JP2008125019A - 画像出力装置及びその制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 システム内の転送バスの帯域の上昇を抑制しながらも、色変換におけるミスヒットのペナルティによる画像出力システムの破綻防止を、少ない容量のプリントバッファで実現することを可能にする。
【解決手段】 色補正処理部107は、画像読取りセンサ101で読取った画像データの各画素データを標準色空間に変換する。符号化部109は、変換されて順次入力する画素データをシンボルデータとラン長の符号語を生成し、シンボルデータは色分解処理部110に、符号語はラン長バッファ103に格納する。色分解処理部110は、入力したシンボルデータを、記録色空間のデータに変換し、その結果をシンボルバッファ112に格納する。復号部114は、ラン長バッファ113から符号語を読出し、ラン長に復号し、シンボルバッファから入力した記録色空間の画素データを復号し、プリンタ補正処理部115に出力し、印刷を行なわせる。
【選択図】 図1

Description

本発明は画像データを入力し、入力した画像を可視画像として出力する技術に関するものである。
近年、画像入力機器としては、スキャナやデジタルカメラなどが普及している。一方、画像出力機器としては、インクジェット、染料熱昇華型あるいは電子写真などの方式を用いた各種カラープリンタが普及している。これらの画像入出力機器は、それぞれ固有の色空間(デバイス色空間)を有している。従って、画像入力機器で読み取ったデータを画像出力機器にて出力(印刷、表示)するには、入力デバイスの色空間を出力デバイスの色空間に変換する処理(“色空間変換”と呼ぶ)が必要となる。例えば、スキャナで読み取ったRGB画像データを印刷する場合、先ず、スキャナのRGB色空間から標準RGB色空間(例えばAdobe RGB)に変換する。次いで、プリンタの色材(インクまたはトナー)の色空間であるシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)およびブラック(K)で構成されるCMYK色空間への変換が行われる。また、同じRGB色空間においても、例えばスキャナおよびモニタのRGB色空間など、それら色空間特性(色再現範囲)が異なる場合は色変換が行われる。具体的には、スキャナで読み込んだ画像をモニタに表示する際に、カラーマッチングのために、スキャナRGB色空間からモニタRGB色空間へ変換が必要になる。
こうした色変換処理の手法として、三次元ルックアップテーブル(3D−LUT)と補間演算を組み合わせた色変換手法がある。補間演算手法としては、演算量及び隣接する直方体間での色の連続性、グレー軸の再現特性の良好さから、特許文献1、2等に開示された四面体補間が知られている。
上記3D−LUT+補間による色変換方法では、色変換の精度を向上させるため、3D−LUTの1軸当たりの格子点数(以下「グリッド数」と記す)を増加させる必要がある。しかしながら、3D−LUTの容量は1軸のグリッド数の3乗に比例した容量を必要とする。また、色再現性向上の為、RGB以外の色フィルタを追加したデジタルカメラも登場しており、この場合、上記LUTの容量は1軸のグリッド数の4乗分だけの容量を必要とし、膨大なメモリ容量が必要となる。
一方、プリンタ等の出力装置においても、色再現性や階調性、粒状性の向上の為、多数の色材(インク)を用いるものがあり、この場合のLUT容量は色材の数に比例して増加する。
そこで、上記LUTのコスト削減の為、LUTを階層化し、LUTの全データをDRAM等の低コストだが低速度のストレージ(メモリ)に格納する。そして、演算に必要な部分のみSRAM等の高速なキャッシュにロードして、コストパフォーマンスの向上を図る色変換方法が提案されている。
ここで具体的に、図3を用いて、上記キャッシュ機構を用いた色変換装置を具備する、スキャナ機能付きプリンタ(以下、マルチファンクションプリンタと称する)の構成を説明する。
図中、10001は画像読み取り用センサであり、10002はスキャナ処理部であり、10003はFIFOであり、10004はプリンタ処理部であり、10005はプリントバッファであり、10006はプリントエンジンである。また、10007及び10008はスキャナ処理部10002の構成要素である、シェーディング補正や入力γ処理等を行なうスキャナ補正処理部並びに、色補正処理部である。10009は色補正処理用のルックアップテーブル(以下色補正用LUTと称す)である。ここで、色補正処理用LUT10009は前述の三次元LUTであり、色補正処理部10008はキャッシュ機構と補間演算部で構成される。また、10010及び10012はプリンタ処理部10004の構成要素である、色分解処理部並びに、プリンタ補正処理部である。そして、10011は色分解処理用のルックアップテーブル(以下、色分解用LUT)である。ここで、色分解処理用LUT10011は色補正処理用LUT10009と同様な、三次元LUTであり、色分解処理部10010は色補正処理部10008と同様にキャッシュ機構と補間演算部で構成される。
次に、同図のマルチファンクションプリンタの動作を説明する。まず、画像読み取り用センサ1001により原稿の読み取りが行なわれ、スキャナ処理部10002のスキャナ補正処理部10007に読み取られたRGBデータが出力される。スキャナ補正処理部10007では、画像読み取り用センサ10001のシェーディング補正や入力γ補正処理等が行なわれ、処理後のRGBデータを色補正処理部10008に出力する。色補正処理部10008では、キャッシュ機構を用いた色補正処理が行なわれ、スキャナの色空間から標準色空間に変換されFIFO10003に出力される。FIFO10003は、色補正処理10008のキャッシュのミスヒットによるペナルティ等の時間変動分を吸収するためのバッファである。FIFO10003は色補正後のRGBデータをプリンタ処理部10004の色分解処理部10010に出力する。
色分解処理部10010では、キャッシュ機構を用いた色分解処理が行なわれ、プリンタの色空間であるCMYKデータをプリンタ補正処理部10012に出力する。プリンタ補正処理部10012は、出力γ補正や量子化処理が行なわれ、プリントバッファ10005にプリントデータが出力される。プリントバッファ10005は、後述するようにプリントエンジンの(ノズル高さ+紙送り量)×印字幅分の容量を持つリングバッファである。また、このプリントバッファ10005は、色分解処理部10010のキャッシュのミスヒットによるペナルティ等の時間変動分を吸収し、プリントエンジン10006にて1スキャン分のリアルタイム処理を保証するためのものでもある。プリントバッファ10005に1スキャン分のデータが蓄えられると、プリンタエンジン10006にプリントデータが出力され、プリント処理が行なわれる。
ここで、図4を用いて、プリントエンジン10006の動作を説明する。プリントエンジン10006おいては、記録媒体に対して、ノズル高さ(ヘッドの高さ)分ずつ短冊状にプリントを行なう。インクジェットプリンタにおいては一般にインク滴の着弾位置の誤差や、ドット径の変動などによりプリント出力結果にスジやムラが発生する。そこで、画像を形成するドットを複数のパスに分割し、多数のノズルによって画像を形成することで上記スジやムラを低減する。図4は2パスに分割した場合の画像形成の動作を示しめしている。図4(a)では、記録媒体の左端から主走査方向に対してプリントを行い、記録媒体の右端に達した時点で、1スキャン目のプリントが終了する。このとき上半分は2スキャン目でプリントできない(即ち2パスで画像形成できない)のでプリントしない。つまり、1スキャン目では、図示の斜線部の下半分のプリントを行なう。
次に、図4(b)のように、ノズル高さの半分の量だけ紙送りを行い、2回目のスキャンによるプリントを行なう。これにより、2スキャン目の上半分は紙面上同一ラインのドットを2つのノズルで形成できるので、ノズルによる変動が緩和される。
次に図4(c)の如く、ノズル高さの半分の量だけ紙送りを行い、3回目のスキャンによるプリントを行なう。以降、この操作を繰り返すことにより1ページのプリントが終了する。
このように、プリントバッファ10005に紙送り量分のデータが蓄えられてから1スキャン分のプリントを行うので、ここで色分解処理部10010のキャッシュのミスヒットによるペナルティを吸収する事が可能となる。
特開昭53-123201号公報 特開2000-22973号公報
しかしながら、近年の高解像度化、ヘッドのノズル数の増加に伴い、FIFO及びプリントバッファの容量及び転送バスの帯域の増大が問題となっている。
本発明は、システム内の転送バスの帯域の上昇を抑制しつつ、色変換におけるミスヒットのペナルティによる画像出力システムの破綻防止を、少ない容量のプリントバッファで実現することが可能な技術を提供しようとするものである。
この課題を解決するため、例えば本発明の画像処理装置は以下の構成を備える。すなわち、
画像入力手段より入力した画像データを、可視画像を生成する画像出力手段によって出力する画像処理装置であって、
前記画像入力手段に依存した色空間の入力画像データを標準色空間の画像データに変換する第1の色変換手段と、
該第1の色変換手段で変換された画像データを符号化し、当該画像データ中の各画素データの色を特定する第1の情報と、当該各色を持つ画素の位置まで復号するための第2の情報を生成する符号化手段と、
該符号化手段で生成された第1の情報を、前記画像出力手段に依存した色空間の色を特定する第3の情報に変換する第2の色変換手段と、
該第2の色変換手段で得られた前記第3の情報と、前記符号化手段で得られた第2の情報とを関連付けて一時的に記憶するバッファメモリ手段と、
該バッファメモリ手段に格納された前記第2の情報、前記第3の情報を復号して、前記画像出力手段用の画像データを生成する復号手段と、
該復号手段で復号して得られた画像データを、前記画像出力手段に出力する出力手段とを備える。
本発明によれば、システム内の転送バスの帯域の上昇を抑制しながらも、色変換におけるミスヒットのペナルティによる画像出力システムの破綻防止を、少ない容量のプリントバッファで実現することが可能になる。
以下、添付図面に従って本発明に係る実施形態を詳細に説明する。
<第1の実施形態>
図1に、画像処理装置として機能する第1の実施形態のマルチファンクションプリンタの構成図を示す。
図中、101は画像読み取り用センサであり、102はスキャナ補正処理、色補正処理、ランレングス符号化、を行なうスキャナ処理部である(画像入力手段に対応する)。103はシンボル(辞書)データ及びラン長データ格納するためのプリントバッファであり、104はランレングス復号化やプリンタ補正処理を行なうためのプリンタ処理部である。105は画像出力手段として機能し、記録紙等の記録媒体上に可視画像を生成するプリントエンジンである(実施形態ではインク液滴を吐出するタイプであり、図4のシーケンスに従ってプリント処理するものとする)。また、106、107、108、109はスキャナ処理部102の構成要素である、シェーディング補正や入力γ処理等を行なうスキャナ補正処理部、色補正処理部、色補正処理用LUT、ランレングス符号化部である。
ここで、色補正処理用LUT108は、図3の色補正処理用LUT10008と同様なLUTである。また、色補正処理部107は、図3の色補正処理部10007と同様に、キャッシュ機構と補間演算部で構成される。110、111、114、115はプリンタ処理部104の構成要素である、色分解処理部、色分解処理用LUT、ランレングス復号化部、プリンタ補正処理部である。また、色分解処理用LUT111は、図3の色分解処理用LUT10011と同様なLUTである。そして、色分解処理部110は図3の色分解処理部10010と同様に、キャッシュ機構と補間演算部で構成される。112及び113はプリントバッファ103の構成要素である、シンボル(辞書)バッファ及びラン長バッファである。
次に、図1のマルチファンクションプリンタの動作を説明する。まず、画像読み取り用センサ101により原稿の読み取りが行なわれ、スキャナ処理部102のスキャナ補正処理部106にセンサのRGBデータ(各成分8ビットとする)が出力される。スキャナ補正処理部106では、シェーディング補正、入力γ補正処理等が行なわれ、スキャナ補正処理後のRGBデータを色補正処理部107に出力する。色補正処理部107では、先に説明したキャッシュ機構を用いた色補正処理が行なわれ、スキャナの色空間から標準色空間に変換しランレングス符号化部109に出力する。符号部109では、ランレングス法を用いた符号化が行なわれ、データの変化点(ランの最初)のRGBデータであるシンボル(色)データと、シンボルのラン長を示すラン長を示すデータ(符号語)を生成する。そして、符号化部109はシンボルデータを色分解処理部110へ、ラン長データをプリントバッファ103に夫々出力する。色分解処理部110では、RGBのシンボル(色)データをCMYK色空間へ変換し、プリントバッファ103(シンボルバッファ112)に格納する。
プリントバッファ103は、色補正処理部107及び色分解処理部110のキャッシュのミスヒットによるペナルティ等の時間変動分を吸収するためのバッファであり、プリントエンジン105のリアルタイム性を確保する。また、プリントバッファ103の内部は記憶領域がシンボル(色)データ格納部と、ラン長データ格納部に分かれており、ランレングス符号化部109及び色分解処理部110からの夫々のデータが対になって記憶領域に格納される(ランが0の符号も有り得る)。ここで、プリントバッファ103は(ノズル高さ+紙送り量)×印字幅分相当以上の容量をもっており、現スキャンのデータを復号化部114に出力しつつ、次のスキャンに必要となる紙送り量×印字幅分のデータを更新する。従って、現スキャンのデータの出力期間中に上記紙送り量×印字幅分のデータ更新が終了すれば、色補正処理部107及び色分解処理部110のキャッシュのミスヒットによるペナルティを隠蔽する事が可能となる。
復号化部114では、現スキャンの色分解処理されたシンボル(色)データとラン長データをプリントバッファ103から読み出し、復号化をおこなう。このとき、シンボル(色)データは色分解処理部110によって既にプリンタのインク濃度(CMYK色空間)に変換されているため、復号化するだけで色分解処理されたデータが得られる。また、復号化部114は、ラン長バッファ113から符号を復号することで、ラン長を得る。この結果、色分解されたデータを、ラン長で示される個数分だけ連続してプリンタ補正処理部115に出する。プリンタ補正処理部115では出力γ変換やプリントエンジン105の階調数に合わせた量子化処理等の補正処理が行なわれ、プリントエンジン105により、プリントが行なわれる。
以上説明したように、本実施形態によれば、プリントバッファを色分解処理部110の直後に配置する。また、色補正処理部107の結果をランレングス符号化し、その符号化結果(ラン符号)を、出力されたシンボル(色)データと対応づけてプリントバッファに格納する。そして、色変換(色分解処理)されたシンボル(色)データに対しランレングス復号化を反映させる。これによって、図3に示した色補正処理部10008のキャッシュのペナルティ隠蔽用FIFOが不要となり、プリントバッファ容量の削減が実現可能となる。また、図1の構成によれば、スキャナ処理部102からプリンタ処理部104へ転送するデータ量が圧縮符号化されるので、その間のデータ量を減らし、高速な帯域のバスも不要となる。
尚、本実施形態では、符号化にランレングス符号化を用いて説明したが、色データを抽出できる符号化方法であれば適用可能である。例えは、色補正処理部107は、入力した画像データの各画素の色を、標準色色空間の色を持つ辞書データを参照し、各画素のデータとしてその辞書中の色を指し示すインデックスデータを生成するものとする。この場合、符号化部109はそのインデックスデータを符号化すれば良い。すなわち、この場合には、符号化部109は辞書データを色分解処理部110に出力する。また、符号化部109は、符号化したインデックスデータを、プリントバッファ103に新に設けたインデックスバッファ(図1のラン長バッファ113に代わるバッファ)に格納することになる。
また、本実施ではRGB色空間からCMYK色空間へ変換する場合を例としてあげたが、CMYKに更に、淡C、淡Mを含めた他の色空間への変換など、変換する色数や空間が変わった場合でも、同様に適用可能である。
<第2の実施形態>
図2に第2の実施形態のマルチファンクションプリンタの構成図を示す。番号が同じものは、図1で説明したものと同一である為、説明を省略する。以下、第1の実施形態と異なる部分のみ説明する。
図1に示した第1の実施形態と異なる点は、符号化部109の位置である。即ち、符号化部109は、スキャナ補正処理部106の処理後のデータに対してランレングス符号化を行い、シンボル(色)データを色補正処理部107に出力し、ラン長の符号語をラン長バッファ113に出力する。その後の処理は図1で示したものと同一であるので説明を省略する。
上記第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を奏することが可能となる。また、本第2の実施形態によれば、色補正処理部107は画素単位の補正ではなく、ランの先頭の画素のシンボルデータについて補正すればよく、第1の実施形態と比較して、色補正処理部107の負担を軽減させることができる。場合によっては、色補正処理部107内のキャッシュ機構を省くことも可能となり、回路規模も小さくできることになる。
このように、本実施形態においては色変換前のデータをランレングス符号化し、ランレングス符号化されたシンボル(色)データに対して色変換を行った後、色変換後のシンボル(色)データとラン長データをプリントバッファに格納する。その後、色変換されたシンボル(色)データを用いてランレングス符号を復号化することでプリントバッファに格納するデータ量を削減しつつ、キャッシュ化によるペナルティ隠蔽を行なう。これにより、本プリントシステムは、色変換におけるミスヒットのペナルティによるプリンタシステムの破綻防止とプリントバッファの削減を同時に実現することが可能となる。
なお、本第2の実施形態の符号化処理をランレングス符号化を例にしたが、第1の実施形態と同様に、辞書データ、インデックスデータを用いても構わない。
<他の実施形態>
上記実施形態では、プリントエンジンがインク吐出タイプの例を説明したが、印刷方式はこれに限らず、他のタイプ(レーザビーム方式等)でも構わない。
また、上記実施形態の機能を実現するソフトウエアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム(あるいは装置)に供給し、システムのコンピュータがそのプログラムコードを読み出し実行することによっても、本願発明は実現できる。。
また、コンピュータプログラムは、通常、CD−ROM等のコンピュータ可読記憶媒体に格納されており、読取部(CD−ROMドライブ等)にセットし、システムにコピーもしくはインストールすることで実行可能になる。それ故、かかるコンピュータ可読記憶媒体も本発明の範疇に入ることも明らかである。
第1の実施形態における、マルチファンクションプリンタの構成を示すブロック図である。 第2の実施形態における、マルチファンクションプリンタの構成を示すブロック図である。 従来例における、マルチファンクションプリンタの構成を示すブロック図である。 マルチファンクションプリンタの2パス印刷における画像形成の動作を説明する図である。

Claims (16)

  1. 画像入力手段より入力した画像データを、可視画像を生成する画像出力手段によって出力する画像処理装置であって、
    前記画像入力手段に依存した色空間の入力画像データを標準色空間の画像データに変換する第1の色変換手段と、
    該第1の色変換手段で変換された画像データを符号化し、当該画像データ中の各画素データの色を特定する第1の情報と、当該各色を持つ画素の位置まで復号するための第2の情報を生成する符号化手段と、
    該符号化手段で生成された第1の情報を、前記画像出力手段に依存した色空間の色を特定する第3の情報に変換する第2の色変換手段と、
    該第2の色変換手段で得られた前記第3の情報と、前記符号化手段で得られた第2の情報とを関連付けて一時的に記憶するバッファメモリ手段と、
    該バッファメモリ手段に格納された前記第2の情報、前記第3の情報を復号して、前記画像出力手段用の画像データを生成する復号手段と、
    該復号手段で復号して得られた画像データを、前記画像出力手段に出力する出力手段と
    を備えることを特徴とする画像処理装置。
  2. 前記第1の色変換手段が生成する前記第1の情報は画像データ中の各画素の色を特定するシンボルデータであり、前記第2の情報は同じ色の画素の連続数を示す符号語であることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 前記第1の色変換手段が生成する前記第1の情報は、変換対象の画像データに出現する各色データの辞書データであり、前記第2の情報は各画素の前記辞書データの色を指し示すインデックスデータであることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  4. 前記第1の色変換手段は、色変換に用いる参照値をキャッシュするためのキャッシュ手段を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  5. 前記第2の色変換手段は、色変換に用いる参照値をキャッシュするためのキャッシュ手段を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  6. 画像入力手段より入力した画像データを、可視画像を生成する画像出力手段によって出力する画像処理装置の制御方法であって、
    第1の色変換手段が、前記画像入力手段に依存した色空間の入力画像データを標準色空間の画像データに変換する第1の色変換工程と、
    符号化手段が、該第1の色変換工程で変換された画像データを符号化し、当該画像データ中の各画素データの色を特定する第1の情報と、当該各色を持つ画素の位置まで復号するための第2の情報を生成する符号化工程と、
    第2の色変換手段が、該符号化工程で生成された第1の情報を、前記画像出力手段に依存した色空間の色を特定する第3の情報に変換する第2の色変換工程と、
    格納手段が、該第2の色変換工程で得られた前記第3の情報と、前記符号化手段で得られた第2の情報とを関連付けて一時的に記憶するバッファメモリ手段に格納する工程と、
    復号手段が、該バッファメモリ手段に格納された前記第2の情報、前記第3の情報を復号して、前記画像出力手段用の画像データを生成する復号工程と、
    出力手段が、該復号工程で復号して得られた画像データを、前記画像出力手段に出力する出力工程と
    を備えることを特徴とする画像処理装置の制御方法。
  7. コンピュータに実行させることで、請求項1乃至5のいずれか1項に画像処理装置として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
  8. 請求項7に記載のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
  9. 画像入力手段より入力した画像データを、可視画像を生成する画像出力手段によって出力する画像処理装置であって、
    前記画像入力手段に依存した色空間の画像データを符号化し、当該画像データ中の各画素データの色を特定する第1の情報と、当該各色を持つ画素の位置まで復号するための第2の情報を生成する符号化手段と、
    該符号化手段で生成された第1の情報を、標準色空間の第3の情報に変換する第1の色変換手段と、
    該第1の色変換手段で変換された前記第3の情報を、前記画像出力手段に依存した色空間の第4の情報に変換する第2の色変換手段と、
    該第2の色変換手段で得られた前記第4の情報と、前記第2の情報とを一時的に記憶するバッファメモリ手段と、
    該バッファメモリ手段に格納された前記第2の情報、前記第4の情報を復号して、前記画像出力手段用の画像データを生成する復号手段と、
    該復号手段で復号して得られた画素データを、前記画像出力手段に出力する出力手段と
    を備えることを特徴とする画像処理装置。
  10. 前記第1の色変換手段が生成する前記第1の情報は画像データ中の各画素の色を特定するシンボルデータであり、前記第2の情報は同じ色の画素の連続数を示す符号語であることを特徴とする請求項9に記載の画像処理装置。
  11. 前記第1の色変換手段が生成する前記第1の情報は、変換対象の画像データに出現する各色データの辞書データであり、前記第2の情報は各画素の前記辞書データの色を指し示すインデックスデータであることを特徴とする請求項9に記載の画像処理装置。
  12. 前記第1の色変換手段は、色変換に用いる参照値をキャッシュするためのキャッシュ手段を備えることを特徴とする請求項9乃至11のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  13. 前記第2の色変換手段は、色変換に用いる参照値をキャッシュするためのキャッシュ手段を備えることを特徴とする請求項9乃至12のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  14. 画像入力手段より入力した画像データを、可視画像を生成する画像出力手段によって出力する画像処理装置の制御方法であって、
    前記画像入力手段に依存した色空間の画像データを符号化し、当該画像データ中の各画素データの色を特定する第1の情報と、当該各色を持つ画素の位置まで復号するための第2の情報を生成する符号化工程と、
    該符号化工程で生成された第1の情報を、標準色空間の第3の情報に変換する第1の色変換工程と、
    該第1の色変換手段で変換された前記第3の情報を、前記画像出力手段に依存した色空間の第4の情報に変換する第2の色変換工程と、
    該第2の色変換工程で得られた前記第4の情報と、前記第2の情報とを一時的に記憶するバッファメモリ手段に格納する工程と、
    該バッファメモリ手段に格納された前記第2の情報、前記第4の情報を復号して、前記画像出力手段用の画像データを生成する復号工程と、
    該復号工程で復号して得られた画素データを、前記画像出力手段に出力する出力工程と
    を備えることを特徴とする画像処理装置の制御方法。
  15. コンピュータに実行させることで、請求項9乃至13のいずれか1項に画像処理装置として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
  16. 請求項15に記載のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
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