JP2004096751A - 色空間変換 - Google Patents
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Abstract
【課題】入力色空間値を出力色空間値に変換するための方法を提供すること。
【解決手段】入力色空間値(102)は、入力色空間値(102)に関連する最上位部分および最下位部分を求める(202)ことにより、出力色空間値(104)に変換される。さらに、少なくとも1つのノード値が求められる(204)。最下位部分に関連する0〜最大値までの各カウンタi(122)において、各ノード値が求められる。各ノード値は、各カウンタi(122)が最下位部分未満の場合には、最上位部分に1を加算したものに関連するルックアップ値に実質的に等しくなるように、また各カウンタi(122)が最下位部分より大きいか、または等しい場合には、最上位部分に関連するルックアップ値に実質的に等しくなるように決められる(204)。さらに、出力色空間値(104)が、少なくとも1つのノード値の平均値に実質的に等しくなるように計算される。
【選択図】図2
【解決手段】入力色空間値(102)は、入力色空間値(102)に関連する最上位部分および最下位部分を求める(202)ことにより、出力色空間値(104)に変換される。さらに、少なくとも1つのノード値が求められる(204)。最下位部分に関連する0〜最大値までの各カウンタi(122)において、各ノード値が求められる。各ノード値は、各カウンタi(122)が最下位部分未満の場合には、最上位部分に1を加算したものに関連するルックアップ値に実質的に等しくなるように、また各カウンタi(122)が最下位部分より大きいか、または等しい場合には、最上位部分に関連するルックアップ値に実質的に等しくなるように決められる(204)。さらに、出力色空間値(104)が、少なくとも1つのノード値の平均値に実質的に等しくなるように計算される。
【選択図】図2
Description
本発明は、色空間変換に関する。
カラーデータを使用して作業する場合、データをある色空間表現から別の色空間表現に変換することが一般に望ましい。たとえば、ディスプレイ(たとえば、陰極線管「CRT」、液晶ディスプレイ「LCD」等)、画像取り込み装置(たとえば、スキャナ、デジタルカメラ等)、および他の装置は、加法混色色空間RGB(赤、緑、青)を使用するが、印刷装置は一般に減法混色色空間CMY(シアン、マゼンタ、イエロー)を使用する。他の色空間としては、CMYK(シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラック)、CieLab、YCbCr、LUV、LHSなどがあり、他の色空間も印刷装置に使用されることがある。さらに、印刷装置は、画質を向上させるためにより多くの色次元(たとえば、インク、染料、顔料等)を利用できる。たとえば、InkJet(商標)プリンタは一般に6色のインク(CMYKに明るいC、明るいMを加えたもの)を使用して、ピクセル当たりの印刷可能な色を増大させている。異なる色空間を使用する装置が相互作用できるように、データをある装置の色空間から別の装置の色空間に変換する色空間変換プロセスが一般に利用される。
一般に、ある色空間から別の色空間への変換には、複雑な非線形関係が伴う。したがって、色空間変換について数学の式を利用して説明することは容易ではない。さらに、カラーデータに対しては、色域の拡張、ならびに読み込み装置、表示装置、および印刷装置の不完全性補正のための転換も行われる。こういった変換および転換を色変換プロセスに組み合わせることにより、計算の数を低減することができる。
これらの基準を満たす最も直接的な手法は、ルックアップテーブル(「LUT」)である。LUTの利点は、単純であり、かつあらゆる変換に使用され得る点である。しかしながら、欠点は、これらのLUTが膨大になる可能性がある点である。24ビットRGB色空間から24ビットCMY色空間への変換には、48Mバイト(「MB」)のLUTが必要である。48MBのLUTは、組み込みシステムまたはASIC(特定用途向け集積回路)の態様には明らかに不適当であり、オンチップメモリの容量が小さいため、直接的なテーブルルックアップ手法は受けいれられない。
LUTのサイズを低減するために、色空間の粗い格子点のみが格納される。線形補間を使用して、これらの点間の値が計算される。この手法では、各入力次元に2n点毎の値しか格納されない。「次元」なる用語は、色空間の色次元、部分集合等を記述するために使用される。各次元の最後の点も格納され、それによって2nの倍数である最後の点と色空間中の最後の値との間で補間を行うことができる。この手法を用いると、LUTは(2b−n+1)d個のエントリになる。但し、dは、それぞれ入力ビット数bを有する入力次元数である。格子点間の振る舞いがおおよそ線形になるような値nを選択すべきである。たとえば、24ビットRGB入力(d=3、およびb=8)を24ビットCMYにn=4で変換する場合、結果として生じるテーブルサイズは14.4Kバイト(「KB」)LUTである。選択したnが高すぎる場合には、線形補間しても変換が十分に近似されない。選択したnが低すぎる場合には、必要以上に大きいテーブルとなる。
色空間変換に関連する問題に対処するために、いくつかの実質的に異なる線形補間方式が利用されている。これらの手法としては、立方体細分補間、放射状補間、四面体補間、角錐補間、プリズム補間、トリリニア補間、および刈込み四面体(pruned tetrahedral)補間などがある。これら手法の概括的な考察については、特許文献1に見出すことができる。
米国特許第6,049,400号明細書
本発明の目的は、入力色空間値を出力色空間値に変換する方法を提供することである。
本実施形態によれば、本発明は、入力色空間値を出力色空間値に変換するための方法に関係する。本方法では、入力色空間値に関連する最上位部分および最下位部分が求められる。さらに、少なくとも1つのノード値が求められる。最下位部分に関連する0〜最大値までの各カウンタiにおいて、各ノード値が求められる。各ノード値は、各カウンタiが最下位部分未満の場合には、最上位部分に1を加算したものに関連するルックアップ値に実質的に等しくなるように、また各カウンタiが最下位部分より大きいか、または等しい場合には、最上位部分に関連するルックアップ値に実質的に等しくなるように決められる。さらに、この方法では、出力色空間値が、少なくとも1つのノード値の平均値に実質的に等しくなるように計算される。
本発明の実施形態は、限定としてではなく一例として示され、同じ参照番号が同じ要素を示す添付図面において示される。
本発明によれば、入力色空間値を出力色空間値に変換する方法が提供される。
簡略化および例示を目的として、本発明の実施形態を主に参照することにより、本発明の原理を説明する。以下の説明において、本発明の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が説明される。しかしながら、本発明がこれらの具体的な詳細に限定することなく実施され得ることが当業者には明らかであろう。また、本発明を不必要に曖昧にしないように、良く知られた方法および構造については詳細に説明していない。
以下の図1A〜図1Cに関する説明において、様々な実施形態を提示する。比較的単純な実施形態では、複数の桁を有する入力値(たとえば、2進ビット、10進数字、16進数等)が出力値に変換される。出力値は、1つまたは複数の桁を含むことができる。入力値は、「最上位部分」(「MSP」)および「最下位部分」(「LSP」)を含むことができる。MSPなる用語は、LSPと比較して相対的に大きな重みを有する、入力値の1つまたは複数の桁を記述するために使用される。換言すれば、MSPは、1つまたは複数の最も左端の桁からなり、LSPはMSPの除去後に残っているあらゆる桁(たとえば、1つまたは複数の最も右端の桁)からなる。たとえば、入力値が「1234」に等しい場合、MSPは「12」であり、LSPは「34」とすることができる。
図1Aは、本発明の実施形態による補間器100のブロック図である。補間器100は、第1の色空間の入力色空間値102を第2の色空間の出力色空間値104に変換するように構成される。この点に関して、補間器100は、入力色空間値102を受け取り、この入力色空間値102をMSP/LSP抽出ユニット108に送出するように構成された入力ポート106を含むことができる。MSP/LSP抽出ユニット108は、入力色空間値102のMSPおよびLSPを求め、そのMSPおよびLSPをノード判定ユニット110に送出するように構成される。図1Bに示すように、ノード判定ユニット110は、MSPおよび/またはLSPを利用して少なくとも1つのノードの値を求めるように構成される。ノードは基本的に極限(たとえば、境界点等)である。一実施形態では、MSPにのみ基づくノードが通常求められる。このノードは[0]ノードと呼ばれる。[0]ノードの値(「P[0]」)は一般に、ルックアップテーブル(「LUT」)を利用することによって求められる。
特に、本発明の実施形態では、ノード判定ユニット110は、LUT112からノード値を検索するように構成され得る。LUT112は、索引付きエントリリストを含むことができる。各エントリは、照会値および応答値を含むことができる。各照会値は、特定のMSPに対応できる。各応答値は、特定のMSPに関連する各出力値(たとえば、ノード値)に対応できる。一般に、考えられる総入力値のうち、LUT112の構築に実際に使用される割合は、以下の要因、すなわち、妥当なLUT112の大きさ、補間計算時間、ノード間の解の線形性、システムアプリケーション、システムの最適化等、のうちの1つまたは複数に基づくことができる。[0]ノードのみが決定された場合、出力色空間値104はそのノードで見つけることができるため、P[0]に等しい。2つのノードが決定された場合、第2のノードは[1]ノードと呼ばれ、出力色空間値104はP[0]とP[1]の間の線に沿って見つけることができる。
上述の例を続けると、入力色空間値102が4桁であり、MSPが12に等しい場合、入力色空間値102の下限が1200であり、入力色空間値102の上限が1299であると推論され得る。この場合、出力色空間値104は、12(包含的)のルックアップ値(たとえば、ノード値)と13(排他的)のルックアップ値の間で見つけることができる。したがって、本例では、[0]ノードは12に等しく、[1]ノードは13に等しい。しかしながら、やはり出力色空間値104を求めるために、[1]ノードが必要ない場合がある。この場合、求められたノード数は、LSPの値に依存する。LSPが本質的に0の値を有する場合、LSPは入力色空間値102から出力色空間値104への変換に寄与しない。このため、1つのノード(たとえば、[0]ノード)はMSPの値に基づいて決められることになる。しかし、LSPが0よりも大きい値を有する場合、[1]ノードが求められ、P[1]は出力色空間値104に寄与することになる。さらに、LSPが大きいほど、P[1]の出力色空間値104に対する影響(たとえば、重み、インパクト等)は大きくなるであろう。
ノード判定ユニット110は、決定されたノードを出力計算ユニット114に送出するようにさらに構成される。出力計算ユニット114は、決定されたノードを受け取り、出力色空間値104を計算するように構成される。たとえば、出力計算ユニット114は、平均ノード値を計算するように構成され得る。平均ノード値は本質的に、出力色空間値104とすることができる。さらに、出力計算ユニット114は、出力色空間値を出力ポート116に送出するように構成され得る。出力ポート116は、出力色空間値104を受け取って送出するように構成され得る。
図1Bは、図1Aに示された本発明の実施形態によるノード判定ユニット110のブロック図である。したがって、図1Bの説明は、特に図1Aで述べた機構を参照して行う。ノード判定ユニット110は、MSP格納ユニット118と、LSP格納ユニット120と、カウンタ122と、比較ユニット124と、ルックアップ検索ユニット126とを含むことができる。MSP格納ユニット118は、円Aで示すように、MSP/LSP抽出ユニット108と通信するように構成されることができ、このようにして、MSPをMSP/LSP抽出ユニット108から受け取ることができる。MSP格納ユニット118は、MSPをルックアップ検索ユニット126に送出するようにさらに構成され得る。LSP格納ユニット120は、円Bで示すように、MSP/LSP抽出ユニット108と通信するように構成されることができ、このようにして、MSP/LSP抽出ユニット108からLSPを受け取ることができる。LSP格納ユニット120は、LSPを比較ユニット124に送出するようにさらに構成され得る。
ノード判定ユニット110は、決定された各ノード値の相対的な重みを決定するように構成される。一般に、LSPの値は別個のLSP値の数(「nLSP」)と比較される。図1Aの例を続けると、LSPが00から99までの任意の整数である場合、00から99までの別個の整数が100個あるため、nLSPは100に等しい。この場合、本発明の実施形態によれば、カウンタ122は、カウンタ変数i(「カウンタi」)の値を0からnLSP−1までの値にセットし、各i値において、iを比較ユニット124に送出するように構成され得る。
比較ユニット124は、カウンタiをカウンタ122から受け取るとともに、LSPをLSP格納ユニット120から受け取るように構成され得る。比較ユニット124は、これら2つの値を比較するようにさらに構成され得る。比較ユニット124は、LSPがカウンタiよりも大きいことを判定した場合に、値1をルックアップ検索ユニット126に送出するように構成され得る。比較ユニット124は、LSPがカウンタiより小さいか、または等しいと判定した場合に、値0をルックアップ検索ユニット126に送出するように構成され得る。
ルックアップ検索ユニット126は、MSP格納ユニット118からMSPを受け取るとともに、比較ユニット124によって送出された値を受け取るように構成され得る。さらに、円Cで示すように、ルックアップ検索ユニット126は、LUT112と双方向通信するように構成され得る。この場合、ルックアップ検索ユニット126は、これら2つの値を加算し、結果としての値をLUT112に送出し、LUT112からノード値(たとえば、ルックアップ値)を検索するようにさらに構成され得る。さらに、ルックアップ検索ユニット126は、円Dで示すように、出力計算ユニット114と通信し、このようにして、検索されたノード値を出力計算ユニット114に送出するように構成され得る。
図1Aおよび図1Bの上記説明では、補間器100は、別個の演算を行うように構成された独立したコンポーネントを含むが、演算を組み合わせることも当該技術分野では既知であることに留意されたい。したがって、これらコンポーネントは、1つまたは少数のコンポーネント内に包含されてもよく、かかる変形形態はいずれも本発明の範囲内にある。この点に関して、上記説明は、本発明の実施形態の特定な例であり、例示目的だけのために提示されている。
より一般的には、本発明の他の各種実施形態は、LSPがnLSPに近いほど、P[1]が出力色空間値104に対して有する影響度が大きくなるという所見を利用できる。このため、LSPをカウンタiの各値と比較し、比較の結果として戻されるノード値の平均値を計算することにより、出力色空間値104を求めることができる。換言すれば、出力色空間値104は、P[0]の平均に、nLSPに対するLSPの比率を1から差し引いた数を乗算したものに等しく、P[1]はnLSPに対するLSPの比率で乗算される。このことから、LSPが0に等しい場合、nLSPに対するLSPの比率で乗算されるP[1]は相殺され、よって出力色空間値104はP[0]に等しいことが容易に示される。代案として、LSPが最大LSP値(「maxLSP」)に等しい(たとえば、nLSPから1を引いた値)に等しい場合、nLSPからmaxLSPを差し引いた数は1に等しく、出力色空間値104は、P[1]に等しいものに比較的に近い。直観的に分かるように、MSPが1だけ増分されない場合、出力色空間値104はP[1]に等しくなるべきではないため、これは意味をなす。
乗算演算について上述したが、本発明は乗算演算の使用に限定されないことに留意されたい。実際、乗算演算は一般に、プロセッササイクルおよびASIC実施態様のチップ面積の両方に関してコストが非常にかかるため、乗算演算のいずれかまたはすべてを適切な数の加算演算で置き換えたほうが有益な場合がある。さらに、本発明の実施形態によれば、様々な式を利用して、入力色空間値102に基づいて出力色空間値104を導出することができるが、以下の式を1つの軸(たとえば、一次元を有する入力色空間値の場合)に沿った補間に用いることができる。
x=AVE(P[au+(al>i)]、i=0〜Kn−1 (式1)
ここで、aは入力色空間値102であり、auは入力色空間値102の上位部分であり、alは入力色空間値102の下位部分であり、kは記数法の基数であり、nはalに関連する桁の数量であり、(al>i)は、真の場合に値1を戻し、偽の場合に値0を戻す関数であり、P[au+(al>i)]は[au+(al>i)]のルックアップ値であり、xは出力色空間値104である。
x=AVE(P[au+(al>i)]、i=0〜Kn−1 (式1)
ここで、aは入力色空間値102であり、auは入力色空間値102の上位部分であり、alは入力色空間値102の下位部分であり、kは記数法の基数であり、nはalに関連する桁の数量であり、(al>i)は、真の場合に値1を戻し、偽の場合に値0を戻す関数であり、P[au+(al>i)]は[au+(al>i)]のルックアップ値であり、xは出力色空間値104である。
図1Cは、本発明の実施形態によるシステム150のブロック図である。システム150において、補間器100は、複数の次元を有する入力色空間値102を出力色空間値104に変換するように構成される。また、出力色空間値104も複数の次元を含むことができる。「次元」なる用語は、値の要素(たとえば、部分、部分集合等)を記述するために使用される。通常、次元は、所与の値を含む2つまたはそれより多いベクトルの集合の1つとすることができる。さらに、各次元は、複数の桁を含むことができる。さらに、各次元はMSPおよびLSPを含むことができる。一実施形態では、各次元は異なる色相または色に対応する。
複数の次元を有する入力色空間値および出力色空間値は、より一般的には、画像の生成、記憶、表示、印刷等に利用され得る。この点に関して、システム150は、入力色空間値102を補間器100に送出するように構成された画像生成/格納装置152を含むことができる。また、システム150は、補間器100から出力色空間値104を受け取るように構成された画像印刷/表示/格納装置154も含むことができる。
画像生成/格納装置152は、デジタルカメラ、スキャナ、コンピュータメモリ等の様々な装置を含むことができる。デジタルカメラは、生成機能および格納機能の両方を備えた画像生成/格納装置152の一例である。しかしながら、画像生成/格納装置152は生成機能および格納機能の両方を備える必要はなく、それどころか一方および/または他の機能を含んでもよく、かかる変形形態はいずれも本発明の範囲内にある。
画像印刷/表示/格納装置154は、コンピュータディスプレイ、プリンタ、ファックス、コンピュータメモリ等の様々な装置を含むことができる。画像生成/格納装置152の考察と同様に、画像印刷/表示/格納装置154は、印刷、表示、および格納の機能のすべてを有する必要はなく、これら機能のうちの1つ、いくつか、および/またはすべてを含んでもよく、かかる変形形態はいずれも本発明の範囲内にある。
引き続き、補間器100は、入力色空間値102の各次元についてMSPおよびLSPを決定するように構成される。上述した実施形態と同様に、補間器100は、MSPおよび/またはLSPを利用して少なくとも1つのノードの値を求めるようにさらに構成される。上述のように、MSPの値に基づく1つのノード(たとえば、[0]ノード)が決定されることになる。
[0]ノードのみが決定された場合、出力色空間値104はそのノードで見つけることができ、よってP[0]に等しい。3つまたはそれより多いノードが決定された場合、第2のノードは[1]ノードと呼ばれ、第3のノードは[2]ノードと呼ばれ、以下同様である。やはり、上述したように、出力色空間値104は、決定されたノード内の境界内で見つけることができる。この点に関して、上記と同様に、決定されたノード数はLSPの値に依存する。上述した実施形態の変形形態では、実質的にすべてのLSPが本質的に0の値を有する場合、LSPは入力色空間値102の出力色空間値104への変換には寄与しない。このため、MSPの値に基づく1つのノード(たとえば、[0]ノード)が決定され、出力色空間値104を決定するために利用されるであろう。しかしながら、複数の次元を有する入力色空間値102の場合、複数のノードを求めるほうがより一般的であるかもしれない。
この点に関して、補間器100は、決定された各ノード値の相対的な重みを判定するようにさらに構成される。基本的に、各LSPの値が、考えられる別個のLSP値の数(「nLSP」)と比較される。通常、nLSPのすべては等しいが、LSPのいくつかまたはすべてが異なるnLSPを有することができることも本発明の範囲内にある。さらに、LSPのいくつかまたはすべての値がnLSPに近いほど、1つまたは複数の非[0]ノードの値が出力色空間値104に対して有する影響度(たとえば、重み、インパクト等)は大きい。たとえば、入力色空間値102が、(a,b)等の二次元であり、各次元が各MSP(たとえば、auおよびbu)および各LSP(たとえば、alおよびbl)を有する場合、以下のノードを記述することができる。
表1に示すように、二次元入力色空間値102について4つのノードを記述することができる。しかしながら、本発明の実施形態によれば、出力色空間値104を導出するには3つまたはそれより少ないノードを決定する必要がある。本実施形態によれば、3つまたはそれより少ない寄与ノードの決定は、nLSPに対する各LSP(たとえば、alおよびbl)の比率に基づくことができる。多種多様な方法を利用してこの概念を実行することができるが、本発明の実施形態による非寄与ノードを排除する(たとえば、寄与ノードを決定する)方法は、以下のステップを含むことができる:
0からmaxLSPまでのカウンタiについて、
各カウンタ値において、各LSPをiと比較し、
iよりも大きな各LSPそれぞれについて、寄与ノードは対応するMSP+1の次元を含み、および
iより小さいまたは等しい各LSPそれぞれについて、寄与ノードは対応するMSPの次元を含む。
0からmaxLSPまでのカウンタiについて、
各カウンタ値において、各LSPをiと比較し、
iよりも大きな各LSPそれぞれについて、寄与ノードは対応するMSP+1の次元を含み、および
iより小さいまたは等しい各LSPそれぞれについて、寄与ノードは対応するMSPの次元を含む。
このようにして、出力色空間値104に寄与する各ノードを決定することができる。さらに、上述のステップに基づいて、所与のLSPの集合について、P[1]およびP[2]は両方とも出力色空間値104に寄与しない場合があることが示される。これは、所与のLSPの集合について、ステートメントal≦i、bl>i、及びal>i、bl≦iが両方とも任意の妥当な値iについて真ではない場合があるためである。これは、この手法が四面体補間に基づいているため、二次元において三角形である場合である。したがって、この場合では、出力がP[0]に等しいか、P[0]とP[1]、またはP[2]、もしくはP[3]との間の線に沿ったどこか、三角形P[0]−>P[1]−>P[3]内のどこか、または三角形P[0]−>P[2]−>P[3]内のどこかにある。このことは、LUT112のアクセスを刈込む(枝刈りする)ために利用される。
出力色空間値104に寄与するノードの部分集合を決定することに加えて、出力色空間値104は、補間器100が以下のステップを行うことによって決定され得る:
0からmaxLSPまでのカウンタiについて、
各カウンタ値において、各LSPをiと比較し、
iよりも大きな各LSPそれぞれについて、寄与ノードは対応するMSP+1の次元を含み、
iより小さいまたは等しい各LSPそれぞれについて、寄与ノードは対応するMSPの次元を含み、
寄与ノードのルックアップ値を決定し、
決定された寄与ノードの現在の合計値を維持し、および
平均寄与ノード値を計算する(たとえば、合計値をnLSPで除算する)ことによって出力色空間値104を求める。
0からmaxLSPまでのカウンタiについて、
各カウンタ値において、各LSPをiと比較し、
iよりも大きな各LSPそれぞれについて、寄与ノードは対応するMSP+1の次元を含み、
iより小さいまたは等しい各LSPそれぞれについて、寄与ノードは対応するMSPの次元を含み、
寄与ノードのルックアップ値を決定し、
決定された寄与ノードの現在の合計値を維持し、および
平均寄与ノード値を計算する(たとえば、合計値をnLSPで除算する)ことによって出力色空間値104を求める。
このようにして、出力色空間値104は、決定された各ノード値の重み付き平均に基づいて決定され得る。この点に関して、補間器100は、各ノード値を決定するようにさらに構成され得る。上記と同様に本発明の実施形態では、ノード値は、入力色空間値102のMSPおよび/またはLSPに基づいてLUT112から検索され得る。LUT112は、索引付きエントリリストを含むことができる。各エントリは、照会値および応答値を含むことができる。各照会値は、入力値(たとえば、ノード)の部分集合の各MSPに対応できる。各応答値は、各出力値(たとえば、ノード値)に対応できる。
さらに、カウンタiは、実行された反復の回数を指示することにより、出力色空間値104の解像度に直接的に影響を及ぼすことに留意されたい。所与のmaxLSPについて、実行されるルックアップ演算の回数および/または実行される平均化演算の回数は、カウンタiが0からmaxLSPにステップする態様を修正することによって変更され得る。たとえば、ルックアップ演算および算術計算の回数は、上記ステップの最初の行を「0からmaxLSPまでの2ステップ毎のカウンタiについて」に修正することによって低減され得る。このようにして、印刷速度を上げることができる。
様々な式を利用して、n次元を有する入力色空間値102に基づいて出力色空間値104を導出することができるが、本発明の実施形態によれば、以下の式を用いることができる。
x=AVE(P[au+(al>i)][bu+(bl>i)][cu+(cl>i)]...)、i=0〜Kn−1 (式2)
ここで、a、b、c、...の1つまたは複数は、入力色空間値102のn次元であり、au、bu、cu、...の1つまたは複数は、入力色空間値102のn次元の各MSPであり、al、bl、cl、...の1つまたは複数は、入力色空間値102のn次元の各LSPであり、pはal、bl、cl、...の1つまたは複数に関連する桁の数量であり、P[au+(al>i)][bu+(bl>i)][cu+(cl>i)]...は、[au+(al>i)][bu+(bl>i)][cu+(cl>i)]...のルックアップ値であり、xは出力色空間値104である。さらに、出力色空間値104は複数の次元を含むことができる。
x=AVE(P[au+(al>i)][bu+(bl>i)][cu+(cl>i)]...)、i=0〜Kn−1 (式2)
ここで、a、b、c、...の1つまたは複数は、入力色空間値102のn次元であり、au、bu、cu、...の1つまたは複数は、入力色空間値102のn次元の各MSPであり、al、bl、cl、...の1つまたは複数は、入力色空間値102のn次元の各LSPであり、pはal、bl、cl、...の1つまたは複数に関連する桁の数量であり、P[au+(al>i)][bu+(bl>i)][cu+(cl>i)]...は、[au+(al>i)][bu+(bl>i)][cu+(cl>i)]...のルックアップ値であり、xは出力色空間値104である。さらに、出力色空間値104は複数の次元を含むことができる。
図2は、第1の色空間の入力色空間値102を第2の色空間の出力色空間値104に変換するための、本発明の実施形態による方法200の流れ図である。方法200の以下の説明は、図1A〜図1Cに示された補間器100を特に参照して行われる。したがって、方法200は、画像生成/格納装置152から入力色空間値102を受け取ったことに応答して開始され得る。入力色空間値102は任意の妥当な数値とすることができ、1つまたは複数の次元を有することができるが、比較的単純な例を提示するために、入力色空間値102は8ビットを有する二進数の一次元である。
ステップ202において、入力色空間値102のMSPおよびLSPを決定する。たとえば、MSPは、入力色空間値102の最も左端の4ビットであると予め決定され得る。同様に、LSPもたとえば、入力色空間値102の残りの最も右端の4ビットであると予め決定され得る。このようにして、入力色空間値102のMSPおよびLSPは、ステップ202において補間器100によって決定され得る。
一実施形態では、ステップ204〜206が行われ、出力色空間値104が重みの付いたノード値に基づいて計算される。この場合、LSPの値が別個のLSP値の数(「nLSP」)と比較される。たとえば、4ビット二進数の0000から1111まで16個の別個の値があるため、nLSPは本質的に16に等しい。さらに、入力色空間値102が一次元しか持たないこの比較的単純な例では、考えられるノードは2つしかない(たとえば、[0]および[1])。この点に関して、[0]は、所与のMSPについての入力色空間値102の妥当な最小値を表すため、P[0]は出力色空間値104の一方の極値を表す。同様に、[1]は所与のMSPについての入力色空間値102の妥当な上限値を表すため、P[1]は出力色空間値104のもう一方の極値を表す。より具体的には、[1]はMSP+1の桁で見つかるノードを表す。
ステップ204において、少なくとも1つのノード値が決定され得る。出力色空間値104が重みの付いたノード値に基づいて計算される場合では、LSPがカウンタiと比較され、LSPがカウンタiよりも大きい場合、MSP+1(たとえば、P[1])のルックアップ値がLUT112から検索される。反対に、LSPがカウンタiより小さいまたは等しい場合、MSP(たとえば、P[0])のルックアップ値がLUT112から検索される。ノード値は、検索されたルックアップ値に実質的に等しくセットされ得る。さらに、このプロセスは、カウンタiの本質的な各々の値について実行され得る。このようにして、寄与ノード、それぞれの値、およびそれぞれの重みを求めることができる。
ステップ206において、出力色空間値104が計算され得る。本発明の実施形態では、出力色空間値104は、ステップ204において決定されたノード値に基づいて計算され得る。たとえば、平均ノード値は、ステップ204において決定されたノード値の和を計算し、この和を、ステップ204において決定されたノード値の数(たとえば、nLSP)で除算することによって求めることができる。
さらに、ステップ204および206は別個のステップとして図2に示されているが、本発明の別の実施形態では、ステップ204および206は本質的に同時に実行されてもよい。たとえば、一般に、nLSPに対するLSPの比率により、出力色空間値104の決定に使用されるノード値の重みが求まる。この比率は、数学的に同等の多種多様な態様で求められ得るため、かかる同等の態様はいずれも本発明の範囲内にある。特定の例として、P[0]の重みは、LSPの積をnLSPで除算し、1からその商を差し引いたものに本質的に等しい。P[1]の重みは、LSPをnLSPで除算したものに本質的に等しい。したがって、たとえばLSPが7(たとえば、二進数の0111)であり、かつnLSPが16の場合、出力色空間値104は、補間器100によって計算されることができ、次のようになる:
9/16P[0]+7/16P[1]。
9/16P[0]+7/16P[1]。
ステップ206の後に、出力色空間値104は画像印刷/表示/格納装置154に送出され、方法200は終了するか、または別の入力色空間値102を受け取るまでアイドル状態になることができる。
図3は、本発明の別の実施形態を実施することができるシステム300のブロック図である。図3に示すように、システム300は、プロセッサ302と、主記憶装置304と、補助記憶装置306と、マウス308と、キーボード310と、ディスプレイアダプタ312と、ディスプレイ314と、ネットワークアダプタ316と、バス318とを含む。バス318は、システム300の各要素が他の要素と通信する通信経路を提供するように構成される。ネットワークアダプタ316は、バス318とネットワーク320との間に通信経路を提供するように構成される。ネットワーク320は、プリンタ322、スキャナ324等を含む任意の妥当な数の次元を含むことができる。
プロセッサ302は、補間器100のソフトウェア実施形態を実行するように構成される。この点に関して、補間器100のコンピュータ実行可能コードのコピーは、プロセッサ302による実行のために、補助記憶装置306から主記憶装置304にロードされ得る。コンピュータ実行可能コードに加えて、主記憶装置304および/または補助記憶装置はLUT112、画像ファイル等を格納することができる。
動作において、補間器100の実施形態のコンピュータ実行可能コードに基づいて、プロセッサ302は表示データを生成することができる。この表示データは、ディスプレイアダプタ312により受信され、ディスプレイ314を制御するように構成された表示コマンドに変換され得る。同様に、補間器100の別の実施形態のコンピュータ実行可能コードに基づいて、プロセッサ302は、プリンタ322で画像コンテンツを生成するための印刷コマンドを作成することができる。さらに、補間器100のさらに別の実施形態のコンピュータ実行可能コードに基づいて、プロセッサ302はスキャナ324等からの画像ファイルの受け取り、変換、格納等を行うことができる。さらに、良く知られた態様において、ユーザがマウス308およびキーボード310を利用してシステム300と対話することができる。
プリンタ322は、補間器100の各種ソフトウェア実施形態を実行するように構成される。この点に関して、図3には示していないが、プリンタ322は、補間器100のコンピュータ実行可能コードのコピーを格納するように構成されたコンピュータメモリを含むことができる。さらに、図3には示していないが、プリンタ322は、補間器100の各種ソフトウェアおよび/またはハードウェア実施形態を実行するように構成されたプロセッサ(たとえば、特定用途向け集積回路「ASIC」)を含むことができる。さらに、プリンタ322は、LUT112、画像ファイル等を格納するように構成され得る。
スキャナ324は、補間器100の各種ソフトウェア実施形態を実行するように構成される。この点に関して、図3には示していないが、スキャナ324は、補間器100のコンピュータ実行可能コードのコピーを格納するように構成されたコンピュータメモリを含むことができる。さらに、図3には示していないが、スキャナ324は、補間器100の各種ソフトウェアおよび/またはハードウェア実施形態を実行するように構成されたプロセッサ(たとえば、ASIC)を含むことができる。さらに、スキャナ324はLUT112、画像ファイル等を格納するように構成され得る。さらに、図3には示していないが、本発明の他の各種実施形態によれば、他の画像取り込み装置(たとえば、デジタルカメラ等)は補間器100を含むことができるため、本発明の範囲内にある。
ディスプレイアダプタ312および/またはディスプレイ314は、補間器100の各種ソフトウェア実施形態を実行するように構成され得る。この点に関して、図3には示していないが、ディスプレイアダプタ312および/またはディスプレイ314は、補間器100のコンピュータ実行可能コードのコピーを格納するように構成されたコンピュータメモリを含むことができる。さらに、図3には示していないが、ディスプレイアダプタ312および/またはディスプレイ314は、補間器100の各種ソフトウェアおよび/またはハードウェアの実施形態を実行するように構成されたプロセッサ(たとえば、ASIC)を含むことができる。さらに、ディスプレイアダプタ312および/またはディスプレイ314はLUT112、画像ファイル等を格納するように構成され得る。
図4は、本発明の別の実施形態による、入力色空間値102を出力色空間値104に変換するための方法400の流れ図である。本実施形態では、入力色空間値102は、ある色空間、たとえばRGB色空間での色を表し、よって赤、緑、および赤の次元を含むことができる。出力色空間値104は、別の色空間、たとえばCMY色空間での実質的に同じ色を表し、よってシアン、マゼンタ、およびイエローの次元を含むことができる。さらに、各次元はそれに関連した値を有する。
この次元値は、次元が存在する程度を表す。たとえば、24ビットRGB色空間では、各次元はそれに関連した8ビットの値を有する。したがって、たとえば、最小量の赤の次元が色空間値に存在する場合、赤の次元値は「00000000」(10進数の0)となる。反対に、最大量の赤の次元が存在する場合、赤の次元値は「11111111」(10進数の255)となる。
図4に示すように、方法400は、ステップ402において入力色空間値102を受け取ることに応答して開始される。
ステップ404において、補間器100により、入力色空間値102の各次元のMSPを求めることができる。たとえば、MSPが最上位の(たとえば、最初の)4ビットであると予め決められている場合、補間器100は、各次元の最初の4ビットを抽出するように構成され得る。これらのMSPは通常「上位ビット」と呼ばれ、RGB色空間では、「Ru」、「Gu」、および「Bu」でそれぞれ表され得る。
ステップ406において、補間器100により、入力色空間値102の各次元のLSPを求めることができる。LSPは、最下位の(たとえば最後の)4ビットと予め決められ得る。LSPは、各色次元毎に求められ得る。これらのLSPは通常「下位ビット」と呼ばれ、RGB色空間では、「Rl」、「Gl」、および「Bl」でそれぞれ表され得る。さらに、ステップ404および406は逆の順序で、または同時に実行され得る。
ステップ408において、補間器100によって1つまたは複数のノード値を求めることができる。たとえば、上述したように、P[0]は、上位ビット(たとえば、MSP)を利用して求めることができる。P[0]は、所与の上位ビット集合についての最小入力色空間値のそれぞれの値である。以下の表2に示すように、RGB等の三次元色空間では、妥当なすべての下位ビット値毎に、考えられる8つのノード値が存在する。
しかしながら、上記のように、所与の下位ビット集合について、出力色空間値104の決定に利用されるのは、ノード値の部分集合のみである。したがって、上述した態様と類似した態様において、この四面体補間において出力色空間値104に寄与するノード値が求められる。たとえば、以下の式を用いる。
式中、(R,G,B)は入力色空間値102であり、Ru、Gu、およびBuは各上位ビットであり、Rl、Gl、およびBlは各下位ビットであり、nは下位ビットに関連するビット数であり、関数(Al>i)では、Alは任意の下位ビットであり、真の場合に関数は1に等しく、偽の場合に関数は0に等しく、関数P[Ru+(Rl>i)][Gu+(Gl>i)][Bu+(Bl>i)]は[Ru+(Rl>i)][Gu+(Gl>i)][Bu+(Bl>i)]のルックアップ値であり、補間器100は、出力色空間値104に寄与するノード値を決定し、合算することができる。式3を利用して、三次元の入力色空間値の場合、最大4および最小1の一意のルックアップ演算を行うことができることに留意されたい。やはり、これは、四面体補間に基づく本発明によるためである。したがって、出力色空間値104を含む四面体の4つ(またはこれよりも少ない数)の点を使用して、出力色空間値104が計算される。出力色空間値104が四面体の軸の1つに沿っているか、あるいは四面体の境界点の1つの上にある場合に、4よりも少ない数の点が発生する。この場合、アクセスが少ないほど、結果として計算時間が短縮され得ることは一般に知られている。
ステップ410において、出力色空間値104を補間器100によって計算することができる。たとえば、ステップ410において、ステップ408において求められたノード値の平均値を、補間器100により以下の式を使用して計算することができる。
式中、(C,M,Y)は出力色空間値104である。式4を利用して、平均ノード値を求める除算演算が一度行われる。このようにして、丸め演算の回数を低減することができる。このため、解の精度向上に役立つ。また、本発明の各種実施形態は、合算演算の結合属性を利用して、加算を任意の順序で、および同時に行うことができる。
代案として、ステップ408および410を単一のステップとして実行してもよい。たとえば、補間器100により、以下の式を使用して行うことができる。
(C,M,Y)=AVE(P[Ru+(Rl>i)][Gu+(Gl>i)][Bu+(Bl>i)]、i=0〜2n−1 (式5)
(C,M,Y)=AVE(P[Ru+(Rl>i)][Gu+(Gl>i)][Bu+(Bl>i)]、i=0〜2n−1 (式5)
ステップ412において、出力色空間値104を送出できる。たとえば、プロセッサ302は出力色空間値104をプリンタ322に送出することができる。このようにして、RGB画像がCMYKプリンタで印刷され得る。ステップ412の後、方法400は終了するか、または別の入力色空間値102を受け取るまでアイドル状態になることができる。
補間器100、方法200、および方法400は、アクティブおよびイナクティブの両方での様々な形態で存在できる。たとえば、それらは、ソースコード、オブジェクトコード、実行可能コード、または他のフォーマットのプログラム命令からなるソフトウェアプログラム(複数可)として存在できる。上記はいずれも、圧縮形態または非圧縮形態で、格納装置および信号を含むコンピュータ読み取り可能媒体に具現化され得る。コンピュータ読み取り可能記憶装置の例としては、従来のコンピュータシステムのRAM(ランダムアクセスメモリ)、ROM(読み出し専用メモリ)、EPROM(消去可能プログラマブルROM)、EEPROM(電気消去可能プログラマブルROM)、フラッシュメモリ、磁気ディスク、光ディスク、またはテープなどがある。コンピュータ読み取り可能信号の例としては、搬送波を使用して変調されるか否かに関わりなく、コンピュータプログラムをホストしている、または実行しているコンピュータシステムをアクセスするように構成可能な信号であり、インターネットまたは他のネットワークを通してダウンロードされる信号を含む。上記の具体例としては、CD−ROMまたはインターネットダウンロードを介してのプログラム(単数または複数)の配布などがある。いわば、抽象的なエンティティとしてのインターネット自体は、コンピュータ読み取り可能媒体である。概して、同じことはコンピュータネットワークに当てはまる。また、この四面体補間手法は、ASIC、カスタムアクセラレータロジック、プログラマブルロジック(たとえば、FPGA)等を含むハードウェアで実施してもよい。
本発明の実施形態について、その変形形態のいくつかとともに説明して図示してきた。本明細書に用いた用語、説明、および図面は、単なる例示のために記載されたものであり、限定を意味するものではない。当業者は、すべての用語が別記されない限りそれらの最も広い妥当な意味で解釈される特許請求の範囲およびそれらの等価物によって規定されることが意図される本発明の思想および範囲内で多くの変形形態が可能であることを認めるであろう。
100 補間器
102 入力色空間値
104 出力色空間値
106 入力ポート
108 MSP/LSP抽出ユニット
110 ノード判定ユニット
112 ルックアップテーブル
114 出力計算ユニット
116 出力ポート
122 カウンタ
150 システム
102 入力色空間値
104 出力色空間値
106 入力ポート
108 MSP/LSP抽出ユニット
110 ノード判定ユニット
112 ルックアップテーブル
114 出力計算ユニット
116 出力ポート
122 カウンタ
150 システム
Claims (10)
- 入力色空間値(102)を出力色空間値(104)に変換するための方法(200)であって、
前記入力色空間値(102)に関連する最上位部分および最下位部分を求めるステップ(202)と、
少なくとも1つのノード値を求めるステップ(204)であって、各ノード値が、0から前記最下位部分に関連する最大値までの各カウンタi(122)において判定され(204)、各ノード値は、実質的に、
各カウンタi(122)が前記最下位部分未満である場合、前記最上位部分に1を加算したものに関連するルックアップ値に等しく、および、
各カウンタi(122)が前記最下位部分より大きいまたは等しい場合、前記最上位部分に関連するルックアップ値に等しい、ステップと、および
前記出力色空間値(104)を、前記少なくとも1つのノード値の平均値に実質的に等しくなるように計算するステップ(206)とを含む、方法。 - 前記入力色空間値(102)が複数の色次元を含み、前記方法(200)が、
前記複数の色次元のそれぞれの最上位部分および最下位部分をそれぞれ求めるステップ(202)をさらに含む、請求項1記載の方法。 - 入力色空間値(102)を出力色空間値(104)に変換するための方法(200)であって、
以下の式を使用して、前記入力色空間値(102)に基づいて前記出力色空間値(104)を計算するステップ(206)を含み、
x=AVE(P[au+(al>i)]、i=0〜kn−1
式中、aは前記入力色空間値(102)であり、
auは前記入力色空間値(102)の上位部分であり、
alは前記入力色空間値(102)の下位部分であり、
kは記数法の基数であり、
nはalに関連する桁の数量であり、
(al>i)は、真の場合に値1を戻し、偽の場合に値0を戻す関数であり、
P[au+(al>i)]は[au+(al>i)]のルックアップ値であり、
xは前記出力色空間値(104)である、方法。 - 入力色空間値(102)を出力色空間値(104)に変換するための方法(200)であって、
前記入力色空間値(102)が最上位部分および最下位部分を有し、前記出力色空間値(104)が複数の境界値を有し、
前記最上位部分に基づいて、ルックアップテーブルにおいて前記複数の境界値、および0〜(2n−1)までの各インスタンスiについて前記最下位部分がi(122)よりも大きいか否かを判定するステップ(204)であって、nが前記最下位部分に関連する二進数の桁の数である、ステップと、および
前記複数の境界値の平均に基づいて前記出力色空間値(104)を計算するステップ(206)とを含む、方法。 - 入力色空間値(102)を出力色空間値(104)に変換するための装置(100)であって、
前記入力色空間値(102)に関連する最上位部分および最下位部分を求める(202)ための手段と、
少なくとも1つのノード値を求める(204)ための手段であって、各ノード値が、0から前記最下位部分に関連する最大値までの各カウンタi(122)において判定され(204)、各ノード値は、実質的に、
各カウンタi(122)が前記最下位部分未満である場合、前記最上位部分に1を加算したものに関連するルックアップ値に等しく、および
各カウンタi(122)が前記最下位部分より大きいまたは等しい場合、前記最上位部分に関連するルックアップ値に等しい、手段と、および
前記出力色空間値(104)を前記少なくとも1つのノード値の平均値に実質的に等しくなるように計算する(206)ための手段とを備える、装置。 - 入力色空間値(102)を出力色空間値(104)に変換するための装置(100)であって、
前記入力色空間値(102)が最上位部分および最下位部分を有し、前記出力色空間値(104)が複数の境界値を有し、
前記最上位部分に基づいて、ルックアップテーブルにおいて前記複数の境界値、および0〜(2n−1)までの各インスタンスiについて前記最下位部分がi(122)よりも大きいか否かを判定する(204)ための手段であって、nが前記最下位部分に関連する二進数の桁の数である、手段と、および
前記複数の境界値の平均に基づいて前記出力色空間値(104)を計算する(206)ための手段とを備える、装置。 - 入力色空間値(102)を出力色空間値(104)に変換するための装置(100)であって、
前記入力色空間値(102)を受け取るための手段(106)と、
複数のルックアップ値から少なくとも1つのルックアップ値を検索するための手段(126)と、
前記出力色空間値(104)を計算する(206)ための手段とを備え、
前記計算する(206)ための手段が、前記受け取るための手段(106)および前記検索するための手段(126)に機能的に接続され、前記計算する(206)ための手段が、以下の式を使用して、前記入力色空間値(102)および前記少なくとも1つのルックアップ値に基づいて前記出力色空間値(104)を計算するように構成され、
x=AVE(P[au+(al>i)]、i=0〜kn−1
式中、aは前記入力色空間値(102)であり、
auは前記入力色空間値(102)の上位部分であり、
alは前記入力色空間値(102)の下位部分であり、
kは記数法の基数であり、
nはalに関連するビット数であり、
P[au+(al>i)]は[au+(al>i)]のルックアップ値であり、そのルックアップ値は前記複数のルックアップ値の1つであり、
xは前記出力色空間値(104)である、装置。 - コンピュータソフトウェアが組み込まれたコンピュータ読み取り可能媒体であって、
前記ソフトウェアが、入力色空間値(102)を出力色空間値(104)に変換する方法(200)を実行するための実行可能コードを含み、前記方法(200)が、
前記入力色空間値(102)に関連する最上位部分および最下位部分を求めるステップ(202)と、
少なくとも1つのノード値を求めるステップ(204)であって、各ノード値が、0から前記最下位部分に関連する最大値までの各カウンタi(122)において判定され(204)、各ノード値は、実質的に、
各カウンタi(122)が前記最下位部分未満である場合、前記最上位部分に1を加算したものに関連するルックアップ値に等しく、および
各カウンタi(122)が前記最下位部分より大きいまたは等しい場合、前記最上位部分に関連するルックアップ値に等しい、ステップと、および
前記出力色空間値(104)を前記少なくとも1つのノード値の平均値に実質的に等しくなるように計算するステップ(206)とを含む、コンピュータ読み取り可能媒体。 - 入力色空間値(102)を出力色空間値(104)に変換するための装置(100)であって、
前記入力色空間値(102)に関連する最上位部分および最下位部分を求める(202)ように構成されたMSP/LSP抽出ユニット(108)と、
前記MSP/LSP抽出ユニット(108)に機能的に取り付けられ、少なくとも1つのノード値を求めるように構成されたノード判定ユニット(110)であって、各ノード値が、0から前記最下位部分に関連する最大値までの各カウンタi(122)において判定され(204)、各ノード値は、実質的に、
各カウンタi(122)が前記最下位部分未満である場合、前記最上位部分に1を加算したものに関連するルックアップ値に等しく、および
各カウンタi(122)が前記最下位部分より大きいまたは等しい場合、前記最上位部分に関連するルックアップ値に等しい、ノード判定ユニットと、および
前記ノード判定ユニット(110)に機能的に取り付けられ、前記出力色空間値(104)を、前記少なくとも1つのノード値の平均値に実質的に等しいものとして計算するように構成された出力計算ユニット(114)とを備える装置。 - ルックアップテーブル(112)をさらに含み、
前記ルックアップテーブル(112)が索引付きエントリリストを含み、各エントリが、照会値および対応するノード値を含み、各照会値が最上位部分に関連付けられ、前記ルックアップテーブル(112)が前記ノード判定ユニット(110)に機能的に取り付けられ、前記ノード判定ユニット(110)が、前記ルックアップテーブル(112)の照会に応答して、対応するノード値を受け取るように構成される、請求項9記載の装置。
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