(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シーンの原像をカラーモニタ又はカラー再現上に、前記原像を表すカラーネガ像をディジタル化することによって表現することに適するディジタルカラー値を発生する方法であって、
前記カラーネガ像を複数のカラー成分に分解するステップと、
像スキャナによって各カラー成分を電気カラー値に変換するステップと、
を含む方法において、
前記原像において中性カラーを有する部分の輝度とその対応する電気カラー値の間で第一の一対一の関係を各前記カラー成分に対して確定するステップと、
前記部分の輝度とその対応する必要なディジタルカラー値の間で第二の関係を規定するステップと、
前記電気カラー値を前記第一及び第二の関係に基づいたカラー成分に対する一次元変換によってディジタルカラー値に変換するステップとを含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、像キャリヤー上のカラーネガ画をディジタル化し、かつ写真をとられたシーンのスペクトル強度に像信号を比例させるために像信号を変換する方法及び装置に関する。前記方法は、電子カラースキャナ及びプリプレスシステムに使用することを意図されている。
【０００２】
【従来の技術】
シーンの像に従った再現を形成することは、従来の写真技術では公知であり、それによってポジプリントを得る。ポジプリントに基づいて、ディスプレイ装置上又は再生上の像を発生するのに適しているディジタルカラー値が発生され得る。プリント上のカラー像のための前記ディジタルカラー値は、(a) カラー像を多数のカラー成分に分解するステップと、(b) カラースキャナによってあらゆるカラー成分を電気カラー値に変換するステップと、(c) プリントの真のカラーの再生を得るための変換によって電気カラー値をディジタルカラー値に変換するステップと、及び(d) 選択された再生処理に適している像キャリヤー上にディジタルカラー値を記録するステップとによって得られる。
【０００３】
ディジタイザは、ディジタル化によって光学像を、各々の個々の信号にキャリヤーの非常に限定された部分（ピクセル）の光学濃度の指示を与える電気信号に変換することで公知である。カラー像に関しては、カラー像が分析されているカラー成分を規定している異なるスペクトル濃度が識別される。本書における表現“ディジタル化”は、光学像の電気ディジタル像信号への変換に関する。結果として、電子形式の像データは、例えば、後述される方法で発生される。
【０００４】
カラー像は、例えば白光を放出するいかなる発光素子にも露光される。放出された光の反射又は透過から得られたそのように発生された光学像は、恐らくそれをカラーフィルタを通して、光像のピクセル強度を例えば試料採取されたアナログ電気信号に変換する感光性部材にピクセル毎に振り向けられた後に与えられ、かつ恐らく増幅後、アナログ電気信号に基づいてディジタル電気像信号を発生するＡＤＣ（アナログ／ディジタル変換器）に与えられる。前記像信号は、与えられた光像を表している。ディジタル形式の前記像信号は、いかなる伝送手段でも、例えば電気ケーブル又は光ケーブルによって像信号を揮発性記憶手段（ランダムアクセスメモリ）又は固定（ディスク）記憶手段に記憶するために配置された装置に転写されることに適している。この像信号は、後ほど検索され、電子形式の像を像キャリヤー上の光学濃度変化に変換し、それによってそれを再び可視的知覚のために使用可能にする像記録又は再生システムを制御するために使用される。
【０００５】
電気カラー値は、多数の同様な信号と共に像の表現を構成するアナログ又はディジタル電気信号の各々である。前記同様な信号は、アナログビデオ用途（それに代わるべきものとしてディジタルであってもよい）の同軸ケーブルのような電気導体上に連続して印加され、時間的に均一に離隔され、連続的に変化するかもしれない。像信号が一般に印加される瞬間は、前記像信号が対応しているキャリヤー上のピクセルの位置を決定する。多くの場合では、前記像信号の電圧振幅は、キャリヤー上の対応する位置での光学濃度に比例する。
【０００６】
像信号は、メモリユニットにディジタル形式で記憶される。ディジタル形式の像信号に関しては、一般に、その各々が０状態及び１状態を表している八つの記憶素子が使用されるので、２５６の別々の値があらゆるディジタル像信号に割当てられる。特定の用途に関しては、特に、ディジタル化されるための像のダイナミックレンジ又は光学濃度範囲がはっきりしないならば、像信号当たり１２ビット又は１３ビットを使用することに有利であり、それによって別々の値の数を４０９６及び８１９２までそれぞれを増加する。これらの別々の値の各々に対して、像処理及び記録のための一定な光学濃度が割当てられ、それの上に像が記録されることができるキャリヤー上の像の最適の可視知覚可能性及び審美的外観を可能にする。もし含まれる像がカラー像であるならば、幾つかの像信号は、キャリヤー上のあらゆる位置又はピクセルのために発生される。像上のピクセルからのカラー信号は、三つのカラー成分、すなわち、赤、緑及び青（ＲＧＢ）に、像を連続して前述のカラーに露光し、かつその上に光が当たる感光性部材の電気信号を試料採取するか又は像を幅広いスペクトルを有する白光に露光し、かつ光が感光性部材に当たる前に赤フィルタ、緑又は青フィルタを通して像によって反射されるか又は透過される光をフィルタすることによって一般に分解される。通常、あらゆるピクセルのために三つのカラー信号、すなわち、赤、緑及び青信号が発生される。電気カラー値への変換は、例えば、感光性部材によって発生されたアナログ電気信号の記録及び短期間記憶に関連している。しかし、もし単一の感光性部材が、従来のドラムスキャナの場合のように、在る（時折カラー成分毎に一つ）ならば、前記感光性部材はカラー像に関してその位置をシフトさせるので、所与の瞬間にあらゆる基本画素、すなわちピクセルは前記感光性部材に光を放出する。その瞬間に、部材によって発生された電気信号は、利得Ｇで増幅され、基準電圧Ｖ0 と比較される。必要とあれば、増幅は、(1) それの等しいレベル差がキャリヤー上の等しくない光学濃度差、しかしながら、例えば、等しい知覚可能性差に対応するアナログ信号を提供すること、(2) 感光性部材によって与えられたアナログ電気カラー値に関する変換を目的をもって実行するために非線形方法で行われる。そのように得られた新しい電気信号は、試料採取され、ディジタル形式で、それがさらに処理するために記憶される記憶手段に使用可能にされる。
【０００７】
カラースキャナは、光を２以上のスペクトル帯域に分解するために配置されたディジタイザであり、カラー像が、スペクトル帯域があるのと同じ数のカラー成分に分割されるのを可能にする。好ましくは、このスペクトル帯域は、カラー像がカラー成分を結合することによって再構成されるような方法で選択される。像のカラー成分は、カラースキャナと同じ経路に沿って光を進行させることによって得られた完全像である。もし、例えば、像が赤の像信号を得るための赤フィルタを通過する光に露光されるならば、赤のカラー成分が発生される。本書に関連する用語“カラー成分”はスキャナ関連カラー成分に関連する。
【０００８】
前述のように、ピクセルのカラー成分又はスペクトル帯域は、カラーフィルタ又は異なるカラー露光によって得られる。ＵＳ５１５７５１６では、幾つかのシステムが開示される。
【０００９】
変換によって電気カラー値をディジタルカラー値に変換することは、(1) 前述のようなアナログ信号の非線形増幅によって、(2) ディジタル化された像信号の数値の変更によって、又は(3) 両方の処理の結合によって行われる。
【００１０】
電気カラー値はアナログ又はディジタルであってもよい。本発明で使用されるような表現のカラー値は変換によって補正されるカラー値に関連する。
【００１１】
ポジカラー像は、一般にカラースキャナによってディジタル化される。ポジカラー像は、多かれ少なかれ、例えば、ずっと昔に写真で記録されたいかなる実シーンもの真のカラーの再現である。ポジカラー像が、透明画の場合のように透明キャリヤー上に与えられる。カラー写真は、主に不透明なキャリヤー、例えば紙の上のポジカラー像の他の形式である。カラー写真に関しては、カラー写真撮影の共通処理は写真をとられるためのシーンのカメラで形成された像に写真のネガ材料を最初に露光することにあるので、通常透明キャリヤー上のカラーネガ画は、使用可能である。透明の写真材料を現像した後、ポジプリントは、透明保持体上の像に不透明の保持体上のカラー感光性材料を露光することによって得られる。
【００１２】
透明ネガ材料は少なくともそれのポジプリントと同一の像情報量を含むことが理解されるだろう。さらに、ネガ材料はより多くの像情報を含むと推測され得る。その推測は、写真処理によって正確な方法でほとんどポジ像に表され得ない多数の情報を含む露光過度及びネガ露光不足ネガに対しては全く真実である。カラーネガフィルムは、それだけで広い濃度範囲、一般に約０から４Ｄまでを示し、さらに、撮影されたシーンの明るさの範囲はネガ材料に圧縮された形式で表される。結果として、カラーネガフィルムは、スライドフィルムによって応じられ得ない大きな動作ウィンドウを示す。したがって、最大量の情報の写真記録が対象とされるならば、スライドフィルムの代わりにカラーネガフィルムによって一つ及び同一のシーンを写真をとることは有利である。しかしながら、それは、ポジ像を表している再現を得るために前記情報を最適に使用する問題点を残している。その問題点は、とりわけ、カラー写真撮影技術では、幾つかの処理がポジプリントの色相及び色調の最大可能範囲の真のカラー表現を可能にするために適用されるという事実にある。Hunt  R. W. G 著の「写真撮影のカラー再現、プリント及びテレビジョン（The  Reproduction  of  Colour  in  Photography，Printing  and  Television ）」、第４版、１９８７年発行、第１２及び１５章には、カラーマスク形成、発色剤及び他の写真処理によってネガ及びポジ像のインターイメージ効果を中和するための方法が開示されている。さらに、カラー写真撮影のための材料のあらゆる製造者は、特定の処理を利用し、最終のポジプリントに最も満足する結果を得るためにネガ材料にカラー変化を導入する。ネガ材料及びポジプリントを形成する材料は、したがって互いに合致される。カラーネガ中間画は著しく異なっているけれども、異なった写真材料の基型によって得られた二つのポジプリントは非常に類似していることが起こるかもしれない。実際、前述の理由のために、真のカラー再現を得るためにネガはディジタル化されないが、ポジ像は前述のように制限された情報内容を有するけれども、かなりのポジ像は基剤として使用される。従来の処理によると、ポジプリントの真の表現が目標とされる。ポジプリントの外観は、さらにかなりの数の時折の主観的なパラメータに依存しており、さらに、シーンに関する特定の色相は消失されたので、ポジ像をディジタル化することによって得られた再現は、カラーネガ画をディジタル化することによって、かつ得られた像情報を正確に使用することによって理論的に与えられた品質よりも悪い品質である。
【００１３】
ＷＯ  ９１／１０３１６では、とりわけネガフィルム上に最初に捕獲された像を走査し、 かつ反射又は透過スキャナからのＲＧＢ像を保持する信号から原シーンが捕獲されたとき受信された相対三色露光値に対応する記憶計量へ変換するための方法が開示されている。この変換は、公知の光源によって発光された公知の反射率の試験物体の像から得られ、かつ三色露光値Ｒ′Ｇ′Ｂ′を計算することによって得られる。ＲＧＢ像を保持する信号を対応する試験カラーの公知のＲ′Ｇ′Ｂ′の露光に関連させる変換が形成される。この変換は少なくとも下記のステップを必要とする。すなわち、
(1) 適当な１次元のルックアップテーブルによるＲＧＢ像を保持する信号からＲＧＢ濃度への変換
(2) ３×３マトリックスを使用することによるステップ１からのＲＧＢ濃度の調整
(3) 他のマトリックス演算又は３次元ＬＵＴによるステップ２からのＲＧＢ濃度の調整
(4) 入力フィルムの中性スケール濃度がそのフィルムの中性スケール濃度に変換されるような１次元ＬＵＴによる任意の個々の変換
(5) 基準の像獲得装置を参照するために他のマトリックス演算による任意の他の変換。
【００１４】
三色露光値を計算するこの方法は、数理問題を解決するのを困難にし、(a) 変換式(e) を確立する及び(b) 大多数のステップでこの変換式(e) を走査された信号に適用するのに容易ならない量の計算努力を必要とする。
【００１５】
この方式は、四つの変換ステップ後のみ、原像に中間色を有する物体は、中間色（例えばｒ＝ｇ＝ｂ）を指示する信号によって電子的に表現される。３次元カラー変換は、したがって全てのカラーに対して必要とされる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、シーンのカラー写真ネガ画をディジタル化することによって前記シーンの像の再現を得ることにある。
【００１７】
本発明の他の目的は、補正された像信号が像信号によって表されたシーンのピクセルのスペクトル輝度に比例する値によって表されるような方法で変換によるディジタル化された像信号を補正することにある。
【００１８】
本発明の他の目的は、シーンに関するデータを繰り返すこと及びカラーネガ画から得られた写真ポジ像の処理を有することを必要としないで変換で調子曲線を決定することにある。
【００１９】
本発明の他の目的は、原シーンの特定のカラーと簡単な変換によるディジタルカラー値との一致を確定することによる。
【００２０】
本発明のさらに他の目的は、写真処理から得られるカラーシフト及びディジタイザのスペクトル制限を除去する付加的カラー補正を決定することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、カラーモニタ又はカラー再現上のシーンの原像を描写するのに適しているディジタルカラー値を前記原像を表すカラーネガ像をディジタル化することによって発生する方法に関連し、下記のステップを備え、
カラーネガ像を複数のカラー成分に分解するステップと、
イメージスキャナによって各カラー成分を電気カラー値に変換するステップと、
前記カラー成分毎に原像の一部と対応する電気カラー値との関係を確定するステップと、
前記関係により前記電気カラー値をディジタルカラー値に変換するステップと、
各前記関係は、原像の前記一部の輝度と対応する電気カラー値との間の１対１の関係であることを特徴とする。
【００２２】
カラーネガ画を走査する利点は、最適使用がシーンの再現を電子的に得るためにこのような画に明白に含まれる像情報でなされるという事実にある。ポジ像を得るための特定された調整のために幾らかの情報が消失されるかもしれないことが起こるかもしれない。この情報はカラーネガ画に含まれ、好ましくは再現に含まれるけれども、それは写真処理によって消失される。
【００２３】
付加的利点は、一般に補充の写真ステップを必要とするポジ像を形成する必要がないという事実にある。
【００２４】
ネガ像は、シーン又はポジプリントの“完全なネガ”ではないけれども、たとえそれが再現処理の制限内にあっても、それは本発明の方法を使用することによってなお真のカラーの再現を得ることができる。
【００２５】
ネガ材料の特性の当然な考慮をするとき、カラーネガ画のディジタル化は、種々の製造者の写真材料に適用可能である付加的利点を提供する。
【００２６】
カラーネガ画のディジタル化された像信号を変換するとき、本発明の方法は、当業者に公知である方法によりシーンのポジプリントの真のカラーの像を再構成しようと試みるよりもむしろシーンそれ自身の輝度に比例する像信号を形成しようと試みる。それは、消失される色相の危険を減少するため、このシーンを基準とすることは有利である。しかしながら、そのために、記録システムの独特の機能、カラーネガフィルム及びスキャナが考慮されるべきである。
【００２７】
ネガ像を走査することによって得られたカラー信号は、ディジタル像に所望されていない写真効果を中和するために非線形変換に依存しなければならない。本発明に典型的な式がここで下記に定義される。
【００２８】
上記に引用された従来技術の文献ＷＯ  ９１／１０３１６に記載されたような方法と反対に、好ましくは、各個々のカラー成分の電気カラー値と原像又はシーンの無色に彩色された物体の輝度との間の関係が確定される。 原像からの三色値Ｒ′Ｇ′Ｂ′を処理し、３次元問題を解決するために数理問題を表現する代わりに、本発明は、原像と走査されたカラー成分間の関係を得るためにシーンのみの無色に彩色された物体の輝度ＬV を取り扱う。これは、数理問題を解決するのにより少なく困難にし、変換式(e) の確定及び走査された信号への変換式(e) の適用を行うことにより少ない計算努力を必要とする。この方式は、第１次元ルックアップテーブル変換後、原像に中間色を有する物体は、中間色（すなわち、ｒ＝ｇ＝ｂ）を指示する信号によってまた電子的に表される。したがって、３次元カラー変換はより飽和されたカラーのみ必要である。
【００２９】
本発明の処理が基礎とされるカラーネガ画は、透明又は不透明なキャリヤー上の光学濃度差として人間の眼によって知覚される。この像は、連続的な調子の像、すなわち、眼によって知覚されるような光学濃度のほとんど連続的な表現を有する像の共通な意味に対応する連続的な調子である。表現カラーネガの用語“ネガ" は、本発明の処理の像をそれのカラーがシーンのカラーと本質的に補色である像に制限している。カラーネガ画はシーンの表現である。シーンの赤の物体は、シアン分解像としてカラーネガ画に現れる。シーンのうすい灰色の物体は、カラーネガの暗い灰色として現れる。前述のように、写真処理は、カラーネガ画のカラーシフト又は色調を生じさせる。カラーシフトにもかかわらず、このような像は表現のカラーネガ画の下で分類されるべきである。
【００３０】
表現写真パラメータは、特に下記のものを参照している。
望まれていない露光、例えば、フラッシュランプ露光の場合、明るく輝く雪におおわれた風景の豊富な青い光、不十分に露光されたシーン又は過露光されたシーン等、幾らかの場合、特定の露光は日没にとられた写真のように意図された効果を生じる。
カメラ機能（使用されたレンズ及び焦点距離、絞り、シャッタ時間）、
所与の波長での露光から得られるカラー層の染料濃度によって特徴付けられた種々のカラー層のスペクトル感度、
現像処理機能、
カラー層のスペクトル透過特性、すなわち、波長の関数としての光透過。
【００３１】
表現スキャナパラメータは、とりわけ下記のものを参照している。
露光モジュールのスペクトル特性、すなわち、スキャナの光源の種々の波長範囲の輝度分布、
カラーフィルタのスペクトル特性、すなわち、入射光の波長の関数としてのカラーフィルタの光透過、
感光性部材のスペクトル感度、すなわち、例えば、ＣＣＤ（電荷結合装置）の場合では、入射光の所与の波長での一定露光により形成された電荷量、
例えば、対数変換、利得Ｇ及び基準電圧Ｖ0 によって実現されたγ補正又は線形変換である電気信号が依存される固有変換。
【００３２】
本発明の方法はまた、( シアン、マゼンタ、黄)(ＣＭＹ) に関する像信号を発生するシステムに適用する。ＲＧＢ及びＣＭＹを除いて、完全な又は一様に不完全な色空間を記述するあらゆる他のシステムは、本発明による像信号によってカラーを表すために使用され得る。さらに、本発明の幾らかの方法は、白黒ネガ画にうまく適用され得る。
【００３３】
変換は、調子曲線のインプリメンテーションによって最初に実現される。通常、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）は、そのために使用されるけれども、本発明の方法は、それに限定されない。調子曲線は、ディジタルカラー値への電気カラー値の一次元変換を記述する数学的関係を一般に意味する。
【００３４】
物理的実現は、幾つかの方法で、調子曲線で指示された関係に従ってアナログ像信号をアナログ及び他のディジタル像信号に変換する電子回路によって、及びディジタル表示の未補正像信号がメモリセル又はＬＵＴのこのシリーズのインデックスとして使用されるのに、補正された像信号のための値をディジタルメモリ、例えば、ＲＡＭに、連続するメモリセルに記憶することによって達成され得る。
【００３５】
頻繁な参照が、相関されている二つの特性曲線に対してここで下記になされるが、参照の定義及び結末は著しく異なっている。
【００３６】
特性フィルム曲線は、ｘ軸上にルクス秒で表した露光量ＨV の対数対ｙ軸上にＨV に露光後及びカラー写真ネガの処理後に得られた光学濃度（無次元）をプロットするグラフである。
【００３７】
特性システム曲線は、ｘ軸上にシーンの中間色を有する物体のカンデラ平方メートル（ｃｄ／ｍ2 ）で表された輝度ＬV の対応する対数対ｙ軸上にそれぞれカラー濃度ＤR 、ＤG 、ＤB をカラー成分のそれぞれに対してプロットするグラフである。シーンの点の輝度は、シーンに向いていて、かつ部分的にそれによって反射される光から生じる。反射された光の一部は、シーンの結像の結果としてカメラの写真像キャリヤーによって捕獲される。像キャリヤーに突き当たる光量は前述のように露光量ＨV を規定する。ここで下記に使用される表現中間色は、もっぱら白黒を混合することによって得られたあらゆるカラー、すなわち、白、黒、うすい灰色、暗い灰色等のみに関連している。
【００３８】
現像されたネガ上の点のカラー密度ＤR は、任意の付加定数を除いて、赤の像成分によって与えられた光ビームを受け取る感光性部材に突き当たる露光量ＢR の負の対数である。同様な定義が、特性システム曲線ＤG ＝ＦG(ＬV)及びＤB ＝ＦB （ＬV ）に適用する。したがって、 三つの特性システム曲線は、同一の意味を有するｘ軸ＬV 及び異なる意味のｙ軸を有する。ｘ軸は一般的であるのに対して、ｙ軸はほぼ下記のことに依存することが明らかである。
中性光に対する写真結像材料のカラー層のスペクトル感度、
写真結像材料に形成された色素のスペクトル特性、
スキャナの光源のスペクトル、
スキャナのカラーフィルタのスペクトル特性、
フィルタされた光信号を電気信号に変換するスキャナの感光センサのスペクトル感度。
【００３９】
前述の曲線は、結像材料及び特定のスキャナパラメータを有するスキャナの両方によって構成されたシステムに依存するので、この曲線は、単に写真結像材料に依存する特性フィルム曲線と対照的に特性システム曲線と呼ばれる。
【００４０】
【実施例】
図１を参照すると、システムが、像取得からビデオディスプレイユニット３９上のディジタル信号の表示までを図形で表される。シーン３１は、較正された光源による試験装置で、所与の光源（図示せず）によって、通常、直接の又は拡散された日光によって、照らされる。カメラ３２は、シーン３１によって拡散するように反射された光ＬV の一部をレンズ又はレンズユニットを通して捕獲し、それの画素上のシーンの単一点によって与えられた光線をカメラ３２にある写真材料３３上に集束する。集束された光は、波長範囲の関数として、キャリヤー３３の感光性被覆を露光及び励起する。潜像がそれによって形成される。次に、写真キャリヤー３４は、その中で潜像が現像されるプロセッサ３５に供給される。処理後、潜像は、写真キャリヤー３４上のカラーネガ画として可視的に知覚できる。その結果、キャリヤーは、幅広いスペクトルを有する光を放射するランプ３６にディジタイザで露光される。光は透明キャリヤー３７に当たり、可視的に知覚できる像を形成する色素によってフィルタされる。光路では、色素によって変調された光は、三つのフィルタ、すなわち赤フィルタ４３、緑フィルタ４４及び青フィルタ４５をそれぞれ通過する。赤フィルタ４３によってフィルタされた光の光路は、ここで後述される。同様な説明が残りの像信号（緑及び青）に適用可能である。このフィルタによって透過された赤い光は、光路に沿って適当な感光性部材に到達し、その位置でルクス（１ｘ）で表され、さらに赤のカラー成分が含まれることを指定するためにＥR で示される所与の照度ＥV を示す。短い時間の間、感光性部材は、所与の露光量ＨV を生じさせる光エネルギーを捕獲する。また、添字Ｖは、Ｒで置き換えられ、したがって、ＨR である。ＨR は直接的にＥR に依存する。ＥR は、光を透過するキャリヤーのその部分に関する色素のスペクトル特性に依存する。さらに、ＨR は露光時間又は積分時間に依存する。この積分時間は、“感度”、“ダイナミックレンジ”又は“光増幅”の調整を可能にするディジタル化システムの重要なパラメータである。その代わりに、ディジタル化システムの“感度”は、光源の光度を増加することによって増大される。感光性部材は、露光量ＨR をＨR に比例する電荷ＱR に変換する。電子回路によって、電荷ＱR は、電荷ＱR に比例し、電子操作のためにより便利である電圧ＶR に変換される。スキャナタイプにより、電圧ＶR は、線形又は非線形変換に委ねられる。図１で図形で表されている最も簡単で、また線形変換は、利得Ｇ４０及び基準電圧Ｖ0 ４１によって行われる。結果として、電圧ＶR は、ＡＤＣの特定された電圧範囲内にある他の電圧Ｖ′R に変換される。ＡＤＣ４６は、アナログ電圧信号を一定のビット数を有するディジタル信号ｒ′に変換する。最新式のカラースキャナでは、そのビット数は少なくとも８ビットであるので、２５６のＶ′R の等距離レベルが微分化される。グラフィック技術応用のための高性能スキャナは、一般にカラー値ｒ′に対して１２ビット（図に示されているように）、１３ビット又は１６ビットさえ発生するＡＤＣを備えている。もしＡＤＣが１ピクセルに１２ビット以上を発生するならば、Ｇ及びＶ0 が調整できることは、ウィンドウがもっと後になって使用可能なレベルからディジタル的に選択されるかもしれないため、一般に必要とされない。８ビットのＡＤＣを有するシステムの場合、Ｇ及びＶ0 は、走査されるためのキャリヤーの濃度範囲により、通常調整できる。一般に、像は２度走査される。１度は、プリスキャンステップ中、１度は、最終スキャンステップ中である。ＡＤＣが十分なビット数を発生するシステムに関しては、最も幅広い可能なディジタルウィンドウは、プリスキャン中に選択される。このプリスキャンは、最終スキャンステップ中にセットされる最適ウィンドウの大きさを決定している。
【００４１】
利得Ｇ及び基準電圧Ｖ0 を有するシステムに関しては、後者の二つはプリスキャンステップ中最小値にセットされるので、どちらの最低濃度又は最高濃度も、ＡＤＣをその飽和状態にしないので、すなわち、高濃度を有する点のためと同様に低濃度を有する点のための両方のＶ′R は、ＡＤＣの指定された入力電圧に従う。ここで後述されるように、プリスキャンから得られた像信号は、像のために特有であるＧ及びＶ0 の値を決定する。
【００４２】
モートゼール市のAgfa-Gevaert N.V. によって製造され、配給されたFOCUS COLOR(Agfa-Gevaert N.V. の商標）スキャナは、感光性部材のための露光が走査速度を調整することによって調整されることができ、それによって積分時間の修正を可能にする８ビットカラースキャナである。モートゼール市のAgfa-Gevaert N.V. によって製造され、配給されたHORIZON(Agfa-Gevaert N.V. の商標) スキャナのシステムは、９ビットＡＤＣを有し、感光性部材のキャリヤーの露光及び積分時間をキャリヤーの濃度範囲に対して調整する手段を備えているシステムである。
【００４３】
また、Agfa-Gevaert N.V. のスキャンシステムであるHORIZON PLUSは、１３ビットＡＤＣを備えている。それのアナログ経路は、ダイナミックレンジを調整するための制御装置を備えていない。それのウィンドウ機能は、それの結果として像の最低よりも下で、かつ最高よりも上の濃度がさらに処理されない変換ＴR 、ＴG 、ＴB を実行する調子曲線によって行われる。ＡＣＳ１００では、Agfa-Gevaert N.V. のグラフィック技術応用のための高性能スキャナは、１３ビットＡＤＣを備えていて、原像の光学的拡大のために可変積分時間を示す。前記スキャナの調子曲線は、８ビットの補正された出力信号ｒを供給するシステムのために十分である入力として１３ビットを受容する。しかしながら、調子曲線が電気カラー値を多かれ少なかれ８ビットに変換することがまた可能である。
【００４４】
ＡＤＣから得られている電気の赤のカラー値ｒ′は、調子曲線ＴR によってディジタル( 補正された) の赤のカラー値に変換される。調子曲線ＴR を続行及びドラフトを行う方法は、ここで下記にさらに詳述される。赤、緑及び青のための調子曲線は、ネガ画のディジタル表示のピクセル値ｒ′、 ｇ′及びｂ′をピクセル値ｒ、ｇ及びｂを有するポジ画のディジタル表示に変換する。
【００４５】
緑に対するディジタルカラー値ｇ及び青に対するカラー値ｂが同様な方法で得られたならば、像信号は、PHOTOSHOP(Adobe Inc ．の商標) のようなカラー応用に使用するために対話方法でさらに操作され得る像を供給するのに適しているのと同様にシーンの中性調子の真のカラー描写に既に適している。さらに、写真処理から生じるカラーシフトの補正が通常必要とされる。これは、カラー補正されたカラー値ｒ、ｇ及びｂを結合すること及びカラー変換システム３８のカラー補正されたカラー値Ｒ、Ｇ及びＢからそこで計算されることによって達成される。これらのＲ、Ｇ及びＢ信号に応じて制御されるラービデオディスプレイユニット３９は、ディスプレイ装置のカラー全域の制限内で、シーンの真のカラーの再現である像を再生する。したがって、このような像は、原シーンの再現を再生するための基礎として非常に適している。
【００４６】
図２を参照すると、アナログ利得Ｇ及び基準電圧Ｖ0 の設定を最適に選択するか又はディジタルウィンドウのための制限を決定する方法の説明が与えられる。プリスキャンステップは像キャリヤーの濃度範囲を決定することを意図される。そのために、走査は、スキャナの性能により、０．０Ｄと２．０〜３．０Ｄの間で変化する全濃度範囲をカバーする。前述のようにHORIZON スキャナは、０〜２．５Ｄのダイナミックレンジ、０〜３ＤのＡＣＳ１００を有する。ディジタル化されるための像の濃度範囲に合致して、ダイナミックレンジは、感光性部材のための積分時間を調整することによって、光路に絞りをセットすることによって、及びアナログ電気路に利得Ｇを賢明に選択することによって縮小される。ディジタル化されるための像の濃度範囲を決定するために、カラー成分のそれぞれに対して像の最小及び最大濃度が見つけられねばならない。当該技術分野では、最小濃度調子はハイライトと呼ばれ、最大濃度調子はシャドウと呼ばれる。それらは、例えば、会話処理によって又はカラー成分のそれぞれに対するヒストグラムを分析することによって見つけられるかもしれない。
【００４７】
会話処理は、ユーザがシーンに“白点”をマークすることが必要である。プリスキャンから得られたカラーネガ画に関して、それは像の最も暗い点に対応する。ユーザはスクリーン上のマークを像上のその点に移動させ、選択された点が“白点”であることをシステムに知らせる。結果として、このシステムは、どれが表示されねばならないシーンの最高の輝度であるかを見つけることができる。
【００４８】
濃度範囲の自動決定に関しては、例えば、ヒストグラムは、全てのピクセルのためのカラー成分のそれぞれの電気カラー値に基づいてプロットされる。次に、ヒストグラムは、各々が母集団のほぼ２％を含むクラスにより分類される。最初のクラスは、低カラー値又は高濃度に対応し、最後のクラスは、高カラー値又は低濃度に対応する。最初のクラスの下限は最大濃度ＤM を決定するのに対して、最後のクラスの上限は最小濃度Ｄm を決定する。ヒストグラム手順を使用することによって、ランダムスキャン誤差が、最小及び最大カラー濃度を決定するとき除去される。その代わりに、このような走査問題の効果は、雑音抑圧手順を使用することによって中性化される。
【００４９】
赤のカラー成分から得られた像信号に関しては、ＤmRによって図２に示された最小濃度及び最大濃度ＤMRが得られる。同じことが、緑分解像から得られた像信号のためにＤmG及びＤMGと青分解像から得られたＤmB及びＤMBとをそれぞれに利用する。
【００５０】
８ビットＡＤＣのみを備えたスキャナでは、アナログ回路の利得Ｇ及び基準電圧Ｖ0 の最適設定は有利であるので、有用な濃度、すなわち、ディジタル化されるための像の濃度範囲内に実際見つけられる濃度を表すためのカラー値に対するディジタル容量を最適に使用されることができ、それによってそのカラー値が像に発生しない濃度に関連されるだろう。Ｇ及びＶ0 をセットする際に、シーンの中性調子が個々に異なる値を有する電気カラー値ｒ′、 ｇ′及びｂ′に生じさせるだろうことを意味する望ましくないカラーシフトの発生が避けられるべきである。したがって、チャネルのそれぞれに対してＧ及びＶ0 をセットするとき、全ての三つのカラー成分のカラー信号が考慮されなければならない。これらの信号は、カラーチャネルのそれぞれに対してＧ及びＶ0 のための指定値を別々に決定する。さらに、利得Ｇをあまり大きくセットすることは逆効果を及ぼすことになるだろう。実際、走査された像が、像キャリヤー上又はそれに最も近い十分透明な領域から部分的に得られるならば、幾らかのＣＣＤ素子は超飽和状態に達し、かつブルーミングとして公知の効果を生じさせるかもしれない。結果として、隣接するＣＣＤ素子はまた、その特定の位置の走査された像のこのような効果に対する明白な原因もなくて飽和状態にまた達する。
【００５１】
Ｇ及びＶ0 の特定の設定は、等しい電気カラー値ｒ′、 ｇ′及びｂ′によってシーンの中性調子を表すことを目指している。そのために、Ｇ及びＶ0 は、カラー成分のそれぞれに対して対応する特性システム曲線を使用することによって決定され、これらを得る方法はここでさらに後述される。Ｇ及びＶ0 は、推測されたシーンの被写体輝度範囲（Ｌm 、ＬM ）に基づいて決定される。
【００５２】
図２を参照すると、被写体輝度範囲の推測はさらに詳述される。第１に、カラー成分のそれぞれの濃度範囲( ＤmR、ＤMR) 、( ＤmG、ＤMG) 及び( ＤmB、ＤMB) は、それぞれの軸ＤR 、ＤG 及びＤB 上にプロットされる。これらの濃度範囲の各々は、被写体輝度範囲( ＬmR、ＬMR) 、( ＬmG、ＬMG) 及び( ＬmB、ＬMB) にそれぞれ対応する。最も広い被写体輝度範囲( Ｌm 、ＬM)は、各カラー成分の推測された被写体輝度範囲の最小値Ｌm ＝ｍｉｎ（ＬmR、ＬmG、ＬmB）、最大値ＬM ＝ｍａｘ（ＬMR、ＬMG、ＬMB）をそれぞれ選択することによってそこから決定される。得られたグローバル被写体輝度範囲( Ｌm 、ＬM)は、それによってカラー成分のそれぞれに対して補正された濃度範囲( Ｄ′mR、Ｄ′MR) 、( Ｄ′mG、Ｄ′MG) 及び( Ｄ′mB、Ｄ′MB) を与える特性システム曲線を使用することによってｙ軸ＤR 、ＤG 及びＤB に移動される。補正された濃度範囲の各々は、ＡＤＣのためにアナログ電圧値を規定する利得Ｇ及び基準電圧Ｖ0 を必要とされるカラー成分に対して決定する。この方法で、例えば、８ビットシステムでは、シーンの最も暗い中性点の画素がピクセル値( ｒ′、ｇ′、ｂ′）＝（２５５、２５５、２５５）に結像され、 最も明るい中性点がピクセル値（０、０、０）に生じさせることが達成され得る。 ディジタルウィンドウ機能を有するシステムの場合、それぞれＤ′mR及びＤ′MRに対応するｒ′mR及びｒ′MRが決定される。
【００５３】
カラー面、すなわち、像上の一つの単一のカラー成分に対するカラー成分セットのそれぞれに対して、調子曲線はそれぞれにＴR 、ＴG 及びＴB を決定される。調子ＴR は、電気カラー値ｒ′をディジタルカラー値ｒに変換する。同様な方法で、ｇは、ＴG によってｇ′から得られ、ｂはＴB によってｂ′から得られる。調子曲線ＴR 、ＴG 及びＴB は、シーンの全ての中性調子に対して三つのディジタルカラー値ｒ、ｇ及びｂは、共通のディジタルカラー値ｋ、すなわち、ｋ＝ｒ＝ｇ＝ｂを有するのみならず、シーンの中性調子の輝度ＬV と下記の対応する共通ディジタルカラー値ｋ間に線形関係があるような方法で選択される。
ｋ＝ｓ. ＬV ＋ｔ          (1)
定数ｓ及びｔは、推測された被写体輝度範囲の境界値Ｌm 及びＬM を代入し、かつ線形式のそのように得られたシステムを解くことによってはっきりと計算され得る。ｋ＝０に対して最小値を有し、かつｋ＝２５５に対して最大値を有する８ビットシステムに関して、下記のシステムが得られる。
ｓ. Ｌm ＋ｔ＝０            (1a)
ｓ. ＬM ＋ｔ＝２５５        (1b)
【００５４】
調子曲線を決定することは後述されるように続行できる。実例として、電気カラー値ｒ′をディジタルカラー値ｒに変換する変換テーブルＴR （ルックアップテーブル、すなわちＬＵＴ）を作成する手順が説明される。そのために、あらゆる可能な値ｒ′に対して、対応するｒが決定されねばならない。スキャナの大部分では、調整可能ではないＧ及びＶ0 を有するスキャナでさえ、利得Ｇ及び基準電圧Ｖ0 の一定値又は設定値によって独特に規定される線形関係が、赤のカラー成分に対してｒ′と感光性部材の露光量ＨR と間にある。したがって、露光に対する式は下記のようになる。
ＨR ＝ｐ. ｒ′＋ｑ            (2)
ここで、ｐ及びｑはＧ及びＶ0 によって規定される。その中でγ補正がアナログ回路で実行されるスキャナ、すなわちＶ′R ＝Ｖmax ＊( ＶR/Ｖmax)γを生じる電圧信号ＶR の非線形増幅の場合、ＨR 及びｒ′との関係は電子回路の理論モデルを使用することによってか又は測定することによってまた既知である。幾らかのスキャナに対して、必要とされるオリジナルが反射するか透明かによってγは調整可能である。もしオリジナルが反射するならば、一般にγ＝１が選択され、もしオリジナルが透明ならば、一般にγ＝１．５が選択される。
【００５５】
ＨR 及びｒ′との関係は既知であるので、ｒ′のあらゆる値から、ＨR の対応する値は計算され得る。ＤR に対する式が下記の式によって与えられるので、
ＤR ＝Ｃ−ｌｏｇ( ＨR)        (3)
ＤR は、任意の定数Ｃがスキャナの指定一定値を有するので、上記の式にＨR を代入することによって直ちに決定され得る。特性システム曲線は、ＤR からスキャナの赤チャネルの濃度ＤR を生じさせるだろうシーンの中性調子を有する点の輝度ＬV を計算することを可能にする。ＬV の決定のためにＤR の値がＤR 軸上にプロットされる。次に、ＬV 軸に平行な直線経路が、特性曲線の方にたどられる。特性曲線との交点からＤR 軸に平行な直線経路がＬV 軸の方にたどられる。ＬV 軸との交点で、ｌｏｇ( ＨR)の値が読み取られ得る。読み取られた値は、真数をとることによってＬV に変換される。ＬV のそのように得られた値は、式(1) に代入され、線形システム（１ａ、１ｂ）を解くことによって、ｓ及びｔに対して見つけられた値である。最初に使用された電気赤カラー値ｒ′に対応しているディジタルの赤のカラー値ｒのための値が得られる。もしｒが負ならば、ＬV ＜Ｌm のため、ｒ＝０の値ｒが採用される。後者の二つの条件はディジタルウィンドウ機能を実現する。
【００５６】
ｒ′からｒを計算するためのステップがｒ′の可能な値のそれぞれに対して実行される。一旦、対（ｒ′、ｒ）が計算されると、ｒのために計算された値は、ＴR を規定するＬＵＴのインデックスｒ′を有するメモリ記憶位置に記憶される。ルックアップテーブルを使用することによって、全部の赤のカラー面の高速変換は、ＡＤＣによって発生された電気カラー値ｒ′がＴR を規定するＬＵＴのインデックスとして使用されることができ、ディジタルカラー値ｒがインデクシングステップから直ちに生じるために、可能である。
【００５７】
調子曲線ＴR は、例えば、制限された（ｒ′、ｒ）対の数を決定し、かつ線形補間又は任意の近似形式によって計算された対からテーブル値を直接得ることによって他の方法で計算される。もし必要とされるならば、制限された計算された対の数は、ｒ値を利用し、かつもし特性曲線の反転が困難を引き起こすならば、特に有用であるｒ′値をそれから得ることによって決定され得る。
【００５８】
変換ＴG 及びＴB はＴR に対して記載されているのと同様な手順により作成される。
【００５９】
変換はディジタル的には実行される必要がない。それが、アナログ電気カラー値ｒ′、ｇ′及びｂ′を電子回路によって実行されることが考えられ、するとすぐ、ＡＤＣは、ＬV に直線的に関連つけられるディジタルカラー値ｒ、ｇ及びｂを直ちに提供する。
【００６０】
利得Ｇ又は基準電圧Ｖ0 は、全くセットされ得ないか又は全てのカラー成分に対して等しいＧ及びＶ0 によってセットされ得るだけであることが、さらに可能である。それは、通常、簡単な設計のスキャナに関するか又はアナログ電圧信号を、例えば、１２ビット、１３又は１６ビットカラー値ｒ′、ｇ′、ｂ′に変換するＡＤＣを組み込んでいるスキャナに関する場合である。 式(2) に表されるような線形関係はなお利用し、ｐ及びｑは、しかしながら、三つのカラー成分に対して異なるかもしれない一定のスキャナパラメータである。もしこのようなスキャナがアナログ回路でいかなる補正も実行するならば、例えば、ｒ′とＨR との関係は、理論的に又は測定でなお決定され得る。さもなければ、調子曲線ＴR、ＴG 及びＴB は、後述のように行われる。特性システム曲線ＤR ＝ｆ( ＬV)を作成し、ｒ′及びｒの決定のためにそれを使用するよりもむしろ、ｒ′＝ｇ( ＬV)のためのグラフが、特に、利得Ｇ及び基準電圧Ｖ0 のための一定値を設定することによってアナログ回路の一定の設定に対して作成される。したがって、ＬV は、ｒ′の関数ｇの逆に数値を求めることによって直接得られ、他の手順は前述と同様である。
【００６１】
ディジタルピクセル値ｒ、ｇ、ｂは、シーンの中間色の点の輝度の正確な再現である。発色剤又はマスキングコンパウンドは、カラーネガに組み込まれているために、シーンの彩色された点を表す値は、なお実質的なカラーシフトを含むことができる。商用的に使用可能なフィルムのためのカラーシフトが、ｌｏｇ( ＬV)空間で直線的で、かつ加法的であることが分かった。この空間が、例えば、カラーシフトを補償している一定の係数を有する３×３マトリックスによって特徴づけられる線形変換がその空間にあることを意味する。もしカラーシフトの挙動が図示された線形モデルから逸脱するならば、カラーシフトは、例えば、一定の係数を有するクロス乗積を組み込まれているより複雑な非線形モデルによって特徴つけられ得る。線形近似の利点は、係数を決定することはより簡単であり、かつより少ない計算ステップが、変換を実現するとき必要とされるという事実にある。
【００６２】
前述のマトリックスの係数の決定は、ここでさらに後述される。第一に、電気カラー値ｒ′、ｇ′、ｂ′のディジタルカラー値ｒ、ｇ、ｂへの変換及びカラー補正されたカラー値へのそれらの他の変換が記載されるだろう。 別々の調子曲線ＴR 、ＴG 、ＴB は、前述と同様な方法で決定される。しかしながら、真数をとることによってＬV の値をｌｏｇ（ＬM ）から計算するよりもむしろ、ディジタルカラー値、例えば、ｒにｌｏｇ( ＬV ）を直線的に変換することは好都合である。使用可能なディジタル容量、例えば、 ８ビットディジタルカラー値の場合には２５６値の最適使用は、ｌｏｇ（Ｌm ）を０に、 ｌｏｇ（ＬM ）を２５６に表現することによって与えられる。 もしＬX が各式でｌｏｇ( ＬX)によって代入されるならば、式１、１ａ、１ｂは正当なままである。この手順の利点は、ポスタリゼーションと呼ばれる逆効果を避けることにある。
【００６３】
オリジナルの小さいカラーシフトが再現で著しく明白なカラーシフトを生じさせるとき、特にこのような効果がほとんど一定のカラーの大きい領域で見つかったならば、また、ランドスケーピング又は誤った輪郭制御と呼ばれたポスタリゼーションが起こる。これは、例えば、４ビット又は６ビットシステムでのカラー値の数の制限又はカラー値の濃度へのへたな割り当てのせいであるかもしれない。もし多数のカラー値が幾らかの操作の結果としてもはやカラー面で見つけられなく、かつカラー面のヒストグラムがそれがギャップであったように示すならば、ポスタリゼーションがまた起こるかもしれない。このようなギャップの近くにカラー値を有する分解は、しばしばポスタリゼーションを示している。ポスタリゼーションに生じさせるかもしれない操作は、８ビット信号の８ビット信号への変換である。この信号は対数関係により相互関係される。対数変換は、ポスタリゼーションのリスクを減らすために調子曲線に含まれる。
【００６４】
前述のように、調子曲線ＴR は、カラー値ｒ′をシーンの中性調子に対してｌｏｇ（ＬV ）に直線関係を有するカラー値ｒに変換する。同様な表現がＴG 及びＴB に適用する。次に、ディジタルピクセル値ｒ、ｇ、ｂは、前述の変換マトリックスによってｌｏｇ（ＬV ）空間でカラー補正されたピクセル値Ｒ′、Ｇ′及びＢ′にそれぞれ変換され得る。このピクセル値Ｒ′、Ｇ′及びＢ′は、下記のようになる。
Ｒ′＝ＭRr・ｒ＋ＭRg・ｇ＋ＭRb・ｂ＋Ｒ0
Ｇ′＝ＭGr・ｒ＋ＭGg・ｇ＋ＭGb・ｂ＋Ｇ0
Ｂ′＝ＭBr・ｒ＋ＭBg・ｇ＋ＭBb・ｂ＋Ｂ0
ベクトルＲ0 、Ｇ0 、Ｂ0 と共にマトリックスＭCcは、さらにまたカラー変換と呼ばれる。定数を除いて、ｒ、ｇ及びｂはｌｏｇ（ＬV ）に比例し、その結果のＲ′Ｇ′及びＢ′は出来るだけ正確に所与のディジタル容量（例えば、０、２５５) を満たすべきであるため、ベクトルＲ0 、Ｇ0 、Ｂ0 は、導入される定数のセットである。
【００６５】
したがって、 ｌｏｇ（ＬV ）空間にそのように得られたカラー補正されたカラー値Ｒ′、 Ｇ′及びＢ′は、それぞれ別々に累乗法に委ねられるので、定数を除いて、シーンの中性調子に対してＬV に比例するＲ、Ｇ及びＢ値が得られる。Ｒ′からＲへの変換を考察すると、式は下記のようになる。
Ｒ＝ｖ. １０R ′＋ｗ          (4)
定数ｖ及びｗは、Ｒ、Ｇ及びＢに対するディジタル容量の最適使用がなされるような方法で再び選択される。その結果として、輝度Ｌm を有するシーンのグレイの見本は、( Ｒ、Ｇ、Ｂ) ＝（０、０、０）を生じさせ、輝度ＬM を有するシーンのグレイの見本は、( Ｒ、Ｇ、Ｂ) ＝（２５５、２５５、２５５）を生じさせる。
【００６６】
カラー変換（ｒ、ｇ、ｂ）→（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の後、赤、緑及び青カラー値間の相対割合はグレイとは異なる色調を有するシーンの点のために変えられたかもしれないけれども、関係Ｒ＝Ｇ＝Ｂは、シーンの中性調子を有する点に対してなお正当なままである。
【００６７】
特性システム曲線を得て、変換マトリックスの係数を計算する方法は、いまさらにまた詳述される。
【００６８】
特性システム曲線を決定する一つの方法は、ネガ材料の特性フィルム曲線から開始することにある。フィルム曲線のｘ軸上のネガ材料の露光量ＨV は、システム曲線のｘ軸上のシーンの結像点の輝度ＬV に比例する。比例係数は、シーンの露光量、カメラとシーンとの距離、カメラの光路によって及びかなりの程度までカメラのシャッタ時間によって規定される。この比例定数は、それがディジタル容量の使用を最適化する線形変換によって除去されるので、任意に選択され得る。さらに、特性フィルム曲線のｙ軸上の光学濃度及び特性システム曲線のｙ軸上のカラー成分の各々のカラー密度は、明かにほとんど等しく、初期の近似の際、これらは、ただほんの加法的定数だけ異なる。スキャナの露光特性によって規定されたこの定数及び使用されるカラーフィルタは、好ましくは下記のように計算される。特性フィルム曲線は、かぶりレベルＤfog における光学濃度、すなわち細長い一本の露光されていない処理フィルムで測定された光学濃度と呼ばれる最小値をそのｙ軸上に示す。測定された値は全ての三つのカラー成分に対して変えられるので、ＤfogR、ＤfogG及びＤfogB間で区別がなされる。細長い一本の露光されていない処理フィルム上で、例えば、二つの録画されているテープ間の領域上で、カラー濃度ＤfR、ＤfG及びＤfBは、スキャナによって測定され得る。差ＤfogR−ＤfRは、特性システム曲線の近似であるために特性フィルム曲線は、どの程度まで下方にシフトされねばならないかを決定する。もしフィルム曲線が表形式で与えられるならば、あらゆる濃度値は前述のように差だけ減少され得る。このように、本発明の処理に適している特性システム曲線は特性フィルム曲線から得られる。カラー成分のそれぞれのかぶりレベルの光学濃度の決定は、プリスキャンの場合に行われ得る。カラーネガ画の実際のディジタル化は、したがって、最適なスキャナ設定( 利得Ｇ及び基準電圧Ｖ0 又は濃度範囲に基づいたディジタルウィンドウ機能及び得られた被写体輝度範囲）並びにかぶりレベルの光学濃度を決定する短い較正ステップに先行される。
【００６９】
特性システム曲線を近似する第２の方法は、この曲線が作動ウィンドウ内で線形であり、赤、緑及び青のカラー成分に対してそれぞれ傾斜γR 、γG 又はγB を有するという仮定に基づいている。さらに、曲線は、く形軸ｌｏｇ（ＬV ）及びＤX の原点を通過する。この他の方法の利点は、カラーネガ材料の三つのγ値のみが使用可能でなければならないという事実にある。これは、写真材料の製造者によって提供され得る。図形形式又は表形式の全特性曲線の処理をさせる必要もなく、又はかぶりレベルで光学濃度を測定する必要もない。さらに、線形関数は数値を求めかつ反転することが容易である。
【００７０】
特性システム曲線を決定する第３の方法は、特性フィルム曲線を明白に使用していないが、カラーネガ画のディジタル化のために使用されるだろうスキャナのタイプによってフィルム材料の目的のある測定にむしろ基づいている。標準化された環境では、試験ターゲットは、特徴付けられるようにネガ材料に写真をとられる。潜像は現像され、得られた現像されたカラーネガ画は、特徴付けられるためにスキャナで走査される。シーンの中性調子を有する多数のネガ像上の点に関しては、全ての三つのカラー成分に対して感光性部材のシーン輝度ＬV 及び露光量ＨR 、ＨG 及びＨB が決定される。好ましくは、これは、後述の方法で達成される。ＩＴ８．７／２反射カラー基準ターゲットは、５０００Ｋのカラー温度を有するランプに露光される。ＩＴ８．７／２カラー基準ターゲットは、ＩＴ８  ＳＣ４、すなわち、ＡＮＳＩ委員会ＩＴ８( ディジタルデータ交換標準) の分科委員会４（カラー) によって規定されたカラー像である。特に、それは反射像キャリヤーに適している。全カラーターゲットは、それぞれが異なるグレイ又は色調の異なる見本から構成される。ターゲット見本の調子は、緊密にそれらが、基準ターゲットのための不透明なキャリヤー上に実現されるかもしれないカラー空間又はカラー全域の適正な表示を構成するような方法で、選択される。さらにまた、基準ターゲットは、とりわけ、その濃度が標準化委員会によって勧告され、かつデンシメータの測定によってそれぞれの別々のＩＴ８．７／２コピーに対して正確に決定される別々のグレイ見本からなるグレイのくさびを含む。基準ターゲットは、ネガフィルム材料を含むカメラによって写真をとられる。基準ターゲットによって形成されたシーンに対する絞り及び距離は、一定に保持される。連続録画テープは、それぞれ異なるシャッタ時間によって基準ターゲットから形成される。もし後者が２倍ならば、ネガ材料の露光はまた、２倍になるだろう。この処理を使用することによって、基準ターゲットの被写体輝度範囲が事実上拡張される。このフィルムは現像され、単一の選択された標準シャッタ時間に対応する像がスキャナによってディジタル化される。グレイ見本のそれぞれに関して、見本の平均をとる電気値ｒ′、ｇ′又はｂ′はあらゆるカラー成分で得られる。この電気値は、感光性部材の露光量ＨR 、ＨG 、ＨB に変換され得る。
【００７１】
例えば、赤分解像に対するこの露光量ＤR の負の対数は、ｙ軸上にプロットされ、シーンの対応するグレイ見本の輝度の対数ｌｏｇ（ＬV ）は、ｘ軸上にプロットされる。測定された点数は、２倍にされたシャッタ時間によって得られた像をまたディジタル化することによって増加され得る。その場合、標準シャッタ時間で輝度の２倍の明るさの輝度がシーンのグレイ見本に割り当てられる。もし必要とされるならば、半分のシャッタ時間及びさらに他のシャッタ時間で、同様な処理が利用され得る。得られた別々の測定された点は、調子曲線を作成するために必要とされる点の特性システム曲線を評価するのに不十分である。したがって、これらの別々の測定された点から、被写体輝度範囲の全域の特性システム曲線を規定している連続関数が得られる。最も明白な方法は、あらゆる二つの連続的な測定された点間の線形補間にある。そのように得られた特性システム曲線は破線である。実際、曲線の強烈に顕著な点は、前述のようにその部分に対してホスタリゼーションを生じる調子曲線の不規則な推移を生じさせることが明かになる。顕著な点がない補間方法は、３次（スプライン）補間である。測定された点では、規則的連続性は除いて、また、顕著な点の不存在に帰する第１及び第２の微分係数は連続的である。
【００７２】
この方法によれば、しかしながら、もし測定された点が、例えば測定誤差のために不規則に分布されるならば、測定された点を結合する曲線は不正確な推移を示す。確かに曲線は、厳密に上昇すべきであり、傾斜は実質上あまり変化すべきでない。前述のために、補間は放棄され、好ましくは、また測定誤差を平均しているいかなる近似法も利用される。近似の一つの方法は、減少された内部ノード数を有する３次スプライン関数を有する最小二乗近似である。近似の他の方法は、下記の式で表される。
【数２】
0003673549.tif 000002
カラー成分のそれぞれに関して、四つのパラメータＤmin 、Ｄmax 、ａ及びｂは、測定された点が最も曲線に近い方法でそれぞれ規定される。図２に示された曲線は、測定データによってこの近似方法により作成された。この近似方法により得られたパラメータは、下記に列挙される。
赤に対しては、Ｄmin ＝0.271 、Ｄmax ＝2.003 、ａ＝0.699 、ｂ＝1.721
緑に対しては、Ｄmin ＝0.581 、Ｄmax ＝2.963 、ａ＝0.576 、ｂ＝1.704
青に対しては、 Ｄmin ＝0.799 、Ｄmax ＝2.946 、ａ＝0.666 、ｂ＝1.988
【００７３】
後者の近似関数の利点は、反転することは簡単であり、Ｄfog に対応し、かつ特性システム曲線の理論モデルを正確に記述しているＤmin に対する値を与えることは簡単であるという事実にある。幾つかの方法は、例えば、 Press  William  H他の“Numerical  Recipes  in  C ”、第２版、 ケンブリッジ大学出版、１９９２年、第６８３ページ〜６８８ページのように測定された点からパラメータを計算するために開示された。この基本関数の典型的な特性は、そのグラフがＳ字状であるということである。すなわち、それは規定された間隔の全域を常に上昇し、かつこの間隔の端点で水平方向の推移に向かう。このような多数の基本関数は、Oldrich  Pytela 及びJaroslav  Majer 著“Quantitative  Interpretation  of  Sensitometric  Curves  of  Photographic  Materials”、Journal  of  Imaging  Science 、第３５巻、第６号、１１／１２月、１９９１、第３６２ページによって開示される。
【００７４】
実際、たとえ一群の同一フィルムのタイプが考慮されるとしても、特性システム曲線は、フィルム群毎に異なることが明かになる。これは、製造処理、フィルムエージング及び処理条件から生じるフィルム材料の速度変動の結果である。ネガ画を走査するとき、これらのバッチ変動を考慮することは極めて重要である。しかしながら、他方に対して一方を適正な距離によって垂直にシフトされるとき、二つの別個の同一のフィルムタイプ群の特性システム曲線が一方を他方の中に混合するように見えた。もし特性システム曲線を決定する前述の測定が、同一のフィルムタイプのランダム群から選択された基準フィルムで実行されるならば、一般的な特性システム曲線が作成され得る。一般名は添字ｇによって示される。さらに、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のカラー成分に対するそれぞれのかぶり（添字ｆ）レベルにおける一般（添字ｇ）濃度ＤfRg 、ＤfGg 及びＤfBg は、スキャナのディジタル化によってこの基準フィルムで測定される。同一タイプのいかなる他のフィルムに対する特性システム曲線も後述のように得られる。第一に、かぶりレベルＤfR、ＤfG及びＤfBにおける濃度は、選択されたスキャナのディジタル化によって現像されたフィルム上の二つの画記録間の未露光領域上で測定される。次に、 ｌｏｇ（ＬV ）の関数としてシステム曲線ＤR 、ＤG 及びＤB は、下記の式を実現することによって一般システム曲線ＤRg、ＤGg及びＤBgから得られる。
ＤR ＝ＤRg＋ＤfR−ＤfRg
ＤG ＝ＤGg＋ＤfG−ＤfGg         (6)
ＤB ＝ＤBg＋ＤfB−ＤfBg
【００７５】
上記の関係は、既に上述したように調子曲線ＴR 、ＴG 及びＴB の決定のために使用されるように特性システム曲線を与える。
【００７６】
前述の方法は、同一のフィルムタイプからの異なるフィルム群に効果的であり、同一の走査システム上で走査され、そこで、この群に対するカラー成分毎の特性システム曲線は、垂直な曲線にわたって対応する一般特性フィルム曲線をシフトすることによって得られ得る。より正確な測定は、各々の個々の特性システム曲線に関してはまた曲線の特定水平シフトは必要であるかもしれないことを示した。このシフトは、（ｌｏｇ（ＬV ）、ＤC ）領域で優先的に行われる。ここで、ＬV は輝度を表し、ＤC は、成分Ｃに対して特定のスキャナによって測定された濃度である。ここで、Ｃは、例えば、赤、緑又は青であり得る。前述のように、垂直シフトは、フィルムのかぶり濃度によって決定される。各カラー成分に対する水平シフト量は、原像の中性点が等しいディジタルカラー値ｒ＝ｇ＝ｂを与えるにちがいないという要求によって優先的に確定される。これは下記のとおりに行われる。まず第一に、ｌｏｇ（ＬV ）の関数としての三つの予備特性曲線ＤR 、ＤG 及びＤB は、垂直距離にわたって一般特性曲線をシフトすることによって確定され、かつかぶり濃度から得られる。したがって、オペレータは、原像からの中性点を表すディジタル化された像上の点を会話式に選択する。これは、例えば原像の最も白点であり得た。指示された点のための電気カラー値は登録される。
【００７７】
走査システムの特性により、対応する密度値ＤR 、ＤG 及びＤB が得られる。予備特性曲線を介して、ＤR 、ＤG 及びＤB に対するｌｏｇ（ＬV ）値は、逆評価によって得られる。もし三つの予備特性曲線が正しく位置決めされたならば、 ｌｏｇ（ＬV ）値は、これらの三つの逆評価に対して同一である。実際には、これらの値は異なり、ｌｏｇ（ＬVR）、ｌｏｇ（ＬVG）及びｌｏｇ（ＬVB）によって指示され得る。三つの値の内の一つをとり、平均値又はメジアン値あるいは推測された補正値をとることによって、これらの三つの結果に対して必要とされるｌｏｇ（ＬVF）を固定することができる。一旦、この値が確定されると、下記の式によって表される三つの予備特性システム曲線ＰR 、ＰG 、ＰB は、
ＤR ＝ＰR （ｌｏｇ（ＬV ））
ＤG ＝ＰG （ｌｏｇ（ＬV ））
ＤB ＝ＰB （ｌｏｇ（ＬV ））
変換によって有効特性システム曲線ＥR 、ＥG 、ＥB に変換される。すなわち、
ＤR ＝ＥR （ｌｏｇ（ＬV ））＝ＰR （ｌｏｇ（ＬV ）＋ｌｏｇ（ＬVR）−ｌｏｇ（ＬVF））
ＤG ＝ＥG （ｌｏｇ（ＬV ））＝ＰG （ｌｏｇ（ＬV ）＋ｌｏｇ（ＬVG）−ｌｏｇ（ＬVF））
ＤB ＝ＰB （ｌｏｇ（ＬV ））＝ＰB （ｌｏｇ（ＬV ）＋ｌｏｇ（ＬVB）−ｌｏｇ（ＬVF））
有効特性システム曲線ＥR 、ＥG 、ＥB の逆評価によって“白点”の濃度ＤR 、ＤG 、ＤB は、同一の一定ｌｏｇ（ＬVF）値に変換される。
【００７８】
もし走査システムが、１．９の最大濃度値を正確に走査する Agfa - Gevaert  N.V. によって市場に出されている Arcus  IIスキャナのような制限された濃度範囲を有するならば、この水平シフト動作のためのパラメータを確定するために原像から最も白点を取り出すことは有利でない。最も白点は、異なるカラー成分に対して著しく異なり得る各カラー成分のために特定のスキャナによって得ることが可能な最高の可能な濃度を与えるだろう。もしシフトパラメータが正確に走査されることができない“白点”の測定に基づいているならば、これは、正確に走査される濃度を有する点に対して悪い変換結果を生じるだろう。したがって、濃度が最大可能濃度よりわずかに下である中性点を有する“白”点を選択することが好まれる。これは、必要とされる結果を生じる。一旦、有効特性曲線が識別されると、輝度範囲が識別され得て、前述のような全ての他のカラー処理ステップが、カラーの補正像を得るために行われ得る。もしネガカラー像のあらゆるカラー成分の最高濃度がスキャナによって到達された最大濃度よりも低いならば、ＬM 値は、最高輝度を有する原像の点によって決定されるだろう。もしカラー成分の最大密度が走査システムによって正確に走査されることができないならば、各カラー成分の最大達成可能密度に対応する輝度は、ＬM 値を決定するだろう。このＬM 値を得るための処理は、ハイエンド及びローエンドのスキャナの両方に対して同一のままである。
【００７９】
もしカラー補正カラー値がディジタル化後に必要とされるならば、前述の変換マトリックスの１２の係数を決定することがさらに必要である。そのために、下記の手順が優先的に続いて行われる。既に前述したように、ＩＴ８．７／２基準ターゲットは、標準条件の下で写真をとられ、それによって選択されたタイプのカラーネガ材料を露光している。現像後、ネガ画は完全に走査される。一般特性システム曲線は、前述の方法で決定され、その曲線から三つの調子曲線ＴR 、ＴG 及びＴB が計算される。対応する調子曲線による電気カラー値ｒ′、ｇ′及びｂ′を変換することによって、ディジタルカラー値ｒ、ｇ及びｂは、画上のあらゆるピクセルに対して決定される。ディジタルカラー値ｒ、ｇ及びｂは、シーンの中性調子に対するＬV の線形関数である。
【００８０】
一方、ＩＴ８．７／２基準ターゲットはまた、 比色計で測定されるように測定される。 あらゆる基準見本の内で、所与の種類のディスプレイユニットに対するカラー空間の三刺激値が決定され、三つの座標は、所与のディジタル容量の最適使用のために、 ８ビットシステムの２５６の数値に再スケールされる。Ａ、Ｂ及びＣによって示される再スケールされた三刺激値は、カラー補正値Ｒ、Ｇ及びＢに対するターゲット値を表す。したがって、マトリックス変換は、カラー補正ピクセル値Ｒ、Ｇ及びＢが出来るだけ近似して対応するカラー見本の再スケールされた三刺激値Ａ、Ｂ及びＣを近似している。マトリックス要素ＭCc及びベクトル要素Ｒ0 、Ｇ0 及びＢ0 を計算することは、強度領域Ａ、Ｂ及びＣの最小二乗法により非線形式の重複決定システムを解くことによって行われる。このシステムを構成する式は、故意に考慮されるべきであるカラー見本を列挙することによって見つけだされる。このリストは、好ましくは、中性カラーを有する全ての基準見本を含む。また、幾つかのカラー飽和レベルを有するシアン、黄及びマゼンタ色を有しているシーンの基準見本が考察されることが好ましい。ディジタルカラー値ｒ、ｇ及びｂ及び列挙されたカラー見本の再スケールされた三刺激値Ａ、Ｂ及びＣが決定される。ディジタルカラー値ｒ、 ｇ及びｂは、前述のようにｌｏｇ（ＬV ）空間に変換される。値Ａ、Ｂ及びＣを同一の方法で続行することによって、Ａ″、 Ｂ″及びＣ″が得られる。カラー見本のそれぞれに対して、ｒ″、ｇ″、ｂ″、Ａ″、Ｂ″及びＣ″の値は、三つの式に代入されるので、あらゆるカラー見本に対して、三つの付加式が重複決定システムのために得られる。カラー見本数は４よりも大きく、得られた式の数は未知数を越えている。 この問題は、 上記に引用された出版“Numerical  Recipes  in  C ”に記載されているように従来の近似方法によって解決される。このように、カラー変換マトリックスを必要とされる係数が得られる。
【００８１】
実際、これらのマトリックス係数は、他のカラーマスク又は発色剤が使用されたが、別々の同一のフィルムタイプのネガ材料に対してわずかに異なっているのみであるフィルムタイプに強く依存しているのみであることが明かになる。したがって、カラー変換マトリックスの係数は、一つの特定の種類のスキャナに結合された一つの種類のネガフィルム材料に普遍的に適用され得る。フィルムタイプとスキャナとのあらゆる結合に対して、新しい係数セットは、好ましくは前述の方法により決定されねばならない。
【００８２】
前述から、あらゆるフィルムタイプ及びあらゆるスキャナに対する下記の関係を決定することは極めて重要であることが明らかである。
（ａ）一般特性システム曲線及び対応するかぶり値
（ｂ）カラー変換マトリックスの係数
【００８３】
ディジタルカラー値は、対応するカラー成分のための特性システム曲線から得られた単一の調子曲線によってカラー面のそれぞれの電気カラー値を変換することによって得られる。特性システム曲線は、ネガ材料群に対して特有で、基準フィルム及びディジタル化されるためのフィルムのかぶりレベルの濃度を合致させることによって同一フィルムタイプの基準フィルムの一般特性システム曲線から得られる。
【００８４】
カラー補正ピクセル値は、 ディジタルピクセル値をｌｏｇ（ＬV ）領域に変換することによって得られ、一定係数を有するカラー変換をこれらのピクセルに実現し、そのように得られた値に累乗法を実行する。カラー変換マトリックスのための係数は、同一のフィルムタイプの単一の基準フィルムのために選択されたスキャナで決定されなければならない。
【００８５】
他のスキャナシステムが切り替えられるときはいつでも、特徴づけステップ、一般システム曲線の決定及び変換マトリックス決定が、また実行されねばならない。
【００８６】
本発明は、好ましい実施例に関して記載されているけれども、設計及び細部の変更が、本発明の意図及び範囲を逸脱しないで導入されるかもしれないことは当業者に明らかであるだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】シーンの写真及びカラーネガ画のディジタル化の概略を表している。
【図２】被写体輝度範囲が推測され得る所与のタイプのフィルム及びスキャナのための特性システム曲線を表す。
【符号の説明】
３１  シーン
３２  カメラ
３３  写真キャリヤー
３４  写真キャリヤー
３５  プロセッサ
３６  ランプ光源
３７  透明キャリヤー
３８  カラー変換システム
３９  ビデオディジタルユニット
４０  アナログ増幅
４１  基準電圧との比較
４２  感光性部材
４３  赤フィルタ
４４  緑フィルタ
４５  青フィルタ
４６  アナログーディジタル変換器ＡＤＣ
【図１】
0003673549.tif 000003
【図２】
0003673549.tif 000004