JP4295465B2

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Publication number: JP4295465B2
Application number: JP2002070128A
Authority: JP
Inventors: 賢二深沢; 真藤野; 至宏中見
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2022-03-14
Also published as: JP2002344763A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像ファイルに対して画像処理を施す画像処理装置および画像処理プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、様々な色空間に基づく画像データが、コンピュータ、プリンタ、ディジタルスチルカメラといった画像データの処理装置において用いられている。例えば、コンピュータでは、通常、モニタに出力することを前提としてＲＧＢ色空間に基づく画像データが用いられており、ディジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）では、生成した画像データをＪＰＥＧ形式にて圧縮して保存するため、データ圧縮に適当なＹＣｂＣｒ色空間に基づく画像データが用いられている。したがって、例えば、ＤＳＣにて生成した画像データをコンピュータにて処理する際には、画像データの色空間を、ＹＣｂＣｒ色空間からＲＧＢ色空間に変換する必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像データの色空間を第１の色空間（ＹＣｂＣｒ）から第２の色空間（ＲＧＢ）へ変換すると、第１の色空間では等間隔に並んでいた色彩値が、第２の色空間では必ずしも等間隔に並ばないことがあるため、変換後の画像データの階調数（表色数）が変換前の画像データの階調数（表色数）と比べて減少してしまうという問題があった。階調数が減少すると、再現することができる色数が減少するため、画像データの色彩を正確に表現することができず、階調飛びのある出力画像しか得られないという問題が発生する。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、画像処理変換の前後を通して画像データの階調数、表色数を維持することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題を解決するために本発明の第１の態様は、画像データに対して画像処理を実行する画像処理装置を提供する。本発明の第１の態様に係る画像処理装置は、第１の色座標系における表色系であって、第１の色数を表色可能な第１の表色系の画像データを、第２の色座標系における表色系であって、前記第１の色数よりも多い第２の色数を表色可能な第２の表色系の画像データへ、マトリクス演算により変換する色変換手段と、前記第２の表色系において前記変換された画像データに対して画像処理を実行する画像処理手段と、前記画像処理が施された画像データの表色数を低減させる表色数低減手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明の第１の態様に係る画像処理装置によれば、第１の色座標系における第１の色数を表色可能な第１の表色系の画像データを、第２の色座標系における第１の色数よりも多い第２の色数を表色可能な第２の表色系の画像データへ、マトリクス演算により変換することができるので、異なる色座標系間において色変換処理を実行した場合であっても色変換処理（画像処理）の前後を通して画像データの階調数、表色数を維持することができる。
【０００７】
本発明の第１の態様に係る画像処理装置において、前記画像処理手段により実行される画像処理には、ガンマ補正処理が含まれても良く、第２のマトリクス演算を用いた色変換処理が含まれても良い。
【０００８】
本発明の第１の態様に係る画像処理装置において、前記第１の表色系はＹＣＣ表色系であり、前記第２の表色系はｓＲＧＢ表色系であっても良く、あるいは、前記第１の表色系はＹＣＣ表色系であり、前記第２の表色系はｓＲＧＢ表色系よりも広い表色域を有するｗＲＧＢ表色系であっても良い。いずれの場合にも色変換後も第１の色数は維持され、特に、ｗＲＧＢ表色系が用いられる場合には、ｓＲＧＢ表色系では表色されない負の色彩値についても表色することができる。
【０００９】
本発明の第１の態様に係る画像処理装置において、前記第２の表色系の第２の色数には、前記色変換手段によって前記第１の表色系から前記第２の表色系に変換された画像データに含まれている負値によって表現される色数が含まれても良い。かかる場合には、第１の表色系から第２の表色系へと変換された画像データに負値が含まれている場合であっても、負値によって表現される色彩値を欠落することなく表色することができる。
【００１０】
本発明の第２の態様は、画像データに対して画像処理を実行する画像処理装置を提供する。本発明の第１の態様に係る画像処理装置は、第１の有効数字を有する整数値で表される前記画像データの色彩値を、前記第１の有効数字の桁数よりも多い桁数を有する第１の値に変更する第１の画像処理手段と、前記第１の画像処理手段による色彩値の変更に伴う前記画像データの階調数の減少を防止する階調数減少防止手段と、前記第１の値を有する画像データの色彩値を前記第１の値から、画像出力結果に反映される第２の値に変更する第２の画像処理手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第２の態様に係る画像処理装置によれば、第１の値への色彩値の変更に伴う画像データの階調数の減少を防止し、第１の値を有する画像データの色彩値を第１の値から、画像出力結果に反映される第２の値に変更するので、画像処理変換の前後を通して画像データの階調数、表現色数を維持することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様に係る画像処理装置において、前記階調数減少防止手段は、前記第１の有効数字の桁数よりも多い桁数まで前記第１の値の有効数字を設定することにより、前記画像データの階調数の減少を防止しても良い。かかる場合には、異なる複数の第１の有効数字を有する整数値が同一の第１の値を取った場合であっても、有効数字の桁数が増加するので元の階調数を維持することができる。なお、前記階調数減少防止手段によって階調数の減少が防止された画像データのデータサイズは、前記第１の有効数字を有する整数値で表される画像データのデータサイズよりも大きくても良い。画像データの有効数字の桁数が増加するので、画像データのデータサイズは増加する。
【００１３】
本発明の第２の態様に係る画像処理装置において、前記第１の画像処理手段は、前記画像データの色空間を第１の色空間から第２の色空間に変換する色空間変換手段であっても良い。また、前記色空間変換手段は、前記画像データの色空間をＹＣｂＣｒ色空間からＲＧＢ色空間へ変換し、前記第１の有効数字を有する整数値で表される前記画像データの色彩値を、小数点を含む前記第１の値に変更しても良い。有効数字の桁数を増加させることにより、第１の値が小数点を含む場合であっても、階調数を維持することができる。
【００１４】
本発明の第３の態様は、画像データに対して画像処理を実行する画像処理装置を提供する。本発明の第３の態様に係る画像処理装置は、前記画像データの階調数を第１の階調数から第２の階調数に増加させると共に、画像データの色空間をＹＣｂＣｒ色空間からｓＲＧＢ色空間に変換する第１の色空間変換手段と、前記色空間が変換された画像データに対してガンマ補正処理を実行するガンマ補正手段と、前記ガンマ補正処理が実行された画像データの色空間をｓＲＧＢ色空間からｓＲＧＢ色空間よりも広い定義領域を有するｗＲＧＢ色空間に変換する第２の色空間変換手段と、前記色空間が変換された画像データの階調数を前記第２の階調数から前記第１の階調数に戻す階調数低減手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第３の態様に係る画像処理装置によれば、画像データの階調数を第１の階調数から第２の階調数に増加させつつ、画像データの色空間をＹＣｂＣｒ色空間からｓＲＧＢ色空間に変換するので、画像処理変換の前後を通して画像データの階調数、表現色数を維持することができる。
【００１６】
本発明の第３の態様に係る画像処理装置はさらに、
前記色空間が変換された画像データに対して逆ガンマ補正処理を実行する逆ガンマ補正手段を備え、
前記階調数低減手段は、前記色空間が変換された画像データに代えて、前記逆ガンマ補正が実行がされた画像データの階調数を前記第２の階調数から第１の階調数に戻しても良い。かかる場合には、逆ガンマ補正処理における階調精度を維持または向上させることができる。
【００１７】
本発明の第３の態様に係る画像処理装置はさらに、
前記逆ガンマ補正が実行された画像データの画質を自動的に補正する画像補正手段を備え、
前記階調数低減手段は、前記逆ガンマ補正が実行がされた画像データに代えて、前記画質が補正された画像データの階調数を前記第２の階調数から第１の階調数に戻しても良い。かかる場合には、画像補正処理における階調精度を維持または向上させることができる。
【００１８】
本発明の第４の態様は、画像処理の施された画像データを出力する出力装置を提供する。本発明の第４の態様に係る印刷装置は、本発明の第１〜第３の態様のいずれかに係る画像処理装置と、前記画像処理装置によって画像処理の施された画像データを出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第４の態様に係る出力装置によれば、階調性の良い画像データを出力することができる。
【００２０】
本発明の第５の態様は、画像データに対して画像処理を実行するための画像処理プログラムを提供する。本発明の第５の態様に係る画像処理プログラムは、第１の色座標系における表色系であって、第１の色数を表色可能な第１の表色系の画像データを、第２の色座標系における表色系であって、前記第１の色数よりも多い第２の色数を表色可能な第２の表色系の画像データへ、マトリクス演算により変換する機能と、前記第２の表色系において前記変換された画像データに対して画像処理を実行する機能と、前記画像処理が施された画像データの表色数を低減させる機能とをコンピュータによって実現させることを特徴とする。
その他：本手続補正書における補正は、「前記第１の色数を保持しつつ」を削除する補正であり、新規事項を導入するものではない。
【００２１】
本発明の第５の態様に係る画像処理プログラムによれば、本発明の第１の態様に係る画像処理装置と同様の作用効果を得ることができる。また、本発明の第５の態様に係る画像処理プログラムは、本発明の第１の態様に係る画像処理装置と同様にして、種々の態様にて実現され得る。
【００２２】
本発明の第６の態様は、画像データに対して画像処理を実行するための画像処理プログラムを提供する。本発明の第６の態様に係る画像処理プログラムは、第１の有効数字を有する整数値で表される前記画像データの色彩値を、前記第１の有効数字の桁数よりも多い桁数を有する第１の値に変更する第１の画像処理機能と、前記第１の画像処理手段による色彩値の変更に伴う前記画像データの階調数の減少を防止する機能と、前記第１の値を有する画像データの色彩値を前記第１の値から、画像出力結果に反映される第２の値に変更する第２の画像処理機能とをコンピュータによって実現させることを特徴とする。
【００２３】
本発明の第６の態様に係る画像処理プログラムによれば、本発明の第２の態様に係る画像処理装置と同様の作用効果を得ることができる。また、本発明の第６の態様に係る画像処理プログラムは、本発明の第２の態様に係る画像処理装置と同様にして、種々の態様にて実現され得る。
【００２４】
本発明の第７の態様は、画像データに対して画像処理を実行するための画像処理プログラムを提供する。本発明の第７の態様に係る画像処理プログラムは、前記画像データの階調数を第１の階調数から第２の階調数に増加させると共に、画像データの色空間をＹＣｂＣｒ色空間からｓＲＧＢ色空間に変換する第１の色空間変換機能と、前記色空間が変換された画像データに対してガンマ補正処理を実行するガンマ補正機能と、前記ガンマ補正処理が実行された画像データの色空間をｓＲＧＢ色空間からｓＲＧＢ色空間よりも広い定義領域を有するｗＲＧＢ色空間に変換する第２の色空間変換機能と、前記色空間が変換された画像データの階調数を前記第２の階調数から前記第１の階調数に戻す階調数低減機能とをコンピュータによって実現させることを特徴とする。
【００２５】
本発明の第７の態様に係る画像処理プログラムによれば、本発明の第３の態様に係る画像処理装置と同様の作用効果を得ることができる。また、本発明の第７の態様に係る画像処理プログラムは、本発明の第３の態様に係る画像処理装置と同様にして、種々の態様にて実現され得る。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像処理装置について以下の順序にて図面を参照しつつ、いくつかの実施例に基づいて説明する。
Ａ．画像処理システムの構成：
Ｂ．画像ファイル構造：
Ｃ．画像処理装置における画像処理：
Ｄ．その他の実施例：
【００２７】
Ａ．画像処理システムの構成：
本実施例に係る画像処理装置を適用可能な画像処理システムの構成について図１〜図４を参照して説明する。図１は本実施例に係る画像処理装置を適用可能な画像処理システムの一例を示す説明図である。図２は本実施例に係る画像処理装置が出力する画像ファイル（画像データ）を生成可能なディジタルスチルカメラの概略構成を示すブロック図である。図３は本実施例に適用され得るカラープリンタの内部構成を示す概略図である。図４はカラープリンタ２０の制御回路の内部構成を示すブロック図である。
【００２８】
画像処理システム１０は、画像ファイルを生成する入力装置としてのディジタルスチルカメラ１２、ディジタルスチルカメラ１２にて生成された画像ファイルに基づいて画像処理を実行し、印刷用画像データを出力する画像処理装置としてのパーソナルコンピュータＰＣ、印刷用画像データを出力する出力装置としてのカラープリンタ２０を備えている。画像処理装置としては、パーソナルコンピュータＰＣの他に、例えば、スタンドアローン型のプリンタも用いられ得る。また、出力装置としては、プリンタ２０の他に、ＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤディスプレイ等のモニタ１４、プロジェクタ等が用いられ得る。以下の説明では、パーソナルコンピュータＰＣと接続されて用いられるカラープリンタ２０を出力装置として用いるものとする。
【００２９】
パーソナルコンピュータＰＣは、一般的に用いられているタイプのコンピュータであり、本発明に係る画像処理プログラムを実行するＣＰＵ１５０、ＣＰＵ１５０における演算結果、画像データ等を一時的に格納するＲＡＭ１５１、画像処理プログラムを格納するハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１５２を備えている。パーソナルコンピュータＰＣは、メモリカードＭＣを装着するためのカードスロット１５３、ディジタルスチルカメラ１２等からの接続ケーブルを接続するための入出力端子１５４を備えている。
【００３０】
ディジタルスチルカメラ１２は、図２に示すように、光の情報をディジタルデバイス（ＣＣＤや光電子倍増管）に結像させることにより画像を取得するカメラであり、図２に示すように光情報を収集するためのＣＣＤ等を備える光学回路１２１、光学回路１２１を制御して画像を取得するための画像取得回路１２２、取得したディジタル画像を加工処理するための画像処理回路１２３、メモリを備えると共に各回路を制御する制御回路１２４を備えている。ディジタルスチルカメラ１２は、取得した画像をディジタルデータとして記憶装置としてのメモリカードＭＣに保存する。ディジタルスチルカメラ１２における画像データの保存形式としては、ＪＰＥＧ形式が一般的であるが、この他にもＴＩＦＦ形式、ＧＩＦ形式、ＢＭＰ形式、ＲＡＷデータ形式等の保存形式が用いられ得る。
【００３１】
ディジタルスチルカメラ１２はまた、明度、コントラスト、露出補正量（露出補正値）、ホワイトバランス等の個別の画像処理制御パラメータ、および撮影条件に応じて予め複数の画像処理制御パラメータの値が設定されている撮影モードを設定するための選択・決定ボタン１２６、撮影画像をプレビューしたり、選択・決定ボタン１２６を用いて撮影モード等を設定するための液晶ディスプレイ１２７を備えている。
【００３２】
本画像処理システム１０に用いられるディジタルスチルカメラ１２は、画像データＧＤに加えて画像データの画像処理制御情報ＧＣを画像ファイルＧＦとしてメモリカードＭＣに格納する。すなわち、画像処理制御情報ＧＣは、撮影時に画像データＧＤと共に自動的に画像ファイルＧＦを構成する情報としてメモリカードＭＣに自動的に格納される。
【００３３】
ディジタルスチルカメラ１２において生成された画像ファイルＧＦは、例えば、ケーブルＣＶ、コンピュータＰＣを介して、あるいは、ケーブルＣＶを介してカラープリンタ２０に送出される。あるいは、ディジタルスチルカメラ１２にて画像ファイルＧＦが格納されたメモリカードＭＣが、メモリカード・スロットに装着されたコンピュータＰＣを介して、あるいは、メモリカードＭＣをプリンタ２０に対して直接、接続することによって画像ファイルがカラープリンタ２０に送出される。なお、以下の説明では、メモリカードＭＣがパーソナルコンピュータＰＣに対して直接、接続される場合に基づいて説明する。
【００３４】
図３を参照して本実施例に用いられる画像出力装置、すなわち、カラープリンタ２０の内部構成について説明する。カラープリンタ２０は、カラー画像の出力が可能なプリンタであり、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色の色インクを印刷媒体上に噴射してドットパターンを形成することによって画像を形成するインクジェット方式のプリンタである。あるいは、カラートナーを印刷媒体上に転写・定着させて画像を形成する電子写真方式のプリンタである。色インクには、上記４色に加えて、ライトシアン（薄いシアン、ＬＣ）、ライトマゼンタ（薄いマゼンタ、ＬＭ）、ダークイエロ（暗いイエロ、ＤＹ）を用いても良い。
【００３５】
カラープリンタ２０は、図示するように、キャリッジ３０に搭載された印字ヘッドＩＨ１〜ＩＨ４を駆動してインクの吐出およびドット形成を行う機構と、このキャリッジ３０をキャリッジモータ３１によってプラテン３２の軸方向に往復動させる機構と、紙送りモータ３３によって印刷用のカット紙４０を搬送する機構と、制御回路５０とから構成されている。キャリッジ３０をプラテン３２の軸方向に往復動させる機構は、プラテン３２の軸と並行に架設されたキャリッジ３０を摺動可能に保持する摺動軸３４と、キャリッジモータ３１との間に無端の駆動ベルト３５を張設するプーリ３６等から構成されている。
【００３６】
制御回路５０は、プリンタの操作パネル２１と信号をやり取りしつつ、紙送りモータ３３やキャリッジモータ３１、印字ヘッドＩＨ１〜ＩＨ４の動きを適切に制御する。キャリッジ３０にはインクカートリッジＩＮＣ１とインクカートリッジＩＮＣ２とが装着される。インクカートリッジＩＮＣ１には黒（Ｋ）インクが収容され、インクカートリッジＩＮＣ２には他のインク、すなわち、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロ（Ｙ）の３色インクが収納されている。ライトシアン（ＬＣ），ライトマゼンタ（ＬＭ），ダークイエロ（ＤＹ）のインクも収納可能であることは既述の通りである。
【００３７】
次に図４を参照してカラープリンタ２０の制御回路５０の内部構成について説明する。図示するように、制御回路５０の内部には、ＣＰＵ５１，ＰＲＯＭ５２，ＲＡＭ５３，周辺機器入出力部（ＰＩＯ）５４，タイマ５５，駆動バッファ５６等が設けられている。ＰＩＯ５４には、パーソナルコンピュータＰＣ、キャリッジモータ３１、紙送りモータ３３、およびエンコーダ３７が接続されている。駆動バッファ５６は、印字ヘッドＩＨ１ないしＩＨ４にドット形成のオン・オフ信号を供給するバッファとして使用される。これらは互いにバス５７で接続され、相互にデータにやり取りが可能となっている。また、制御回路５０には、所定周波数で駆動波形を出力する発振器５８、および発振器５８からの出力をインク吐出用ヘッドＩＨ１ないしＩＨ４に所定のタイミングで分配する分配出力器５９も設けられている。制御回路５０は、紙送りモータ３３やキャリッジモータ３１の動きと同期を採りながら、所定のタイミングでドットデータを駆動バッファ５６に出力する。
【００３８】
Ｂ．画像ファイル構造：
図５を参照して本実施例にて用いられ得る画像ファイルの概略構成について説明する。図５は本実施例にて用いられ得る画像ファイルの内部構成の一例を概念的に示す説明図である。本実施例に係る画像ファイルＧＦは、例えば、ディジタルスチルカメラ用画像ファイルフォーマット規格（Exif）に従ったファイル構造を有することができる。Exifファイルの仕様は、日本電子工業振興協会（ＪＥＩＤＡ）によって定められている。
【００３９】
Exifファイルとしての画像ファイルＧＦは、ＪＰＥＧ形式の画像データを格納するＪＰＥＧ画像データ格納領域１１１と、格納されているＪＰＥＧ画像データに関する各種情報を格納する付属情報格納領域１１２とを備えている。付属情報格納領域１１２には、撮影日時、露出、シャッター速度、ホワイトバランス、露出補正量、ターゲット色空間等といったＪＰＥＧ画像を出力する際に参照される画像処理制御情報ＧＣが格納されている。また、付属情報格納領域１１２には、画像処理制御情報ＧＣに加えてＪＰＥＧ画像データ格納領域１１１に格納されているＪＰＥＧ画像のサムネイル画像データがＴＩＦＦ形式にて格納されている。なお、当業者にとって周知であるように、Exif形式のファイルでは、各データを特定するためにタグが用いられており、各データはタグ名によって呼ばれることがある。なお、本実施例中におけるファイルの構造、データの構造、格納領域といった用語は、ファイルまたはデータ等が記憶装置内に格納された状態におけるファイルまたはデータのイメージを意味するものである。
【００４０】
画像処理制御情報ＧＣは、ディジタルスチルカメラ１２等の画像データ生成装置において画像データが生成されたとき（撮影されたとき）の画質に関連する情報であり、撮影に伴い自動的に、あるいは、ユーザにより任意に設定され得る露出時間、ＩＳＯ感度、絞り、シャッタースピード、焦点距離に関するパラメータ、およびユーザによって任意に設定される露出補正量、ホワイトバランス、撮影モード、ターゲット色空間等の画像処理制御パラメータを含み得る。
【００４１】
本実施例に係る上記画像ファイルＧＦは、ディジタルスチルカメラ１２の他、ディジタルビデオカメラ、スキャナ等の入力装置（画像ファイル生成装置）によっても生成され得る。
【００４２】
Ｃ．画像処理装置における画像処理：
図６〜図１２を参照して本実施例に係る画像処理装置として機能するパーソナルコンピュータＰＣにおける画像処理について説明する。図６は本実施例に係るパーソナルコンピュータＰＣにおいて実行される画像処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。図７はパーソナルコンピュータＰＣにて実行される画像処理制御情報ＧＣに基づく画像処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。図８は本実施例に従う画像処理と階調数との関係を示す説明図である。図９は色空間変換の実行により、階調数が減少する様子を概念的に示す説明図である。図１０は本実施例の作用効果により色空間変換の実行によっても、階調数を維持することができる様子を概念的に示す説明図である。図１１はパーソナルコンピュータＰＣにて実行される通常画像処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。図１２はパーソナルコンピュータＰＣにて実行される画像データ出力処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【００４３】
ディジタルスチルカメラ１２にて生成された画像ファイルＧＦは、ケーブルを介して、あるいは、メモリカードＭＣを介してパーソナルコンピュータＰＣに対して提供される。ユーザの操作によって、ＨＤＤ１５２にインストールされている、レタッチアプリケーション、または、プリンタドライバといった画像データ処理アプリケーション（プログラム）が起動されると、ＣＰＵ１５０は、画像ファイルＧＦの読み込みを開始する。
【００４４】
あるいは、メモリカードＭＣのカードスロット１５３への差込、あるいは、入出力端子１５４に対するケーブルを介したディジタルスチルカメラ１２の接続を検知することによって、ＣＰＵ１５０は、画像処理アプリケーションを自動的に起動させ、画像ファイルＧＦの読み込みを開始しても良い。
【００４５】
ＣＰＵ１５０は、例えば、メモリカードＭＣから画像ファイルＧＦを読み出すと、読み出した画像ファイルＧＦをＲＡＭ１５１に一時的に格納して、画像ファイルＧＦの付属情報格納領域１１２において画像処理制御タグを検索する（ステップＳ１００）。ＣＰＵ１５０は、画像処理制御タグを検索・発見できた場合には（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、画像データ生成時に書き込まれた画像処理制御情報ＧＣを取得して解析する（ステップＳ１２０）。ＣＰＵ１５０は、解析した画像処理制御情報ＧＣに基づいて後に詳述する画像処理制御情報ＧＣに基づく画像処理を実行し（ステップＳ１３０）、本処理ルーチンを終了する。
【００４６】
ＣＰＵ１５０は、画像処理制御タグを検索・発見できなかった場合には（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、画像データ生成時における画像処理制御情報ＧＣを反映させた画像処理を実行することができないので、通常の画像処理（ステップＳ１４０）を実行し、本処理ルーチンを終了する。
【００４７】
パーソナルコンピュータＰＣにおいて実行される画像処理制御情報に基づく画像処理について図７を参照して詳細に説明する。パーソナルコンピュータＰＣのＣＰＵ１５０は、読み出した画像ファイルＧＦから画像データＧＤを取りだす（ステップＳ２００）。このとき取り出された画像データＧＤは、オリジナルではなく、コピーであり、画像処理が完了するまでは、コピーの画像データＧＤに対して種々の画像処理が施される。
【００４８】
ディジタルスチルカメラ１２は、既述のように画像データをＪＰＥＧ形式のファイルとして保存しており、ＪＰＥＧファイルでは、圧縮率を高くするためにＹＣｂＣｒ色空間を用いて画像データを保存している。現在のところ、パーソナルコンピュータＰＣのＣＰＵとして３２ビットＣＰＵが一般的に用いられているため、画像データの各成分、例えば、ＹＣｂＣｒデータで有れば、Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒの各成分には８ビットのデータサイズが割り当てられており、Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒの各成分は、０〜２５５の２５６の階調数（色数）で表され得る。そして、Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒの各成分の色彩値は、整数値として表され、各成分の色彩値がそれぞれ異なる整数値を取る場合には、Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒの各成分は、０〜２５５の２５６の階調数で表される。すなわち、階調数が大きくなった場合には画像データのデータサイズは必ず大きくなる。
【００４９】
本実施例における特徴的な画像処理の概念について図９および図１０を参照して説明する。本実施例では、ＣＰＵ１５０は、画像処理を通じて元の画像データＧＤが有する階調数（色数）を維持するために、マトリクス演算Ｓによって得られた演算結果に対して有効数字の桁上げ処理を実行する。既述のように、画像データＧＤがＹＣｂＣｒ各成分について２５６階調（８ビット階調）で表されている場合には、図９に示すように画像データＧＤの色彩値は、有効数字が０〜３の整数値（０〜２５５）を取る。ところが、マトリクスＳは、マトリクス係数に小数点を含むため、変換後の画像データＧＤの色彩値は、必ずしも整数値を取るとは限らない。このような画像データＧＤの色彩値を画像データとして取り扱うためには、整数値化する必要がある。整数値化するためには、有効数字の桁数を維持したまま小数点以下を四捨五入する等して整数値に丸め、整数値だけを有効数字として扱う方法が多く採られている。
【００５０】
ところが、有効数字の桁数を維持したまま整数値への丸め処理を実行すると、図９に示すように、例えば、変換前は階調数が５であったのに対して、変換後は階調数が３に減少してしまう。すなわち、有効数字の桁数を増加すれば異なる複数の色彩値が、有効数字の桁数を維持することによって、同一の色彩値を有してしまうことになる。Ｓマトリクス演算は、本実施例における画像処理の最初の処理であり、この段階で階調数が減少してしまうと、後段の処理では正しく回復することはできず、画像処理の精度を低下させてしまう。また、階調数の減少は表色数の減少を意味するため、元の画像データと画像処理後の画像データとの間で、表色数が異なってしまう（少なくなってしまう）という問題も生じる。
【００５１】
そこで、本実施例では、画像データＧＤに対してマトリクスＳを実行した結果得られた変換後の画像データＧＤの有効数字の桁数を元の画像データＧＤの有効数字の桁数よりも増加させる桁上げ処理を実行する。すなわち、元の画像データＧＤの色彩値が１桁の場合は有効数字の桁数が１であるから、変換後の画像データＧＤの有効数字の桁数は２以上となり、元の画像データＧＤの色彩値が３桁の場合は有効数字の桁数が３であるから、変換後の画像データＧＤの有効数字の桁数は４以上となる。元の画像データの有効数字の桁数に対して変換後の画像データにどれだけの有効数字の桁数を認めるかは任意に決定される事項であるが、本実施例では、ＹＣｂＣｒ、ＲＧＢ各成分についての画像データの階調数を８ビット階調から１８ビット階調に増加させる。このとき、画像データＧＤのサイズも８ビットから１８ビットに増加する。
【００５２】
この結果、階調数は、１０２４倍となり、図１０に示すように、変換後のＲＧＢ色空間における色彩値の刻みが図９の場合と比較して細かくなり、小数点以下３桁までの値の色彩値で有れば変換後の画像データの色彩値を全て整数値化することができる。階調数が小数点以下３桁までの色彩値が整数値化されれば、階調数の減少を防止することが可能となり、元の画像データが有する階調数を後段の画像処理を通じて維持することができる。また、変換後の画像データの複数の色彩値が同一値を取る場合であっても、階調数が１０２４倍になるため、元の画像データＧＤの各成分について階調数２５６を容易に維持することが可能となり、表色数の減少を防止することができる。
【００５３】
ＣＰＵ１５０は、ＹＣｒＣｂ色空間に基づく画像データをＲＧＢ色空間に基づく画像データに変換するために３×３マトリックス演算Ｓを実行する（ステップＳ２１０）。ＣＰＵ１５０は、図８に示すようにマトリクス変換後の画像データＧＤの階調数を８ビット階調から１８ビット階調に増加させて、マトリクス演算Ｓに伴う階調数の低下を防止する。マトリックス演算Ｓは以下に示す演算式である。
【００５４】
【数１】

【００５５】
マトリクスＳ変換の結果、画像データ（色彩値）は負値あるいは２５６以上の正値を取ることがある（８ビット階調の場合）が、本実施例では、ＣＰＵ１５０は、これら負値、あるいは、２５６以上の正値をそのまま維持して、以降の画像処理を継続する。
【００５６】
ＣＰＵ１５０は、こうして得られたＲＧＢ色空間に基づく画像データに対して、ガンマ補正を実行する（ステップＳ２２０）。ガンマ補正を実行する際には、ＣＰＵ１５０は、画像処理制御情報ＧＣからＤＳＣ側のガンマ値を取得し、取得したガンマ値を以下に示すガンマ補正演算式に用いて１８ビット階調のガンマ補正テーブルをＲＡＭ１５１上に作成し、作成したガンマ補正テーブルを用いて画像データＧＤに対してガンマ変換処理を実行する。すなわち、ガンマ値も画像処理制御情報ＧＣによって指定される画像処理制御パラメータ値に含まれる。ガンマ補正の演算式は以下の通りである。
【００５７】
【数２】

【００５８】
ＣＰＵ１５０は、ガンマ補正が実行された画像データＧＤに対して、原色空間とｗＲＧＢ色空間とを対応付けるマトリックス演算（Ｎ^-1Ｍ）を実行する（ステップＳ２３０）。ＣＰＵ１５０は、マトリクス演算（Ｎ^-1Ｍ）を実行して得られた変換後の画像データＧＤの階調数についても、マトリクス演算Ｓの場合と同様にして、図８に示すように、桁上げ処理によって１８ビット階調から３２ビット階調に増加させて階調数の減少を防止する。マトリクス演算における本実施例において用いられる画像ファイルＧＦは、画像生成時における色空間情報を含むことができるので、画像ファイルＧＦが色空間情報を含んでいる場合には、ＣＰＵ１５０は、マトリックス演算（Ｎ^-1Ｍ）を実行するに際して、色空間情報を参照し、画像生成時における色空間に対応するマトリックス（Ｎ^-1Ｍ）を用いてマトリックス演算を実行する。
【００５９】
マトリックス演算（Ｎ^-1Ｍ）はＲＧＢ色空間をＸＹＺ色空間に変換するためのマトリクスＭを用いるマトリクス演算Ｍと、ｗＲＧＢ色空間をＸＹＺ色空間に変換するためのマトリクスＮを用いるマトリクス演算Ｎの逆マトリクス演算Ｎ^-1との合成マトリクスである。マトリクスＭは、ｓＲＧＢ色空間の表色域内には含まれないがデータとしては有効な画像データ（負の色彩値）を維持して、ＲＧＢ色空間に基づく画像データを、ＸＹＺ色空間に基づく画像データに変換するためのマトリクスである。マトリクスＭのマトリクス値は、色空間情報にしたがて決定される。マトリクスＮの逆マトリクスＮは、マトリクス演算ＭによってＸＹＺ色空間に基づく画像データに変換された画像データをｓＲＧＢ色空間よりも広い定義領域を有するｗＲＧＢ色空間に変換（ＲＧＢ色空間に戻す）ためのマトリクスである。ＸＹＺ色空間は、機器の出力特性に依存しない機器独立色空間の１つであり、ＲＧＢ色空間とｗＲＧＢ色空間との間における色彩値の対応付けを行うために用いられる。マトリックス演算（Ｎ^-1Ｍ）は以下に示す演算式である。
【００６０】
【数３】

【００６１】
マトリックス演算（Ｎ^-1Ｍ）の実行後に得られる画像データＧＤの色空間はｓＲＧＢ色空間よりも広い定義領域を有するｗＲＧＢ色空間である。従来は、プリンタまたはコンピュータにおける画像処理に際して用いられる色空間はｓＲＧＢに固定されており、たとえ、プリンタがｓＲＧＢ色空間よりも広くディジタルスチルカメラ１２の表色域を含む表色域を有していてもディジタルスチルカメラ１２の有する色空間を有効に活用することができなかった。これに対して、本実施例では、画像ファイルＧＦに色空間情報が含まれている場合には、色空間情報に対応してマトリックス演算Ｍに用いられるマトリックス（Ｎ^-1Ｍ）を変更するので、ディジタルスチルカメラ１２の有する色空間を有効に活用して、正しい色再現を実現することができる。
【００６２】
ＣＰＵ１５０は、マトリクス演算（Ｎ^-1Ｍ）により得られた画像データに対して逆ガンマ補正を実行する（ステップＳ２４０）。ＣＰＵ１５０は、図８に示すように、マトリクス演算（Ｎ^-1Ｍ）により得られた画像データＧＤの階調数を３２ビット階調から１８ビット階調に減少させて、データサイズも３２ビットから１８ビットに減少する。階調数の減少は、３２ビットの画像データＧＤの上位１８ビットを画像データＧＤとして取り出すことによって実行される。ガンマ補正を実行する際には、ＣＰＵ１５０はＨＤＤ１５２からプリンタ側のデフォルトのガンマ値を取得し、以下の逆ガンマ補正の演算式に取得したガンマ値の逆数を用いて逆ガンマ補正テーブルをＲＡＭ１５１に生成し、生成した逆ガンマ補正テーブルを用いて画像データＧＤに対して逆ガンマ変換処理を実行する。逆ガンマ補正に用いられる演算式は以下の通りである。
【００６３】
【数４】

【００６４】
ＣＰＵ１５０は、図８に示すように、逆ガンマ補正が施された画像データＧＤの階調数を１８ビット階調から８ビット階調に減少させて、データサイズも１８ビットから８ビットに減少する。逆ガンマ補正処理時には、逆ガンマ補正テーブルを生成する必要があり、階調数が大きい場合には、必要なメモリリソース量が増加すると共に、演算処理に時間を要する。一方で、人間の目によって認識される階調数は各成分について８ビット階調程度なので、出力結果には影響を及ぼさない。階調数の減少は、１８ビットの画像データＧＤの上位８ビットを画像データＧＤとして取り出すことによって実行される。次に行われる自動画質調整では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各成分を同時に処理する場合があり、各成分について８ビットの画像データしか扱うことができないからである。
【００６５】
ＣＰＵ１５０は、逆ガンマ補正が施された画像データＧＤに対して画像画質の自動調整処理を実行する（ステップＳ２５０）。本実施例における画質自動調整処理では、画像ファイルＧＦに含まれている画像データＧＤを解析して画質を示す特性パラメータ値を取得し、画像ファイルＧＦに含まれている画像処理制御情報ＧＣ、取得した特性パラメータ値を反映にて画像データを補正する画質の自動調整が実行される。画質自動調整処理では、補正の目標となるべき基準パラーメータを予め定めておき、基準パラメータと画像データの特性パラメータとの差分を解消または低減するように画質補正量を決定する。画像処理制御情報ＧＣは、基準パラメータの値を変更するために用いられても良く、あるいは、画質補正量の適用レベルを変更するために用いられても良い。
【００６６】
画像データの補正は、例えば、明度、コントラスト、カラーバランス等については、一般的にトーンカーブと呼ばれる、ＲＧＢ信号の入力レベルと出力レベルとを関連づける特性線を用いて各画素（ピクセル）単位で実行される。また、例えば、彩度、シャープネス、ノイズ低減等については、トーンカーブ処理ではなくピクセル演算処理（フィルタ処理）がピクセル単位で実行される。
【００６７】
ＣＰＵ１５０は、画質自動調整処理を終了すると、処理済みの画像データをプリンタドライバへ出力して（ステップＳ２６０）、図６に示す処理ルーチンにリターンする。
【００６８】
次に、パーソナルコンピュータＰＣにおいて実行される通常画像処理について図１１を参照して詳細に説明する。なお、各ステップにおいて実行される処理のうち、図７を参照して説明した拡張画像処理における処理と同様の処理については、簡単に説明するにとどめる。パーソナルコンピュータＰＣのＣＰＵ１５０は、読み出した画像ファイルＧＦから画像データＧＤを取りだす（ステップＳ３００）。ＣＰＵ１５０は、ＹＣｒＣｂ色空間に基づく画像データをｓＲＧＢ色空間に基づく画像データに変換するために３×３マトリックス演算Ｓを実行する（ステップＳ３１０）。マトリックス演算Ｓは既述の演算式である。
【００６９】
ＣＰＵ３１は、マトリクス演算Ｓにより得られた画像データに対して画像画質の自動調整処理を実行し（ステップＳ３２０）、画像処理を実行した画像データＧＤをプリンタドライバへ出力し（ステップＳ３３０）、図７に示す処理ルーチンにリターンする。
【００７０】
図１２を参照して、画像データＧＤの出力処理、すなわち、プリンタドライバ（印刷制御プログラム）によって実行される印刷制御処理について説明する。ＣＰＵ１５０は、印刷ジョブに含まれる画像データを取得し（ステップＳ４００）、印刷のためのＲＧＢ−ＣＭＹＫ色変換処理を実行する（ステップＳ４１０）。なお、色変換処理に先立って、画像データＧＤの解像度が印刷解像度よりも低い場合は、線形補間を行って隣接画像データ間に新たなデータを生成し、逆に印刷解像度よりも高い場合は、一定の割合でデータを間引くことによって、画像データの解像度を印刷解像度に変換する解像度変換処理が実行されても良い。
【００７１】
ここまでのコピー画像データＧＤに対する画像処理の結果をオリジナル画像データＧＤに反映させる場合には、画像データの上書きを選択することにより実現される。画像ファイルＧＦから画像データ生成時に設定された色空間を取得できた場合であって、設定された色空間がｓＲＧＢ色空間よりも広い色空間である場合には、例えば、ｗＲＧＢ−ＣＭＹＫ色変換テーブルが用いられ、画像処理制御タグを発見できない場合には、ｓＲＧＢ−ＣＭＹＫ色変換テーブルが用いられる。ＣＰＵ１５０は、ＨＤＤ１５２内に格納されている、ｗＲＧＢ色空間をＣＭＹＫ色空間に関連づける変換用ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を参照し、画像データの色空間をｗＲＧＢ色空間からＣＭＹＫ色空間へ変更する。すなわち、Ｒ・Ｇ・Ｂの階調値からなる画像データをカラープリンタ２０で使用する、例えば、Ｃ・Ｍ・Ｙ・Ｋ・ＬＣ・ＬＭの各６色の階調値のデータに変換する。
【００７２】
ＣＰＵ１５０は、ハーフトーン処理を実行し（ステップＳ４２０）、本処理ルーチンを終了する。ハーフトーン処理では、色変換済みの画像データを受け取って、階調数変換処理を行う。本実施例においては、色変換後の画像データは各色毎に２５６階調幅を持つデータとして表現されている。これに対し、本実施例のカラープリンタ２０では、「ドットを形成する」，「ドットを形成しない」のいずれかの状態しか採り得ず、本実施例のカラープリンタ２０は局所的には２階調しか表現し得ない。そこで、２５６階調を有する画像データを、カラープリンタ２０が表現可能な２階調で表現された画像データに変換する。この２階調化（２値化）処理の代表的な方法として、誤差拡散法と呼ばれる方法と組織的ディザ法と呼ばれる方法とがある。ＣＰＵ１５０は、ドットの形成有無を表す形式に変換された画像データを、カラープリンタ２０に転送すべき順序に並べ替えてるインターレス処理をも実行する。
【００７３】
以上、説明したように本実施例におけるパーソナルコンピュータＰＣによれば、画像データＧＤに対する画像処理の前後を通して画像データの階調数、表現色数を維持することができる。図９を参照して説明したように、一般的に、画像データＧＤの色空間を変換すると、変換後の画像データＧＤの色彩値の分布は不等間隔になってしまい、変換先の色空間における階調間隔に適合させる場合に（整数値化）、変換前の色空間では異なっていた複数の色彩値が変換後の色空間では同一の色彩値を取り、階調数が必ず減少してしまう。これに対して、本実施例に係るパーソナルコンピュータＰＣでは、画像データＧＤに対する最初の画像処理であるマトリクス演算Ｓの実行時に、階調数（画像データサイズ）を８ビットから１８ビットに増加（有効数字の桁数を増加）させて、変換前の色空間で異なっていた複数の色彩値が変換後の色空間において同一の色彩値を取りにくくすることができる。また、階調数を２５６から２６２１４４に増加させているので、いくつかの色彩値が同一の値を取ったとしても、全体としては、２５６階調を維持することができる。したがって、元の画像データＧＤの階調数である２５６階調を維持することができると共に、１６７７万色の表色数を維持することができる。
【００７４】
さらに、本実施例では、マトリクス演算ＳによりＹＣｂＣｒ色空間（表色系）からＲＧＢ色空間（表色系）へ色変換された画像データに含まれる負の色彩値を維持し、変換後の画像データを、発生した負の色彩値を色域内に含むｗＲＧＢ色空間へマッピングする。したがって負の色彩値により表され得る色（階調）の欠落を防止し、色変換の前後において表色数の減少を防止することができる。この様子を図１３および図１４を参照して説明する。図１３は、色空間変換の実行により発生した負の色彩値が欠落することにより、階調数が減少する様子を概念的に示す説明図である。図１４は、本実施例の作用効果により色空間変換の実行によっても、負の色彩値により得られる階調数を維持することができる様子を概念的に示す説明図である。
【００７５】
マトリクス演算Ｓにより得られたＲＧＢデータには負の色彩値が含まれることがある。従来は図１３に示すように、マトリクスＳを用いた変換後得られた画像データは標準的なｓＲＧＢ色空間にマッピングされていた。ｓＲＧＢ色空間へのマッピングにあたっては、ｓＲＧＢ色空間の色域外の色彩値、すなわち、負の色彩値は、２５６以上の色彩値（８ビットデータの場合）は、例えば、０，２５５の色彩値へとクリッピングする処理が実行されていた。かかる場合には、階調数を増加させたとしても、負の色彩値、２５６以上の色彩値は削られてしまうため、負の色彩値、２５６以上の色彩値によって表されていた階調、色数を維持することはできなかった。したがって、ＹＣｂＣｒ色空間では６であった階調数（表色数）がｓＲＧＢ色空間では、マトリクス演算および負の色彩値のクリッピングに伴い３に減少してしまう。
【００７６】
これに対して、本実施例では、マトリクスＳを用いた変換後得られた画像データはｓＲＧＢ色空間よりも広い色域を有するｗＲＧＢ色空間へとマッピングされる。したがって、図１４に示すように、ＲＧＢ色空間では負となる色彩値が、ｓＲＧＢ色空間より広がった色域によってｗＲＧＢ色空間では正の色彩値となる。また、階調数を増加させることによって、色域の拡張およびマトリクス演算に伴う階調落ち、表色数の減少を防止することができる。この結果、ＹＣｂＣｒ色空間では６であった階調数（表色数）は、ｗＲＧＢ色空間でも維持され、マトリクス演算Ｓの実行により予測される階調落ち、表色数の減少をより効果的に防止することができる。
【００７７】
Ｆ．その他の実施例：
上記実施例では、パーソナルコンピュータＰＣにおいて、カラープリンタ２０およびモニタ１４に対して出力する画像データＧＤの画像処理を実行したが、全ての画像処理をカラープリンタ２０にて実行しても良い。かかる場合には、カラープリンタ２０によって、画像データＧＤの画像処理、画像処理が実行された画像データＧＤの印刷の全ての実現することができる。カラープリンタ２０によって画像処理が実行される場合には、画像処理に利用することができるメモリリソースが限られているので、階調数の増減値を変更しても良い。例えば、各成分について８ビット階調の画像データＧＤに対してマトリクス演算Ｓを実行して１８ビット階調とし、上位１１ビットを用いてガンマ補正処理を実行して１８ビット階調とし、マトリクス演算（Ｎ^-1Ｍ）を実行して２８ビット階調とし、上位１２ビットを用いて逆ガンマ補正処理を実行して８ビット階調して自動画質調整処理を実行しても良い。かかる場合であっても、画像処理の途中で元の画像データの階調数に戻ることはないので、階調数は元の画像データが有する８ビットの階調は画像処理が施された後の画像データにおいても維持されることに変わりはない。
【００７８】
また、画像処理の全て、または、一部をネットワークを介したサーバ上で実行するようにしても良い。
【００７９】
以上、実施例に基づき本発明に係る画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、画像出力装置を説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【００８０】
上記実施例用いた階調数はあくまでも例示に過ぎず、マトリクス演算Ｓを実行してから逆ガンマ補正を実行するまで３２ビット階調を保持しても良い。また、パーソナルコンピュータＰＣ等において利用可能なデータビット数が３２ビットから６４ビットに移行した場合には、３２ビット階調に代えて６４ビット階調を用いても良い。かかる場合には、画像処理時における階調落ちをさらに効果的に防止することができる。いずれの場合にも、元の画像データＧＤが有する８ビットの階調を画像処理終了時まで維持することができればよい。
【００８１】
上記実施例では、マトリクス演算（Ｎ^-1Ｍ）を実行した後に、階調数を減少させているが、逆ガンマ補正実行後、自動画質調整実行後に階調数を減少させるようにしても良い。また、本明細書中における階調数は例示に過ぎず、画像処理の前後を通して階調数が維持されればどのような階調数を取ってもよい。
【００８２】
また、各数式におけるマトリックスＳ、Ｎ^-1Ｍの値は例示に過ぎず、ターゲットとする色空間、あるいは、カラープリンタ２０において利用可能な色空間等によって適宜変更され得ることはいうまでもない。
【００８３】
上記実施例では、画像ファイル生成装置としてディジタルスチルカメラ１２を用いて説明したが、この他にもスキャナ、ディジタルビデオカメラ等が用いられ得る。
【００８４】
上記実施例では、画像ファイルＧＦの具体例としてExif形式のファイルを例にとって説明したが、本発明に係る画像ファイルの形式はこれに限られない。すなわち、画像データ生成装置において生成された画像データと、画像データの生成時条件（情報）を記述する画像処理制御情報ＧＣとが含まれている画像ファイルであれば良い。このようなファイルであれば、画像ファイル生成装置において生成された画像データの画質を、適切に自動調整して出力装置から出力することができる。
【００８５】
上記実施例では、画像データＧＤと画像処理制御情報ＧＣとが同一の画像ファイルＧＦに含まれる場合を例にとって説明したが、画像データＧＤと画像処理制御情報ＧＣとは、必ずしも同一のファイル内に格納される必要はない。すなわち、画像データＧＤと画像処理制御情報ＧＣとが関連付けられていれば良く、例えば、画像データＧＤと画像処理制御情報ＧＣとを関連付ける関連付けデータを生成し、１または複数の画像データと画像処理制御情報ＧＣとをそれぞれ独立したファイルに格納し、画像データＧＤを処理する際に関連付けられた画像処理制御情報ＧＣを参照しても良い。かかる場合には、画像データと画像処理制御情報ＧＣとが別ファイルに格納されているものの、画像処理制御情報ＧＣを利用する画像処理の時点では、画像データおよび画像処理制御情報ＧＣとが一体不可分の関係にあり、実質的に同一のファイルに格納されている場合と同様に機能するからである。すなわち、少なくとも画像処理の時点において、画像データと画像処理制御情報ＧＣとが関連付けられて用いられる態様は、本実施例における画像ファイルＧＦに含まれる。さらに、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の光ディスクメディアに格納されている動画像ファイルも含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係る画像処理装置を適用可能な画像処理システムの一例を示す説明図である。
【図２】本実施例に係る画像処理装置が処理する画像ファイル（画像データ）を生成可能なディジタルスチルカメラの概略構成を示すブロック図である。
【図３】本実施例において用いられ得るExifファイル形式にて格納されている画像ファイルの概略的な内部構造を示す説明図である。
【図４】本実施例におけるカラープリンタ２０の概略構成を示すブロック図である。
【図５】本実施例に係るカラープリンタ２０の制御回路３０の内部構成を示す説明図である。
【図６】本実施例に係るパーソナルコンピュータＰＣにおいて実行される画像処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】パーソナルコンピュータＰＣにて実行される画像処理制御情報ＧＣに基づく画像処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】本実施例に従う画像処理と階調数との関係を示す説明図である。
【図９】色空間変換の実行により、階調数が減少する様子を概念的に示す説明図である。
【図１０】本実施例の作用効果により色空間変換の実行によっても、階調数を維持することができる様子を概念的に示す説明図である。
【図１１】パーソナルコンピュータＰＣにて実行される通常画像処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】パーソナルコンピュータＰＣにて実行される画像データ出力処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】色空間変換の実行により発生した負の色彩値が欠落することにより、階調数が減少する様子を概念的に示す説明図である。
【図１４】本実施例の作用効果により色空間変換の実行によっても、負の色彩値により得られる階調数を維持することができる様子を概念的に示す説明図である。
【符号の説明】
１０…画像処理システム
１２…ディジタルスチルカメラ
１２１…光学回路
１２２…画像取得回路
１２３…画像処理回路
１２４…制御回路
１２６…選択・決定ボタン
１２７…液晶ディスプレイ
１４…ディスプレイ
１５０…ＣＰＵ
１５１…ＲＡＭ
１５２…ＨＤＤ
１５３…カードスロット
１５４…入出力端子
２０…カラープリンタ
２１…操作パネル
３０…キャリッジ
３１…キャリッジモータ
３２…プラテン
３３…紙送りモータ
３４…摺動軸
３５…駆動ベルト
３６…プーリ
３７…エンコーダ
ＩＨ１、ＩＨ２、ＩＨ３、ＩＨ４…印字ヘッド
ＩＮＣ１…インクカートリッジ
ＩＮＣ２…インクカートリッジ
５０…制御回路
５１…演算処理装置（ＣＰＵ）
５２…プログラマブルリードオンリメモリ（ＰＲＯＭ）
５３…ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
５４…タイマ
５５…周辺機器入出力部（ＰＩＯ）
５６…駆動バッファ
５７…バス
５８…発振器
５９…分配出力器
ＧＦ…画像ファイル（Exifファイル）
ＧＤ…画像データ
１１１…ＪＰＥＧ画像データ格納領域
１１２…付属情報格納領域
ＭＣ…メモリカード
ＰＣ…パーソナルコンピュータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing apparatus and an image processing program that perform image processing on an image file.
[0002]
[Prior art]
Currently, image data based on various color spaces is used in image data processing apparatuses such as computers, printers, and digital still cameras. For example, in a computer, image data based on an RGB color space is normally used on the assumption that the image is output to a monitor. In a digital still camera (DSC), the generated image data is compressed and stored in the JPEG format. Therefore, image data based on a YCbCr color space suitable for data compression is used. Therefore, for example, when image data generated by DSC is processed by a computer, it is necessary to convert the color space of the image data from the YCbCr color space to the RGB color space.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the color space of the image data is converted from the first color space (YCbCr) to the second color space (RGB), the color values arranged at equal intervals in the first color space are converted into the second color space. In this case, the number of gradations (color number) of the converted image data is reduced compared to the number of gradations (color number) of the image data before conversion. was there. When the number of gradations decreases, the number of colors that can be reproduced decreases, so that the color of the image data cannot be accurately expressed, and there is a problem that only an output image with gradation skips can be obtained.
[0004]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to maintain the number of gradations and the number of colors of image data before and after image processing conversion.
[0005]
[Means for solving the problems and their functions and effects]
In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention provides an image processing apparatus that performs image processing on image data. An image processing apparatus according to a first aspect of the present invention is a color system in a first color coordinate system, and image data of a first color system that can represent the first number of colors, To a second color system image data that is a color system in a color coordinate system of 2 and can color a second color number larger than the first color number. , Ma Color conversion means for converting by trick operation, image processing means for executing image processing on the converted image data in the second color system, and the number of color specifications of the image data subjected to the image processing And a means for reducing the number of colors.
[0006]
According to the image processing apparatus of the first aspect of the present invention, the image data of the first color system that can color the first number of colors in the first color coordinate system is converted into the second color coordinate system. To image data of a second color system that can represent a second color number larger than the first color number in , Ma Since it can be converted by the tricks operation, the number of gradations and the number of colors of the image data are maintained before and after the color conversion process (image processing) even when the color conversion process is executed between different color coordinate systems. be able to.
[0007]
In the image processing apparatus according to the first aspect of the present invention, the image processing executed by the image processing means may include gamma correction processing, and includes color conversion processing using a second matrix operation. It may be.
[0008]
In the image processing apparatus according to the first aspect of the present invention, the first color system may be a YCC color system, and the second color system may be an sRGB color system, or The first color system may be a YCC color system, and the second color system may be a wRGB color system having a wider color gamut than the sRGB color system. In any case, the first number of colors is maintained after color conversion. In particular, when the wRGB color system is used, negative color values that are not represented in the sRGB color system may be represented. it can.
[0009]
In the image processing apparatus according to the first aspect of the present invention, the second color number of the second color system is changed from the first color system to the second color system by the color conversion unit. The number of colors represented by a negative value included in the image data converted into may be included. In such a case, even if the image data converted from the first color system to the second color system contains a negative value, the color value represented by the negative value is lost. Color can be displayed without any problem.
[0010]
A second aspect of the present invention provides an image processing apparatus that performs image processing on image data. In the image processing apparatus according to the first aspect of the present invention, the color value of the image data represented by an integer value having a first significant digit is set to a number of digits larger than the number of digits of the first significant digit. A first image processing means for changing to a first value, and a gradation number reduction preventing means for preventing a decrease in the number of gradations of the image data due to a change in color value by the first image processing means; And a second image processing means for changing a color value of the image data having the first value from the first value to a second value reflected in an image output result.
[0011]
According to the image processing apparatus of the second aspect of the present invention, it is possible to prevent a decrease in the number of gradations of the image data due to the change of the color value to the first value, and the color of the image data having the first value. Since the value is changed from the first value to the second value reflected in the image output result, the number of gradations and the number of expression colors of the image data can be maintained before and after the image processing conversion.
[0012]
In the image processing apparatus according to the second aspect of the present invention, the gradation number reduction preventing means sets the significant digits of the first value up to the number of digits greater than the number of digits of the first significant digit. Thus, a decrease in the number of gradations of the image data may be prevented. In such a case, even when integer values having a plurality of different first significant digits take the same first value, the number of significant digits increases, so the original number of gradations is maintained. be able to. Note that the data size of the image data in which the reduction in the number of gradations is prevented by the gradation number reduction preventing means may be larger than the data size of the image data represented by the integer value having the first significant digit. good. Since the number of significant digits of the image data increases, the data size of the image data increases.
[0013]
In the image processing apparatus according to the second aspect of the present invention, the first image processing means is a color space conversion means for converting a color space of the image data from a first color space to a second color space. May be. The color space conversion unit converts the color space of the image data from a YCbCr color space to an RGB color space, and converts the color value of the image data represented by an integer value having the first significant digit to a decimal point. You may change to the said 1st value containing. By increasing the number of significant digits, the number of gradations can be maintained even when the first value includes a decimal point.
[0014]
A third aspect of the present invention provides an image processing apparatus that performs image processing on image data. The image processing apparatus according to the third aspect of the present invention increases the number of gradations of the image data from the first number of gradations to the second number of gradations, and changes the color space of the image data from the YCbCr color space. first color space conversion means for converting to sRGB color space; gamma correction means for executing gamma correction processing on the image data converted from the color space; and color of the image data on which the gamma correction processing has been executed. A second color space conversion means for converting the space from the sRGB color space to a wRGB color space having a definition area wider than the sRGB color space, and the number of gradation levels of the image data converted from the color space. Gradation number reduction means for returning the number of gradations to the first gradation number.
[0015]
According to the image processing apparatus of the third aspect of the present invention, the color space of the image data is changed to the YCbCr color space while increasing the number of gradations of the image data from the first number of gradations to the second number of gradations. To the sRGB color space, the number of gradations and the number of expression colors of the image data can be maintained before and after the image processing conversion.
[0016]
The image processing apparatus according to the third aspect of the present invention further includes
A reverse gamma correction unit that performs a reverse gamma correction process on the image data in which the color space is converted;
The gradation number reduction means changes the gradation number of the image data on which the inverse gamma correction has been executed from the second gradation number to the first gradation instead of the image data in which the color space is converted. You may return to the number. In such a case, the gradation accuracy in the inverse gamma correction process can be maintained or improved.
[0017]
The image processing apparatus according to the third aspect of the present invention further includes
Image correction means for automatically correcting the image quality of the image data subjected to the inverse gamma correction,
The gradation number reduction means changes the gradation number of the image data whose image quality has been corrected from the second gradation number to the first gradation number instead of the image data on which the inverse gamma correction has been executed. You may return to. In such a case, the gradation accuracy in the image correction process can be maintained or improved.
[0018]
A fourth aspect of the present invention provides an output device that outputs image data subjected to image processing. A printing apparatus according to a fourth aspect of the present invention includes an image processing apparatus according to any one of the first to third aspects of the present invention, and an output for outputting image data subjected to image processing by the image processing apparatus. Means.
[0019]
The output device according to the fourth aspect of the present invention can output image data with good gradation.
[0020]
A fifth aspect of the present invention provides an image processing program for executing image processing on image data. An image processing program according to a fifth aspect of the present invention is a color system in the first color coordinate system, and the image data of the first color system that can represent the first number of colors, To a second color system image data that is a color system in a color coordinate system of 2 and can color a second color number larger than the first color number. , Ma A function of converting by the trick operation, a function of executing image processing on the converted image data in the second color system, and a function of reducing the number of color specifications of the image data subjected to the image processing Is realized by a computer.
Others: The amendment in this amendment is an amendment that deletes “holding the first number of colors” and does not introduce a new matter.
[0021]
According to the image processing program of the fifth aspect of the present invention, it is possible to obtain the same operational effects as those of the image processing apparatus according to the first aspect of the present invention. Further, the image processing program according to the fifth aspect of the present invention can be realized in various aspects in the same manner as the image processing apparatus according to the first aspect of the present invention.
[0022]
A sixth aspect of the present invention provides an image processing program for executing image processing on image data. An image processing program according to a sixth aspect of the present invention provides a color value of the image data represented by an integer value having a first significant digit, a number of digits larger than the number of digits of the first significant digit. A first image processing function for changing to a first value, a function for preventing a decrease in the number of gradations of the image data associated with a change in color value by the first image processing means, and the first value And a second image processing function for changing the color value of the image data having image data from the first value to the second value reflected in the image output result.
[0023]
According to the image processing program of the sixth aspect of the present invention, it is possible to obtain the same operational effects as those of the image processing apparatus according to the second aspect of the present invention. Further, the image processing program according to the sixth aspect of the present invention can be realized in various aspects in the same manner as the image processing apparatus according to the second aspect of the present invention.
[0024]
A seventh aspect of the present invention provides an image processing program for executing image processing on image data. The image processing program according to the seventh aspect of the present invention increases the number of gradations of the image data from the first number of gradations to the second number of gradations, and changes the color space of the image data from the YCbCr color space. a first color space conversion function for converting to the sRGB color space; a gamma correction function for executing gamma correction processing on the image data converted from the color space; and the color of the image data on which the gamma correction processing has been executed. A second color space conversion function for converting the space from the sRGB color space to a wRGB color space having a wider definition area than the sRGB color space, and the number of gradations of the image data converted from the color space. A gradation reduction function for returning the number of gradations to the first gradation is realized by a computer.
[0025]
According to the image processing program concerning the 7th mode of the present invention, the same operation effect as the image processing device concerning the 3rd mode of the present invention can be obtained. Further, the image processing program according to the seventh aspect of the present invention can be realized in various aspects in the same manner as the image processing apparatus according to the third aspect of the present invention.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an image processing apparatus according to the present invention will be described based on several embodiments with reference to the drawings in the following order.
A. Image processing system configuration:
B. Image file structure:
C. Image processing in the image processing apparatus:
D. Other examples:
[0027]
A. Image processing system configuration:
The configuration of an image processing system to which the image processing apparatus according to this embodiment can be applied will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of an image processing system to which the image processing apparatus according to the present embodiment can be applied. FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a digital still camera capable of generating an image file (image data) output from the image processing apparatus according to the present embodiment. FIG. 3 is a schematic diagram showing the internal configuration of a color printer that can be applied to this embodiment. FIG. 4 is a block diagram showing the internal configuration of the control circuit of the color printer 20.
[0028]
An image processing system 10 is a digital still camera 12 as an input device that generates an image file, an image processing device that executes image processing based on an image file generated by the digital still camera 12 and outputs image data for printing And a color printer 20 as an output device for outputting image data for printing. As the image processing apparatus, for example, a stand-alone printer can be used in addition to the personal computer PC. In addition to the printer 20, a monitor 14 such as a CRT display or LCD display, a projector, or the like can be used as the output device. In the following description, it is assumed that the color printer 20 connected to the personal computer PC is used as the output device.
[0029]
The personal computer PC is a commonly used type of computer. The CPU 150 executes an image processing program according to the present invention, the RAM 151 that temporarily stores calculation results in the CPU 150, image data, and the like, and the image processing program. A hard disk drive (HDD) 152 for storage is provided. The personal computer PC includes a card slot 153 for mounting a memory card MC, and an input / output terminal 154 for connecting a connection cable from the digital still camera 12 or the like.
[0030]
As shown in FIG. 2, the digital still camera 12 is a camera that acquires an image by focusing light information on a digital device (CCD or photomultiplier tube), and collects light information as shown in FIG. An optical circuit 121 having a CCD or the like, an image acquisition circuit 122 for controlling the optical circuit 121 to acquire an image, an image processing circuit 123 for processing the acquired digital image, a memory and each circuit Is provided with a control circuit 124 for controlling. The digital still camera 12 stores the acquired image as digital data in a memory card MC as a storage device. As a storage format of image data in the digital still camera 12, the JPEG format is generally used, but other storage formats such as a TIFF format, a GIF format, a BMP format, and a RAW data format can be used.
[0031]
The digital still camera 12 also has individual image processing control parameters such as brightness, contrast, exposure correction amount (exposure correction value), white balance, and a plurality of image processing control parameter values set in advance in accordance with shooting conditions. A selection / determination button 126 for setting a shooting mode, and a liquid crystal display 127 for previewing a shot image and setting a shooting mode and the like using the selection / determination button 126.
[0032]
The digital still camera 12 used in the image processing system 10 stores image processing control information GC of image data in the memory card MC as an image file GF in addition to the image data GD. That is, the image processing control information GC is automatically stored in the memory card MC as information that automatically constitutes the image file GF together with the image data GD at the time of shooting.
[0033]
The image file GF generated in the digital still camera 12 is sent to the color printer 20 via, for example, the cable CV, the computer PC, or via the cable CV. Alternatively, the memory card MC in which the image file GF is stored by the digital still camera 12 is connected to the printer 20 via the computer PC mounted in the memory card slot or directly to the printer 20. As a result, the image file is sent to the color printer 20. In the following description, the case where the memory card MC is directly connected to the personal computer PC will be described.
[0034]
The internal configuration of the image output apparatus used in this embodiment, that is, the color printer 20, will be described with reference to FIG. The color printer 20 is a printer that can output a color image. For example, four color inks of cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K) are ejected onto a print medium. This is an ink jet printer that forms an image by forming a dot pattern. Alternatively, it is an electrophotographic printer that forms an image by transferring and fixing color toner onto a printing medium. In addition to the above four colors, light cyan (light cyan, LC), light magenta (light magenta, LM), and dark yellow (dark yellow, DY) may be used as the color ink.
[0035]
As shown in the figure, the color printer 20 drives a print head IH1 to IH4 mounted on a carriage 30 to eject ink and form dots, and this carriage 30 is moved in the axial direction of a platen 32 by a carriage motor 31. The mechanism comprises a reciprocating mechanism, a mechanism for transporting the cut paper 40 for printing by the paper feed motor 33, and a control circuit 50. The mechanism for reciprocating the carriage 30 in the axial direction of the platen 32 is an endless drive between the carriage motor 31 and the slide shaft 34 that slidably holds the carriage 30 laid in parallel with the axis of the platen 32. A pulley 36 and the like for stretching the belt 35 are included.
[0036]
The control circuit 50 appropriately controls the movement of the paper feed motor 33, the carriage motor 31, and the print heads IH1 to IH4 while exchanging signals with the operation panel 21 of the printer. An ink cartridge INC1 and an ink cartridge INC2 are mounted on the carriage 30. The ink cartridge INC1 contains black (K) ink, and the ink cartridge INC2 contains other inks, that is, three color inks of cyan (C), magenta (M), and yellow (Y). As described above, light cyan (LC), light magenta (LM), and dark yellow (DY) inks can also be stored.
[0037]
Next, the internal configuration of the control circuit 50 of the color printer 20 will be described with reference to FIG. As shown in the figure, in the control circuit 50, a CPU 51, a PROM 52, a RAM 53, a peripheral device input / output unit (PIO) 54, a timer 55, a drive buffer 56, and the like are provided. A personal computer PC, a carriage motor 31, a paper feed motor 33, and an encoder 37 are connected to the PIO 54. The drive buffer 56 is used as a buffer for supplying dot formation on / off signals to the print heads IH1 to IH4. These are connected to each other by a bus 57 and can exchange data with each other. The control circuit 50 is also provided with an oscillator 58 that outputs a drive waveform at a predetermined frequency, and a distribution output device 59 that distributes the output from the oscillator 58 to the ink ejection heads IH1 to IH4 at a predetermined timing. The control circuit 50 outputs dot data to the drive buffer 56 at a predetermined timing while synchronizing with the movements of the paper feed motor 33 and the carriage motor 31.
[0038]
B. Image file structure:
A schematic configuration of an image file that can be used in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram conceptually showing an example of the internal configuration of an image file that can be used in this embodiment. The image file GF according to the present embodiment can have a file structure in accordance with, for example, a digital still camera image file format standard (Exif). The specification of the Exif file is determined by the Japan Electronics Industry Promotion Association (JEIDA).
[0039]
The image file GF as an Exif file includes a JPEG image data storage area 111 that stores image data in JPEG format, and an attached information storage area 112 that stores various types of information related to the stored JPEG image data. The attached information storage area 112 stores image processing control information GC that is referred to when outputting a JPEG image such as a shooting date / time, exposure, shutter speed, white balance, exposure correction amount, target color space, and the like. Further, in the attached information storage area 112, in addition to the image processing control information GC, thumbnail image data of JPEG images stored in the JPEG image data storage area 111 is stored in the TIFF format. As is well known to those skilled in the art, in an Exif format file, tags are used to identify each data, and each data may be called by a tag name. Note that terms such as file structure, data structure, and storage area in this embodiment mean an image of a file or data in a state where the file or data is stored in the storage device.
[0040]
The image processing control information GC is information related to the image quality when image data is generated (taken) in an image data generation device such as the digital still camera 12, and is automatically associated with the shooting or the user Parameters related to exposure time, ISO sensitivity, aperture, shutter speed, focal length, and image processing control parameters such as exposure correction amount, white balance, shooting mode, target color space, etc. May be included.
[0041]
The image file GF according to the present embodiment can be generated not only by the digital still camera 12 but also by an input device (image file generation device) such as a digital video camera or a scanner.
[0042]
C. Image processing in the image processing apparatus:
Image processing in a personal computer PC functioning as an image processing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a flowchart showing a processing routine of image processing executed in the personal computer PC according to the present embodiment. FIG. 7 is a flowchart showing a processing routine of image processing based on the image processing control information GC executed by the personal computer PC. FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relationship between image processing and the number of gradations according to the present embodiment. FIG. 9 is an explanatory diagram conceptually showing a state in which the number of gradations decreases due to the execution of color space conversion. FIG. 10 is an explanatory diagram conceptually showing a state in which the number of gradations can be maintained by executing the color space conversion by the effect of this embodiment. FIG. 11 is a flowchart showing a processing routine of normal image processing executed by the personal computer PC. FIG. 12 is a flowchart showing a processing routine of image data output processing executed by the personal computer PC.
[0043]
The image file GF generated by the digital still camera 12 is provided to the personal computer PC via a cable or a memory card MC. When an image data processing application (program) such as a retouch application or a printer driver installed in the HDD 152 is activated by a user operation, the CPU 150 starts reading the image file GF.
[0044]
Alternatively, by detecting the insertion of the memory card MC into the card slot 153 or the connection of the digital still camera 12 via a cable to the input / output terminal 154, the CPU 150 automatically starts the image processing application, Reading of the image file GF may be started.
[0045]
For example, when reading the image file GF from the memory card MC, the CPU 150 temporarily stores the read image file GF in the RAM 151 and searches for the image processing control tag in the attached information storage area 112 of the image file GF (step S1). S100). When the image processing control tag can be searched and found (step S110: Yes), the CPU 150 acquires and analyzes the image processing control information GC written at the time of image data generation (step S120). The CPU 150 executes image processing based on the image processing control information GC described in detail later based on the analyzed image processing control information GC (step S130), and ends this processing routine.
[0046]
If the image processing control tag cannot be searched / discovered (step S110: No), the CPU 150 cannot execute the image processing reflecting the image processing control information GC at the time of image data generation. Image processing (step S140) is executed, and this processing routine ends.
[0047]
Image processing based on image processing control information executed in the personal computer PC will be described in detail with reference to FIG. The CPU 150 of the personal computer PC extracts the image data GD from the read image file GF (step S200). The image data GD extracted at this time is not an original but a copy, and various image processes are performed on the copy image data GD until the image processing is completed.
[0048]
The digital still camera 12 stores image data as a JPEG file as described above, and the JPEG file stores image data using the YCbCr color space in order to increase the compression rate. At present, since a 32-bit CPU is generally used as the CPU of the personal computer PC, each component of image data, for example, YCbCr data, 8 bits for each component of Y, Cb, and Cr. The Y, Cb, and Cr components can be represented by 256 gradation numbers (color numbers) from 0 to 255. The color values of the Y, Cb, and Cr components are expressed as integer values. When the color values of the components take different integer values, the Y, Cb, and Cr components are 0 to 255. Of 256 tones. That is, when the number of gradations increases, the data size of the image data necessarily increases.
[0049]
The concept of characteristic image processing in this embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the CPU 150 performs significant digit carry processing on the calculation result obtained by the matrix calculation S in order to maintain the number of gradations (number of colors) of the original image data GD through image processing. Execute. As described above, when the image data GD is expressed with 256 gradations (8-bit gradation) for each component of YCbCr, the effective value of the color value of the image data GD is 0 as shown in FIG. Takes an integer value of 0-3 (0-255). However, since the matrix S includes a decimal point in the matrix coefficient, the color value of the converted image data GD does not necessarily take an integer value. In order to handle such color values of the image data GD as image data, it is necessary to convert them to integer values. In order to convert to an integer value, there are many methods in which only the integer value is treated as a significant digit by rounding it to an integer value by rounding off the decimal point while maintaining the number of significant digits.
[0050]
However, when rounding to an integer value is performed while maintaining the number of significant digits, for example, as shown in FIG. The logarithm is reduced to 3. In other words, if the number of significant digits is increased, a plurality of different color values have the same color value by maintaining the number of significant digits. The S matrix calculation is the first processing of the image processing in this embodiment, and if the number of gradations decreases at this stage, it cannot be recovered correctly in the subsequent processing, reducing the accuracy of the image processing. End up. In addition, since the reduction in the number of gradations means a reduction in the number of color specifications, there is also a problem that the number of color specifications is different (reduced) between the original image data and the image data after image processing. Arise.
[0051]
Therefore, in this embodiment, the number of significant digits of the converted image data GD obtained as a result of executing the matrix S on the image data GD is increased more than the number of significant digits of the original image data GD. Execute carry processing. That is, when the color value of the original image data GD is 1 digit, the number of significant digits is 1, so that the number of significant digits of the converted image data GD is 2 or more, and the original image data GD When the color value is 3 digits, the number of significant digits is 3, so the number of significant digits of the converted image data GD is 4 or more. The number of significant digits in the converted image data with respect to the number of significant digits of the original image data is arbitrarily determined, but in this embodiment, each of YCbCr and RGB The number of gradations of the image data for the component is increased from the 8-bit gradation to the 18-bit gradation. At this time, the size of the image data GD also increases from 8 bits to 18 bits.
[0052]
As a result, the number of gradations becomes 1024 times, and as shown in FIG. 10, the increment of the color value in the RGB color space after conversion becomes finer than in the case of FIG. If it is a color value, all the color values of the converted image data can be converted to integer values. If the color value of the number of gradations up to 3 digits after the decimal point is converted to an integer value, it becomes possible to prevent the decrease in the number of gradations and maintain the gradation number of the original image data through subsequent image processing. be able to. Further, even when a plurality of color values of the converted image data have the same value, the number of gradations is 1024 times, so that the number of gradations 256 is easily maintained for each component of the original image data GD. It is possible to prevent the decrease in the number of color specifications.
[0053]
The CPU 150 executes a 3 × 3 matrix operation S in order to convert image data based on the YCrCb color space into image data based on the RGB color space (step S210). As shown in FIG. 8, the CPU 150 increases the number of gradations of the image data GD after matrix conversion from an 8-bit gradation to an 18-bit gradation, thereby preventing a decrease in the number of gradations associated with the matrix operation S. The matrix operation S is an arithmetic expression shown below.
[0054]
[Expression 1]

[0055]
As a result of the matrix S conversion, the image data (color value) may take a negative value or a positive value of 256 or more (in the case of 8-bit gradation). In this embodiment, the CPU 150 uses these negative values or The positive value of 256 or more is maintained as it is, and the subsequent image processing is continued.
[0056]
The CPU 150 executes gamma correction on the image data based on the RGB color space thus obtained (step S220). When executing gamma correction, the CPU 150 acquires the gamma value on the DSC side from the image processing control information GC, and uses the acquired gamma value in the following gamma correction arithmetic expression to use a gamma correction table of 18-bit gradation. Is created on the RAM 151, and gamma conversion processing is executed on the image data GD using the created gamma correction table. That is, the gamma value is also included in the image processing control parameter value specified by the image processing control information GC. The calculation formula for gamma correction is as follows.
[0057]
[Expression 2]

[0058]
The CPU 150 performs a matrix operation (N ^-1 M) is executed (step S230). The CPU 150 performs matrix calculation (N ^-1 Similarly to the case of the matrix operation S, the number of gradations of the converted image data GD obtained by executing (M) is also changed from 18-bit gradation to 32 bits as shown in FIG. The number of gradations is prevented from decreasing by increasing the number of gradations. Since the image file GF used in the present embodiment in matrix calculation can include color space information at the time of image generation, if the image file GF includes color space information, the CPU 150 performs matrix calculation (N ^-1 When executing (M), the matrix (N) corresponding to the color space at the time of image generation is referred to by referring to the color space information. ^-1 Perform a matrix operation using M).
[0059]
Matrix operation (N ^-1 M) is an inverse matrix operation N of a matrix operation M using a matrix M for converting the RGB color space to the XYZ color space and a matrix operation N using the matrix N for converting the wRGB color space to the XYZ color space. ^-1 Is a composite matrix. The matrix M is not included in the color gamut of the sRGB color space but maintains valid image data (negative color values) as data, and image data based on the RGB color space is converted into an image based on the XYZ color space. It is a matrix for converting to data. The matrix value of the matrix M is determined according to the color space information. An inverse matrix N of the matrix N is used to convert (return to the RGB color space) image data converted into image data based on the XYZ color space by the matrix operation M into a wRGB color space having a definition area wider than the sRGB color space. Matrix. The XYZ color space is one of device-independent color spaces that do not depend on the output characteristics of the device, and is used to associate color values between the RGB color space and the wRGB color space. Matrix operation (N ^-1 M) is an arithmetic expression shown below.
[0060]
[Equation 3]

[0061]
Matrix operation (N ^-1 The color space of the image data GD obtained after the execution of M) is a wRGB color space having a definition area wider than the sRGB color space. Conventionally, the color space used for image processing in a printer or a computer is fixed to sRGB. For example, the printer has a color gamut including the color gamut of the digital still camera 12 wider than the sRGB color space. However, the color space of the digital still camera 12 cannot be used effectively. On the other hand, in this embodiment, when the image file GF includes color space information, the matrix (N) used for the matrix operation M corresponding to the color space information. ^-1 Since M) is changed, correct color reproduction can be realized by effectively utilizing the color space of the digital still camera 12.
[0062]
The CPU 150 performs matrix calculation (N ^-1 Inverse gamma correction is performed on the image data obtained in step M) (step S240). As shown in FIG. 8, the CPU 150 performs matrix calculation (N ^-1 The number of gradations of the image data GD obtained by M) is reduced from the 32-bit gradation to the 18-bit gradation, and the data size is also reduced from 32 bits to 18 bits. The reduction in the number of gradations is executed by extracting the upper 18 bits of the 32-bit image data GD as the image data GD. When executing gamma correction, the CPU 150 obtains a default gamma value on the printer side from the HDD 152, and generates an inverse gamma correction table in the RAM 151 using the inverse of the obtained gamma value in the following inverse gamma correction arithmetic expression. Then, reverse gamma conversion processing is executed on the image data GD using the generated reverse gamma correction table. The calculation formula used for inverse gamma correction is as follows.
[0063]
[Expression 4]

[0064]
As shown in FIG. 8, the CPU 150 reduces the number of gradations of the image data GD subjected to inverse gamma correction from the 18-bit gradation to the 8-bit gradation, and the data size also decreases from 18 bits to 8 bits. . At the time of the inverse gamma correction process, it is necessary to generate an inverse gamma correction table. When the number of gradations is large, the required memory resource amount increases and the calculation process takes time. On the other hand, since the number of gradations recognized by human eyes is about 8 bits for each component, the output result is not affected. The reduction in the number of gradations is performed by extracting the upper 8 bits of the 18-bit image data GD as the image data GD. This is because in the next automatic image quality adjustment, each component of R, G, and B may be processed at the same time, and only 8-bit image data can be handled for each component.
[0065]
The CPU 150 executes automatic image quality adjustment processing on the image data GD subjected to inverse gamma correction (step S250). In the image quality automatic adjustment processing in the present embodiment, the image data GD included in the image file GF is analyzed to acquire a characteristic parameter value indicating the image quality, and the image processing control information GC included in the image file GF is acquired. The automatic adjustment of the image quality is performed to correct the image data by reflecting the characteristic parameter value. In the automatic image quality adjustment process, a reference parameter to be a correction target is determined in advance, and an image quality correction amount is determined so as to eliminate or reduce the difference between the reference parameter and the image data characteristic parameter. The image processing control information GC may be used to change the value of the reference parameter, or may be used to change the application level of the image quality correction amount.
[0066]
Image data correction, for example, for brightness, contrast, color balance, etc., is performed for each pixel (pixel) using a characteristic line that associates the input level and output level of an RGB signal, generally called a tone curve. Is done. Further, for example, for saturation, sharpness, noise reduction, etc., pixel calculation processing (filter processing) is executed in units of pixels instead of tone curve processing.
[0067]
When the automatic image quality adjustment processing is completed, the CPU 150 outputs the processed image data to the printer driver (step S260), and returns to the processing routine shown in FIG.
[0068]
Next, normal image processing executed in the personal computer PC will be described in detail with reference to FIG. Of the processing executed in each step, processing similar to that in the extended image processing described with reference to FIG. 7 will be briefly described. The CPU 150 of the personal computer PC extracts the image data GD from the read image file GF (step S300). The CPU 150 executes a 3 × 3 matrix operation S in order to convert the image data based on the YCrCb color space into image data based on the sRGB color space (step S310). The matrix operation S is the above-described operation expression.
[0069]
The CPU 31 executes automatic image quality adjustment processing on the image data obtained by the matrix operation S (step S320), and outputs the image data GD subjected to the image processing to the printer driver (step S330). Return to the processing routine shown.
[0070]
With reference to FIG. 12, the output process of the image data GD, that is, the print control process executed by the printer driver (print control program) will be described. The CPU 150 acquires image data included in the print job (step S400), and executes RGB-CMYK color conversion processing for printing (step S410). Prior to the color conversion process, when the resolution of the image data GD is lower than the print resolution, new data is generated between the adjacent image data by performing linear interpolation, and conversely, when the resolution is higher than the print resolution, A resolution conversion process for converting the resolution of the image data into the print resolution may be executed by thinning out the data at a certain rate.
[0071]
When the result of the image processing for the copy image data GD so far is reflected in the original image data GD, it is realized by selecting overwriting of the image data. When the color space set at the time of image data generation can be acquired from the image file GF and the set color space is a color space wider than the sRGB color space, for example, a wRGB-CMYK color conversion table. When the image processing control tag cannot be found, the sRGB-CMYK color conversion table is used. The CPU 150 refers to a conversion look-up table (LUT) stored in the HDD 152 and associates the wRGB color space with the CMYK color space, and changes the color space of the image data from the wRGB color space to the CMYK color space. That is, image data composed of R, G, and B tone values is converted to data of tone values of, for example, six colors of C, M, Y, K, LC, and LM used by the color printer 20.
[0072]
The CPU 150 executes halftone processing (step S420) and ends this processing routine. In the halftone process, the color-converted image data is received and the gradation number conversion process is performed. In this embodiment, the image data after color conversion is expressed as data having a 256 gradation width for each color. On the other hand, the color printer 20 of the present embodiment can only take one of the states of “form dots” or “do not form dots”, and the color printer 20 of this embodiment is locally on the second floor. Can only express the key. Therefore, the image data having 256 gradations is converted into image data expressed in 2 gradations that can be expressed by the color printer 20. As a representative method of the two gradation processing (binarization), there are a method called an error diffusion method and a method called a systematic dither method. The CPU 150 also executes an interlace process for rearranging the image data converted into a format representing the presence / absence of dot formation in the order to be transferred to the color printer 20.
[0073]
As described above, according to the personal computer PC in this embodiment, the number of gradations and the number of expression colors of the image data can be maintained before and after the image processing on the image data GD. As described with reference to FIG. 9, generally, when the color space of the image data GD is converted, the distribution of the color values of the converted image data GD becomes unequal, and the color space of the conversion destination When adapting to the gradation interval in the image (converting to an integer value), multiple color values that were different in the color space before conversion take the same color value in the color space after conversion, and the number of gradations must be reduced. End up. On the other hand, in the personal computer PC according to the present embodiment, the number of gradations (image data size) is increased from 8 bits to 18 bits (effective) when the matrix operation S which is the first image processing for the image data GD is executed. By increasing the number of digits), it is possible to make it difficult for a plurality of color values that were different in the color space before conversion to take the same color value in the color space after conversion. Also, since the number of gradations is increased from 256 to 262144, even if several color values have the same value, 256 gradations can be maintained as a whole. Therefore, it is possible to maintain 256 gradations, which is the number of gradations of the original image data GD, and to maintain the number of color specifications of 16.77 million colors.
[0074]
Furthermore, in this embodiment, the negative color value included in the image data that has been color-converted from the YCbCr color space (color system) to the RGB color space (color system) by the matrix operation S is maintained, and the converted image Data is mapped to a wRGB color space that includes the generated negative color values within the color gamut. Accordingly, it is possible to prevent a color (gradation) that can be represented by a negative color value from being lost, and to prevent a decrease in the number of color specifications before and after color conversion. This will be described with reference to FIG. 13 and FIG. FIG. 13 is an explanatory diagram conceptually illustrating a state in which the number of gradations is reduced due to the loss of negative color values generated by the execution of color space conversion. FIG. 14 is an explanatory diagram conceptually showing a state in which the number of gradations obtained by a negative color value can be maintained even by executing color space conversion by the effect of this embodiment.
[0075]
The RGB data obtained by the matrix operation S may include negative color values. Conventionally, as shown in FIG. 13, the image data obtained after conversion using the matrix S is mapped to a standard sRGB color space. In mapping to the sRGB color space, color values outside the color gamut of the sRGB color space, that is, negative color values are 256 or more (in the case of 8-bit data), for example, to 0,255 color values. Clipping processing was executed. In such a case, even if the number of gradations is increased, the negative color value, the color value of 256 or more is deleted, so the gradation represented by the negative color value, the color value of 256 or more, The number of colors could not be maintained. Therefore, in the sRGB color space, the number of gradations (color number) that was 6 in the YCbCr color space is reduced to 3 in the sRGB color space due to the matrix operation and the negative color value clipping.
[0076]
On the other hand, in this embodiment, the image data obtained after conversion using the matrix S is mapped into the wRGB color space having a wider color gamut than the sRGB color space. Therefore, as shown in FIG. 14, a color value that is negative in the RGB color space becomes a positive color value in the wRGB color space due to a color gamut that is wider than the sRGB color space. In addition, by increasing the number of gradations, it is possible to prevent gradation drop and decrease in the number of colorimetrics accompanying expansion of the color gamut and matrix calculation. As a result, the number of gradations (the number of color specifications) that was 6 in the YCbCr color space is maintained in the wRGB color space, and the gradation drop predicted by the execution of the matrix operation S and the reduction in the number of color expressions are more effective. Can be prevented.
[0077]
F. Other examples:
In the above embodiment, the image processing of the image data GD output to the color printer 20 and the monitor 14 is executed in the personal computer PC, but all image processing may be executed in the color printer 20. In such a case, the color printer 20 can realize all image processing of the image data GD and printing of the image data GD subjected to the image processing. When image processing is executed by the color printer 20, since the memory resources that can be used for image processing are limited, the increase / decrease value of the number of gradations may be changed. For example, for each component, matrix operation S is performed on 8-bit gradation image data GD to obtain an 18-bit gradation, and gamma correction processing is performed using the upper 11 bits to obtain an 18-bit gradation. (N ^-1 M) may be executed to obtain a 28-bit gradation, and the reverse gamma correction process may be executed using the upper 12 bits to perform the 8-bit gradation and the automatic image quality adjustment process may be executed. Even in such a case, since the number of gradations of the original image data does not return during the image processing, the number of gradations is the 8-bit gradation of the original image data after the image processing is performed. The image data is still maintained in the image data.
[0078]
Further, all or part of the image processing may be executed on a server via a network.
[0079]
As described above, the image processing apparatus, the image processing method, the image processing program, and the image output apparatus according to the present invention have been described based on the embodiments. However, the above-described embodiments of the present invention are intended to facilitate understanding of the present invention. However, the present invention is not limited thereto. The present invention can be changed and improved without departing from the spirit and scope of the claims, and it is needless to say that the present invention includes equivalents thereof.
[0080]
The number of gradations used in the above embodiment is merely an example, and 32-bit gradations may be held from when the matrix operation S is executed until the inverse gamma correction is executed. In addition, when the number of data bits that can be used in a personal computer PC or the like shifts from 32 bits to 64 bits, a 64-bit gradation may be used instead of the 32-bit gradation. In such a case, it is possible to more effectively prevent gradation drop during image processing. In any case, it is sufficient that the 8-bit gradation of the original image data GD can be maintained until the end of the image processing.
[0081]
In the above embodiment, matrix calculation (N ^-1 Although the number of gradations is decreased after executing M), the number of gradations may be decreased after execution of inverse gamma correction and after execution of automatic image quality adjustment. In addition, the number of gradations in this specification is merely an example, and any number of gradations may be taken as long as the number of gradations is maintained before and after image processing.
[0082]
In addition, the matrix S, N in each formula ^-1 The value of M is merely an example, and it is needless to say that the value of M can be changed as appropriate depending on the target color space or the color space available in the color printer 20.
[0083]
In the above embodiment, the digital still camera 12 has been described as the image file generating device. However, a scanner, a digital video camera, or the like can be used.
[0084]
In the above embodiment, the Exif format file has been described as a specific example of the image file GF, but the format of the image file according to the present invention is not limited to this. That is, any image file including image data generated by the image data generation device and image processing control information GC describing conditions (information) at the time of image data generation may be used. With such a file, the image quality of the image data generated by the image file generation device can be automatically adjusted appropriately and output from the output device.
[0085]
In the above embodiment, the case where the image data GD and the image processing control information GC are included in the same image file GF has been described as an example. However, the image data GD and the image processing control information GC are not necessarily included in the same file. It need not be stored. That is, it is only necessary that the image data GD and the image processing control information GC are associated with each other. For example, association data that associates the image data GD and the image processing control information GC is generated, and one or a plurality of image data and the image processing control are generated. The information GC may be stored in independent files, and the image processing control information GC associated with the processing of the image data GD may be referred to. In such a case, although the image data and the image processing control information GC are stored in separate files, the image data and the image processing control information GC are inseparably integrated at the time of image processing using the image processing control information GC. This is because they function in the same manner as when they are stored in substantially the same file. That is, an aspect in which image data and image processing control information GC are used in association with each other at least at the time of image processing is included in the image file GF in the present embodiment. Furthermore, a moving image file stored in an optical disc medium such as a CD-ROM, a CD-R, a DVD-ROM, a DVD-RAM is also included.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of an image processing system to which an image processing apparatus according to an embodiment can be applied.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a digital still camera capable of generating an image file (image data) to be processed by the image processing apparatus according to the present embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a schematic internal structure of an image file stored in an Exif file format that can be used in this embodiment.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a color printer 20 according to the present exemplary embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an internal configuration of a control circuit 30 of the color printer 20 according to the present embodiment.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing routine of image processing executed in the personal computer PC according to the present embodiment.
FIG. 7 is a flowchart showing a processing routine of image processing based on image processing control information GC executed by the personal computer PC.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a relationship between image processing and the number of gradations according to the present embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram conceptually illustrating a state in which the number of gradations is reduced by executing color space conversion.
FIG. 10 is an explanatory diagram conceptually illustrating a state in which the number of gradations can be maintained even by executing color space conversion by the effect of the present embodiment.
FIG. 11 is a flowchart showing a processing routine of normal image processing executed by the personal computer PC.
FIG. 12 is a flowchart showing a processing routine of image data output processing executed by the personal computer PC.
FIG. 13 is an explanatory diagram conceptually illustrating a state in which the number of gradations is decreased due to the loss of negative color values generated by the execution of color space conversion.
FIG. 14 is an explanatory diagram conceptually illustrating a state in which the number of gradations obtained by a negative color value can be maintained even by executing color space conversion by the effect of the present embodiment.
[Explanation of symbols]
10. Image processing system
12 ... Digital still camera
121: Optical circuit
122. Image acquisition circuit
123: Image processing circuit
124 ... Control circuit
126 ... Select / Enter button
127 ... Liquid crystal display
14 ... Display
150 ... CPU
151 ... RAM
152 ... HDD
153: Card slot
154 ... Input / output terminals
20 Color printer
21 ... Control panel
30 ... carriage
31 ... Carriage motor
32 ... Platen
33 ... Paper feed motor
34 ... Sliding shaft
35 ... Driving belt
36 ... pulley
37 ... Encoder
IH1, IH2, IH3, IH4 ... Print head
INC1 ... ink cartridge
INC2 ... Ink cartridge
50 ... Control circuit
51. Arithmetic processing unit (CPU)
52. Programmable read only memory (PROM)
53 ... Random access memory (RAM)
54 ... Timer
55 ... Peripheral device input / output unit (PIO)
56 ... Drive buffer
57 ... Bus
58 ... Oscillator
59 ... Distribution output device
GF ... Image file (Exif file)
GD ... Image data
111 ... JPEG image data storage area
112 ... Attached information storage area
MC ... Memory card
PC ... Personal computer

Claims

An image processing apparatus that executes image processing on image data,
First color space conversion means for increasing the number of gradations of the image data from the first number of gradations to the second number of gradations and converting the color space of the image data from the YCbCr color space to the RGB color space; ,
Gamma correction means for performing gamma correction processing on the image data in which the color space is converted;
By increasing the number of gradations of the image data from the second number of gradations to the third number of gradations, the color space of the image data on which the gamma correction processing has been executed is changed from the RGB color space to the sRGB color space. A second color space conversion means for converting to a wRGB color space different from the RGB color space,
Inverse gamma correction is performed on the image data in which the color space has been converted by reducing the number of gradations in the image data in which the color space has been converted from the third gradation number to the second gradation number. An inverse gamma correction means for executing processing ;
An image processing apparatus comprising: a gradation number reduction unit that returns the gradation number of the image data on which the inverse gamma correction has been performed from the second gradation number to the first gradation number.

The image processing apparatus according to claim 1 further includes:
Image correction means for correcting the image quality of the image data subjected to the inverse gamma correction;
The gradation number reduction means changes the gradation number of the image data whose image quality has been corrected from the second gradation number to the first gradation number instead of the image data on which the inverse gamma correction has been executed. An image processing apparatus, wherein

An output device for outputting image data subjected to image processing,
The image processing apparatus according to claim 1 or 2 ,
An output device comprising: output means for outputting image data subjected to image processing by the image processing device.

An image processing program for executing image processing on image data,
A first color space conversion function for increasing the number of gradations of the image data from the first number of gradations to the second number of gradations and converting the color space of the image data from the YCbCr color space to the sRGB color space; ,
A gamma correction function for performing gamma correction processing on the image data in which the color space is converted;
By increasing the number of gradations of the image data from the second number of gradations to the third number of gradations, the color space of the image data subjected to the gamma correction processing is changed from the sRGB color space to the sRGB color space. A second color space conversion function for converting to a wRGB color space having a wide definition area;
Inverse gamma correction is performed on the image data in which the color space has been converted by reducing the number of gradations in the image data in which the color space has been converted from the third gradation number to the second gradation number. An inverse gamma correction function to execute the process ,
An image processing program for realizing, by a computer, a gradation number reduction function for returning the gradation number of image data on which the inverse gamma correction has been performed from the second gradation number to the first gradation number.

The image processing program according to claim 4 further includes:
An image correction function for automatically correcting the image quality of the image data subjected to the inverse gamma correction is realized by a computer,
The gradation number reduction function is configured to change the gradation number of the image data whose image quality has been corrected from the second gradation number to the first gradation number instead of the image data on which the inverse gamma correction has been executed. An image processing program characterized by having the function of returning to