DE69116084T2

DE69116084T2 - Verfahren und Gerät zur Erzeugung einer Darstellung eines Bildes

Info

Publication number: DE69116084T2
Application number: DE69116084T
Authority: DE
Inventors: Andrew Robert Ray
Original assignee: Crosfield Electronics Ltd
Current assignee: FFEI Ltd
Priority date: 1990-10-23
Filing date: 1991-10-09
Publication date: 1996-05-15
Anticipated expiration: 2011-10-10
Also published as: GB9023013D0; DE69116084D1; JPH04301969A; EP0482790B1; EP0482790A1; US5375000A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer Bilddarstellung, wobei insbesondere das Eingabebild von einem Film abgetastet wird.
Wird ein Bild auf einem Film mit normaler Belichtung aufgenommen, so ergibt sich ein Unterschied im Aussehen zwischen der wirklichen Szene und dem Bild, der vom charakteristischen Verhalten des Films veranlaßt ist. Dabei ergibt sich allgemein eine Ausdehnung des Details in den Mitteltönen und Verdichtung von Einzelheiten in den Licht- und Schatten-Bereichen. Für eine normal belichtete Szene ist die Abweichung nicht groß, und in den meisten Fällen ist eine vernünftige Reproduktion möglich. Für Bilder mit sehr tiefen Schatten und hellen Lichtern wird die Verzerrung jedoch augenscheinlich und erfordert eine Korrektur. Auch ein falsch belichtetes Bild erleidet eine Verzerrung, die korrigiert werden soll.
US-A-4849775 schildert eine Farbkorrektur für ein Thermodrucksystem, bei dem Bilddaten aus einer Quelle, so einem Dokumentenscanner, durch Erstellen einer Korrekturkurve korrigiert werden. Dies erfolgt aus dem Verhältnis zwischen den Gradationen der Bilddaten und der optischen Dichtewerte einer Grauskala. Die erstellte Kurve verläuft derart, dar die optischen Dichtewerte und korrigierten Gradationen zueinander linear bezogen sind.
US-A-4866513 schildert, wie ein Gammawert erzeugt wird, um RGB-Signale aus durchschnittlichen, maximalen und minimalen Werten jedes Farbsignals innerhalb eines Einzelbildes entsprechend den erfaßten charakterischen Werten zu korrigieren.
Rundfunktechnische Mitteilungen, Band 26, Nr. 1, S. 1-9, schildert eine elektronische Anpassung von Parametern für Filme beim Fernsehen mit einer Korrektur der Übertragungseigenschaften.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Erzeugen einer Bilddarstellung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgesehen.
Die Anwendung einer inversen filmcharakteristischen Funktion auf das Bild beseitigt die Effekte des Films, so daß eine genauere Darstellung des Originalbildes erzielt wird. Es handelt sich um ein einfacheres Verfahren als bisher, das aber eine bessere Kompensation liefert. Dieses Verfahren ist ebenfalls beim Abtasten von Farb- und monochromen Filmen verwendbar. Bei einem Farbfilm gibt es charakteristische Funktionen für Farbe, die voneinander unterschiedlich sein können, doch in Kombination eine charakteristische Funktion des Filmes produzieren.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Bilddarstellung durch die Merkmale des Patentanspruchs 3 gekennzeichnet.
Vorzugsweise bestehen die Modifizierungsmittel aus einem logarithmischen Verstärker, und die Signale werden in Dichte-Signale umgewandelt.
Ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Erzeugen einer Bilddarstellung gemäß der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Dichte/Belichtungs-Schaubild für einen typischen Tageslichtfarbfilm;
Fig. 2 eine Darstellung des Verhältnisses zwischen Dichte des belichteten Films und der Belichtung der Originalszene;
Fig. 3 ein Blockschaltbild der Vorrichtung zum Kompensieren des abgetasteten Bildes;
Fig. 4 eine graphische Darstellung für den Effekt einer inversen charakteristischen Funktion; und
Fig. 5 ein Schaubild zur Dichte des Films nach charakteristischer Belichtungskorrektur.
Wird ein Bild in ein elektronisches Abtastsystem eingelesen, so werden im Bild zwei Punkte ausgewählt, die Referenzweißund -schwarzpunkte repräsentieren. Diese werden mit EW - Weiß Eingeben und EB - Schwarz Eingeben bezeichnet. Diese Werte werden zum Definieren des Dichtebereiches benutzt, in dem die interessierende Information verteilt wird. Die Gründe für diese Darstellung liegen erstens darin, dar es nicht immer möglich ist, den Nullwert der Dichte-Achse zum Wert des EW-Punktes zu beziehen. Dies folgt daraus, daß es erforderlich ist, die Meßeinrichtung anfänglich zu kalibrieren, ohne daß Film vorhanden ist. Wird der Film eingelegt, so muß die Dichte des Substrats berücksichtigt werden, und dies führt zu einer Abweichung der EW von der kalibrierten Null-Dichte. Zweitens kann der dynamische Bereich für verschiedene Filmkategorien variieren. Dies ergibt unterschiedliche Trennungen für die EW- und EB-Werte bei verschiedenen Filmkategorien. Filme können unterschiedliche Änderungen im Dichtebereich in den Mitteltönen und Endtönen erleiden. Ist es ein gewöhnlicher Film, so führt dies in einer Ausdehnung der Mitteltöne und Verdichtung von Lichtern und Schattendetails.
Der Mitteltonbereich erhält eine Ausdehnung des Dichtebereiches, während die Schatten- und Lichterbereiche komprimiert werden. Die EW- und EB-Punkte sind in einem Bild die weinen und schwarzen Punkte. Diese repräsentieren den Belichtungsbereich für eine normale Szene. Die gestrichelte Verbindungslinie zwischen EW- und EB-Punkten (Fig. 1) repräsentiert die Filmeigenschaft für Scanner, soweit die Form der Filmeigenschaft nicht berücksichtigt wird. Der Unterschied zwischen der gestrichelten Linie und der filmcharakteristischen Kurve ist die in einem Bild beobachtete Abweichung, wenn man mit der Originalszene vergleicht. Wird ein Bild falsch belichtet, so vergrößern sich die Abweichungseffekte. Dies zeigt Fig. 2, in der die Belichtung gegenüber der normalen Belichtung um einen Schritt verändert ist. Es zeigt sich, daß die jeweiligen Filmdichten unregelmäßig sind, obwohl die Belichtungen der Originalszene gleiche Inkremente und Bereiche besitzen. Große Abweichungen ergeben sich in den Schattenbereichen für unterbelichtete Bilder und ähnliche Abweichungen in den Höhen bei überbelichteten Bildern. Ist die Belichtung völlig falsch, so münden die Dichtewerte in die Extreme der Kurve und können dann nicht mehr ermittelt werden. Die gestrichelte Linie dient als Beispiel dafür, dar einige Schattenwerte ineinandergehen und so Informationsinhalt verloren ist. Die Wirkung besteht darin, dar Probleme bei der Wiedergabe von Information aus Bildern auftreten, die entweder falsch belichtet worden sind, oder die wichtige Informationen nahe den EW- und EB-Punkten enthalten.
Um diese Probleme zu meistern, wird das in Fig. 3 dargestellte System benutzt, um eine inverse Charakteristik zu liefern, um eine lineare Ausgabe zu schaffen, die dem Dichteprofil der originalen Szene entspricht. Eine Lichtquelle 1 belichtet ein Filmtransparent 2 mit einem Bild, um ein Abtastsystem bekannter Bauweise in die Lage zu versetzen, das Bild auf dem Transparent 2 abzutasten. Der Farkomponenteninhalt des Bildes wird vom Abtastsystem 3 in rote, grüne und blaue Signale 4, 5, 6 unterteilt, die einem logarithmischen Verstärker 7 eingespeist werden. Der Verstärker 7 konvertiert die Signale des Bildsystems 3 in Dichtesignale. Die roten, grünen und blauen Dichtesignale adressieren jeweilige Tabellenspeicher 11, 10 und 8, welche die inverse filmcharakteristische Funktion für jede Farbe speichern. Modifizierte Werte, die das kompensierte Bild darstellen, werden bei 9 vom Tabellenspeicher ausgegeben.
Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Originalszene im wesentlichen als Ergebnis der filmcharakteristischen Funktion unbeeinflußt bleibt, weil sie von der inversen filmcharakteristischen Funktion kompensiert worden ist. Fig. 5 zeigt den Effekt der Begradigung der charakteristischen Kurve zu einer 45º-Linie, um den Eingabe- und Ausgabebereich für alle verschiedenen Belichtungen gleich zu halten.
Allgemein kompensiert das beschriebene Verfahren im wesentlichen den Effekt der filmcharakteristischen Funktion, doch in einigen Fällen, in denen die Bildinformation an den extremen Enden der charakteristischen Funktion liegt (z.B. in Fig. 4), kann eine vollständige Kompensation nicht erzielt werden. In dieser Figur entsprechen die flachen Extremwerte einem Film, der in den Lichtern völlig klar wird, und weniger Licht in den Schatten erhält als erforderlich ist, um den Film zu aktivieren.
Falls die EW- und/oder EB-Punkte in die abgeflachten Bereiche fallen, würde jede Dichteänderung in der originalen Szene mit gleicher Dichte aufgezeichnet werden. Es ist nicht möglich, die Information später wiederzugeben, die in der originalen Szene in diesen Bereichen war, und so ergibt sich deshalb eine gewissen Abweichung.
Sobald der Effekt der Filmcharakteristik beseitigt ist, wird es möglich, jede gewählte Filmcharakteristik anzuwenden, indem man der kompensierten Ausgabe eine neue filmcharakteristische Funktion überlagert. Durch Hinzuaddieren einer Abweichung zu den Werten kann man jede Belichtung erhalten. Die meisten Filme in einem charakteristischen Satz haben sehr ähnliche charakteristische Funktionen. Die Kurven in den vorstehenden Figuren sind typisch für alle Tageslichtfarbfilme. Jeder der drei Farbkanäle Rot, Grün und Blau hat seine eigene charakteristische Kurve. Wegen der Filmveränderungen, die bei jeder Filmherstellungscharge auftritt, ist es nur möglich, einen Durchschnittswert für diese Kurven zu erzeugen. Die Daten für die Form dieser Kurven werden normalerweise von den Filmherstellern veröffentlicht, doch können sie auch durch entsprechende Belichtungsversuche ermittelt werden.
Ein charakteristischer Satz ist beispielsweise ein Filmesatz, dessen "Filmeigenschaften" sehr ähnlich sind. Dies rührt daher, weil Filme verschiedener Hersteller sich einer ähnlichen Technologie bedienen und diese auch versuchen, spezielle Filme zu machen, deren Verhalten unter ähnlichen Umständen vorhersagbar ist.

Claims

Verfahren zum Erzeugen einer Bilddarstellung, bei dem ein Film (2) abgetastet wird, der ein durch Belichtung des Films entstandenes Bild trägt, und mit dem während der Belichtung das Aussehen des Bildes entsprechend einer charakteristischen Funktion des Films modifiziert worden ist, bei dem den Farbkomponenteninhalt des Filmbildes darstellende Signale (4, 5, 6) erzeugt werden, die Signale mit einer Funktion (11, 10, 8) modifiziert werden, welche invers zur charakteristischen Funktion des Films sind, um ein kompensiertes Bild zu erzeugen, und bei dem anschließend das kompensierte Bild entsprechend einer gewählten filmcharakteristischen Funktion verändert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der abgetastete Film (2) ein Farbfilm ist.
3. Vorrichtung zum Erzeugen einer Bilddarstellung (2) mit Abtastmitteln (3) zum Abtasten eines Filmes (2), der ein Bild aufweist, um den Farbkomponenteninhalt des auf dem Film aufgezeichneten Bildes darstellende Signale (4, 5, 6) zu erzeugen, mit Modifiziermitteln (7) zum Modifizieren der Signale mit einer Funktion (11, 10, 8), die invers zu einer filmcharakteristischen Funktion ist, um ein kompensiertes Bild zu erzeugen, und mit Mitteln zum anschließenden Einwirken auf das kompensierte Bild mit einer gewählten filmcharakteristischen Funktion.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Modifiziermittel einen logarithmischen Verstärker (7) aufweisen, und bei dem die Signale in Dichtesignale umgewandelt werden.