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発明の名称 デジタル化装置を自動キャリブレートする方法およびデジタル化装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−198847(P2003−198847A)
公開日 平成15年7月11日(2003.7.11)
出願番号 特願2002−345748(P2002−345748)
出願日 平成14年11月28日(2002.11.28)
代理人 【識別番号】100062144
【弁理士】
【氏名又は名称】青山 葆 (外1名)
【テーマコード(参考)】
5B057
5C077
【Fターム(参考)】
5B057 CA01 CA08 CA12 CA16 CC01 CE11 CE17 CH07 
5C077 LL19 MM03 MM27 MP08 PP15 PP37 PP58 PQ08 PQ23 TT09
発明者 ティエリー・プリジャン
要約 課題
デジタル化装置をキャリブレートするための高速自動方法を提供する。

解決手段
本発明は、画像デジタル化装置またはスキャナの発明の技術分野に含まれる。それは、デジタル化装置の自動キャリブレーションを可能にする方法および装置に関連する。本発明の方法および装置は、デジタル化装置のデジタル化パラメータを自動調整するために、デジタル化されるフィルムに固有な特性データを考慮することにより、これらの特性データに応じ、さらにオペレータの介入なく、デジタル化装置の自動キャリブレートを可能にする。本願発明の適用分野は、特に映画フィルム専用のデジタル化装置のユーザに関連する。
特許請求の範囲
【請求項1】 a)デジタル化装置に、少なくとも1つの特性キャリブレーション・パッチから成る感光性フィルムストリップを置くステップ;
b)フィルムストリップの、少なくとも1つの特性キャリブレーション・パッチを検出するステップ;
c)フィルムストリップの、少なくとも1つの特性キャリブレーション・パッチをデジタル化するステップ;
d)少なくとも1つの特性キャリブレーション・パッチのピクセル・デジタル・データを決定するステップ;
e)ステップd)において決定したピクセル・デジタル・データがにしたがって、フィルムストリップに固有な少なくとも1つの特性曲線の点の光学濃度の値を決定するステップ;
f)フィルムストリップに固有な特性曲線のあらゆる点の光学濃度値を、デジタル化装置の光学濃度の符号化値の範囲内で、符号化値に変換し、さらに実際上、前記範囲をすべて満たすようにすることにより、デジタル化装置のデジタル化パラメータを調整するステップからなる感光性フィルムのためのデジタル化装置を自動キャリブレートする方法。
【請求項2】 フィルムストリップに固有な特性曲線の光学濃度値を決定するステップの後、特性キャリブレーション・パッチのデジタル化ステップから、フィルムストリップに固有な特性曲線のあらゆる点の光学濃度値の変換が、実際に前記装置の光学濃度の符号化値の全ての範囲を満たすまで、装置のデジタル化パラメータを連続して自動調整する、請求項1の方法。
【請求項3】 デジタル化装置のデジタル化パラメータの自動キャリブレーション・モジュールから成り、前記キャリブレーション・モジュールが、デジタル化装置の光学濃度の符号化値の範囲で、フィルムストリップに固有な特性曲線のあらゆる点の光学濃度値の、符号化値への変換を調整する、感光性フィルムストリップのためのデジタル化装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタイザまたはスキャナの技術分野である。それは、写真産業において使用するデジタル化装置の自動キャリブレートのための方法およびシステムに関し、特に、映画フィルム専用のデジタル化装置(フィルム・スキャナ)に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術は、デジタル化装置をキャリブレートするための方法および/またはシステムを開示している。
【0003】特許文献1は、フィルム・スキャナの色を自動修正するシステムおよび方法を記載している。特許文献1は、ソース画像にリンクされる統計パラメータを管理することにより、さらに、これらの統計パラメータを、データが記憶されている参照画像の統計パラメータと比較することにより、修正を行う方法を記述している。統計パラメータは、ゲイン、ガンマ・ファクター、およびブラック・レベルである。修正は、参照画像パラメータ、およびソース画像の達成目標である、統計学的決定パラメータ間で、最適なものに調整されるまで、実行される。
【0004】特許文献2は、周知の光学濃度を有する参照フィルムストリップを用いて、フィルム・スキャナをキャリブレートするシステムおよびその方法を記載する。ゲイン、ガンマおよびブラック・レベルは、予め設定された光学濃度レベルを有し、3つの異なるグレイ・レベルに対応する、キャリブレート済みの参照ストリップに応じて調整される。
【0005】
【特許文献1】米国特許第5,874,988号明細書【特許文献2】米国特許第6,115,062号明細書【0006】
【発明が解決しようとする課題】特許文献1は、フィルム・スキャナ・カラーの調整のために、2つの画像、すなわちソース画像1枚と参照画像1枚との間の、ピクセルの統計分析に基づくものである;それは、デジタル化されるフィルムストリップ上の、特性規模を考慮に入れていない。
【0007】特許文献2では、フィルム・スキャナを正しく調整するために、映像信号または出力電圧は、予め設定された3つのグレイ・レベルの光学濃度にマッチしなければならない。特許文献2は、デジタル化されるフィルムストリップ上の、特性規模を考慮に入れていない。
【0008】デジタル化装置のキャリブレート方法を最適化することは、映画産業の分野で特に役立つものである。品質およびコストにおける目的、さらに、こうした産業にリンクされる生産性は、あらゆる種類のデジタル化されるフィルムに適応可能な、信頼でき、高速なデジタル化装置を使用することを含む。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、デジタル化されるフィルムの特性データを考慮し、オペレータの介入に頼らず、これらの目的を達成する、デジタル化装置(フィルム・スキャナ)をキャリブレートするための高速自動方法を提供するものである。
【0010】本発明は、特に、以下のステップから成る、感光性フィルムのためのデジタル化装置を自動キャリブレートする方法に関している:a)デジタル化装置に、少なくとも1つの特性キャリブレーション・パッチから成る感光性フィルムストリップを置くステップ;
b)フィルムストリップの、少なくとも1つの特性キャリブレーション・パッチを検出するステップ;
c)フィルムストリップの、少なくとも1つの特性キャリブレーション・パッチをデジタル化するステップ;
d)少なくとも1つの特性キャリブレーション・パッチのピクセル・デジタル・データを決定するステップ;
e)ステップd)において決定したピクセル・デジタル・データがにしたがって、フィルムストリップに固有な少なくとも1つの特性曲線の点の光学濃度の値を決定するステップ;
f)フィルムストリップに固有な特性曲線のあらゆる点の光学濃度値を、デジタル化装置の光学濃度の符号化値の範囲内で、符号化値に変換し、さらに実際上、前記範囲をすべて満たすようにすることにより、デジタル化装置のデジタル化パラメータを調整するステップ。
【0011】本発明はまた、前記装置のデジタル化パラメータのための自動キャリブレーション・モジュールから成る、感光性フィルムのためのデジタル化装置に関連しており、これは、前記キャリブレーション・モジュールが、デジタル化装置の光学濃度の符号化値の範囲内で、フィルムストリップに固有な特性曲線のあらゆる点の光学濃度値を、符号化値に変換することを特徴としている。
【0012】本発明の他の特徴および効果は、種々の態様の図面を参照して、以下の説明を読むことにより明らかとなる。
【0013】
【発明の実施の形態】自動キャリブレーションと呼称される、本発明の、自動化された方法のインプリメンテーションは、特にカラー・フィルム処理のための、異なるデジタル化装置間でのデジタル化結果の整合性を確保する。加えて、この方法により、白黒もしくはカラーを問わず、特性特徴において異なる種類のフィルムの、連続デジタル化が可能となる。本発明方法および装置により実行される、デジタル化機材の自動キャリブレーションは、前記フィルムのあらゆる特性特徴を用いることにより、エマルジョン・コート感光性フィルムのデジタル化を最適化する。本発明の主要な利点の1つは、感光性フィルムストリップの画像の自動デジタル化を、例えば連続して、可能にすることである。本発明は、特に、端と端を結び付けられ、同一リールとなっている、異なる特性特徴を有するフィルムストリップのデジタル化が可能でとする。このように、本発明は、デジタル化される各フィルムストリップに固有な特性データを考慮に入れ、前記装置内のフィルムの露光を自動的に修正する、デジタル化装置のデジタル化パラメータ(ゲイン、ガンマおよびブラック・レベル)のキャリブレーションの自動設定または調整を可能とする。こうして、デジタル化は、前記デジタル化の間、デジタル化装置の調整を行うオペレータの介入なしで実行される;このように、オペレータに起因する調整エラーもしくは個性化が防止され、その一方で、デジタル化される各フィルムストリップに固有な特性データが統合される。
【0014】以下は、同一数字のリファレンスが異なる各図での同一要素を識別する図面の参照を伴う、本発明の主要な実施例の詳細な説明である。
【0015】本発明は、図1および図2により示されるハードウェア環境において実行される。デジタル化機材1は、以下の主要構成要素を含む:デジタル化管理モジュール3、デジタル化ヘッド4、および、デジタル化の制御および処理を管理するための、少なくとも1つの電子カード5。デジタル化機材1は、また、例えば、当業者に公知であるCCDセンサ・タイプ転送装置または光電子増倍管を備えた構成要素を含む。デジタル化を管理するための電子カード5は、デジタル化される感光性フィルムストリップ2に記録された撮影画像のデジタル化を管理する。装置1の内部へのリンク10により、管理モジュール3、デジタル化ヘッド4、および電子カード5の間で、デジタル化された画像に対応するデジタル・データの通信が可能となる。さらにリンク10により、メイン構成要素3、4、5間のデジタル・セットポイントおよび/または同期信号の通信が可能となる。デジタル化装置1は、例えば、映画分野で用いられるフィルム・スキャナである。管理電子カード5は、リンク20により、装置1からの出力デジタル・データを、一方は色補正モジュール6に、さらに他方は自動キャリブレーション・モジュール7に伝達する。これらのデジタル・データは、デジタル化された画像と一致するデジタル・データから成る。キャリブレーション・モジュール7は、デジタル化機材1のキャリブレーションを自動的に実行するプログラムからなる。自動キャリブレーション・モジュール7とも呼ばれるキャリブレーション・モジュール7は、この目的のために提供されるプロトコルを使用して、デジタル化装置1へ命令を提供する準備をし、伝達する。デジタイザの出力8により、リンク20は、画像デジタル・データの通信を可能にする。色修正装置6は、リンク30により、例えば画像デジタル・データを、装置9へ伝達する。装置9は、例えばデジタル視覚モニタ、もしくは前記データの記憶のための装置である。
【0016】第1の実施例によれば、本発明は、図1に示される環境で実行される。標準と呼ばれるこの構成は、製造業者もしくはデジタル化装置1のタイプに依存しないことを意味する。本実施例では、既知のデジタル化標準が用いられるが、それは、すなわち標準ファイル・フォーマットを用いるものである。こうして、例えば、以下のものが用いられる:ビデオ規格CCRI 601−1{国際無線中央委員会(International Radio Central Committee)}およびSMPTE 296 M HD(高解像度)、規格SMPTE 248およびSMPTE 274(出力インターフェース)、もしくは、利用可能な、規格と認識されるあらゆる他のもの。本実施例では、デジタル化装置1から、特定の出力ビット数が受け取られる;そして、この出力ビット数は、規格によって決定され、例えば10ビットなどである。
【0017】図2に見るように、本発明を実行する第2の実施例は、前記デジタイザの出力8の前に、リンク40により、デジタル化装置の内部構成要素3、4、5と、キャリブレーション・モジュール7との直結を可能にする特定の構成となっている。この構成により、電子カード5とキャリブレーション・モジュール7との間の、自動キャリブレーション・パラメータの算出管理の精度が改善される。例えば、デジタルリンク40により、キャリブレーション・モジュール7および管理カード5の間で、14ビットが通信される。
【0018】自動キャリブレーション・モジュール7は、デジタル化装置1に含まれていても、もしくは、前記デジタル化装置1の外部に、独立したままであってもよい。後者の場合、自動キャリブレーション・モジュールは、画像デジタル・データを、デジタル化装置1と通信する、適切なインタフェースを備えたコンピュータに含まれていてもよい。自動キャリブレーション・モジュール7は、デジタル化装置1のデジタル化パラメータ、すなわちゲイン、ガンマおよびブラックもしくはリフトを、設定もしくは調整可能にする。これらのパラメータは、以下に説明される。
【0019】図3および図4に見るように、例えば映画フィルムなどのフィルムストリップ2は、サポート17、露光に感受性があるエマルジョン層18、および、少なくとも1つの特性キャリブレーション・パッチ12、15を備えている。特性キャリブレーション・パッチ12、15は、フィルムストリップ2上に配置されるが、前記フィルムストリップ2上の撮影記録位置とは異なる位置に配置されるのが望ましい。しかし、低ランクの実施例では、特性キャリブレーション・パッチ12、15は、また、フィルムストリップ2上の画像記録位置に配置されてもよい。キャリブレーション・パッチは、フィルムストリップ2の軸22に沿い、規則正しい間隔で配置される。本発明の好ましい実施例では、特性キャリブレーション・パッチ12は、例えば、記録画像の前、フィルムストリップ2の開始位置に配置され、最も一般に使われるフォーマット、すなわち35mmの場合は、例えばフィルムストリップ2の4つの連続する穿孔14を区切る距離にほぼ一致する距離で、間隔を保つ。フィルムストリップ2の特性キャリブレーション・パッチは、例えば円形形状12を有する;その光学濃度は、2つの既知の値の間、前記特性キャリブレーション・パッチを形成している円形23の中心および前記円の周辺部を形成している線24の間で変化する。フィルムストリップ2の特性キャリブレーション・パッチが、例えばフィルムストリップ2上の画像15の場所とほぼ一致した形状を有する場合、光学濃度は、2つの既知の値の間、前記特性キャリブレーション・パッチ15の、第1のエッジ25および対向する第2のエッジ26の間で変化する。いくつかの特性キャリブレーション・パッチ12、15が、フィルムストリップ2の軸22に沿って連続して使われる場合、既知の異なる光学濃度の範囲の値は、前記連続した各特性キャリブレーション・パッチのために決定される。本発明方法により、フィルムストリップ2に対する特性制御の他のいかなる場所、および特性キャリブレーション・パッチの他のいかなる幾何学形状(例えば多角形)も、認識および実行可能であることは明らかである。また、特性キャリブレーション・パッチが、露光および幾何学形状の双方において、同一であり得ることも、明らかである。
【0020】図5は、本発明方法を実行する全ての連続作業を示す。全てのこれらの作業は、制御プログラムのインストラクションの実行により、自動的に連鎖される。作業100は、デジタル化装置1内に、エマルジョンの少なくとも1つの特性キャリブレーション・パッチから成るフィルムストリップ2を、配置もしくはロードすることである。作業110は、フィルムストリップ2に配置された、特性キャリブレーション・パッチ12、15を検出する。特性キャリブレーション・パッチ12、15の検出は、形状認識により実行され、例えばフィルムストリップ2のデジタル化操作の開始の間に実行される。フィルムストリップ2の特性キャリブレーション・パッチ12、15は、その後デジタル化される、作業120。本発明方法は、特性キャリブレーション・パッチのデジタル化の間、前記キャリブレーション・パッチのピクセル・デジタル・データを決定する。作業130により、これらのデジタル・データは、例えばファイルに保存される。本発明方法では、作業140により、作業130で決定したピクセル・デジタル・データに応じ、点ごとにそれらを再構成することによって、フィルムストリップ2に固有な、少なくとも1つの特性曲線が決定される。本発明のこの効果に応力を加えることは、重要である:特性曲線は、フィルムストリップ2と同じエマルジョンである、特性キャリブレーション・パッチのエマルジョンと一致する;従って、デジタル化されるフィルムストリップ2の、実際の特性曲線が決定されることになる。フィルムストリップ2が例えばカラー・フィルムである場合、明らかに、いくつかの特性曲線が決定される:1本の特性曲線は、赤、緑および青の、それぞれの各層について決定される。例えば、特性キャリブレーション・パッチが、タイプ12のいくつかの点によって表される場合、前記各点12は、特性曲線の全部または一部を表す。
【0021】図6に見るように、特性曲線32は、横座標にLogE、縦座標にODを配した直交座標で表される。LogEは、対数関数間隔で、フィルムストリップ上に与えられた露光量であり、ODは結果として生じる光学濃度である。特性曲線32は、曲線・フットと呼ばれる、1つの実際上水平な部分34があり、Dmin(最小光学濃度)に対応する漸近線31に接近する;Dminは、フィルムストリップ2の、第1の重要な特徴である。部分34は、フィルムの低照明に対応し、すなわち露光が増加してもフィルムが反応しない、曲線32の領域である。逆に、曲線32の実際上水平な曲線32の部分36は、Dmax(最大光学濃度)に対応する漸近線37に接近し、強い露光と対応して、その結果、フィルムは飽和状態に近くなる。Dmaxは、フィルムストリップ2の、第2の重要な特徴である。2つの実際上水平な部分34、37との間に、曲線32は、実際上線形形状35で表される。特性曲線32は、照明(露光量)に晒された一本のフィルムストリップ2の反応を表す。部分35の中央を特徴づける、点Mでの曲線32の傾きは、点M付近の曲線32の領域が、前記フィルムの実用と一致するため、フィルムストリップ2の第3の重要な特徴を表す。デジタル化装置と関連するプログラムは、光学濃度値から、図7から図9に見るように、前記光学濃度値を符号化デジタル値Vcに変換する。全ての符号化値(Vc)は、例えば10ビットのスケールで符号化され、そして、例えば、異なるグレイ・レベルと一致する、0から1023まで符号化された、1024個の異なった値を表す。符号化値は、各光学濃度と一致する;それは、タイプの変換による:y=(A.x+B).好ましい実施例において、ガンマ(G)の値は、1つである。従って、前掲方程式は、直線38の方程式と類似している;タイプの方程式:y=A.x+B.図9に見られるように、直交座標におけるこの方程式のグラフでは、光学濃度値は横座標(x)上に、符号化値Vcは縦座標(y)上にある。本発明の主な目的のうちの1つは、パラメータA、B、G(ガンマ)を整列配置することであり、その結果、フィルムストリップに固有な特性曲線の、あらゆる点での光学濃度値の符号化値への変換は、デジタル化装置1の光学濃度の(Vc軸による)符号化値の幅の範囲内に含まれることになる;例えば、Vc軸による、1023の可能なデジタル値の範囲。換言すれば、フィルム特性曲線と一致するいかなる光学濃度値も、例えば0から1023までの符号化値の範囲33から外れて符号化されることはない。パラメータAが変化すると、光学濃度の符号化値への変換のゲインが変化する;Bが変化すると、ブラック・レベル(またはリフト)が変化し、ガンマが変化すると、曲線38の直線性が変化する。本発明方法は、これらのデジタル化パラメータ(ゲイン、ガンマおよびリフト)を自動調整し、その結果、符号化値に変換された、フィルムストリップ2の特性曲線のあらゆる点に対応する、全ての光学濃度値は、デジタル化装置1の光学濃度の符号化値(Vc)の範囲33に含まれる。
【0022】フィルムストリップ2に固有な、特性曲線の決定140から得られた特性曲線の形態は、前記曲線のDminおよびDmaxの値に対してテストされる。本発明方法の目的は、デジタル化装置1のデジタル化パラメータを調整すること、すなわち、ガンマ、ゲインおよびリフトを自動的に調整することであり、その結果、ステップ140の間に得られる、特性曲線32のあらゆる点の光学濃度値の変換は、前記デジタル化装置1の符号化値スケールと一致する範囲33に含まれ、実際上、全ての前記範囲33を満たすことになる。曲線32の形態を有する曲線になされるテスト150は、前記曲線のあらゆる光学濃度値の符号化値が範囲33に含まれ、実際に全ての前記範囲33を満たすような、ポジティブな結果となる。このポジティブなテスト結果は、つまり、デジタル化装置1のパラメータ(ガンマ、ゲインおよびリフト)の調整が必要でないことを意味する。実際上は、範囲33が、前記範囲33の少なくとも90%を満たす場合、デジタル化装置の調整は正しいと考えることができる。しかしながら、テスト150が、タイプ42または52の曲線で実行される場合、テスト結果はネガティブなものとなる。特性曲線42は、デジタル化装置の調整と非互換となる形態であり、デジタル化の結果に関して言えば、過度に不正確なものとなる。特性曲線52もまた、前記曲線のDminとDmax間の光学濃度値の間隔に対応する範囲33の制限との互換性がなく、ネガティブなテスト結果を意味する。テスト結果がネガティブである場合、プログラムは、ループ165に対応して、デジタル化装置の調整を、特性曲線の形態へ適合させる、デジタル化処理120を再開可能にし、セット・ポイント160の第1の変更態様を生成する。これらのセット・ポイント修正は、自動プログラミング戦略に基づいて、得られた光学濃度値に従うプログラムにより実行され、このように、パラメータ・デジタル化の第1の調整に導く。プロセスは、テスト結果150がポジティブなものとなるまで、ループ165に対応し、必要に応じて一度または何度か繰り返し、デジタル化作業120から再開される。こうして、第1の自動調整155が達成され、それは、装置1のデジタル化パラメータの第1のキャリブレーションと一致する。
【0023】本発明方法の有利な実施例では、また、上記のデジタル化パラメータの第1のタイプの調整を実行した後に、例えば既知の参照特性曲線の点に近づくよう、第1の調整155の後に得られたパラメータを調整160することにより、さらなる改良が可能となる。この既知の参照特性曲線は、デジタル化されるフィルムストリップ2と同種類のフィルムに特有な特性曲線でよく、もしくは、例えば特定の環境調整が必要な、異なる特性曲線であってもよい。
【0024】本発明装置は、デジタル化されるフィルムストリップ2上で、前記フィルムストリップに固有なデータ16を読み取り、これらのデータ16にしたがって自動キャリブレートする。フィルムに固有なデータ16は、参照特性曲線39に関して、フィルム・タイプおよび特にその特性の特徴を特徴づける。これらのデータは、バーコードの形で有利にコード化され、例えばフィルムストリップ2の端に配置される。データは、例えばデジタル化装置1にリンクされたバーコードリーダーにより読み込まれる。参照特性曲線39の選択は、デジタル化可能な様々なフィルム・タイプに関連して、前もってプログラムされる。第2のテスト170は、第1の調整155、および参照として選ばれる曲線39に従って、得られた曲線(例えば32)の違いを測定するために実行される。2本の曲線の違いがあまりに大きい(予め設定された差を超える)場合、ループ185に従い、テスト結果170がポジティブとなるまで、繰り返し、デジタル化作業120からプロセスを再開するために、セット・ポイント180の新たな修正が実行される。このように、装置1のデジタル化パラメータの第2のキャリブレーションと対応して、第2の自動調整175が達成され、それは第1の調整155に加えられる。
【0025】前述の実施例の他の変形も可能で、例えばデジタル値の変換テーブルすなわちLUT190{ルックアップテーブル(look up table)}を用いることにより、得られた第1および/または第2のキャリブレーションより高品位な調整さえ可能である。キャリブレーション・プログラムは、デジタル化装置1のLUTを決定する。これらのLUTは、一般に、デジタル化されるフィルムストリップ2の特性曲線および参照曲線のデータの関係により算出される。このLUTは、調整可能性の数を増やす。LUTは、例えばカラー・フィルムのために、例えば10ビットで符号化される、3つの入力(赤、緑および青)、および3つの出力(赤、緑および青)を有するテーブルである;各テーブルの出力は、入力値をプログラム変換した結果である。
【0026】このようにして、デジタイザ1の最終的なキャリブレーション200が達成される。
【0027】本発明は、好ましいアプローチに関して記載されて来たが、特許出願が、本発明によりなされることが出来、および本発明と対応するあらゆる変更を包含していることは明らかである。したがって、こうしたアプローチは、説明のためのものであり、クレームされた保護を制限するものではない。




 

 


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