JP4046857B2 - 画像処理装置およびその方法、並びに、記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理装置およびその方法、並びに、記録媒体に関し、例えば変換テーブルに基づく補間演算処理により画像データに変換処理を施す画像処理装置およびその方法、並びに、記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カラープリンタなどを用いて画像出力を行う際には色変換が必要である。例えば、コンピュータのモニタに表示された画像を表すRGB画像データをカラーインクジェットプリンタで印刷する場合は、そのカラーインクジェットプリンタのインク色を表すCMYK信号に色変換する必要がある。その色変換方法の一つとして、古くから用いられているマトリクス演算がある。
【０００３】
しかし、周知のようにマトリクス演算を用いる色変換は、色再現性が充分ではないなどの欠点がある。例えば、モニタに表示された画像と印刷された画像との色合いをマッチングさせる場合、色変換特性を高精度にシミュレートすることが要求されるが、マトリクス演算を用いた色変換は、そのような要求を満たすことは到底できない。
【０００４】
そこで、予め色変換用の変換テーブルを用意し、その変換テーブルを基に、変換後の画像データを補間演算によって求めるルックアップテーブル補間方法がある。例えば「ディスプレイアンドイメージング」SCI, Volume 2, Number 1 (1993)の17頁から25頁には、近傍の八点のデータを参照して立方体補間を行う方法、近傍の六点のデータを参照してプリズム補間を行う方法、および、近傍の四点のデータを参照して四面体補間を行う方法などが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなルックアップテーブル(LUT)を用いた補間処理を行う場合、LUTのデータサイズが大きくなる不都合がある。例えば、出力画像データがCMYK四色の補間処理においては、変換テーブルを16分割にし、各格子点の色成分一色あたり8ビットのデータとすると、4×17×17×17 = 19652バイトのデータを必要とする。
【０００６】
また、さらなる高精細な画質を実現するカラーインクジェットプリンタにおいては、従来からのCMYK四色に濃度の薄いcmy三色を加えた七色のインクを使用する。このため、色変換のためのLUTのデータサイズは益々大きくなる。
【０００７】
本発明は、上述の問題を解決するためのものであり、画像データの変換処理に利用される変換テーブルの記憶容量を小さくすることができる画像処理装置およびその方法、並びに、記録媒体を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。
【０００９】
本発明にかかる画像処理装置は変換テーブルを用いた補間演算処理により色変換処理を行って複数の色成分データで示される出力画像データを生成する画像処理装置であって、各色成分の色成分データをそれぞれ同一の色成分ごとにまとめるとともに格子点番号順に並べた第一の並び順の変換テーブルを圧縮した圧縮変換テーブルデータを格納する格納手段と、前記圧縮変換テーブルデータを伸長する伸長手段と、伸長された前記第一の並び順の変換テーブルについて、同一の格子点番号に係る複数の色成分データを格子点データとしてまとめるとともに前記格子点データを格子点番号順に並べ替えることで第二の並び順の変換テーブルとする並べ替え手段と、前記第二の並び順の変換テーブルを用いた補間演算処理により色変換処理を行って前記出力画像データを生成する変換手段とを有し、前記格子点番号は、前記変換テーブルの格子点が対応する入力データの複数の色成分データそれぞれの大きさに応じて、前記変換テーブルを構成する複数の格子点のそれぞれに対して、順次、付加されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明にかかる画像処理方法は、変換テーブルを用いた補間演算処理により色変換処理を行って複数の色成分データで示される出力画像データを生成する画像処理方法であって、各色成分の色成分データをそれぞれ同一の色成分ごとにまとめるとともに格子点番号順に並べた第一の並び順の変換テーブルを圧縮した圧縮変換テーブルデータを伸長し、伸長された前記第一の並び順の変換テーブルについて、同一の格子点番号に係る複数の色成分データを格子点データとしてまとめるとともに前記格子点データを格子点番号順に並べ替えることで第二の並び順の変換テーブルとし、前記第二の並び順の変換テーブルを用いた補間演算処理により色変換処理を行って前記出力画像データを生成し、前記格子点番号は、前記変換テーブルの格子点が対応する入力データの複数の色成分データそれぞれの大きさに応じて、前記変換テーブルを構成する複数の格子点のそれぞれに対して、順次、付加されていることを特徴とする画像処理方法。
【００１２】
本発明にかかる記録媒体は変換テーブルを用いた補間演算処理により色変換処理を行って複数の色成分データで示される出力データを生成する画像処理のプログラムコードが記録された記録媒体であって、各色成分の色成分データをそれぞれ同一の色成分ごとにまとめるとともに格子点番号順に並べた第一の並び順の変換テーブルを圧縮した圧縮変換テーブルデータを伸長するステップのコードと、伸長された前記第一の並び順の変換テーブルについて、同一の格子点番号に係る複数の色成分データを格子点データとしてまとめるとともに前記格子点データを格子点番号順に並べ替えることで第二の並び順の変換テーブルとするステップのコードと、前記第二の並び順の変換テーブルを用いた補間演算処理により色変換処理を行って前記出力画像データを生成するステップのコードとを有し、前記格子点番号は、前記変換テーブルの格子点が対応する入力データの複数の色成分データそれぞれの大きさに応じて、前記変換テーブルを構成する複数の格子点のそれぞれに対して、順次、付加されていることを特徴とする記録媒体。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる一実施形態の画像処理装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
［第1実施形態］
図1は本発明にかかる画像処理装置の構成例を示す概略図である。
【００１５】
100は圧縮されたLUTデータが格納される圧縮データバッファである。101は圧縮されたLUTデータを伸長（復元）するデータ復元部である。102は復元されたLUTデータが格納されるLUTデータバッファである。103はLUTデータバッファ102に格納されたLUTデータに基づき、RGB入力画像データに補間演算を施してCMYK出力画像データを生成する色変換処理部である。
【００１６】
図6は色変換処理部103により実行される画像処理例を示すフローチャートである。ステップS11で、入力されたRGB画像データに基づき、その画像データが図2Aに示されるどの補間立体（小立方体）に属するかが判定され、その判定結果に基づき補間処理に必要な八つの格子点、つまり補間立体の頂点に対応する格子点番号が決定される。そして、ステップS12で、決定された格子点番号それぞれに対応する複数の格子点データ（CMYKデータ）がLUTデータバッファ102から読み出される。続いて、ステップS13で、読み出された複数の格子点データおよび入力画像データを用いて、CMYK各色成分ごとに立方体補間処理を行い、CMYK出力画像データが生成される。
【００１７】
LUTデータバッファ102には、図4に示すように、格子点番号の順番に同一の格子点に対応するCMYKデータの組が並べて格納されている。図4に示すようにデータを並べることにより、補間演算処理に必要な格子点データを簡単に読み出すことができる。本実施形態においては、一つの格子点データは4バイトからなるので、格子点番号iの格子点データは、LUTデータバッファ102の先頭アドレスから数えて4iバイト目から4バイトのデータを、LUTデータバッファ102から読み出すことにより、格子点番号iの格子点データを得ることができる。つまり、一つの格子点番号に対応する4バイトのCMYKデータを一度の読取動作で得ることができる。
【００１８】
データ復元部101および色変換処理部103は、例えばROMに格納されたプログラムをCPUに供給することで実現可能である。あるいは、本実施形態の画像処理は、パーソナルコンピュータなどにプログラムを供給することによりドライバとして実現することも可能である。それらの場合、LUTデータバッファ102は、CPUのワークメモリとして利用されるRAMなどの上に割り当てればよい。また、圧縮データバッファ100はROMやハードディスクなどの不揮発性メモリに格納すればよい。
【００１９】
なお、色変換処理部103へは、所定のインタフェイスを介して、イメージリーダ、フィルムリーダ、ディジタルスチルカメラまたはディジタルビデオカメラなどの画像入力デバイス、あるいは、磁気ディスクや光ディスクなどの記憶媒体を備えた記憶装置から入力画像データが入力される。また、色変換処理部103からは、所定のインタフェイスを介して、CRTやLCDのモニタ、プリンタ、フィルムレコーダなどの画像出力デバイス、あるいは、磁気ディスクや光ディスクなどの記憶媒体を備えた記憶装置へ出力画像データが出力される。また、上記の画像入出力デバイスや記憶装置が接続されたコンピュータ機器とネットワークインタフェイスカード(NIC)を介して画像データのやり取りを行うこともできる。そのようなネットワークとしては、Ethernet、FDDI(Fiber Distributed Data Interface)を用いるネットワーク、IEEE1394に規定されるシリアルバス、USB(Universal Serial Bus)などがあげられる。
【００２０】
以下では、式(1)から(4)に示すような、入力画像データの色空間RGBを出力画像データの色空間CMYKへ色変換する補色反転処理、並びに、100%の下色除去(UCR: Under Color Remove)処理を行うための、各色成分を分割した変換テーブルの作成方法を説明する。なお、各色成分のデータは8ビット（0から255）で表現されるものとする。
K = 255 - MAX(R, G, B) …(1)
C = (255 - R) - K …(2)
M = (255 - G) - K …(3)
Y = (255 - B) - K …(4)
ただし、関数MAX()は最大値を出力する
【００２１】
図2Aは変換テーブルの座標設定の一例を、図2Bは変換テーブルの各格子点の入力データの一例をそれぞれ示す。図2Bに示す各格子点のデータに一対一で対応する出力データを、式(1)から(4)に基づき求めると、図2Cに示すようになる。圧縮データバッファ100には、図2Cに示す格子点番号と出力データ(C,M,Y,K)の対応関係を表すLUTデータが圧縮されたものが格納されている。
【００２２】
圧縮データバッファ100に格納された圧縮されたLUTデータは、必要に応じて、データ復元部101により図4に示すようなLUTデータに復元され、LUTデータバッファ102に格納される。
【００２３】
図5はデータ復元部101が実行する処理例を示すフローチャートである。ステップS1で、効率的に圧縮するために図3に示すように並べられている圧縮されたLUTデータが、圧縮データバッファ100から読み出されて伸長される。伸長されたLUTデータは色成分ごとに格子点番号順にデータが並んでいるが、ステップS2で、このデータの並びが図4に示すように並べ替えられ、ステップS3で、並べ替えられたデータがLUTデータバッファ102に格納される。なお、LUTデータの圧縮方法は、例えば一般的に用いられているPackビット方式など、同一のデータが連続すると圧縮率が高くなるような圧縮方法を用いればよい。
【００２４】
ここで、圧縮データバッファ100に格納されているLUTデータは、図3に示すように、色成分ごとに格子点の番号順に並べられて圧縮されている。なお、図3は、CMYK各色の格子点データが125バイトであったものが、それぞれi、j、kおよびmバイトに圧縮されていることを示している。つまり、i < 125、j < 125、k < 125およびm < 125である。
【００２５】
色成分ごとに格子点の番号順にLUTデータを並べる利点は、例えば、格子点の番号120から124に着目すると、図2Cに示すように、この部分はY単色のイエロー(C,M,Y,K) = (0,0,255,0)からホワイト(C,M,Y,K) = (0,0,0,0)へ変化する部分であるから、Y色のみ零以外のデータが存在し、C、MおよびK色は零である。従って、格子点順に並べたC、MおよびK色のデータには零が連続し、圧縮効率を向上させることができる。
【００２６】
一般的に、出力画像データが一次色（シアン、マゼンタおよびイエロー）や、二次色（レッド、グリーンおよびブルー）で表現される部分は、墨成分Kが存在しないため、少なくともK色のデータは零が連続する。例えば、レッド(C,M,Y,K) = (0,255,255,0)からマゼンタ(C,M,Y,K) = (0,255,0,0)への遷移部分は、MおよびY色のデータで表現されるため、CおよびK色に関しては零が連続する。このような傾向は、補色反転および100%UCR処理の色変換処理に限らず、出現するものである。
【００２７】
従って、LUTデータを色成分ごとに格子点の番号順に並べて圧縮することにより、値が零であるデータが連続する場合が増す。つまり、C0、M0、Y0、K0、C1、M1、Y1、K1、C2、…のように格子点の番号順にLUTデータを並べて圧縮する場合に比べて、図3に示す本実施形態のLUTのデータの並べ方は、圧縮率を飛躍的に向上させることができ、圧縮されたLUTデータを格納する圧縮データバッファ101の記憶容量を節約することができる。
【００２８】
上記の説明では、入力色空間をRGB色空間、出力色空間をCMYK色空間としたが、CMYK四色の濃いインクと、薄いcmy三色のインクを採用するような高精細な印刷を目的としたカラーインクジェットプリンタのCMYKcmy色空間などにも、本実施形態を適用することができる。例えば、CMYKcmy色空間で画像を形成する場合、画像の高濃度部分は濃いCMYKインクで表現され、低濃度部分は薄いcmyインクで表現されることになる。従って、高濃度領域に対応する出力画像データはcmy色のデータが零になることが多く、逆に低濃度領域に対応する出力画像データはCMYK色のデータが零になることが多い。その結果、CMYKcmy色空間のLUTデータにおいては、零が連続する部分がCMYK色空間に比べてより多くなり、LUTデータの圧縮効率はさらに向上する。なお、本実施形態によれば、CMYKcmy色空間に限らず、色成分数の多い色空間への色変換を行う場合、そのLUTデータの圧縮効率を向上させることができる。
【００２９】
また、説明の簡略化するために、RGB色空間からCMYK色空間への変換を、補色変換（反転）処理および100%UCR処理により行う例に挙げたが、色変換の方法、すなわち各格子点における入力画像データと出力画像データとの関係はどんなものであってもよい。
【００３０】
さらに、色変換のための変換テーブルの補間方法は、立方体補間に限らず、1993年第24回画像工学コンファレンス論文集の347から350頁に示される三角柱補間、斜三角柱補間、または、特開平2-87192号公報に開示された四面体補間など、他の形状の補間体を利用する補間方法であってもよい。
【００３１】
また、圧縮データバッファ100に格納されるLUTデータは一つに限らず、圧縮データバッファ100をデータベース形式にすることで、複数の圧縮されたLUTデータを格納することができる。また、入出力画像データの色空間は、RGBおよびCMYKに限らず、YIQ、LabおよびXYZなどの色空間でも構わない。
【００３２】
各格子点の入力画像データに対する出力画像データを格子点ごとに格納すると、LUTデータが異なる色成分のデータの羅列になり、同じ値のデータの連続が少なくなるので、LUTデータの圧縮効率が極めて低くなる。さらに、複数のLUTデータをLUTデータベースとして記憶する場合には、その記憶部の記憶容量も膨大なものとなってしまうという欠点がある。これに対して、本実施形態によれば、各格子点の入力画像データに対する出力画像データを色成分ごとに格納するので、同じ値のデータを連続させることができる。従って、LUT補間演算処理を用いて画像データの変換処理を行う際に、LUTデータの圧縮効率を向上させ、LUTデータを記憶するための記憶容量を節約することが可能になる。
【００３３】
［第2実施形態］
以下、本発明にかかる第2実施形態の画像処理装置を説明する。なお、本実施形態において、第1実施形態と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００３４】
第2実施形態においては、第1実施形態に示した画像処理をプリンタドライバに適用する場合の処理を説明する。
【００３５】
昨今のプリンタにおいては、普通紙、光沢紙、光沢フィルムなど様々な特性をもつ記録媒体上に画像が形成されることを考慮する必要がある。これら特性の異なる記録媒体において良好な色再現を実現するためには、記録媒体の特性それぞれに対応する変換特性をもったLUTを用意する必要がある。
【００３６】
さらに、プリンタにより形成される画像には、写真やグラフィックスなど、好ましい色再現方法が異なる複数のオブジェクトが含まれていることがある。例えば、写真は階調性および色の連続性が重要であり、グラフィックスは鮮やかな色が好んで用いられる傾向があるので色を鮮やかに再現することが重要である。
【００３７】
従って、高品質の出力画像を得るためには、入力画像に含まれる各オブジェクトに適した変換特性を有するLUTを用意する必要がある。つまり、プリンタから高画質の出力画像を得るには、様々な条件に対応した非常にたくさんのLUTを用意することが必要である。また、一回のプリント動作において複数のLUTを使用することも必要である。
【００３８】
そこで、第1実施形態で説明したLUTデータの圧縮方法を用いて、複数のLUTを格納するのに必要なメモリの記憶容量を低減する。また、プリント指示に基づき、ユーザからマニュアル指示された画像形成条件に基づき選択された複数のLUTを伸長することにより、高速にLUTを切り換えることができるようにする。
【００３９】
図7は第2実施形態の処理の一例を示すフローチャートである。ステップS21でプリント命令が入力される。例えば、ユーザがアプリケーションソフトウェアに対して印刷指示を行うことにより、プリンタドライバにはプリント命令が入力される。
【００４０】
次に、ステップS22で、画像が形成される記録媒体の種類を示す記録媒体情報が入力される。記録媒体情報は、ユーザが印刷指示を行った際に表示されるプリンタドライバのユーザインタフェイスの一つである設定ダイアログによりユーザが選択した、あるいは、デフォルト設定の記録媒体の種類に対応する情報である。なお、プリンタに記録媒体の種類を識別する機能があれば、この機能により得られる識別結果を示す情報を記録媒体情報として利用することもできる。
【００４１】
次に、ステップS23で、入力された記録媒体情報に対応する圧縮されたLUTデータを圧縮データバッファ100から複数読み出す。読み出される複数の圧縮されたLUTデータは、記録媒体情報、および、例えば複数のオブジェクトの種類のそれぞれに対応している。そして、ステップS24で、圧縮されたLUTデータそれぞれに図5に示した処理が施され、処理されたデータがLUTデータバッファ102に格納される。
【００４２】
次に、ステップS25で、プリント命令に続いて入力される画像データに対してLUTを用いた色変換処理が行われる。色変換処理部103は、入力画像データに属するオブジェクトの種類を、入力画像データを解析することにより判定するとともに、その判定結果に応じたLUTを用いて入力画像データに色変換処理を施す。
【００４３】
このように、第2実施形態によれば、プリント命令とともに入力されるそのプリントにおける条件に対応する複数のLUTが復元され、復元されたデータはLUTデータバッファ102に格納されるので、LUTを圧縮して格納しておいても入力画像に適した複雑な色再現処理を効率的に行うことができる。
【００４４】
［第3実施形態］
以下、本発明にかかる第3実施形態の画像処理装置を説明する。なお、本実施形態において、第1実施形態と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００４５】
第3実施形態においては、LUTの変更処理を説明する。例えば、プリンタの特性は環境および経時により変換するので、プリンタドライバに第1実施形態で説明した画像処理を適用して常に高画質な出力画像を得ようとする場合は、プリンタ特性の変化に応じてLUTデータを変更する必要がある。
【００４６】
LUTデータを変更させる技術にキャリブレーションがある。キャリブレーションによるLUTデータの作成は、プリンタに複数の色パッチを形成させ、得られた色パッチを測色して、その測色結果に基づきLUTデータを作成するものである。
【００４７】
第3実施形態においては、キャリブレーションにより作成されたLUTデータを、図5に示す処理の逆処理に相当する処理を用いて、圧縮データバッファ100に格納する。すなわち、キャリブレーションにより作成される図4に示すようなLUTデータを、色成分ごとに格子点番号順に並べ替え、そして圧縮することにより図3に示すような圧縮されたLUTデータを作成して、圧縮データバッファ100に格納する。
【００４８】
なお、LUTデータの変更処理だけではなく、LUTデータを追加する場合も第3実施形態を適用することができる。
【００４９】
【他の実施形態】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００５０】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェ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（または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、達成されることは言うまでもない。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形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。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、前述した実施形態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形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００５１】
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カ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、その機能拡張カ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形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像データの変換処理に利用される変換テーブルの記憶容量を小さくすることができる画像処理装置およびその方法、並びに、記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる一実施形態の画像処理装置の一例を示すブロック図、
【図２Ａ】変換テーブルの座標設定の一例を示す図、
【図２Ｂ】変換テーブルの各格子点の入力データの一例を示す図、
【図２Ｃ】変換テーブルの各格子点の出力データの一例を示す図、
【図３】圧縮される変換テーブルデータのデータの並べ方を示す図、
【図４】 LUTデータバッファに格納されるデータの形態例を示す図、
【図５】データ復元部により実行される処理例を示すフローチャート、
【図６】色変換処理部により実行される画像処理例を示すフローチャート、
【図７】第2実施形態の処理の一例を示すフローチャートである。
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理装置およびその方法、並びに、記録媒体に関し、例えば変換テーブルに基づく補間演算処理により画像データに変換処理を施す画像処理装置およびその方法、並びに、記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カラープリンタなどを用いて画像出力を行う際には色変換が必要である。例えば、コンピュータのモニタに表示された画像を表すRGB画像データをカラーインクジェットプリンタで印刷する場合は、そのカラーインクジェットプリンタのインク色を表すCMYK信号に色変換する必要がある。その色変換方法の一つとして、古くから用いられているマトリクス演算がある。
【０００３】
しかし、周知のようにマトリクス演算を用いる色変換は、色再現性が充分ではないなどの欠点がある。例えば、モニタに表示された画像と印刷された画像との色合いをマッチングさせる場合、色変換特性を高精度にシミュレートすることが要求されるが、マトリクス演算を用いた色変換は、そのような要求を満たすことは到底できない。
【０００４】
そこで、予め色変換用の変換テーブルを用意し、その変換テーブルを基に、変換後の画像データを補間演算によって求めるルックアップテーブル補間方法がある。例えば「ディスプレイアンドイメージング」SCI, Volume 2, Number 1 (1993)の17頁から25頁には、近傍の八点のデータを参照して立方体補間を行う方法、近傍の六点のデータを参照してプリズム補間を行う方法、および、近傍の四点のデータを参照して四面体補間を行う方法などが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなルックアップテーブル(LUT)を用いた補間処理を行う場合、LUTのデータサイズが大きくなる不都合がある。例えば、出力画像データがCMYK四色の補間処理においては、変換テーブルを16分割にし、各格子点の色成分一色あたり8ビットのデータとすると、4×17×17×17 = 19652バイトのデータを必要とする。
【０００６】
また、さらなる高精細な画質を実現するカラーインクジェットプリンタにおいては、従来からのCMYK四色に濃度の薄いcmy三色を加えた七色のインクを使用する。このため、色変換のためのLUTのデータサイズは益々大きくなる。
【０００７】
本発明は、上述の問題を解決するためのものであり、画像データの変換処理に利用される変換テーブルの記憶容量を小さくすることができる画像処理装置およびその方法、並びに、記録媒体を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。
【０００９】
本発明にかかる画像処理装置は変換テーブルを用いた補間演算処理により色変換処理を行って複数の色成分データで示される出力画像データを生成する画像処理装置であって、各色成分の色成分データをそれぞれ同一の色成分ごとにまとめるとともに格子点番号順に並べた第一の並び順の変換テーブルを圧縮した圧縮変換テーブルデータを格納する格納手段と、前記圧縮変換テーブルデータを伸長する伸長手段と、伸長された前記第一の並び順の変換テーブルについて、同一の格子点番号に係る複数の色成分データを格子点データとしてまとめるとともに前記格子点データを格子点番号順に並べ替えることで第二の並び順の変換テーブルとする並べ替え手段と、前記第二の並び順の変換テーブルを用いた補間演算処理により色変換処理を行って前記出力画像データを生成する変換手段とを有し、前記格子点番号は、前記変換テーブルの格子点が対応する入力データの複数の色成分データそれぞれの大きさに応じて、前記変換テーブルを構成する複数の格子点のそれぞれに対して、順次、付加されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明にかかる画像処理方法は、変換テーブルを用いた補間演算処理により色変換処理を行って複数の色成分データで示される出力画像データを生成する画像処理方法であって、各色成分の色成分データをそれぞれ同一の色成分ごとにまとめるとともに格子点番号順に並べた第一の並び順の変換テーブルを圧縮した圧縮変換テーブルデータを伸長し、伸長された前記第一の並び順の変換テーブルについて、同一の格子点番号に係る複数の色成分データを格子点データとしてまとめるとともに前記格子点データを格子点番号順に並べ替えることで第二の並び順の変換テーブルとし、前記第二の並び順の変換テーブルを用いた補間演算処理により色変換処理を行って前記出力画像データを生成し、前記格子点番号は、前記変換テーブルの格子点が対応する入力データの複数の色成分データそれぞれの大きさに応じて、前記変換テーブルを構成する複数の格子点のそれぞれに対して、順次、付加されていることを特徴とする画像処理方法。
【００１２】
本発明にかかる記録媒体は変換テーブルを用いた補間演算処理により色変換処理を行って複数の色成分データで示される出力データを生成する画像処理のプログラムコードが記録された記録媒体であって、各色成分の色成分データをそれぞれ同一の色成分ごとにまとめるとともに格子点番号順に並べた第一の並び順の変換テーブルを圧縮した圧縮変換テーブルデータを伸長するステップのコードと、伸長された前記第一の並び順の変換テーブルについて、同一の格子点番号に係る複数の色成分データを格子点データとしてまとめるとともに前記格子点データを格子点番号順に並べ替えることで第二の並び順の変換テーブルとするステップのコードと、前記第二の並び順の変換テーブルを用いた補間演算処理により色変換処理を行って前記出力画像データを生成するステップのコードとを有し、前記格子点番号は、前記変換テーブルの格子点が対応する入力データの複数の色成分データそれぞれの大きさに応じて、前記変換テーブルを構成する複数の格子点のそれぞれに対して、順次、付加されていることを特徴とする記録媒体。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる一実施形態の画像処理装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
［第1実施形態］
図1は本発明にかかる画像処理装置の構成例を示す概略図である。
【００１５】
100は圧縮されたLUTデータが格納される圧縮データバッファである。101は圧縮されたLUTデータを伸長（復元）するデータ復元部である。102は復元されたLUTデータが格納されるLUTデータバッファである。103はLUTデータバッファ102に格納されたLUTデータに基づき、RGB入力画像データに補間演算を施してCMYK出力画像データを生成する色変換処理部である。
【００１６】
図6は色変換処理部103により実行される画像処理例を示すフローチャートである。ステップS11で、入力されたRGB画像データに基づき、その画像データが図2Aに示されるどの補間立体（小立方体）に属するかが判定され、その判定結果に基づき補間処理に必要な八つの格子点、つまり補間立体の頂点に対応する格子点番号が決定される。そして、ステップS12で、決定された格子点番号それぞれに対応する複数の格子点データ（CMYKデータ）がLUTデータバッファ102から読み出される。続いて、ステップS13で、読み出された複数の格子点データおよび入力画像データを用いて、CMYK各色成分ごとに立方体補間処理を行い、CMYK出力画像データが生成される。
【００１７】
LUTデータバッファ102には、図4に示すように、格子点番号の順番に同一の格子点に対応するCMYKデータの組が並べて格納されている。図4に示すようにデータを並べることにより、補間演算処理に必要な格子点データを簡単に読み出すことができる。本実施形態においては、一つの格子点データは4バイトからなるので、格子点番号iの格子点データは、LUTデータバッファ102の先頭アドレスから数えて4iバイト目から4バイトのデータを、LUTデータバッファ102から読み出すことにより、格子点番号iの格子点データを得ることができる。つまり、一つの格子点番号に対応する4バイトのCMYKデータを一度の読取動作で得ることができる。
【００１８】
データ復元部101および色変換処理部103は、例えばROMに格納されたプログラムをCPUに供給することで実現可能である。あるいは、本実施形態の画像処理は、パーソナルコンピュータなどにプログラムを供給することによりドライバとして実現することも可能である。それらの場合、LUTデータバッファ102は、CPUのワークメモリとして利用されるRAMなどの上に割り当てればよい。また、圧縮データバッファ100はROMやハードディスクなどの不揮発性メモリに格納すればよい。
【００１９】
なお、色変換処理部103へは、所定のインタフェイスを介して、イメージリーダ、フィルムリーダ、ディジタルスチルカメラまたはディジタルビデオカメラなどの画像入力デバイス、あるいは、磁気ディスクや光ディスクなどの記憶媒体を備えた記憶装置から入力画像データが入力される。また、色変換処理部103からは、所定のインタフェイスを介して、CRTやLCDのモニタ、プリンタ、フィルムレコーダなどの画像出力デバイス、あるいは、磁気ディスクや光ディスクなどの記憶媒体を備えた記憶装置へ出力画像データが出力される。また、上記の画像入出力デバイスや記憶装置が接続されたコンピュータ機器とネットワークインタフェイスカード(NIC)を介して画像データのやり取りを行うこともできる。そのようなネットワークとしては、Ethernet、FDDI(Fiber Distributed Data Interface)を用いるネットワーク、IEEE1394に規定されるシリアルバス、USB(Universal Serial Bus)などがあげられる。
【００２０】
以下では、式(1)から(4)に示すような、入力画像データの色空間RGBを出力画像データの色空間CMYKへ色変換する補色反転処理、並びに、100%の下色除去(UCR: Under Color Remove)処理を行うための、各色成分を分割した変換テーブルの作成方法を説明する。なお、各色成分のデータは8ビット（0から255）で表現されるものとする。
K = 255 - MAX(R, G, B) …(1)
C = (255 - R) - K …(2)
M = (255 - G) - K …(3)
Y = (255 - B) - K …(4)
ただし、関数MAX()は最大値を出力する
【００２１】
図2Aは変換テーブルの座標設定の一例を、図2Bは変換テーブルの各格子点の入力データの一例をそれぞれ示す。図2Bに示す各格子点のデータに一対一で対応する出力データを、式(1)から(4)に基づき求めると、図2Cに示すようになる。圧縮データバッファ100には、図2Cに示す格子点番号と出力データ(C,M,Y,K)の対応関係を表すLUTデータが圧縮されたものが格納されている。
【００２２】
圧縮データバッファ100に格納された圧縮されたLUTデータは、必要に応じて、データ復元部101により図4に示すようなLUTデータに復元され、LUTデータバッファ102に格納される。
【００２３】
図5はデータ復元部101が実行する処理例を示すフローチャートである。ステップS1で、効率的に圧縮するために図3に示すように並べられている圧縮されたLUTデータが、圧縮データバッファ100から読み出されて伸長される。伸長されたLUTデータは色成分ごとに格子点番号順にデータが並んでいるが、ステップS2で、このデータの並びが図4に示すように並べ替えられ、ステップS3で、並べ替えられたデータがLUTデータバッファ102に格納される。なお、LUTデータの圧縮方法は、例えば一般的に用いられているPackビット方式など、同一のデータが連続すると圧縮率が高くなるような圧縮方法を用いればよい。
【００２４】
ここで、圧縮データバッファ100に格納されているLUTデータは、図3に示すように、色成分ごとに格子点の番号順に並べられて圧縮されている。なお、図3は、CMYK各色の格子点データが125バイトであったものが、それぞれi、j、kおよびmバイトに圧縮されていることを示している。つまり、i < 125、j < 125、k < 125およびm < 125である。
【００２５】
色成分ごとに格子点の番号順にLUTデータを並べる利点は、例えば、格子点の番号120から124に着目すると、図2Cに示すように、この部分はY単色のイエロー(C,M,Y,K) = (0,0,255,0)からホワイト(C,M,Y,K) = (0,0,0,0)へ変化する部分であるから、Y色のみ零以外のデータが存在し、C、MおよびK色は零である。従って、格子点順に並べたC、MおよびK色のデータには零が連続し、圧縮効率を向上させることができる。
【００２６】
一般的に、出力画像データが一次色（シアン、マゼンタおよびイエロー）や、二次色（レッド、グリーンおよびブルー）で表現される部分は、墨成分Kが存在しないため、少なくともK色のデータは零が連続する。例えば、レッド(C,M,Y,K) = (0,255,255,0)からマゼンタ(C,M,Y,K) = (0,255,0,0)への遷移部分は、MおよびY色のデータで表現されるため、CおよびK色に関しては零が連続する。このような傾向は、補色反転および100%UCR処理の色変換処理に限らず、出現するものである。
【００２７】
従って、LUTデータを色成分ごとに格子点の番号順に並べて圧縮することにより、値が零であるデータが連続する場合が増す。つまり、C0、M0、Y0、K0、C1、M1、Y1、K1、C2、…のように格子点の番号順にLUTデータを並べて圧縮する場合に比べて、図3に示す本実施形態のLUTのデータの並べ方は、圧縮率を飛躍的に向上させることができ、圧縮されたLUTデータを格納する圧縮データバッファ101の記憶容量を節約することができる。
【００２８】
上記の説明では、入力色空間をRGB色空間、出力色空間をCMYK色空間としたが、CMYK四色の濃いインクと、薄いcmy三色のインクを採用するような高精細な印刷を目的としたカラーインクジェットプリンタのCMYKcmy色空間などにも、本実施形態を適用することができる。例えば、CMYKcmy色空間で画像を形成する場合、画像の高濃度部分は濃いCMYKインクで表現され、低濃度部分は薄いcmyインクで表現されることになる。従って、高濃度領域に対応する出力画像データはcmy色のデータが零になることが多く、逆に低濃度領域に対応する出力画像データはCMYK色のデータが零になることが多い。その結果、CMYKcmy色空間のLUTデータにおいては、零が連続する部分がCMYK色空間に比べてより多くなり、LUTデータの圧縮効率はさらに向上する。なお、本実施形態によれば、CMYKcmy色空間に限らず、色成分数の多い色空間への色変換を行う場合、そのLUTデータの圧縮効率を向上させることができる。
【００２９】
また、説明の簡略化するために、RGB色空間からCMYK色空間への変換を、補色変換（反転）処理および100%UCR処理により行う例に挙げたが、色変換の方法、すなわち各格子点における入力画像データと出力画像データとの関係はどんなものであってもよい。
【００３０】
さらに、色変換のための変換テーブルの補間方法は、立方体補間に限らず、1993年第24回画像工学コンファレンス論文集の347から350頁に示される三角柱補間、斜三角柱補間、または、特開平2-87192号公報に開示された四面体補間など、他の形状の補間体を利用する補間方法であってもよい。
【００３１】
また、圧縮データバッファ100に格納されるLUTデータは一つに限らず、圧縮データバッファ100をデータベース形式にすることで、複数の圧縮されたLUTデータを格納することができる。また、入出力画像データの色空間は、RGBおよびCMYKに限らず、YIQ、LabおよびXYZなどの色空間でも構わない。
【００３２】
各格子点の入力画像データに対する出力画像データを格子点ごとに格納すると、LUTデータが異なる色成分のデータの羅列になり、同じ値のデータの連続が少なくなるので、LUTデータの圧縮効率が極めて低くなる。さらに、複数のLUTデータをLUTデータベースとして記憶する場合には、その記憶部の記憶容量も膨大なものとなってしまうという欠点がある。これに対して、本実施形態によれば、各格子点の入力画像データに対する出力画像データを色成分ごとに格納するので、同じ値のデータを連続させることができる。従って、LUT補間演算処理を用いて画像データの変換処理を行う際に、LUTデータの圧縮効率を向上させ、LUTデータを記憶するための記憶容量を節約することが可能になる。
【００３３】
［第2実施形態］
以下、本発明にかかる第2実施形態の画像処理装置を説明する。なお、本実施形態において、第1実施形態と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００３４】
第2実施形態においては、第1実施形態に示した画像処理をプリンタドライバに適用する場合の処理を説明する。
【００３５】
昨今のプリンタにおいては、普通紙、光沢紙、光沢フィルムなど様々な特性をもつ記録媒体上に画像が形成されることを考慮する必要がある。これら特性の異なる記録媒体において良好な色再現を実現するためには、記録媒体の特性それぞれに対応する変換特性をもったLUTを用意する必要がある。
【００３６】
さらに、プリンタにより形成される画像には、写真やグラフィックスなど、好ましい色再現方法が異なる複数のオブジェクトが含まれていることがある。例えば、写真は階調性および色の連続性が重要であり、グラフィックスは鮮やかな色が好んで用いられる傾向があるので色を鮮やかに再現することが重要である。
【００３７】
従って、高品質の出力画像を得るためには、入力画像に含まれる各オブジェクトに適した変換特性を有するLUTを用意する必要がある。つまり、プリンタから高画質の出力画像を得るには、様々な条件に対応した非常にたくさんのLUTを用意することが必要である。また、一回のプリント動作において複数のLUTを使用することも必要である。
【００３８】
そこで、第1実施形態で説明したLUTデータの圧縮方法を用いて、複数のLUTを格納するのに必要なメモリの記憶容量を低減する。また、プリント指示に基づき、ユーザからマニュアル指示された画像形成条件に基づき選択された複数のLUTを伸長することにより、高速にLUTを切り換えることができるようにする。
【００３９】
図7は第2実施形態の処理の一例を示すフローチャートである。ステップS21でプリント命令が入力される。例えば、ユーザがアプリケーションソフトウェアに対して印刷指示を行うことにより、プリンタドライバにはプリント命令が入力される。
【００４０】
次に、ステップS22で、画像が形成される記録媒体の種類を示す記録媒体情報が入力される。記録媒体情報は、ユーザが印刷指示を行った際に表示されるプリンタドライバのユーザインタフェイスの一つである設定ダイアログによりユーザが選択した、あるいは、デフォルト設定の記録媒体の種類に対応する情報である。なお、プリンタに記録媒体の種類を識別する機能があれば、この機能により得られる識別結果を示す情報を記録媒体情報として利用することもできる。
【００４１】
次に、ステップS23で、入力された記録媒体情報に対応する圧縮されたLUTデータを圧縮データバッファ100から複数読み出す。読み出される複数の圧縮されたLUTデータは、記録媒体情報、および、例えば複数のオブジェクトの種類のそれぞれに対応している。そして、ステップS24で、圧縮されたLUTデータそれぞれに図5に示した処理が施され、処理されたデータがLUTデータバッファ102に格納される。
【００４２】
次に、ステップS25で、プリント命令に続いて入力される画像データに対してLUTを用いた色変換処理が行われる。色変換処理部103は、入力画像データに属するオブジェクトの種類を、入力画像データを解析することにより判定するとともに、その判定結果に応じたLUTを用いて入力画像データに色変換処理を施す。
【００４３】
このように、第2実施形態によれば、プリント命令とともに入力されるそのプリントにおける条件に対応する複数のLUTが復元され、復元されたデータはLUTデータバッファ102に格納されるので、LUTを圧縮して格納しておいても入力画像に適した複雑な色再現処理を効率的に行うことができる。
【００４４】
［第3実施形態］
以下、本発明にかかる第3実施形態の画像処理装置を説明する。なお、本実施形態において、第1実施形態と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００４５】
第3実施形態においては、LUTの変更処理を説明する。例えば、プリンタの特性は環境および経時により変換するので、プリンタドライバに第1実施形態で説明した画像処理を適用して常に高画質な出力画像を得ようとする場合は、プリンタ特性の変化に応じてLUTデータを変更する必要がある。
【００４６】
LUTデータを変更させる技術にキャリブレーションがある。キャリブレーションによるLUTデータの作成は、プリンタに複数の色パッチを形成させ、得られた色パッチを測色して、その測色結果に基づきLUTデータを作成するものである。
【００４７】
第3実施形態においては、キャリブレーションにより作成されたLUTデータを、図5に示す処理の逆処理に相当する処理を用いて、圧縮データバッファ100に格納する。すなわち、キャリブレーションにより作成される図4に示すようなLUTデータを、色成分ごとに格子点番号順に並べ替え、そして圧縮することにより図3に示すような圧縮されたLUTデータを作成して、圧縮データバッファ100に格納する。
【００４８】
なお、LUTデータの変更処理だけではなく、LUTデータを追加する場合も第3実施形態を適用することができる。
【００４９】
【他の実施形態】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００５０】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェ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（または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、達成されることは言うまでもない。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形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。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、前述した実施形態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形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００５１】
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カ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、その機能拡張カ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形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像データの変換処理に利用される変換テーブルの記憶容量を小さくすることができる画像処理装置およびその方法、並びに、記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる一実施形態の画像処理装置の一例を示すブロック図、
【図２Ａ】変換テーブルの座標設定の一例を示す図、
【図２Ｂ】変換テーブルの各格子点の入力データの一例を示す図、
【図２Ｃ】変換テーブルの各格子点の出力データの一例を示す図、
【図３】圧縮される変換テーブルデータのデータの並べ方を示す図、
【図４】 LUTデータバッファに格納されるデータの形態例を示す図、
【図５】データ復元部により実行される処理例を示すフローチャート、
【図６】色変換処理部により実行される画像処理例を示すフローチャート、
【図７】第2実施形態の処理の一例を示すフローチャートである。
Claims (4)
- 変換テーブルを用いた補間演算処理により色変換処理を行って複数の色成分データで示される出力画像データを生成する画像処理装置であって、
各色成分の色成分データをそれぞれ同一の色成分ごとにまとめるとともに格子点番号順に並べた第一の並び順の変換テーブルを圧縮した圧縮変換テーブルデータを格納する格納手段と、
前記圧縮変換テーブルデータを伸長する伸長手段と、
伸長された前記第一の並び順の変換テーブルについて、同一の格子点番号に係る複数の色成分データを格子点データとしてまとめるとともに前記格子点データを格子点番号順に並べ替えることで第二の並び順の変換テーブルとする並べ替え手段と、
前記第二の並び順の変換テーブルを用いた補間演算処理により色変換処理を行って前記出力画像データを生成する変換手段とを有し、
前記格子点番号は、前記変換テーブルの格子点が対応する入力データの複数の色成分データそれぞれの大きさに応じて、前記変換テーブルを構成する複数の格子点のそれぞれに対して、順次、付加されていることを特徴とする画像処理装置。 - 前記色変換処理は補色変換および下色除去処理を含むことを特徴とする請求項１に記載された画像処理装置。
- 変換テーブルを用いた補間演算処理により色変換処理を行って複数の色成分データで示される出力画像データを生成する画像処理方法であって、
各色成分の色成分データをそれぞれ同一の色成分ごとにまとめるとともに格子点番号順に並べた第一の並び順の変換テーブルを圧縮した圧縮変換テーブルデータを伸長し、
伸長された前記第一の並び順の変換テーブルについて、同一の格子点番号に係る複数の色成分データを格子点データとしてまとめるとともに前記格子点データを格子点番号順に並べ替えることで第二の並び順の変換テーブルとし、
前記第二の並び順の変換テーブルを用いた補間演算処理により色変換処理を行って前記出力画像データを生成し、
前記格子点番号は、前記変換テーブルの格子点が対応する入力データの複数の色成分データそれぞれの大きさに応じて、前記変換テーブルを構成する複数の格子点のそれぞれに対して、順次、付加されていることを特徴とする画像処理方法。 - 変換テーブルを用いた補間演算処理により色変換処理を行って複数の色成分データで示される出力データを生成する画像処理のプログラムコードが記録された記録媒体であって、
各色成分の色成分データをそれぞれ同一の色成分ごとにまとめるとともに格子点番号順に並べた第一の並び順の変換テーブルを圧縮した圧縮変換テーブルデータを伸長するステップのコードと、
伸長された前記第一の並び順の変換テーブルについて、同一の格子点番号に係る複数の色成分データを格子点データとしてまとめるとともに前記格子点データを格子点番号順に並べ替えることで第二の並び順の変換テーブルとするステップのコードと、
前記第二の並び順の変換テーブルを用いた補間演算処理により色変換処理を行って前記出力画像データを生成するステップのコードとを有し、
前記格子点番号は、前記変換テーブルの格子点が対応する入力データの複数の色成分データそれぞれの大きさに応じて、前記変換テーブルを構成する複数の格子点のそれぞれに対して、順次、付加されていることを特徴とする記録媒体。
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