JP2013543182A - フィルム上にビデオ・アーカイブを生成する方法およびシステム - Google Patents

Abstract

フィルムにビデオ・コンテンツを記録する方法およびシステム、ならびにフィルム・アーカイブからビデオを復元する方法およびシステムを開示する。ビデオ・コンテンツと、このコンテンツに関連付けられた特徴パターンとを、符号化データとして供給し、これをフィルムに記録し、処理して、フィルム・アーカイブを生成する。ビデオ・コードとフィルム濃度コードの間の非線形変換を用いてビデオ・データを符号化することにより、その結果得られるフィルム・アーカイブは、その他のフィルム・アーカイブ技術と比較して高い品質でフィルム・プリントを生成することを可能にする。特徴パターンは、ビデオ・コンテンツに関する空間的情報、時間的情報、および色彩的情報を含み、フィルム・アーカイブからビデオ・コンテンツを復元する基礎となる。

Description

（関連出願の相互参照）
本特許出願は、ともに２０１０年１０月１５日に出願された米国仮特許出願第６１／３９３，８６５号「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ Ｖｉｄｅｏ Ａｒｃｈｉｖｅ ｏｎ Ｆｉｌｍ」および米国仮特許出願第６１／３９３，８５８号「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ Ｖｉｄｅｏ ｔｏ Ｆｉｌｍ」の優先権の利益を主張するものである。

本発明は、ビデオ・コンテンツのフィルム・アーカイブを作成し、フィルム・アーカイブからビデオ・コンテンツを復元する方法およびシステムに関する。

記録を目的として用いることができる多くのメディア・フォーマットがあるが、フィルム・アーカイブには依然として、記録保管寿命が５０年を超えることが証明されていることなど、他のフォーマットに優る利点がある。劣化の問題を別にしても、ビデオ・テープやディジタル・フォーマットなどその他のメディアは、時代遅れになる可能性もあり、磁気フォーマットまたはディジタル・フォーマットを読み取る機器が将来にも利用できるかどうかという潜在的な懸念がある。

ビデオをフィルムに転写する従来の方法では、ディスプレイ・モニタ上のビデオ・コンテンツを撮影する。場合によっては、これは、白黒モニタ上に表示されたカラー・ビデオを別々の色フィルタを通して撮影することを意味する。その結果、そのビデオ画像の写真が得られる。テレシネを用いて、アーカイブ写真からこのビデオ画像を抽出または復元する。フィルムの各フレームをビデオ・カメラで写し、その結果得られるビデオ画像をライブでブロードキャストする、または記録することができる。この記録および抽出プロセスの欠点は、最終的なビデオが「ビデオ・ディスプレイの写真をビデオ・カメラで映した画像」であり、元のビデオと同じではない点である。

このタイプのフィルム・アーカイブからビデオ・コンテンツを復元する際には、通常、色および元の画質を回復するために手作業の芸術的な操作が必要となる。それでも、復元されたビデオは、空間的アーチファクト、時間的アーチファクトおよび／または色彩的アーチファクトが生じることが多い。空間的アーチファクトは、様々な理由によって生じる可能性がある。例えば、ビデオ画像を表示する際、ビデオ・ディスプレイを写真に写す際、または写真アーカイブをビデオ・カメラで写す際に空間的な位置ずれがある場合などに生じる。

時間的アーチファクトは、インタレース型ビデオ・ディスプレイの写真で、隣接するラインペアを取り込む時間差によって生じる可能性がある。ビデオのフレーム・レートとフィルムのフレーム・レートが１：１でない場合には、フィルム画像が、例えばテレシネの揺れなどフレーム・レートのずれによって生じる時間的アーチファクトを生じる可能性がある。これは、例えば、フィルムのフレーム・レートが毎秒２４フレーム（２４ｆｐｓ）で、ビデオのフレーム・レートが６０ｆｐｓ（米国）または５０ｆｐｓ（欧州）であり、２フレーム以上のビデオに対してフィルムの１フレームが反復される場合に起こる可能性がある。

さらに、色彩的アーチファクトは、ディスプレイとフィルムとビデオ・カメラの間のメタメリズムによって生じる。すなわち、ディスプレイが生じる様々な色が、フィルムにとっては同じ色のように見えたり、アーカイブ・フィルム中の様々な色がやはりビデオ・カメラにとっては同じ色のように見えたりする可能性があることによって生じる。

従来技術手法の上記の問題は、本発明の原理の方法では克服されている。本発明の原理の方法では、フィルム媒体のダイナミック・レンジを用いて、自己文書化機能があり、正確に復元可能であり、劣化耐性がある人間可読なフォーマットでディジタル・ビデオ・データを保存する。本発明の原理によれば、フィルム・アーカイブは、非線形関係に基づいて（例えば色参照テーブルを用いて）少なくともディジタル・ビデオ・データをフィルム濃度コードに符号化し、アーカイブの復号時に使用するための、このビデオ・データに関連付けられた特徴パターンを供給することによって作成される。特徴パターンは、色参照テーブルで符号化されることも、されないこともある。その結果得られるアーカイブは、元のビデオに非常に近いフィルム画像のビデオを生成するテレシネまたはフィルム・プリンタと共に使用するのに適した十分な品質を有し、そしてまた、元のビデオと比べて無視できる程度の空間的アーチファクト、時間的アーチファクト、および色彩的アーチファクトでビデオを復元することを可能にし、色の回復または色域の再マッピングを行うのに人間の介在を必要としない。

本発明の一態様は、フィルム上にビデオ・コンテンツを記録する方法であって、ディジタル・ビデオ・データを非線形変換に基づいてフィルム濃度コードに少なくとも変換することによってディジタル・ビデオ・データを符号化するステップと、その符号化ディジタル・ビデオ・データとそのディジタル・ビデオ・データに関連付けられた特徴パターンとを含む符号化データを供給するステップと、その符号化データを上記フィルム濃度コードに従ってフィルムに記録するステップと、その記録した符号化データを有する上記フィルムからフィルム・アーカイブを生成するステップと、を含む上記方法を提供する。

本発明の別の態様は、フィルム・アーカイブからビデオ・コンテンツを復元する方法であって、フィルム・ベース・データとして符号化されたディジタル・ビデオ・データとそのディジタル・ビデオ・データに関連付けられた特徴パターンとを含む上記フィルム・アーカイブの少なくとも一部分を走査するステップであり、上記ディジタル・ビデオ・データが非線形変換によってフィルム・ベース・データに符号化されているステップと、特徴パターンに含まれる情報に基づいて前記フィルム・アーカイブを復号するステップと、を含む上記方法を提供する。

本発明のさらに別の態様は、フィルム上にビデオ・コンテンツを記録するシステムであって、ディジタル・ビデオ・データとそのディジタル・ビデオ・データに関連付けられた特徴パターンに対応するフィルム・ベース・データを含む符号化データを生成するエンコーダであって、上記ディジタル・ビデオ・データと上記特徴パターンのピクセル値とを非線形変換によって上記フィルム・ベース・データに符号化する、上記エンコーダと、その符号化データをフィルム上に記録するフィルム・レコーダと、そのフィルムを処理してフィルム・アーカイブを生成するフィルム・プロセッサと、を含む上記システムを提供する。

本発明のさらに別の態様は、フィルム・アーカイブからビデオ・コンテンツを復元するシステムであって、そのフィルム・アーカイブを走査してフィルム・ベース・データを生成するフィルム・スキャナと、そのフィルム・ベース・データから特徴パターンを特定し、その特徴パターンに基づいて前記フィルム・ベース・データを復号して上記ビデオ・コンテンツの復元に使用されるビデオ・データを生成するデコーダであって、上記フィルム・ベース・データが非線形変換によって上記ビデオ・データに関係付けられる、上記デコーダと、を含む、上記システムを提供する。

本発明の教示は、以下の詳細な説明を添付の図面と関連付けて考慮することにより、容易に理解することができる。

テレシネで使用するのに適した、またはプリントに適したフィルムにビデオを記録するシステムを示す図である。 以前にフィルムに記録されたビデオを復元するシステムおよびアーカイブからフィルム・プリントを作成するシステムを示す図である。 フィルムに記録されたビデオの一連の順次走査型フレームを示す図である。 フィルムに記録されたビデオの一連のフィールド・インタレース型フレームを示す図である。 フィルム上の順次走査型フレーム・ビデオ・アーカイブの先頭で使用される特徴パターンを示す図である。 図４Ａの一部分の拡大図である。 ビデオ・データおよび特徴パターンの色参照テーブル（ｃＬＵＴ）を用いてビデオのフィルム・アーカイブを作成するプロセスを示す図である。 図５のプロセスで作成されたフィルム・アーカイブからビデオを復元するプロセスを示す図である。 ビデオ・データのみのｃＬＵＴを用いてビデオのフィルム・アーカイブを作成するプロセスを示す図である。 図７のプロセスで作成されたフィルム・アーカイブからビデオを復元するプロセスを示す図である。 フィルム・プリントを作成するのに適したフィルム・アーカイブを生成する方法で使用される、ｃＬＵＴの第１の例を作成するプロセスを示す図である。 フィルム・プリントを作成するのに適したフィルム・アーカイブを生成する方法での使用に適した、ｃＬＵＴの別の例を作成するプロセスを示す図である。 例示的なｃＬＵＴを表すグラフである。 いくつかのフィルム・ストックの特性曲線を示す図である。 いくつかのフィルム・ストックの特性曲線を示す図である。

本発明の原理は、ビデオ・コンテンツのフィルム・アーカイブを生成し、このアーカイブからビデオ・コンテンツを復元する方法およびシステムを提供するものである。ビデオ・データは、符号化された後に、そのビデオ・データと関連付けられた、元のビデオ・データの復元を可能にする特徴パターンと共にフィルムに記録される。ビデオ・データは、テレシネ、またはフィルム・アーカイブから生成されたフィルム・プリントが、元のビデオ・データの復元性をわずかしか損なわずに、元のビデオにより近いビデオまたはフィルム画像を生成することができるように符号化される。例えば、ビデオ・データの少なくとも一部分で量子化ノイズが増加する可能性がある。実施形態によっては、ビデオ・データの一部では量子化ノイズが減少するが、全体としての正味の量は増加する可能性もある。フィルムを現像するときには、その結果得られるフィルムがアーカイバル品質の記憶媒体となり、これをテレシネによって読み取ったり、写真にプリントしたりすることができる。復元のためにアーカイブを走査するときには、特徴パターンが、フィルム・フレームをビデオに復号する基礎となる。その後に行われるフィルム・フレーム走査データの復号では、たとえ何十年も経ってフィルム色素が退色していたとしても、元のビデオと同様のビデオが生成される。

例えばキネスコープまたはシネ・カメラを用いてモニタ上に表示された各ビデオ・フレームを写真撮影することによってビデオ・コンテンツをフィルムに記録した写真にする従来技術とは異なり、本発明のアーカイブ生成システムでは、ビデオ信号を、特徴パターンを用いることによって高い精度で復元することができる数値データとして扱う。

図１Ａは、本発明のフィルム・アーカイブ・システム１００の一実施形態を示し、このフィルム・アーカイブ・システム１００は、ビデオ・コンテンツ１０８および特徴パターン１１０を含む符号化ファイル１１４を供給するエンコーダ１１２と、符号化ファイルを記録するフィルム・レコーダ１１６と、記録ファイルを処理し、ビデオ・コンテンツのフィルム・アーカイブ１２６を生成するフィルム・プロセッサ１２４とを含む。エンコーダ１１２の全体的な動作に関連して本明細書で用いる「符号化」という用語は、ビデオ・データ・フォーマットからフィルム・データ・フォーマットへの変換、例えばＲｅｃ．７０９コード（ビデオ・ディスプレイの３原色の配合比率を表す）からフィルム濃度コード（例えばＣｉｎｅｃｏｎコードなど、０から１０２３までの範囲の値でフィルム・ネガの３つの色素それぞれの濃度を表す）への変換などと、空間的／時間的フォーマット化（例えばビデオ・データ１０８および特徴パターン１１０中のピクセルをフィルム・レコーダ１１６の画像空間中の適切なピクセルにマッピングすることなど）とを含む。この状況では、時間的フォーマット化は、例えば連続したフィルム・フレームにマッピングしているビデオ中の連続したピクチャを用いて、ビデオ・データの時系列に従ってビデオからフィルム画像空間にピクセルをマッピングすることを指す。順次走査型ビデオの場合には、個々のビデオ・フレームが別個のフィルム・フレームとして記録されるが、インタレース型ビデオは、例えば奇数行のピクセルが１つのフィールドを形成し、偶数行のピクセルが別のフィールドを形成し、１つのフレームの別々のフィールドが同じフィルム・フレーム内に記録されるようにして、別々のフィールドとして記録される。

元のビデオ・コンテンツ１０２は、ビデオ・ソース１０４を介してシステム１００に供給される。このようなコンテンツの例としては、現在はディジタルまたはアナログ形態のビデオ・テープに記憶されているテレビジョン・ショーが挙げられる。元のビデオ・コンテンツ１０２のフォーマットと共に使用するのに適したビデオ・ソース１０４（例えばビデオテープ・プレーヤ）は、このコンテンツを、ビデオ・データ１０８を生成するビデオ・デジタイザ１０６に供給する。一実施形態では、ビデオ・データ１０８は、ＲＧＢ（赤、緑、青）コード値である、またはＲＧＢコード値に変換可能である。これは、ＲＧＢコード値の生じるアーチファクトが、他のフォーマットと比較して無視できる程度であるからである。ビデオ・データ１０８は、例えば輝度値および彩度値など、ＲＧＢ以外のフォーマットでエンコーダ１１２に供給することもできるが、これらのフォーマットを用いて記録およびビデオ変換処理を行う際の様々な欠点およびクロストークは、記録ビデオにアーチファクトを生じる可能性がある。

ビデオ・データ１０８は、デジタイザ１０６によって、例えば数値を用いてビデオ・ピクセルを符号化する規約を与える「Ｒｅｃ．７０９」などの高精細度フォーマットを含む、様々なビデオ・フォーマットで供給することができる。Ｒｅｃ．７０９標準（スイス、ジュネーブのＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｕｎｉｏｎ、Ｒａｄｉｏｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ（ＩＴＵ−Ｒ）により公表された勧告ＢＴ．７０９）によれば、互換性のあるビデオ・ディスプレイは、ビデオ・データに２．４べき関数（ガンマ２．４を有するとも言う）を適用し、（例えばデジタイザ１０６からの）ＲＧＢコード値ｘを有するピクセルが、適切に表示されたときにｘ^２．４に比例する光出力を生成するようになっている。その他のビデオ標準は、その他のべき関数を与える。例えば、ｓＲＧＢ標準に準拠するモニタは、ガンマ２．２を有する。例えばプロフェッショナル・グレードのビデオ・テープ・プレーヤのＳＤＩビデオ出力（「シリアル・ディジタル・インタフェース」）など、ソースからのビデオ・コンテンツが既にディジタル形態で与えられる場合には、ビデオ・デジタイザ１０６を省略することができる。

いくつかの構成では、元のビデオ・コンテンツ１０２は、輝度値および彩度値として、すなわちＹＣｒＣｂコード（またはアナログ表現でＹＰｒＰｂ）で、あるいはその他のＲＧＢコード値に変換可能な符号化値で表される可能性がある。さらに、元のビデオ・コンテンツ１０２は、例えば４：２：２（４ピクセル毎に、輝度「Ｙ」はサンプルを４つ用いて表すが、彩度成分「Ｃｒ」および「Ｃｂ」はそれぞれ２回しかサンプリングされない）など、サブサンプリングを行って、画質にそれほど影響を及ぼさずに所要帯域幅を１／３に低減することもある。

図４Ａおよび図４Ｂに関連して以下でさらに詳細に述べる、コンテンツのビデオ・データと関連付けられた特徴パターン１１０が、エンコーダ１１２に供給され、アーカイブ作成時点におけるアーカイブの空間的構成、色彩的構成および／または時間的構成（あるいはこれらの構成の少なくとも１つ）を決める（ｅｓｔａｂｌｉｓｈ）。

さらに、色参照テーブル（ｃＬＵＴ）１２８がエンコーダ１１２に供給され、エンコーダ１１２は、特徴パターン１１０およびｃＬＵＴ１２８に従ってビデオ・データ１０８を符号化する。ビデオ・データは、ビデオ・データをディジタル・ビデオ・コードからフィルム濃度コードに変換する非線形変換をもたらすｃＬＵＴ１２８を用いて、符号化または処理される。符号化ファイル１１４は、図５および図７に関連して後述するように、ｃＬＵＴ１２８を用いて処理または符号化することもしないこともある符号化ビデオ・データおよび特徴パターン１１０を含む。また、フィルム・アーカイブを復号するためにデコーダが利用できる情報が十分にある限りは、符号化ファイル中に特徴パターンの一部分しか含まれない可能性もある。

符号化ファイル１１４中で、特徴パターン１１０は、例えば図４Ａおよび図４Ｂに示すように符号化ビデオ・データの前に配置することもできるし、あるいは符号化ビデオ・データと同じフィルム・フレーム（図示せず）中に設けることもできる。ｃＬＵＴ、またはより一般的には非線形変換をこの方法で使用することにより、比較的高い品質のフィルム・プリントを作成するのに最適なフィルム・アーカイブが得られる。所望であれば、このフィルム・プリントを投影して、フィルム・アーカイブから復元したビデオ・コンテンツと目視比較することができる。

エンコーダ１１２による空間的／時間的符号化は、ビデオ情報の各フレームがアーカイブの各フレーム中のどこで見つかるかを示す特徴パターン１１０中に与えられる。ビデオ・コンテンツ１０２中にインタレースされたフィールドが存在する場合には、特徴パターン１１０は、エンコーダ１１２によって実行される時間的に異なるフィールドの空間的符号化も示す。

この情報は、パターン１１０中に含まれるデータまたはテキストとして供給するか、あるいは何れも機械可読または人間可読に適しているパターンの空間的構成またはレイアウトに基づかせることができる。例えば、パターン１１０は、例えば「画像データは全体が赤の境界内（境界上は除く）にある」（例えば図４Ｂの要素４５１参照）など、画像データの位置およびレイアウトに関するテキストを含むことができ、このような具体的な情報は、アーカイブ・フォーマットに精通していない者にとっては特に有用である可能性がある。テキストを使用してパターンに注釈を付け、例えば「１９２０×１０８０、インタレース型、６０Ｈｚ」など元のビデオのフォーマットを示すこともでき、各フレームの時間コードを印刷することもできる（較正パターンの少なくとも一部分がアーカイブを通じて定期的に供給されている場合）。

さらに、具体的な要素（例えば境界や指示線など）を使用して、データの物理的範囲または位置をエンコーダ１１２に示すこともでき、１つのフレーム（または１つのダブル・ハイト要素）中に２つのデータ領域に対応するこのような要素が２つ存在することを利用して、フレーム毎にインタレースするフィールドが２つ存在することを示すこともできる。

別の実施形態では、２値の集合などのデータは明ピクセルおよび暗ピクセルとして供給することができ、そのデータは必要に応じて幾何学的参照符（水平座標および垂直座標の基準フレームおよびスケールを示す）と結合されて供給することができる。データ領域の境界を図形的に示す代わりに、このような数値に基づく位置およびスケールを使用することができる。このような２値パターンは、各フレーム毎に適当なＳＭＰＴＥ時間コードを表すこともできる。

エンコーダ１１２による色彩的符号化に関しては、特徴パターン１１０は、選択されたコード値の所定の空間的配列を形成するパッチを含む。これらの選択されたコード値（例えばビデオ・ホワイト、ブラック、グレー、クロマ・ブルー、クロマ・グリーン、様々な肌色、土色、スカイ・ブルー、およびその他の色）は、画像を正しく技術的に描画するために重要である、または人間が知覚するために重要であるという理由で、あるいは幅広い色の例として選択することができる。所定の各色は所定の位置を有する（例えばその色がパッチ内のどこに描画されるか）ので、デコーダには、どこでそれが見つかるかが分かっている。これらのパッチに使用されるコード値は、特にカバー範囲が疎である場合に、選択されない値も十分な精度で補間または外挿することができるように、各色成分の両端またはその近傍の値も含めてビデオ・コード値の全範囲を実質的にカバーするように選択される。特徴パターンもｃＬＵＴを用いて符号化する場合には、ｃＬＵＴによる符号化の前に、（記録するビデオ・コンテンツに対応する）ビデオ・コードの全範囲をパッチに表現することができる。例えば、コード値は、ほぼ全範囲のビデオ・コードの疎な表現になるように選択される。ｃＬＵＴを用いて特徴パターンを符号化または処理しない場合には、パッチは、所定の濃度値を有していなければならず、この値からの任意の偏差を用いてアーカイブ中の任意のずれ（例えば経年変化またはフィルム処理のばらつきによるずれ）の補償量を求めることができる。このようにして求めた補償量を、逆ｃＬＵＴと関連付けて用いると、元のビデオ・データ・コードを正確に復元することができる。特徴パターン１１０に供給されるパッチのサブセットは、その他の成分とは別個に、または独立して（すなわち、その他の成分の値を固定する、またはゼロにして）、且つ／あるいは様々な組合せで（例えば全ての成分が同じ値を有する場合はグレースケールで、且つ／または非グレー値の様々な集合）色成分を提示することができる。

成分を別個に提示する特徴パターン１１０の１つの用途は、色素のクロストークのあらゆる影響と共にアーカイブが経年変化したときに色素の線形性および退色を容易に特徴付けできるようにするものである。しかし、様々な色成分の組合せを有するパッチを使用して、同様の情報を伝えることもできる。特徴パターンの色パッチの空間的配列およびコード値は、デコーダがフィルム・アーカイブからビデオを復元する際に使用できるようになっている。例えば、パッチの位置（絶対位置、または参照位置に対する相対位置）およびその色またはコード値表現に関する情報により、デコーダは、全体的な処理のばらつきまたはアーカイブの経年変化に関する介在する問題に関わらず、パッチを適切に解釈することができる。

ビデオ・デジタイザ１０６がコード値をＲＧＢで生成するかその他の何らかの表現で生成するかに関わらず、ビデオ・データ１０８は、ＲＧＢコード値である、またはＲＧＢコード値に変換することができるコード値を含む。ＲＧＢコード値は、通常は、１０ビット表現であるが、この表現はこれより小さくても大きくてもよい（例えば８ビットや１２ビット）。

ビデオ・データ１０８のＲＧＢコードの範囲（例えばビデオ・デジタイザ１０６の構成またはＲＧＢへの変換時に選択される処理によって決まる、あるいは元のビデオ・コンテンツ１０２またはビデオ・ソース１０４の表現によって予め決まっている）は、特徴パターン１１０中に表現されるコードの範囲に対応していなければならない。換言すれば、特徴パターンは、少なくともビデオ・ピクセル値が使用している可能性があるコードの範囲をカバーして、この範囲を外挿する必要がないようにすることが好ましい。このような外挿は、あまり精度が高くない可能性が高い。例えば、パターンは１００から９００の範囲のコードをカバーするが、ビデオは６４から９４０の範囲をカバーする場合には、このビデオの両端の６４〜１００および９００〜９４０のサブ範囲では、最も近い２つまたは３つの近傍領域（例えば１００カウント毎である可能性がある）から外挿を行う必要がある。ビデオ・コード６４の変換をビデオ・コード１００、２００および３００などの変換に基づいて推定する必要があることから、問題が生じる。これは、ビデオ・コード６４におけるフィルムの光に応答する挙動が、ビデオ・コード１００や２００などにおける応答と同様であると仮定するということであるが、フィルムの特性曲線は、低露光限界および高露光限界付近では通常は非線形応答を有するので、両者が一致する確率が低いからである。

例えば、特徴パターン１１０が１０ビットコード値を使用し、ビデオ・データ１０８の符号化が８ビットのみである場合には、エンコーダ１１２による符号化動作の一部として、ビデオ・データ１０８を左シフトし、ゼロでパディングして１０ビット値を生成することができる。この場合、８個の最上位ビットが、元の８ビット値に対応する。別の例では、特徴パターン１１０が使用するビット数がビデオ・データ１０８の表現よりも少ない場合には、ビデオ・データ１０８の過剰分の最下位ビットを切り捨てて（丸めは行っても行わなくてもよい）、特徴パターンの表現のサイズと一致させることができる。

パターンの具体的な実施態様または設計によっては、ｃＬＵＴ１２８を用いて符号化ファイル１１４に符号化された特徴パターン１１０の補間を行うことで、アーカイブへの経年変化の影響など、アーカイブを解釈するための自己文書化情報または自己充足情報を供給することができる。例えば、特徴パターン中の要素はアーカイブ中のビデオ画像と同じ経年変化の影響を有するので、経年変化の影響は、ビデオ・データの全範囲のコード値を表す濃度勾配などの色彩的要素に基づいて説明することができる。色パターンがビデオ・コンテンツの全色範囲を表すように設計されている場合には、デコーダがそのパターンに関する事前知識または所定の情報を有していなくても、アルゴリズム的にまたはヒューリスティックにパターンを復号することもできる。別の実施形態では、アーカイブ解釈のためのテキスト命令を特徴パターンに含めて、デコーダがパターンについての事前知識を有していなくてもアーカイブを復号できるようにすることもできる。

特徴パターン１１０がｃＬＵＴ１２８で符号化されていない（その代わりにディジタル・ピクセル値とフィルム濃度コードの間の線形変換を用いてまたは恒等変換（ｉｄｅｎｔｉｔｙ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いて符号化されている）実施形態では、アーカイブへの経年変化の影響は、特徴パターン中の濃度勾配を用いて説明されるが、アーカイブを解釈するために、元のｃＬＵＴ１２８またはその逆（図１Ｂの要素１４８）の形態をした追加のドキュメンテーションまたは知識が必要になる。

符号化ファイル１１４は、メモリ装置（図示せず）に記憶されて後に呼び出される場合であっても、エンコーダ１１２が動作するときに実時間でストリーミングされる場合であっても、フィルム・レコーダ１１６に供給され、このフィルム・レコーダ１１６が、符号化ファイル・データに従って色フィルム・ストック１１８を露光して、潜像アーカイブ・データを有するフィルム出力１２２（すなわち露光済みフィルム）を生成する。潜像アーカイブ・データを、化学フィルム・プロセッサ１２４で現像して固定化して、フィルム・アーカイブ１２６を生成する。

フィルム・レコーダ１１６の目的は、符号化ファイル１１４内の各ピクセルの濃度コード値を受け入れ、フィルム・プロセッサ１２４によって生成されるフィルム・アーカイブ１２６上に特定の色フィルム濃度を生じるフィルム・ストック１１８上の露光量を得ることである。フィルム・レコーダ１１６に提示されるコード値とその結果得られるフィルム・アーカイブ上の濃度の間の関係または相関を改善するために、フィルム・レコーダ１１６は、較正手続きで得られたデータ１２０を用いて較正される。フィルム濃度コードをフィルム濃度に変換する参照テーブルで供給することができる較正データ１２０は、フィルム・ストック１１８の具体的な製造方法およびフィルム・プロセッサ１２４の予想設定によって決まる。フィルム・ストック１１８がその特徴曲線、すなわち露光量のｌｏｇ_１０（単位：ルクス秒）と濃度（透過率の逆数のｌｏｇ_１０）の間の関係において非線形性を有する範囲で、較正データ１２０は、濃度コード値の全範囲にわたって濃度コード値の所与の変化が一定の濃度変化を生み出すように線形性を生じる。さらに、較正データは、色素感度におけるクロストークの補償行列を含むこともできる。

一実施形態では、フィルム・ストック１１８は、インターミディエイト・フィルム・ストック（例えばニューヨーク州ＲｏｃｈｅｓｔｅｒのＫｏｄａｋ社製のＥａｓｔｍａｎ Ｃｏｌｏｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｇａｔｉｖｅ ＩＩ Ｆｉｌｍ ５２７２など）であり、特に、フィルム・レコーダと共に使用されるように設計されたもの（例えばやはりＫｏｄａｋ社製のＫｏｄａｋ ＶＩＤＩＯＮ３ Ｃｏｌｏｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｉｌｍ ５２５４など）であり、より線形な特性曲線を有するように設計されている。図１２Ａは、特定の露光および処理条件における青、緑および赤についてのこのフィルムの特性曲線を示す。

その他のタイプのフィルム・ストックを、それに対応する異なる較正データ１２０と共に使用することもできる。図１２Ｂは、図１２Ａの特性曲線よりも線形領域が短くなることがある、すなわち線形領域ＢＣ内の露光値の範囲が小さくなることがある、こうしたストックの特性曲線（例えば１色に関する特性曲線）の別の例を示す。さらに、この特性曲線は、低露光量において、フィルム感度が低下している、すなわち線形領域ＢＣに比べると露光量の増加が生み出す濃度の増加が比較的小さい、曲線の傾きがより小さい「つま先状（ｔｏｅ）」領域ＡＢが大きくなっており（例えばより大きな露光量範囲にわたるようになっており）、また、高露光量において、フィルム感度が露光量の関数として同様に低下している「ショルダー状」領域ＣＤを有する。これらのストックでは、特性曲線全体としては、より顕著なＳ字形を有する。それでも、対応する較正データ１２０を利用して、フィルム・アーカイブに記録するピクセル・コード値と濃度の関係を線形化することができる。しかし、その結果得られるフィルム・アーカイブ１２６は、フィルム・レコーダ１１６およびフィルム・プロセッサ１２４の精度のばらつきに対してより敏感になる。さらに、この特性曲線の線形領域ＢＣはＫｏｄａｋ Ｉｎｔｅｒｎｅｇａｔｉｖｅ ＩＩ Ｆｉｌｍ ５２７２の線形領域よりも急峻であるので、すなわち、所与の露光量の増加に対する濃度変化が大きいので、このストックは、この中間領域ではよりノイズを生じやすい（低露光量領域または高露光量領域ではよりノイズを生じにくい）。

従って、フィルム・アーカイブを生成するために、符号化ファイル１１４の数値の濃度コード値「ｃ」（例えばピクセルの色のうちの赤の原色の量に対応する）を、フィルム・レコーダ１１６に供給して、較正データ１２０に基づいて、例えばフィルム濃度（「ｓｔａｔｕｓ−Ｍ」と呼ばれる単位で測定されることが多い）などの、対応するフィルムに基づくパラメータに変換する。較正により、濃度コード値「ｃ」と得られる濃度の間に正確な所定の線形関係が得られる。１つのよく用いられる例では、フィルム・レコーダは、コード値が大きくなる度に濃度が０．００２高くなるように較正される。所望のフィルム濃度を生成するために必要な露光量は、フィルムの特性曲線（図１２Ａおよび図１２Ｂと同様のもの）から決定され、フィルム・ストックに適用され、これにより、フィルム・プロセッサ１２４による処理の後で、フィルム・アーカイブが得られる。フィルム・アーカイブからビデオ・コンテンツを抽出するために、図１Ｂのアーカイブ抽出システムにおいて、以下に述べるように、フィルム濃度は、較正されたフィルム・スキャナによって変換されて、コード値「ｃ」に戻される。

図１Ｂは、例えばアーカイブ生成システム１００によって生成されたフィルム・アーカイブ１２６などのフィルム・アーカイブからビデオを復元するアーカイブ読取りまたは抽出システム１３０の例を示す。フィルム・アーカイブ１２６は、フィルム・アーカイブ・システム１００によって最近作成されたものであってもよいし、かなり時間の経過したものであってもよい（すなわち、アーカイブ読取りシステム１３０は、アーカイブ１２６が作成されてから実に５０年後にアーカイブ１２６を扱うこともできる）。ビデオ・データは、非線形変換（例えばｃＬＵＴを使用し）に基づいてディジタル・ビデオからフィルム濃度コードに変換されるので、本発明のフィルム・アーカイブは、フィルム・プリント出力システム１６０によってアーカイブから生成されたフィルム・プリントが投影または表示に適した十分な品質を有するように、改善された品質（ビデオ・データとフィルム濃度コードの間の線形変換を用いるその他のアーカイブと比較して）を有する。

フィルム・スキャナ１３２が、フィルム・アーカイブ１２６を走査して、フィルム濃度をフィルム・データ１３６に、すなわち濃度コード値で表されるデータに変換する。フィルム・スキャナ１３２は、較正データ１２０と同様にフィルム濃度に対するスキャナの応答を線形化および正規化するパラメータ値（例えばオフセット、非線形であることもあるスケーリング、場合によってはそれ自体の色参照テーブル）の集合である較正データ１３４を有する。較正されたスキャナを用いて、フィルム・アーカイブ１２６上の濃度が測定され、フィルム・データ１３６中の線形コード値となる。すなわち、コード値の増加は、少なくともフィルム・アーカイブ１２６中の濃度範囲では、濃度の同じ変化を表す。別の実施形態では、較正データ１３４は、フィルム・スキャナ１３２によって測定可能な濃度の範囲にわたって濃度のコードを線形化することができる。（例えば濃度コード値とフィルム濃度の間の線形関係を用いて）適切に較正されたスキャナを用いて、符号化ファイル１１４のコード値「Ｃ」に対応する濃度を有して記録された画像部分を、スキャナ１３２が読み取り、または測定する。その結果得られた数値の濃度コード値は、あらゆる経年変化の影響または処理ドリフトを除けば、全く同じではないとしても、ほぼ「Ｃ」に等しくなる。

空間的／時間的復号のためのパラメータを決めるために、デコーダ１３８は、フィルム・データ１３６を読み取り、検査して、特徴パターン１１０に対応する部分を発見し、この部分をさらに検査して、フィルム・データ１３６内におけるデータ領域、すなわちビデオ・データ１０８の表現を含む領域の位置を特定する。この検査により、ビデオ・データ１０８が順次走査型のラスタを含むかインタレース型のラスタを含むかが明らかになり、またフレームまたはフィールドに対応するデータ領域がどこで見つかるかが明らかになる。

フィルム・アーカイブの色彩を復号するために、すなわち、フィルム濃度またはフィルム濃度コードをディジタル・ビデオ・コードに変換するために、デコーダは、特徴パターン１１０の情報に基づいて色彩参照テーブルを決めることができる。特徴パターンがアーカイブ中で最初にどのように符号化されたか（すなわちビデオ・データと同じｃＬＵＴを用いて符号化されたかどうか）に応じて、フィルム・アーカイブ中の画像データを復号するための情報または変換を得るために、この参照テーブルを使用することができる。

アーカイブ中の特徴パターンがｃＬＵＴ１２８を用いて符号化された場合には、デコーダ１３８は、（この特徴パターンに関する、またはこの特徴パターンから得られる事前知識または情報に基づいて）フィルム・データ１３６中のどの濃度コード値が特徴パターン１１０中の元のピクセル・コードに対応するかを認識し、色彩参照テーブルは、デコーダ１３８内で作成される。例えば、その特徴パターンに関する事前知識は、所定のものであってもよいし、別個にデコーダに与えられるものであってもよいし、あるいは、情報は、明示的にその特徴パターン自体に含めることもできるし、または慣習によって既知であってもよい。この参照テーブルは、疎であることもあり、具体的には復号用フィルム・データ１３６と共に使用されるように作成される。その後、必要に応じて補間を行うことも含めて、この参照テーブルを使用して、ビデオ・コンテンツ・データに対応するフィルム・データ１３６の部分で読み取られた濃度コード値を復号する、すなわちビデオ・データに変換することができる。外部から供給される逆ｃＬＵＴ１４８は、この実施形態のアーカイブの復号には必要ない。というのは、その特徴パターンが、デコーダが復号動作の一部として逆ｃＬＵＴを構築するのに十分な情報を含んでいるからであるこれは、元の特徴パターン１１０中に表される各ビデオ・コード値毎に、フィルム・アーカイブ１２６から復元されたフィルム・データ１３６中に埋め込まれた特徴パターンが、対応する実際のフィルム濃度値を今や含んでいるからである。所定のビデオ・データ値およびそれに対応する観察フィルム濃度値の集合は、これらの値について、正確な逆ｃＬＵＴであり、この逆ｃＬＵＴは、補間して、そうでなければ内部に構築される逆ｃＬＵＴには表されない値を扱うことができる。この復号手法については、図６に関連してさらに考察し、説明する。

アーカイブ中の特徴パターン１１０がｃＬＵＴ１２８を用いて符号化されなかった場合には、デコーダ１３８は、（やはりパターンに関する事前知識またはパターンから得られる情報に基づいて）フィルム・データ１３６中のどの濃度コード値が特徴パターン１１０中の元のピクセル・コードに対応するかを認識し、疎であることもある参照テーブルが、デコーダ１３８内で作成される。次いで、この参照テーブルを逆ｃＬＵＴ１４８によって増大させ、特にビデオ・データ１０８に対応するフィルム・データ１３６の部分に適した復号変換を生成する。その後、必要に応じて補間を行うことも含めて、この復号変換を用いて、フィルム・データ１３６の部分中の対応するビデオ・データ１０８の濃度コード値を復号する、すなわちビデオ・データ・フォーマットに変換することができる。この復号手続きは、（１）パターンに基づいて作成された参照テーブルを用いてフィルム濃度コード値を変換することによって、アーカイブの経年変化の影響を説明し、次いで（２）逆ｃＬＵＴによって「経年変化除去（ｄｅ−ａｇｅｄ）」（すなわち経年変化の影響を除去した）濃度コード値をビデオ・コード値に翻訳または変換する、というものとして理解することができる。

この実施形態では、逆ｃＬＵＴ１４８（ビデオ・データの符号化に用いたｃＬＵＴ１２８の逆である）は、元のビデオ・データを復元する必要がある。この復号手法については、図８および図１１に関連してさらに考察し、説明する。

従って、ビデオ・データは、適宜フィールド毎またはフレーム毎に、デコーダ１３８によってフィルム・データ１３６から抽出され、色彩的に復号される。復元されたビデオ・データ１４０は、ビデオ出力装置１４２によって読み取られ、ビデオ出力装置１４２は、このビデオ・データ１４０を、ビデオ・レコーダ１４４に適したビデオ信号にフォーマット化して、再生ビデオ・コンテンツ１４６を生成する。

ビデオ・レコーダ１４４は、例えば、ビデオ・テープ・レコーダまたはディジタル・ビデオ・ディスク・レコーダであってもよい。あるいは、ビデオ・レコーダ１４４の代わりに、ブロードキャストまたはコンテンツ・ストリーミング・システムを使用することもでき、復元されたビデオ・データ１４０は、中間記録形態を経ずに直接ディスプレイに供給することもできる。

アーカイブ作成システム１００およびアーカイブ読取りシステム１３０の品質チェックまたは有効性の実証として、元のビデオ・コンテンツ１０２および再生ビデオ・コンテンツ１４６を、ビデオ比較システム１５０で検査することができる。ビデオ比較システム１５０は、オペレータが元のビデオと復元ビデオを並べて提示して見られるようにするディスプレイ１５２および１５４を含むことができる。比較システム１５０の別の実施形態では、Ａ／Ｂスイッチによって、１つの共通のディスプレイ上に一方のビデオともう一方のビデオとを交互に表示することができる。さらに別の実施形態では、２つのビデオを「バタフライ」ディスプレイに表示することができる。この「バタフライ」ディスプレイは、元のビデオの半分と、それに対応する復元ビデオの半分のミラー画像とを、同一ディスプレイ上に提示するものである。このようなディスプレイには、２つのビデオの対応する部分が同じ環境内に示される（例えばそれぞれの背景に対して同じコントラストで示される）ので、２つのビデオの目視による比較が容易になるので、デュアル（例えばサイド・バイ・サイド型）ディスプレイに優る利点がある。本発明によってフィルム・アーカイブから生成されたビデオ・コンテンツ１４６は、元のビデオ・コンテンツ１０２とほぼ同じである。

さらに、フィルム・プリント出力システム１６０が、特定のフィルム・プリント・ストック１６２を用いて、十分に調整されたフィルム・プリンタ１６４（別個に図示していないが現像プロセッサを含む）にフィルム・アーカイブ１２６を供給し、フィルム・プリント１６６を生成し、その後、これが投影システム１６８を用いて投影される。フィルム・アーカイブ１２６もフィルム・プリント１６６もそれほど経年変化していないとすれば、フィルム・プリント１６６の投影像を元のビデオ・コンテンツ１０２または再生ビデオ・コンテンツ１４６の表示と共に見たときに、オペレータは、２つの提示がほぼ一致している（すなわちビデオ・ディスプレイ１５２／１５４に一致させるのにフィルムの色のリタイミング（ｒｅ−ｔｉｍｉｎｇ）が不要である）と感じるはずである。

図２および図３は、フィルム・アーカイブ１２６内で符号化されたビデオ・データのフレームの例示的な実施形態を示す。フィルム・アーカイブ２００では、いくつかの順次走査型ビデオ・フレームが、フィルム上のフレームＦ１、Ｆ２およびＦ３として符号化され、フィルム・アーカイブ３００では、インタレース型走査ビデオ・フレームは、Ｆ１−ｆ１、Ｆ１−ｆ２などのように別個の連続したフィールドとして符号化される。ここで、Ｆ１−ｆ１およびＦ１−ｆ２は、同じフレームＦ１内の異なるフィールドｆ１、ｆ２を示す。フィルム・アーカイブ２００および３００は、それぞれ、例示的なフィルム・フレーム２２０および３２０のそれぞれの位置および間隔を決めるための２０４および３０４などの対応するパーフォレーションを有するフィルム・ストック２０２および３０２に記憶される、または書き込まれる。各フィルム・アーカイブは、アナログもしくはディジタルまたはその両方とすることができる任意選択のサウンドトラック２０６、３０６、あるいは別々に記録される音声トラックと同期をとるための時間コード・トラック（図示せず）を有することができる。

フィルム・アーカイブ２００のデータ領域２１０、２１１および２１２、ならびにフィルム・アーカイブ３００のデータ領域３１０、３１１、３１２、３１３、３１４および３１５は、それぞれ対応するフィルム・フレーム（例えばフレーム２２０および３２０）内で離間している個々のビデオ・フィールドの表現を含む。これらのデータ領域は、対応するフィルム・フレームの縁部からの水平方向間隔２２４、２２５、３２４、３２５と、対応するフィルム・フレームの先頭からの垂直方向間隔２２１、３２１と、垂直方向高さ２２２および３２２とを有し、インタレースされたフィールドは、フィールド間分離３２３を有する。これらのパラメータまたは寸法は、全て、特徴パターン中に与えられる空間的記述および時間的記述によって特定されるが、これらについて、図４Ａおよび図４Ｂに関連して以下でさらに詳細に述べる。

図４Ａは、この例ではインタレース・フィールドを有する元のビデオ・コンテンツ１０２の、フィルム・アーカイブ１２６内にヘッダ４００として記録された特徴パターン１１０を示す。フィルム・フレーム高さ４２０は、連続した４つのパーフォレーション（パーフォレーション４０４として示す）と同じ長さであり、従来の４パーフォレーション（「４孔」）フィルム・フレームを形成する。代替の実施形態では、異なる整数個のフィルム・パーフォレーションを、フィルム・フレーム高さとして選択することもできる。

図示の実施形態では、各４孔フィルム・フレーム内で、データ領域４１２および４１３は、２つのビデオ・フィールド（例えばフィルム・アーカイブ３００中のフィールド３１２、３１３と同様のビデオ・フィールド）の表現を含み、それぞれの境界によって画定することができる。この例では、データ領域の各境界は、データ領域４１２の境界を形成する長方形４５１、４５２および４５３の角部分に対応する領域４５０の拡大図を表す図４Ｂにさらに詳細に示すように、３つの長方形で示してある。換言すれば、図４Ａに示す角領域４５０を有する長方形は、３つの長方形４５１、４５２および４５３を含み、これらは、例えば各長方形の厚さを１ピクセルとして、フィルム４００上にピクセルとして描かれる。長方形４５２は、隣接する長方形４５１および４５３とは色および／またはフィルム濃度が異なり、網掛けパターンで示してある。この例では、フィールド４１２のデータ領域は、長方形４５２上または長方形４５２内に位置するピクセルを含む（すなわち領域４１２は長方形４５３内のピクセルも含めた長方形４５２の内部である）が、長方形４５１内のピクセルまたはその外側のピクセルは含まない。長方形４５１は、例えば赤など認識しやすい色で示し、データ領域と非データ領域の間の境界を検出しやすくすることができる。

従って、フィルム・アーカイブ３００のデータを含む各フレームでは、第１および第２のフィールド（例えばＦ２−ｆ１およびＦ２−ｆ２）は、領域４１２および４１３が（境界長方形４５２まで含めて）特徴パターン・フレーム４２０内に配置されるときに、対応するフィルム・フレーム（例えばフレーム３２０）と共に正確に配置される。この実施形態では、フィルム・レコーダ１１６およびフィルム・スキャナ１３２は、それぞれフィルム・ストック１１８およびフィルム・アーカイブ１２６を正確且つ反復可能に位置決めして、符号化ファイル１１４からフィルム・アーカイブへの、またビデオ復元中にフィルム・アーカイブからフィルム・データ１３６への再現可能且つ正確なマッピングを確実に行えるようにする必要がある。

従って、スキャナ１３２に読み取られたときに、長方形４５１〜４５３は、各フィルム・フレーム中の第１のフィールドの位置または境界を正確に指定する。フィルム・レコーダおよびフィルム・スキャナは、サブピクセルの精度でパーフォレーションに対してフィルムを位置決めすることができるという原理に基づいて動作する。従って、フィルム３００の４つのパーフォレーション３０４に対して、各第１のフィールド（例えばＦ１−ｆ１、Ｆ２−ｆ１およびＦ３−ｆ１）は、そのフレームの４つのパーフォレーションとの間に、その他の奇数フィールドが有するのと同じ空間的関係を有する。同じことが、第２のフィールドＦ１−ｆ２、Ｆ２−ｆ２およびＦ３−ｆ２にも言える。この同じ空間的関係は、第１のフィールドおよび第２のフィールドが位置する領域を定義する特徴パターン４００にも当てはまる。従って、その特定の境界構成（長方形４５１、４５２および４５３など）によって表される領域４１２は、第１のフィールドＦ１−ｆ１、Ｆ２−ｆ１およびＦ３−ｆ１などの位置を指定する。

同様に、データ領域４１３の周りの長方形も、個々の第２のフィールド（例えばＦ１−ｆ２、Ｆ２−ｆ２およびＦ３−ｆ２）がどこで見つかるかを指定する。順次走査の実施形態では、対応する境界（例えば図４Ｂに詳細に示すものと同様の長方形）を有する１つのデータ領域が、順次走査フレーム・ビデオ・データ領域（例えば２１０〜２１２）が後続のフィルム・フレーム（例えば２２０）内のどこで見つかるかを指定する。

第１のフィールド４１２の最上部４１２Ｔは、図４Ａおよび図４Ｂの両方に示してあるが、これはヘッド・ギャップ４２１を規定している。サイド・ギャップ４２４および４２５ならびに領域４１３の下のテール・ギャップ４２６と共に、トップ・ギャップ４２１は、フィルム・レコーダ１１６が書込みの際にデータ領域４１２および４１３の全体に確実にアドレッシングすることができ、且つフィルム・スキャナ１３２が読取りの際にこれらのデータ領域の全体に確実にアクセスすることができるように、データ領域４１２および４１３が十分にフィルム・フレーム４２０の内部に位置することを保証するように選択される。フィールド・インタレース型ビデオ・コンテンツのアーカイブ内にフィールド間ギャップ４２３（第１および第２のフィールド４１２および４１３に比べて強調した比率で示してある）が存在することによって、スキャナ内のフィルムの位置ずれによって生じる可能性がある走査画像中の有意な誤差を引き起こすことなく、各フィールドを正確且つ明確に記憶および復元できることが保証される。別の実施形態では、フィールド間ギャップ４２３がなく、すなわちギャップが実質的にゼロであり、２つのフィールドが互いに接していてもよい。ただし、フィールド間ギャップ４２３がない場合には、スキャナ内の位置ずれによって、１つのフィールドの縁部付近のピクセルが隣接フィールドのピクセルとして読取りまたは走査される可能性がある。

フィルム・フレーム４２０中の特徴パターンは、例えば、色彩的要素４３０〜４３２を含む。色彩的要素は、ニュートラル・グラジエント（ｎｅｕｔｒａｌ ｇｒａｄｉｅｎｔ）４３０を含むことができ、これは、一例では、各色素の最小値から最大値までの範囲の濃度をカバーする２１段階グレースケールである（例えば約０．１５刻みで約０．０５から３．０５までの濃度。これらの濃度は新たなフィルム・アーカイブ１２６内でフィルム・ストック１１８から実現可能であると仮定する）。前述のように、濃度勾配は、経年変化の影響の自己較正ツールとして使用することができる。例えば、グラジエント４３０の明るい端部（すなわち最小濃度）が将来走査したときに１０％濃くなっていることが分かった場合には、デコーダ１３８は、アーカイブ・フィルム中の最も明るいまたは最も低い濃度を対応する量だけ低減することによって、この経年変化の影響を補正することができる。グラジエントの暗い端部（すなわち最大濃度）で５％濃度が低下している場合には、アーカイブ・フィルム中の同様の暗いピクセルを対応する量だけ増加させる。さらに、このグラジエントの２つの読取り値に基づいて任意の濃度値の線形補間を行うことができ、グラジエント４３０の追加の読取り値を用いることにより、このシステムは、非線形の経年変化の影響を補償することができる。

色彩的要素は、また、１つまたは複数の原色または等和色の勾配４３１を含むこともでき、これは、一例では、実質的に１つのみの色素（原色の測定の場合）または２つの色素（等和色を測定する場合）のほぼ最小の濃度から最大濃度までの２１段階スケールである。ニュートラル濃度グラジエントについて上述したのと同様に、個々の色素の経年変化によって生じる濃度ドリフトも、測定することができ、補償を行うことができる。

より完全な特徴付けのために、色彩的要素は、特定の色を表すパッチ４３２の集合も含むことができる。例示的な色の集合は、通常はスキャナの較正に使用される、ワシントンＤＣの米国国家規格協会から公表された色通信および制御に関するＡＮＳＩ ＩＴ８標準、例えばＩＴ８．７／１ Ｒ２００３ Ｇｒａｐｈｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ − Ｃｏｌｏｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔａｒｇｅｔ ｆｏｒ Ｉｎｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅｒ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ、またはミシガン州Ｇｒａｎｄ ＲａｐｉｄｓのＸ−Ｒｉｔｅ社から発売されているＭｕｎｓｅｌｌ ＣｏｌｏｒＣｈｅｃｋｅｒに見られるものとほぼ同様である。これらの色は、色域のより自然な部分を強調して、肌色および葉を、グレースケールあるいは純粋な原色または等和色よりも表すことができる色サンプルとなる。

特徴パターンは、１つのフィルム・フレーム４２０のヘッダ中に設けることができる。代替の実施形態では、フレーム４２０の特徴パターンは、いくつかの追加フレームのそれぞれにおいて全く同じように再現することができ、ノイズ（例えばフィルムの記録、処理または走査に影響を及ぼす汚れのしみによるノイズなど）を複数回の読取りおよび適当なフィルタリングに基づいて阻止することができるという利点がある。さらに別の実施形態では、特徴パターンは、フィルム・フレーム４２０だけでなく複数のフィルム・フレーム（図示せず）にわたってヘッダ中に設け、例えばさらに多くの特徴情報（例えば追加の色パッチまたは階段状勾配）を与えることができる。例えば、特徴パターンは、いくつかのフィルム・フレームにわたって設けられる連続した異なるテスト・パターンを含むことができ、例えば、グレースケールをテストするための第１のフレーム中のテスト・パターンと、個々の色（例えば赤、緑および青のそれぞれ）をテストするための３つのフレーム中の３つの異なるテスト・パターンと、有用な葉および肌のトーン・パレットをカバーするテスト・パターンを有するさらに４つのフレームとを含むことができる。この特徴パターンは、８フレームにわたって延在する１つのパターンとみなすこともできるし、あるいは８個のフレームに設けられた異なる特徴パターンとみなすこともできる。

図５は、プリント可能なビデオ・アーカイブをフィルム上に作成するプロセス５００の例を示す。図１Ａに示すようなフィルム・アーカイブ・システムによって実施することができるプロセス５００は、ステップ５１０で、ディジタル・ビデオ・データ１０８をエンコーダ１１２に供給する（エンコーダ１１２がディジタル・ビデオ・データ１０８を受け入れる）ことから開始される。ステップ５１２で、ビデオ・データと関連付けられた対応する特徴パターン１１０も供給される。特徴パターンは、エンコーダと互換性のある（且つビデオを復元するデコーダとも互換性がある）フォーマットを有し、ビデオ・データに関連する情報を有するテキスト・ファイルとして、またはビデオ・フレームに組み込まれる１つまたは複数の画像として供給することができる。この組込みは、ヘッダとして先頭に付加する（それにより特徴パターンを有する始端部を形成する）ことによって、または１つまたは複数の画像データ・フレームと一体化して、ただしイントラ・フレーム・ギャップ領域など画像データを含まない読取り可能／書込み可能領域に含めることによって、行うことができる。特徴パターンは、特に、ビデオ・フォーマット、ビデオ・フレームの時間コード、データ領域の位置、色または濃度値、フィルム・アーカイブの経年変化、フィルム・レコーダおよび／またはスキャナ中の非線形性または歪みのうちの少なくとも１つに関する情報を搬送するように設計された１つまたは複数の要素を含む。

ステップ５１４で、ビデオ・データ１０８（例えばＲｅｃ．７０９フォーマット）および特徴パターン１１０の全てのピクセル値を、ｃＬＵＴ１２８（このｃＬＵＴ１２８の作成については、図９および図１０に関連して後述する）を用いて符号化して、各ピクセル値に対応する濃度コード値である符号化データ１１４を生成する。特徴パターンに記述されるレイアウトによって、特徴パターンおよびビデオ・データのピクセルの両方が符号化データ１１４の１つまたは複数のフレーム中に存在する、または共存することもあるし、あるいはパターンおよびビデオ・データのピクセルが別々のフレームを占めることもある（例えばパターンをヘッダとして先頭に付加した場合など）。

ｃＬＵＴを用いて特徴パターンまたはビデオ・データのピクセル値を符号化するということは、パターンまたはビデオのデータを、非線形変換に基づいて対応する濃度コード値に変換するということである。図１１の曲線１１３０は、ビデオ・コード値と濃度コード値の間の非線形マッピングまたは相関を与えるｃＬＵＴの例である。この例では、例えばニュートラル・グラジエント４３０、原色または等和色グラジエント４３１あるいは特定の色パッチ４３２など、特徴パターン中の様々な要素の元のピクセル・コードは、曲線１１３０上に実際のデータ点（ドット）で表される。

ステップ５１６で、符号化データ１１４が、フィルム・レコーダ１１６によってフィルム・ストック１１８に書き込まれる。レコーダは濃度コード値（例えばＣｉｎｅｏｎコード値）とフィルム濃度値の間の線形関係に基づいて較正されているので、それぞれの濃度コード値に従って適切な露光を行うことにより、フィルム・ネガ上に潜像が形成される。ステップ５１８で、既知または従来の技術を用いて露光済みのフィルム・ストックを処理または現像し、ステップ５２０でフィルム・アーカイブ１２６を生成する。

プリント可能なフィルム・アーカイブ１２６は、使用するｃＬＵＴ１２８により、フィルムにプリントするか、またはテレシネを用いて直接ビデオに変換することができる。ｃＬＵＴ１２８は、特定のフィルム・ストックへのプリントに備えて、または特定の較正を有するテレシネでの使用に備えて、最適化することができる。異なるフィルム・ストックにプリントする、または較正の異なるテレシネで使用すると、忠実度が低下することが予想される。ｃＬＵＴの目的は、元のビデオのＲｅｃ．７０９コード値を、目標アプリケーションで直接使用するのに最も適した１組のフィルム濃度値にマッピングしながら、元のＲｅｃ．７０９コード値の復元も可能にすることである。

図６は、アーカイブ作成プロセス５００で作成されたプリント可能なフィルム・アーカイブ（経年変化したアーカイブである可能性もある）からビデオ・コンテンツを復元するプロセス６００の例を示す。ステップ６１０で、例えば図１Ａに示すアーカイブ１２６などのフィルム・アーカイブをフィルム・スキャナに供給し、フィルム・スキャナは、フィルム・アーカイブ上の濃度を読み取り、これをＣｉｎｅｏｎコードなどの対応するフィルム濃度コード値に変換することにより、フィルム・データ１３６を生成する。具体的なアーカイブおよび特徴パターンによっては、フィルム・アーカイブの全体を走査する、または読み取る必要はなく、その代わりに、少なくとも１つまたは複数のデータ領域、すなわちビデオ・コンテンツに対応するデータを含む部分を走査する、または読み取る。例えば、特徴パターンがビデオ・データに関する空間的および時間的情報しか含まない（色彩的情報を含まない）場合には、特徴パターン自体を走査しなくても、正しいビデオ・データ部分を特定することができる場合もある。（フィルム・レコーダと同様に、スキャナも、濃度コード値とフィルム濃度値の間の線形関係に基づいて較正されている。）

ステップ６１４で、特徴パターンに関する事前知識に基づいて、デコーダ１３８は、フィルム・データ１３６から特徴パターン１１０のレコードを取り出す、または特定する。ステップ６１６で、デコーダ１３８は、特徴パターンおよび／または様々な要素（例えば白から始まって１０段の直線的ステップで進展するグレースケール・グラジエントに対応する特定のパッチ、または特定の色の順序集合を表す特定のパッチ）の構成に関するその他の事前知識を用いて、データ領域の位置およびタイミングの指定ならびに／または色彩を含む、フィルム・データ１３６に適した復号情報を決定する。前述のように、この実施形態の特徴パターンは、ビデオ・データと同じｃＬＵＴを用いて符号化されるので、デコーダが復号動作の一部として逆ｃＬＵＴを得る、または構築するのに十分な情報を含んでいる。ステップ６１８で、デコーダ１３８は、ステップ６１６で得た復号情報を用いて、ビデオ・データを含むアーカイブ１２６内のデータ領域を復号し、フィルム濃度コード値を変換してビデオ・データを生成する。プロセス６００は、ステップ６２０で、ビデオをビデオ・データから復元して完了する。

図７は、プリント可能なビデオ・アーカイブをフィルム上に作成する別のプロセス７００を示す。ステップ７１０で、ディジタル・ビデオ・データ１０８がエンコーダに供給される、またはエンコーダがディジタル・ビデオ・データ１０８を受信する。ステップ７１２で、ビデオ・データ１０８の各ピクセルの値がｃＬＵＴ１２８を用いて符号化される、すなわち、ビデオ・データが、ディジタル・ビデオ・フォーマット（例えばＲｅｃ．７０９のコード値）から、濃度コード値などのフィルム・ベースのフォーマットに変換される。この場合も、図１１の曲線１１３０は、ｃＬＵＴの例である。

ステップ７１４で、対応する特徴パターン１１０、すなわちビデオ・データに関連付けられたパターンも、エンコーダに供給される。符号化データ１１４は、ｃＬＵＴを用いて符号化されたビデオ・データと、ｃＬＵＴ１２８を用いて符号化されていない特徴パターンとを含む。その代わりに、特徴パターンは、パターン中の色パッチのビデオ・コード値を濃度コード値に変換する線形マッピングなど、所定の関係を用いて符号化される。

一実施形態では、パターンのデータは、図１１に線１１２０で表される線形関数に基づいてＲｅｃ．７０９コード値から濃度コード値に変換することによって符号化される（この例の場合では、Ｒｅｃ．７０９コード値が濃度コード値と全く同じになるように、線１１２０の傾きは１である）。

上述のように、特徴パターンおよびビデオ・データを（例えば図４に示すように）異なるフレームで別々に供給することもできるし、あるいは特徴パターンを、画像データも含むフレームの例えば非画像データ領域（イントラ・フレーム・ギャップ３２３など）などに含めることもできる。

ステップ７１６で、フィルム・レコーダ１１６によって符号化データ１１４がフィルム・ストック１１８に書き込まれ、これをステップ７１８で処理して、フィルム・アーカイブ１２６を生成する。プリント可能なアーカイブ作成プロセス７００は、ステップ７２０で完了する。この実施形態では、特徴パターンは、ステップ７１２でｃＬＵＴ１２８を用いて符号化されていない。

プロセス５００で生成したものと同様に、プロセス７００で得られたアーカイブ１２６も、フィルムにプリントすることもテレシネを用いて直接ビデオに変換することもでき、同様の結果が得られる。

図８は、アーカイブ作成プロセス７００で作成されたプリント可能なフィルム・アーカイブ１２６からビデオを復元するプロセス８００を示す。ステップ８１０で、プリント可能なフィルム・アーカイブ１２６（例えば「経年変化した」アーカイブであることもある）が、図１Ｂのフィルム・スキャナ１３２などのスキャナに供給される。ステップ８１２で、走査によって得られた読取り値をフィルム濃度から濃度コード値に変換することにより、フィルム・データ１３６が生成される。ステップ８１４で、特徴パターンに関する事前知識に基づいて、デコーダ１３８は、フィルム・データ１３６から特徴パターンを取り出す、または特定する。ステップ８１６で、特徴パターンおよび／またはパターン中の様々な要素に関する事前知識を用いて、フィルム・データ１３６に適した復号情報を決定する。この復号情報は、データ領域の位置およびタイミングの指定、正規化された色彩を含み、また、色彩指定を完全にするために、逆ｃＬＵＴ１４８（フィルム・アーカイブ作成中にビデオ・データを符号化するために使用されるｃＬＵＴの逆）も含む。ステップ８１８で、デコーダ１３８は、ステップ８１６で得た復号情報を用いて、ビデオ・データを含むアーカイブ１２６内のデータ領域を復号し、フィルム濃度コード値を変換してビデオ・データを生成する。ステップ８２０で、ビデオ・データからビデオが復元される。

図７および図８のこの符号化／復号方法（ビデオ・データのみを図１１の曲線１１３０などのｃＬＵＴで符号化し、パターンを図１１の線１１２０などの線形変換に基づいて符号化する）は、フィルムの濃度範囲全体が時間と共にどのように移行またはドリフトしたかを特徴付けるものであるが、図５および図６の方法（ビデオ・データと特徴パターンの両方をｃＬＵＴを用いて符号化する）は、画像データを符号化するために使用されるフィルム濃度値のサブ範囲がどのようにドリフトしたかを特徴付けるだけでなく、逆ｃＬＵＴを具体化して、復号時に逆ｃＬＵＴが別個に必要になったり適用されたりしないようにする。図７および図８の方法では、図１１の曲線１１３０上のｄ_ｌｏｗ、ｄ_ｈｉｇｈおよびｄ_ｍｉｄの位置は、ビデオ・データを符号化する際に使用した元のｃＬＵＴを逆参照のために保持していなければ、特徴パターンから決定することはできない。

上記プロセスのその他の変形形態では、特徴パターンまたはその一部分を、符号化のためには使用し、符号化ファイル中には設けておくが、フィルム・アーカイブからは省略することもある。この場合には、デコーダが適切にフィルム・アーカイブを復号するために、追加情報が必要になることもある。例えば、画像の位置および濃度が標準によって規定されている場合には、フィルム・アーカイブ中に特徴パターンを含める必要はない。その代わりに、その標準またはその他の慣習についての事前知識によって、復号時に使用される追加情報を供給する。特徴パターンを走査する必要がないこのような状況では、プロセス６００および８００のステップ６１４および８１４は省略することができる。別の例では、例えば色パッチなど、パターンの一部分のみをフィルム・アーカイブに含めることもある。パッチを解釈するための追加情報は、フィルム・アーカイブとは別に、アーカイブを復号する際にデコーダが利用できるようにすることができる。

本発明のフィルム・アーカイブを生成する際に使用するｃＬＵＴを作成する方法について述べる前に、ｃＬＵＴに関する追加的な詳細および背景について以下に述べる。ｃＬＵＴを使用することは、コンピュータ・グラフィックスおよび画像処理では既知である。ｃＬＵＴは、第１のピクセル値（ソース）から第２のピクセル値（宛先）へのマッピングを実現する。一例では、ｃＬＵＴは、Ｒｅｃ．７０９コード値のスカラー値を濃度コードのスカラー値にマッピングする（例えば図１１の線１１３０。Ｒｅｃ．７０９コードはピクセルの赤、緑または青のうちの１つなど、単一の色成分しか表さない）。この単一値のＬＵＴは、クロストークがない、または当面の目的については無視できるシステムに適している。このようなｃＬＵＴは、１次元行列で表すことができ、この場合には、個々の原色（赤、緑、青）は個別に扱われる。例えば、赤値１０のソース・ピクセルは、ソース・ピクセルの緑値および青値に関わらず、赤値２０の宛先ピクセルに変換することができる。

別の例では、ｃＬＵＴは、ソース値を表すピクセル（例えばＲ、ＧおよびＢの３つのＲｅｃ．７０９コード値）の色トリプレットを、対応する濃度コードのトリプレットにマッピングする。この表現は、３本の色軸が完全に直交ではない場合（例えば、緑感性の色素が赤い光に対してもわずかに感度を有する場合や、緑感性の色素が現像時に緑以外の光に対しても吸収がゼロでない場合に生じるような赤感性のフィルム色素と緑感性のフィルム色素の間のクロストークによる）に適している。

このｃＬＵＴは、３次元（３Ｄ）行列として表すことができ、この場合には、３つの原色をソース・カラー・キューブの３Ｄ座標として扱って、宛先ピクセルに変換する。３ＤのｃＬＵＴでは、ソース・ピクセルの各原色の値は、宛先ピクセルの原色の何れかに影響を及ぼすことも、全てに影響を及ぼすことも、あるいは全く影響を及ぼさないこともある。例えば、赤値１０のソース・ピクセルは、緑成分および／または青成分の値によって、赤値２０、０または５０などの宛先ピクセルに変換される可能性がある。

特に、多数のビット（例えば１０以上）で各色成分を表すシステムでは、ｃＬＵＴが疎になる、すなわち、ＬＵＴにはいくつかの値しか与えられず、その他の値は使用時に必要に応じて補間することになる可能性がしばしばある。これにより、メモリおよびアクセス時間を節約する。例えば、１０ビットの原色値を有する密な３ＤのｃＬＵＴでは、考えられる各ソース・ピクセル値のマッピングを行うために、（２＾１０）＾３個（２＾１０は２の１０乗を表す）、すなわち１０億をわずかに超えるエンティティが必要になる。挙動のよい（ｗｅｌｌ−ｂｅｈａｖｅｄ）、すなわち極端な曲率も不連続性もないｃＬＵＴでは、疎なｃＬＵＴが作成され、宛先ピクセルの値は、注目するソース・ピクセルから宛先ピクセルの値に対応するソース・ピクセルまでの相対距離に基づいて最も近い近傍領域（または最も近い近傍領域およびその近傍領域）を比例配分することを含む周知の方法によって補間することができる。Ｒｅｃ．７０９の値に対する疎なｃＬＵＴのしばしば妥当な濃度は１７＾３である、すなわち、カラー・キューブの各軸に沿った各原色それぞれについて１７個の値がある。つまり、ｃＬＵＴの宛先ピクセル・エンティティの数は、５０００個をわずかに切る数となる。

図９は、例えば図１Ａに示すｃＬＵＴ１２８など、本発明で使用する適当なｃＬＵＴを作成するプロセス９００を示す。この例では、ビデオ・コード値を、フィルム・レコーダ１１６内のネガティブ・ストック１１８を露光するのに適したフィルム濃度コード値に変換するｃＬＵＴを作成することを意図しており、その結果得られるフィルム・アーカイブ１２６は、投影システム１６８ならびにディスプレイ１５２および１５４の何れかの出力を検査するオペレータが実質的に一致していると感じるようにフィルム・プリント１６６を作成するのに最適である。

プロセス９００は、ステップ９１０で、この例ではＲｅｃ．７０９である元のビデオ・コード空間をシーン参照（ｓｃｅｎｅ−ｒｅｆｅｒｒｅｄ）として指定することで開始される。

ステップ９１１で、ビデオ・データが、元の色空間（例えばＲｅｃ．７０９）から、１９３１ ＣＩＥ色度図の座標系であるＸＹＺなどのオブザーバ参照（ｏｂｓｅｒｖｅｒ−ｒｅｆｅｒｒｅｄ）色空間に変換される。これは、Ｒｅｃ．７０９コード値に指数を適用することによって行われる（例えば、テレビジョンを見るのに使用される典型的なリビング・ルームまたは書斎を表すと考えられる「周囲が薄暗い（ｄｉｍ ｓｕｒｒｏｕｎｄ）」表示環境に適したガンマ値としては２．３５または２．４）。オブザーバ参照色空間に変換する理由は、ｃＬＵＴの目的が、フィルムを、オブザーバに対して提示したときに可能な限りビデオに近く見えるようにすることだからである。これは、オブザーバを参照点として扱う（このために「オブザーバ参照」と呼ばれる）色空間で行うと、最も便利である。

なお、当業者には既知である「シーン参照」または「出力参照（ｏｕｔｐｕｔ−ｒｅｆｅｒｒｅｄ）」という用語は、所与の色空間でコード値が実際に何を定義しているかを指定するために使用されることに留意されたい。Ｒｅｃ．７０９の場合には、「シーン参照」は、シーン中の何か、具体的には、カメラの視野内で較正表（特別にプリントし、特別に艶消しした色パッチを有する厚紙の物理的シート）から反射するある量の光を参照することを意味する（較正表の白はコード値９４０であり、較正表の黒はコード値６４であり、指数曲線のパラメータを設定する個々のグレー・パッチも定義される）。「出力参照」は、コード値が、モニタまたは投影スクリーン上に特定の量の光を生み出すことを意味する。例えば、あるコードに対して、スクリーンは何フートランバートの光を発すればよいか、ということなどである。Ｒｅｃ．７０９は、どの原色を使用すべきか、またどの色が白に対応するかを指定するので、この標準にはある意味では「出力参照」のようなところがあるが、コード値の鍵となる定義は、「シーン参照」である。「オブザーバ参照」は、人間がどのようにして光および色を知覚するかということと関連がある。ＸＹＺ色空間は、人間がどのように色を知覚したかを測定した結果に基づいており、システムが画像を捕捉または表示するためにどの原色を使用するかというようなことには影響されない。ＸＹＺ空間内で定義される色は、それがどのように生み出されたかに関わらず、同じように見える。従って、同じＸＹＺ値に対応する２つの提示（例えばフィルムとビデオ）は、同じように見える。例えばＹｕｖやＹｘｙなど、オブザーバ参照色空間は他にもあり、これらは全て、１９３１ ＣＩＥデータ、または細部に若干の変更点がある近年のその改良版から得られたものである。

ステップ９１２で、チェックまたは問合せを行って、得られた色域、すなわちオブザーバ参照色空間（ＸＹＺ_１と示す）への変換後の画像データの色域が、フィルムに表現可能な範囲を有意に超えるかどうかを判定する（何を以て「有意」とするかはポリシーの問題であり、特に、フィルム色域を超える程度および時間の両方に関する可能性が高い）。フィルム色域を有意に超えていないと判定された場合には、オブザーバ参照コード（色域ＸＹＺ_１内のもの）が、ステップ９１４に渡される。フィルム色域とは、フィルム媒体上に表現することができる全ての色の軌跡を指す。フィルム色域を「超える」とは、フィルムに表現することができない色が必要になるときである。フィルムの色域は、いくつかの箇所でビデオの色域を超え（例えばシアン、イエロー、マゼンタの飽和）、ビデオの色域は、別の箇所でフィルムの色域を超える（例えば赤、緑および青の飽和）。

逆に、ステップ９１２で、ＸＹＺ_１内の色域がフィルム・プリント１６６の色域を有意に超える懸念がある場合には、ステップ９１３で色域を再マッピングして、再構成した色域（依然としてＸＹＺ色空間内にあるが、今度はＸＹＺ_２と示す）内でコードを生成する。なお、この色域は色空間ではなく、色空間内の値の軌跡であることに留意されたい。フィルムの色域は、フィルムに表現可能な全ての可能な色であり、ビデオの色域は、ビデオに表現可能な全ての可能な色であり、特定のビデオ・データ（例えばビデオ・データ１０８）の色域は、そのビデオ・データ全体で実際に使用される特有の色の集合である。ＸＹＺ色空間内に表現することにより、他の点では類似点のない画像（フィルムは吸収性媒体であり、ビデオ・ディスプレイは発光性である）の色域を比較することができる。

色域再マッピングを行う技術は多数知られているが、最も成功しているのは、色域の領域毎に異なる技術を用いてそれらの結果を合成するハイブリッドである。一般に、色域再マッピングは、知覚的に一様な色空間（複数のオブザーバ参照色空間の空間サブセット）内で行うのが最善であり、ＣＩＥ１９７６（Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊）色空間（ＣＩＥＬＡＢ）が特に適している。従って、色域再マッピング・ステップ９１３の一実施形態では、色域ＸＹＺ_１内のコードを、Ｒｅｃ．７０９の白点（発光体）を用いてＣＩＥＬＡＢに変換し、その結果得られたコードをフィルム色域を大幅に超えないように再マッピングし、次いで、ＸＹＺ色空間に再変換して、利用可能なフィルム色域を有意に超えない性質を有する修正された色域ＸＹＺ_２を生成する。

ＸＹＺ色空間ではなくＣＩＥＬＡＢ内の色域の再マッピングを実行することの価値または利点は、特定の色に加えられた特定のスケールの変更の、知覚される変化の程度が、その色域内の他の場所で加えられた同じスケールの変更と同様、すなわち他の色と同様である点である（これは知覚的に一様であるＣＩＥＬＡＢの性質である）。換言すれば、ＣＩＥＬＡＢ空間では、ある量の同じ変化は、色空間内のどの軸に沿っても、またどの方向にも、人間には「同じ大きさ」の変化として知覚される。これが、色域の一部の領域では色を１方向に修正し、色域の別の領域では別の方向に修正する（あるいは修正を全く加えない）ときに、当惑させるような過剰なアーチファクトを生じない色域再マッピングを実現する助けになる。（ビデオ・ディスプレイは、フィルム色域とは異なる色域を有するので、フィルム色域にはない特定の色がビデオ色域にはある。従って、ビデオ色域中の明るい飽和した緑がフィルム色域中に見つからない場合には、その緑色をＸＹＺ空間内で（概して言えば）マイナスｙ方向に移動させることによって再マッピングする。これは、この特定の緑を飽和未満の状態にする（ＸＹＺ空間のＣＩＥチャートの白領域に向かって「白方向」に移動させる）効果がある。しかし、色域内のこの緑をより薄い緑に再マッピングするので、元のビデオ色域内のその他の緑色も、同じ方向に（ただし場合によってはその量は異なる）移動または修正して、この効果を色域内である程度局在化させておく必要があることもある。）

例えば、ビデオ・データ１０８で特定の飽和した緑が必要であるが、これらがフィルム・プリント１６６で再現できる色域の外にある場合には、ビデオ・データ１０８中のこれらの飽和した緑を、再マッピング・ステップ９１３の間に、飽和未満の状態および／またはより輝度の低い状態にする。しかし、利用可能なフィルム色域を超えていない可能性もあるその他の付近の値については、再マッピングしなければならない値との重複を回避するために、再マッピングが必要である。さらに、ただ重複を回避するだけでなく、目に見えるアーチファクト（例えばマッハ・バンドなど）が生じる可能性を最小限に抑えるように、再マッピングを（知覚色空間内で）可能な限り滑らかにするように計らわなければならない。

ステップ９１４で、自然色域（ＸＹＺ_１）または再マッピング色域（ＸＹＺ_２）内のコードを、逆フィルム・プリント・エミュレーション（ｉＦＰＥ）によって処理する。ｉＦＰＥは、他のｃＬＵＴを構築するのと同様に（ただし、理由は異なり、また異なる経験則に基づく）、関数またはこの関数を表すｃＬＵＴとして表現することができる。この場合には、ｉＦＰＥを表すｃＬＵＴは、ＸＹＺ色値をフィルム濃度コードに変換し、３ＤのｃＬＵＴとして実施することができる。フィルム・プリント・エミュレーション（ＦＰＥ）は、フィルム・レコーダ１１６に供給される１組の濃度値（例えばＣｉｎｅｏｎコード）を、投影システム１６８を見るときに測定されると予想される色値に変換する、フィルム・ストック１１８および１６２ならびに投影システム１６８の発光体（プロジェクタのランプおよび反射器のオプティクス）の特徴付けである。ＦＰＥは、ディジタル・モニタを見ながら作業しているオペレータが写真に色補正を行い、映画のディジタル配信およびフィルム配信の両方でその補正が正しく見えることを期待することができるようにするので、動画産業のディジタル・インターミディエイト・プロダクション作業では周知である。

上記の疎なｃＬＵＴの説明と同様に、ＦＰＥは、１７×１７×１７の疎なｃＬＵＴとして十分に表現することができ、優れた結果が得られる。ＦＰＥを反転してｉＦＰＥにするのは、単純な数学的操作である（十分に当技術分野の通常の技能に含まれる）。しかし、多くの場合には、１７×１７×１７のｃＬＵＴの逆は、十分な平滑性および／または挙動のよい境界効果をもたらすことができない。このような場合には、反転するＦＰＥを、例えば３４×３４×３４など、そこまで疎でない行列で、または変化率の大きい領域ではより密なサンプリングを行う不均一な行列を用いて、モデル化することができる。

ステップ９１４のｉＦＰＥの結果は、与えられた色域、すなわちＲｅｃ．７０９の色域のＸＹＺ値に対応するフィルム濃度コード（例えばＣｉｎｅｏｎコード）を生じる。従って、集合変換９１５は、ビデオ・コード値（例えばＲｅｃ．７０９）を符号化ファイル１１４で使用可能な濃度コードに変換して、フィルム・ネガを生成し、これがプリントされたときに、プリント１６６の場合と同様に、フィルム上に元のビデオ・コンテンツ１０２の理解しやすい近似を生じる。ステップ９１０の最初のビデオ・コードに対応するフィルム濃度コードは、ステップ９１６で、ｃＬＵＴ１２８として記憶される。ｃＬＵＴ作成プロセス９００は、ステップ９１７で、ｃＬＵＴ１２８を生成して終了する。ｃＬＵＴは、１Ｄであっても３Ｄであってもよい。

図１０は、別のｃＬＵＴ作成プロセス１０００を示し、このプロセスは、ステップ１０１０で、ビデオ・コードから開始される（この場合も、例としてＲｅｃ．７０９を用いる）。ステップ１０１５で、集合関数９１５のより簡単な近似を使用して、ビデオ・コード空間からフィルム濃度データへの変換を表す（この場合も、例としてＣｉｎｅｏｎコードを用いる）。単純化の一例としては、ステップ９１２および９１３を省略する。別の単純化としては、Ｒｅｃ．７０９、ＸＹＺおよび濃度データを結合して、１つのガンマ指数および３×３行列にする（場合によってはフィルム色域を超えないことを保証するのに十分なスケーリングも含む）ことも挙げられる。ただし、このような単純化により、アーカイブをプリントしたときに画質が低下することに留意されたい。このような単純化は、復元したビデオ・データの品質を変化させることも、させないこともある。ステップ１０１６で、単純化したｃＬＵＴに値を埋め込む。このｃＬＵＴは、ステップ９１６と同程度の密度になることも、例えば各原色毎の１次元（１Ｄ）ＬＵＴなど、さらに単純なモデルになることもある。ステップ１０１７で、この単純化したｃＬＵＴが、ｃＬＵＴ１２８として使用できるようになる。

図１１は、Ｒｅｃ．７０９コード値１１１１からＣｉｎｅｏｎ濃度コード値１１１２への例示的な変換を表すグラフ１１１０を示す。

その性質が、最適または最適に近いノイズ分布（すなわち書き込まれた各コード値が同じサイズの範囲の濃度値でフィルム上に表される）でコード値を（フィルム・レコーダ１１６およびフィルム・スキャナ１３２を介して）書き込み、復元する能力を最適化するようになっているので、線形マッピングまたは関数１１２０を使用して、プリント用でないビデオ・コンテンツのフィルム・アーカイブを作成することができる。この例では、線形マッピング１１２０は、決まった範囲（６４から９４０）のＲｅｃ．７０９コード値を、似た値の（且つ「正当な」、すなわちＲｅｃ．７０９に準拠した）Ｃｉｎｅｏｎコード値（６４から９４０）にマッピングする。この手法を組み込んだ方法は、Ｋｕｔｃｋａ等による「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ Ｖｉｄｅｏ ｔｏ Ｆｉｌｍ」と題する米国仮特許出願第６１／３９３，８５８号に教示されている。しかし、線形マッピング１１２０は、そこからフィルム・プリント１６６を作成する、またはテレシネ変換を行うことが期待されるフィルム・アーカイブにはあまり適さない。暗い色が、黒とまでは言わないまでも暗くなり過ぎ、明るい色が、クリッピングした白とまでは言わないまでも明るくなり過ぎるからである。

非線形マッピングまたは関数１１３０（ｃＬＵＴ１２８として説明することもできるが、ここでは分かりやすくするために１ＤのｃＬＵＴとして示す）が、プロセス９００の結果として、（３Ｄではなく）１次元で得られる。この例では、すなわち、Ｒｅｃ．７０９ビデオ・コード値の範囲（６４・・・９４０）に適用し、この標準の線形光値に正規化し、γ_{ＶＩＤＥＯ}＝２．３５の指数でべき乗すると（このガンマは「周囲が薄暗い」表示環境に適したガンマだが、他に２．４０もよく選択される）、以下の数式に示すように線形光値の範囲「ｌ（ｖ）」が得られる。

ここで、Ｖ_ＬＯＷ＝６４およびＶ_ＨＩＧＨ＝９４０は、それぞれ線形光値ｌ_ＬＯＷ＝９０％およびｌ_ＨＩＧＨ＝１％に対応する低コード値および高コード値である。これは、値６４を黒い（反射率１％）テスト・パッチに割り当てられたコード値とし、値９４０を白い（反射率９０％）テスト・パッチに割り当てられたコード値とするというＲｅｃ．７０９の指定によるものであり、従ってＲｅｃ．７０９が「シーン参照」であるという前述の記述によるものである。なお、他のビデオ・データ・コードを用いる実施形態では、異なる値または数式を使用することができることに留意されたい。

フィルム濃度コードに変換するために、グレー（反射率１８％）のテスト・パッチに対応するビデオ・コード値に対応する、すなわち以下の数式を満たす中間点ビデオ・コードＶ_ＭＩＤを求める。

Ｖ_ＭＩＤについて数式１および数式２を解くと、約４３１という値が得られる。Ｃｉｎｅｏｎフィルム濃度コードでは、やはりグレー（反射率１８％）のテスト・パッチに対応するフィルム濃度コード値ｄ_ＭＩＤは、４４５である。一般的なフィルム・ガンマはγ_ＦＩＬＭ＝０．６０であるが、使用しているネガティブ・フィルム・ストック１１８に応じて、その他の値を選択することもできる。Ｃｉｎｅｏｎフィルム濃度コードは、増加する度に線形の濃度変化を生じ、濃度は透過率の逆数のｌｏｇ_１０であるので、追加の定数ｓ＝５００で、１０年あたりのステップ数を指定する。これらの値を決めると、ビデオ・コード値からフィルム濃度値への変換は、以下の数式で表される。

グラフ１１１０中の非線形マッピング１１３０は、６４から９４０の範囲内のビデオ・コードのｄ（ｖ）のプロットである。例えば、ｄ_ＬＯＷ＝ｄ（Ｖ_ＬＯＷ＝６４）＝６８、ｄ_ＭＩＤ＝ｄ（Ｖ_ＭＩＤ＝４３１）＝４４５、ｄ_ＨＩＧＨ＝ｄ（Ｖ_ＨＩＧＨ＝９４０）＝６５５である。なお、濃度コードは、最も近い整数値に丸めることに留意されたい。

曲線１１３０の非線形特性のために、約２５６未満のビデオ・コード値（ｖ）では、ビデオ・コード「ｖ」が増加すると、不連続なフィルム濃度コード「ｄ」が生じる可能性がある。これは、この領域では、曲線１１３０の傾きが１より大きいからである。（例えば、連続した、または増加するビデオ・コードに対応する連続したフィルム濃度コード（１、２および３など）の代わりに、シーケンス中の濃度コードを１、４、７とすることができる。フィルム・アーカイブを走査することによって濃度の読取りを行う場合には、場合によってはわずかなノイズがあるが、３、４または５という濃度の読取り値は全て、濃度コード４に対応するビデオ・コードにマッピングされる。従って、これらの濃度の読取り値は、ある程度のノイズ余裕度を有する。）約２５６より大きいビデオ・コード値では、曲線１１３０の傾きが１未満であり、ビデオ・コードが増加したときに、整数に丸めると２重になる濃度コードが生じる可能性がある。すなわち、２５６を超えるビデオ・コード値では、同じ濃度コード値を有する２つの異なるビデオ・コード値が存在する可能性がある。（例えば、濃度コード７０１では、この濃度コードに対応する２つの異なるビデオ・コードが存在する可能性がある。濃度１カウントのエラーで濃度コードを逆読みすると、数カウント異なるビデオ・コードを生じる可能性がある。従って、この領域では、読取り値と逆変換は余計にノイズが多い。）その結果として、フィルム・アーカイブ１２６からビデオ・コードを復元するときに、１：１の線形変換１１２０を用いてフィルム上のビデオ・アーカイブから復元したビデオ・コードより、画像の明るい部分では若干ノイズが多くなり、画像の暗い部分では若干ノイズが少なくなる。しかし、アーカイブをフィルムにプリントする能力またはテレシネを用いて走査する能力が必要なときには、このトレードオフは価値がある。（なお、線形変換関数１１２０は曲線１１３０より大きな最大濃度を有するので、この線形変換手法で得られたフィルム・アーカイブは、明るい色がブロー・アウトした、すなわち過剰に明るくなったフィルム・プリントを生じることになる。同様に、このフィルム・プリントの暗い色は、曲線１１３０を用いて作成したフィルム・プリントの対応する暗い色よりも暗くなる。その結果、線形変換１１２０を用いて作成したフィルム・アーカイブからプリントすると、例えば画像の大部分が暗すぎる、または明るすぎるというほどコントラストが高すぎるフィルム・プリントが生じることになる。）

上記の例では、効率的な計算ツールまたは方法として、また必要に応じて計算可能な関数としてモデル化することができるより一般的な変換をカバーする「ショートハンド（ｓｈｏｒｔｈａｎｄ）」として、ＬＵＴを用いている。所望であれば、この変換を表す実際の数式を求めることもでき、計算を繰り返し行って、翻訳または変換する対象の各ピクセルまたは値の対応するコード値を得ることもできる。ｃＬＵＴは、１Ｄであっても３Ｄであっても、また疎であっても疎でなくても、この変換を処理する可能な実施態様である。ｃＬＵＴは一般に、フレームあたり数百回も行われる計算に安価に用いることができるので、ｃＬＵＴを用いることは有利である。ただし、異なるｃＬＵＴを作成するには、異なる量の計算が必要になる可能性がある（あるいは実際の変換が未知である、計算が困難である、またはそのパラメータを得るのが困難であるという理由で、ｃＬＵＴを経験的に構築しなければならない場合には、異なる回数および異なる種類の測定も必要になる可能性がある）。

以上の説明は、本発明の様々な実施形態を対象とするものであるが、本発明の基本的な範囲を逸脱することなく、本発明のその他の実施形態を考案することもできる。例えば、上記の例で述べた１つまたは複数の特徴は、修正する、省略する、且つ／または異なる組合せで使用することもできる。従って、本発明の適当な範囲は、以下の特許請求の範囲に従って決定されるものとする。

Claims (16)

1. フィルム上にビデオ・コンテンツを記録する方法であって、
   少なくともディジタル・ビデオ・データを非線形変換に基づいてフィルム濃度コードに変換することによって、前記ディジタル・ビデオ・データを符号化するステップと、
   前記符号化ディジタル・ビデオ・データと前記ディジタル・ビデオ・データに関連付けられた特徴パターンとを含む符号化データを供給するステップと、
   前記符号化データを、前記フィルム濃度コードに従ってフィルムに記録するステップと、
   前記記録した符号化データを有する前記フィルムからフィルム・アーカイブを生成するステップと、
   を含む、前記方法。
2. 前記符号化データ中の前記特徴パターンが前記特徴パターンのピクセル値を前記非線形変換に基づいてフィルム濃度コードに変換することによって符号化される、請求項１に記載の方法。
3. 前記符号化データ中の前記特徴パターンが前記特徴パターンのピクセル値を線形変換に基づいてフィルム濃度コードに変換することによって符号化される、請求項１に記載の方法。
4. 前記符号化ステップが前記非線形変換を表す色参照テーブルを用いて実行される、請求項１に記載の方法。
5. 前記特徴パターンが前記ディジタル・ビデオ・データに関する時間的情報、空間的情報および色彩的情報のうちの少なくとも１つを与える、請求項１に記載の方法。
6. 前記特徴パターンがビデオ・フレームの時間コード、前記フィルム・アーカイブ上のビデオ・データの位置を示す要素、および所定のピクセル・コード値を表す色パッチのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記特徴パターンが、データ、テキストおよび図形要素のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記特徴パターンが、
   濃度勾配、および異なる色成分を表す色パッチのうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記非線形変換が、
   前記ディジタル・ビデオ・データを、元の色空間から、前記フィルムの色域を超えない色域を有するオブザーバ参照色空間に変換し、
   前記オブザーバ参照色空間内の前記ディジタル・ビデオ・データのコード値を、逆フィルム・プリント・エミュレーション変換を用いてフィルム濃度コードに変換し、
   前記非線形変換として使用するのに備えて前記変換したフィルム濃度コードを記憶することによって作成される、請求項１に記載の方法。
10. フィルム・アーカイブからビデオ・コンテンツを復元する方法であって、
    フィルム・ベース・データとして符号化されたディジタル・ビデオ・データと該ディジタル・ビデオ・データに関連付けられた特徴パターンとを含む前記フィルム・アーカイブの少なくとも一部分を走査するステップであって、前記ディジタル・ビデオ・データが非線形変換によってフィルム・ベース・データに符号化されているステップと、
    前記特徴パターンに含まれる情報に基づいて前記フィルム・アーカイブを復号するステップと、
    を含む、前記方法。
11. 前記フィルム・アーカイブ中の前記特徴パターンのピクセル値が前記非線形変換によってフィルム・ベース・データに符号化されている、請求項１０に記載の方法。
12. 前記特徴パターンが前記ディジタル・ビデオ・データに関する時間的情報、空間的情報、および色彩的情報のうちの少なくとも１つを与える、請求項１０に記載の方法。
13. 前記特徴パターンがデータ、テキスト、および図形要素のうちの少なくとも１つを含む、請求項１０に記載の方法。
14. 前記復号ステップが前記非線形変換に関する情報に基づいて実行される、請求項１０に記載の方法。
15. フィルム上にビデオ・コンテンツを記録するシステムであって、
    ディジタル・ビデオ・データに対応するフィルム・ベース・データと前記ビデオ・データに関連付けられた特徴パターンとを含む符号化データを生成するエンコーダであって、前記ディジタル・ビデオ・データおよび前記特徴パターンのピクセル値を、非線形変換によって前記フィルム・ベース・データに符号化するエンコーダと、
    前記符号化データをフィルム上に記録するフィルム・レコーダと、
    前記フィルムを処理してフィルム・アーカイブを生成するフィルム・プロセッサと、
    を含む、前記システム。
16. フィルム・アーカイブからビデオ・コンテンツを復元するシステムであって、
    前記フィルム・アーカイブを走査してフィルム・ベース・データを生成するフィルム・スキャナと、
    前記フィルム・ベース・データから特徴パターンを特定し、前記特徴パターンに基づいて前記フィルム・ベース・データを復号して、前記ビデオ・コンテンツの復元に使用されるビデオ・データを生成するデコーダであって、前記フィルム・ベース・データが、非線形変換によって前記ビデオ・データに関係付けられるデコーダと、
    を含む、前記システム。
    

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