JP4468270B2 - 正規化方法および多次元補間装置およびプログラム - Google Patents
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Description
近年、入力デバイスとして、スキャナ、ビデオカメラなどが普及してきている。また、出力デバイスとして、インクジェット、染料熱昇華型あるいは電子写真などの方式を用いた、各種カラープリンタが普及してきている。一般に、これらのカラー入/出力デバイスは、それぞれ固有の色空間を有している。このため、例えば、あるスキャナで得られたカラー画像をそのまま別のカラープリンタに転送して印刷しても、印刷されたカラー画像の色がスキャナによって読み取られたオリジナルのカラー画像の色と一致することはほとんどない。
上記色空間変換を実現する手段として、予め変換結果をルックアップ・テーブル(以下、「LUT」)としてメモリに記憶しておき、入力されたデジタル画像信号に対してそのLUTから変換結果を出力する方法がある。
図12に3D−LUTを用いた三次元補間演算により色空間変換を実現する機能ブロックを示す。この機能ブロックを用いることにより、入力デジタル画像信号(R,G,B)1205に対し、補間値X1235を得ることができる。
ここで、前述の上位信号1215から色空間の整数座標intg_coordを算出する方法と下位信号1218から色空間の小数座標frac_coord、及び重み係数(補間係数)gを算出する方法には、大きく分けて2種類の従来技術がある。2種類の従来技術の相違点は、図13で示した色空間の各軸(R,G,B)上に存在する参照値RD1225を2M点で構成するか、2M+1点で構成するかの違いである。
まず、従来例1について図14(a)を用いて説明する。従来例1の利点は、軸に沿って2M点の参照値RDが配置されるためLUTに格納される参照値RDの総数が必ず2のべき乗の数になることである。
次に従来例2について図14(b)を用いて説明する。従来例2の利点は、補間演算に必要な色空間の整数座標intg_coordと小数座標frac_coordとを算出するのに、前述の従来例1のように除算器が必要にならない点にある。また、従来例1と違い、入力デジタル画像信号data_inとすべての境界値とを比較する処理を行う必要がない点にある。
・N次元補間演算において参照値の総数が(2M)N点となりLUTがメモリを用いて効率的にハードウェア化することが可能。
・色空間の整数座標intg_coordと小数座標frac_coordを算出するときに、除算器や剰余器を用いることなく単純なビットシフト演算と加減演算のみで算出可能。
・重み係数(補間係数)gを近似演算により除算器を用いることなく単純なビットシフト演算と加減演算のみで算出可能。
Pビットの2進法表記で表現される入力デジタル信号を2 M −1(0<M≦P)階調のデジタル信号である正規化値に正規化する正規化方法であって、
連結手段が、入力デジタル信号の上位MビットをPビットになるまで繰り返し連結する連結工程と、
判別手段が、前記入力デジタル信号と、前記連結工程での連結の結果として得られた連結信号との大小を判別する判別工程と、
正規化値決定手段が、前記判別工程での判別結果に応じて前記正規化値を決定する工程であって、前記入力デジタル信号が前記連結信号と同等もしくは大きい場合には、前記上位Mビットが示す値を前記正規化値とし、前記入力デジタル信号が前記連結信号より小さい場合には、前記上位Mビットが示す値から1を差し引いた値を前記正規化値とする正規化値決定工程とを備える。
上記の目的を達成するために本発明に係る多次元補間装置は、例えば、以下のような構成を備える。即ち、
Pビットの2進法表記で表現される入力デジタル画像信号を2M−1(0<M≦P)階調のデジタル信号に量子化することで得られた量子化値を前記入力デジタル画像信号の色空間における整数座標とし、色空間変換のために前記整数座標に対応する参照値を前記入力デジタル画像信号の色空間における小数座標に応じた重みで多次元補間演算を行う多次元補間装置であって、
入力デジタル画像信号の上位MビットをPビットになるまで繰り返し連結する連結手段と、
前記入力デジタル画像信号と、前記連結手段での連結の結果として得られた連結信号との大小を判別する判別手段と、
前記判別手段での判別の結果、前記入力デジタル画像信号が前記連結信号と同等もしくは大きい場合には、前記上位Mビットが示す値を前記量子化値とし、前記入力デジタル画像信号が前記連結信号より小さい場合には、前記上位Mビットが示す値から1を差し引いた値を前記量子化値とする量子化値決定手段とを備える。
・N次元補間演算において参照値の総数が(2M)N点となりLUTがメモリを用いて効率的にハードウェア化することが可能。
・色空間の整数座標intg_coordと小数座標frac_coordを算出するときに、除算器や剰余器を用いることなく単純なビットシフト演算と加減演算のみで算出可能。
・重み係数(補間係数)gを近似演算により除算器を用いることなく単純なビットシフト演算と加減演算のみで算出可能。
<カラー複写機の構成>
図1に、本発明の一実施形態にかかる多次元補間装置を備えるカラー複写機の全体構成例を示す。画像読み取り部120は、CCDセンサ124、アナログ信号処理部126等により構成され、レンズ122を介しCCDセンサ124に結像された原稿100の画像が、CCDセンサ124によりR、G、Bのアナログ電気信号に変換される。
図2は、本実施形態にかかる多次元補間装置の回路構成ならびに処理の流れを説明するための図である。本実施形態にかかる多次元補間装置はN次元の入力デジタル画像信号に対し補間演算を行い、補間値として新たな信号を出力する。
図3は、本実施形態にかかる多次元補間装置のデータ分割部210と重み係数算出部240の処理の流れを示すフローチャートである。図3の“preparation”処理と“classification”処理は補間演算に必要な色空間の整数座標intg_coordと小数座標frac_coordとを算出する処理である。
上記第1の実施形態の場合、2種類の区間幅を持つ条件が存在していた。このため、重み係数(補間係数)gを求めるにあたり、“correction”処理(ステップS304)にて小数座標frac_coord[i]を区間幅section[i]で除算しなければならなかった。つまり、任意の入力階調Pビットと任意のMに対して対応しようとすると、重み係数算出部には除算器を配する必要があった。
なお、本発明はディスプレイの表示面の矩形領域A−B(斜線部)に2の冪乗の大きさのテクスチャ画像を表示する場合にも適用することが可能である。以下、図16を用いて説明する。通常グラフィック・システムでは、CPUから矩形領域A−B(斜線部)の頂点である、点Aと点Bの座標を入力し、レンダラLSI(レンダリング・ハードウェア)が矩形領域A−Bを構成する画素をラスタライズにより生成する。次に、生成した各画素に対応するテクスチャ画像をメモリから参照して、ディスプレイの表示面に表示するカラー値とし、表示面に描画する。
Claims (12)
- Pビットの2進法表記で表現される入力デジタル信号を2M−1(0<M≦P)階調のデジタル信号である正規化値に正規化する正規化方法であって、
連結手段が、入力デジタル信号の上位MビットをPビットになるまで繰り返し連結する連結工程と、
判別手段が、前記入力デジタル信号と、前記連結工程での連結の結果として得られた連結信号との大小を判別する判別工程と、
正規化値決定手段が、前記判別工程での判別結果に応じて前記正規化値を決定する工程であって、前記入力デジタル信号が前記連結信号と同等もしくは大きい場合には、前記上位Mビットが示す値を前記正規化値とし、前記入力デジタル信号が前記連結信号より小さい場合には、前記上位Mビットが示す値から1を差し引いた値を前記正規化値とする正規化値決定工程と
を備えることを特徴とする正規化方法。 - 生成手段が、前記正規化値をPビットになるまで繰り返し連結することにより第2の連結信号を生成する生成工程と、
小数座標決定手段が、前記入力デジタル信号から該第2の連結信号を減算した値を多次元補間演算の小数座標とする小数座標決定工程と、を更に備え、
前記正規化値決定工程で決定した正規化値を、多次元補間演算の整数座標に対応する参照値を前記小数座標決定工程で決定した小数座標に応じた重みで多次元補間演算するための整数座標とすることを特徴とする請求項1に記載の正規化方法。 - Pビットの2進法表記で表現される入力デジタル信号を2M−1(0<M≦P)階調のデジタル信号である正規化値に正規化する正規化方法であって、
連結手段が、入力デジタル信号の上位MビットをPビット以上になるまで整数L回繰り返し連結してM×Lビットの比較信号を得て、前記入力デジタル信号の上位M×L−Pビットを、前記入力デジタル信号の下位に連結してM×Lビットの伸張デジタル信号を得る連結工程と、
判別手段が、前記連結工程で得られた伸張デジタル信号と比較信号との大小を判別する判別工程と、
正規化値決定手段が、前記判別工程での判別結果に応じて前記正規化値を決定する工程であって、前記伸張デジタル信号が前記比較信号と同等もしくは大きい場合には、前記上位Mビットが示す値を前記正規化値とし、前記伸張デジタル信号が前記比較信号より小さい場合には、前記上位Mビットが示す値から1を差し引いた値を前記正規化値とする正規化値決定工程と
を備えることを特徴とする正規化方法。 - 小数座標決定手段が、前記判別工程での判別結果に応じて多次元補間演算の小数座標を決定する工程であって、前記伸張デジタル信号が前記比較信号と同等もしくは大きい場合には、前記伸張デジタル信号と前記比較信号の差を前記小数座標とし、前記伸張デジタル信号が前記比較信号より小さい場合には、1を表すMビットの値をL回繰り返し連結した値から前記伸張デジタル信号と前記比較信号の差を減算した値を、前記小数座標とする小数座標決定工程を更に備え、
前記正規化値決定工程で決定した正規化値を、多次元補間演算の整数座標に対応する参照値を前記小数座標決定工程で決定した小数座標に応じた重みで多次元補間演算するための整数座標とすることを特徴とする請求項3に記載の正規化方法。 - Pビットの2進法表記で表現される入力デジタル画像信号を2M−1(0<M≦P)階調のデジタル信号に量子化することで得られた量子化値を前記入力デジタル画像信号の色空間における整数座標とし、色空間変換のために前記整数座標に対応する参照値を前記入力デジタル画像信号の色空間における小数座標に応じた重みで多次元補間演算を行う多次元補間装置であって、
入力デジタル画像信号の上位MビットをPビットになるまで繰り返し連結する連結手段と、
前記入力デジタル画像信号と、前記連結手段での連結の結果として得られた連結信号との大小を判別する判別手段と、
前記判別手段での判別の結果、前記入力デジタル画像信号が前記連結信号と同等もしくは大きい場合には、前記上位Mビットが示す値を前記量子化値とし、前記入力デジタル画像信号が前記連結信号より小さい場合には、前記上位Mビットが示す値から1を差し引いた値を前記量子化値とする量子化値決定手段と
を備えることを特徴とする多次元補間装置。 - 前記量子化値をPビットになるまで繰り返し連結することにより第2の連結信号を生成する生成手段と、
前記入力デジタル画像信号から該第2の連結信号を減算した値を前記色空間における小数座標とする小数座標決定手段と
を更に備えることを特徴とする請求項5に記載の多次元補間装置。 - Pビットの2進法表記で表現される入力デジタル画像信号を2M−1(0<M≦P)階調のデジタル信号である量子化値に量子化することで、色空間変換のための多次元補間演算を行う多次元補間装置であって、
入力デジタル画像信号の上位MビットをPビット以上になるまで整数L回繰り返し連結する第1連結手段と、
前記入力デジタル画像信号の上位M×L−Pビットを、前記入力デジタル画像信号の下位に連結する第2連結手段と、
前記第1および第2連結手段での連結結果の大小を判別する判別手段と、
前記判別手段での判別の結果、前記第2連結手段での連結結果が前記第1連結手段での連結結果と同等もしくは大きい場合には、前記上位Mビットが示す値を前記量子化値とし、前記第2連結手段での連結結果が前記第1連結手段での連結結果より小さい場合には、前記上位Mビットが示す値から1を差し引いた値を前記量子化値とする量子化値決定手段と
を備えることを特徴とする多次元補間装置。 - 前記判別手段での判別の結果、前記第2連結手段での連結結果が前記第1連結手段での連結結果と同等もしくは大きい場合には、前記第1および第2連結手段での連結結果の差を色空間の小数座標とし、前記第2連結手段での連結結果が前記第1連結手段での連結結果より小さい場合には、1を表すMビットの値を整数L回繰り返し連結した値から前記第1および第2連結手段での連結結果の差を減算した値を、色空間の小数座標とする小数座標決定手段を更に備えることを特徴とする請求項7に記載の多次元補間装置。
- Pビットの2進法表記で表現される入力デジタル画像信号を2M−1(0<M≦P)階調のデジタル信号に量子化することで得られた量子化値を前記入力デジタル画像信号の色空間における整数座標とし、色空間変換のために前記整数座標に対応する参照値を前記入力デジタル画像信号の色空間における小数座標に応じた重みで多次元補間演算を行う多次元補間装置における多次元補間手順をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
入力デジタル画像信号の上位MビットをPビットになるまで繰り返し連結する連結手順と、
前記入力デジタル画像信号と、前記連結手順での連結の結果として得られた連結信号との大小を判別する判別手順と、
前記判別手順での判別の結果、前記入力デジタル画像信号が前記連結信号と同等もしくは大きい場合には、前記上位Mビットが示す値を前記量子化値とし、前記入力デジタル画像信号が前記連結信号より小さい場合には、前記上位Mビットが示す値から1を差し引いた値を前記量子化値とする量子化値決定手順とをコンピュータに実行させるためのプログラム。 - Pビットの2進法表記で表現される入力デジタル画像信号を2M−1(0<M≦P)階調のデジタル信号である量子化値に量子化することで、色空間変換のための多次元補間演算を行う多次元補間装置における多次元補間手順をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
入力デジタル画像信号の上位MビットをPビット以上になるまで整数L回繰り返し連結する第1連結手順と、
前記入力デジタル画像信号の上位M×L−Pビットを、前記入力デジタル画像信号の下位に連結する第2連結手順と、
前記第1及び第2の連結手順での連結結果の大小を判別する判別手順と、
前記判別手順での判別の結果、前記第2連結手順での連結結果が前記第1連結手順での連結結果と同等もしくは大きい場合には、前記上位Mビットが示す値を前記量子化値とし、前記第2連結手順での連結結果が前記第1連結手順での連結結果より小さい場合には、前記上位Mビットが示す値から1を差し引いた値を前記量子化値とする量子化値決定手順とをコンピュータに実行させるためのプログラム。 - テクスチャ画像が記憶されたメモリから前記テクスチャ画像を読み出すためのMビットのアドレスとして用いられる正規化値を求める正規化方法であって、
連結手段が、前記メモリから読み出された前記テクスチャ画像が表示される位置を表わすP(0<M≦P)ビットのデジタル信号の上位MビットをPビットになるまで繰り返し連結する連結工程と、
判別手段が、前記Pビットのデジタル信号と、前記連結工程での連結の結果として得られた連結信号との大小を判別する判別工程と、
正規化値決定手段が、前記判別工程での判別結果に応じて前記正規化値を決定する工程であって、前記Pビットのデジタル信号が前記連結信号と同等もしくは大きい場合には、前記上位Mビットが示す値を前記正規化値とし、前記Pビットのデジタル信号が前記連結信号より小さい場合には、前記上位Mビットが示す値から1を差し引いた値を前記正規化値とする正規化値決定工程と
を備えることを特徴とする正規化方法。 - テクスチャ画像が記憶されたメモリから前記テクスチャ画像を読み出すためのMビットのアドレスとして用いられる正規化値を求める正規化方法であって、
連結手段が、前記メモリから読み出された前記テクスチャ画像が表示される位置を表わすP(0<M≦P)ビットのデジタル信号の上位MビットをPビット以上になるまで整数L回繰り返し連結してM×Lビットの比較信号を得て、前記Pビットのデジタル信号の上位M×L−Pビットを、前記Pビットのデジタル信号の下位に連結してM×Lビットの伸張デジタル信号を得る連結工程と、
判別手段が、前記連結工程で得られた伸張デジタル信号と比較信号との大小を判別する判別工程と、
正規化値決定手段が、前記判別工程での判別結果に応じて前記正規化値を決定する工程であって、前記伸張デジタル信号が前記比較信号と同等もしくは大きい場合には、前記上位Mビットが示す値を前記正規化値とし、前記伸張デジタル信号が前記比較信号より小さい場合には、前記上位Mビットが示す値から1を差し引いた値を前記正規化値とする正規化値決定工程と
を備えることを特徴とする正規化方法。
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