JP2001216500A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な回路構成で入力画像データの正負に関
わらず適切な色変換処理を行なうことのできる画像処理
装置を低コストで提供する。 【解決手段】 ダイレクトマッピング部は、３次元ＬＵ
Ｔ部２２１と、補間係数算出部２２５と、８点補間部２
２３とを含んでいる。補間係数算出部２２５には、ＶＣ
ｒＣｂ色空間で表わされた８ビットのデータ全てが入力
される。その際、負の値を扱うＣｒ、Ｃｂデータについ
ては、符号ビット（Ｓ入力）が”０”、即ち正のデータ
である場合は、セレクタ３０４、３０５において、Ｃ
ｒ、Ｃｂデータそのもの（Ａ入力）が選択され、最上位
ビットが”１”、即ち負のデータである場合は、絶対値
化部３０６で絶対値化されたデータ（入力Ｂ）が選択さ
れる。選択されたデータを基に補間係数が算出され、こ
の補間係数を用いて、８点補間部２２３で補間演算が行
なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像処理装置に関
し、特に、三次元ルックアップテーブルを用いたダイレ
クトマッピング方式により色変換処理を行なう画像処理
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ある色空間で表わされた入力
画像データを異なる色空間の出力画像データに変換する
方式として、ダイレクトマッピング方式やマスキング方
式等が知られている。そのうち、ダイレクトマッピング
方式とは、入力画像データの色空間のデータと出力画像
データの色空間のデータとを対応づけて記憶した３次元
ルックアップテーブル（以下「ＬＵＴ」と略す）を用い
て、直接データ変換を行なうというものである。

【０００３】但し、入力画像データに対する出力画像デ
ータをすべて３次元ＬＵＴに格納すると、必要なメモリ
容量が膨大となるため、通常はＬＵＴを用いると共に補
間演算を行なうことにより色変換処理が行なわれる。即
ち、最小限のデータ数（格子点数）でＬＵＴを形成し、
格子点と格子点の間に位置するデータは補間演算により
求めるという方法が採られる。

【０００４】図７はこのようなダイレクトマッピング方
式による色変換処理を説明するための概略ブロック図で
ある。ここでは、入力画像データはＲＧＢ色空間で表わ
されるＲＧＢ各８ビットのデータであり、出力画像デー
タはＣＭＹ色空間で表わされるＣＭＹＫ各８ビットのデ
ータである。

【０００５】なお、出力画像データの各４成分（ＣＭＹ
Ｋ）における色変換処理はすべて同様であるため、４成
分（ＣＭＹＫ）のうち１成分（Ｃ成分）についての色変
換処理について代表して説明する。

【０００６】図７を参照して、ダイレクトマッピング方
式による色変換処理には、３次元ＬＵＴ部７０１により
８点の格子点を抽出し、その抽出された格子点に対応す
るデータを出力するという処理と、８点補間部７０３に
より格子点間の所望の補間データを算出するという処理
とが含まれる。そして、ＲＧＢ各８ビットの入力画像デ
ータのうち、上位各３ビットが３次元ＬＵＴ部７０１に
入力され、下位各５ビットが８点補間部７０３に入力さ
れる。

【０００７】３次元ＬＵＴ部７０１には、ＲＧＢ色空間
のデータとＣＭＹ色空間のデータとが対応づけて記録さ
れた３次元ＬＵＴが含まれている。図８は、この３次元
ＬＵＴの概念を説明するための図である。図８を参照し
て、３次元ＬＵＴは、ＲＧＢの各軸が、ここでは８分割
されており、それによってできる格子点に該当する入力
画像データに対応して出力画像データ（格子点データ）
が格納されている。

【０００８】３次元ＬＵＴ部７０１にＲＧＢデータの上
位各３ビットのデータが入力されると、３次元ＬＵＴの
中の８点の格子点が抽出される。この８点の格子点は、
上位各３ビットのデータで決定されるＲＧＢ空間の１格
子点を含む最小の立方体を構成する格子点である。そし
て、３次元ＬＵＴが参照されて、各格子点に対応する出
力データが抽出される。

【０００９】一方、ＲＧＢデータの下位各５ビットが入
力された８点補間部７０３においては、この下位各５ビ
ットデータから重み係数が算出され、算出された重み係
数と、３次元ＬＵＴ部７０１で抽出された８点の格子点
に対応する出力データ（格子点データ）とから最終の出
力データＣoutが次式で求められる。

【００１０】

【数１】

【００１１】ここで、Ｗiは下位各５ビットデータから
算出される重み係数であり、Ｃiは格子点データであ
る。図９に示すように、重み係数Ｗiは、８点それぞれ
の格子点データ（Ｃ１〜Ｃ８）が、下位各５ビットデー
タで決定される１点（立方体の中程に位置する黒点）の
出力データに対して、寄与する比率を示す係数である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来技術におけるダイレクトマッピング方式では、入力画
像データがＲＧＢ色空間のように、データ全てが正の値
として扱われる場合には問題なく色変換処理を行なうこ
とができるが、Ｌａｂ空間のようにデータの中に負の値
を扱う場合があると、単純に変換処理を行なうことがで
きないという不都合が生じていた。

【００１３】即ち、入力画像データが負の値である場
合、図７に示した８点補間部７０３において、単純に下
位ビットから重み係数を算出すると、その下位ビットで
表わされる正の値から重み係数を算出してしまうことに
なる。したがって、正しい重み係数、ひいては出力画像
データが得られないことになる。

【００１４】このような不都合を回避するため、入力画
像データに対する補間係数を予めデータテーブルとして
記録しておき、この記録された補間係数に基づいて重み
係数を算出するという方法が提案されている。図１０
は、そのようなダイレクトマッピング方式を説明するた
めのブロック図である。

【００１５】図１０を参照して、ここでは、図７に示し
た方法と異なり、補間係数抽出部１００５による補間係
数の抽出処理が新たに加わっている。即ち、Ｖ（明
度）、Ｃｒ、Ｃｂ（色差成分）の各８ビットの入力画像
データのうち、上位３ビットは、従来通り３次元ＬＵＴ
部７０１に入力され、８点の格子点のデータが出力され
るが、８点補間部７０３には、入力画像データの下位５
ビットが直接入力されるのではなく、補間係数抽出部１
００５から出力される適切な補間係数（ΔＶ、ΔＣｒ、
ΔＣｂ）が入力されることになる。

【００１６】補間係数抽出部１００５には、Ｃｒおよび
Ｃｂ各成分の８ビットデータに対する５ビットの補間係
数（ΔＣｒ、ΔＣｂ）を記録したデータテーブルが含ま
れている。そして、このデータテーブルを参照して補間
係数が抽出される。

【００１７】ここで、データテーブルに記録される入力
画像データと出力補間係数との関係を図１１に示す。図
１１（ａ）は、入力画像データのＣｒ成分と補間係数Δ
Ｃｒとの関係を示しており、図１１（ｂ）は、Ｃｂ成分
と補間係数ΔＣｂとの関係を示している。

【００１８】なお、Ｖ成分の８ビットデータに関して
は、正の値のみなので、下位５ビットが直接補間係数
（ΔＶ）として出力されることになり、データテーブル
は参照されない。

【００１９】このように、８点補間部７０３に入力され
る前に、補間係数抽出部１００５により適切な補間係数
が抽出されるため、これを用いて正確な重み係数が算出
され、結果として正確な出力画像データが得られること
になる。

【００２０】しかしながら、図１０に示すようなダイレ
クトマッピング方式を用いると、入力画像データに対す
る出力画像データを記録した３次元ＬＵＴの他に、入力
画像データに対する補間係数を記録したデータテーブル
をさらに備える必要がある。したがって、必要なメモリ
容量が増加し、大幅なコストアップに繋がるという問題
が生じていた。

【００２１】本発明はかかる実状に鑑み考え出されたも
のであり、その目的は、簡単な回路構成で入力画像デー
タの正負に関わらず適切な色変換処理を行なうことので
きる画像処理装置を低コストで提供することである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のある局面に従うと、画像処理装置は、第１
の色空間のデータと第２の色空間のデータとを対応づけ
て記録した３次元ルックアップテーブルと、３次元ルッ
クアップテーブルを補間する補間処理部とを用いて、第
１の色空間で表わされる入力画像データを第２の色空間
で表わされる出力画像データに変換し、補間処理部は、
３次元ルックアップテーブルを参照して、入力画像デー
タに対応して記録された第２の色空間のデータを所定数
取得する取得部と、補間係数を算出する補間係数算出部
と、取得された所定数のデータと算出された補間係数と
に基づいて、補間演算を行なう補間演算部とを含み、補
間係数算出部は、入力画像データの正負に応じて補間係
数を算出することを特徴とする。

【００２３】この発明に従うと、第１の色空間で表わさ
れる入力画像データの正負に応じて補間係数が適切に算
出され、この算出された補間係数を用いて３次元ルック
アップテーブルの補間演算が行なわれる。このため、第
１の色空間が負データを扱う色空間であっても、正しい
補間演算が行なわれ、結果として適切に第２の色空間へ
データ変換を行なうことが可能となる。

【００２４】しかも、補間係数は入力画像データの正負
に応じて算出されるため、入力画像データと補間係数と
を関連付けて記録したデータテーブル等を別途設ける必
要もなく、コストアップが抑えられる。

【００２５】したがって、入力画像データの正負に関わ
らず、簡単な回路構成で適切な色変換処理を行なうこと
のできる画像処理装置を低コストで提供することが可能
となる。

【００２６】好ましくは、前記画像処理装置において、
補間係数算出部は、入力画像データの絶対値を算出する
絶対値算出部を備え、入力画像データが負である場合、
算出された絶対値に基づいて補間係数を算出することを
特徴とする。

【００２７】この発明によると、入力画像データが負で
ある場合、補間係数算出部により、入力画像データの絶
対値に基づいて補間係数が算出される。このため、入力
画像データの正負に依らず、適切な補間係数を算出する
ことが可能となる。

【００２８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に
おける画像処理装置の全体構成を示す図である。図１を
参照して、画像処理装置は、対象となる画像をカラーで
読取るＣＣＤ１０１と、ＣＣＤ１０１で読取られた偶数
の画像データと奇数の画像データとを合成する画像合成
部１０２と、画像合成部１０２で合成されたＲＧＢのア
ナログ画像データをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変
換部１０３と、シェーディング補正部１０４、ライン間
補正部１０５および色収差補正部１０６の各種補正部
と、画像の変倍や移動処理を行なう変倍・移動処理部１
０７と、色変換部１０８とを備えている。

【００２９】色変換部１０８では、ＲＧＢ色空間で表わ
される入力画像データを、まず一旦、ＶＣｒＣｂ色空間
で表わされる画像データに変換するという色変換処理が
行なわれる。

【００３０】画像処理装置は、さらに、画像の写真・文
字等の領域を判別するための領域判別部１０９と、ＶＣ
ｒＣｂ色空間で表わされた画像データをＣＭＹ色空間で
表わされる出力画像データ（ＣＭＹＫデータ）に変換・
補正する色補正部１１０と、色補正部１１０で得られた
出力画像データに対して、領域判別部１０９による領域
判別結果に応じてＭＴＦ補正を行なうＭＴＦ補正部１１
１と、ＭＴＦ補正が行なわれた後のＣＭＹＫデータをプ
リンタに出力するためのプリンタＩ／Ｆ部１１２とを備
えている。

【００３１】データの流れを説明すると、次のようにな
る。まず、ＲＧＢのカラー画像データとしてＣＣＤ１０
１により読取られたデータは、デジタルデータに変換さ
れ、必要な補正処理等が行なわれた後、色変換部１０８
において、ＶＣｒＣｂ色空間で表わされるデータに一旦
変換される。そして、色補正部１１０によりダイレクト
マッピング法を用いてプリンタに必要なＣＭＹ色空間で
表わされるデータ（ＣＭＹＫデータ）に変換される。最
後に、このＣＭＹＫデータにＭＴＦ補正が行なわれ、プ
リンタへと送信される。

【００３２】図２は、図１の色補正部１１０の概略構成
を示した機能ブロック図である。図２を参照して、色補
正部１１０は、４つのダイレクトマッピング部２０１，
２０３，２０５，２０７を含んでおり、これらを用い
て、色変換部１０８で作成されたＶ，Ｃｒ，Ｃｂの入力
データから、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各出力データを作成す
る。なお、４つのダイレクトマッピング部の構成は同じ
であるため、ここでは、Ｃ成分についての構成のみを示
している。

【００３３】ダイレクトマッピング部２０１は、８点の
格子点を抽出しその抽出された格子点に対応するデータ
を出力する３次元ＬＵＴ部２２１と、補間係数を算出す
る補間係数算出部２２５と、３次元ＬＵＴ部２２１から
得られた８つの格子点データおよび補間係数算出部２２
５で算出された補間係数を用いて、格子点間の補間演算
を行なう８点補間部２２３とを含んでいる。

【００３４】図３は、図２に示すダイレクトマッピング
部２０１の詳細な構成を示す図である。図３を参照し
て、３次元ＬＵＴ部２２１には、ＶＣｒＣｂ色空間のデ
ータとＣＭＹ色空間のＣ成分のデータとが対応づけて記
録された８つの３次元ＬＵＴ３０１が含まれている。

【００３５】図４は、３次元ＬＵＴ部２２１の概念を説
明するための図である。図４を参照して、入力色空間で
あるＶＣｒＣｂ色空間の各軸は８分割され、色空間全体
が５１２個の立方体に分割されている。３次元ＬＵＴ部
２２１には、８ビットのＶデータ（０〜２５５），Ｃｒ
データ（−１２８〜１２７），Ｃｂデータ（−１２８〜
１２７）で構成される入力画像データのうち、上位各３
ビットが入力されるため、この入力された上位各３ビッ
トのデータに基づいて、対象となる１つの立方体が選択
される。

【００３６】各立方体には、それぞれ８点の格子点が定
義されており、各格子点毎に、対応する３次元ＬＵＴ３
０１が参照される。そして、３次元ＬＵＴ３０１から、
上記の上位各３ビットのデータに対応して格納されてい
る格子点データ（Ｃ１〜Ｃ８）がそれぞれ出力される。

【００３７】補間係数算出部２２５には、Ｃｒデータお
よびＣｂデータを絶対値化するための絶対値化部３０６
と、データの正負に応じて出力データをセレクトするた
めのセレクタ３０４，３０５とが含まれている。なお、
セレクタ３０４，３０５は、セレクト信号（Ｓ入力）
が”０”である場合、Ｙ出力として、Ａ入力のデータを
選択し、セレクト信号が”１”である場合、Ｂ入力のデ
ータを選択する。

【００３８】補間係数算出部２２５には、まず、８ビッ
トのＶデータ（０〜２５５），Ｃｒデータ（−１２８〜
１２７），Ｃｂデータ（−１２８〜１２７）が直接入力
される。そして、正の値のみを扱うＶデータに対して
は、入力された８ビットデータのうち単純に下位５ビッ
トがとられ、これが補間係数ΔＶとして出力される。一
方、正負両方の値を扱うＣｒデータおよびＣｂデータに
対しては、絶対値化部３０６と、セレクタ３０４および
３０５とを用いて補間係数ΔＣｒおよびΔＣｂが算出さ
れる。

【００３９】即ち、入力されてきた８ビットのＣｒデー
タおよびＣｂデータのうち、符号を表わす最上位ビット
がそれぞれセレクタ３０４および３０５のＳ入力にセレ
クタ信号として入力される。また、各セレクタ３０４，
３０５のＡ入力には、８ビットデータが直接入力され、
Ｂ入力には８ビットデータを絶対値化部３０６で絶対値
化したデータが入力される。

【００４０】このため、最上位ビットが”０”の場合、
即ち、入力データが正の値である場合は、そのままの８
ビットの入力データがセレクトされて、単純に下位５ビ
ットが補間係数ΔＣｒ，ΔＣｂとして算出される。反対
に、最上位ビットが”１”の場合、即ち、入力データが
負の値である場合は、８ビットの入力データの絶対値化
されたデータがセレクトされて、この絶対値化されたデ
ータの下位５ビットが補間係数ΔＣｒ，ΔＣｂとして算
出される。

【００４１】したがって、入力データが負の値であって
も、絶対値化されたデータから補間係数ΔＣｒおよびΔ
Ｃｂが算出されることになり、正負両方の値を扱うＣｒ
データおよびＣｂデータに対しても、適切な補間係数を
出力することができる。

【００４２】８点補間部２２３は、８点の格子点データ
（Ｃ１〜Ｃ８）と対応する係数との積を算出する算出部
３０２と、算出部３０２からの出力データ（Ｙ１〜Ｙ
８）に基づいて加重平均を求める平均化部３０３とを含
んでいる。

【００４３】３次元ＬＵＴ部２２１から出力された８点
の格子点に対する出力データ（Ｃ１〜Ｃ８）、および、
補間係数算出部２２５から出力された補間係数（ΔＶ，
ΔＣｒ，ΔＣｂ）は、算出部３０２に入力される。そし
て、算出部３０２において、各格子点データと、補間係
数を用いて表わされる各格子点データに対応する係数と
の積がそれぞれ算出される（Ｙ１〜Ｙ８）。

【００４４】算出部３０２から出力されたデータ（Ｙ１
〜Ｙ８）は、平均化部３０３に入力される。そして、こ
れらの和がとられ、最終的には８つの格子点データ（Ｃ
１〜Ｃ８）の加重平均された値が、最終の出力データ
（Ｃout）として求められる。

【００４５】図５は、８点補間部２２３における補間演
算の概念を説明するための図である。図５を参照して、
８点の格子点（格子点データ）で構成される立方体中に
存在する黒点は、出力されるべき変換データ（Ｃout）
を表わしている。

【００４６】変換データ（Ｃout）は、この黒点を含む
立方体の表面に平行な２面で分割される８つの直方体の
体積比を用いて８点の格子点データ（Ｃ１〜Ｃ８）を加
重平均化し、求められるものである。

【００４７】したがって、変換データ（Ｃout）を具体
的に示すと、立方体の一辺をａ（ａ=３２）とした場
合、次式のようになる。

【００４８】

【数２】

【００４９】以上説明したように、本発明の実施の形態
における画像処理装置によれば、色補正部１１０に入力
データの正負に応じて適切な補間係数を算出する補間係
数算出部２２５を設けることにより、８点補間部２２３
における補間演算が正しく行なわれ、最終的に適切な出
力データを求めることが可能となる。

【００５０】このため、入力データの値に対応づけて補
間係数を記録したデータテーブル等を新たにを備える必
要がなく、メモリに対する負担が軽減される。

【００５１】また、補間係数算出部２２５は、絶対値化
部３０６とセレクタ３０４，３０５とを用いるという非
常に簡易な回路構成でもって、適切な補間係数の算出を
可能としている。

【００５２】＜変形例＞次に、本発明の実施の形態にお
ける画像処理装置の変形例について説明する。変形例に
おける画像処理装置も、図１に示す画像処理装置と同様
の全体構成をしている。ただし、両者は、色補正部１１
０の構成が少し異なる。図６は、変形例における画像処
理装置の色補正部１１０の構成を示したブロック図であ
る。

【００５３】図６を参照して、変形例における画像処理
装置の色補正部１１０は、１つの補間係数算出部２２５
が、４つのダイレクトマッピング部２０１，２０３，２
０５，２０７に対して共通して存在する構成となってい
る。

【００５４】このため、補間係数算出部２２５を各ダイ
レクトマッピング部毎に設ける必要がなくなり、一層簡
易な構成で適切な補関係数の算出を行なうことが可能と
なる。

【００５５】なお、図２、図３および図６等で示した色
補正部１１０では、補間演算に８点補間法を用いている
が、この演算方法には限られない。したがって、三角柱
を用いた６点補間法等の他の補間方法を用いる場合に
も、本発明を適用することができる。

【００５６】また、図２、図３等で示した３次元ＬＵＴ
部２２１では、格子点の数と同じ数の３次元ＬＵＴ３０
１を用いているが、格子点の数より少ない数の３次元Ｌ
ＵＴを用いるようにしてもよい。この場合、メモリのア
ドレス操作等により全格子点に対するデータを得ること
ができる。このような構成にすると、必要とされるメモ
リ容量を一層小さくすることが可能となる。

【００５７】また、入力画像データとして、ここではＶ
ＣｒＣｂ色空間で表わされる場合を示しているが、どの
ような色空間についても適用することが可能である。

【００５８】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって、制限的なものではないと考えるべきであ
る。本発明の範囲は、上記した説明ではなく特許請求の
範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び
範囲内ですべての変更が含まれることが意図される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態における画像処理装置の
全体構成を示す図である。

【図２】 図１の色補正部１１０の概略構成を示した機
能ブロック図である。

【図３】 図２に示すダイレクトマッピング部２０１の
詳細な構成を示す図である。

【図４】 ３次元ＬＵＴ部２２１の概念を説明するため
の図である。

【図５】 ８点補間部２２３における補間演算の概念を
説明するための図である。

【図６】 変形例における画像処理装置の色補正部１１
０の構成を示したブロック図である。

【図７】 従来技術におけるダイレクトマッピング方式
による色変換処理を説明するための概略ブロック図であ
る。

【図８】 ３次元ＬＵＴの概念を説明するための図であ
る。

【図９】 ８点補間演算を行なう場合の重み係数の概念
を示すための図である。

【図１０】 入力画像データに対する補間係数を予めデ
ータテーブルとして記録しておき、この記録された補間
係数に基づいて重み係数を算出するというダイレクトマ
ッピング方式を説明するためのブロック図である。

【図１１】 データテーブルに記録される、入力画像デ
ータと出力補間係数との関係を示した図である。

【符号の説明】

１０１ ＣＣＤ、１０３ Ａ／Ｄ変換部、１０８ 色変
換部、１０９ 領域判別部、１１０ 色補正部、１１１
ＭＴＦ補正部、２０１，２０３，２０５，２０７ ダ
イレクトマッピング部、２２１ ３次元ＬＵＴ部、２２
３ ８点補間部、２２５ 補間係数算出部、３０１ ３
次元ＬＵＴ、３０２ 算出部、３０３平均化部、３０
４，３０５ セレクタ、３０６ 絶対値化部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の色空間のデータと第２の色空間の
   データとを対応づけて記録した３次元ルックアップテー
   ブルと、前記３次元ルックアップテーブルを補間する補
   間処理手段とを用いて、前記第１の色空間で表わされる
   入力画像データを前記第２の色空間で表わされる出力画
   像データに変換する画像処理装置であって、 前記補間処理手段は、 前記３次元ルックアップテーブルを参照して、前記入力
   画像データに対応して記録された前記第２の色空間のデ
   ータを所定数取得する取得手段と、 補間係数を算出する補間係数算出手段と、 前記取得された所定数のデータと前記算出された補間係
   数とに基づいて、補間演算を行なう補間演算手段とを含
   み、 前記補間係数算出手段は、前記入力画像データの正負に
   応じて前記補間係数を算出することを特徴とする、画像
   処理装置。
2. 【請求項２】 前記補間係数算出手段は、 前記入力画像データの絶対値を算出する絶対値算出手段
   を備え、 前記入力画像データが負である場合、前記算出された絶
   対値に基づいて前記補間係数を算出することを特徴とす
   る、請求項１に記載の画像処理装置。