(57)【要約】【課題】  色彩処理加速の方法と装置の提供。【解決手段】  キャッシュメモリを利用し、周辺画像の相似特徴を利用し、回路面積を減らすと共に色彩処理速度を増加する。本発明の装置は、色間の変換と演算を行なう色処理器と、全ての色彩情報を保存する色変換テーブルと、該色処理器と色変換テーブルに接続されて部分色彩情報を暫時保存し、色彩情報を該色処理器に提供すると共に適時に保存した色彩情報を更新するキャッシュメモリと、を具えている。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
色彩処理方法において、該色彩処理方法は色彩処理装置を運用し、該色彩処理装置は色変換テーブルとキャッシュメモリを具え、該色変換テーブルが少なくとも一つの色彩情報を具え、該キャッシュメモリが少なくとも一つの色彩情報を暫時保存し、この色彩処理方法が、
ａ．色インデックス要求を受け取るステップ、
ｂ．該キャッシュメモリ中に保存された色彩情報中に該色インデックス要求に符合するものがあるかを検査し、もし有ればｃのステップを実行し、なければ、色変換テーブルより該色インデックス要求に符合する色彩情報を選択するステップ、
ｃ．色インデックス要求に符合する色彩情報を伝送するステップ、
以上のステップを具えたことを特徴とする、色彩処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の色彩処理方法において、色変換テーブルがキャッシュメモリの外の独立した別の記憶装置に保存されたことを特徴とする、色彩処理方法。
【請求項３】
請求項１記載の色彩処理方法において、ｂのステップ中、キャッシュメモリ中に色インデックス要求に符合する色彩情報がないと分かり、且つ既に色変換テーブル中より該色インデックス要求に符合する色彩情報を選択した後に、更に、
ｂ１．該符合する色彩情報をキャッシュメモリ中に暫時保存してキャッシュメモリ内に保存された色彩情報を更新するステップ、
を具えたことを特徴とする、色彩処理方法。
【請求項４】
請求項３記載の色彩処理方法において、ｂ１のステップ中、キャッシュメモリに色変換テーブルより必要な色彩情報を書き込むと同時に関係する色彩情報も書き込むことを特徴とする、色彩処理方法。
【請求項５】
請求項１記載の色彩処理方法において、ソフトウエア、ハードウエア及びファームウエアのいずれかを運用することを特徴とする、色彩処理方法。
【請求項６】
色彩処理装置において、記憶装置、色彩処理集積回路とを具え、
該記憶装置は少なくとも複数の色彩情報を具えた少なくとも一つの色変換テーブルを保存し、
該色処理集積回路は記憶装置に接続されると共に、キャッシュメモリと色処理器に接続され、該キャッシュメモリは該色変換テーブルより選んだ少なくとも一つの色彩情報を暫時保存し、該色処理器は色間の変換と演算の処理を行なうと共に少なくとも一つの色インデックスを発生することができ、この色インデックスに基づきキャッシュメモリ中で符合する色彩情報をサーチすることを特徴とする、色彩処理装置。
【請求項７】
請求項６記載の色彩処理装置において、色変換テーブルがキャッシュメモリの外の独立した別の記憶装置に保存されたことを特徴とする、色彩処理装置。
【請求項８】
請求項６記載の色彩処理装置において、キャッシュメモリに記憶装置より要求された色彩情報を書き込むと同時に、関係する色彩情報も書き込むことを特徴とする、色彩処理装置。
【請求項９】
請求項６記載の色彩処理装置において、キャッシュメモリがさらに、メモリとキャッシュメモリコントローラを具え、
該メモリは色処理器に接続され一部の色彩情報を保存し、色彩情報を色処理器に提供し、
該キャッシュメモリコントローラは、該メモリと前記記憶装置に接続され、色処理器が該メモリ内で指定された色彩情報を探し出せない時、該キャッシュメモリコントローラが記憶装置より符合する色彩情報を該メモリ中に書き込み、並びにインデックス要求に符合する色彩情報を色処理器に伝送することを特徴とする、色彩処理装置。
【請求項１０】
請求項９記載の色彩処理装置において、メモリがその保存する色彩情報に対応する複数のマークを具えたことを特徴とする、色彩処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一種の色彩処理加速の方法と装置に係り、特に、キャッシュメモリを利用し、周辺画像の相似特徴を利用し、回路面積を減らすと共に色彩処理速度を増加する方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像テクノロジーの進歩に伴い、使用者の画像品質に対する要求も高まり、色彩の表示、解析の要求或いは成像の速度も増加するばかりである。
【０００３】
現在コンピュータモニタに使用される色空間ＲＧＢ（ｒｅｄ−ｇｒｅｅｎ−ｂｌｕｅ）と画像再生装置例えばプリンタに使用される色空間ＣＭＹＫ（ｃｙａｎ−ｍａｇｅｎｔａ−ｙｅｌｌｏｗ−ｂｌａｃｋ）の原理は異なっている。図１に示されるのは三原色及び三色光の関係図である。コンピュータモニタは光線を発射して画像表示し、ゆえに視覚が感知できる光の三原色、即ち赤、緑、青をベースとし、三色光をさまざまな比率で合成し各種の色光を形成し、どの色の光も加えなければ黒色光（ＲＧＢ：０，０，０）、１００％の三原色光を混合して白色光（ＲＧＢ：２５５，２５５，２５５）を形成し、これが即ちいわゆる加法混色である。
【０００４】
しかし物体の色はこのようではなく、物体はそれ自身の特性により、ある波長の光を吸収し、他の波長の光を反射する。ゆえに人々が見る色は反射波長が代表する色である。ＣＭＹ色空間中、シアン、マゼンタ、イエローが三原色とされ、１００％の三原色を混合すると黒となり、ならぜなら三原色の光波はいずれも顔料により吸収されるためである。同様に、マゼンタは緑光を吸収し、シアンは赤光を吸収し、イエローは青光を吸収し、三原色が各種比率により混合されることで対応する光を除去して各種の色を形成する。全ての三原色がいずれも存在しない時に再現されるのは白色である。しかし、顔料と印刷システムの因子に制限され、シアン、マゼンタ、イエローを混合しても完全には全ての光波を吸収できない。このため実施にはブラックを加えなければ完全な表現が行なえず、ゆえにＣＭＹＫ内のＫ元素が発生する。これがいわゆる減法混色である。
【０００５】
総合するとＣＭＹに使用される三原色はＲＧＢ色空間中の二つずつの色を加えてなる二次色である。同様に、ＲＧＢもまたＣＭＹの二つずつを加えてなる二次色である。イエローとマゼンタで赤を表示し、マゼンタとシアンで青を表示し、シアンとイエローで緑を表示する。色を二つの色空間間で変換することが必要な場合、変換テーブルにより変換作業を行なう必要がある。例えば、コンピュータ中のイメージファイルをプリンタで印刷するには、色変換テーブルがなければ順調に印刷作業を行なえない。画像品質を更に完全なものとするため、業界で現在採用しているのはＣＭＹＫＣ’Ｙ’六色色空間である。そのうちＣ’はライトシアンを代表し、Ｙ’はライトマゼンタを代表し、これにより正確に画像の色を表示できる。
【０００６】
しかし、この色変換テーブルは相当に膨大である。仮に各色を１バイトで保存すると、一つのＲＧＢに対してそれぞれ３ビットを取ってインデックス値として六色出力ＣＭＹＫＣ’Ｙ’の色変換テーブル２に対応させなければならず、９×９×９×６＝４３７４バイト（２3 ＋１＝９，１を加えて０となる状態）が必要で、同様に、各色４ビットの色変換テーブルは１７×１７×１７×６＝２９４７８バイトが必要で、各色５ビットの色変換テーブルは３３×３３×３３×６＝２１５６２２バイトが必要である。図２と図３を参照されたい。もしこれらの色変換テーブル２を色彩処理集積回路１内にビルトインするならば、色変換テーブル２が相当大きな集積回路面積を消耗する。図２に示されるように、色彩処理集積回路１は、色処理器１１と色変換テーブル２を具え、両者はバス１２で連接されている。このような方式は速度が速いが、色彩処理集積回路１の面積が大きくなり、これによりコストが大幅に増加する。色変換テーブル２を色彩処理集積回路１の外部に設けて、バスで色彩処理集積回路１の内外の色処理器１１と色変換テーブル２を連接するなら、図３に示されるように、この時バスが大幅に色彩処理の速度を減らす。図４は色処理器の運転を説明するものである。三次元の図形により説明すると、一つの直方体は８個の端点を以てその中心の色が求められ、画像処理中最も簡単な色彩挿入法によると、８点の二つずつの中間値を取り、その計算過程は、以下のようになる。
Ｐcenter＝Ｉｎｔｅｒ｛Ｉｎｔｅｒ〔Ｉｎｔｅｒ（Ｐ0 ，Ｐ1 ），Ｉｎｔｅｒ（Ｐ2 ，Ｐ3 ）〕，Ｉｎｔｅｒ〔Ｉｎｔｅｒ（Ｐ4 ，Ｐ5 ），Ｉｎｔｅｒ（Ｐ6 ，Ｐ7 ）〕｝
Ｉｎｔｅｒは中間値の演算を代表する。
【０００７】
演算過程中に、第１層の演算では、８つの点のＣＭＹＫＣ’Ｙ’六色データ（６×８＝４８）により演算する必要があり、現在の周波数幅の毎秒約９６Ｍピクセルで計算すると、９６Ｍ／４８＝２Ｍピクセルの周波数幅しか得られない。現在高速色彩処理の要求は少なくとも毎秒１０Ｍピクセルの処理能力が必要であるとされ、このため高速の要求に符合しない。特に資源が制限された環境下、例えばプロセッサの速度、チップ面積が有限である場合、この問題の厳重さが更に明らかとなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このため本発明では一種の折衷方法を提供し、画像近隣エリアが相似であると、色彩データの重複利用率が高いという特徴を利用し、適当な急速アクセスメカニズムを利用し、処理速度を増し、高速の要求を達成し、さらにあまり多くの面積を消耗することがないようにして製造コストを下げて、低コスト高機能の色彩処理の目標を達成する。
【０００９】
本発明の主要な目的は、処理速度を高め、高速色彩処理の要求を達成する一種の色彩処理加速の方法と装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の次の目的は、多過ぎる集積回路の面積を消耗せず、ゆえに製造コストを下げることができる一種の色彩処理加速の方法と装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、色彩処理方法において、該色彩処理方法は色彩処理装置を運用し、該色彩処理装置は色変換テーブルとキャッシュメモリを具え、該色変換テーブルが少なくとも一つの色彩情報を具え、該キャッシュメモリが少なくとも一つの色彩情報を暫時保存し、この色彩処理方法が、
ａ．色インデックス要求を受け取るステップ、
ｂ．該キャッシュメモリ中に保存された色彩情報中に該色インデックス要求に符合するものがあるかを検査し、もし有ればｃのステップを実行し、なければ、色変換テーブルより該色インデックス要求に符合する色彩情報を選択するステップ、
ｃ．色インデックス要求に符合する色彩情報を伝送するステップ、
以上のステップを具えたことを特徴とする、色彩処理方法としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の色彩処理方法において、色変換テーブルがキャッシュメモリの外の独立した別の記憶装置に保存されたことを特徴とする、色彩処理方法としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の色彩処理方法において、ｂのステップ中、キャッシュメモリ中に色インデックス要求に符合する色彩情報がないと分かり、且つ既に色変換テーブル中より該色インデックス要求に符合する色彩情報を選択した後に、更に、
ｂ１．該符合する色彩情報をキャッシュメモリ中に暫時保存してキャッシュメモリ内に保存された色彩情報を更新するステップ、
を具えたことを特徴とする、色彩処理方法としている。
請求項４の発明は、請求項３記載の色彩処理方法において、ｂ１のステップ中、キャッシュメモリに色変換テーブルより必要な色彩情報を書き込むと同時に関係する色彩情報も書き込むことを特徴とする、色彩処理方法としている。
請求項５の発明は、請求項１記載の色彩処理方法において、ソフトウエア、ハードウエア及びファームウエアのいずれかを運用することを特徴とする、色彩処理方法としている。
請求項６の発明は、色彩処理装置において、記憶装置、色彩処理集積回路とを具え、
該記憶装置は少なくとも複数の色彩情報を具えた少なくとも一つの色変換テーブルを保存し、
該色処理集積回路は記憶装置に接続されると共に、キャッシュメモリと色処理器に接続され、該キャッシュメモリは該色変換テーブルより選んだ少なくとも一つの色彩情報を暫時保存し、該色処理器は色間の変換と演算の処理を行なうと共に少なくとも一つの色インデックスを発生することができ、この色インデックスに基づきキャッシュメモリ中で符合する色彩情報をサーチすることを特徴とする、色彩処理装置としている。
請求項７の発明は、請求項６記載の色彩処理装置において、色変換テーブルがキャッシュメモリの外の独立した別の記憶装置に保存されたことを特徴とする、色彩処理装置としている。
請求項８の発明は、請求項６記載の色彩処理装置において、キャッシュメモリに記憶装置より要求された色彩情報を書き込むと同時に、関係する色彩情報も書き込むことを特徴とする、色彩処理装置としている。
請求項９の発明は、請求項６記載の色彩処理装置において、キャッシュメモリがさらに、メモリとキャッシュメモリコントローラを具え、
該メモリは色処理器に接続され一部の色彩情報を保存し、色彩情報を色処理器に提供し、
該キャッシュメモリコントローラは、該メモリと前記記憶装置に接続され、色処理器が該メモリ内で指定された色彩情報を探し出せない時、該キャッシュメモリコントローラが記憶装置より符合する色彩情報を該メモリ中に書き込み、並びにインデックス要求に符合する色彩情報を色処理器に伝送することを特徴とする、色彩処理装置としている。
請求項１０の発明は、請求項９記載の色彩処理装置において、メモリがその保存する色彩情報に対応する複数のマークを具えたことを特徴とする、色彩処理装置としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、処理速度を高め、高速色彩処理の要求を達成し、多過ぎる集積回路の面積を消耗せず、ゆえに製造コストを下げることができる一種の色彩処理加速の方法と装置を提供している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
上述の目的を達成するため、本発明の提供する色彩処理加速の方法は、以下のステップを具えたものとする。
ａ．色変換テーブルとキャッシュメモリを提供し、該色変換テーブルは少なくとも複数の色彩情報を具え、該キャッシュメモリは少なくとも一つの色変換テーブルより選択した色彩情報が保存されているものとするステップ、
ｂ．色インデックス要求を受け取るステップ、
ｃ．該キャッシュメモリ中に保存された色彩情報に該色インデックス要求に符合するものがあるかを検査し、もし有ればｄのステップを実行し、なければ、色変換テーブルより該色インデックス要求に符合する色彩情報を選択するステップ、
ｄ．符合する色彩情報を伝送するステップ。
【００１４】
本発明の提供する高速色彩処理装置は、記憶装置と色処理集積回路とを具え、
該記憶装置は少なくとも複数の色彩情報を具えた少なくとも一つの色変換テーブルを保存し、
該色処理集積回路は記憶装置に接続され、該色変換テーブルより選んだ少なくとも一つの色彩情報を暫時保存するキャッシュメモリと、色間の変換と演算の処理を行なうと共に少なくとも一つの色インデックスを発生することができ、この色インデックスに基づきキャッシュメモリ中で符合する色彩情報をサーチする色処理器とを具えている。
【実施例１】
【００１５】
大部分の状況下で、色の変化は漸進式であり、ゆえに図形の色の小範囲内の変化はあまり激烈ではなく、レジスタ装置により、一部の色彩情報を保存することで、高速の計算要求に対応することができる。図５は本発明の構造表示図である。本発明は高速色彩処理装置を提供し、それは、色間の変換と演算を請け負う色処理器５１と、色彩情報を保存する色変換テーブル６と、該色処理器５１と色変換テーブル６に接続されて一部の色彩情報を暫時保存し、色彩情報を該色処理器５１に提供し、並びに適時に保存する色彩情報を更新するキャッシュメモリ５２と、を具えている。そのうち、該キャッシュメモリ５２は、該色処理器５１に接続されて一部の色彩情報を保存するメモリ５２１と、該メモリと該色変換テーブル６に接続されて色処理器５１が該メモリ内でその指定する色彩情報を探し出せない時に、該色変換テーブル６より符合する色彩情報を探し出して該メモリ５２１に書き込み色彩情報を色処理器５１に提供できるようにするキャッシュメモリコントローラ５２２と、具えている。そのうち、メモリ５２１は更に複数のマーク５２１０を具え、キャッシュメモリ５２の対比速度を高めることができる。上述の装置は色変換テーブル６のほかの部品は一つの装置例えば集積回路５内にパッケージされている。これにより集積回路５の面積が小さくなり、速度が高められ、外部の色変換テーブル６もその他の装置と共用でき、これによりシステムソースを節約できる。
【００１６】
図６は本発明の操作フローチャートである。
７１：  色インデックス５４をキャッシュメモリ５２に送出する。即ち、色処理器５１が色彩の処理を行なう過程で色彩情報を引用する必要がある時、色処理器５１より色インデックス５４をキャッシュメモリ５２に送出する。
７２：  キャッシュメモリ５２が対応する色彩情報を有しているかを判断する。有していれば７４を実行する。有していなければ、７３を実行する。即ち、キャッシュメモリ５２が該色インデックス５４を受け取った時、キャッシュメモリ５２が該色インデックス５４に対応する色彩情報を有しているかを対比して判断する。対比速度を高めるために複数のマーク５２１０を使用可能である。
７３：  色変換テーブル６より必要な色彩情報を該キャッシュメモリ５２に書き込む。即ち、７２の対比の結果、必要な色彩情報がキャッシュメモリ５２中になければ、キャッシュメモリコントローラ５２２により必要なデータが色変換テーブル６より該キャッシュメモリ５２に書き込まれる。色彩は連続性の変化を形成するため、色変換テーブル６より色彩情報を書き込む必要がある時に、相似の色彩情報も併せてキャッシュメモリ５２に送り、これにより書き込み回数を減らし、キャッシュメモリの効率を高めることができる。
７４：  色インデックス５４に対応する色彩情報５６を伝送し、終了する。即ち、キャッシュメモリ５２に該色インデックス５４に対応する色彩情報５６がある時、該色彩情報５６を色処理器５１に伝送した後、終了する。
【００１７】
本発明の研究に値する問題は、いわゆる命中率（ｈｉｔ  ｒａｔｅ）の問題である。命中率はキャッシュメモリ５２が自身のメモリ５２１を利用して色処理器５１に色彩情報を提供できる比率を指し、即ち、命中率＝キャッシュメモリが提供できる回数／色処理器の総要求回数×１００％である。あらかに、キャッシュメモリ５２が提供できる回数が命中率の高さに直接影響を与え、キャッシュメモリ５２が提供できる回数はインデックスマークの設計及びメモリサイズに関係する。集積回路中では、メモリ５２１のデータ量と面積は相関関係にある。即ち、メモリ５２１の面積が命中率に直接影響を与える。しかし過大なメモリ５２１は命中率を高められるが、貴重な面積を浪費し、本発明の意義を失わせる。ゆえにいかにメモリ５２１のサイズを決定するかが本発明の重要な課題となる。画像処理の四つの標準イメージの果物盆を試験環境とし、８Ｋビットのキャッシュメモリを使用して反復実験したところ以下のデータを得られた。９×９×９×６の色変換テーブルについては９９．９９９８３１％の命中率が得られ、必要な周波数幅は４８７バイト／秒である。１７×１７×１７×６の色変換テーブルについては９９．９９９８３１％の命中率が得られ、必要な周波数幅は５７２３７バイト／秒である。３３×３３×３３×６の色変換テーブルについては９９．６１３６４９％の命中率が得られ、必要な周波数幅は１１１２６９１バイト／秒であり、高速処理の要求に符合する。
【００１８】
本発明の運用される場面は相当に広く、例えばディジタルカメラ、或いはディジタルビデオカメラ等のディジタル画像キャプチャ設備でコンピュータを介さずに直接プリンタで印刷したり、或いは高速コンピュータ画像処理カード、３Ｄ画像処理等に使用される。以上は本発明の好ましい実施例であり、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】三原色及び三色光の関係図である。
【図２】色彩処理集積回路内の色変換テーブルの表示図である。
【図３】色彩処理集積回路外の色変換テーブルの表示図である。
【図４】三次元画像の直方体表示図である。
【図５】本発明の構造表示図である。
【図６】本発明の操作フローチャートである。
【符号の説明】
【００２０】
１  色彩処理集積回路
１１  色処理器
１２  バス
２  色変換テーブル
５  色彩処理集積回路
５１  色処理器
５２  キャッシュメモリ
５２１  メモリ
５２１０  マーク
５２２  キャッシュメモリコントローラ
５４  色インデックス
５６  色インデックスに対応する色彩情報
６  色変換テーブル
【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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