(57)【要約】所望の画像外観に関連付けられている少なくとも２つの画像外観パラメータに関する所望の値を定義することと、ディジタルソース画像データに関する定義された画像外観パラメータを検出することと、所望の外観に関連付けられている定義された画像外観パラメータにより近い少なくとも１つの画像外観パラメータ値をディジタル出力画像データに与えるために、ディジタルソース画像データを変更することとを含む、イメージング段階連鎖の終点において所望の外観を提供するためにディジタルソース画像データを変換するプロセスが説明される。好ましい実施形態では、所望の画像外観パラメータは、変更段階の下流のディジタル出力画像データのさらに別の処理の後に表示されるべき画像に関して定義されてもよく、その下流の処理の特性に関する情報が提供されてもよく、および、その変更段階は、所望の画像外観パラメータに対する下流の処理の影響を補償するように設計されてもよい。別の実施形態では、このプロセスは、さらに、ディジタル出力画像データの画像外観パラメータが、イメージング段階連鎖の終点において表示される所望の画像外観を提供するかどうかを検証することを含むことがあり、さらに、検証段階に応答して所望の画像外観に関連付けられている定義された画像外観パラメータ値により近い少なくとも１つの画像外観パラメータ値をディジタル出力画像データに与えるために、ディジタルソース画像データを変更することを含むことがある。ディジタルソース画像データは、最終的な所望の外観に対応する画像外観パラメータ値を与えるために直接変更されてもよく、または、最初に、定義された基準外観に対応する画像外観パラメータ値をディジタル出力画像データに与えるために変更され、その次に、ディジタル出力画像データが、定義された基準外観とは異なる所望の画像外観に対応する画像外観パラメータ値をディジタル画像データに与えるために変更されてもよい。【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージング段階連鎖の特定の点において所望の画像外観を提供するためにディジタルソース画像データを変換する方法であって、
前記所望の画像外観に関連付けられている少なくとも２つの画像外観パラメータに関する所望の値を定義し、
前記ディジタルソース画像データに関する前記定義された画像外観パラメータの前記値に相関するデータを検出し、
前記所望の画像外観に関連付けられている前記定義された画像外観パラメータ値により近い少なくとも１つの画像外観パラメータ値を前記特定された点においてディジタル出力画像データに与えるために、前記ディジタルソース画像データを変更すること
とを含む方法。
【請求項２】
前記所望の画像外観パラメータは、前記変更段階の下流の前記ディジタル出力画像データのさらに別の処理の後に表示されるべき画像に関して定義され、さらに、前記下流の処理の特性に関する情報を提供することを含み、前記変更段階は、前記所望の画像外観パラメータに対する前記下流の処理の影響を補償するように設計されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
さらに、前記ディジタル出力画像データの前記画像外観パラメータ値が、前記イメージング段階連鎖の終点において表示される所望の画像外観を提供するかどうかを検証することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
さらに、前記検証段階に応答して、前記所望の画像外観に関連付けられている前記定義された画像外観パラメータ値により近い少なくとも１つの画像外観パラメータ値をディジタル出力画像データに与えるために、前記ディジタルソース画像データを変更することを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ディジタルソース画像データは、最初に、定義された基準外観に対応する画像外観パラメータ値をディジタル出力画像データに与えるように変更され、そして、次に、前記ディジタル出力画像データは、前記定義された基準外観とは異なる所望の画像外観に対応する画像概観パラメータ値をディジタル画像データに与えるように変更される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記所望の画像外観に関連付けられている少なくとも３つの画像外観パラメータに関する所望の値が定義される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記所望の画像外観に関連付けられている少なくとも４つの画像外観パラメータに関する所望の値が定義される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ディジタルソース画像データは、電子カメラによって取り込まれたオリジナルシーン画像を表現する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ディジタルソース画像データは、スキャニングされ終わった写真フィルム上に取り込まれているオリジナルシーン画像を表現する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記定義された画像外観パラメータの値は、両方の実際の画像の特性と、特定のシーンの一部分であるテスト画像の特性とを測定することによって、前記ディジタルソース画像データに関して検出される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
さらに、前記ディジタル出力画像データの前記画像外観パラメータ値が、前記イメージング段階連鎖の終点において表示される所望の画像外観を提供するかどうかを検証することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
さらに、前記検証段階に応答して前記所望の画像外観に関連付けられている前記定義された画像外観パラメータ値により近い少なくとも１つの画像外観パラメータ値をディジタル出力画像データに与えるために、前記ディジタルソース画像データを変更することを含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の属する技術分野］
本発明は一般的に画像処理の分野に関し、さらに特に、所望の画像外観（ｉｍａｇｅ ｌｏｏｋ）に対応するパラメータを出力ディジタル画像データに与えるようにソースディジタル画像データが変更される画像変換プロセスに関する。
【０００２】
［従来の技術］
映画撮影技術を含む従来の写真撮影技術では、映画を含む表示画像の準備の際に様々な異なるプロセスが行われる。このイメージング連鎖（ｉｍａｇｉｎｇ ｃｈａｉｎ）は、画像取込み、画像処理、および、画像表示という基本的な段階を含む。写真フィルムに基づくシステムでは、写真撮影オリジネーションフィルム（ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ ｏｒｉｇｉｎａｔｉｏｎ ｆｉｌｍ）上でのシーン（ｓｃｅｎｅ）の取込み後に、イメージング連鎖の画像処理段階は、最終的なプリント画像の投射の前に、複数の現像段階と、異なる世代のフィルム間での密着プリンティングと、フィルムからフィルムへの光学プリンティングとを含むことがある。画像連鎖（ｉｍａｇｅ ｃｈａｉｎ）の各段階は画像の内容に影響を与える可能性があり、したがって画像の外観に影響を与える可能性がある。この影響は様々な形に分類されることが可能である。これらの影響の多くは最終画像に特定の外見すなわち「外観」を与える。この外見すなわち「外観」は、最終画像に芸術的な価値を与えたり、見る者にとって最終画像をより満足できるものにする。写真撮影システムは一般的にオリジナルシーンのリアリスティックな再現を最大限に高めるように設計されているが、フィルムストックの選択と処理条件とが、結果的に得られる画像の「外観」を変化させる可能があり、および、映画撮影技師が特定の所望の外観を得るためにこうした選択を行う。
【０００３】
この点を確認するために、Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ Ｂｒｉｔａｎｎｉｃａは、「芸術の分野」と標題されたセクションにおいて、「芸術に関する１つの見解は、芸術とは、芸術として機能する対象に対して行われる一連の『試験』に耐えて生き残るものであるという仮説に基づいている。この対象は、その創作者以外の人々の観察に対して提示される時には、『芸術の主張』と見られる可能性がある。この対象が、社会の大多数の人々によって、社会の確立されたエリートによって、または、他の芸術家と芸術批評家とによって受け入られる時には、この対象が、人気によって、権威によって、または、専門職業的に確認された芸術作品となっていると言うことが可能である。しかし、芸術的品質の最終的な試験は、それが時間と空間の境界を越え、かつ、他の区域の他の人々によって受け入れられることが可能であるかどうかである。」と述べている。フィルム外観自体の映画の形での、または、創造的プロセス全体の構成要素としてのフィルム外観は、こうした「試験」に直面すると述べることが可能である。
【０００４】
こうした「外観（ｌｏｏｋ）」の１つが、フォトリアリスティックな「外観」またはフィルム「外観」であり、この場合に、劇場での最終的な体験を生じさせるプロセスによって影響が加えられ、この影響は、この影響が存在しなかった場合よりも画像を観客にとってより好ましいものにする。術語「フォトリアリスティックな」は、一般的に、職業的な映画撮影技師または写真カメラマンによって、シーンを取り込んだ写真フィルムの特性を含むものとして理解される。彼らは、暗くされた劇場の目視環境においては、人間の目が、外光中で反射プリントを見る場合に比べて、特定の特性の有無に対してより敏感であるということを理解している。さらに、彼らは、観客が画像の差を指摘したり明確に識別することができるかも知れないが、観客はその画像の差の存在に気づく可能性があるということを理解している。多くの場合、こうした差の有無が、観客が劇場における体験全体に関して有する品質または満足の印象に影響を与える可能性がある。特に、例えば、フィルム上への取込みの段階、フィルムの現像の段階、フィルムのステッププリンティング（ｓｔｅｐ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）または密着プリンティング段階（繰り返されることが多い）、および、その次のフィルム投射の段階が、影響（ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ）の付加を生じさせる。フィルム段階を欠いているかフィルム段階の数が少ない画像連鎖を使用して画像が生成される時には、最終画像におけるこれらのフォトリアリスティックまたはフィルム影響（ｆｉｌｍ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ）が欠如しているか大幅に減少しているかもしれない。
【０００５】
電子ビデオカメラが、オリジナルシーン情報を電子的形式で取り込むために利用可能になっている。電子的形式の画像データは一般的に写真フィルム上の画像よりも編集および変更が容易であるが、電子的に記録された画像は、表示の際には、写真フィルム上に記録された画像よりも品質が低いと一般的に見なされている。さらに、様々なビデオフォーマットの増加が、電子的に取り込まれた画像に関して、多様な外観が結果的に生じることをもたらしている。
【０００６】
最近では、ハイブリッド写真フィルム／電子処理イメージングシステムが普及してきている。ハイブリッドシステムは、典型的には、写真フィルム上にオリジナルシーンの情報を取り込むことと、ディジタル画像データ処理を可能にするようにディジタル画像データを提供するためにフィルム画像をスキャニングすることと、その後で、処理されたディジタル画像データを表示のために写真フィルムに再書込みするか、処理されたディジタルデータを電子的手段によって直接表示することとを含む。中間的な電子画像データ処理段階を挿入することが、例えば、ディジタル特殊効果の生成、または、結果として得られる表示画像の「外観」の変更を可能にすると同時に、オリジナルシーンをフィルム上に取り込むという利点を維持する。
【０００７】
半導体エレクトロニクスの急速な発展に伴って、現在では、ＣＣＤカメラのような電子カメラを使用して高品質の映画が現実世界および映画セットで取り込まれることになる時が到来することが想定可能である。こうしたカメラは、１００万個以上から６００万個までの画素を各々が使用して動作する複数のＣＣＤを使用する可能性が高い。電子カメラの危険性の１つは、こうした電子カメラは、ディジタル的な視点から見た場合に、電子的取込みに通常関連しているアーチファクト（ａｒｔｉｆａｃｔｓ）を最少化する画像を生成することが可能であるが、このデータから結果的に得られる画像はフォトリアリスティックなものには見えないということである。さらに、現在のＣＣＤベースの映画カメラは、映画撮影技師にとって使用可能な文字通り数千通りの採用可能なカメラ使用設定の組合せを有することが多い。これらの設定の多くは取込み画像の外観に対する大きな影響を与え、したがって特定の組合せの設定が、所望の外観に関して、実際に得られる画像外観において意図しない結果をもたらす可能性もある。一般的に映画撮影技師にはシーンを取り込む機会が１回だけしか無いので、このことは、映画撮影技師にとっては深刻な脅威となる可能性があり、および、監督が望む外観を画像データが持たない場合に、その撮影を繰り返すことが不可能であることがある。
【０００８】
電子的に取り込まれた画像に特定のフィルム的な効果を電子的にもたらすために幾つかの試みが行われてきた。この例は米国特許第４，９３５，８１６号を含み、この特許文献は、ＮＴＳＣ品質ビデオにおいてフィルム「外観」を実現するための特定のかつ制限されたディジタル処理技術を開示する。他の従来技術の例は、フィルム粒子の外見を画像に導入する試みを含み、これは、例えば、Ａｄｏｂｅ ＰｈｏｔｏＳｈｏｐおよびＡｄｏｂｅ Ｐｒｅｍｉｅｒのような電子画像編集パッケージにおいて見出される。米国特許第５，６４１，５９６号が、より高度のフォトリアリズムを実現し、および、フィルム画像データのディジタル処理がフィルム粒子を取り除いた後にフィルム画像に粒子を加えることに対処する、ディジタル画像におけるフィルム粒子特性を調整するための優れた方法を開示している。米国特許第５，４５７，４９１号が、ビデオのような第１のメディア上に画像を生成して、映画または他の写真フィルムのような第２のメディア上の画像の外見をシミュレートするためのシステムに向けられている。米国特許第５，５１２，９５６号、同第５，５０２，４８９号、および、同第５，４４２，４０７号のような他の特許が、電子画像をフィルタリングおよび処理するための方法を示す。これらの方法の幾つかは、画像中の特定のパラメータに基づいている。しかし、特定の「外観」を生じさせるために必要とされるイメージング連鎖の上流の要素またはその基礎をなすイメージングパラメータをキャラクタライズする試みは全く行われていない。米国特許第５，６９６，８５０号が、「最適の鮮鋭化レベル」を実現するために上流および下流の要素をキャラクタライズすることを試みているが、このレベルは芸術的意図または「外観」特性には関係付けられていない。さらに、鮮鋭化と、粒子およびノイズといった他の不可欠な画像特性との間に考慮が存在しない。この発明は、システム内において「外観」仕様または「外観」仕様点を指定しない。さらに、この発明は、基準外観という着想を明記せず、シーンに関して、または、基準「外観」に関して、意図された外観を設定しない。
【０００９】
ディジタル画像が容易に変更可能であるということが、映画撮影技師が当初に意図した「外観」以外の何かである最終的な表示画像を結果的にもたらすことができる。多くの場合に、映画撮影技師の関与は主として撮影前と撮影中とである。フィルムベースのカメラまたは電子ベースのカメラを使用する電子的処理は必然的に撮影後に行われる。意図された「外観」が維持されることを確実にするようにこの電子的プロセスを管理することが、映画撮影技師の役割において長時間の追加時間を必要とする可能性がある。
【００１０】
電子画像取込みおよび電子画像データ処理における最近の進歩に伴って、ソースディジタル画像データの起源に関する制約なしに、特定の所望の「外観」を提供するディジタル画像データを得るためにイメージング連鎖においてソースディジタル画像データ信号が変更されることを可能にするシステムを提供することが望ましい。特に、電子的に取り込まれたディジタル画像の場合には、所望の基準外観を後で得るために、または、ディジタルカメラによって生成される画像に関して新たな外観を定義するために、使用されるカメラ設定の特定の組合せにおいて取り込まれたカメラ画像の特性を最初に分析または検出することが必要であろう。特定の「外観」を指定する方法を映画撮影技師に提供することと、その次に、その「外観」がどのように実現されるかを評価するための測定基準（ｍｅｔｒｉｃｓ）を適用することとによって、映画撮影技師が電子処理段階中の多大な関与から解放されることが可能である。
【００１１】
［発明が解決しようとする課題と課題を解決するための手段］
本発明の一実施形態では、イメージング段階連鎖の最後に所望の画像外観を実現するためにディジタルソース画像データを変換するプロセスが説明され、このプロセスは、所望の画像外観に関連付けられている少なくとも２つの画像外観パラメータに関する所望の値を定義することと、ディジタルソース画像データに関する定義された画像外観パラメータの値を検出することと、所望の画像外観に関連付けられた定義された画像外観パラメータ値により近い少なくとも１つの画像外観パラメータをディジタル出力画像データに与えるためにディジタルソース画像データを変更することとを含む。好ましい実施形態では、所望の画像外観パラメータは、その変更段階の下流側のディジタル出力画像データのさらに別の処理の後で表示されるべき画像に関して定義でき、その下流の処理の特性に関する情報が提供でき、および、その変更段階は、所望の画像外観パラメータに関する下流の処理の影響を修正するように設計されてもよい。さらに別の実施形態では、処理が、さらに、ディジタル出力画像データの画像外観パラメータ値がイメージング段階連鎖の終点において表示される所望の画像外観を提供するかどうかを検証することと、さらには、この検証段階に応答して所望の画像外観に関連付けられている定義された画像外観パラメータ値により近い少なくとも１つの画像外観パラメータ値をディジタル出力画像データに与えるために、ディジタルソース画像データを変更することとを含む。ディジタルソース画像データは、最終的な所望の画像外観に対応する画像外観パラメータ値を提供するように直接変更されてもよく、または、最初に、定義された基準外観に対応する画像外観パラメータ値をディジタル出力画像データに与えるように変更され、その次に、ディジタル出力画像データが、その定義された基準外観とは異なる所望の画像外観に対応する画像外観パラメータ値をディジタル画像データに与えるように変更される。
【００１２】
様々な従来のディジタル画像処理技術は、既存の画像取込みと、電子的表示経路および光学的表示経路の両方を含む表示経路とを模倣することに焦点を当てるが、本発明は、ディジタルソース画像データのソースに関わりなく、特定の所望の「外観」が電子的処理によって実現または変更されることが可能であるように、画像が生成された方法にはほとんど無関係な仕方で画像処理を調整することに焦点を当てる。本発明は、電子的に取り込まれた動画からスタジオクオリティ（ｓｔｕｄｉｏ ｑｕａｌｉｔｙ）のフォトリアリズム「外観」または他の「外観」を実現するために、ディジタル画像データを自動的または半自動的に検出して変更することによって、高品質の所望の外観を低コストで生じさせるためのツールを提供する。本発明の重要な利点は、例えば、自動的または半自動的に画像を選別し彩色し構成し編集することによって特定の外観を実現するための自動化された手段を提供し、それによってポストプロダクション作業における多大な労働力と作業とを節約するということである。本発明が解決する、従来の技術では解決されていない別の問題が、特定の「外観」を指定する方法を映画撮影技師に提供することと、その次に、どのようにその「外観」が実現されるかを評価するための測定基準を適用することとによって、映画撮影技師が電子処理中の多大な関与から解放されることが可能であるということである。本発明のこれらの側面と目的と特性と利点と他の側面と目的と特性と利点とが、次の好ましい実施形態の詳細な説明を検討することと、添付の図面を参照することとによって、より明確に理解され正しく認識されるだろう。
【００１３】
［発明の実施の形態］
ディジタル画像データ処理を使用する画像処理システムが公知なので、この説明は、特に、本発明の一部分を形成する特性、または、本発明とより直接的に協働する特性に向けられる。本明細書には詳細に示されていないかまたは詳細に説明されていないあらゆる特性または要素が、当業で公知の特性または要素から選択されることが可能である。以下の説明では、本発明の好ましい実施形態が、一般的にはソフトウェアプログラムとして具体化されることになるが、当業者は、こうしたソフトウェアの等価物が、ＤＳＰ（ディジタル信号プロセッサ）とＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）とＡＳＩＣ（専用集積回路）とを含むハードウェアの形で構成されてもよいということを容易に理解するであろう。次の資料において本発明に関して説明される通りの方法とシステムでは、本明細書では具体的に例示も説明も示唆もしていない、本発明の具体化に有用であるソフトウェアは、従来通りのものであり、当業の通常の技術の範囲内に含まれている。本発明がコンピュータプログラムとして具体化される場合には、このプログラムは従来通りのコンピュータ可読記憶媒体内に記憶されることが可能であり、このコンピュータ可読記憶媒体は、例えば、磁気ディスク（例えばフロッピーディスク）または磁気テープのような磁気記憶媒体、光ディスクや光学テープや機械可読バーコードのような光学記憶媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）や読出し専用メモリ（ＲＯＭ）のような固体状態電子記憶装置、または、コンピュータプログラムを記憶するために使用される他のあらゆる物理装置もしくは物理媒体を含んでよい。
【００１４】
本発明は、画像が表示される時にその画像が所望の「外観」を有するように結果的に得られるすなわち出力される画像データを生じさせるために、ソース画像データのパラメータの値または特性を変更するように、電子ツールまたは他のツールを使用して、（ソース画像の検出されたパラメータの特定の値または特性が特定の「外観」に対応しない可能性もあるが）「外観」に影響を与える（または影響を与える可能性がある）ディジタルソース画像データの定義されたパラメータの値または特性を決定または検出するように、および、これらの検出されたパラメータに応じて検出機能を使用する、外観変換プロセスを定義する。さらに、本発明は、変更段階中または変更段階後における、最終的な表示画像が所望の「外観」を有するように外観変換プロセスと画像の最終表示との間のイメージング連鎖において画像に対して行われることがある操作に対する補償を含む。
【００１５】
さらに、この外観変換プロセスは、画像データの値または特性またはパラメータの変更が所望の「外観」を有する画像を生じさせることを評価するための検証機能を含むことがある。この検証段階は、さらに、結果的に得られる画像データすなわち出力される画像データが所望の「外観」にどれだけ近いかを表示する評定（ｒａｔｉｎｇ）を生じさせてもよい。この検証段階は、外観変換プロセスと最終表示との間に画像に対して行われる操作に対する補償を含むことを必要とすることがある。外観変換プロセスは、さらに、画像データに対して１回または複数回の反復的な検出／変更サイクルを行うことがあり、この場合に、変更された画像データに関する定義された画像外観パラメータが再検出され、その後に、変更された画像データの検出に応じて別の変更段階が続く。
所望の画像外観の選択が、例えば次の代表的な手段の１つによって行われることが可能である。
【００１６】
（ａ）関連付けられている定義された画像外観パラメータを有する特定の外観の画像のサンプルを映画撮影技師に提供して、その映画撮影技師に所望の「外観」を選択させること。このサンプルは、映画シーケンスとして、プリントとして閲覧されることが可能であり、例えば、標題「映画カメラによる実際の取込みの前にシーンをプレビューする方法」の米国特許第６，１２２，００６号を参照されたい。さらに、Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ　Ｃ　Ｗｏｏｌｌａｒｄ，“Ａ　Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｃｉｎｅｍａｔｏｇｒａｐｈｅｒ　Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｔｏｏｌｓ，”ＳＭＰＴＥ　Ｊｏｕｒｎａｌ　Ａｕｇｕｓｔ　’９９　ｐａｇｅｓ　５７５−５７９を参照されたい。
【００１７】
（ｂ）例えばシャープネス、粒子、トーンスケール、彩度、および、これらがシーンに依存した仕方で変化するかどうかという領域で特定の画像「外観」を映画撮影技師が指定することを可能にすること。その次に、これらの「外観」目標がどれだけ適切に実現されているかを示す測定の値を提供する。
【００１８】
（ｃ）撮影地スカウト（ｌｏｃａｔｉｏｎ ｓｃｏｕｔ）によって作成された資料から作られることが可能な製作物に含まれることが意図されているシーンの一連の「外観」選択肢を提供する。これは、映画のために必要とされている最終的な「外観」を決定するために後で評価されることが可能な特定の外観の選択を可能にするように、「外観」変換によってソース資料を変換することによって行われる。場合によっては、取込み手段が、画像を最終的に取り込むための手段とは異なっている可能性があり、これらの変換は様々な異なるソースから同一の「外観」を生じさせることが可能でなければならない。
【００１９】
一実施形態では、テスト画像が作成されてもよい。その次に、この画像は、特定の「外観」パラメータをモニタするために使用できる。このテスト画像を用いて動作するように設計されているソフトウェアが、所望の「外観」を実現するために必要な変換を決定するために先行の画像連鎖の特性を計算することが可能である。
【００２０】
別の実施形態では、画像に対してすでに加えられているプロセスを表示する主要な画像外観パラメータが、ソース画像データの画像特性の測定によって求められる。例えば、エッジ輪郭が、ＭＴＦ（変調伝達関数）、および、または、測定が行われる点よりも以前の画像連鎖の位相応答を求めるために使用されてもよい。さらに別の例としては、画像の無テクスチャ区域（ｔｅｘｔｕｒｅ ｆｒｅｅ）内のノイズ特性が、画像連鎖の先行要素および粒子特性におけるノイズ源を識別しキャラクタライズするために使用されてもよい。さらに、適正な信号処理の特性が求められるように、および、その次に、所望の外観を実現するために信号処理が信号に加えられるように、電子ノイズもしくは他のノイズ、または、フィルム粒子が、例えばスペクトルパラメータ、相関パラメータ、または、他のパラメータを使用してキャラクタライズされてもよい。
【００２１】
「外観」が特定のソース画像データ素材から実現できる度合いは、部分的には、「外観」によって必要とされる情報がソース素材からどの程度入手可能であるかによって決められる。多くの場合には、すでに失われた画像内容は回復不可能であるが、しかし、エッジ特性に適応したアルゴリズム、ジッタおよび非定常性を除去するアルゴリズム、モーショントラッキング（ｍｏｔｉｏｎ ｔｒａｃｋｉｎｇ）、時間平均化アルゴリズム（ｔｅｍｐｏｒａｌ ａｖｅｒａｇｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）、スクラッチ除去（ｓｃｒａｔｃｈ ｒｅｍｏｖａｌ）、および、ノイズ除去等を含む先進的なアルゴリズムが、画像の回復および回収がソース素材からの「外観」変換の実現を可能にするツールを提供する。
術語の分類と定義
【００２２】
本特許で使用されている特定の分類および定義は単なる事例として示されているにすぎない。本明細書で説明されているこの技術および方法は、他の分類および定義にも同様に当てはまる。他の分類アプローチの要素は、Ｔｈｏｍａｓ　Ａ　ＯｈａｎｉａｎおよびＭｉｃｈａｅｌ　Ｅ　Ｐｈｉｌｌｉｐｓ著“Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｆｉｌｍ　Ｍａｋｉｎｇ−ｔｈｅ　Ｃｈａｎｇｉｎｇ　Ａｒｔ　ａｎｄ　Ｃｒａｆｔ　ｏｆ　Ｍａｋｉｎｇ　Ｍｏｔｉｏｎ　Ｐｉｃｔｕｒｅｓ，”Ｆｏｃａｌ　Ｐｒｅｓｓ，１９９６と、Ｃｈａｒｌｅｓ　Ａ　Ｐｏｙｎｔｏｎ著“Ａ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｔｏ　Ｖｉｄｅｏ，”Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ　ａｎｄ　ｓｏｎｓ，１９９６と、Ｅｄｗａｒｄ　Ｊ　ＧｅｏｒｇｉａｎｎｉおよびＴｈｏｍａｓ　Ｍａｄｄｅｎ著“Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｃｏｌｏｒ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｅｎｃｏｄｉｎｇ　Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，”Ａｄｄｉｓｏｎ　Ｗｅｓｌｅｙ，１９９８のようなテキストに記載されている。
【００２３】
一般的に、画像影響の分類は曖昧であることが多く、見る人の解釈または見方に依存していることが多い。例えば、ポスタリゼーションのディジタル処理は、ある人間にとっては、ノイズ（この場合には例えば量子化ノイズ）の導入であり、他の人間にとっては所望の芸術的効果の付加を意味することがあるし、他の人間にとっては画像の振幅解像度の変化を意味することがある。同様に、描画プロセスに特定のタイプのノイズを加えるための公知のプロセスである点描画法（「色彩の小さなストロークまたは点を、一定の距離を置いて見た場合にこれらが互い混ざり合うかのように、表面に塗布する手法。この手法は新印象主義として知られている描画スタイルに関連している。」著作権　１９９４−１９９８　Ｅｎｃｙｃｌｏｐａｅｄｉａ　Ｂｒｉｔａｎｎｉｃａ）が、芸術的であると明確に認識可能である。
【００２４】
本特許で使用されている分類は次の通りである。
「外観（ｌｏｏｋ）」−　画像の内容ではなく画像の外見に影響を与える（または影響を与える可能性がある）画像データの値、特性、または、パラメータ。したがって、一般的は、あらゆるシーンがあらゆる「外観」を与えられることができ、および、あらゆる「外観」がシーンに加えられることができる。「外観」は、さらに、（システム許容差内で）決定論的であり、この場合にシーン（特に屋外シーン）としては変数依存性である。画像またはシーンに加えられるプロセス（光学的、化学的、物理的、または、電子的プロセスを含む）が「外観」を決定する。これは、人工的に照明されているシーンの場合には、使用されている照明具のタイプを含む。オリジネーション画像（ｏｒｉｇｉｎａｔｉｏｎ ｉｍａｇｅ）が、異なる配給状況および視聴状況において使用されることがあり、および、各々の状況において、異なる「外観」が、最高レベルの受入れまたは芸術的意図を実現するために必要とされることがある。こうした配給「外観」（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ“ｌｏｏｋ”）の例が、ＮＴＳＣビデオ、ＰＡＬビデオ、ＨＤＴＶ、ＤＶＤ、または、特定の一般上映用フィルムタイプを含み、また、劇場のような視聴環境に特有であろう。「外観」は、さらに、例えば、漫画的「外観」（ｃａｒｔｏｏｎ“ｌｏｏｋ”）または初期映画的「外観」（ｅａｒｌｙ ｆｉｌｍ“ｌｏｏｋ”）のように、ソースおよび画像の意図によってキャラクタライズされることがある。外観は、さらに、特定の色域に関して定義されることも、シーンデータ（ｓｃｅｎｅ ｄａｔａ）に対する色変換を定義することによって導入されることもある。外観は、例えば信号パラメータに関して、特定されることがある（例えば、図１から図５を参照されたい）。さらに、他の作業が商標登録または著作権保護されるのと同じ仕方で外観を登録することも可能だろう。
【００２５】
「外観パラメータ」：　例としては、コントラスト、トーンスケール、センサ色域（ダイナミックレンジを含む）、表示色域（ダイナミックレンジを含む）、シーンからスクリーンへのカラーマッピング、システムアキュータンス（ｓｙｓｔｅｍ ａｃｕｔａｎｃｅ）、エッジ輪郭、システム粒子特性（ｓｙｓｔｅｍ ｇｒａｉｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ）、システムノイズ−出力スペクトル、システム定常性（ｓｙｓｔｅｍ ｓｔｅａｄｉｎｅｓｓ）、表示フラッタ（ｄｉｓｐｌａｙ ｆｌｕｔｔｅｒ）、表示画素配置（ｄｉｓｐｌａｙ ｐｉｘｅｌ ｐｌａｃｅｍｅｎｔ）、リフレッシュレート、目視環境（ｖｉｅｗｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）、振幅、振幅量子化、変調伝達関数等を含む。一般的に、「外観」パラメータの値は信号振幅および色に応じて変化し、１つを変化させることが他に影響するように相互作用することが多い。
【００２６】
外観パラメータは、
・外観パラメータを変化させることと、変更プロセスによってそのパラメータを適用することとによって、実験によって求められることが可能であり、
・実際の状況の分析に基づいたパラメータによって分析的に決定されることが可能であり、例えば曇った外観に関連したパラメータが、大気の曇りの実際の分析によって求められることが可能であり、
・所望の外観を有すると思われる画像または画像データの特性の測定によって求められることが可能であり、および、
・他の手段によって求められることが可能である。
【００２７】
・「振幅（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）」：　これは、画像を表すディジタルデータに含まれている情報のような輝度情報、明度情報、および色情報を意味する。この情報は、画像全体、または、画像内の特定の位置、特定の領域、もしくは、特定の画素に適用できる。
【００２８】
・この振幅データは次のものを含む。
・「振幅範囲（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｒａｎｇｅ）」：　振幅データの極値が意味するものの定義。この振幅範囲の採用可能な例は、
・振幅データが表す色域とこれらの極値の意味、または、イメージングシステムにおいて特定の点において表現されることが可能な採用可能な振幅の範囲の定義。
・「振幅量子化（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ）」：　例えば、
・振幅データを符号化するために使用されるビットの数。
・振幅光度または輝度データを符号化するために使用されるビットの数。
・振幅色データを符号化するために使用されるビットの数。
・「振幅値定義」：　振幅データの特定の値の意味。例えば、
・振幅データが表現されている色空間。
・振幅データが表現している特定の特性。
・振幅データの採用可能な各々の値の意味。これは、画像の各振幅データが、その振幅に関する画像のスペクトル挙動を表現するｎ次元空間内の特定の点を表現するので、重要である。術語「トーンスケール（ｔｏｎｅ　ｓｃａｌｅ）」が、この関係を記述するために漠然と使用されることがある。しかし、これは、特定の画像連鎖における特定の位置に関する特定の媒体内で意味を有するにすぎない。
・この特定の特殊化された振幅情報の例は、特定の振幅値の取り扱い方に関する指示であるアルファチャンネル符号化を含む。
・振幅符号化：　圧縮（例えばＪＰＥＧ）のような多くの振幅符号化が、特定の振幅データの意味と値を変化させることがある。
・変換：　振幅データの意味を変化させる線形および非線形のプロセス。
【００２９】
・「信号振幅（ｓｉｇｎａｌ　ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）」：　所望のオリジナルシーンを表現すると考えられる信号の振幅の成分。あるいは、ノイズが除去される時に残る振幅の成分。信号振幅の概念が、入力信号がノイズを含むか否かに係わらず、画像連鎖における特定の機能の入力信号に関係することがある。
・「トーンスケール」：　オリジナルのシーンまたはそのシーン内のオリジナルの対象に対応するシステム内の点をおそらくは含む、イメージングシステム内の異なる点における（一般的に、画像振幅が緩慢に変化している場合には、画像中の同一の位置における）画像振幅または画像振幅間の関係に加えられる変換の記述。
【００３０】
・「ノイズ」：　オリジナルのシーンに対する、または、オリジナルシーンに関してランダムな成分を有する信号振幅に対する、あらゆる追加物。このランダム性は振幅または位置におけるものであってよく、および、オリジナルシーンに関する画素位置を含むだろう。
・「ノイズ振幅」：　画像中のノイズ成分の振幅。その他の定義の幾つかと同様に、ここでは、ノイズの定義と概念が解釈と視点の影響を受ける。ノイズは、例えば、シーンが中を通して取り込まれる窓上の塵であることが可能である。
・「ランダムノイズ」：　画像の他の部分に対して少なくとも第１の順番では関係付けられていないように見えるノイズ、または、画像連鎖のどこかでランダムなイベントによって発生させられるノイズ。
・「量子化ノイズ」：　画像が離散的レベルにディジタル化される時に導入されるノイズであって、ディジタル化前の画像の実際の値と画像を表現する離散的レベルとの間の差が、量子化プロセスによって導入されたノイズと見なされることが可能である。
【００３１】
・「アーチファクト」：　例としては、一般的に偶発的に画像連鎖において持ち込まれる塵、傷、および、他の成分が含まれる。量子化ノイズがアーチファクトと見なされることもある。
・「塵（ｄｉｒｔ）」：　画像連鎖の光学経路の１つの中の塵または粒子または外来物質が原因であると思われる画像中のアーチファクト。
・「粒子ノイズ（ｇｒａｉｎ ｎｏｉｓｅ）」：　フィルム画像中の不連続のハロゲン化銀の粒子または染料雲状物の特性による、または、この特性を有する、画像中に生じさせられたノイズ。
・「色ノイズ（ｃｏｌｏｒ ｎｏｉｓｅ）」：　画像の色が変化している箇所に、および、または、画像の輝度の変化には無関係に生じさせられたノイズ。
【００３２】
・「位置（ｐｏｓｉｔｉｏｎ）」：　特定のフレーム内での画像の座標
・「画像中の特定の点における振幅」：　一般的には、特定の点における画像の色、輝度、または、何らかの他の振幅測度。
・「画素」：　特定の画像振幅が生じる画像中の位置。
・「スキャンフォーマット（ｓｃａｎ ｆｏｒｍａｔ）」：　画像中の画素に対応する振幅データが取り込まれ、提示され、記憶され、または、表現される連続的な順序およびパターン。
・「インタレース（ｉｎｔｅｒｌａｃｅ）」：　画素が直線の形で表現されるスキャンフォーマット。連続した直線の間の間隔がフレーム内の直線の全体的間隔よりも大きい。
・「フィルタリング」：　特定の画素または場所の振幅が別の位置場所の画素の振幅によって変化させられる、意図的または偶発的なプロセス。
・「フレア（ｆｌａｒｅ）」：　画像中のより輝度が高いかより明度が高い振幅区域を原因とする、画像の領域全体にわたっての画素値の振幅の変化。物理的には、画像連鎖の光学要素内の光散乱が一般的にフレアの原因となる。
・「解像度」：　画像をサンプリングするために使用される規則的な画素アレイの間の間隔、または、画像中に生じるフィルタリングの何らかの測度。
・「変調伝達関数」：　正弦波パターンに対する画像の応答に基づいた画像の解像度の測度。
【００３３】
・「シャープネス（ｓｈａｒｐｎｅｓｓ）」：　画像がどれだけ鮮鋭であるかという知覚された測度。この測度は、変換伝達関数、ライズディスタンス（ｒｉｓｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ）、または、画像のエッジ輪郭もしくは焦点整合（ｆｏｃｕｓ）として求められることが可能であり、画像のコントラストによっても影響される。
・「アーキュタンス（ａｃｕｔａｎｃｅ）」：　画像の主観的なシャープネスの客観的測度。
・「エッジ輪郭」：　一連の画素が画像のエッジ（すなわち、振幅が初期値から別の値に変化する画像区域）を横断する時に、理想的には、振幅値が初期値から最終値へと階段状に変化するだろう。実際には、値の連鎖の特性のために、この移行はより漸進的である。初期値から最終値への振幅の変化によって辿られる形状が、エッジ輪郭と呼ばれる。
・「ライズディスタンス（ｒｉｓｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ）」：　１つの予め決められた画像レベルから別の画像レベルへ振幅データが変化するために必要とされるエッジ輪郭を夾んだ空間距離を求めることによって得られる画像の解像度の測度。
・「フォーカス」：　レンズの特性、または、レンズの焦点面からの画像の区域の偏差によって、画像に対して光学的に加えられる特定のタイプのフィルタリング。このタイプのフィルタリングは、さらに、光学的効果をシミュレートするために電子的に加えられることも可能である。
・「被写界深度（ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｆｉｅｌｄ）」：　解像度の損失なしに対象が取り込まれることが可能であるカメラからの距離の範囲（ｚ方向と呼ばれることがある）。
・「エイリアシング（ａｌｉａｓｉｎｇ）」：　画像の画素の間の隙間によって取り込まれる可能性がある細部よりも画像においてより多くの詳細な細部が存在するために生じるノイズの一形態。
・「フレーム」：　一般的に単一のカメラレンズを通して単一の時点で撮影されたシーンの実際の画像またはシミュレートされた画像。
・「フレームレート」：　動画における１秒間当たりのフレーム数に寄与する。
・「ジッタ」：　同じ１つのシーンの連続フレームが互いに対して位置的にずれている度合い。ジッタは非定常性（ｕｎｓｔｅａｄｉｎｅｓｓ）と呼ばれることもある。
・「ウィーブ（ｗｅａｖｅ）」：　フレーム相互間の水平方向における空間的ずれが一般的に原因である、低周波数ジッタの一形態。
【００３４】
上述の特性の各々と他の画像特性とが、画像の総体的な「外観」に寄与することが可能である。したがって、上述の特性と他の特性との各々が、検出され、変換され、修正され、除去され、挿入され、検証されることが可能である。化学的および電子的画像処理の現状は、これらの機能の組合せを行う。しかし、所望の外観に関連付けられている少なくとも２つの画像外観パラメータ（好ましくは少なくとも３つの、さらに好ましくは少なくとも４つの画像外観パラメータ）に関する所望の値を定義することと、ディジタルソース画像データに関する画像外観パラメータの値を検出することと、特定の「外観」を得るために所望の外観の定義された値により近い値を得るようにソース画像データを変換すること（修正と除去と挿入と検証とを含む）とによって所望の「外観」を選択する自動および半自動プロセスが、この開示内容の新規性を構成する。
【００３５】
本発明による所望の画像外観パラメータに関して定義できる採用可能な所望の「外観」の例は、その幾つかの例をあれば、長期保存目的の標準基準外観と、特定のオリジネーションフィルムタイプおよび／またはプリントフィルムタイプと関連の処理とに関連した特定の「外観」と、特定のレンズタイプまたはレンズ効果に加えて関連した「外観」と、ビデオ「外観」と、ＨＤＴＶ「外観」と、コンピュータグラフィックス生成「外観」と、漫画的「外観」と、特定の照明効果に関連した「外観」と、特定の商業的「外観」（ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ“ｌｏｏｋ”）に対応するテーマ「外観」と、Ａｎｓｅｌ「外観」のような特定の白黒「外観」と、色温度または色域を含む特定の色「外観」とを含む。
【００３６】
上述したように、特定の外観を定義するために使用できる様々な外観パラメータ仕様がある。ここでは、例として、本発明の画像外観変換プロセスのための入力として使用できるＡからＤの符号を付けた４つの特定の「外観」例の各々に関して、５つの機能が示されている。
Ａ．　漫画的外観（ｃａｒｔｏｏｎ ｌｏｏｋ）
Ｂ．　フォトリアリスティックフィルム的外観
Ｃ．　ＨＤＴＶカメラから得られる外観
Ｄ．　粗い（ｇｒｉｔｔｙ）芸術的な外観
【００３７】
これらの外観は、画像変換プロセスから下流の視点への出力経路に関する補償が加えられる前に、画像データ信号の所望の値に関して指定されることが可能である。この出力経路に関する補償は、当然のことながら、これらの値の変化を結果的にもたらす。
【００３８】
図１は、シーンに応答した画像データ信号の変調伝達関数（ＭＴＦ）を示す。このＭＴＦ関数の周波数軸は、画面高さ（ｐｉｃｔｕｒｅ ｈｅｉｇｈｔ）当たりの線幅（ｌｉｎｅ ｗｉｄｔｈ）（２で割り算された画面高さのサイクルに関して）によって定義されている。特定の周波数における例えば１００％の変調伝達振幅が、その特定の周波数の画像データ信号の信号の振幅が、完全なカメラがオリジナルのシーンを撮影した場合にその完全なカメラの出力において発見されるような画像データの振幅と同じ振幅を有するであろうということを意味する。同様に、５０％の数字が、画像データの振幅が、完全なカメラがシーンを撮影した場合にその完全なカメラが特定の周波数において生じさせる振幅の半分であることを意味する。漫画的外観Ａの場合には、理想的シーンが、なんらかの周波数制限またはノイズの付加なしに描かれたシーンの漫画である。こうして、例えば、漫画的外観Ａは鮮鋭なエッジを有し、したがって、測定が可能な限り高い周波数応答を有する。さらに、粗い外観Ｄは、シーンの高コントラストを原因とするざらざらとしたエッジを有し、したがって、フォトリアリスティック外観Ｂよりも高い周波数応答を有する。フォトリアリスティック外観Ｂは、最初は、ネガにおける化学的な周波数増強を原因として横ばい状態になるか、または、１００％を越えることさえある。ビデオ外観Ｃは、典型的には、画像が鮮鋭に見えるように高ＭＴＦ値を生じさせる形に信号処理されるが、使用スキャンフォーマットの解像度によって制限されている。
【００３９】
図２が、全色範囲にわたって平均化されたシステムのノイズの出力密度スペクトルを示す。この出力密度は色に応じて変化するが、しかし、最初の概算では、シーン全体にわたっての出力密度が外観を特定するために使用されることが可能である。漫画的外観Ａの場合には、選択されたスキャンフォーマットに応じて何らかの周波数で減少するディジタル表現における量子化誤りである、主ソースのノイズは非常にわずかしかない。フォトリアリスティックフィルム外観Ｂの場合には、ネガフィルムのフィルム粒子が支配的なソースであり、ほとんどのフィルムタイプの場合に、そのフィルムをスキャンしたスキャナのＭＴＦの２乗の曲線に概ね従う。ノイズ出力の量はフィルムタイプの関数である。ビデオ外観Ｃのノイズはスキャンフォーマットの関数であり、および、粗い外観Ｄは、鮮鋭なエッジを有する粗い粒子からの高いノイズ出力スペクトルを有し、その次に粗さ（ｇｒｉｔｔｉｎｅｓｓ）のサイズのために減少する。ここには示していない粗さを定義するための適用可能な重要な仕様が、画素数に対してプロットされた累積分布または密度分布として求められる粗粒のサイズ分布である。別の適用可能な重要な仕様が粗粒の形状である。図２は、シーンにおける輝度の関数としての全周波数にわたって合計されたノイズを示す。これらの曲線は（例えば、赤の重み付けに関しては０．３０２、緑に関しては０．５８５、青に関しては０．１１３の範囲内で、ＲＧＢ値の重み付けられた合計である）光ノイズ（ｌｕｍｉｎｏｕｓ ｎｏｉｓｅ）に関するものであるが、より高い精度のために赤ノイズと緑ノイズと青ノイズが互いに無関係に求められる時には、フォトリアリスティックフィルム的外観Ｂの曲線は、典型的には、他の色に比べて青の場合に高いだろう。
【００４０】
図３の曲線は、線形露光Ｅの基数１０に対する対数によって露光を示し、ここで０のＬｏｇ　Ｅはシーン中の１８％グレーカード（ｇｒａｙ ｃａｒｄ）に相当する。したがって、漫画的外観Ａは限られたダイナミックレンジと非常に低いノイズを有する。フォトリアリスティック外観Ｂは広いダイナミックレンジを有し、ノイズは、Ｌｏｇ　Ｅ＝０の付近で最小である。このプロットにおける垂直軸は、シーンにおける有効ノイズレベルに翻訳されて戻されるかのように、測定されたノイズに対応する。これは、データ中の外観ノイズ信号を生成するために使用されるだろう。粗いシーン外観Ｄの場合には、この軸は、スケール内に含むために中断されているということに留意されたい。
【００４１】
図４は、各々の外観に関連付けられた色域を示す。これは、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間のａ＊およびｂ＊スケール上にプロットされている。漫画的外観Ａに関する色域は、漫画のレンダリングに使用される色に対応する小さな円によって表されている。ビデオ外観Ｃの色域は、例えばＳＭＰＴＥ　７０９原色のようなビデオカメラの原色によって定義され、一方、フィルム的外観Ｂの色域は、よりわずかに広い区域Ｂとして示されており、通常はわずかな色彩と強い黒および白とに関連付けられている粗い外観Ｄの色域は、より狭い区域Ｄとして示されている。
【００４２】
図５は、画像中のノイズまたは粒子の色相関関数を示す。色相関によって、色クロス乗積の全色にわたって合計された積が意味され、これは、１つの色における粒子が他の色における粒子とどれほど顕著に相関しているかの測度である。漫画的外観Ａの場合にはノイズが小さく、したがって、ノイズの色相関は外観上の問題ではない。フィルム外観Ｂの場合には、粒子ノイズが各層においてほとんど互いに無関係であるので、色相関は低く、一方、ＴＶカメラの場合Ｃにおける色相関は部分的にはフォーマットに依存する。例えば、４−２−２サンプリングが、４−４−４よりも高い色相関を生じさせる。一般的に、粗い外観Ｄでは、粗い粒子が白黒なので色相関は高い。
図６は、フィルム外観Ｂに関する典型的な輝度トーンスケールを示す。ビデオ外観Ｃはフィルムに比較して低いハイライト範囲を有し、粗い外観Ｄは通常のフィルム外観よりも高いコントラストを有する。漫画的外観Ａは図６に示されていないが、これは、画像がシーンに関係付けられていない場合には、トーンスケールが直接には関連しないからである。
【００４３】
特性の検出
様々なプロセスが映画の準備中に行われる。これらのプロセスは、幾つかの例をあげれば、複数の現像段階と、異なる世代のフィルム間の密着プリントと、フィルムからフィルムへの光学的プリントと、電子的段階が含まれる場合には、レンダリング画像を様々な色空間サブサンプリングにスキャニングすることとを含む。これらの段階の各々は画像の「外観」を変化させることが可能である。例えば、シャープネス、ノイズ特性、カラーレンディション（ｃｏｌｏｒ ｒｅｎｄｉｔｉｏｎ）、段階応答（ｓｔｅｐ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）、および、他の様々な変数が、これらの段階のどれによっても変化させられることが可能である。さらに、これらの段階は追加のノイズと他のアーチファクトとを導入する可能性がある。これらの段階の結果の影響の結果として、プロセス中の特定の段階で画像の主要な「外観」パラメータを測定することによって画像中の固有の「外観」を評価または再評価することと、その次に、所望の「外観」を確立または再確立するために画像を調整することとが必要なことがある。
【００４４】
単に一例を示すために、本発明にしたがって値を検出するための方法、すなわち、「外観」パラメータを測定するための本発明による方法を、次のセクションの各々において考察する。しかし、測定は、実際の画像に対する測定と、特定のシーン「テイク（ｔａｋｅ）」の一部分であるテスト画像に対する測定との両方を含む。これらのテスト画像は、そのテイクの開始時にカメラを通して見られてもよく、オリジネーションフィルム上に事前に書き込まれてもよく、または、画像が電子的にレンダリングされる箇所に電子的に導入されてもよい。場合によっては、これらのテスト画像がプロセス中のもっと後の段階で導入されてもよい。テスト画像はバーチャート（ｂａｒ ｃｈａｒｔｓ）、傾斜エッジまたは水平エッジまたは垂直エッジ、フィルム粒子の画像、ノイズ画像、カラーテストパターン、ステップウェッジ（ｓｔｅｐ ｗｅｄｇｅ）、連続グレーウェッジ、チェッカーボード（ｃｈｅｃｋｅｒ ｂｏａｒｄ）、または、特定のパラメータに関して特に設計されることが可能でありおよびノイズに関連した画像パラメータを検出する特定の検出アルゴリズムと共に機能する他のテスト画像を含んでもよい。
【００４５】
検出プロセスのゴールは、特定の画像またはシーンの上述の通りに分類された画像外観パラメータ特性のどれか１つまたは複数を求めることであってよく、または、検出が行われる点に画像を送り出した経路をキャラクタライズすることであってもよい。この経路をキャラクタライズすることは、例えば、カメラレンズから検出が行われる点への経路を含んでもよく、または、例えば、シーン照明、レンズの焦点設定に関したシーンの深度、および、シーンにおけるあらゆるぼやけ（ｈａｚｅ）または他の光学的アーチファクトを含むシーンを含むと解釈されてもよい。プロセスに関して不変であるパラメータ値は、メタデータとして画像と共に含まれてもよい。あるいは、機能がメタデータを読み取り、その機能によって行われるプロセスに基づいてそのメタデータを変更してもよい。
【００４６】
上述したように、この情報は、検出操作に送られた入力信号の特性、すなわち、目視者によってまたは表示スクリーン上において知覚されるような、変換プロセスの出力における、または、下流の点（例えば、目視者の網膜上）おける所望の「外観」に基づいている。所望の「外観」が特定の下流の点において指定されている場合には、検出機能は、さらに変換プロセスから下流のプロセッサの特性に関する情報も受け取る。このキャラクタリゼーション情報は、実際の画像、すなわち、テスト画像もしくは本物のシーン、または、下流のプロセスの幾つかの要素または全要素を記述するパラメータかモデルの形をとってもよい。場合によっては、下流のプロセスがこれらの異なる実現の組合せとして特定されてもよい。
【００４７】
検出操作には様々な採用可能なアプローチがある。例えば、このアプローチの１つは、上流のプロセスのモデルと随意に下流のプロセスのモデルとを生成するために画像情報を使用することと、変更プロセスに送られることが必要な制御値を得るためにそのモデルを使用することとである。別のアプローチは、上流のプロセスの入力画像データまたは仕様と随意に下流のプロセスのモデルの入力画像データまたは仕様とから、変更プロセスのパラメータを直接求めることである。これらの組合せも可能である。
【００４８】
検出機能は、入力画像データ信号の状態とさらに随意に下流のプロセッサの状態とを検出する役割を果たすだけでなく、除去プロセスおよび挿入プロセスまたは変換プロセスを含む変更プロセスのために必要とされるパラメータを求める役割も果たす。変更プロセスを制御するための検出プロセスの出力の例が、畳込みカーネル係数のようなアルゴリズムパラメータ、または、トーンスケール形式を変換するためのルックアップテーブル値、または、トーンまたは色に関する行列演算を行うための色係数または行列係数である。他の例は、フレーム平均化アルゴリズムのようなカスタムアルゴリズムの係数を含む。これらのパラメータは固定されても、シーン毎に変化させられても、または、シーンパラメータに応じて変化してもよい。
【００４９】
変更または変換機能のためのアルゴリズム係数を生成するために検出機能が使用できるシステムの１つが、所望の外観を有する１つまたは複数の基準画像を受け取って、公称値に設定された取込みソースまたはカメラによって撮影された同一のシーンの画像に対してこれらの画像を比較することである。取込みソースからの画像を基準画像に適合させるために必要とされる特定の変換または変換係数すなわち制御信号を、検出機能内で求めることによって、検出機能は、基準画像に適合するために取込みソースからの全画像に加えられることが必要とされる特定の変換すなわち変換係数すなわち制御信号をすでに求めていることになる。
【００５０】
変更（Ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ）
特定の変換プロセスで使用される、除去および挿入のための特定のプロセスまたはその組合せ。変更機能は全自動的であってもよく、または、その特定の側面が手動で制御されてもよい。この変更機能は、画像を変換するするための電子的ツール、化学的ツール、または、他のツールを使用することを含む。様々なタイプの変更プロセッサが存在するが、これらのプロセッサはすべて、行われるべき操作を特定するために検出機能の出力に依存する。
【００５１】
例えば、変更プロセスは、入力信号を取り込むこと、および、その入力信号が変換プロセスの出力においてまたは下流における特定の出力点において仕様に合致する信号を生じさせる信号を生成するように、その入力信号を変更することとを含んでもよい。あるいは、その変更プロセスは、特定された下流の点で所要の「外観」を挿入するする所望の操作を行う前に、最初に、入力信号からアーチファクトを取り除くことを必要とすることもある（これらのアーチファクトは、ノイズ、塵の影響、トーンスケールの歪み、レンズまたはＣＣＤのような上流の要素によって生じさせられる歪み、フレア、コマ、非点収差、不適正な被写界深度のようなフォーカスアーチファクト等を含んでもよい）。これらのアプローチのどれが選択されるかは、利用可能な入力信号に関する所望の「外観」に依存する。例えば、よりノイズの多い「外観」が必要とされる場合には、所望のノイズを挿入する前にノイズを除去することは不要であろう。さらに、基準「外観」を有する画像があらゆるシーンに関して得られるように、シーンからシーンへと変化するアーチファクト、または、使用されるカメラまたは上流プロセスに応じて変化するアーチファクトを取り除くことが必要なことがあり、および、その次に、同じの挿入プロセスが、所望の「外観」を得るために全シーンに関して使用されることがあるであろう。これらの問題は、シーン毎に生じることはないが、特定の画像ソース、または、ノイズレベルのような特定のパラメータのような何らかの画像パラメータに基づいて生じることがある。
【００５２】
変更ブロックで使用されるアプローチは、さらに、パラメータの種類毎に異なっていてもよい。例えば、トーンと色の変動が、基準のトーンおよび色画像を与えるように取り除かれてもよく、一方、ノイズおよびシャープネスの変動が検出され、その次に、画像のノイズおよびシャープネスの特性が所望の値に変更されてもよい。２段階の除去および挿入プロセスが使用される時には、この変更機能は、後述するように２つの要素に分けられてもよい。
【００５３】
除去：　適切なアルゴリズムを使用することが、プロセス中の特定の点よりも前に導入される可能性があるアーチファクトの影響を削減することが可能である。これらのアルゴリズムは、例えばノイズを除去することが可能であり、画像を鮮鋭化してもよく、色校正をリセットしてもよく、または、量子化誤りを取り除き、シェーディング（ｓｈａｄｉｎｇ）または照明（ｌｉｇｈｔｉｎｇ）を補償し、トーンスケールを補正し、または、以前のサブサンプリングプロセスによって導入されたアーチファクトを補償するだろう。
【００５４】
挿入：　ノイズ、変更されたカラーグレーディング（ｃｏｌｏｒ　ｇｒａｄｉｎｇ）、追加の鮮鋭化効果（ｓｈａｒｐｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ）、および、トーンスケール効果等のような特定のフィルム的「外観」特性が、画像に挿入されてもよい。
【００５５】
検証（Ｖｅｒｉｆｙｉｎｇ）
さらに別の採用可能な処理段階が、除去および挿入の段階が完了した後に所望の目的が達成されていることを検証する処理段階である。あるいは、この検証段階は、処理の結果としての画像が所望の目的にどれだけ近く達しているかの測度を提供するために使用されてもよい。この情報は、「外観」の適切なラベリング（ｌａｂｅｌｉｎｇ）またはブランディング（ｂｒａｎｄｉｎｇ）のために使用されてもよく、または、所望の「外観」をより適切に実現するために先行の段階が繰り返される必要があるかどうかを判定するために使用されてもよい。
【００５６】
目標である特定の所望の「外観」が下流の点で定義される場合には、この検証機能は、変更プロセスの出力が所望の目的に合致するかどうかをキャラクタライズする際に、下流の情報を使用しなければならない。あるいは、この検証機能は、所望の「外観」が表れなければならない下流の点から信号を受け取ってもよい。例えば、検証機能が、シーンが投射されて観客によって見られている時に、そのシーンを観察するカメラから情報を受け取ることも可能である。
【００５７】
機能間の相互作用
検出と、除去および挿入を含んでもよい変更と、検証という基本機能は、所望の「外観」を生じさせるために、または、所望の「外観」が生成されることが可能な長期保存用の標準基準「外観」を導入するために使用されることが可能である。上述したように、検出プロセスは、入力画像に対して測定（絶対的もしくは相対的測定）もしくは分析を行うか、または、入力信号をキャラクタライズする情報を使用する。その次に、これらのキャラクタリゼーションは、「外観」仕様の同等のキャラクタリゼーションに比較されなければならない。変更プロセスが除去と挿入とを含む場合には、挿入プロセスに送られる画像に対応する基準「外観」に適合するために必要とされる除去の度合いは、検出プロセスによって決定されなければならない。一方、変更機能が、変換プロセスの出力における、または、何らかの下流の位置における「外観」仕様に合致するように、入力画像を変更する場合には、検出機能が、画像をその検出した入力「外観」から所望の出力「外観」に変更するのに必要とされるパラメータを求めなければならない。この変更の度合いは、アルゴリズムパラメータとして変更機能に送られる。これを確実に実現するために、検出機能は、次のどちらに基づいて所望の「外観」を生じさせるアルゴリズムパラメータを設定することが可能でなければならない。
【００５８】
（ａ）１つの特定の入力「外観」パラメータ値から所望「外観」パラメータ値に変換する、アルゴリズムパラメータを特定する変更アルゴリズムキャラクタリゼーション。この例は、シーンから変換プロセスへの上流ＭＴＦが、テスト画像に対する検出機能において行われるＭＴＦ分析によって決定され、および、下流のＭＴＦシステムが同様に決定されるか事前に特定される場合を含む。これら２つのＭＴＦの積が、シーンから出力「外観」基準点までの総システムＭＴＦを与える。この総ＭＴＦは、シーンから下流の「外観」基準点までに必要とされるＭＴＦと比較され、その「外観」とシステムＭＴＦとによって必要とされるＭＴＦの比率が、変更段階におけるフィルタ機能のＭＴＦを定義する。検出機能は、その次に、変更段階に関するカーネル係数のようなフィルタ特性を計算し、それを変更段階に送る。
【００５９】
または、
（ｂ）所望の「外観」に最も近い画像特性を与えるアルゴリズム係数を決定するための、単一のフレームまたはテストシーンに関する検出機能と変更機能と検証機能との間の繰り返し相互作用。この場合も同様に、目標は、修正機能の出力における、または何らかの下流の点の出力における「外観」基準点に関するものである。このモードでは、単一フレームまたはテストシーンが検出され、変更アルゴリズムパラメータが検出機能によって与えられ、および、その次に、各繰り返しにおける検証機能によって求められるような「外観」パラメータの値に関する情報に応答して、検出機能によってこれらのパラメータに対して無関係な調整が加えられる。このプロセスは、変更機能に送られるアルゴリズムパラメータを反復的に調整するために検出機能が使用する、ニュートン−ラプソン法アルゴリズム、共役アルゴリズム、または、遺伝的アルゴリズムの使用を含んでもよい。
【００６０】
ブロック図の説明
図７は、これらの基本段階が、標準「外観」を生じさせるために、または、長期保存目的のための標準的な基準「外観」を導入するために、どのように使用されることが可能であるかを示す。（電子的に取り込まれたかスキャンされた）入力画像データが線路４０１を通って入り、線路４１４を通過して検出段階４０２に進み、この検出段階は「外観」の主要な特性を検出して、所望の「外観」を実現するために行われる必要がある除去段階を決定する。この情報は線路４０３を通して除去機能４０４に送られる。除去機能４０４は線路４１５を通して線路４０１上の画像を受け取り、検出機能４０２によって指定された除去プロセスを行う。
【００６１】
同様に、検出機能４０２は、線路４０１上のデータに基づいて、および、随意に、除去機能４０４を受けた後の線路４０５上の画像ストリームに対応する画像データに基づいて、挿入機能を決定する。このデータは、採用随意の線路４０６上を通して検出機能の第２の入力に送られる。挿入機能４０８は、線路４０１からの検出データに基づいて、および、随意に線路４０６中のデータに基づいて、線路４０７上の制御データを受け取る。その次に、挿入機能４０８は、粒子、色、トーンスケール、および／または、他の特性を画像ストリーム４０５に挿入し、それを線路４０９を通して出力する。随意に、挿入機能４０８の結果からのフィードバックが、採用随意の線路４１０を通して、線路４０３または４０７上の制御データに調整を加えることができる検出機能４０２に送られてもよい。さらに、線路４０６上のデータは、線路４０３上の制御データを変更することによって除去機能４０４の特性を改善するように、線路４０３上の信号を変更するために使用されてもよい。
【００６２】
検出機能４０２は、さらに、入力４０１、４０６、４１０と出力４０３、４０７との特定の組合せに各々が対応する別々の検出構成要素に分割されてもよい。除去機能４０４と挿入機能４０８の各々の２つ以上が使用されてもよく、および、互いに無関係なまたは単一の検出要素を使用して画像ストリーム内に逐次的に接続されてもよい。
【００６３】
画像データが処理されると直ぐに、検証器機能４１１が、特定の「外観」に関する処理の結果を検証し、および、所望の「外観」に対するその「外観」の精度が線路４１２を通して送られる。この情報は品質評価に使用され、さらに、線路４０９を通しても送られる画像データの適用性の範囲を識別するためにも使用される。線路４１２上の品質が所望の「外観」にとって不十分である場合には、検出、除去、挿入、および、検証のプロセスを繰り返すことが必要であろう。所望の結果が下流点で実現されているという検証を行うためには、検出機能４０２が下流の条件に関して検証機能４１１と通信しなければならないか、または、検証機能４１１が下流プロセスに関して下流点から情報を受け取らなければならない。検出機能４０２から検証機能４１１への採用随意の線路も、下流のプロセッサまたは画像に関する下流点からの採用随意の線路も、この図には含まれていない。
【００６４】
特定の所望の「外観」が線路４１３上のデータを通してシステムに通信される。このデータは、所望の「外観」に関する仕様（例えば、定義された画像外観パラメータ値の範囲）を含んでもよく、または、上述の具体例としての外観から選択される外観のような特定の所望の「外観」を実際に特定してもよい。図７の線路４１３上を通して入力される「外観」に関する情報は、さらに、行われている後続の処理のタイプに関する情報を含んでもよく、それによって、除去機能と挿入機能とが、使用されるフィルムレコーダのタイプ、中間フィルムの段階とタイプ、プリントフィルム、フィルムプロジェクタ、テレビ伝送、テレビフォーマット、および／または、ディジタルプロジェクタのような下流の処理の影響を補償するために検出機能によってプログラムされる。さらに、スクリーンのタイプのような他の構成要素を補償することが必要なことがある。あるいは、下流のプロセッサを補償するために、検出機能４０２は、これらの下流のプロセッサまたは画像情報に関して下流の点から情報を直接受け取ってもよい。これら下流のプロセスに関する下流の点からのこの採用随意の線路は図７には含まれてはいない。
【００６５】
術語に対する上述の定義を参照すると、除去機能４０４と挿入機能４０８は、変更４１７の全般的な表題の下にひとまとめにされてもよい。さらに、反復プロセスが必要とされることがあり、および、これが例えば品質信号４１２によって決定されることがあるということが理解されるだろう。反復プロセスが行われる場合には、この反復プロセスは、例えば４０９を通して信号を記憶機能４１８に送ることによって行われることが可能であり、および、第１のパス（ｐａｓｓ）の処理が機能４１２、４０４、４０８、および、随意に４１１を含む時には、記憶機能の出力が、データの後続のパスのための画像入力信号４０１をドライブするために、点線４１９に沿って送られてもよい。
【００６６】
検証機能４１１は、場合によっては、オペレータ、ディレクタ、エディタ、または、映画撮影技師によるプレビューを含む形で、完全に手作業であってもよい。あるいは、検証機能４１１は、手作業の品質管理チェックまたは他の何らかの組合せを伴う形で完全に自動的であってもよい。検証４１１で使用される幾つかのプロセスは一般的に同一の技術に基づいており、検出機能４０２で使用される測定プロセスとは異なっていない。検証の結果が、さらに別の変更操作を開始させるために使用されることがある品質基準として使用されることも可能である。実際に、線路４１２上の検証器の出力は、場合によっては、後続のあらゆる変更操作を制御するために使用されてもよい。
【００６７】
特定のパラメータに適用される検出、変更、および、検証プロセス
検出のプロセスは、外観のパラメータ、値、および、特性の選択に応じた様々な採用可能な機能を含んでよい。次では、特定の外観パラメータを単独でまたは組合せの形で検出し、変更し、検証するためのプロセスを説明する。
【００６８】
Ｋｏｄａｋによって製造されたＣｉｎｅｏｎ　ＳｙｓｔｅｍとＡｄｏｂｅ　Ｐｈｏｔｏ−ｓｈｏｐは両方とも、特定の点における、または、特定の区域全体にわたって平均化された信号振幅と他の要素的画像パラメータとを求めることが可能な画像処理ツールを含む。これらのツールはスクリプトを使用して制御されることが可能であり、それによって、半自動的な測定シーケンスが生成されることが可能である。過去においては、これらのツールが、本発明で説明する方法を使用して画像に関する測定として使用されたが、これらのソフトウェアツールは、さらに、スクリプトを生成するために、および、特に「外観」に関係する測定値を生じさせるために使用されることが可能である。場合によっては、特定の外観に関係する特定の測定値がツールセットにおいて利用不可能であることがある。しかし、本明細書で説明される方法は、所望の外観パラメータ値を得るように検出機能が所要の変更機能を自動的または半自動的に選択および／または制御することが可能であることを確実なものにするために必要とされることがある追加のソフトウェアまたはスクリプトの開発を含む、こうした測定ツールを当業者がハードウェアまたはソフトウェアのどちらの形においても開発することを可能にする。
【００６９】
振幅
術語「振幅」は、画像を表現するディジタルデータ中に含まれる輝度情報、明度情報、または、色情報を意味する。この情報は画像全体に適用されてもよく、または、画像内の特定の位置、特定の領域、または、特定の画素に適用されてもよい。
【００７０】
振幅データは振幅範囲を含む。入力データの振幅範囲は、線路４０１上の全画像セットを受け取って入力値の最大値と最小値とを求めることによって検出されることが可能である。これらの最大値と最小値は、入力信号がＲＧＢ表現を有する場合には、赤信号と緑信号と青信号の最大値を含んでもよく、または、振幅範囲外観パラメータの範囲色空間に応じて色変換を行うことによって、変換された色空間内の値の最大値と最小値とをとることによって振幅範囲を決定してもよい。一般的に、６つの値が、変換された色空間の各々から得られるであろう。
【００７１】
場合によっては、オリジナルのシーンから抽出された特定の画像を有すること、または、信号の振幅範囲を求めるために使用されることが可能な画像連鎖中の特定の点において導入された特定の画像を有することが必要であることがある。画像データの色空間が既知ではない場合には、色テスト画像が必要とされることがある。この例は、特別に設計された画像、ＭａｃＢｅｔｈチャートのようなカラーチャート、または、グレースケールチャートを含むだろう。場合によっては、正反射性ハイライト（ｓｐｅｃｕｌａｒ ｈｉｇｈｌｉｇｈｔ）を含む画像を有することが好ましいことがあるであろう。図８は、そうしたテスト画像５００の一例を示す。画像５００は、このテストが導入された点において画像連鎖の下流に導入されているシェーディングを求めるために、画像のエッジにおける黒レベルと白レベルとを検出する目的で使用されてもよい、例えば黒帯５０１と白帯５０２とを含む白と黒の枠線を含んでよい。テスト画像内には、５０３、５０４、５０５のようなカラーパッチが存在する。さらに、画像５００の中央部内の黒区域５０８と白区域５０９とがそれぞれに５０１および５０２と同一の輝度を有する。これらの中央区域は、画像の中央部に関するシェーディングを求めるために使用されてもよい。したがって、図９に示す通りの第１の段階が、画像サンプリングボックス６１５内の入力画像４１４の区域５０１、５０２をサンプリングして、その次に、区域５０１に対応する画像データを線路６０１を通してシェーディング計算プロセス６０３に送り、および、区域５０２に対応する画像データを線路６０２を通してシェーディング計算プロセス６０４に送り、これらのシェーディング計算プロセス６０３、６０４から、振幅範囲の後端と白端とにおけるシェーディングが計算されることが可能であり、また、その次に、画像全体に関する補正関数が、線路６０８上のパッチ５０１、５０８に関する補間されたデータと線路６０９上のパッチ５０２、５０９に関する補間されたデータの結果としてプロセス６０５において計算される。その次に、このデータは、線路６０６上にシェーディング補正関数を生成するためにプロセス６０５で使用される。その次に、このシェーディング補正関数は、画像内のパッチ５０３、５０４、５０５等に関する補正された値を生じさせるために、プロセス６０７において入力画像に適用される。その次に、パッチ５０３等に関するこのシェーディング補正関数は線路６０８上に現れ、パッチ５０３等の個々の識別に関する情報を含むモジュール６１５に送られる。パッチの位置と値に関するこの情報は、モジュールの中に埋め込まれてもよく、または、画像に関連付けられておりかつ線路４１４を通して入ってくるデータによってモジュール６１５によって復号されてもよい。モジュール６１５は、ｘ−ｙ座標と意図された振幅データとを含むパッチ固有データを得るが、モジュール６１５のさらに別のタスクは、パッチの平均振幅値を抽出することと、パッチの意図された値または目的を識別することと、各パッチに関連付けられている色域、色空間、または、他の振幅範囲の極値を示すパッチデータに基づいて、振幅範囲に対応するデータを生じさせることである。した��って、例えば、特定の色空間に関して各々が構成されている、正反射性ハイライトパッチ、中間色パッチすなわちグレースケールパッチ、最大色パッチ（ｍａｘｉｍｕｍ　ｃｏｌｏｒ　ｐａｔｃｈ）すなわち白パッチ、および、最小色パッチ（ｍｉｎｉｍｕｍ ｃｏｌｏｒ ｐａｔｃｈ）すなわち暗パッチがあるであろう。したがって、線路４１４上の入力画像の振幅範囲を記述する情報に関するデータが、線路６１６上に現れるであろう。
【００７２】
テスト画像は、さらに、テスト画像上に配置されておりかつ検出機能において復号されるバーコードを使用して自動的に識別されてもよい。これは、検出機能が自動的にテスト画像を識別して、テスト画像に適している、必要とされる画像パラメータを抽出するソフトウェアを使用して画像を分析し始めることを可能にする。
【００７３】
テスト画像は利用できないがデータの色空間が既知である場合には、図９の線路６０８上の白黒シェーディング補正画像データが、図１０に示されているように受け取られ、色変換モジュール７０１を経由して、シェーディングが補正された色変換済みの画像データを含む線路７０２に送られ、その次に、モジュール７０３が、画像または画像セットの全体にわたっての最大値と最小値とに関する様々な組合せを得ることが可能である。各画素に関する３つの色データ値が例えばＹＵＶ色空間内における座標を記述する時には、とり得る７つの最大値と７つの最小値とが存在する可能性があるということが理解できるだろう。さらに、平均値の範囲も得られることが可能である。これらは線路７０４上に出力される。最大値データと最小値データとを得た後に、変更機能４１７に送られなければならない制御シーケンスを検出システムから生成することが残っている。例えば、下流の処理と表示機構との制約の範囲内で「外観」を正確に提示する必要があるために、特定の外観がより広いダイナミックレンジを必要とし、一方、その他の外観が制限されたダイナミックレンジを必要とする。したがって、最大値と最小値を発見し終わっているので、振幅範囲が「外観」と下流のプロセスの制約との両方に適合することを確実にするように、振幅変換が計算される必要がある。
【００７４】
振幅量子化が様々な仕方で自動的に測定されることが可能である。１つの方法が、図９における点６０８においてシェーディング補正画像を受け取り、その画像のあらゆるディジタル値に関して１つのヒストグラム位置を使用して画像全体をヒストグラム化することである。画像全体または画像セットがこの仕方でヒストグラム化され終わると、高密度で存在するであろうヒストグラム内の値すなわちビン（ｂｉｎ）と、低密度でしか存在しないかまたは希にしか存在しない、各々の高密度に存在するビンの付近のビンとがある。画像内の量子化レベルを求めるために、互いに隣接した高密度で存在する位置の組が識別され、量子化振幅はこれら互いに隣接する組の間の距離である。したがって、量子化値は一般的に振幅の関数である。
【００７５】
時には、点４１４と、量子化が導入される点との間において、ノイズがシステムに導入される。このノイズは、場合によっては、量子化をマスキングし、「外観」を左右することがある。しかし、場合によっては、量子化は重要な要因のままであり、および、量子化が除去段階で取り除かれない場合には、挿入プロセスにその証拠が再び現れる。したがって、量子化が生じた点の後で導入されているノイズが量子化をマスキングすることを防止するために、量子化分析を行う前にノイズをマスキングで隠すか取り除くように連続フレームの間の時間平均化（ｔｅｍｐｏｒａｌ ａｖｅｒａｇｉｎｇ）を行うことが必要であろう。この時間平均化を行う前にモーション補正（ｍｏｔｉｏｎ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）が加えられない場合には、この時間平均化は、同一の内容を有する連続したフレームの全体にわたって時間的に平均化することによって最も適切に効果を示すであろう。さらに、時間平均化は、導入されたノイズがフレーム間で少なくとも幾分かは補正されない場合にだけ、効果を示す。
量子化を検出する別の方法は、時間平均化を可能にするために、フレーム間で同一であることが好ましいランプ（ｒａｍｐ）、または、連続的にシェーディングした色テスト画像を使用することである。これらの連続した画像からの時間平均化された結果は、「外観」変換プロセスに対する入力である点４１４よりも前のプロセスの量子化レベルに関する値の画像に対応する。
【００７６】
振幅値の定義は、画像に関連したデータに基づいて検出されてもよく、または、これが無い場合には、シーンもしくはシーン要素の中の特定のテストパッチの振幅値を分析して、これから振幅値の定義を推定することによって検出されてもよい。同様のプロセスが信号振幅とトーンスケールとを評価するために使用されてもよい。
【００７７】
ノイズ
ノイズは、画像内の既知のパッチまたは既知の均一な区域内の振幅変化と出力スペクトルとを測定することによって検出される。さらに、未変更の画像と、空間フィルタリングによってまたはモーション補償（ｍｏｔｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）を使用して連続フレーム全体にわたって平均化することによってノイズが取り除かれている画像との間の差として、ノイズスペクトルを測定することが可能である。ノイズ振幅と、出力スペクトル、自己相関関数、および／または、信号振幅（例えばシーン密度）の関数としてのノイズ振幅のような他のノイズ特性とが、すべてこの仕方で検出されることが可能である。画像ノイズを検出する別の方法は、ノイズをキャラクタライズするためにウェーブレット手法を使用することである。これらの方法は、波形の振幅と位相に基づいてパラメータを生成し、このパラメータはノイズ「外観」を調整するために使用可能である。さらに、ヒストグラム化（ｈｉｓｔｏｇｒａｍｍｉｎｇ）のようなノイズ測定を行うことによって、または、空間フィルタリングまたはモーション補償フレーム平均化（ｍｏｔｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ ｆｒａｍｅ ａｖｅｒａｇｉｎｇ）を使用してシーン内容を引き算し、その次に、自己相関、出力スペクトル、または、フーリエ変換法を使用してその差を分析することによって、ランダムノイズまたは量子化ノイズのようなノイズタイプを識別することも可能である。簡単なノイズ測定は、上述したように均一なシェーディング補正区域を選択して、その区域全体にわたっての信号振幅の標準偏差を測定することである。この測定値は異なる色および輝度において抽出されることが可能であり、画像の様々な輝度および色における総ノイズ出力の測度が得られることが可能である。ノイズは、「外観」に関係するので、様々なテクスチャを生じさせることが可能であり、こうしたテクスチャの幾つかは、「粗い（ｇｒｉｔｔｙ）」、「粒子状の（ｇｒａｉｎｙ）」、または、「プラスチック的な（ｐｌａｓｔｉｃｙ）」のような術語を使用して記述されることが可能である。
【００７８】
次に、これらのノイズ測定値がどのように使用されるかを説明する。１つの方法は基準テクスチャに基づいている。基準テクスチャが選択されると、上述のノイズパラメータがそれから抽出されて、ノイズが自動的または半自動的に再挿入される時に変更段階を制御するための基準パラメータとして使用されることが可能である。ノイズの自動または半自動の挿入は、例えば、画像中の信号の振幅に応じてノイズを加えることによって実現されることが可能である。ノイズは、特定のノイズ生成方法（例えば、Ｒｏｂｅｒｔ　Ｇｒａｙの米国特許第５，６４１，５９６号、Ｇｒａｙ、１９９７年６月２４日、「ディジタル画像におけるフィルム粒子特性の調整」を参照されたい）を使用して生成され、ノイズにおけるパラメータの量は、上述の基準テクスチャに関する測定値から得られる。入力画像のノイズ特性を検出し、これらの値を所望の基準値と比較し、その次に、所望のノイズ値を実現するのに十分な追加のノイズを挿入することが必要である場合もある。図７を参照すると、この図は、除去段階４０４を最小化するかまたは取り除き、所望の基準ノイズ情報を線路４１３に沿って供給することに相当する。その次に、線路４１４上の入力画像は、その入力画像のノイズパラメータを求めるために、検出段階によって使用される。
【００７９】
基準ノイズと入力画像の基準ノイズとに基づいて挿入されるべきノイズの量と特性とを検出する段階は、最初に、ノイズ出力が加法的であるという事実に基づいており、したがって、所望のノイズ出力は次のように定義される。
【００８０】
［特定の振幅における基準ノイズ出力］−［同じ画像振幅における入力ノイズ出力］
【００８１】
基準ノイズ出力が入力ノイズ出力よりも低い場合には、減少させられなければならない。これは、除去段階４０４を適用することによって実現可能である。典型的なノイズ除去方法は、画像の知覚上の解像度を変化させることが可能なノイズフィルタリングを含み、したがって、解像度によって影響される所望の「外観」パラメータと組み合わせて行われなければならない。他の方法は、シーン内容に適応しているコアリング（ｃｏｒｉｎｇ）法およびフィルタリング法のような非線形的方法を含む。別の方法は、“Ｍｏｔｉｏｎ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｉｍａｇｅ　Ｓｅｑｕｅｎｃｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”，Ｍ．Ｉ．ＳｅｚａｎおよびＲ．Ｌ．Ｌａｇｅｎｄｊｉｋ編，Ｋｌｕｗｅｒ　Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，　１９９３における、Ｏｚｋａｎ，Ｍ．Ｋ．，Ｓｅｚａｎ，Ｍ．Ｉ．，Ｅｒｄｅｍ，Ａ．Ｔ．およびＴｅｋａｌｐ，Ａ．Ｍ．，“Ｍｕｌｔｉｆｒａｍｅ　Ｗｉｅｎｅｒ　Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｉｍａｇｅ　Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ”と、“Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｉｄｅｏ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”，Ａ．Ｍ．Ｔｅｋａｌｐ，Ｐｒｅｎｔｉｃｅ　Ｈａｌｌ　１９９５と、Ｏｚｋａｎ，Ｍ．Ｋ．，Ｓｅｚａｎ，Ｍ．Ｉ．およびＴｅｋａｌｐ，Ａ．Ｍ．，“Ａｄａｐｔｉｖｅ　ｍｏｔｉｏｎ−ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　ｏｆ　ｎｏｉｓｙ　ｉｍａｇｅ　ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ”，ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｃｉｒｃｕｉｔｓ　ａｎｄ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　ｆｏｒ　Ｖｉｄｅｏ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｖｏｌ．３，ｎｏ．４，Ａｕｇｕｓｔ　１９９３，ｐｐ．２７７−２９０とによって言及されているモーション補償ノイズ除去である。この方法は、画像の解像度、または、画像の他の振幅関連の「外観」特性にあまり影響することなしに、ノイズ振幅を減少させることが可能である。この場合も同様に、ノイズ出力が所望の視覚的「外観」を生じさせるのに十分な測定基準（ｍｅｔｒｉｃｓ）を提供しない場合には、ノイズ出力スペクトルまたはノイズ自己相関関数のような他の測定基準、色相関、または、他の方法が使用されなければならない。
【００８２】
アーチファクト
アーチファクトは、塵、埃、引っ掻き傷を含んでもよく、これらのアーチファクトは、フレーム相互間におけるこれらのアーチファクトの無相関の発生と、移行部分のシャープネスと、塵または埃が白黒であるが色付きであることはほとんどないだろうという事実とを利用する様々な方法を使用して、検出されることが可能である。圧縮プロセスおよび他のディジタルプロセスを原因とするアーチファクトは一般的にフレーム相互間で相関しており、したがって、検出がより困難である。粒子（ｇｒａｉｎ）とは違って、顕著なアーチファクトは望ましくないものと見なされ、最高品質の画像の場合には、知覚不可能なレベルに減少させられなければならない。
【００８３】
フレーム毎の差異を検出するための方法の１つは、最初に、モーションイメージングシーケンス中の先行画像と後続画像とに基づいて無アーチファクトの画像を生じさせ、その次に、アーチファクトの無い同等のフレームからオリジナルのフレームを減算する、モーション補償ノイズ除去に基づく方法を含む。これは、ノイズ粒子と他のアーチファクトの両方を含む差分画像を生じさせる。アーチファクトは、予測されるノイズ分布の外側にあるものとして識別されることが可能であり、さらには、その周囲の画素に対する高い相関から識別されることが可能である。図１１は、検出段階４０２または検証器段階４１１においてアーチファクトを検出する方法を示す。例えば線路４０１または４０９上の入力信号は線路８０１を通ってモーション補償フレームノイズ除去テクニック８０２に入り、このモーション補償フレームノイズ除去テクニック８０２は、線路８０３上に、連続フレームのモーション補償平均である出力画像を生じさせ、この場合に、この平均化は、基準画素が相関しない（これは、その画素のフレームすべてにわたる平均値が、基準画像中のその画素の実際の値に比較して、統計的なノイズマージンよりも大きい値だけ異なっているということを意味する）ならば、平均値がノイズマージンの範囲内に含まれる連続フレーム中の画素全体だけにわたってとられるように行われる。これは、入力線路８０１中のノイズ全体にわたって大きなノイズ改善を有する無アーチファクトの画像を、線路８０３上に生じさせる。ノイズ改善の量は、機能８０２が平均化するフレームの数の関数である。記憶手段８０４が、機能８０２の遅延に等しい量だけ線路８０１上の入力信号を遅延させる。差分（ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉｎｇ）ユニット８０５差分は、線路８０６上の８０４の出力と線路８０３上の８０２の出力との間の差を受け取る。したがって、線路８０７上には、アーチファクトと８０２によって除去されたノイズとの両方を含む信号が存在する。
【００８４】
図１２は、３つのフレーム全体にわたってのモーション補償平均のための、機能８０２の形で形成されている平均化プロセスを示す（当然のことながら、これより多くの数のフレームが使用されてもよい）。これら３つのフレームは、中央フレームの未変更の表現として線路９０１上に入る中央フレームであると見なされている。線路９００に入りおよび中央フレーム９０１に一致するようにモーション補償されている先行フレーム、および、フレーム９０１に一致するようにモーション補償されている後続フレーム９０２。画像中の特定の画素の値が加算器９０３内で互いに加算される。その次に、線路９０４上の合計が除数器９０５内でＮで割り算され、この場合には、Ｎは、線路９０６上に真のフレーム平均を与えるために３の値に一致する。フレーム９００、９０１、９０２上にその次の画素が現れる前に、第２の段階が行われる。この段階では、９０６上の平均の値が減算器９０７によって線路９００上の画素の値から引き算され、その結果として得られた信号が比較器９０８に送られ、この比較器９０８は、統計的に事前設定されたレベルを差が超えるかどうかを判定する。線路９１０によって定義されるこの統計的に事前設定されたレベルは、線路９０６上の平均値と入力値との間の差を差分ユニット９０７、９１１、９１２を使用してサンプリングすることによって決定される。これらの差分ユニットの出力は、ユニット９１３、９１４、９１５内の２乗をとる機能に送られる。その次に、この２乗が合計され、この場合には３に等しいＮで割り算され、その次に、除数器および平均化ユニット９１６内で連続画素全体にわたって平均化される。出力９０１は絶対値比較器のための基準値となる（すなわち、これらの比較器は、加算器９０７、９１１、９１２からの入力信号が、比較器９０８、９１７、９１８に接続する線路９１０上の入力基準を正側に超えるのかまたは負側に超えるのかを評価する）。比較器９０８、９１７、または、９１８の出力が、絶対的大きさが超えられていることを表示する場合には、スイッチ９１９、９２０、および、９２１がそれぞれに起動され、加算器（ｓｕｍｍｅｒ）９１３に入る入力値を強制的にゼロにする。さらに、あらゆるスイッチが加算器９１３のあらゆる入力値を強制的にゼロにする場合には、除数器ユニット９０５内のＮの値が１だけ減少させられる。Ｎがゼロに達すると、除数器ユニット９０５が、このプロセスを使用して既に計算されている周囲画素の平均値を、線路９０６上に挿入する。
【００８５】
アーチファクトを検出または検証するためのこの方法は、入力信号を図１２のプロセスの出力と比較することを含み、その差が、後でディジタル計数またはサイジング（ｓｉｚｉｎｇ）方法によって分析されることが可能なアーチファクトの画像である。測定されたアーチファクトのレベルを計数またはサイズに関する仕様に対して比較することによって、特定の「外観」を与えるために必要とされるレベルをアーチファクトが超えると判定される時には、所望の「外観」を実現するために、上述のプロセスのようなプロセスが、アーチファクトを除去する除去プロセスにおいて、画像全体、シーン全体、または、映画全体にわたって行われることが可能である。
【００８６】
フィルム粒子ノイズ
フィルム粒子ノイズは、他のノイズと同様に、先行の処理に応じて、色の間で相関していることもあるし、相関していないこともある。画像がフィルムを起源としているということが分かっている場合、および、画像をスキャニングするスキャナが低レベルのノイズを有することが分かっている場合には、画像中で検出されたノイズが粒子ノイズであると想定されることが可能である。したがって、上述の方法、他の従来技術の方法が、粒子ノイズを検出し、除去し、挿入し、検証するために使用できる。
【００８７】
検出機能および検証機能の一部として、粒子ノイズは、例えば、画像またはテスト画像の均一なすなわち均等な区域内の画像データの２Ｄ自己相関関数のフーリエ変換を行う出力スペクトル分析法を使用して、測定されてもよい。この同じ方法が、ノイズレベルを検証するために使用されてもよい。Ａｄｏｂｅ　Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ　ｖｅｒｓｉｏｎ　５．０とＫｏｄａｋによるＣｉｎｅｏｎ画像処理システムの両方が、粒子ノイズを測定および挿入するための方法を含む。
【００８８】
ノイズまたは粒子は、変更プロセスの除去機能に挿入されているモーション補償フレーム平均化法を使用して除去されることが可能である。あるいは、フィルタリング方法が、粒子とノイズを変更するために使用されてもよい。過去においては、画像を鮮鋭化するためにフィルタリングだけを使用することは非現実的であった。これは、フィルム画像における周波数ピーキング（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｐｅａｋｉｎｇ）の細部が、電子的に生成された画像によって粒子ノイズが誤って示されるのと同様に、粒子ノイズを誤って示すからである。フィルム粒子の振幅を減少させるためにモーション補償ノイズ除去を使用することによって、フィルム画像のピーキングが、フィルム粒子に対する総体的なシステム振幅応答を維持しながら（または、増加させながら、もしくは、さらには減少させながら）、主観的により鮮鋭な画像を実現するために加えられることが可能である。上述したように、Ｋｏｄａｋの特許ＵＳ　５，６４１，５９６（Ｇｒａｙ）、１９９７年６月２４日付、「ディジタル画像におけるフィルム粒子特性の調整」は、より高度のフォトリアリズムを実現する優れた方法を開示し、フィルム画像のディジタル処理が粒子を取り除いた後にフィルム画像に粒子を付加することに対処する。粒子の場合に、検出操作のタスクは、例えばウィーナ出力スペクトル法を使用して粒子を検出することと、その次に、フレーム平均化ノイズ除去法を使用して粒子を取り除くこととによって、または、上述のように粒子を追加することによって、所望の「外観」を生じさせるために粒子レベルを調整することである。
【００８９】
位置
位置は、使用されるカメラと倍率との設定に関係している。このデータが既知である場合には、必要に応じて、特定の値とカメラ座標との間の関係を計算することが可能である。さらに、位置は、深度（ｄｅｐｔｈ）とスケール（ｓｃａｌｅ）のようなシーンの寸法にも関係するだろう。深度（ｚ）が分かれば、特定の画素のシーン座標を計算することが可能である。したがって、曇り（ｈａｚｅ）を取り除くこと、または、フィールドプロファイル（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｆｉｌｅ）の深度の変更またはスカルプティング（ｓｃｕｌｐｔｉｎｇ）のような他の位置関係効果を導入することが望ましい場合には、画像内の特定のｘ、ｙ点の深度座標に対応するデータを生成する深度検出装置または距離発見装置（ｒａｎｇｅ ｆｉｎｄｉｎｇ ｄｅｖｉｓｅ）をカメラに追加することが必要だろう。したがって、検出操作と検証操作は、「外観」によってに必要とされる通りの曇りのレベル、または、例えば「外観」の焦点の見かけ上の深度を調整するためのシャープネスが、変更されるか、または、別々に仕様に合致する必要があるかどうかを検出するために、視野のあらゆる画素の深度に関係した情報を有することを必要とすることがある。
【００９０】
画像中の特定の点における振幅が、上述したようにシーン中の特定のｘ、ｙ、ｚ点に再び関連付けられることが可能である画素値の大きさによって定義される。シーンのｘ点、ｙ点、および、随意にｚ点に画素位置を再び関連付けることが、所要の「外観」が変更操作において遠近感における変化を必要とする場合に必要であることがある。遠近感におけるこの変化は、最初に、カメラレンズの焦点距離とシーンのジオメトリとによって決定される。この変化は、変更プロセスにおけるワープ（ｗａｒｐ）機能を使用して変更されるだろう。特定の所望の「外観」（例えば、魚眼的な外見の生成、または、湾曲表面上への画像の投射）が、撮影ジオメトリ（ｔａｋｉｎｇ ｇｅｏｍｅｔｒｙ）の自動検出を必要とすることがある。
【００９１】
スキャンフォーマットは、一般的に、ディジタルファイル中のヘッダから検出されるか、または、画像中の垂直および水平同期信号のパターンから検出される。特定の「外観」が、スキャンフォーマットの制限を強制する解像度を必要とすることがある。
【００９２】
画像に加えられるフィルタリングの量とフィルタリングの特性とが、シーン取込み中にカメラの前方に挿入されるテスト周波数テスト画像、傾斜エッジ画像、または、他のテスト画像を分析することによって検出されることが可能である。これらが行われない場合には、焦点が合っている不明瞭な物体（ｏｂｓｃｕｒｉｎｇ ｏｂｊｅｃｔ）を識別して、シーンにすでに加えられたフィルタリングを検出するためにその不明瞭な物体のエッジを分析することが可能である。フィルタリングが線形であり、かつ、例えば、単一のパス（ｐａｔｈ）による画像の変調伝達係数の変更によってキャラクタライズされることが可能である場合には、これは検出し易い。フィルタリングがコントラストまたは振幅に関して非線形的である場合には、この検出プロセスはより複雑である。
フレア（ｆｌａｒｅ）は、シーン中に挿入されたテスト画像の黒レベルから、または、場合によっては、シーン中の最も黒い信号のレベルから検出されることが可能である。フレアのレベルが求められると、検出操作は、フレアを取り除くために必要とされるパラメータを決定しなければならない。これは、他の画像パラメータの場合と同様に、随意に除去および挿入ツールを含む利用可能な変更によって決定される。フレアを取り除く方法の１つは、単純に、画像中の黒レベルが事前設定された黒の基準レベルを超える度合いに対応する、画像全体にわたる平均値を引き算することである。別の方法は、テスト画像を使用してレンズのフレア特性を評価することである。一般的に、これらの特性は、画像ハイライトと画像の他の明るい区域との付近におけるより大きなフレアを結果的に生じさせる。これらの明るい区域に対する画像中の各点の距離に基づいて、モデル化されたフレアを取り除くために、オフセットが計算されることが可能である。その次に、検出機能は、レンズの光学フレアプロファイルを補償するために必要とされる係数を変換機能に提供するだろう。上述のように、これは、変更機能において具体化されるフレア除去アルゴリズムの先験的なキャラクタリゼーションを含む直接的な計算アプローチを含むことがある。
【００９３】
解像度
解像度は、線１本あたりの画素の数によって、または、上述した通りの変調伝達関数（ＭＴＦ）によってキャラクタライズされることが多い。シーンから検出ユニット入力線路４０１への変調伝達関数（ＭＴＦ）がＦｓ（ｆ）として定義され、ここでｆは画面高さ（ｐｉｃｔｕｒｅ ｈｅｉｇｈｔ）当たりの線対としての周波数であり、「外観」が特定される点に対する出力４０９から変換機能へのＭＴＦは、（例えば、ディスプレイ上では）Ｆｄ（ｆ）である。これらの関数は、ＭＴＦを生成するために様々な周波数ｆにおける振幅の比率が測定される直線または正弦波を有する画像またはテスト画像を連鎖を通して与えることによって、検出機能４０２で計算される。例えば、Ｆｓ（ｆ）は、直線または正弦波と同じグレー値を有する大きな区域の振幅応答を基準としたシーンから線路４０１への振幅の比率によって求められる。これらは、図８を参照して説明したように、位置によってまたは波形によって直線または正弦波を識別するソフトウェアを使用して容易に自動化される。あるいは、エッジだけが利用可能である場合には、検出ユニット４０２は、ＭＴＦを生成するために、例えばＩＳＯ　Ｔｃ４２／Ｗｇ１８　Ｓｌａｎｔｅｄ−Ｅｄｇｅ　Ｓｐａｔｉａｌ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ（Ｓｆｒ）ＰｈｏｔｏＳｈｏｐ　Ｐｌｕｇ−Ｉｎ（Ｖ６．１．３）を使用して、エッジを分析することが可能である。必要なことは、検出機能４０２が、カメラの焦点深度内に含まれる物体の境界から形成されているシーン内のエッジを検出することだけである。その次に、この検出機能４０２は、Ｆｓ（ｆ）を求めるために、そのエッジの周波数応答を使用することが可能である。
【００９４】
検出ユニットは、ディスプレイで行われる独立した測定からＦｄ（ｆ）に関するダウンロードされた情報を有することによって、または、代案としては、画像が投射ユニットまたは表示スクリーンから送られる場所のような下流の場所から検出ユニットに画像または画像関連パラメータを送ることによって、Ｆｄ（ｆ）を求める。その次に、検出ユニットは、Ｆｄ（ｆ）を求めるために、上述した方法を使用する。
【００９５】
所望の「外観」のＭＴＦは、一定の範囲内の使用可能な「外観」ＭＴＦから、すなわち、異なるＭＴＦで同じシーンが示されている「外観」の予め準備されたギャラリー（ｇａｌｌｅｒｙ）から選択する映画撮影技師によって、または、その映画撮影技師自身の実験を行うことによって定義される。シーンから表示（または、「外観」特性の値が指定される他の「外観」仕様点（ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｐｏｉｎｔ））へ、所望の「外観」のＭＴＦがＦｌ（ｆ）として定義される。この情報は線路４１３を通して検出ユニット４０２に送られる。その次に、検出ユニット４０２は、次の通りに定義された変換フィルタ関数を計算する。
【数１】
2004512595.tif 000002
【００９６】
その次に、検出ユニットは、Ｆｍ（ｆ）を実現するための変更機能４１７に関するフィルタ係数を計算し、この係数を線路４０７を通して変更機能に送る。フィルタ係数は、Ｆｍ（ｆ）の逆フーリエ変換を計算することと、カーネル係数の空間的位置に対応する逆フーリエ変換の実数部の値にカーネル係数を設定することによって畳込みカーネルを定義することとによって決定されることが可能である。他のフィルタ設計方法が使用されることもある。
【００９７】
フィルタ設計があまり制約されていないことが多いので、フィルタ特性を計算しながら結果的に得られるシステムの出力スペクトルを決定することが、シャープネス要件とノイズ要件の両方に同時に適合するフィルタの選択を可能にする。（「外観」特性が指定される）「外観」仕様点におけるシステムのノイズ出力スペクトルは、「外観」仕様点、ソースから点へのＭＴＦの２乗、システム時間におけるソースであるおいて、ノイズ出力スペクトルとして定義される。この測度は、ニュートン−ラプソン法または他の最適化法に基づいていてもよい検出機能フィルタ最適化プロセスに含まれることが可能である。この結果として、出力応答とシャープネスは同時に自動的に最適化されることが可能である。
【００９８】
変更機能は、その次に、これらの係数を使用してシーン全体または本編（ｆｅａｔｕｒｅ ｆｉｌｍ）を処理するように要求される。
最初に基準「外観」を生じさせることが求められる場合には、所望の基準「外観」がＦｒ（ｆ）と定義され、除去段階で加えられる除去フィルタ機能４０４の式は演算である、次のように定義される。
【数２】
2004512595.tif 000003
次の挿入段階は次のように定義され、
【数３】
2004512595.tif 000004
ここで、この場合に、所望の「外観」は、基準「外観」から外観仕様点へのＦｌ（ｆ）として定義される。この場合に、「外観」は基準「外観」に関して定義されるが、シーンに関しては定義されない。
【００９９】
シャープネスは、一般的にＭＴＦからのデータに基づいた様々な解像度測度から求められる。「機能間の相互作用」セクションにおいて上述した例は、シャープネスに関するこのプロセスを概略的に示す。しかし、「外観」基準点が例えば目の網膜または知覚パラメータにある場合には、特性または網膜または知覚されたシャープネスは下流のＭＴＦに含まれるだろう。
【０１００】
エッジ輪郭は、特定のエッジ移行部分全体にわたっての輪郭応答（ｐｒｏｆｉｌｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を取り込んで分析することによって評価されることがある。
ライズディスタンス（ｒｉｓｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ）はシャープネスの測度であり、シャープネスのパラメータとして使用されてもよい。
フォーカスはシャープネスに影響し、ＭＴＦによってキャラクタライズされることも可能である。
被写界深度プロファイルは、カメラレンズのカメラに対するｚ位置の関数としてＭＴＦを表示するか表示することが可能である。
エイリアシングは、ＭＴＦとシーンの周波数内容とスキャンフォーマットとの相互作用に関係付けられたアーチファクトである。
【０１０１】
フレームレートは通常は固定されているが、このフレームレートも「外観」に影響する可能性があり、および、例えば、モーションを許容可能にするために、またはモーションアーチファクトを最小限に抑えるために、変更されてもよい。
ジッタはシーン内で検出され、最終的な「外観」に干渉する可能性がある。変更段階におけるモーション補償アルゴリズムの適用がジッタを除去することが可能であり、画素オフセットアルゴリズムの適用がジッタを挿入する可能性がある。ジッタは、入力画像のモーション補償変型をオリジナルの入力画像と比較することによって検出段階で測定され、および、相関法を使用してこれら２つの画像の間のずれを評価することが可能である。変換プロセスの下流のジッタは補償されないが、画像における総ジッタが「外観」基準点における「外観」仕様を超えないように、変更プロセスで必要とされるよりも多くのジッタを取り除くことによって考慮に入れられることが可能である。
ウィーブ（ｗｅａｖｅ）は、通常は水平方向におけるジッタの低周波数形態であり、上述のジッタの場合と同様の解説が当てはまる。
【０１０２】
外観に対するパラメータ値の関係付け
上述のパラメータと他の画像ベースのパラメータとの選択の値を検出することによって、場合によっては実際のシーンを使用して、しかし、さらには適切なテスト画像を使用することによっても「外観」特性を求めることが可能である。特定の外観は、これらのパラメータと他のパラメータの幾つかに関して特定の範囲を有する。これらのパラメータが測定されることが可能な画像連鎖中の幾つかの点が存在する。特定の外観は、測定が行われる連鎖中の点に応じて変化するこれらのパラメータに関する特定の値を有する。この理由は、連鎖中の後続の処理がこれらの値を変化させるということである。したがって、連鎖中の特定の終点における特定の組の値として定義される所望の「外観」が実現できるように、フィルム連鎖中の後続の機能が特定のパラメータに与える影響を理解することが必要である。
【０１０３】
したがって、特定の値に関するその連鎖中の後続の機能の影響が推定できるように、値が検出される点の後で、その連鎖をキャラクタライズすることが必要である。特定のパラメータの値に対するその連鎖中の後続の機能の影響が分かれば、その連鎖中の特定の他の点における特定のパラメータの所望の値を計算することが可能である。一般的に、こうした他の点は、所望の「外観」が実現されるように画像が変更されている点、または、所望の「外観」が実現されるように画像が変更されている点の直ぐ下流に相当する。
【０１０４】
図１３は、高度に単純化された画像生成の流れの経路を示す。上側の経路は、厳密にフィルムベースであるプロセスに相当し、一方、下側の経路は、厳密に電子ベースであるプロセスに相当する。画像の「外観」を定義する際の第１の段階は、「外観」を選択して、それがどのように得られるかを決定することである。フィルムネガ上の取込みに関するこの決定プロセスが、機能３０１によって示されている。ここでは、使用されるフィルムのタイプ、照明、露光のタイプ、レンズフィルタ（拡散フィルタ、および、ぼけフィルタを含む）、 被写界深度に関する開口設定、取込みおよび一般上映用プリントの両方に関するフィルムのタイプ、フィルム処理のタイプ、および、「外観」に影響する他のファクタに関する決定が行われる。その次に、潜像がカメラ内のフィルム上に取り込まれ、現像フィルム画像を与えるために機能３０２において処理される。スキャニング機能３０３が、ディジタル画像データを生成するためにカメラの処理済みネガをスキャンする。本発明にしたがって画像データ外観を変更するための電子処理がブロック３０４で行うことができる。画像が電子カメラ３０５によって取り込まれる電子的経路では、異なる（しかし、決定プロセス３０１に類似した）決定プロセスが、決定プロセス機能３０６において行われなければならない。この場合も同様の考察が当てはまる。
【０１０５】
図１３の他の機能が、密着プリント（ｃｏｎｔａｃｔ ｐｒｉｎｔ）機能３０６と、一般上映用プリント（ｒｅｌｅａｓｅ ｐｒｉｎｔ）機能３０７であり、これらの各々は、フィルムにおける色と露光とを変化させることによって「外観」を与えていた。機能３０８が、ディジタルデータからフィルムを書き込むレコーダに相当し、機能３０９が、ディジタル投射装置３１０の特性を補償するために必要な特定の処理に相当する。機能３１１がフィルム投射装置に相当し、点３１２と点３１３が、スクリーン上の「外観」を評価するために使用されることが可能なディジタル化画像データを生じさせるために投射スクリーンを見るように配置されているＣＣＤカメラに相当する。点３１２の場合には、フィルムのフラッタを補償するためにカメラが露光に同期されなければならないということが理解されるだろう。
【０１０６】
これらの決定を行った後に、パラメータ値が所望の「外観」に基づいて計算されることが可能である。例えば、被写界深度が浅い鮮明で鮮鋭な「外観」が必要とされる場合には、低粒子性フィルムを使用するという決定、および、場合によっては、ノイズのない「外観」を実現するために３０４における処理ブロックにおいて追加の粒子削減機能を行うという決定が行われる。さらに、レンズ設定が、位置の関数としての被写界深度プロファイルが高い被写界深度を生じさせたように、大きな被写界深度を得るように設定される。これは、焦点面の外側に位置した画像の領域内の高いＭＴＦと解釈される。パラメータが計算される想定可能な位置は、図１３にドットまたはばつ印として示されている。ドットは、パラメータが測定できるようにフィルムをスキャンするためにＣＣＤスキャナが導入される点に相当し、一方、ばつ点は、画像データを分析するソフトウェアを使用して測定が行われることが可能な点に相当する。
【０１０７】
長期保存を目的とする標準基準外観の生成
この特定の「外観」の目的は、特定の標準に合致することが可能である品質画像データを提供することと、このデータによって表現される画像が、一連の後続の外観のどの１つにおいても最終画像の外見を劣化させることなしに、一連の後続の外観（その中の幾つかは将来の技術の使用を含んでもよい）を生じさせるために使用されることが可能であるという保証を与えるということである。一般的に、この「外観」は、他の特定の外観に比較して、より低いノイズ特性と、より高い解像度と、より広い色域と、より広いダイナミックレンジとを有する。
【０１０８】
長期保存目的のためにこの標準基準「外観」を採用して、所望の「外観」に達することは、線路４０１を通して信号を送り込むことと、線路４０９において所望の「外観」を生じさせることとを含む。一般的に、ノイズ除去の観点からは、除去機能はわずかしか必要とされない。
基準「外観」を使用する方法の１つが、除去段階４０４が線路４０１上の画像の固有「外観」を取り除いて、段階４０８において所望の「外観」が中に挿入される基準「外観」を生じさせるということを確実にすることである。このアプローチは、必要とされる異なる変換の数を減少させることが可能である。例えば、異なるカメラ設定またはフィルムに対応するＮつの異なる「外観」から、Ｍつの他の出力「外観」（例えば、ＤＶＤ、フィルム、ＨＤＴＶ、７０ｍｍ）へ進む時には、Ｎ＊Ｍ通りの組合せを必要とする代わりに、この基準アプローチはＮ＋Ｍ通りの外観変換の組合せしか必要としない。
【０１０９】
所望の外観の生成
線路４０１からの特定の入力データから所望の「外観」を生成することは、検出機能においてその入力データの特性を検出することと、その次に、線路４１４上の情報に基づいて適切な除去および挿入アルゴリズムを選択することと、その次に、検出された「外観」から線路４１３上の特定された所望の「外観」へと入力データを変更するそのアルゴリズムに関する係数を計算することとを含む。例えば、電子的に取り込まれた画像においてフォトリアリスティック外観を生じさせるためには、画像データの振幅特性を変更することが望ましいことがある。フィルムシステムでは、振幅情報は、現像された画像中の染料の濃度によって表現される。振幅と位置との両方におけるこれらのランダムな濃度は、画像振幅データが連続的に表現されることを意味するが、その画像振幅データに明白なノイズを加えている。人間の目は実際の世界において連続画像を見るようになっているので、空間的量子化および輝度量子化がこのように無いことは、より満足できる「外観」を提供する。したがって、ディジタルシステムでは、所望のフィルム「外観」を実現するために、画像の振幅範囲全体またはダイナミックレンジ全体にわって、すべての空間的量子化および振幅量子化のわずかな徴候をすべて取り除くことが必要であろう。
【０１１０】
幾つかの外観パラメータが、色域内の位置に応じて、または、輝度もしくは画素位置に応じて変化させられることが可能である。これらの調整に加えて、または、これらの調整とは無関係に、挿入機能または除去機能または変更機能を制御する係数または関係が、色域内の位置に応じて、または、輝度もしくは画素位置に応じて変化させられることが可能である。これらの変化が、新たな外観を加えるために、または、変換された信号が使用可能なダイナミックレンジの範囲内に留まることを確実にするために、必要とされることがある。
【０１１１】
「外観」がソースデータから得られるようにキーデータを保存すること。
識別された区域の各々において、「外観」に関連した基本情報が、取込みプロセスまたは表示プロセスにおいて回復不可能な形で失われることがないことが重要である。シーンの振幅情報を保存する際に対処されるべきさらに別の問題が、一般的に言われているように、人間の目が、シーンの絶対明度に対してではなく、シーン全体にわたっての光の比率に対して敏感であるということを認識することである。したがって、目の感度は線形的でなく対数的であり、このことが、部分的に、目が感知できるダイナミックレンジが非常に広いということの原因である。例えば、人間は、両方が同一のシーン内にある時にさえ、明るい日光の中で詳細部分を見ることができる度合いと同じ度合いで、影の中の詳細部分を見ることができる。
【０１１２】
フィルムは対数的にシーンに応答し、したがって、広いダイナミックレンジを取り込むことが可能である。しかし、電子カメラの感知は本質的に線形である。したがって、非常に広いレンジが電子的に取り込まれることが可能であることを確実にすることが必要である。図１４に示すように、電子カメラにおけるデータ処理の第１の段階が、矢印１０２によって示されている方向に光を受け取るセンサ１０１から信号を受け取ることであり、この信号はセンサ１０１から線路１０３を通って外に出る。一般的に、この段階における信号は、画像全体にわたる各点における光レベルに線形に比例している振幅を有する電流または電圧を含む。その次の段階は、アナログ／ディジタル変換器１０４にこの信号を送り込むことである。別のアプローチは線路１０３上に対数型の増幅器１０５を挿入することである。対数増幅器を線路１０３上に挿入することの欠点は、こうした増幅器が信号にノイズを導入する可能性があり、および、慎重に適合させられた技術を使用してこの増幅器が回路内に一体状に組み込まれることが可能であるが、結果的に得られる振幅信号を変化させる可能性がある熱ドリフトの危険性が残るということである。この別のアプローチは高精度のＡ／Ｄ変換器を使用することであるが、１０ビットの対数スケールの範囲を得るためには、この線形Ａ／Ｄ変換器が実際には１４バイナリビットの線形スケールが可能であることが必要である。同様に、８ビットの対数スケールを得ることが必要な場合には、Ａ／Ｄ変換器１０４が１２ビットの線形スケールという精度を有することが必要である。その次に、このアプローチは、１４ビット（１６３８４個の記憶位置に相当する）を実現することが可能なルックアップテーブル１０７に対して線路１０６を通して１４ビットのデータを送ることを含む。その次に、データは１０ビットの結果として線路１０９を通して出力される。
【０１１３】
さらに別のアプローチが、１０ビットの対数Ａ／Ｄ変換器を使用することである。これは図１５に示されている。線路１０３上の入力信号が、比較器２０１、２０２、２０３、または、２０４のような１，０２４個の比較器に接続する。こうした比較のための基準信号が、点２０６において生じさせられる基準電圧に設定されている分圧器連鎖によって発生させられ、その次に、抵抗器２０７、２０８、２０９、２１０、２１１によって分割される。１，０２３個の比較器の出力が、これらの出力を検出して経路２９９上に１０ビットのバイナリデータを出力する論理アレイ２３０に進む。機能２３０に含まれる論理プロセスが、正または高である入力の数を検出してそのデータを２進数として出力するか、または、その上方のその近傍とは異なっている出力の数を検出する（比較器の動作の仕方のために、１つのこうした入力だけが存在するはずである）。出力２９９は、２進数値として列２３１に示されている数のような数に対応する２進数を有する。画像データを対数または比率の形で符号化することのさらに別の利点は、このことが、屈曲点の付近の色において色相シフトを生じさせる可能性がある、振幅曲線形状における不連続点すなわち屈曲点を不要にするということである。
【０１１４】
本発明を、好ましい実施形態を参照しながら説明してきた。しかし、本発明の範囲から逸脱することなしに当業者によって変型と変更とが加えられることが可能であるということが理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
シーンに応答した画像データ信号の変調伝達関数（ＭＴＦ）の、４つの異なる典型的な外観Ａ−Ｄに関するプロットである。
【図２】
全色範囲にわたって平均化されたシステムのノイズの出力密度スペクトルの、４つの異なる典型的な外観Ａ−Ｄに関するプロットである。
【図３】
水平軸上の動的露光範囲（ｄｙｎａｍｉｃ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｒａｎｇｅ）（対数露光（ｌｏｇ ｅｘｐｏｓｕｒｅ）として）と垂直軸上のノイズとの、４つの異なる典型的な外観Ａ−Ｄに関するプロットである。
【図４】
Ｌ＊ａ＊ｂ色空間のａ＊およびｂ＊スケールの形で色域を表す、４つの異なる典型的な外観Ａ−Ｄに関するプロットである。
【図５】
「画像」対「対数露光」の形におけるノイズまたは粒子の色相関関数の、４つの異なる典型的な外観Ａ−Ｄに関するプロットである。
【図６】
典型的な照度トーンスケール（ｌｕｍｉｎａｎｃｅ ｔｏｎｅ ｓｃａｌｅ）を示す、３つの異なる典型的な外観Ｂ−Ｄに関する「密度」対「対数露光」プロットである。
【図７】
本発明によるディジタルソース画像データを変更する画像変換システムのブロック図表現である。
【図８】
本発明の一実施形態によって使用可能なテスト画像の略図である。
【図９】
本発明の一実施形態によるディジタル画像データのシェーディングおよび色パラメータ値を検出するために使用できるサブシステムのブロック図表現である。
【図１０】
本発明の一実施形態によって使用可能な色変換サブシステムのブロック図表現である。
【図１１】
本発明の一実施形態によるディジタル画像データのアーチファクトを検出するサブシステムのブロック図表現である。
【図１２】
図１１の機能８０２によって行われることが可能な平均化処理の略図である。
【図１３】
動画画像の生成のための単純化された流れ経路のブロック図表現である。
【図１４】
電子カメラセンサによって取り込まれた画像データをディジタル形式に変換するサブシステムのブロック図表現である。
【図１５】
図１４のサブシステムで使用されることが可能な１０ビット対数アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器の略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際公開パンフレット】
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2004512595.tif 000072
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004512595.tif 000073
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004512595.tif 000074
【国際調査報告】
2004512595.tif 000075
2004512595.tif 000076
2004512595.tif 000077
2004512595.tif 000078