JP2013153251A

JP2013153251A - 画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置、画像投影装置、プログラムおよび記録媒体

Info

Publication number: JP2013153251A
Application number: JP2012011799A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Fujii; 正幸藤井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2012-01-24
Filing date: 2012-01-24
Publication date: 2013-08-08
Also published as: US20130188868A1; US9008419B2

Abstract

【課題】色空間に設定する格子点のデータ量を削減する。
【解決手段】メモリ２０３には第１の格子点データ２０３ａが保持され、第２の格子点データ算出部２０６は、第１の格子点データ２０３ａと格子の境界面の色成分値との差分である第２の格子点データ２０７ａを算出し、ＬＵＴメモリ２０７へ蓄積した後、ＬＵＴ変換部２０８に設定する。ＬＵＴ変換部２０８は、画像ポートから入力されたＣＭＹＫの画像データにより指定された第２の格子点データ２０７ａを読み出し、補間演算部２０９は第２の格子点データ２０７ａを用いて補間演算を行い、画像ポートから色補正処理されたＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’の画像データを出力する。
【選択図】図４

Description

本発明は、格子点のデータ量を削減した画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置、画像投影装置、プログラムおよび記録媒体に関する。

色補正処理の代表的な手法として、入力信号を３次元の色空間に分割し、分割された各格子点に補正後のデータ値を配置し、さらに補正後の格子点のデータ値を補間演算することにより、精度の高い色補正を得る方法がある。例えば、特許文献１では、２つの色変換パラメータを互いにマージすることで色変換用ＬＵＴのデータ量を圧縮している。

しかし、従来の色補正処理は、画質を向上させるために色空間を微細化することから、必要となるメモリ量が増大するという問題があった。

本発明は上記した課題に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、色空間に設定する格子点のデータ量を削減した画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置、画像投影装置、プログラムおよび記録媒体を提供することにある。

本発明は、複数の色成分からなる第１の画像データを、前記色成分と同一の色成分からなる第２の画像データに色補正処理する画像処理装置であって、前記複数の色成分からなる色空間を複数の単位立方体に分割し、前記分割された各立方体の各格子点に設定された所定値を格納した第１の格納手段と、前記第１の格納手段に格納された第１の格子点値と、前記第１の格子点が位置する色座標に応じた色成分値との差（以下、第２の格子点値）を算出する算出手段と、前記算出された第２の格子点値を格子点毎に格納する第２の格納手段と、前記第２の格納手段を参照して、前記第１の画像データにより指定される前記第２の格子点値を読み出し、前記読み出された前記第２の格子点値を補間演算することにより前記第２の画像データを算出する補間演算手段を備えたことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、色補正処理に用いるメモリ量を削減できると共に色補正処理を高速化することができる。

ＣＭＹの３次元色空間と四面体補間法を示す。シアン版の格子点データの例を示す。本発明に係る、格子点のデータ量の削減方法を説明する図である。本発明の実施例１の画像処理装置の構成例を示す。本発明の実施例２の画像処理装置の構成例を示す。インクジェットプリンタのヘッド周辺の構成を示す。本発明をインクジェットプリンタの画像処理部に適用した場合の構成例を示す。本発明をプロジェクター装置の画像処理部に適用した場合の構成例を示す。

以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。

本発明は、例えばＣＭＹの入力画像データをＣ’Ｍ’Ｙ’の出力画像データに色補正する色の微調整処理に好適な技術であり、本発明の前提となる３次元の色空間と補間処理について、以下説明する。

図１（ａ）は、ＣＭＹの３次元色空間を示す。色補正処理では、図１に示すように３次元の入力色空間を格子点に分割し、分割した各格子点に出力データを記録している。図１の例では、シアン、マゼンタ、イエローの各入力データ（各８ビット）を８分割（５１２個の単位立方体に分割）する。この場合、格子点数は、９×９×９の計７２９点となる。

入力データの上位３ビットによって５１２個の単位立方体から１個の単位立方体を選択し、選択された立方体の各格子点に設定されている格子点値から、入力データの下位５ビットによって選択された格子点値を補間演算することにより出力データに変換する。

図１（ｂ）は、補間方法の１つである四面体補間法を示す。この手法では、Ｐ０とＰ７を中心として立方体を６種類の三角錐（四面体）Ｔ０〜Ｔ５に分割し、この６種類の三角錐の中から、入力データの下位５ビットで指定される１つの三角錐を選択する。選択された三角錐の４頂点の格子点値を以下に示す数１により線形補間処理を実施する。

ここで、Ｄｏｕｔは、色補正結果（Ｃｏｕｔ／Ｍｏｕｔ／Ｙｏｕｔのいずれか）であり、ΔＰｃは、Ｃ軸方向の頂点Ｐの差分値（例えば、四面体Ｔ０の場合、ΔＰｃ＝Ｐ７−Ｐ３）、ΔＰｍは、Ｍ軸方向の頂点Ｐの差分値（例えば、四面体Ｔ０の場合、ΔＰｍ＝Ｐ３−Ｐ２）、ΔＰｙは、Ｙ軸方向の頂点Ｐの差分値（例えば、四面体Ｔ０の場合、ΔＰｙ＝Ｐ２−Ｐ０）、Δｃは、Ｃ版入力データの下位５ビット、Δｍは、Ｍ版入力データの下位５ビット、Δｙは、Ｙ版入力データの下位５ビットである。

上記した例では、立方体を６種類の三角錐（四面体）Ｔ０〜Ｔ５に分割したが、５種類の三角錐（四面体）に分割して補間演算してもよいし、他の補間演算法、例えば立方体を三角柱に分割する手法などを用いてもよい。

図１（ｃ）は、Ｃ版の格子点値を格納したＬＵＴメモリを示す。ＬＵＴメモリには、７２９点の格子点のデータとして、入力データと同じ８ビットのデータを設定する。この格子点データは、ＣＭＹでそれぞれ異なるため、計３個のＬＵＴメモリを用いる。

また、上記した例のように、４点の格子点から補間する場合、１色（１画素）の色変換当たり４回のＬＵＴ変換を実施するため、３色（１画素）の補間結果を算出する場合、計１２回のＬＵＴ変換が必要となる。

図２は、従来のＣ版の格子点データ（第１の格子点データ）の例を示す。Ｃ版の入力値がＣａ（格子の境界面の色成分値）とＣｂ（格子の境界面の色成分値）の間にある任意の立方体において、立方体の各頂点を、８ビットのデータＣ’［ａ１］〜Ｃ’［ａ４］、Ｃ’［ｂ１］〜Ｃ’［ｂ４］で表す。このとき、図１（ｂ）に示す四面体補間法で、四面体Ｔ０を使用して補間演算する場合、Ｃ版の色補正値Ｃｏｕｔは以下の数２により算出される。

このように、従来の補間演算では、ＬＵＴメモリのサイズが大きく、またＬＵＴ変換の回数が多くなることから、色補正処理の高速化が困難である。

図３（ａ）は、本発明に係る、格子点のデータ量の削減方法を説明する図である。図３（ａ）は、Ｃ版の格子点のデータ量を削減する例を示す。すなわち、本発明では、格子点Ｐ０’〜Ｐ３’（図２の格子点Ｐ０〜Ｐ３と同一の座標）には、図２の格子点Ｐ０〜Ｐ３に設定されているＣ’［ａ１］〜Ｃ’［ａ４］からＣａを減算した値（ΔＣ’［ａ１］〜ΔＣ’［ａ４］）を設定し、格子点Ｐ４’〜Ｐ７’（図２の格子点Ｐ４〜Ｐ７と同一の座標）には、図２の格子点Ｐ４〜Ｐ７に設定されているＣ’［ｂ１］〜Ｃ’［ｂ４］からＣｂを減算した値（ΔＣ’［ｂ１］〜ΔＣ’［ｂ４］）を設定する。

前述したように、本発明はＣＭＹの入力データを微調整したＣ’Ｍ’Ｙ’の出力データに色補正する場合を想定している。このような場合、ΔＣ’［ａ１］〜ΔＣ’［ａ４］はＣａと近い値をとり、ΔＣ’［ｂ１］〜ΔＣ’［ｂ４］はＣｂと近い値となるため、図３（ａ）のΔＣ’は、図２のＣ’よりもデータ量が少なくなる。図２のＣ’は８ビットサイズのデータであるのに対し、図３（ａ）のΔＣ’は、例えば５ビットサイズのデータとなり、格子点のデータ量が大幅に削減される。

図３（ｂ）〜（ｄ）は、シアン版のＣａ、マゼンタ版のＭａ、イエロー版のＹａを説明する図である。シアン版のＣａ（格子の境界面の色成分値）を説明すると、図３（ｂ）に示す斜線部は、図３（ａ）の格子点Ｐ０’、Ｐ１’、Ｐ２’、Ｐ３’により構成される平面を含む境界面１０１であり、境界面１０１とシアン成分軸との交点がＣａである。同様に、境界面１０１上の他の格子点Ｐｎ’には、図３（ａ）の他の格子点Ｐｎ’に設定されているＣ’からＣａを減算した値ΔＣ’が設定される。

マゼンタ版のＭａについても、図３（ｃ）に示す斜線部は、図３（ａ）の格子点Ｐ０’、Ｐ２’、Ｐ４’、Ｐ６’により構成される平面を含む境界面１０２であり、境界面１０２とマゼンタ成分軸との交点がＭａである。イエロー版のＹａは、図３（ａ）の格子点Ｐ０’、Ｐ１’、Ｐ４’、Ｐ５’により構成される平面を含む境界面１０３とイエロー成分軸との交点がＹａである。境界面１０２、１０３上の他の格子点には、シアン版で説明したと同様に値ΔＭ’、値ΔＹ’が設定される。

図３（ｂ）〜（ｄ）に示していないが、シアン版のＣｂ、マゼンタ版のＭｂ、イエロー版のＹｂについても同様に処理される。例えばシアン版のＣｂでは、図３（ａ）の格子点Ｐ４’、Ｐ５’、Ｐ６’、Ｐ７’により構成される平面を含む境界面とシアン成分軸との交点がＣｂとなり、境界面上の他の格子点には、図３（ａ）の他の格子点に設定されているＣ’からＣｂを減算した値ΔＣ’が設定される。

図３（ａ）に示すように各格子点に設定された格子点値と、入力データの下位５ビットのデータを用いて補間演算することにより出力データに変換する。前述した四面体補間法を用いて四面体Ｔ０が選択された場合の補間演算は、数３により算出し、シアン版の色補正結果Ｃｏｕｔ求める。

数３を一般化すると、Ｃｏｕｔ、Ｍｏｕｔ、Ｙｏｕｔは数４となる。

ただし、シアン版の入力値はＣａ〜Ｃｂの間にあり、マゼンタ版の入力値はＭａ〜Ｍｂの間にあり、イエロー版の入力値はＹａ〜Ｙｂの間にある。

ここで、Ｃｏｕｔ、Ｍｏｕｔ、Ｙｏｕｔは色補正結果、ΔＰｃ’はＣ軸方向の頂点Ｐ’の差分値、ΔＰｍ’はＭ軸方向の頂点Ｐ’の差分値、ΔＰｙ’はＹ軸方向の頂点Ｐ’の差分値、Δｃはシアン版入力の下位５ビット、Δｍはマゼンタ版入力の下位５ビット、Δｙはイエロー版入力の下位５ビットである。

図３（ｅ）は、図３（ａ）の格子点データ（第２の格子点データ）を格納したＬＵＴメモリの構成例を示す。図３（ｅ）では、各格子点データを５ビットで表現した場合において、ＣＭＹの３色の格子点データを１アドレス（同一の格子点アドレス）中に格納している。

図３（ｅ）のＬＵＴメモリにより、１５ビット入力（書き込みデータ（格子点データ））、１５ビット出力（読み出しデータ（格子点データ））のＬＵＴ変換機能を有するハードウェアを構成し、上記した四面体補間法を用いた場合、入力画像データの各画素について、４回のＬＵＴ変換（４回のメモリ参照）により色補正処理が可能となり、処理速度が向上する。

図４は、本発明の実施例１の画像処理装置の構成例を示す。図４において、２０１は操作部、２０２はＣＰＵ、２０３はメモリ、２０３ａはメモリ２０３に格納された第１の格子点データ、２０４はローカルバス、２０５は画像処理部、２０６は第２の格子点データを算出する第２の格子点データ算出部、２０７はＬＵＴメモリ、２０７ａはＬＵＴメモリに格納された第２の格子点データ、２０８はＬＵＴ変換部、２０９は補間演算部である。

ＣＰＵ２０２に接続されたメモリ２０３には、図２に示す第１の格子点データ２０３ａが保持されている。この第１の格子点データ２０３ａは、操作部２０１からの設定情報を基にその値を修正し、変更することができる。第２の格子点データ算出部２０６は、ローカルバス２０４を介して受信した第１の格子点データ２０３ａと格子の境界面の色成分値との差である第２の格子点データ２０７ａを算出し、ＬＵＴメモリ２０７へ蓄積した後、ＬＵＴ変換部２０８に設定する。ＬＵＴ変換部２０８は、画像ポートから入力されたＣＭＹＫの画像データにより指定された第２の格子点データ２０７ａを読み出し、補間演算部２０９は、読み出された第２の格子点データ２０７ａを用いて数４により補間演算を行い、画像ポートから色補正処理されたＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’（Ｋ＝Ｋ’）の画像データを出力する。

図５は、本発明の実施例２の画像処理装置の構成例を示す。実施例２では、実施例１の構成から第２の格子点データ算出部２０６を省略し、メモリ２０３に第２の格子点データ２０７ａを格納している。すなわち、格子点データが任意の固定値であるような用途では、メモリ２０３に第２の格子点データ２０７ａを保持できるので、第２の格子点データ算出部２０６における第２の格子点データの算出処理が省略可能となり、処理構成と演算処理が軽減される。

実施例２の構成は、後述するインクジェットプリンタの双方向印字における色差を低減する色補正処理において、色補正値が装置固有となり、ユーザーによる調整が不要な場合に用いることが可能である。なお、第２の格子点データの作成は、設計段階で作成したものを画像処理装置に組み込むことにより対応する。

図６（ａ）は、インクジェットプリンタ（画像形成装置）のヘッド周辺の構成を示す。インクジェットプリンタは、キャリッジ３０１上をヘッド３０２が走査するときに、ノズル列３０３からインクを吐出し、用紙３０５に画像を形成する。左側から右側にヘッド３０２が走査するのを往路３０６とした場合、往路での印字終了後、ヘッド３０２が左側に戻る動作中に、印字しない動作を片方向印字、戻る際にも印字する動作を双方向印字という。

図６（ｂ）は、インクジェットプリンタのヘッド周辺の断面を示す。ノズル列３０３は、ヘッド３０２の下側（用紙側）に配列していて、通常は垂直下方向にインクを吐出する。

図７（ａ）、（ｂ）は、双方向印字におけるインクの着弾順序を説明する図である。図７（ａ）は往路の例を示し、この場合、色２が下地となり、その上に色１が着弾される。図７（ｂ）は復路の例を示し、この場合、逆に色１が下地、色２がその上に着弾される。このように、往路、復路で着弾順序が入れ替わることにより、色差が発生する。

図７（ｃ）は、本発明をインクジェットプリンタの画像処理部に適用した場合の構成例を示す。色補正処理部４０１では、ＣＭＹＫの４色の入力データに対して、双方向色差を低減するための色補正処理を実施する。この色補正処理は、実施例１、２で説明した同一の色間での微調整処理であり、本発明の適用が可能である。

色補正処理は、以下の何れかの方法により実施する。
（１）往路用の画像データにのみ色補正処理を実施し、復路用の画像データは色補正処理を実施しない。
（２）復路用の画像データにのみ色補正処理を実施し、往路用の画像データは色補正処理を実施しない。
（３）往路、復路で異なる第２の格子点データを用いて色補正処理を実施する。

量子化処理部４０２は、色補正処理後のデータに対して量子化（階調処理）を実施した後、レンダリング処理部４０３はデータ出力順序などの処理を実行する。

図８は、本発明をプロジェクター装置（画像投影装置）の画像処理部に適用した場合の構成例を示す。画像信号入力装置５０１から入力されたＲＧＢ信号は、画像処理部５０２において解像度変換処理やフィルタ処理等の画像処理を行う。画像処理後のＲＧＢ信号に対して、画像補正部５０３では操作部５０８からの設定に従って、台形補正や色補正処理を実施する。画像補正部５０３における色補正処理は、色空間を用いた処理であり、ＲＧＢ信号を微調整してＲ’Ｇ’Ｂ’信号を出力する処理である。従って、本発明により第１の格子点データを第２の格子点データに変換して格子点データを削減することが可能となる。画像表示制御部５０４は、ランプ駆動部５０９により駆動されるＲＧＢの光源を、微調整されたＲ’Ｇ’Ｂ’信号により光変調することにより画像を生成し、光学投射機５０５によりスクリーンに画像を拡大投射する。

本発明は、前述した実施例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、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施例の機能を実現することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施例の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も含まれる。さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も含まれる。また、本発明の実施例の機能等を実現するためのプログラムは、ネットワークを介した通信によってサーバから提供されるものでも良い。

２０１操作部
２０２ＣＰＵ
２０３メモリ
２０３ａ第１の格子点データ
２０４ローカルバス
２０５画像処理部
２０６第２の格子点データ算出部
２０７ＬＵＴメモリ
２０７ａ第２の格子点データ
２０８ＬＵＴ変換部
２０９補間演算部

特開２００９−１５９４９３号公報

Claims

複数の色成分からなる第１の画像データを、前記色成分と同一の色成分からなる第２の画像データに色補正処理する画像処理装置であって、前記複数の色成分からなる色空間を複数の単位立方体に分割し、前記分割された各立方体の各格子点に設定された所定値を格納した第１の格納手段と、前記第１の格納手段に格納された第１の格子点値と、前記第１の格子点が位置する色座標に応じた色成分値との差（以下、第２の格子点値）を算出する算出手段と、前記算出された第２の格子点値を格子点毎に格納する第２の格納手段と、前記第２の格納手段を参照して、前記第１の画像データにより指定される前記第２の格子点値を読み出し、前記読み出された前記第２の格子点値を補間演算することにより前記第２の画像データを算出する補間演算手段を備えたことを特徴とする画像処理装置。
複数の色成分からなる第１の画像データを、前記色成分と同一の色成分からなる第２の画像データに色補正処理する画像処理装置であって、前記複数の色成分からなる色空間を複数の単位立方体に分割し、前記分割された各立方体の各格子点の所定値と、前記各格子点が位置する色座標に応じた色成分値との差（以下、第３の格子点値）を格子点毎に格納する第３の格納手段と、前記第３の格納手段を参照して、前記第１の画像データにより指定される前記第３の格子点値を読み出し、前記読み出された前記第３の格子点値を補間演算することにより前記第２の画像データを算出する補間演算手段を備えたことを特徴とする画像処理装置。
前記第２または第３の格納手段の同一の格子点アドレスに、前記複数の色成分の格子点値が格納されていることを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置を備えたことを特徴とする画像投影装置。
複数の色成分からなる第１の画像データを、前記色成分と同一の色成分からなる第２の画像データに色補正処理する画像処理方法であって、前記複数の色成分からなる色空間を複数の単位立方体に分割し、前記分割された各立方体の各格子点に設定された所定値を格納した第１の格納工程と、前記第１の格納工程に格納された第１の格子点値と、前記第１の格子点が位置する色座標に応じた色成分値との差（以下、第２の格子点値）を算出する算出工程と、前記算出された第２の格子点値を格子点毎に格納する第２の格納工程と、前記第２の格納工程を参照して、前記第１の画像データにより指定される前記第２の格子点値を読み出し、前記読み出された前記第２の格子点値を補間演算することにより前記第２の画像データを算出する補間演算工程を備えたことを特徴とする画像処理方法。
請求項６記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラム。
請求項６記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。