(57)【要約】装置、システム及び方法は、知覚均一色空間において基準人間視覚表現と変換された装置取り込み画像表現との差異を表す共同品質メトリックを用いて色空間変換の最適化を提供し、ここにおいて変換は非標準色空間（ＲＧＢ）を知覚標準色空間（ｓＲＧＢ）に変換することを含み、共同品質メトリックは色部分、ノイズ部分およびコントラスト部分を含む。光学センサはマクベスカラーチェッカー演色性チャートのような基準ソースの画像を取り込むとデジタル基準信号を発生する。デジタル基準信号のホワイトバランシングと色補正を行った後、ＣＩＥＬＡＢのような均一な知覚色空間内の、ガンマ曲線補償信号と基準ソースの標準値との差異に基づく共同品質メトリックを最小化することによりガンマ曲線パラメータが決定される。ノイズ部分と及びコントラスト部分は、色、ノイズ及びコントラストに関して最適化されたガンマ曲線パラメータに帰するガンマ曲線補償信号のノイズ及びコントラストを考慮に入れる。【選択図】図３
2008519490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学センサによって生成されたデジタル信号を非標準色空間から標準色空間に変換するためのガンマ曲線関数のガンマ曲線パラメータを決定する方法、前記方法は、
ガンマ曲線補償信号と基準ソースに関する標準化信号との、均一な知覚色空間内の関係に基づく色部分と、前記ガンマ曲線補償信号は前記基準ソースに関して前記光学センサによって取り込まれたデジタル基準信号に前記ガンマ曲線関数を適用することによって得られ；
前記ガンマ曲線調節信号のノイズレベルに基づくノイズ部分と；
前記ガンマ曲線調節信号のコントラストに基づくコントラスト部分と、
を具備する、
共同品質メトリックを最小化すること、を具備する。
【請求項２】
前記非標準色空間はＲＧＢ色空間であり、前記標準色空間はｓＲＧＢ色空間である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記均一な知覚色空間はＣＥＩＬＡＢ色空間である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記コントラスト部分は輝度コントラスト部分とクロミナンスコントラスト部分とを具備する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ホワイトバランス行列を決定して前記デジタル基準信号に適用することによってホワイトバランスされた信号を生成するために、前記デジタル基準信号をホワイトバランスすることと；
色補正行列を決定して前記ホワイトバランスされた信号に適用することによって前記ホワイトバランスされた信号を色補正することとを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記共同品質メトリックは
【数１】
2008519490.tif 000016
によって定義され、
ここで前記色部分は、
【数２】
2008519490.tif 000017
によって定義され、前記ノイズ部分は
【数３】
2008519490.tif 000018
によって定義され、前記コントラスト部分は
【数４】
2008519490.tif 000019
によって定義される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記共同品質メトリックを最小化することは、複数の光源に基づいて総コスト関数を最小化することを具備する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
光学センサによって生成されたデジタル信号を非標準色空間から標準色空間に変換するためのガンマ曲線関数のガンマ曲線パラメータを決定する変換プロセッサ、前記変換プロセッサは、
ガンマ曲線補償信号と基準ソースに関する標準化信号との、均一な知覚色空間内の関係に基づく色部分と、前記ガンマ曲線補償信号は前記基準ソースに関して前記光学センサによって取り込まれたデジタル基準信号に前記ガンマ曲線関数を適用することによって得られ；
前記ガンマ曲線調節信号のノイズレベルに基づくノイズ部分と；
前記ガンマ曲線調節信号のコントラストに基づくコントラスト部分とを具備する、
共同品質メトリックを最小化するよう構成されている。
【請求項９】
前記非標準色空間はＲＧＢ色空間であり、前記標準色空間はｓＲＧＢ色空間である、請求項８に記載の変換プロセッサ。
【請求項１０】
前記均一な知覚色空間はＣＥＩＬＡＢ色空間である、請求項８に記載の変換プロセッサ。
【請求項１１】
前記コントラスト部分は輝度コントラスト部分とクロミナンスコントラスト部分とを具備する、請求項８に記載の変換プロセッサ。
【請求項１２】
ホワイトバランス行列を決定して前記デジタル基準信号に適用することによってホワイトバランスされた信号を生成するために、前記デジタル基準信号をホワイトバランスすることと；
色補正行列を決定して前記ホワイトバランスされた信号に適用することによって、前記ホワイトバランスされた信号を色補正することとを更に含むよう構成された、請求項８に記載の変換プロセッサ。
【請求項１３】
前記共同品質メトリックは
【数５】
2008519490.tif 000020
によって定義され、
ここで前記色部分は
【数６】
2008519490.tif 000021
によって定義され、前記ノイズ部分は
【数７】
2008519490.tif 000022
によって定義され、前記コントラスト部分は
【数８】
2008519490.tif 000023
によって定義される、請求項８に記載の変換プロセッサ。
【請求項１４】
前記共同品質メトリックを最小化することは、複数の光源に基づいて総コスト関数を最小化することを具備する、請求項８に記載の変換プロセッサ。
【請求項１５】
画像に従って、非標準色空間内で未処理デジタル信号を生成するよう構成された光学センサと；
共同品質メトリックを最小化することによって決定されたガンマ曲線パラメータを有するガンマ曲線関数を適用することにより、前記未処理デジタル信号を標準色空間内で最適化デジタル信号に変換するよう構成されたプロセッサとを具備するデジタル画像装置であって、前記共同品質メトリックは、
ガンマ曲線補償信号と基準ソースに関する標準化信号との間の、均一な知覚色空間内の関係に基づく色部分であって、前記ガンマ曲線補償信号は前記基準ソースに関して前記光学センサによって取り込まれたデジタル基準信号に前記ガンマ曲線関数を適用して得られることと；
前記ガンマ曲線調節信号のノイズレベルに基づくノイズ部分と；
前記ガンマ曲線調節信号のコントラストに基づくコントラスト部分とを具備する、デジタル画像装置。
【請求項１６】
前記非標準色空間はＲＧＢ色空間であり、前記標準色空間はｓＲＧＢ色空間である、請求項１５に記載のデジタル画像装置。
【請求項１７】
前記均一な知覚色空間はＣＥＩＬＡＢ色空間である、請求項１５に記載のデジタル画像装置。
【請求項１８】
前記コントラスト部分は輝度コントラスト部分とクロミナンスコントラスト部分とを具備する、請求項１５に記載のデジタル画像装置。
【請求項１９】
前記ガンマ曲線パラメータは更に、
ホワイトバランス行列を決定して前記デジタル基準信号に適用することによってホワイトバランスされた信号を生成するために、前記デジタル基準信号をホワイトバランスすることと；
色補正行列を決定して前記ホワイトバランスされた信号に適用することによって前記ホワイトバランスされた信号を色補正することとによって決定される、請求項１５に記載のデジタル画像装置。
【請求項２０】
前記共同品質メトリックは
【数９】
2008519490.tif 000024
によって定義され、
ここで前記色部分は
【数１０】
2008519490.tif 000025
によって定義され、前記ノイズ部分は
【数１１】
2008519490.tif 000026
によって定義され、前記コントラスト部分は
【数１２】
2008519490.tif 000027
によって定義される、請求項１５に記載のデジタル画像装置。
【請求項２１】
前記共同品質メトリックを最小化することは、複数の光源に基づいて総コスト関数を最小化することを具備する、請求項１５に記載のデジタル画像装置。
【請求項２２】
光学センサによって生成されたデジタル信号を非標準色空間から標準色空間に変換するためのガンマ曲線関数のガンマ曲線パラメータを決定するプログラム製品、前記プログラム製品は、
コンピュータ可読媒体上に含まれるコンピュータ実行可能な論理を具備し；
次のコンピュータ実行ステップを発生させるように構成されている：
共同メトリックを最小化すること、
前記共同メトリックは、
ガンマ曲線補償信号と基準ソースに関する標準化信号との間の、均一な知覚色空間内の関係に基づく色部分と、前記ガンマ曲線補償信号は前記基準ソースに関して前記光学センサによって取り込まれたデジタル基準信号に前記ガンマ曲線関数を適用して得られ、
前記ガンマ曲線調節信号のノイズレベルに基づくノイズ部分と；
前記ガンマ曲線調節信号のコントラストに基づくコントラスト部分と、
を具備する。
【請求項２３】
前記非標準色空間はＲＧＢ色空間であり、前記標準色空間はｓＲＧＢ色空間である、請求項２２に記載のプログラム製品。
【請求項２４】
前記均一な知覚色空間はＣＥＩＬＡＢ色空間である、請求項２２に記載のプログラム製品。
【請求項２５】
前記コントラスト部分は輝度コントラスト部分とクロミナンスコントラスト部分とを具備する、請求項２２に記載のプログラム製品。
【請求項２６】
更に前記コンピュータ実行可能な論理は
ホワイトバランス行列を決定して前記デジタル基準信号に適用することによってホワイトバランスされた信号を生成するために、前記デジタル基準信号をホワイトバランスすることと；
色補正行列を決定して前記ホワイトバランスされた信号に適用することによって前記ホワイトバランスされた信号を色補正すること、であるコンピュータ実行ステップを発生させるように構成された、請求項２２に記載のプログラム製品。
【請求項２７】
前記共同品質メトリックは
【数１３】
2008519490.tif 000028
によって定義され、
ここで前記色部分は
【数１４】
2008519490.tif 000029
によって定義され、前記ノイズ部分は
【数１５】
2008519490.tif 000030
によって定義され、前記コントラスト部分は
【数１６】
2008519490.tif 000031
によって定義される、請求項２２に記載のプログラム製品。
【請求項２８】
前記共同品質メトリックを最小化することは、複数の光源に基づいて総コスト関数を最小化することを具備する、請求項２２に記載のプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
［米国特許法第１１９条に基づく優先権主張］
本特許出願は、「デジタル画像装置用の包括的ガンマ曲線最適化のためのシステム及び方法」と題され、２００４年１０月２８日に提出され、ここに付託によって特別に法人化されたその譲受人に譲渡された、仮出願番号６０／６２３，４４５に対する優先権主張をしている。
【技術分野】
【０００２】
本発明は一般的にはデジタル画像装置に関連し、さらに詳しくはデジタル画像装置のガンマ曲線を最適化のための装置、システム及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
デジタル画像装置は受信した光画像をデジタル画像に変換することでデジタル画像を取り込み、また、入ってきた光をデジタル信号に変換するデジタル光学センサを含んでいる。デジタル信号は保存されたり送信されたりすることができ、また、取り込んだデジタル画像を陰極線管（ＣＲＴ）や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のような画像出力装置に表示させることができる。デジタル信号のカラー表示は３次元色空間のベクトル座標として典型的に表示される。一般的な色空間は、赤、緑及び青の光の強度(intensities)を表現する座標を用いて色が特定されることを可能にするＲＧＢ色空間である。画像出力装置は、特別な装置出力特性プロファイル(profile)に適用されたベクトル座標を表わす信号に従って、カラー画像を再生する。従って、異なる画像出力装置は異なる色と同一の色値(color values)を表示することができる。デジタル光学センサの異なる画像取り込み特性のために、光学センサは同一の画像に基づいて異なる信号を再生することができる。標準化ＲＧＢ色空間、すなわちｓＲＧＢは、異なる色再生特性プロファイルを有する装置を用いてデジタルカラー画像の明瞭な交換を可能にする知覚色空間である。ｓＲＧＢ値に対する各ＲＧＢ色ベクトルの輝度(luminance)の関係は装置の「ガンマ曲線(gamma curve)」と呼ばれる。従ってガンマ曲線はＲＧＢとｓＲＧＢとの非線形の関係である。デジタル画像取り込み装置を構成するための従来技術は、試行錯誤によってガンマ曲線の値を選択することを含んでいる。ｓＲＧＢ画像出力装置によって表示される画像を取り込むために特定の値が選択されて、使用される。画像が分析され、ガンマ値に対して調節が行われる。特定のデジタル画像装置用のガンマ曲線の選択はしばしば経験に基づく時間のかかる主観的・反復的な処理を必要とするという点で従来技術は制限される。
【発明の開示】
【０００４】
従って、デジタル画像装置用の色空間変換の最適化のための装置、システムおよび方法が必要である。
【０００５】
［発明の詳細な説明］
本発明の例示的な実施例によると、装置、システム及び方法は、知覚均一色空間において基準人間視覚表現と変換された装置取り込み画像表現との差異を表す共同(joint)品質メトリックを用いて色空間変換の最適化を提供し、ここにおいて変換は非標準色空間（ＲＧＢ）を知覚標準色空間（ｓＲＧＢ）に変換することを含み、共同品質メトリックは色部分、ノイズ部分およびコントラスト部分を含む。光学センサはマクベスカラーチェッカー(Macbeth ColorChecker)演色性チャートのような基準ソースの画像を取り込むとデジタル基準信号を発生する。デジタル基準信号のホワイトバランシング(white balancing)と色補正を行った後、ＣＩＥＬＡＢのような均一な知覚色空間内の、ガンマ曲線補償信号と基準ソースの標準値との差異に基づく共同品質メトリックを最小化することによりガンマ曲線パラメータが決定される。ノイズ部分と及びコントラスト部分は、色、ノイズ及びコントラストに関して最適化されたガンマ曲線パラメータに帰するガンマ曲線補償信号のノイズ及びコントラストを考慮に入れる。各部分の貢献(contribution)は共同品質メトリック中の各部分の重みづけを行うことにより調節されてもよい。例示的なシステム、装置及び方法は最良のガンマ曲線パラメータを決定する技術者の主観的分析を最小限にする。
【０００６】
図１は本発明の例示的な実施例による、標準化デジタル信号１１２を発生するデジタル画像装置１００のブロック図である。上述した通り、デジタル画像装置１００は、モニターやディスプレイやプリンタなどのような表示装置によって生成された知覚画像がオリジナルのソース画像１０２に似ているように見えるために、取り込んだ画像に基づいて標準化デジタル画像データ１１２を供給するようしばしば構成されている。光学センサ１０６は画像１０２を表わしている未処理デジタル信号１０８を生成する。画像１０２から受信された光信号１０４は、光信号１０４を特定の色と強度を有する複数の画素に変換する光学センサ１０６上にレンズによってフォーカス(focus)される。未処理のデジタルデータは画素を記述する情報を具備している。プロセッサ１１０は未処理デジタル信号１０８のデータを評価し操作して、画像１０２を表す標準化デジタル信号１１２を生成する。標準化デジタル信号１１２は標準知覚色空間、ｓＲＧＢ内のデジタル信号である。ホワイトバランシング手続きに加えて、プロセッサ１１０は色補正のために色補正行列を適用し、色補正された信号を非標準ＲＧＢ色空間からｓＲＧＢ色空間に変換するためにガンマ曲線を適用する。色補正パラメータ１１４は色補正行列を決定し、１以上のガンマ曲線パラメータ１１６はガンマ曲線を定義しているガンマ曲線関数を決定する。下記で議論されるように、色補正パラメータ１１４及びガンマ曲線パラメータ１１６はセンサ最適化手続き中に決定される。
【０００７】
デジタル画像装置１００は任意のカメラ、セルラー(cellular)電話、パーソナル・デジタル・アシスタンス（ＰＤＡ）、ビデオカメラ、カムコーダ（ｃａｍｃｏｒｄｅｒ）、コンピュータあるいは画像１０２をデジタル的に取り込むための光学センサ１０６を有するその他の装置である。光学センサ１０６は、光信号１０４を生成あるいは反射する画像１０２を表しているデジタル信号１０８に受信した光信号１０４を変換する任意の装置である。例示的な実施例において、光学センサ１０６は電荷結合素子（ＣＣＤ）もしくは相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）である。プロセッサ１１０は、ここに述べられている機能の実行に適している任意のプロセッサ、マイクロプロセッサ、コンピュータ、マイクロコンピュータ、プロセッサアレンジメント（arrangement）、あるいは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）である。たいていの状況において、プロセッサ１１０は画像処理機能の実行に加えて、デジタル画像装置１１０の機能および一般的動作を容易にする。プロセッサ１１０は例示的な実施例においてメモリを含んでいる。
【０００８】
図２は本発明の例示的な実施例によるセンサ最適化システム２００のブロック図である。光学センサ１０６が周知の基準ソース(source)２０２から光信号２０４を受信すると、色補正パラメータ１１４及びガンマ曲線パラメータ１１６が光学センサ１０６によって生成されたデジタル基準信号２０６を評価することにより決定される。基準ソース２０２は、例えば、１以上の周知の光源(illuminants)下で周知の反射率を有する１以上のカラーパッチ(colored patches)２１０を含む周知の色チェッカーチャートのような、制御条件下で予測可能な光信号２０４を放射する任意の反射もしくはアクティブ(active)光源であることができる。基準ソース２０２は例示的な実施例においてマクベスカラーチェッカー演色性チャートである。他の基準ソース２０２はいくつかの状況において用いられてもよい。基準ソース２０２が周知の光源を用いて照明されて反射光信号２０４が光学センサ１０６によって取り込まれると、光学センサ１０６はデジタル基準信号２０６を生成する。より均整のとれた基準データを促進するためにマルチプル(multiple)デジタル基準信号を発生するためにマルチプル光源が用いられてもよい。
【０００９】
変換プロセッサ２０８はデジタル基準信号２０６を処理・評価して色補正パラメータ１１４およびガンマ曲線パラメータ１１６を決定する。ホワイトバランシング手続きの実行に加えて、変換プロセッサ２０８は、色補正メトリックを用いて決定された色補正行列を適用することによりデジタル基準信号２０６を色補正する。特別なガンマ曲線関数に関して、共同品質メトリックを適用して、ＲＧＢのような色補正された非標準色空間におけるデジタル基準信号２０６から、ｓＲＧＢのような標準化知覚色空間への最適変換となる適切なガンマ曲線パラメータ１１６を決定する。例示的な実施例において、変換プロセッサ２０８は、ここに述べられている機能、評価及び計算を実行するソフトウエアコードをランさせている（running）デスクトップあるいはラップトップコンピュータのようなコンピュータである。しかし、変換プロセッサ２０８は、ここに述べられている機能の実行に適した任意のプロセッサ、マイクロプロセッサ、コンピュータ、マイクロコンピュータ、プロセッサアレンジメント、あるいは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）である。変換プロセッサ２０８は例示的な実施例においてメモリを含んでいる。
【００１０】
以下で更に詳しく説明されるように、色補正行列がホワイトバランスされた(white balanced)デジタル基準信号に適用された後、変換プロセッサ２０８は標準化色空間と均一人間知覚視覚色空間(uniform human perceptual visual color space)（ＣＩＥＬＡＢ）との関係に基づく色補正メトリックを評価する。色補正メトリックの総（total)コスト関数(cost function）は、色補正を最適化し、最適の色補正パラメータ１１４を決定するために最小化される。例示的な実施例において、色補正メトリックは色部分とノイズ部分とを含み、各部分によるコスト関数への貢献は部分の重みづけを行うことにより操作されてもよい。従って、適切な色補正行列のホワイトバランスされたデジタル基準信号への適用は、非標準ＲＧＢ色空間内の色補正されホワイトバランスされたデジタル基準信号という結果になる。この信号を適切なガンマ曲線関数に適用することにより、信号はｓＲＧＢのような工業用標準化基準色空間に変換される。ガンマ曲線関数用の適切なガンマ曲線パラメータ１１６を決定するために、ガンマ曲線最適化手続きが行われる。
【００１１】
プロセッサは、ホワイトバランスされ色補正されたデジタル基準信号に共同品質メトリックを適用することにより、ガンマ曲線パラメータ１１６を決定するためにガンマ曲線最適化を実行する。特定のガンマ曲線が非標準の、色補正されホワイトバランスされたＲＧＢ信号に適用されるとき、共同品質メトリックは、ＣＩＥＬＡＢのような均一知覚視覚色空間において表わされているデジタル基準信号とＲＧＢ色空間との関係に基づく。共同品質メトリックは色部分とノイズ部分とコントラスト部分とを含んでいる。以下で更に詳しく説明されるように、共同品質メトリックは最適ガンマ曲線パラメータ１１６を決定するために特定ガンマ曲線関数に関して最小化される。例示的な実施例において、ガンマ曲線関数は３つのガンマ曲線関数のうちの１つから選ばれる。ガンマ曲線最適化手続きは、各ガンマ曲線関数及び結果画像の主観的分析に基づいて選択された最終的なガンマ曲線に関して行われてもよい。各ガンマ曲線は、デジタル画像装置１００の異なる条件あるいは適用において望ましい品質を有するガンマ曲線をもたらすトレードオフ(tradeoffs)の異なる組み合わせを提供する。
【００１２】
総コスト関数に対する各部分の貢献を変更するために、色、ノイズ、コントラスト部分の重みづけが行われてもよい。例示的な実施例において、重みづけは少なくとも部分的に特定のガンマ曲線関数に基づいている。従って、１組の重みづけ値はガンマ曲線関数の各タイプに関連していてもよい。
【００１３】
図３は、本発明の例示的な実施例によるデジタル画像補正パラメータを決定する方法のフローチャートである。本方法は、ハードウエア、ファームウエアおよび、またはソフトウエアの任意の組み合わせによって実行されてもよい。例示的な実施例において、本方法はパーソナルコンピュータ（ＰＣ）上でランしているソフトウエアコードによって実施される。技術者は、このＰＣ上でランしているソフトウエアアプリケーションとユーザインターフェースを介して情報を交換する。しかし、いくつかの状況において、本方法は技術者との実時間通信なしで、プロセッサによって実行されてもよい。例えば、デジタル画像装置１００内のプロセッサ１１０は、いくつかの状況において、予めプログラムされた値を用いて変換プロセッサ２０８の機能を実行することができる。
【００１４】
工程３０２において、デジタル基準信号２０６は少なくとも１つの光源に関して取り込まれる。光学センサ１０６は、この光学センサが基準ソース２０２に露出されると、デジタル基準信号２０６を生成する。デジタル基準信号２０６に対応するデジタルデータは変換プロセッサ２０８のメモリに保存される。例示的な実施例において、マクベスカラーチェッカーは、Ｄ６５、Ａ、およびＴＬ８４を含む３つの光源を用いて照明される。各光源に関する結果的な取り込まれたデジタル基準信号２０６のデジタルデータはメモリに保存される。
【００１５】
工程３０４において、ホワイトバランス補償行列が決定されて、ホワイトバランスされた信号３０６を生成するためにデジタル基準信号２０６に適用される。例示的な実施例において、同等の赤、緑および青信号に相当する基準ソース２０２のパッチ２１０に相当するデジタル基準信号２０６の１以上の部分。これらのグレイパッチは、適用されるとグレイパッチの赤、緑、および青信号に関して同等の強度になる適切なホワイトバランス対角行列(diagonal white balance matrix)を決定するために分析される。パッチは異なる光源に関して分析されてもよい。３Ｘ３ホワイトバランス対角行列は、デジタル基準信号２０６に適用されて、該信号をホワイトバランスし、ホワイトバランスされた信号３０６を生成する。
【００１６】
工程３０８において、色補正された信号３１０を生成するために、色補正行列が決定され、ホワイトバランスされた信号３０６に適用される。。色補正メトリックは、ホワイトバランスされた信号３０６に適用されると色補正された信号３１０になる色補正行列を決定するために最小化される。例示的な実施例において、色補正メトリックは色部分とノイズ部分とを含み、コスト関数に対する各部分の貢献は、色重み（Ｗc）とノイズ重み（Ｗn）とによって決定される。色補正メトリック（ＣＥＭ）は以下のように定義される：
【数１７】
2008519490.tif 000003
【００１７】
ここでＷc は色重みであり、Ｗnはノイズ重みであり、ΔＥは標準色レベルと、色補正行列が適用された後の結果的な色レベルとの間の均一知覚視覚色空間内の差異を表し、ここでＮＭ（ノイズメトリック）は色補正された信号のノイズを表している。
【００１８】
付録において更に詳しく説明されるように、ΔＥは、特定光源の下で照明されたときのＣＩＥＬＡＢ色空間中のデジタル基準信号２０６の色とＣＩＥＬＡＢ色空間内の標準色との差異に基づいている。ΔＥは以下のように定義される：
【数１８】
2008519490.tif 000004
【００１９】
ここで、
【数１９】
2008519490.tif 000005
【００２０】
Ｌ1、ａ1、ｂ1及びＬ2、ａ2、ｂ2はそれぞれ、デジタル基準信号２０６の色レベル及び、均一視覚色空間（ＣＩＥＬＡＢ）に変換された基準ソース２０２の標準色レベルである。
【００２１】
ノイズメトリック（ＮＭ）はＣＩＥ  ＤＥ９４フォーマットと同様に定義される：
【数２０】
2008519490.tif 000006
【００２２】
ここでＷaとＷb は精神物理学的実験を介して経験的に決定され、例示的な値は
【数２１】
2008519490.tif 000007
【００２３】
を含み、
【数２２】
2008519490.tif 000008
【００２４】
例示的な実施例において、変換プロセッサ２０８は反復的処理を実行して、Ｄ６５とＡとＴＬ８５を含む３つの光源に関するＣＥＭの総コスト関数を最小化するための式最小化技術(equation minimization technique)を行う。いくつかの状況において、個々のコスト関数は各光源に関して最小化されてもよく、総最小化ＣＥＭと関連した値を決定するために平均された結果でもよい。従って、色補正行列の結果値は例示的な実施例において色補正パラメータ１１４である。
【００２５】
工程３１２において、１以上の選択されたガンマ曲線関数に関する最適ガンマ値が決定される。共同品質メトリック、すなわちＱjＭは、選択されたガンマ曲線関数のガンマの最適値を決定するために最小化される。例示的な実施例において、共同品質は３つのガンマ曲線関数に関して最小化され、結果となるｓＲＧＢはコンピュータディスプレイを介して表示される。技術者は、表示された画像に基づいて好ましいガンマ曲線関数を選択する。任意の数のガンマ曲線関数はも技術者の好み(preference)以外の基準によって評価されることができ、また、選択されることができる。３つの例示的なガンマ関数はコントラストと色とノイズとの間のさまざまな妥協点(compromises)を提供し、また以下を含んでいる：
Ｑカーブ-
【数２３】
2008519490.tif 000009
【００２６】
パワー関数-
【数２４】
2008519490.tif 000010
【００２７】
Ｓ字形(sigmoid)ｓカーブ-
【数２５】
2008519490.tif 000011
【００２８】
多くのガンマ曲線関数の任意のものが使用可能であり、付録では３つの例示的な関数がさらに詳しく説明されている。
【００２９】
共同品質メトリックは色部分とノイズ部分とコントラスト部分とを含み、以下のように定義される：
【数２６】
2008519490.tif 000012
【００３０】
性能トレードオフは、色再生精度(accuracy)、ノイズメトリック、および局所コントラスト差異に関する重みづけをそれぞれ示す適切な重み｛Ｗc 、Ｗn、Ｗg｝を選択することによって調節される。例示的な実施例において、ガンマ曲線は、これらの光源の曲線のバランスをとるために、マルチプル光源の下で標準基準ソース２０２の画像を撮影することによって決定される。光源は、ＣＩＥ  Ｄ６５やＣＩＥ  Ａのような異なる特性及び、そのシミュレーションＴＬ８４が商業用光ブース(commercial light booth)において広く実施されている、Ｆ１１のような、１つの典型的な螢光光源を用いて選択される。マルチプル光源を考慮に入れると、総コスト関数は
【数２７】
2008519490.tif 000013
【００３１】
ここで、光源重みづけ係数｛ＷD、ＷA、ＷF｝が光源の重要性を反映するために選択される。いくつかの状況において、重みづけは均一であり、その結果各光源からの同等の貢献とになってもよい。
【００３２】
上記の式（８）において、メトリックの色部分は式（２）によって定義され、ノイズ部分は式（３）によって定義され、コントラスト部分は下記によって定義される：
【数２８】
2008519490.tif 000014
【００３３】
ここで、係数Ｗca、Ｗcb は輝度チャネル及びクロミナンス(chrominance)チャネルに関する人間視覚システムの異なる感度(sensitivities)に対応するように選択される。だいていの状況において、人間視覚システムはクロミナンスチャネルよりも輝度チャネルに関してより高いコントラスト感度を有する。式（１０）における輝度チャネル中のコントラスト差異は下記のように定義される：
【数２９】
2008519490.tif 000015
【００３４】
例示的な実施例において、変換プロセッサ２０８は反復的処理を実行して、共同品質メトリック（８）の総コスト関数を最小化するための式最小化技術を行う。ホワイトバランスされ色補正されたデジタル信号は異なるガンマ値に関して評価され、ガンマ曲線調節信号（ｓＲＧＢ）３１４の共同品質メトリック（８）の最小コスト関数になるガンマ値を決定する。従って、ガンマ曲線パラメータ１１６はガンマ曲線関数（５）あるいは（６）におけるｋ、もしくはガンマ曲線関数（７）におけるγのようなガンマ値である。
【００３５】
従って、例示的な実施例において、技術者はパーソナルコンピュータ（ＰＣ）上でランしているソフトウエアコードにより、ホワイトバランシング、色補正及びガンマ曲線調節後の結果的なデジタル画像の色、ノイズ及びコントラストを考慮にいれた共同品質メトリックを用いてガンマ曲線パラメータ１１６を決定することにより光学センサのガンマ曲線を最適化することができる。マクベスカラーチェッカーチャートのような基準ソースを用いて取り込まれたデジタル基準信号はホワイトバランスされ、色補正されて、非標準ＲＧＢ信号を生成する。ソフトウエアコードは、色部分とノイズ部分とコントラスト部分とを含む共同品質メトリックの最小化を行う。色部分は、均一な知覚色空間となる標準色と非標準ＲＧＢ信号へのカンマ曲線の適用の結果生じる色との差異に基づいている。その後、最適ガンマ値はデジタル画像装置１００において使用される。
【００３６】
従って、本発明の方法及び装置は少なくとも部分的に、フロッピー（登録商標）ディスケット(diskettes)、ＣＤ−ＲＯＭｓ、ハードドライブ、ランダムアクセスあるいは読取り専用メモリや、他の機械可読保存媒体のような有形(tangible)媒体に組入れられているプログラム論理またはプログラムコード（すなわち、命令）の形をとっている。プログラムコードがコンピュータのような機械中にロードされて実行されると、当該機械は本発明を実施する装置になる。本発明の方法及び装置はまた、例えば、電気配線またはケーブルによって、光ファイバを通って、あるいは任意の他の送信形態を介して等、電気配線やケーブルのようないくつかの送信媒体によって送信されるプログラムコードという形態で組入れられてもよい。プログラムコードがコンピュータのような機械によって受信されてロードされ、実行されると、当該機械は本発明を実施する装置になる。汎用プロセッサ上で実施されると、プログラムコードはプロセッサと組み合わさり、特定論理回路に相似して動作する独自の装置を提供する。
【００３７】
これらの教示を考慮すると、本発明の他の実施例と改良が当業者に容易に認識されることは明らかである。上記記述は説明的なものであって限定的なものではない。本発明は、添付された請求項によってのみ限定され、これら請求項は上記明細書及び付随する図面と関連して考察されたときにすべてのそのような実施例と改良を含む。従って、本発明の技術的範囲は上記記載を参照して決定されるべきではなく、添付された請求項とその同等物の全技術的範囲とを参照して決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の例示的な実施例による、標準化デジタル画像を再生するデジタル画像装置のブロック図。
【図２】本発明の例示的な実施例による、センサ最適化システムのブロック図。
【図３】本発明の例示的な実施例による、デジタル画像補正パラメータの決定方法のフローチャート。
【図１】
2008519490.tif 000032
【図２】
2008519490.tif 000033
【図３】
2008519490.tif 000034
【国際調査報告】
2008519490.tif 000035
2008519490.tif 000036