JP3487361B2 - フイルムスキャナの露出制御装置並びに画像信号処理方法及びガンマ補正方法 - Google Patents

フイルムスキャナの露出制御装置並びに画像信号処理方法及びガンマ補正方法

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JP3487361B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はフイルムスキャナの露出
制御装置並びに画像信号処理方法及びガンマ補正方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、フイルムの画像をCCDラインセ
ンサを用いて取り込むようにしたフイルムスキャナが提
案されている(特開昭63−39267号公報)。この
種のフイルムスキャナの露出制御は、機械的な絞りによ
って行われるのが普通である。また、CCDラインセン
サの電子シャッターによって露出制御を行うようにした
ものはない。
【0003】また、ネガ画像をポジ画像に変換する際に
は、ネガ画像のばらつきが問題となり、特開平4−10
7082号公報に記載の信号処理回路では、アナログ処
理で対応している。即ち、3種類の色信号のそれぞれの
最大レベル、最小レベルを検出し、3種類の色信号の最
大レベル及び最小レベルが相互に等しくなるように、2
種類の色信号に対してそれぞれ設けられた可変ゲイン増
幅回路及びレベル調整回路(クランプ回路)を調整する
ことにより、白バランス及び黒バランスを合わせるよう
にしている。
【0004】更に、特開平4−107082号公報に記
載の信号処理回路では、3種類の色信号の階調特性を揃
えるガンマ補正回路が各色信号別に設けられている。し
かし、撮影時の露光がアンダーもしくはオーバーなネガ
画像は、階調特性が異なり、ガンマ特性も異なる。そこ
で、特開平4−107083号公報に記載の信号処理回
路では、シーンによるガンマ特性の違いを補償するため
に可変ガンマを用いた画像信号処理を行っている。この
信号処理は、アナログ処理で、ニー特性をもつガンマ補
正回路の前段及び後段にそれそれ可変ゲイン増幅回路を
設け、これらの可変ゲイン増幅回路のゲインを調整する
ことによりガンマを変えるようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、フイルムス
キャナの露出制御を機械的な絞りによって行う場合に
は、絞りの構造が複雑で、高価なものとなっていた。ま
た、露出制御手段が単独であるため、透過率の高いネガ
から低いネガ(即ち、露出オーバーのネガからアンダー
のネガ)まで、十分に対応することができないという問
題がある。
【0006】また、従来のR,G,B信号の白バランス
及び黒バランスを合わせる回路は、R,Bの信号処理系
に設けられ、ネガポジ反転回路及びガンマ補正回路は、
R,G,Bの各信号処理系に設けられており、処理回路
が多く複雑であるという問題がある。更に、露出オーバ
ーのネガとアンダーのネガとでは、被写体輝度に対する
階調特性が異なるが、特開平4−107083号公報に
記載のガンマ補正では、被写体輝度に応じてガンマを変
えていないため、中間調に色つきの問題が生じる。
【0007】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、透過率の高いネガから低いネガまで、機械的な
絞りを使用せずに最良のSNの画像が得られるように露
出制御を行うことができるフイルムスキャナの露出制御
装置を提供することを目的とする。また、本発明は簡単
な構成のデジタル処理回路によって色再現、階調特性に
優れた画像処理を実現することができるフイルムスキャ
ナの画像信号処理方法及びガンマ補正方法を提供するこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、現像済みスチル写真フイルムを1コマのス
キャン範囲の間、一定の速度で搬送するとともに該フイ
ルムの画像をラインセンサによって読み取り、該ライン
センサの出力電圧をアナログアンプで増幅したのちA/
Dコンバータに出力するようにしたフイルムスキャナの
露出制御装置において、シャッターゲートパルスを入力
すると各受光部に蓄積された不要電荷を排出し、1ライ
ン周期のリードゲートパルスが加えられると、各受光部
に蓄積された電荷をシフトレジスタに転送したのち順次
電圧信号として出力する前記ラインセンサと、前記リー
ドゲートパルスに対する前記シャッターゲートパルスの
発生タイミングを制御することによって露出時間を制御
する第1の露出制御手段と、前記フイルムの搬送速度を
制御するとともに該搬送速度に比例して前記シャッター
ゲートパルス及びリードゲートパルスの周期を変更する
ことによって露出時間を制御する第2の露出制御手段
と、前記アナログアンプのゲインを制御するゲイン制御
手段と、スキャンしようとする1コマのフイルム画像の
明るさを示す情報に基づいて該フイルム画像のスキャン
時における前記A/Dコンバータの入力電圧が最適状態
となるように第1、第2の露出制御手段及びゲイン制御
手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴として
いる。
【0009】
【0010】
【作用】本発明によれば、現像済みスチル写真フイルム
を一定の速度で搬送するとともに該フイルムの画像をラ
インセンサによって読み取り、該ラインセンサの出力電
圧をアナログアンプで増幅したのちA/Dコンバータに
出力する際に、該A/Dコンバータの入力電圧が最適状
態となるように以下の3つの制御手段を制御する。即
ち、電子シャッター機能を有するラインセンサにおける
リードゲートパルスに対するシャッターゲートパルスの
発生タイミングを制御することによって露出時間を制御
する第1の露出制御手段と、フイルムの搬送速度を制御
するとともにその搬送速度に比例して前記電子シャッタ
ーを制御するためのシャッターゲートパルス等の周期を
変更することによって露出時間を制御する第2の露出制
御手段と、前記アナログアンプのゲインを制御するゲイ
ン制御手段の3つの制御手段を、スキャンしようとする
フイルム画像の明るさを示す情報に基づいて総合的に制
御し、透過率の高いネガから低いネガまで、最良のSN
の画像が得られるようにしている。
【0011】
【0012】
【実施例】以下添付図面に従って本発明に係るフイルム
スキャナの露出制御装置並びに画像信号処理方法及びガ
ンマ補正方法の好ましい実施例を詳説する。図1は本発
明が適用されるフイルムスキャナの一実施例を示す要部
ブロック図である。このフイルムスキャナは、主として
照明用の光源10、撮影レンズ12、CCDラインセン
サ14、アナログアンプ16、A/Dコンバータ18、
デジタル信号処理回路20、モータ31、キャプスタン
32及びピンチローラ33を含むフイルム駆動装置、中
央処理装置(CPU)40等を備えている。
【0013】光源10は、フイルムカートリッジ50内
から引き出される現像済みのネガフイルム52を図示し
ない赤外カットフィルタを介して照明し、フイルム52
を透過した透過光は、撮影レンズ12を介してCCDラ
インセンサ14の受光面に結像される。CCDラインセ
ンサ14は、フイルム搬送方向と直交する方向に102
4画素分の受光部が配設されており、CCDラインセン
サ14の受光面に結像された画像光は、R,G,Bフィ
ルタが設けられて各受光部で電荷蓄積され、光の強さに
応じた量のR,G,Bの信号電荷に変換される。このよ
うにして蓄積されたR,G,Bの電荷は、CCD駆動回
路15から加えられる1ライン周期のリードゲートパル
スが加えられると、シフトレジスタに転送されたのちレ
ジスタ転送パルスによって順次電圧信号として出力され
る。また、このCCDラインセンサ14は、各受光部に
隣接してシャッターゲート及びシャッタードレインが設
けられており、このシャッターゲートをシャッターゲー
トパルスによって駆動することにより、受光部に蓄積さ
れた電荷をシャッタードレインに掃き出すことができ
る。即ち、このCCDラインセンサ14は、CCD駆動
回路15から加えられるシャッターゲートパルスに応じ
て受光部に蓄積する電荷を制御することができる、いわ
ゆる電子シャッター機能を有している。
【0014】上記CCDラインセンサ14から読み出さ
れたR,G,B電圧信号は、図示しないCDSクランプ
によってクランプされてアナログアンプ16に加えら
れ、ここで後述するようにゲインが制御される。アナロ
グアンプ16から出力される1コマ分のR,G,B電圧
信号はA/Dコンバータ18によって点順次のR,G,
Bデジタル信号に変換されたのち、デジタル信号処理回
路20によって後述する白バランス、黒バランス、ネガ
ポジ反転、ガンマ補正等が行われたのち、図示しない画
像メモリに記憶される。
【0015】尚、画像メモリに記憶された1コマ分の
R,G,Bデジタル信号は、繰り返し読み出され、D/
Aコンバータによってアナログ信号に変換されたのち、
エンコーダでNTSC方式の複合映像信号に変換されて
モニタTVに出力される。これにより、モニタTVよっ
てフイルム画像を見ることができるようになる。フイル
ム駆動装置は、フイルムカートリッジ50のスプール5
0Aと係合し、そのスプール50Aを正転/逆転駆動す
るフイルム供給部と、このフイルム供給部から送出され
るフイルム52を巻き取るフイルム巻取部と、フイルム
搬送路に配設され、フイルム52をモータ31によって
駆動されるキャプスタン32とピンチローラ33とで挟
持してフイルム32を所望の速度で搬送する手段とから
構成されている。尚、上記フイルム供給部は、フイルム
カートリッジ50のスプール50Aを図1上で時計回り
方向に駆動し、フイルム先端がフイルム巻取部によって
巻き取られるまでフイルムカートリッジ50からフイル
ム52を送り出すようにしている。
【0016】CPU40は、モータ回転数/方向制御回
路34を通じてモータ31の正転/逆転、起動/停止、
パルス幅変調によるフイルム搬送速度の制御を行う。そ
して、例えば9.25mm/秒の速度を標準のフイルム
画像を取り込む時の搬送速度とすると、標準速度の1/
2倍速(4.625mm/秒)の低速から16倍速(1
48.0mm/秒)の高速まで速度制御することができ
るようになっている。尚、1コマのフイルム搬送方向と
同方向の画素数は、CCD駆動回路15のリードゲート
パルス等の周期を変更しない場合にはフイルム搬送速度
に応じて変化し、例えば、1/2倍、1倍、8倍、16
倍の各速度における画素数は、1792画素、896画
素、112画素、56画素である。
【0017】次に、本発明に係るフイルムスキャナの露
出制御方法について説明する。先ず、フイルムカートリ
ッジ50がカートリッジ収納部(図示せず)にセットさ
れ、フイルムカートリッジ50からフイルム52が送り
出されてフイルム先端がフイルム巻取部の巻取軸に巻き
付けられると(フイルムローディングが完了すると)、
フイルム52のプリスキャンを実行する。即ち、フイル
ム52を16倍速の高速で順方向(図4上で右方向)に
搬送し、続いて16倍速の高速で逆方向に巻き戻す。上
記プリスキャン時には、CCDラインセンサ14、アナ
ログアンプ16及びA/Dコンバータ18を介して積算
ブロック41に点順次のR,G,Bデジタル信号が取り
込まれる。
【0018】ここで、フイルム搬送速度は16倍速であ
るため、1コマのフイルム搬送方向の画素数は、56画
素となっている。また、CCDラインセンサ14は、前
述したようにフイルム搬送方向と直交する方向に102
4画素分の受光部を有しているが、1/32に間引くこ
とにより1コマのフイルム搬送方向と直交する方向の画
素数は、32画素となっている。図2(A)は1コマの
フイルム画像における上記積算ブロック41での積算エ
リアを示している。即ち、1コマ(56×32画素)は
8×8の積算エリアに分割されており、積算ブロック4
1はの各積算エリア別にデジタル信号を積算し、その積
算値をCPU40に出力する。尚、1つの積算エリア
は、7×4画素からなっている。
【0019】CPU40は、積算ブロック41から入力
する積算値に基づいて、図2(B)に示すように6つの
領域毎の平均輝度値を求める。そして、露出制御のため
の測光値は、中心の領域1の平均輝度値と、この輝度値
に近い周辺領域の輝度値を加算平均して算出する。尚、
中心の領域1の平均輝度値は、その周辺領域の輝度値に
比べて大きな重み付けがされている。
【0020】CPU40は上記のようにして各コマの明
るさを示す測光値をそれぞれ算出し、これらの測光値を
CPU内蔵のランダム・アクセス・メモリ(RAM)4
0Aに記憶する。そして、各コマの測光値は、各コマを
本スキャンする際の露出制御時に使用される。さて、本
発明による露出制御は、以下の3つの手段によって行わ
れる。
【0021】CCDラインセンサ14は、前述したよう
に電子シャッター機能を有しており、CPU40からC
CD駆動回路15を介してシャッター量が制御され、こ
れによって露出時間が制御される。尚、本実施例では電
子シャッターのシャッター量可変範囲は、20%〜10
0%までとなっている。また、CPU40は、本スキャ
ン時に、モータ回転数/方向制御回路34及びモータ3
1を通じてフイルム52が1倍速から1/2倍速までの
範囲の任意の速度で搬送されるように制御することがで
きるようになっている。一方、モータ31の軸には、ス
リット付きの円盤35が取り付けられており、この円盤
35のスリットを検出するフォトディテクタ36は、モ
ータの回転速度を示すパルス信号をタイミングジェネレ
ータ37に出力する。そして、タイミングジェネレータ
37は、本スキャン時には上記入力するパルス信号によ
ってモータ31の回転に同期したパルス信号を発生す
る。タイミングジェネレータ37から発生されるパルス
信号は、CCD駆動回路15、A/Dコンバータ18、
デジタル信号処理回路20等に加えられ、これにより各
回路は駆動速度が制御されるとともに同期がとられてい
る。
【0022】即ち、フイルム搬送速度を変更することに
より、CCD駆動回路15からCCDラインセンサ14
に出力されるリードゲートパルス、シャッターゲートパ
ルス、レジスタ転送パルスの周期も自動的に変更され
る。尚、1倍速の本スキャン時には、1コマのフイルム
搬送方向と同方向の画素数は896画素となるが、フイ
ルム搬送速度を変更してもCCD駆動回路15のリード
ゲートパルス等の周期も自動的に変更されるため、画素
数の変動はない。
【0023】このようにフイルム搬送速度を1倍速から
1/2倍速に変更することにより、露出時間を100%
から200%の範囲で変更することができる。尚、タイ
ミングジェネレータ37の制御方法としては、上記実施
例に限らず、図5に示すようにタイミングジェネレータ
37の元クロック周波数をモータ回転数に合わせて位相
同期ループ(PLL)38で可変としてもよい。
【0024】更に、CCDラインセンサ14の後段に設
けられているアナログアンプ16は、CPU40からの
ゲイン制御信号によってゲインが制御されるが、本実施
例ではアンプゲインの可変範囲は6dBから18dB
(2〜8倍)となっている。このアナログアンプ16の
最低ゲインは、次式、 で決定される。尚、以後、min(CCD定格出力電
圧,アナログアンプ定格入力電圧)をCCD適正出力電
圧と呼ぶ。CCD出力がCCD適正出力電圧なら、アン
プゲインを最低ゲインに設定すれば、A/Dコンバータ
18への入力電圧は適正(定格入力電圧)となり、SN
も最良となる。
【0025】次に、本スキャンしようとするコマの測光
値に基づいてCCDラインセンサ14の電子シャッタ
ー、フイルム搬送速度及びアンプゲインを総合的に制御
する場合について説明する。図3は電子シャッター、フ
イルム搬送速度及びアンプゲインを総合的に制御する場
合の一実施例を示すグラフであり、ネガ露光量(測光
値)に対する各パラメータの設定値の変化、及びCCD
ラインセンサのMAX出力電圧の関係を示している。同
図に示すように、アンダーのネガは透過率が高いため、
ネガ搬送速度は1倍速、アナログアンプのゲインは最低
ゲイン(6dB)とし、電子シャッターによる制御のみ
でCCD出力電圧がCCD適正出力電圧になるように調
節する。そして、ネガがオーバーになる(ネガ透過率が
低下する)にしたがって電子シャッターの開放率を増大
していき、透過率の低下に対応させる。
【0026】電子シャッターの開放率が100%になる
と、その後はネガの搬送速度によりCCDラインセンサ
14の受光量(露出時間)を調節する。即ち、電子シャ
ッターの開放率を100%に固定し、アンプゲインを最
低ゲインとし、ネガがオーバーになるにしたがって搬送
速度を低下させる。搬送速度による調節範囲が限界(1
/2倍速)となり、更にネガがオーバーになると、電子
シャッターの開放率を100%、搬送速度を最低速(1
/2倍速)に固定し、アナログアンプゲインのみを調節
することにより、A/Dコンバータ18の入力電圧が適
正(定格入力電圧)になるようにする。
【0027】尚、図3中、ネガ露光量の大きさに対応し
て区分した領域、、のうち、領域は電子シャッ
ターのみによる調節領域であり、領域は搬送速度のみ
による調節領域であり、領域はアナログアンプゲイン
のみによる調節領域を示す。同図に示すように領域〜
においては、CCDラインセンサのMAX出力電圧が
CCD適正出力電圧(一定)となっているため、最良の
SNが得られる。領域においては、CCDラインセン
サのMAX出力電圧がCCD適正出力電圧に満たない分
をアナログアンプのアンプゲインで補うようにしている
ため、ネガがオーバーになるにしたがってSNは低下す
る。但し、A/Dコンバータの定格入力レンジは最大に
使用しているので、A/D変換時の分解能は低下しな
い。
【0028】図4は電子シャッター、フイルム搬送速度
及びアンプゲインを総合的に制御する場合の他の一実施
例を示すグラフである。この実施例では、ネガの搬送速
度を連続可変とせず、1倍速と1/2倍速の2段切り換
えとしている。尚、領域及びにおける調節は、図3
に示した実施例と同様なため、領域における調節につ
いて説明する。
【0029】電子シャッターの開放率が100%にな
り、領域の制御に移行すると、直ちにネガ搬送速度を
1/2倍速に低下させるとともに、一旦100%に達し
た電子シャッターの開放率を50%にする。そして、ネ
ガ搬送速度を1/2倍速に固定した状態で、電子シャッ
ターによる制御でCCD出力電圧がCCD適正出力電圧
になるように調節する。そして、ネガがオーバーにな
り、再び電子シャッターの開放率が100になると、そ
の後は領域のアナログアンプゲインによる調節を行
う。
【0030】また、上記のようにネガ搬送速度を2段切
り換えとすることにより、タイミングジェネレータ37
の構成を簡略化することができる。即ち、モータ31の
回転に同期させたり、PLLを使用したりせずに、元ク
ロック周波数をそのまま使用するか又は1/2分周する
ことにより、ネガ搬送速度の切り換えに応じたタイミン
グ信号を発生させることができる。しかし、領域に画
像を読み取る場合、図3の場合と比較してスキャン速度
が遅くなるという欠点がある。
【0031】次に、白バランス、黒バランス、ネガポジ
反転、ガンマ補正等を行うデジタル信号処理回路20に
ついて説明する。先ず、白バランス及び黒バランスを合
わせるために使用するオフセット値、ゲイン量の算出方
法について説明する。CPU40は、プリスキャン時に
積算ブロック41を通して得られるヒストグラム値(図
示せず)を入力しているが、これらのヒストグラム値の
うちからR,G,B毎にそれぞれ基準最大値及び基準最
小値を検出する。そして、オフセット値及びゲイン量
は、これらの基準最大値及び基準最小値に基づいて、次
式、 オフセット値=1023−Rmax …(1) ゲイン量=1023/(Rmax −Rmin ) …(2) により算出する。
【0032】尚、式(1)、(2)は、Rに関するもの
であるが、他の色チャンネルも同様にして算出する。ま
た、ここでは、R,G,Bデジタル信号は10ビットと
して表しており、1023はその最大値である。そし
て、本スキャン時にA/Dコンバータ18から出力され
るオリジナルRor g に対して、次式、 R1=Rorg +オフセット値 …(3) に示すようにRのオフセット値を加算することによって
黒点オフセットされたデジタル信号R1を得る。G,B
のオリジナルについても同様の処理を行うことにによ
り、R,G,Bデジタル信号のピーク値(ポジ画像の
黒)を合わせる(図6(A)参照)。
【0033】続いて、上記オフセットされたデジタル信
号R1に対して、次式、 R2=1023−R1 …(4) の演算を実行することにより、ネガポジ反転を行う(図
6(B)参照)。次に、ネガポジ反転されたデジタル信
号R2に対して、式(2)で求めたゲイン量を、次式に
示すように乗算することにより、 R3=R2×ゲイン量 …(5) R,G,Bデジタル信号の他方のピーク値(ポジ画像の
白)を合わせる(図6(C)参照)。
【0034】最後に、ゲイン量が乗算されたR,G,B
デジタル信号にそれぞれ異なるガンマ補正をかけること
により、グレーを合わせる(図6(D)参照)。次に、
上記ガンマ補正について更に詳細に説明する。先ず、ガ
ンマ補正をする際の基準となるルックアップテーブル
(以下、ベースLUTという)を準備する。
【0035】このベースLUTは、図7(A)に示すよ
うに関数y=xから適当なガンマ特性を示す実際のルッ
クアップテーブル(以下、実際のLUTという)を差し
引いた差分値(ガンマ補正値)をもっている。このベー
スLUTに対して、ガンマゲインを乗算することによ
り、ベースLUTを変化させることができる(図7
(B)参照)。これにより1つのベースLUTから適宜
のガンマゲインを乗算することにより、R,G,B毎に
ガンマ補正値が伸長又は圧縮されたLUTを得ることが
できる。尚、関数y=xからそれぞれR,G,B毎にガ
ンマ補正値が伸長又は圧縮されたLUTを差し引くこと
により、R,G,B毎の実際のLUTを得ることができ
る(図7(C)参照)。
【0036】従って、前述した式(3)〜(5)によっ
て白バランス及び黒バランスが合わされ、ネガポジ反転
された点順次のR,G,Bデジタル信号に対してガンマ
補正を行う場合には、点順次のR,G,Bデジタル信号
に基づいて前記ベースLUTから順次ガンマ補正値を読
み出し、そのガンマ補正値にR,G,B毎のガンマゲイ
ンを乗算して適宜伸長又は圧縮したガンマ補正値を求
め、点順次のR,G,Bデジタル信号から色別に伸長又
は圧縮したガンマ補正値を減算することにより点順次で
各色別にガンマ補正を行うことができる。
【0037】図8は図1に示したデジタル信号処理回路
20の内部構成を含むブロック図である。このデジタル
信号処理回路20は上述したデジタル信号処理を行うも
ので、主として加算器21、22、24、乗算器23、
26、及びベースLUT25から構成されている。加算
器21には、A/Dコンバータ18から点順次のR,
G,Bデジタル信号CMPAD が入力している。尚、デジタ
ル信号CMPAD は、図9(A)に示すようにクロックCHCL
K (図9(B))にしたがって時系列的にR,G,B,
Gと流れている。
【0038】一方、CPU40は、式(1)及び(2)
に示したようにR,G,B毎にオフセット値(R
offset, offset,Boffset)及びゲイン量(R
wbgain, wbgain,Bwbgain)を算出して記憶するとと
もに、R,G,B毎にガンマゲイン(Rga mgain,
gamgain,gamgain )を記憶している。また、これらの
オフセット値等は、各コマ毎に記憶されている。そし
て、アドレスデーコダ42によって本スキャンしようと
するコマに対応するオフセット値等が選択され、図8中
のINTDATAによってR,G,Bのオフセット値はレジス
タ43R,43G,43Bに格納され、R,G,Bのゲ
イン量はレジスタ44R,44G,44Bに格納され、
R,G,Bのガンマゲインはレジスタ45R,45G,
45Bに格納される。尚、これらのレジスタには、1コ
マ分のR,G,Bデジタル信号が処理されるまで保持さ
れる。
【0039】レジスタ43R,43G,43Bに格納さ
れたオフセット値(Roffset, of fset,Boffset)は
マルチプレクサ46に加えられており、マルチプレクサ
46の他の入力にはクロックCHCLK (図9(B))を分
周して作成されたタイミング信号INTCOLSL0,1(図9
(C),(D))が加えられている。マルチプレクサ4
6は、タイミング信号INTCOLSL0,1によって3つのオ
フセット値からいずれか1つのオフセット値を選択し、
この選択したオフセット値(図9(E))をデジタル信
号処理回路20の加算器21の他の入力に出力する。
【0040】同様にして、マルチプレクサ47は、レジ
スタ44R,44G,44Bから入力する3つのゲイン
量(Rwbgain, wbgain,Bwbgain)のうちの1つのゲ
イン量を選択し、この選択したゲイン量(図9(F))
を乗算器23に出力し、また、マルチプレクサ48は、
レジスタ45R,45G,45Bから入力する3つのガ
ンマゲイン(Rgamgain,gamgain,gamgain )からい
ずれか1つのガンマゲインを選択し、この選択したガン
マゲイン(図9(G))を乗算器26に出力する。
【0041】一方、加算器21には前述したようにデジ
タル信号CMPAD (図9(A))が入力しており、加算器
21はデジタル信号CMPAD とオフセット値とを加算す
る。これにより、黒点オフセットされたデジタル信号が
得られる(式(3)、図6(A)参照)。加算器21か
ら出力される黒点オフセットされたデジタル信号は、加
算器22の負入力に加えられ、加算器22の正入力には
白ピークレベルを示す値(1023)が加えられてお
り、加算器22は1023から黒点オフセットされたデ
ジタル信号を減算する。これによりネガポジ反転された
デジタル信号が得られる(式(4)、図6(B)参
照)。
【0042】続いて、ネガポジ反転されたデジタル信号
は、乗算器23に加えられる。乗算器23の他の入力に
はマルチプレクサ47からゲイン量が加えられており、
乗算器23は2入力を乗算することにより、R,G,B
デジタル信号のポジ画像の白を合わせる(式(5)、図
6(C)参照)。次に、乗算器23から出力されるデジ
タル信号は、加算器24及びベースLUT25に加えら
れる。ベースLUT25は、図7(A)に示したように
入力レベルに応じたガンマ補正値を有しており、入力す
るデジタル信号に基づいてそのデジタル信号の大きさに
応じたガンマ補正値を読み出し、このガンマ補正値を乗
算器26に出力する。乗算器26の他の入力にはマルチ
プレクサ48からガンマゲインが加えられており、乗算
器23は2入力を乗算することにより、R,G,Bデジ
タル信号の色別のガンマ補正値を生成し、これを加算器
24の負入力に出力する。尚、ベースLUT25は、圧
縮した形のガンマ補正値を有しており、そのガンマ補正
値は、各色別のガンマゲインによって適宜伸長される。
【0043】加算器24は入力するR,G,Bデジタル
信号から各色別に伸長されたガンマ補正値を減算する。
これによりガンマ補正された正規のR,G,Bデジタル
信号RGBGgam (図9(H))が得られる。図10は
被写体輝度に対するCCD出力の関係を示すグラフであ
る。通常のシーンでは、図10(A)に示すように被写
体輝度の最大領域と最小領域とに無色のグレー、即ち、
白と黒とが存在する。しかし、実際にはこのようなシー
ンが全てではなく、例えば、図10(B)に示すように
被写体輝度の最大領域において、被写体のR成分がな
く、G,Bと比べると、RのみCCD出力が大きな値と
なる場合がある。
【0044】上記実施例では、CPU40は、ヒストグ
ラム値より算出される値を、R,G,B毎にそれぞれ基
準最大値及び基準最小値を検出し、その検出値をそのま
ま使用してオフセット値及びゲイン量を算出するように
したが、これに限らず、基準最大値と基準最小値の差
分、即ち、Rmax −Rmin , max −Gmin , max
min を計算し、これらが相互に近い値になるように基
準最大値及び基準最小値を再設定し、その再設定された
最大値及び最小値を使用して、式(1)、(2)にした
がってオフセット値及びゲイン量を算出するようにして
もよい。これによれば、図10(B)に示すようなシー
ンも良好に色再現することができる。
【0045】また、露光の異なるネガは、図11(A)
に示すように被写体輝度に対する階調特性が異なり、従
って、図11(B)に示すようにガンマ特性も異なる。
従って、図11(C)に示すようにネガの露光量に応じ
てベースLUTを変化させる必要がある。そこで、露出
制御のために検出した測光値を利用し、前述した色別の
ガンマゲイン(Rgamgain,gamgain,gamgain )を更
に測光値に応じて変化させるようにすれば、ネガの露光
量に応じたガンマ補正を行うことができる。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るフイル
ムスキャナの露出制御装置によれば、ラインセンサの電
子シャッター、フイルム搬送速度及びアンプゲインを総
合的に制御して露出制御するようにしたため、透過率の
高いネガから低いネガまで、機械的な絞りを使用せずに
最良のSNの画像信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明が適用されるフイルムスキャナの
一実施例を示す要部ブロック図である。
【図2】図2(A)は図1に示した積算ブロックで積算
される各積算エリアを示し、同図(B)は測光値を算出
するための各領域を示す図である。
【図3】図3は電子シャッター、フイルム搬送速度及び
アンプゲインを総合的に制御する場合の一実施例を示す
グラフである。
【図4】図4はは電子シャッター、フイルム搬送速度及
びアンプゲインを総合的に制御する場合の他の実施例を
示すグラフである。
【図5】図5は図1に示すタイミングジェネレータの他
の制御方法を示す要部ブロック図である。
【図6】図6(A)乃至(D)はそれぞれ図1のデジタ
ル信号処理回路の各部における処理内容を示すグラフで
ある。
【図7】図7(A)乃至(C)はそれぞれ本発明による
ガンマ補正方法を説明するために用いたグラフである。
【図8】図8は図1のデジタル信号処理回路の詳細な構
成を示すブロック図である。
【図9】図9(A)乃至(H)はそれぞれ図8における
各部の信号のタイミングチャートである。
【図10】図10は被写体輝度に対するCCD出力の関
係を示すグラフである。
【図11】図11(A)乃至(C)はそれぞれ露光の異
なるネガの被写体輝度に対する階調特性、ガンマ特性及
びベースLUTを示すグラフである。
【符号の説明】
10…光源 12…撮影レンズ 14…CCDラインセンサ 15…CCD駆動回路 16…アナログアンプ 18…A/Dコンバータ 20…デジタル信号処理回路 21、22、24…加算器 23、26…乗算器 25…ベースLUT 31…モータ 32…キャプスタン 33…ピンチローラ 34…モータ回転数/方向制御回路 35…円盤 36…フォトディテクタ 37…タイミングジェネレータ 40…中央処理装置(CPU) 41…積算ブロック 42…アドレスデーコダ 43R〜45B…レジスタ 46、47、48…マルチプレクサ 50…フイルムカートリッジ 52…ネガフイルム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中沢 誠 埼玉県朝霞市泉水3丁目11番46号 富士 写真フイルム株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−98092(JP,A) 特開 平6−98250(JP,A) 特開 平4−107082(JP,A) 特開 平5−260372(JP,A) 特開 平6−98172(JP,A) 実開 昭60−50568(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/20 - 5/202 H04N 5/235 - 5/243 H04N 5/253 H04N 9/04 - 9/11 H04N 9/68 - 9/73

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 現像済みスチル写真フイルムを1コマの
    スキャン範囲の間、一定の速度で搬送するとともに該フ
    イルムの画像をラインセンサによって読み取り、該ライ
    ンセンサの出力電圧をアナログアンプで増幅したのちA
    /Dコンバータに出力するようにしたフイルムスキャナ
    の露出制御装置において、 シャッターゲートパルスを入力すると各受光部に蓄積さ
    れた不要電荷を排出し、1ライン周期のリードゲートパ
    ルスが加えられると、各受光部に蓄積された電荷をシフ
    トレジスタに転送したのち順次電圧信号として出力する
    前記ラインセンサと、 前記リードゲートパルスに対する前記シャッターゲート
    パルスの発生タイミングを制御することによって露出時
    間を制御する第1の露出制御手段と、 前記フイルムの搬送速度を制御するとともに該搬送速度
    に比例して前記シャッターゲートパルス及びリードゲー
    トパルスの周期を変更することによって露出時間を制御
    する第2の露出制御手段と、 前記アナログアンプのゲインを制御するゲイン制御手段
    と、 スキャンしようとする1コマのフイルム画像の明るさを
    示す情報に基づいて該フイルム画像のスキャン時におけ
    る前記A/Dコンバータの入力電圧が最適状態となるよ
    うに第1、第2の露出制御手段及びゲイン制御手段を制
    御する制御手段と、 を備えたことを特徴とするフイルムスキャナの露出制御
    装置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、前記フイルム画像の明
    るさが第1の露出調節範囲の場合には前記第1の露出制
    御手段のみを制御し、前記第1の露出調節範囲よりも暗
    い第2の露出調節範囲の場合には前記第1、第2の露出
    制御手段のいずれか一方を最大値に固定して他方を制御
    し、前記第2の露出調節範囲よりも暗い第3の露出調節
    範囲の場合には前記第1及び第2の露出制御手段を最大
    値に固定して前記ゲイン制御手段を制御することを特徴
    とする請求項1のフイルムスキャナの露出制御装置。
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