JP2007083556A - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＤＬを解釈してラスターデータに変換する際の高速化を実現すること。
【解決手段】本発明は、イメージオブジェクトに対して１つ以上の処理過程を施して描画を行う描画手段２と、描画手段２による各処理過程ごとに処理属性と処理結果とを記憶する記憶手段４と、イメージオブジェクトに対する描画を行うにあたり、記憶手段４に描画対象となるイメージオブジェクトと同じイメージオブジェクトで、かつ処理属性が一致するものが記憶されている場合、その処理結果を利用する制御を行う制御手段６とを備える画像処理装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ページ記述言語を解釈してラスターデータに変換する画像処理装置および画像処理方法に関し、特にオブジェクトについてキャッシュに登録された処理結果を有効利用して高速化を図る画像処理装置および画像処理方法に関する。

従来、文字・図形・写真などを含むカラードキュメントを、予め用意したラスターデータ（固定データ）とＰＤＬ（ページ記述言語）によってページごとに指定する部分（可変データ）とに分けて処理し、結果を合成（オーバレイ）して出力するシステムがある（例えば、特許文献１参照。）。

また、画像処理の高速化の観点から、印刷データをスプールしておき、リプリントが指示された場合にスプール済みの印刷データを読み出して出力する技術も考えられている（例えば、特許文献２、３参照。）。さらに、アフィン変換を用いた画像の回転など、処理の高速化を図る技術や、グレースケールデータを繰り返し使用して高速化を図る技術も開示されている（例えば、特許文献４、５参照。）。

特開２００３−３０５９１３号公報 特開２００３−３１２０６８号公報 特開２００３−２８８５８７号公報 特開平１０−２２２６５５号公報 特開平１０−３１７３５号公報

しかしながら、従来の技術においては、処理の高速化を図ることはできるものの、固定データと可変データとの管理が二重となり、出力デバイス、またはカラーマネジメントにかかわる条件、出力メディア条件（用紙種別、印刷方向、面付けなど）に変更があった時、固定データの処理結果を修正するため多くの時間を要し、また管理が煩雑になるという問題が生じる。

本発明はこのような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、イメージオブジェクトに対して１つ以上の処理過程を施して描画を行う描画手段と、描画手段による各処理過程ごとに処理属性と処理結果とを記憶する記憶手段と、イメージオブジェクトに対する描画を行うにあたり、記憶手段に描画対象となるイメージオブジェクトと同じイメージオブジェクトで、かつ処理属性が一致するものが記憶されている場合、その処理結果を利用する制御を行う制御手段とを備える画像処理装置である。

また、本発明は、イメージオブジェクトに対して１つ以上の処理過程を施して描画を行う工程と、描画による各処理過程ごとに処理属性と処理結果とを記憶手段に記憶する工程と、イメージオブジェクトに対する描画を行うにあたり、記憶手段に描画対象となるイメージオブジェクトと同じイメージオブジェクトで、かつ処理属性が一致するものが記憶されている場合、その処理結果を利用する制御を行う工程とを備える画像処理方法である。

このような本発明では、ＰＤＬを解釈してラスターデータに変換するにあたり、処理過程ごとに記憶手段であるキャッシュに処理結果が登録されているか否かを判断し、登録されている場合にはその処理結果を用いるようにしている。このため、特別なハードウェアを用いることなく再利用されるイメージオブジェクトを固定データ部とみなし、キャッシュを用いての演算効率を高めることができ、高速ＲＩＰ（Raster Image Processor）を実現できるようになる。また、オブジェクトの識別情報ごとに処理結果を管理するため、固定データ部の管理を容易にすることができる。

したがって、本発明によれば、従来のオーバレイの処理に比較して、特別なハードウェアを用いずに、高速性を保ったまま、より柔軟で効率的な画像処理システムを構築することが可能となる。また、カラーマネージメントを一貫した画像処理システムを提供することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。図１は、本実施形態に係る画像処理装置を説明するブロック図である。本実施形態に係る画像処理装置は、主として複写機やプリンタ、複合機に適用されるもので、ＰＤＬ（ページ記述言語）１０を解釈してラスターデータに変換する際の高速化を実現できる点に特徴がある。

本実施形態の画像処理装置は、ＰＤＬ１０を入力する入力手段１、ＰＤＬ１０を解釈してラスターデータに変換する処理を行う描画手段２、ラスターデータを展開するページメモリ３、各種データの記憶を行う記憶手段（キャッシュ）４、ページメモリ３に展開されたラスターデータを用いて画像を媒体に印刷出力するプリントエンジン５および各部の制御を行う制御部６を備えている。

この構成のうち、描画手段２はイメージオブジェクトに対して１つ以上の処理過程を施して描画を行い、記憶手段４は、描画手段２による各処理過程ごとに処理属性と処理結果とを記憶する。

ここで、イメージオブジェクトは、例えば次のように定義されたものである。
・走査線の数
・走査線ごとの画素数
・画素ごとのビット数
・プレーン数／種別
・イメージ座標系
・サンプリングレート
・フィルタ
・イメージストリーム

また、出力デバイスに関する指定には次のようなものがある。
・出力座標系
・出力カラー属性
・出力階調数

また、各処理過程とは、次のものをいう。
・複合化処理は、上記イメージオブジェクトのイメージストリームに対し、複合化手段であるフィルタを施すものである。
・座標変換処理は、イメージオブジェクトのイメージ座標系およびサンプリングレートを解釈し、また出力デバイスの出力座標系を解釈し、変換するものである。
・色変換処理は、イメージオブジェクトのプレーン数/種別と出力デバイスの出力カラー属性に基づきカラーチャネルごとのデータを生成するものである。また、入力カラースペースと出力カラースペースが異なる場合のカラースペース変換処理を含む。
・色補正処理は、色変換処理で生成された、カラーチャネルごとのデータに対して補正をするものである。
・階調変換処理は、色補正処理で生成されたカラーチャネルごとのデータに対して、イメージオブジェクトの画素ごとのビット数と出力デバイスの出力階調数が異なる場合に、その変換を行うものである。

制御手段６は、イメージオブジェクトに対する描画を行うにあたり、記憶手段４に描画対象となるイメージオブジェクトと同じイメージオブジェクトで、かつ処理属性が一致するものが記憶されているか否かを判断し、記憶されている場合、その記憶された処理結果を利用するよう制御している。これにより、処理過程ごとに再利用されるイメージオブジェクトがある場合にはそれを固定データ部とみなし、記憶手段４に記憶される処理結果を用いることで、新たな処理を行う必要がなくなる。したがって、イメージオブジェクトに対する描画処理の演算効率を高めることができ、ハードウェアに頼らず高速ＲＩＰ（Raster Image Processor）を実現できるようになる。

図２は、描画手段の内部構成を説明するブロック図である。描画手段２は、ＰＤＬをラスターデータに変換するため、１つ以上の処理過程を有している。図２に示す例では、復号化処理２１、座標変換処理２２、色変換処理２３、色補正処理２４および階調変換処理２５の５つの処理過程を有している。

復号化処理２１は、図１に示す入力手段１で入力したＰＤＬ１０を復号する処理を行う。座標変換処理２２は、オブジェクトの拡大、縮小、回転、平行移動およびこれらを複合した処理を行う。色変換処理２３は、色空間の変換を行う部分であり、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）色空間をＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）色空間に所定の計算式によって変換を行う。色補正処理２４は、出力デバイスに応じた例えばガンマ変換などの色補正を行う。階調変換処理２５は、所定のスクリーンを用いて２値化を行い、疑似階調を得る処理を行う。

このような各種処理過程で画像処理を行った処理結果は、処理属性とともに記憶手段４に記憶される。なお、過去に同じイメージオブジェクトで同じ処理属性のものがある場合には新たに記憶する必要はない。

記憶手段４には、イメージオブジェクトに対する各処理過程での処理結果および処理属性が順次蓄積されため、その後に同じイメージオブジェクトおよび同じ処理属性の処理結果がある場合にはそのイメージオブジェクトに対して新たな処理を行うことなく、記憶手段４に蓄積された処理結果を利用することができる。

例えば、あるイメージオブジェクトに対するラスターデータへの変換処理を実行するにあたり、同じイメージオブジェクトで復号化処理２１での処理属性が同じものが記憶手段４に記憶されている場合には、新たに復号化処理２１を行うことなく記憶手段４に記憶された過去の処理結果を読み出し、次の処理過程である座標変換処理２２へ渡す。

また、同じイメージオブジェクトで復号化処理２１から階調変換処理２５までの全ての処理属性が同じものが記憶手段４に記憶されている場合には、復号化処理２１から階調変換処理２５までの全ての処理を新たに行うことなく、記憶手段４に記憶されている階調変換処理２５の処理結果を利用して、そのままページメモリ３へ展開する。これにより、同じイメージオブジェクトおよび同じ処理属性の処理を再度繰り返す必要がなく、描画手段２での描画処理を大幅に高速化することが可能となる。

図３は、本実施形態に係る画像処理装置での動作方法（画像処理方法）について説明するフローチャートである。このフローチャートでは、図２に示す描画手段２にイメージオブジェクトが入力され、各種の処理過程を行う際の流れとなっている。先ず、オブジェクトが入力されると、制御手段６はそのオブジェクトが記憶手段（キャッシュ）４に登録されているか否かを判断する（ステップＳ１）。すなわち、各オブジェクトには各々ＩＤ（識別情報）が付されているため、入力されたオブジェクトのＩＤが記憶手段（キャッシュ）４に登録されたＩＤの中に存在するか否かによって判断することができる。

ここでオブジェクトが記憶手段（キャッシュ）４に登録されていない場合には新たにオブジェクトおよびそのオブジェクトと対応したＩＤの登録を行う（ステップＳ２）。一方、登録されている場合には、符号化パラメータが一致しているか否かを判断する（ステップＳ３）。この判断では、入力されたオブジェクトの符号化パラメータ（例えば、ＪＰＥＧ、ＪＢＩＣ、ＣＣＩＴＴの種別）と、記憶手段（キャッシュ）４に登録されている同じオブジェクト（同じＩＤ）の符号化パラメータとを比較することによって行う。

記憶手段（キャッシュ）４に同じオブジェクトの同じ符号化パラメータがない場合には、記憶手段（キャッシュ）４に登録されたオブジェクトのＰＤＬ１０を用いて描画手段２で符号化処理を行い、その処理結果および処理属性を記憶手段（キャッシュ）４に記憶する（ステップＳ４）。一方、同じオブジェクトで同じ符号化パラメータが記憶手段（キャッシュ）４にある場合には、過去に処理が行われていることになり、次の判断、すなわちＣＴＭ’が一致しているか否かの判断を行う（ステップＳ５）。

通常、イメージオブジェクトを含むグラフィックスオブジェクトは、ＰＤＬの座標系(xf yf)で指定され、印刷装置で使われるデバイス座標系(xt,yf)に変換されて描画される。この時の座標変換は、次のように表現される。

xt=a*xf+b*yf+c
yt=d*xf+e*yf+f

これは３×３の変換マトリクスにより表現される。この変換により、グラフィックスオブジェクトが規定されているＰＤＬ座標から、プリンタ座標へと任意に移動/回転/スケーリングを行うことが可能となる。さらに、複数の変換を重ね合わせて１つの変換とすることもできる。この場合の変換行列は、それぞれの複数マトリクスの乗算によって表現される。

ＣＴＭ（current transformation matrix）は、初期状態の変換マトリクスに対して、ＰＤＬの指定により変換が加えられた現在の変換マトリクスを示す。ＣＴＭ’は、ＣＴＭのうち平行移動成分を除いたもの（c=0,f=0）、すなわち（a,b,d,e,0,0）である。

入力されたオブジェクトのＣＴＭ’と記憶手段（キャッシュ）４に登録されたそのオブジェクトと同じＩＤに対応したＣＴＭ’とが一致しない場合には、記憶手段（キャッシュ）４に登録されたオブジェクトの符号化データについて座標変換・画像再配置・内挿を行って、そのＣＴＭ’を記憶手段（キャッシュ）４に登録する（ステップＳ６）。

ＣＴＭ’、すなわち各要素（a,b,d,e）の比較においては、デバイス座標系の単位を考慮して、一定の幅を持って同一とみなすことになる。なお、デバイス座標系の単位は、プリンタの解像度によって定まるものである。

ここで、入力されたオブジェクトの色変換パラメータと記憶手段（キャッシュ）４に登録されたそのオブジェクトと同じＩＤに対応した色変換パラメータとが一致していない場合には、記憶手段（キャッシュ）４に登録されたＣＴＭ’による座標変換等を行った後のデータに色変換処理を施し、色変換パラメータと処理結果とを記憶手段（キャッシュ）４に登録する（ステップＳ８）。一方、色変換パラメータが一致している場合には、次の判断、すなわち色補正パラメータ（例えば、トランスファ関数）が一致しているか否かの判断を行う（ステップＳ９）。

ここで、入力されたオブジェクトの色補正パラメータと記憶手段（キャッシュ）４に登録されたそのオブジェクトと同じＩＤに対応した色補正パラメータとが一致していない場合には、記憶手段（キャッシュ）４に登録された色変換処理後のデータに対して色補正処理を行い、色補正パラメータと処理結果とを記憶手段（キャッシュ）４に登録する（ステップＳ１０）。一方、色補正パラメータが一致している場合には、次の判断、すなわちスクリーンが一致しているか否かの判断を行う（ステップＳ１１）。

ここで、入力されたオブジェクトのスクリーンと記憶手段（キャッシュ）４に登録されたそのオブジェクトと同じＩＤに対応したスクリーンとが一致していない場合には、キャッシュに登録された色補正処理後のデータに対してスクリーンによる階調変換（２値化）処理を施し、スクリーンと処理結果とを記憶手段（キャッシュ）４に登録する（ステップＳ１２）。一方、スクリーンが一致している場合には、記憶手段（キャッシュ）４に登録された階調変換処理後のデータを読み出し、ページメモリに展開する（ステップＳ１３）。このとき、本来のＣＴＭの平行移動成分(c,f)を戻しておく必要がある。

なお、各段の処理過程において入力されたオブジェクトの処理パラメータと記憶手段（キャッシュ）４に登録されたそのオブジェクトと同じＩＤに対応した処理パラメータとが一致しなかった場合、その処理過程以降の処理については全て新たに行って、処理結果を記憶しておくようにする。上段での処理パラメータが異なるとそれ以降の処理パラメータが同じでも処理結果が異なるからである。

このように、段階を追って行う描画手段での各種処理過程において、各過程ごとに記憶手段（キャッシュ）４に登録されているか否かを判断し、登録されている場合にはその登録された処理後のデータを用い、登録されていない場合には新たに登録を行って後の同じ処理に備えるようにしている。これにより、過去に同じオブジェクトに対して行った同じパラメータでの処理過程がある場合には、それを記憶手段（キャッシュ）４から読み出して利用することから、同じ処理を繰り返し行う必要がなくなり、描画処理の高速化を図ることが可能となる。

また、同じＩＤのオブジェクトに対して各処理過程での処理後のデータを記憶手段（キャッシュ）４に登録する際には、オブジェクトのＩＤをルートとしたツリー管理を行うようにする。

図４は、オブジェクトの状態管理を説明する模式図である。すなわち、あるオブジェクトのＩＤをルートとして、過程１、過程２、…の順に、各過程での処理パラメータとともにツリー状の管理を行う。図４に示す例では、あるＩＤのオブジェクトについて、過程１ではパラメータＡ、過程２ではパラメータＢとパラメータＣとが登録されている状態となっている。これにより、図３に示すフローチャートで、各処理過程について記憶手段（キャッシュ）４に登録されているか否かを判断するにあたり、同じオブジェクトのＩＤについて順にツリー構造を辿っていくことで、同じＩＤ、同じ処理過程、同じ処理パラメータの登録の有無（一致、不一致）を迅速に判断できるようになる。

また、プリンタのキャリブレーション結果の反映などによって、処理過程の途中から処理パラメータが変わる場合でも、その手前までの処理結果を即座に読み出すことができ、カラーマネージメントなどを効率的に管理することが可能となる。さらに、イメージサーバに複数のプリンタをつなげ、出力処理の効率化を図るという用途にも有効である。

本実施形態に係る画像処理装置を説明するブロック図である。 描画手段の内部構成を説明するブロック図である。 本実施形態に係る画像処理装置での動作方法（画像処理方法）について説明するフローチャートである。 オブジェクトの状態管理を説明する模式図である。

符号の説明

１…入力手段、２…描画手段、３…ページメモリ、４…記憶手段（キャッシュ）、５…プリントエンジン、６…制御手段

Claims (5)

1. イメージオブジェクトに対して１つ以上の処理過程を施して描画を行う描画手段と、
   前記描画手段による各処理過程ごとに処理属性と処理結果とを記憶する記憶手段と、
   イメージオブジェクトに対する描画を行うにあたり、前記記憶手段に描画対象となる前記イメージオブジェクトと同じイメージオブジェクトで、かつ処理属性が一致するものが記憶されている場合、その処理結果を利用する制御を行う制御手段と
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記描画手段が行う処理過程としては、復号化処理、座標変換処理、色変換処理、色補正処理、階調変換処理を含む
   ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記記憶手段に記憶する前記処理属性には、復号化方式、２次元幾何変換、色変換パラメータ、色補正パラメータ、ハーフトーン方式を含む
   ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
4. 前記記憶手段は、前記イメージオブジェクトの識別情報ごとに各処理過程での処理属性と処理結果とを関連付けて記憶する
   ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
5. イメージオブジェクトに対して１つ以上の処理過程を施して描画を行う工程と、
   前記描画による各処理過程ごとに処理属性と処理結果とを記憶手段に記憶する工程と、
   イメージオブジェクトに対する描画を行うにあたり、前記記憶手段に描画対象となる前記イメージオブジェクトと同じイメージオブジェクトで、かつ処理属性が一致するものが記憶されている場合、その処理結果を利用する制御を行う工程と
   を備えることを特徴とする画像処理方法。
   

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