(57)【要約】【課題】  １つの注目画素について変換色データを導出するために必要な全てのグリッド変換色データを処理装置に高速に転送できる３次元色変換テーブル、並びに、それを用いた画像処理装置及び画像処理方法を提供する。【解決手段】  色数がｎ3個であるディジタル色空間において表された画像の色を変換するための３次元色変換テーブルであって、前記ディジタル色空間を隙間無く構成するｋ3個の立方体領域の各頂点の色について変換後の色を定めるグリッド変換色データを、前記立方体領域毎に、メモリの互いに異なる一定容量の記憶領域に保持する３次元色変換テーブル。【選択図】    図１
2007228027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
色数がｎ3個であるディジタル色空間において表された画像の色を変換するための３次元色変換テーブルであって、
前記ディジタル色空間を隙間無く構成するｋ3個の立方体領域の各頂点の色について変換後の色を定めるグリッド変換色データを、前記立方体領域毎に、メモリの互いに異なる記憶領域に保持する、
３次元色変換テーブル。
【請求項２】
前記立方体領域のそれぞれについて８個の前記グリッド変換色データを前記メモリの転送データ幅以下の前記記憶領域に保持する、
請求項１に記載の３次元色変換テーブル。
【請求項３】
前記立方体領域のそれぞれについて前記メモリに保持される８個の前記グリッド変換色データは、変換後の色を単独で定める基準色データと、前記基準色データとの差分を前記基準色データより少ないビット数で定めることにより変換後の色を定める差分データとで構成されている、
請求項２に記載の３次元色変換テーブル。
【請求項４】
前記立方体領域のそれぞれについて前記メモリに保持される８個の前記グリッド変換色データは、変換後の色の１成分の値を単独で定める基準成分データと、前記基準成分データとの差分を前記基準成分データより少ないビット数で定めることにより変換後の色の１成分の値を定める差分成分データとで構成され、
前記基準成分データを、前記立方体領域毎に各成分についてｐ（ｐ＝１、２）個ずつ保持し、
前記差分成分データを、前記立方体領域毎に各成分についてｑ（ｑ＝８−ｐ）個ずつ保持する、
請求項２に記載の３次元色変換テーブル。
【請求項５】
前記立方体領域のそれぞれについて前記メモリに保持される８個の前記グリッド変換色データは、変換前の色と変換後の色の差分を定めることにより変換後の色を定める基準色データと、前記基準色データとの差分を前記基準色データより少ないビット数で定めることにより変換後の色を定める差分データとで構成されている、
請求項２に記載の３次元色変換テーブル。
【請求項６】
前記立方体領域のそれぞれについて前記メモリに保持される８個の前記グリッド変換色データは、色の１成分について変換前の色と変換後の色の差分を定める基準成分データと、前記基準成分データとの差分を前記基準成分データより少ないビット数で定めることにより変換後の色の１成分の値を定める差分成分データとで構成され、
前記基準成分データを、前記立方体領域毎に各成分についてｐ（ｐ＝１、２）個ずつ保持し、
前記差分成分データを、前記立方体領域毎に各成分についてｑ（ｑ＝８−ｐ）個ずつ保持する、
請求項２に記載の３次元色変換テーブル。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の３次元色変換テーブルに基づいて色数がｎ3個であるディジタル色空間において表された画像の色を変換する画像処理装置であって、
転送データ幅が、前記立方体領域のそれぞれについて８個の前記グリッド変換色データを保持する各前記記憶領域の容量以上である、前記メモリと、
前記３次元色変換テーブルから変換対象画像の注目画素の色を含む前記立方体領域の前記グリッド変換色データを複数取得し、複数の前記グリッド変換色データを用いた線形補間演算により変換後の色を導出する処理装置と、
を備える画像処理装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の３次元色変換テーブルに基づいて色数がｎ3個であるディジタル色空間において表された画像の色を変換する画像処理方法であって、
前記３次元色変換テーブルから変換対象画像の注目画素の色を含む前記立方体領域の前記グリッド変換色データを複数取得し、複数の前記グリッド変換色データを用いた線形補間演算により変換後の色を導出する、
ことを含む画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は３次元色変換テーブル、画像処理装置及び画像処理方法に関し、特に３次元色変換テーブルのデータ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
写真画像の色変換では、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、またカラーマッチングのための色変換も、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、変換色データという。）に置き換わる処理である。従来、変換前の色に対応する変換後の色を表す変換色データを保持する３次元色変換テーブルを用いた色変換が知られている。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変換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変換色データをグリッド変換色データという。）、グリッド色でない任意の色に対応する変換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。１つの注目画素について変換色データを導出するために３次元色変換テーブルから取得しなければならないグリッド変換色データは４個（４面体補間演算の場合）又は８個（６面体補間演算の場合）であるが、高速処理のためには、１つの注目画素について変換色データを導出するために必要な全てのグリッド変換色データを１回の読み出しサイクルでメモリから処理装置に転送できることが望まれる。また、グリッド変換色データに対応する格子点の間隔を狭く設定するほど、階調飛びのない精密な色変換が可能になる一方で、３次元色変換テーブルのデータ量が増大するという問題がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１８６８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、１つの注目画素について変換色データを導出するために必要な全てのグリッド変換色データを処理装置に高速に転送できる３次元色変換テーブル、並びに、それを用いた画像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）上記目的を達成するための３次元色変換テーブルは、色数がｎ3個であるディジタル色空間において表された画像の色を変換するための３次元色変換テーブルであって、前記ディジタル色空間を隙間無く構成するｋ3個の立方体領域の各頂点の色について変換後の色を定めるグリッド変換色データを、前記立方体領域毎に、メモリの互いに異なる一定容量の記憶領域に保持する。
この３次元色変換テーブルによると、立方体領域毎に、各頂点の色について変換後の色を定めるグリッド変換色データがメモリの互いに異なる一定容量の記憶領域に保持されているため、一定容量のデータをメモリから処理装置に転送することにより、必ず、１つの注目画素について変換色データを導出するために必要な全てのグリッド変換色データを処理装置に転送できる。従来の３次元色変換テーブルから１つの注目画素について変換色データを導出するために必要な全てのグリッド変換色データを処理装置に転送する場合に比べ、この３次元色変換テーブルからは、１つの注目画素について変換色データを導出するために必要な全てのグリッド変換色データを処理装置に高速に転送することができる。その理由は次のとおりである。
【０００６】
従来の３次元色変換テーブルでは、図２に示すように格子点を３次元ディジタル色空間からジグザグに取り出して整列させ、このように整列させた格子点の順序に対応付けてグリッド変換色データの配列順序が決められている。したがって従来の３次元色変換テーブルでは、１つの注目画素について変換色データを導出するために必要な互いに隣り合う複数のグリッド変換色データは互いに相当離れたアドレスに保持されている。このため、１つの注目画素について変換色データを導出するために必要な例えば８個のグリッド変換色データを従来の３次元色変換テーブルから処理装置に転送するためには、一般に４回の読み出しサイクルが使用される。（グリッド変換色データは２個ずつまとまって配列されており、２個のグリッド変換色データは一般に合計４８ビットであり、メモリの転送データ幅は一般に６４ビット以上あるからである。）
【０００７】
一方、上記目的を達成するための３次元色変換テーブルでは、上述したように、立方体領域毎に、各頂点の色について変換後の色を定めるグリッド変換色データがメモリの互いに異なる一定容量の記憶領域に保持されているため、一定容量のデータをメモリから処理装置に転送することにより、必ず、１つの注目画素について変換色データを導出するために必要な全てのグリッド変換色データを処理装置に転送できる。立方体の頂点は８個であるため、１つのグリッド変換色データのデータ長の８倍以下の容量のまとまった記憶領域に、１つの注目画素について変換色データを導出するために必要な全てのグリッド変換色データを保持することが可能である。したがって、上記目的を達成するための３次元色変換テーブルからは、一般に３回以下の読み出しサイクルによって８個のグリッド変換色データを処理装置に転送することができる。（８個のグリッド変換色データは一般に合計１９２ビットであり、メモリの転送データ幅は６４ビット以上あるからである。）
【０００８】
（２）上記目的を達成するための３次元色変換テーブルにおいて、前記立方体領域のそれぞれについて８個の前記グリッド変換色データを前記メモリの転送データ幅以下の前記記憶領域に保持してもよい。
この３次元色変換テーブルによると、１つの注目画素について変換色データを導出するために必要な全てのグリッド変換色データを１回の読み出しサイクルによってメモリから処理装置に転送できる。
【０００９】
（３）上記目的を達成するための３次元色変換テーブルにおいて、前記立方体領域のそれぞれについて前記メモリに保持される８個の前記グリッド変換色データは、変換後の色を単独で定める基準色データと、前記基準色データとの差分を前記基準色データより少ないビット数で定めることにより変換後の色を定める差分データとで構成されていてもよい。
色数がｎ3個であるディジタル色空間の任意の色は、３ｌｏｇ2ｎビットで定めることができる。例えば色数が２５６3であるディジタル色空間の任意の色は２４ビットで定めることができる。またディジタル色空間に対して格子点を定める立方体領域が十分小さいとき、例えば８3個の立方体領域でディジタル色空間が隙間無く構成されるとき、各立方体領域の１つの頂点を基準点とすれば、そのように定めた基準点の色と同じ立方体領域の他の頂点の色との差分は十分小さくなる。また変換前の２色の差分が十分小さければ、変換後の２色の差分も十分小さくなる。このため、基準色データとの差分を定めることにより変換後の色を定めるために必要になる差分データのビット数は基準色データのビット数より十分少なくできる。したがって、この３次元色変換テーブルによると、グリッド変換色データがそのような基準色データと差分データとで構成されるため、グリッド変換色データの立方体領域当たりの合計データ量が低減される。
【００１０】
（４）上記目的を達成するための３次元色変換テーブルにおいて、前記立方体領域のそれぞれについて前記メモリに保持される８個の前記グリッド変換色データは、変換後の色の１成分の値を単独で定める基準成分データと、前記基準成分データとの差分を前記基準成分データより少ないビット数で定めることにより変換後の色の１成分の値を定める差分成分データとで構成され、前記基準成分データを、前記立方体領域毎に各成分についてｐ（ｐ＝１，２）個ずつ保持し、前記差分成分データを、前記立方体領域毎に各成分についてｑ（ｑ＝８−ｐ）個ずつ保持してもよい。
この３次元色変換テーブルでは、グリッド変換色データが基準成分データと差分成分データとの組み合わせからなる。差分成分データは、基準成分データとの差分を定めることにより変換後の色の１成分の値を定めるため、基準成分データより少ないビット数で色の成分を定めることができる。したがって、この３次元色変換テーブルによると、グリッド変換色データの立方体領域当たりの合計データ量が低減される。ところで、１つの立方体領域当たりの基準成分データの個数を１成分当たり１個にする場合と２個にする場合とでは、次のような違いがある。色数がｎ3個であるディジタル色空間を隙間無く構成する立方体領域の頂点の色は、１つの立方体領域毎の各成分について２つの値を取りうる。変換前の２色について１成分の値が等しければ、変換後の２色の１成分の値の差は十分小さくなる。したがって、各成分について基準成分データの個数（ｐ）を２個にすれば、６個の差分成分データのそれぞれのビット数を十分少なくすることができる。一方、単独で変換後の１成分の値を定める基準成分データに必要なビット数はｌｏｇ2ｎビットであり、差分成分データのビット数よりも多い。したがって、各成分について基準成分データの個数（ｐ）を１個にすれば、７個の差分データのそれぞれのビット数を多くすることができる。すなわち、各成分について基準成分データの個数（ｐ）を１個にすれば、色変換前後の成分の値の変動幅を大きく定めることができる。
【００１１】
（５）上記目的を達成するための３次元色変換テーブルにおいて、前記立方体領域のそれぞれについて前記メモリに保持される８個の前記グリッド変換色データは、変換前の色と変換後の色の差分を定めることにより変換後の色を定める基準色データと、前記基準色データとの差分を前記基準色データより少ないビット数で定めることにより変換後の色を定める差分データとで構成されている。
この３次元色変換テーブルでは、グリッド変換色データを構成する基準色データも、変換前の色と変換後の色の差分を定めるものであるため、基準色データ単独で変換後の色を定める上述の場合と比べて、グリッド変換色データの立方体領域当たりの合計データ量をさらに低減できる。
【００１２】
（６）上記目的を達成するための３次元色変換テーブルにおいて、前記立方体領域のそれぞれについて前記メモリに保持される８個の前記グリッド変換色データは、色の１成分について変換前の色と変換後の色の差分を定める基準成分データと、前記基準成分データとの差分を前記基準成分データより少ないビット数で定めることにより変換後の色の１成分の値を定める差分成分データとで構成され、前記基準成分データを、前記立方体領域毎に各成分についてｐ（ｐ＝１、２）個ずつ保持し、前記差分成分データを、前記立方体領域毎に各成分についてｑ（ｑ＝８−ｐ）個ずつ保持してもよい。
この３次元色変換テーブルでは、グリッド変換色データを構成する基準成分データも、色の１成分について変換前の色と変換後の色の差分を定めるものであるため、基準成分データ単独で変換後の色の１成分を定める上述の場合と比べて、グリッド変換色データの立方体領域当たりの合計データ量をさらに低減できる。
【００１３】
（７）上記目的を達成するための画像処理装置は、上記（１）〜（６）のいずれかに記載の３次元色変換テーブルに基づいて色数がｎ3個であるディジタル色空間において表された画像の色を変換する画像処理装置であって、転送データ幅が、前記立方体領域のそれぞれについて８個の前記グリッド変換色データを保持する各前記記憶領域の容量以上である、前記メモリと、前記３次元色変換テーブルから変換対象画像の注目画素の色を含む前記立方体領域の前記グリッド変換色データを複数取得し、複数の前記グリッド変換色データを用いた線形補間演算により変換後の色を導出する処理装置と、を備える。
この画像処理装置によると、１つの注目画素について変換色データを導出するために必要な全てのグリッド変換色データを１回の読み出しサイクルによって処理装置に転送できるため、高速な色変換が可能である。
【００１４】
（８）上記目的を達成するための画像処理方法は、上記（１）〜（６）のいずれかに記載の３次元色変換テーブルに基づいて色数がｎ3個であるディジタル色空間において表された画像の色を変換する画像処理方法であって、前記３次元色変換テーブルから変換対象画像の注目画素の色を含む前記立方体領域の前記グリッド変換色データを複数取得し、複数の前記グリッド変換色データを用いた線形補間演算により変換後の色を導出する、ことを含む。
この画像処理方法によると、１つの注目画素について変換色データを導出するために必要な全てのグリッド変換色データを少ない読み出しサイクルによってメモリから取得できるため、高速な色変換が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を説明する。各実施形態において共通の構成要素には、共通の符号を付すことによって重複する説明を省略する。
以下の説明では、３次元色変換テーブルによって色が変換される元の画像を元画像といい、３次元色変換テーブルを用いて色が変換された画像を変換画像というものとする。また、元画像の色は、８ビットのＲ（Red）成分、８ビットのＧ（Green）成分、８ビットのＢ（Blue）成分からなる元色データで定められ、変換画像の色は、８ビットのＲ（Red）成分、８ビットのＧ（Gren）成分、８ビットのＢ（Blue）成分からなる変換色データで定められるものとして説明するが、本発明を適用可能な色数及び色空間に制限はない。例えば、ＲＧＢ色空間からＣ（Cyan）Ｍ（Magenta）Ｙ（Yellow）色空間への色変換にも、ＲＧＢ色空間からＬ*ａ*ｂ*色空間、ＸＹＺ色空間などのＰＣＳ（Profile Connection Space）への色変換にも、ＰＣＳからＲＧＢ色空間への色変換にも本発明を適用することができる。
【００１６】
元画像の色が表されているディジタル色空間は図３に示すようにｋ3個の互いに合同な立方体領域に分割できる。このようにディジタル色空間を分割すると、ｋ3個の立方体領域はディジタル色空間を隙間無く構成することになる。ディジタル色空間の任意の色は、必ずいずれかの立方体領域に包含される。ディジタル色空間の任意の色を変換した色は、その元の色を包含する立方体領域の各頂点（図４に示すｐ０、ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５、ｐ６、ｐ７）の色に対応する変換後の色を定める複数のグリッド変換色データを用いた線形補間演算によって導出される。すなわち、ｋ3個の立方体領域の各頂点の色に対応する、合計８ｋ3個の変換後の色を何らかの規則に従って定め、変換後の色を定める合計８ｋ3個のグリッド変換色データを３次元色変換テーブルで保持することにより、任意の色についてある規則に従った色変換が可能になる。図５は、１つの立方体領域に対応する８個のグリッド変換色データＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７を例示している。ｋの値は、８，１６，３２等、色変換の目標精度と、３次元色変換テーブルの目標データサイズとに応じて設計することができる。
【００１７】
元画像の注目画素について変換後の色を表す変換色データを導出するためには、注目画素の色を包含する立方体領域の各頂点の色について３次元色変換テーブルが保持する複数のグリッド変換色データが必要になる。６面体補間演算によって注目画素について変換後の色を導出する場合には、８個のグリッド変換色データが必要である。また４面体補間演算によって注目画素について変換後の色を導出する場合には、４個のグリッド変換色データが必要である。したがって、１つの立方体領域に対応する８個のグリッド変換色データを処理装置が取得できれば、処理装置は６面体補間演算、４面体補間演算のいずれの線形補間演算によっても任意の色を変換することができる。１つの立方体領域に対応する８個のグリッド変換色データをメモリから処理装置に転送するのに要する時間を短縮することにより、色変換の高速化が図れる。本発明の第一実施形態、第二実施形態及び第三実施形態、第四実施形態では、１つの立方体領域に対応する８個のグリッド変換色データを、転送データ幅が１２８ビットであるメモリから１回の読み出しサイクルで処理装置に転送できる３次元色変換テーブルのデータ構造について説明する。ただし、１２８ビットという転送データ幅は単なる例示であって、本発明がどのような転送データ幅を持つメモリにも適用可能であることはいうまでもない。
【００１８】
転送データ幅が１２８ビットであるメモリから１回の読み出しサイクルで線形補間演算に必要なグリッド変換色データを処理装置に転送するためには、１つの立方体領域に対応する８個のグリッド変換色データを１２８ビット以下のまとまった記憶領域に保持しなければならない。変換画像の色は２４ビット表現であるため、変換後の色を１つのグリッド変換色データだけで表現しようとすれば、１つの立方体領域に対応する８個のグリッド変換色データの合計データ量は１９２ビットとなる。以下、このような８個のグリッド変換色データを１２８ビット以下に圧縮して保持する複数の３次元色変換テーブルを順に説明する。
【００１９】
［３次元色変換テーブルの第一実施形態］
本実施形態では、立方体領域の少なくとも１つの頂点の色について変換後の色を１つのグリッド変換色データ単独で定める。このように単独で色を定めるグリッド変換色データを基準色データというものとする。そして、立方体領域のその他の頂点の色の少なくとも１つについては基準色データとの差分をグリッド変換色データで定めることによって変換後の色を定める。このように基準色データとの差分で変換後の色を定めるグリッド変換色データを差分データというものとする。
【００２０】
図４及び図５を参照しながらより具体的に説明する。立方体領域の頂点のうち原点に最も近いｐ０に対応するグリッド変換色データＰ０を基準色データとして定める。もちろん、Ｐ０以外のグリッド変換色データを基準色データとして定めてもよい。そして、立方体領域の残りの頂点に対応するグリッド変換色データＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７を差分データとして定める。差分データとして定められる７個のグリッド変換色データは、３成分ともにＰ０との差分を定めてもよいが、本実施形態ではさらに効率のよい方法を説明する。
【００２１】
立方体領域の８個の頂点の色は、２つのＲ成分値、２つのＧ成分値、２つのＢ成分値の組み合わせによって定めることができる。すなわち、図４に示すように立方体領域の各頂点の色について各成分値の関係は、ｒ0＝ｒ1＝ｒ2＝ｒ3、ｇ0＝ｇ1＝ｇ4＝ｇ5、ｂ0＝ｂ2＝ｂ4＝ｂ6、ｒ4＝ｒ5＝ｒ6＝ｒ7、ｇ2＝ｇ3＝ｇ6＝ｇ7、ｂ1＝ｂ3＝ｂ5＝ｂ7である。変換前のある成分値が等しい２色は、変換後、その成分値の差はあまり大きくならない。すなわち、図５に示すようにグリッド変換色データを表現するとすれば、Ｒｄ0≒Ｒｄ1≒Ｒｄ2≒Ｒｄ3、Ｇｄ0≒Ｇｄ1≒Ｇｄ4≒Ｇｄ5、Ｂｄ0≒Ｂｄ2≒Ｂｄ4≒Ｂｄ6、Ｒｄ4≒Ｒｄ5≒Ｒｄ6≒Ｒｄ7、Ｇｄ2≒Ｇｄ3≒Ｇｄ6≒Ｇｄ7、Ｂｄ1≒Ｂｄ3≒Ｂｄ5≒Ｂｄ7である。したがって、８個のグリッド変換色データについて成分毎に２個の値を単独で定めれば、成分毎に残り６個の値は単独で成分値を定めた値との差分をわずかなビット数で定めることができる。グリッド変換色データを構成するＲ成分値、Ｇ成分値、Ｂ成分値のうち、単独でその成分の値を定めるデータを基準成分データといい、基準成分データとの差分でその成分の値を定めるデータを差分成分データというものとする。具体的には、Ｒｄ0≒Ｒｄ1≒Ｒｄ2≒Ｒｄ3、Ｇｄ0≒Ｇｄ1≒Ｇｄ4≒Ｇｄ5、Ｂｄ0≒Ｂｄ2≒Ｂｄ4≒Ｂｄ6、Ｒｄ4≒Ｒｄ5≒Ｒｄ6≒Ｒｄ7、Ｇｄ2≒Ｇｄ3≒Ｇｄ6≒Ｇｄ7、Ｂｄ1≒Ｂｄ3≒Ｂｄ5≒Ｂｄ7の各式において、≒で結ばれる４個の成分値のうちの任意の１個を基準成分データとし、残りの３個の成分値を差分成分データとすればよい。本実施形態では、Ｒｄ0、Ｇｄ0、Ｂｄ0、Ｒｄ4、Ｇｄ2、Ｂｄ1を基準成分データによって定め、残りの成分値を差分成分データによって定める。
【００２２】
図１に示すように、元画像の色を表すディジタル色空間の立方体領域の頂点のうち原点に最も近いｐ０に対応するＰ０の各成分Ｒ0、Ｇ0、Ｂ0は、変換画像の色を表すディジタル色空間において、それぞれ平面Ｓｒ０、Ｓｇ０、Ｓｂ０を定める。Ｐ１のＢ成分を定めるＢ1は、変換画像の色を表すディジタル色空間において平面Ｓｂ１を定める。Ｐ１のＲ成分を定めるＲ1は、Ｐ１から平面Ｓｒ０までの距離を定める。Ｐ１のＧ成分を定めるＧ1は、Ｐ１から平面Ｓｇ０までの距離を定める。Ｐ２のＧ成分を定めるＧ２は、変換画像の色を表すディジタル色空間において平面Ｓｇ２を定める。Ｐ２のＲ成分を定めるＲ２はＰ２から平面Ｓｒ０までの距離を定める。Ｐ２のＢ成分を定めるＢ２はＰ２から平面Ｓｂ０までの距離を定める。Ｐ４のＲ成分を定めるＲ４は、変換画像の色を表すディジタル色空間において平面Ｓｒ４を定める。Ｐ４のＧ成分を定めるＧ４はＰ４から平面Ｓｇ０までの距離を定める。Ｐ４のＢ成分を定めるＢ４はＰ４から平面Ｓｂ０までの距離を定める。
【００２３】
図６はグリッド変換色データの各成分に割り当てるビット数を示す表である。基準成分データであるＲ0、Ｇ0、Ｂ0、Ｒ4、Ｇ2、Ｂ1には、それぞれ８ビットが割り当てられる。したがって、Ｒ0、Ｇ0、Ｂ0、Ｒ4、Ｇ2、Ｂ1は、それぞれ単独で２５６階調の成分値を定めることができる。その他の成分値は差分成分データとして定めら、それぞれ４ビットが割り当てられる。したがって、差分成分データは、Ｒ0、Ｇ0、Ｂ0、Ｒ4、Ｇ2、Ｂ1との差が０以上１５以下である成分値を定めうる。グリッド変換色データに対してこのようにビット数を割り当てると、１つの立方体領域に対応する８個のグリッド変換色データの合計データ量は１２０ビットとなる。このような８個のグリッド変換色データをメモリの１２８ビットの連続領域に保持することにより、注目画素の任意の色に対応する変換色データを導出するために十分な８個のグリッド変換色データを、１２８ビットの転送データ幅を有するメモリから１サイクルで処理装置に転送することができる。さらに、立方体領域毎に８ビットの余剰があるため、余剰分のビットによって、グリッド変換色データが圧縮されているか否かと、圧縮形式とを処理装置で判断可能に表現することができる。
【００２４】
第一実施形態による３次元色変換テーブルを用いて変換画像の色を導出する場合、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７の色は次式によって確定される。すなわち、次式は圧縮されているグリッド変換色データを伸張するための計算式である。
Ｐ０（Ｒd0、Ｇd0、Ｂd0）＝（Ｒ0、Ｇ0、Ｂ0）
Ｐ１（Ｒd1、Ｇd1、Ｂd1）＝（Ｒd0＋Ｒ1、Ｇd0＋Ｇ1、Ｂ1）
Ｐ２（Ｒd2、Ｇd2、Ｂd2）＝（Ｒd0＋Ｒ2、Ｇ2、Ｂd0＋Ｂ2）
Ｐ３（Ｒd3、Ｇd3、Ｂd3）＝（Ｒd0＋Ｒ3、Ｇd2＋Ｇ3、Ｂd1＋Ｂ3）
Ｐ４（Ｒd4、Ｇd4、Ｂd4）＝（Ｒ4、Ｇd0＋Ｇ4、Ｂd0＋Ｂ4）
Ｐ５（Ｒd5、Ｇd5、Ｂd5）＝（Ｒd4＋Ｒ5、Ｇd0＋Ｇ5、Ｂd1＋Ｂ5）
Ｐ６（Ｒd6、Ｇd6、Ｂd6）＝（Ｒd4＋Ｒ6、Ｇd2＋Ｇ6、Ｂd0＋Ｂ6）
Ｐ７（Ｒd7、Ｇd7、Ｂd7）＝（Ｒd4＋Ｒ7、Ｇd2＋Ｇ7、Ｂd1＋Ｂ7）
【００２５】
以上説明した本発明の３次元色変換テーブルの第一実施形態によると、立方体領域の８個の頂点に対応する８個のグリッド変換色データの合計データ量が１２８ビット以下であるため、１回のデータ転送サイクルで処理装置にデータを転送可能なメモリのまとまった記憶領域に、任意の色に対応する変換色データを導出するために十分な全てのグリッド変換色データを保持することができる。
【００２６】
［３次元色変換テーブルの第二実施形態］
本実施形態では、グリッド変換色データへのビット数の割り当てが第一実施形態と同じであるが、グリッド変換色データを導出する前提となる、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７の色を確定させるための式が次式の通り第一実施形態と異なる。
【００２７】
Ｐ０（Ｒd0、Ｇd0、Ｂd0）＝（Ｒ0、Ｇ0、Ｂ0）
Ｐ１（Ｒd1、Ｇd1、Ｂd1）＝（Ｒd0＋Ｒ1、Ｇd0＋Ｇ1、Ｂ1）
Ｐ２（Ｒd2、Ｇd2、Ｂd2）＝（Ｒd0＋Ｒ2、Ｇ2、Ｂd0＋Ｂ2）
Ｐ３（Ｒd3、Ｇd3、Ｂd3）＝（Ｍａｘ（Ｒd1、Ｒd2）＋Ｒ3、Ｇd2＋Ｇ3、Ｂd1＋Ｂ3）
Ｐ４（Ｒd4、Ｇd4、Ｂd4）＝（Ｒ4、Ｇd0＋Ｇ4、Ｂd0＋Ｂ4）
Ｐ５（Ｒd5、Ｇd5、Ｂd5）＝（Ｒd4＋Ｒ5、Ｍａｘ（Ｇd1、Ｇd4）＋Ｇ5、Ｂd1＋Ｂ5）
Ｐ６（Ｒd6、Ｇd6、Ｂd6）＝（Ｒd4＋Ｒ6、Ｇd2＋Ｇ6、Ｍａｘ（Ｂd2＋Ｂd4）＋Ｂ6）
Ｐ７（Ｒd7、Ｇd7、Ｂd7）＝（Ｍａｘ（Ｒd5、Ｒd6）＋Ｒ7、Ｍａｘ（Ｇd3、Ｇd6）＋Ｇ7、Ｍａｘ（Ｂd3、Ｂd5）＋Ｂ7）
【００２８】
上式は、任意のグリッド変換色データを伸張するとき、８個のグリッド変換色データが定める点を頂点とする６面体において、そのグリッド変換色データが定める頂点の隣にある頂点の色を表す成分に、そのグリッド変換色データを構成している差分成分データを加えることによって、グリッド変換色データが正しく伸張されることを意味する。したがって、３次元色変換テーブルの第二実施形態によると、差分成分データによって定めうる基準成分データの差分は１５より大きくなる。すなわち、第二実施形態によると、１つの立方体領域に対応する８個のグリッド変換色データの合計データ量を１２８ビット以内に収めながら、第一実施形態に比べて、８個のグリッド変換色データによって定まる６面体の立方体に対する歪みを大きく定めることができる。
【００２９】
［３次元色変換テーブルの第三実施形態］
本実施形態では、基準色データはそれ単独で変換後の色を定めるものではなく、変換前の色との差分を定めることによって変換後の色を定める。また、グリッド変換色データを構成する基準成分データは１つの色成分について１個である。
【００３０】
図７はグリッド変換色データの各成分へのビット数の割り当てを示す表である。括弧付きの数字は符号ビットを含むビット数である。基準成分データは、Ｒ0、Ｇ0、Ｂ0の３つであって、上位１ビットが符号ビットである７ビットが割り当てられている。したがって、基準成分データは、変換前の色の成分値との差分が±６４以内の成分値を定めうる。差分成分データＲ4、Ｇ2、Ｂ1は、それぞれＲ0、Ｇ0、Ｂ0との差分を定める。Ｒ4、Ｇ2、Ｂ1以外の差分成分データは、第二実施形態と同様に隣にある頂点の色の成分値との差分を定める。
【００３１】
第三実施形態による３次元色変換テーブルを用いて変換画像の色を導出する場合、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７の色は次式によって確定される。
Ｐ０（Ｒd0、Ｇd0、Ｂd0）＝（ｒ0＋Ｒ0、ｇ0＋Ｇ0、ｂ0＋Ｂ0）
Ｐ１（Ｒd1、Ｇd1、Ｂd1）＝（Ｒd0＋Ｒ1、Ｇd0＋Ｇ1、Ｂd0＋Ｂ1）
Ｐ２（Ｒd2、Ｇd2、Ｂd2）＝（Ｒd0＋Ｒ2、Ｇd0＋Ｇ2、Ｂd0＋Ｂ2）
Ｐ３（Ｒd3、Ｇd3、Ｂd3）＝（Ｍａｘ（Ｒd1、Ｒd2）＋Ｒ3、Ｇd2＋Ｇ3、Ｂd1＋Ｂ3）
Ｐ４（Ｒd4、Ｇd4、Ｂd4）＝（Ｒd0＋Ｒ4、Ｇd0＋Ｇ4、Ｂd0＋Ｂ4）
Ｐ５（Ｒd5、Ｇd5、Ｂd5）＝（Ｒd4＋Ｒ5、Ｍａｘ（Ｇd1、Ｇd4）＋Ｇ5、Ｂd1＋Ｂ5）
Ｐ６（Ｒd6、Ｇd6、Ｂd6）＝（Ｒd4＋Ｒ6、Ｇd2＋Ｇ6、Ｍａｘ（Ｂd2＋Ｂd4）＋Ｂ6）
Ｐ７（Ｒd7、Ｇd7、Ｂd7）＝（Ｍａｘ（Ｒd5、Ｒd6）＋Ｒ7、Ｍａｘ（Ｇd3、Ｇd6）＋Ｇ7、Ｍａｘ（Ｂd3、Ｂd5）＋Ｂ7）
【００３２】
図８は本実施形態に係るグリッド変換色データの構成を空間的に説明するための模式図である。例えば、グリッド変換色データＰ０を構成する基準成分データＲ0、Ｇ0、Ｂ0は、変換前の色を表す立方体領域の頂点ｐ０の各成分値ｒ0、ｇ0、ｂ0との差分を定める。また例えば、グリッド変換色データＰ１（Ｒ1、Ｇ1、Ｂ1）のＢ成分を構成する差分成分データＢ1は、基準成分データＢ0との差分を定めることによって平面Ｓｂ１を定める。また例えば、グリッド変換色データＰ４（Ｒ4、Ｇ4、Ｂ4）のＲ成分を構成する差分成分データＲ４は、Ｐ４から平面Ｓｒ０までの距離を定める。また例えば、差分成分データＧ４は、Ｐ４から平面Ｓｇ０までの距離を定める。また例えば、差分成分データＢ４は、Ｐ４から平面Ｓｂ０までの距離を定める。
【００３３】
第三実施形態によると、１つの立方体領域に対応する８個のグリッド変換色データの合計データ量を１２８ビット以内に収めながら、差分成分データに５ビット割り当てられるため、第一実施形態及び第二実施形態に比べて、８個のグリッド変換色データによって定まる６面体の立方体に対する歪みを大きく定めることができる。
【００３４】
［３次元色変換テーブルの第四実施形態］
本実施形態では、基準色データはそれ単独で変換後の色を定めるものではなく、変換前の色との差分を定めることによって変換後の色を定める。また、グリッド変換色データを構成する基準成分データは１つの色成分について１個である。さらに、Ｒ4、Ｇ2、Ｂ1以外の差分成分データは符号ビットを有する。
【００３５】
図９は、グリッド変換色データへのビット数の割り当てを示す表である。括弧付きの数字は符号ビットを含むビット数である。基準成分データは、Ｒ0、Ｇ0、Ｂ0の３つであって、上位１ビットが符号ビットである７ビットが割り当てられている。したがって、基準成分データは、変換前の色の成分値との差分が±６４以内の成分値を定めうる。差分成分データＲ4、Ｇ2、Ｂ1は、それぞれＲ0、Ｇ0、Ｂ0との差分を符号ビットのない５ビットで定める。したがって、Ｒ0、Ｇ0、Ｂ0はそれぞれＲ4、Ｇ2、Ｂ1との差分を０以上３１以下の範囲で定めることができる。Ｒ4、Ｇ2、Ｂ1以外の差分成分データは、第二実施形態と同様に隣にある頂点の色の成分値との差分を上位１ビットが符号ビットである５ビットで定める。したがって、Ｒ4、Ｇ2、Ｂ1以外の差分成分データは、隣にある頂点の色の成分値との差分を±１６の範囲で定めることができる。
【００３６】
第四実施形態によると、１つの立方体領域に対応する８個のグリッド変換色データの合計データ量を１２８ビット以内に収めながら、差分成分データに５ビット割り当てられるため、第一実施形態及び第二実施形態に比べて、８個のグリッド変換色データによって定まる６面体の立方体に対する歪みを大きく定めることができる。
【００３７】
［画像処理装置の構成］
図１０は、本発明の画像処理装置の実施形態としてのプリンタ１のハードウェア構成を示すブロック図である。図１１はプリンタ１の要部のハードウェア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。
【００３８】
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司り、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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
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。
【００４１】
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（色補正は色変換の一形態である。）、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変換画像を生成する。
【００４２】
処理装置としての色変換ブロック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、注目画素の色を包含する立方体領域の各頂点に対応する８個のグリッド変換色データを読み込むためのアドレス特定、８個のグリッド変換色データの読み込み、グリッド変換色データの伸張、線形補間演算、変換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は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。
【００４３】
メモリとしてのＲＡＭ１４は、プログラムやプログラムの処理対象となるデータ、例えば元画像や変換画像や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。
ＲＡＭコントローラ（ＲＡＭＣ）１５は、ＲＡＭ１４と色変換ブロック１７及びＣＰＵ２２との間のデータ転送を司る。ＲＡＭ１５と色変換ブロック１７との転送データ幅は１２８ビットである。すなわち、ＲＡＭＣ１５は１回のデータ転送サイクルで１２８ビットのデータをＲＡＭ１４から色変換ブロック１７に転送する。
【００４４】
［画像処理装置の作動］
図１２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Ｓ１０８を除いて上述した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。具体的には印刷設定パラメータが解析され、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。
【００４５】
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、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。
【００４６】
ステップＳ１０４では補正パラメータが設定される。すなわち、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。
【００４７】
ステップＳ１０６では、３次元色変換テーブルが生成される。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。任意の立方体領域の頂点に対応するグリッド変換色データの各成分の値が３つの１次元色変換テーブルから取得される。各グリッド変換色データは、上述した伸張式で伸張されるように圧縮され、対応する立方体領域の頂点に対応するアドレスに格納される。
【００４８】
ステップＳ１０８では、色変換ブロック１７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、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、注目画素の色を包含する立方体領域の各頂点に対応する８個のグリッド変換色データを読み込むためのアドレス特定、８個のグリッド変換色データの読み込み、グリッド変換色データの伸張、線形補間演算による変換色データの導出、変換色データのメモリ１４への書き込みという一連の処理が自律的に繰り返される。その結果、各画素の色が変換色データで表された変換画像が生成される。注目画素の色を包含する立方体領域の各頂点に対応する８個のグリッド変換色データを読み込むためのアドレスは、注目画素の色を定める元色データの各成分の上位ビットから規則的に導出される。１つの立方体領域に対応する８個のグリッド変換色データは、メモリ１４の１２８ビット以下のまとまった記憶領域に保持されているため１回のデータ転送サイクルで色変換ブロック１７に読み込まれる。したがって、色変換ブロック１７は、任意の元色データに対応する変換色データを高速に導出することができる。
【００４９】
［他の実施形態］
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。例えば、上記実施形態ではグリッド変換色データを圧縮してメモリに保持する例について説明したが、立方体領域毎にメモリのまとまった記憶領域に保持するだけでも、色変換の高速化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係る模式図。
【図２】従来の３次元色変換テーブルのメモリマップ。
【図３】本発明の実施形態に係る模式図。
【図４】本発明の実施形態に係る模式図。
【図５】本発明の実施形態に係る模式図。
【図６】本発明の実施形態に係る表。
【図７】本発明の実施形態に係る表。
【図８】本発明の実施形態に係る模式図。
【図９】本発明の実施形態に係る表。
【図１０】本発明の実施形態に係るブロック図。
【図１１】本発明の実施形態に係るブロック図。
【図１２】本発明の実施形態に係るフローチャート。
【符号の説明】
【００５１】
１：プリンタ（画像処理装置）、１４：メモリ、１７：色変換ブロック（処理装置）、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７：グリッド変換色データ
【図１】
2007228027.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2007228027.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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