JP2002051231A

JP2002051231A - 選択的な色マッピング及びシーン依存階調尺度構成法を用いたシーンのカラー画像再現方法

Info

Publication number: JP2002051231A
Application number: JP2001155583A
Authority: JP
Inventors: Edward B Gindele; ビージンデールエドワード; Karin Topfer; トプファーカリン; John D Buhr; ディーバージョン; Geoffrey J Woolfe; ジェイウルフジェフリー; Andrew C Gallagher; シーギャラガーアンドルー
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2001-05-24
Publication date: 2002-02-15
Also published as: EP1158779A3; EP1158779A2; US6594388B1

Abstract

(57)【要約】【課題】改善された色再現を達成するようディジタル
輝度値及びディジタル色差値を導き出すために使用され
うる画素値を有するディジタルカラー画像の色特徴及び
明度特徴を強調する方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の方法は、ディジタルカラー画像
の画素についてのディジタル輝度値及びディジタル色差
値を導き出す段階と、ディジタルカラー画像の画素を用
いて画像依存変換を計算する段階と、画像依存変換を用
いてディジタルカラー画像の画素についてのディジタル
輝度値を修正し、修正された輝度値を生じさせる段階
と、元のディジタル色差値を所定のディジタル色差値に
対して近づくよう又は遠ざかるよう一貫して且つ平滑に
動かすように修正する好ましい色変換を計算する段階
と、色変換を用いて上記ディジタルカラー画像の画素に
ついての元の色差値を修正し、修正された色差値を生じ
させる段階とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル画像処
理、特に、シーンの視覚的な色再現を生じさせるようデ
ィジタル画像を自動的に処理する方法に係る。更に特定
的には、本発明は好ましい色再現及びシーン依存階調尺
度構成を有するシーンの視覚的な色再現に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術で公知のカラー画像再現方法及
びシステムは、アナログ式又はディジタル式に格納され
うる受像媒体上に画像を捕捉し、視覚的な再現として出
力する。例えば、カラー画像は写真ネガフィルム上に捕
捉され、その後に写真紙上に光学的に再現される。ま
た、画像はポジの写真媒体上に捕捉され、直接見られる
か、多の透明な及び反射的な媒体上に複製されうる。更
に、カラーネガフィルム、透明フィルム、又は反射プリ
ントは、ディジタル撮像システムへの入力のために走査
されうる。続いて、意図される出力装置及び媒体につい
ての可能な限り最善の再現を生じさせるために、ディジ
タル絵素（画素）値に対してディジタル式に色及び階調
の操作が適用されえ、結果として得られる画像はモニタ
上で見られるか、ハロゲン化銀写真紙に印画されるか、
インクジェット型、昇華型、又は電子写真型のプリンタ
を用いて他の反射媒体上に印画される。ディジタル画像
はまた、将来の処理のために処理中のいずれの点におい
ても、定義された色空間において符号化されえ、例えば
ＫｏｄａｋＰｈｏｔｏＣＤ、ＫｏｄａｋＰｉｃｔｕ
ｒｅＤｉｓｋ又はＣＤといった様々な媒体に格納され
うる。その他の場合は、カラー画像はビデオ又はスチル
ＣＣＤカメラといった電子装置によって捕捉されえ、モ
ニタ上で見られるか、インクジェット型又は染料昇華型
サーマルプリンタを用いて印画される。

【０００３】上述のそれぞれの場合に、各システムは顧
客満足規準のもとで評価され、ディジタル階調尺度再現
操作又は何らかの形式の色強調を含むことも含まないこ
ともある。上述のシステムは、カラー画像再現システム
の幾つかの例に過ぎない。

【０００４】従来技術では、オリジナルのシーンの最善
の再現がシーンの測色の１：１のマッピングを構成しな
いことは周知である。例えば、明度値とクロマ値の正し
い尺度化は、元のシーンと再現の観察条件に依存する。
この議論については、観察条件は、シーン又は再現の全
体の輝度レベル、周囲の相対的な明るさ、観測者の色順
応の状態、及び存在する漂遊光（フレア）として定義さ
れる。等価な色は、画像観察条件下で見たときに、色
度、相対輝度、及び絶対輝度が元のシーンと同じ見え方
となるよう再現されるものとして定義されている。この
種類の一致は、色の見え方のモデルを用いて示される。
等価な色再現は画質の高い画像を生じさせるとされてき
た。

【０００５】等価な再現よりも画像を強調しうる他の種
類の色再現がある。好ましい色再現は、観察者に対して
より満足のいく結果を与えるために、色がオリジナルの
見え方と等価なものから逸脱して、絶対的又は相対的
に、白に近くなるような再現として定義される。幾つか
の好ましい色強調は、記憶色の概念に基づくものであ
る。これまでの研究により、人間の色に対する記憶は、
例えば肌の色、葉、青空については実際の色から逸脱す
ることが分かっている。記憶色は、しばしば実際の色と
比較して異なる色相及び強調されたカラフルネスを有す
る。観察者は実際の色よりも記憶色に近い再現を好むこ
とが確かである。何人かの研究者は、制御された心理物
理実験においてこれらの色についての最適な位置を得よ
うとしてきた。しかしながら、結果はしばしば互いに矛
盾するものであり、また、より大きい色域を有するシス
テムが利用可能となるにつれて色の好みが変化しうるこ
とが示された。記憶色の概念は、色再現システムの設計
には系統的に組み込まれたことはなかった。

【０００６】色相再現及び記憶色という重要なことがら
を含む好ましい色再現の原理は、近年、一般的にHuntに
よってまとめられたが（R.W.G. Hunt, "How To Make Pi
ctures and Please People", The Seventh Color Imagi
ng Conference, IS & T, Springfield, Virginia, 199
9）、これらの原理に従ってどのようにして画像を作成
するのかは明らかでない。発明者の経験によれば、従来
のハロゲン化銀フィルム／紙のシステムを用いて好まし
い色再現の全ての原理を表わした画像を生成することは
不可能である。

【０００７】現在の光学及びディジタル写真仕上げシス
テムは、明度及びクロマの関数として変化する再現され
た色の色相を生じさせるため、再現はいくらか不自然な
見え方となる。図１は、ＣＩＥＬＡＢａ＊／ｂ＊プロッ
トを用いて、現在の消費者カラーネガ／ポジシステムの
色相再現能力の一例を示す図である。例として、オリジ
ナルの色の位置にＣＩＥ１９７６ａ，ｂクロマ，Ｃ＊
_ａｂを示したままとした。矢印の後部はオリジナルの色
を示し、矢印の頭部（記号）は再現された色を示す。図
中、一定ＣＩＥ１９７６ａ，ｂ色相角度ｈ_ａｂは、原点
（ａ＊＝０，ｂ＊＝０）から出る線に沿う。横軸は緑・
赤軸に略対応し、縦軸は青・黄色軸を表わす。一定ＣＩ
Ｅ１９７６ａ，ｂクロマの色は、原点回りの同心円によ
って表わされる。図１は、オリジナルの色相角度が同様
な色の色相が、逆の方向に変化しうることを示す。更
に、飽和した（高いクロマの）色の色相角度誤差は非常
に大きいことが多く、再現された色が色名の境界を横切
ることがある。例えば、図１は、飽和された緑が黄色と
して再現されることがあることを示す。

【０００８】写真再現において観察者の満足を満たすた
めの重要な基準のうちの１つは、オリジナルのシーン中
の色刺激と再現の色刺激とを比較した場合の対応性であ
る。発明者は、観察者が一般的には、良い肌の色調を維
持しつつ、満足のいく色調再現、満足のいく色相、及
び、高いカラフルネスを有する高画質の画像を好むこと
を見いだした。長年にわたって、写真フィルムでは分光
感度を改善させることによって、写真紙では紙のコント
ラストを増加させることによってより多くの化学的増感
剤を組み込むことによって、システム全体ではフィルム
及び紙の分光感度と染料を互いに最適化することによっ
て、技術的な進歩がなされてきた。色再現を行なうため
の幾つかの現在の方法は、かなり明るい色を生成し、納
得のいく肌の色調再現を提供するが、色強調が用いられ
うる範囲は限られている。従来のハロゲン化銀写真シス
テムは、１つの化学的に現像された材料を他の化学的に
現像可能な材料へ光学的に印刷するときに課せられる制
限を受ける。結果として、一般的にはシーンは観察者に
よって最も好ましいようには再現されないことが分かっ
た。

【０００９】再現の質は、色強調のほかに、画像を形成
する濃度変化を再現するために使用される階調尺度関数
又は階調マッピングによって影響を受ける。１９９４年
４月５日にBuhr外に対して発行された米国特許第５，３
００，３８１号に一般的に記載されるように好ましい階
調尺度関数又はマッピングを使用することにより、以前
に取得可能であった画像よりも好ましいオリジナルのシ
ーンの再現であると観察者が知覚するような再現が与え
られる。Buhr外はまた、１９９６年６月１８日に発行さ
れた米国特許第５，５２８，３３９号に記載されるよう
に、高い色飽和度と共に満足のいく肌の色調を生成する
という問題を解決する方法を与える。

【００１０】周辺照明条件下で撮影される多くの自然シ
ーンは、従来の表示システムのダイナミックレンジを遙
かに超える輝度ダイナミックレンジを有する写真画像を
与える。例えば、晴れた屋外の条件下で撮影された写真
画像は、記録された情報のうち１０以上の写真のストッ
プを有する一方で、写真紙は、情報のうち約７つの写真
のストップを再現しうる。ディジタルイメージングシス
テムでは、ソースディジタル画像のダイナミックレンジ
を減少させ、処理されたディジタル画像を出力媒体のダ
イナミックレンジの能力によりよく一致させるよう、シ
ーン依存の階調尺度関数アルゴリズムが使用されうる。

【００１１】このようなシーン依存階調尺度アルゴリズ
ムは、１９９８年３月１５日のAlkoferによる米国特許
第４，７３１，６７１号に記載されている。Alkofer
は、ソースディジタル画像の画素に基づいて階調尺度関
数を計算する方法を開示する。この方法は、ソースディ
ジタル画像中の空間的にアクティブな領域から選択的に
サンプリングされた画素のサブサンプルの標準偏差を計
算する段階と、これらのサンプリングされた画素値のヒ
ストグラムを計算する段階と、ソースディジタル画像に
適用されたときに統計的に正規化されたヒストグラムを
有する処理されたディジタル画像を生じさせる階調尺度
関数を計算する段階とを含む。Alkoferの方法を用いて
結果として得られる処理されたディジタル画像は、意図
される出力媒体上にマッピングされるダイナミックレン
ジを有する。シーン依存階調尺度構成処理の結果とし
て、処理された画像の色再現は影響を受けうる。更に、
ソースディジタル画像に対してどのようにして階調尺度
関数が適用されたかに依存して、処理された画像の色再
現は異なったものとなる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】シーン依存階調尺度構
成法、階調マッピング、及び、色強調についての従来の
改善は、カラー画像の或る程度の好ましい再現を与えた
が、階調マッピングのみを使用することでは、特に色相
再現については、観察者によって望まれる完全な範囲を
改善することが可能でない。近年、ディジタル印刷（例
えば、Fuji Photofilm Company USAから入手可能なDigi
tal Minilab Frontier 350）及びディジタル式に修正さ
れた光学印刷（例えばAgfa A.G.から入手可能な登録商
標Agfa MSPDIMAXプリンタ）の写真仕上システムが開発
されている。これらのシステムは、階調再現を改善させ
たが、色再現については殆ど改善されていない。更に、
好ましい視覚再現は、必ずしも常に測色的に最も正確な
演色に対応しないことは完全に認められていない。従っ
て、シーン依存階調尺度構成アルゴリズムと共に改善さ
れた色再現を生成する改善された画像処理方法が必要と
される。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このような画像処理方法
は、本発明により、ディジタル輝度値及びディジタル色
差値を導き出すために使用されうる画素値を有するディ
ジタルカラー画像の色特徴及び明度特徴を強調する方法
であって、ディジタルカラー画像の画素についてのディ
ジタル輝度値及びディジタル色差値を導き出す段階と、
ディジタルカラー画像の画素を用いて画像依存変換を計
算する段階と、画像依存変換を用いてディジタルカラー
画像の画素についてのディジタル輝度値を修正し、修正
された輝度値を生じさせる段階と、元のディジタル色差
値を所定のディジタル色差値に対して近づくよう又は遠
ざかるよう一貫して且つ平滑に動かすように修正する好
ましい色変換を計算する段階と、色変換を用いてディジ
タルカラー画像の画素についての元の色差値を修正し、
修正された色差値を生じさせる段階とを含む方法によっ
て与えられる。

【００１４】本発明は、好ましい色再現をシーン依存階
調尺度構成法と組み合わせるものである。結果として、
２つのアルゴリズムのいずれかを単独で用いた場合と比
較して色の質がより高くなる。一般的には、好ましい色
マッピングは、決められた方法で色相が修正される色空
間の幾つかの選択された領域を除き、顧客によって非常
に好まれる再現を生じさせるために、正確な色相再現を
達成する。更に、再現のカラフルネス及び階調尺度は、
観察者の好みに応じて画像を生じさせるよう変更されう
る。好ましい色操作では、階調尺度関数は、通常はシー
ンのダイナミックレンジを考慮に入れない大局的な変換
として実施される。結果として、高いダイナミックレン
ジのシーンの全てのシーン階調が、限られたダイナミッ
クレンジの出力装置及び媒体上で観察者が見たのと同様
に再現されうるわけではない。好ましい色操作の欠点
は、意図される出力媒体又は装置によって再現しうる範
囲にシーン階調をマッピングするシーン依存階調尺度化
アルゴリズムによって取り扱われる。好ましい色操作の
一部である色相制御の利点を保つために、階調尺度操作
は色相を変化させないままとするよう実施されねばなら
ない。これは、階調尺度関数を輝度／色差空間の輝度チ
ャネルに適用することによって達成される。

【００１５】本発明の主な概念は、色空間座標に基づい
て、シーン依存階調尺度調整のためのサブシステムと色
相及びクロマ調整を調整するためのサブシステムとを協
調させることを含む。特に、本発明は、（ａ）カラーデ
ィジタル画像を輝度・色差シーン空間表現へ変換する段
階と、（ｂ）シーン依存階調尺度関数（ＬＵＴの形式）
を輝度チャネルデータに適用して階調尺度調整されたデ
ィジタル画像を形成する段階と、（ｃ）階調尺度調整さ
れたディジタル画像を略知覚可能に均一な表現（例えば
ＣＩＥＬａｂ）へ変換する段階と、（ｄ）ＣＩＥＬＡＢ
Ｌ＊，ａ＊，ｂ＊画素値に基づいて階調尺度調整され
たディジタル画像の色相を調整する段階と、（ｅ）ＣＩ
ＥＬＡＢＬ＊，ａ＊，ｂ＊画素値に基づいて階調尺度
調整されたディジタル画像のクロマを調整する段階と、
（ｆ）明度のみ、又は、明度とクロマの両方を変更しう
る追加的なシーン独立階調尺度関数を任意に適用する段
階とを含む。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下の説明では、本発明の望まし
い実施例についてソフトウエアとして説明する。当業者
は、このようなソフトウエアと同等のものがハードウエ
ア中に構成されうることを容易に認識するであろう。画
像操作アルゴリズム及びシステムは周知であるため、本
願では特に本発明による方法の一部をなすか、またはよ
り直接的に協働するアルゴリズム及びシステムについて
説明するものとする。本願に特に図示又は説明されてい
ないかかるアルゴリズム及びシステムの他の面、及びそ
れに含まれる画像信号を生成するため又は他の方法で処
理するためのハードウエア及び／又はソフトウエアは、
従来技術で知られているシステム、アルゴリズム、部
品、及び構成要素から選択されうる。上述の説明が与え
られていると、その全てのソフトウエア実施は従来通り
であり、当業者の通常の技術範囲に含まれる。

【００１７】本発明は、シーン依存階調尺度構成アルゴ
リズムを好ましい色変換と組み合わせる。階調尺度は、
最も一般的な用語としては、観察者がオリジナルのシー
ンを捕捉したときに観察者が見る濃度と、所与の出力媒
体又は装置上に再現される視覚濃度との間の非線形変換
である。本発明の枠組みにおいて、しばしば画像の輝度
値及び色差値について参照する。本願では、輝度という
用語は画像の無彩色チャネルを意味し、一方、色差チャ
ネルは例えば赤・緑色差信号及び黄・青色差信号といっ
た色情報を含む。色差信号は、極座標として、即ち色相
情報（色相チャネル）に関する成分とカラフルネスの情
報（クロマチャネル）に関する成分によって表現されう
る。シーン中の光強度と、輝度チャネル及びクロミナン
スチャネルのディジタル画素値との間の線形関係は必要
でない。シーンの光強度についての対数的な及び他の非
線形の符号化スキームはうまく使用されている。

【００１８】本願に記載される色変換は、観察者が現在
得られる色再現よりも好む画像を生成するような、シー
ンの測色と再現された画像の測色との間の関係を示す。
シーンの測色は、ＣＩＥ１９３１測色標準観測者の等色
関数によって計算される所与の測色用の光の下のシーン
中の色付きの物体のＣＩＥ三刺激値、ＸＹＺとして定義
される。再現された画像の測色とは、ＣＩＥ１９３１測
色標準観測者の等色関数によって計算される所与の測色
用の光の下のハードコピー又はソフトコピー中の再現さ
れた対象のＣＩＥ三刺激値、ＸＹＺとして定義される。
本発明の説明のため、シーンの測色用の光及び再現の測
色用の光はＣＩＥ標準の光（standard illuminant）と
して選択される。シーン及び再現の測色の符号化、即ち
色情報の数値的な指定は、ＣＩＥＸＹＺ値に限られな
い。実際の表面の色のＣＩＥＬＡＢＸＹＺ値と他の符
号化メトリックとの間の任意の可逆的な変換が使用され
え、例えばＣＩＥＬＡＢ、ＣＩＥＬＵＶ、ＣＩＥ１９３
１測色標準観測者の任意の線形の組合せの三刺激値、K.
E.Spaulding外(K.E.Spaulding, E.J.Giorgianni, G. Wo
olfe, "Reference Input/Output Medium Metric RG col
or Encodings (RIMM/ROMM RGB), P Proceedings of IS&
T PICS 2000 Conference)によって説明される符号化と
いった三刺激値の非線形符号化メトリックといったもの
が使用されうる。本発明の説明のために、シーンと再現
された測色は、ＣＩＥ１９７６ＣＩＥＬＡＢ値によって
表わされる。本発明の枠組みの中で、この選択はまた符
号化された色値の意味を決定する色及び信号処理変換の
測定方法を定義する。

【００１９】本発明のため、視覚的な変換と共に生成さ
れる色成分、例えばＣＩＥＬＡＢ表現のａ＊、ｂ＊チャ
ネル、又はＣＩＥＬＵＶ表現のｕ＊、ｖ＊は、色差信号
の例として考えられる。例えばクロマといった、しかし
これに限られるものではないａ＊、ｂ＊チャネルから導
出される色成分と、色相極座標成分表現もまた、色差信
号として考えられる。これらの視覚的な変換のＬ＊成分
は輝度信号であると考えられる。当業者は、本発明が本
願に記載される変換に限られるものではなく、例えばＣ
ＩＥＣＡＭ９７といった色の見え方の変換といった他の
色変換によって実施されうることを認識するであろう。

【００２０】本発明は、コンピュータハードウエア中で
実施されうる。図２を参照するに、以下の説明は、１つ
以上の画像捕捉装置２１０と、ディジタル画像プロセッ
サ２２０と、１つ以上の画像出力装置２３０と、一般制
御プロセッサ２４０とを含むディジタルイメージングシ
ステムに関する。システムは、コンピュータコンソール
又はペーパプリンタといったモニタ装置２５０を含みう
る。システムはまた、キーボード及び／又はマウスポイ
ンタ２６０といった操作者用の入力装置制御部を含む。
多数の捕捉装置２１０が図示されており、本発明は様々
なイメージング装置から得られるディジタル画像のため
に使用されうることを示す。例えば、図２は、画像捕捉
装置２１０が、カラーネガ又はリバーサルフィルム上に
シーンを捕捉するための従来の写真フィルムカメラであ
り、また、現像されたフィルム上の画像を走査してソー
スディジタル画像２０１（図３参照）を生成するフィル
ムスキャナ装置であるディジタル写真仕上システムを表
わす。画像捕捉装置２１０の他の例は、ソースディジタ
ル画像２１０を直接生成する能力を有するディジタルカ
メラである。ディジタルイメージプロセッサ２２０は、
意図される出力装置又は媒体上に満足のいく見た目の画
像を生成するようディジタル画像を処理する手段を提供
する。ディジタルイメージプロセッサ２２０は、１つ以
上の画像出力装置２３０によって受像されるレンダリン
グされたディジタル画像２０６（図３参照）を生成す
る。多数の画像出力装置２３０が図示されており、本発
明がディジタル写真プリンタ及びソフトコピーディスプ
レイを含む様々な出力装置と共に使用されうることを示
している。ディジタルイメージプロセッサは、画像出力
装置２３０によって満足のいく見え方の画像が生成され
るよう、ディジタル画像の全体の明度、階調尺度、画像
構成等を調整するためにソースディジタル画像２０１を
処理する。当業者によれば、本発明は上述の画像処理モ
ジュールに限られるものではないことが認識されよう。

【００２１】図２に示される一般制御プロセッサ２４０
は、本発明をコンピュータ読み取り可能な媒体に格納さ
れたコンピュータプログラムとして格納することがで
き、媒体は、例えば、磁気ディスク（例えばフロッピー
（登録商標）ディスク）又は磁気テープといった磁気記
憶媒体；光ディスク、光テープ、又は機械読み取り可能
なバーコードといった光学記憶媒体；ランダムアクセス
メモリ（ＲＡＭ）又は読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）と
いった固体電子記憶装置を含みうる。本発明の関連する
コンピュータプログラム実施は、オフラインメモリ装置
２７０によって示されるコンピュータプログラムを格納
するために使用される任意の他の物理的な装置又は媒体
上に記憶されうる。本発明について説明する前に、本発
明はパーソナルコンピュータといった任意の周知のコン
ピュータシステム上で使用されることが望ましいことに
留意すると理解が容易となる。

【００２２】また、ソフトウエア及び／又はハードウエ
アの組合せの中に実施される本発明は、物理的に接続さ
れた及び／又は同一の物理的な場所に配置された装置に
限られるものではない。図２に示される１つ以上の装置
は、遠隔に配置されてもよく、無線コネクションを介し
て接続されてもよい。

【００２３】ディジタル画像は、１つ以上のディジタル
画像チャネルからなる。各ディジタル画像チャネルは画
素の２次元配列からなる。各画素値は、画素の幾何学的
な領域に対応する画像捕捉装置２１０によって受光され
た光の量に関する。カラーイメージング適用では、ディ
ジタル画像は一般的には、赤、緑、及び青のディジタル
画像チャネルからなる。例えば、シアン、マゼンタ、及
びイエローのディジタル画像チャネルといった他の形態
も実施されうる。単色の適用では、ディジタル画像は１
つのディジタル画像チャネルからなる。動きイメージン
グ適用は、ディジタル画像の時間シーケンスと考えるこ
とができる。当業者は、本発明が上述の任意の適用のた
めにディジタル画像チャネルに対して、しかしこれに限
られるものではなく適用されうることを認識するであろ
う。

【００２４】図３は、図２に示されるディジタルイメー
ジプロセッサ２２０をより詳細に示す図である。本発明
で使用されるディジタルイメージプロセッサ２２０の一
般的な形状は、画像処理モジュールを縦続接続したもの
である。ソースディジタル画像２０１は、レンダリング
されたディジタル画像２０６を生成するディジタルイメ
ージプロセッサ２２０によって受信される。ディジタル
イメージプロセッサ２２０に含まれる画像処理モジュー
ルは、ディジタル画像を受信し、ディジタル画像を変更
して処理されたディジタル画像を生成し、処理されたデ
ィジタル画像を次の画像処理モジュールに渡す。

【００２５】ディジタルイメージプロセッサ２２０中の
３つの画像処理モジュール、即ち、捕捉正規化モジュー
ル３１０、強調・操作モジュール３２０、及びレンダリ
ングモジュール３３０が図示されている。捕捉正規化モ
ジュール３１０の主な機能は、変更されたディジタル画
像の画素値がシーンのＣＩＥＸＹＺ値に対して所定の関
係を有するようソースディジタル画像２１０を変更する
ことである。捕捉正規化モジュール３１０からの出力デ
ィジタル画像は、バランス調整されたディジタル画像２
０３（図４参照）であり、これは強調・操作モジュール
３２０によって受信され、ディジタル画像の１つ以上の
美的な質に影響を与えるようディジタル画像値が更に変
更される。本発明は、画像処理モジュールの１つとして
階調尺度モジュール３２２（図６参照）を使用する。階
調尺度調整されたディジタル画像２０４（図６参照）
は、強調・操作モジュール３２０によって生成され、レ
ンダリングモジュール３３０によって受信される。レン
ダリングモジュール３３０の主な機能は、ディジタル画
像が画像出力装置２３０（図２参照）上に表示又は印刷
されたときに適切なコントラスト及び色を有するようデ
ィジタル画像を変更することである。レンダリングモジ
ュール３３０は、画像出力装置２３０によって受信され
るレンダリングされたディジタル画像２０６を生成す
る。

【００２６】図４は、図３に示される捕捉正規化モジュ
ール３１０をより詳細に示す図である。ソースディジタ
ル画像２０１は、ディジタル画像をシーン色再現に変換
する色メトリック変換モジュール３１２によって受信さ
れる。このように、生成されたバランス調整されたディ
ジタル画像２０３は、ＣＩＥＸＹＺ値に関連付けられう
る画素値を有する。これは、シーン空間ディジタル画像
の画素値がＣＩＥＸＹＺ値であることを意味するのでは
なく、シーンカラーディジタル画像の画素値とＣＩＥ
ＸＹＺの差が単純な数学的な関係によって説明されうる
ことを意味する。適当な空間の一例は、K. E. Spauldin
g外（K.E. Spaulding, E.J. Giorgianni, G. Woolfe, "
Reference Input/Output Medium Metric RGB color Enc
odings (RIMM/ROMM RGB)", Proceedings of IS&T PICS
2000 Conference）によって与えられている。色メトリ
ック変換モジュール３１２によって行なわれる数学的な
変換は、ソースディジタル画像２０１を生成するのに使
用される捕捉媒体及び画像捕捉装置２１０の種類に適合
されるべきである。

【００２７】一般的な場合には、画像を記録する媒体及
び装置と、走査装置は、人間である観察者が知覚するの
と同じようにはシーンパラメータを直接的には記録しな
い。しかしながら、これら全ての媒体及び装置は、分光
応答関数、シーン強度比を装置コード値へマップする関
数、及び少なくとも３つの色チャネル間のクロストーク
を特徴付ける多次元関数又は行列によって特徴付けられ
うる。従って、元のシーンパラメータを獲得すること
は、これらの関数の逆の変換を適用することを意味す
る。この演算の目的は、捕捉されたシーンパラメータを
特定の入力装置及び／又は媒体とは独立とすることであ
る。結果として得られる画素値は、このセクションの冒
頭に定義されるようにシーン測色の推定値を表わす。こ
れを達成するための望ましい方法は、１９９３年１１月
３０日にGiorgianni外に対して発行された米国特許第
５，２６７，０３０号に記載されている。Giorgianni外
によれば、フィルムを走査することによって形成された
ディジタル画像は、数学的変換によってデバイス・イン
ディペンデントな色及び階調空間へ変換される。数学的
な変換が導出されうるデータセットは、フィルムの試料
を、フィルムの有用な露光範囲を適切にサンプリング
し、カバーするよう選択された約４００の試験色刺激の
パターンで露光することによって生成される。次に、標
準測色計算方法を用いて、参照測色画像捕捉装置又は媒
体のための赤、緑、及び青（Ｒ，Ｇ，Ｂ）三色露光が試
験刺激について計算される。露光されたフィルムは化学
的に処理され、カラーパッチは、各カラーパッチに対応
して赤、緑、及び青の画像ベアリング信号（Ｒ，Ｇ，
Ｂ）を生成する送信スキャナによって読み出される。次
に、フィルムの試験色についての赤、緑及び青の画像ベ
アリング信号値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を対応する試験色の既知
の赤、緑、及び青の三色露光に関連付ける変換が形成さ
れる。この変換は、以下の手順を用いて変換を発生する
ために使用された種類のフィルムを走査することによっ
て生成されたディジタル画像値を変換するために使用さ
れる。

【００２８】（１）適切な１次元ルックアップテーブル
（ＬＵＴ）を用いて、入力フィルムの測定された透過率
に対応するＲ，Ｇ，Ｂ画像ベアリング信号をＲＧＢ濃度
に変換する。

【００２９】（２）多数の入力スキャナが使用されるシ
ステムのスキャナ間の差を補正するよう３×３行列を用
いてステップ１のＲＧＢ濃度を調整する。

【００３０】（３）イメージング染料の望ましくない吸
収及び入力フィルム中の層間相互作用によって生成され
る画像ベアリング信号の色独立性を除去するよう、他の
行列演算又は３次元ＬＵＴを用いてステップ２のＲＧＢ
濃度を調整する。

【００３１】（４）入力フィルムの中間（neutral）尺
度濃度が入力フィルムの中間尺度露光へ変換されるよう
導出される適当な１次元ＬＵＴを通じてステップ３のＲ
ＧＢ濃度を個々に変換する。

【００３２】（５）同じ元のシーンを捕捉していれば参
照画像捕捉装置又は媒体が受けたであろうものに対応す
るＲ，Ｇ，Ｂ露光を達成するためにステップ４のＲＧＢ
露光を他の行列演算によって更に変換する。

【００３３】変換行列及びＬＵＴをより効率的に生成す
ることを可能とするため、及び、計算資源をより効率的
に使用するために、４００よりも少ない色を有する試験
パッチセットが使用されうる。幾つかの実施例では、個
々の行列及びＬＵＴの順次的な適用によって表わされる
数学的な演算は、計算速度を改善するため及び計算力の
必要性を減少させるために数値的に連結されうる。

【００３４】本願に記載される他の写真又は電子画像取
得、画像捕捉、及び画像ディジタル化パスと共に使用す
るのに適した変換行列及びＬＵＴを生成するために従来
の手順が使用されうる。

【００３５】捕捉媒体及び／又は装置の分光感度がＣＩ
Ｅ１９３１標準測色観察者等色関数の線形的な組合せを
表わさない場合、シーン測色は上述の計算方法によって
は完全には再構成されえないことが従来技術で周知であ
る。従って、本願に記載される色強調は、分光感度がこ
の要件に近い近似である場合に最も望ましい画像を生成
する。適当な写真要素の例は、１９９６年１２月１０日
にGiorgiannni外に対して発行された米国特許第５，５
８２，９６１号に記載されている。

【００３６】最も最近入手可能な画像記録媒体及び装置
はこれらの厳しい要件を完全には満たさない。しかしな
がら、所望の分光感度からは逸脱するが十分な測色精度
でキー色を記録する捕捉媒体及び装置もまた現在のシス
テムよりも望ましい色再現を生じさせる。マクベス・カ
ラー・チェッカー・チャートの２つの肌色（dark skin,
light skin）パッチのＣＩＲ１９７６色差ΔＥ＊_ａｂ
が４よりも下であり、マクベス・カラー・チェッカー上
の色についての平均ΔＥ＊_ａｂ値の最大値が１２よりも
下であれば、捕捉媒体及び装置は、本発明によって規定
されるように優った色再現を生じさせることが可能であ
る。現在、これらの規準を満たす記録媒体及び装置が入
手可能である。例えば、Kodak Generation 6 Gold^TM フ
ィルム、Kodak Advantix^TM フィルム、Kodak Royal Gol
d^TMフィルム、Kodakディジタルカメラ、及びFUJI Reala
^TMフィルムである。

【００３７】捕捉媒体又は装置の色精度は、以下の手順
に従って評価されうる。

【００３８】１．分光光度計又は望遠分光放射計を用い
てマクベス・カラー・チェッカーの全てのパッチの分光
反射率Ｒを測定する。

【００３９】２．当業者によって知られている技術を用
いて捕捉された媒体又は装置の分光感度ＳＳを測定し、
計算する。

【００４０】３．捕捉媒体又は装置の正規化された露出
Ｅ_ｎを、以下の式、

【００４１】

【数１】に従って計算し、但し、Ｉは測色用の光の分光強度分布
であり、λは波長（単位ナノメートル）である。

【００４２】４．所与の測色用の光の各カラーパッチに
ついてＣＩＥＸＹＺ値を計算する。誤差を最小とするよ
う、４におけるＸＹＺ値を予測する行列Ｍが計算され、
即ち、

【００４３】

【数２】と表わされ、式中、下付き文字Ｒ，Ｇ，Ｂは赤、緑、青
感応層の正規化された露出を示す。

【００４４】図５は、上述の手順によって評価された消
費者カラーネガフィルムを色精度を示す図である。矢印
の後部は元の色を示し、矢印の頭部は捕捉された色を示
す。このフィルムは、２つの肌色パッチ４２については
最大ΔＥ＊_ａｂが３．９であり、平均ΔＥ＊_ａｂが２．
６であり最大値が８であれば、上述の色精度についての
要件を満たす。上述の手順が完全に実行されれば、特定
のフィルムの分光感度の性質により、シーンパラメータ
のディジタル表現中にこれらのばらつきがやはり存在す
る。

【００４５】シーン測色のディジタル推定値を生じさせ
るため捕捉されたシーンパラメータの変換を達成する１
次元及び次元ＬＵＴ、行列、多項式、スカラーの特定の
組合せは、特定の種類の照明（測色用の光の分光的な分
布及び感光素子の露光）を画像捕捉装置及び媒体と組み
合わせたものに依存し、幾つかの場合はそれらを生成す
るために使用されたスキャナに依存する。スキャナの変
動性は、標準の較正手順によって最小化されうるが、一
方で写真技術では測色用の光と輝度レベルは一般的には
既知でない。更なる変動性は、フィルムを化学的に処理
することによってもたらされる。従って、各画像につい
て正しい色バランス及び全体的な明度を得るためには、
追加的なアナログ又はディジタル処理が適用されねばな
らない。アルゴリズムは、一般的には「白バランス」、
「色安定度」又は「シーンバランス」アルゴリズムとし
て知られている。これらのアルゴリズムは、単一の画
像、幾つかの画像、又は画像セット全体に対して作用し
うる。適切なシーンバランスアルゴリズムの一例は、E.
Goll et al., "Modern Exposure Determination forCu
stomizing Photofinishing Printer Response", Journa
l of Applied Photographic Engineering, 2, 93 (197
9)に記載されている。シーンバランスアルゴリズムの更
なる改善は、混合された測色用の光と被写体の検出を含
みうる。

【００４６】シーンを捕捉するためのカメラパラメータ
を表わす捕捉された元のシーンパラメータに付随する情
報は、信号処理アルゴリズムに対する有用な入力を提供
しうる。有用な情報は、任意の単一の又は任意の組合せ
のシーン照明タイプ、例えばフラッシュ出力及び／又は
フラッシュが被写体に直接当てられるか被写体へ間接的
に当てられるか及び／又は被写体を正しく照明するのに
十分なフラッシュ電力が使用可能であるかといったフラ
ッシュパラメータ、カメラレンズｆストップ、カメラ露
光時間、及びシーンの向きを含む。フィルム上の追加的
な情報は、フィルムを現像するために使用された化学的
な処理の変動性を特徴付けるのに役立ちうる。例えば、
フィルムの製造中に既知の露出で少なくとも１つ又はそ
れ以上のグレー参照パッチがフィルムに露光されうる。

【００４７】元のシーンパラメータを直接捕捉する代わ
りに、いくらか前の時間に捕捉され記憶された元のシー
ンパラメータの表現にアクセスすることが可能である。
これらの表現は、２次元又は３次元でありえ、静止して
いる又は動いているシーンでありうる。元のシーンの好
ましい見られた再現を生じさせる手段についての要件
は、元のシーンパラメータとアクセスされた元のシーン
の表現のパラメータとの間の関係が知られていること、
又は、この関係について正確な仮定をすることが可能で
あることである。アクセスされたシーン表現は、ある時
点で、直接的な元のシーンパラメータの捕捉について上
述された方法を用いて捕捉されたものである。

【００４８】捕捉正規化モジュール３１０によって実行
される画像処理の一部として、図４に示されるシーンバ
ランスモジュール３１４によって、捕捉中の全体露光に
ついて、また光源の色についての調整が行なわれる。色
メトリック変換モジュール３１２によって生成されるシ
ーン状態ディジタル画像２０２は、バランス調整された
ディジタル画像２０３を生成するシーンバランスモジュ
ール３１４によって受信される。本発明はまた、例えば
１９９０年７月３１日発行のDavid R. Cokによる米国特
許第４，９４５，４０６号に記載されるような任意のシ
ーンバランスモジュールによって実施されうる。シーン
バランスモジュールは、シーン状態ディジタル画像２０
２の露光に対応する理論的に２０％のグレーカードの画
素値を計算する。ルックアップテーブルが計算され、シ
ーン状態ディジタル画像２０に適用され、バランス調整
されたディジタル画像２０３を生じさせる。どのシーン
バランスモジュールも露光のばらつき及び照明色効果に
ついて完全にディジタル画像を補償する役割を果たさな
いが、シーンバランスモジュール３１４は、シーン空間
ディジタル画像の色再現の精度を改善させる。シーンバ
ランス変換は、一般的にはバランス調整された知事画像
２０３の輝度値及びクロミナンス値の両方を調整するよ
う設計される露光補償変換の一例である。

【００４９】図４に示されるように、シーンバランスモ
ジュール３１４は、色メトリック変換モジュール３１２
の後に、また、図６に示される階調尺度モジュールと空
間鮮鋭化モジュール３２４の前に適用される。本発明に
よって実施されるように、シーンバランスモジュール３
１４は、図３に示されるレンダリングモジュール３３０
の前にも適用される。最も良い結果は、シーンバランス
モジュール３１４を他の画像強調モジュールの前に適用
したときに得られるが、本発明は画像処理チェーンの他
の位置に配置されたシーンバランス調整モジュール３１
４によっても実施されうる。本発明の他の実施例は、シ
ーンバランスモジュール３１４をレンダリングモジュー
ル３３０の後に適用する。

【００５０】本発明は、操作者の介入を含むシーンバラ
ンスモジュールによっても実施されうる。本発明の他の
実施例として、図２に示される一般制御プロセッサ２４
０は、モニタ装置２５０と入力制御装置２６０とをイン
タフェース接続するために使用される。バランス調整さ
れたディジタル画像２０３の１つ以上の描写はモニタ装
置２５０上に表示され、人間の操作者は入力制御装置２
６０を用いて描写の選択について示す。表示描写の選択
は、明度及び色バランスを調整するために使用される。
望ましい実施例と同様に、ルックアップテーブルが計算
され、バランス調整されたディジタル画像２０３に対し
て適用される。

【００５１】図６は、図３に示される強調・操作モジュ
ール３２０をより詳細に示す図である。バランス調整さ
れたディジタル画像２０３は、階調尺度関数を計算する
ためにバランス調整されたディジタル画像２０３の画素
を使用する階調尺度モジュール３２２によって受け取ら
れる。ルックアップテーブルとして実施される階調尺度
関数は、バランス調整されたディジタル画像２０３のコ
ントラスト及び明るさを調整するために使用され、階調
尺度調整されたディジタル画像２０４が生ずる。空間鮮
鋭化モジュール３２４は、階調尺度調整されたディジタ
ル画像２０４を受け取り、処理されたディジタル画像の
画像鮮鋭度属性を改善させる空間フィルタリング演算を
行なう。本発明と共に、例えば埃粒子又はカメラフラッ
シュユニットによって生じた赤目による画像中の空間的
な欠陥を修正するモジュールといった他の画像処理モジ
ュールが使用されうる。

【００５２】図７は、図６に示される階調尺度モジュー
ル３２２をより詳細に示す図である。バランス調整され
たディジタル画像２０３は、線形の３×３変換を適用す
ることによりディジタル画像を輝度ディジタル画像チャ
ネルを含む表現へ変換する輝度・クロミナンスモジュー
ル３２５によって受け取られる。バランス調整されたデ
ィジタル画像の得られたディジタル画像チャネルは、開
始ディジタル画像チャネルの線形的な組合せである。変
換は、入力カラー画素値の線形的な組合せとして新しい
画素値を発生させる。バランス調整されたディジタル画
像は、赤、緑、及び青のディジタル画像チャネルを含
む。各ディジタル画像チャネルは、同じ数の画素を含
む。ここで、Ｒ_ｉｊ、Ｇ_ｉｊ、Ｂ_ｉｊをｉ番目の行とｊ
番目の列に配置された赤、緑、青のディジタル画像チャ
ネルとする。また、Ｌ_ｉｊ、Ｃ１_ｉｊ、Ｃ２_ｉｊを変更
されたディジタル画像の変換された画素値とする。入力
及び出力画素値に関する３×３行列変換は、Ｌ_ｉｊ＝ τ_１１Ｒ_ｉｊ＋τ_１２Ｇ_ｉｊ＋τ_１３Ｂ_ｉｊＣ１_ｉｊ＝τ_２１Ｒ_ｉｊ＋τ_２２Ｇ_ｉｊ＋τ_２３Ｂ_ｉｊＣ２_ｉｊ＝τ_３１Ｒ_ｉｊ＋τ_３２Ｇ_ｉｊ＋τ_３３Ｂ_ｉｊ（３）と表わすことができ、式中、τ_ｍｎ項は［τ］で示され
る３×３ＬＣＣ行列の係数である。本発明によって用い
られる定数は、τ_１１は０．３３３、τ_１２は０．３３
３、τ_１３は０．３３３である。本発明は、他の輝度・
クロミナンス変換に対して実施されえ、それでも良い結
果が得られることが重要である。例えば、τ_１１、τ
_１２、τ_１３の値が、夫々０．３０、０．５９、０．１
１とされた行列もうまく作用する。計算された値Ｃ１及
びＣ２は、ディジタル色差値の例である。

【００５３】他の方法は、バランス調整されたディジタ
ル画像の赤値、緑値、青値を、新しい記述のＹチャネル
が輝度ディジタル画像チャネルとして用いられるＣＩＥ
ＸＹＺ値へ戻す変換を含む。本発明の主要な点は、デ
ィジタル画像の色内容に略影響を与えることなく、輝度
信号への階調尺度処理と色操作方法により色内容を変更
する方法とを組み合わせた組合せにある。

【００５４】階調尺度関数発生器３２７は、輝度・クロ
ミナンス表現へ変換されたバランス調整されたディジタ
ル画像２０３を受け取る。階調尺度関数発生器３２７
は、階調尺度関数、即ち各入力値に対応する単一の出力
値を有する単一値の数学的な式又は変換を計算するため
に、バランス調整されたディジタル画像２０３中の画素
を使用する。本発明は、計算を効率的にするためのルッ
クアップテーブルとして階調尺度関数を実施する。階調
尺度処理を適用した結果として、色内容を変更すること
なくディジタル画像の階調尺度、又は明るさ及びコント
ラストが強調された階調尺度調整されたディジタル画像
２０４が生成される。

【００５５】本発明は階調尺度関数を発生する様々な方
法によって実施されうる。本発明の望ましい実施例は、
米国特許第４，７３１，６７１号及び米国特許第５，８
２２，４５３号に記載されている。これらの方法は、本
発明では２つの個々の階調尺度関数を生成するために使
用される。これらの２つの階調尺度関数は、バランス調
整されたディジタル画像２０３の明るさ及びコントラス
トを調整するために使用される単一の階調尺度関数へ縦
続接続される。

【００５６】１９９８年１０月１３日発行のLee外によ
る米国特許第５，８２２，４５３号は、ディジタル画像
からシーンのコントラストを推定する段階を含むディジ
タル画像の画素値を用いて階調尺度関数を計算する方法
を開示する。Lee及びKwonによって教示される方法で
は、ディジタル画像のラプラシアンフィルタリングされ
たバージョンを計算し、ラプラシアン信号のヒストグラ
ムを作成し、ラプラシアン信号に適用されたときに均一
領域を略除去する２つの閾値をラプラシアンヒストグラ
ムから決定し、閾値に基づくディジタル画像から画素を
サンプリングし、サンプリングされた画素からヒストグ
ラムを作成し、サンプリングされたヒストグラムの標準
偏差を計算し、計算された標準偏差を所定のコントラス
トと比較することにより所定のコントラストと関連する
入力画像のコントラストを決定してディジタル画像のコ
ントラストを推定する。Lee外によって説明される方法
は、第１の階調尺度関数を計算するために使用される。

【００５７】Alkoferの米国特許第４，７３１，６７１
号は、ディジタル画像のヒストグラムを正規化すること
に基づくディジタル画像の画素値を用いて階調尺度関数
を計算する方法を開示する。この方法は、画素値のサン
プルの標準偏差を計算することによってディジタル画像
のコントラストを決定する段階を含む。第２の階調尺度
関数は画素値のサンプルのヒストグラムを正規化するこ
とによって計算される。画素値のサンプルは、画素値の
選択されたサンプルのヒストグラムの形状に基づいて、
複数のコントラスト間隔に対応する画素値の複数のサン
プルのうちの１つから選択される。コントラストの調整
を容易とするために、階調尺度関数は標準正規変量Ｚの
単位で値を生じさせるよう階調尺度関数が構築される。
次に、処理されたディジタル画像のコントラストを決定
するために、Ｚ値は画素値のサンプルの標準偏差の関数
である定数で乗算される。

【００５８】第１及び第２の階調尺度関数は、以下の数
学的な式、ＬＵＴ_ｆ＝ＬＵＴ_１［ＬＵＴ_２［ｊ］］（４）、式中、ＬＵＴ_２は第２の階調尺度関数を表わし、ＬＵ
Ｔ_１は第１の階調尺度関数を表わし、ＬＵＴ_ｆは最終的
な階調尺度関数を表わす。ｊ変数は、処理されるべきデ
ィジタル画像の画素値の添え字を表わす。最終的な階調
尺度関数ＬＵＴ_ｆは、可能な画素値の範囲について式
（４）を評価することによって計算される。

【００５９】最終的な階調尺度関数ＬＵＴ_ｆとバランス
調整されたディジタル画像２０３は、階調尺度関数適用
器３２８によって受け取られる。ディジタル画像の明る
さ及びコントラストの属性を調整するため、最終的な階
調尺度関数は、バランス調整されたディジタル画像２０
３の輝度ディジタル画像チャネルに適用される。本発明
の主要な点は、ディジタル画像の色及び階調の属性の操
作の方法を組み合わせることにあるため、本発明はディ
ジタル画像の画素に階調尺度関数を適用するための１つ
以上の方法によって実施されうる。

【００６０】本発明の望ましい実施例は、ルックアップ
テーブルの形状の最終的な階調尺度関数を、バランス調
整されたディジタル画像２０３の輝度ディジタル画像チ
ャネルの画素に直接適用する。この方法は、主にその計
算上の効率性のために望ましい。本発明の他の実施例
は、画質の結果を改善させるために、１９９１年４月３
０日発行のLee外による米国特許第５，０１２，３３３
号によって開示される階調尺度関数を適用する方法を用
いるものである。Lee外は、画像の属性を相互作用的に
変更する方法について記載しているが、本発明は空間フ
ィルタリング技術に基づいてディジタル画像に対して階
調尺度関数を適用する方法を用いる。この方法では、輝
度ディジタル画像チャネルを空間的にフィルタリングし
て２つの空間周波数成分（高い成分及び低い成分）を生
じさせ、低い空間周波数成分に階調尺度関数を適用し、
階調尺度が変更された低い空間周波数成分を高い空間周
波数成分と組み合わせることが含まれる。結果として得
られる処理された画像は、改善された空間的な細部の内
容とともに強調された明るさ属性及びコントラスト属性
を有する。

【００６１】図６を参照するに、空間鮮鋭化モジュール
３２４は、階調尺度モジュール３２２から階調尺度調整
されたディジタル画像２０４を受け取り、空間変調内容
を調整するために階調尺度調整されたディジタル画像２
０４に対して空間フィルタを適用する。本発明は、様々
な異なる空間フィルタを用いて実施されうるが、本発明
の主要な点は、ディジタル画像の色、階調、及び空間的
な細部の属性についての操作方法の組合せにある。使用
されうる空間フィルタの一例は、１９９２年１月１４日
のKwon外の米国特許第５，０８１，６９２号に記載され
ている。Kwon外は、赤・緑・青画像を輝度・クロミナン
スドメインへ変換する段階と、輝度チャネルに適応フィ
ルタを適用する段階とを含む、ディジタル画像を空間的
に処理する方法を教示する。適応フィルタは、局所的な
空間アクティビティの統計的尺度を計算し、統計的な尺
度に基づいて画像細部構造の鮮鋭度を変更する方法を用
いる。空間フィルタを適用した結果として、色内容を変
更することなくディジタル画像の空間的細部が強調され
るような変更された値を有する階調尺度調整されたディ
ジタル画像が生成される。

【００６２】図６を参照するに、任意のＲＧＢ変換モジ
ュール３２６は階調尺度調整されたディジタル画像２０
４を受け取り、３×３行列変換を適用することによりデ
ィジタル画像を輝度・ルミナンス表現から赤・緑・青チ
ャネル表現に戻るよう変換し、ＲＧＢ階調尺度調整され
たディジタル画像２０４’を生じさせる。結果として得
られる階調尺度調整されたＲＧＢディジタル画像２０
４’のディジタル画像チャネルは、バランス調整された
ディジタル画像２０３と同じ色メトリック表現を有す
る。変換は、入力色画素値の線形の組合せとして新しい
画素値を発生させる。バランス調整されたディジタル画
像は、ＲＧＢ変換モジュール３２６によって処理された
後の階調尺度調整されたディジタル画像２０４と同じく
赤、緑、青のディジタル画像チャネルを含む。

【００６３】各ディジタル画像チャネルは同数の画素を
含む。ここで、Ｌ_ｉｊ、Ｃ１_ｉｊ、Ｃ２_ｉｊをｉ番目の
行とｊ番目の列に配置されたルミナンス及び２つのクロ
ミナンスディジタル画像チャネルに対応する画素値とす
る。Ｒ’_ｉｊ、Ｇ’_ｉｊ、Ｂ’_ｉｊを変更されたディジ
タル画像の変換された画素値とする。入力及び出力画素
値に関する３×３行列変換は、Ｒ’_ｉｊ＝η_１１Ｌ_ｉｊ＋η_１２Ｃ１_ｉｊ＋η_１３Ｃ２_ｉｊＧ’_ｉｊ＝η_２１Ｌ_ｉｊ＋η_２２Ｃ１_ｉｊ＋η_２３Ｃ２_ｉｊＢ’_ｉｊ＝η_３１Ｌ_ｉｊ＋η_３２Ｃ１Ｇ_ｉｊ＋η_３３Ｃ２_ｉｊ（５）と表わすことができ、式中、η_ｍｎ項は３×３行列変換
の係数である。

【００６４】本発明の望ましい実施例は、上述において
［η］として示されるｒｇｂ変換行列を図７に示される
輝度・クロミナンス変換モジュール３２５に対応する
［τ］によって示されるｌｃｃ行列の逆として構成す
る。このことは、数学的には、以下の行列表現、［η］＝［τ］^−１（６）と表わせる。

【００６５】図８は、図３に示されるレンダリングモジ
ュール３３０をより詳細に示す図である。階調尺度調整
されたディジタル画像２０４（又はＲＧＢ階調尺度調整
されたディジタル画像２０４’）は、階調尺度調整され
たディジタル画像２０４の画素値を、画素値が視覚的な
又はより視覚的に近い色空間表現にあり視覚ディジタル
画像２０５を構成するよう変更する視覚変換モジュール
３３２によって受け取られる。視覚変換モジュール３３
２によって生成されるディジタル画像２０５は、望まし
い色変換を適用することによってその色内容を調整する
色操作モジュール３３４によって受け取られる。色操作
モジュール３３４によって生成される出力ディジタル画
像は、画素値がレンダリングされたディジタル画像２０
６を表わすように、画素データを変換する装置マッピン
グモジュール３３６によって受け取られる。

【００６６】色操作は、ＣＩＥＬＡＢといった近似的に
知覚的に均一な空間において最もよく定義される。当業
者は、シーンの最適な制限は意図される出力媒体とこの
媒体について予想される観察条件に依存することを認識
するであろう。本発明の主要な点について説明するた
め、ＣＩＥ標準の光Ｄ５０の光についてのＣＩＥＬＡＢ
座標を用いる。この光源は、捕捉及び観察中に観察者の
順応白であると想定される。更に、例では、平均輝度レ
ベル＞１６００ｃｄ／ｍ^２でシーンが捕捉されると想定
し、既知の観察フレアでは平均で６０乃至１６０ｃｄ／
ｍ^２の輝度レベルで再現が観察される。これらは、屋外
の及びフラッシュを用いた撮影と、結果としての反射印
画について典型的な条件である。しかしながら、本発明
は任意の色再現システムに適用されるため、これらの捕
捉及び観察条件に限られるものではない。更に、変換を
設計し実施するためには知覚的に略均一な色空間がより
適しているが、色変換は少なくとも３つの色チャネルを
用いて２つの色空間の間で行なわれうる。本発明では、
元のシーンと観察される再現との間の測色性質の間の関
係について扱う。

【００６７】概念上は、望ましい色操作は、色相、クロ
マ、及び階調尺度操作に分けられうる。実際のディジタ
ルシステムでは、これらの操作は、ｎ次元ルックアップ
テーブル（ｎ−整数＞０）、行列、多項式、シフト及び
尺度係数の任意の連続によって実施されうる。これらの
操作は、ソフトウエア又はハードウエア（電子回路）に
おいて実施されうる。

【００６８】図８を参照するに、色操作モジュール３３
４は、視覚変換モジュール３３２から視覚ディジタル画
像２０５を受け取る。色操作モジュール３３４は、画素
の色相及びクロマ座標を所定の色相及びクロマ座標に対
して近づくよう又は遠ざかるよう移動させることによっ
て視覚ディジタル画像の色内容を変更する。

【００６９】全ての色相操作についての前提条件は、観
察者が元の画像の中に見る色相についての十分な知識で
ある。元のシーンのパラメータの捕捉について説明した
段落において説明したように、殆どの媒体及び装置の分
光感度は元のシーンの色の推定値のみしか生じさせな
い。この推定値のための測色精度要件は所与であった。
要件は、現在入手可能な様々な画像記録媒体によって満
たされる。これらの媒体及び装置のうちの幾つかは、あ
るときは続くディジタル化及び画像処理と共に、正確な
色再現を有することが説明されている（例えば１９９６
年１１月２６日のTakahashi外の米国特許第５，５７
９，１３２号を参照のこと）。しかしながら、これらの
媒体から満足のいく再現を得るためには、少なくとも３
つの色チャネルに適用される階調尺度操作が行なわれ
る。例えば光学印刷では、カラーネガフィルムは、少な
くとも３つの色感度層を有する反射紙上に印刷される。
当業者はこの種類の階調尺度調整により色相がシフト
し、それにより色再現は完全に正確ではあり得ないこと
を認識するであろう。更に、現在の色再現システムはい
ずれも、系統的に記憶色についての研究結果を含むもの
ではなく、システムのばらつき（フィルムの処理のばら
つき、色バランス誤り等）によって生ずる望ましくない
色相のシフトを補償するために幾つかの色の小さい色相
シフトを用いたものでもない。本発明はこれらの問題に
ついて扱う。

【００７０】本発明に含まれる色相の操作について説明
するために幾つかの定義が必要である。図９を参照する
に、色相及び色相角度４４は、シーンの色のＣＩＥ１９
７６ａ，ｂ色相角度ｈ_ａｂをこの色のディジタル推定値
として示す。色相線４６は、所与の色相角度の全ての色
を含む。正のａ＊値を有する横軸上の色はゼロの色相角
度ｈ_ａｂに対応する。色空間の領域４８は、ＣＩＥＬＡ
Ｂ座標で与えられる重心の色５０によって定義され、重
心からあるＣＩＥＬＡＢ座標色差ΔＥ＊_ａｂにある全て
の色は、図９中、ＣＩＥＬＡＢａ＊／ｂ＊平面への投影
として示される。この距離は、ΔＥ＊_ａｂ自体として、
明度（Ｌ＊）の差として、ａ＊／ｂ＊の差として、クロ
マ（Ｃ＊_ａｂ）の差５２として、及び色相角度
（ｈ_ａｂ）の範囲５３として指定されうる。

【００７１】本発明の方法は、局所的な色相操作を含
む。これらの操作は、（例えば図１０に示されるよう
に）色空間の領域の中で一貫して平滑にシフトする、又
は（例えば図１１に示されるように）色相線５４に向か
って一貫して平滑に動く色の形を取りうる。色空間の領
域内で色を色相線に向かって動かすことは、この色相線
の下側の全ての指定される色の色相角度が大きくなり、
色相線の上側の指定される色の色相角度が小さくなるこ
とを意味する。色空間の領域内で色の色相をシフトさせ
ることは、全ての選択された色の色相角度が大きくされ
るか小さくされることを意味する。従って、色をシフト
させること及び移動させることは、色空間の指定される
領域内の８０％以上の色が期待される挙動を示すことを
意味する。色空間の領域内で平滑に色をシフトさせるこ
と及び移動させることは、色が色相角度の関数として経
験する色相角度のシフトが連続的な関数であり、領域の
外側の境界においてＣＩＥ１９７６ａ，ｂ色相角度が
０．５以下にシフトすることを意味する。色相角度のシ
フトは、色の明度及びクロマの関数として変化しうる。
これらの平滑であり一貫性のある動き及びシフトは、入
力色と所望の出力色相との間の連続的な関数的な形を定
義し、この関数的な形状を任意の所望の次元のＬＵＴで
実施することによって実施される。或いは、関数的な形
は、ディジタルコンピュータ内で直接計算され実施され
うる。

【００７２】発明者は、色空間の予め選択された領域内
の色相値が色空間の所定の領域内で所定の好ましい色の
色相に対して近づくよう又は遠ざかるよう色相値を一貫
して平滑に動かすことにより変換された場合及び／又は
所定の好ましくない色を防止するため色空間の所定の領
域を一貫して平滑にシフトさせた場合は、観察者によっ
て現在利用可能な色再現システムよりも望ましいとされ
る再現であることを見いだした。再現は、色空間の以下
の領域の少なくとも１つが選択され、色相について変更
された場合に望ましい。

【００７３】１．マクベス・カラー・チェッカーの葉
（foliage）パッチを含む色空間の領域の中で、一貫し
て平滑に、より高い色相角度に向かって最大色相角度回
転を１５度に制限して色をシフトし、それにより、ＣＩ
Ｅ標準の光Ｄ５０についてのＣＩＥＬＡＢで表現した場
合、領域が葉パッチのＣＩＥ１９７６ａ，ｂ色相角度の
上下１０乃至４０度の線によって囲まれ、葉パッチから
少なくとも１０のＣＩＥ１９７６ａ，ｂクロマ及び明度
の単位だけ異なる色を含む。

【００７４】２．上述のステップ１）によって与えられ
る領域において色を一貫して平滑に、１１５乃至１３５
度のＣＩＥ１９７６ａ，ｂ色相角度の間の色相中心に向
かって動かす。

【００７５】３．マクベス・カラー・チェッカーの青空
（blue sky）パッチを含む色空間の領域の中で、一貫し
て平滑に、より高い色相角度に向かって最大色相角度回
転を１５度に制限して色をシフトし、それにより、ＣＩ
Ｅ標準の光Ｄ５０についてのＣＩＥＬＡＢで表現した場
合、領域が青空パッチのＣＩＥ１９７６ａ，ｂ色相角度
からの上下１０乃至４０度の線によって囲まれ、青空パ
ッチから少なくとも１０のＣＩＥ１９７６ａ，ｂクロマ
及び明度の単位だけ異なる色を含む。

【００７６】４．上述のステップ３）によって与えられ
る領域において色を一貫して平滑に、２５０乃至２６７
度のＣＩＥ１９７６ａ，ｂ色相角度の間の色相中心に向
かって動かす。

【００７７】５．マクベス・カラー・チェッカーのイエ
ローパッチを含む色空間の領域の中で、一貫して平滑
に、より高い色相角度に向かって最大色相角度回転を１
０度に制限して色をシフトし、それにより、ＣＩＥ標準
の光Ｄ５０についてのＣＩＥＬＡＢで表現した場合、領
域がイエローパッチのＣＩＥ１９７６ａ，ｂ色相角度か
らの上下１０乃至２０度の線によって囲まれ、イエロー
パッチから少なくとも１０のＣＩＥ１９７６ａ，ｂクロ
マ及び明度の単位だけ異なる色を含む。

【００７８】６．マクベス・カラー・チェッカーの２つ
の肌色パッチを含む色空間の領域の中で、一貫して平滑
に４０乃至５０度の色相角度に向かって色を動かし、そ
れにより、ＣＩＥ標準の光Ｄ５０についてのＣＩＥＬＡ
Ｂで表現した場合、領域が２つの肌色パッチのＣＩＥ１
９７６ａ，ｂ色相角度からの上下１０乃至３０度の線に
よって囲まれ、２つの肌色パッチから１０乃至３０のＣ
ＩＥ１９７６ａ，ｂクロマ単位及び少なくとも１０の明
度の単位だけ異なる色を含む。

【００７９】７．色相が色相線に向かって一貫して平滑
に動かされる全ての局所色相操作及び色空間の全てのセ
クションは一方向に一貫して平滑にシフトされ、それに
より、ＣＩＥ標準の光Ｄ５０についてのＣＩＥＬＡＢで
表現した場合、影響を受ける領域は、１０乃至６０度の
範囲のＣＩＥ１９７６ａ，ｂ色相角度に亘り、少なくと
も１５のＣＩＥ１９７６ａ，ｂクロマ及び明度だけ異な
る色を含む。

【００８０】上述の要件に加え、以下の２つの要件が満
たされねばならない。

【００８１】８．画像は、元のシーン色とシーン色のデ
ィジタル表現の間のＣＩＥ１９７６色差ΔＥ＊_ａｂが、
平均して５よりも下であり、マクベス・カラー・チェッ
カー上の色については最大で１２であり、２つの肌色パ
ッチについては最大で５であるよう、シーンパラメータ
を捕捉することが可能な画像捕捉媒体及び／又は装置に
捕捉される。

【００８２】９．色相変換段階から生ずる色相を維持す
るクロマスケーリング及び明度変換段階を適用する。

【００８３】これらの仕様は、色相について変更される
べき色空間の領域がどのように選択され、好ましい再現
された色相値がどのように指定されるかについて示す。

【００８４】本発明のために、再現は、シーンの色相又
は再現を見たときの色相が、本発明において行なわれる
操作が適用される前に再形成されるようなマルチステッ
プ処理として、或いは、既知の分光性質を有する適切な
色目標物が捕捉され、再現の分光性質が分析され、それ
によりシーンの色相を再現の好ましい見られた色相へマ
ッピングする数学的な変換が構成されうるシングルステ
ップ処理として生成されうる。

【００８５】上述の色相操作は、任意の適当なデータ符
号化メトリック間の変換として画像処理シーケンスの任
意の点において実施されうる。以下の例は、処理のシー
ケンスの様々なステップのおいて色相情報がどのように
して導き出されうるかを示す。例は、以下のものを含む
が、以下のものに限られるものではない。

【００８６】１．図１２は、シーン色のディジタル表現
を真のシーン色表現へ変換する追加的な段階なしに、ど
のようにして明度、色相、及びクロマ情報が導き出され
うるかを示す図である。カラーネガ写真フィルムは、特
定の光学写真プリンタ及び写真出力媒体と一致する分光
応答を有する三色スキャナ１６０で走査されうる。シー
ンバランスアルゴリズム１６１は、走査された画像に適
用され、それに続いて３つの色チャネルの夫々に１次元
ルックアップテーブル１６４が適用される。結果として
得られるプリンタコード値１６６は、光学印刷の結果を
まねるために印画１７０を生成するため、較正されたデ
ィジタルプリンタ１６８へ送信される。上述のように、
追加的な操作なしに再現された画像は、本発明によって
生成されるものよりも観察者にとって望ましいものでは
ない。しかしながら、適当な試験目標物１５６は上述の
ように捕捉され、処理され、再現されうる１５８。ＣＩ
Ｅ標準の光Ｄ５０を参照して、目標物及び再現のＣＩＥ
測色が得られ、照明された目標物１７８及び再現１７４
のＣＩＥ１９７６明度及びａ／ｂクロマ及び色相角度
は、標準的な手順に従って計算される。低フレア望遠分
光放射計１７６は、測色用の光（光源）１５４を含む目
標物のスペクトルを測定するために使用されえ、分光測
光計１７２は再現された目標物のスペクトルを測定する
ために使用されうる。図１３を参照するに、このデータ
は、上述の概説される１乃至７及び９に従って計算され
うる特定の色相で再現された試験色の望ましいＣＩＥＬ
ＡＢ値１８０と比較される。

【００８７】図１４を参照するに、次の段階として、プ
リンタの特徴付けが必要とされ、即ち、再現１８６を作
成するために、適切に選択されたプリンタコード値１８
２の配列が印刷され１８４、再現のＣＩＥＬＡＢ値１９
０は分光測光計１８８を用いて測定される。再現のＣＩ
ＥＬＡＢ値をプリンタコード値へマッピングするために
変換１９２が構成されうる。図１５を参照するに、この
変換は再現された試験色１８０の好ましいＣＩＥＬＡＢ
値をプリンタコード値をプリンタコード値１９４に変換
するために使用されうる。１次元ルックアップテーブル
１６４によって実行される逆変換１９６を使用して、プ
リンタ値１９４に対応するスキャナコード値１９が計算
されうる。スキャナコード値１６２及び１９８のデータ
セットから、上述の１乃至７及び９の場合のように色相
が再現されるよう操作された画素値を変更する好ましい
色変換２００が構成されうる。画像処理シーケンスで
は、画像はシーンバランスモジュール３１４によって受
信され（図４参照）、階調尺度モジュール３２２及び空
間鮮鋭化モジュール３２４（図６参照）に渡され、好ま
しい色変換２００は、色操作モジュール３３４及び装置
マッピングモジュール３３６（図８参照）を組み合わせ
た図１２に示されるＬＵＴ１６４によって表わされる変
換の直前に適用される。

【００８８】２．シーンの色は、図４の色メトリック変
換モジュール３１２に記載されるように推定されえ、Ｃ
ＩＥ測色の１：１マッピングを表わす任意の適当なデー
タメトリック、例えば、ＣＩＥＸＹＺ、ＣＩＥＬＡＢ、
ＣＩＥＬＵＶ、ＣＩＥＣＡＭ９７、及び、原色が等色関
数の線形の組合せである任意のＲＧＢ空間、例えばSpau
lding外によって提案される符号化（K.E.Spaulding, E.
J. Giorgianni, G.Woolfe, "Reference Input/Output M
edium Metric RGB Coloer Encodings (RIMM/ROMM RG
B)", Proceedings of IS&T PICS 2000 Conference）に
よって符号化される。色相操作のための空間の適当な領
域が選択され、１乃至７及び９の場合に示される規則に
従って好ましい色相が指定される。色相変換は、シーン
の色を仕様に従って変更するために任意の色空間の間に
構成され、ディジタル画像に適用される。

【００８９】３．例１に詳述されるように走査された画
像、又は例２で説明したようなシーン色の推定値は、任
意の適当な非線形変換を用いて、特定の出力媒体と意図
される観察条件についてレンダリングされうる。最も単
純な場合は、３つの色チャネルに対して３つの１次元ル
ックアップテーブルが適用されうる。レンダリングされ
た画像の画素値と出力画像のＣＩＥ測色の関係が、例え
ば適当な試験目標物を再現すること及び測定すること、
又は、結果として得られるディジタル画像の色符号化仕
様から既知であれば、レンダリングされた画像の画素値
を好ましい再現された色相についての仕様に従って変更
する変換が構成されうる。図１２及び１５を参照する
に、この変換は図１２のプリンタコード値１６６と図１
５のプリンタコード値１９４との間で構築される。この
変換はディジタル画像に対して適用される。画像処理シ
ーケンスでは、画像はシーンバランスモジュール３１４
によって受信され（図４参照）、階調尺度モジュール３
２２及び空間鮮鋭化モジュール３２４に渡され（図６参
照）、続いて、３つの１次元ＬＵＴ１６４（図１２参
照）と上記の構築された変換が適用される。

【００９０】４．適当な輝度／クロミナンス色符号化ス
キームの極座標バージョンは、ＣＩＥ１９７６ａ／ｂ色
相及びクロマと相関する。上述の３つの例において示す
ようないくらかの初期較正の後、得られたディジタル画
素値はシーン又は再現の色相及びクロマ値を導き出すた
めに使用されうる。このタイプの演算のための１つの適
切なＲＧＢ符号化スキームは、Spaulding外によって提
案されている（K.E.Spaulding, E.J.Giorgianni, G.woo
lfe, "Reference Input/Output Medium MetricRGB Colo
r Endocings (RIMM/ROMM RGB)", Proceedings of IS&T
PICS 2000 Conference）。この場合、等しい赤、緑、及
び青の画素値は、シーン又は画像中の中間色を表わす。
広い範囲に亘る符号値の光強度の対数符号化を表わすＲ
ＧＢ画素値は、以下の行列、

【００９１】

【数３】を用いて、式３により、輝度／クロミナンス表現ＬＣ_１
Ｃ_２へ変換されうる。

【００９２】色相角度ｈ_ｃ１ｃ２は、以下の式、

【００９３】

【数４】に従って計算されえ、但し式中、クロマＣ_ｃ１ｃ２は、

【００９４】

【数５】として定義される。計算された値ｈ_ｃ１ｃ２及びＣ
_ｃ１ｃ２は、ディジタル色差値の例である。

【００９５】上述の方法１において定義されるスキャナ
ＲＧＢコード値は、同様に輝度／クロミナンス表現へ変
換されえ、色相及びクロマ推定値はそれに従って得られ
る。上述のいずれの場合においても、単純な線形又は非
線形変換により、ｈ_ｃ１ｃ２及びＣ_ｃ１ｃ２値は本発明
のために十分な精度で対応するＣＩＥＬＡＢ１９７６ａ
／ｂ色相及びクロマ値へマッピングされる。

【００９６】上述の１乃至４と同様の方法は、本発明で
与えられる仕様に従ってクロマ及び明度を変更するため
に使用されうる。

【００９７】図１６及び１７は、ＣＩＥ標準の光Ｄ５０
について計算されたＣＩＥＬＡＢａ＊，ｂ＊の規則的な
グリッドについての所望の色相のシフトについて示す図
である。図１６は、処理のばらつきのないシステムにお
いて好ましい色相再現の例を示す図である。この例で
は、色空間の葉４６及び青空５８のセクタは回転されて
おり、肌色６０はＣＩＥ１９７６ａ，ｂ４５度色相線に
向かっている。図１７は、変動性のあるシステムについ
て色相表現がどのように変更されえ、それにより処理の
変動性の源を含む最適なシステム色再現が得られること
を示す図である。この場合、記憶色の肌６０、空５８、
及びは５６は一貫して平滑に色相線に向かって動かさ
れ、イエローの色相６２はオレンジに向かってシフトさ
れる。

【００９８】実際のシステムでは、両方のタイプの色相
操作が実施されうる。画像処理アーティファクトを防止
するため、色空間の操作された領域と周辺の色との間で
滑らかな遷移が達成されねばならない。

【００９９】本発明は、２段階化学フィルム／紙処理に
よりシステムの変動性が現在のシステムよりも減少され
ていれば、最善の結果を生じさせる。処理の変動性を減
少させるには、例えば、平均輝度レベル、フラッシュの
使用についての情報、色温度又は幾何学的な情報といっ
た追加的なシーン捕捉情報を記録するためにフィルム上
に磁性層又は他の追加的な情報記録が与えられる。電子
カメラは、この種類の情報を任意の適当なメモリカード
上に記録しうる。更に、既知の露光のパッチをフィルム
上に予め露光し、フィルムが現像された後に分析し、フ
ィルムの応答を決定することできる。この情報は、図４
のシーンバランスモジュール３１４として示されるよう
な改善されたシーンバランスアルゴリズムにおいても使
用されうる。

【０１００】画像は、シーン中の中間色が視覚的な中間
色として再現され、画像が肌色が自然に再現されてカラ
フルであれば、観察者にとって最も好ましい。最も自然
な再現は、画像中の物体のカラフルネスがシーン中のカ
ラフルネスに比例して変化する場合に得られる。この挙
動は、対象の表面上で照明レベルが変化したとき（ハイ
ライトから影への遷移）に生ずる変化を反映するもので
ある。

【０１０１】シーン中と画像中の物体のカラフルネスの
比例的な関係の要件は、シーンに対する表現物のＣＩＥ
１９７６ａ＊，ｂ＊クロマ値の比によって表わされる。
この比率は、クロマ比と称され、或いは、スケーリング
クロマ値と称される。

【０１０２】Buhr外の米国特許第５，５２８，３３９号
では、（出力媒体及び／又は装置の色域制限を除き）色
空間を通じて一定のクロマ比は、常に最も好ましい画像
を生じさせるわけではないことが指摘されている。観察
者は、幾つかの現在のハロゲン化銀色再現システムによ
って生ずる高いカラフルネスを好む。しかしながら、１
つの化学的に処理された材料を他の化学的に処理可能な
材料へ光学的に印刷する場合の制限により、不自然な肌
色の再現という犠牲とともに高いカラフルネスが達成さ
れる。Buhr外はまた、色空間の肌色領域と残る領域とに
異なるクロマスケーリングを適用することにより好まし
い再現が得られることを示し、これらのファクターにつ
いての適切な境界を定量化した。このアプローチは、上
記した色相操作と組み合わされた場合に観察者にとって
より好ましい再現を生じさせる。

【０１０３】肌色及び他の色についての好ましいクロマ
比の範囲は、カラフルネスが個人の好みを受けること、
及び、好ましい設定値がシーン条件と画像を見る条件と
の間の不一致に依存することを示す。例えば、同一のシ
ーンが反射印画を見るため又は平均的な周囲環境中でモ
ニタ上で見るためにカラーネガフィルム上に捕捉された
場合、又は、暗くされた室内で見るためにスライドフィ
ルム上に捕捉又は再現された場合、再現されたクロマと
シーンのクロマとの間の好ましい平均比率は異なる。従
って、観察者によって好まれる再現を生じさせるクロマ
比の性質は、本発明のためにより一般的に設定される。
発明者は、好ましい再現が以下のようにして得られるこ
とを見いだした。

【０１０４】１．マクベス・カラー・チェッカーの２つ
の肌色パッチについての再現された画像と元のシーンの
ＣＩＥ１９７６ａ，ｂクロマ比が、葉パッチ及び空パッ
チについてのクロマ比以下となるよう、シーンのディジ
タル表現のクロマ値をスケーリングする。

【０１０５】２．ニュートラル（neutral）、肌、空、
及び葉のパッチを除くマクベス・カラー・チェッカーの
パッチのクロマについてのスケーリングファクタを、こ
れらのパッチのうちの少なくとも１つの再現されたパッ
チ及び元のパッチのＣＩＥ１９７６ａ，ｂクロマ比が少
なくとも葉のパッチ及び空のパッチについてのクロマ比
のうちの高い方よりも高いよう、また、少なくともこれ
らのパッチのうちの少なくとも２つのクロマ比が２つの
肌色パッチのクロマ比の最大と同じだけ高いよう、選択
する。

【０１０６】３．マクベス・カラー・チェッカーの全て
のカラーパッチの再現とオリジナルのＣＩＥ１９７６
ａ，ｂクロマ比の標準偏差を、ニュートラルなパッチを
除き、０．４未満に維持する。

【０１０７】４．再現されたクロマがＣＩＥ１９７６明
度、クロマ、色相角度の連続的な関数として平滑に変化
するようクロマスケーリングを行なう。

【０１０８】図１８及び図１９は、マクベス・カラー・
チェッカーのシーン色に対する再現された色のＣＩＥ１
９７６ａ，ｂクロマ比を、パッチの元の明度の関数とし
て示す図である。図１８は、上述のクロマ操作の規則に
従わない従来のシステムについてのデータを示す図であ
る。図１９は、本発明によって与えられる限定に従って
クロマ操作が行なわれる改善されたシステムを示す図で
ある。いずれのシステムも反射印画を見るためのもので
ある。

【０１０９】上述の色相及びクロマ操作に加え、シーン
色の相対輝度値を再現された色の相対輝度値へマップす
るために階調尺度変換が適用されねばならない。これは
ほとんど１：１マッピングであることはないことが従来
技術で周知である。最も好ましい画像を生じさせる大局
的な階調尺度関数は、シーンと再現の観察条件の不一
致、予想される被写体（例えばポートレイト撮影、屋外
撮影）、意図される画像出力装置２３０（図２参照）上
で再現されうるダイナミックレンジに関するシーンのダ
イナミックレンジ、及び、観察者の好みといった様々な
因子に依存する。

【０１１０】上述の色相及びクロマ操作とともに好まし
い再現を生じさせる階調尺度関数の族は、Buhr外の米国
特許第５，３００，３８１号に定義されている。しかし
ながら、本発明は、シーンの明度と観察者によって知覚
される明度との間の線形的な関係によって特徴付けられ
るこれらの階調尺度関数に限られるものではない。従来
のハロゲン化銀撮影において最もよく使用される従来の
Ｓ字型階調尺度関数もまた、本発明の枠組みの中では、
色相の再現が大きく改善されることにより、現在の色再
現システムよりも好ましい画像を生じさせることを見い
だした。図２０は、反射印画を生成する消費者写真シス
テムの適切な階調尺度関数についての４つの例６４、６
６、６８、及び、７０を示す図である。再現の視覚的な
光学濃度は、シーン濃度の関数として示されている。以
下の説明では、図２１に示されるように、コントラスト
はシーン濃度が１であるときの曲線の勾配を示すものと
する。上述の全ての大局的な明度変換は、画像のコント
ラストを増加させる。

【０１１１】本発明は、処理されている特定のディジタ
ル画像に関するファクターについて考慮に入れるよう、
ディジタル画像のシーン内容を調整するために階調尺度
モジュール３２２において実行される画像データの階調
尺度変更に依存する。図７に示される階調尺度関数発生
器３２７は、階調尺度関数を構築するためにバランス調
整されたディジタル画像２０３の画素を使用する。この
ように、バランス調整されたディジタル画像２０３を階
調尺度モジュール３２２中で変更するために使用される
階調尺度関数は、階調尺度関数が画素データに依存する
ようなシーン依存階調尺度関数である。

【０１１２】図８に示される色操作モジュール３３４に
おいて視覚ディジタル画像２０５に対して適用される大
局的な階調尺度関数は、意図される観察条件、即ち光の
レベル、周囲環境、及びフレアについて適切な画像コン
トラストを生じさせるよう設計されている。更に、階調
尺度は、出力媒体のダイナミックレンジ、即ち再現され
うる最小及び最大の視覚的な濃度を考慮に入れうる。こ
のシステム維持された階調尺度関数は、処理されている
ディジタル画像とは独立であり、従って、シーン独立の
階調尺度関数と称される。本発明の望ましい実施例は、
図２０の階調尺度関数６４及び６６によって制限される
大局的な階調尺度関数を用いる。

【０１１３】シーン独立の階調尺度関数の明度の変更に
加え、発明者は、色空間の或る領域中の局所的な明度操
作により、観察者にとって更に好ましい画像が提供され
うることを見いだした。例えば、２０のＣＩＥ１０７６
ａ＊，ｂ＊クロマ単位の距離内のシーン色の明度と、マ
クベス・カラー・チェッカーの赤パッチからの少なくと
も１５のＣＩＥ１９７６明度単位が大局的な階調尺度関
数と比較して低くなっていれば、ハロゲン化銀反射媒体
上に再現される赤色のカラフルネスは増加されうる。再
現された明度はＣＩＥ１９７６明度、色相角度、及びク
ロマの連続関数でなくてはならないため、やはり、この
変換は滑らかであることが要求される。図２２はこのよ
うな変換の例を示す図である。

【０１１４】図８を参照するに、装置マッピングモジュ
ール３３６は、色操作モジュール３３４から変更された
視覚ディジタル画像２０５を受け取る。装置マッピング
モジュール３３６において実行されるディジタル画像処
理段階は、出力装置及び媒体の色操作特性を考慮に入れ
るよう、視覚ディジタル画像２０５の画素値を装置コー
ド値の対応する組へ変換することを含む。装置コード値
と特定の装置／媒体によって再現される色の測色は、装
置の特徴化によって得られる。装置特徴化の一例は、続
く処理のために十分に大きいカラーパッチの形で装置コ
ード値の適当なアレイを発生させること、及び、印刷又
は表示することを含む。これらのパッチはディスプレイ
の性質に依存して、測色計、分光測光計、又は、望遠分
光放射計を用いて測定されうる。スペクトルが測定され
ると、標準的な測色手順を用いてディスプレイの光源に
ついてＣＩＥＸＹＺ値及びＣＩＥＬＡＢ又はＣＩＥＬＵ
Ｖといった他の関連する量が計算されうる。このデータ
セットは、装置マッピングモジュール３３６（図８に図
示）で実行される組み合わされた処理操作から生ずるシ
ーンのディジタル表現をシーンの所望の視覚表現を生成
する一組の装置コード値へ変換させる、１次元ルックア
ップテーブル、多次元ルックアップテーブル、マトリッ
クス、多項式、及び、スカラの適切なシーケンスを構築
するために使用される。この変化の実施の他の例は、プ
ロファイル連結空間（ＰＣＳ）において符号化される所
望の視覚的な再現を装置コード値へマップするＩＣＣプ
ロファイルである。

【０１１５】この操作は、色域マッピングも含みうる。
色操作モジュール３３４によって生成される視覚ディジ
タル画像２０５の閾値特徴は、データを符号化するため
に使用された一組の原色によって決まる。例としては、
ＣＩＥ１９３１測色標準観測者の階調マッチング関数又
はそれらの任意の組合せに対応する原色を含む。色域マ
ッピングはこの符号化によって決まる色域と出力装置／
媒体の組合せの色域との間で行なわれる。本発明と共に
使用される好ましい色域マッピングアルゴリズムは、色
相を維持するようなものである。

【０１１６】画像処理の観点からは、装置マッピングモ
ジュール３３６によって実行されるデータ変換は、一次
元ルックアップテーブル、多次元ルックアップテーブ
ル、マトリックス、多項式、スカラを任意の順序で含む
単一の組を形成するよう、視覚変形モジュール３３２と
色操作モジュール３３４において実施される任意の変換
と組み合わされうる。本願発明による再現は、様々な技
術によって生成されうる。再現は、ハロゲン化銀又は他
の感光材料上に得ることができる。

【０１１７】画像出力装置２３０として使用される感光
材料は、透明フィルム、反射紙、又は半透明フィルムで
ありうる。これらの材料は、多くの異なる光源から導出
される可視光又は赤外線光で露光される。材料は、一般
的な写真仕上げ用途のために設計されるか、ディジタル
印刷用途のために特別に設計されうる。感光材料は、主
に入射光の３つの異なる分光領域に応答する。一般的
に、これらは、赤（６００乃至７２０ｎｍ）、緑（５０
０乃至６００ｎｍ）、及び、青（４００乃至５００ｎ
ｍ）の光である。しかしながら、３つの分光感度の任意
の組合せが使用されうる。これらは、緑、赤、赤外線
光、或いは、赤、赤外線１と赤外線２の光、又は異なる
波長の３つの赤外線光を含みうる。或いは、可視光の３
つの主な波長に感光性のある材料は誤って増感され、露
光している光の色が補色色相の画像染料を生成せず、例
えば赤、緑、青の感度が、夫々マゼンタ、イエロー、シ
アンの染料を生じさせないことがある。画素の小さいア
レイを同時に露光させること、又は画像中の全ての画素
を同時に露光させることにより、全ての画素を順次に露
光させることにより、印画が行われる。

【０１１８】感光材料上に印画するために使用されうる
装置は、ＣＲＴ，ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＶＴ
（ライトバルブ技術）、ＬＣＤ、レーザー、及び、任意
の他の制御された光学発光装置を含む。これらの全ての
装置は、色付きの画像を生成するために感光材料中の３
つ以上の感光性の層を露光する能力を有する。これら
は、主に装置が基礎とする技術が異なる。ＣＲＴプリン
タの適切な実施例は、Kodak Professional Digital III
カラーペーパーと共に使用されうるKodak DigitalScien
ce LF CRTカラープリンタである。

【０１１９】非感光性イメージング材料は、高質の再現
を生じさせるために電子印刷処理のために使用される。
この処理は、多くの技術に基づくものでありうる。画像
形成方法は、ハーフトーン、コンティニュアストーン、
又は完全な材料転写でありうる。イメージング材料は、
透明フィルム、反射紙、又は半透明フィルムでありう
る。材料は、絵的な画像を生成するために、サーマルダ
イトランスファ、インクジェット、ワックス、電子写真
技術、又は、他の画素毎の書き込み技術によって書き込
まれうる。色素は、染料、トナー、インク、又は、他の
任意の永久的な又は半永久的な色付きの材料でありう
る。サーマルプリンタの適当な実施例は、Ｋｏｄａｋ
ＸＬＳ８６５０サーマルダイトランスファプリンタで
ある。

【０１２０】ハードコピーである見られる画像のほか
に、以前に発生された絵的な画像よりものいくらか好ま
しい投影画像を作成することが可能である。この種類の
画像生成には多くの技術が適している。これらの技術は
全て、２つ以上の色付きの光でカラー画像を生成するこ
とによって行なわれる。これらは、赤、緑、及び、青の
性質を有するが、任意の原色の組でありうる。好ましい
見られる再現を作成するために使用されうる装置は、Ｃ
ＲＴ、ＬＣＤ、ＥＬ（エレクトロルミネセンス）、ＬＥ
Ｄ、ＯＬＥＤ（有機ＬＥＤ）、電球、レーザ、プラズマ
ディスプレイパネル、又は、画素毎に照明することが可
能な任意の他の３つ以上の色の照明装置を含む。画像
は、装置中で、投影により又はバックライトをあてるこ
とにより、ディスプレイによって作成されうる。多くの
装置は、物理的に機械的ユニットの一部である画面又は
表示領域上に画像を作成する。しかしながら、画像は、
観察者の後方又は前方から観察者の前方にあるスクリー
ンに向かって光線の形の画像を光学的に投射することに
よって、又は、観察者と投射装置の間のスクリーン上に
観察者に向かって逆の画像を投射することによって作成
されうる。ＣＲＴディスプレイとしての適当な実施例と
しては、Sony Trinitron ＣＲＴがある。

【０１２１】図２３を参照して、ハードコピー反射印画
の場合の画像再現システムの色及び階調再現を決定する
ための試験手順について説明する。この手順は、シーン
依存階調尺度構成法を用いない場合のシステムの色再現
能力について試験するものである。実際の画像処理シー
ケンスでは、シーン依存階調尺度構成法は、色及び階調
の再現を更に高めるために、本願に記載されるのと同様
に実施されるべきである。

【０１２２】この試験手順では、同じ寸法の２つの試験
目標物１００、１０２が設けられる。目標物１００は、
分光的には均一なグレーであり、３８０ｎｍ乃至７８０
ｎｍの波長スペクトルでは一定の割合の反射率（２０
％）を示す。目標物１０２は、マクベス・カラー・チェ
ッカーである。両方の目標物は十分に大きいので、以下
説明するように撮影された場合、各目標物は捕捉装置の
画像捕捉領域をかなり埋める。

【０１２３】均一なグレー（２０％反射率）背景に取り
付けられた目標物を、約４５°の入射角で均一に照明す
るために、照明システム１０３が設けられる。照明は、
高い質で、低いフレアの観察条件では典型的なかなりの
反射照明を与える。照明の分光的な質は、試験されてい
るイメージングシステムについて設計されたのと同様の
質であるべきである。照明システム１０３からの一定の
照明条件の下、シーン捕捉装置１０６、例えば目標物に
対して垂直に向けられた写真カメラを用いて、各目標物
画像は画像捕捉装置のためのＩＳＯ規格に従って捕捉さ
れる。更に、目標物１０２中の各カラーパッチの反射ス
ペクトルと目標物１００の対応する領域は、非常に低い
フレアの望遠分光放射計１１６を用いて測定される。適
当な実施例は、ＰｈｏｔｏＲｅｓｅａｒｃｈ望遠分光
放射計７０５である。各測定は、測定されている濃度ス
テップ領域の四分の一の大きさのスポットサイズでなさ
れる。同じ照明、画像装置及び放射計の条件を用いて、
目標物１００は上述のように捕捉され測定されうる。

【０１２４】シーン捕捉装置１０６と画像再現段１１０
を含み、変換ステップ１０８によって表わされる全体の
変換特徴を有する分析されているイメージングシステム
１０４を用いて、目標物画像のハードコピー再現は適切
な出力装置によって生成される。再現は、再現物の中の
Ｎ／３．５グレーパッチが元のＮ／３．５グレーパッチ
と一致するよう行なわれる。１００％拡散反射器に対す
る１．０シーン濃度は、１．０±０．０５の濃度で再現
される。

【０１２５】再現された印画は、４５°の入射角で照明
システム１０３で均一に照明され、視覚ステップ濃度は
非常に低いフレアの放射計１１６で測定される。目標物
及び再現は、同じ条件下で照明され測定されることが望
ましい。これらの測定は、目標物と再現の測食用の光を
含む。これが所望の捕捉及び観察のための光でなけれ
ば、目標物１０２中のニュートラルな目標物パッチのう
ちの１つの分光反射率が既知であれば、測色用の光のス
ペクトルは分割されうる。全てのパッチについてのＣＩ
ＥＸＹＺ値は、標準的な方法を用いて、目標物及び再現
の反射率スペクトル、光源のスペクトル、並びに、観察
者のＣＩＥ等色関数から計算される。次に進む前に、目
標物１０２上の測定されたＸＹＺ値は、目標物１０２ス
テップと同じ位置で目標物１００の測定値を用いて全て
の目標物の照明の非均一性について補正されねばならな
い。同様に、目標物１１２上の測定されたステップＸＹ
Ｚ値、目標物１０２の再現は、全ての目標物の照明の非
均一性、シーン捕捉装置１０６によるフィルム又はセン
サへの全てのフィールドの露光の非均一性、目標物１１
４を用いた画像再現装置１１０に現れる全てのフィール
ドの露光の非均一性について補正されねばならない。目
標物及び再現についてのＣＩＥＬＡＢ値は、ＣＩＥ標準
の光Ｄ５０を参照して、標準的な手順を用いて計算され
る。以下の表１は、光源と試験手順で用いられるマクベ
ス・カラー・チェッカー・チャートのパッチの反射スペ
クトルの相対的な分光パワー分布についてまとめたもの
である。

【０１２６】

【表１】

【０１２７】

【表２】

【０１２８】

【表３】

【０１２９】

【表４】表２は、ＣＩＥ標準の光Ｄ５０について対応するＣＩＥ
１９７６ＣＩＥＬＡＢ値をまとめたものである。表２
は、試験に用いられたマクベス・カラー・チェッカー・
チャートのパッチのＣＩＥ標準の光Ｄ５０についてのＣ
ＩＥ１９７６ＣＩＥＬＡＢの各値とａ．ｂクロマと色相
角度を示す。

【０１３０】

【表５】変換処理が本発明の色強調メトリックに合うかどうかを
決めるため、以下のステートメントのうち１つ以上が適
用されるかどうかを見つけるため、以下のように目標物
と再現されたＣＩＥＬＡＢ値とを比較する。

【０１３１】（ａ）マクベス・カラー・チェッカーの葉
パッチを含む色空間の領域中の色が、１５度を限界とす
る最大色相角度まで、更に高い色相角度に向かって一貫
して平滑にシフトされ、それにより、ＣＩＥ標準の光Ｄ
５０についてのＣＩＥＬＡＢの用語で表現した場合に、
領域は葉パッチの色相角度ｈ_ａｂの上下１０乃至４０度
の色相線によって囲まれ、葉パッチから少なくとも１０
のＣＩＥ１９７６ａ，ｂクロマ及び明度単位だけ異なる
色を含む。

【０１３２】（ｂ）上述のステップ（ａ）で与えられる
領域内の色が、ＣＩＥ１９７６ａ＊，ｂ＊色相角度１１
５と１３５の間の色相中心に向かって一貫して平滑に移
動される。

【０１３３】（ｃ）マクベス・カラー・チェッカーの青
空パッチを含む色空間の領域中の色が、１５度を限界と
する最大色相角度まで更に高い色相角度に向かって一貫
して平滑にシフトされ、それにより、ＣＩＥ標準の光Ｄ
５０についてのＣＩＥＬＡＢの用語で表現した場合に、
領域は青空パッチの色相角度ｈ_ａｂの上下１０乃至４０
度の色相線によって囲まれ、葉パッチから少なくとも１
０のＣＩＥ１９７６ａ，ｂクロマ及び明度単位だけ異な
る色を含む。

【０１３４】（ｄ）上述のステップ（ｂ）で与えられる
領域内の色が、ＣＩＥ１９７６ａ＊，ｂ＊色相角度２５
０と２６７の間の色相中心に向かって一貫して平滑に移
動される。

【０１３５】（ｅ）マクベス・カラー・チェッカーのイ
エローパッチを含む色空間の領域中の色が、１５度を限
界とする最大色相角度まで更に高い色相角度に向かって
一貫して平滑にシフトされ、それにより、ＣＩＥ標準の
光Ｄ５０についてのＣＩＥＬＡＢの用語で表現した場合
に、領域はイエローパッチの色相角度ｈ_ａｂの上下１０
乃至２０度の色相線によって囲まれ、イエローパッチか
ら少なくとも１０のＣＩＥ１９７６ａ，ｂクロマ及び明
度単位だけ異なる色を含む。

【０１３６】（ｆ）マクベス・カラー・チェッカーの２
つの肌色パッチを含む色空間の領域中の色が、４０度乃
至５０度の色相角度ｈ_ａｂに向かって一貫して平滑にシ
フトされ、それにより、ＣＩＥ標準の光Ｄ５０について
のＣＩＥＬＡＢの用語で表現した場合に、領域は２つの
肌色パッチの色相角度の上下１０乃至３０度の色相線に
よって囲まれ、２つの肌色パッチから少なくとも１０乃
至３０のＣＩＥ１９７６ａ，ｂクロマ単位及び少なくと
も１０の明度単位だけ異なる色を含む。

【０１３７】（ｇ）色相が色相線に向かって一貫して平
滑に移動するか色空間の全体の部分が一方向に一貫して
平滑にシフトされる全ての局所色相操作が行なわれ、そ
れにより、ＣＩＥ標準の光Ｄ５０についてのＣＩＥＬＡ
Ｂの用語で表現した場合に、影響を受ける領域は１０乃
至６０度の色相角度をカバーし、少なくとも１５のＣＩ
Ｅ１９７６ａ，ｂクロマ及び明度単位だけ異なる色を含
む。

【０１３８】更に、以下のステートメントも適用されね
ばならない。

【０１３９】（ａ）元のシーンの色とシーンの色のディ
ジタル表現との間のＣＩＥ１９７６色差ΔＥ＊_ａｂが、
マクベス・カラー・チェッカー上の色については平均し
て５よりも下であり、最大で１２であり、２つの肌色パ
ッチについては最大で５であるよう、シーンパラメータ
を捕捉することが可能な画像捕捉媒体及び／又は装置
に、画像が捕捉される。

【０１４０】（ｂ）マクベス・カラー・チェッカーの２
つの肌色パッチについての再現された画像と元の画像の
ＣＩＥ１９７６ａ，ｂクロマ比が葉パッチ及び空パッチ
のもの以下であるよう、シーンのディジタル表現のクロ
マ値が尺度構成される。

【０１４１】（ｃ）ニュートラル、肌、空、及び葉のパ
ッチを除くマクベス・カラー・チェッカーのパッチのク
ロマについてのスケーリングファクタを、これらのパッ
チのうちの少なくとも１つの再現されたパッチ及び元の
パッチのＣＩＥ１９７６ａ，ｂクロマ比が少なくとも葉
のパッチ及び空のパッチについてのクロマ比のうちの高
い方よりも高いよう、また、少なくともこれらのパッチ
のうちの少なくとも２つのクロマ比が２つの肌色パッチ
のクロマ比の最大と同じだけ高いよう、選択する。

【０１４２】（ｄ）マクベス・カラー・チェッカーの全
てのカラーパッチの再現とオリジナルとのＣＩＥ１９７
６ａ，ｂクロマ比の標準偏差を、ニュートラルなパッチ
を除き、０．４未満に維持する。（ｅ）階調尺度変換が適用される。即ち、パッチの再現
されたＣＩＥ１９７６明度Ｌ＊はシーン明度値の平滑な
単調関数である。

【０１４３】更に、以下のステートメントが適用されう
る。

【０１４４】色空間の任意の領域の明度を、大局的な階
調尺度変換によって得られるものと比較して最大で３乃
至１０のＣＩＥ１９７６明度差で平滑に一貫して変更
し、それにより、ＣＩＥ標準の光Ｄ５０についてのＣＩ
ＥＬＡＢの用語で表現した場合に、マクベス・カラー・
チェッカーの１１の高いクロマのパッチのうちいずれか
のＣＩＥ１９７６ａ＊，ｂ＊色相角度の上下１０乃至４
０度の色相線によって囲まれ、これらのパッチのうちの
１つから少なくとも１０のＣＩＥ１９７６ａ＊，ｂ＊ク
ロマ及び明度単位だけ異なる色を含む。

【０１４５】色相、明度、及びクロマ操作についての領
域的なステートメントは、捕捉装置の前方に一組の色補
正フィルタ（１０Ｒ，２０Ｒ，３０Ｒ，５Ｇ，１０Ｇ，
２０Ｇ，３０Ｇ，１０Ｂ，２０Ｂ，３０Ｂ，１０Ｃ，２
０Ｃ，３０Ｃ，１０Ｍ，２０Ｍ，３０Ｍ，１０Ｙ，２０
Ｙ，３０Ｙ）を置くことによって試験されうる。この場
合、捕捉されたシーンコード値とシーンの色のディジタ
ル表現との間で、フィルタなしで捕捉されたマクベス・
カラー・チェッカー・チャートと同じ変換が用いられね
ばならない。フィルタスペクトルを含むＸＹＺ目標値及
び再現されたＸＹＺ値の計算は上述のように行なわれ
る。この場合、印画の色バランスは、フィルタなしの再
現と同じでなくてはならない。このようにして、本発明
の残る事項を試験するために、チャートのオリジナルの
色の周りの色の環が作成されうる。

【０１４６】このように、上述において詳しく説明した
ように、本発明の方法は、ディジタルカラー画像の画素
についてのディジタル輝度値及びディジタル色差値を導
き出す段階と、上記ディジタルカラー画像の画素を用い
て画像依存変換を計算する段階と、ディジタルカラー画
像の画素についてのディジタル輝度値を修正するために
画像依存変換を用いて修正輝度値を得る段階と、元のデ
ィジタル色差値を所定のディジタル色差値に対して近づ
くよう又は遠ざかるよう一貫して且つ平滑に動かすよう
に修正する好ましい色変換を計算する段階と、ディジタ
ルカラー画像の画素について元の色差値を修正するため
に上記色変換を用いて修正色差値を得る段階とを含む。

【０１４７】図２４を参照するに、本発明によりカラー
ネガフィルムから好ましい色再現の高反射印画を生成す
る方法の一例について説明する。シーン１２０は、単レ
ンズ反射型（ＳＬＲ）カメラ（図示せず）を用いてKoda
color Gold 400-Generation6フィルム上に捕捉される１
２２。フィルムは１６００ｃｄ／ｍ^２のオーダの平均輝
度レベルで平均昼光照明下で露光される。フィルムは、
Kodak Flexicolor C41処理で現像される１２４。画像
は，Kodak CLASディジタルフィルムスキャナを用いて走
査され１２６、スキャナＲＧＢコード値１２８は例えば
Pentium IIIコンピュータといったワークステーション
１２９のハードドライブに格納される。処理シーケンス
は、幾つかの一次元ルックアップテーブル及び多次元ル
ックアップテーブルと、スカラシフトを以下のように連
結することを含む。

【０１４８】１．スキャナＲＧＢコード値１２８を、カ
ラーネガフィルム上に記録されうる全ての色を含む大き
い色域のシーンＲＧＢ色空間１３２にマッピングする。
この空間のデータメトリックＸ_Ｅは、上述の数学式
（１）及び（２）に従って、ＣＩＥ標準の光Ｄ５０Ｘ，
Ｙ，Ｚの下でＣＩＥＸＹＺ値から計算されうる。３次元
ＬＵＴ１３４は、Kodak Flexicolor C41処理で現像さ
れ、同じKodak CLASディジタルフィルムスキャナで同様
に走査された、既知のスペクトル分布及び露光の試験露
光を多数含む大きな組から構築されうる。

【０１４９】２．シーンバランスアルゴリズム１３６を
画像に適用する。シーンバランスアルゴリズムは、シー
ンの２０％のグレーが１７１３の同等の出力コード値へ
マッピングされることを確実とすべきである。この規準
が満たされると、シーンは色及び明度について完全にバ
ランス調整されている。残念ながら、自動バランス調整
アルゴリズムは、上述の要件に従ってシーンの完全にニ
ュートラルなバランスを得ることはない。本発明の枠組
みを用いた場合の精度は、シーン（昼光及び電子フラッ
シュ露光）の９５％が、目標から５以内のＣＩＥ１９７
６ａ＊，ｂ＊クロマ差と目標から５以内のＣＩＥ１９７
６Ｌ＊差でバランス調整されれば十分である。次に、上
述の階調尺度モジュール３２２に関する説明のように、
画像に対してシーン依存の階調尺度関数が適用される。
更に、画像内容は、上述の空間鮮鋭化モジュール３２４
に関する説明のように鮮鋭化され、上述のＲＧＢ変換モ
ジュール３２６（図６参照）のように赤・緑・青の表現
に戻るよう変換される。この時点で、シーンの色のディ
ジタル表現が得られている。上述の規準に従ったＣＩＥ
標準の光Ｄ５０及び完全なニュートラルバランスを想定
すると、試験に関する説明において概説した手順に従っ
てシーン中で測定されたＣＩＥＬＡＢ値とこれらの色の
ディジタル表現の間の平均ＣＩＥ１９７６色差は、ΔＥ
＊_ａｂ＝３である。

【０１５０】３．３次元ルックアップテーブルは、ステ
ップ１及び２から得られるシーン露光を、プロファイル
連結空間（ＰＣＳ）１３５で符号化された好ましい視覚
再現へマッピングする。この変換は、符号化されたシー
ン露光と再現、即ち１００ｃｄ／ｍ^２のオーダの平均輝
度レベルで０．５％の観察フレアで、平均的な室内環境
で観察するための写真紙上の反射印画、の測色との間に
以下の関係を生じさせる。変換は、ＣＩＥ標準の光Ｄ５
０を参照するとシーンのＣＩＥＬＡＢ値と再現のＣＩＥ
ＬＡＢ値との間の関係として表現される。

【０１５１】（ａ）マクベス・カラー・チェッカー・チ
ャートの葉パッチを、１２５度のＣＩＥ１９７６ａ＊，
ｂ＊色相角度へ移動させた。２０のＣＩＥ１９７６ａ
＊，ｂ＊クロマ距離と２０のＬ＊差以内のシーン色を、
１２７度のＣＩＥ１９７６ａ＊，ｂ＊色相角度へ平滑に
移動させた。

【０１５２】（ｂ）マクベス・カラー・チェッカー・チ
ャートの空パッチからの色から２０のＣＩＥ１９７６ａ
＊，ｂ＊クロマ距離と２０のＬ＊差以内のシーン色を２
５６度のＣＩＥ１９７６ａ＊，ｂ＊色相角度へ一貫して
平滑に移動させた。

【０１５３】（ｃ）マクベス・カラー・チェッカー・チ
ャートの薄い肌色パッチからの色から２０のＣＩＥ１９
７６ａ＊，ｂ＊クロマ距離と３０のＬ＊差以内のシーン
色を４７度のＣＩＥ１９７６ａ＊，ｂ＊色相角度へ一貫
して平滑に移動させた。

【０１５４】（ｄ）マクベス・カラー・チェッカー・チ
ャートのイエローパッチからの色から１０度のＣＩＥ１
９７６ａ＊，ｂ＊色相角度と３０のＬ＊差以内のシーン
色を５度の最大シフトで更に低いＣＩＥＬＡＢ色相角度
へ一貫して平滑に移動させた。

【０１５５】（ｅ）ニュートラルな点（ａ＊＝ｂ＊＝
０）から１０のＣＩＥ１９７６クロマ距離内の色のＣＩ
Ｅ１９７６ａ＊，ｂ＊クロマ値を、係数１．２でスケー
リングした。

【０１５６】（ｆ）マクベス・カラー・チェッカー・チ
ャートの薄い肌色及び濃い肌色のパッチからの色から１
５のＣＩＥ１９７６ａ＊，ｂ＊クロマ距離と３０のＬ＊
差以内のシーン色のＣＩＥ１９７６クロマａ，ｂ値を、
係数１．２５でスケーリングした。

【０１５７】（ｇ）２０よりも上のＣＩＥ１９７６ａ
＊，ｂ＊クロマ値を有する他のシーン色を、係数１．４
でスケーリングした。色相及びクロママッピングは図１
９に示されている。

【０１５８】（ｈ）マクベス・カラー・チェッカー・チ
ャートの赤パッチからの色から２５度のＣＩＥ１９７６
ａ＊，ｂ＊クロマ距離と３０の明度差以内のシーン色の
明度を最大で４のＣＩＥ１９７６Ｌ＊単位だけ一貫して
平滑に減少させた。

【０１５９】（ｉ）大局的な階調尺度関数を適用した。
この階調尺度関数は、図２０に示されるように、マクベ
ス・カラー・チェッカー・チャートのニュートラルなパ
ッチの明度を変更する。シーン又は再現中の所与の光の
下の１００％白の拡散体は、Ｌ＊＝１００に対応する。

【０１６０】項目（ａ）乃至（ｇ）に挙げられたシーン
色から再現された色への色相及びクロママッピングは、
図２５中、ＣＩＥＬＡＢプロットの形で示されている。
図２６は、マクベス・カラー・チェッカー・チャートの
ニュートラルなパッチのシーン濃度が、どのようにし
て、項目（ｉ）に記載される大局階調尺度関数に従って
再現の視覚的な濃度へマッピングされるかを示す。

【０１６１】１．ＰＣＳデータは、ＰＣＳで指定される
ように所望の視覚な再現を生じさせるプリンタコード値
１３８へ変換される。これは、１次元ＬＵＴ及び３次元
ＬＵＴを組み合わせることにより達成される。この変換
はまた、ＣＩＥＬＡＢＤ５０色相角度を維持する方法を
用いて色域マッピングを行なう。この装置コード値は、
Kodak Digital IIIハロゲン化銀紙１４２を装填したKod
ak Digital Science LF CRTプリンタを駆動する。紙
は、ＲＡ４処理１４０で処理され、本発明で指定される
ようにシーン１４４の視覚的な表現を生成する。例にお
いて説明したように発生される画像の８０パーセント
は、対として比較した場合に現在のハロゲン化銀フィル
ム／紙システムによって生成される画像よりも好ましか
った。

【０１６２】図２７を参照するに、本発明によりディジ
タルカメラから好ましい色再現を有する反射印画がどの
ようにして生成されるかの一例について説明する。シー
ン１２０は、Kodak DC 256ディジタルカメラ１４６を用
いて捕捉される。カメラは、画像記憶のためのＰＣＭＣ
ＩＡカードを具備する。画像は、ＰＣＭＣＩＡカードリ
ーダ１４８を用いてパーソナルコンピュータ１５０へア
ップロードされる。コンピュータは、例えばワールドワ
イドウェブといったネットワークへアクセスでき、それ
により画像は更なる処理のためにワークステーション１
２９へ伝送されうる。このトランザクションのために、
Kodak Photonet Onlineサービスが使用されうる。画像
ＲＧＢ値１３１は、例１の式（１）及び（２）に定義さ
れるように、シーン色ＲＧＢ値１３２へ変換される。こ
の変換は、ＩＣＣプロファイル１５２として実施され
る。好ましい色操作及び出力操作は、バランス調整され
たシーン色ＲＧＢからＰＣＳ１３５への変換及びＰＣＳ
からＣＭＹプリンタコード値への変換がＩＣＣプロファ
イル１５３の形で実施されることを除き、例１と同様に
実行される。

【０１６３】本発明は、スキャナといったディジタル画
像の源、ディジタル画像を処理するようプログラムされ
たコンピュータ、及び、サーマルプリンタ又はインクジ
ェットプリンタといった出力装置を含む画像処理システ
ムとして実施されることが望ましい。本発明の方法は、
本発明の方法を実施するためのコンピュータコードを含
むコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含むコンピュ
ータプログラム製品として販売されうる。コンピュータ
読み取り可能な媒体は、例えば、磁気ディスク（例えば
フロッピーディスク）又は磁気テープといった磁気記憶
媒体、光ディスク又は光テープといった光記憶媒体、ラ
ンダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又は読み出し専用メモ
リ（ＲＯＭ）といった固体電子記憶装置、又はコンピュ
ータプログラムを格納するために使用される任意の他の
物理的な装置又は媒体を含みうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】現在の消費者カラーネガ／ポジシステムの色相
再現の可能性を示すプロットである。

【図２】本発明の装置実施の構成部分を示す機能ブロッ
ク図である。

【図３】本発明の望ましい実施例で用いられる画像プロ
セッサモジュールの方法及びソフトウエア実施を示す機
能ブロック図である。

【図４】図３に示される捕捉正規化モジュールの機能ブ
ロック図である。

【図５】消費者カラーネガフィルムの色捕捉精度を示す
プロットである。

【図６】図３に示される強調・操作モジュールを示す機
能ブロック図である。

【図７】図６に示される色調モジュールを示す機能ブロ
ック図である。

【図８】図３に示されるレンダリングモジュールを示す
機能ブロック図である。

【図９】色相及びクロマ操作に関する鮮明度を説明する
ための図である。

【図１０】色空間の領域中で色を一貫して平滑にシフト
させる操作を示すプロットである。

【図１１】色を色相線に向かって一貫して平滑に動かす
操作を示すプロットである。

【図１２】色再現システムの特徴を示すブロック図であ
る。

【図１３】好ましい再現された試験色の鮮明度を示すブ
ロック図である。

【図１４】プリンタの特徴付けを示すブロック図であ
る。

【図１５】好ましい色が再現されるようスキャナコード
値を変形する構成を示すブロック図である。

【図１６】処理が変化しないシステム中におけるＣＩＥ
ＬＡＢａ＊／ｂ＊値の直角格子についての所望の色相シ
フトを示すプロットである。

【図１７】処理が変化するシステム中におけるＣＩＥＬ
ＡＢａ＊／ｂ＊値の直角格子についての所望の色相シフ
トを示すプロットである。

【図１８】クロマ操作の望ましい規則に従わないシステ
ムについてのマクベス・カラー・チェッカーのシーン色
に対する再現された色のＣＩＥＬＡＢクロマ比を示すプ
ロットである。

【図１９】クロマ操作が本発明によって実行されるシス
テムについてマクベス・カラー・チェッカーのシーン色
に対する再現された色のＣＩＥＬＡＢクロマ比を示すプ
ロットである。

【図２０】反射プリントを生成する消費者写真システム
の適当な階調尺度関数の範囲を示すプロットである。

【図２１】図１７に示される階調尺度関数の勾配を示す
プロットである。

【図２２】ハロゲン化銀反射媒体上に再現される赤色に
ついての好ましい色変換について示すプロットである。

【図２３】画像再現システムの色彩及び色調再現を決定
する試験手順を示すブロック図である。

【図２４】本発明による画像処理の例を示すブロック図
である。

【図２５】図２４の例について色相及びクロママッピン
グを示すプロットである。

【図２６】図２５の例についての再現された明度対シー
ンの明度を示すプロットである。

【図２７】本発明による画像処理の例を示すブロック図
である。

【符号の説明】

４２肌色パッチ４４色相及び色相角度４６色相線４８色空間の領域５０重心の色５２クロマ差５３色相角度５４色相線５６葉５８青空６０肌色６４，６６，６８，７０階調尺度関数１００試験目標物１０２試験目標物１０３照明系１０４撮像系１０６シーン捕捉装置１０８変換段階１１０画像再現装置１１２目標物１１４目標物１１６望遠分光放射計１２０シーン１２２捕捉段階１２４フィルム現像段階１２６走査段階１２８スキャナＲＧＢコード値１２９ワークステーション１３１画像ＲＧＢ値１３２大きい色域シーンＲＧＢ色空間１３４３次元ＬＵＴ１３５プロファイル接続空間（ＰＣＳ）１３６シーンバランスアルゴリズム１３８プリンタコード値１４０ＲＡ４処理１４２ハロゲン化銀紙１４４視覚再現１４６ディジタルカメラ１４８ＰＣＭＣＩＡカード１５０パーソナルコンピュータ１５２ＩＣＣプロファイル１５３ＩＣＣプロファイル１５４光源１５６試験目標物１５８捕捉・処理段階１６０三色型スキャナ１６１シーンバランスアルゴリズム１６２スキャナコード値のデータセット１６４１次元ルックアップテーブル１６６プリンタコード値１６８ディジタルプリンタ１７０プリント１７２分光光度計１７４再現１７６望遠分光放射計１７８照明された対称１８０再現された試験色１８２選択されたプリンタコード値１８４印刷段階１８６再現１８８分光光度計１９０再現１９２変換１９４プリンタコード値１９６逆変換１９８スキャナコード値２００好ましい色変換２０１ソースディジタル画像２０２シーン状態ディジタル画像２０３バランス調整されたディジタル画像２０４階調尺度調整されたディジタル画像２０４’ 階調尺度調整されたＲＧＢディジタル画像２０５視覚ディジタル画像２０６レンダリングされたディジタル画像２１０画像捕捉装置２２０ディジタルイメージプロセッサ２３０画像出力装置２４０一般制御プロセッサ２５０モニタ装置２６０入力制御装置２７０オフラインメモリ装置３１０捕捉正規化モジュール３１２色メトリック変換モジュール３１４シーンバランスモジュール３２０強調・操作モジュール３２２階調尺度モジュール３２４空間鮮鋭化モジュール３２５輝度・クロミナンスモジュール３２６ＲＧＢ変換モジュール３２７階調尺度関数発生器３２８階調尺度関数適用器３３０レンダリングモジュール３３２視覚変換モジュール３３４色操作モジュール３３６装置マッピングモジュール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジョンディーバーアメリカ合衆国ニューヨーク 14450 フェアポートマッコード・ウッズ・ドライヴ 27 (72)発明者ジェフリージェイウルフアメリカ合衆国ニューヨーク 14526 ペンフィールドヴェールウッド・ラン 51 (72)発明者アンドルーシーギャラガーアメリカ合衆国ニューヨーク 14626 ロチェスターペンネルズ・ドライヴ 310 Ｆターム(参考） 5B057 CA01 CB01 CE17 CH07 5C066 AA13 EB01 EC02 GA01 HA01 KE01 KE07 5C077 LL19 MP08 PP32 PP35 PP36 PP37 PP43 PQ12 PQ23 5C079 HB01 HB06 HB08 LB11 MA04 MA11 NA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディジタル輝度値及びディジタル色差値
を導き出すために使用されうる画素値を有するディジタ
ルカラー画像の色特徴及び明度特徴を強調する方法であ
って、（ａ）上記ディジタルカラー画像の画素についてのディ
ジタル輝度値及びディジタル色差値を導き出す段階と、（ｂ）上記ディジタルカラー画像の画素を用いて画像依
存変換を計算する段階と、（ｃ）上記画像依存変換を用いて上記ディジタルカラー
画像の画素についてのディジタル輝度値を修正し、修正
された輝度値を生じさせる段階と、（ｄ）元のディジタル色差値を所定のディジタル色差値
に対して近づくよう又は遠ざかるよう一貫して且つ平滑
に動かすように修正する好ましい色変換を計算する段階
と、（ｅ）上記色変換を用いて上記ディジタルカラー画像の
画素についての元の色差値を修正し、修正された色差値
を生じさせる段階とを含む方法。