DE69320128T2 - Farbbildwiedergabe mit besonderer Farbtonabbildung - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft allgemein die Reproduktion eines farbigen Bildmotivs, wobei das Motiv mittels eines Druckverfahrens, beispielsweise mittels eines fotografischen, elektrofotografischen, Tintenstrahl-, Thermo-Farbübertragungs- oder ähnlichen Verfahrens, als Reflexionskopie oder auch als Diapositiv oder als selbstbeleuchtetes Bild, beispielsweise als Videobild, reproduziert werden kann.
• Für die Zufriedenheit des Betrachters ist unter anderem das Verhältnis der visuell wahrgenommenen Dichtewerte von Gegenständen in der Reproduktion eines Bildmotivs zu den Dichtewerten im Originalmotiv maßgebend. Visuell wahrgenommene Dichtewerte von Gegenständen in einem Originalmotiv oder einer Bildreproduktion des Motivs beinhalten Streulichteffekte und werden bekanntlich in der Regel mit einem streulichtarmen Radiometer gemessen. Als theoretisch richtige Reproduktion für diesen Zweck gilt allgemein ein Verhältnis von 1 : 1 zwischen den Dichtewerten des Originalmotivs und den Dichtewerten der Reproduktion. Diesbezüglich sei auf die als Buch erschienene Veröffentlichung von Dr. R. W. G. Hunt "The Reproduction of Colour" (Fountain Press, England - Vierte Ausgabe) verwiesen, und zwar insbesondere auf das Kapitel 6 dieser Veröffentlichung, in dem die Grundlagen der Farbtonreproduktion erörtert werden.
• In Wirklichkeit weichen die mit den in der Praxis üblichen Bildreproduktionsvorrichtungen erzeugten Farbtonreproduktionen jedoch von dem logischerweise zu erwartenden theoretischen Verhältnis 1 : 1 erheblich ab. So neigen beispielsweise bei herkömmlichen fotografischen Vorrichtungen auf Silberhalogenidbasis die Silberhalogenidmedien von Haus aus dazu, zwischen der Dichte der betrachteten Kopie (bei einer Druckvorrichtung) und der Motivbelichtung eine allgemein bekannte nichtlineare, "S"-förmige Beziehung herzustellen, wie sie beispielsweise auf Seite 54 der erwähnten Hunt-Veröffentlichung dargestellt ist. Ähnliche Kurven sind in Fig. 1 und 2 der vorliegenden Anmeldung dargestellt, wobei Fig. 1 die D-logE-Kurve D (D = Density = Dichte, E = Exposure = Belichtung) und die entsprechende momentane Gamakurve G für eine typische Amateur-Film/Papier-Vorrichtung und Fig. 2 die Kurven gleicher Klasse D' und G' für eine typische Profi-Film/Papier-Vorrichtung zeigt. Mit "momentanes Gamma" ist hier die momentane Änderungsgeschwindigkeit der vom Betrachter wahrgenommenen Bilddichte als Funktion der Motivbelichtungsdichte gemeint. Somit entsprechen die Kurven G und G' den inkrementalen Steigungswerten der Kurven D und D'.
• Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, weisen die Kurven momentanen Gammas des reproduzierten Bildes bei beiden Vorrichtungen im mittleren Farbtonbereich eine glockenähnliche Krümmung und eine beträchtliche Differenz zwischen den maximalen und minimalen Kurvenwerten auf. Infolgedessen beinhaltet die Farbtonabbildung des reproduzierten Bildes bei diesen Reproduktionsvorrichtungen eine nicht ganz naturgetreue Verstärkung der Farbtoninformation im mittleren Bereich bei gleichzeitiger Komprimierung der Schatten- und Spitzenhelligkeitsinformation. Dies verleiht dem Bild eine Härte, die der Betrachter als nicht naturgetreue Wiedergabe des Originalmotivs empfindet. Damit der Betrachter die Bildreproduktion eines Motivs als naturgetreue Reproduktion des Motivs empfindet, ist es unerläßlich, die Auswirkungen jedes einzelnen Schritts im Ablauf des Reproduktionsverfahrens auf das gesamte Verfahren von der Bilderfassung bis zur endgültigen Reproduktion des Bildes zu berücksichtigen. US-A-4,792,518, Kuwashima u. a., offenbart ein Silberhalogenid- Farbumkehr-Reflexionsfotopapier, das die Aufgabe hat, ein Originalbild, das als Transparentbild oder als Reflexionsdruckbild vorliegen kann, getreu zu reproduzieren. Diese Offenbarung beschreibt ein Verfahren zum getreuen, d. h. genauen Kopieren eines Transmissions- oder Reflexionsoriginals und betont die Notwendigkeit eines linearen Verlaufs der Gammakurve des Reproduktionsmediums über einen größeren Bereich der Originalbilddichte als Voraussetzung für eine getreue Reproduktion der Originalbildquelle (Diapositiv oder Kopie). Insoweit entspricht dieses Verfahren dem im Zusammenhang mit der Hunt-Veröffentlichung erwähnten Grundkonzept einer Beziehung im Verhältnis 1 : 1. Die zur Erzielung einer naturgetreuen Farbbildreproduktion eines Originalmotivs unter Berücksichtigung der Eigenschaften des Bildaufzeichnungsmediums und des Streulichts bei der Betrachtung des reproduzierten Bildes erforderlichen Maßnahmen werden bei diesem Konzept jedoch weder erkannt noch beschrieben. Die offenbarten Fotopapiere würden einfach die in dem Bildaufzeichnungsmedium vorhandenen Gammawerte, gleich welcher Art, reproduzieren, die nach dem Stand der Technik eindeutig nichtlinear sind, ohne Rücksicht darauf, ob dies zu einer naturgetreuen Reproduktion des Originalmotivs führt oder nicht.
• Die Reproduktion des Originalmotivs in einer Weise, daß der Betrachter beim Betrachten der Reproduktion den Eindruck hat, das Original zu sehen, beim Betrachten der Reproduktion also dasselbe empfindet wie beim Betrachten des Originalmotivs, ist somit ein bisher ungelöstes Problem. Um diesen Effekt zu erzielen, muß die Reproduktion dem Betrachter auch dann naturgetreu erscheinen, wenn sie keine absolut getreue Wiedergabe des Originalmotivs, also möglicherweise keine exakt meßbare Abbildung der Dichtewerte des Originalmotivs und der Reproduktion im Verhältnis 1 : 1, darstellt. Das Ergebnis wäre dann eine attraktive Reproduktion, die man Reproduktionen, die diesen Eindruck nicht vermitteln, vorziehen würde.
• Es ist daher wünschenswert, ein Verfahren und eine Vorrichtung für Bildreproduktionen zu schaffen, bei denen die Farbtonabbildung im reproduzierten Bild vom Betrachter insgesamt als naturgetreue Wiedergabe des Originalmotivs wahrgenommen wird.
• US-A-4,873,428 beschreibt eine Bildverarbeitungsvorrichtung zum Reproduzieren eines Originalbildes. Die Vorrichtung gleicht Eingabekenngrößen eines Beleglesers und Ausgabedichtewerte eines Druckers aus und bedient sich zu diesem Zweck eines Farbtonkorrekturkonverters.
• EP-A-0 377 386 beschreibt eine digitale Bildverarbeitungsvorrichtung, bei der der dynamische Bereich digitaler Bilder vor dem Ausdruck so eingestellt wird, daß der Unterschied in der Wahrnehmungsfähigkeit des menschlichen Auges zwischen einem zweidimensionalen Bild und einem dreidimensionalen Motiv ausgeglichen wird.
• Die vorliegende Erfindung schafft erstens ein Verfahren zum Darstellen einer Reproduktion eines farbigen Originalmotivs mit einer bevorzugten Farbtonabbildung gemäß Anspruch 1.
• Die vorliegende Erfindung schafft zweitens eine Vorrichtung zum Darstellen einer bevorzugten Farbtonabbildung in einer Reproduktion eines Originalmotivs gemäß Anspruch 9.
• Die vorliegende Erfindung schafft drittens eine Vorrichtung zum Modifizieren der Farbtonabbildung eines Bildes mit Originalmotivparametern, die auf einem Bildaufzeichnungsmedium aufgezeichnet sind, von dem eine visuelle Reproduktion des Originalmotivs auf einem betrachtbaren Ausgabemedium herstellbar ist, gemäß Anspruch 12.
• Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• Es zeigen
• Fig. 1 ein Diagramm der Bildreproduktionsgammawerte und der momentanen Gammawerte einer mit herkömmlichem Armateur-Negativfilm und herkömmlichem Druckpapier arbeitenden fotografischen Vorrichtung.
• Fig. 2 ein ähnliches Diagramm wie Fig. 1, jedoch für herkömmlichen Profi-Negativfilm und herkömmliches Druckpapier.
• Fig. 3 ein ähnliches Diagramm wie Fig. 1, in dem verschiedene herkömmliche Bildreproduktionsgammawerte und momentane Gammawerte mit den entsprechenden Werten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und eines erfindungsgemäßen Verfahrens verglichen werden.
• Fig. 4 ein Diagramm der Motiv-Bildreproduktionsgammawerte und der momentanen Gammawerte für verschiedene erfindungsgemäße Bildreproduktionsvorrichtungen.
• Fig. 5-7 Diagramme der Grenzbedingungen für bei der Motiv-Bildreproduktion auftretende momentane Gammawerte, die zum besseren Verständnis der Erläuterung und Festlegung der erfindungsgemäßen Parameter beitragen.
• Fig. 8 eine schematische Darstellung eines mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Motiv- Reproduktionssystems.
• Fig. 9 Ein Vierquadrant-Farbtonreproduktionsdiagramm für die in Fig. 7 gezeigte Vorrichtung.
• Fig. 10 eine schematische Darstellung einer alternativen erfindungsgemäßen Motiv-Bildreproduktionsvorrichtung.
• Fig. 11 ein Vierquadrant-Farbtonreproduktionsdiagramm für die in Fig. 9 gezeigte Vorrichtung.
• Fig. 12 eine schematische Darstellung einer Motiv-Bildreproduktionsvorrichtung mit digitaler Bildspeicherung auf einem Compact Disk und alternativen Konfigurationen, in denen die vorliegende Erfindung verwirklicht werden kann.
• Fig. 13 eine schematische Darstellung einer Prüfanordnung für die Abbildung der Farbtonreproduktion einer Bildreproduktionsvorrichtung.
• Als Ergebnis einer umfangreichen Versuchsreihe wurde festgestellt, daß es für reproduzierte Bilder eine bevorzugte Farbtonabbildung gibt, die dem Betrachter den Eindruck vermittelt, daß das reproduzierte Bild eine getreue Wiedergabe des Originalmotivs darstellt, wobei die Farbtonabbildung weder dem von Hunt in der erwähnten Veröffentlichung beschriebenen theoretischen Verhältnis 1 : 1 noch dem mit herkömmlichen Bildreproduktionsvorrichtungen in Wirklichkeit erzielten Farbabbildungsverhältnis entspricht. Die bei diesen Versuchen gewonnenen Daten führen zu dem Schluß, daß für die meisten einer Vielzahl unterschiedliche Motive die besten Bilder dann reproduziert werden, wenn das Verhältnis der wahrgenommenen Dichtewerte des reproduzierten Bildes zu den betrachteten Dichtewerten des Originalmotivs über einen großen Teil des Motivdichtebereichs einer annähernd linearen Funktion des momentanen Gammas entspricht. Ein Vergleich repräsentativer herkömmlicher Farbtonabbildungen mit einem Beispiel einer erfindungsgemäßen bevorzugten Farbtonabbildung ist in Fig. 3 dargestellt. Die Darstellung zeigt eine D-logE-Kurvenschar 10d-13d und entsprechende Kurven 10g-13g des momentanen Gammas für verschiedene Film/Papier-Hardcopy-Bildreproduktionsvorrichtungen. Die Kurvenpaare 10d, 10g-12d, 12g wurden mit herkömmlichen fotografischen Vorrichtungen für Negativfilm/Druckpapier erzeugt, während das die bevorzugte Farbtonabbildung darstellende Kurvenpaar 13d, 13g mit herkömmlichem Negativfilm erzeugt wurde, der optoelektronisch abgetastet wurde, um Pixelsignale zu entwickeln, die dann zu Bildern verarbeitet und auf Farbfotopapier ausgedruckt wurden. Die allgemeinen Techniken der optoelektronischen Bildabtastung, der digitalen Signalverarbeitung und des digitalen Farbendrucks sind an sich bekannt und müssen daher hier nicht ausführlich erörtert werden. Dagegen wurde die für die digitale Bildverarbeitung verwendete Bildtransformationsfunktion nach einem Merkmal der Erfindung adaptiert, um eine Transformation einzuführen, die zu der von den Kurven 13d, 13g in Fig. 3 dargestellten wahrgenommenen Farbtonabbildungscharakteristik führte. Dabei stellen die Kurvenpaare 10d, 10g bis einschließlich 13d, 13g jeweils unterschiedliche vorrichtungsabhängige Reproduktionscharakteristiken dar, bei denen die ausgegebene Farbtonabbildung im Verhältnis zur Motiveingabeinformation von den funktionellen Eigenschaften der für den Motivreproduktionsprozeß verwendeten Medien abhängig ist. Bei drei der von den Kurvenpaaren 10d, 10g bis einschließlich 12d, 12 g dargestellten Vorrichtungen weisen die Kurven 10g-12g des momentanen Gammas im mittleren Farbtonbereich einen im wesentlichen glockenförmigen Verlauf und erhebliche Unterschiede zwischen den maximalen und minimalen Kurvenwerten auf. Wie ersichtlich, erstreckt sich der mittlere Farbtonbereich zu diesem Zweck von etwa 0,6 bis etwa 1,45 bezüglich eines Reflektors mit Nulldichte und 100-prozentiger diffuser Reflexion im Originalmotiv. Dieser Bezugsreflektor ist in Fig. 3 durch den Punkt 18 im Schnittpunkt der Belichtungsdichte 0 und des Bildreproduktionsdichtegradienten 1,0 dargestellt und wird branchenüblich als Weißwert des Motivs bezeichnet. Im Gegensatz zu den Kurven für herkömmliche Vorrichtungen verläuft die Kurve 13 g des momentanen Gammas für die erfindungsgemäße Vorrichtung jedoch flacher, ohne die glockenförmige Charakteristik, und nähert sich im gleichen mittleren Farbtonbereich der Motivbelichtungsdichten von etwa 0,6 bis etwa 1,45 bezüglich des Weißwerts im Motiv einem annähernd waagerechten, linearen Segment. In Fig. 3 wird durch die Kurven 13, 13 g nur eine erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt. Bei den erwähnten Versuchsreihen hat sich jedoch gezeigt, daß eine als naturgetreu wahrgenommene Bildreproduktion auch mit Vorrichtungen erzielt werden kann, bei denen die momentanen Gammawerte in einen, allerdings sehr begrenzten Ausgabedichtebereich fallen, der in Fig. 3 durch das Trapez 15 dargestellt ist. Dieser grafisch dargestellte Bereich momentaner Gammawerte kann quantitativ als ein Bereich von Werten des betrachteten Reproduktionsdichtegradienten relativ zur Dichte des Originalmotivs beschrieben werden, die größer sind als 1,0 und kleiner als 1,0 plus der 0,35-fachen Motivbelichtungsdichte in einem Motivbelichtungsdichtebereich von etwa 0,60 bis etwa 1,45, gemessen bezüglich eines Reflektors mit Nulldichte und 100-prozentiger diffuser Reflexion im Originalmotiv. Fig. 4 zeigt eine Reihe erfindungsgemäßer momentaner Gammafunktionen, die in den beschriebenen Bereich fallen und die sich für eine Vielzahl unterschiedlicher Motive als für die wahrgenommene Bildreproduktion besonders vorteilhaft erwiesen haben.
• Es hat sich gezeigt, daß für die meisten Motive die bevorzugte Bildreproduktion Gammafunktionen ergibt, die in den unteren Teil des Bereichs 15 fallen. Dieser Bereich bevorzugter Gammafunktionen ist in Fig. 5 als Trapez 15a dargestellt und kann quantitativ als Bereich der Werte des betrachteten Reproduktionsdichtegra dienten beschrieben werden, die größer sind als 1,0 und kleiner als 1,0 plus der 0,25fachen Motivbelichtungsdichte im Motivbelichtungsdichtebereich von 0,6 bis 1,45, gemessen bezüglich des oben beschriebenen Weißwerts. Für einige Motive ergab eine leichte Modifizierung des Bereichs der momentanen Gammawerte jedoch bevorzugte Bilder. Dabei handelt es sich im allgemeinen um Motive mit begrenztem Kontrastbereich, wie z. B. Motive mit schwacher Beleuchtung. In der Dämmerung oder bei Nebel gemachte Aufnahmen sind typische Beispiele für Motive dieser Art. Für solche Motive würden die bevorzugten momentanen Gammawerte in den oberen Teil des Bereichs 15 in Fig. 4 fallen. Im einzelnen ist dieser Sachverhalt in Fig. 6 dargestellt. Diese momentanen Gammawerte liegen zwar insgesamt etwas über dem in Fig. 5 dargestellten Bereich momentaner Gammawerte für die "meisten Motive", der durch die jeweiligen Grenzbedingungen bestimmte Bereich ist jedoch annähernd der gleiche. Somit kann erfindungsgemäß der Bereich akzeptabler Gammawerte innerhalb des erwähnten mittleren Farbtonbereichs außerdem als zur Gänze in einem Ausgabedichtewertebereich liegend definiert werden, der durch einen von dem Weißwert-Bezugspunkt 18 aus gemessenen Winkel von etwa 14º begrenzt wird. Dieser Sachverhalt ist in Fig. 7 dargestellt. Das dort mit durchgezogenen Linien abgebildete Trapez 15a stellt die Grenzbedingungen für den Gammabereich dar, die für die "meisten Motive" eine bevorzugte Reproduktion des betrachteten Bildes ergeben, während das mit gestrichelten Linien abgebildete Trapez 15b für Motive mit geringem Kontrast maßgebend ist. In beiden Fällen ist der von der Trapezfläche begrenzte Winkel in der Zeichnung mit 14º angegeben. Der Winkel von 14º stellt zwar die bevorzugte Grenzbedingung dar, läßt jedoch im Einzelfall geringfügige Abweichungen zu. Verfahren und Vorrichtungen für die Klassifizierung von Filmbildern im Zuge der Endbearbeitung von Fotos sind an sich bekannt. Erfindungsgemäß ist daher auch eine Bildklassifizierung, beispielsweise in einem Filmscanner 24, vorgesehen, um die Bilder auszuwählen, die sich am besten mit der momentanen Gammacharakteristik 15a reproduzieren lassen, und andere Motive, insbesondere Motive mit geringem Kontrast, die am besten mit der momentanen Gammacharakteristik 15b reproduziert werden. Andere Motivklassifizierungen, bei denen vorzugsweise ein anderer als der oben beschriebene Bereich der momentanen Gammacharakteristik 15a oder 15b zur Anwendung kommen würde, der aber immer noch in den Gesamtgrenzen des Trapezes 15 läge, sind vorstellbar. Wenn die Bildklassifizierung bekannt ist, kann die für die Bildreproduktion wünschenswerte momentane Gammacharakteristik mit der entsprechenden Nachschlagetabelle in einem Bildprozessor 26 verwirklicht werden.
• Wenn der Schwerpunkt bei der Beschreibung der Erfindung bis hierher auf der Art der momentanen Gammafunktion der betrachteten Bildreproduktion lag, so vor allem deswegen, weil das Phänomen der naturgetreuen Reproduktion eines Originalmotivs nur dann richtig verstanden werden kann, wenn die Auswirkungen der einzelnen Schritte im Prozeß der Motiverfassung und Bildreproduktion auf die Motivparameter bekannt sind. Mit dieser neugewonnenen Kenntnis des Wesens der bevorzugten naturgetreuen Bildreproduktion können die Schritte, aus denen sich der Gesamtprozeß zusammensetzt, einzeln oder insgesamt so eingestellt werden, daß sich die gewünschte naturgetreue Bildreproduktion ergibt, die sich am besten quantitativ durch die weiter oben angegebenen Festlegungen der momentanen Gammafunktionen kennzeichnen läßt. Mit dieser Kenntnis lassen sich zahlreiche Verfahren und entsprechende Vorrichtungen entwickeln, die zu diesem Ergebnis führen. Einige Beispiele solcher Vorrichtungen werden im folgenden erörtert.
• Fig. 8 zeigt ein Beispiel einer Bildreproduktionsvorrichtung für die Erzeugung der erfindungsgemäß bevorzugten Farbtonreproduktionsbilder. Bei dieser Vorrichtung kann zum Erfassen eines Motivs 18 auf einem herkömmlichen ISO-100-Farbnegativfilm (nicht dargestellt) eine herkömmliche einäugige Spiegelreflexkamera 20 verwendet werden. Dieser Film wird dann in an sich bekannter Weise in einem Entwickler 22 zu einem Negativfilmbild mit einer in Quadrant I des Vierquadrant-Farbtonreproduktionsdiagramms in Fig. 9 dargestellten D-logE-Charakteristik 40 verarbeitet. Die D-logE-Kurve 40 des Films beinhaltet, für den Fachmann nachvollziehbar, die Auswirkungen des durch Streulicht in der Kamera und der Aufnahmelinse verursachten Kamera-Belichtungsstreulichts. Nach erfolgter Entwicklung wird der Film in der Regel in einem Fotolabor unmittelbar mit einem Kopierer und einem Farbfotopapierentwickler 30 als Hardcopy-Farbfoto 32 ausgedruckt. Die Übertragungsfunktion eines herkömmlichen Kopiervorgangs dieser Art kann in der Regel wie in Quadrant III in Fig. 9 gezeigt dargestellt werden. Dabei ist es wünschenswert, daß die Kopie 32 einem Betrachter 34 den Eindruck einer bevorzugten naturgetreuen Wiedergabe des Motivs 18 vermittelt. Bei herkömmlicher Ausführung des von den Kamera- und Filmeigenschaften in Quadrant I dargestellten Motiverfassungsmediums und des von den Kopierer- und Papiereigenschaften in Quadrant III dargestellten Reproduktionsmediums vermitteln die resultierende D-logE-Kurve und die entsprechende momentane Gammafunktion jedoch den von einem der Kurvenpaare 10d, 10g-12d, 12g in Fig. 3 dargestellten Eindruck. Mit anderen Worten, die momentane Gammafunktion für die Bildreproduktion würde in diesem Fall zu einem erheblichen Teil außerhalb des durch das Trapez 15 begrenzten bevorzugten trapezförmigen Farbtonabbildungsbereichs liegen. Trotzdem kann, selbst wenn die vorstehend beschriebene fotografische Vorrichtung mit herkömmlicher Film- und Papierentwicklung arbeitet, der Verlauf der resultierenden D-logE-Kurve und der entsprechenden Gammafunktionen in Quadrant IV durch eine vorgegebene digitale oder analoge Transformationsfunktion gemäß Quadrant II beeinflußt werden, die in Verbindung mit den herkömmlichen Übertragungsfunktionen gemäß Quadrant I und III die in Quadrant IV dargestellte gewünschte Ausgabefunktion ergibt. Zu diesem Zweck wird bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform der Erfindung der entwickelte Film einem Filmscanner 24 zugeführt, in dem das Bild in Bildpixelsignale umgesetzt wird, deren Amplitude jeweils der Dichte der entsprechenden Pixel in dem Filmbild entspricht. Die Bildpixelsignale werden anschließend einem Bildsignalprozessor 26 zugeführt, in dem sie nach der vorgegebenen Transformationscharakteristik gemäß Quadrant II modifiziert und dann in eine geeignete Kopiervorrichtung, beispielsweise einen für die Belichtung des Fotopapiers vor dem Entwickeln im Entwickler 30 verwendeten Dreifarben-Laserdrucker, eingespeist werden. Um die Signalmodifizierungsfunktion im Prozessor 26 zu vereinfachen, werden die abgetasteten Pixelsignale vorzugsweise entweder im Scanner 24 oder im Signalprozessor 26 in an sich bekannter Weise digitalisiert. Da die Übertragungseigenschaften der Motiverfassungs- und Bildreproduktionsmedien leicht meßbar und allgemein bekannt sind, ist es relativ einfach, mit bekannten digitalen Bildverarbeitungsverfahren, die in Quadrant II dargestellte Zwischenübertragungsfunktion im digitalen Prozessor 26 als Nachschlagetabelle zu erstellen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Der Vorteil einer digitalen Bildverarbeitung der vorstehend beschriebenen Art besteht darin, daß die bevorzugte erfindungsgemäße Farbtonabbildung mit Bilderfassungs- und Bildreproduktionsmedien verwirklicht werden kann, die von Haus aus die gewünschten Transformationsfunktionen nicht beinhalten. Statt dessen kann die gewünschte Transformationsfunktion auch entweder in das Medium des Bilderfassungsschritts, also in den fotografischen Film, oder in das Medium des Bildreproduktionsschritts, bei fotografischen Reproduktionsvorrichtungen also in das Fotopapier, integriert werden. Es besteht ferner die Möglichkeit, die Transformationsfunktion auf den Bilderfassungsschritt und den Bildreproduktionsschritt zu verteilen, wie dies beispielsweise bei Verwendung einander angepaßter Film- und Papiermedien der Fall sein könnte.
• Fig. 10 zeigt eine alternative Ausführungsform mit einer rein elektronischen Bilderfassungsvorrichtung einschließlich einer elektronischen Kamera 50 und eines RGB- Bildsignalspeichers 52. Bei einer Vorrichtung dieser Art wird das Bild in der Regel unmittelbar in der Form von Bildpixelsignalen erfaßt, die dann in einem erfindungsgemäßen Bildsignal-Transformationsprozessor 54 verarbeitet werden können. Dabei werden die Bildsignale mit einer geeigneten Nachschlagetabelle entsprechend der in Quadrant II in Fig. 11 dargestellten Übertragungsfunktion modifiziert. Die modifizierten Signale werden anschließend einem herkömmlichen Farbendrucker 56 zugeführt, der das Bild in an sich bekannter Weise mit Hilfe eines Thermo-Farbübertragungs-, Tintenstrahl-, Laserdruck- oder ähnlichen Verfahrens unmittelbar als Hardcopy ausdruckt. Die Übertragungsfunktion in Quadrant I entspricht der herkömmlichen Übertragungsfunktion der Motiverfassungsstufe einschließlich der Kamera 50. Die Übertragungsfunktion in Quadrant III entspricht der herkömmlichen Übertragungsfunktion der Bildreproduktionsstufe einschließlich des Druckers 56. Die Modifizierung der Übertragungsfunktion im Bildprozessor gemäß Quadrant II kann jedoch auch in die Motiverfassungsstufe oder die Bildreproduktionsstufe integriert werden, so daß die entsprechende Übertragungsfunktion gemäß Quadrant I bzw. Quadrant III wie an Hand der in Fig. 8 dargestellten fotografischen Vorrichtung beschrieben modifiziert wird.
• Fig. 12 zeigt eine hybride Bildreproduktionsvorrichtung, mit der Bilder sowohl fotografisch als auch elektronisch reproduziert werden können. Eine Vorrichtung dieser Art, deren Funktionsblöcke in der Zeichnung mit durchgezogenen Linien dargestellt sind, wurde von der Eastman Kodak Company unter der Bezeichnung Photo-CD eingeführt und kann Bilder in einer Vielzahl unterschiedlicher Darstellungsformen, beispielsweise als Fotoabzüge und als Videobilder auf dem Schirm eines Fernsehgeräts, reproduzieren. Wie in Fig. 12 dargestellt, belichtet eine fotografische Kamera 60 einen Film, der dann in einem Fotolabor in einem Filmentwickler 62 entwickelt und anschließend in einem Fotopapierentwickler 64 zu Fotoabzügen 66 verarbeitet wird. Nach dem Prinzip des vorstehend erwähnten Photo-CD-Verfahrens können die Filmnegative auch einem Filmscanner 68 zugeführt werden, um Bildpixelsignale zu erzeugen, die dann digitalisiert und auf einem Zwischensignalaufzeichnungsmedium, beispielsweise einem Compact Disk für optische Aufzeichnungen (nicht dargestellt), mit einem CD-Recorder 70 aufgezeichnet werden. Die Filmnegative, die Abzüge und die Compact Disk werden dann dem Kunden ausgehändigt. Sofern der Kunde über einen an ein Fernsehgerät 74 angeschlossenen geeigneten CD-Player 72 verfügt, können die auf der Platte aufgezeichneten Bilder mit dem Fernsehgerät zur Betrachtung und weiteren Bearbeitung, wie z. B. Zoom, Crop usw., ausgelesen werden. Stattdessen können die von dem CD-Player 72 ausgegebenen Bildsignale auch einem Hardcopy-Drucker 76, beispielsweise einem Thermo-Farbübertragungsfarbendrucker, zugeführt werden, um ohne Inanspruchnahme eines Labors mit oder ohne weitere Bearbeitung, wie z. B. Zoom, Crop usw., Farbkopien 78 herzustellen.
• Erfindungsgemäß kann die Farbtonabbildung im ausgegebenen reproduzierten Bild durch Modifizieren der Bildpixelsignale in der beschriebenen Weise mit einem Signalprozessor 80 am Ausgang des Filmscanners 68 im Fotolabor vor dem Aufzeichnen der Signale auf dem Compact Disk oder mit einem Signalprozessor 82 oder 84 am Ausgang des CD-Players 72 verwirklicht werden. In der Praxis könnten die Prozessoren 82 und 84 gleich ausgeführt sein und die Auswahl der entsprechenden Nachschlagetabelle für die gewünschte Übertragungsfunktion ermöglichen, je nachdem, ob die Farbtonabbildung für den Thermodrucker oder für das mit dem Fernsehgerät 74 erzeugte Videobild vorgesehen ist. Für Bilder, die mit einer Reproduktionsvorrichtung für selbstbeleuchtete Bilder, wie z. B. einem Fernsehgerät, reproduziert werden sollen, wäre eine Anpassung erforderlich, um der bekannten Auswirkung der Umgebung auf die Wahrnehmung des betrachteten Bildes durch den Betrachter Rechnung zu tragen. Bei dem Videobild würde man zu diesem Zweck die Grenzbedingungen und den Weißpunkt in Fig. 5-7 um +0,1 Dichtegradienteinheiten verschieben, um für das Fernsehbild äquivalente Parameter zu erhalten. Projizierte Bilder - Dia- oder Videobildprojektionen werden im allgemeinen in einer relativ dunklen Umgebung betrachtet. Um äquivalente Parameter für projizierte Bilder zu erhalten, würde man daher die Grenzbedingungen und den Weißpunkt in Fig. 5-7 um +0,3 Dichtegradienteinheiten verschieben.
• Ein Prüfverfahren zur Bestimmung der Farbtonreproduktion einer Bildreproduktionsvorrichtung für als Hardcopy auf Reflexionsfotopapier erstellte Kopien wird im folgenden an Hand von Fig. 13 beschrieben. Bei diesem Prüfverfahren werden zwei gleich große Test-Targets 100, 102 verwendet. Target 100 ist spektral gleichförmig grau und weist in einem Wellenlängenspektrum von 380 nm bis 780 nm einen konstanten Reflexionsgrad (20%) auf. Target 102 unterscheidet sich von Target 100 nur durch Unterteilung in gleichmäßig grau gestufte Dichtebereiche 102a, deren Schwärzung sich in Schritten von max. 0,10 von 0,0 (100% Lambertsche Diffusion) bis 1,80 erstreckt. Die einzelnen Dichtestufen sind spektral gleichförmig und groß genug, um problemlos gemessen werden zu können. Beide Targets sind so groß, daß jedes Target, wenn es wie nachstehend beschrieben fotografiert wird, im wesentlichen die Bilderfassungsfläche der Erfassungsvorrichtung ausfüllt.
• Für die gleichförmige Beleuchtung der Targets ist eine auf einem gleichförmig grauen Hintergrund (Reflexionsgrad 20%) angebrachte Beleuchtungsvorrichtung 103 mit einem Einfallswinkel von ca. 45º vorgesehen. Die Beleuchtungsvorrichtung sollte die für eine streulichtarme Betrachtung typische hinreichend gerichtete Beleuchtung gewährleisten. Die Spektralgüte der Beleuchtung sollte der Spektralgüte entsprechen, für die die zu prüfende Abbildungsvorrichtung ausgelegt ist. Bei konstanter Beleuchtung durch die Beleuchtungsvorrichtung 103 werden die einzelnen Targetbilder in einer senkrecht zu den Targets ausgerichteten Motiverfassungsvorrichtung 106, beispielsweise einer fotografischen Kamera, nach den ISO-Normen für die Bilderfassungsvorrichtung erfaßt. Zusätzlich werden die absoluten visuellen Dichtewerte der einzelnen Dichtestufen im Target 102 und des entsprechenden Bereichs im Target 100 mit einem äußerst streulichtarmen Radiometer gemessen. Jede Messung erfolgt mit einer Punktgröße von 1/4 des zu messenden Dichtestufenbereichs. Unter gleichen Bedingungen hinsichtlich Beleuchtung, Abbildungsvorrichtung und Radiometer wird auch Target 100 wie oben beschrieben erfaßt und gemessen.
• Mit der zu prüfenden Abbildungsvorrichtung 104 einschließlich der Motiverfassungsvorrichtung 106 und der Bildreproduktionsstufe 110 und einer durch den Kasten 108 dargestellten Gesamttransformationscharakteristik wird in der Bildreproduktionsstufe 110 eine Hardcopy-Reproduktion der Targetbilder erzeugt. Dabei wird eine Motivdichte von 1,0 bezüglich eines Reflektors mit 100-prozentiger diffuser Reflexion mit einer Dichte von 1,0 reproduziert.
• Die reproduzierten Kopien werden von der Beleuchtungsvorrichtung 103 mit einem Einfallswinkel von 45º gleichförmig beleuchtet, und die visuellen Stufedichtewerte mit dem äußerst streulichtarmen Radiometer 116 gemessen. Dabei werden die Targets und die Reproduktionen vorzugsweise unter gleichen Bedingungen beleuchtet und gemessen. Nach Korrektur der gemessenen Stufen-Dichtewerte auf dem Target 102 zum Ausgleich etwaiger Ungleichmäßigkeiten der Targetbeleuchtung, wobei die Dichtewerte des Target 100 an derselben Stelle gemessen werden wie die Stufen des Target 102, und nach Korrektur der gemessenen Stufen-Dichtewerte auf dem Target 112, also der Reproduktion des Target 102, zum Ausgleich etwaiger Ungleichmäßigkeiten der Targetbeleuchtung, etwaiger Ungleichmäßigkeiten der Feldbelichtung des Films oder des Sensors durch die Motiverfassungsvorrichtung 106 und etwaiger Ungleichmäßigkeiten der Feldbelichtung durch die Hardcopy- Reproduktionsvorrichtung 116, wobei die Dichtewerte des Target 114, also der Reproduktion des Target 100, an derselben Stelle gemessen werden wie die Stufen des Target 102 und die Kopie durch Farbtonreproduktion mit der D-logE-Funktion erzeugt wird, werden die gemessenen Stufen-Dichtewerte der Hardcopy in Abhängigkeit von der Stufen-Dichtefunktion des Target mit dem momentanen Gamma die ser Kurve in einem Diagramm abgetragen, das die Dichte als Funktion der Motivdichte darstellt. Dies geschieht vorzugsweise durch genaue Anpassung der Datenpunkte mit einer mathematischen Splinefunktion, um die D-logE-Kurve zu erhalten, und Berechnung der ersten Ableitung der Ausgleichkurve, um die momentane Gammafunktion zu erhalten. Die solcherart aufgezeichneten Funktionen werden dann wie in Fig. 5-7 gezeigt betrachtet und analysiert.
• Zur Prüfung der Farbtonreproduktion von Videobildern oder projizierten Bildern, die in verdunkelten Räumen betrachtet werden, werden die Targets wie oben beschrieben erfaßt und gemessen. Die Bilder werden dann entsprechend dem vorgesehenen Verwendungszweck als Videobilder oder projizierte Bilder reproduziert und wie oben beschrieben mit einem Radiometer gemessen, jedoch mit dem Unterschied, daß die Messung in diesem Falle entsprechend der für die Betrachtung der Bilder typischen Umgebung ohne zusätzliche Beleuchtung erfolgt. An Hand des fotografierten (erfaßten) grauen Target werden dann die zum Ausgleich von Ungleichmäßigkeiten im Anzeigefeld der Hardware erforderlichen Korrekturen vorgenommen. Die Aufzeichnung und Analyse der resultierenden D-logE- und momentanen Gammafunktion erfolgt dann in der gleichen Weise wie oben beschrieben, nur daß zum Vergleich mit dem Parameter der Erfindung in diesem Fall, wie an früherer Stelle beschrieben, die äquivalenten eingestellten Grenzbedingungen und der Motiv-Weißpunkt herangezogen werden.
• Die Erfindung wurde hier an Hand einer zur Zeit bevorzugten Ausführungsform ausführlich beschrieben, läßt aber Änderungen und Abwandlungen zu, ohne den Schutzumfang der folgenden Ansprüche zu verlassen.

Claims (14)

1. Verfahren zum Darstellen einer Reproduktion eines farbigen Originalmotivs mit einer bevorzugten Farbtonabbildung, wobei Parameter des Originalmotivs erfaßt werden und eine visuelle Reproduktion anhand der Parameter des Motivs erzeugt wird, wobei das Verfahren den Schritt umfaßt:

- Ausführen einer Transformation unter Berücksichtigung der erfaßten Parameter des Originalmotivs,

dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit nicht transformierten Eigenschaften der Schritte des Erfassens und Erzeugens eine reproduzierte Farbtonabbildung mit momentanen Gammawerten aus der betrachteten Reproduktionsdichte und der Dichte des Originalmotivs entsteht, daß die Werte größer sind als ein minimaler Wert von 1,0 und kleiner als ein maximaler Wert von 1,0 plus der 0,35-fachen Motivbelichtungsdichte in einem Belichtungsdichtebereich von 0,6 bis 1, 45, gemessen bezüglich eines Reflektors mit Nulldichte und 100-prozentiger diffuser Reflexion im Originalmotiv, und daß die Gammawerte nicht konstant sind und eine etwa lineare Funktion des momentanen Gammas bezüglich der Motivdichte bilden und im wesentlichen innerhalb eines Wertebereichs liegen, der sich in einem Winkel von 14º erstreckt, gemessen ab einem Referenzpunkt bei 0,0 Motivbelichtungsdichte und 1,0 für den betrachteten Reproduktionsdichte-Gradienten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erfassen die Originalmotivparameter auf fotografischen Film belichtet werden, in den eine Transformation der Motivparameter integriert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erzeugens eine visuelle Reproduktion des Motivs auf einem zu betrachtenden Medium umfaßt, in das die Transformation der Motivparameter integriert ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium durch Reflexion betrachtbar ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckpapier ein Fotopapier auf Silberhalogenidbasis ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Originalmotivparameter auf fotografischen Film belichtet werden und (a) der Film optoelektronisch abgetastet wird, um Pixelsignale in Abhängigkeit von der Bilddichte zu erzeugen und (b) die Amplitude der Pixelsignale gemäß der Transformation der Motivparameter einzustellen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pixelsignale nach der Transformation mindestens einer Art von betrachtbarem Ausgabemedium zur Verfügung gestellt werden, um die visuelle Reproduktion zu erzeugen, wobei das Ausgabemedium (a) aus einem nicht auf Silberhalogenidbasis hergestellten Reflexionsfotopapier, (b) einem auf Silberhalogenidbasis hergestellten Reflexionsfotopapier, (c) einer selbst beleuchteten Bildreproduktionsvorrichtung und (d) einem durchlässigen oder halbdurchlässigen Transmissionsmedium besteht.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Bereiche der bevorzugten Farbtonabbildung der momentanen Gammawerte sich in dem Winkel zueinander erstrecken und zwischen den minimalen und maximalen Werten liegen, und daß das zu reproduzierende Motiv klassifiziert wird und ein Bereich des momentanen Gammas gemäß der Klassifizierung des zu reproduzierenden Motivs ausgewählt wird.

9. Vorrichtung zum Darstellen einer bevorzugten Farbtonabbildung in einer Reproduktion eines Originalmotivs (18), wobei die Vorrichtung Mittel (20; 50; 60) auf weist zum Erfassen der Originalmotivparameter auf einem Medium, von dem eine Reproduktion (32; 66; 78) des Originalmotivs (18) erzeugbar ist, und Mittel (56; 74; 76) umfaßt zum Erzeugen einer visuellen Reproduktion (32; 66; 78) des Motivs (18) anhand der aufgezeichneten Motivparameter, und wobei mindestens eines der Erfassungs- und Erzeugungsmittel (20; 50, 56; 6074, 76) Mittel (20; 50, 56; 60, 74, 76) zum Transformieren der Motivparameter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (20; 50, 56; 60, 74, 76) zum Transformieren der Motivparameter derart angeordnet sind, daß sie in Verbindung mit nicht transformierten Eigenschaften der Erfassungs- und Erzeugungmittel (20; 50; 60) bei der visuellen Reproduktion eine reproduzierte Farbtonabbildung mit momentanen Gammawerten aus der betrachteten Reproduktionsdichte und der Dichte des Originalmotivs (18) erzeugen, die größer sind als ein minimaler Wert von 1,0 und kleiner als ein maximaler Wert von 1,0 plus der 0,35-fachen Motivbelichtungsdichte in einem Belichtungsdichtebereich von 0,6 bis 1, 45, gemessen bezüglich eines Reflektors mit Nulldichte und 100-prozentiger diffuser Reflexion im Originalmotiv, wobei die Gammawerte nicht konstant sind und eine etwa lineare Funktion des momentanen Gammas bezüglich der Motivdichte bilden und im wesentlichen innerhalb eines Wertebereichs liegen, der sich in einem Winkel von 14º erstreckt, gemessen ab einem Referenzpunkt bei 0,0 Motivbelichtungsdichte und 1,0 für den betrachteten Reproduktionsdichte-Gradienten.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Bilderfassungsmedium fotografischen Film umfaßt und die Vorrichtung optoelektronische Abtastmittel (24; 68) aufweist, die Pixelsignale in Abhängigkeit von der Bilddichte vom Film ableiten, sowie Bildverarbeitungsmittel (26; 80, 82, 84), die die Signale derart modifizieren, daß sich die Transformation der Motivparameter darauf auswirkt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Bereiche der bevorzugten Farbtonabbildung der momentanen Gammawerte sich in dem Winkel zueinander erstrecken und zwischen den minimalen und den maximalen Werten liegen, und daß die Erzeugungsmittel (56; 74; 76) Mittel aufweisen zum Klassifizieren des zu reproduzierenden Motivs und Mittel zum Auswählen eines Bereichs der bevorzugten Farbtonabbildung in Abhängigkeit von den Klassifizierungsmitteln.

12. Vorrichtung zum Modifizieren der Farbtonabbildung eines Bildes mit Originalmotivparametern, die auf einem Bildaufzeichnungsmedium aufgezeichnet sind, von dem eine visuelle Reproduktion (32; 66; 78) des Originalmotivs (18) auf einem betrachtbaren Ausgabemedium (74) herstellbar ist, mit

- Mitteln (24; 68) zum Transformieren des Bildes auf dem Bildaufzeichnungsmedium in eine Reihe von Bildpixelsignalen, die eine Amplitude in Abhängigkeit von den Dichtewerten der Bildpixel aufweisen, und

- Bildverarbeitungsmitteln (26; 80, 82, 84) zum Modifizieren der Bildpixelamplituden, um eine vorgegebene Transformation der Originalmotivparameter zu bewirken,

dadurch gekennzeichnet, daß die Transformation derart erfolgt, daß in Verbindung mit den nicht transformierten Eigenschaften des Bildaufzeichnugsmediums und und des Ausgabemediums der Bildreproduktion eine reproduzierte Farbtonabbildung mit momentanen Gammawerten der betrachteten Reproduktionsdichte bezüglich der Dichte des Originalmotivs entsteht, daß die Werte größer sind als 1,0 und kleiner als 1,0 plus der 0,35-fachen Motivbelichtungsdichte in einem Belichtungsdichtebereich von 0,6 bis 1, 45, gemessen bezüglich eines Reflektors mit Nulldichte und 100-prozentiger Diffusion im Originalmotiv, und daß die Gammawerte eine etwa lineare Funktion des momentanen Gammas bezüglich der Motivdichte bilden und innerhalb eines Wertebereichs liegen, der sich in einem Winkel von 14º erstreckt, gemessen ab einem Referenzpunkt bei 0,0 Motivbelichtungsdichte und 1,0 für den betrachteten Reproduktionsdichte- Gradienten.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildaufzeichnungsmedium fotografischen Film aufweist und die Bildkonvertierungsmittel (24; 68) einen optoelektronischen Filmscanner umfassen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittel (70) vorgesehen ist, das die Bildpixelsignale auf einem die Bildsignale aufzeichnenden Zwischenaufzeichnungsmedium aufzeichnet, und ein Mittel (72), das die aufgezeichneten Bildsignale liest und sie zu den Bildverarbeitungsmitteln (82, 84) überträgt.