图。

图19是示出按照第三实施例的反转校正处理的流程图。

图20示出按照第三实施例的打印处理块和UI设置单元的设置对话框的配置的例子。

图21示出第四实施例的UI设置单元的设置对话框。

具体实施方式

下面参照附图描述实施本发明的最佳模式。

[第一实施例]

图7示出了通过按照第一实施例的多色打印设备(打印机)处理打印作业的方法。在图7中，打印作业作为作业脚本710输入打印机720。为一个作业脚本710发布一个颜色标签(ticket)结构731，并且适当地传递给必要的模块如PDL解释器721、描绘器722、后描绘颜色转换器723等。

当透明对象(α混合对象)传递给PDL解释器721时，该对象的颜色被转换到描绘颜色空间(无需进行颜色空间压缩/颜色匹配)。接着，描绘器722在内部对描绘颜色空间(例如S-RGB、Adobe-RGB等)执行合成处理。后描绘颜色转换器723执行从描绘颜色空间到装置颜色空间(例如取决于打印机的CMYK颜色空间)的颜色转换(在此采用颜色空间压缩)。

另一方面，在灰度对象的情况下，PDL解释器721只对端点执行颜色匹配处理。在这一阶段，仅对灰度对象的端点(即A和B)进行到装置颜色空间的颜色空间压缩，以获得取决于打印机的装置CMYK值，该值被传递给描绘器722。描绘器722在执行灰度的描绘命令时，基于端点A和B的CMYK值产生中间像素值。例如，描绘器722在进行诸如线性插值等计算时计算中间像素值。注意，对于灰度对象，可以消除对后描绘颜色转换器723的处理的需要。

对各对象进行不同种类的处理，其中参照基于由用户从UI设置单元730指定的信息产生的颜色标签结构731来控制其操作。各处理器(PDL解释器721、描绘器722和后描绘颜色转换器723)适当地读取颜色标签结构731的信息，并用该信息来控制各种处理中的操作。该颜色标签结构是描述是否由PDL解释器721对每个对象进行颜色空间压缩、或是否由后描绘颜色转换器723对每个对象进行颜色转换处理的结构。注意，颜色标签结构是通过使用图9所示的用户界面(下面将描述)基于用户指令发布的。

下面利用图8详细描述按照第一实施例的打印机中执行的打印作业的实际处理。

图8是示出按照第一实施例的打印机配置示例的框图。参照图8，将由应用810产生的打印作业通过网络等(未示出)传送给打印机820。打印机820包括对象辨别单元824，用于为PDL解释器721、描绘器722和后描绘颜色转换器723中的每一个辨别对象。对象辨别单元824辨别关注的对象是透明对象还是灰度对象。每个对象数据都适当地传送给处理器825。

处理器825合适地调用颜色转换处理器826以进行颜色匹配处理。颜色转换处理器826可以在打印机控制器823的控制下及时地切换其处理内容。

例如，在处理透明对象时，或在需要计算合成颜色时，颜色转换处理器826调用转换处理827。另一方面，在为例如灰度对象的端点的一种颜色执行颜色转换时，颜色转换处理器826调用转换处理828。转换处理827基于LUT对输入对象C1和C2执行透明处理和合成处理，并在颜色匹配处理之后输出这些对象。另一方面，转化处理828基于LUT对输入对象C进行颜色匹配处理，并输出处理后的对象。

打印机控制器823根据颜色标签结构822的信息来确定其控制。颜色标签结构822是根据来自打印机820的UI设置单元821的信息设置的，并用于切换颜色转换处理器826的处理内容。

下面利用图9描述按照第一实施例的打印机820的打印处理块和UI设置单元821的设置对话框的配置。

图9示出按照第一实施例的打印处理块和设置对话框的配置的例子。来自客户端PC 900的打印作业输出到打印处理块920，并通过打印处理块920的内部处理将数据输出到引擎单元(未示出)。

如图9所示，打印处理块920包括一些内部处理块。打印响应处理块921对从客户端PC 900通过网络等输入的打印请求返回响应，并对从客户端PC 900发送的打印数据进行接收处理。接着，假脱机处理块922将打印响应处理块921接收的打印数据临时存储在假脱机区域中。

打印处理块923在其对打印数据进行了分析处理之后执行打印该打印数据所需要的图像形成处理。透明对象处理块924和灰度处理块925对打印数据中包含的α混合和灰度执行计算处理。控制块926根据打印模式(下面将描述)控制透明对象处理块924和灰度处理块925的处理。

附图标记910表示向用户提供打印模式的用户界面，并显示在UI设置单元821的设置对话框上。在图9的示例中，用户界面910显示各指令按钮“高图像质量打印模式”911、“高速打印模式”912、“默认设置”913、“详细设置”914、“确认”915、“应用”916和“取消”917。

当用户选择高图像质量打印模式911时，控制块926对α混合对象应用作为描绘颜色空间的RGB颜色空间。控制块926在RGB颜色空间上将数据描绘为针对每个像素的位图。对该位图化的数据进行颜色空间压缩，并转换到作为装置颜色空间的CMYK颜色空间上。

另一方面，首先对灰度对象进行颜色空间压缩。在转换到装置CMYK颜色空间(装置颜色空间)之后，进行描绘处理以获得针对每个像素的位图。当用户选择高速打印模式912时，控制块926只应用作为描绘颜色空间的RGB颜色空间。

按照第一实施例，可以使用颜色标签结构来切换颜色空间，如对α混合对象应用RGB颜色空间(描绘颜色空间)，而对灰度对象应用装置CMYK颜色空间(装置颜色空间)。

在高速打印模式下，在描绘处理之后，使用作为描绘颜色空间的RGB颜色空间对α混合对象和灰度对象都进行颜色空间压缩。在任一种情况下，都可以如上所述通过发布具有关于所关注的打印作业的不同设置的颜色标签结构来进行该描绘颜色空间压缩。

【第二实施例】

下面参照附图详细描述本发明的第二实施例。作为对灰度对象的处理，第一实施例只对端点进行颜色匹配，然后在CMYK描绘处理期间产生中间像素。按照这种方式，如果在CMYK颜色空间上形成灰度图像，则可以形成以满足例如从该灰度的一个端点到另一个端点的颜色信号变化的单调递增(递减)的条件。

然而，在第一实施例的方法中，严格地说，由于灰度变化限定在PDL作业脚本的颜色空间上，因此在颜色空间压缩之后，描绘颜色空间上灰度命令的颜色变化并不总是能在装置颜色空间上表示。也就是说，如果在装置颜色空间(例如CMYK)上利用线性插值等等生成中间像素，则无法进行忠实的颜色再现。

为了解决这一问题，第二实施例合适地分割灰度对象，并对每个分割对象的端点进行颜色匹配处理。

图10是示出灰度对象的分割处理的流程。在步骤S1001中执行初始化处理，在步骤S1002中执行网格生成处理。例如，UI设置单元(下面将描述)允许用户设置该灰度对象的分割分辨率。在这一步骤中，基于分辨率指定值和在光栅化要处理的对象时的尺寸来确定网格数。具体地说，如果用户指定竖直和水平分辨率是10DPI，而且如果在光栅化灰度对象之后的尺寸是600DPI并且在打印机中是300个像素，则形成尺寸为5英寸的图像。在这种情况下，期望的灰度分辨率是10DPI，分割数50是合适的值。

在步骤S1003中，计算装置CMYK值作为在每个网格的端点的颜色匹配值。此时记录所计算的该网格点的CMYK值以及竖直和水平相邻的网格点之间的差值DXi和DYi。然后将DXi和DYi与差值的最大值(DMX，DMY)比较，当DXi和DYi超过差值的最大值时，适当地更新DMX和DMY。对所有网格都执行上述处理。

在步骤S1004，在DX和DY中代替差值的最大值(DMX，DMY)。在步骤S1005，将DX和DY与通过UI设置单元(下面将描述)指定的阈值比较。如果DX和DY中有一个超过该阈值，则该流程前进到步骤S1006以重新分割网格。

注意，网格是基于该阈值来重新分割的。这是因为当差值，即网格之间的CMYK值，变化很大时，该区域中的颜色变化无法保持线性度，必须将当前网格分割为更小的区域。

在步骤1006，网格数增加。例如，如果竖直和水平方向上的网格数是50，则设置网格数＝100。在步骤S1007中，检查在步骤S1006设置的网格数是否超过该系统的网格限值。如果网格数没有超过该网格限值，则该过程返回步骤S1003以重复上述处理。

注意，在例如大约600DPI的打印机中合适的网格限值是300。由于估计即使网格限值在大约200至300的范围内，图像质量在视觉上是足够的，因此通常将网格限值设置为200。

下面利用图11详细描述在按照第二实施例的打印机中执行的对打印作业的处理。

图11示出了通过按照本发明第二实施例的打印机处理打印作业的方法。在图11中，打印作业作为作业脚本1110输入打印机1120中。为每项作业发布一个颜色标签结构1131，并且合适地传递给所要求的模块如PDL解释器1121、描绘器1122、后描绘颜色转换器1123等。

将透明对象(α混合对象)传递给PDL解释器1121，并且将各透明对象的颜色转换到描绘颜色空间(无需采用颜色空间压缩)。接着，描绘器1122在内部对描绘颜色空间(例如s-RGB、Adobe-RGB等)执行合成处理。后描绘颜色转换器1123执行从描绘颜色空间到装置颜色空间(例如取决于打印机的CMYK颜色空间)的转换(在此进行颜色空间压缩)。

另一方面，在灰度对象的情况下，PDL解释器1121在这一阶段执行重新分割处理和颜色匹配处理。在对灰度对象的重新分割处理中，如上面用图10描述的，基于诸如灰度分辨率、上述差值的阈值等等来分割该对象。注意，颜色标签结构1131存储灰度分辨率、差值的阈值等等信息。PDL解释器1121对每个分割的灰度对象(网格)的端点进行颜色空间压缩，以获得装置CMYK值作为颜色空间压缩的结果。将所有被压缩的CMYK值都传递给描绘器1122。

描绘器1122在执行对该灰度的描绘命令时基于端点的CMYK值生成中间像素值。例如，描绘器1122在执行诸如线性插值等计算的同时计算中间像素值。注意，对于灰度对象，可以省略对后描绘颜色转换器1123的处理的需要。

通过这一处理，如图11的附图标记1124所示，可以对每个分割的灰度对象的端点进行忠实的颜色再现。与第一实施例相比，可以对灰度对象的两个端点之间的中间像素进行更为忠实的颜色再现，由此同时实现了颜色的单调变化。

对两个对象，即透明对象和灰度对象，进行不同种类的处理，其中参照颜色标签结构1131来控制其操作。各处理器(PDL解释器1121、描绘器1122和后描绘颜色转换器1123)适当地读取颜色标签结构1131的信息，并将该信息用于控制各种处理中的操作。

颜色标签结构1131是基于来自如第一实施例中的UI设置单元1130的信息而生成的。

下面利用图12和13描述按照第二实施例的打印机1120的打印处理块和UI设置单元1130的设置对话框的配置。

图12示出了按照第二实施例的打印处理块和设置对话框的配置的示例。图12所示的打印处理块1220的配置与使用图9所描述的第一实施例的相同，因此省略对其的描述。而且，用于设置打印模式的设置对话框1210与第一实施例中的相同。然而，第二实施例还显示详细设置对话框以允许用户自定制设置。

如图12所示，在按下详细设置按钮1214时，显示详细设置项目对话框1230。该对话框允许用户为透明对象和灰度对象选择颜色匹配模式。在该例中，用户可以为透明对象选择预CMS处理、后CMS处理和自动处理之一。在预CMS处理中，描绘器1122在描绘处理之前执行颜色空间压缩。在后CMS处理中，描绘器1122在描绘处理之后执行颜色空间压缩。用户还可以为灰度对象选择正常处理、高图像质量转换处理和自动处理之一。在该例的情况下，用户为透明对象选择自动处理，为灰度对象选择高图像质量转换处理。

此外，在为灰度对象选择高图像质量转换处理时，用户可以选择自动或手动设置，如图12所示。当用户进一步选择手动设置时，显示手动设置项目对话框1240，如图12所示，并允许用户设置执行灰度处理时的网格分辨率和差值的阈值。

另一方面，在选择自动设置时，基于在诸如用于颜色空间压缩处理的ICC配置文件的配置文件中的LUT的网格数来确定分割数。下面将利用图13所示的程序图表简要描述该处理。准备用于颜色匹配的转换器对象(用于颜色匹配的上下文)A和B。分别向这些转换器对象分配配置文件A和B。作为描绘的目的，分别分配1和0。

在访问实际配置文件时，获得关注的LUT的网格数，并将该信息存储在对应的转换器对象中。在图13中，分配网格数＝17和33。

在开始对PDL作业进行处理并且对灰度对象进行颜色匹配时，可以从每个转换器对象获得网格数的信息。在该阶段，灰度对象的分割数计算为网格数-1。

描绘系统按指定的分割数来合适地分割该灰度对象以形成多个灰度对象。图13所示的例子指示灰度A使用转换器对象A。在该转换器对象A中，由于该配置文件的网格数是17，所以该灰度对象的分割数是16。

按照第二实施例，合适地分割该灰度对象，并对分割的端点进行颜色匹配处理，由此表现出平滑的灰度斜率。

【第三实施例】

下面参照附图详细描述本发明的第三实施例。第三实施例比第二实施例更令人满意地实现了更平滑的灰度。

在灰度颜色空间(PDL作业脚本的颜色空间)和装置颜色空间之间的线性度很强时，如果在转换为装置颜色空间时对灰度对象进行描绘处理，在颜色可再现性方面不会出现问题。注意，灰度颜色空间是所谓描绘颜色空间、或在PDL等等的表示中表明的灰度颜色空间的定义，并且对应于例如监视器RGB颜色空间。另一方面，装置颜色空间是例如打印机等的装置RGB或CMYK颜色空间。

然而，当线性度很弱时，在装置颜色空间上对灰度对象进行颜色空间压缩的处理和生成中间像素的中间像素生成处理中，从颜色匹配的观点来看，所生成的灰度像素很可能不具有严格正确的结果。按照这种方式，当用户在灰度或高速打印处理中要求平滑的颜色变化而不是精确的颜色匹配时，用于在装置颜色空间上形成灰度的处理是有效的。

另一方面，在寻求从颜色匹配的观点来看更严格正确的颜色时，可以采用在灰度颜色空间上执行描绘处理、由进行了描绘处理的像素形成灰度、并对该灰度的所有像素进行颜色匹配的方法。然而，采用该方法，在量化误差的影响下，图像质量可能会降低，如图6A所示。

下面利用图14更详细地描述由于量化误差的影响导致图像质量降低的原因。

图14是说明在进行插值计算时灰度颜色变化中单调改变的值的反转的例子的图。当在灰度对象中发生反转现象时，会在该位置产生诸如颜色偏离的变化，从而导致图像质量在视觉上的显著降低。

实践中，下面说明在特定图像中表达时由于颜色匹配处理中的插值计算中的计算误差而发生的反转的情况。将说明通过8位精度的8点插值算术处理来计算颜色LUT的绿色信道的输出数据的情况。如图14所示，假定作为颜色LUT的输入端坐标的网格数据在R轴上的网格点具有值“160”和“176”，在G轴的网格点具有值“192”和“208”，在B轴的网格点具有值“240”和“255”。网格上的数据如图14所示。

当经过LUT网格的灰度数据从(R，G，B)＝(159，199，251)变为(R，G，B)＝(175，207，251)时，通过转换灰度数据获得的该绿色输出值预计会单调递增。这是因为末端值的比较表明该值已经增加。作为灰度的定义，预计至少在该网格中会保持诸如增加或减小的变化。在很多情况下获得符合期望的计算结果。

然而，在用8位整型精度进行算术运算时，如在以下算术结果中一样，确认反转现象的发生。具体地说，在通过8点插值进行插值计算，并且进行计算以按照R→G→B的顺序循环该插值维度时，在输入值为168、203和251时，该网格中的输出值G变得低于先前的像素值。这是证明已经发生了反转的计算结果。

<算术结果>

输入值         输出值G

167，203，251230

168，203，251229(已经发生了反转)

168，204，251230

因此，在通过作为LUT和插值计算的组合的颜色匹配处理创建灰度时，从颜色再现的观点来看，所创建的灰度接近正确值，但是由于量化误差的影响会发生反转现象，由此导致视觉效果的降级。

如上所述，在灰度对象的情况下存在两种方法：在装置颜色空间上处理的方法和在对灰度对象进行颜色匹配之前定义灰度的颜色空间(描绘颜色空间等)上处理的方法。然而，这些处理方法都有优点和缺点。

第三实施例的灰度处理输入灰度对象的起点和终点的颜色信息、以及要在灰度对象中产生的像素数量(取决于装置分辨率)作为输入参数。

在接收该输入参数之后，该灰度处理检查所关注的颜色LUT立方体中的灰度数据的颜色值的变化趋势。此外，灰度处理基于该变化趋势检查是否存在反转，并在发现反转的情况下执行反转校正处理。

下面详细描述检测颜色LUT立方体(下面称为“颜色立方体”)中的颜色值的变化方向(单调递增或递减)的处理(趋势检查)。

灰度数据对应于在颜色立方体内部或表面上线性且连续变化的数据组。假定现在输入灰度数据，该数据组成为经过以等间距位于灰度颜色空间上的多个颜色立方体的数据。在经过一个颜色立方体时，数据从入口进入该颜色立方体，并从出口离开该颜色立方体。

图15示出了灰度数据从入口进入颜色立方体、并从出口离开该颜色立方体的情形。

图16示出了一个灰度数据经过多个颜色立方体的情形。如图16所示，在网格平面1601至1603上存在灰度颜色立方体的交点。注意，交点P₁、P₂、P₃的坐标值可以通过计算来获得。

接着，在颜色立方体1611和1612中确定各个值向上或向下的趋势。可以采用一些确定趋势的方法。第三实施例计算在网格平面上入口和出口的交点的各个值，然后计算它们的差以确定趋势。具体地说，如图16所示，基于形成颜色立方体1611的网格的值，通过线性插值计算来计算位于左端的网格平面上的入口P₁的值和位于右端的网格平面上的出口P₂的值。假定q₁和q₂是通过该颜色匹配处理获得的值。然后计算这些值之差作为“趋势”。

q₁＝CMS(p₁)

q₂＝CMS(p₂)

趋势＝(q₂-q₁)

如果该趋势的计算结果是正值，则该趋势是向上的趋势；如果是负值，则该趋势是向下的趋势。如果计算结果是“0”，则因为它既不属于向上的趋势又不属于向下的趋势，因此定义“无趋势”。注意，可以在颜色匹配之前从P₁和P₂之差获得该趋势。

下面利用图17和图18描述在向上的趋势下颜色立方体内部的校正处理。如上所述，在确定了颜色立方体中的趋势之后，继而计算该颜色立方体内部的颜色值以产生灰度，如图17所示。通过以取决于装置分辨率的粒度计算像素值，来获得颜色值。可以通过插值计算来计算每个像素值。然而，所计算的每个值经常相互无关地具有量化误差，并在一些情况下变成反转数据。为了避免这种情况，尽管如图18所示所获得的趋势是向上的趋势，但是当在P_n计算的颜色值低于在P_n-1计算的颜色值时，确定已经发生了反转，并采用P_n-1的颜色值代替P_n的颜色值。也就是说，执行用于校正反转的反转校正处理。

图19是示出处理序列的流程图。下面描述该流程图的过程。在步骤S1901，输入参数。该参数包括在起点的颜色、在终点的颜色以及灰度对象所需要的指定像素数量。在步骤S1902，基于在该参数中指定的起点和终点的颜色值来确定指定的灰度数据所经过的多个颜色立方体。为每个颜色立方体检查灰度数据的趋势。也就是说，获得在网格表面上的入口P₁和出口P₂之间的差。接着在步骤S1903，将用于循环控制的计数器值复位，以便将步骤S1904和后续步骤的循环处理重复与参数中指定的灰度对象的像素数量相同的次数。

在步骤S1904，基于起点颜色、终点颜色和计数器值计算当前灰度颜色的输入值。此时，为了提高精度，执行投影处理(castprocessing)，以使数据保持在优选8位或更高(在该例中为16位)的精度。在步骤S1905，执行颜色转换处理(颜色匹配)。在该步骤中，用16位的精度执行插值算术处理。在步骤S1906，基于步骤S1902的趋势检查结果、以及进行了当前颜色匹配的像素和进行了前一次(immediately preceding)颜色匹配的像素的信号值变化，来检查已对颜色进行了当前颜色匹配的颜色立方体中的趋势数据。

基于该检查结果在步骤S1907检查是否存在反转。如果发现反转，则该过程跳至步骤S1908；否则该过程跳至步骤S1909。在步骤S1908，执行上述反转校正处理。在步骤S1909，执行存储处理。注意，该存储过程包括按照需要执行位调整(投影处理)。例如，如果需要8位数据作为输出，则此时执行从16位到8位的舍入处理。

在步骤S1910，检查计数器值是否已达到所需要的灰度对象的像素数量。如果计数器值还没有达到所需要的像素数量，则该过程返回步骤S1904以重复上述处理。如果计数器值已达到所需要的灰度对象的像素数量，则该处理结束。

下面借助图20描述第三实施例中的打印处理块和UI设置单元的设置对话框的配置。注意，第三实施例允许用户像在第一和第二实施例中那样选择两个打印模式(高图像质量打印模式2011和高速打印模式2012)之一。在按下详细设置按钮2014时显示的详细设置项目对话框2030也和第二实施例中的相同。

当用户选择高图像质量打印模式时，在RGB颜色空间(描绘颜色空间)上描绘α混合对象和灰度对象，并对每个像素进行上述颜色匹配处理。在这种情况下，在对灰度对象的处理中，在考虑如上所述的趋势检测到反转之后，对该反转进行校正处理。

另一方面，当用户选择高速打印模式时，在RGB颜色空间(描绘颜色空间)上描绘α混合对象，而在CMYK颜色空间(装置颜色空间)上描绘灰度对象。在这种情况下，与第二实施例相同，灰度形成处理只对灰度的端点(起点、终点、这些点之间的多个分割点等等)采用颜色匹配处理，并通过在CMYK颜色空间上的插值处理形成中间灰度。由于不是为进行插值处理的每个像素而对灰度对象进行颜色匹配，因此可以执行高速处理。

如上所述，在以高图像质量打印灰度对象时，第三实施例可以进行严格正确的颜色再现而没有任何反转，并且形成比第二实施例更平滑的灰度。由于第二实施例不具有任何用于校正在描绘颜色空间上形成的灰度的手段，因此转换在装置颜色空间上形成的灰度以具有高图像质量。

然而，在第三实施例中，因为通过提供用于校正描绘颜色空间上的灰度而不是校正在装置颜色空间上形成的灰度的装置，保证了更高的图像质量，所以要应用的颜色空间被反转。

再次更简单地申明，灰度按照以下顺序具有从高到低的图像质量：

1.在描绘颜色空间上形成的灰度+存在校正装置

2.在装置颜色空间上形成的灰度

3.在描绘颜色空间上形成的灰度+不存在校正装置

第三实施例的系统包括上述1和2，第二实施例的系统包括上述2和3。

根据第三实施例，可以更令人满意地实现描绘颜色空间上平滑的灰度。

【第四实施例】

下面参考附图详细描述本发明的第四实施例。第四实施例的基本配置基本上与第三实施例相同，只是要切换在执行颜色匹配处理时的插值方法。通常，颜色匹配处理访问颜色LUT，以基于输入值搜索关注的立方体，并基于形成该立方体(即网格)的点获得输出值的信息，然后通过线性插值计算来计算出对应于该输入点的输出值。

注意，插值计算大致包括两种方法。一种方法是依次降低维数的8点插值法，如图5A和5B所示。另一种方法是4点插值方法。由于该方法对本领域的技术人员来说是公知的，因此省略其说明，只是该方法基于4个点进行线性计算。一般来说，很少关注不同插值方法的算术结果之间的差异。然而实践中，该算术结果之间的差异非常大。作为考察在形成灰度对象时就图像质量而言更为优选的插值方法的结果，发现8点插值方法是最好的。然而，即使用8点插值方法，此时也表明由于数值运算时的误差影响(量化误差)应当单调递增的输出值被反转了。

该8点插值方法在算术运算中使用固定点，并输出相对稳定的算术值。在4点插值方法的情况下，根据在立方体中的位置来切换用于算术运算的点。这只能导致进一步的算术误差。在进行实际形成灰度对象的实验时，发现通过8点插值方法形成的灰度对象具有更高的图像质量。

如在第三实施例中所描述的，当检测反转部分并且对该部分进行校正时，可以排除量化误差的影响。然而，如果作为基本部分的计算输出结果不稳定，则该校正处理无法有效工作。

在图像质量方面，8点插值法是最好的。同时，还存在重点在于打印速度而非打印质量的打印材料。4点插值方法总是以比8点插值方法更高的速度执行处理。

因此，考虑到上述问题，第四实施例允许基于打印模式和用户设置合适地更改插值计算方法。

图21示出第四实施例的UI设置单元的设置对话框。用户可以从高速模式和高图像质量模式中选择一种打印模式。在选择高速模式时，进一步检查是否“灰度的图像质量优先”以切换插值处理方法。

注意，颜色匹配处理A(高速)是一种使用4点插值方法的插值方法，而颜色匹配处理B(高图像质量)是一种使用8点插值方法的插值方法。

作为第四实施例的打印机中使用的颜色匹配处理，可以独立地设置用于文本数据、用于纯色图形数据、相片数据等等的颜色匹配处理以及用于灰度对象的颜色匹配。通常，前一种颜色匹配处理和后一种颜色匹配处理必须匹配。如果这些处理不同，则由于由不同插值方法产生的算术误差等等，甚至会以不同颜色输出同一种颜色。

因此，当用户选择高速模式并且没有对灰度的图像质量给予优先级时，进行颜色匹配处理A(高速)，即采用4点插值方法的插值方法。另一方面，当用户选择高速模式并且希望只打印具有高图像质量的灰度对象时，进行颜色匹配处理B(高图像质量)，即采用8点插值方法的插值方法。

另一方面，当用户选择高图像质量模式作为打印模式时，不管是否对灰度的图像质量设置了优先级，都进行颜色匹配处理B(高图像质量)，即采用8点插值方法的插值方法。

按照第一和第二实施例，由于采用颜色标签结构切换要应用于各对象的颜色空间，因此可以应用适合于期望对象的颜色空间。例如，RGB颜色空间(描绘颜色空间)可应用于α混合对象，装置CMYK颜色空间(装置颜色空间)可应用于灰度对象。

以这种方式，通过打印α混合对象而获得的图像可以实现与其它装置如监视器匹配的颜色再现。作为灰度图像，可以获得在颜色匹配处理时不受量化误差影响的平滑且精细的灰度图像。

按照第三实施例，由于与第一和第二实施例一样将RGB颜色空间(描绘颜色空间)应用于α混合对象，因此可以实现与其它装置如监视器匹配的颜色再现。按照打印模式适当切换灰度图像处理。

通过这种方式，第三实施例可以解决在针对灰度对象的CMS处理中出现的颜色可再现性和精度的传统问题，并可以获得不受量化误差影响的平滑且精细的灰度图像。

按照第四实施例，提供了一种切换要在CMS处理中使用的插值计算(4点插值或8点插值)的机制，从而可以独立地控制针对单色对象、相片图像对象等等的CMS插值处理以及针对灰度对象的CMS插值处理。

即使打印系统具有用于在打印机内以多线程处理作业的配置，也对各个作业线程发布颜色标签结构，从而各线程可以在不相互干扰的情况下运行。

在切换打印模式时，例如在高速打印模式下只使用RGB颜色空间作为描绘颜色空间时，通过向所关注的作业发布具有不同设置的颜色标签，可以毫无问题地进行处理。

注意，本发明可用于由多个装置(例如主机、接口装置、阅读器、打印机等)构成的系统，或用于由单个装置组成的设备(如复印机、传真设备等)。

本发明的目的还通过提供一种记录了可以对该系统或设备实施上述实施例的功能的软件程序的程序代码的记录介质，以及由该系统或设备的计算机(或者CPU或MPU)读出并执行在该记录介质中存储的程序代码来实现。

在这种情况下，从该记录介质中读取出来的程序代码本身执行上述实施例的功能，存储该程序代码的记录介质构成本发明。

作为用于提供程序代码的记录介质，例如可以使用floppy^盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性存储卡、ROM等等。

上述实施例的功能不仅可以通过由计算机执行读取出的程序代码来实施，也可以通过由在计算机上运行的OS(操作系统)基于该程序代码的指令执行一些或所有实际处理操作来实施。

此外，上述实施例的功能可以通过在从记录介质读取出的程序代码写入功能扩展板或功能扩展单元的存储器之后，由设置在该功能扩展板或功能扩展单元上的CPU等等执行一些或所有实际处理操作来实施，该功能扩展板或功能扩展单元插入计算机或与计算机连接。

虽然参照示例性实施例描述了本发明，但是应当理解本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围与最宽泛的解释一致，以涵盖所有修改和等价结构以及功能。

Claims (13)

1.一种图像处理设备，包括：

辨别装置，用于辨别输入的打印作业的对象；以及

颜色转换处理装置，用于基于所述辨别装置的结果和为每个打印作业设置的指定颜色转换处理的信息，对该对象执行颜色转换处理，

其中，当该对象是透明对象时，所述颜色转换处理单元在描绘颜色空间上执行颜色转换处理，当该对象是灰度对象时，所述颜色转换处理单元在装置颜色空间上执行颜色转换处理，并且

当该对象是灰度对象时，将该对象分割为多个对象，对所分割的对象的端点进行颜色匹配处理，并在装置颜色空间上形成中间像素。

2.根据权利要求1所述的装置，还包括用于以多线程处理打印作业的处理装置，

其中所述指定颜色转换处理的信息是为每个作业线程发布的。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述对象是灰度对象时，输入用于指定该灰度对象的参数，

基于该参数通过颜色匹配处理形成该灰度对象的数据组，并检查该数据组的颜色值的变化趋势，并且

通过插值计算从该数据组计算中间像素值，并且在该中间像素值不按照变化趋势单调递增或递减时，将该中间像素值校正为单调递增或递减。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述参数至少包括该灰度对象的起点的颜色信息、该灰度对象的终点的颜色信息和要在该灰度对象中产生的像素数量。

5.根据权利要求3所述的装置，其中，所述用于计算中间像素值的插值计算是通过提高精度来执行的。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，按照打印模式和是否优先考虑该灰度对象的图像质量来切换将在颜色转换处理中应用的插值计算方法。

7.一种图像处理设备的图像处理方法，包括：

辨别步骤，用于辨别输入的打印作业的对象；以及

颜色转换处理步骤，用于基于该辨别步骤的结果和为每个打印作业设置的指定颜色转换处理的信息，对该对象进行颜色转换处理，

其中，所述颜色转换处理步骤包括以下步骤：当该对象是透明对象时，在描绘颜色空间上执行颜色转换处理，当该对象是灰度对象时，在装置颜色空间上执行颜色转换处理，并且

当该对象是灰度对象时，将该对象分割为多个对象，对所分割的对象的端点进行颜色匹配处理，并在装置颜色空间上形成中间像素。

8.一种图像处理设备，包括：

用于对对应于灰度对象的数据组执行颜色匹配处理的装置；

用于基于该颜色匹配处理的结果检测该数据组的颜色变化趋势、并用于通过插值计算从该数据组获得中间像素的装置；以及

用于在该中间像素的值不按照变化趋势单调递增或递减时校正该中间像素的值的装置。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述颜色匹配处理是按照由来自用户界面的指令发布的颜色标签来执行的。

10.根据权利要求8所述的装置，其中，按照打印模式和是否优先考虑该灰度对象的图像质量来切换将在颜色匹配处理中应用的插值计算方法。

11.一种图像处理方法，包括：

用于对对应于灰度对象的数据组执行颜色匹配处理的步骤；

用于基于该颜色匹配处理的结果检测该数据组的颜色变化趋势以通过插值计算从该数据组获得中间像素的步骤；以及

用于在该中间像素的值不按照变化趋势单调递增或递减时校正该中间像素的值的步骤。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述颜色匹配处理是按照由来自用户界面的指令发布的颜色标签来执行的。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，按照打印模式和是否优先考虑该灰度对象的图像质量来切换将在颜色匹配处理中应用的插值计算方法。

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