JP3655935B2 - ビデオ信号フィルム状圧縮方式 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ビデオ信号にフィルム圧縮特性を取入れるようにビデオ信号を処理する方式（方法及び装置）に関するものである。本発明の１つの具体構成は、ビデオ信号にフィルム状圧縮特性を取入れるために、ビデオカメラが発生したビデオ信号に写真フィルム状の圧縮を行う手段を含むビデオカメラである。
【０００２】
【従来の技術】
映像を表す電子信号を選択的に補正するカラー補正方式は、当業者に周知である。多くの高級なビデオシステムでは、種々のタイプのカラー補正装置が使用されている。テレシネのようなフィルム・ビデオ変換システムでは、複雑なカラー補正装置が使用されている。特にテレシネの場合、フィルムの特質により及びそれに対応するビデオ信号を発生するときの光学的フィルム映像の電子的走査によってもたらされるカラーの不正確さ及び非直線性を克服するために、カラー補正が要求される。
【０００３】
映像の各ピクセルは、夫々対応する輝度（又は光の強さ）を有する。カラー映像（又はカラー映像データ）の場合、各ピクセルは３つの色成分値（例えば、赤、緑及び青の値）で表すことができ、各ピクセルの各色成分値は、それに対応する輝度（又は光の強さ）を有する。映像のピクセル（又は映像データの量）の最大及び最小の輝度（又は光の強さ）の比を、本明細書では映像（又は映像データ）の「ダイナミック・レンジ」（動作範囲）と呼ぶことにする。同様に、映像の色成分の色成分値（又は１組の色成分値）の最大及び最小の輝度（又は光の強さ）の比を、本明細書では色成分（又は色成分データ）の「ダイナミック・レンジ」と呼ぶことにする。
【０００４】
本明細書（特許請求の範囲を含む。）を通じ、映像（もしくは映像データ、又は映像もしくは映像データの色成分）のダイナミック・レンジを縮小させるこれらの変換を表すのに、「圧縮」という言葉を使用する。本明細書において、次のような場合に生じるダイナミック・レンジ縮小の機能的特徴を表すのに、「フィルム圧縮」（又は「フィルム状圧縮」）という表現を使用する。即ち、上記ダイナミック・レンジの縮小は、所望値に設定した１つ以上の制御装置を具えた写真フィルムカメラを操作し、及び（又は）所望値に設定した１つ以上のフィルム現像処理パラメータで露出された写真フィルムを現像する、といったやり方で写真フィルム上に映像を発生する場合に生じる。映像を表す電子データ（例えば、ビデオストリーム又はコンピュータに記憶されたデジタル映像）は、フィルム圧縮の特徴をまねるように電子的に機能的フィルム状圧縮変換をすることができる。
【０００５】
従来のビデオカメラが具える制御装置（「ニー」及び「スロープ」）では、それにより発生されるビデオ信号の滑らかで緩やかな圧縮をすることができない。これに対し、フィルム・ストックをもつ従来のフィルムカメラは一般に、それによって記録される映像の滑らかで緩やかな圧縮ができる制御装置を具えている。ビデオカメラにより記録されるビデオ映像データの滑らかで緩やかな「フィルム状」圧縮を可能とする手段をもつビデオカメラを提供する方法は、本発明をするまで知られていなかった。
【０００６】
ビデオ製作後（ポストプロダクション）編集では、フィルムから得たビデオ（例えば、テレシネからのビデオ出力）の一部分を他のタイプのビデオの一部分でインターカットしたいことが時々ある。フィルムから得たものではないビデオ番組に挿入しようとするフィルムからのビデオの一部分のダイナミック・レンジが、フィルムからではないビデオのダイナミック・レンジと著しく異なることがある。デジタルビデオデータのストリームの如きビデオ信号の「フィルム状」圧縮を可能とする（例えば、フィルムから得た第１のビデオデータストリームのダイナミック・レンジを、フィルムから得たものでない第２のビデオデータストリームのそれに合わせるために）手段をビデオポストプロダクション編集装置に含める方法は、本発明をするまで知られていなかった。
【０００７】
写真フィルムに対する露出（Ｅ）と露出後のフィルム密度（Ｄ）との関係を示す「特性曲線」について、これまで種々の数式が提案されてきた。そのうちの１つが、１９７５年２月発行「応用光学」第１４巻第２号における、フロリダ大学のＡ．Ｅ．Ｓ．Ｇｒｅｅｎ及びＲ．Ｄ．ＭｃＰｅｔｅｒｓらによる「写真特性曲線の新しい解析式」と題する技術ノートに、記載されている。このノートには、次式で定義された不透明度（ｏｐａｃｉｔｙ）と呼ばれる歴史的測光量（ｗｔ）が再び取入れられている。
【０００８】
【数１】
ただし、Ｄl はフィルム密度の下限（又は「ベース・プラス・フォッグ」密度）である。よって、特性曲線の下方及び中間部分は、次式によって表される。
【数２】
ただし、ｎはガンマの逆数である。
【０００９】
著者は、それから逆不透明度（ｉｎｖｅｒｓｅ ｏｐａｃｉｔｙ）又は多分ポジフィルムの不透明度と読んでよいかも知れない量を次式により定義して、この概念を上方の漸近線まで拡張している。
【００１０】
【数３】
ただし、Ｄｕは最大又は飽和密度レベルであり、βは肩部曲率又は非対称を示すパラメータである。よって、実効不透明度は次式により定義される。
Ω＝ｗt／ｗu
また、その特性曲線は、低密度から高密度まで次式により表される。
【００１１】
【数４】
【００１２】
先に参照した技術ノートは、パナトミック−Ｘフィルムについて測定した密度・露出データを用いて上述の特性曲線の最も適した解析を説明し、誤差は極めて小さいと結論している。該技術ノートはそれから、次の一般式を提案して終わっている。
【００１３】
【数５】
上式には、更にパラメータ「α」及び「ｍ」が追加されている（ただし、ｍはｎから独立しており、ｍはｎに等しくなくてもよい。）。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ビデオ信号（アナログビデオ又はデジタルビデオデータ）にフィルム状圧縮を行って、ビデオ信号にフィルム状圧縮特性を取入れる方法及び装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明の１つの具体構成は、ビデオ信号にフィルム状圧縮特性を取入れるために、ビデオカメラにより発生されたビデオ信号をフィルム圧縮するハードウェア及び（又は）ソフトウェア（例えば、配線された回路又はソフトウェアでプログラムされたプロセッサ）を含むビデオカメラである。本発明によるビデオカメラはユーザが変える圧縮パラメータ（又は少数の圧縮パラメータ）に応じて、ビデオカメラにより記録されるビデオ映像データの滑らかで緩やかな「フィルム状」圧縮を可能とする制御装置を含むのがよい。
【００１６】
本発明の他の種類の具体構成であるビデオポストプロダクション編集装置は、アナログビデオ信号又はデジタルビデオデータのストリームの「フィルム状圧縮」を行うハードウェア及び（又は）ソフトウェア（例えば、配線された回路又はソフトウェアでプログラムされたプロセッサ）を含む。このような圧縮は、例えば、フィルムから得た第１のビデオ部分のダイナミック・レンジを、フィルムから得たものではない第２のビデオ部分のそれに合わせるために行うことができる。
【００１７】
本発明の好適な実施例では、適切なソフトウェアでプログラムされたデジタルプロセッサを含むデジタル回路を用いることにより、デジタル的にフィルム状圧縮を実施している。一般に、かようなデジタル回路はまず、圧縮しようとするアナログビデオ信号をデジタル化し、それからデジタル化されたピクセルを参照表を用いて変換し、変換されたピクセルを最終的にアナログ圧縮（された）ビデオ信号に変換する。このようなデジタル回路は、カメラの原ビデオ信号の各色成分のアナログ・デジタル変換、デジタル化された色成分データの各ストリームの本発明によるデジタル圧縮、及び圧縮データの各色成分のデジタル・アナログ変換のために、本発明を実施するアナログビデオカメラに含めることができる。かかるデジタル回路の変形では、デジタルビデオデータのストリームを処理するのに、アナログ・デジタル及びデジタル・アナログ変換手段を省略することができる。
【００１８】
本発明の他の実施例では、アナログビデオ信号を処理するためのアナログ回路として実施することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明を具体的に説明する。
図１は、一般的なネガフィルム曲線のデータセット及びモデル・オーバレイを示すグラフである。この場合、「一般的」とは、或る数の異なるネガ写真フィルム・ストックから測定したデータを平均したものを意味する。
【００２０】
図２は、一般的な中間ポジ（ｉｎｔｅｒｐｏｓｉｔｉｖｅ）フィルム曲線のデータセット及びモデル・オーバレイを示すグラフである。
図３は、一般的なプリントフィルム曲線のデータセット及びモデル・オーバレイを示すグラフである。
【００２１】
最初に、一般的（理想的）フィルム特性曲線に対する新しい解析モデルについて説明し、次いで、本発明に従いアナログ又はデジタルビデオ信号に「フィルム状」ハイライト圧縮（「フィルム状」上域圧縮）を実施するための、上記モデルの適用方法を説明する。
【００２２】
まず、上述の提案にかかる一般化された特性曲線モデルを修正した式から出発することにする。
【００２３】
【数６】
【００２４】
この式を広範囲の種々のフィルムと比較したところ、実際の特性曲線データとよく適合することが分かった。このような３つの例を図１、２及び３に示す。これらの例においては、上記モデルが、各フィルムのタイプに関する代表的又は平均的特性曲線を作るために或る一定数のフィルムストックを平均することによって得た一般的ネガフィルム、中間ポジフィルム及びプリントフィルムのデータセットにぴったり合っている。実験的研究の結果、プリントフィルムの特性曲線を表そうとする場合、ｍ＝１とするとうまくゆき、ネガ及び中間ストックについては、ｍ＝ｎとすると同様にうまくゆくことが分かった。この理由により、ｍ＝１及びｍ＝ｎの場合が本発明の好適な具体例となる。
【００２５】
ハイライト（上域）を圧縮するには、このモデルにしたＨＤ（Ｈｕｒｔｅｒ−Ｄｒｉｆｆｉｅｌｄ）曲線の中間から上方の部分のみを特徴付けすれば十分であるから、上式を（かような目的のために）縮小することにする。
【００２６】
【数７】
【００２７】
非対数的ビデオ圧縮変換では、直線光又は信号領域はそれ自体の中に位置（マップ）すべきであるので、上式から密度を除く必要がある。ネガフィルムについては、光伝導度Ｔの逆数である処理フィルム不透明度ｗt は、次式により与えられる。
【００２８】
【数８】
しかし、ビデオ圧縮における我々の目的であるポジフィルム変換関数に似せるのに、出力伝導光Ｅ′を我々の目的のために直接次のように表すことができる。
【００２９】
【数９】
これを代入して次式を得る。
【００３０】
【数１０】
或いは、もっと簡単に、それ自体にゼロをマップしたいならば、変換基本式は、次のようになる。
【００３１】
【数１１】
ただし、パラメータｍ、ガンマ分の１であるｎ、肩部曲率β（特性曲線にある肩部の曲率の量を表し、βの増加は肩部の減少を示す。）、及び、映像が特性曲線上でどれだけ離れているかの、即ち過露出度の尺度である「タイミング」パラメータＥmax を含む。ガンマ、ｍ及びβは、似せようとしているフィルム・タイプの一定の特性、又は平均的標準値と見ることができる。よって、Ｅmax は、所望の過露出又はハイライト圧縮の量を制御する１つのパラメータとなる。或いは、ハイライト圧縮をβ及びＥmax の両方を変化させて制御することもできる。
【００３２】
０〜Ｅmax のダイナミック・レンジ内に主映像を置くシミュレーションを柔軟に行うために、もう１つのパラメータを加えて次式を作る。
【００３３】
【数１２】
ただし、ＥS はレンジ（０，Ｅmax ）内のオフセットであり、Ｅ′＋ＥS は常に厳密にＥmax より小である。ｍ＝１（又はｍ＝ｎ）とし、β及びＥmax を一定とすれば、ＥS がハイライト圧縮量を制御する１つのパラメータとなる。
【００３４】
１．０の入力輝度レベルを１．０のビデオレベルにマッピングしたい場合（ハイライト圧縮をしない場合）及び前の式の変数を呼び変える場合、逆圧縮関数として次式を得る。
【００３５】
【数１３】
ただし、Ｖ，ＶS 及びＶmax は夫々出力ビデオ信号、オフセット及び最大値であり、Ｌは入力相対シーン輝度である。パラメータｍは、実験的研究により、ｍ＝１が広範囲の種々のフィルム・タイプを正確に表せる値であることが分かったモデル的特徴を示すものである。これも実現が一層簡単であるので、ｍ＝１の値は最良の実施態様と考えられ、この最良態様の逆圧縮関数は、次のようになる。
【００３６】
【数１４】
ただし、ｎは前の変換のときと同じようにガンマ分の１である。しかし、本発明方式は、ユーザが変換式（１）におけるパラメータｍを独立して制御できるように、また更に変換式（１）におけるパラメータのどれか１つ以上を独立に制御できるように設計することができる。幾つかの応用例では、好適な変換はｍ＝ｎとする変換（１）である。
【００３７】
前節で述べた変換は、該変換が圧縮ビデオレベル（Ｖ）から対応するシーン輝度（Ｌ）へのマッピングを表すので、実際は本発明に従ってフィルム状過露出又はハイライト圧縮を模倣したビデオを実現するのに必要なものの数学的逆関数である。本発明に従ってビデオ圧縮をデジタル的に実施するには、従来の標準的計算手段を用いて参照表に逆関数関係を発生してもよい。かような方法の１つは、変換を表す１以上の参照表Ｌ＝Ｆ（Ｖ）LUT （各参照表は、ビデオレベルＶの関数としての対応シーン輝度Ｌ及び１組の変換パラメータを表す。）を作成することと、所望の逆関数関係を線形補間するために、その作成された参照表（ＬＵＴ）を使用することとを含む。この方法では、入力輝度Ｌに対応する出力ビデオレベルＶを見出すために、参照表Ｌ＝Ｆ（Ｖ）LUT の括弧内の見出し（インデックス）、即ちＦ（Ｖlower ）＜Ｌ＜Ｆ（Ｖupper ）のようなＶlower 及びＶupper をテーブルサーチによって見付け、それから線形補間によってＶを決定する。従来の標準的な他の補間方法を、逆関数参照表の作成に用いてもよい。
【００３８】
図９に、本発明によるアナログビデオ信号のフィルム状圧縮を行う好適な装置を示す。図９の回路は、アナログカラービデオ信号を構成する３つのアナログ色成分信号（「赤」信号ＬR 、「緑」信号ＬG 、及び「青」信号ＬB ）を受信する。信号ＬR はアナログ回路２１で信号ＶR に、信号ＬG はアナログ回路２３で信号ＶG に、信号ＬB はアナログ回路２５で信号ＶB に夫々変換される。各回路２１，２３及び２５は、変換（１）又は変換（２）を実施するように構成される。これらの回路２１〜２５の出力端子は、夫々入力信号ＬR ，ＬG 及びＬB を受信し、その入力端子に信号ＶR ，ＶG 及びＶB が現れる（各回路２１〜２５に変換（１）又は（２）を適用した結果）ように接続される。各回路２１〜２５は、変換を実施するとき選択した１組の変換パラメータ値（制御信号により決定される。）を加えるために（外部から供給される制御信号ＰR ，ＰG ，ＰB に応じて）制御できるようにするのがよい。
【００３９】
本発明に従ってアナログビデオ信号のフィルム状圧縮を行う他の技法は、変換（１）又は（２）のどちらかに近似した逆解析式（閉じた形）を展開し、それから入力アナログビデオを受信する（そして圧縮アナログビデオを出力する）アナログ回路を用いて、この逆解析式を実施することである。
【００４０】
一般的ネガフィルムの特性をシミュレートする本発明の１つの好適実施例では、次の如き変換（１）の特殊な場合の逆関数に従ってビデオ圧縮を行う。即ち、変換（１）において、
ｍ＝ｎ，
ガンマ＝（１／ｎ）＝０．６１，
ベータ（β）＝８．５
とし、入力及び出力範囲を次のように制限する。Ｖを間隔〔０，１〕に制限し、Ｌを間隔〔０，６〕に制限し、ＶS を１／２開放間隔〔０，１〕に制限し、
Ｖmax ＝２とする。
【００４１】
図４は、制御パラメータＶS の数個の値の各々に対する変換（１）の特殊な場合を、該パラメータＶS を「１」（その上限）に向かって段階的に上げながらプロットすることによって得た曲線図である。図４で表される変換は、「一般的」写真ネガフィルム特性曲線から導出される圧縮曲線のよいモデルである。
【００４２】
図２に示した一般的中間ポジフィルムのハイライト圧縮作用をシミュレートする本発明の他の好適実施例では、次の如き変換（１）の逆関数に従ってビデオ圧縮を行う。即ち、変換（１）において、
ｍ＝ｎ，
ガンマ＝０．６２７，
β＝６．５
とし、入力及び出力範囲を図４の実施例の場合と同じ（又は類似する）ように制限する。図５は、この第２の好適実施例において制御パラメータＶS をその上限「１」に向かって段階的に上げることによって得た曲線図である。
【００４３】
本発明の別の好適な具体構成は、図６に示すタイプの装置である。図６の装置は、入力装置２０（キーボードなど）から供給されるユーザが指定したパラメータ１８に応じてフィルム状圧縮関数を計算するように、ソフトウェアでプログラムされたプロセッサ１６を含むデジタル回路を使用することにより、アナログビデオ信号にフィルム状圧縮をデジタル的に実施するものである。アナログビデオ入力信号（アナログカメラを用いて発生できる。）は、アナログ・デジタル変換（Ａ／Ｄ）回路１０にてデジタル化される。Ａ／Ｄ回路１０から出力されるデジタル化されたピクセル（これらは、対応するシーン輝度値Ｌである。）は、参照表（ＬＵＴ）１２に供給される。各ピクセルに対して、ＬＵＴ１２は変換されたピクセルを出力し、ＬＵＴ２０からの変換されたピクセル（これらはビデオレベルＶである。）は、デジタル・アナログ変換（Ｄ／Ａ）回路１４によりアナログ圧縮ビデオ信号に変換される。
【００４４】
プロセッサ１６は、前述した変換（１）又は（２）のどちらかの逆関数の参照表となるＬＵＴ１２を発生するようにプログラムするのがよい。変換（１）及び（２）の各々は、本発明に従ってビデオデータにフィルム状圧縮を施すのに要求されるものの数学的逆関数であるから、プロセッサ１６を次のような２段階でプログラムする。プロセッサ１６は、変換式の一方（及びユーザ指定又は省略時（ｄｅｆａｕｌｔ）の変換パラメータ値の組）を使用して、各々がビデオレベルＶにより指示される対応シーン輝度Ｌの中間テーブル（表）を発生する。前述のように、中間テーブルによって逆関数関係（例えば、１つ以上の逆関数参照表）を発生するのに、従来の標準的な或る数の計算手段を使用できる。
【００４５】
１つのかかる線形補間法は、選択した変換式を表す１つ以上の順方向参照表Ｌ＝Ｆ（Ｖ）LUT （各表は、ビデオレベルＶ及び１組の変換パラメータの関数としての対応シーン輝度Ｌを表す。）を発生し、それからこれらの順方向ＬＵＴを用いて所望の逆方向ＬＵＴを線形補間することである。この簡単でありふれた方法では、入力輝度Ｌに対応する出力ビデオレベルＶを見付けるのに、参照表Ｌ＝Ｆ（Ｖ）LUT の括弧内の見出し（インデックス）、即ちＦ（Ｖlower ）＜Ｌ＜Ｆ（Ｖupper ）のようなＶlower 及びＶupper を見付ける。それから、Ｆ（Ｖlower ）とＦ（Ｖupper ）の間にＬがあるＶlower 及びＶupper 間の同じ分数的又は比例的距離にあるＶが決定（又は設定）される。
【００４６】
もっと詳しくいえば、プロセッサ１６は、ビデオレベルＶ並びにユーザが指定したパラメータβ、Ｖmax 及びｎ（変換式（２）からの）の組１８の種々の値からの、又は、ビデオレベルＶ並びにユーザが指定したパラメータβ、Ｖmax 及びｎ（変換式（１）からの）の組１８の種々の値からの１組の対応シーン輝度値Ｌである、中間順方向参照表を計算することができる。プロセッサ１６はそれから、これらの中間順方向値（パラメータの組１８に対する）をランダムアクセスメモリ（内部のものでもよい。）に記憶する。それは、これらの値Ｌを対応する値Ｖにより表された参照表の記憶位置に書込んで行う。プロセッサ１６はそれから、該ランダムアクセスメモリ内の中間テーブルを補間することにより、ＬＵＴ２０の中に入れるべき最終的逆方向テーブル値を発生するのに使用される。この逆方向補間には、従来の標準的な任意の補間技法を用いることができる。かような方法の１つは、線形補間という普通の簡単な方法である。
【００４７】
圧縮しようとする入力ビデオ信号がカラービデオ信号である場合、ＬＵＴ１２が受入れる各ピクセルは、３つの色成分値（例えば、赤、緑及び青の成分値）を含むであろう。１つの具体構成では、ＬＵＴ１２の記憶位置が各３色成分値に割当てられるので、ＬＵＴ１２は、３組の圧縮色成分値（例えば、「赤」、「緑」及び「青」の並列ストリーム又は１つの時分割多重ストリーム）を出力する。或いは、ＬＵＴ１２を３つの別々のＬＵＴに（各色成分に対して１つ）置換えてもよく、そうすると、これら３つの各ＬＵＴは、異なる色成分ストリームを受入れ、対応する圧縮色成分ストリームを出力することになる。
【００４８】
デジタル入力ビデオデータのストリーム（デジタルカラービデオデータのストリームでもよい。）を処理するための図６のシステムの変形では、Ａ／Ｄ回路１０及びＤ／Ａ回路１４を省略することができる。
【００４９】
図９は、本発明を具体化したビデオカメラの簡略ブロック図である。ビデオカメラ１は、ピクセルのフレームより成るカラーアナログビデオを出力するイメージセンサ８（これは、周知のＣＣＤタイプのものでよい。）を含む。各ピクセル値は、記録されている映像部分の対応シーン輝度Ｌに比例する電圧によって決まる。もっと具体的にいえば、各ピクセルは３色成分値（例えば、赤、緑及び青の値）を含み、各色成分値はまた、記録されている映像の色成分の部分の対応シーン輝度（例えば、ＬR ，ＬG 又はＬB ）に比例する電圧によって決まる。
【００５０】
図９において、イメージセンサ８からのアナログビデオは、図６について上述した圧縮システム（構成要素１０，１２，１４，１６及び２０より成る。）によって処理される。図９の具体構成では、入力装置２０は一般に、所望のフィルム圧縮パラメータを選択するためにユーザが操作できる１以上のノブ、ダイヤル又はスライダ制御器のセットである。Ｄ／Ａ回路１４の出力に現れる圧縮（された）カラービデオ信号（これは、本発明によるフィルム状圧縮を受けている。）は、カメラの記憶媒体１５（ビデオテープカセットでもよい。）に記録される。
【００５１】
本発明は、１９９１年６月５日出願の一般譲渡された係属米国特許出願０７／７１０，７０４号に開示された装置に取入れることができる。その内容は、本明細書に参考文献として含まれる（適切ならば、その参照表に本発明によるフィルム圧縮を行うためのパラメータを入れる。）。かような装置の一例を図７及び８を参照して説明する。図７及び８（これらは、参照した米国特許出願０７／７１０，７０４号の図１Ａ及び１Ｂと同一であり、そこではもっと詳しく説明されている。）は、３つの基本的機能を行うサブシステム、即ちフィルムパラメータ補正装置１０２、ビデオパラメータ補正装置１０４及びエンコーダ１０６並びに制御装置１０７より成るデジタルカラービデオ処理装置１００を示す。入力ビデオデータストリームＲF ，ＧF ，ＢF 及び出力ビデオデータストリームＲ，Ｇ，Ｂ並びに該出力ストリームＲ，Ｇ，Ｂの発生前に発生される中間信号は、デジタルである。好適な具体構成では、各入力ＲF ，ＧF ，ＢF ストリーム及び各出力ストリームＲ，Ｇ，Ｂは１０並列ビットの情報ストリームである。また、図面に見られるように、種々の数の並列ビット（例えば、１２，１６，１８又は２４）をもつ信号が、行われる個々の機能に応じて装置を通じて使用される。
【００５２】
ただし、このような信号ビット数は単なる例にすぎず、本発明では、所望の解像度又は精度に応じて、もっと少ないか又はもっと多い数の信号ビットを使用しうることを理解されたい。更に、経済的に技術が許される限り、入力及び出力色成分ストリームにはもっと多数の、例えば１２のビットがより望ましいことを理解されたい。実際に、少なくとも１２ビットの色チャンネルが、殆どエラーのないカラー再生、即ち目に見える量子化エラー又は異常がないことを保証するのに十分である、と示唆されている（１９８９年７月発行「コンピュータ・グラフィックス」第２３巻、第３号Ｂ．Ｊ．Ｌｉｎｄｂｌｏｏｍによる“Ａｃｃｕｒａｔｅ Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｃｏｍｐｕｔｏｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”「コンピュータ・グラフィックスに使用するための正確なカラー再生」）。
【００５３】
各サブシステム１０２，１０４，１０６内で行われる各機能は、以下に詳述するように、デジタル的且つ同期的に行われる。換言すると、各信号がデジタルで同期して処理される。制御装置１０７は、制御パス１０９及び制御インタフェース１１１，１１３，１１５を介して、フィルムパラメータ補正装置１０２、ビデオパラメータ補正装置１０４及びエンコーダ１０６の動作を調整し、同期化する。
【００５４】
図７及び８並びに次の説明を通じて、幾つかの機能が同じ要素を「Ｒ」、「Ｇ」又は「Ｂ」のサフィックスを付けた同じ番号で示す。これらのサフィックスを使うのは、それらの対応する要素が夫々のビデオカラー信号（例えば、赤、緑及び青）に対して同様な機能を行うことを示すためである。
【００５５】
また、次の説明は、赤、緑及び青に対応するカラー信号について行うが、所望により、他の相補的な色の組合せを用いうることを理解されたい。例えば、シアン、マゼンタ及び黄の３色を同様に用いてもよい。代わりの３色（例えば、赤、緑及び青又はシアン、マゼンタ及び黄）を選択的に使用することは、本発明の範囲内であり、ポジ又はネガのフィルム映像の処理にとって全く望ましいことがある。
【００５６】
或いは、輝度信号（Ｙ）、赤色信号（ＰR ）及び青色信号（ＰB ）より成る輝度・色信号トリオを、本発明に従って用いることもできる。輝度信号Ｙは白黒の輝度（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）を表し、赤色信号ＰR は赤と輝度信号の差（Ｒ−Ｙ）を表し、青色信号ＰB は青と輝度信号の差（Ｂ−Ｙ）を表す。
【００５７】
また、以下述べる信号及びインタフェースのラインは、所望により、直列又は並列のどちらかのプロトコルで設け、動作させうることを理解されたい。しかし、処理速度をできるだけ早くするには、たとえ全部でなくても殆どの信号が、並列に変換され又は処理される夫々のビットを有するのがよい。
【００５８】
以下もっと詳しく述べるように、フィルムパラメータ補正装置１０２は、別々の対数変換器１０８Ｒ，１０８Ｇ，１０８Ｂ、フィルムマスキングマトリックス処理器１１０、別々の感光度（計的）及び真数変換器１１７Ｒ，１１７Ｇ，１１７Ｂ、並びにフィルムパラメータ・レジスタ１１６を具え、これらはすべて実質的に図示のように接続される。それらの機能動作を分かり易くするため、感光度及び真数変換器の集合体１１７Ｒ，１１７Ｇ，１１７Ｂを、別々の対応する感光度変換器１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂ及び真数変換器１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂを有するものとして示す。しかし、後述の如く、対応する感光度変換器１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂ及び真数変換器１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂは、感光度及び真数変換器集合体１１７Ｒ，１１７Ｇ，１１７Ｂとして一緒に組合せるのがよい。
【００５９】
対数変換器１０８Ｒ，１０８Ｇ，１０８Ｂは、対応する入力信号ＲF ，ＧF ，ＢF を受信し、対応する出力信号ｌｏｇＲＦ，ｌｏｇＧＦ，ｌｏｇＢＦをフィルムマスキングマトリックス処理器１１０に供給する。フィルムマスキングマトリックス処理器１１０は、対応する出力信号ＲFM，ＧFM，ＢFMを感光度変換器１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂの入力カラー信号ポートに供給する。感光度変換器１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂは、対応する出力信号ＲFME ，ＧFME ，ＢFME を真数変換器１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂに供給する。真数変換器１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂは、対応する出力信号ＲD ，ＧD ，ＢD を、後述のように、ビデオパラメータ補正装置１０４内の表示マスキングマトリックス処理器１１８及びエンコーダ１０６に供給する。対数変換器１０８Ｒ，１０８Ｇ，１０８Ｂ及び真数変換器１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂは、常用対数（ｌｏｇ10）に従って動作するものがよい。
【００６０】
フィルムパラメータ・レジスタ１１６は、フィルムパラメータ・インタフェース１２８を介してフィルムカラー補正パラメータデータを受信し、適正なデータを処理器インタフェース１２６を介してフィルムマスキングマトリックス処理器１１０に、別々の変換器インタフェース１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂを介して各感光度変換器１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂに与える。
【００６１】
入力信号ＲF ，ＧF ，ＢF は、カラービデオ信号の赤、緑及び青成分を表すデータビデオ信号（これらは、必ずしもそうではないが、一般にカラーフィルム映像データをテレシネなどのビデオに変換して発生されたものであり、この場合、これらは夫々赤、緑及び青色の光学的フィルム映像を表す。）である。入力信号ＲF ，ＧF ，ＢF は、夫々の対数変換器１０８Ｒ，１０８Ｇ，１０８Ｂの入力に供給され、それらの対数「ｌｏｇＲF 」、「ｌｏｇＧF 」及び「ｌｏｇＢF 」に変換され、フィルムマスキングマトリックス処理器１１０内でカラーマスキングに用いられる。
【００６２】
各対数変換器１０８Ｒ〜１０８Ｂは、夫々の入力信号ＲF ，ＧF ，ＢF がその内容をアドレスして夫々の対数に等しい信号ｌｏｇＲF ，ｌｏｇＧF ，ｌｏｇＢF を与える参照表（ＬＵＴ）を有する。これらの対数信号は、フィルムマスキングマトリックス処理器１１０に入力される。しかし、所望に応じ、デジタル加算器又は乗算器、マイクロプロセッサ、縮小命令セットコントローラ（ＲＩＳＣ）、注文（カスタム）デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、注文極大規模集積回路（ＶＬＳＩ）又はスプライン発生器のような他の変換手段を用いてもよい。スプライン発生器を用いると、殆どすべの数学関数に比較的高い正確度で近似させることができる。希望する精度に応じてもっと高いか又はもっと低いオーダー（次元）のスプラインを使用できるが、３次元スプラインが正確さ、複雑さ及び速さの点からみて程よい妥協案を示している。また、スプライン発生器を使用することにより、必要なＬＵＴのサイズがもっと小さくなる（というのは、適正な出力信号、例えば入力信号の対数を得るのに１つの極めて大きなＬＵＴにアクセスするよりも、遙かに小さい複数のＬＵＴを使用できるからである。）。
【００６３】
フィルムマスキングマトリックス処理器１１０内で、入力信号ＲF ，ＧF ，ＢF の対数ｌｏｇＲF ，ｌｏｇＧF ，ｌｏｇＢF が、フィルムマスキングマトリックス係数に従ってカラーマスクされ、対応するカラーマスクされたフィルム信号ＲFM，ＧFM，ＢFMを生じる。このマスキングは、元のフィルムストックの赤、緑及び青色の感光乳剤間のクロストーク（漏れ）による、フィルムカラー信号内のクロストーク効果を補償、即ち補正するものである。このマスキングは、夫々のフィルムカラー信号ｌｏｇＲF ，ｌｏｇＧF ，ｌｏｇＢF 内に含まれるフィルムカラー情報を修正、例えば率に応じて増減し混合することによって達せられる。これらのカラーマスキング動作は、実質的に次の式に従って行われる。
【００６４】
【数１５】
ただし、ＲFM＝マスクされた赤フィルム信号
ＧFM＝マスクされた緑フィルム信号
ＢFM＝マスクされた青フィルム信号
ＦXY＝フィルムマスキングマトリックス係数
（「Ｙ」色光による「Ｘ」色フィルム信号への関与分）
ＣFX＝フィルム補正率
（「Ｘ」色フィルム信号に対する）
【００６５】
フィルムマスキングマトリックス係数ＦXY及びフィルム補正率ＣFXは、フィルムパラメータ・レジスタ１１６から信号インタフェース１２６を介してフィルムマスキングマトリックス処理器１１０に入力される。フィルムパラメータ・レジスタ１１６は、外部ソース、例えばコンピュータ又はキーボード入力インタフェース（図示せず）からフィルムパラメータ・インタフェース１２８を介して、フィルムマスキングマトリックス係数ＦXY及びフィルム補正率ＣFXを受信する。これらの係数ＦXY及び率ＣFXは、希望に応じて新しい値（例えば識別されたカラー変化から計算された）を入れるか又はフィルムパラメータ・インタフェース１２８を介して省略時の値を調整することによって変更できる。
【００６６】
フィルムマスキングマトリックス係数ＦXYは、フィルム製造者によって供給されるか又はユーザによって選択されたフィルムデータシートで得られるフィルムデータから決定できる（例えば計算できる）省略（時）値を有する。或いは、マスキングが殆どもしくは全く必要でないか又は望ましくないと認められる場合、「対角線」係数（即ち、ＦRR，ＦGG，ＦBB）に夫々１の値を与え、「非対角線」係数（即ち、ＦRG，ＦRB，ＦGB，ＦGR，ＦBR，ＦBG）に夫々０の値を与えてもよい。
【００６７】
フィルムマスキングマトリックス係数ＦXYは、フィルム染料（ダイ）の自然マスキングを「逆にする」ことによって決定される。例えば、周波数Ｆ１に対応する色を表す明瞭な「赤」信号は、実際には或る程度純粋の「赤」、「緑」及び「青」信号になっている。数学的には、上述の式の「逆関数」である次の結合式により、これを表現することができる。
【００６８】
【数１６】
ただし、ＲFM＝マスクされた（純粋の）赤フィルム信号
ＧFM＝マスクされた（純粋の）緑フィルム信号
ＢFM＝マスクされた（純粋の）青フィルム信号
ＩＦXY＝相対的応答曲線から直接得て規準化した逆フィルムマスキング係数（「Ｙ」色光による「Ｘ」色フィルム信号への関与分）
ＩＣFX＝逆フィルム補正率
（「Ｘ」色フィルム信号に対する）
【００６９】
フィルムマスキングマトリックス係数ＦXY及びフィルム補正率ＣFXは、上述の３つの１次方程式の組を標準的方法により解いて、例えば、上述のマトリックスを逆にして着色染料の応答による物理的フィルム変換を「逆にする」ことにより解いて決定することができる。よって、例えば、コダック（商標）５２４７カラーネガフィルムの場合、フィルムマスキングマトリックス係数ＦXYとしての代表的な省略値は、次のようになる。
【００７０】
【数１７】
【００７１】
フィルム補正率ＣFX及び逆フィルム補正率ＩＣFXは、固定した（例えばｄｃの）信号パラメータを表し、信号を更に増幅したり、減衰させたりするのに使用できる。ただし、これらの率ＣFXは、夫々一般に０の値（即ち、原信号増幅又は減衰の点からいえば１）が与えられる。
【００７２】
フィルムマスキングマトリックス処理器１１０から出力されるカラーマスクされたフィルム信号ＲFM，ＧFM，ＢFMは、次いで夫々の感光度及び真数変換器集合体１１７Ｒ，１１７Ｇ，１１７Ｂによって別々に感光度及び真数変換される。カラーマスクされたフィルム信号ＲFM，ＧFM，ＢFMの各々は、フィルム染料密度とフィルム染料露出の対数との関係を表すＨｕｒｔｅｒ−Ｄｒｉｆｆｉｅｌｄ（ＨＤ）特性曲線にほぼ従って感光度変換されるのがよい。フィルムマスキングされた（即ち、クロストーク効果をできるだけ小さくするか又は除去した）赤、緑及び青のフィルム染料密度を夫々表すカラーマスクされたフィルム信号ＲFM，ＧFM，ＢFMは、夫々の感光度変換器１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂにより対応する露出対数ＲFME ，ＧFME ，ＢFME に変換される。この感光度変換は、実質的に次式に従って行われる。
【００７３】
【数１８】
【００７４】
上式に従い変換器１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂによって行われる感光度変換は、フィルム特性に対応したフィルムカラー補正パラメータを使用する。これらのフィルムカラー補正パラメータは、各色フィルム染料の最小（即ち、ベース＋フォッグ）Ｄxl及び最大（即ち、飽和）Ｄxu密度、フィルム染料特性曲線の夫々のトウＡX 及び肩ＢX 特性、ガンマγ及びフィルムスピードＡＳＡを含む。これらのフィルムカラー補正パラメータは、フィルムパラメータ・レジスタ１１６から別々の信号インタフェース・ライン１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂを介して各変換器１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂに与えられる。フィルムパラメータ・レジスタ１１６は、外部のソース、例えばコンピュータ又はキーボード・インタフェース（図示せず）からフィルムパラメータ・インタフェース１２８を介してフィルムカラー補正パラメータを受信する。
【００７５】
補正され感光度変換されたフィルムカラー信号ＲFME ，ＧFME ，ＢFME （フィルム染料クロストーク効果及び露出されたフィルム染料密度の非直線特性が補正された）は、それから夫々の真数変換器１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂにより真数変換、即ち累乗され、線形相当信号ＲD ，ＧD ，ＢD に戻される。これらの信号ＲD ，ＧD ，ＢD はそれから、ビデオパラメータ補正装置１０４内のビデオパラメータによるカラー補正と、エンコーダ１０６内の符号化とのために使用される（後述参照）。
【００７６】
機能的には、各感光度及び真数変換器集合体１１７Ｒ，１１７Ｇ，１１７Ｂは、感光度変換器１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂ及び真数変換器１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂより成る。各感光度変換器１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂは、夫々の入力信号ＲFM，ＧFM，ＢFMがそれらの内容をアドレスして夫々変換された信号ＲFME ，ＧFME ，ＢFME を与えるＬＵＴを含むことができる。同様に、各真数変換器１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂは、夫々の入力信号ＲFME ，ＧFME ，ＢFME がそれらの内容をアドレスして夫々線形相当信号ＲD ，ＧD ，ＢD を与えるＬＵＴを含むことができる。しかし、各感光度及び真数変換器集合体１１７Ｒ，１１７Ｇ，１１７Ｂの好適な具体例では、感光度及び真数変換を機能的に結合して単一のＬＵＴとする。
【００７７】
「赤」感光度及び真数変換器集光体１１７Ｒの好適な具体例では、多重化動作のために２つのＬＵＴが結合されいてる。カラーマスクされた赤フィルム信号ＲFMは、両ＬＵＴの入力に結合される。両ＬＵＴはまた、次の又は更新されたフィルムパラメータ・データ（上述のような）を選択的に受信するために、「赤」変換器インタフェース１３０Ｒに結合される。上述の制御装置１０７による同期制御の下に、両ＬＵＴは、（１）カラーマスクされた赤フィルム信号ＲFMを受信して対応する変換された赤フィルム信号ＲFME を出力すること、及び（２）次の又は更新されたフィルムパラメータ・データを「赤」変換器インタフェース１３０Ｒを介して受信することを交互に行う。この多重化動作により、単一のＬＵＴをフィルム信号の変換と更にフィルムパラメータ・データを受信することとに時分割しなければならない場合に比べ、回路１１７Ｒを単一ＬＵＴ回路より早く動作させることができる。
【００７８】
希望に応じ、ＬＵＴの代わりに他の変換手段を用いてもよい。例えば、デジタル加算器又は乗算器、マイクロプロセッサ、ＲＩＳＣ、カスタム（注文）ＤＳＰもしくはＶＬＳＩ、又はスプライン発生器を同様に用いることができる。
【００７９】
図８に示すビデオパラメータ補正装置１０４は、表示（ディスプレイ）マスキングマトリックス処理器１１８、別々の補助処理器１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂ、別々のビデオ（標準）方式変換器１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂ及び表示パラメータ・レジスタ１２４を含み、これらはすべて図８に示すように接続される。表示マスキングマトリックス処理器１１８は、補正されたフィルムカラー信号ＲD ，ＧD ，ＢD を受信し、対応する出力信号ＲDM，ＧDM，ＢDMを与え、これらを補助処理器１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂに供給する。補助処理器１２０Ｒ〜１２０Ｂは、対応する出力信号ＲDMA ，ＧDMA ，ＢDMA をビデオ方式変換器１２２Ｒ〜１２２Ｂに供給する。ビデオ方式変換器１２２Ｒ〜１２２Ｂは、対応する出力信号ＲS ，ＧS ，ＢS をエンコーダ１０７の入力色信号ポートに供給する。
【００８０】
補正されたフィルムカラー信号ＲD ，ＧD ，ＢD は、真数変換器１１４Ｒ〜１１４Ｂ（上述のフィルムパラメータ補正装置１０２内の）から表示マスキングマトリックス処理器１１８に供給され、全装置内のクロストーク効果（例えば、ＣＲＴディスプレイの如き最終表示装置（図示せず）と、イメージオルシコンの如き原入力信号ＲF ，ＧF ，ＢF を発生した走査装置（図示せず）との間のクロストーク）を補償するためのカラーマスキングを受ける。表示マスキングマトリックス処理器１１８は、これらの補償された信号を表示マスクされた信号ＲDM，ＧDM，ＢDMとして出力する。
【００８１】
このマスキングは、色合い、飽和度及び色価（明暗度）のようなビデオ信号特性を補正するもので、夫々の補正されたフィルムカラー信号ＲD ，ＧD ，ＢD 内に含まれる表示カラー情報を修正する、例えば率に応じた増減及び混合をすることによって達せられる。この表示マスキングは、ほぼ次式に従って行われる。
【００８２】
【数１９】
ただし、ＲDM＝マスクされた赤表示信号
ＧDM＝マスクされた緑表示信号
ＢDM＝マスクされた青表示信号
ＤXY＝表示マスキングマトリックス係数
（「Ｙ」色フィルム信号による「Ｘ」色表示信号への関与分）
ＣDX＝表示補正率
（「Ｘ」色表示信号に対する）
【００８３】
表示マスキングマトリックス係数ＤXY及び表示補正率ＣDXは、表示パラメータ・レジスタ１２４より信号インタフェース１３２を介して表示マスキングマトリックス処理器１１８に供給される。また、表示パラメータ・レジスタ１２４は、上記の係数ＤXY及び率ＣDXを外部ソース、例えばコンピュータもしくはキーボード入力インタフェース（図示せず）から表示パラメータ・インタフェース１３４を介して受信する。これらの係数ＤXY及び率ＣDXは、希望により、表示パラメータ・インタフェース１３４に結合されたコンピュータもしくはキーボード・インタフェース（図示せず）を介して、新しい値を入れるか又は省略値を調整することによって変更できる。
【００８４】
表示マスキングマトリックス係数ＤXYは、最初に本装置を較正し個々の値を計算して決められる省略値（ｄｅｆａｕｌｔ ｖａｌｕｅ）を有する。この最初の較正は、基準カラー情報（例えば、走査赤、緑及び青標準映像）を入力し、本装置のそれに対する応答を測定する（例えば、走査された赤、緑及び青標準映像に対する夫々の応答を測定する）ことにより達せられる。表示マスキングマトリックス係数ＤXYは、この初期較正から得たデータに基いて計算できる。或いは、マスキングが殆どもしくは全く必要でないか又は望ましくないと考えられる場合、「対角線」係数（即ち、ＤRR，ＤGG，ＤBB）には夫々１の値が与えられ、「非対角線」係数（即ち、ＤRG，ＤRB，ＤGB，ＤGR，ＤBR，ＤBG）には夫々ゼロの値が与えられる。
【００８５】
表示補正率ＣDXは、固定（例えば、ｄｃ）の信号パラメータを表し、信号を更に増幅したり、減衰させたりするのに用いられる。ただし、これらの率ＣDXは一般に、ゼロの値（即ち、原信号増幅又は減衰の点からいえば１）が与えられる。
【００８６】
表示マスキングマトリックス処理器１１８は、上述の式に従って動作するように接続された１２個のレジスタ、或る数の乗算器及び加算器を含むのがよい。ただし、マイクロプロセッサ、ＲＩＳＣ又はカスタムＤＳＰ又はＶＬＳＩ回路の如き他のマスキング手段を用いてもよい。
【００８７】
表示マスク（された）信号ＲDM，ＧDM，ＢDMはそれから、補助処理器１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂで別々に処理される。補助処理器１２０Ｒ〜１２０Ｂは、表示パラメータ・インタフェース１３４及び表示パラメータ・レジスタ１２４から別々の信号インタフェース１３６Ｒ，１３６Ｇ，１３６Ｂを介して補助処理器１２０Ｒ〜１２０Ｂに供給される主観的カラー補正パラメータに従って各表示マスク信号ＲDM，ＧDM，ＢDMを「微調整」する。
【００８８】
この主観的カラー補正は、各表示マスク信号ＲDM〜ＢDMについて夫々のカラー空間内、即ちカラー飽和域内において１つずつほぼ図形的に行われる。かような主観的カラー補正は、前述した１９９３年４月１４日出願の一般譲渡された係属特許出願０８／０４８，０７７号（１９９１年４月１９日出願の「概略及び精細カラー補正モードをもつデジタルビデオ処理装置」と題する米国特許出願０７／６８７，９６２号の継続出願）の要旨であり、その明細書をここで援用する。
【００８９】
本発明を実施するため、各補助処理器１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂは、前述した図６のＬＵＴ１２の機能を行う参照表を具えてもよい。即ち、「赤」色成分値ＲDMにフィルム状圧縮を行うための輝度値Ｌ（ビデオレベルＶによって求められる。）が、プロセッサから（図７及び８には図示しないが、前述した図６のプロセッサ１６と同じようにプログラムされている。）表示パラメータ・レジスタ１２４に、そして該レジスタ１２４から信号インタフェース１３６Ｒを介して補助処理器１２０Ｒに入れられる。同様に、「緑」色成分値ＧDMにフィルム状圧縮を行うための輝度値Ｌ（ビデオレベルＶにより求められる。）が、上述の如きプロセッサからレジスタ１２４に、そして該レジスタ１２４から信号インタフェース１３６Ｇを介して補助処理器１２０Ｇに入れられる。「青」色成分値ＢDMにフィルム状圧縮を行うための輝度値Ｌ（ビデオレベルＶによって求められる。）も、同様にして補助処理器１２０Ｂに入れられる。
【００９０】
上記処理器１２０Ｒ〜１２０Ｂから出力される処理されたビデオカラー信号ＲDMA ，ＧDMA ，ＢDMA （処理器１２０Ｒ〜１２０Ｂで本発明によるフィルム状圧縮を受けたもの）は、次いで夫々のビデオ（標準）方式変換器１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂ内で選択されたビデオカラー標準方式に合うよう別々に変換される。このようなビデオカラー方式変換は、一種のビデオカラー信号プリエンファシス、例えば信号振幅スケーリングであり、結果として得られるビデオカラー信号ＲS ，ＧS ，ＢS を使用可能な表示方式に合わせるために必要である。この変換は、所望により任意のビデオ又はテレビジョンのカラー標準方式（例えば、ＮＴＳＣ、ＰＡＬ又はＳＥＣＡＭ）に従って行うことができる。
【００９１】
各ビデオ方式変換器１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２ＢはＬＵＴを含み、その中で入力信号ＲDMA ，ＧDMA ，ＢDMA がその内容にアドレスし、それがビデオ標準方式信号ＲS ，ＧS ，ＢS を与える。ただし、デジタル加算器や乗算器、マイクロプロセッサ、ＲＩＳＣ、カスタムＤＳＰ又はＶＬＳＩ、或いはスプライン発生器のような他の変換手段を所望により用いてもよい。また、これらのビデオ方式変換器１２２Ｒ〜１２２Ｂに、希望に応じ、信号インタフェース１３８Ｒ，１３８Ｇ，１３８Ｂ、表示パラメータ・レジスタ１２４及び表示パラメータ・インタフェース１３４を介して制御信号及びパラメータ信号を選択的に供給することができる。
【００９２】
標準方式に変換されたビデオカラー信号ＲS ，ＧS ，ＢS は、カラー補正パラメータを選択的に符号化するためのエンコーダ１０６の入力カラー信号ポートに入力される。後述のように、エンコーダ１０６は、個々の出力カラー信号Ｒ，Ｇ，Ｂ内の上述したカラー補正パラメータを選択的に符号化するものである。即ち、エンコーダ１０６は、上述のカラー補正パラメータを表す別個のデータを選択的に符号化して個々の出力カラー信号Ｒ，Ｇ，Ｂの中に入れることができる。
【００９３】
したがって、単に補正されただけのカラー信号を出力するのではなく、補正された又は補正されないカラー信号のどちらかを夫々のカラー補正パラメータ・データと一緒に選択的に出力することができる。これは、補正された又は補正されないどちらかのカラー信号と、夫々の適正なカラー補正パラメータとの両方を使用したい（例えば、表示又はフィルムへの逆転換のために）ときに、魅力的な特色となる。そうではなく、カラー信号をカラー補正された形でのみ供給すると、それらの最初の補正されない形に関する情報が失われることになる。
【００９４】
エンコーダ１０６は、そのパラメータ信号ポートにフィルムパラメータ・レジスタ１１６からフィルムカラー補正パラメータを、フィルムカラー補正パラメータ・インタフェース１４０を介して受信する。エンコーダ１０６はまた、そのパラメータ信号ポートに表示パラメータ・レジスタ１２４から表示カラー補正パラメータを、表示カラー補正パラメータ・インタフェース１４２を介して受信する。エンコーダ１０６は更に、そのカラー信号入力ポートに完全に補正され方式変換されたビデオカラー信号ＲS ，ＧS ，ＢS をビデオ方式変換器１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂ（ビデオパラメータ補正装置１０４内の）から選択的に受信する。或いは、エンコーダ１０６は、そのカラー信号入力ポートに最初の未補正入力フィルムカラー信号ＲF ，ＧF ，ＢF を、フィルムパラメータ補正装置１０２及びビデオパラメータ補正装置１０４を側路する直接接続線１４４Ｒ，１４４Ｇ，１４４Ｂを介して選択的に受信する。更に或いは、エンコーダ１０６は、そのカラー信号入力ポートに一部補正されたフィルムカラー信号ＲD ，ＧD ，ＢD をビデオパラメータ補正装置１０４を側路する直接接続線１４６Ｒ，１４６Ｇ，１４６Ｂを介して選択的に受信する。
【００９５】
エンコーダ１０６が行う符号化は、従来公知の多くの符号化技法のどれを実施しても達成できる。例えば、夫々のカラー補正パラメータ・データを出力カラー信号Ｒ，Ｇ，Ｂの一部分（例えば、その垂直間隔）の中に挿入（例えば集約）することができる。
【００９６】
このカラー補正パラメータの符号化はまた、１９９２年５月１２日出願の一般譲渡された係属米国特許出願０７／８８３，８８８号（１９９１年５月１４日出願の米国特許出願０７／６９９，９２８号の包袋継続出願、発明の名称「ビデオフィールド及びフレームを選択的に識別するためのフィルムからビデオへのフレーム映像変換装置及び方法」）に開示されたフィールド又はフレームマーキングデータの符号化と同じ方法で行うことができる。上記特許出願の明細書をここで援用する。
【００９７】
上述の信号カラー補正及びカラー補正パラメータデータ符号化は、どんなベースを選択して行ってもよい。例えば、カラー補正や符号化は、所望に応じフレーム毎に（フレームベース）又はシーン毎に（シーンベース）を行うことができる。更に希望ならば、このカラー補正や符号化をフィールド毎に行い、データを修正又は符号化して個々のビデオフィールドの中に入れることができる。本発明の大部分デジタル的実施によるこの柔軟性は、ディゾルブ、フェード及びシーン対シーン（又はフィールド対フィールド又はフレーム対フレーム）のカラー整合の如き多くの編集操作を容易にする。
【００９８】
以上、本発明を実施例について詳述したが、本発明はこれらの具体例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変形、変更をすることができるものである。
【００９９】
【発明の効果】
本発明によれば、ビデオ信号にフィールド状圧縮特性を取入れるようにビデオ信号を処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なネガフィルム曲線のデータセット及びモデル・オーバレイを示すグラフである。
【図２】一般的な中間ポジフィルム曲線のデータセット及びモデル・オーバレイを示すグラフである。
【図３】一般的なプリントフィルム曲線のデータセット及びモデル・オーバレイを示すグラフである。
【図４】本発明に用いるネガ写真フィルムの一般特性に基くビデオ圧縮曲線を示すグラフである。
【図５】本発明に用いる中間ポジ写真フィルムの一般特性に基くビデオ圧縮曲線を示すグラフである。
【図６】本発明のビデオ信号圧縮装置を示すブロック図である。
【図７】本発明を用いたデジタルカラービデオ処理装置を示すブロック図（その１）である。
【図８】本発明を用いたデジタルカラービデオ処理装置を示すブロック図（その２）である。
【図９】本発明のビデオカメラを示すブロック図である。
【図１０】本発明を実施するためのアナログ回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
１２，１６ フィルム状圧縮手段
２０ 選択したパラメータをフィルム圧縮手段に供給する手段
１２ 参照表（手段）
１６ プロセッサ
２１，２３，２５ アナログ回路
１ ビデオカメラ
８ 原ビデオ信号発生手段
１０ アナログ・デジタル変換手段
１４ デジタル・アナログ変換手段
【産業上の利用分野】
本発明は、ビデオ信号にフィルム圧縮特性を取入れるようにビデオ信号を処理する方式（方法及び装置）に関するものである。本発明の１つの具体構成は、ビデオ信号にフィルム状圧縮特性を取入れるために、ビデオカメラが発生したビデオ信号に写真フィルム状の圧縮を行う手段を含むビデオカメラである。
【０００２】
【従来の技術】
映像を表す電子信号を選択的に補正するカラー補正方式は、当業者に周知である。多くの高級なビデオシステムでは、種々のタイプのカラー補正装置が使用されている。テレシネのようなフィルム・ビデオ変換システムでは、複雑なカラー補正装置が使用されている。特にテレシネの場合、フィルムの特質により及びそれに対応するビデオ信号を発生するときの光学的フィルム映像の電子的走査によってもたらされるカラーの不正確さ及び非直線性を克服するために、カラー補正が要求される。
【０００３】
映像の各ピクセルは、夫々対応する輝度（又は光の強さ）を有する。カラー映像（又はカラー映像データ）の場合、各ピクセルは３つの色成分値（例えば、赤、緑及び青の値）で表すことができ、各ピクセルの各色成分値は、それに対応する輝度（又は光の強さ）を有する。映像のピクセル（又は映像データの量）の最大及び最小の輝度（又は光の強さ）の比を、本明細書では映像（又は映像データ）の「ダイナミック・レンジ」（動作範囲）と呼ぶことにする。同様に、映像の色成分の色成分値（又は１組の色成分値）の最大及び最小の輝度（又は光の強さ）の比を、本明細書では色成分（又は色成分データ）の「ダイナミック・レンジ」と呼ぶことにする。
【０００４】
本明細書（特許請求の範囲を含む。）を通じ、映像（もしくは映像データ、又は映像もしくは映像データの色成分）のダイナミック・レンジを縮小させるこれらの変換を表すのに、「圧縮」という言葉を使用する。本明細書において、次のような場合に生じるダイナミック・レンジ縮小の機能的特徴を表すのに、「フィルム圧縮」（又は「フィルム状圧縮」）という表現を使用する。即ち、上記ダイナミック・レンジの縮小は、所望値に設定した１つ以上の制御装置を具えた写真フィルムカメラを操作し、及び（又は）所望値に設定した１つ以上のフィルム現像処理パラメータで露出された写真フィルムを現像する、といったやり方で写真フィルム上に映像を発生する場合に生じる。映像を表す電子データ（例えば、ビデオストリーム又はコンピュータに記憶されたデジタル映像）は、フィルム圧縮の特徴をまねるように電子的に機能的フィルム状圧縮変換をすることができる。
【０００５】
従来のビデオカメラが具える制御装置（「ニー」及び「スロープ」）では、それにより発生されるビデオ信号の滑らかで緩やかな圧縮をすることができない。これに対し、フィルム・ストックをもつ従来のフィルムカメラは一般に、それによって記録される映像の滑らかで緩やかな圧縮ができる制御装置を具えている。ビデオカメラにより記録されるビデオ映像データの滑らかで緩やかな「フィルム状」圧縮を可能とする手段をもつビデオカメラを提供する方法は、本発明をするまで知られていなかった。
【０００６】
ビデオ製作後（ポストプロダクション）編集では、フィルムから得たビデオ（例えば、テレシネからのビデオ出力）の一部分を他のタイプのビデオの一部分でインターカットしたいことが時々ある。フィルムから得たものではないビデオ番組に挿入しようとするフィルムからのビデオの一部分のダイナミック・レンジが、フィルムからではないビデオのダイナミック・レンジと著しく異なることがある。デジタルビデオデータのストリームの如きビデオ信号の「フィルム状」圧縮を可能とする（例えば、フィルムから得た第１のビデオデータストリームのダイナミック・レンジを、フィルムから得たものでない第２のビデオデータストリームのそれに合わせるために）手段をビデオポストプロダクション編集装置に含める方法は、本発明をするまで知られていなかった。
【０００７】
写真フィルムに対する露出（Ｅ）と露出後のフィルム密度（Ｄ）との関係を示す「特性曲線」について、これまで種々の数式が提案されてきた。そのうちの１つが、１９７５年２月発行「応用光学」第１４巻第２号における、フロリダ大学のＡ．Ｅ．Ｓ．Ｇｒｅｅｎ及びＲ．Ｄ．ＭｃＰｅｔｅｒｓらによる「写真特性曲線の新しい解析式」と題する技術ノートに、記載されている。このノートには、次式で定義された不透明度（ｏｐａｃｉｔｙ）と呼ばれる歴史的測光量（ｗｔ）が再び取入れられている。
【０００８】
【数１】
【数２】
【０００９】
著者は、それから逆不透明度（ｉｎｖｅｒｓｅ ｏｐａｃｉｔｙ）又は多分ポジフィルムの不透明度と読んでよいかも知れない量を次式により定義して、この概念を上方の漸近線まで拡張している。
【００１０】
【数３】
Ω＝ｗt／ｗu
また、その特性曲線は、低密度から高密度まで次式により表される。
【００１１】
【数４】
先に参照した技術ノートは、パナトミック−Ｘフィルムについて測定した密度・露出データを用いて上述の特性曲線の最も適した解析を説明し、誤差は極めて小さいと結論している。該技術ノートはそれから、次の一般式を提案して終わっている。
【００１３】
【数５】
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ビデオ信号（アナログビデオ又はデジタルビデオデータ）にフィルム状圧縮を行って、ビデオ信号にフィルム状圧縮特性を取入れる方法及び装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明の１つの具体構成は、ビデオ信号にフィルム状圧縮特性を取入れるために、ビデオカメラにより発生されたビデオ信号をフィルム圧縮するハードウェア及び（又は）ソフトウェア（例えば、配線された回路又はソフトウェアでプログラムされたプロセッサ）を含むビデオカメラである。本発明によるビデオカメラはユーザが変える圧縮パラメータ（又は少数の圧縮パラメータ）に応じて、ビデオカメラにより記録されるビデオ映像データの滑らかで緩やかな「フィルム状」圧縮を可能とする制御装置を含むのがよい。
【００１６】
本発明の他の種類の具体構成であるビデオポストプロダクション編集装置は、アナログビデオ信号又はデジタルビデオデータのストリームの「フィルム状圧縮」を行うハードウェア及び（又は）ソフトウェア（例えば、配線された回路又はソフトウェアでプログラムされたプロセッサ）を含む。このような圧縮は、例えば、フィルムから得た第１のビデオ部分のダイナミック・レンジを、フィルムから得たものではない第２のビデオ部分のそれに合わせるために行うことができる。
【００１７】
本発明の好適な実施例では、適切なソフトウェアでプログラムされたデジタルプロセッサを含むデジタル回路を用いることにより、デジタル的にフィルム状圧縮を実施している。一般に、かようなデジタル回路はまず、圧縮しようとするアナログビデオ信号をデジタル化し、それからデジタル化されたピクセルを参照表を用いて変換し、変換されたピクセルを最終的にアナログ圧縮（された）ビデオ信号に変換する。このようなデジタル回路は、カメラの原ビデオ信号の各色成分のアナログ・デジタル変換、デジタル化された色成分データの各ストリームの本発明によるデジタル圧縮、及び圧縮データの各色成分のデジタル・アナログ変換のために、本発明を実施するアナログビデオカメラに含めることができる。かかるデジタル回路の変形では、デジタルビデオデータのストリームを処理するのに、アナログ・デジタル及びデジタル・アナログ変換手段を省略することができる。
【００１８】
本発明の他の実施例では、アナログビデオ信号を処理するためのアナログ回路として実施することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明を具体的に説明する。
図１は、一般的なネガフィルム曲線のデータセット及びモデル・オーバレイを示すグラフである。この場合、「一般的」とは、或る数の異なるネガ写真フィルム・ストックから測定したデータを平均したものを意味する。
【００２０】
図２は、一般的な中間ポジ（ｉｎｔｅｒｐｏｓｉｔｉｖｅ）フィルム曲線のデータセット及びモデル・オーバレイを示すグラフである。
図３は、一般的なプリントフィルム曲線のデータセット及びモデル・オーバレイを示すグラフである。
【００２１】
最初に、一般的（理想的）フィルム特性曲線に対する新しい解析モデルについて説明し、次いで、本発明に従いアナログ又はデジタルビデオ信号に「フィルム状」ハイライト圧縮（「フィルム状」上域圧縮）を実施するための、上記モデルの適用方法を説明する。
【００２２】
まず、上述の提案にかかる一般化された特性曲線モデルを修正した式から出発することにする。
【００２３】
【数６】
この式を広範囲の種々のフィルムと比較したところ、実際の特性曲線データとよく適合することが分かった。このような３つの例を図１、２及び３に示す。これらの例においては、上記モデルが、各フィルムのタイプに関する代表的又は平均的特性曲線を作るために或る一定数のフィルムストックを平均することによって得た一般的ネガフィルム、中間ポジフィルム及びプリントフィルムのデータセットにぴったり合っている。実験的研究の結果、プリントフィルムの特性曲線を表そうとする場合、ｍ＝１とするとうまくゆき、ネガ及び中間ストックについては、ｍ＝ｎとすると同様にうまくゆくことが分かった。この理由により、ｍ＝１及びｍ＝ｎの場合が本発明の好適な具体例となる。
【００２５】
ハイライト（上域）を圧縮するには、このモデルにしたＨＤ（Ｈｕｒｔｅｒ−Ｄｒｉｆｆｉｅｌｄ）曲線の中間から上方の部分のみを特徴付けすれば十分であるから、上式を（かような目的のために）縮小することにする。
【００２６】
【数７】
非対数的ビデオ圧縮変換では、直線光又は信号領域はそれ自体の中に位置（マップ）すべきであるので、上式から密度を除く必要がある。ネガフィルムについては、光伝導度Ｔの逆数である処理フィルム不透明度ｗt は、次式により与えられる。
【００２８】
【数８】
【００２９】
【数９】
【００３０】
【数１０】
【００３１】
【数１１】
【００３２】
０〜Ｅmax のダイナミック・レンジ内に主映像を置くシミュレーションを柔軟に行うために、もう１つのパラメータを加えて次式を作る。
【００３３】
【数１２】
【００３４】
１．０の入力輝度レベルを１．０のビデオレベルにマッピングしたい場合（ハイライト圧縮をしない場合）及び前の式の変数を呼び変える場合、逆圧縮関数として次式を得る。
【００３５】
【数１３】
【００３６】
【数１４】
【００３７】
前節で述べた変換は、該変換が圧縮ビデオレベル（Ｖ）から対応するシーン輝度（Ｌ）へのマッピングを表すので、実際は本発明に従ってフィルム状過露出又はハイライト圧縮を模倣したビデオを実現するのに必要なものの数学的逆関数である。本発明に従ってビデオ圧縮をデジタル的に実施するには、従来の標準的計算手段を用いて参照表に逆関数関係を発生してもよい。かような方法の１つは、変換を表す１以上の参照表Ｌ＝Ｆ（Ｖ）LUT （各参照表は、ビデオレベルＶの関数としての対応シーン輝度Ｌ及び１組の変換パラメータを表す。）を作成することと、所望の逆関数関係を線形補間するために、その作成された参照表（ＬＵＴ）を使用することとを含む。この方法では、入力輝度Ｌに対応する出力ビデオレベルＶを見出すために、参照表Ｌ＝Ｆ（Ｖ）LUT の括弧内の見出し（インデックス）、即ちＦ（Ｖlower ）＜Ｌ＜Ｆ（Ｖupper ）のようなＶlower 及びＶupper をテーブルサーチによって見付け、それから線形補間によってＶを決定する。従来の標準的な他の補間方法を、逆関数参照表の作成に用いてもよい。
【００３８】
図９に、本発明によるアナログビデオ信号のフィルム状圧縮を行う好適な装置を示す。図９の回路は、アナログカラービデオ信号を構成する３つのアナログ色成分信号（「赤」信号ＬR 、「緑」信号ＬG 、及び「青」信号ＬB ）を受信する。信号ＬR はアナログ回路２１で信号ＶR に、信号ＬG はアナログ回路２３で信号ＶG に、信号ＬB はアナログ回路２５で信号ＶB に夫々変換される。各回路２１，２３及び２５は、変換（１）又は変換（２）を実施するように構成される。これらの回路２１〜２５の出力端子は、夫々入力信号ＬR ，ＬG 及びＬB を受信し、その入力端子に信号ＶR ，ＶG 及びＶB が現れる（各回路２１〜２５に変換（１）又は（２）を適用した結果）ように接続される。各回路２１〜２５は、変換を実施するとき選択した１組の変換パラメータ値（制御信号により決定される。）を加えるために（外部から供給される制御信号ＰR ，ＰG ，ＰB に応じて）制御できるようにするのがよい。
【００３９】
本発明に従ってアナログビデオ信号のフィルム状圧縮を行う他の技法は、変換（１）又は（２）のどちらかに近似した逆解析式（閉じた形）を展開し、それから入力アナログビデオを受信する（そして圧縮アナログビデオを出力する）アナログ回路を用いて、この逆解析式を実施することである。
【００４０】
一般的ネガフィルムの特性をシミュレートする本発明の１つの好適実施例では、次の如き変換（１）の特殊な場合の逆関数に従ってビデオ圧縮を行う。即ち、変換（１）において、
ｍ＝ｎ，
ガンマ＝（１／ｎ）＝０．６１，
ベータ（β）＝８．５
とし、入力及び出力範囲を次のように制限する。Ｖを間隔〔０，１〕に制限し、Ｌを間隔〔０，６〕に制限し、ＶS を１／２開放間隔〔０，１〕に制限し、
Ｖmax ＝２とする。
【００４１】
図４は、制御パラメータＶS の数個の値の各々に対する変換（１）の特殊な場合を、該パラメータＶS を「１」（その上限）に向かって段階的に上げながらプロットすることによって得た曲線図である。図４で表される変換は、「一般的」写真ネガフィルム特性曲線から導出される圧縮曲線のよいモデルである。
【００４２】
図２に示した一般的中間ポジフィルムのハイライト圧縮作用をシミュレートする本発明の他の好適実施例では、次の如き変換（１）の逆関数に従ってビデオ圧縮を行う。即ち、変換（１）において、
ｍ＝ｎ，
ガンマ＝０．６２７，
β＝６．５
とし、入力及び出力範囲を図４の実施例の場合と同じ（又は類似する）ように制限する。図５は、この第２の好適実施例において制御パラメータＶS をその上限「１」に向かって段階的に上げることによって得た曲線図である。
【００４３】
本発明の別の好適な具体構成は、図６に示すタイプの装置である。図６の装置は、入力装置２０（キーボードなど）から供給されるユーザが指定したパラメータ１８に応じてフィルム状圧縮関数を計算するように、ソフトウェアでプログラムされたプロセッサ１６を含むデジタル回路を使用することにより、アナログビデオ信号にフィルム状圧縮をデジタル的に実施するものである。アナログビデオ入力信号（アナログカメラを用いて発生できる。）は、アナログ・デジタル変換（Ａ／Ｄ）回路１０にてデジタル化される。Ａ／Ｄ回路１０から出力されるデジタル化されたピクセル（これらは、対応するシーン輝度値Ｌである。）は、参照表（ＬＵＴ）１２に供給される。各ピクセルに対して、ＬＵＴ１２は変換されたピクセルを出力し、ＬＵＴ２０からの変換されたピクセル（これらはビデオレベルＶである。）は、デジタル・アナログ変換（Ｄ／Ａ）回路１４によりアナログ圧縮ビデオ信号に変換される。
【００４４】
プロセッサ１６は、前述した変換（１）又は（２）のどちらかの逆関数の参照表となるＬＵＴ１２を発生するようにプログラムするのがよい。変換（１）及び（２）の各々は、本発明に従ってビデオデータにフィルム状圧縮を施すのに要求されるものの数学的逆関数であるから、プロセッサ１６を次のような２段階でプログラムする。プロセッサ１６は、変換式の一方（及びユーザ指定又は省略時（ｄｅｆａｕｌｔ）の変換パラメータ値の組）を使用して、各々がビデオレベルＶにより指示される対応シーン輝度Ｌの中間テーブル（表）を発生する。前述のように、中間テーブルによって逆関数関係（例えば、１つ以上の逆関数参照表）を発生するのに、従来の標準的な或る数の計算手段を使用できる。
【００４５】
１つのかかる線形補間法は、選択した変換式を表す１つ以上の順方向参照表Ｌ＝Ｆ（Ｖ）LUT （各表は、ビデオレベルＶ及び１組の変換パラメータの関数としての対応シーン輝度Ｌを表す。）を発生し、それからこれらの順方向ＬＵＴを用いて所望の逆方向ＬＵＴを線形補間することである。この簡単でありふれた方法では、入力輝度Ｌに対応する出力ビデオレベルＶを見付けるのに、参照表Ｌ＝Ｆ（Ｖ）LUT の括弧内の見出し（インデックス）、即ちＦ（Ｖlower ）＜Ｌ＜Ｆ（Ｖupper ）のようなＶlower 及びＶupper を見付ける。それから、Ｆ（Ｖlower ）とＦ（Ｖupper ）の間にＬがあるＶlower 及びＶupper 間の同じ分数的又は比例的距離にあるＶが決定（又は設定）される。
【００４６】
もっと詳しくいえば、プロセッサ１６は、ビデオレベルＶ並びにユーザが指定したパラメータβ、Ｖmax 及びｎ（変換式（２）からの）の組１８の種々の値からの、又は、ビデオレベルＶ並びにユーザが指定したパラメータβ、Ｖmax 及びｎ（変換式（１）からの）の組１８の種々の値からの１組の対応シーン輝度値Ｌである、中間順方向参照表を計算することができる。プロセッサ１６はそれから、これらの中間順方向値（パラメータの組１８に対する）をランダムアクセスメモリ（内部のものでもよい。）に記憶する。それは、これらの値Ｌを対応する値Ｖにより表された参照表の記憶位置に書込んで行う。プロセッサ１６はそれから、該ランダムアクセスメモリ内の中間テーブルを補間することにより、ＬＵＴ２０の中に入れるべき最終的逆方向テーブル値を発生するのに使用される。この逆方向補間には、従来の標準的な任意の補間技法を用いることができる。かような方法の１つは、線形補間という普通の簡単な方法である。
【００４７】
圧縮しようとする入力ビデオ信号がカラービデオ信号である場合、ＬＵＴ１２が受入れる各ピクセルは、３つの色成分値（例えば、赤、緑及び青の成分値）を含むであろう。１つの具体構成では、ＬＵＴ１２の記憶位置が各３色成分値に割当てられるので、ＬＵＴ１２は、３組の圧縮色成分値（例えば、「赤」、「緑」及び「青」の並列ストリーム又は１つの時分割多重ストリーム）を出力する。或いは、ＬＵＴ１２を３つの別々のＬＵＴに（各色成分に対して１つ）置換えてもよく、そうすると、これら３つの各ＬＵＴは、異なる色成分ストリームを受入れ、対応する圧縮色成分ストリームを出力することになる。
【００４８】
デジタル入力ビデオデータのストリーム（デジタルカラービデオデータのストリームでもよい。）を処理するための図６のシステムの変形では、Ａ／Ｄ回路１０及びＤ／Ａ回路１４を省略することができる。
【００４９】
図９は、本発明を具体化したビデオカメラの簡略ブロック図である。ビデオカメラ１は、ピクセルのフレームより成るカラーアナログビデオを出力するイメージセンサ８（これは、周知のＣＣＤタイプのものでよい。）を含む。各ピクセル値は、記録されている映像部分の対応シーン輝度Ｌに比例する電圧によって決まる。もっと具体的にいえば、各ピクセルは３色成分値（例えば、赤、緑及び青の値）を含み、各色成分値はまた、記録されている映像の色成分の部分の対応シーン輝度（例えば、ＬR ，ＬG 又はＬB ）に比例する電圧によって決まる。
【００５０】
図９において、イメージセンサ８からのアナログビデオは、図６について上述した圧縮システム（構成要素１０，１２，１４，１６及び２０より成る。）によって処理される。図９の具体構成では、入力装置２０は一般に、所望のフィルム圧縮パラメータを選択するためにユーザが操作できる１以上のノブ、ダイヤル又はスライダ制御器のセットである。Ｄ／Ａ回路１４の出力に現れる圧縮（された）カラービデオ信号（これは、本発明によるフィルム状圧縮を受けている。）は、カメラの記憶媒体１５（ビデオテープカセットでもよい。）に記録される。
【００５１】
本発明は、１９９１年６月５日出願の一般譲渡された係属米国特許出願０７／７１０，７０４号に開示された装置に取入れることができる。その内容は、本明細書に参考文献として含まれる（適切ならば、その参照表に本発明によるフィルム圧縮を行うためのパラメータを入れる。）。かような装置の一例を図７及び８を参照して説明する。図７及び８（これらは、参照した米国特許出願０７／７１０，７０４号の図１Ａ及び１Ｂと同一であり、そこではもっと詳しく説明されている。）は、３つの基本的機能を行うサブシステム、即ちフィルムパラメータ補正装置１０２、ビデオパラメータ補正装置１０４及びエンコーダ１０６並びに制御装置１０７より成るデジタルカラービデオ処理装置１００を示す。入力ビデオデータストリームＲF ，ＧF ，ＢF 及び出力ビデオデータストリームＲ，Ｇ，Ｂ並びに該出力ストリームＲ，Ｇ，Ｂの発生前に発生される中間信号は、デジタルである。好適な具体構成では、各入力ＲF ，ＧF ，ＢF ストリーム及び各出力ストリームＲ，Ｇ，Ｂは１０並列ビットの情報ストリームである。また、図面に見られるように、種々の数の並列ビット（例えば、１２，１６，１８又は２４）をもつ信号が、行われる個々の機能に応じて装置を通じて使用される。
【００５２】
ただし、このような信号ビット数は単なる例にすぎず、本発明では、所望の解像度又は精度に応じて、もっと少ないか又はもっと多い数の信号ビットを使用しうることを理解されたい。更に、経済的に技術が許される限り、入力及び出力色成分ストリームにはもっと多数の、例えば１２のビットがより望ましいことを理解されたい。実際に、少なくとも１２ビットの色チャンネルが、殆どエラーのないカラー再生、即ち目に見える量子化エラー又は異常がないことを保証するのに十分である、と示唆されている（１９８９年７月発行「コンピュータ・グラフィックス」第２３巻、第３号Ｂ．Ｊ．Ｌｉｎｄｂｌｏｏｍによる“Ａｃｃｕｒａｔｅ Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｃｏｍｐｕｔｏｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”「コンピュータ・グラフィックスに使用するための正確なカラー再生」）。
【００５３】
各サブシステム１０２，１０４，１０６内で行われる各機能は、以下に詳述するように、デジタル的且つ同期的に行われる。換言すると、各信号がデジタルで同期して処理される。制御装置１０７は、制御パス１０９及び制御インタフェース１１１，１１３，１１５を介して、フィルムパラメータ補正装置１０２、ビデオパラメータ補正装置１０４及びエンコーダ１０６の動作を調整し、同期化する。
【００５４】
図７及び８並びに次の説明を通じて、幾つかの機能が同じ要素を「Ｒ」、「Ｇ」又は「Ｂ」のサフィックスを付けた同じ番号で示す。これらのサフィックスを使うのは、それらの対応する要素が夫々のビデオカラー信号（例えば、赤、緑及び青）に対して同様な機能を行うことを示すためである。
【００５５】
また、次の説明は、赤、緑及び青に対応するカラー信号について行うが、所望により、他の相補的な色の組合せを用いうることを理解されたい。例えば、シアン、マゼンタ及び黄の３色を同様に用いてもよい。代わりの３色（例えば、赤、緑及び青又はシアン、マゼンタ及び黄）を選択的に使用することは、本発明の範囲内であり、ポジ又はネガのフィルム映像の処理にとって全く望ましいことがある。
【００５６】
或いは、輝度信号（Ｙ）、赤色信号（ＰR ）及び青色信号（ＰB ）より成る輝度・色信号トリオを、本発明に従って用いることもできる。輝度信号Ｙは白黒の輝度（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）を表し、赤色信号ＰR は赤と輝度信号の差（Ｒ−Ｙ）を表し、青色信号ＰB は青と輝度信号の差（Ｂ−Ｙ）を表す。
【００５７】
また、以下述べる信号及びインタフェースのラインは、所望により、直列又は並列のどちらかのプロトコルで設け、動作させうることを理解されたい。しかし、処理速度をできるだけ早くするには、たとえ全部でなくても殆どの信号が、並列に変換され又は処理される夫々のビットを有するのがよい。
【００５８】
以下もっと詳しく述べるように、フィルムパラメータ補正装置１０２は、別々の対数変換器１０８Ｒ，１０８Ｇ，１０８Ｂ、フィルムマスキングマトリックス処理器１１０、別々の感光度（計的）及び真数変換器１１７Ｒ，１１７Ｇ，１１７Ｂ、並びにフィルムパラメータ・レジスタ１１６を具え、これらはすべて実質的に図示のように接続される。それらの機能動作を分かり易くするため、感光度及び真数変換器の集合体１１７Ｒ，１１７Ｇ，１１７Ｂを、別々の対応する感光度変換器１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂ及び真数変換器１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂを有するものとして示す。しかし、後述の如く、対応する感光度変換器１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂ及び真数変換器１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂは、感光度及び真数変換器集合体１１７Ｒ，１１７Ｇ，１１７Ｂとして一緒に組合せるのがよい。
【００５９】
対数変換器１０８Ｒ，１０８Ｇ，１０８Ｂは、対応する入力信号ＲF ，ＧF ，ＢF を受信し、対応する出力信号ｌｏｇＲＦ，ｌｏｇＧＦ，ｌｏｇＢＦをフィルムマスキングマトリックス処理器１１０に供給する。フィルムマスキングマトリックス処理器１１０は、対応する出力信号ＲFM，ＧFM，ＢFMを感光度変換器１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂの入力カラー信号ポートに供給する。感光度変換器１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂは、対応する出力信号ＲFME ，ＧFME ，ＢFME を真数変換器１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂに供給する。真数変換器１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂは、対応する出力信号ＲD ，ＧD ，ＢD を、後述のように、ビデオパラメータ補正装置１０４内の表示マスキングマトリックス処理器１１８及びエンコーダ１０６に供給する。対数変換器１０８Ｒ，１０８Ｇ，１０８Ｂ及び真数変換器１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂは、常用対数（ｌｏｇ10）に従って動作するものがよい。
【００６０】
フィルムパラメータ・レジスタ１１６は、フィルムパラメータ・インタフェース１２８を介してフィルムカラー補正パラメータデータを受信し、適正なデータを処理器インタフェース１２６を介してフィルムマスキングマトリックス処理器１１０に、別々の変換器インタフェース１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂを介して各感光度変換器１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂに与える。
【００６１】
入力信号ＲF ，ＧF ，ＢF は、カラービデオ信号の赤、緑及び青成分を表すデータビデオ信号（これらは、必ずしもそうではないが、一般にカラーフィルム映像データをテレシネなどのビデオに変換して発生されたものであり、この場合、これらは夫々赤、緑及び青色の光学的フィルム映像を表す。）である。入力信号ＲF ，ＧF ，ＢF は、夫々の対数変換器１０８Ｒ，１０８Ｇ，１０８Ｂの入力に供給され、それらの対数「ｌｏｇＲF 」、「ｌｏｇＧF 」及び「ｌｏｇＢF 」に変換され、フィルムマスキングマトリックス処理器１１０内でカラーマスキングに用いられる。
【００６２】
各対数変換器１０８Ｒ〜１０８Ｂは、夫々の入力信号ＲF ，ＧF ，ＢF がその内容をアドレスして夫々の対数に等しい信号ｌｏｇＲF ，ｌｏｇＧF ，ｌｏｇＢF を与える参照表（ＬＵＴ）を有する。これらの対数信号は、フィルムマスキングマトリックス処理器１１０に入力される。しかし、所望に応じ、デジタル加算器又は乗算器、マイクロプロセッサ、縮小命令セットコントローラ（ＲＩＳＣ）、注文（カスタム）デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、注文極大規模集積回路（ＶＬＳＩ）又はスプライン発生器のような他の変換手段を用いてもよい。スプライン発生器を用いると、殆どすべの数学関数に比較的高い正確度で近似させることができる。希望する精度に応じてもっと高いか又はもっと低いオーダー（次元）のスプラインを使用できるが、３次元スプラインが正確さ、複雑さ及び速さの点からみて程よい妥協案を示している。また、スプライン発生器を使用することにより、必要なＬＵＴのサイズがもっと小さくなる（というのは、適正な出力信号、例えば入力信号の対数を得るのに１つの極めて大きなＬＵＴにアクセスするよりも、遙かに小さい複数のＬＵＴを使用できるからである。）。
【００６３】
フィルムマスキングマトリックス処理器１１０内で、入力信号ＲF ，ＧF ，ＢF の対数ｌｏｇＲF ，ｌｏｇＧF ，ｌｏｇＢF が、フィルムマスキングマトリックス係数に従ってカラーマスクされ、対応するカラーマスクされたフィルム信号ＲFM，ＧFM，ＢFMを生じる。このマスキングは、元のフィルムストックの赤、緑及び青色の感光乳剤間のクロストーク（漏れ）による、フィルムカラー信号内のクロストーク効果を補償、即ち補正するものである。このマスキングは、夫々のフィルムカラー信号ｌｏｇＲF ，ｌｏｇＧF ，ｌｏｇＢF 内に含まれるフィルムカラー情報を修正、例えば率に応じて増減し混合することによって達せられる。これらのカラーマスキング動作は、実質的に次の式に従って行われる。
【００６４】
【数１５】
ＧFM＝マスクされた緑フィルム信号
ＢFM＝マスクされた青フィルム信号
ＦXY＝フィルムマスキングマトリックス係数
（「Ｙ」色光による「Ｘ」色フィルム信号への関与分）
ＣFX＝フィルム補正率
（「Ｘ」色フィルム信号に対する）
【００６５】
フィルムマスキングマトリックス係数ＦXY及びフィルム補正率ＣFXは、フィルムパラメータ・レジスタ１１６から信号インタフェース１２６を介してフィルムマスキングマトリックス処理器１１０に入力される。フィルムパラメータ・レジスタ１１６は、外部ソース、例えばコンピュータ又はキーボード入力インタフェース（図示せず）からフィルムパラメータ・インタフェース１２８を介して、フィルムマスキングマトリックス係数ＦXY及びフィルム補正率ＣFXを受信する。これらの係数ＦXY及び率ＣFXは、希望に応じて新しい値（例えば識別されたカラー変化から計算された）を入れるか又はフィルムパラメータ・インタフェース１２８を介して省略時の値を調整することによって変更できる。
【００６６】
フィルムマスキングマトリックス係数ＦXYは、フィルム製造者によって供給されるか又はユーザによって選択されたフィルムデータシートで得られるフィルムデータから決定できる（例えば計算できる）省略（時）値を有する。或いは、マスキングが殆どもしくは全く必要でないか又は望ましくないと認められる場合、「対角線」係数（即ち、ＦRR，ＦGG，ＦBB）に夫々１の値を与え、「非対角線」係数（即ち、ＦRG，ＦRB，ＦGB，ＦGR，ＦBR，ＦBG）に夫々０の値を与えてもよい。
【００６７】
フィルムマスキングマトリックス係数ＦXYは、フィルム染料（ダイ）の自然マスキングを「逆にする」ことによって決定される。例えば、周波数Ｆ１に対応する色を表す明瞭な「赤」信号は、実際には或る程度純粋の「赤」、「緑」及び「青」信号になっている。数学的には、上述の式の「逆関数」である次の結合式により、これを表現することができる。
【００６８】
【数１６】
ＧFM＝マスクされた（純粋の）緑フィルム信号
ＢFM＝マスクされた（純粋の）青フィルム信号
ＩＦXY＝相対的応答曲線から直接得て規準化した逆フィルムマスキング係数（「Ｙ」色光による「Ｘ」色フィルム信号への関与分）
ＩＣFX＝逆フィルム補正率
（「Ｘ」色フィルム信号に対する）
【００６９】
フィルムマスキングマトリックス係数ＦXY及びフィルム補正率ＣFXは、上述の３つの１次方程式の組を標準的方法により解いて、例えば、上述のマトリックスを逆にして着色染料の応答による物理的フィルム変換を「逆にする」ことにより解いて決定することができる。よって、例えば、コダック（商標）５２４７カラーネガフィルムの場合、フィルムマスキングマトリックス係数ＦXYとしての代表的な省略値は、次のようになる。
【００７０】
【数１７】
フィルム補正率ＣFX及び逆フィルム補正率ＩＣFXは、固定した（例えばｄｃの）信号パラメータを表し、信号を更に増幅したり、減衰させたりするのに使用できる。ただし、これらの率ＣFXは、夫々一般に０の値（即ち、原信号増幅又は減衰の点からいえば１）が与えられる。
【００７２】
フィルムマスキングマトリックス処理器１１０から出力されるカラーマスクされたフィルム信号ＲFM，ＧFM，ＢFMは、次いで夫々の感光度及び真数変換器集合体１１７Ｒ，１１７Ｇ，１１７Ｂによって別々に感光度及び真数変換される。カラーマスクされたフィルム信号ＲFM，ＧFM，ＢFMの各々は、フィルム染料密度とフィルム染料露出の対数との関係を表すＨｕｒｔｅｒ−Ｄｒｉｆｆｉｅｌｄ（ＨＤ）特性曲線にほぼ従って感光度変換されるのがよい。フィルムマスキングされた（即ち、クロストーク効果をできるだけ小さくするか又は除去した）赤、緑及び青のフィルム染料密度を夫々表すカラーマスクされたフィルム信号ＲFM，ＧFM，ＢFMは、夫々の感光度変換器１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂにより対応する露出対数ＲFME ，ＧFME ，ＢFME に変換される。この感光度変換は、実質的に次式に従って行われる。
【００７３】
【数１８】
上式に従い変換器１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂによって行われる感光度変換は、フィルム特性に対応したフィルムカラー補正パラメータを使用する。これらのフィルムカラー補正パラメータは、各色フィルム染料の最小（即ち、ベース＋フォッグ）Ｄxl及び最大（即ち、飽和）Ｄxu密度、フィルム染料特性曲線の夫々のトウＡX 及び肩ＢX 特性、ガンマγ及びフィルムスピードＡＳＡを含む。これらのフィルムカラー補正パラメータは、フィルムパラメータ・レジスタ１１６から別々の信号インタフェース・ライン１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂを介して各変換器１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂに与えられる。フィルムパラメータ・レジスタ１１６は、外部のソース、例えばコンピュータ又はキーボード・インタフェース（図示せず）からフィルムパラメータ・インタフェース１２８を介してフィルムカラー補正パラメータを受信する。
【００７５】
補正され感光度変換されたフィルムカラー信号ＲFME ，ＧFME ，ＢFME （フィルム染料クロストーク効果及び露出されたフィルム染料密度の非直線特性が補正された）は、それから夫々の真数変換器１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂにより真数変換、即ち累乗され、線形相当信号ＲD ，ＧD ，ＢD に戻される。これらの信号ＲD ，ＧD ，ＢD はそれから、ビデオパラメータ補正装置１０４内のビデオパラメータによるカラー補正と、エンコーダ１０６内の符号化とのために使用される（後述参照）。
【００７６】
機能的には、各感光度及び真数変換器集合体１１７Ｒ，１１７Ｇ，１１７Ｂは、感光度変換器１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂ及び真数変換器１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂより成る。各感光度変換器１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂは、夫々の入力信号ＲFM，ＧFM，ＢFMがそれらの内容をアドレスして夫々変換された信号ＲFME ，ＧFME ，ＢFME を与えるＬＵＴを含むことができる。同様に、各真数変換器１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂは、夫々の入力信号ＲFME ，ＧFME ，ＢFME がそれらの内容をアドレスして夫々線形相当信号ＲD ，ＧD ，ＢD を与えるＬＵＴを含むことができる。しかし、各感光度及び真数変換器集合体１１７Ｒ，１１７Ｇ，１１７Ｂの好適な具体例では、感光度及び真数変換を機能的に結合して単一のＬＵＴとする。
【００７７】
「赤」感光度及び真数変換器集光体１１７Ｒの好適な具体例では、多重化動作のために２つのＬＵＴが結合されいてる。カラーマスクされた赤フィルム信号ＲFMは、両ＬＵＴの入力に結合される。両ＬＵＴはまた、次の又は更新されたフィルムパラメータ・データ（上述のような）を選択的に受信するために、「赤」変換器インタフェース１３０Ｒに結合される。上述の制御装置１０７による同期制御の下に、両ＬＵＴは、（１）カラーマスクされた赤フィルム信号ＲFMを受信して対応する変換された赤フィルム信号ＲFME を出力すること、及び（２）次の又は更新されたフィルムパラメータ・データを「赤」変換器インタフェース１３０Ｒを介して受信することを交互に行う。この多重化動作により、単一のＬＵＴをフィルム信号の変換と更にフィルムパラメータ・データを受信することとに時分割しなければならない場合に比べ、回路１１７Ｒを単一ＬＵＴ回路より早く動作させることができる。
【００７８】
希望に応じ、ＬＵＴの代わりに他の変換手段を用いてもよい。例えば、デジタル加算器又は乗算器、マイクロプロセッサ、ＲＩＳＣ、カスタム（注文）ＤＳＰもしくはＶＬＳＩ、又はスプライン発生器を同様に用いることができる。
【００７９】
図８に示すビデオパラメータ補正装置１０４は、表示（ディスプレイ）マスキングマトリックス処理器１１８、別々の補助処理器１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂ、別々のビデオ（標準）方式変換器１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂ及び表示パラメータ・レジスタ１２４を含み、これらはすべて図８に示すように接続される。表示マスキングマトリックス処理器１１８は、補正されたフィルムカラー信号ＲD ，ＧD ，ＢD を受信し、対応する出力信号ＲDM，ＧDM，ＢDMを与え、これらを補助処理器１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂに供給する。補助処理器１２０Ｒ〜１２０Ｂは、対応する出力信号ＲDMA ，ＧDMA ，ＢDMA をビデオ方式変換器１２２Ｒ〜１２２Ｂに供給する。ビデオ方式変換器１２２Ｒ〜１２２Ｂは、対応する出力信号ＲS ，ＧS ，ＢS をエンコーダ１０７の入力色信号ポートに供給する。
【００８０】
補正されたフィルムカラー信号ＲD ，ＧD ，ＢD は、真数変換器１１４Ｒ〜１１４Ｂ（上述のフィルムパラメータ補正装置１０２内の）から表示マスキングマトリックス処理器１１８に供給され、全装置内のクロストーク効果（例えば、ＣＲＴディスプレイの如き最終表示装置（図示せず）と、イメージオルシコンの如き原入力信号ＲF ，ＧF ，ＢF を発生した走査装置（図示せず）との間のクロストーク）を補償するためのカラーマスキングを受ける。表示マスキングマトリックス処理器１１８は、これらの補償された信号を表示マスクされた信号ＲDM，ＧDM，ＢDMとして出力する。
【００８１】
このマスキングは、色合い、飽和度及び色価（明暗度）のようなビデオ信号特性を補正するもので、夫々の補正されたフィルムカラー信号ＲD ，ＧD ，ＢD 内に含まれる表示カラー情報を修正する、例えば率に応じた増減及び混合をすることによって達せられる。この表示マスキングは、ほぼ次式に従って行われる。
【００８２】
【数１９】
ＧDM＝マスクされた緑表示信号
ＢDM＝マスクされた青表示信号
ＤXY＝表示マスキングマトリックス係数
（「Ｙ」色フィルム信号による「Ｘ」色表示信号への関与分）
ＣDX＝表示補正率
（「Ｘ」色表示信号に対する）
【００８３】
表示マスキングマトリックス係数ＤXY及び表示補正率ＣDXは、表示パラメータ・レジスタ１２４より信号インタフェース１３２を介して表示マスキングマトリックス処理器１１８に供給される。また、表示パラメータ・レジスタ１２４は、上記の係数ＤXY及び率ＣDXを外部ソース、例えばコンピュータもしくはキーボード入力インタフェース（図示せず）から表示パラメータ・インタフェース１３４を介して受信する。これらの係数ＤXY及び率ＣDXは、希望により、表示パラメータ・インタフェース１３４に結合されたコンピュータもしくはキーボード・インタフェース（図示せず）を介して、新しい値を入れるか又は省略値を調整することによって変更できる。
【００８４】
表示マスキングマトリックス係数ＤXYは、最初に本装置を較正し個々の値を計算して決められる省略値（ｄｅｆａｕｌｔ ｖａｌｕｅ）を有する。この最初の較正は、基準カラー情報（例えば、走査赤、緑及び青標準映像）を入力し、本装置のそれに対する応答を測定する（例えば、走査された赤、緑及び青標準映像に対する夫々の応答を測定する）ことにより達せられる。表示マスキングマトリックス係数ＤXYは、この初期較正から得たデータに基いて計算できる。或いは、マスキングが殆どもしくは全く必要でないか又は望ましくないと考えられる場合、「対角線」係数（即ち、ＤRR，ＤGG，ＤBB）には夫々１の値が与えられ、「非対角線」係数（即ち、ＤRG，ＤRB，ＤGB，ＤGR，ＤBR，ＤBG）には夫々ゼロの値が与えられる。
【００８５】
表示補正率ＣDXは、固定（例えば、ｄｃ）の信号パラメータを表し、信号を更に増幅したり、減衰させたりするのに用いられる。ただし、これらの率ＣDXは一般に、ゼロの値（即ち、原信号増幅又は減衰の点からいえば１）が与えられる。
【００８６】
表示マスキングマトリックス処理器１１８は、上述の式に従って動作するように接続された１２個のレジスタ、或る数の乗算器及び加算器を含むのがよい。ただし、マイクロプロセッサ、ＲＩＳＣ又はカスタムＤＳＰ又はＶＬＳＩ回路の如き他のマスキング手段を用いてもよい。
【００８７】
表示マスク（された）信号ＲDM，ＧDM，ＢDMはそれから、補助処理器１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂで別々に処理される。補助処理器１２０Ｒ〜１２０Ｂは、表示パラメータ・インタフェース１３４及び表示パラメータ・レジスタ１２４から別々の信号インタフェース１３６Ｒ，１３６Ｇ，１３６Ｂを介して補助処理器１２０Ｒ〜１２０Ｂに供給される主観的カラー補正パラメータに従って各表示マスク信号ＲDM，ＧDM，ＢDMを「微調整」する。
【００８８】
この主観的カラー補正は、各表示マスク信号ＲDM〜ＢDMについて夫々のカラー空間内、即ちカラー飽和域内において１つずつほぼ図形的に行われる。かような主観的カラー補正は、前述した１９９３年４月１４日出願の一般譲渡された係属特許出願０８／０４８，０７７号（１９９１年４月１９日出願の「概略及び精細カラー補正モードをもつデジタルビデオ処理装置」と題する米国特許出願０７／６８７，９６２号の継続出願）の要旨であり、その明細書をここで援用する。
【００８９】
本発明を実施するため、各補助処理器１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂは、前述した図６のＬＵＴ１２の機能を行う参照表を具えてもよい。即ち、「赤」色成分値ＲDMにフィルム状圧縮を行うための輝度値Ｌ（ビデオレベルＶによって求められる。）が、プロセッサから（図７及び８には図示しないが、前述した図６のプロセッサ１６と同じようにプログラムされている。）表示パラメータ・レジスタ１２４に、そして該レジスタ１２４から信号インタフェース１３６Ｒを介して補助処理器１２０Ｒに入れられる。同様に、「緑」色成分値ＧDMにフィルム状圧縮を行うための輝度値Ｌ（ビデオレベルＶにより求められる。）が、上述の如きプロセッサからレジスタ１２４に、そして該レジスタ１２４から信号インタフェース１３６Ｇを介して補助処理器１２０Ｇに入れられる。「青」色成分値ＢDMにフィルム状圧縮を行うための輝度値Ｌ（ビデオレベルＶによって求められる。）も、同様にして補助処理器１２０Ｂに入れられる。
【００９０】
上記処理器１２０Ｒ〜１２０Ｂから出力される処理されたビデオカラー信号ＲDMA ，ＧDMA ，ＢDMA （処理器１２０Ｒ〜１２０Ｂで本発明によるフィルム状圧縮を受けたもの）は、次いで夫々のビデオ（標準）方式変換器１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂ内で選択されたビデオカラー標準方式に合うよう別々に変換される。このようなビデオカラー方式変換は、一種のビデオカラー信号プリエンファシス、例えば信号振幅スケーリングであり、結果として得られるビデオカラー信号ＲS ，ＧS ，ＢS を使用可能な表示方式に合わせるために必要である。この変換は、所望により任意のビデオ又はテレビジョンのカラー標準方式（例えば、ＮＴＳＣ、ＰＡＬ又はＳＥＣＡＭ）に従って行うことができる。
【００９１】
各ビデオ方式変換器１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２ＢはＬＵＴを含み、その中で入力信号ＲDMA ，ＧDMA ，ＢDMA がその内容にアドレスし、それがビデオ標準方式信号ＲS ，ＧS ，ＢS を与える。ただし、デジタル加算器や乗算器、マイクロプロセッサ、ＲＩＳＣ、カスタムＤＳＰ又はＶＬＳＩ、或いはスプライン発生器のような他の変換手段を所望により用いてもよい。また、これらのビデオ方式変換器１２２Ｒ〜１２２Ｂに、希望に応じ、信号インタフェース１３８Ｒ，１３８Ｇ，１３８Ｂ、表示パラメータ・レジスタ１２４及び表示パラメータ・インタフェース１３４を介して制御信号及びパラメータ信号を選択的に供給することができる。
【００９２】
標準方式に変換されたビデオカラー信号ＲS ，ＧS ，ＢS は、カラー補正パラメータを選択的に符号化するためのエンコーダ１０６の入力カラー信号ポートに入力される。後述のように、エンコーダ１０６は、個々の出力カラー信号Ｒ，Ｇ，Ｂ内の上述したカラー補正パラメータを選択的に符号化するものである。即ち、エンコーダ１０６は、上述のカラー補正パラメータを表す別個のデータを選択的に符号化して個々の出力カラー信号Ｒ，Ｇ，Ｂの中に入れることができる。
【００９３】
したがって、単に補正されただけのカラー信号を出力するのではなく、補正された又は補正されないカラー信号のどちらかを夫々のカラー補正パラメータ・データと一緒に選択的に出力することができる。これは、補正された又は補正されないどちらかのカラー信号と、夫々の適正なカラー補正パラメータとの両方を使用したい（例えば、表示又はフィルムへの逆転換のために）ときに、魅力的な特色となる。そうではなく、カラー信号をカラー補正された形でのみ供給すると、それらの最初の補正されない形に関する情報が失われることになる。
【００９４】
エンコーダ１０６は、そのパラメータ信号ポートにフィルムパラメータ・レジスタ１１６からフィルムカラー補正パラメータを、フィルムカラー補正パラメータ・インタフェース１４０を介して受信する。エンコーダ１０６はまた、そのパラメータ信号ポートに表示パラメータ・レジスタ１２４から表示カラー補正パラメータを、表示カラー補正パラメータ・インタフェース１４２を介して受信する。エンコーダ１０６は更に、そのカラー信号入力ポートに完全に補正され方式変換されたビデオカラー信号ＲS ，ＧS ，ＢS をビデオ方式変換器１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂ（ビデオパラメータ補正装置１０４内の）から選択的に受信する。或いは、エンコーダ１０６は、そのカラー信号入力ポートに最初の未補正入力フィルムカラー信号ＲF ，ＧF ，ＢF を、フィルムパラメータ補正装置１０２及びビデオパラメータ補正装置１０４を側路する直接接続線１４４Ｒ，１４４Ｇ，１４４Ｂを介して選択的に受信する。更に或いは、エンコーダ１０６は、そのカラー信号入力ポートに一部補正されたフィルムカラー信号ＲD ，ＧD ，ＢD をビデオパラメータ補正装置１０４を側路する直接接続線１４６Ｒ，１４６Ｇ，１４６Ｂを介して選択的に受信する。
【００９５】
エンコーダ１０６が行う符号化は、従来公知の多くの符号化技法のどれを実施しても達成できる。例えば、夫々のカラー補正パラメータ・データを出力カラー信号Ｒ，Ｇ，Ｂの一部分（例えば、その垂直間隔）の中に挿入（例えば集約）することができる。
【００９６】
このカラー補正パラメータの符号化はまた、１９９２年５月１２日出願の一般譲渡された係属米国特許出願０７／８８３，８８８号（１９９１年５月１４日出願の米国特許出願０７／６９９，９２８号の包袋継続出願、発明の名称「ビデオフィールド及びフレームを選択的に識別するためのフィルムからビデオへのフレーム映像変換装置及び方法」）に開示されたフィールド又はフレームマーキングデータの符号化と同じ方法で行うことができる。上記特許出願の明細書をここで援用する。
【００９７】
上述の信号カラー補正及びカラー補正パラメータデータ符号化は、どんなベースを選択して行ってもよい。例えば、カラー補正や符号化は、所望に応じフレーム毎に（フレームベース）又はシーン毎に（シーンベース）を行うことができる。更に希望ならば、このカラー補正や符号化をフィールド毎に行い、データを修正又は符号化して個々のビデオフィールドの中に入れることができる。本発明の大部分デジタル的実施によるこの柔軟性は、ディゾルブ、フェード及びシーン対シーン（又はフィールド対フィールド又はフレーム対フレーム）のカラー整合の如き多くの編集操作を容易にする。
【００９８】
以上、本発明を実施例について詳述したが、本発明はこれらの具体例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変形、変更をすることができるものである。
【００９９】
【発明の効果】
本発明によれば、ビデオ信号にフィールド状圧縮特性を取入れるようにビデオ信号を処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なネガフィルム曲線のデータセット及びモデル・オーバレイを示すグラフである。
【図２】一般的な中間ポジフィルム曲線のデータセット及びモデル・オーバレイを示すグラフである。
【図３】一般的なプリントフィルム曲線のデータセット及びモデル・オーバレイを示すグラフである。
【図４】本発明に用いるネガ写真フィルムの一般特性に基くビデオ圧縮曲線を示すグラフである。
【図５】本発明に用いる中間ポジ写真フィルムの一般特性に基くビデオ圧縮曲線を示すグラフである。
【図６】本発明のビデオ信号圧縮装置を示すブロック図である。
【図７】本発明を用いたデジタルカラービデオ処理装置を示すブロック図（その１）である。
【図８】本発明を用いたデジタルカラービデオ処理装置を示すブロック図（その２）である。
【図９】本発明のビデオカメラを示すブロック図である。
【図１０】本発明を実施するためのアナログ回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
１２，１６ フィルム状圧縮手段
２０ 選択したパラメータをフィルム圧縮手段に供給する手段
１２ 参照表（手段）
１６ プロセッサ
２１，２３，２５ アナログ回路
１ ビデオカメラ
８ 原ビデオ信号発生手段
１０ アナログ・デジタル変換手段
１４ デジタル・アナログ変換手段
Claims (14)
- ビデオ信号にフィルム状圧縮を行う方法であって、（ａ）ビデオ信号を圧縮手段に供給するステップと、（ｂ）上記圧縮手段内のビデオ信号にフィルム状圧縮関数に従ってフィルム状圧縮を行うことにより、ビデオ信号から圧縮されたビデオ信号を発生するステップとを有し、
上記ビデオ信号は対応するシーン輝度値Ｌをもつピクセルを含み、上記圧縮されたビデオ信号はビデオレベルＶをもつ修正されたピクセルを含み、上記フィルム状圧縮関数は次式の逆関数であるビデオ信号フィルム状圧縮方法
ただし、ｍはパラメータ、Ｖ S はオフセット・パラメータ、Ｖ max は最大ビデオレベル・パラメータ、ｎはガンマ・パラメータの逆数に等しいパラメータ、βは肩部曲率パラメータである。 - ｍ＝ｎである請求項１の方法。
- 上記ビデオ信号がビデオカメラにより発生され、上記圧縮手段が該ビデオカメラに取付けられた請求項１の方法。
- 上記ビデオ信号がアナログビデオ信号である請求項１の方法。
- ビデオ信号にフィルム状圧縮を行う方法であって、（ａ）ビデオ信号を圧縮手段に供給するステップと、（ｂ）上記圧縮手段内のビデオ信号にフィルム状圧縮関数に従ってフィルム状圧縮を行うことにより、ビデオ信号から圧縮されたビデオ信号を発生するステップとを有し、
上記ビデオ信号は対応するシーン輝度値Ｌをもつピクセルを含み、上記圧縮されたビデオ信号はビデオレベルＶをもつ修正されたピクセルを含み、上記フィルム状圧縮関数は次式の逆関数であるビデオ信号フィルム状圧縮方法
ただし、Ｖ S はオフセット・パラメータ、Ｖ max は最大ビデオレベル・パラメータ、ｎはガンマ・パラメータの逆数に等しいパラメータ、βは肩部曲率パラメータである。 - ビデオ信号にフィルム状圧縮を行う装置であって、１組の変換パラメータを含むフィルム状圧縮関数に従ってビデオ信号にフィルム状圧縮を行うことにより、ビデオ信号から圧縮されたビデオ信号を発生する手段と、上記１組の変換パラメータについて選択した１組の値を上記フィルム状圧縮を行う手段に供給する手段とを有し、
上記ビデオ信号は対応するシーン輝度値Ｌをもつピクセルを含み、上記圧縮されたビデオ信号はビデオレベルＶをもつ修正されたピクセルを含み、上記フィルム状圧縮関数は次式の逆関数であるビデオ信号フィルム状圧縮装置
ただし、Ｖ S はオフセット・パラメータ、Ｖ max は最大ビデオレベル・パラメータ、ｎ はガンマ・パラメータの逆数に等しいパラメータ、βは肩部曲率パラメータ、ｍはもう１つのパラメータである。 - ｍ＝ｎである請求項６の装置。
- 上記装置がビデオポストプロダクション編集装置であり、上記ビデオ信号は第１のダイナミック・レンジを有し、基準ビデオ部分は第２のダイナミック・レンジを有し、上記１組の変換パラメータについて選択される値の１組は、圧縮されたビデオ信号が上記第２のダイナミック・レンジにほぼ等しい修正されたダイナミック・レンジを有するように、選択される請求項６の装置。
- 上記ビデオ信号がアナログ信号であり、上記のフィルム状圧縮を行う手段は、上記フィルム状圧縮関数に従って上記アナログ信号に上記フィルム状圧縮を行うアナログ回路を含む請求項６の装置。
- ビデオ信号にフィルム状圧縮を行う装置であって、１組の変換パラメータを含むフィルム状圧縮関数に従ってビデオ信号にフィルム状圧縮を行うことにより、ビデオ信号から圧縮されたビデオ信号を発生する手段と、上記１組の変換パラメータについて選択した１組の値を上記フィルム状圧縮を行う手段に供給する手段とを有し、
上記ビデオ信号は対応するシーン輝度値Ｌをもつピクセルを含み、上記圧縮されたビデオ信号はビデオレベルＶをもつ修正されたピクセルを含み、上記フィルム状圧縮関数は次式の逆関数であるビデオ信号フィルム状圧縮装置
ただし、Ｖ S はオフセット・パラメータ、Ｖ max は最大ビデオレベル・パラメータ、ｎはガンマ・パラメータの逆数に等しいパラメータ、βは肩部曲率パラメータである。 - 上記ビデオ信号がアナログ信号であり、上記のフィルム状圧縮を行う手段は、上記フィルム状圧縮関数に従って上記アナログ信号に上記フィルム状圧縮を行うアナログ回路を含む請求項１０の装置。
- フィルム状圧縮特性をもつ圧縮されたビデオ信号を発生するビデオカメラであって、原ビデオ信号を発生する手段と、１組の変換パラメータを含むフィルム状圧縮関数に従って上記原ビデオ信号にフィルム状圧縮を行うことにより、該原ビデオ信号から圧縮されたビデオ信号を発生する手段と、上記１組の変換パラメータについて選択された値の１組を上記フィルム状圧縮を行う手段に供給する手段とを有し、
上記原ビデオ信号は対応するシーン輝度値Ｌをもつピクセルを含み、上記圧縮されたビデオ信号はビデオレベルＶをもつ修正されたピクセルを含み、上記フィルム状圧縮関数は次式の逆関数であるビデオカメラ
ただし、Ｖ S はオフセット・パラメータ、Ｖ max は最大ビデオレベル・パラメータ、ｎはガンマの逆数に等しいパラメータ、βは肩部曲率パラメータ、ｍはもう１つのパラメータである。 - ｍ＝ｎである請求項１２のビデオカメラ。
- ｍ＝１である請求項１２のビデオカメラ。
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|---|---|---|---|
| US08/135,269 US5646750A (en) | 1991-06-05 | 1993-10-12 | Method and apparatus for compressing video in a manner characteristic of photographic film |
| US135269 | 1993-10-12 |
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