DE19714886A1 - Film-Farb-Korrektur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gammawert und Farbton-Korrektur von Videosignalen.

Die Farbqualität von Farbfilmen kann von Charge zu Charge sehr unterschiedlich sein. Selbst Farbfilme einer Charge können erhebliche Farbabweichungen aufweisen. Bei der fernsehmäßigen Abtastung von Farbfilmen werden deshalb Farbabweich­ ungen mit elektronischen Mitteln korrigiert. Dabei beurteilt ein Colorist zunächst auf einem Monitor die Farbqualität von durch die Filmabtastung erhaltenen Farb­ videobildern. Entsprechend seinem Farbempfinden ermittelt sodann der Colorist verschiedene Farbkorrekturparameter für einen im Videosignalweg eingefügte Anordnung zur Farbkorrektur. Die ermittelten Farbkorrekturparameter werden üblicherweise in einen Speicher geschrieben. Bei einer erneuten Farbfilmabtastung werden die gespeicherten Farbkorrekturparameter synchron zur Filmtransport­ geschwindigkeit aus dem Speicher gelesen und der Anordnung zur Farbkorrektur zugeführt. Aufgrund der zugeführten Farbkorrekturparameter wird das durch die Filmabtastung erzeugte Farbvideosignal korrigiert.

Aus US 4,418,358 ist bereits ein Farbkorrektursystem für einen Fernsehfilmabtaster bekannt, bei dem eine primäre Farbkorrektureinrichtung die von einer optisch- elektrischen Abtasteinrichtung erzeugten Farbkomponentensignale einer Gamma- Vorentzerrung unterzieht. Die von der primären Farbkorrekturvorrichtung abge­ gebenen vorentzerrten Signale werden in einen digitalen Speicher geschrieben. Am Ausgang des digitalen Speichers erhaltene Farbkorrektursignale werden dem Eingang einer sekundären Farbkorrekturvorrichtung zur Farbtonkorrektur zugeführt, die farb­ tonkorrigierte Farbkomponentensignale zur weiteren Signalverarbeitung an einem Ausgang ausgibt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Korrektur von Farbvideosignalen vorzuschlagen, welche eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Farbkorrekturfähigkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Logarithmierer zur Umsetzung der Farbvideosignale in logarithmierte Farbvideosignale vorgesehen ist, daß ferner vorgesehen ist die logarithmierten Signale in mindestens einer Bearbeitungsstufe mittels linearer Bearbeitungsschritte zu verarbeiten und daß vorgesehen ist, mittels eines Logarithmus-Linearwert-Umsetzers die bearbeiteten Farbkomponentensignale in Farbkomponentensignale mit linearen Wertebereich zurückzuwandeln.

Die Erfindung weist den Vorteil auf, daß durch Umwandlung der Videosignale von einer linearen Amplitudenebene in eine logarithmische bzw. eine negative logarithmische Amplitudenebene in einen weiten Bereich Gamma-Korrekturen durchgeführt werden können, ohne daß - wie bisher üblich - das Videosignal begrenzt wird oder eine Einstellung in einem bestimmten Amplitudenbereich des Videosignals andere Einstellungen im Sinne einer Begrenzung oder einer Signalveränderung beeinflussen. Es können nunmehr Farbkomponentensignale korrigiert werden, die durch fernsehmäßige Abtastung sehr unterschiedlicher Filmmaterialien, z. B. Farbmaterialien unterschiedlicher Dichte, erzeugt worden sind. Unterschiede in der Empfindlichkeit und Gradation der Farbkanäle eines Filmabtasters können jetzt besonders einfach ausgeglichen werden. Schwarze Anteile der Farbkomponentensignale lassen sich dabei ebenso einfach anpassen wie bestimmte Verstärkungsfaktoren für einzelne Farbkanäle. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es ferner, Schwarzabhebungen bei 100% (weiß) einzustellen, d. h. Überblendungen im Weißen vorzunehmen.

In besonders vorteilhafter Weise eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Korrektur von Negativ-Filmmaterial. Die für Negativfilme erforderliche Umkehrung führt bei linearer Signalquantisierung zu erheblichen Quantisierungsprobleme durch die beiden steilen Äste der Umkehrfunktion (extrem große Steigung bei kleinen Eingangswerten, extrem kleine Steigung bei großen Eingangswerten). Bei bekannten Vorrichtungen war es deshalb zwingend erforderlich den Signalpegel vor der Um­ kehrung so einzustellen, daß keine Randbereiche mit extremen Steigungen der Umkehrfunktion durchlaufen werden. Dies machte wiederum komplizierte Einstell­ prozesse vor der Umkehrung erforderlich, die nur schwer schwarz/weiß verkoppelt werden können. Außerdem führt jede Signalanhebung im Gegensatz zu einer Ver­ stärkung zu einem Fehler in einer nachfolgenden Gammakorrektur.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung vermeidet diese Nachteile, da die Signal­ umkehrung in der logarithmischen Signalebene durch eine einfache 1-x-Funktion anstelle einer 1/x-Funktion gebildet werden kann, so daß auch in extremen Signalbereichen keine Quantisierungsverluste auftreten können. Der volle Eingangs­ bereich kann ohne Quantisierungsverlust auf den Ausgang der Umkehrung abge­ bildet werden. Dadurch ist es möglich Schwarz- und Weißeinstellungen hinter der Umkehrung anzuordnen, was einen einfachen übersichtlicheren Abgleich erlaubt. Anstelle bei einer linearen Signalverarbeitung benötigter Multiplizierer sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung lediglich Addierer erforderlich. Addierer mit entsprechender Genaugigkeit sind preiswerter und gewährleiten eine bessere Genauigkeit hinsichtlich der Quantisierungsverluste.

Da der Weißwert durch eine Addition im Logarithmischen eingestellt wird, muß der Schwarzwert durch Kontrastanpassung des Filmkontrastes (Film-Gamma) an den Darstellungskontrast abgeglichen werden. Dies erfordert bei den bekannten Vorrichtungen eine Multiplikation im Logarithmischen. Es wird jedoch zusätzlich zur Filmgammakorrektur eine schwarz (0%) und weiß (100%) verkoppelte Gamma­ einstellung gefordert. Durch die vorteilhafte neue Vorrichtung ist es möglich die beiden nötigen Multiplikationen zusammenzufassen und von einem einzigen Multi­ plizierer in einem einzigen Verarbeitungsschritt ausführen zu lassen. Die Weißverkopplung wird dabei durch die Abbildung des 100%-Weißwertes auf den Wert Null im Logarithmischen sichergestellt. Die Schwarzverkoppelung kann dann durch Korrekturaddition und Multiplikation im Linearen hergestellt werden. Auch die zusätzlichen Einstellungen für Schwarz und Weiß können hierdurch in einem linearen Signalbereich erfolgen, wobei das Videosignal nach der Gamma­ multiplikation in eine lineare Quantisierung zurückgewandelt wird.

Die Erfindung wird nun anhand eines in der Fig. 1 dargestellten Ausführungs­ beispiels näher beschrieben und erläutert.

An einer Schnittstelle 1 übernimmt die Vorrichtung zur Farbkorrektur die in einer nicht dargestellten optisch-elektronischen Abtastvorrichtung eines Filmabtasters gewonnen Abtastwerte mit einer Datenwortbreite von jeweils vierzehn Bit getrennt nach Farbkomponenten R, G, B. Da die Verarbeitung der drei Farbkomponenten­ signale identisch erfolgt, ist im folgenden der Übersichtlichkeit wegen nur die Verarbeitung einer dieser Farbkomponentensignale, im folgenden als Farb­ komponentensignal Y bezeichnet, erläutert.

In einem Logarithmierer 2 wird das Farbkomponentensignal Y mittels einer Tabelle in einen logarithmischen Wertebereich mit einer Quantisierungsauflösung von sechzehn Bit umgewandelt. Bei Positiv-Filmmaterial werden zur Umwandlung erste Spalten dieser Tabelle verwendet, bei Negativ-Filmmaterial zweite Spalten, mittels deren Werten gleichzeitig die Negativ-Umkehrung vollzogen wird. Da in einer logarithmischen Darstellung der Wert Null nicht darstellbar ist, werden alle Eingangswerte der Tabelle unter 0,1% des Weißwertes im logarithmischen Wertebereich als 0 dargestellt. Um eine gewisse Reserve bei der Signalverarbeitung zur Verfügung zu haben, entspricht der maximal darstellbare Zahlenwert im logarithmischen Wertebereich einem Eingangssignalwert von 120% des Weißwertes. Durch Auswahl vorbereitender Tabellenspalten ist auch interpositives und primetime Filmmaterial verarbeitbar.

Das Ausgangssignal des Logarithmierers 2 ist einem ersten Addierer 3 zur Anpassung des Weißwertes zugeführt. Der Ausgangswert des ersten Addieres 3 wird in einem ersten Multiplizier 4 je nach gewählter Gamma-Entzerrung mit einem der Zahlenwerte eins, einhalb oder sechzehn multipliziert. In einem sich daran anschließenden Delogarithmierer 5 wird der Ausgangswert des Multipliziers 4 delogarithmisiert, wobei als Faktor einer der Zahlenwerte zwei, vier, acht oder sechzehn vorgegeben werden kann. Mittels eines Multiplexers 6 kann dann zwischen dem delogarithmisierten Wert und den unveränderten Ausgangswert des Multiplizieres 4 gewählt werden. Auf diese Weise kann die Auflösung der benutzten Multiplizierer optimal ausgenutzt werden, da die Gamma Multiplikation in einen Anteil 0,5 bis 1,0 und einen Anteil mit den besagten Faktoren zwei, vier acht und sechzehn zerlegt wird, wodurch sich die Quantisierungsverluste klein halten lassen. Vorzugsweise ist der Delogarithmisierer mittels einer zweiten Umwandlungstabelle realisiert, so daß die Delogarithmisierung mit optimaler Genauigkeit erfolgen kann. Die Multiplikation mit den Faktoren zwischen 0,5 und 1,0 hingegen wird von dem ersten Multiplizierer 4 ohne signifikante Quantisierungsverluste durchgeführt.

Mittels eines zweiten Addieres 7 kann der Schwarzwert angehoben werden und mittels eines nachfolgenden zweiten Multiplizierers 8 die Schwarzverstärkung eingestellt werden. Hierdurch kann vom Bediener eine zusätzliche Schwarzkompensation oder Schwarzanhebung verarbeitet werden. Weiterhin ermöglicht diese Signalverarbeitung einen sich vom Weißwert unterscheidenden Wert, auf den Weißwert zu ziehen, ohne daß sich hierdurch eine eingestellte Schwarzwertkompensation oder Abhebung ändert.

Mittels eines dritten Addierers 9 läßt sich schließlich der gesamte Signalpegel verschieben, so daß auf diese Weise extreme Anhebungen des Schwarzwertes bis hin zum "Fade to White" möglich sind. Mittels zweier weiterer Transformationstabellenumsetzer 10, 11 lassen sich Schwarz-Gamma-Entzerrung bzw. Weiß-Gamma-Entzerrungen durchführen. Zum Schluß schließlich werden die Ausgangswerte des Transformationstabellenumsetzer 11 in einem Logarithmus/Analog-Umsetzer 12 in Ausgangswerte mit linearem Wertebereich zurückgewandelt.

Claims (4)

1. Videosignalkorrektor bei dem vorgesehen ist, mittels eines Logarithmierers Video­ signale in logarithmierte Videosignale umzusetzten, die logarithmierten Signale in mindestens einer Bearbeitungsstufe mittels linearer Bearbeitungsschritte zu verarbeiten und mittels einer Logarithmus-Analog-Umsetzung die bearbeiteten Videosignale in Videosignale mit linearen Wertebereich zurückzuwandeln.

2. Videosignalkorrektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Logarithmierer als Wertetabelle realisiert ist.

3. Videosignalkorrektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wertetabelle mehrere Spalten enthält, die entsprechend vorgewählt werden können.

4. Videosignalkorrektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur linearen Bearbeitung Multiplizierer und/oder Addierer vorgesehen sind.