JP3580613B2 - 写真の露光状態の判定方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、写真フィルム等に記録されている画像を読み取って得られた画像データから、写真の露光状態を判定する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、例えば特開平6−233052号公報に示されているように、写真フィルムに記録されている画像を読み取って画素毎の濃度を示す画像データを得、これらの画像データに基づいて光ビームを変調し、この変調された光ビームにより感光材料を走査して該感光材料に画像を記録するようにした写真プリンタが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
この種の写真プリンタにおいては、適正露光で撮影されたフィルムのみならず、露光不足あるいは露光過剰で撮影されたフィルムから画像を読み取り、その画像を感光材料に記録することも当然有り得る。このように不適正な露光で撮影されたフィルムは、その特性曲線のいわゆる「足」あるいは「肩」の部分まで利用して写真像を記録しているので、そのフィルムを読み取って得た画像データをそのまま用いて感光材料に画像を記録すると、高濃度域あるいは低濃度域において記録像のコントラストが不十分となってしまう。
【0004】
そこで従来より、例えば特表平4−504944号に示されているように、不適正な露光で撮影されたフィルムを読み取って得た画像データを、フィルムの特性曲線の逆特性の非線形変換処理にかけ、この変換処理後の画像データに基づいて感光材料に画像を記録することが提案されている。
【0005】
このような非線形変換処理を行なう際には、非線形変換特性を適切に定めるために、画像データがどのような露光状態(適正露光、露光不足あるいは露光過剰)で、つまりフィルム特性曲線のどの範囲を使って撮影されたフィルムからのものであるかを知る必要がある。そのために上記特表平4−504944号には、画像データとフィルムベース濃度との比較結果に応じて露光状態を判定する方法が示されている。
【0006】
しかし、このような露光状態の判定方法においては、フィルム毎にそのベース濃度を実測しなければならないから、そのための濃度測定手段が必要になって写真プリンタのコストアップを招く、露光状態の判定に時間がかかる、といった問題が生じる。
【0007】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、写真フィルム等に記録されている画像を読み取って得られた画像データから、写真の露光状態を簡単に判定することができる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】
本発明による写真の露光状態の判定方法は、フィルム等の写真感光材料を読み取って得た画像データのみから露光状態を判定できるようにしたものであり、詳しくは、
上述のような画像データのヒストグラムを求め、
このヒストグラムにおける特定点(データ最小点や最大点)の濃度値と、画像データのダイナミックレンジとを求め、
上記特定点の濃度値が第1の所定濃度値よりも小で、かつ、上記ダイナミックレンジが所定値よりも小のときに露光不足と判定し、
上記特定点の濃度値が第2の所定濃度値よりも大で、かつ、上記ダイナミックレンジが所定値よりも小のときに露光過剰と判定することを特徴とするものである。
【0009】
【発明の効果】
感光材料に記録されている写真を読み取って得た画像データが示す濃度値が全体的にかなり小さければ、その写真は露光不足で撮影されたものである可能性が高い。反対に、感光材料に記録されている写真を読み取って得た画像データが示す濃度値が全体的にかなり大きければ、その写真は露光過剰で撮影されたものである可能性が高い。
【0010】
そこで基本的には、画像データのヒストグラムにおける特定点の濃度値が、適当に定めた第1の所定濃度値よりも小ならば露光不足、該特定点の濃度値が、適当に定めた第2の所定濃度値よりも大ならば露光過剰と考えることができるが、この特定点の濃度値は感光材料の種類によっても異なる(例えばフィルムの場合はそのベース濃度に応じて異なる)ので、この特定点の濃度値のみに基づいて露光状態を判定すると、誤った判定をしてしまう恐れもある。
【0011】
他方、写真感光材料を読み取って得た画像データのダイナミックレンジがある程度大きければ、その写真はフィルム特性曲線の線形の部分のみを利用して撮影されたものである可能性が高い。それに対して、このダイナミックレンジが通常より小さい場合、その写真は露光不足や露光過剰でフィルム特性曲線の「足」あるいは「肩」の部分まで利用したために、ダイナミックレンジが圧縮されていると考えることができる。
【0012】
そこで、画像データのヒストグラムにおける特定点の濃度値のみから露光状態を判定せずに、この画像データのダイナミックレンジが所定値よりも小であるということも露光不足あるいは露光過剰の判定条件とすれば、露光不足あるいは露光過剰を正確に判定できるようになる。
【0013】
以上の通り本発明による写真の露光状態の判定方法は、フィルム等の写真感光材料を読み取って得た画像データのみから露光状態を判定できるから、フィルムのベース濃度を測定する手段等は必要とせずに、露光状態を短時間内で判定可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。図1は、本発明の方法により写真の露光状態を判定するデジタル写真プリンタの一例を示すものである。
【0015】
この図1に示すデジタル写真プリンタは、カラー写真フィルム10の端部に貼付されたチェックテープに記載されたフィルム番号を読み取るスキャナ20と、写真フィルム10の撮影コマ11毎に形成されたバーコードを読み取るバーコードリーダ21と、フィルム10のパーフォレーションと噛合しつつ回転してフィルム10を搬送するスプロケット22と、スプロケット22を駆動するモータ23と、スキャナ20により読み取られたフィルム番号およびバーコードリーダ21により読み取られたコマ番号をデータバスに送るとともに、モータ23の駆動制御信号をモータ23に送るフィルムスキャナ制御インターフェース(I/F)40とを有している。
【0016】
またこのデジタル写真プリンタは、白色光を発する光源31、調光ユニット32、色分解ユニット33および拡散ボックス34からなり、フィルム10の撮影コマ11に読取光を照射する光源ユニット30と、この光源ユニット30からの読取光が照射された撮影コマ11に記録されている画像(透過画像)をレンズ51を介して光電的に読み取るCCD52と、このCCD52が出力する画像信号をデジタル画像データに変換するA/D変換器53と、このA/D変換器53から出力されたデジタル画像データに対して画像処理を施してフレームメモリ55に出力する第1の画像処理装置54と、フレームメモリ55に一旦記憶された画像処理済みのデジタル画像データに対して必要に応じて画像処理パラメータの変更された画像処理を施す第2の画像処理装置56と、画像処理済みのデジタル画像データに基づいた変調信号を出力する変調器ドライバ57とを備えている。
【0017】
さらにこのデジタル写真プリンタは、上記変調器ドライバ57が出力する変調信号に基づいた可視画像を再生するプリンタ60と、プリンタ制御I/F58と、フレームメモリ55に記憶されたデジタル画像データをデータバスを介して記憶するハードディスク75と、上記デジタル画像データに基づく可視画像を必要に応じて再生し、また画像処理条件等を表示するCRTモニタ71と、表示I/F70と、画像処理条件、画像処理条件の補正値、画像検索用情報等を入力するキーボード73と、キーボードI/F72と、CPU(中央処理装置)74と、他のデジタル写真プリンタシステムと通信回線を介して接続する通信ポート76と、プリンタ60により再生された写真プリントを検査する検品場所に配置されて必要に応じて焼直し指示を入力するキーボード78と、キーボードI/F77とを備えている。上記CPU74は、スキャナ41およびバーコードリーダ42により読み取られたフィルム番号およびコマ番号からなる画像検索用情報と、画像処理装置54から入力された画像処理条件と、フレームメモリ55から入力されたデジタル画像データとを対応付けしてハードディスク75に記憶させ、またキーボード73から入力された画像検索用情報に対応する画像に関するデジタル画像データをハードディスク75から検索制御し、さらに、データバスに接続された各機器を制御する。
【0018】
上記プリンタ60は、詳しくは、プリント部と現像処理部と乾燥部とから構成されている。プリント部は、長尺の印画紙90をロール状にして貯蔵するマガジン62と、変調器ドライバ57が出力する変調信号に基づいて露光光を変調し、この露光光により印画紙90を長手方向と直角な方向に走査(主走査)する露光スキャナ61と、印画紙90に位置決め用の基準孔を穿孔するホールパンチユニット63と、この基準孔を基準として印画紙90を副走査方向(長手方向)に搬送する副走査ドライブ系64と、プリンタ制御I/F58を介して入力された画像検索用情報を印画紙90の裏面に印字する裏印字ユニット65とから構成されている。
【0019】
一方乾燥部は、通常の乾燥手段に加えて、乾燥の完了した露光済みの印画紙
(写真プリント)90を1枚ずつ切断するカッター66と、この1枚ずつ切断された写真プリント90を整列して並べるソーター67とを備えている。
【0020】
次に、このデジタル写真プリンタの作用について説明する。まず、CPU74はフィルムスキャナ制御I/F40を介してモータ23を駆動し、モータ23に連結されたスプロケット22が回転してフィルム10を搬送する。このフィルム10の搬送中に、チェックテープに記載のフィルム番号がスキャナ20により読み取られて、CPU74に入力される。また同様に、バーコードリーダ41が撮影コマ11毎に設けられたコマ番号を示すバーコードを読み取り、その読み取った内容がフィルムスキャナ制御I/F40を介してCPU74に入力される。
【0021】
バーコードが読み取られた撮影コマ11には、光源ユニット30から光が照射され、そのコマに記録されている画像がレンズ51によってCCD52上に結像される。CCD52はこの画像を読み取り、その出力信号はA/D変換器53によってデジタル化されて、画素毎のデジタル画像データが得られる。
【0022】
この際、光源31からの光の光路に色分解ユニット33のR(赤)、G(緑)およびB(青)の各色フィルタが順次挿入され、その都度CCD52による画像読取りがなされる。そこでA/D変換器53からは、画素毎の各色濃度を示すデジタル画像データD1、D2、D3が得られる。なお本例では、デジタル画像データD1、D2、D3がそれぞれ赤、緑、青色濃度を示すものとし、以下ではそれらを各々画像データDR、DG、DBと称することする。
【0023】
第1の画像処理装置54は、入力されたデジタル画像データDR、DG、DBがネガ画像に関するものである場合はそれらに反転処理を施すとともに、後に該画像データDR、DG、DBにより写真プリントに可視画像を再生したときに最適な濃度、階調、色、シャープネスとなるように、画像データに対して予め設定された画像処理アルゴリズムに従った画像処理を施し、フレームメモリ55にその処理済みの画像データを出力する。
【0024】
なお厳密には、画像データDR、DG、DBそのものではなく、グレーバランス調整処理を受けた後の画像データに上記反転処理や画像処理が施されるものであるが、このグレーバランス調整は本発明とは直接関わりがないので、それについての説明は省略する。
【0025】
フレームメモリ55に入力された画像データは、そこに一旦記憶されるとともに、データバスを通じてCPU74にも入力される。そこで、読み取った画像が最適な濃度、階調となるように、データバスを介して入力された画像データに基づいてCPU74がCCD52のダイナミックレンジ等を最適に調整したり、あるいは光源ユニット30による照射光量を最適に調整することが可能となる。
【0026】
一方、フレームメモリ55に記憶された画像データはデータバスを介してCRTモニタ71に入力され、CRTモニタ71はこの画像データに基づいて可視画像を表示する。そこで、この表示画像を操作者(または受注者)が観察し、必要に応じてより最適な濃度、階調、色、シャープネスの可視画像が再生されるように、画像処理の補正量をキーボード73から入力することができる。
【0027】
キーボード73から入力された補正量は第2の画像処理装置56に入力される。第2の画像処理装置56はフレームメモリ55に記憶された画像データに対して、上記補正量に応じた画像処理を施し、変調器ドライバー57に画像処理を施した画像データを出力する。補正の必要がない場合には第2の画像処理装置56はフレームメモリ55に記憶された画像データをそのまま変調器ドライバー57に出力する。
【0028】
プリンタ60は、プリンタ制御I/F58を介してCPU74により駆動制御される。すなわちプリント部では、まず副走査ドライブ系64が、マガジン62から所定の搬送通路に沿って延びる印画紙90を副走査方向に搬送する。搬送通路上に設けられたホールパンチユニット63は、例えば写真プリント1枚分の送り量に相当する長さ間隔毎に、印画紙90の側縁部付近に同期基準となる基準孔を穿孔する。プリンタ60においては、この基準孔を同期基準として印画紙90が搬送される。
【0029】
印画紙90は、露光スキャナ61が発する画像データに基づいて変調された光により主走査され、また上記のように搬送されることによって副走査され、そこでこの印画紙90には画像データに基づく可視画像が走査露光される。なお印画紙搬送速度はCPU74によって制御され、主走査と副走査の同期が取られる。
【0030】
その後印画紙90は、プリント部から搬送通路に沿って現像処理部に搬送され、ここで所定の現像処理および水洗処理を受けた後、乾燥部に送られる。乾燥部では、現像処理部で水洗処理された印画紙90を乾燥処理し、乾燥の完了した印画紙90はカッター66により、基準孔を同期の基準とした写真プリントの1枚の大きさに対応したピースに切り分けられる。
【0031】
ここで第1の画像処理装置54は、デジタル画像データDR、DG、DBに前述のような画像処理を施すとともに、それに先立ってこれらのデジタル画像データDR、DG、DBに非線形変換処理を施す。この非線形変換処理は、デジタル画像データDR、DG、DBをまとめて入力画像データDと表したとき、図2の(1)に示すような非線形特性で出力画像データDo に変換するものであり、この変換特性は、同図の(2)に示すネガフィルム10の撮影露光量対発色濃度特性の逆特性とされている。
【0032】
以下、この非線形変換処理について詳しく説明する。フィルム10に対する露光が適正で、撮影露光量の範囲が例えば図2(2)のWEで示す適正範囲にある場合は、フィルム10の特性曲線のほぼ線形の範囲のみが利用される。このときのフィルム10の発色濃度範囲、つまり画像データDの範囲はWDとなる。
【0033】
それに対して、露光不足のために撮影露光量の範囲が同図(2)のWE’で示す範囲となっている場合は、フィルム特性曲線の「足」の部分にかかって撮影がなされるので、画像データDの範囲はWD’となって、そのダイナミックレンジが圧縮される。このような画像データDをそのまま用いて写真画像を印画紙90に記録すると、その記録画像は、低濃度域のコントラストが低いものとなってしまう。また、このような不具合を回避するために、露光不足のときの画像データDに対して一律にコントラストを高める処理を施すと、印画紙90に記録される画像は中濃度域のコントラストが不自然に高いものとなってしまう。
【0034】
以上のような問題を招かないように、図2の(1)に示す非線形特性、つまりフィルム10の特性曲線の逆特性に従って入力画像データDを出力画像データDo に変換するのであるが、その際、同図の非線形特性に対して画像データDの入力範囲をどのように設定するかが問題となる。つまり、適正露光の写真についての入力画像データDならば、同図にWDで示すように、最小データ値が原点からΔのところに有るように画像データ入力範囲を設定しなければならないし、また、露光不足の写真についての入力画像データDならば、同図にWD’で示すように、最小データ値が原点からΔ’のところに有るように画像データ入力範囲を設定しなければならない。
【0035】
本例の写真プリンタは、上記画像データDの入力範囲を適切に定めるために、本発明による露光状態の判定方法を適用している。次に、この露光状態の判定方法について詳しく説明する。
【0036】
第1の画像処理装置54は、まず画像データDのヒストグラムを作成する。このヒストグラムは、例えば図3に示すようなものとなる。画像処理装置54は次に、このヒストグラムにおける特定点としてデータ最小点Dmin の濃度値と、画像データDのダイナミックレンジDRとを求める。このダイナミックレンジDRは、データ最大点をDmax とすると、DR=Dmax −Dmin として求められる。なお上記データ最小点Dmin の濃度値は、撮影シーンの中で最も暗い点、いわゆるシャドー点を示すものであると考えられるので、以下この濃度値をシャドー点濃度SDと表わす。
【0037】
以上の説明から明らかなように、図2の(2)の縦軸においてシャドー点濃度SDがどの位置に有るかを求めることにより、フィルム10に対する露光状態を判定することができる。そこで、図2の(2)の縦軸上の位置をxとおき、シャドー点濃度SDの位置xを求める。そのために第1の画像処理装置54は、図4の(1)および(2)に示すような確率関数を記憶している。
【0038】
図4の(1)に示すのは、シャドー点濃度SDの値毎に、それがとり得る位置xの確率P1を規定した関数である。この関数は、シャドー点濃度SDが第1の所定濃度値SD1よりも小の範囲においては、比較的小さいxの値をとる確率が存在し、シャドー点濃度SDが第2の所定濃度値SD2よりも大の範囲においては、比較的大きいxの値をとる確率が存在し、第1の所定濃度値SD1と第2の所定濃度値SD2との間の一領域においては中程度のxの値をとる確率が存在するように規定されたものである。
【0039】
また図4の(2)に示すのは、ダイナミックレンジDRの値毎に、シャドー点濃度SDがとり得る位置xの確率P2を規定した関数である。この関数は、ダイナミックレンジDRが所定値DR1よりも小の範囲においては、シャドー点濃度SDが比較的小さいxの値、あるいは比較的大きいxの値をとる確率が存在するように規定されたものである。なおこの図4の(1)および(2)に示すような確率関数は、フィルム種毎に経験、実験に基づいて規定すればよい。
【0040】
第1の画像処理装置54は、前述のようにしてシャドー点濃度SDとダイナミックレンジDRとを求めると、そのシャドー点濃度SDの値に関する各x値の確率P1と、そのダイナミックレンジDRの値に関する各x値の確率P2とを求め、これら両確率の積P(x)=P1×P2が最大となるxの値を求める。
【0041】
このようにして求められるxの値は、露光不足の場合は比較的小さくなり、露光過剰の場合は比較的大きくなる。つまりこのxの値に応じて、露光不足および露光過剰を判定することができる。そこでこのxの値をそのまま、あるいはそれに適当な係数を乗じる等したものを、図2の(1)における入力画像データDの最小値と原点との距離として規定すれば、露光不足の場合は該距離がΔ’のように小さくなって、低濃度域のコントラストを高めるように非線形変換処理がなされ、露光過剰の場合は上記距離がΔ”のように大きくなって、高濃度域のコントラストを高めるように非線形変換処理がなされる。また適正露光の場合は、上記距離はΔのようになり、一部濃度域のコントラストを高めるような処理はなされないことになる。
【0042】
なお、以上説明した実施の形態においては、露光不足および露光過剰を判定するために、シャドー点濃度SDを第1の所定濃度値SD1および第2の所定濃度値SD2と比較しているが、画像データのヒストグラムにおけるその他の特定点の濃度値、例えばハイライト点濃度を第1および第2の所定濃度値と比較しても、同様にして露光不足および露光過剰を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を実施するデジタル写真プリンタの一例を示す概略図
【図2】上記デジタル写真プリンタにおける非線形変換処理を説明するグラフ
【図3】上記デジタル写真プリンタにおいて得られた画像データのヒストグラムを説明するグラフ
【図4】上記デジタル写真プリンタにおいて、露光状態判定のために用いられる確率関数を説明するグラフ
【符号の説明】
10 フィルム
11 撮影コマ
30 光源ユニット
51 レンズ
52 CCD
53 A/D変換器
54 画像処理装置
Claims (1)
- 写真感光材料を読み取って得られた画像データのヒストグラムを求め、
このヒストグラムにおける特定点の濃度値と、画像データのダイナミックレンジとを求め、
前記特定点の濃度値が第1の所定濃度値よりも小で、かつ、前記ダイナミックレンジが所定値よりも小のときに露光不足と判定し、
前記特定点の濃度値が第2の所定濃度値よりも大で、かつ、前記ダイナミックレンジが所定値よりも小のときに露光過剰と判定することを特徴とする写真の露光状態の判定方法。
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