JP4595801B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は画像処理装置に関し、特に３次元色変換テーブルを用いた画像の色補正に関する。

写真画像の色補正では、トーンカーブ変換やレベル変換によるダイナミックレンジの改善、明るさやコントラストの調整、色かぶり除去のためのカラーバランス調整、特定の色相に対する色味の変換などの様々な色変換が行われる。これらの色変換も、それらを組み合わせた色変換も、全て変換前の色を表すデータ（以下、元色データという。）が何らかの変換規則によって別の色を表すデータ（以下、補正色データという。）に置き換わる処理である。従来、補正前の色に対応する補正後の色を表す補正色データを保持する３次元色変換テーブルを用いた色補正が知られている。３次元色変換テーブルを用いた色補正では、注目画素毎に補正色データをメモリから読み込むだけで、注目画素の色を補正した結果の色を表す補正色データを取得することができるため、高速な色補正が可能である。また、３次元色変換テーブルを用いた色補正では、色成分毎に補正結果を求める必要がないため、１次元色変換テーブルを用いた色補正に比べても高速な色補正が可能である。しかし、３次元色変換テーブルで全ての色に対応する補正色データが保持される場合、３次元色変換テーブルのデータ量が膨大になる。特許文献１には色空間の格子点に対応する色（以下、色空間の格子点に対応する色をグリッド色という。）についてのみ３次元色変換テーブルで補正色データを保持しておき（以下、３次元色変換テーブルで保持される補正色データをグリッド補正色データという。）、グリッド色でない任意の色に対応する補正色データは線形補間演算によって求める技術が開示されている。３次元色変換テーブルと線形補間演算の組み合わせによる色補正では、高速処理が可能であるが、３次元色変換テーブルの内容によって線形補間演算の誤差が大きくなる場合があるため、色補正によって画質が荒れる場合がある。

特開平３−２４４２９２号公報

本発明は、上記の問題に鑑みて創作されたものであって、画質を犠牲にすることなく高速な画像の色補正が可能な画像処理装置を提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するため、本発明による画像処理装置は、メモリと、前記メモリに格納されている元画像に対する補正モードを前記元画像毎に連続モード又は補間モードに設定するモード設定手段と、前記元画像の注目画素の色を表す元色データを取得し、Ｎ個の色に対応する補正色を規定する関数情報を前記元色データに基づいて利用することによって、前記元画像の注目画素の色に対応する前記補正色を表す前記補正色データを第一補正色データとして導出し、前記注目画素に関して前記第一補正色データを前記メモリに格納する、一連の処理を前記補正モードが前記連続モードであるとき繰り返すことにより各画素の色が前記第一補正色データで表された補正画像を生成する連続補正手段と、前記元色データを取得し、ｎ（ｎ＜Ｎ）個のグリッド色に対応するｎ個のグリッド補正色データを保持している３次元色変換テーブルから、前記注目画素の色に近い複数の前記グリッド色に対応する複数の前記グリッド補正色データで構成されるユニットデータを、前記元色データに基づいて取得し、前記ユニットデータを用いた線形補間演算により前記元画像の注目画素の色に対応する第二補正色データを導出し、前記注目画素に関して前記第二補正色データを前記メモリに格納する、一連の処理を前記補正モードが前記補間モードであるとき繰り返すことにより各画素の色が前記第二補正色データで表された補正画像を生成する補間補正手段と、を備える。
この画像処理装置の連続モードでは、Ｎ個の色に対応する補正色を規定する関数情報が、注目画素の色を表す元色データに基づいて利用されることによって、元色データが表す色に対応する補正色を表す第一補正色データが取得される。Ｎ個の色に対応する補正色を規定する関数情報を利用することによって、色数がＮ個であるディジタル色空間の全色に対応する補正色データを導出できるため、連続モードでは目標画質通りの補正画像を生成することができる。この画像処理装置の補間モードでは、ｎ（ｎ＜Ｎ）個のグリッド色に対応するｎ個のグリッド補正色データを保持する３次元色変換テーブルと線形補間演算の組み合わせによって、元色データに対する第二補正色データが導出される。３次元色変換テーブルを利用することによって、元色データに対応する第二補正色データを高速に導出できるため、補間モードでは補正画像を高速に生成することができる。この画像処理装置では、元画像に対する補正モードが元画像毎に連続モード又は補間モードに設定される。したがってこの画像処理装置によると、高速に色補正することも目標通りに色補正することも画像毎にできる。いずれの補正モードで色補正するかは、元画像や補正パラメータの内容に応じて決めればよい。

（２）前記画像処理装置は、前記連続補正手段として機能する汎用プロセッサと、前記補間補正手段として機能する専用プロセッサと、を備えてもよい。
１つの注目画素に関する色補正は、３次元色変換テーブルを用いる場合、注目画素の色を表す元色データの取得、注目画素の色に近いグリッド補正色を表すグリッド補正色データのアドレス特定、グリッド補正色データの取得、線形補間演算、第二補正色データの格納という一連の処理で完了する。これらの一連の処理機能は、比較的小規模で段数の少ない回路によって実現することができる。また、これらの一連の処理機能をハードウェアで実現すると、データラインの幅を無視した場合には、メモリアクセスは、元色データの取得、グリッド補正色データの取得、第二補正色データの格納の３回となる。すなわち、これらの一連の処理機能をハードウェアで実現すると、補間演算に必要なメモリアクセス回数が激減する。したがって、専用プロセッサによって線形補間演算を実行する場合、１画素当たりの処理速度を向上でき、メモリアクセス回数を低減できる。この画像処理装置によると、補間補正モードでは専用プロセッサによるさらに高速な色補正が可能である。

（３）前記画像処理装置は、前記元画像を解析し、前記関数情報及び前記３次元色変換テーブルを規定する補正パラメータを解析結果に基づいて生成する解析手段と、前記補正パラメータが予め決められたパラメータ基準を満たすか判定するパラメータ判定手段と、をさらに備えてもよい。前記モード設定手段は、対応する前記補正パラメータが前記パラメータ基準を満たさない前記元画像に対する前記補正モードを前記連続モードに設定してもよい。
この画像処理装置によると、補間モードでは目標画質に到達しない可能性の高い画質の画像に対する補正モードを連続モードに設定することができる。

（４）前記画像処理装置は、前記補正パラメータが前記パラメータ基準を満たす場合、前記補正パラメータに基づいて前記３次元色変換テーブルを生成するテーブル生成手段と、前記補正パラメータが前記パラメータ基準を満たす場合、前記グリッド色でない判定色に対応する前記第一補正色データを前記連続補正手段から取得し、前記判定色に対応する前記第二補正色データを前記補間補正手段から取得し、前記第一補正色データと前記第二補正色データとを比較し、比較結果が予め決められたテーブル基準を満たすか判定するテーブル判定手段と、をさらに備えてもよい。前記モード設定手段は、対応する前記３次元色変換テーブルが前記テーブル基準を満たす前記元画像に対する前記補正モードを前記補間モードに設定し、対応する前記３次元色変換テーブルが前記テーブル基準を満たさない前記元画像に対する前記補正モードを前記連続モードに設定してもよい。
同一の補正パラメータが適用される互いに異なる２つの画像を、その補正パラメータによって規定される１つの３次元色変換テーブルを利用して補正すると、それぞれの画像について生ずる線形補間誤差は異なる値となる。すなわち、補正パラメータが同じであっても、画像が異なれば、補間モードで補正して得られる画質と連続モードで補正して得られる画質との差は異なる。この画像処理装置によると、関数情報から導出される第一補正色データと、３次元色変換テーブルと線形補間演算の組み合わせで導出される第二補正色データとを実際に比較した結果に基づいて補正モードが設定されるため、色補正結果の目標画質を精度よく管理することができる。さらにこの画像処理装置によると、補間モードでは目標画質に到達しない可能性の高い画質の画像に対して、無用な３次元色変換テーブルが生成されることがない。

（５）前記画像処理装置は、前記元画像を解析し、前記関数情報及び前記３次元色変換テーブルを規定する補正パラメータを解析結果に基づいて生成する解析手段と、前記補正パラメータに基づいて前記３次元色変換テーブルを生成するテーブル生成手段と、前記グリッド色でない判定色に対応する前記第一補正色データを前記連続補正手段から取得し、前記判定色に対応する前記第二補正色データを前記補間補正手段から取得し、前記第一補正色データと前記第二補正色データとを比較し、比較結果が予め決められたテーブル基準を満たすか判定するテーブル判定手段と、をさらに備えてもよい。前記モード設定手段は、対応する前記３次元色変換テーブルが前記テーブル基準を満たす前記元画像に対する前記補正モードを前記補間モードに設定してもよい。
この画像処理装置によると、関数情報から導出される第一補正色データと３次元色変換テーブルと線形補間演算の組み合わせで導出される第二補正色データとを実際に比較した結果に基づいて補正モードが設定されるため、色補正結果の目標画質を精度よく管理することができる。

（６）前記判定色は、前記ユニットデータに対応する複数の前記グリッド色を頂点とする多面体領域の重心の色であってもよい。
判定色が多くなるほど、連続モードで生成される補正画像と補間モードで生成される補正画像との画質の差を正確に予測することができるが、計算量が増大する。ところで、３次元空間での線形補間演算は多面体領域単位に行われる。統計的には、注目画素の色が多面体領域の重心にあるときに線形補間演算の誤差が最も大きくなる。この画像処理装置によると、線形補間演算の誤差が統計的に最も大きくなる判定色について第一補正色データと第二補正色データとの比較が行われるため、連続モードで生成される補正画像の画質と補間モードで生成される補正画像の画質との差を少ない計算量で正確に予測し、予測結果に基づいて適正な補正モードを設定することができる。

（７）前記判定色は、グレー軸を含む前記ディジタル色空間の部分領域内の色であってもよい。
グレー軸近傍では色のねじれや階調飛びが目立ちやすい。この画像処理装置によると、グレー軸を含む部分領域内の判定色について第一補正色データと第二補正色データとの比較が行われるため、連続モードで生成される補正画像の画質と補間モードで生成される補正画像の画質との感覚的な差を少ない計算量で予測し、予測結果に基づいて適正な補正モードを設定することができる。

本発明の実施の形態を以下の順に説明する。
［画像処理装置のハードウェア構成］
［画像処理装置のソフトウェア構成］
［３次元色変換テーブル］
・・元画像の解析と補正パラメータの設定
・・グリッド色に対応するグリッド補正色データの導出
・・３次元色変換テーブルの構成
［色変換ブロックの構成と作動］
・・全体構成
・・データ転送
・・補間演算
・・・４面体補間
・・・６面体補間
・・ディザ処理
［画像補正の流れ］
［他の実施形態］

［画像処理装置のハードウェア構成］
図２は、本発明を適用したプリンタ１の概略構成を示すブロック図である。プリンタ１は、リムーバブルメモリ１０からＪＰＥＧなどの汎用フォーマットの写真画像やＲＡＷデータを読み込み、自動で色補正された写真画像の印刷が可能な所謂スタンドアロン型プリンタである。またプリンタ１は、ディジタルカメラ３０、ＰＣ（Personal Computer）３２、カメラ付携帯型電話端末３４等の外部システムから汎用フォーマットの画像やＲＡＷデータを直接入力し、色が自動補正された写真画像を印刷することが可能である。

外部ＩＦ（Inter Face）２０は、ディジタルカメラ３０、ＰＣ３２、カメラ付携帯型電話端末３４等の外部システムと通信するためのＵＳＢコントローラ、ＵＳＢコネクタ等を備え、汎用フォーマットの画像やＲＡＷデータや印刷設定パラメータをプリンタ１に入力する。

リムーバブルメモリコントローラ（ＲＭＣ）１２は、図示しないコネクタを介してリムーバブルメモリ１０に接続され、リムーバブルメモリ１０とＲＡＭ１４との間でデータ転送を制御し、汎用フォーマットの画像やＲＡＷデータをプリンタ１に入力する。

画像処理ユニット１６は、ＪＰＥＧデコード、３次元色変換テーブルを用いた色補正、シャープネス補正処理、分版処理、ハーフトーニング、インタレース処理等の印刷対象画像から印刷データを生成するための処理をＣＰＵ２２と協働して高速に実行するための画像処理ＬＳＩやＤＳＰで構成される。

画像処理ユニット１６の一部を構成している色変換ブロック１７（図３参照）は、３次元色変換テーブルを用いた色補正のための専用プロセッサである。色変換ブロック１７は、ＣＰＵ２２によって指定される元画像に対しＣＰＵ２２が生成した３次元色変換テーブルを用いて画像の色補正を実行することにより、色が自動補正された補正画像を生成する。以下、元画像の色も補正画像の色も２５６³色のＲＧＢディジタル色空間で表されるものとして説明するが、元画像の色空間の色数も、補正画像の色空間の色数も、２５６³色に限定されない。また色空間の表色系もＲＧＢ表色系に限らずいかなるものでもよい。

印刷ユニット１８は、印刷データに基づいてインクジェット方式で用紙に画像を形成するための記録ヘッド、記録ヘッドの往復移動機構、給排紙機構等を備える。尚、印刷方式は、インクジェット方式、レーザ方式、サーマル方式、ドットインパクト方式等のいかなる印刷方式でも採用し得る。

操作ユニット２６は、ユーザのメニュー操作や印刷設定要求や印刷開始要求を受け付けるための各種のボタンを備えている。特定のモードで特定のボタンが押されると、そのモードに応じた各種の要求がプリンタ１に入力される。
表示ユニット２８は、メニューや印刷対象画像を表示するためのＬＣＤ等のＦＰＤ（Flat Panel Display）、グラフィックコントローラ等を備える。

ＲＡＭ１４は、プログラムやプログラムの処理対象となるデータ、例えば元画像や補正画像や３次元色変換テーブルが一時的に格納される揮発性の記憶媒体である。
汎用プロセッサとしてのＣＰＵ２２は、フラッシュメモリ２４に格納されている制御プログラムを実行することにより、プリンタ１の各部を制御して印刷の実行を制御する。制御プログラムはコンピュータ読み取り可能な記憶媒体からフラッシュメモリ２４に転送してもよいし、遠隔地のサーバからネットワークを経由してフラッシュメモリ２４に転送してもよい。

［画像処理装置のソフトウェア構成］
図４はＣＰＵ２２によって実行される制御プログラムの構成を示すブロック図である。
印刷制御モジュール４０は、操作ユニット２６又はプリンタ１に接続されているディジタルカメラ３０、ＰＣ３２、携帯型電話機３４等の外部システムによって設定される印刷設定パラメータに応じてＪＰＥＧデコード、色補正、分版処理、ハーフトーニング、インタレース処理等の印刷データを生成するための処理の実行を制御するためのプログラム部品である。

色補正制御モジュール４２は、印刷制御モジュール４０から渡された印刷対象の元画像と印刷設定パラメータとに基づいて色補正モジュール４６を制御するためのプログラム部品である。具体的には、色補正制御モジュール４２は、補正方法判定モジュール４４に補正パラメータを渡してＳ／Ｗ色補正モジュール５２、Ｈ／Ｗ色補正モジュール５４のいずれによって色変換を実行させるかを判定させ、判定結果に応じてＳ／Ｗ色補正モジュール５２、Ｈ／Ｗ色補正モジュール５４のいずれかによって色変換を実行させるかを設定する。Ｓ／Ｗ色補正モジュール５２がＣＰＵ２２によって実行されるモードが連続補正モードである。Ｈ／Ｗ色補正モジュール５４がＣＰＵ２２によって実行されるモードが補間補正モードである。色補正制御モジュール４２は、ＣＰＵ２２をモード設定手段として機能させる。

色補正モジュール４６は印刷対象の元画像の色を補正して補正画像を生成するためのプログラム部品である。色補正モジュール４６の一部を構成する補正パラメータ生成モジュール４８は元画像を解析し、色補正のための補正パラメータを解析結果に基づいて設定するためのプログラム部品である。補正パラメータ生成モジュール４８はＣＰＵ２２を解析手段として機能させる。テーブル生成モジュール５０は補正パラメータに基づいて３次元色変換テーブルを生成するためのプログラム部品である。テーブル生成モジュール５０はＣＰＵ２２をテーブル生成手段として機能させる。Ｓ／Ｗ色補正モジュール５２は補正パラメータに基づいてＣＰＵ２２によって色を補正するためのプログラム部品である。Ｓ／Ｗ色補正モジュール５２はＣＰＵ２２を連続補正手段として機能させる。Ｈ／Ｗ色補正モジュール５４は３次元色変換テーブルを用いて色変換ブロック１７に色を補正させるためのプログラム部品である。すなわち、Ｈ／Ｗ色補正モジュール５４は色変換ブロック１７をＣＰＵ２２が制御するためのプログラム部品である。Ｈ／Ｗ色補正モジュール５４は色変換ブロック１７を補間補正手段として機能させる。

補正方法判定モジュール４４は、補正パラメータ及び３次元色変換テーブルをパラメータ基準及びテーブル基準に照らして検証し、ＣＰＵ２２、色変換ブロック１７のいずれに色補正を実行させるかを判定するためのプログラム部品である。補正方法判定モジュール４４はＣＰＵ２２をパラメータ判定手段及びテーブル判定手段として機能させる。

［３次元色変換テーブルの生成］
・・３次元色変換テーブルの概要
３次元色変換テーブルは図５（Ａ）に示すＲＧＢ色空間の格子点の色であるグリッド色（Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂ）毎に、その色が補正された結果の色を表すグリッド補正色データ（Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂ）（図５（Ｂ）参照）を保持するデータ構造体である。３次元色変換テーブルは、ＣＰＵ２２によって写真画像毎に生成されるため、３次元色変換テーブルによって決まる補正前後の変化量が写真画像の画質に応じて変更される。

・・元画像の解析と補正パラメータの設定
本実施形態では、写真画像の色を自動補正するために複数の補正パラメータが設定される。写真画像の画質を決める要素には、露出、光源色温度、コントラスト、ディジタルカメラのイメージセンサ特性、被写体自体の色等がある。写真画像の画質を補正するには、これらの要素を元画像の解析によって特定し、これらの要素に応じて補正パラメータを設定する必要がある。これらの要素は元画像を複数の色空間で解析することによって特定される。元画像の解析及び補正パラメータの設定は、補正パラメータ生成モジュール４８を実行するＣＰＵ２２によって以下のように行われる。

露出、被写体の色等によって決まる輝度を補正するための補正パラメータである輝度補正パラメータは、例えば輝度の平均値に応じて設定される。被写体の色、光源の強さ等に応じて決まるコントラストを補正するための補正パラメータであるシャドーパラメータ及びハイライトパラメータは、それぞれハイライトポイントとシャドーポイントに応じて設定される。輝度補正パラメータ、シャドーパラメータ及びハイライトパラメータの設定のために、ＱＶＧＡサイズのグレートーン画像の画素値である輝度についてヒストグラムが生成され、ヒストグラムに基づいて輝度の平均値、最大値、最小値がそれぞれ解析される。ＱＶＧＡサイズのグレートーン画像は元画像のサンプリングによって生成される。グレートーン画像とは画素毎に輝度の階調レベルを表す１成分の画像である。平均値と予め決められた固定値との差が輝度補正パラメータして設定される。輝度補正パラメータはＲ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）、それぞれのトーンカーブ毎に２つある制御点を上下させる幅に相当する。最大値と予め決められた固定値との差がハイライトパラメータとして設定される。ハイライトパラメータはＲ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）、それぞれのトーンカーブ毎に２つある制御点のうちハイライト側の１点を上下させる幅に相当する。最小値と予め決められた固定値との差がコントラスト補正パラメータとしてのシャドーパラメータとして設定される。シャドーパラメータはＲ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）それぞれのトーンカーブ毎に２つある制御点のうちシャドー側の１点を上下させる幅に相当する。

被写体の色、光源色温度、イメージセンサ特性等によって決まる記憶色を補正するための補正パラメータである記憶色補正パラメータは、各記憶色の平均値に応じて決まる。記憶色補正パラメータの設定のために、ＱＶＧＡサイズのＲＧＢトーン画像のうち、色相が葉緑色、空色、赤色、肌色の色相に近似する画素群についてＲ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）それぞれのヒストグラムがそれらの色相毎に生成され、各ヒストグラムに基づいて色相が葉緑色、空色、赤色、肌色の色相に近似する画素群のＲ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の平均値が解析される。ＱＶＧＡサイズのＲＧＢトーン画像は元画像のサンプリングによって生成される。ＲＧＢトーン画像とは画素毎にＲ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の階調レベルを表す３成分の画像である。各平均値と予め決められた固定値の差がそれぞれ葉緑色の記憶色補正パラメータ、空色の記憶色補正パラメータ、赤色の記憶色補正パラメータ、肌色の記憶色補正パラメータとして設定される。各記憶色補正パラメータはＲＧＢトーンカーブ毎に２つある制御点を上下させる幅に相当する。

光源色温度に応じて決まるカラーバランスを補正するための補正パラメータであるカラーバランス補正パラメータは、解析によって特定されるＲ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）、輝度それぞれの平均値に応じて決まる。カラーバランス補正パラメータの設定のために、ＱＶＧＡサイズのＲＧＢトーン画像についてＲ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）のヒストグラムが生成され、ＱＶＧＡサイズのグレートーン画像について輝度のヒストグラムが生成され、各ヒストグラムに基づいて輝度、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の各平均値が解析される。輝度平均値とＲ（Red）の平均値の差、輝度平均値とＧ（Green）の平均値の差、輝度平均値とＢ（Blue）の平均値との差がそれぞれ重み付けされた値がカラーバランス補正パラメータとして設定される。カラーバランス補正パラメータはＲＧＢトーンカーブ毎に２つある制御点のうちハイライト側の制御点を上下させる幅に相当する。

被写体である人物の肌色、光源色温度等によって決まる人物の肌色を補正するための補正パラメータである肌色補正パラメータは、解析によって特定される人物の顔領域内のＲ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）それぞれの平均値に応じて決まる。人物の顔領域は目や口や鼻の配置に応じたテンプレート等を用いたパターン認識によって特定される。肌色補正パラメータの設定のために、ＱＶＧＡサイズのグレートーン画像について人物の顔領域が特定される。ＱＶＧＡサイズのＲＧＢトーン画像について人物の顔領域毎に２５６画素のＲ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の各平均値が求められる。各平均値と予め決められた固定値との差に応じて肌色補正パラメータが設定される。肌色補正パラメータは、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）のトーンカーブの肌色制御点の座標と、階調とびを抑制する補間制御点の座標とに相当する。肌色制御点は好ましい肌色をピンポイントで指定するための制御点である。

・・グリッド色に対応するグリッド補正色データの導出
図６は元画像の色と補正画像の色との対応関係を成分毎に規定するトーンカーブを示す図である。元画像の色と補正画像の色とが等しい対応関係をＲ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の成分毎に規定する直線のトーンカーブに２つずつの制御点が存在している（図６の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）参照）。２つの制御点の座標は、例えばシャドー側が（６４／２５５、６４／２５５）、ハイライト側が（１９５／２５５、１９５／２５５）として予め決められている。尚、制御点の座標成分は元画像の階調（入力階調）、補正画像の階調（出力階調）の順に記載するものとする。また、本実施形態では元画像、補正画像ともにＲ、Ｇ、Ｂ各成分は２５６階調（０−２５５）であるとして説明されるが、階調数は任意である。上述した輝度補正パラメータ、シャドーパラメータ、ハイライトパラメータ、葉緑色の記憶色補正パラメータ、空色の記憶色補正パラメータ、赤色の記憶色補正パラメータ、肌色記憶色補正パラメータ及びカラーバランス補正パラメータが制御点の出力階調成分に累積加算されることによって制御点が移動する。さらに肌色制御点及び補間制御点の座標が肌色補正パラメータによって決まる。また、印刷設定パラメータに応じて補正パラメータが調整される。例えば印刷設定パラメータに応じて補正パラメータの制御値が＋１０に設定され、画像解析によって設定された補正パラメータが＋２０であれば最終的な補正パラメータは＋３０となる。このようにして補正パラメータによって決まる各制御点と（０／２５５、０／２５５）と（２５５／２５５、２５５／２５５）とをなめらかに結ぶトーンカーブが曲線補間処理によって導出される。入力階調と出力階調の対応関係を成分毎に規定するトーンカーブ（図６の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）参照）は、元色データの１成分である入力階調毎に補正色データの１成分である出力階調を保持する３つの１次元色変換テーブルとしてＲＡＭ１４に格納される。３つの１次元色変換テーブルによって、２５６³個の色に対する２５６³個の補正色を表す２５６³個の補正色データが規定される。したがって、３つの１次元色変換テーブルの合計データサイズは６１４４ビット（２５６×８×３）である。３つの１次元色変換テーブルは関数情報に相当する。

Ｒ成分のトーンカーブを規定する一次元色変換テーブルのとびとびの入力階調がグリッド色のＲ成分であり、とびとびの入力階調に対応するとびとびの出力階調がグリッド補正色データのＲ成分（Ｐｒ）である。Ｇ及びＢ成分のトーンカーブについても同様である。したがって、Ｒ、Ｇ及びＢ成分のトーンカーブを生成するための上述の処理によってグリッド色に対するグリッド補正色データが導出される。例えば、図７にＰ０で示されるグリッド色に対応するグリッド補正色データのＲ成分Ｐ０ｒは、Ｒ成分のトーンカーブを規定する一次元色変換テーブルから取り出される出力階調であって、対応する入力階調がグリッド色のＲ成である出力階調である。

・・３次元色変換テーブルの構成
線形補間演算は、色空間を構成する多面体の部分領域毎に実行される。線形補間演算の対象となる部分領域をユニットというものとする。本来、４面体補間演算で必要なグリッド補正色データは４個であり、６面体補間演算で必要なグリッド補正色データは８個である。したがって、４面体補間演算の対象となるユニットは本来４面体であり、６面体補間演算の対象となるユニットは本来６面体である。しかし、４面体補間演算にも６面体補間演算にも対応する色変換ブロック１７を単純化するため、色変換ブロック１７では４面体補間演算でも６面体補間演算でも同一のユニット単位で補間演算が実行される。すなわち、４面体補間演算でも６面体補間演算でも、８個のグリッド補正色データで構成されるユニットデータがＲＡＭ１４から色変換ブロック１７に転送される。

図８は本実施形態のユニットとＲＧＢ色空間との関係を示す模式図である。色空間を細かく分割してユニットを小さくすればするほど、線形補間演算の精度は向上するが、グリッド変換色データの数が多くなるため３次元色変換テーブルのデータ量が増大する。色空間を何個のユニットで分割するかは任意であって、分版精度等に応じて決めればよいが、本実施形態では色空間は４０９６個のユニットに分割される。各頂点を隣接ユニットで共有することにより、補間演算の精度を実質的に下げずに３次元色変換テーブルのデータ量を低減することができる。しかし、一画素の元色データを補正色データに変換するためには、１つのユニットデータをＲＡＭ１４から色変換ブロック１７に読み込む必要がある。したがって、グリッド補正色データがユニットデータ毎にＲＡＭ１４の連続アドレスに格納されていなければ、ユニットデータをＲＡＭ１４から色変換ブロック１７に転送するために必要な時間が長くなる。ユニットの各頂点を隣接ユニットで共有し、グリッド補正色データを冗長性無しにＲＡＭ１４に格納すると、１ユニットの全頂点分のグリッド補正色データで構成される１つのユニットデータを連続アドレスに格納することができなくなる。本実施形態では、ユニットデータの転送時間を短縮して画像の色補正を高速化するため、グリッド補正色データはユニットデータ毎にＲＡＭ１４の連続アドレスに格納され、隣接ユニットで頂点は共有されない。その結果、本実施形態では、４０９６×８個のグリッド色に対応する４０９６×８個のグリッド補正色データが３次元色変換テーブルに保持され、１つのユニットは一辺の長さが１５である直方体の領域になる。

ここで、任意の１つのユニットの各頂点に対応するグリッド色を、それらの色空間内の位置に応じて図９に示すようにＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７と定義する。Ｐ０はユニットの原点に最も近い頂点に対応するグリッド色である。Ｐ７はユニットの原点から最も遠い頂点に対応するグリッド色である。ユニットデータは、１ユニットの８個の頂点に対応するグリッド補正色データ群で構成される。

図１０は、３次元色変換テーブルのデータ配置を示す表である。［ａ：ｂ］はアドレス又はデータのａ桁目（ｂ＝０，１，２・・・）からｂ桁目（ａ＝０，１，２・・・）までのビット列で表される数値を表すものとする。グリッド色Ｐｎ（ｎ＝０、１、２・・・７）に対応するグリッド補正色データのＲ成分をＰｎｒ、グリッド色Ｐｎに対応するグリッド補正色データのＧ成分をＰｎｇ、グリッド色Ｐｎに対応するグリッド補正色データのＢ成分をＰｎｂと表記するものとする。本実施形態ではＲＡＭ１４は８ビットあたりに１アドレスが割り当てられている。色変換ブロック１７によって生成される補正画像はＲ、Ｇ、Ｂの各階調が８ビットで表現されるＲＧＢトーン画像であるため、グリッド補正色データのＲ、Ｇ、Ｂ各成分（Ｐｎｒ、Ｐｎｇ、Ｐｎｂ（ｎ＝０，１，２・・・７））はそれぞれ８ビットである。したがって、グリッド補正色データのＲ、Ｇ、Ｂ各成分はそれぞれ１アドレスに格納される。連続した４アドレスのうちの１アドレスにはグリッド補正色データが格納されない。すなわち、合計１９２ビットになる８個のグリッド補正色データで構成される１つのユニットデータは２５６ビットの連続領域に割り付けられる。尚、グリッド補正色データの各成分を何ビットにするかは設計事項であって、補正画像の色を表すディジタル色空間の色数に応じて決めればよい。また、上述して３次元色変換テーブルのデータ配置はあくまで一例であって、ユニットデータ単位で連続領域にグリッド補正色データが割り付けられていればよい。また、ユニットデータを圧縮することにより、１つのユニットデータを１度のメモリアクセスで色変換ブロック１７に読み込むこともできる。

［色変換ブロックの構成と作動］
・・全体構成
図１１は専用プロセッサとしての色変換ブロック１７の構成を示すブロック図である。色変換ブロック１７は、元画像の注目画素の順次選択、注目画素の色を表す元色データの読み込み、注目画素の色に対応するユニットデータを読み込むためのアドレス特定、ユニットデータの読み込み、線形補間演算、補正色データの書き込みという一連の処理を自律的に繰り返す専用回路である。色変換ブロック１７を構成するホストインタフェースブロック６０、データインタフェースブロック６２、ユニットアドレス生成ブロック６６、アービタブロック６４、補間演算ブロック６８はそれぞれワイヤードロジックで制御されるため、マイクロプログラム制御方式に比べて高速に作動する。尚、色変換ブロック１７はマイクロプログラム制御方式で作動してもよい。

ホストインタフェースブロック６０は、元画像の開始アドレス、元画像の画像サイズ、３次元色変換テーブルの開始アドレス、補正画像の開始アドレス、色変換ブロック１７のモード（４面体補間演算モード、６面体補間演算モード）、色補正の開始・中断等を制御するためのレジスタ群を備えている。端子ainはレジスタ群のアドレスを指定するための端子である。端子dinは指定されたアドレスに格納される元画像の開始アドレス、補正画像の開始アドレス、３次元色変換テーブルの開始アドレス等のデータを入力するための端子である。これらのデータはＨ／Ｗ色補正モジュール５４を実行しているＣＰＵ２２によって入力される。端子doutはＣＰＵ２２に色変換ブロック１７の状態を認識させるためにレジスタ群のデータを出力するための端子である。端子doutからは例えばある時点の注目画素について補正色データを書き込まれたＲＡＭ１４のアドレス信号が出力される。したがって、Ｈ／Ｗ色補正モジュール５４を実行しているＣＰＵ２２は任意の時点における注目画素を認識できる。また、注目画素の色に応じて４面体補間演算モードと６面体補間演算モードとを切り換えることも可能である。例えば、グレー軸近傍の色については４面体補間演算モードで補正し、グレー軸から遠い色については６面体補間演算モードで補正することなども可能である。

・・データ入力
図１２はＲＡＭ１４と色変換ブロック１７とのデータ転送タイミングを示す図である。１回のＲＡＭアクセスサイクルでＲＡＭ１４と色変換ブロック１７との間で転送可能なデータ量は１２８ビットである。また色変換ブロック１７は４つの注目画素の色変換をパイプライン処理する。このため、４つの注目画素の色を表す４つの元色データ、Ｄｎｒ−０、Ｄｎｒ−１、Ｄｎｒ−２、Ｄｎｒ−３が１回のＲＡＭアクセスサイクルでＲＡＭ１４から色変換ブロック１７に転送され、続いて、４つのユニットデータ（Ｐ_n０、Ｐ_n１、Ｐ_n２、Ｐ_n３、Ｐ_n４、Ｐ_n５、Ｐ_n６、Ｐ_n７（ｎ＝０、１，２，３））が８回のＲＡＭアクセスサイクルでＲＡＭ１４から色変換ブロック１７に転送され、続いて、４つの補正色データ、Ｄｎｗ−０、Ｄｎｗ−１、Ｄｎｗ−２、Ｄｎｗ−３が一回のＲＡＭアクセスサイクルで色変換ブロック１７からＲＡＭ１４に転送される。

データインタフェースブロック６２（図１１参照）は元画像の４つの注目画素の色を表す４つの元色データを読み出すための１つのアドレス信号sd_ra_dをアービタブロック６４に出力する。データインタフェースブロック６２は４つの注目画素の色を表す元色データが端子sd_d_inから入力されると、４つの注目画素について１つの補間演算開始要求rgb_enをユニットアドレス生成ブロック６６に出力し、元色データの各成分Ｒ_in［７：０］、Ｇ_in［７：０］、Ｂ_in［７：０］を１画素毎に順次ユニットアドレス生成ブロック６６に出力する。

ユニットアドレス生成ブロック６６は、注目画素の元色データを、注目画素の色に近い８個のグリッド色に対応するグリッド補正色データで構成されるユニットデータのアドレスに変換する。アービタブロック６４は、ユニットアドレス生成ブロック６６から出力される、ユニットデータを読み出すための要求信号req_sr_lと、データインタフェースブロック６２から出力される、注目画素の元色データを読み出すための要求信号req_srdとを調停し、いずれかの要求信号に応じたアドレス信号sd_sr_lまたはsd_ra_dを端子sd_raからＲＡＭＣ１５に出力する。端子sd_raから出力されるアドレス信号は、１６アドレス分のデータを一括して読み出すため、物理アドレスの［２５：４］のビットパターンになっている。端子sd_raから出力されるアドレス信号に応じて４アドレス分のデータが１度にＲＡＭ１４からデータインタフェースブロック６２又はユニットアドレス生成ブロック６６に転送される。注目画素の元色データを読み出すためのアドレス信号sd_ra_dが端子sd_raから出力されると注目画素の元色データがＲＡＭ１４からデータインタフェースブロック６２に転送される。ユニットデータを読み出すためのアドレス信号sd_sr_lが端子sd_raから出力されると４つのグリッド補正色データがＲＡＭ１４からユニットアドレス生成ブロック６６に転送される。ユニットアドレス生成ブロック６６は注目画素の元色に対応するユニットデータを読み出すためのアドレス信号とユニットデータとを保持するためのキャッシュメモリを有する。ユニットアドレス生成ブロック６６のキャッシュメモリに注目画素に対応するユニットデータが保持されている場合、要求信号req_sr_lとキャッシュメモリに保持されたアドレス信号sd_sr_lとはアービタブロック６４に出力されない。データインタフェースブロック６２、アービタブロック６４及びユニットアドレス生成ブロック６６は、データ取得手段に相当する。

図１３は元色データとユニットデータのアドレスとの対応関係を示す図である。RAM_address[16:4]はユニットアドレス生成ブロック６６の端子sd_sr_lから出力されるアドレス信号のビットパターンの一部を表している。端子sd_sr_lから出力されるアドレス信号はホストインタフェースブロック６０のレジスタにセットされる３次元色変換テーブルの開始アドレスとRAM_address[16:4]の和である。ＣＰＵ２２は常に［１６：４］＝０のアドレスからはじまるＲＡＭ１４の連続領域に３次元色変換テーブルを格納する。したがって３次元色変換テーブルの開始アドレスはＣＰＵ２２によって常に［１６：４］＝０にセットされる。

任意の元色データとRAM_address[16:4]との対応関係は高速化と回路の単純化のため次のように定められている。ユニットデータを読み込むためのアドレス信号の［１６：５］のビットパターンは、当該ユニットデータによって補間演算が実行される元色データのＲ、Ｇ、Ｂ各上位４ビットのパターン（Ｒ_in［７：４］、Ｇ_in［７：４］、Ｂ_in［７：４］）をＲＧＢの順に直結したビットパターンと同一である。グリッド色Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に対応するグリッド補正色データを読み込むためのアドレス信号の［４：４］のビットＳは０であり、グリッド補正色データＰ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７に対応するグリッド補正色データを読み込むためのアドレス信号の［４：４］のビットＳは１である。

上述したとおり、補間演算ブロック６８は、６面体補間演算モードであっても、４面体補間演算モードであっても、８個のグリッド色で構成されるユニットデータ単位で補間演算を実行するため、６面体補間演算モードであっても、４面体補間演算モードであっても、データインタフェースブロック６２、ユニットアドレス生成ブロック６６、アービタブロック６４の動作は以下の１通りである（図１１参照）。

具体的には、注目画素の色に近い４個のグリッド色Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に対応するグリッド補正色データを読み出すためのアドレス信号と、注目画素の色に近い４個のグリッド色Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７に対応するグリッド補正色データ群を読み出すためのアドレス信号とが注目画素毎に元色データに基づいてユニットアドレス生成ブロック６６によって生成され、それらのアドレス信号がユニットアドレス生成ブロック６６の端子sd_sr_lから出力される。ＲＡＭ１４と色変換ブロック１７との間でのデータ転送単位は１２８ビットであるため、ＲＡＭ１４と色変換ブロック１７との間では４アドレス分のデータが１つのアドレス指定によって１度に転送される。ユニットアドレス生成ブロック６６の端子sd_sr_lから出力されるアドレス信号は物理アドレスの［２５：４］のビットパターンである。

・・補間演算
データインタフェースブロック６２からユニットアドレス生成ブロック６６に補間演算開始要求rgb_enが入力されると、１つの注目画素の色を表す元色データの各成分Ｒ_in［７：０］、Ｇ_in［７：０］、Ｂ_in［７：０］の下位４ビット（ｒ［３：０］、ｇ［３：０］、ｂ［３：０］）と、ユニットデータとがユニットアドレス生成ブロック６６から補間演算ブロック６８に出力される。具体的にはユニットデータはグリッド補正色データ毎に補間演算ブロック６８に入力され、１つのグリッド補正色データのＲ、Ｇ、Ｂの各成分であるＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂは同時に補間演算ブロック６８に入力される。

図１４は補間演算手段としての補間演算ブロック６８の構成を示す回路図である。補間演算ブロック６８は、ユニットアドレス生成ブロック６６から入力されるユニットデータと注目画素の元色データの各成分Ｒ_in［７：０］、Ｇ_in［７：０］、Ｂ_in［７：０］の下位４ビット（ｒ［３：０］、ｇ［３：０］、ｂ［３：０］）とを用いた線形補間演算によって４つの注目画素について補正色データをパイプライン処理によって順次導出する。補間演算ブロック６８は、係数生成回路に相当する係数演算ブロック１０２と、累積加算回路に相当する累積加算ブロック１０４とで構成されている。係数演算ブロック１０２は、注目画素の元色データの各成分Ｒ_in［７：０］、Ｇ_in［７：０］、Ｂ_in［７：０］の下位４ビット（ｒ、ｇ、ｂ）に基づいて８個のグリッド補正色データのそれぞれに掛け合わせる係数を導出する。累積加算ブロック１０４は、係数演算ブロック１０２から出力される係数を８個のグリッド補正色データのそれぞれに掛け合わせ、乗算結果を累積加算する。尚、シフト演算回路が係数演算ブロック１０２、累積加算ブロック１０４のそれぞれに組み込まれているが、シフト演算はどの段階で実行されてもよい。

・・・６面体補間演算モードにおける線形補間演算
６面体補間演算では、補正色データの各成分Ｒ_out、Ｇ_out、Ｂ_outは原理的には以下の演算によって求められる。尚、Ｐｎ_r、Ｐｎ_g、Ｐｎ_bは、それぞれグリッド色Ｐｎに対応する補正色データのＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分である。
Ｒ_out＝（１５−ｒ）×（１５−ｇ）×（１５−ｂ）×Ｐ０_r／１５³
＋（１５−ｒ）×（１５−ｇ）×ｂ×Ｐ１_r／１５³
＋（１５−ｒ）×ｇ×（１５−ｂ）×Ｐ２_r／１５³
＋（１５−ｒ）×ｇ×ｂ×Ｐ３_r／１５³
＋ｒ×（１５−ｇ）×（１５−ｂ）×Ｐ４_r／１５³
＋ｒ×（１５−ｇ）×ｂ×Ｐ５_r／１５³
＋ｒ×ｇ×（１５−ｂ）×Ｐ６_r／１５³
＋ｒ×ｇ×ｂ×Ｐ７_r／１５³
Ｇ_out＝（１５−ｒ）×（１５−ｇ）×（１５−ｂ）×Ｐ０_g／１５³
＋（１５−ｒ）×（１５−ｇ）×ｂ×Ｐ１_g／１５³
＋（１５−ｒ）×ｇ×（１５−ｂ）×Ｐ２_g／１５³
＋（１５−ｒ）×ｇ×ｂ×Ｐ３_g／１５³
＋ｒ×（１５−ｇ）×（１５−ｂ）×Ｐ４_r／１５³
＋ｒ×（１５−ｇ）×ｂ×Ｐ５_g／１５³
＋ｒ×ｇ×（１５−ｂ）×Ｐ６_g／１５³
＋ｒ×ｇ×ｂ×Ｐ７_g／１５³
Ｂ_out＝（１５−ｒ）×（１５−ｇ）×（１５−ｂ）×Ｐ０_b／１５³
＋（１５−ｒ）×（１５−ｇ）×ｂ×Ｐ１_b／１５³
＋（１５−ｒ）×ｇ×（１５−ｂ）×Ｐ２_b／１５³
＋（１５−ｒ）×ｇ×ｂ×Ｐ３_b／１５³
＋ｒ×（１５−ｇ）×（１５−ｂ）×Ｐ４_b／１５³
＋ｒ×（１５−ｇ）×ｂ×Ｐ５_b／１５³
＋ｒ×ｇ×（１５−ｂ）×Ｐ６_b／１５³
＋ｒ×ｇ×ｂ×Ｐ７_b／１５³

しかし、１５³で割る除算回路は段数が多くなるため、本実施形態では、１５³で割る除算をシフト演算に置き換える。具体的には、以下の演算とディザ処理（０，１，２，３の固定値加算）の組み合わせによって補正色データの各成分Ｒ_out［７：０」、Ｇ_out［７：０」、Ｂ_out［７：０」が求められる。尚、以下の数式において＞＞ｎはｎビット繰り下げるシフト演算を意味する。
Ｒ_out＝｛（６４−ｍＲ）×（６４−ｍＧ）×（６４−ｍＢ）×Ｐ０_r＞＞１６
＋（６４−ｍＲ）×（６４−ｍＧ）×ｍＢ×Ｐ１_r＞＞１６
＋（６４−ｍＲ）×ｍＧ×（６４−ｍＢ）×Ｐ２_r＞＞１６
＋（６４−ｍＲ）×ｍＧ×ｍＢ×Ｐ３_r＞＞１６
＋ｍＲ×（６４−ｍＧ）×（６４−ｍＢ）×Ｐ４_r＞＞１６
＋ｍＲ×（６４−ｍＧ）×ｍＢ×Ｐ５_r＞＞１６
＋ｍＲ×ｍＧ×（６４−ｍＢ）×Ｐ６_r＞＞１６
＋ｍＲ×ｍＧ×ｍＢ×Ｐ７_r＞＞１６
Ｇ_out＝｛（６４−ｍＲ）×（６４−ｍＧ）×（６４−ｍＢ）×Ｐ０_g＞＞１６
＋（６４−ｍＲ）×（６４−ｍＧ）×ｍＢ×Ｐ１_g＞＞１６
＋（６４−ｍＲ）×ｍＧ×（６４−ｍＢ）×Ｐ２_g＞＞１６
＋（６４−ｍＲ）×ｍＧ×ｍＢ×Ｐ３_g＞＞１６
＋ｍＲ×（６４−ｍＧ）×（６４−ｍＢ）×Ｐ４_g＞＞１６
＋ｍＲ×（６４−ｍＧ）×ｍＢ×Ｐ５_g＞＞１６
＋ｍＲ×ｍＧ×（６４−ｍＢ）×Ｐ６_g＞＞１６
＋ｍＲ×ｍＧ×ｍＢ×Ｐ７_g＞＞１６
Ｂ_out＝｛（６４−ｍＲ）×（６４−ｍＧ）×（６４−ｍＢ）×Ｐ０_b＞＞１６
＋（６４−ｍＲ）×（６４−ｍＧ）×ｍＢ×Ｐ１_b＞＞１６
＋（６４−ｍＲ）×ｍＧ×（６４−ｍＢ）×Ｐ２_b＞＞１６
＋（６４−ｍＲ）×ｍＧ×ｍＢ×Ｐ３_b＞＞１６
＋ｍＲ×（６４−ｍＧ）×（６４−ｍＢ）×Ｐ４_b＞＞１６
＋ｍＲ×（６４−ｍＧ）×ｍＢ×Ｐ５_b＞＞１６
＋ｍＲ×ｍＧ×（６４−ｍＢ）×Ｐ６_b＞＞１６
＋ｍＲ×ｍＧ×ｍＢ×Ｐ７_b＞＞１６

回路７０は、元色データの各成分Ｒ_in［７：０］、Ｇ_in［７：０］、Ｂ_in［７：０］の下位４ビット（ｒ［３：０］、ｇ［３：０］、ｂ［３：０］）が表す数を、その４倍に近い数ｍＲ、ｍＧ、ｍＢに変換する。ｒ［３：０］とｍＲ［６：０］の対応関係は例えば図１５に示すとおりである。回路７４はセレクタ７８に６４及び０を入力する。回路７６は（６４−ｍＲ）、（６４−ｍＧ）及び（６４−ｍＢ）をそれぞれ出力する除算回路である。セレクタ７８はグリッド補正色データ毎に（６４−ｍＲ）、（６４−ｍＧ）、（６４−ｍＢ）、ｍＲ、ｍＧ、ｍＢのうちのいずれか３つを選択しフリップフロップ８０に出力する選択回路である。グリッド補正色データとセレクタ７８が選択する３つのデータとの対応関係は上記の式に対応している。例えばＰ０に対応するグリッド補正色データに対しては（６４−ｍＲ）、（６４−ｍＧ）、（６４−ｍＢ）が選択され、Ｐ１に対応するグリッド補正色データに対しては（６４−ｍＲ）、（６４−ｍＧ）、ｍＢが選択される。乗算回路８２はセレクタ７８によって選択された（６４−ｍＲ）、（６４−ｍＧ）、（６４−ｍＢ）、ｍＲ、ｍＧ、ｍＢのうちのいずれか３つを掛け合わせる。回路８４は乗算回路８２から出力される値を３２で割るために５ビットシフトするシフト演算回路である。

乗算回路９０、１０３、１１２には、グリッド補正色データのＲ、Ｇ、Ｂの各成分であるＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂがフリップフロップ８６、８８を介して入力される。乗算回路９０はグリッド補正色データのＲ成分であるＰｒと係数演算ブロック１０２から出力される値とを掛け合わせる。ユニットアドレス生成ブロック６６から順次出力される８個のグリッド補正色データのＲ成分であるＰ０ｒ、Ｐ１ｒ、Ｐ２ｒ、Ｐ３ｒ、Ｐ４ｒ、Ｐ５ｒ、Ｐ６ｒ、Ｐ７ｒと係数演算ブロック１０２から順次出力される８個の値とが掛け合わされた８個の乗算結果が乗算回路９０から順次出力される。乗算回路１０３、１１２はグリッド補正色データのＧ、Ｂ成分であるＰｇ、Ｐｂについて乗算回路１０９と同一の演算を実行する。
回路９２、回路１０５、回路１１４は乗算回路９０、乗算回路１０３、乗算回路１１２から出力される値をそれぞれ２¹¹で割るためのシフト演算回路である。

上述の演算によって回路９２から１つの注目画素のＲ成分について以下の８個の値が順次出力される。加算回路９４及びフリップフロップ９６は、以下の８個の値を累積加算する。
（６４−ｍＲ）×（６４−ｍＧ）×（６４−ｍＢ）×Ｐ０_r＞＞１６
（６４−ｍＲ）×（６４−ｍＧ）×ｍＢ×Ｐ１_r＞＞１６
（６４−ｍＲ）×ｍＧ×（６４−ｍＢ）×Ｐ２_r＞＞１６
（６４−ｍＲ）×ｍＧ×ｍＢ×Ｐ３_r＞＞１６
ｍＲ×（６４−ｍＧ）×（６４−ｍＢ）×Ｐ４_r＞＞１６
ｍＲ×（６４−ｍＧ）×ｍＢ×Ｐ５_r＞＞１６
ｍＲ×ｍＧ×（６４−ｍＢ）×Ｐ６_r＞＞１６
ｍＲ×ｍＧ×ｍＢ×Ｐ７_r＞＞１６

また、上述の演算によって回路１０５から１つの注目画素のＧ成分について以下の８個の値が順次出力される。加算回路１０６及びフリップフロップ１０９は、以下の８個の値を累積加算する。
（６４−ｍＲ）×（６４−ｍＧ）×（６４−ｍＢ）×Ｐ０_g＞＞１６
（６４−ｍＲ）×（６４−ｍＧ）×ｍＢ×Ｐ１_g＞＞１６
（６４−ｍＲ）×ｍＧ×（６４−ｍＢ）×Ｐ２_g＞＞１６
（６４−ｍＲ）×ｍＧ×ｍＢ×Ｐ３_g＞＞１６
ｍＲ×（６４−ｍＧ）×（６４−ｍＢ）×Ｐ４_g＞＞１６
ｍＲ×（６４−ｍＧ）×ｍＢ×Ｐ５_g＞＞１６
ｍＲ×ｍＧ×（６４−ｍＢ）×Ｐ６_g＞＞１６
ｍＲ×ｍＧ×ｍＢ×Ｐ７_g＞＞１６

また、上述の演算によって回路１１４から１つの注目画素のＢ成分について以下の８個の値が順次出力される。加算回路１１６及びフリップフロップ１１８は、以下の８個の値を累積加算する。
（６４−ｍＲ）×（６４−ｍＧ）×（６４−ｍＢ）×Ｐ０_b＞＞１５
（６４−ｍＲ）×（６４−ｍＧ）×ｍＢ×Ｐ１_b＞＞１５
（６４−ｍＲ）×ｍＧ×（６４−ｍＢ）×Ｐ２_b＞＞１５
（６４−ｍＲ）×ｍＧ×ｍＢ×Ｐ３_b＞＞１５
ｍＲ×（６４−ｍＧ）×（６４−ｍＢ）×Ｐ４_b＞＞１５
ｍＲ×（６４−ｍＧ）×ｍＢ×Ｐ５_b＞＞１５
ｍＲ×ｍＧ×（６４−ｍＢ）×Ｐ６_b＞＞１５
ｍＲ×ｍＧ×ｍＢ×Ｐ７_b＞＞１５

回路９８、１１０、１２０はそれぞれディザ処理と４で割るための２ビットシフト演算によって補正色データのＲ成分Ｒ_out［７：０」、Ｇ成分Ｇ_out［７：０」、Ｂ成分Ｂ_out［７：０」を生成する。ディザ処理では、注目画素の位置に応じて０，１，２，３のいずれかの値が加算される。図１６はディザパターンを例示している。この結果、８ビット精度のＲ_out［７：０」、Ｇ_out［７：０」、Ｂ_out［７：０」は、１０ビット精度の面積階調を有することになる。補正色データの各成分Ｒ_out［７：０」、Ｇ_out［７：０」、Ｂ_out［７：０」はフリップフロップ１００を介して累積加算ブロック１０４から同時に出力される。

・・・４面体補間演算モードにおける係数演算
図１７に示すように、Ｐ０とＰ７を結ぶ対角線で１個のユニットは６個の４面体領域に分割される。この４面体領域をサブユニットというものとする。４面体補間演算では、注目画素の色を包含するサブユニットの頂点に対応する４個のグリッド補正色データが必要になる。しかし、本実施形態では、４面体補間演算モードでも６面体補間演算モードでもセレクタ７８を除いて色変換ブロック１７の作動は同一である。このため４面体補間演算モードでは、係数演算ブロック１０２はユニットデータを構成する８個のグリッド補正色データのうちの４個に掛け合わせる係数を０にセットする。すなわち、注目画素の色を包含するサブユニットの頂点に対応しない４個のグリッド補正色データに対応する係数が０にセットされる。具体的には、４面体補間演算モードでは、注目画素の色を包含するサブユニットを特定するための判定を比較回路としての回路７２及びセレクタ７８で実行し、セレクタ７８はその演算結果に応じて係数の要素として６４、０、（６４−ｍＲ）、（６４−ｍＧ）、（６４−ｍＢ）、ｍＲ、ｍＧ、ｍＢ、（ｍＲ−ｍＧ）、（ｍＲ−ｍＢ）、（ｍＧ−ｍＲ）、（ｍＧ−ｍＢ）、（ｍＢ−ｍＲ）、（ｍＢ−ｍＧ）のうちのいずれか３つを選択しフリップフロップ８０に出力する。回路７２は、元色データの各成分Ｒ_in［７：０］、Ｇ_in［７：０］、Ｂ_in［７：０］の下位４ビット（ｒ［３：０］、ｇ［３：０］、ｂ［３：０］）の大小関係を明らかにするための減算回路である。

回路７２及びセレクタ７８によって行われるサブユニットの特定は次の表１の通りである。

四面体補間モードにおいてセレクタ７８によって選択される３つの係数要素とグリッド変換色データの対応関係は下記の表２〜表７の通りである。尚、注目画素の色が６つのサブユニットによって共有されるユニットの対角線上に位置する場合、ｍＲ−ｍＧ、ｍＧ−ｍＢ、ｍＢ−ｍＲがいずれも０になる。この場合、いずれのサブユニットについて補間演算を行っても同一の演算結果が得られる。本実施形態では、ｍＲ−ｍＧ、ｍＧ−ｍＢ、ｍＢ−ｍＲがいずれも正または０の場合にはサブユニットＡについて補間演算が実行され、ｍＲ−ｍＧ、ｍＧ−ｍＢ、ｍＢ−ｍＲがいずれも負の場合にはサブユニットＦについて補間演算が実行される。

・・データ出力
以上の演算によって累積加算ブロック１０４から出力される補正色データは、データインタフェースブロック６２（図１１参照）に出力される。また、４つの注目画素について補間演算が終了すると補間演算ブロック６８から補間演算終了通知out_enがデータインタフェースブロック６２に出力され、補間演算終了通知out_enの入力に応じてデータインタフェースブロック６２から４画素分の補正色データが端子sd_d_outから出力される。このとき４画素分の補正色データで色が表される画素（４つの注目画素に対応する補正画像の４つの画素）に対応するアドレス信号req_swが出力され、４画素分の補正色データをＲＡＭ１４に書き込むための書き込み要求信号req_swが出力される。また、補間演算終了通知out_enが入力されると、データインタフェースブロック６２は次の４画素について上述したデータ入力を繰り返す。

［画像補正の流れ］
図１は、プリンタ１による写真画像の自動画質補正のための色補正の流れを示すフローチャートである。図１に示す処理はステップＳ１１４を除いて上述した制御プログラムを実行するＣＰＵ２２によって実行される。
ステップＳ１００では印刷設定パラメータが解析され、補正パラメータを変動させるための制御値が設定される。具体的には印刷制御モジュール４０（図４参照）から渡された印刷設定パラメータが色補正制御モジュール４２によって解析され、印刷設定パラメータに応じて補正パラメータの制御値が設定される。画像補正に影響を与える印刷設定パラメータは例えば印刷対象の写真画像に対して設定されるシーンや輝度操作値やコントラスト操作値である。シーン設定としては、標準、人物、風景、夜景、逆光等がある。シーン設定、輝度操作値、コントラスト操作値等に応じて補正パラメータが表す制御点の上下幅を変動させる制御値が設定される。

ステップＳ１０２では印刷対象の元画像が解析される。すなわち、補正パラメータ生成モジュール４８によって、ＲＧＢトーンの元画像がサンプリングされ、サンプリングによって生成されたＱＶＧＡサイズのＲＧＢトーン画像等の統計値が導出される。尚、印刷対象がＪＰＥＧフォーマットである場合には、解析前のデコードによりＲＧＢトーンの元画像が生成される。また印刷対象がＲＡＷデータの場合には、解析前のデモザイク処理によりＲＧＢトーンの元画像が生成される。詳細は、３次元色変換テーブルの生成について既に述べたとおりである。

ステップＳ１０４では補正パラメータが設定される。すなわち、補正パラメータ生成モジュール４８によって、元画像の解析結果と補正パラメータの制御値とに応じた補正パラメータが設定される。詳細は、３次元色変換テーブルの生成について既に述べたとおりである。

補正パラメータによって決まるトーンカーブの制御点の上下幅が大きくなると、トーンカーブの曲率半径が平均的に小さくなるため、トーンカーブを規定する１次元色変換テーブルによって求まる補正色データの各成分と線形補間演算によって求まる補正色データの各成分との差（図１８に示すΔＢ参照）が大きくなる。この差が大きくなると、補正画像の階調のなめらかさが損なわれる。

そこでステップＳ１０６では、３次元色変換テーブルの検証結果がハードウェアによる色補正の可能な範囲を決める第一の基準であるパラメータ基準を満たすか否かが補正方法判定モジュール４４によって判定される。具体的には例えば、各補正パラメータの下限値及び上限値をパラメータ基準として保持する図１９に示すテーブルに基づいて次のように判定される。このテーブルは制御プログラムに包含されている。補正パラメータの１つであるパラメータ１（例えばハイライトパラメータ）が基準下限値である−５０以下又は基準上限値である＋５０以上であればパラメータ基準は満たされていないと判定される。この場合、連続モードに設定され、ステップＳ１１６の処理に進む。また、基準下限値以下又は基準上限値以上の補正パラメータが１つでも存在すればパラメータ基準は満たされていないと判定される。パラメータ基準は例えば次のように定められる。まず多数の写真画像に対して任意の補正パラメータが設定され、設定された補正パラメータに応じて３次元色変換テーブルが生成される。次に、生成された３次元色変換テーブルを用いた線形補間演算によって多数の補正画像が生成される。このようにして生成された多数の補正画像を感覚的に評価することによって、いずれの補正画像についても十分な画質の補正画像が得られる補正パラメータを特定することができる。

パラメータ基準が満たされている場合、テーブル生成モジュール５０によって３次元色変換テーブルが生成される（ステップＳ１０８）。パラメータ基準が満たされない限り、３次元色変換テーブルが生成されないため、十分な画質の補正画像を生成できない３次元色変換テーブルが無駄に生成されることがない。まず、Ｒ、Ｇ及びＢ成分のトーンカーブに対応する１次元色変換テーブルが補正パラメータに基づいて生成される。また、３次元色変換テーブルの開始アドレスが設定される。任意のグリッド色の各成分に対応する出力階調が３つの１次元色変換テーブルからそれぞれグリッド補正色データの各成分として取得される。取得された各グリッド補正色データは対応するグリッド色に対応するアドレスに格納される。これらの詳細は既に説明したとおりである。実際には、各画素がグリッド色である画像を元画像としてＳ／Ｗ色補正モジュール５２による色補正を実行すれば、各画素がグリッド補正色データで構成される画像が生成されるため、このように生成した画像の各画素の画素値をグリッド補正色データとして順次所定のアドレスに格納すればよい。

ステップＳ１１０では、３次元色変換テーブルが補正方法判定モジュール４４によって検証される。線形補間演算の精度が統計的に最も悪くなるのは、元色データが表す色がユニットの重心に位置する場合である。したがって、ユニットの重心に対応する色（判定色）を表す元色データに対して色変換ブロック１７による線形補間演算を実行し、線形補間演算の結果として求まる補正色データ（第二補正色データ）と、Ｒ、Ｇ及びＢのトーンカーブに対応する１次元色変換テーブルを用いたソフトウェア処理によって求まる補正色データ（第一補正色データ）とを比較することによって線形補間演算の精度を判定することができる。ここで、色変換ブロック１７による線形補間演算によって求まる補正色データを（Ｒ_h、Ｇ_h、Ｂ_h）とし、Ｒ、Ｇ及びＢのトーンカーブに対応する１次元色変換テーブルを用いたソフトウェア処理（Ｓ／Ｗ色補正モジュール５２による色補正処理）によって求まる補正色データを（Ｒ_s、Ｇ_s、Ｂ_s）とする（図２０参照）。ステップＳ１１０では、ユニットの重心に対応する２つの補正色データ（Ｒ_h、Ｇ_h、Ｂ_h）及び（Ｒ_s、Ｇ_s、Ｂ_s）が示す色空間内の２点間の距離Δｄの二乗が求められる。
Δｄ²＝（Ｒｈ−Ｒｓ）²＋（Ｇｈ−Ｇｓ）²＋（Ｒｈ−Ｒｓ）²

３次元色変換テーブルの検証は全てのユニットを対象として実行されてもよいし、一部のユニットを対象として実行されてもよい。例えば、Ｒ_in＝Ｇ_in＝Ｂ_inであるグレー軸では色のねじれや階調飛びが特に目立つため、グレー軸が貫くユニットのみ、或いはグレー軸が貫くユニットとそれらに隣接するユニットのみを対象として３次元色変換テーブルの検証が実行されてもよい。３次元色変換テーブルの検証を一部のユニットに限定して実行することにより、検証に要する時間を短縮することができる。

具体的には例えば以下のようにして３次元色変換テーブルが検証される。まず、検証対象となる各ユニットの重心に対応する元色データで各画素の色が表されたサンプル画像に対してＳ／Ｗ色補正モジュール５２によって１次元色変換テーブルを用いた色補正が実行され、その結果としてＳ／Ｗ補正画像が生成される。また、同じサンプル画像に対して色変換ブロック１７による線形補間演算が実行され、その結果としてＨ／Ｗ補正画像が生成される。そして、Ｓ／Ｗ補正画像とＨ／Ｗ補正画像の全画素についてΔｄ²が導出される。最後に、全画素について導出されたΔｄ²を母集団として、平均値、最大値、中央値等の統計値が導出される。

ステップＳ１１２では、３次元色変換テーブルの検証結果がハードウェアによる色補正の可能な範囲を決める第二の基準であるテーブル基準を満たしているか否かが補正方法判定モジュール４４によって判定される。具体的には例えば、Ｓ／Ｗ補正画像とＨ／Ｗ補正画像とから求められたΔｄ²を母集団として導出された平均値、最大値、中央値等の統計値がテーブル基準として予め決められた固定値以下であれば、テーブル基準を満たしていると判定される。このような定量解析によってハードウェアによる色補正の可能な範囲を決めることにより、元画像がどのような画質であっても補正画像の目標画質を精度よく管理することができる。

パラメータ基準もテーブル基準も満たされている場合、ステップＳ１１４においてハードウェアによる画像の色補正が実行される。すなわち、色変換ブロック１７によって既に述べたとおりの線形補間演算が実行され、色変換ブロック１７によって導出された変換データがＨ／Ｗ色補正モジュール５４によって設定される補正画像の開始アドレスから順次ＲＡＭ１４に格納される。その結果、各画素の色が変換データで表された補正画像が生成される。
パラメータ基準、テーブル基準のいずれかが満たされていない場合、ステップＳ１１６においてソフトウェアによる画像補正が実行される。すなわち、Ｓ／Ｗ色補正モジュール５２を実行するＣＰＵ２２によって以下の処理が行われる。

図２１はソフトウェアによる画像補正の処理の流れを示すフローチャートである。
ステップＳ２００では、元画像の画素の１つが注目画素として選択される。
ステップＳ２０２では、注目画素の色を表す元色データがＲＡＭ１４からＣＰＵ２２に読み込まれる。
ステップＳ２０４では、元色データのＲ成分がＲ成分のトーンカーブに対応する一次元変換テーブルのアドレスに変換され、元色データのＧ成分がＧ成分のトーンカーブに対応する一次元変換テーブルのアドレスに変換され、元色データのＢ成分がＢ成分のトーンカーブに対応する一次元変換テーブルのアドレスに変換される。生成された３つのアドレスから補正色データのＲ、Ｇ及びＢ成分が順次ＣＰＵ２２に読み込まれる。
ステップＳ２０６では、注目画素に対応する画素に補正色データが格納される。すなわち、注目画素に対応するＲＡＭ１４のアドレスに補正色データが格納される。
ステップＳ２０８では注目画素が元画像の最終画素であるかが判定される。ステップＳ２００からステップＳ２０６までの処理が元画像の最終画素まで繰り返される。

以上述べた連続モードにおけるソフトウェアによる色補正では、元色データの読み込み、Ｒ成分の１次元色変換テーブルのアドレス生成、補正色データのＲ成分の読み込み、Ｇ成分の１次元色変換テーブルのアドレス生成、補正色データのＧ成分の読み込み、Ｂ成分の１次元色変換テーブルのアドレス生成、補正色データのＢ成分の読み込み、補正色データの書き込みという一連の処理が画素毎にＣＰＵ２２によって繰り返されるため、ハードウェアによる色補正よりも色補正にかかる時間が長くなる。一方、ソフトウェアによる色補正では、２５６³色のＲＧＢ色空間で表される全色に対応する補正色データを保持する１次元色変換テーブルで非線形な色変換が実行されるため、３次元色変換テーブルを用いた線形補間演算による色変換に比べて緻密な色変換が可能である。本実施形態では、補正パラメータによって決まる補正量に応じてソフトウェアによる色補正とハードウェアによる色補正とが切り換わるため、ハードウェアによる色補正によって補正画像の画質が実質的に劣化することはない。またハードウェアによって色補正がされる限りは高速に色補正が実行される。また自動設定された撮像条件のもとでディジタルカメラによって生成された写真画像に対しては、ほとんどの場合、補正量が小幅な色補正によって適性画質を得ることができる。したがって、実際には相当高い割合でハードウェアによる色補正によって写真画像の画質改善が可能である。

［他の実施形態］
以上述べた実施形態では、写真画像の解析結果に基づいて３次元色変換テーブルが生成されたが、写真画像を解析せずに３次元色変換テーブルを生成してもよい。例えば、補正パラメータが一義的に決まる制御値が印刷対象となる画像に添付されているような場合には、写真画像を解析しなくても、その写真画像に対して適正な３次元色変換テーブルを生成することが可能である。また上記実施形態では、ソフトウェア処理による色補正では、１次元色変換テーブルを用いたトーンカーブ変換で補正色データが導出されたが、１画素毎に四則演算を伴う関数演算によって補正色データが導出されてもよい。このような関数演算を定義する情報（プログラムコード）や一次元色変換テーブルが関数情報に相当する。また上記実施例では、３次元色変換テーブルと線形補間演算を組み合わせて補正色データを導出する機能をハードウェアによって実現したが、この機能はソフトウェアによって実現してもよい。すなわち、ＣＰＵ２２が３次元色変換テーブルからユニットデータを取得して線形補間演算を実行してもよい。また、本発明はプリンタ以外の様々な画像処理装置に適用可能である。本発明が適用可能な画像処理装置としては、例えばプロジェクタ、ディジタルカメラ、イメージスキャナ、ＭＦＰ（Multi Function Printer）、レーザ複写機、写真画像の専用プリントシステムなどがある。

本発明の一実施形態に係るフローチャート。 本発明の一実施形態に係るブロック図。 本発明の一実施形態に係るブロック図。 本発明の一実施形態に係るブロック図。 本発明の一実施形態に係る模式図。 本発明の一実施形態に係るトーンカーブを示す図。 本発明の一実施形態に係る模式図。 本発明の一実施形態に係る模式図。 本発明の一実施形態に係る模式図。 本発明の一実施形態に係るメモリマップ。 本発明の一実施形態に係るブロック図。 本発明の一実施形態に係るタイミング図。 本発明の一実施形態に係るアドレス信号を説明する表。 本発明の一実施形態に係るブロック図。 本発明の一実施形態に係る模式図。 本発明の一実施形態に係る模式図。 本発明の一実施形態に係る模式図。 本発明の一実施形態に係るトーンカーブを示す図。 本発明の一実施形態に係るパラメータ基準を示す表。 本発明の一実施形態に係る模式図。 本発明の一実施形態に係るフローチャート。

符号の説明

１：プリンタ（画像処理装置）、１７：色変換ブロック（専用プロセッサ）、２２：ＣＰＵ２２（汎用プロセッサ）、４２：色補正制御モジュール（モード設定手段）、４４：補正方法判定モジュール（パラメータ判定手段、テーブル設定手段）、４８：補正パラメータ生成モジュール（解析手段）、５０：テーブル生成モジュール（テーブル生成手段）、５２：Ｓ／Ｗ色補正モジュール（連続補正手段）、６２：データインタフェースブロック（データ取得手段）、６４：アービタブロック（データ取得手段）、６６：ユニットアドレス生成ブロック（データ取得手段）、６８：補間演算ブロック（補間演算手段）、７２：回路（比較回路）、７８：セレクタ（比較回路）、１０２：係数演算ブロック（係数生成回路）、１０４：累積加算ブロック（累積加算回路）

Claims (4)

1. 色数がＮ個であるディジタル色空間で表された画像の色を補正するための画像処理装置であって、
   メモリと、
   前記メモリに格納されている元画像に対する補正モードを前記元画像毎に連続モード又は補間モードに設定するモード設定手段と、
   前記元画像の注目画素の色を表す元色データを取得し、Ｎ個の色に対応する補正色を規定する関数情報を前記元色データに基づいて利用することによって、前記元画像の注目画素の色に対応する前記補正色を表す前記補正色データを第一補正色データとして導出し、前記注目画素に関して前記第一補正色データを前記メモリに格納する、一連の処理を前記補正モードが前記連続モードであるとき繰り返すことにより各画素の色が前記第一補正色データで表された補正画像を生成する連続補正手段と、
   前記元色データを取得し、ｎ（ｎ＜Ｎ）個のグリッド色に対応するｎ個のグリッド補正色データを保持している３次元色変換テーブルから、前記注目画素の色に近い複数の前記グリッド色に対応する複数の前記グリッド補正色データで構成されるユニットデータを、前記元色データに基づいて取得し、前記ユニットデータを用いた線形補間演算により前記元画像の注目画素の色に対応する第二補正色データを導出し、前記注目画素に関して前記第二補正色データを前記メモリに格納する、一連の処理を前記補正モードが前記補間モードであるとき繰り返すことにより各画素の色が前記第二補正色データで表された補正画像を生成する補間補正手段と、
   前記元画像を解析し、前記関数情報及び前記３次元色変換テーブルを規定する補正パラメータを解析結果に基づいて生成する解析手段と、
   前記補正パラメータが予め決められたパラメータ基準を満たすか判定するパラメータ判定手段と、
   を備え、
   前記モード設定手段は、対応する前記補正パラメータが前記パラメータ基準を満たさない前記元画像に対する前記補正モードを前記連続モードに設定する、
   画像処理装置。
2. 前記補正パラメータが前記パラメータ基準を満たす場合、前記補正パラメータに基づいて前記３次元色変換テーブルを生成するテーブル生成手段と、
   前記補正パラメータが前記パラメータ基準を満たす場合、前記グリッド色でない判定色に対応する前記第一補正色データを前記連続補正手段から取得し、前記判定色に対応する前記第二補正色データを前記補間補正手段から取得し、前記第一補正色データと前記第二補正色データとを比較し、比較結果が予め決められたテーブル基準を満たすか判定するテーブル判定手段と、をさらに備え、
   前記モード設定手段は、対応する前記３次元色変換テーブルが前記テーブル基準を満たす前記元画像に対する前記補正モードを前記補間モードに設定し、対応する前記３次元色変換テーブルが前記テーブル基準を満たさない前記元画像に対する前記補正モードを前記連続モードに設定する、
   請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記判定色は、前記ユニットデータに対応する複数の前記グリッド色を頂点とする多面体領域の重心の色である、
   請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記判定色は、グレー軸を含む前記ディジタル色空間の部分領域内の色である、
   請求項３に記載の画像処理装置。

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