JP2009192752A

JP2009192752A - 画像処理装置

Info

Publication number: JP2009192752A
Application number: JP2008032480A
Authority: JP
Inventors: Kazuyo Nakajima; 和世中嶋; Fumitaka Fushimi; 文孝伏見
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2008-02-13
Filing date: 2008-02-13
Publication date: 2009-08-27

Abstract

【課題】画像処理における処理効率の向上
【解決手段】複数のカラーパレット１２〜１８から構成されるカラーパレット群１０と、カラーパレット群１０の中から１つのカラーパレットを選択するパレット選択部３４と、を具備する画像処理装置１００。カラーパレット１２〜１８には、それぞれ異なる数のパレットアドレスが色データと対応して記憶されている。パレット選択部３４は、入力された画像データに含まれるパレットアドレスの数に応じて１つのカラーパレットを選択する。画像データに含まれるパレットアドレスの数に応じて、複数のカラーパレットからそれぞれの画像データに対してカラーパレットを選択するため、画像処理の効率を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、カラーパレットを用いて画像処理を行う画像処理装置に関する。

コンピュータ・グラフィックスをはじめとするデジタル・カラー画像の表示方法として、ＲＧＢやＣＭＹＫなどのフル・グラフィックス方式による表示方法と、カラーパレットを用いた表示方法とがある。カラーパレットは、フル・グラフィックス方式にて使用可能な色から所定数（例えば２５６色）の色を選択することにより構成される。このため、カラーパレットを用いた表示方法は、フル・グラフィックス方式に比べて１画素当たりのデータ量が少なく、画像処理の速度が向上する利点がある。一般的に、カラーパレットの色数が少ないほど画像処理速度は向上するが、表示される画像の質は低下する。

特許文献１には、カラーパレットを用いた画像処理方法において、複数階層のカラーパレットにより画像表示を行う画像処理方法が示されている。特許文献２には、予め画像メモリ内部を複数のパレットに区分すると共に動画のフェーズ毎に各パレットの色彩を定義し、動画表示時にはフェーズの変更を指示することで動画表示を行う画像処理装置が示されている。特許文献３には、１６色のカラーパレットを複数個備えた画像処理装置が示されている。また、特許文献４には、ルックアップテーブルに基づき任意の色空間から標準色空間へ色空間の変換を行い、標準色空間で表現された画像データに基づいて認識処理を行う画像認識装置が示されている。
特許第３２２３５１２号特開平５−２７７３４号公報特開平３−４２９８８号公報特開２００１−２４３４７１号公報

近年、複数の画像データを同時に処理することができる画像処理装置が開発されている。このような画像をカラーパレットにより表現する場合、望ましい色数は表示する画像データの種類ごとに異なる。例えば、人間などの複雑な画像を詳細に表現するためには、色数の多いカラーパレットを用いることが望ましい。反対に、線や円のように構成が比較的単純な図形や、背景のように重要度の低い画像は、処理速度向上のため色数の少ないカラーパレットを用いることが望ましい。

従来の画像処理装置では、カラーパレットの色数が予め固定されていた。従って、色数の多い（例えば２５６色の）カラーパレットを用いた場合、画像の質は向上するが、全ての画像データに対し色数の多いカラーパレットを用いるため、データの読み込み回数が増加し、表示画像の処理速度が低下するという課題があった。また、処理速度の低下により画像処理が間に合わず、表示画像に乱れが生じる場合があった。一方、色数の少ない（例えば４色の）カラーパレットを用いた場合には、画像処理の速度は向上するが、色数が少なくなることにより全体の表示画像の質が低下するという課題があった。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、画像データの質を一定水準以上に保ちつつ処理速度を向上させることで、画像処理の効率を向上させた画像処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、複数のカラーパレットと、前記複数のカラーパレットの中から１つのカラーパレットを選択するパレット選択部と、を具備する画像処理装置であって、前記複数のカラーパレットには、それぞれ異なる数のパレットアドレスが色データと対応して記憶され、前記パレット選択部は、入力された画像データに含まれる前記パレットアドレスの数に応じて、前記１つのカラーパレットを選択することを特徴とする画像処理装置である。本発明によれば、画像データに含まれるパレットアドレスの数に応じて、複数のカラーパレットからそれぞれの画像データに対してカラーパレットを選択するため、画像処理の効率を向上させることができる。

上記構成において、前記パレット選択部により選択される前記１つのカラーパレットは、前記画像データに含まれる前記パレットアドレスと同じ数のパレットアドレスを記憶する構成とすることができる。この構成によれば、画像処理の効率をさらに向上させることができる。

上記構成において、複数の前記画像データに対応する複数の前記色データを合成する合成処理部をさらに具備する構成とすることができる。この構成によれば、複数の画像データを効率的に合成することができる。

本発明によれば、画像データに含まれるパレットアドレスの数に応じて、複数のカラーパレットからそれぞれの画像データに対してカラーパレットを選択するため、画像処理の効率を向上させることができる。

以下、図面を用い本発明に係る実施例について説明する。

図１は実施例１に係る画像処理装置１００の構成を示したブロック図である。画像処理装置１００は、パレットアドレス及び色データを記憶するカラーパレット群１０、画像データを記憶する画像データ記憶部２０、カラーパレット群１０の選択及び画像に関するデータの入出力などを行う制御部３０を備えている。

カラーパレット群１０は、複数のカラーパレット（第１カラーパレット１２〜第４カラーパレット１８）からなる。それぞれのカラーパレットには、色データとパレットアドレスとが対応して格納されている。ここで、色データとは、複数の基本色の組合せにより色を表現する、いわゆるフル・グラフィックス方式のデータである。実施例１の画像処理装置に用いられる色データは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色（基本色）のそれぞれにつき８ビット（２５６色深度）が割り当てられており、計２４ビットで１６７７万７２１６色を表現することが可能である。図１を参照に、色データは６桁の１６進数（０〜Ｆ）で示されている。また、パレットアドレスとは、フル・グラフィックス方式において表現可能な全ての色から選択された所定数の色を参照するアドレスである。実際の画像表示には、カラーパレットに選択されたこれら所定数の色が使用される。

図１に示すように、各カラーパレット１２〜１８は色数（各カラーパレット１２〜１８に記憶されるパレットアドレスの数）がそれぞれ異なる。第１カラーパレット１２には８ビット（２５６色）、第２カラーパレット１４には４ビット（６４色）、第３カラーパレット１６には２ビット（４色）、第４カラーパレット１８には１ビット（２色）のパレットアドレスがそれぞれ記憶されている。各カラーパレット１２〜１８に記憶されたパレットアドレスは、それぞれ桁数の異なる２進数で表されている。

カラーパレット群１０に記憶される色データは、適宜変更することが可能である。すなわち、表現可能な１６７７万７２１６色の中から、表示する画像の種類等に応じて、最適な色をカラーパレットに記憶させることができる。カラーパレット群１０には読み出し速度に優れた揮発性メモリ（ＲＡＭ）を用いることが好ましい。また、パレットアドレス及び色データは画像処理装置１００が画像処理を開始する前にカラーパレット群１０へ記憶させることが好ましい。

画像データ記憶部２０には、４つの異なる画像データ（第１画像データ２２〜第４画像データ２８）が記憶されている。ここで画像データとは、制御部３０に入力される画像に関する情報であり、表示画面の１画素ごとに設定されたパレットアドレスの他に、画像の種類を示すヘッダ等を含む。第１画像データ２２に含まれるパレットアドレスは８ビット、第２画像データ２４に含まれるパレットアドレスは４ビット、第３画像データ２６に含まれるパレットアドレスは２ビット、第４画像データ２８に含まれるパレットアドレスは１ビットである。画像データ記憶部２０に記憶される画像データは、画像入力部５０より画像変換部５２へと入力される。画像変換部５２では、必要に応じてデジタル信号への変換処理及び量子化処理が行われ、処理後のデータが画像データ記憶部２０へと記憶される。画像入力部５０には、例えばビデオカメラなどの画像認識装置がある。

制御部３０は、外部とのデータのやり取りを行う入出力部３２、カラーパレット群１０の中から一のカラーパレットを選択するパレット選択部３４、カラーパレット群１０から取得した色データを一時的に記憶する色データ記憶部３６、及び色データの合成を行う合成処理部３８を具備する。

図２は実施例１に係る画像処理装置１００の画像処理の流れを示したフローチャートである。まずステップＳ１０で制御部３０が、合成処理を管理するための内部カウンター（不図示）を０にリセットする。次にステップＳ１２で制御部３０が、内部カウンターをインクリメントする。これにより内部カウンターの値は１となる。次にステップＳ１４で入出力部３２が、内部カウンターの値に応じて、画像データ記憶部２０から画像データを取得する。最初は内部カウンターの値が１なので、入出力部３２は第１画像データ２２（パレットアドレスは８ビット）を取得する。

次にステップＳ１６でパレット選択部３４が、ステップＳ１４で取得した画像データに対して、複数のカラーパレット（１２〜１８）の中から、色データを取得すべき一のカラーパレットを選択する。パレット選択部３４は、ステップＳ１４において取得した画像データに含まれるパレットアドレスの数に応じて、カラーパレットの選択を行う。選択されるカラーパレットは、画像データに含まれるパレットアドレスの数と同じか、それ以上の数のパレットアドレスを記憶したカラーパレットである。処理速度向上のためには、上記の要件を満たすカラーパレットのうち最も色数の少ないカラーパレットを選択することが好ましく、選択されるカラーパレットに記憶されたパレットアドレスの数と画像データに含まれるパレットアドレスの数が等しいことがさらに好ましい。

具体的には、画像データに含まれるパレットアドレスが８ビットの場合には、同じく８ビットの第１カラーパレット１２を選択する。同様に、パレットアドレスが４ビットの場合には第２カラーパレット１４（４ビット）を選択し、パレットアドレスが２ビットの場合には第３カラーパレット１６(２ビット)を選択し、パレットアドレスが１ビットの場合には第４カラーパレット１８(１ビット)を選択する。ステップＳ１４で取得した第１画像データ２２に含まれるパレットアドレスは８ビットであるため、パレット選択部３４はステップＳ１６において第１カラーパレット１２を選択する。

次にステップＳ１８で入出力部３２が、ステップＳ１６において選択したカラーパレット（第１カラーパレット１２〜第４カラーパレット１８のいずれか１つ）から、ステップＳ１４において取得したパレットアドレスに対応する色データを取得する。ステップＳ１６で第１カラーパレット１２が選択されたため、第１カラーパレット１２から、ステップＳ１４で取得したパレットアドレスに対応する色データを取得する。続いてステップＳ２０で入出力部３２が、ステップＳ１８で取得した色データを色データ記憶部３６に格納する。

次にステップＳ２２で制御部３０が、内部カウンターの値を予め設定したしきい値と比較する。実施例１では処理対象となる画像データの数が４であるためしきい値は３であり、内部カウンターの値が３以下の場合はステップＳ１２に戻る。以下、同様に内部カウンターの値が３を超えるまでステップＳ１２からステップＳ２０を繰り返し、第２画像データ２４に対して第２カラーパレット１４から、第３画像データ２６に対して第３カラーパレット１６から、第４画像データ２８に対して第４カラーパレット１８から、各画像データに含まれるパレットアドレスに対応する色データをそれぞれ取得する。このように、画像データ記憶部２０に記憶された４つの異なる画像データに対して、４つの異なるカラーパレットから色データがそれぞれ取得され、色データ記憶部３６に格納される。

次にステップＳ２４で合成処理部３８が、色データ記憶部３６に格納された色データを読み出す。続いてステップＳ２６で合成処理部３８が、画像データに設定された所定の優先順位に従って、ステップＳ２４で読み出された色データを合成する。最後にステップＳ２８で入出力部３２が、合成処理部３８において合成された色データを取得し、画像表示部４０へ出力する。

図３（ａ）及び（ｂ）はステップＳ２６における色データの合成処理の例を示した図である。図３（ａ）は半透明処理と呼ばれる合成方法であり、優先順位の低い色データから順にＲＧＢ成分を一定割合で乗算することにより合成処理を行っていく。図３（ｂ）は原則として優先順位の最も高い色データをそのまま表示する合成方法である。

図３（ａ）を参照に、半透明処理について説明する。ウィンドウＷ１は、合成処理を行う前の第１画像データ２２を示すものである。同様に、ウィンドウＷ２〜ウィンドウＷ４は、第２画像データ２４〜第４画像データ２８をそれぞれ示すものである。それぞれの画像データには優先順位が設けられており、第１画像データ２２が最も高く（優先順位１）、第４画像データ２８が最も低い（優先順位４）。合成ウィンドウＷ５〜Ｗ７は、合成処理を行った後の画像データを示すものである。

まず合成ウィンドウＷ５において、優先順位の最も低いウィンドウＷ４と２番目に優先順位の低いウィンドウＷ３が合成される。ここで、ウィンドウＷ３のうち色データが存在する三角形部分の領域６０は、ウィンドウＷ４の色データ（背景）とそれぞれのＲＧＢ成分を一定割合で掛け合わせることにより合成処理（半透明処理）が行われる。次に合成ウィンドウＷ６において、合成ウィンドウＷ５とウィンドウＷ２が合成される。ここでも、ウィンドウＷ２のうち色データが存在する長方形の領域６２と、合成ウィンドウＷ５の色データとに半透明処理が行われる。最後に合成ウィンドウＷ７において、最も優先順位の高いウィンドウＷ１と合成ウィンドウＷ６とが合成される。以上の処理により、最終的な合成処理後の色データが得られる。

このように半透明処理では、まず優先順位の最も低い２つの画像データを合成する。次に合成処理の行われていない画像データのうち最も優先順位の低い画像データを、合成後の画像データと合成する。以降は同様の処理を全てのウィンドウの合成が終わるまで繰り返す。半透明処理の終了後においては、半透明処理が行われた領域の色は、元の画像データの色と異なっている。

図３（ｂ）を参照に、半透明処理を行わない場合の合成処理を説明する。ウィンドウＷ１は第１画像データ２２を示し、ウィンドウＷ２は第２画像データ２４を示す。優先順位はウィンドウＷ１１（優先順位１）がウィンドウＷ１２（優先順位２）より高い。合成ウィンドウＷ１３は合成処理後の画像データを示す。半透明処理を行わない場合、色データが重なった領域においては、原則として優先順位の最も高いウィンドウの色データがそのまま出力される。優先順位が高いウィンドウにおいて、色が設定されていない透明色の領域については、優先順位が１つ下のウィンドウの色データがそのまま出力される。例えば、ウィンドウＷ１１における円の内側の領域６４には、ウィンドウＷ１２の色データがそのまま出力されている。なお、図３（ｂ）では優先順位が３以降のウィンドウを省略しているが、合成される画像データの数が３以上である場合でも、同様の処理を行うことで画像データを合成することができる。

以上のように実施例１では、異なる複数の画像データにそれぞれ設定された優先順位に従って、合成処理部３８が各画像データに対応する色データの合成処理を行う。ただし、色データ合成の方法はこれに限定されるものではなく、目的に応じて他の方法を用いてもよい。

実施例１では、異なる複数の画像データに対し同時に画像処理を行っている。このとき、仮にカラーパレットが１つしかなく選択可能な色数が固定されていると、以下のような問題が生じる。すなわち、カラーパレットの色数を大きく（例えば８ビット）設定した場合、本来ならば８ビットより少ない色数で表現できる画像データに対しても８ビットの色データを使用するため、カラーパレットからの色データの読み出し回数が必要以上に多くなる。このため、画像処理の速度が低下し、場合によってはデータ処理が間に合わず画像表示が乱れることがある。一方、カラーパレットの色数を少なく（例えば２ビットまたは１ビット）設定した場合には、画像表示速度は向上するが、画質が著しく低下する。

実施例１に係る画像処理装置１００は、複数のカラーパレット１２〜１８の中から、１つのカラーパレットを選択するパレット選択部３４を有する。各カラーパレットにはパレットアドレスと色データとが対応して記憶され、それぞれのカラーパレットに記憶されたパレットアドレスの数は異なる。これにより、色数の異なる複数のカラーパレットから、画像データの表示に使用するカラーパレットを任意に選択することができる。例えば、画像処理装置１００を人の認識に用いる場合、人体のように詳細な色表現が要求される画像データの表示には８ビットの第１カラーパレット１２を使用することができる。逆に、背景など重要度の低い画像データの表示には、色数の少ない４ビットの第２カラーパレット１４または２ビットの第３カラーパレット１６を使用することで処理速度を向上させることができる。また、認識結果を表す文字などの単純な画像データの表示には、さらに色数の少ない２ビットの第４カラーパレット１８を使用することができる。

以上のようにパレット選択部３４は、入力された画像データに含まれるパレットアドレスの数に応じて、画像表示に使用するカラーパレットを選択する。画像データに含まれるパレットアドレスの数（ここではビット数）が少ないと、画像データのデータ量が小さくなるため画像処理の速度が向上する。それぞれの画像データの表現に最適な一のカラーパレットを選択することで、画像表示部４０に表示される画像の質を一定以上に保ちつつ、画像処理の速度を向上させることができる。その結果、全体として画像処理の効率を向上させることができる。

また、実施例１では選択されるカラーパレットに記憶されたパレットアドレスの数と、画像データに含まれるパレットアドレスの数とが等しい。これは、画像データを表現するために必要かつ十分な色数のカラーパレットを選択しているということであり、カラーパレットの選択方法としては最も効率が良い。

また、実施例１では合成処理部３８が、異なる複数の画像データに設定された優先順位に従って画像データの合成を行っている。このように複数の画像データを同時並行で処理する場合、画像データ記憶部２０からのデータの読み出し回数が増加するために画像処理速度が低下しがちである。実施例１ではパレット選択部３４が、それぞれの画像データに含まれるパレットアドレスのビット数に応じてカラーパレットを選択しているため、画像処理速度の低下を抑制しつつ画像データの合成処理を行うことができる。

実施例１では、カラーパレット群１０は色数の異なる４つのカラーパレット（第１カラーパレット１２〜第４カラーパレット１８）を有していたが、カラーパレットの数は４以外であってもよい。また、各カラーパレットに記憶されるパレットアドレスの数も図１に限定されるものではない。

また、実施例１ではパレット選択部３４が、画像データに含まれるパレットアドレスの数に応じ
てカラーパレットの選択を行ったが、それ以外の方法でカラーパレットの選択を行ってもよい。例えば、選択すべきカラーパレットを示すデータを画像データの先頭にヘッダとして記憶しておき、パレット選択部３４がこのヘッダに応じてカラーパレットを選択する構成としてもよい。

また、実施例１では異なる複数の画像データの合成処理を伴う画像処理を例に説明したが、画像データの合成処理を行わない構成としてもよい。例えば、個々の画像データを別々の表示画面にそれぞれ出力する構成としてもよい。

また、実施例１ではフル・グラフィックス方式による色データの表現にＲＧＢ方式を用いたが、他の表現形式を用いてもよい。例えば、Ｙ（黄）Ｍ（マゼンダ）Ｃ（シアン）及びＫ（黒）による表現形式を用いることができる。また、色データのビット数も図１に示した２４ビットに限定されることはない。

実施例２はカラーパレットの構成を工夫した例である。図４は実施例２に係る画像処理装置のカラーパレットの構成を示した図である。カラーパレット以外の構成については実施例１と同じであるため、全体図は省略している。

図４を参照に、カラーパレット１９のうち一部が、第４カラーパレット１８ａ、第３カラーパレット１６ａ、及び第２カラーパレット１４ａとなっている。また、カラーパレット１９全体は第１カラーパレット１２ａとなっている。すなわち、１つのカラーパレット１９が４つ分のカラーパレットに相当する。

図５（ａ）〜（ｄ）はカラーパレット１９における、パレットアドレスと色データの対応関係を示した図である。実施例１では、各カラーパレットに格納されているパレットアドレスを、桁数の異なる２進数で表現していた。これに対し実施例２では、全てのカラーパレット１２ａ〜１８ａに記憶されたパレットアドレスのビット数が等しい。具体的には、全てのパレットアドレスが８ビット（８桁の２進数）で表現されている。

実施例１と同じように、パレット選択部３４は入力される画像データに含まれるパレットアドレス（以下、入力アドレス）の数に応じて、カラーパレット１２ａ〜１８ａの中から１つのカラーパレットを選択する。ここで、入力アドレスのビット数が８ビットに満たない場合には、パレット選択部３４は入力アドレスに所定数の上位ビット（全て０となる）を追加し、８ビットのアドレス（以下、出力アドレス）を生成する。出力アドレスのビット数はカラーパレットに記憶されたパレットアドレスのビット数と等しい。このため、パレット選択部３４がいずれのカラーパレットを選択した場合でも、入出力部３２は画像データに含まれるパレットアドレスに対応した色データを取得することができる。

図５（ｂ）を参照に、第２カラーパレット１４ａではパレットアドレスの上位４ビットが０に固定され、下位４ビットがそれぞれの色データと対応している。図５（ｃ）を参照に、第３カラーパレット１６ａではパレットアドレスの上位６ビットが０に固定され、下位２ビットがそれぞれの色データと対応している。図５（ｄ）を参照に、第４カラーパレット１８ａではパレットアドレスの上位４ビットが０に固定され、下位１ビットがそれぞれの色データと対応している。これにより、第２カラーパレット１４ａ〜第４カラーパレット１８ａにおいては、実質的にそれぞれ４ビット、２ビット、１ビットのパレットアドレスを色データと対応させることができる。

実施例２では、複数のカラーパレットのうち記憶されたパレットアドレスの数が最も多い１つのカラーパレット（１９）の一部により、他のカラーパレット（１２ｂ〜１２ｄ）が構成されている。これにより、記憶領域の容量を節約することができる。

実施例２では、１つのカラーパレットの一部により色数の異なる他のカラーパレットが構成される例を示したが、カラーパレットの数やカラーパレットに記憶されるパレットアドレスの数はこれに限られるものではない。また、複数のカラーパレットを含む１つの大きなカラーパレットの他に、必要に応じて別のカラーパレットを設けてもよい。

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

図１は実施例１に係る画像処理装置の構成を示したブロック図である。図２は実施例１に係る画像処理装置における、画像処理の流れを示したフローチャートである。図３は実施例１に係る画像処理装置における、画像の合成処理の流れを示した図である。図４は実施例２に係る画像処理装置における、カラーパレットの構成を示した図である。図５は図４のカラーパレットにおける、パレットアドレスと色データの対応関係の詳細を示した図である。

符号の説明

１０カラーパレット群
１２〜１９カラーパレット
２０画像データ記憶部
２２〜２８画像データ
３０制御部
３２入出力部
３４パレット選択部
３６色データ記憶部
３８合成処理部
４０画像表示部
５０画像入力部
５２画像変換部
１００画像処理装置

Claims

複数のカラーパレットと、
前記複数のカラーパレットの中から１つのカラーパレットを選択するパレット選択部と、を具備する画像処理装置であって、
前記複数のカラーパレットには、それぞれ異なる数のパレットアドレスが色データと対応して記憶され、
前記パレット選択部は、入力された画像データに含まれる前記パレットアドレスの数に応じて、前記１つのカラーパレットを選択することを特徴とする画像処理装置。
前記パレット選択部により選択される前記１つのカラーパレットは、前記画像データに含まれる前記パレットアドレスと同じ数のパレットアドレスを記憶することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
複数の前記画像データに対応する複数の前記色データを合成する合成処理部をさらに具備することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。