(57)【要約】【課題】簡単な構成のデジタル処理回路によって色再現、階調特性に優れた画像処理を実現する。【解決手段】フイルム画像をラインセンサによって読み取り、該ラインセンサの出力電圧をＡ／Ｄコンバータで点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に変換したのち、該Ｒ，Ｇ，Ｂデジタル信号をデジタル処理するフイルムスキャナの画像信号処理方法において、任意のフイルム画像のスキャン時にＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号別にそれぞれ基準最大値及び基準最小値を検出するとともに、これらの基準最大値及び基準最小値に基づいてＲ，Ｇ，Ｂ毎のオフセット値及びゲイン量を予め算出しておき、前記任意のフイルム画像の再スキャン時に、加算器２１によってＡ／Ｄコンバータから出力される点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に対して前記算出したＲ，Ｇ，Ｂ毎のオフセット値を加算する。その後、乗算器２３によって前記オフセットされた点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に対して前記算出したＲ，Ｇ，Ｂ毎のゲイン量を乗算し、白バランス及び黒バランスを合わせる。【選択図】　　　　　図８
2004007730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像済みスチル写真フイルムを一定の速度で搬送するとともに該フイルムの画像をラインセンサによって読み取り、該ラインセンサの出力電圧をＡ／Ｄコンバータで点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に変換したのち、該Ｒ，Ｇ，Ｂデジタル信号をデジタル処理するフイルムスキャナの画像信号処理方法において、
（ａ）前記フイルムの任意のフイルム画像のスキャン時にＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号別にそれぞれ基準最大値及び基準最小値を検出するとともに、これらの基準最大値及び基準最小値に基づいてＲ，Ｇ，Ｂ毎のオフセット値及びゲイン量を算出する工程と、
（ｂ）前記任意のフイルム画像の再スキャン時に前記Ａ／Ｄコンバータから出力される点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に対して前記算出したＲ，Ｇ，Ｂ毎のオフセット値を加算する工程と、
（ｃ）前記オフセットされた点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に対して前記算出したＲ，Ｇ，Ｂ毎のゲイン量を乗算する工程と、
を実行することにより白バランス及び黒バランスを合わせることを特徴とするフイルムスキャナの画像信号処理方法。
【請求項２】
前記工程（ａ）と（ｂ）との間に、白ピークレベルを示す所定値から前記オフセットされた点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号を減算することによりネガポジ反転する工程を設けたことを特徴とする請求項１のフイルムスキャナの画像信号処理方法。
【請求項３】
前記工程（ａ）における基準最大値及び基準最小値は、１画面をｍ×ｎに分割された画素群毎に積算する積算ブロックから得られるｍ×ｎ個の積算値の中から算出される基準最大値及び基準最小値である請求項１又は２のフイルムスキャナの画像信号処理方法。
【請求項４】
信号レベルに対応したガンマ補正値が予め記憶されているルックアップテーブルを設けるとともに、前記ガンマ補正値と乗算することにより該ガンマ補正値を伸長又は圧縮するためのガンマゲインを各色別に設定し、
前記工程（ｃ）の次に、
（ｄ）順次入力するＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に基づいて前記ルックアップテーブルから順次ガンマ補正値を読み出すとともに、その読み出されたガンマ補正値がいずれの色のデジタル信号に対応するかに応じて前記各色別のガンマゲインから対応するガンマゲインを選択する工程と、
（ｅ）前記読み出されたガンマ補正値と前記選択されたガンマゲインとを乗算し、前記順次入力するＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号から前記乗算によって伸長又は圧縮したガンマ補正値を減算する工程と、
を実行することにより点順次で各色別にガンマ補正するようにしたことを特徴とする請求項１、２又は３のフイルムスキャナの画像信号処理方法。
【請求項５】
前記フイルム画像の明るさに基づいて前記各色別のガンマゲインを決定することを特徴とする請求項４のフイルムスキャナの画像信号処理方法。
【請求項６】
点順次で入力するフイルム画像のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号のガンマ補正方法において、
（ａ）信号レベルに対応したガンマ補正値が予め記憶されているルックアップテーブルを設けるとともに、前記ガンマ補正値と乗算することにより該ガンマ補正値を伸長又は圧縮するためのガンマゲインを各色別に設定する工程と、
（ｂ）順次入力するＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に基づいて前記ルックアップテーブルから順次ガンマ補正値を読み出すとともに、その読み出されたガンマ補正値がいずれの色のデジタル信号に対応するかに応じて前記各色別のガンマゲインから対応するガンマゲインを選択する工程と、
（ｃ）前記読み出されたガンマ補正値と前記選択されたガンマゲインとを乗算し、前記順次入力するＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号から前記乗算によって伸長又は圧縮したガンマ補正値を減算する工程と、
を実行することにより点順次で各色別にガンマ補正するようにしたことを特徴とするガンマ補正方法。
【請求項７】
前記フイルム画像の明るさに基づいて前記各色別のガンマゲインを決定することを特徴とする請求項６のガンマ補正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフイルムスキャナの画像信号処理方法及びガンマ補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フイルムの画像をＣＣＤラインセンサを用いて取り込むようにしたフイルムスキャナが提案されている（特許文献１）。
【０００３】
この種のフイルムスキャナでネガ画像をポジ画像に変換する際には、ネガ画像のばらつきが問題となり、特許文献２に記載の信号処理回路では、アナログ処理で対応している。即ち、３種類の色信号のそれぞれの最大レベル、最小レベルを検出し、３種類の色信号の最大レベル及び最小レベルが相互に等しくなるように、２種類の色信号に対してそれぞれ設けられた可変ゲイン増幅回路及びレベル調整回路（クランプ回路）を調整することにより、白バランス及び黒バランスを合わせるようにしている。
【０００４】
また、特許文献２に記載の信号処理回路では、３種類の色信号の階調特性を揃えるガンマ補正回路が各色信号別に設けられている。しかし、撮影時の露光がアンダーもしくはオーバーなネガ画像は、階調特性が異なり、ガンマ特性も異なる。そこで、特許文献３に記載の信号処理回路では、シーンによるガンマ特性の違いを補償するために可変ガンマを用いた画像信号処理を行っている。この信号処理は、アナログ処理で、ニー特性をもつガンマ補正回路の前段及び後段にそれそれ可変ゲイン増幅回路を設け、これらの可変ゲイン増幅回路のゲインを調整することによりガンマを変えるようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６３−３９２６７号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平４−１０７０８２号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開平４−１０７０８３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のＲ，Ｇ，Ｂ信号の白バランス及び黒バランスを合わせる回路は、Ｒ，Ｇ，Ｂの信号処理系に設けられ、ネガポジ反転回路及びガンマ補正回路は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号処理系に設けられており、処理回路が多く複雑であるという問題がある。
【０００９】
また、露出オーバーのネガとアンダーのネガとでは、被写体輝度に対する階調特性が異なるが、特許文献３に記載のガンマ補正では、被写体輝度に応じてガンマを変えていないため、中間調に色つきの問題が生じる。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成のデジタル処理回路によって色再現、階調特性に優れた画像処理を実現することができるフイルムスキャナの画像信号処理方法及びガンマ補正方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は、現像済みスチル写真フイルムを一定の速度で搬送するとともに該フイルムの画像をラインセンサによって読み取り、該ラインセンサの出力電圧をＡ／Ｄコンバータで点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に変換したのち、該Ｒ，Ｇ，Ｂデジタル信号をデジタル処理するフイルムスキャナの画像信号処理方法において、（ａ）前記フイルムの任意のフイルム画像のスキャン時にＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号別にそれぞれ基準最大値及び基準最小値を検出するとともに、これらの基準最大値及び基準最小値に基づいてＲ，Ｇ，Ｂ毎のオフセット値及びゲイン量を算出する工程と、（ｂ）前記任意のフイルム画像の再スキャン時に前記Ａ／Ｄコンバータから出力される点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に対して前記算出したＲ，Ｇ，Ｂ毎のオフセット値を加算する工程と、（ｃ）前記オフセットされた点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に対して前記算出したＲ，Ｇ，Ｂ毎のゲイン量を乗算する工程と、を実行することにより白バランス及び黒バランスを合わせることを特徴としている。
【００１２】
また、前記工程（ａ）と（ｂ）との間に、白ピークレベルを示す所定値から前記オフセットされた点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号を減算することによりネガポジ反転する工程を設けたことを特徴としている。
【００１３】
更に、信号レベルに対応したガンマ補正値が予め記憶されているルックアップテーブルを設けるとともに、前記ガンマ補正値と乗算することにより該ガンマ補正値を伸長又は圧縮するためのガンマゲインを各色別に設定し、前記工程（ｃ）の次に、（ｄ）順次入力するＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に基づいて前記ルックアップテーブルから順次ガンマ補正値を読み出すとともに、その読み出されたガンマ補正値がいずれの色のデジタル信号に対応するかに応じて前記各色別のガンマゲインから対応するガンマゲインを選択する工程と、（ｅ）前記読み出されたガンマ補正値と前記選択されたガンマゲインとを乗算し、前記順次入力するＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号から前記乗算によって伸長又は圧縮したガンマ補正値を減算する工程と、を実行することにより点順次で各色別にガンマ補正するようにしたことを特徴としている。
【００１４】
更にまた、前記フイルム画像の明るさに基づいて前記各色別のガンマゲインを決定することを特徴としている。
【００１５】
本発明によれば、現像済みスチル写真フイルムを一定の速度で搬送するとともに該フイルムの画像をラインセンサによって読み取り、該ラインセンサの出力電圧をＡ／Ｄコンバータで点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に変換したのち、該Ｒ，Ｇ，Ｂデジタル信号をデジタル処理するフイルムスキャナの画像信号処理方法において、任意のフイルム画像のスキャン時にＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号別にそれぞれ基準最大値及び基準最小値を検出するとともに、これらの基準最大値及び基準最小値に基づいてＲ，Ｇ，Ｂ毎のオフセット値及びゲイン量を予め算出しておき、前記任意のフイルム画像の再スキャン時に前記Ａ／Ｄコンバータから出力される点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に対して前記算出したＲ，Ｇ，Ｂ毎のオフセット値を加算する。その後、オフセットされた点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に対して前記算出したＲ，Ｇ，Ｂ毎のゲイン量を乗算することにより白バランス及び黒バランスを合わせるようにしている。
【００１６】
また、白ピークレベルを示す所定値から前記オフセットされた点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号を減算することによりネガポジ反転するようにしている。更に、信号レベルに対応したガンマ補正値が予め記憶されているルックアップテーブルを設けるとともに、前記ガンマ補正値と乗算することにより該ガンマ補正値を伸長又は圧縮するためのガンマゲインを各色別に設定し、順次入力するＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に基づいて前記ルックアップテーブルから順次ガンマ補正値を読み出すとともに、その読み出されたガンマ補正値がいずれの色のデジタル信号に対応するかに応じて前記各色別のガンマゲインから対応するガンマゲインを選択し、前記読み出されたガンマ補正値と前記選択されたガンマゲインとを乗算し、前記順次入力するＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号から前記乗算によって伸長又は圧縮したガンマ補正値を減算することにより点順次で各色別にガンマ補正するようにしている。更にまた、前記フイルム画像の明るさに基づいて各色別のガンマゲインを決定するようにし、アンダーネガやオーバーネガにかかわわらず、中間調において良好なグレーバランスがとれるようにしている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るフイルムスキャナの画像信号処理方法及びガンマ補正方法の好ましい実施例を詳説する。
【００１８】
図１は本発明が適用されるフイルムスキャナの一実施例を示す要部ブロック図である。このフイルムスキャナは、主として照明用の光源１０、撮影レンズ１２、ＣＣＤラインセンサ１４、アナログアンプ１６、Ａ／Ｄコンバータ１８、デジタル信号処理回路２０、モータ３１、キャプスタン３２及びピンチローラ３３を含むフイルム駆動装置、中央処理装置（ＣＰＵ）４０等を備えている。
【００１９】
光源１０は、フイルムカートリッジ５０内から引き出される現像済みのネガフイルム５２を図示しない赤外カットフィルタを介して照明し、フイルム５２を透過した透過光は、撮影レンズ１２を介してＣＣＤラインセンサ１４の受光面に結像される。
【００２０】
ＣＣＤラインセンサ１４は、フイルム搬送方向と直交する方向に１０２４画素分の受光部が配設されており、ＣＣＤラインセンサ１４の受光面に結像された画像光は、Ｒ，Ｇ，Ｂフィルタが設けられて各受光部で電荷蓄積され、光の強さに応じた量のＲ，Ｇ，Ｂの信号電荷に変換される。このようにして蓄積されたＲ，Ｇ，Ｂの電荷は、ＣＣＤ駆動回路１５から加えられる１ライン周期のリードゲートパルスが加えられると、シフトレジスタに転送されたのちレジスタ転送パルスによって順次電圧信号として出力される。また、このＣＣＤラインセンサ１４は、各受光部に隣接してシャッターゲート及びシャッタードレインが設けられており、このシャッターゲートをシャッターゲートパルスによって駆動することにより、受光部に蓄積された電荷をシャッタードレインに掃き出すことができる。即ち、このＣＣＤラインセンサ１４は、ＣＣＤ駆動回路１５から加えられるシャッターゲートパルスに応じて受光部に蓄積する電荷を制御することができる、いわゆる電子シャッター機能を有している。
【００２１】
上記ＣＣＤラインセンサ１４から読み出されたＲ，Ｇ，Ｂ電圧信号は、図示しないＣＤＳクランプによってクランプされてアナログアンプ１６に加えられ、ここで後述するようにゲインが制御される。アナログアンプ１６から出力される１コマ分のＲ，Ｇ，Ｂ電圧信号はＡ／Ｄコンバータ１８によって点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に変換されたのち、デジタル信号処理回路２０によって後述する白バランス、黒バランス、ネガポジ反転、ガンマ補正等が行われたのち、図示しない画像メモリに記憶される。
【００２２】
尚、画像メモリに記憶された１コマ分のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号は、繰り返し読み出され、Ｄ／Ａコンバータによってアナログ信号に変換されたのち、エンコーダでＮＴＳＣ方式の複合映像信号に変換されてモニタＴＶに出力される。これにより、モニタＴＶによってフイルム画像を見ることができるようになる。
【００２３】
フイルム駆動装置は、フイルムカートリッジ５０のスプール５０Ａと係合し、そのスプール５０Ａを正転／逆転駆動するフイルム供給部と、このフイルム供給部から送出されるフイルム５２を巻き取るフイルム巻取部と、フイルム搬送路に配設され、フイルム５２をモータ３１によって駆動されるキャプスタン３２とピンチローラ３３とで挟持してフイルム５２を所望の速度で搬送する手段とから構成されている。尚、上記フイルム供給部は、フイルムカートリッジ５０のスプール５０Ａを図１上で時計回り方向に駆動し、フイルム先端がフイルム巻取部によって巻き取られるまでフイルムカートリッジ５０からフイルム５２を送り出すようにしている。
【００２４】
ＣＰＵ４０は、モータ回転数／方向制御回路３４を通じてモータ３１の正転／逆転、起動／停止、パルス幅変調によるフイルム搬送速度の制御を行う。そして、例えば９．２５ｍｍ／秒の速度を標準のフイルム画像を取り込む時の搬送速度とすると、標準速度の１／２倍速（４．６２５ｍｍ／秒）の低速から１６倍速（１４８．０ｍｍ／秒）の高速まで速度制御することができるようになっている。尚、１コマのフイルム搬送方向と同方向の画素数は、ＣＣＤ駆動回路１５のリードゲートパルス等の周期を変更しない場合にはフイルム搬送速度に応じて変化し、例えば、１／２倍、１倍、８倍、１６倍の各速度における画素数は、１７９２画素、８９６画素、１１２画素、５６画素である。
【００２５】
次に、このフイルムスキャナの露出制御方法について説明する。
【００２６】
先ず、フイルムカートリッジ５０がカートリッジ収納部（図示せず）にセットされ、フイルムカートリッジ５０からフイルム５２が送り出されてフイルム先端がフイルム巻取部の巻取軸に巻き付けられると（フイルムローディングが完了すると）、フイルム５２のプリスキャンを実行する。即ち、フイルム５２を１６倍速の高速で順方向（図４上で右方向）に搬送し、続いて１６倍速の高速で逆方向に巻き戻す。上記プリスキャン時には、ＣＣＤラインセンサ１４、アナログアンプ１６及びＡ／Ｄコンバータ１８を介して積算ブロック４１に点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号が取り込まれる。
【００２７】
ここで、フイルム搬送速度は１６倍速であるため、１コマのフイルム搬送方向の画素数は、５６画素となっている。また、ＣＣＤラインセンサ１４は、前述したようにフイルム搬送方向と直交する方向に１０２４画素分の受光部を有しているが、１／３２に間引くことにより１コマのフイルム搬送方向と直交する方向の画素数は、３２画素となっている。図２（Ａ）は１コマのフイルム画像における上記積算ブロック４１での積算エリアを示している。即ち、１コマ（５６×３２画素）は８×８の積算エリアに分割されており、積算ブロック４１はの各積算エリア別にデジタル信号を積算し、その積算値をＣＰＵ４０に出力する。尚、１つの積算エリアは、７×４画素からなっている。
【００２８】
ＣＰＵ４０は、積算ブロック４１から入力する積算値に基づいて、図２（Ｂ）に示すように６つの領域毎の平均輝度値を求める。そして、露出制御のための測光値は、中心の領域１の平均輝度値と、この輝度値に近い周辺領域の輝度値を加算平均して算出する。尚、中心の領域１の平均輝度値は、その周辺領域の輝度値に比べて大きな重み付けがされている。
【００２９】
ＣＰＵ４０は上記のようにして各コマの明るさを示す測光値をそれぞれ算出し、これらの測光値をＣＰＵ内蔵のランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）４０Ａに記憶する。そして、各コマの測光値は、各コマを本スキャンする際の露出制御時に使用される。
【００３０】
さて、このフイルムスキャナにおける露出制御は、以下の３つの手段によって行われる。
【００３１】
ＣＣＤラインセンサ１４は、前述したように電子シャッター機能を有しており、ＣＰＵ４０からＣＣＤ駆動回路１５を介してシャッター量が制御され、これによって露出時間が制御される。尚、本実施例では電子シャッターのシャッター量可変範囲は、２０％〜１００％までとなっている。
【００３２】
また、ＣＰＵ４０は、本スキャン時に、モータ回転数／方向制御回路３４及びモータ３１を通じてフイルム５２が１倍速から１／２倍速までの範囲の任意の速度で搬送されるように制御することができるようになっている。一方、モータ３１の軸には、スリット付きの円盤３５が取り付けられており、この円盤３５のスリットを検出するフォトディテクタ３６は、モータの回転速度を示すパルス信号をタイミングジェネレータ３７に出力する。そして、タイミングジェネレータ３７は、本スキャン時には上記入力するパルス信号によってモータ３１の回転に同期したパルス信号を発生する。タイミングジェネレータ３７から発生されるパルス信号は、ＣＣＤ駆動回路１５、Ａ／Ｄコンバータ１８、デジタル信号処理回路２０等に加えられ、これにより各回路は駆動速度が制御されるとともに同期がとられている。
【００３３】
即ち、フイルム搬送速度を変更することにより、ＣＣＤ駆動回路１５からＣＣＤラインセンサ１４に出力されるリードゲートパルス、シャッターゲートパルス、レジスタ転送パルスの周期も自動的に変更される。尚、１倍速の本スキャン時には、１コマのフイルム搬送方向と同方向の画素数は８９６画素となるが、フイルム搬送速度を変更してもＣＣＤ駆動回路１５のリードゲートパルス等の周期も自動的に変更されるため、画素数の変動はない。
【００３４】
このようにフイルム搬送速度を１倍速から１／２倍速に変更することにより、露出時間を１００％から２００％の範囲で変更することができる。尚、タイミングジェネレータ３７の制御方法としては、上記実施例に限らず、図５に示すようにタイミングジェネレータ３７の元クロック周波数をモータ回転数に合わせて位相同期ループ（ＰＬＬ）３８で可変としてもよい。
【００３５】
更に、ＣＣＤラインセンサ１４の後段に設けられているアナログアンプ１６は、ＣＰＵ４０からのゲイン制御信号によってゲインが制御されるが、本実施例ではアンプゲインの可変範囲は６ｄＢから１８ｄＢ（２〜８倍）となっている。このアナログアンプ１６の最低ゲインは、次式、
2004007730.tif 000003
で決定される。尚、以後、ｍｉｎ（ＣＣＤ定格出力電圧，アナログアンプ定格入力電圧）をＣＣＤ適正出力電圧と呼ぶ。ＣＣＤ出力がＣＣＤ適正出力電圧なら、アンプゲインを最低ゲインに設定すれば、Ａ／Ｄコンバータ１８への入力電圧は適正（定格入力電圧）となり、ＳＮも最良となる。
【００３６】
次に、本スキャンしようとするコマの測光値に基づいてＣＣＤラインセンサ１４の電子シャッター、フイルム搬送速度及びアンプゲインを総合的に制御する場合について説明する。
【００３７】
図３は電子シャッター、フイルム搬送速度及びアンプゲインを総合的に制御する場合の一実施例を示すグラフであり、ネガ露光量（測光値）に対する各パラメータの設定値の変化、及びＣＣＤラインセンサのＭＡＸ出力電圧の関係を示している。同図に示すように、アンダーのネガは透過率が高いため、ネガ搬送速度は１倍速、アナログアンプのゲインは最低ゲイン（６ｄＢ）とし、電子シャッターによる制御のみでＣＣＤ出力電圧がＣＣＤ適正出力電圧になるように調節する。そして、ネガがオーバーになる（ネガ透過率が低下する）にしたがって電子シャッターの開放率を増大していき、透過率の低下に対応させる。
【００３８】
電子シャッターの開放率が１００％になると、その後はネガの搬送速度によりＣＣＤラインセンサ１４の受光量（露出時間）を調節する。即ち、電子シャッターの開放率を１００％に固定し、アンプゲインを最低ゲインとし、ネガがオーバーになるにしたがって搬送速度を低下させる。
【００３９】
搬送速度による調節範囲が限界（１／２倍速）となり、更にネガがオーバーになると、電子シャッターの開放率を１００％、搬送速度を最低速（１／２倍速）に固定し、アナログアンプゲインのみを調節することにより、Ａ／Ｄコンバータ１８の入力電圧が適正（定格入力電圧）になるようにする。
【００４０】
尚、図３中、ネガ露光量の大きさに対応して区分した領域▲１▼、▲２▼、▲３▼のうち、領域▲１▼は電子シャッターのみによる調節領域であり、領域▲２▼は搬送速度のみによる調節領域であり、領域▲３▼はアナログアンプゲインのみによる調節領域を示す。同図に示すように領域▲１▼〜▲２▼においては、ＣＣＤラインセンサのＭＡＸ出力電圧がＣＣＤ適正出力電圧（一定）となっているため、最良のＳＮが得られる。領域▲３▼においては、ＣＣＤラインセンサのＭＡＸ出力電圧がＣＣＤ適正出力電圧に満たない分をアナログアンプのアンプゲインで補うようにしているため、ネガがオーバーになるにしたがってＳＮは低下する。但し、Ａ／Ｄコンバータの定格入力レンジは最大に使用しているので、Ａ／Ｄ変換時の分解能は低下しない。
【００４１】
図４は電子シャッター、フイルム搬送速度及びアンプゲインを総合的に制御する場合の他の一実施例を示すグラフである。この実施例では、ネガの搬送速度を連続可変とせず、１倍速と１／２倍速の２段切り換えとしている。尚、領域▲１▼及び▲３▼における調節は、図３に示した実施例と同様なため、領域▲２▼における調節について説明する。
【００４２】
電子シャッターの開放率が１００％になり、領域▲２▼の制御に移行すると、直ちにネガ搬送速度を１／２倍速に低下させるとともに、一旦１００％に達した電子シャッターの開放率を５０％にする。そして、ネガ搬送速度を１／２倍速に固定した状態で、電子シャッターによる制御でＣＣＤ出力電圧がＣＣＤ適正出力電圧になるように調節する。そして、ネガがオーバーになり、再び電子シャッターの開放率が１００になると、その後は領域▲３▼のアナログアンプゲインによる調節を行う。
【００４３】
また、上記のようにネガ搬送速度を２段切り換えとすることにより、タイミングジェネレータ３７の構成を簡略化することができる。即ち、モータ３１の回転に同期させたり、ＰＬＬを使用したりせずに、元クロック周波数をそのまま使用するか又は１／２分周することにより、ネガ搬送速度の切り換えに応じたタイミング信号を発生させることができる。しかし、領域▲２▼に画像を読み取る場合、図３の場合と比較してスキャン速度が遅くなるという欠点がある。
【００４４】
次に、白バランス、黒バランス、ネガポジ反転、ガンマ補正等を行うデジタル信号処理回路２０について説明する。
【００４５】
先ず、白バランス及び黒バランスを合わせるために使用するオフセット値、ゲイン量の算出方法について説明する。
【００４６】
ＣＰＵ４０は、プリスキャン時に積算ブロック４１を通して得られるヒストグラム値（図示せず）を入力しているが、これらのヒストグラム値のうちからＲ，Ｇ，Ｂ毎にそれぞれ基準最大値及び基準最小値を検出する。そして、オフセット値及びゲイン量は、これらの基準最大値及び基準最小値に基づいて、次式、
オフセット値＝１０２３−Ｒｍａｘ　　　　　　　　　　　　…（１）
ゲイン量＝１０２３／（Ｒｍａｘ　−Ｒｍｉｎ　）　　　　　　　…（２）
により算出する。
【００４７】
尚、式（１）、（２）は、Ｒに関するものであるが、他の色チャンネルも同様にして算出する。また、ここでは、Ｒ，Ｇ，Ｂデジタル信号は１０ビットとして表しており、１０２３はその最大値である。
【００４８】
そして、本スキャン時にＡ／Ｄコンバータ１８から出力されるオリジナルＲｏｒｇ　に対して、次式、
Ｒ１＝Ｒｏｒｇ　＋オフセット値　　　　　　　　　　　　…（３）
に示すようにＲのオフセット値を加算することによって黒点オフセットされたデジタル信号Ｒ１を得る。Ｇ，Ｂのオリジナルについても同様の処理を行うことににより、Ｒ，Ｇ，Ｂデジタル信号のピーク値（ポジ画像の黒）を合わせる（図６（Ａ）参照）。
【００４９】
続いて、上記オフセットされたデジタル信号Ｒ１に対して、次式、
Ｒ２＝１０２３−Ｒ１　　　　　　　　　　　　　　　…（４）
の演算を実行することにより、ネガポジ反転を行う（図６（Ｂ）参照）。
【００５０】
次に、ネガポジ反転されたデジタル信号Ｒ２に対して、式（２）で求めたゲイン量を、次式に示すように乗算することにより、
Ｒ３＝Ｒ２×ゲイン量　　　　　　　　　　　　　　　…（５）
Ｒ，Ｇ，Ｂデジタル信号の他方のピーク値（ポジ画像の白）を合わせる（図６（Ｃ）参照）。
【００５１】
最後に、ゲイン量が乗算されたＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号にそれぞれ異なるガンマ補正をかけることにより、グレーを合わせる（図６（Ｄ）参照）。
【００５２】
次に、上記ガンマ補正について更に詳細に説明する。
【００５３】
先ず、ガンマ補正をする際の基準となるルックアップテーブル（以下、ベースＬＵＴという）を準備する。
【００５４】
このベースＬＵＴは、図７（Ａ）に示すように関数ｙ＝ｘから適当なガンマ特性を示す実際のルックアップテーブル（以下、実際のＬＵＴという）を差し引いた差分値（ガンマ補正値）をもっている。このベースＬＵＴに対して、ガンマゲインを乗算することにより、ベースＬＵＴを変化させることができる（図７（Ｂ）参照）。これにより１つのベースＬＵＴから適宜のガンマゲインを乗算することにより、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎にガンマ補正値が伸長又は圧縮されたＬＵＴを得ることができる。尚、関数ｙ＝ｘからそれぞれＲ，Ｇ，Ｂ毎にガンマ補正値が伸長又は圧縮されたＬＵＴを差し引くことにより、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の実際のＬＵＴを得ることができる（図７（Ｃ）参照）。
【００５５】
従って、前述した式（３）〜（５）によって白バランス及び黒バランスが合わされ、ネガポジ反転された点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に対してガンマ補正を行う場合には、点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に基づいて前記ベースＬＵＴから順次ガンマ補正値を読み出し、そのガンマ補正値にＲ，Ｇ，Ｂ毎のガンマゲインを乗算して適宜伸長又は圧縮したガンマ補正値を求め、点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号から色別に伸長又は圧縮したガンマ補正値を減算することにより点順次で各色別にガンマ補正を行うことができる。
【００５６】
図８は図１に示したデジタル信号処理回路２０の内部構成を含むブロック図である。このデジタル信号処理回路２０は上述したデジタル信号処理を行うもので、主として加算器２１、２２、２４、乗算器２３、２６、及びベースＬＵＴ２５から構成されている。加算器２１には、Ａ／Ｄコンバータ１８から点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号ＣＭＰＡＤ　が入力している。尚、デジタル信号ＣＭＰＡＤ　は、図９（Ａ）に示すようにクロックＣＨＣＬＫ　（図９（Ｂ））にしたがって時系列的にＲ，Ｇ，Ｂ，Ｇと流れている。
【００５７】
一方、ＣＰＵ４０は、式（１）及び（２）に示したようにＲ，Ｇ，Ｂ毎にオフセット値（Ｒｏｆｆｓｅｔ，　Ｇｏｆｆｓｅｔ，Ｂｏｆｆｓｅｔ）及びゲイン量（Ｒｗｂｇａｉｎ，　Ｇｗｂｇａｉｎ，Ｂｗｂｇａｉｎ）を算出して記憶するとともに、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎にガンマゲイン（Ｒｇａｍｇａｉｎ，Ｇｇａｍｇａｉｎ，Ｂｇａｍｇａｉｎ　）を記憶している。また、これらのオフセット値等は、各コマ毎に記憶されている。そして、アドレスデーコダ４２によって本スキャンしようとするコマに対応するオフセット値等が選択され、図８中のＩＮＴＤＡＴＡ　によってＲ，Ｇ，Ｂのオフセット値はレジスタ４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂに格納され、Ｒ，Ｇ，Ｂのゲイン量はレジスタ４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂに格納され、Ｒ，Ｇ，Ｂのガンマゲインはレジスタ４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂに格納される。尚、これらのレジスタには、１コマ分のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号が処理されるまで保持される。
【００５８】
レジスタ４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂに格納されたオフセット値（Ｒｏｆｆｓｅｔ，　Ｇｏｆｆｓｅｔ，Ｂｏｆｆｓｅｔ）はマルチプレクサ４６に加えられており、マルチプレクサ４６の他の入力にはクロックＣＨＣＬＫ　（図９（Ｂ））を分周して作成されたタイミング信号ＩＮＴＣＯＬＳＬ０，１（図９（Ｃ），（Ｄ））が加えられている。マルチプレクサ４６は、タイミング信号ＩＮＴＣＯＬＳＬ０，１によって３つのオフセット値からいずれか１つのオフセット値を選択し、この選択したオフセット値（図９（Ｅ））をデジタル信号処理回路２０の加算器２１の他の入力に出力する。
【００５９】
同様にして、マルチプレクサ４７は、レジスタ４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂから入力する３つのゲイン量（Ｒｗｂｇａｉｎ，　Ｇｗｂｇａｉｎ，Ｂｗｂｇａｉｎ）のうちの１つのゲイン量を選択し、この選択したゲイン量（図９（Ｆ））を乗算器２３に出力し、また、マルチプレクサ４８は、レジスタ４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂから入力する３つのガンマゲイン（Ｒｇａｍｇａｉｎ，Ｇｇａｍｇａｉｎ，Ｂｇａｍｇａｉｎ　）からいずれか１つのガンマゲインを選択し、この選択したガンマゲイン（図９（Ｇ））を乗算器２６に出力する。
【００６０】
一方、加算器２１には前述したようにデジタル信号ＣＭＰＡＤ　（図９（Ａ））が入力しており、加算器２１はデジタル信号ＣＭＰＡＤ　とオフセット値とを加算する。これにより、黒点オフセットされたデジタル信号が得られる（式（３）、図６（Ａ）参照）。
【００６１】
加算器２１から出力される黒点オフセットされたデジタル信号は、加算器２２の負入力に加えられ、加算器２２の正入力には白ピークレベルを示す値（１０２３）が加えられており、加算器２２は１０２３から黒点オフセットされたデジタル信号を減算する。これによりネガポジ反転されたデジタル信号が得られる（式（４）、図６（Ｂ）参照）。
【００６２】
続いて、ネガポジ反転されたデジタル信号は、乗算器２３に加えられる。乗算器２３の他の入力にはマルチプレクサ４７からゲイン量が加えられており、乗算器２３は２入力を乗算することにより、Ｒ，Ｇ，Ｂデジタル信号のポジ画像の白を合わせる（式（５）、図６（Ｃ）参照）。
【００６３】
次に、乗算器２３から出力されるデジタル信号は、加算器２４及びベースＬＵＴ２５に加えられる。ベースＬＵＴ２５は、図７（Ａ）に示したように入力レベルに応じたガンマ補正値を有しており、入力するデジタル信号に基づいてそのデジタル信号の大きさに応じたガンマ補正値を読み出し、このガンマ補正値を乗算器２６に出力する。乗算器２６の他の入力にはマルチプレクサ４８からガンマゲインが加えられており、乗算器２３は２入力を乗算することにより、Ｒ，Ｇ，Ｂデジタル信号の色別のガンマ補正値を生成し、これを加算器２４の負入力に出力する。尚、ベースＬＵＴ２５は、圧縮した形のガンマ補正値を有しており、そのガンマ補正値は、各色別のガンマゲインによって適宜伸長される。
【００６４】
加算器２４は入力するＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号から各色別に伸長されたガンマ補正値を減算する。これによりガンマ補正された正規のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号ＲＧＢＧｇａｍ　（図９（Ｈ））が得られる。
【００６５】
図１０は被写体輝度に対するＣＣＤ出力の関係を示すグラフである。通常のシーンでは、図１０（Ａ）に示すように被写体輝度の最大領域と最小領域とに無色のグレー、即ち、白と黒とが存在する。しかし、実際にはこのようなシーンが全てではなく、例えば、図１０（Ｂ）に示すように被写体輝度の最大領域において、被写体のＲ成分がなく、Ｇ，Ｂと比べると、ＲのみＣＣＤ出力が大きな値となる場合がある。
【００６６】
上記実施例では、ＣＰＵ４０は、ヒストグラム値より算出される値を、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎にそれぞれ基準最大値及び基準最小値を検出し、その検出値をそのまま使用してオフセット値及びゲイン量を算出するようにしたが、これに限らず、基準最大値と基準最小値の差分、即ち、Ｒｍａｘ　−Ｒｍｉｎ　，　Ｇｍａｘ　−Ｇｍｉｎ　，　Ｂｍａｘ　−Ｂｍｉｎ　を計算し、これらが相互に近い値になるように基準最大値及び基準最小値を再設定し、その再設定された最大値及び最小値を使用して、式（１）、（２）にしたがってオフセット値及びゲイン量を算出するようにしてもよい。これによれば、図１０（Ｂ）に示すようなシーンも良好に色再現することができる。
【００６７】
また、露光の異なるネガは、図１１（Ａ）に示すように被写体輝度に対する階調特性が異なり、従って、図１１（Ｂ）に示すようにガンマ特性も異なる。従って、図１１（Ｃ）に示すようにネガの露光量に応じてベースＬＵＴを変化させる必要がある。
【００６８】
そこで、露出制御のために検出した測光値を利用し、前述した色別のガンマゲイン（Ｒｇａｍｇａｉｎ，Ｇｇａｍｇａｉｎ，Ｂｇａｍｇａｉｎ　）を更に測光値に応じて変化させるようにすれば、ネガの露光量に応じたガンマ補正を行うことができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るフイルムスキャナの画像処理方法によれば、時系列的に色点順次でデジタル処理するようにしたため、白バランス、黒バランス、ネガポジ反転、ガンマ補正等を行うデジタル信号処理回路の構成が簡略化され、コストダウンを図ることができ、またベースＬＵＴにガンマゲインを乗算することにより種々のガンマ補正値を発生させるようにしたため、１つのベースＬＵＴで済み、メモリ量も少なくて済むという利点がある。また、ネガ露光量に応じてガンマ補正を行うようにしたため、中間調の色づきもなく、良好な色再現が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明が適用されるフイルムスキャナの一実施例を示す要部ブロック図である。
【図２】図２（Ａ）は図１に示した積算ブロックで積算される各積算エリアを示し、同図（Ｂ）は測光値を算出するための各領域を示す図である。
【図３】図３は電子シャッター、フイルム搬送速度及びアンプゲインを総合的に制御する場合の一実施例を示すグラフである。
【図４】図４はは電子シャッター、フイルム搬送速度及びアンプゲインを総合的に制御する場合の他の実施例を示すグラフである。
【図５】図５は図１に示すタイミングジェネレータの他の制御方法を示す要部ブロック図である。
【図６】図６（Ａ）乃至（Ｄ）はそれぞれ図１のデジタル信号処理回路の各部における処理内容を示すグラフである。
【図７】図７（Ａ）乃至（Ｃ）はそれぞれ本発明によるガンマ補正方法を説明するために用いたグラフである。
【図８】図８は図１のデジタル信号処理回路の詳細な構成を示すブロック図である。
【図９】図９（Ａ）乃至（Ｈ）はそれぞれ図８における各部の信号のタイミングチャートである。
【図１０】図１０は被写体輝度に対するＣＣＤ出力の関係を示すグラフである。
【図１１】図１１（Ａ）乃至（Ｃ）はそれぞれ露光の異なるネガの被写体輝度に対する階調特性、ガンマ特性及びベースＬＵＴを示すグラフである。
【符号の説明】
１０…光源、１２…撮影レンズ、１４…ＣＣＤラインセンサ、１５…ＣＣＤ駆動回路、１６…アナログアンプ、１８…Ａ／Ｄコンバータ、２０…デジタル信号処理回路、２１、２２、２４…加算器、２３、２６…乗算器、２５…ベースＬＵＴ、３１…モータ、３２…キャプスタン、３３…ピンチローラ、３４…モータ回転数／方向制御回路、３５…円盤、３６…フォトディテクタ、３７…タイミングジェネレータ、４０…中央処理装置（ＣＰＵ）、４１…積算ブロック、４２…アドレスデーコダ、４３Ｒ〜４５Ｂ…レジスタ、４６、４７、４８…マルチプレクサ、５０…フイルムカートリッジ、５２…ネガフイルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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