(57)【要約】【課題】色変換処理に伴う量子化誤差を、多値ディザ法を利用することにより削減する。【解決手段】色変換処理として、８ｂｉｔー１０ｂｉｔの３ＤーＬＵＴ処理と、１０ｂｉｔー８ｂｉｔの多値ディザ処理の２つを組み合わせる。色変換処理の前後のビット数を８ｂｉｔに保つことで、他の処理部への影響を排除し、回路規模の増加を防ぐ。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎビットの色データ１をＮビットの色データ２に色変換する画像処理装置において、
前記色データ１を、Ｍ＞ＮなるＭビットの高階調色データに変換する色変換手段と、
多値ディザ法により前記高階調色データを前記色データ２に変換する多値ディザ処理手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記色変換手段は、三次元ＬＵＴを用いることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記三次元ＬＵＴは、各格子点における値をＭビットデータで保持することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記三次元ＬＵＴは、各格子点における値をＮビットデータで保持し、色変換実行時に前記ＮビットデータをＭビットデータにビット変換することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
Ｎビットの色データ１をＮビットの色データ２に色変換する画像処理装置において、
前記色データ１を、Ｍ＞ＮなるＭビットの高階調色データに変換する色変換手段と、
Ｍビット入力−Ｎビット出力である複数の１Ｄ−ＬＵＴを保持する手段と、
前記色データ１の画素位置にもとづいて前記複数の１Ｄ−ＬＵＴから一つの１Ｄ−ＬＵＴを選択する手段と、
前記選択された１Ｄ−ＬＵＴを用いて前記高階調色データを前記色データ２に変換する手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
Ｎビットの色データ１をＮビットの色データ２に色変換する画像処理方法において、
前記色データ１を、Ｍ＞ＮなるＭビットの高階調色データに変換する色変換工程と、
多値ディザ法により前記高階調色データを前記色データ２に変換する多値ディザ処理工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
前記色変換工程は、三次元ＬＵＴを用いることを特徴とする請求項６に記載の画像処理方法。
【請求項８】
前記三次元ＬＵＴは、各格子点における値をＭビットデータで保持することを特徴とする請求項７に記載の画像処理方法。
【請求項９】
前記三次元ＬＵＴは、各格子点における値をＮビットデータで保持し、色変換実行時に前記ＮビットデータをＭビットデータにビット変換することを特徴とする請求項７に記載の画像処理方法。
【請求項１０】
Ｎビットの色データ１をＮビットの色データ２に色変換する画像処理方法において、
前記色データ１を、Ｍ＞ＮなるＭビットの高階調色データに変換する色変換工程と、
Ｍビット入力−Ｎビット出力である複数の１Ｄ−ＬＵＴを保持する工程と、
前記色データ１の画素位置にもとづいて前記複数の１Ｄ−ＬＵＴから一つの１Ｄ−ＬＵＴを選択する工程と、
前記選択された１Ｄ−ＬＵＴを用いて前記高階調色データを前記色データ２に変換する工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スキャナやプリンタなどの、良好な階調性を表現するための画像処理装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像処理装置においては、例えば図２に示すように、画像入力手段により入力されたＲＧＢ各８ｂｉｔ画像に対して、入力色変換手段によりＲ’Ｇ’Ｂ’各８ｂｉｔに色変換する。そして、出力色変換手段により、このＲ’Ｇ’Ｂ’をＣＭＹＫ各８ｂｉｔに色変換し、続く出力ガンマ補正手段により、ＣＭＹＫの濃度調整が行なわれ、Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’各８ｂｉｔに変換する。最後に画像出力手段により、このＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’による出力画像が出力媒体に印字される。
【０００３】
この場合、入力色変換手段では、あらかじめ三次元格子状に配置した８ｂｉｔＲＧＢ−８ｂｉｔＲ’Ｇ’Ｂ’の関係を３Ｄ−ＬＵＴ（２０８）として用意しておき、空間的な補間演算によって任意のＲＧＢ入力に対するＲ’Ｇ’Ｂ’出力値が算出される。この場合の補間法としては、いくつかの手法が提案されており、特公昭５８−１６１８０号公報にて明らかにされている四面体補間はその一つである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来技術における入力色変換手段において、補間演算に伴う量子化誤差が無視できない。この様子を図３を用いて説明する。
【０００５】
まず、簡単に説明するため、入力ＲＧＢ値をＲ＝Ｇ＝Ｂ＝Ｇｒａｙ（８ｂｉｔ）というグレイ色を仮定する。また、グレイ入力に対する出力Ｒ’Ｇ’Ｂ’もグレイ色になると仮定し、Ｒ’＝Ｇ’＝Ｂ’＝Ｇｒａｙ’（８ｂｉｔ）とする。さらに、３Ｄ−ＬＵＴ（２０８）の格子点数を各ＲＧＢ軸１６点、格子点間隔は均等であると仮定する。
【０００６】
３Ｄ−ＬＵＴの黒（Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＝０）と白（Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＝２５５）とを結ぶ対角線上（３０１）には１６点の格子点（３０２）が存在する。それらの格子点では、入力Ｇｒａｙ値に対する出力Ｇｒａｙ’値が設定されており、その関係が３０３に示したような下に凸の関係であったとする。
【０００７】
四面体補間においては、グレイ入力における出力値は、入力Ｇｒａｙ値を挟む対角線上の、２点の格子点における出力Ｇｒａｙ’値の線形補間となる。よって、１６点のＧｒａｙ’値を直線で結んだ関係３０４が、任意の入力Ｇｒａｙ値に対する出力Ｇｒａｙ’値の理論的な特性となる。
【０００８】
しかし、実際は、出力Ｇｒａｙ’値が離散的な８ｂｉｔのデータとなるので、量子化誤差に伴う３０５のような階段状の特性になり、階調性が失われてしまう。
【０００９】
この問題を解決するための方法としては、３Ｄ−ＬＵＴの出力ビット数を大きくすることが考えられる。例えば、格子点での出力Ｒ’Ｇ’Ｂ’を１０ｂｉｔデータで持てば、上記の量子化誤差を小さくすることができる。
【００１０】
ただし、この手法の問題点としては、入力色変換手段２０２以降の回路におけるの全処理ビット数を１０ｂｉｔにあげる必要があり、回路規模が大きくなってしまうことが挙げられる。
【００１１】
本発明の目的は、以上の問題に鑑み、回路規模の増大を防ぎつつ、階調性のすぐれた色変換を行なう画像処理装置および画像処理方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、Ｎビットの色データ１をＮビットの色データ２に色変換する画像処理装置において、前記色データ１を、Ｍ＞ＮなるＭビットの高階調色データに変換する色変換手段と、多値ディザ法により前記高階調色データを前記色データ２に変換する多値ディザ処理手段とを有する第一の手段により達成される。
【００１３】
また、上記目的は、Ｎビットの色データ１をＮビットの色データ２に色変換する画像処理装置において、前記色データ１を、Ｍ＞ＮなるＭビットの高階調色データに変換する色変換手段と、Ｍビット入力−Ｎビット出力である複数の１Ｄ−ＬＵＴを保持する手段と、前記色データ１の画素位置にもとづいて前記複数の１Ｄ−ＬＵＴから一つの１Ｄ−ＬＵＴを選択する手段と、前記選択された１Ｄ−ＬＵＴを用いて前記高階調色データを前記色データ２に変換する手段とを有する第二の手段により達成される。
【００１４】
すなわち、本発明の技術内容は以下の構成を備えることにより前記課題を解決できた。
【００１５】
（１）Ｎビットの色データ１をＮビットの色データ２に色変換する画像処理装置において、前記色データ１を、Ｍ＞ＮなるＭビットの高階調色データに変換する色変換手段と、多値ディザ法により前記高階調色データを前記色データ２に変換する多値ディザ処理手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
【００１６】
（２）前記色変換手段は、三次元ＬＵＴを用いることを特徴とする前記（１）に記載の画像処理装置。
【００１７】
（３）前記三次元ＬＵＴは、各格子点における値をＭビットデータで保持することを特徴とする前記（２）に記載の画像処理装置。
【００１８】
（４）前記三次元ＬＵＴは、各格子点における値をＮビットデータで保持し、色変換実行時に前記ＮビットデータをＭビットデータにビット変換することを特徴とする前記（２）に記載の画像処理装置。
【００１９】
（５）Ｎビットの色データ１をＮビットの色データ２に色変換する画像処理装置において、前記色データ１を、Ｍ＞ＮなるＭビットの高階調色データに変換する色変換手段と、Ｍビット入力−Ｎビット出力である複数の１Ｄ−ＬＵＴを保持する手段と、前記色データ１の画素位置にもとづいて前記複数の１Ｄ−ＬＵＴから一つの１Ｄ−ＬＵＴを選択する手段と、前記選択された１Ｄ−ＬＵＴを用いて前記高階調色データを前記色データ２に変換する手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
【００２０】
（６）Ｎビットの色データ１をＮビットの色データ２に色変換する画像処理方法において、前記色データ１を、Ｍ＞ＮなるＭビットの高階調色データに変換する色変換工程と、多値ディザ法により前記高階調色データを前記色データ２に変換する多値ディザ処理工程と、を有することを特徴とする画像処理方法。
【００２１】
（７）前記色変換工程は、三次元ＬＵＴを用いることを特徴とする前記（６）に記載の画像処理方法。
【００２２】
（８）前記三次元ＬＵＴは、各格子点における値をＭビットデータで保持することを特徴とする前記（７）に記載の画像処理方法。
【００２３】
（９）前記三次元ＬＵＴは、各格子点における値をＮビットデータで保持し、色変換実行時に前記ＮビットデータをＭビットデータにビット変換することを特徴とする前記（７）に記載の画像処理方法。
【００２４】
（１０）Ｎビットの色データ１をＮビットの色データ２に色変換する画像処理方法において、前記色データ１を、Ｍ＞ＮなるＭビットの高階調色データに変換する色変換工程と、Ｍビット入力−Ｎビット出力である複数の１Ｄ−ＬＵＴを保持する工程と、前記色データ１の画素位置にもとづいて前記複数の１Ｄ−ＬＵＴから一つの１Ｄ−ＬＵＴを選択する工程と、前記選択された１Ｄ−ＬＵＴを用いて前記高階調色データを前記色データ２に変換する工程と、を有することを特徴とする画像処理方法。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関わる実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明に関わる一実施例のブロック図を示したものである。入力色変換手段１０２は、入力８ｂｉｔ−出力１０ｂｉｔの高階調入力色変換手段１０６と、入力１０ｂｉｔ−出力８ｂｉｔの多値ディザ処理手段１０７の２つから構成されている。
【００２７】
まず、高階調入力色変換手段では、あらかじめ設定された８ｂｉｔ−１０ｂｉｔの３Ｄ−ＬＵＴ（１０８）を利用することにより、８ｂｉｔ入力ＲＧＢ値が、高階調色データである１０ｂｉｔのｒｇｂ値に変換される。ここで、３Ｄ−ＬＵＴによる色変換処理について、図５を用いて簡単に説明する。
【００２８】
まず、入力ＲＧＢ値（５０１）を取り囲む８点の格子点（５０２）を求め、それぞれの格子点位置をＲ０Ｇ０Ｂ０〜Ｒ１Ｇ１Ｂ１とする。それらの格子点における出力値をｒｇｂ０００〜ｒｇｂ１１１とすると、任意の入力ＲＧＢ値に対する出力値ｒｇｂは、四面体補間により、以下のように求まる。
ｒｇｂ＝ｒｇｂ０００＋ｃ１＊ΔＲ／（Ｒ１−Ｒ０）＋ｃ２＊ΔＧ／（Ｇ１−Ｇ０）＋ｃ３＊ΔＢ／（Ｂ１−Ｂ０）
ただし、ΔＲ＝Ｒ−Ｒ０，ΔＧ＝Ｇ−Ｇ０，ΔＢ＝Ｂ−Ｂ０とする。
【００２９】
ここで、ｃ１，ｃ２，ｃ３は、以下の６つで場合分けされる。
（１）ΔＲ＞ΔＧ＞ΔＢの時
ｃ１＝ｒｇｂ１００−ｒｇｂ０００，　ｃ２＝ｒｇｂ１１０−ｒｇｂ１００，　ｃ３＝ｒｇｂ１１１−ｒｇｂ１１０
（２）ΔＲ＞ΔＢ＞ΔＧの時
ｃ１＝ｒｇｂ１００−ｒｇｂ０００，　ｃ２＝ｒｇｂ１１１−ｒｇｂ１０１，　ｃ３＝ｒｇｂ１０１−ｒｇｂ１００
（３）ΔＢ＞ΔＲ＞ΔＧの時
ｃ１＝ｒｇｂ１０１−ｒｇｂ００１，　ｃ２＝ｒｇｂ１１１−ｒｇｂ１０１，　ｃ３＝ｒｇｂ００１−ｒｇｂ０００
（４）ΔＧ＞ΔＲ＞ΔＢの時
ｃ１＝ｒｇｂ１１０−ｒｇｂ０１０，　ｃ２＝ｒｇｂ０１０−ｒｇｂ０００，　ｃ３＝ｒｇｂ１１１−ｒｇｂ１１０
（５）ΔＧ＞ΔＢ＞ΔＲの時
ｃ１＝ｒｇｂ１１１−ｒｇｂ０１１，　ｃ２＝ｒｇｂ０１０−ｒｇｂ０００，　ｃ３＝ｒｇｂ０１１−ｒｇｂ０１０
（６）ΔＢ＞ΔＧ＞ΔＲの時
ｃ１＝ｒｇｂ１１１−ｒｇｂ０１１，　ｃ２＝ｒｇｂ０１１−ｒｇｂ００１，　ｃ３＝ｒｇｂ００１−ｒｇｂ０００
そして、このように得られた１０ｂｉｔの高階調色データｒｇｂに対し、多値ディザ手段１０７により、８ｂｉｔのＲ’Ｇ’Ｂ’データに変換する。
【００３０】
ここで、多値ディザ処理について、簡単に説明する。本実施例のように、１０ｂｉｔデータを多値ディザ法で８ｂｉｔデータに変換する場合、図４に示したように、サイズが２×２のディザパターン４００を２５５個分用意しておく。図中ではＤＩＴＨＥＲ［ｋ］；ｋ＝１〜２５５と表現してあり、１〜１０２３の閾値データで埋められている。そして、１０ｂｉｔの入力値と、その画素位置（ｘ，ｙ）に相当するディザ位置での２５５個の閾値とを比較することにより、０−２５５の出力レベル、つまり８ｂｉｔの出力値のどれになるかが決定される。
【００３１】
さらに、入力画像の大きさに応じて、この２×２のディザパターンをＸ，Ｙ方向に繰り返し展開することにより、全画像領域に対して、以上の多値ディザ処理を行なっていく。
【００３２】
結果的に、この多値ディザ処理によって、１０ｂｉｔのｒｇｂを、８ｂｉｔのＲ’Ｇ’Ｂ’に階調削減しているわけであるが、この場合、１０ｂｉｔ相当の階調情報がＲ’Ｇ’Ｂ’中に保存されている。これは、２×２のディザパターンにより面積階調として４階調表現でき、それらが深さ方向に２５６個の出力レベルを有するため、合計４×２５６＝１０２４階調、つまり、１０ｂｉｔ相当の疑似的な階調表現となっているからである。
【００３３】
以上のように、まず、量子化誤差が無視できる程度に、高階調カラーデータｒｇｂのビット数を上げて所望の色変換をおこない、次に、多値ディザ処理によりビット数を元に戻すことにより、階調性の優れた画像処理が可能となる。
【００３４】
本実施例においては、入力色変換手段１０２の出力ビット数が８ｂｉｔのままであるため、後続の処理回路の処理ビット数を上げる必要がなく、回路規模の増大を防ぐことができる。また、多値ディザ処理を用いることにより、非常に高速に実現可能である。
【００３５】
また、以上の実施例では、あらかじめ８ｂｉｔ−１０ｂｉｔの高階調３Ｄ−ＬＵＴ（１０８）を用意しておいたが、別の実施例においては、通常の８ｂｉｔ−８ｂｉｔの３Ｄ−ＬＵＴを用意しておき、補間処理実行時に演算ビット数を上げて、１０ｂｉｔの高階調カラーデータｒｇｂを算出しても量子化誤差削減に効果がある。図６にこの様子を示す。
【００３６】
まず、８ｂｉｔ−８ｂｉｔの３Ｄ−ＬＵＴ（６０８）を用意する。そして四面体補間による演算処理時に、演算ビット数拡大手段６０９によって、以下のように格子点データを４倍し、１０ｂｉｔの高階調色データｒｇｂを求める。
ｒｇｂ＝４＊ｒｇｂ０００＋（４＊ｃ１＊ΔＲ）／（Ｒ１−Ｒ０）＋（４＊ｃ２＊ΔＧ）／（Ｇ１−Ｇ０）＋（４＊ｃ３＊ΔＢ）／（Ｂ１−Ｂ０）
これによって、上の数式の除算による切り捨て誤差を少なくすることができる。そして、そのｒｇｂ１０ｂｉｔに対して、先の実施例と同様に多値ディザ処理を行って、８ｂｉｔＲ’Ｇ’Ｂ’を得ることができる。
【００３７】
また、別の実施例においては、多値ディザ処理の代わりに、複数の１Ｄ−ＬＵＴを用いることにより、同様の効果を達成できる。これについて図７を用いて説明する。
【００３８】
まず、先の実施例と同様に、３Ｄ−ＬＵＴによりｒｇｂ１０ｂｉｔデータを得る。次に、あらかじめ設定してある入力１０ｂｉｔ−出力８ｂｉｔの４つの１Ｄ−ＬＵＴ（７０９）から、１Ｄ−ＬＵＴ選択手段７０８によって、処理画素の位置情報（ｘ，ｙ）をもとに一つの１Ｄ−ＬＵＴが選択される。そして、選択された１Ｄ−ＬＵＴを用いて、１Ｄ−ＬＵＴ処理手段７０７によって、ｒｇｂ１０ｂｉｔをＲ’Ｇ’Ｂ’８ｂｉｔに変換する。
【００３９】
次に、この４つの１Ｄ−ＬＵＴ（７０９）の作成方法について説明する。図４に示した多値ディザ法において、ｎ，ｍを任意の整数としたときの画素位置（ｘ，ｙ）＝（２ｎ，２ｍ），（２ｎ＋１，２ｍ），（２ｎ，２ｍ＋１），（２ｎ＋１，２ｍ＋１）の４つの場合にそれぞれに、あらかじめ全ての入力１０ｂｉｔに対する多値ディザ出力８ｂｉｔの値を算出できる。これらを１０ｂｉｔ−８ｂｉｔの１Ｄ−ＬＵＴとして設定しておけば、さきほどの多値ディザ処理と全く同じ結果が得られることになる。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態によれば、多値ディザ法を利用することにより、階調性の優れた色変換処理が可能である。
【００４１】
なお、本実施形態では、ＲＧＢ−Ｒ’Ｇ’Ｂ’の入力色変換処理を例にとって説明したが、ＲＧＢ−ＣＭＹＫの出力色変換処理や、それらに類似する色変換処理に適用可能であることは言うまでもない。
【００４２】
さらに、以上の説明においては、具体的な色変換手法として、３Ｄ−ＬＵＴによる処理について述べたが、マトリクス演算によるマスキング処理などを用いた色変換処理においても、本発明の適用は容易である。
【００４３】
また、本発明の目的は、以上の実施形態を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を装置に供給し、装置のＣＰＵによって記憶媒体中のプログラムコードを読み出し実現することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、回路規模の大幅な増大を招くことなく、階調性の優れた高画質な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多値ディザ処理を用いた一実施形態のブロック図である。
【図２】従来の入力色変換手段を含むブロック図である。
【図３】従来の入力色変換手段により発生する量子化誤差を示す図である。
【図４】本実施形態における多値ディザ処理の詳細を説明する図である。
【図５】本実施形態における３Ｄ−ＬＵＴによる色変換処理の概略を説明する図である。
【図６】本発明に係る別の実施例のブロック図である。
【図７】本発明に係る多値ディザと同等の結果が得られる、１Ｄ−ＬＵＴによる実施例のブロック図である。
【符号の説明】
１０２　入力色変換手段
１０６　高階調入力色変換手段
１０７　多値ディザ処理手段
１０８　高階調３Ｄ−ＬＵＴ
４００　多値ディザパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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