JP2004038693A - Data conversion method and image processing device - Google Patents

Abstract

In an image processing apparatus having a gamma correction device and a color conversion device, a circuit is simplified without increasing the capacity of a memory.
A gamma correction table that outputs gamma correction data in accordance with input image data, and a gamma correction data that is represented as coordinates in a three-dimensional space and output from a gamma correction table. A lookup table 11 for outputting grid point data, and an eight-point interpolation calculator 13 for performing an interpolation operation using the grid point data and coefficient data calculated from the γ correction data and outputting color conversion data.
[Selection] Fig. 2

Description

【０００５】
【数２】

【０００６】
上述したように、表示器等のデバイスに応じてＲＧＢの特性が異なる場合には、式（１）および（２）におけるγおよびＸｒ，Ｙｒ，Ｚｒ，Ｘｇ，Ｙｇ，Ｚｇ，Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂの各値も異なる。特に、γの値は、デバイスに大きく依存しＲＧＢの特性に影響を受ける。
【０００７】
γの値は、ガンマ値と呼ばれ、人間の有する明度変化に対する知覚が、信号Ｙに対して線形ではなく、暗い方により敏感であることから用いられる補正係数である。デジタル信号でＲＧＢを表す場合、信号Ｙに対してリニアな量子化を行うと、暗部での階調が充分滑らかに表現できないため、γを１より大きな値にして、ＲＧＢの変化と人間に知覚される変化とを一致させている。なお、ガンマ値は、上述のようにＲＧＢの特性に応じて、概ね１．４〜２．２である。
【０００８】
ガンマ値には幅があるため、色変換処理において想定しているＲＧＢのガンマ値と、入力された画像データのＲＧＢのガンマ値とが異なる状況が発生する。ガンマ値の不一致が発生している場合に、何ら補正することなく色変換を行うと、正常な結果を得ることができない。
【０００９】
例えば、ガンマ値が一致しない場合には、明るさが変化し、変換された画像が本来より暗くなったり、逆に明るくなったりする。一方、変換マトリックスのパラメータであるＸｒ，Ｙｒ，Ｚｒなどが一致しない場合には、主として色相、彩度が変化する。色相、彩度などが多少ずれることは、明るさが変化することよりも画像の評価におよぼす影響は小さい。従って、ＲＧＢデータに対する色変換処理においては、ガンマ値の違いを補正することが重要となる。
【００１０】
ガンマ値の補正を含む色変換処理の方法として、ガンマ値の違いを補正する複数の１次元テーブル（以下、ガンマ変換テーブルという）を用意する。複数のガンマ変換テーブルを、入力画像データのガンマ値に応じて切り替えて適用し、補正された画像データに対して色変換を行なう。例えば、テーブルに設定されている標準の色変換において、ガンマ値が１．８を想定しているとする。ガンマ値が１．４と２．２の特性を有する画像データが入力された場合には、１．８／１．４と１．８／２．２のγ補正に相当する変換を行う１次元のテーブルを用意する。入力画像データのＲＧＢそれぞれの値を、１次元テーブルにより補正した後、色変換を行う。
【００１１】
例えば、ガンマ変換、ｌｏｇ変換等の画像信号の非線形変換は、ルックアップテーブル（以下、ＬＵＴという）を用いて行われることが多い。非線形変換を演算によって求めようとする場合、その演算が極めて複雑になり、演算回路の規模が大きくなるからである。これに対して、例えば、８ビットのビデオ信号に所定の非線形変換を行う処理を、ＬＵＴを用いて行えば、メモリ容量は２５６バイトで足り、演算も比較的簡易である。なお、ある種の画像信号を別の種類の画像信号に変換するためのＬＵＴは、一般に１次元ＬＵＴと呼ばれている。
【００１２】
一方、近年のデスクトップパブリッシング（以下、ＤＴＰという）環境の普及に伴い、カラー画像の扱いが容易となり、扱われる機会が増えた。ＤＴＰにおけるカラー画像の入力機器としては、スキャナ、ビデオカメラ等が知られている。また、出力機器としては、インクジェット方式，染料熱昇華方式または電子写真方式等の各種カラープリンタが知られている。これらカラー入出力機器は、それぞれ固有の色空間を有しているため、あるスキャナから得たカラー画像データを、そのまま他のカラープリンタに転送して画像をプリント出力する場合、プリンタから出力された画像の色が、スキャナの画像の色と一致することは少ない。カラープリンタにおいて、両者の色を一致させて良好な色再現を行なうには、入力機器の色空間を、出力機器の色空間に変換する処理が必要になる（以下、この処理を色変換処理という）。色変換処理は、具体的には、入力機器の色空間をなす３色（一般的には、Ｒ（赤）、Ｂ（青）、Ｇ（緑）の３色）の画像信号を参照して、出力機器の色空間をなすＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の３色またはこれにＢｋ（ブラック）を加えた４色の画像信号に変換する。
【００１３】
ところで、このような入力機器の３色の画像信号を、出力機器の複数の色の１つに変換する処理を、上述したＬＵＴだけを用いて行う場合を考える。画像信号の１色を８ビットで表すと、入力２４ビット、出力８ビットのＬＵＴとなり１６Ｍｂｙｔｅの容量のメモリが必要となり、さらに、出力機器で用いられる色の数だけ上述のメモリが必要となる。この場合、総メモリ容量は、４８〜６４Ｍバイトとなって、比較的大容量のメモリを必要とする。
【００１４】
このような方法は、コストの点から実用的ではなく、色変換処理でＬＵＴを用いる場合には、ＬＵＴのメモリ容量を少なくすべく、ＬＵＴと補間処理を併用することが行われている。補間方法として、例えば、８点補間法がよく知られている。
【００１５】
色変換の対象である３つの色信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉ（各色ｎ＋ｍビット）を、Ｒｉ＝Ｒｈ・２^ｍ＋Ｒｆ、Ｇｉ＝Ｇｈ・２^ｍ＋Ｇｆ、Ｂｉ＝Ｂｈ・２^ｍ＋Ｂｆと表わすとき、それらの上位ｎビット信号Ｒｈ、Ｇｈ、Ｂｈと、下位ｍビット信号Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆを用いて補間処理を行なう。ＬＵＴには上位ｎビット信号Ｒｈ、Ｇｈ、Ｂｈが入力され、これに基づく８つのアドレスによってそれぞれに対応する８つのテーブルデータが読み出される。この８つのテーブルデータに対して、下位ｍビット信号Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆを係数とした補間演算を行ない、上記３つの色信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉに対する変換後のデータ、例えばＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの１つの色データがそれぞれ求められる。
【００１６】
ＬＵＴには、上位ｎビット信号Ｒｈ、Ｇｈ、Ｂｈについて、それぞれ２^ｎ個の値Ｒｈ＝０、１、２、…、２^ｎ−１、Ｇｈ＝０、１、２、…、２^ｎ−１、Ｂｈ＝０、１、２、…、２^ｎ−１のすべての組み合わせ（２^３ｎ通り）に対応して、読み出されるべき色データが格納されている。換言すれば、ＬＵＴの内容は、これらの組み合わせを３次元空間の座標として表すと、その座標によって特定される点（以下、格子点という）において読み出される色データ（以下、格子点データという）が対応づけられるものとして説明される。すなわち、格子点データは、上位ビット信号Ｒｈ、Ｇｈ、Ｂｈ信号を連結した３・ｎビットのデータをアドレスとして読み出される。
【００１７】
図１に、ＬＵＴの内容を３次元空間の座標として表した図を示す。８つの頂点（格子点）に対応した格子点データを、図１に示す。各格子点間を、２^ｍ個の点で分割した座標が、下位ビット信号（Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆ）の値により求められる。補間処理は、上述したようにＬＵＴから読出される格子点データを、変換対象である３つの色信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉで表わされる点について、上記８つの格子点データに上記下位ビット信号（Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆ）の値により求められる内分比を係数として乗じることにより変換データを求める。
【００１８】
具体的には、図１に示す立方体の各々の格子点における格子点データを、Ｄ（Ｒ座標、Ｇ座標、Ｂ座標）とし、８点補間処理によって求める変換データをＨｉ（Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉ）とするとき、変換データＨｉは、
Ｈｉ（Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉ）＝２^−３ｍ・［（２^ｍ−Ｒｆ）・（２^ｍ−Ｇｆ）・（２^ｍ−Ｂｆ）・Ｄ（Ｒｈ，Ｇｈ，Ｂｈ）＋Ｒｆ・（２^ｍ−Ｇｆ）・（２^ｍ−Ｂｆ）・Ｄ（Ｒｈ＋１，Ｇｈ，Ｂｈ）＋（２^ｍ−Ｒｆ）・Ｇｆ・（２^ｍ−Ｂｆ）・Ｄ（Ｒｈ，Ｇｈ＋１，Ｂｈ）＋（２^ｍ−Ｒｆ）・（２^ｍ−Ｇｆ）・Ｂｆ・Ｄ（Ｒｈ，Ｇｈ，Ｂｈ＋１）＋Ｒｆ・Ｇｆ・（２^ｍ−Ｂｆ）・Ｄ（Ｒｈ＋１，Ｇｈ＋１，Ｂｈ）＋（２^ｍ−Ｒｆ）・Ｇｆ・Ｂｆ・Ｄ（Ｒｈ，Ｇｈ＋１，Ｂｈ＋１）＋Ｒｆ・（２^ｍ−Ｇｆ）・Ｂｆ・Ｄ（Ｒｈ＋１，Ｇｈ，Ｂｈ＋１）＋Ｒｆ・Ｇｆ・Ｂｆ・Ｄ（Ｒｈ＋１，Ｇｈ＋１，Ｂｈ＋１）］　　　（３）
によって求めることができる。
【００１９】
このような演算を行うために必要な８つの格子点データを、ＬＵＴから図１に示す立方体単位で読み出す場合には、一般的なアドレッシング方法として、（Ｒｈ、Ｇｈ、Ｂｈ）各ｎＢｉｔを結合したアドレス（３・ｎ）ビットを用いて、
Ｄ（Ｒｈ，Ｇｈ，Ｂｈ）、Ｄ（Ｒｈ＋１，Ｇｈ，Ｂｈ）、Ｄ（Ｒｈ，Ｇｈ＋１，Ｂｈ）、Ｄ（Ｒｈ，Ｇｈ，Ｂｈ＋１）、Ｄ（Ｒｈ＋１，Ｇｈ＋１，Ｂｈ）、Ｄ（Ｒｈ，Ｇｈ＋１，Ｂｈ＋１）、Ｄ（Ｒｈ＋１，Ｇｈ，Ｂｈ＋１）、Ｄ（Ｒｈ＋１，Ｇｈ＋１，Ｂｈ＋１）
の８つのデータを読み出している。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＬＵＴとアドレッシング方法によると、例えば、ＬＵＴの各軸の空間分割数がｌ、すなわちＲ、Ｇ、Ｂ各軸が０〜ｌとすると、アドレス（Ｒｈ、Ｇｈ、Ｂｈ）が（ｌ、ｌ、ｌ）の場合には、
Ｄ（ｌ＋１，ｌ，ｌ）、Ｄ（ｌ，ｌ＋１，ｌ）、Ｄ（ｌ，ｌ，ｌ＋１）、Ｄ（ｌ＋１，ｌ＋１，ｌ）、Ｄ（ｌ，ｌ＋１，ｌ＋１）、Ｄ（ｌ＋１，ｌ，ｌ＋１）、Ｄ（ｌ＋１，ｌ＋１，ｌ＋１）
といったデータがＬＵＴに存在しないため、例外的に、
Ｄ（ｌ＋１，ｌ，ｌ）、Ｄ（ｌ，ｌ＋１，ｌ）、Ｄ（ｌ，ｌ，ｌ＋１）、Ｄ（ｌ＋１，ｌ＋１，ｌ）、Ｄ（ｌ，ｌ＋１，ｌ＋１）、Ｄ（ｌ＋１，ｌ，ｌ＋１）、Ｄ（ｌ＋１，ｌ＋１，ｌ＋１）
をあらかじめ格納しておき、これら８つのデータを用いて式（３）の演算を行っていた。同様に、アドレス（Ｒｈ、Ｇｈ、Ｂｈ）が、
（Ｒｘ，Ｇｙ，ｌ）、（Ｒｘ，ｌ，Ｂｚ）、（ｌ，Ｇｙ，Ｂｙ）、（Ｒｘ，ｌ，ｌ）、（ｌ，Ｇｙ，ｌ）、（ｌ，ｌ，Ｂｚ）
（ただし、Ｒｘ、Ｇｙ、Ｂｚは各々０〜（ｌ−１）の値）として表されるアドレスについても、ＬＵＴに存在しないデータがあり、例外的にデータを別に用意して式（３）の演算を行っていた。従って、従来のデータ変換装置は、例外的な処理が多くなり、回路が複雑になるだけでなく、ＬＵＴの容量も大きくなるという問題があった。
【００２１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ガンマ補正装置と色変換装置をそなえる画像処理装置において、メモリの容量増大を伴わずに、回路を簡略化することができるデータ変換方法および画像処理装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、入力された画像データに応じて、γ補正テーブルよりγ補正データを読み出して、出力するγ補正ステップと、該γ補正ステップから出力された前記γ補正データに応じて、３次元空間の座標として表わされたルックアップテーブルより読み出した格子点データと、前記γ補正データから算出した係数データとを用いて補間演算を行い、色変換データを出力する色変換処理ステップとを備えたことを特徴とする。
【００２３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の前記γ補正データは、前記入力された画像データのγ特性を線形特性に補正し、前記ルックアップテーブルの前記座標における各軸の分割数より１小さい格子点をアクセスするようにスケーリングしたデータであることを特徴とする。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の前記色変換処理ステップは、前記γ補正ステップから出力された前記γ補正データを、前記座標における各軸ごとに分割する分割ステップと、該分割ステップで分割された前記γ補正データの上位ビットを用いて、前記ルックアップテーブルより８つの格子点データを読み出し、補間空間となる立方体を特定する特定ステップと、前記分割ステップで分割された前記γ補正データの下位ビットに係数を乗算し、前記補間空間における格子点の内分比となる係数データを出力する係数演算ステップと、前記特定ステップで読み出された前記格子点データと、前記係数演算ステップで出力された係数データとを積和演算して、色変換データを出力する補間演算ステップとを含むことを特徴とする。
【００２５】
請求項４に記載の発明は、入力された画像データに応じて、γ補正データを出力するγ補正テーブルと、３次元空間の座標として表わされ、前記γ補正テーブルから出力された前記γ補正データに応じて、格子点データを出力するルックアップテーブルと、前記格子点データと前記γ補正データから算出した係数データとを用いて補間演算を行い、色変換データを出力する色変換処理手段とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の前記γ補正データは、前記入力された画像データのγ特性を線形特性に補正し、前記ルックアップテーブルの前記座標における各軸の分割数より１小さい格子点をアクセスするようにスケーリングしたデータであることを特徴とする。
【００２７】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の前記色変換処理手段は、前記γ補正テーブルから出力された前記γ補正データを、前記座標における各軸ごとに分割する分割手段と、該分割手段で分割された前記γ補正データの上位ビットを用いて、前記ルックアップテーブルより８つの格子点データを読み出し、補間空間となる立方体を特定する特定手段と、前記分割手段で分割された前記γ補正データの下位ビットに係数を乗算し、前記補間空間における格子点の内分比となる係数データを出力する係数演算手段と、前記特定手段で読み出された前記格子点データと、前記係数演算手段で出力された係数データとを積和演算して、色変換データを出力する補間演算手段とを含むことを特徴とする。
【００２８】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の前記ルックアップテーブルは、前記格子点データのバイト長と同じバーストレングスを有するＳＤＲＡＭで構成され、１つの格子点を指定することにより、前記８つの格子点データを１度に読み出せるように構成されていることを特徴とする。
【００２９】
請求項８に記載の発明は、コンピュータに、請求項１、２または３に記載の各ステップを実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることを特徴とする。
【００３０】
請求項９に記載の発明は、コンピュータに、請求項１、２または３記載の各ステップを実行させるためのプログラムであることを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
図２は、本発明の一実施形態にかかる画像処理装置を示したブロック図である。画像処理装置は、γ補正装置１６と色変換装置１０とから構成されている。γ補正装置１６は、γ特性を持ったＲＧＢデータを線形特性に補正するための装置である。γ補正装置１６のγ―ＬＵＴ１５には、色変換装置１０に最適な入力データにγ補正データをスケーリングしたデータが格納されている。γ補正装置１６は、入力されたＲＧＢ画像データに対応して、補正後のスケーリングデータを出力する装置である。
【００３２】
色変換装置１０は、各軸の空間分割数が１５（２進数で各軸０〜１１１１と表される）である３次元ルックアップテーブルと、このテーブルから読み出された８つの格子点データを用いた８点補間演算を行う。このようにして、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色１２ビットの画像データを、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ各色８ビットのプリントデータに変換する。より具体的には、プリンタで用いるプリントデータを作成する画像処理の一環として実行される色変換処理に適用したものである。
【００３３】
色変換装置１０は、上述した画像処理装置、具体的にはパーソナルコンピュータのハードウエアと、ハードウェア上で動作するプリンタドライバ等のソフトウエアとの協働によって実現される。なお、本発明は、このようなパーソナルコンピュータとプリンタとの組合せにのみ適用されるものでなく、複写機など広くプリント装置で用いるプリントデータを作成する画像処理に適用できる。従って、プリンタや複写機などのプリント装置自体が、以下に示す色変換処理を行なう構成も本発明の範囲に含まれることはもちろんである。
【００３４】
色変換装置１０の上位下位分割部１４は、γ補正装置１６より出力された（Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓ）を、それぞれ上位４ビット（Ｒｈ、Ｇｈ、Ｂｈ）と下位８ビット（Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆ）とに分割する。各々の上位４ビット（Ｒｈ，Ｇｈ，Ｂｈ）は、３次元ルックアップテーブル（３Ｄ−ＬＵＴ）１１の参照アドレスとして用いられる。下位８ビットデータ（Ｒｆ，Ｇｆ，Ｂｆ）は、係数演算部１２で係数演算される。色変換処理手段に相当する８点補間演算部１３は、３Ｄ−ＬＵＴ１１の格子点データと係数演算部１２の係数データとを用いて、補間演算を行い、色変換データを出力する。
【００３５】
３Ｄ−ＬＵＴ１１は、図５および図６で後述するように、１つの参照アドレス（Ｒｈ、Ｇｈ、Ｂｈ）によって８つの格子点データを出力する。すなわち、３つの上位４ビットデータ（Ｒｈ、Ｇｈ、Ｂｈ）は、図１に示したような１つの立方体における１つの頂点の座標に対応することによって、その立方体を補間空間として特定する。具体的には、３Ｄ−ＬＵＴ１１は、上記１つの頂点を含む立方体の８つの頂点（格子点）に対応したデータとして、
Ｄ（Ｒｈ，Ｇｈ，Ｂｈ）、Ｄ（Ｒｈ＋１，Ｇｈ，Ｂｈ）、Ｄ（Ｒｈ＋１，Ｇｈ，Ｂｈ＋１）、Ｄ（Ｒｈ，Ｇｈ，Ｂｈ＋１）、Ｄ（Ｒｈ，Ｇｈ＋１，Ｂｈ）、Ｄ（Ｒｈ＋１，Ｇｈ＋１，Ｂｈ）、Ｄ（Ｒｈ＋１，Ｇｈ＋１，Ｂｈ＋１）Ｄ（Ｒｈ，Ｇｈ＋１，Ｂｈ＋１）
という８つの格子点データを出力する。
【００３６】
係数演算部１２は、３つの下位８ビットデータ（Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆ）に基づき、上述した式（３）における（２^ｍ−Ｒｆ）・（２^ｍ−Ｇｆ）・（２^ｍ−Ｂｆ）など、格子点データの係数を演算する。この係数は、図１から明らかなように、補間対象点（Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉ）が属する補間空間において、補間対象点の格子点間の内分比に係わる。
【００３７】
８点補間演算部１３は、上述のように３Ｄ−ＬＵＴ１１から出力される８つの格子点データと、係数演算部１２によって得られる係数とを用いて、演算式（３）に従い、積和演算を行なう。その結果、色変換データ、すなわち本実施形態においてはＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの１つのデータであるＨｉを出力する。以上説明した補間演算を、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋのそれぞれについて行ない、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの色変換データを得ることができる。
【００３８】
γ補正装置１６が、γ＝２の特性を持った入力ＲＧＢデータＤｉｎを、線形特性に変換し、スケーリングする場合について詳細に説明する。図３に、γ補正装置のγ―ＬＵＴ１５の一例を示す。γ補正テーブル３０に示めされたγ補正データＤγは、γ＝２の特性を持った入力ＲＧＢデータＤｉｎを、線形特性に補正した１２ビットデータである。γ補正データＤγは、γ＝２の特性を持った入力ＲＧＢデータＤｉｎに対して、Ｄγ＝（（Ｄｉｎ／２５５））^１／２×４０９５で与えられる。従来のγ補正装置においては、γ補正データＤγを、入力ＲＧＢデータに対応して出力するのが一般的である。スケーリングデータＤｓは、γ補正データＤγを、さらに（３８３９／４０９５）倍にスケーリングした１２ビットデータである。ここでは、入力ＲＧＢデータＤｉｎに対応したスケーリングデータＤｓを出力する。
【００３９】
図４を用いて、色変換装置におけるスケーリングの方法について詳細に説明する。γ―ＬＵＴ１５から出力された（ｈ＋ｆ）＝１２ビットのγ補正データＤγ４０は、色変換装置１０の上位下位分割部１４において、上位ｈ＝４ビットのＲｈと下位ｆ＝８ビットのＲｆとからなるデータ４１に分割される。ここで、各軸の分割数をｎ、ｎの２進表示の桁数をｈとする。さらに、色変換装置１０の３Ｄ−ＬＵＴ１１より、各軸の分割数ｎ＝１５を代入した場合にスケーリングされるスケーリングデータＤｓの最大値４２が出力される。
【００４０】
色変換装置１０におけるスケーリングでは、最大値４２に示すように、Ｒｈには（ｎ−１）、すなわち１４が与えられ、スケーリングデータＤｓの最大値は、Ｓ＝（ｎ−１）×２^ｆ＋２^ｆ−１として与えられる。従って、スケーリングデータＤｓは、Ｄｓ＝Ｄγ×（Ｓ／（２^{（ｈ＋ｆ）}−１））となり、γ補正テーブル３０には、入力ＲＧＢデータに対するスケーリングデータＤｓが格納される。
【００４１】
以上説明したように、色変換装置１０の３Ｄ−ＬＵＴ１１に対するアドレス（Ｒｈ、Ｇｈ、Ｂｈ）の最大値は（１１１０、１１１０、１１１０）となり、従来のようにアドレス（Ｒｈ、Ｇｈ、Ｂｈ）が（１１１１、１１１１、１１１１）を始めとする３Ｄ−ＬＵＴ１１の端部をアクセスすることがなくなり、例外的に３Ｄ−ＬＵＴ１１の端部を処理する必要がなくなる。
【００４２】
本実施形態における３Ｄ−ＬＵＴ１１にはＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）を用いて、バーストモードにより読出すことにより、１回のアドレッシングで８つの格子点データを読み出すことができる。上述した補間空間における８つの格子点データを単位として、３Ｄ−ＬＵＴ１１を構成するＳＤＲＡＭに格納するとともに、この１単位のデータを１回のアドレッシングによって出力するようにする。以下、本実施形態における３Ｄ−ＬＵＴ１１における格子点データの格納およびその読出しの構成を説明する。
【００４３】
図５は、本実施形態にかかる３Ｄ−ＬＵＴを構成するＳＤＲＡＭのメモリ構造を示す図である。ＳＤＲＡＭのメモリ構造は、４つのバンク０〜３から構成されている。それぞれのバンクは、ローアドレスとコラムアドレスによって特定されるアドレスに１単位のデータが格納される。この１単位のデータは、３２ビットの奥行きを有したセルアレイに格納され、セルアレイのデータを、ＤＱＭ（データマスク）信号によってバイト単位で制御することができる。
【００４４】
このようなメモリ構造において、アドレッシングは、ＢＳ（バンクセレクト）信号がデコードされて１つのバンクが選択される。選択されたバンクのローアドレスが確定（バンクアクティブ）し、次にコラムアドレスが確定して格納されたデータが読み出される。この読出しの際、上述したようにＤＱＭ信号によってその読出し量がバイト単位で制御される。
【００４５】
ＳＤＲＡＭにおけるバーストモードは、ローアドレスが確定（バンクがアクティブ）した後、次のローアドレスに変化するまで、すなわち、バンクアクティブの間、ＣＬＫ（クロック）信号の１クロック毎にコラムアドレスが変化して所定のコラムアドレス分（バーストレングス）のデータを読み出すモードである。この所定のコラムアドレス分のデータをすべて読み出した後、プリチャージが行われる。
【００４６】
図６に、ＳＤＲＡＭによって構成される３Ｄ−ＬＵＴおける読出しのタイミングを示す。図６に示すタイミング▲１▼〜○１４は、クロック信号の１クロックごとのタイミングを示している。３Ｄ−ＬＵＴ１１を構成するＳＤＲＡＭは、バーストレングスが８（コラムアドレス分）のバーストモードに設定されており、最初に、上述した上位４ビットデータ（Ｒｈ、Ｇｈ、Ｂｈ）に基づいて生成されるＢＳ信号（不図示）を、デコードすることによって１つのバンクが選択される。
【００４７】
次に、タイミング▲１▼で、同様に上位４ビットデータ（Ｒｈ、Ｇｈ、Ｂｈ）に基づいて生成されるローアドレスが確定する。タイミング▲３▼では、コラムアドレスが確定し、同時にリードコマンドが発行される。このような、バンクの選択から最終的に１つのコラムアドレスを確定する１回のアドレッシングは、８つの格子点からなる図１に示した補間空間における１つの格子点（Ｒｈ，Ｇｈ，Ｂｈ）のアドレスを確定する。
【００４８】
タイミング▲５▼〜○１２で、上記８つの格子点に対応した８つのコラムアドレスにより、設定したバーストレングスの８個の格子点データＤ０〜Ｄ７、
Ｄ（Ｒｈ，Ｇｈ，Ｂｈ）、Ｄ（Ｒｈ＋１，Ｇｈ，Ｂｈ）、Ｄ（Ｒｈ，Ｇｈ＋１，Ｂｈ）、Ｄ（Ｒｈ，Ｇｈ，Ｂｈ＋１）、Ｄ（Ｒｈ＋１，Ｇｈ＋１，Ｂｈ）、Ｄ（Ｒｈ＋１，Ｇｈ，Ｂｈ＋１）、Ｄ（Ｒｈ，Ｇｈ＋１，Ｂｈ＋１）、Ｄ（Ｒｈ＋１，Ｇｈ＋１，Ｂｈ＋１）
が、ＣＬＫ信号に同期して読み出される。この際、ＤＱＭ信号（不図示）によって、１個の読出しデータは１バイトに制御される。換言すれば、それぞれ１バイトで表される格子点データは、各バンクのセルアレイにおける最初の８ビット（１バイト）に格納されたものである。以上の読出しの後、タイミング○１３で、選択されたバンクのプリチャージを行う。
【００４９】
このようにして、８バイト分（１バイト×８格子点）の格子点データを一括して読み出すバーストリードモードでは、１回のアドレッシングを含む１４クロックで、８バイトのデータを読み出すことができる。
【００５０】
図７は、１バイト単位でデータを読み出した場合のタイミングチャートである。タイミング▲１▼で、ローアドレスが確定し、タイミング▲３▼でコラムアドレスの確定およびリードコマンドの発行がされる。しかし、１バイトごとの読出しでは、タイミング▲５▼で、１バイトの格子点データが読み出された後、タイミング▲６▼で、バンクのプリチャージを行ない、以下、同様の処理を８回繰り返す。このため、１バイト単位のメモリアクセスで８バイトのデータを読み出すには、５６クロック（７クロック×８回繰り返し）必要となる。
【００５１】
ＳＤＲＡＭは、ローアドレスおよびコラムアドレスが確定した後、バーストレングスの分だけ、ＣＬＫ信号のクロックに同期して自動的にコラムアドレスをインクリメントしデータを読み出す。従って、３Ｄ−ＬＵＴ１１に対するアドレッシングは１回で済む。すなわち、３次元ルックアップテーブルを構成する立方体の１つの格子点を指定すれば、立方体の８つの格子点データを１度に読み出すことができる。
【００５２】
図８は、本実施形態にかかる３Ｄ−ＬＵＴの格子点データの格納状態を模式的に示す図である。３Ｄ−ＬＵＴ１１のメモリの容量について、さらに詳しく説明する。図８は、図１に示した１つの補間空間（補間立体）が３次元的に複数連続したものとして示したものである。
【００５３】
Ｒ、Ｇ、Ｂデータのそれぞれ上位４ビットを３Ｄ−ＬＵＴ１１の参照アドレスとしていることから、それぞれの格子点は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各軸について１６分割して得られる座標００００〜１１１１によって特定することができる。ここで、上述したように、１回のアドレッシングで立方体を指定するためのアドレスを同図に示す座標で（Ｒｈ，Ｇｈ，Ｂｈ）とすると、読み出される立方体の格子点データは、
Ｄ（Ｒｈ，Ｇｈ，Ｂｈ）、Ｄ（Ｒｈ＋１，Ｇｈ，Ｂｈ）、Ｄ（Ｒｈ，Ｇｈ＋１，Ｂｈ）、Ｄ（Ｒｈ，Ｇｈ，Ｂｈ＋１）、Ｄ（Ｒｈ＋１，Ｇｈ＋１，Ｂｈ）、Ｄ（Ｒｈ＋１，Ｇｈ，Ｂｈ＋１）、Ｄ（Ｒｈ，Ｇｈ＋１，Ｂｈ＋１）、Ｄ（Ｒｈ＋１，Ｇｈ＋１，Ｂｈ＋１）
で表される８つの格子点データである。
【００５４】
本実施形態では、変換される色信号の上位ビット数は４ビットであり、かつ３Ｄ−ＬＵＴ１１の出力データ幅が８ビットであるから、メモリに必要な容量は、補間空間を構成する図１に示した［立方体の総数（１５×１５×１５＝３３７５個）］×［１度に読み出される格子点数（８個）］×［１つの格子データの量（８ビット）］×［４色］となり、約１０８Ｋバイトになる。
【００５５】
図９に、各軸の空間分割数が１５の３Ｄ−ＬＵＴに必要な拡張データを示す。３Ｄ−ＬＵＴ１１のＲ、Ｇ、Ｂ各軸に、さらに１加えた各軸の空間分割数が１６のＬＵＴとして表される。すなわち、変換される色信号の上位ビット数は、４ビットであり、かつ３Ｄ−ＬＵＴ１１の出力データ幅が８ビットであるから、メモリに必要な容量は、補間空間を構成する図１に示した［立方体の総数（１６×１６×１６＝４０９６個）］×［１度に読み出される格子点数（８個）］×［１つの格子データの量（８ビット）］×［４色］となり、約１３１Ｋバイトになる。従って、上述した本実施形態の３Ｄ−ＬＵＴ１１は、２３Ｋバイト容量が少なくて済むことになる。
【００５６】
本発明は上述のように、複数の機器（たとえばホストコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリンタ等）から構成されるシステムに適用しても一つの機器（たとえば複写機、ファクシミリ装置）からなる装置に適用してもよい。
【００５７】
また、上述した実施形態の機能を実現するように各種のデバイスを動作させるように、各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに、実施形態に記載された機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵあるいはＭＰＵ）を格納されたプログラムに従って各種デバイスを動作させることによって実施したものも本発明の範疇に含まれる。
【００５８】
この場合、ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、およびそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明を構成する。
【００５９】
かかるプログラムコードを格納する記憶媒体としては例えばフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００６０】
コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）、あるいは他のアプリケーションソフト等と協働して上述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。
【００６１】
さらに供給されたプログラムコードが、コンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能格張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合も本発明に含まれることは言うまでもない。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ルックアップテーブルが補間演算の補間空間を構成する複数の格子点それぞれの格子点データを、補間空間ごとに格納する。ルックアップテーブルからデータを読み出す際に、例外的な処理を必要としないので、回路が簡略化され、ルックアップテーブルに必要なメモリ容量を、従来のアドレッシング方法に比べて少なくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＬＵＴの内容を３次元空間の座標として表した図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる画像処理装置を示したブロック図である。
【図３】γ補正装置のγ―ＬＵＴの一例を示す図である。
【図４】色変換装置におけるスケーリングの方法を説明するための図である。
【図５】本実施形態にかかる３Ｄ−ＬＵＴを構成するＳＤＲＡＭのメモリ構造を示す図である。
【図６】ＳＤＲＡＭによって構成される３Ｄ−ＬＵＴおける読出しのタイミングを示すタイミングチャートである。
【図７】１バイト単位でデータを読み出した場合のタイミングチャートである。
【図８】本実施形態にかかる３Ｄ−ＬＵＴの格子点データの格納状態を模式的に示す図である。
【図９】各軸の空間分割数が１５の３Ｄ−ＬＵＴに必要な拡張データを示す図である。
【符号の説明】
１０　　色変換装置
１１　　３次元ルックアップテーブル（３Ｄ−ＬＵＴ）
１２　　係数演算部
１３　　８点補間演算部
１４　　上位下位分割部
１５　　γ―ＬＵＴ
１６　　γ補正装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a data conversion method and an image processing apparatus, and more particularly, to a data conversion method such as γ conversion and color conversion performed on color image data and an image processing apparatus.
[0002]
[Prior art]
The gamma conversion and color conversion of the color image data are performed, for example, as image processing when an image based on the color image data processed by a personal computer is displayed on a display or printed by a printer. The color image data handled by such a digital device is represented, for example, as a digital signal corresponding to each of the RGB color signals.
[0003]
Colors represented by RGB data have characteristics depending on input devices such as scanners and display devices such as displays. Therefore, RGB data is not an expression method that can uniquely determine a color. Even if all the values of the RGB data are the same, different colors may be expressed for human vision. Therefore, a CIEXYZ system which does not depend on a device is used as a standard. By associating the RGB data with the XYZ color space, the color represented by the RGB data can be specified. RGB data is related to the XYZ color space by the following equations (1) and (2).
[0004]
(Equation 1)

[0005]
(Equation 2)

[0006]
As described above, when the RGB characteristics are different depending on the device such as the display device, γ and Xr, Yr, Zr, Xg, Yg, Zg, Xb, Yb, and Zb in Expressions (1) and (2) are used. Are also different. In particular, the value of γ greatly depends on the device and is affected by RGB characteristics.
[0007]
The value of γ is called a gamma value, and is a correction coefficient used because a human perception of a change in brightness is not linear with respect to the signal Y but is more sensitive to darker ones. In the case where RGB is represented by a digital signal, if linear quantization is performed on the signal Y, gradation in a dark portion cannot be sufficiently expressed, so that γ is set to a value larger than 1 to change RGB and perceive to humans. Will be consistent with the changes that will be made. The gamma value is approximately 1.4 to 2.2 depending on the RGB characteristics as described above.
[0008]
Since the gamma value has a range, a situation occurs in which the RGB gamma value assumed in the color conversion processing is different from the RGB gamma value of the input image data. If color conversion is performed without any correction when the gamma values do not match, a normal result cannot be obtained.
[0009]
For example, if the gamma values do not match, the brightness changes, and the converted image becomes darker or brighter than it should be. On the other hand, when the parameters Xr, Yr, Zr, etc. of the transformation matrix do not match, mainly the hue and saturation change. A slight shift in hue, saturation, etc., has a smaller effect on image evaluation than a change in brightness. Therefore, in the color conversion processing for the RGB data, it is important to correct the difference in the gamma value.
[0010]
As a method of color conversion processing including gamma value correction, a plurality of one-dimensional tables (hereinafter, referred to as gamma conversion tables) for correcting differences in gamma values are prepared. A plurality of gamma conversion tables are switched and applied according to the gamma value of the input image data, and color conversion is performed on the corrected image data. For example, assume that the gamma value is assumed to be 1.8 in the standard color conversion set in the table. When image data having characteristics of gamma values of 1.4 and 2.2 are input, one-dimensional conversion that performs conversion corresponding to 1.8 / 1.4 and 1.8 / 2.2 gamma correction is performed. Prepare a table. After correcting the respective RGB values of the input image data using a one-dimensional table, color conversion is performed.
[0011]
For example, non-linear conversion of image signals such as gamma conversion and log conversion is often performed using a look-up table (hereinafter, referred to as LUT). This is because, when a non-linear conversion is to be obtained by calculation, the calculation becomes extremely complicated and the scale of the calculation circuit becomes large. On the other hand, for example, if processing for performing a predetermined non-linear conversion on an 8-bit video signal is performed using an LUT, the memory capacity is only 256 bytes, and the operation is relatively simple. An LUT for converting a certain kind of image signal into another kind of image signal is generally called a one-dimensional LUT.
[0012]
On the other hand, with the spread of desktop publishing (hereinafter referred to as DTP) environments in recent years, handling of color images has become easier, and opportunities for handling have been increased. Scanners, video cameras, and the like are known as color image input devices in DTP. As output devices, various color printers such as an ink jet system, a dye sublimation system, and an electrophotographic system are known. Since these color input / output devices have their own color spaces, when color image data obtained from a certain scanner is directly transferred to another color printer to print out an image, the color output data is output from the printer. The color of the image rarely matches the color of the image of the scanner. In a color printer, a process of converting a color space of an input device to a color space of an output device is required to perform good color reproduction by matching the two colors (hereinafter, this process is referred to as a color conversion process). ). Specifically, the color conversion processing refers to image signals of three colors (generally, three colors of R (red), B (blue), and G (green)) forming a color space of the input device. The image signal is converted into an image signal of three colors of Y (yellow), M (magenta) and C (cyan) or a color signal of four colors obtained by adding Bk (black) to the color space of the output device.
[0013]
By the way, consider a case where such a process of converting an image signal of three colors of an input device into one of a plurality of colors of an output device is performed using only the LUT described above. If one color of an image signal is represented by 8 bits, a 24-bit input and 8-bit output LUT are required, and a memory having a capacity of 16 Mbytes is required. Further, the above-mentioned memories are required for the number of colors used in the output device. In this case, the total memory capacity is 48 to 64 Mbytes, which requires a relatively large capacity memory.
[0014]
Such a method is not practical in terms of cost, and when an LUT is used in the color conversion processing, the LUT and the interpolation processing are used together in order to reduce the memory capacity of the LUT. As an interpolation method, for example, an 8-point interpolation method is well known.
[0015]
The three color signals Ri, Gi, and Bi (n + m bits for each color) to be subjected to color conversion are represented by Ri = Rh · 2 ^m + Rf, Gi = Gh · 2 ^m + Gf, Bi = Bh · 2 ^m When expressed as + Bf, an interpolation process is performed using the upper n-bit signals Rh, Gh, Bh and the lower m-bit signals Rf, Gf, Bf. The upper n-bit signals Rh, Gh, Bh are input to the LUT, and eight table data corresponding to each are read by eight addresses based on the signals. Interpolation is performed on the eight table data using the lower m-bit signals Rf, Gf, and Bf as coefficients, and the converted data for the three color signals Ri, Gi, Bi, for example, Y, M, C, One color data of Bk is obtained.
[0016]
The LUT has 2 bits for each of the upper n-bit signals Rh, Gh, and Bh. ⁿ Values Rh = 0, 1, 2,..., 2 ⁿ -1, Gh = 0, 1, 2,..., 2 ⁿ -1, Bh = 0, 1, 2, ..., 2 ⁿ All combinations of -1 (2 ³ⁿ ), The color data to be read is stored. In other words, when these combinations are represented as coordinates in a three-dimensional space, the color data (hereinafter, referred to as grid point data) read out at a point specified by the coordinates (hereinafter, referred to as grid points) is expressed as the contents of the LUT. It is described as being associated. In other words, the lattice point data is read out using the address of 3 · n bits obtained by connecting the upper bit signals Rh, Gh, and Bh signals.
[0017]
FIG. 1 shows a diagram representing the contents of the LUT as coordinates in a three-dimensional space. FIG. 1 shows grid point data corresponding to eight vertices (grid points). The distance between each grid point is 2 ^m The coordinates divided by the points are obtained from the values of the lower bit signals (Rf, Gf, Bf). In the interpolation process, the lattice point data read from the LUT is converted into the above-mentioned eight lattice point data at the points represented by the three color signals Ri, Gi, and Bi to be converted by the lower bit signal (Rf). , Gf, Bf) are multiplied as coefficients to obtain conversion data.
[0018]
Specifically, the grid point data at each grid point of the cube shown in FIG. 1 is D (R coordinate, G coordinate, B coordinate), and the conversion data obtained by the eight-point interpolation process is Hi (Ri, Gi, Bi). )), The conversion data Hi is
Hi (Ri, Gi, Bi) = 2 ^-3m ・ [(2 ^m −Rf) · (2 ^m −Gf) · (2 ^m −Bf) · D (Rh, Gh, Bh) + Rf · (2 ^m −Gf) · (2 ^m −Bf) · D (Rh + 1, Gh, Bh) + (2 ^m −Rf) · Gf · (2 ^m −Bf) · D (Rh, Gh + 1, Bh) + (2 ^m −Rf) · (2 ^m −Gf) · Bf · D (Rh, Gh, Bh + 1) + Rf · Gf · (2 ^m −Bf) · D (Rh + 1, Gh + 1, Bh) + (2 ^m −Rf) · Gf · Bf · D (Rh, Gh + 1, Bh + 1) + Rf · (2 ^m −Gf) · Bf · D (Rh + 1, Gh, Bh + 1) + Rf · Gf · Bf · D (Rh + 1, Gh + 1, Bh + 1)] (3)
Can be determined by:
[0019]
When eight pieces of grid point data necessary for performing such an operation are read out from the LUT in a cubic unit shown in FIG. 1, (Rh, Gh, Bh) nBits are combined as a general addressing method. Using the address (3 · n) bits,
D (Rh, Gh, Bh), D (Rh + 1, Gh, Bh), D (Rh, Gh + 1, Bh), D (Rh, Gh, Bh + 1), D (Rh + 1, Gh + 1, Bh), D (Rh, Gh + 1) , Bh + 1), D (Rh + 1, Gh, Bh + 1), D (Rh + 1, Gh + 1, Bh + 1)
Are read out.
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional LUT and addressing method, for example, if the number of spatial divisions of each axis of the LUT is l, that is, each of the R, G, and B axes is 0 to l, the address (Rh, Gh, Bh) becomes (l , L, l),
D (l + 1, l, l), D (l, l + 1, l), D (l, l, l + 1), D (l + 1, l + 1, l), D (l, l + 1, l + 1), D (l + 1, l) , L + 1), D (l + 1, l + 1, l + 1)
Since there is no such data in the LUT, exceptionally,
D (l + 1, l, l), D (l, l + 1, l), D (l, l, l + 1), D (l + 1, l + 1, l), D (l, l + 1, l + 1), D (l + 1, l) , L + 1), D (l + 1, l + 1, l + 1)
Is stored in advance, and the calculation of Expression (3) is performed using these eight data. Similarly, the address (Rh, Gh, Bh) is
(Rx, Gy, l), (Rx, l, Bz), (l, Gy, By), (Rx, l, l), (l, Gy, l), (l, l, Bz)
Regarding addresses represented as (where Rx, Gy, and Bz are each 0 to (l-1)), there is data that does not exist in the LUT. Calculation was being performed. Therefore, the conventional data conversion device has a problem that not only the number of exceptional processes increases, the circuit becomes complicated, but also the capacity of the LUT increases.
[0021]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to simplify a circuit in an image processing apparatus having a gamma correction device and a color conversion device without increasing the memory capacity. It is an object of the present invention to provide a data conversion method and an image processing device capable of performing the above.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the present invention provides a γ correction step of reading γ correction data from a γ correction table according to input image data and outputting the read γ correction data, According to the γ correction data output from the γ correction step, using grid point data read from a look-up table represented as coordinates in a three-dimensional space and coefficient data calculated from the γ correction data A color conversion processing step of performing an interpolation operation and outputting color conversion data.
[0023]
According to a second aspect of the present invention, in the γ correction data according to the first aspect, the γ characteristic of the input image data is corrected to a linear characteristic, and the number of divisions of each axis in the coordinates of the look-up table. The data is characterized by being scaled so as to access a smaller grid point.
[0024]
According to a third aspect of the present invention, in the color conversion step of the first aspect, the gamma correction data output from the gamma correction step is divided for each axis in the coordinates. Using the upper bits of the γ-correction data divided in the dividing step, reading out eight grid point data from the look-up table, specifying a cube to be an interpolation space, and specifying the cube as the interpolation space. a coefficient calculation step of multiplying a lower bit of γ correction data by a coefficient and outputting coefficient data that is an internal division ratio of a grid point in the interpolation space; and the grid point data read in the specific step; An interpolation operation step of performing a product-sum operation on the coefficient data output in the operation step and outputting color conversion data.
[0025]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a gamma correction table for outputting gamma correction data in accordance with input image data, and the gamma correction output as a coordinate in a three-dimensional space and output from the gamma correction table. A color conversion processing unit that performs an interpolation operation using a lookup table that outputs grid point data and coefficient data calculated from the grid point data and the γ correction data according to the data, and outputs color conversion data. It is characterized by having.
[0026]
According to a fifth aspect of the present invention, in the γ correction data according to the fourth aspect, the γ characteristic of the input image data is corrected to a linear characteristic, and the number of divisions of each axis in the coordinates of the lookup table is provided. The data is characterized by being scaled so as to access a smaller grid point.
[0027]
According to a sixth aspect of the present invention, the color conversion processing unit according to the fourth aspect further comprises: a dividing unit that divides the γ correction data output from the γ correction table for each axis in the coordinates. Using the upper bits of the γ-correction data divided by the dividing means, reads out the eight grid point data from the look-up table, and specifies the cubic to be the interpolation space; coefficient calculating means for multiplying the lower bits of the γ correction data by a coefficient and outputting coefficient data which is an internal division ratio of the grid points in the interpolation space; the grid point data read by the specifying means; and the coefficient And an interpolation operation means for performing a product-sum operation on the coefficient data output by the operation means and outputting color conversion data.
[0028]
According to a seventh aspect of the present invention, the look-up table according to the sixth aspect is configured by an SDRAM having a burst length equal to a byte length of the grid point data, and by specifying one grid point, It is characterized in that eight grid point data can be read at one time.
[0029]
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute each of the steps described in the first, second, or third aspect.
[0030]
A ninth aspect of the present invention is a program for causing a computer to execute each step of the first, second, or third aspect.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention. The image processing device includes a γ correction device 16 and a color conversion device 10. The γ correction device 16 is a device for correcting RGB data having γ characteristics into linear characteristics. The γ-LUT 15 of the γ correction device 16 stores data obtained by scaling γ correction data to input data optimal for the color conversion device 10. The γ correction device 16 is a device that outputs corrected scaling data corresponding to the input RGB image data.
[0032]
The color conversion device 10 converts a three-dimensional lookup table in which the number of spatial divisions of each axis is 15 (represented as axes 0 to 1111 in binary) and eight grid point data read from this table. The used 8-point interpolation calculation is performed. In this manner, the image data of 12 bits for each color of R, G, and B is converted into print data of 8 bits for each color of Y, M, C, and Bk. More specifically, the present invention is applied to color conversion processing executed as part of image processing for creating print data used by a printer.
[0033]
The color conversion device 10 is realized by cooperation of the above-described image processing device, specifically, hardware of a personal computer and software such as a printer driver operating on the hardware. The present invention is not limited to such a combination of a personal computer and a printer, but can be applied to image processing for creating print data widely used in a printing apparatus such as a copying machine. Therefore, it goes without saying that a configuration in which a printing apparatus itself such as a printer or a copier performs the following color conversion processing is also included in the scope of the present invention.
[0034]
The upper / lower division unit 14 of the color conversion device 10 converts the (Rs, Gs, Bs) output from the γ correction device 16 into upper 4 bits (Rh, Gh, Bh) and lower 8 bits (Rf, Gf, Bf). ). Each of the upper four bits (Rh, Gh, Bh) is used as a reference address of a three-dimensional lookup table (3D-LUT) 11. The lower 8-bit data (Rf, Gf, Bf) is subjected to coefficient calculation by the coefficient calculator 12. The eight-point interpolation calculation unit 13 corresponding to the color conversion processing unit performs interpolation calculation using the grid point data of the 3D-LUT 11 and the coefficient data of the coefficient calculation unit 12, and outputs color conversion data.
[0035]
The 3D-LUT 11 outputs eight grid point data according to one reference address (Rh, Gh, Bh) as described later with reference to FIGS. In other words, the three upper 4-bit data (Rh, Gh, Bh) correspond to the coordinates of one vertex in one cube as shown in FIG. 1, and thus specify that cube as an interpolation space. Specifically, the 3D-LUT 11 stores, as data corresponding to the eight vertices (lattice points) of the cube including the one vertex,
D (Rh, Gh, Bh), D (Rh + 1, Gh, Bh), D (Rh + 1, Gh, Bh + 1), D (Rh, Gh, Bh + 1), D (Rh, Gh + 1, Bh), D (Rh + 1, Gh + 1) , Bh), D (Rh + 1, Gh + 1, Bh + 1) D (Rh, Gh + 1, Bh + 1)
Is output.
[0036]
The coefficient calculation unit 12 calculates (2) in the above-described equation (3) based on the three lower 8-bit data (Rf, Gf, Bf). ^m −Rf) · (2 ^m −Gf) · (2 ^m -Bf) and the like to calculate the coefficient of the grid point data. As is apparent from FIG. 1, this coefficient relates to the internal division ratio between the grid points of the interpolation target points in the interpolation space to which the interpolation target points (Ri, Gi, Bi) belong.
[0037]
The eight-point interpolation calculation unit 13 performs the product-sum calculation using the eight grid point data output from the 3D-LUT 11 and the coefficients obtained by the coefficient calculation unit 12 according to the calculation formula (3) as described above. Do. As a result, color conversion data, that is, Hi, which is one of Y, M, C, and Bk in this embodiment, is output. The interpolation operation described above is performed for each of Y, M, C, and Bk, and color conversion data of Y, M, C, and Bk can be obtained.
[0038]
The case where the γ correction device 16 converts the input RGB data Din having the characteristic of γ = 2 into linear characteristics and performs scaling will be described in detail. FIG. 3 shows an example of the γ-LUT 15 of the γ correction device. The γ correction data Dγ shown in the γ correction table 30 is 12-bit data obtained by correcting the input RGB data Din having the characteristic of γ = 2 into linear characteristics. The γ correction data Dγ is Dγ = ((Din / 255)) with respect to the input RGB data Din having the characteristic of γ = 2. ^1/2 X 4095. In a conventional γ correction device, γ correction data Dγ is generally output in correspondence with input RGB data. The scaling data Ds is 12-bit data obtained by further scaling the γ correction data Dγ by (3839/4095) times. Here, the scaling data Ds corresponding to the input RGB data Din is output.
[0039]
The scaling method in the color conversion device will be described in detail with reference to FIG. The (h + f) = 12-bit γ correction data Dγ 40 output from the γ-LUT 15 is composed of upper h = 4 bits Rh and lower f = 8 bits Rf in the upper / lower division unit 14 of the color conversion device 10. It is divided into data 41. Here, the number of divisions of each axis is n, and the number of digits in the binary representation of n is h. Further, the 3D-LUT 11 of the color conversion device 10 outputs the maximum value 42 of the scaling data Ds that is scaled when the division number n = 15 for each axis is substituted.
[0040]
In the scaling in the color conversion device 10, as shown by the maximum value 42, (n-1), that is, 14 is given to Rh, and the maximum value of the scaling data Ds is S = (n-1) × 2. ^f +2 ^f Given as -1. Therefore, the scaling data Ds is Ds = Dγ × (S / (2 ^{(H + f)} −1)), and the scaling data Ds for the input RGB data is stored in the γ correction table 30.
[0041]
As described above, the maximum value of the address (Rh, Gh, Bh) for the 3D-LUT 11 of the color conversion device 10 is (1110, 1110, 1110), and the address (Rh, Gh, Bh) is ( 1111, 1111 and 1111), the end of the 3D-LUT 11 is not accessed, and the end of the 3D-LUT 11 does not need to be processed in exceptional cases.
[0042]
In the 3D-LUT 11 in the present embodiment, by using an SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) in a burst mode, eight grid point data can be read by one addressing. The eight grid point data in the interpolation space described above are stored in the SDRAM constituting the 3D-LUT 11 as a unit, and this one unit of data is output by one addressing. Hereinafter, the configuration of storing and reading out the grid point data in the 3D-LUT 11 in the present embodiment will be described.
[0043]
FIG. 5 is a diagram showing a memory structure of the SDRAM constituting the 3D-LUT according to the present embodiment. The memory structure of the SDRAM is composed of four banks 0-3. Each bank stores one unit of data at an address specified by a row address and a column address. This one unit of data is stored in a cell array having a depth of 32 bits, and the data of the cell array can be controlled in byte units by a DQM (data mask) signal.
[0044]
In such a memory structure, in addressing, one bank is selected by decoding a BS (bank select) signal. The row address of the selected bank is determined (bank active), and then the column address is determined and the stored data is read. At the time of this reading, the amount of reading is controlled in byte units by the DQM signal as described above.
[0045]
In the burst mode in the SDRAM, after the row address is determined (the bank is activated), the column address is changed every clock of the CLK (clock) signal until the next row address changes, that is, while the bank is active. In this mode, data of a predetermined column address (burst length) is read. After reading all the data for the predetermined column address, precharge is performed.
[0046]
FIG. 6 shows a read timing in the 3D-LUT constituted by the SDRAM. Timings (1) to (14) shown in FIG. 6 indicate the timing of each clock of the clock signal. The SDRAM constituting the 3D-LUT 11 has a burst mode in which the burst length is set to 8 (corresponding to a column address), and firstly, the BS generated based on the above-mentioned upper 4 bit data (Rh, Gh, Bh). One bank is selected by decoding a signal (not shown).
[0047]
Next, at the timing (1), the row address generated based on the upper 4-bit data (Rh, Gh, Bh) is similarly determined. At timing (3), the column address is determined, and a read command is issued at the same time. Such one-time addressing that finally determines one column address from the selection of a bank is performed by using one grid point (Rh, Gh, Bh) in the interpolation space shown in FIG. Confirm the address.
[0048]
At timings {circle around (5)} to {circle around (12)}, eight column addresses corresponding to the above eight lattice points are used to set eight lattice point data D0 to D7 of the set burst length.
D (Rh, Gh, Bh), D (Rh + 1, Gh, Bh), D (Rh, Gh + 1, Bh), D (Rh, Gh, Bh + 1), D (Rh + 1, Gh + 1, Bh), D (Rh + 1, Gh) , Bh + 1), D (Rh, Gh + 1, Bh + 1), D (Rh + 1, Gh + 1, Bh + 1)
Are read out in synchronization with the CLK signal. At this time, one read data is controlled to one byte by a DQM signal (not shown). In other words, the grid point data represented by 1 byte is stored in the first 8 bits (1 byte) in the cell array of each bank. After the above reading, the precharge of the selected bank is performed at the timing ○ 13.
[0049]
In this manner, in the burst read mode in which grid data of 8 bytes (1 byte × 8 grid points) is read at a time, 8-byte data can be read in 14 clocks including one addressing.
[0050]
FIG. 7 is a timing chart when data is read in units of one byte. At timing (1), the row address is determined, and at timing (3), the column address is determined and a read command is issued. However, in the reading for each byte, after 1-byte grid point data is read at timing (5), the bank is precharged at timing (6), and the same process is repeated eight times thereafter. . Therefore, 56 clocks (7 clocks × 8 repetitions) are required to read 8 bytes of data by memory access in units of 1 byte.
[0051]
After the row address and the column address are determined, the SDRAM automatically increments the column address and reads data by the burst length in synchronization with the clock of the CLK signal. Therefore, addressing for the 3D-LUT 11 only needs to be performed once. That is, if one grid point of a cube forming the three-dimensional lookup table is designated, eight grid point data of the cube can be read at a time.
[0052]
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a storage state of grid point data of the 3D-LUT according to the present embodiment. The memory capacity of the 3D-LUT 11 will be described in more detail. FIG. 8 shows one interpolation space (interpolated solid) shown in FIG. 1 as a plurality of three-dimensionally continuous ones.
[0053]
Since the upper 4 bits of each of the R, G, and B data is used as a reference address of the 3D-LUT 11, each grid point is specified by coordinates 0000 to 1111 obtained by dividing the R, G, and B axes into 16 parts. be able to. Here, as described above, if the address for designating the cube by one addressing is (Rh, Gh, Bh) at the coordinates shown in the figure, the grid point data of the cube to be read is:
D (Rh, Gh, Bh), D (Rh + 1, Gh, Bh), D (Rh, Gh + 1, Bh), D (Rh, Gh, Bh + 1), D (Rh + 1, Gh + 1, Bh), D (Rh + 1, Gh) , Bh + 1), D (Rh, Gh + 1, Bh + 1), D (Rh + 1, Gh + 1, Bh + 1)
Are the eight grid point data represented by.
[0054]
In the present embodiment, since the number of high-order bits of the color signal to be converted is 4 bits and the output data width of the 3D-LUT 11 is 8 bits, the capacity required for the memory is as shown in FIG. [Total number of cubes (15 × 15 × 15 = 3375)] × [number of grid points read at once (8)] × [amount of one grid data (8 bits)] × [4 colors] , About 108 Kbytes.
[0055]
FIG. 9 shows extended data necessary for a 3D-LUT in which the number of spatial divisions of each axis is 15. The R, G, and B axes of the 3D-LUT 11 are further added by one, and the number of space divisions of each axis is represented as 16 LUTs. That is, since the number of upper bits of the color signal to be converted is 4 bits and the output data width of the 3D-LUT 11 is 8 bits, the capacity required for the memory is as shown in FIG. [Total number of cubes (16 × 16 × 16 = 4096)] × [Number of grid points read at once (8)] × [Amount of one grid data (8 bits)] × [4 colors] This is 131 Kbytes. Therefore, the above-described 3D-LUT 11 of the present embodiment requires a small 23 Kbyte capacity.
[0056]
As described above, the present invention can be applied to a system including a plurality of devices (for example, a host computer, an interface device, a reader, a printer, etc.) or to an apparatus including one device (for example, a copying machine or a facsimile machine). May be.
[0057]
In addition, software for realizing the functions described in the embodiments is provided to an apparatus connected to the various devices or a computer in the system so as to operate various devices so as to realize the functions of the above-described embodiments. The present invention also includes a case where the present invention is implemented by supplying a program code and causing a computer (CPU or MPU) of the system or apparatus to operate various devices according to a stored program.
[0058]
In this case, the program code of the software itself realizes the function of the above-described embodiment, and the program code itself and a unit for supplying the program code to the computer, for example, a storage medium storing the program code are: The present invention is constituted.
[0059]
As a storage medium for storing such a program code, for example, a floppy (registered trademark) disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, or the like can be used.
[0060]
When the computer executes the supplied program code, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also the program code is executed by an OS (Operating System) running on the computer or other application software. It goes without saying that such a program code is also included in the embodiment of the present invention when the functions of the above-described embodiment are realized in cooperation.
[0061]
Further, the supplied program code is stored in a memory provided in a function expansion board of a computer or a function expansion unit connected to the computer, and then, based on an instruction of the program code, a CPU provided in the function expansion board or the function expansion unit. It is needless to say that the present invention includes a case in which the functions of the above-described embodiments are implemented by performing part or all of the actual processing.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the lookup table stores the grid point data of each of the plurality of grid points forming the interpolation space of the interpolation operation for each interpolation space. Since no exceptional processing is required when reading data from the lookup table, the circuit is simplified, and the memory capacity required for the lookup table can be reduced as compared with the conventional addressing method. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the contents of an LUT as coordinates in a three-dimensional space.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a γ-LUT of the γ correction device.
FIG. 4 is a diagram for explaining a scaling method in the color conversion device.
FIG. 5 is a diagram showing a memory structure of an SDRAM constituting a 3D-LUT according to the embodiment;
FIG. 6 is a timing chart showing a read timing in a 3D-LUT constituted by an SDRAM.
FIG. 7 is a timing chart when data is read in units of one byte.
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a storage state of grid point data of a 3D-LUT according to the present embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing extended data necessary for a 3D-LUT in which the number of spatial divisions for each axis is 15;
[Explanation of symbols]
10 Color converter
11 Three-dimensional lookup table (3D-LUT)
12 Coefficient operation unit
13 8-point interpolation calculator
14 Upper and lower divisions
15 γ-LUT
16 γ correction device

Claims (9)

A gamma correction step of reading and outputting gamma correction data from the gamma correction table in accordance with the input image data;
According to the γ correction data output from the γ correction step, using grid point data read from a look-up table represented as coordinates in a three-dimensional space and coefficient data calculated from the γ correction data A color conversion processing step of performing an interpolation operation and outputting color conversion data. The γ correction data is:
Correct the γ characteristic of the input image data to a linear characteristic,
2. The data conversion method according to claim 1, wherein the data is scaled so as to access a grid point smaller than the number of divisions of each axis in the coordinates of the lookup table by one. The color conversion processing step includes:
A dividing step of dividing the γ correction data output from the γ correction step for each axis in the coordinates,
Using the upper bits of the γ correction data divided in the division step, read out the eight grid point data from the look-up table, and specify a cube to be an interpolation space,
A coefficient calculation step of multiplying a lower bit of the γ correction data divided in the division step by a coefficient and outputting coefficient data that is an internal division ratio of a grid point in the interpolation space;
An interpolation operation step of performing a product-sum operation on the grid point data read in the specific step and the coefficient data output in the coefficient operation step and outputting color conversion data. Item 2. The data conversion method according to Item 1. A gamma correction table that outputs gamma correction data according to the input image data;
A look-up table that is represented as coordinates in a three-dimensional space and outputs grid point data according to the γ correction data output from the γ correction table;
An image processing apparatus comprising: a color conversion processing unit that performs an interpolation operation using the grid point data and coefficient data calculated from the γ correction data and outputs color conversion data. The γ correction data is:
Correct the γ characteristic of the input image data to a linear characteristic,
5. The image processing apparatus according to claim 4, wherein the data is scaled so as to access a grid point smaller than the number of divisions of each axis in the coordinates of the lookup table by one. The color conversion processing means,
A dividing unit that divides the γ correction data output from the γ correction table for each axis in the coordinates,
Using the upper bits of the γ correction data divided by the division means, read out eight grid point data from the look-up table, to specify a cube to be an interpolation space,
Coefficient calculating means for multiplying a lower bit of the γ correction data divided by the dividing means by a coefficient, and outputting coefficient data that is an internal division ratio of grid points in the interpolation space,
An interpolating means for performing a product-sum operation on the grid point data read by the specifying means and the coefficient data output by the coefficient calculating means to output color conversion data. Item 5. The image processing device according to item 4. The look-up table is configured by an SDRAM having a burst length equal to the byte length of the grid point data, and is configured to be able to read out the eight grid point data at a time by designating one grid point. The image processing apparatus according to claim 6, wherein: A computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute the steps according to claim 1, 2 or 3 is recorded. A program for causing a computer to execute each step according to claim 1.

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