(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３色の成分が夫々ｎビットの大きさで示される多色画像及びｎビットの輝度で示される単色画像を相互に変換する画像変換方法であって、多色画像を構成する第１色の成分の大きさを示すｎビットのデータの一部である上位桁ｘビットの値、第２色の成分の大きさを示すｎビットのデータの一部である上位桁ｙビットの値、及び第３色の成分の大きさを示すｎビットのデータの一部である上位桁ｚビットの値を抽出し（ｘ＜ｎ，ｙ＜ｎ，ｚ＜ｎ，ｘ＋ｙ＋ｚ＝ｎ）、抽出したｘビット、ｙビット、及びｚビットの夫々の値を所定の順序で配列したｎビットのデータを変換単色画像の輝度とすることを特徴とする画像変換方法。
【請求項２】
前記変換単色画像の輝度を示すｎビットのデータの各桁の値を抽出し、該値を第１色の成分の上位桁ｘビット、第２色の成分の上位桁ｙビット、及び第３色の成分の上位桁ｚビットに割り付けて、変換多色画像を構成する夫々ｎビットのデータで示される３色の成分の大きさとすることを特徴とする請求項１に記載の画像変換方法。
【請求項３】
前記順序は、多色画像を単色画像に変換する予め定められた画像変換式に基づいて決定された順序であることを特徴とする請求項１に記載の画像変換方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、及びＢ（Ｂｌｕｅ）の３色の成分により表示される多色（カラー）画像、及び単色（モノクローム）画像を相互に変換する画像変換方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＲＧＢ３色の成分の合成により表示されるカラー画像を、表示装置及び印刷装置等の出力装置の仕様に応じて、またデータ量の圧縮を目的として、モノクローム画像に変換する画像変換方法が一般に普及している。
画像変換方法としては、カラー画像のＲ成分、Ｇ成分、及びＢ成分の夫々の大きさ（ＲＧＢ表色系の場合には刺激値）を示すデータを抽出し、式１に示す変換式を用いて、抽出した３色の成分の大きさを示すデータを、モノクローム画像の輝度を示すデータに変換するという方法がある。
【０００３】
Ｅr ＝０．３０ＥR ＋０．５９ＥG ＋０．１１ＥB ………式１
但し、Ｅr ：モノクローム画像の輝度
ＥR ：カラー画像のＲ成分の刺激値
ＥG ：カラー画像のＧ成分の刺激値
ＥB ：カラー画像のＢ成分の刺激値
【０００４】
また他の画像変換方法として、ＲＧＢの成分として示されるデータを、所定の変換テーブルを用いてＬａｂ又はＬＵＶ等の色立体を示す座標系に基づくデータに変換し、該データの明度成分であるＬ値のデータを、モノクローム画像の輝度を示すデータとして用いるという方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら画像変換式を用いる方法及び変換テーブルを用いる方法のいずれの画像変換方法でも、変換後のモノクローム画像からカラー画像を復元することはできないという問題がある。
また画像変換式を用いた方法では、変換のために計算処理が必要であるという処理負荷の問題がある。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、カラー画像の各成分の大きさを示すデータの上位ビットの値を夫々抽出し、抽出した値を所定の順序で配列したデータにより、変換後のモノクローム画像の輝度を示し、また変換後のモノクローム画像の輝度を示すデータから、逆の方法により、カラー画像の各成分の大きさを示すデータの上位ビットの値を決定することで、変換後のモノクローム画像からカラー画像を復元することを可能にし、またこれらの画像変換には、Ｅr ＝０．３０ＥR ＋０．５９ＥG ＋０．１１ＥB 等の画像変換式を用いるというように、特別な計算を必要としないため、画像変換による処理負荷を軽減する画像変換方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る画像変換方法は、３色の成分が夫々ｎビットの大きさで示される多色画像及びｎビットの輝度で示される単色画像を相互に変換する画像変換方法であって、多色画像を構成する第１色の成分の大きさを示すｎビットのデータの一部である上位桁ｘビットの値、第２色の成分の大きさを示すｎビットのデータの一部である上位桁ｙビットの値、及び第３色の成分の大きさを示すｎビットのデータの一部である上位桁ｚビットの値を抽出し（ｘ＜ｎ，ｙ＜ｎ，ｚ＜ｎ，ｘ＋ｙ＋ｚ＝ｎ）、抽出したｘビット、ｙビット、及びｚビットの夫々の値を所定の順序で配列したｎビットのデータを変換単色画像の輝度とすることを特徴とする。
【０００８】
請求項１の画像変換方法では、多色画像の３成分夫々の大きさを示すデータをｘビット、ｙビット、及びｚビットに分級すべく、夫々上位ｘビット、ｙビット、及びｚビットを有効ビットとみなして各有効ビットの各桁の値を抽出し、抽出した値を所定の順序で配列したデータにて変換単色画像を示す。例えば変換前の多色画像がＲ成分のデータ（Ｒ８，Ｒ７，Ｒ６，…，Ｒ１）、Ｇ成分のデータ（Ｇ８，Ｇ７，Ｇ６，…，Ｇ１）、及びＢ成分のデータ（Ｂ８，Ｂ７，Ｂ６，…，Ｂ１）により示される場合に、夫々の成分を３ビット、３ビット、及び２ビットに分級、即ち上位３ビット、３ビット、及び２ビット分の値を抽出し、抽出した値であるＲ８、Ｒ７、Ｒ６、Ｇ８、Ｇ７、Ｇ６、Ｂ８、及びＢ７を、（Ｇ８，Ｒ８，Ｂ８，Ｇ７，Ｒ７，Ｂ７，Ｇ６，Ｒ６）等の所定の順序で配列した８ビットのデータにて変換単色画像を示すことにより、変換後の単色画像は、どの桁のデータが、どの成分のどの桁のデータを示しているかが決まっているので、多色画像に復元することが可能であり、また値を配列するだけで単色画像を示すデータが得られるので、画像変換式を用いた計算等の特別な処理を必要としないため画像変換に必要な処理負荷を軽減することが可能である。
【０００９】
請求項２に係る画像変換方法は、請求項１において、前記変換単色画像の輝度を示すｎビットのデータの各桁の値を抽出し、該値を第１色の成分の上位桁ｘビット、第２色の成分の上位桁ｙビット、及び第３色の成分の上位桁ｚビットに割り付けて、変換多色画像を構成する夫々ｎビットのデータで示される３色の成分の大きさとすることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の画像変換方法では、請求項１の逆の処理を行って、変換単色画像の輝度を示すデータの各桁の値を、多色画像の３成分の大きさを示すデータの夫々上位ｘビット、ｙビット、及びｚビットの所定の桁に割り付けたデータにて変換多色画像を示す。例えば変換単色画像の輝度を示すデータが（Ｍ８，Ｍ７，…，Ｍ１）である場合に、Ｒ成分の刺激値を示すデータの上位３ビットに（Ｍ７，Ｍ４，Ｍ１）、Ｇ成分の刺激値を示すデータの上位３ビットに（Ｍ８，Ｍ５，Ｍ２）、及びＢ成分の刺激値を示すデータの上位２ビットに（Ｍ６，Ｍ３）を割り付け、更に夫々の下位ビットに予め定められている“０”等のデフォルト値を割り付けたＲ成分データ（Ｍ７，Ｍ４，Ｍ１，０，０，０，０，０）、Ｇ成分データ（Ｍ８，Ｍ５，Ｍ２，０，０，０，０，０）、及びＢ成分データ（Ｍ６，Ｍ３，０，０，０，０，０，０）にて変換多色画像を示すことにより、多色画像から変換した変換単色画像を、多色画像に復元することが可能である。
またこの画像変換方法により、例えば８ビット＋８ビット＋８ビット＝２４ビットのデータを、８ビットのデータで示すことができるので、データの圧縮及び解凍に用いることが可能である。
【００１１】
請求項３に係る画像変換方法は、請求項１において、前記順序は、多色画像を単色画像に変換する予め定められた画像変換式に基づいて決定された順序であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の画像変換方法では、従来より用いられているＥr ＝０．３０ＥR ＋０．５９ＥG ＋０．１１ＥB 等の画像変換式に基づいて、抽出した値の配列順序を決定する。例えば８ビットからなるＲ成分の上位３ビット（Ｒ８，Ｒ７，Ｒ６）、Ｇ成分の上位３ビット（Ｇ８，Ｇ７，Ｇ６）、及びＢ成分の上位２ビット（Ｂ８，Ｂ７）を抽出し、（Ｇ８，Ｒ８，Ｂ８，Ｇ７，Ｒ７，Ｂ７，Ｇ６，Ｒ６）である８ビットのデータとして配列することにより、Ｅr ＝０．３４ＥR ＋０．６８ＥG ＋０．１７ＥB となるので、従来の画像変換方法により変換した変換単色画像とほぼ同様の画質を有し、多色画像に復元することができる単色画像に変換することが可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は本発明の画像変換方法を適用した画像変換回路の構成を示すブロック図である。図中１はカラー画像を構成する８ビットのＲ成分のデータをラッチするＲデータラッチ回路であり、Ｒデータラッチ回路１は、入力されたＲ成分のデータを構成する各ビット（桁）の値を抽出し、抽出した各値をセレクタ４へ出力する。
【００１４】
またカラー画像を構成する８ビットのＧ成分のデータ及びＢ成分のデータは、夫々Ｇデータラッチ回路２及びＢデータラッチ回路３にて各ビットの値を抽出され、抽出された各値はセレクタ４へ出力される。
【００１５】
セレクタ４には、入力された値から８ビットのデータを生成するための配列順序が予め設定されており、該設定に基づいて、入力された値の中の特定の８個のデータを抽出し、抽出した８つのデータを、設定されている配列順序で配列した８ビットのデータを生成し、生成した８ビットのデータを、モノクローム画像データとして出力する。
【００１６】
またセレクタ４にモノクローム画像が入力された場合には、前述した処理と逆の処理が行われる。即ち８ビットのモノクローム画像を構成する各ビット（桁）の値を抽出し、設定に基づいて、抽出した値をＲＧＢ成分の特定のビットの値として割り付け、夫々のデータラッチ回路へ出力し、各データラッチ回路では入力された値に基づいて８ビットのデータを生成し、生成した８ビットのデータを各成分のカラー画像データとして出力する。
なおモノクローム画像データをカラー画像データに変換する場合、値が割り付けられないビットが発生するが、それらにはデフォルト値（通常は“０”）が割り付けられることになる。
【００１７】
次に画像変換回路のセレクタ４に設定される配列順序の決定方法について説明する。
ＲＧＢ各成分の中で重みの大きい上位ビットから８個の値を抽出して、モノクローム画像を示す８ビットのデータとする。即ちＲ８，Ｒ７，…，Ｒ１からなるＲ成分のデータからＲ８，Ｒ７，Ｒ６の値を抽出し、Ｇ８，Ｇ７，…，Ｇ１からなるＧ成分のデータからＧ８，Ｇ７，Ｇ６の値を抽出し、Ｂ８，Ｂ７，…，Ｂ１からなるＢ成分のデータからＢ８，Ｂ７の値を抽出し、抽出した値を配列してモノクローム画像を示す８ビットのデータとする。
【００１８】
ただし抽出した値を配列する場合に、Ｒ８，Ｒ７，Ｒ６，Ｇ８，Ｇ７，Ｇ６，Ｂ８，Ｂ７の順序で配列すると、ＲＧＢ成分の比率は、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３２：４：１となるため、Ｒ成分の影響が強く違和感の有るモノクローム画像となる。
【００１９】
そこで違和感の無いモノクローム画像を生成するためには、従来から用いられている画像変換式：Ｅr ＝０．３０ＥR ＋０．５９ＥG ＋０．１１ＥB （Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３０：５９：１１）に基づく成分比率となるように配列順序を決定しなければならない。
【００２０】
以下に画像変換式に基づいて決定した配列順序の例を列記する。
配列順序例１；Ｇ８，Ｒ８，Ｂ８，Ｇ７，Ｒ７，Ｂ７，Ｇ６，Ｒ６
配列順序例１の成分比率；Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３４．２５：６８．１２５：１７
配列順序例２；Ｇ８，Ｒ８，Ｇ７，Ｂ８，Ｒ７，Ｂ７，Ｇ６，Ｒ６
配列順序例２の成分比率；Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３４．１２５：７２．２５：９
【００２１】
このようにビット操作だけで、カラー画像を示すデータを、モノクローム画像を示すデータに変換することができるので、画像変換式を用いて変換する場合又は変換テーブルを用いて変換する場合と比べて、高速な処理を実現することが可能であり、また本発明の画像変換方法をハードウエアにて実現する場合、その回路構成を簡略化することが可能である。
【００２２】
図２は本発明の画像変換方法を適用した画像変換回路の構成を示すブロック図である。
図２は画像変換処理を図１に示す画像変換回路より、更に高速にすることが可能な画像変換回路の構成例である。図２に示す画像変換回路では、セレクタ４の替わりに画像データラッチ回路５が用いられており、Ｒデータラッチ回路１、Ｇデータラッチ回路２、及びＢデータラッチ回路３からは、全てのビットの値が出力されるのではなく、上位ビットの値だけが画像データラッチ回路５へ出力される。
【００２３】
そして画像データラッチ回路５へは、夫々の値が所定の配列順序で入力され、画像データラッチ回路５は入力された値をラッチし、ラッチした値を８ビットのモノクロームデータとして出力する。
【００２４】
また画像データラッチ回路５にモノクローム画像が入力された場合には、前述した処理と逆の処理が行われる。即ち８ビットのモノクローム画像を構成する各ビットの値を、夫々のデータラッチ回路へ、上位ビットのデータとして出力し、各データラッチ回路では入力された値に基づいて８ビットのデータを生成し、生成した８ビットのデータを各成分のカラー画像データとして出力する。
なお図２に示す画像変換回路では、配列順序例１の成分比率でカラー画像がモノクロームデータに変換される。
【００２５】
次に画像変換回路の動作を説明する。
図３は本発明の画像変換方法を適用した画像変換回路において、カラー画像をモノクローム画像に変換する場合の動作手順を示すフローチャートである。
先ずカラー画像を構成する各８ビットのＲ成分、Ｇ成分、及びＢ成分の刺激値を、夫々３ビット、３ビット、及び２ビットのデータに分級する（Ｓ１０１）。なおデータの分級方法として、データを等分する場合には、８ビットのデータの上位ビットを選択すればよく、図１に示す画像変換回路ではセレクタ４、図２に示す画像変換回路では各成分のデータラッチ回路１，２，３が分級処理をすることになる。
【００２６】
そして分級したデータの各ビット（桁）の値を抽出し（Ｓ１０２）、抽出した値を所定の順序、例えばＧ８，Ｒ８，Ｂ８，Ｇ７，Ｒ７，Ｂ７，Ｇ６，Ｒ６となるように配列し（Ｓ１０３）、配列した８ビットのデータにてモノクローム画像を示す（Ｓ１０４）。
【００２７】
図４は本発明の画像変換方法を適用した画像変換回路において、モノクローム画像をカラー画像に変換する場合の動作手順を示すフローチャートである。
先ず本発明の画像変換方法によりカラー画像から変換したモノクローム画像の輝度を示す８ビットのデータの各ビット（桁）の値を抽出し（Ｓ２０１）、抽出した値をＲ成分の上位３ビット、Ｇ成分の上位３ビット、及びＢ成分の上位２ビットの所定のビット（桁）に割り付け（Ｓ２０２）、Ｒ成分の下位５ビット、Ｇ成分の下位５ビット、及びＢ成分の下位６ビットにデフォルト値を割り付ける（Ｓ２０３）。
そして割り付けた夫々８ビットのＲＧＢ各成分のデータにてカラー画像を示す（Ｓ２０４）。
【００２８】
なお変換前のモノクローム画像が、Ｇ８，Ｒ８，Ｂ８，Ｇ７，Ｒ７，Ｂ７，Ｇ６，Ｒ６の配列により変換されている場合、Ｍ８，Ｍ７，…，Ｍ１からなるモノクローム画像から変換されるカラー画像は、デフォルト値を“０”としたとき、Ｒ成分がＭ７，Ｍ４，Ｍ１，０，０，０，０，０、Ｇ成分がＭ８，Ｍ５，Ｍ２，０，０，０，０，０、及びＢ成分がＭ６，Ｍ３，０，０，０，０，０，０のデータにて示されるカラー画像となる。
【００２９】
前記実施の形態では、画像変換回路として専用のハードウエアにより構成した形態を示したが、本発明はこのような形態に限らず、汎用のコンピュータに、記録媒体に記録してあるコンピュータプログラム読み込ませ、図３及び図４に示す本発明の画像変換方法を実現する画像変換装置としてもよい。
【００３０】
また前記実施の形態では、カラー画像をモノクローム画像に変換する場合に、各成分の大きさを示すデータを等分することにより分級する形態を示したが、本発明はこのような形態に限らず、不等分に分級し、３ビット（２ビット）で示される級を付与してもよい。
【００３１】
さらに前記実施の形態では、違和感のないモノクローム画像を生成することを目的として配列順序を決定する形態を示したが、本発明はこれに限らず、必要に応じて特定の成分の影響が強いモノクローム画像を生成すべく配列順序を決定してもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明の画像変換方法では、例えばＲＧＢ表色系の場合には、カラー画像のＲ成分の上位３ビット、Ｇ成分の上位３ビット、及びＢ成分の上位２ビットの値を抽出し、抽出した値を所定の順序に配列した８ビットのデータにてモノクローム画像を示すことにより、変換後のモノクローム画像は、カラー画像に復元することが可能であり、また特別な計算を必要としないため画像変換に必要な処理不可を軽減することが可能である等、優れた効果を奏する。
【００３３】
また本発明の画像変換方法により変換したモノクローム画像データの輝度を示すデータの各ビットの値を、例えばＲＧＢ表色系のＲ成分の上位３ビット、Ｇ成分の上位３ビット、及びＢ成分の上位２ビットの所定の桁に割り付け、得られたデータによりカラー画像を示すことにより、カラー画像から変換したモノクローム画像を、カラー画像に復元することが可能である等、優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像変換方法を適用した画像変換回路の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の画像変換方法を適用した画像変換回路の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の画像変換方法を適用した画像変換回路において、カラー画像をモノクローム画像に変換する場合の動作手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の画像変換方法を適用した画像変換回路において、モノクローム画像をカラー画像に変換する場合の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  Ｒデータラッチ回路
２  Ｇデータラッチ回路
３  Ｂデータラッチ回路
４  セレクタ
５  画像データラッチ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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