JP2005117522A

JP2005117522A - 画像処理装置

Info

Publication number: JP2005117522A
Application number: JP2003351612A
Authority: JP
Inventors: Koji Aoki; 恒治青木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-10-10
Filing date: 2003-10-10
Publication date: 2005-04-28

Abstract

【課題】各入出力機器の色域データを用いて、データ量を削減する。
【解決手段】ｓＲＧＢからはみ出た色域に位置する画像データを拡張した色域の標準であるｂｇ―ｓＲＧＢやｓｃＲＧＢで画像処理する場合、入力機器の色再現領域である入力機器の色域データ、及び出力機器の色再現領域である出力機器の色域データ、ユーザが定義する色域データ及び動作モードに応じて、元の画像データをそのまま出力するか、入出力機器の色域データ、あるいは特定の色域データに応じて色域変換し量子化したデータのいずれかを選択することによってデータ量を削減することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、スキャナ装置などの画像入力機器、CRTモニタなどの画像表示機器、プリンタ装置などの出力機器との間で、画像データをやりとりし、色変換などの画像処理を行なう画像処理装置、及びその方法に関する。

近年、ネットワーク接続環境が整い、ネットワークには様々な入出力機器が接続されている。一例を挙げると、ネットワークに対応したネットワークスキャナ装置やネットワークプリンタ装置、PC、データを保管するサーバ等がある。またスキャナ装置やプリンタ装置のような単一機能を持つ入出力機器だけでなく一台でスキャン、プリンタ、FAX、ネットワークなど複数の機能を果たすMFP（マルチファンクションペリフェラル）装置も普及してきている。MFP装置では、その内部にあるスキャナ装置やプリンタ装置等による入出力動作の他、LAN（Local Area Network）などの公衆回線や専用線経由でのデータ転送、受信機能、画像データの画像処理機能等があり、それらを組み合わせたシステム全体の動作は制御部（ＣＰＵ）によって制御されている。

MFP装置に代表される入出力機器の種類が増加してくると、それら複数の入出力機器間では様々な形態で、画像データの変換、授受が行われることになる。例えば、プリンタ装置とCRTモニタではそれぞれの機器で再現可能な色域が異なるし、同じプリンタ装置であっても、レーザビームプリンタ装置とインクジェットプリンタ装置では、再現可能な色域は異なる。更に同じインクジェットプリンタ装置であっても、プリンタ装置が使用するインクトナーの成分が異なれば、インクトナーの発色の違いによって色域は異なるため、入出力機器ごとに個別の色域データを持つことになる。スキャナ装置、プリンタ装置、CRTモニタ等の各入出力機器が個別に持つ色域データは画像処理部で、色域、視覚特性、インクトナーの発色、階調表現などを盛り込んだ色変換処理が行われ、各色ごとにデータを生成し出力画像を形成する。

そのような中でローエンドユーザが色情報を簡単に、かつ確実にやり取りするため、色域の標準としてsRGB(8bit)が定義されている。しかし、sRGBの色域は、様々な入出力機器の共通色域であるため限られた範囲の色域のデータしか扱うことが出来ない。特に近年では、インクジェットプリンタ装置、より発色の良いインクトナーを使用した新しいプリンタ装置や、より広い色域の画像データが表現可能なスキャナ装置が出来ている。

そこで、sRGBからはみ出た画像データを適切に色再現するには、sRGBよりも拡張された色域が表現可能なbg-sRGB（各10bit）やscRGB（各12bit/16bit）といった新たな色域を用いることによって対応するようになってきている。
特開２００３−２０９７０２号公報

しかしながら、bg-sRGBやscRGBのようにsRGBよりも拡張された色域の画像データを画像処理する場合、色域の拡張によって画像データ量は増加し、出力機器側がbg-sRGBやscRGBの拡張した色域に対応していない場合であっても不必要に大きな画像データとして扱わなければならず、共通バスやネットワークでのデータ転送レートを低下させる要因となっており、入出力機器のパフォーマンス低下にも繋がっていた。

本発明では、sRGBからはみ出た色域に位置する画像データを拡張した色域の標準であるbg-sRGBやscRGBで画像処理する場合、入力機器の色再現領域である入力機器の色域データ、及び出力機器の色再現領域である出力機器の色域データ、ユーザが定義する色域データ及び動作モードに応じて、元の画像データをそのまま出力するか、入出力機器の色域データ、あるいは特定の色域データに応じて色域変換し量子化したデータのいずれかを選択することによってデータ量を削減することを特徴とする。

sRGBからはみ出た色域に位置する画像データを拡張した色域の標準であるbg-sRGBやscRGBで画像処理する場合、入力機器の色再現領域である入力機器の色域データ、及び出力機器の色再現領域である出力機器の色域データ、ユーザが定義する色域データ及び動作モードに応じて、元の画像データをそのまま出力するか、入出力機器の色域データ、あるいは特定の色域データに応じて色域変換し量子化したデータのいずれかを選択することによってデータ量を削減することが出来、画像処理性能を向上が図れる。

図４を用いて、MFP装置を簡単に説明する。

図４は、MFP装置５の構成例である。画像をスキャンする内部スキャナ装置A ５０６A、画像をプリント（印字）する内部プリンタ装置J ５０７J、画像データをストレージするメモリ部５０２、外部から画像処理のパラメータ等を設定するための操作部５０３、外部のPCやプリンタとの通信のためのネットワーク部５０４、FAX機能を実行するFAX部５０５、そしてMFP装置全体を制御するCPU部５０１によって構成される。更に５０４を介して外部のコンテンツドキュメントサーバ５０８、外部スキャナ装置B ５０６B、外部スキャナ装置C ５０６C、・・・、外部プリンタ装置K ５０７K、外部プリンタ装置L ５０７L、・・・、が接続されている。

図５は、５０６A、５０７Jの内部構成例である。５０６Aは、CCDセンサにより入力画像を撮像及び、アナログ処理及びアナログ/デジタル処理で構成される画像読み取り部６０１、入力色空間処理、空間フィルタ等のスキャナ用画像処理部６０２、内部の共通バスとのインターフェースをするスキャナ用インターフェース部６０３で構成される。同様に５０７Jは、内部の共通バスとのインターフェースをするプリンタ用インターフェース部６０６、色変換機能や、像域処理、スムージング処理、２値化処理などのプリンタ用画像処理部６０５、画像データを印字する画像印字部６０４で構成される。

例えば、MFP装置内部で画像データを入力しMFP装置内部でプリントするようなローカルプリントモード(動作モード１)では、MFP装置内部の５０６Aから入力した画像データを６０２で画像処理後、MFP装置が持つ５０７Jへ画像データを転送しプリント処理する。この場合、入力画像データに対しては、解像度変換、色変換、誤差拡散、スムージング処理などの各種画像処理が実行される。ここで扱われる画像データの色域が、bg-sRGBやscRGBである場合、新たに必要な色域は、MFP装置内部のスキャナ装置の色域データとMFP装置内部のプリンタ装置の色域データによって決定する。ただし、MFP装置内部のスキャナ装置の色域よりも、プリンタ措置の色域の方が狭ければ、ローカルプリント時に設定すべき色域データは、プリンタの色域データが用いられ、逆の場合にはスキャナ装置の色域データが使用されることになる。

図１は、本発明の第一の実施例であり、１１０は、図５(a)で示される６０２の一部の機能として構成される。

図１は、色域データ保持手段１０１と、色域変換手段１０３、量子化器１０４、画像データ選択器１０５で構成される画像処理部１１０である。入力画像データは、１０３及び１０５に入力され、１０１に設定された色域データは１０３に入力される。１０１は入出力機器の代表となる色域データを固定値の形で構成する。１０１に設定した色域データに基づいて１０３では、入力画像データの色域を変換する。１０３によって色域を変換した画像データは、１０４によって人間の視覚特性に合わせて必要なビット数に量子化する。１０４によって量子化された画像データは、画像データ選択器１０５に入力され、画像データ選択信号よって、オリジナル画像データのいずれかを選択する。この場合、選択された画像データが１０３からの信号であれば、１０１に設定されていたプリンタ装置の色域の限界まで再現することが可能であるとともに、選択された画像データのデータ量も削減することが可能となる。逆に、色域を変換する必要がない場合には、入力画像データをそのまま１０５によって選択し出力する。

ここで、MFP装置内部のスキャナ装置によって画像データを入力し、MFP装置内部のプリンタ装置で画像データを出力するローカルプリントを例に挙げ、詳細に説明する。

MFP装置でローカルプリントする場合には、必ず特定のプリンタ装置（この場合、MFP装置内部の５０７J）で画像データが出力される。MFP装置内部のプリンタ装置は一つであるからである。この時使用するインクトナーも1種類であるのでMFP装置内部のプリンタ装置の発色は一義的に決まるため、色域データも自動的に決定する。逆にMFP装置内部のスキャナ装置においても、必ず特定のスキャナ装置（この場合、MFP装置内部の５０６A）で画像データが入力される。

つまり、ローカルプリントでは、MFP装置内部のプリンタ装置の色域、スキャナ装置の色域が比較され、狭い色域データに合わせることになる。

図６は、色域データ保持手段の構成例であり、色域データ保持手段が3つの値を保持する場合を示す。第一の実施例ではMFP装置内部のプリンタ部の色域データを色域データ保持手段の1つの値として使用される。

ここで、１０１に設定される色域データ及び、１０３で行なわれる色変換処理について図７を用いて説明する。

図７は、色度の１９３１CIE xy座標系を示している。

図７(a)は、１９３１CIE xy座標系において、sRGBで定義した色域を示す。スペクトル軌跡８０１及びが赤紫色線８０２で囲まれる領域が人間の視覚限界領域である。各入出力機器が標準の色域として使用するsRGBは、３つの代表色点、点A ８０３、点B ８０４、点C ８０５を頂点とする領域８０６で表される。例えば、ある入力色データ８０７が、８０６の領域外に位置していた場合、１０３により８０７は、８０６の外縁部または内部の色へと変換される。ここで、入力色データに対応する複数の変換候補データ８０８、８０９、８１０、あるいは８０６内部の色データのうち、いずれかが変換後データとなる。８０７が８０８、８０９、８１０のどの色データに変換されるかは、色変換時に色相優先にするか、階調性優先にするか、彩度優先にするかなど、色域変換で優先するパラメータによって変わるが、通常最も色データを表現できる８０６の領域の外縁部である８０９〜８１０を結ぶ直線上のどこかに変換される。

図７(b)は、１９３１CIE xy座標系において、sRGBより拡張されたbg-sRGB等で定義された色域、あるいは、ユーザが新たに定義した色域を示した場合である。図７(b)は、図７(a)で示したsRGBよりも大きい領域が定義されている。１９３１CIE xy座標系において、bg-sRGB等で定義された色域は、３つの代表色点、点A´ ８１３、点B´ ８１４、点C´ ８１５を頂点とする領域８１６で表される。この場合、(a),(b)で同一の入力色データ８０７は、sRGBで表現される色域に変換された場合と、ユーザが新たに定義した色域に変換された場合で、変換後の色データは８０８と、８１８のように異なった色へと変換される。従って、(a)の８０６の領域と(b)の８１６の領域との差分の領域が新たに表現可能な色データとなる。(b)とは逆にsRGBで表現される色域よりも小さい領域をユーザが新たに定義した場合には、sRGBの領域に変換された色データよりも更に内側の色データに変換されることになる。

特にローカルプリント時に使用されるMFP装置内部のプリンタ部の色域が、sRGBよりも大きく、bg-sRGBよりも小さい場合には、MFP装置内部のプリンタ部の色域データを色域データ保持手段に保持することによって、MFP装置内部のプリンタ部に最適な形で色域データを変換することが可能となる。更に、前記色域変換した画像データに対し、１０４で量子化することによって必要最低限のデータ量に削減できる。量子化では、人間の目の分解能に合わせた量子化が行なわれ、色域変換された色データと周囲の色データが同じ色と認識されるまで、画像データ量を減らすことが出来る。

次に、図４のMFP装置５の構成例において、ローカルプリント以外の外部の入出力機器を用いた動作について説明する。ネットワークを介して外部の入出力機器を接続した場合には、MFP装置内部の５０６Aから入力した画像データを画像処理後、ネットワーク経由でMFP装置の外部に接続されている５０７K、または５０７Lで出力する（動作モード２）、あるいは、MFP装置内部の５０６Aから入力した画像データをネットワーク経由で、５０８へストレージする（動作モード３）、MFP装置の外部に接続されている５０８から画像データを入力し、MFP装置内部の５０７Jで出力する（動作モード４）、MFP装置の外部に接続されている５０８から画像データを入力し、ネットワーク経由でMFP装置の外部に接続されている５０７K、または５０７Lで出力する（動作モード５）、MFP装置の外部に接続されている５０６B、または５０６Cから入力した画像データをMFP装置内部の５０７Jで出力する（動作モード６）MFP装置の外部に接続されている５０６B、５０６Cから画像データを入力し、MFP装置の外部に接続されている５０７K、５０７Lで出力する（動作モード７）、MFP装置の外部に接続されている５０６B、または５０６Cから画像データを入力し、ネットワーク経由で５０８へストレージする（動作モード８）、ユーザが定義するテストプリント用出力（動作モード９）など、MFP装置を介した入出力機器だけでも様々な形態で画像データを入出力する方法が存在する。

このように、画像データの入出力機器の形態によって様々な組合わせが存在するためそれぞれの場合に最適に色域データを設定するため、複数の色域データを保持して適宜選択することが必要となる。

また、動作モード３や、動作モード８のように入力した画像データを、５０８や、５０２にストレージする場合、より広い色域を持つ外部のインクジェットプリンタ装置やレーザビームプリンタ装置、更には、将来新たに開発されるプリンタ装置に対応可能な色域を確保するため、可能な限り広い色域の画像データとして保存することが望ましい。

図２は、本発明の第二の実施例であり、２１０は、図５(a)で示される６０２の一部の機能として構成される。

図２は、色域データ保持手段２０１と、色域データ選択器２０２、色域変換手段２０３、量子化器２０４、画像データ選択器２０５で構成される画像処理部２１０である。入力画像データは、２０３及び２０５に入力され、２０１の複数の出力は、２０２に入力される。２０１は入出力機器の代表値となる複数の色域データを固定値の形で構成する。２０２では色域データ選択信号によって、２０１の複数の出力から一つの色域データを選択する。選択された信号は２０３によって入力画像データの色域を変換する。２０３によって色域を変換した画像データは、２０４によって人間の視覚特性に合わせて必要なビット数に量子化する。２０４によって量子化された画像データは、画像データ選択器２０５に入力される画像データ選択信号よって、オリジナル画像データのいずれかを選択する。

この場合、選択された画像データが２０３からの信号であれば、スキャナ装置、プリンタ装置、あるいはユーザ定義の選択した色域の限界まで再現することが可能であるとともに、選択された画像データのデータ量も削減することが可能となる。逆に、色域を変換する必要がない場合には、入力画像データをそのまま１０５によって選択し出力する。

図６では、色域データ１で出力機器であるプリンタ色域データ値を保持し、色域データ２で出力機器であるプリンタ２用色域データを保持し、色域データ３でテスト用最小色域データが保持する色域データ保持手段を示している。

例えば、色域データ１は、第一の実施例と同様にMFP装置内部のプリンタ装置で画像データを出力するようなローカルプリント（動作モード１）を想定したプリンタ装置の色域データを設定することで、MFP内部のプリンタ装置の色域データに合わせた形で色域変換される（ただし、プリンタ装置の色域の方が、スキャナ装置の色域よりも狭い場合）。

色域データ２は、ネットワーク経由等で外部に接続されている５０７Kや５０７Lで出力するこおと（動作モード２）を想定して外部に接続された５０７K、５０７Lの色域データを設定する。

更に、色域データ３は、テスト用最小色域データはプリント品質を必要としないテストプリント（動作モード９）時に、必要最低限の色域データに変換する際に用いる色域データであり、より小さい色域データへと変換される。

これら色域データ１〜色域データ３は、図６に示すように、出力機器のプリンタ１、出力機器のプリンタ２、テストプリント用の色域データとして、回路では固定値で構成しているが、設定している色域データは、入力機器のスキャナ１、出力機器のプリンタ３あるいは、テストプリント２用の色域データであっても良い。こうして決定した入出力機器の色域データ１〜色域データ３を２０１にそれぞれ設定し、所望の色域データを選択して入力画像データを２０３で色域変換する。

２０３によって色域を変換した画像データは、２０４によって人間の視覚特性に合わせて必要なビット数に量子化する。２０４によって量子化された画像データは、画像データ選択器２０５に入力される画像データ選択信号よって、オリジナル画像データのいずれかを選択する。色域データ選択信号では、各入出力機器の色域を決定するとともに、画像データが必要とする色域分布に応じて量子化量を制御する。

図８は画像データの色域分布を説明する図である。

例えば、入力画像データの色分布をとると、図８の(a),(b),(c)のように分類することが出来る。図８の横軸は色域を表す。入力画像がOffice用ドキュメント等であれば、限られた色領域データしか使用されているため、(a)のような離散的な色データの分布となり、人工的につくられた画像等であれば、(b)のような特定の色域に偏った画像になる場合もある。また、自然画のような画像データであれば、(c)のように様々な色域のデータが平均的に使用された色分布となる。

このように、入力画像により、色分布は異なるため画像の特徴量を抽出することで量子化時に制御することが出来、(a)のような離散的な色データの分布の場合には、使用される色域は限られるため量子化により容易に画像データの削減が可能となる。

図３は、本発明の第三の実施例である。

図３は、色域データ保持手段３０１と、色域データ選択器３０２、色域変換手段３０３、量子化器３０４、画像データ選択器３０５で構成される画像処理部３１０である。入力画像データは、３０３及び３０５に入力され、３０１の複数の出力は、３０２に入力される。３０１は入出力機器の代表値となる複数の色域データをレジスタ等のメモリ手段により構成され、外部から設定値を書き込める構成である。３０２では色域データ選択信号によって、３０１の複数の出力から一つの色域データを選択し３０３に入力し、その値に基づいて入力画像データを３０３により色域変換する。３０３の出力は色域データ選択信号によって３０４により必要なビット数に量子化される。３０４によって量子化された画像データは３０５に入力される画像データ選択信号によって、オリジナル画像データのいずれかを選択する。この場合、選択された画像データが３０３からの信号であれば、スキャナ装置、プリンタ装置の色域の限界まで再現することが可能であるとともに、選択された画像データのデータ量も削減することが可能となる。

色域変換処理、色分布については、第一の実施例と同じである。

３０１が第二の実施例のようにあらかじめ固定値として構成した場合、新しく製造された製品が持つ色域に合わせて新たに色域を設定することが出来ない。そのため、あらかじめ設定されている固定値のうち、新しい製品の色域データに近い設定値を用いてプリントしなければならず、新しいプリント装置の色再現能力を最大限に生かすことはできない。そこで、３０１をレジスタ等のメモリ手段で構成することによって、プリント処理ごとに最適な色域データを外部から直接設定可能にする。このように色域データ保持手段をレジスタ化することにより最適な色域データを毎回、プリンタ装置や、スキャン装置の色域データとして設定することで、無数の入出力機器に対応可能となる。また、３０１の構成は1種類の色域データをレジスタの形式で持っていても良いし、一部を第一、第二の実施例のように固定値の形態で構成し、残りの色域データをレジスタの形式で構成し選択しても良い。

このように外部から色域データを書き込むことが可能であれば、色域データ保持手段でのレジスタも必要最低限の領域を確保しておくことで、その都度色域データを設定することでプリンタ装置に合わせた色域データを使用でき最適なプリント出力を実現するとともに、第一、第二の実施例同様に選択された画像データのデータ量も削減することが可能となる。

以上のように、拡張した色域の標準であるbg-sRGBやscRGBで画像処理する場合、各入出力機器、あるいはユーザが定義した色域データに合わせて色域変換し量子化してデータ量を削減できることを説明した。

これらの動作は、MFP装置に限らず、同様に、ネットワークに接続されるネットワークスキャナ装置で、画像データを入力し、ネットワークに接続されたプリンタに出力する場合や、ネットワーク上に接続されたメモリ装置にストレージされている画像データを、ネットワークに接続されたプリンタ装置で出力するような場合でも同様に適用できることは言うまでもない。

本発明の第一の実施例本発明の第二の実施例本発明の第三の実施例本発明を適用可能なMFP（Multi Function Peripheral）装置の構成例スキャナ装置、プリンタ装置の構成例、(a)スキャナ装置の構成例、(b)プリンタ装置の構成例色域データ保持手段の構成例色域変換処理を説明する図、(a)ｓRGBで定義した色域、(b)新たに定義した色域色域分布を説明する図、(a)離散的な色分布、(b)特定部分にかたよる色分布、(c)平均的な色分布

符号の説明

１０１色域データ保持手段
１０３色域変換手段
１０４量子化器
１０５画像データ選択器
１１０画像処理部
２０１色域データ保持手段
２０２色域データ選択器
２０３色域変換手段
２０４量子化器
２０５画像データ選択器
２１０画像処理部
３０１色域データ保持手段
３０２色域データ選択器
３０３色域変換手段
３０４量子化器
３０５画像データ選択器
３１０画像処理部
５ MFP装置
５０１ CPU
５０２メモリ部
５０３操作部
５０４ネットワーク部
５０５ FAX部
５０６A スキャナ装置A
５０６B スキャナ装置B
５０６C スキャナ装置C
５０７J プリンタ装置J
５０７K プリンタ装置K
５０７L プリンタ装置L
５０８コンテンツドキュメントサーバ
６０１画像読み取り部
６０２スキャナ用画像処理部
６０３スキャナ用インターフェース部
６０４画像印字部
６０５プリンタ用画像処理部
６０６プリンタ用インターフェース部
７０１色域データ１（出力プリンタ１用色域データ）
７０２色域データ２（出力プリンタ２用色域データ）
７０３色域データ３（テスト用最小色域データ）
８０１スペクトル軌跡（CIE xy座標）
８０２赤紫色線
８０３代表値A
８０４代表値B
８０５代表値C
８０６ｓRGBで定義した色域
８０７変換前の色域データ
８０８変換後の色域データ１
８０９変換後の色域データ２
８１０変換後の色域データ３
８１３代表値A´
８１４代表値B´
８１５代表値C´
８１６新たに定義した色域
８１８変換後の色域データ

Claims

色域データを保持する色域データ保持手段と、前記色域データ保持手段に保持された色域データを選択する色域データ選択器と、前記色域データ保持手段に保持された色域データによって、入力画像データの色域を変換する色域変換手段と、前記色域変換手段で変換された画像データを量子化する量子化器と、前記量子化器で量子化された画像データと前記入力画像データのいずれかを選択する画像データ選択器とで構成されることを特徴とする画像処理装置。
前記色域データ保持手段の保持データが、単一の固定値で構成することを特徴とする、請求項１記載の画像処理装置。
前記色域データ保持手段の保持データが、複数の固定値で構成することを特徴とする、請求項１記載の画像処理装置。
前記色域データ保持手段の保持データが、外部から書き込み可能な構成であることを特徴とする、請求項１記載の画像処理装置。