(57)【要約】  【課題】ガンマ補正における時間のかかるテーブル処理をキャッシュ・ピクセル・キュー操作で部分的に置き換えることにより、ガンマ補正の高速化を図る。  【解決手段】予め抽出されたデジタル・イメージ・ピクセルとそれに対応するガンマ補正値によってキャッシュ・ピクセル・キューを構成する（１００）。新たにデジタル・イメージ・ピクセルを抽出し（２００）、それに対応するガンマ補正値をキャッシュ・ピクセル・キューによって検索し（３００）、それを保存する（５００）。キャッシュ・ピクセル・キューによって対応するガンマ補正値が得られなかった場合は、ガンマ・テーブルによってガンマ補正値を検索し（６００）、キャッシュ・ピクセル・キューを更新する（７００）。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガンマ・テーブルおよび隣り合うピクセル同士は類似した色彩の数値を持つという特性とを利用する局所的統計特性を用いるガンマ補正の改善方法であって：
キャッシュ・ピクセル・キューを設定するステップ；
デジタル・イメージ・ピクセルを抽出するステップ；
上記抽出されたデジタル・イメージ・ピクセルに対応するガンマ補正値を上記キャッシュ・ピクセル・キューを用いて検索するステップ；および
上記デジタル・イメージ・ピクセルに対応するガンマ補正値を保存するステップ；
とを含むことを特徴とする局所的統計特性を用いるガンマ補正の改善方法。
【請求項２】
上記キャッシュ・ピクセル・キューを設定するステップは：
最初の複数個のデジタル・イメージ・ピクセルから順次取込むステップ；
上記取込まれたデジタル・イメージ・ピクセルに対応するガンマ補正値をガンマ・テーブルを用いて抽出するステップ；および
上記デジタル・イメージ・ピクセルとそれに対応するガンマ補正値とを保存するステップ；
とを含むことを特徴とする請求項１記載の局所的統計特性を用いるガンマ補正の改善方法。
【請求項３】
上記キャッシュ・ピクセル・キューは、４つのデジタル・イメージ・ピクセルとそれに対応するガンマ補正値とを保持していることを特徴とする請求項１記載の局所的統計特性を用いるガンマ補正の改善方法。
【請求項４】
上記デジタル・イメージ・ピクセルに対応するガンマ補正値がガンマ・テーブルにのみ存在する場合には：
上記デジタル・イメージ・ピクセルおよびガンマ・テーブルに基づいてガンマ補正値を検索するステップ；および
上記デジタル・イメージ・ピクセルおよび上記ガンマ補正値を用いて上記キャッシュ・ピクセル・キューを更新するステップ；
とを含むことを特徴とする請求項１記載の局所的統計特性を用いるガンマ補正の改善方法。
【請求項５】
上記キャッシュ・ピクセル・キューを更新するステップは、
「先入れ先出し方式（FIFO)」に従って、１組のデジタル・イメージ・ピクセルとそれに対応するガンマ補正値を削除することを特徴とする請求項４記載の局所的統計特性を用いるガンマ補正の改善方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル・イメージ・ピクセル（digital image pixels）の色彩輝度補正のためのガンマ補正方法、特に、局所的統計特性（locality statistics characteristic)を用いるガンマ補正(gamma correction)の改善方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガンマ補正はイメージの入出力システムの色彩を調整するためのもので、その調整は、イメージの輝度の制御によるものである。もしイメージ出力が、この補正手順を経なければ、出力画面はしばしば信号の伝達プロセス間にひずみを生じ、暗くなったり、色彩の度合いがマックスに達しないという問題が生じる。
【０００３】
この従来の方法は、主にガンマ・テーブル(gamma table)によってデジタル・イメージ・ピクセルの色彩出力を調整している。最も一般的な方法は、メージの入出力プロセスの間でガンマ・テーブルをチエックするというステップを挿入する。
【０００４】
一般に、ピクセル(pixel)は、赤、緑、青の３つのサブピクセル(subpixel)からなる。従って、上記のイメージ輝度問題を解決するためには、赤のガンマ・テーブル、緑のガンマ・テーブル、青のガンマ・テーブルを用いて、それぞれに対応するデジタル・イメージ・ピクセルを補正しなければならない。
【０００５】
従来のガンマ補正手順では、デジタルイメージの入力と同時に、システムはそのピクセルを三原色の３つのサブピクセルに分解してそれぞれ補正を行っている。つまり、デジタル・イメージ・ピクセルを抽出して、その色彩を３つのデジタル・イメージ・ピクセルに分解した後、各色彩に属するガンマ・テーブルに対してリストサーチングを施し、補正する。
【０００６】
そのガンマ・テーブルは、何組ものデジタル・イメージ・サブピクセル値およびそれに対応するガンマ補正値を含んでおり、デジタル・イメージ・サブピクセル値が入力されるたびに、１，２分間ほどの時間を掛けてバイナリ検索(binary search)を行って当該デジタル・イメージ・ピクセルに対応するガンマ補正値を獲得し、さらに該ガンマ補正値をメモリに保存することを経て、初めて１つの補正手順が完成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、従来のガンマ・テーブルを使用する方法は、各サブピクセルに対応するガンマ補正値を見つけるには平均８回のバイナリ検索を行わなければならない。つまり、１つのデジタル・イメージ・サブピクセルにつき２分間に平均８回のバイナリ検索を経て対応するガンマ補正値を割り出し保存するということは、１つのデジタル・イメージ・ピクセルにつき８回のバイナリ検索を３回行うことになるので、計２４回の検索過程を経ることになる。効率という点からみても高速化のニーズに応えることは出来ない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、ガンマ・テーブルおよび隣り合うピクセル同士は類似した色彩の数値を持つという特性を利用する局所的統計特性を用いるガンマ補正の改善方法において、キャッシュ・ピクセル・キュー(cache pixel queue)を設定するステップと、デジタル・イメージ・ピクセルを抽出するステップと、上記デジタル・イメージ・ピクセルおよび上記キャッシュ・ピクセル・キューからガンマ補正値を検索するステップ、および上記デジタル・イメージ・ピクセルに対応する上記ガンマ補正値を保存するステップとを含むことを特徴とすることを要旨とする。
【０００９】
そして、上記キャッシュ・ピクセル・キューを設定するステップは、最初の複数個のデジタル・イメージ・ピクセルから順次取込むステップと、それぞれの当該デジタル・イメージ・ピクセルおよびガンマ・テーブルに基づいて複数個のガンマ補正値を抽出するステップおよび当該デジタル・イメージ・ピクセルとそれに対応するガンマ補正値を保存するステップとを含むこと、上記キャッシュ・ピクセル・キューは、4つのデジタル・イメージ・ピクセルと、それに対応するガンマ補正値とを保持していること、上記デジタル・イメージ・ピクセルはガンマ・テーブルにのみ対応するガンマ補正値が存在する場合には、上記デジタル・イメージ・ピクセルおよび上記ガンマ・テーブルに基づいて、当該ガンマ補正値を検索するステップと、上記デジタル・イメージ・ピクセルおよび上記ガンマ・テーブルを用いて上記キャッシュ・ピクセル・キューを更新するステップとを含むこと、および上記キャッシュ・ピクセル・キューを更新するステップは、「先入れ先出し方式（FIFO）」に従って、１組の上記デジタル・イメージ・ピクセルおよびそれに対応した前記ガンマ補正値を削除すること、を付加的要件とする局所的統計特性を用いるガンマ補正の改善方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、隣り合うデジタル・イメージ・ピクセル同士の色彩の数値は近いという特性に基づいて、キャッシュ・ピクセル・キューを用いて、ガンマ補正手順における時間のかかるリストサーチングの一部を代替することにより、リストサーチング手順の高速化という目的を達成し、さらにはガンマ補正の高速化をも可能にしている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は局所的統計特性を利用してガンマ補正のレベルアップを図る方法であり、具体的には、隣り合うピクセル同士は色彩の数値が近いという特性と、オリジナルのシステムメモリ内のガンマ・テーブルを用いて実行するものである。
【実施例１】
【００１２】
本発明の実施例を図と組み合わせて説明する。
図１は、本発明の局所的統計特性を用いるガンマ補正方法の手順を示すフローチャートである。
【００１３】
電子装置のイメージ抽出過程では、例えば、スキャナーは書類および図面をスキャンする場合、普通の対象物（例えば図面）の色彩は少しずつ変化していく傾向、つまり隣り合う位置には類似した色彩があるという点に着目したのである。本発明は、このような隣り同士のピクセルは類似した色彩輝度値を有するという特性を利用し、システムメモリに本来からあるガンマ・テーブルの上位に、キャッシュ・ピクセル・キューを新たに設定し、リストサーチングの効率を向上させるようにした。
【００１４】
本発明のガンマ補正の改善方法は、先ず、記憶装置（RAM）の中にキャッシュ・ピクセル・キューを設定する（ステップ１００）。該キャッシュ・ピクセル・キューは、ガンマ・テーブルのリストサーチングプログラムより先に置かれた内容変更できる前置ガンマ・テーブルと見なされ、リストサーチングが高速にできるように、デジタル・イメージ・ピクセルおよびガンマ補正値を予め保存する。該デジタル・イメージ・ピクセルは、単一色彩からのパラメーター値となる。
【００１５】
該キャッシュ・ピクセル・キューを設定するフローチャートは図２に示す通りである。まず、最初の複数個のデジタル・イメージ・ピクセルから順次取込む（ステップ１１０）。該デジタル・イメージ・ピクセルの数量は限定しないが、その後のリストサーチング効率と該デジタル・イメージ・ピクセルの数量は比例の関係であるため、抽出されたデジタル・イメージ・ピクセルの数量が多いほど、リストサーチング時間は長くなる傾向がある。
次に、デジタル・イメージ・ピクセルおよびガンマ・テーブルに基づいていくつかのガンマ・テーブル値を抽出する（ステップ１２０）。即ち、一定数量内の各デジタル・イメージ・ピクセルからそれぞれに対応するガンマ補正値を順次獲得する。
【００１６】
先ず、通常のリストサーチングプログラムを通して局部のデジタル・イメージ・ピクセルのガンマ補正値を得て、キャッシュ・ピクセル・キューを設定する。そして、デジタル・イメージ・ピクセルおよびそれに対応するガンマ補正値を保存し（ステップ１３０）、キャッシュ・ピクセル・キューの設定プログラムを完成させる。該キャッシュ・ピクセル・キューを設定する目的は、リストサーチングプログラムを一部取って代わることにある。つまり、最初にスモール・テーブルから検索することにより、色彩の局所統計特性を用いて隣り合うデジタル・イメージ・ピクセルおよびガンマ補正値を先に取り出し、そのときにイメージを抽出していたデジタル・イメージ・ピクセルに対して高速でリストサーチングを進めることができるようにして、リストサーチング時間を短縮させる。
【００１７】
もしキャッシュ・ピクセル・キューは４組のデジタル・イメージ・サブピクセル値とそれに対応するガンマ値（最初にガンマ・テーブルから得た値）からなるという設定にすれば、隣り合うピクセル間は色彩の数値が近いという特性に基づいて、連続的に抽出されたデジタル・イメージ・ピクセルは、キャッシュ・ピクセル・キューの中から素早く（１つの検査単位のみで）自分に対応するガンマ補正値を探り当てることができる。
【００１８】
輝度値の補正を行うために１つのデジタル・イメージ・ピクセルを抽出する（ステップ２００）ことは、イメージ抽出装置により抽出されたイメージをデジタル・イメージ・ピクセルに変換することである。そして、デジタル・イメージ・ピクセルおよびキャッシュ・ピクセル・キューからガンマ補正値を得る（ステップ３００）には、１つのデジタル・イメージ・ピクセルが１つのガンマ補正値と対応する必要がある。照合（ステップ４００）により、デジタル・イメージ・ピクセルはキャッシュ・ピクセル・キューにあるデジタル・イメージ・ピクセルと一致しており、即ちデジタル・イメージ・ピクセルがキャッシュ・ピクセル・キューの中から自分に対応したガンマ補正値を探り当てた場合、後続のステップがスムーズに実行されるため、バッフアにデジタル・イメージ・ピクセルに対応したガンマ補正値を保存する（ステップ５００）。
【００１９】
本発明の方法は、これまでの冗長なリストサーチング手順に取って代わり、しかもこれと同じ補正効果を実現することができる。上記キャッシュ・ピクセル・キューには収納できるデジタル・イメージ・ピクセルの数量に限界があるため、大量のイメージが抽出された場合、あるデジタル・イメージ・ピクセルがキャッシュ・ピクセル・キューにおいて対応するデジタル・イメージ・ピクセルを探り出せない問題が生じる。
【００２０】
もしも、デジタル・イメージ・ピクセルはキャッシュ・ピクセル・キューの中にそれに対応したガンマ補正値を得られない場合は、デジタル・イメージ・ピクセルおよびガンマ・テーブルから対応するガンマ補正値を獲得する（ステップ６００）ことができる。このようにデジタル・イメージ・ピクセルが検索された場合、プログラムは従来のリストサーチングプログラムに戻り、該デジタル・イメージ・ピクセルがガンマ・テーブルにおいて自分に対応するガンマ補正値を探り出した後、システムは、その新たなデジタル・イメージ・ピクセルおよびそれに対応するガンマ補正値を用いてキャッシュ・ピクセル・キューを更新する（ステップ７００）。
【００２１】
このキャッシュ・ピクセル・キューの更新ステップは、「先入れ先出し」の原則(first in first out：FIFO)に従って、最初の１組のデジタル・イメージ・ピクセルおよびそれに対応するガンマ補正値を削除し、最新に加えられたデジタル・イメージ・ピクセルおよびガンマ・テーブルにのみ存在した該デジタル・イメージ・ピクセルに対応するガンマ補正値を保存する。それによって当該キャッシュ・ピクセル・キューの一定の組数が維持され、さらに高速リストサーチングの効率を保つことができる。最後に、未処理のデジタル・イメージ・ピクセルの有無の確認が行われる（ステップ８００）。未処理のものが存在すれば、引き続き、デジタル・イメージ・ピクセルを抽出し（ステップ２００）、キャッシュ・ピクセル・キューによるガンマ補正値の検索ステップに戻る。そうでない場合は、本発明のプログラムは終了する。
【００２２】
入力されたデジタル・イメージ・ピクセルがキャッシュ・ピクセル・キューから対応するガンマ補正値を見出す確率は平均約８０％であると思われるので、本発明による所要時間は、２４（検索回数）＊２０％＋1（検索回数）＊８０％となる。一方、これまでの方法では、２４（検索回数）＊１００％である。このことからも容易に分かるように、本発明の方法は従来の方法に比べると、約５倍速くなる。
【００２３】
次に、図３によって単一ピクセルのキャッシュ・ピクセル・キューの実行手順を説明する。
ピクセルの色彩は、赤（R）、緑（G）、青（B）の３種類のピクセルから構成されている。本発明の方法では、上記３種類のピクセルを分け、それぞれをリストサーチングするため、ここでは、一つの単一ピクセルのキャッシュ・ピクセル・キューの実行を例にあげて説明する。その他のピクセルは、同じ原理であるため、説明を省略する。
【００２４】
R１、R２、R３、R４は、予め抽出されたピクセルであり、これにより本発明のキャッシュ・ピクセル・キューのスモール・テーブルを構成する。Rnは継続して抽出されたピクセルで、抽出された当該Rnは、キャッシュ・ピクセル・キュー中に同じピクセルが存在するか否かを確認するため、キャッシュ・ピクセル・キュー中の各ピクセルと照合させる。Rnと同じピクセルが存在すれば、それに対応したガンマ値を直接補正して出力する。
【００２５】
そうでなければ、ピクセルRnに基づいて対応するガンマ・テーブルから対応するガンマ補正値を抽出し、そして当該Rnをキャッシュ・ピクセル・キューに入れ、最初の１つのピクセルRmをキャッシュ・ピクセル・キューから除外する。上記Rmは、R１、R２、R３、R４の中で最初にキャッシュ・ピクセル・キューに入ったピクセルである。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、スキャナーやカラープリンタ等の色補正に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のガンマ補正の改善方法を示すフローチャート。
【図２】本発明のガンマ補正の改善方法におけるキャッシュ・ピクセル・キューの設定手順を示すフローチャート。
【図３】単一キャッシュ・ピクセル・キューの実行手順を示す説明図。
【符号の説明】
【００２８】
１０      キャッシュ・ピクセル・キュー
１００    キャッシュ・ピクセル・キューの設定
１１０    最初の複数個のデジタル・イメージ・ピクセルの取込み
１２０    デジタル・イメージ・ピクセルとガンマ・テーブルによる複数個のガンマ補正値の抽出
１３０    デジタル・イメージ・ピクセルとそれに対応するガンマ補正値の保存
２００    デジタル・イメージ・ピクセルの抽出
３００    キャッシュ・ピクセル・キューを用いるガンマ補正値の検索
４００    照合
５００    デジタル・イメージ・ピクセルとそれに対応するガンマ補正値の保存
６００    ガンマ・テーブルを用いるガンマ補正値の検索
７００    キャッシュ・ピクセル・キューの更新
８００    未処理デジタル・イメージ・ピクセルの確認
【図１】
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【図２】
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【図３】
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