特許 7532087 装置、方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-02

(45)【発行日】2024-08-13

(54)【発明の名称】装置、方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06F 17/18 20060101AFI20240805BHJP

【ＦＩ】

G06F17/18 Z

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020090514

(22)【出願日】2020-05-25

(65)【公開番号】P2021189458

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-05-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】溝口 真彦

【審査官】三坂 敏夫

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２００３／０１８７６１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－０１６００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１４５５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】永山 忍 他，二次近似法に基づくプログラマブル数値計算回路の構成とその合成法，情報処理学会研究報告，社団法人情報処理学会，2006年01月18日，第2006巻 第4号，第25頁～第30頁

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ １７／００－１７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力データに基づいて、補間範囲を決定する決定手段と、
前記入力データと出力データとの関係が複数の格子間隔で離散的に表された複数の設定値データを保持する第１テーブル内の第１テーブルデータに基づいて、第１補間範囲に対応する第１参照値データを生成する第１参照データ生成手段と、
前記第１テーブルデータと、前記第１参照値データとに基づいて、前記第１補間範囲と隣接する第２補間範囲に対応する、第２参照値データを生成する第２参照データ生成手段と、
各補間範囲に対応する３つの参照値データのうち、近傍２つの参照値データごとに得られる２つの中点を通り、かつ該近傍２つの参照値データごとに得られる２つの線分に接する２次近似曲線を描くための２次関数係数を求める第１演算手段と、
前記２次関数係数を用いた２次補間演算により、前記入力データに対応する出力データを求める第２演算手段と、
を有することを特徴とする装置。

【請求項2】

前記複数の設定値データが、前記第１テーブル内の前記第１テーブルデータとして保存される設定値データ保存手段と、
前記第１参照値データと、前記第２参照値データとを含む参照値データが、前記第１テーブルと異なる第２テーブル内の第２テーブルデータとして保存される参照データ保存手段と、
を更に有することを特徴とする請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記第２参照データ生成手段は、隣接する２つの補間範囲に対応する２つの格子間隔が異なる間隔の格子間隔である場合、該隣接する２つの補間範囲における前記中点のうち該２つの補間範囲の境界部に近い中点が、該隣接する２つの補間範囲で共通となる第２参照値データを生成する、
ことを特徴とする請求項２に記載の装置。

【請求項4】

前記第２参照データ生成手段は、隣接する２つの補間範囲に対応する２つの格子間隔が異なる間隔の格子間隔である場合、該隣接する２つの補間範囲における前記線分のうち該２つの補間範囲の境界部に近い線分の傾きが、該隣接する２つの補間範囲で共通となる第２参照値データを生成する、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の装置。

【請求項5】

前記第１参照データ生成手段は、所定の基準点と、前記第１テーブルデータに含まれる第１設定値データとに基づいて、前記第１参照値データを生成し、
前記第２参照データ生成手段は、前記第１テーブルデータに含まれる第２設定値データと、前記第１参照値データとに基づいて、前記第２参照値データを生成する、
ことを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の装置。

【請求項6】

上位の制御手段から与えられる演算開始信号が入力された場合に、前記第１参照データ生成手段は前記第１参照値データを生成し、前記第１演算手段は前記２次関数係数を求める、
ことを特徴とする請求項２乃至５の何れか１項に記載の装置。

【請求項7】

前記入力データが入力されていないタイミングで、前記演算開始信号は入力される、
ことを特徴とする請求項６に記載の装置。

【請求項8】

前記参照データ保存手段で保存される前記第２テーブルデータが更新されたタイミングで、前記演算開始信号は入力される、
ことを特徴とする請求項６に記載の装置。

【請求項9】

前記入力データが複数ある場合に、前記参照データ保存手段は、該複数の入力データに対して共有される、
ことを特徴とする請求項２乃至８の何れか１項に記載の装置。

【請求項10】

前記複数の格子間隔の各値の比は、２のべき乗であることを特徴とする請求項２乃至９の何れか１項に記載の装置。

【請求項11】

前記参照データ保存手段に保存される参照値データには、格子間隔が密な参照値データと、格子間隔が疎な参照データとが含まれる、
ことを特徴とする
請求項２乃至１０の何れか１項に記載の装置。

【請求項12】

入力データに基づいて、補間範囲を決定するステップと、
前記入力データと出力データとの関係が複数の格子間隔で離散的に表された複数の設定値データを保持する第１テーブル内の第１テーブルデータに基づいて、第１補間範囲に対応する第１参照値データを生成するステップと、
前記第１テーブルデータと、前記第１参照値データとに基づいて、前記第１補間範囲と隣接する第２補間範囲に対応する、第２参照値データを生成するステップと、
各補間範囲に対応する３つの参照値データのうち、近傍２つの参照値データごとに得られる２つの中点を通り、かつ該近傍２つの参照値データごとに得られる２つの線分に接する２次近似曲線を描くための２次関数係数を求めるステップと、
前記２次関数係数を用いた２次補間演算により、前記入力データに対応する出力データを求めるステップと、
を有することを特徴とする方法。

【請求項13】

コンピュータに請求項１２に記載の方法を実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像等のデータを処理するデータ処理技術に関する。

【背景技術】

【0002】

画像の階調を補正つまり変換する階調変換関数や、画像の形状を補正つまり変形する幾何変換関数は、画像の座標位置を変数とする大域関数や局所関数によって近似することができ、その多くは多項式や射影変換のような有理多項式で表現される。但し、局所関数で近似できる場合でも、該局所関数の適用領域をきちんと定めて、該局所関数を領域境界で切り換えるのは困難である。

【0003】

そこで階調補正や形状変形等を行うデータ処理では、局所関数値をある画素間隔ごとの格子点で評価した値をＬＵＴ（ルックアップテーブル）に保持し、該ＬＵＴから読み出した格子点の関数値を補間して、補正値や変形値として用いることが一般的に行われている。

【0004】

ＬＵＴに保持するデータは、実時間で計算する必要がないため、複雑な演算を要する高次の多項式や各種関数を用いてなるべく高精度に計算されて生成されている。それに対し、ＬＵＴから読み出したデータの補間処理等は、実時間で行う必要があるため、特許文献１に記載されているように、１次補間、或いは３次補間を行うのが一般的である。また、特許文献２には、前述の１次補間と３次補間との中間の性能および演算規模の２次補間に関する技術も開示されている。

【0005】

しかし、高次の多項式で補間しようとすれば、乗算や加算を何回も行う必要がある上に、該多項式の係数を実時間で計算する必要があるため、回路構成は大規模になってしまう。例えば映像機器では、画素レートと演算回路の動作周波数とがほぼ同じであり、画素毎に演算を行うには、演算式に現れる乗算回数と同じだけの乗算器が必要になる。特に近年は、８Ｋ×４Ｋなどの高解像度映像が登場し、演算回路の動作周波数より画素レートの方が高い状況では演算回路を並列駆動する必要があり、さらに回路規模が大きくなる。

【0006】

ここで、非線形性が強い関数、言い換えると高次関数によるデータ変換を、テーブルデータと補間処理によって高精度に実現するためには、テーブルデータの格子間隔を狭くする、あるいは高次の補間処理が必要になってくる。しかしながら、格子間隔が狭いほどメモリ量は増大し、また、補間処理次数が高次になるほど演算規模は増大してしまう。よって、補間精度を上げるための回路規模が大きくなり、コストが高くなるという課題がある。

【0007】

そこで出願人は、特許文献３において、高次関数によるデータ処理を高精度かつ少ない演算量で実現可能とし、回路規模の小型化とコストの低減を可能にした、不均等格子間隔の２次補間に関する技術を開示した。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１１－８１４７７号公報

【文献】特表平９－５１１０７９号公報

【文献】特願２０１９－０２６４９５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、特許文献３において採用する２次補間処理では、出力する補間曲線が設定点を通らないため、設定値の算出が複雑となってしまうという課題があった。

【0010】

そこで本発明の一実施形態は、上記の課題に鑑み、設定値を容易に算出可能な高次関数によるデータ変換を、簡便な構成で実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の一実施形態は、入力データに基づいて、補間範囲を決定する決定手段と、前記入力データと出力データとの関係が複数の格子間隔で離散的に表された複数の設定値データを保持する第１テーブル内の第１テーブルデータに基づいて、第１補間範囲に対応する第１参照値データを生成する第１参照データ生成手段と、前記第１テーブルデータと、前記第１参照値データとに基づいて、前記第１補間範囲と隣接する第２補間範囲に対応する、第２参照値データを生成する第２参照データ生成手段と、各補間範囲に対応する３つの参照値データのうち、近傍２つの参照値データごとに得られる２つの中点を通り、かつ該近傍２つの参照値データごとに得られる２つの線分に接する２次近似曲線を描くための２次関数係数を求める第１演算手段と、前記２次関数係数を用いた２次補間演算により、前記入力データに対応する出力データを求める第２演算手段と、を有することを特徴とする装置である。

【発明の効果】

【0012】

本発明の一実施形態によれば、設定値を容易に算出可能な高次関数によるデータ変換を、簡便な構成で実現することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１の実施形態における装置の構成を示すブロック図

【図2】格子間隔ＤＩＳが一定である場合の２次補間処理の説明図

【図3】格子間隔ＤＩＳが一定でない場合の２次補間処理の説明図

【図4】第１の実施形態における係数演算部の詳細な構成を示すブロック図

【図5】第１の実施形態における参照データ生成部が実行する処理のフローチャート

【図6】第２の実施形態におけるデータ変換装置の構成を示すブロック図

【図7】第１の実施形態における２次補間処理の別の例の説明図

【図8】第１の実施形態における参照データ生成部が実行する処理の説明図

【図9】第２の実施形態におけるデータ処理装置が実行する処理のフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付の図面を参照して、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。尚、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。

【0015】

［第１の実施形態］
＜データ処理装置の構成＞
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本実施形態における装置の一構成例を示す図である。図１（ａ）は、本実施形態におけるデータ変換装置１００で行われる各処理に応じた各機能部を示す機能ブロック図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示したデータ変換装置１００を実現するデータ処理装置１１０のハードウェア構成を示すブロック図である。

【0016】

データ処理装置１１０は、具体的にはパーソナルコンピュータ等であり、図１（ｂ）に示すように、ＣＰＵ１１１と、ＲＡＭ１１２と、ＲＯＭ１１３と、通信インタフェース（以下Ｉ／Ｆと略記する）１１４と、記憶Ｉ／Ｆ１１５と、表示Ｉ／Ｆ１１６と、を有する。また、データ処理装置１１０は、記憶Ｉ／Ｆ１１５を介してハードディスクや半導体メモリ等の記憶媒体１２０と接続され、表示Ｉ／Ｆ１１６を介して液晶ディスプレイ等の表示装置１２１に接続されている。また、データ処理装置１１０は、通信Ｉ／Ｆ１１４を介して、例えばカメラ等の撮像装置１３０や各種のネットワーク（ＮＷと略記する）１３１にも接続されている。尚、データ処理装置は、情報処理装置とも呼ばれる。

【0017】

ＲＯＭ１１３には、本実施形態に係るデータ処理プログラムを含む各種プログラム等が記憶されている。ＲＯＭ１１３に記憶されているプログラムは、ＲＡＭ１１２に展開されてＣＰＵ１１１により実行される。ＲＡＭ１１２は、プログラムが展開される他、ＣＰＵ１１１の作業領域として使用され、入力された画像データや処理途中の画像データ等が一時的に記憶される。

【0018】

通信Ｉ／Ｆ１１４は、例えば撮像装置１３０やネットワーク１３１との間で通信を行う。例えば、撮像装置１３０やネットワーク１３１から送られてきた画像データ等を、通信Ｉ／Ｆ１１４が受信した場合、それら画像データは、ＣＰＵ１１１による制御の下で、ＲＡＭ１１２に一時的に記憶される。そして、それら画像データは、ＣＰＵ１１１により必要に応じて各種画像処理等が施される。その後、画像データに基づいて、表示Ｉ／Ｆ１１６を介して表示装置１２１の画面上に画像が表示されたり、画像データが、記憶Ｉ／Ｆ１１５を介して記憶媒体１２０に記憶されたりする。

【0019】

ＣＰＵ１１１は、データ処理装置１１０における各種処理や制御を行い、また、本実施形態に係るデータ処理プログラム等を実行して、後述するようなデータ変換処理を含む各種の画像処理を行う。尚、本実施形態では、図１（ａ）に示したデータ変換装置１００の各機能部の処理は、ＣＰＵ１１１がプログラムを実行するソフトウェア処理で実現するものとして説明する。但し、勿論、それら各機能部の処理を、それぞれに対応した回路等のハードウェア構成で実現してもよい。

【0020】

＜２次補間処理の概要＞
以下、図１（ａ）及び図２～図４を参照しながら、データ変換装置１００の機能構成と、データ変換装置１００において行われるデータ補間処理の基本となる２次補間処理の理論とについて説明する。図２は、２次補間処理の概念を説明するための図である。図３は、本実施形態で採用する不均等な格子間隔の２次補間処理の概念を説明するための図である。図４は、本実施形態における係数演算部の機能構成の一例を示すブロック図である。

【0021】

データ変換装置１００は、データ補間処理を実行するために、入力データ１０に応じた補間範囲情報を範囲決定部１０２において決定し、参照アドレス１２として出力する。係数演算部１０３は、参照アドレス１２に応じたＬＵＴつまりは参照データ保存部１０１に保存される参照値テーブル内に保持されるデータ（参照値テーブルデータとする）１３に基づいて、２次関数係数１４を算出する。係数演算部１０３ではまず、参照値テーブルデータ１３に基づいて、新たな参照データである更新参照データ２１を、参照データ更新部２０１（図４参照）で生成する。更新参照データ２１は、ある画素間隔ごとの格子点での離散データである。参照データ生成については後述する。この更新参照データ２１に基づいて、係数データ演算部２０４にて２次関数係数１４を算出する。

【0022】

入力データ１０は、画像データ、画像の輝度や座標等のデータである。２次関数係数１４は、画像の階調を補正（具体的には変換）する階調変換関数や、画像の形状を補正（具体的には変形）する幾何変換関数によって決定されるデータである。２次関数係数１４と入力データ１０とに基づいて、補間演算部１０４は、２次近似曲線である出力データ１５を算出し、出力する。

【0023】

これ以降、更新参照データ２１の離散的な格子点ごとの間隔を格子間隔ＤＩＳと呼ぶ。格子間隔ＤＩＳの詳細については後述するが、例えば、格子間隔が狭いほど、補間処理におけるデータ変換精度は高精度になるが、保持しておかなければならないテーブルデータ量は多量になる。一方、格子間隔が広いほど、データ変換精度は低精度になるが、保持しておかなければならないテーブルデータ量は少量で済む。

【0024】

図２は、２次補間処理の概念図であり、格子間隔ＤＩＳが一定である場合の例を示している。図２中のＹ₁、Ｙ₂、Ｙ₃、Ｙ₄はそれぞれ、更新参照データ２１における離散データであり、これらＹ₁、Ｙ₂、Ｙ₃、Ｙ₄の間隔である格子間隔ＤＩＳは一定の間隔となっている。また、補間範囲Ａ及び補間範囲Ｂはそれぞれ、隣接する参照データ間の中点から次の中点までの範囲であるため、補間範囲Ａと補間範囲Ｂとの各幅は格子間隔ＤＩＳと一致している。

【0025】

ここで、例えば入力データ１０がＸ_Iである場合、このデータＸ_Iに対応する最近傍の更新参照データ２１はＹ₂であり、またこのＹ₂を中心とした近傍２つの（前後の）更新参照データ２１はＹ₁とＹ₃である。補間範囲は範囲決定部１０２により求められ、図２の例では、Ｙ₁とＹ₂との間の中点Ｍ₁から、Ｙ₂とＹ₃との間の中点Ｍ₂までが、補間範囲Ａとして算出される。この補間範囲Ａを求める際に用いられる３つの更新参照データ２１は、順にＹ（－１）＝Ｙ₁、Ｙ（０）＝Ｙ₂、Ｙ（１）＝Ｙ₃である。

【0026】

また、補間演算部１０４は、後述する線分を算出して、当該線分と中点Ｍ₁、Ｍ₂とに基づき２次近似曲線を求め、その２次近似曲線を用いた補間処理を実行することにより、出力データ１５として補間出力データＹ₀を生成する。

【0027】

補間演算部１０４で実行される補間処理の理論式は、式（１）～（４）で表される。尚、式（１）中のｘは、補間範囲内における入力データ１０の相対位置を格子間隔ＤＩＳで規格化したものであり、０～１の値をとる。また、式（１）～（４）中のＹは、出力データ１５である。

【0028】

【数1】

【0029】

【数2】

【0030】

【数3】

【0031】

【数4】

【0032】

補間演算部１０４は、式（１）によって表現される２次近似曲線に基づく補間処理を行う。２次近似曲線は、図２中の補間範囲ＡではＹ₁とＹ₂との間の中点Ｍ₁及びＹ₂とＹ₃との間の中点Ｍ₂を通り、且つ、Ｙ₁とＹ₂とを結ぶ線分（Ｙ₁－Ｙ₂）及びＹ₂とＹ₃とを結ぶ線分（Ｙ₂－Ｙ₃）に接する曲線となる。尚、図２中の補間範囲Ｂの２次近似曲線についても、前述した補間範囲Ａの場合と同様に求められる。補間範囲Ｂにおける２次近似曲線は、Ｙ₂とＹ₃との間の中点Ｍ₂及びＹ₃とＹ₄との間の中点Ｍ₃を通り、且つ、Ｙ₂とＹ₃とを結ぶ線分（Ｙ₂－Ｙ₃）及びＹ₃とＹ₄とを結ぶ線分（Ｙ₃－Ｙ₄）に接する曲線となる。

【0033】

つまり、隣接する補間範囲Ａと補間範囲Ｂとの境界部において中点Ｍ₂は同一の点であり、また線分（Ｙ₂－Ｙ₃）は同一の線分である。言い換えると、隣接する補間範囲Ａと補間範囲Ｂとの境界部では、中点Ｍ₂と線分（Ｙ₂－Ｙ₃）とが共に共通して使用されるため、それら両補間範囲の境界部における２次近似曲線は必ず滑らかに繋がる。尚、この２次近似曲線は、参照データ生成部を通らずに、テーブルデータとして保持されている一連の参照データによって、入力データから出力データの変換特性が定まるものである。従って、データ変換装置１００では、予め決められた変換特性を実現したいガンマ変換等に好適なデータ補間を実現することができる。

【0034】

＜格子間隔ＤＩＳが一定でない場合の２次補間処理の概要＞
本実施形態の特徴の一つは、テーブルデータにおける格子間隔の各値が一定でない場合、つまりは格子間隔が不均等な場合を考慮することである。以下、入力データに応じて適用する格子間隔が変わる場合について説明する。

【0035】

このような不均等な格子間隔は、非線形性が強い階調変換関数などに好適である。例えば、非線形性が強い低階調領域では狭い格子間隔を適用し、線形性が強い高階調領域では広い格子間隔を適用することで、低階調から高階調までの全域の階調変換精度を高く維持したまま、保持しなければならないテーブルデータ量を低減可能となる。但しこの場合、隣接する補間範囲の境界部において、格子間隔と補間間隔とが異なる状態になることがあるため、それら両補間範囲の２次近似曲線を滑らかに繋げるための施策が必要となる。本実施形態における格子間隔が不均等な場合の２次補間では、このように隣接する補間範囲の境界部において格子間隔と補間間隔とが異なる場合に、それら両補間範囲の２次近似曲線を滑らかに繋げることを実現可能とする。

【0036】

＜参照データ生成＞
参照データ保存部１０１には、必要な更新参照データ２１の一部のみがテーブルデータとして保存されているため、不足している参照データを参照データ更新部２０１にて生成する。具体的には、本実施形態において採用する２次補間の特性から、異なる補間範囲の境界部、つまりは図３の中点Ｍ₂において２次近似曲線を滑らかに繋ぐために、下記の式（５）～（９）を満たすような、参照データの２データであるＹ₁’とＹ₂’を生成する。

【0037】

【数5】

【0038】

【数6】

【0039】

式（５）は各々の入力データの中点が一致することを意味し、式（６）は各々の出力データの中点が一致することを意味する。従って、式（５）及び式（６）を満たすことで、補間範囲Ａ及び補間範囲Ｂの境界部となる中点Ｍ₂の座標が一致するため、両補間範囲を跨いだ場合であっても２次近似曲線は連続的に滑らかに繋がることになる。

【0040】

【数7】

【0041】

【数8】

【0042】

【数9】

【0043】

式（７）は隣接する参照データ間を結ぶ線分の傾きが同じであることを意味している。従って、式（７）を満たすことで、補間範囲Ａ及び補間範囲Ｂの境界部となる中点Ｍ₂の座標における、２次近似曲線の傾きを一致させることができる。

【0044】

図３は、本実施形態における参照データ更新部２０１による処理の概念を説明する図である。図３に示している参照データのうち、□で表しているデータＹ₁、Ｙ₂、Ｙ₃及び△で表しているデータＹ₃’はテーブルデータとして参照データ保存部１０１に保持されている。一方で、図中に〇で表しているデータＹ₁’、Ｙ₂’は、式（５）～（９）から導出される、式（１０）及び式（１１）に従って、参照データ更新部２０１で生成される。

【0045】

【数10】

【0046】

【数11】

【0047】

本実施形態では、式（１０）及び式（１１）を満たすことで、補間範囲Ａ及び補間範囲Ｂの境界部となる中点Ｍ₂の座標における、２次近似曲線の傾きを一致させることができる。

【0048】

尚、前述の説明における各格子間隔の値は、テーブルデータを選択する際及び相対位置ｘを算出する際、並びに、式（１０）及び式（１１）の関係式の演算負荷を軽減するために２のべき乗であることが望ましいが、これに限定されるものではない。さらに、図３で示している格子間隔ＤＩＳ＿ＢはＤＩＳ＿Ａの２倍としているが、格子間隔の関係はこれに限定されるものではなく、例えば３倍、４倍、または０．５倍、０．２５倍などでもよく、正の実数倍であればよい。また、式（１０）及び式（１１）を用いて、Ｙ₂とＹ₃とに基づいて、Ｙ₁’とＹ₂’を生成する例を示しているが、これに限ったものではなく、Ｙ₁’とＹ₂’とに基づいて、Ｙ₂とＹ₃を生成してもよい。その際は、式（５）～（９）に基づいて、Ｙ₂とＹ₃とについて解いた算出式を用いればよい。

【0049】

さらには、テーブルデータの持ち方に関しても前述したものに限定されない。例えば、図７は、本実施形態に係る参照データ更新部２０１における処理の概念の別の例を説明する図である。図７に示している参照データのうち、図中に□で表しているデータＹ₁、Ｙ₂、及び、図中に△で表しているデータＹ₂’、Ｙ₃’は、テーブルデータとして参照データ保存部１０１に保持されている。一方で、図中に〇で表しているデータＹ₃及びＹ₁’は、式（５）～（９）に基づいて導出される式（１２）及び式（１３）の算出式に従って、参照データ更新部２０１で生成される。

【0050】

【数12】

【0051】

【数13】

【0052】

本実施形態の特徴は、係数演算部１０３が必要とする参照データ保存部１０１に保存される参照値テーブルデータ１３を、設定値データ保存部１０５に保存されている設定値テーブルデータ１６に基づいて、参照データ生成部１０６で生成することである。

【0053】

設定値データ保存部１０５には、上位の制御手段から与えられる設定値であり、本実施形態におけるデータ変換装置１００の２次補間の演算結果の出力データ１５において実際に通したいデータが保存される。

【0054】

図８は、本実施形態における参照データ生成処理の概念を説明するための図である。これはある特定の格子間隔に対して４つの補間範囲を持つ例であり、格子間隔ＤＩＳ＿Ａと格子間隔ＤＩＳ＿Ｂとの２つの格子間隔の領域を図示している。尚、格子間隔ＤＩＳ＿Ｂの部分については補間範囲Ｂ１、補間範囲Ｂ２、補間範囲Ｂ３、補間範囲Ｂ４が記載されているが、格子間隔ＤＩＳ＿Ａの部分については補間範囲Ａ４のみ記載している。（補間範囲Ａ１、補間範囲Ａ２、補間範囲Ａ３は省略している。）

【0055】

設定値データ保存部１０５には、図８に記載しているＭ１～Ｍ５の設定値データが設定値テーブルデータ１６の一部として保存されており、これらＭ１～Ｍ５はデータ変換装置１００の出力、つまりは２次近似曲線のカーブが実際に通るポイントとなる。また、図８中のＹ₄、Ｙ₅、Ｙ₆、Ｙ₃’、Ｙ₄’、Ｙ₅’、Ｙ₆’が、参照データ保存部１０１に保存しなければならない参照値テーブルデータ１３の一部である。設定値テーブルデータ１６の位置（横軸）は、参照値テーブルデータ１３の各点の位置（横軸）の中点に配置される。これは、本実施形態で採用する２次補間演算の結果出力される２次近似曲線（つまり出力データ１５）が、前述の参照値テーブルデータ１３に収められている各データの中点を通ることを考慮している。即ち、新たな設定値テーブルデータ１６のポイントをその中点に配置し、かつ、該ポイントを通るように参照値テーブルデータを生成することで、本実施形態の目的である設定点を通る２次近似曲線を実現する。

【0056】

＜参照データ生成部１０６が実行する処理＞
図５は、参照データ生成部１０６が実行する一連の処理のフローチャートである。まず処理開始時、つまりは参照データ生成の１回目では、ステップＳ５０１にて、設定値テーブルデータ１６の１つと所定の基準点とに基づいて、参照データを生成する。具体的には、図８中の設定値データＭ₅と基準点Ｐとに対する外挿演算あるいは内挿演算である式（１４）～（１６）の演算によって、参照値データＹ₄’、Ｙ₅’、Ｙ₆’を生成する。尚、この基準点とは例えば、入力データ１０の最大階調のポイントである。

【0057】

【数14】

【0058】

【数15】

【0059】

【数16】

【0060】

ここでＤＩＳ＿Ｂは求める参照値データの格子間隔であり、Ｙ₄’、Ｙ₅’、Ｙ₆’の場合はＤＩＳ＿Ｂであるが、別の格子間隔の場合はその値となる。以上の通り、Ｙ₄’とＹ₆’は設定値データＭ₅と基準点Ｐの外挿点であり、Ｙ₅’は設定値データＭ₅と基準点Ｐの内挿点であるため、Ｙ₄’～ Ｙ₆’は直線に乗ることになる。つまり、この３つの参照点を使う補間範囲である補間範囲Ｂ４は、２次近似曲線ではなく直線の出力特性となる。

【0061】

次にステップＳ５０２にて、格子間隔の境界面かを判定する。本ステップの判定結果が真の場合、ステップＳ５０３に移る一方、該判定結果が偽の場合、Ｓ５０４に移る。具体的に説明すると、例えば図８のケースでは、Ｙ₁’のデータまでを参照したか判定する。１回目のステップＳ５０２では、Ｙ₄’のデータまでしか参照していないため、ステップＳ５０４に移る。

【0062】

ステップＳ５０４にて、全ての補間範囲の参照値データを生成したかを判定する。本ステップの判定結果が真の場合、ステップＳ５０６に移る一方、該判定結果が偽の場合、Ｓ５０５に移る。１回目のステップＳ５０４では、まだ全ての補間範囲の参照値データを生成していないので、ステップＳ５０５に移る。

【0063】

ステップＳ５０５では、ステップＳ５０１で算出した参照値データＹ₄’と新たな設定値データＭ₄とに対する外挿演算である式（１７）の演算によって、参照値データＹ₃’を生成する。

【0064】

【数17】

【0065】

図８に示すように、Ｙ₃’を算出する式（１７）は、Ｙ₄’とＭ₄とを用いた、同一の格子間隔ＤＩＳ＿Ｂの外挿演算となっている。

【0066】

以上の処理ステップを繰り返し、Ｙ₁’まで算出されたときステップＳ５０２の条件分岐によってステップＳ５０３に移る。ステップＳ５０３では、格子間隔が異なる境界面での処理を行う。具体的に本ステップで生成する参照値データは、格子間隔がＤＩＳ＿ＡであるＹ₆、Ｙ₅であり、これらを算出するために仮参照データとしたＹ₂’とＹ₁’とに対する内挿演算である式（１８）及び式（１９）の演算によって、参照値データＹ₅、Ｙ₆を生成する。

【0067】

【数18】

【0068】

【数19】

【0069】

図８に示すように、Ｙ₂’とＹ₁’との格子間隔はＤＩＳ＿Ｂ、Ｙ₅とＹ₆との格子間隔はＤＩＳ＿Ａとなっており、式（１８）及び式（１９）は、異格子間隔の内挿演算となっている。尚、次回以降の格子間隔がＤＩＳ＿Ａと変わるのでその値を保存する。そして再び、同一格子間隔の処理であるステップＳ５０６に移る。

【0070】

以上の処理を全ての補間範囲の参照値データが生成されるまで繰り返し、処理が完了したらステップＳ５０４の条件分岐を抜けてステップＳ５０６によって生成した参照値データを参照データ保存部１０１に保存する。

【0071】

以上のようにして本実施形態では、出力データ１５を、外部から設定される設定値テーブルデータ１６を通る２次近似曲線とすることができる。これにより、外部からの設定者が余計な演算を実行する必要がなくなり、設定にかかる手間を省略することが可能となる。

【0072】

第１の実施形態では基準点、つまりは入力階調の最大ポイントが補間範囲Ｂ４にある場合について説明したが、基準点の位置は補間範囲Ｂ２、補間範囲Ｂ３にあってもよい。その場合は、入力階調の最大ポイントが補間範囲Ｂ４にある場合と同様の手順によって処理が実行される。さらに基準点の位置が格子間隔の境界面となる補間範囲Ｂ１にある場合も同様の手順でよく、まず該境界面の処理から実行されることになる。

【0073】

尚、基準点は入力階調の最大ポイントに限られず、それ以外のポイントを採用してよい。例えば、入力階調の最小ポイントを基準点として採用してもよく、その場合は、すでに述べた手順が低階調側から実行されることになる。また、基準点が入力階調の任意の１ポイントであった場合、そのポイントから低階調側に決定していく工程と高階調側に決定していく工程との２工程を実行すればよい。さらには、基準点は入力階調の範囲外の点であってもよく、例えば基準点が入力階調の最大ポイントを超えるポイントの場合は、前述の手順と同様の手順で高階調側から決めていけばよい。一方、基準点が入力階調の最小ポイントより小さいポイントの場合は、前述の手順と同様の手順で低階調側から決めていけばよい。

【0074】

また、前述の形態では、全ての補間範囲の参照値データの生成が完了した後に、参照値データを保存するフローを例示したが、参照値データを保存するタイミングはこれに限られず、保存すべき参照値データを参照データ保存部１０１に適宜保存してよい。さらに、本実施形態で述べた初期参照値データのＹ₄’、Ｙ₅’、Ｙ₆’のうち、Ｙ₄’のみが次回の処理過程で使用される。従って、Ｙ₄’のみ参照データ生成部１０６で生成してもよい。但しその場合、Ｙ₅’、Ｙ₆’を生成するための演算を係数演算部１０３で実行する必要がある。

【0075】

［第２の実施形態］
本実施形態の特徴は、参照データ生成部１０６と参照データ保存部１０１とが演算開始信号が入力された場合にのみ動作することである。尚、以降では、既述の実施形態との差分について主に説明し、既述の実施形態と同様の内容については説明を適宜省略する。

【0076】

図６は、本実施形態におけるデータ変換装置１００で行われる各処理に応じた各機能部を示す機能ブロック図である。図９は、本実施形態におけるデータ変換装置１００が実行する一連の処理のフローチャートである。

【0077】

第１の実施形態に対して、本実施形態におけるデータ変換装置１００では、演算開始信号１１が追加されている。参照データ生成部１０６と参照データ保存部１０１とは、この演算開始信号１１が入力された際に動作する。つまり、ステップＳ９０１において、ＣＰＵ１１１は、演算開始信号１１を受け取ったかの判定を行う。

【0078】

演算開始信号１１を受け取った場合、ステップＳ９０２にて、参照データ生成部１０６による処理が実行される。尚、ステップＳ９０２の処理内容は、第１の実施形態と同様の処理、具体的にはステップＳ５００の処理である（図５参照）。

【0079】

尚、演算開始信号１１を受け取らなかった場合は、参照データ生成部１０６は動作せず、参照データ保存部１０１に保存される参照値テーブルデータ１３は更新されない。

【0080】

次に、入力データ１０の入力に基づいて実行される処理を説明する。ステップＳ９０３において、ＣＰＵ１１１は、入力データ１０が入力されたかの判定を行う。

【0081】

入力データ１０が入力された場合（Ｓ９０３でＹＥＳの場合）、ステップＳ９０４にて、範囲決定部１０２による処理が実行され、ステップＳ９０５にて、係数演算部１０３による処理が実行され、ステップＳ９０６にて、補間演算部１０４による処理が実行される。それぞれの処理内容は、第１の実施形態で述べた処理内容と同じである。特に、係数演算部１０３が読み出す参照値テーブルデータ１３は、前述のステップＳ９０２において生成された参照値テーブルデータ１３となる。

【0082】

尚、入力データ１０が入力されない場合（Ｓ９０３でＮＯの場合）は、範囲決定部１０２、係数演算部１０３、及び補間演算部１０４は動作しない。

【0083】

このように、本実施形態におけるデータ変換装置１００では、主に参照データ生成部１０６と参照データ保存部１０１とが演算開始信号１１が入力された場合にのみ動作するため、その消費電力を低減することができる。

【0084】

尚、演算開始信号１１は、入力データ１０が入力されている期間以外であればいつ入力されてもよい。例えば画像処理装置の場合、演算開始信号１１の入力タイミングは画像入力期間以外であればいつでもよい。参照データ保存部１０１のデータが更新された場合や、入力データ１０が一時的に入力されていない期間であるフレーム間の非画像入力期間（Ｖブランキング）や水平走査間の非画像入力期間（Ｈブランキング）が例として考えられる。これにより、参照値テーブルデータ１３は入力データ１０が入力される以前に決定されており、入力データ１０の入力中は参照データ保存部１０１から読み出されるのみとなる結果、データ変換装置１００の処理速度を向上できる。

【0085】

［その他の実施形態］
本発明は、前述の各実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

【0086】

前述の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならない。

【0087】

即ち、本発明は、その技術的思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。各実施形態では入力データが１つの場合を記載したが、例えばＲＧＢなど３つの入力データに対して補間処理を実施する場合にも適用可能である。このとき、第２実施形態においてＲＧＢの補間カーブが同一である場合、３つの入力データに対して設定値データ保存部と参照データ生成部と参照データ保存部の全てあるいはいずれかを共有することで回路規模を削減することが可能である。さらには、前述の共有する回路は、非画像入力期間に演算を完了させればよいため、マルチサイクルでの演算を実施することでさらに回路規模を削減することが可能である。

【0088】

尚、前述の実施形態では、複数の格子間隔を持つ例、つまり不均等な格子間隔の例について述べたが、単一の格子間隔のみの場合においても、前述の実施形態を適用可能である。その場合は、異なる格子間隔の境界部での処理が省略される。

【符号の説明】

【0089】

１０ 入力データ
１３ 参照値テーブルデータ
１４ ２次関数係数
１５ 出力データ
１００ データ変換装置
１０１ 参照データ保存部
１０２ 範囲決定部
１０３ 係数演算部
１０４ 補間演算部
１０５ 設定値データ保存部
１０６ 参照データ生成部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】