JP4523193B2 - 拡張色域デジタル画像の処理方法及びコンピュータ保存用製品 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタル画像分野に関し、特に、拡張色域デジタル画像の処理及びその処理の支払い方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
デジタル画像システムでは、画像をデジタル形式で表す数多くの方法が存在する。多くの異なるデジタルファイルの形式が存在するだけでなく、デジタル画像の色を指定するために使用できる、多くの種類の異なる色空間及び色符号化方法が存在する。
【０００３】
いくつかの場合では、色符号化が、広く知られたＣＩＥＬＡＢ色空間（CIELAB color space）などの、装置独立色空間（device independent color space）と呼ばれるものによって行われてもよい。最近では、色管理デジタル画像システム内のデジタル画像の色を指定するために、この色空間が広く使われている。いくつかの場合では、画像は実際に、ＣＩＥＬＡＢ色空間に保存されてもよい。より一般的には、色空間を使い、スキャナ、プリンタ、及びＣＲＴ映像表示装置などの、様々なカラー画像装置の色特性を説明するために使用できる、装置プロファイルを接続できる。デジタル画像の符号化に使用できる、装置独立色空間のもう一つの例として、コダックフォトＹＣＣ（KODAK Photo YCC）色交換空間（Color Exchange Space）が挙げられる。
【０００４】
他の場合では、色符号化が、装置依存色空間によって行われてもよい。映像ＲＧＢ色空間及びＣＭＹＫ色空間が、この種類の色空間の例にあたる。カラー画像が装置依存色空間で符号化された場合、その色空間に関連付けられた特定の出力装置に表示された場合に、このカラー画像は望まれる色の見かけを有する。装置依存色空間の利点は、目的とする装置上に表示又は印刷するために、画像の準備が整っていることである。しかしながら、短所として、画像が、目的とする装置の色域（color gamut）に制限されてしまうことが挙げられる。画像装置の色域とは、その装置によって生成できる色及び輝度値の範囲を意味する。したがって、目的とする装置が、制限された動的な範囲を有する又は特定の飽和色を再現する能力に欠ける場合、装置によって生成できる色の範囲外にある色値を符号化することはできない。
【０００５】
デジタル画像の保存用及び操作用色空間として使うために広まった、装置依存色空間の一つの種類として、映像ＲＧＢ色空間が挙げられる。実際には、多くの異なる種類の映像ＲＧＢ表示装置が存在するため、多くの異なる映像ＲＧＢ色空間が存在する。この結果、特定の一連の映像ＲＧＢ色値は、一つの映像装置では一つの色に対応するが、他の映像装置では他の色に対応する。したがって、映像ＲＧＢは歴史的に、色値を正確に解釈するためには、目的の映像表示装置の特性を知る必要があることから、ある程度あいまいな色の表現方法であった。にもかかわらず、映像表示装置上での画像の生成、表示、及び編集は、多くのデジタル画像システムにおいて中心的なステップであるため、多くの応用法において映像ＲＧＢ色空間がデファクトスタンダードとなっている。
【０００６】
近年、色値の解釈における曖昧さを除去するために、特定の映像ＲＧＢ色空間を標準化しようという動きが見られた（提案されたＩＥＣ ＴＣ１００ ｓＲＧＢ標準草案を参照）。このように提案された標準色空間の一つに、「ｓＲＧＢ」として知られるものがある。この色空間は、特定の赤、緑、及び青の原色と、特定の白点と、特定の非線型のコード値と光の強度との関係と、の集合を指定する。これらが一つになって、デジタルコード値と対応する装置独立色値との全体的な関係を細かく定義する。
【０００７】
標準映像ＲＧＢ色空間の使用により、通常は映像ＲＧＢ色空間に関連付けられる曖昧さの大半を取り除くことができるが、この色空間が、他の出力装置に対して色域が制限されている事実については、何も言及しない。これに加え、いずれの出力装置でも、元の風景に対して色域が制限されている。例えば風景は、１０００：１又はそれ以上の動的輝度範囲（luminance dynamic range）を有する場合もあるが、典型的な映像表示装置又は反射印刷は、１００：１程度の動的範囲を有する。写真ネガフィルムなどの特定の画像取込み装置は、実際には８０００：１までの大きさの動的範囲を記録できる。これは、大半の風景に関連する動的輝度範囲よりも大きいが、余剰の動的範囲はしばしば、露出エラーや光源の変化などにゆとりをもたせるために有効である。
【０００８】
様々な源からの画像を映像ＲＧＢ表現方法で符号化するためには、映像ＲＧＢ色空間の色域外の情報を捨てる必要がある。元の風景内の色の見かけを符号化したい時や写真ネガによって取込まれた色を符号化したい時などのいくつかの場合では、動的範囲内の大きな格差のため、典型的には多くの情報を捨てる必要がある。反射印刷を走査し映像ＲＧＢ色空間に保存することが望まれる場合、動的輝度範囲が非常に似ている場合でも、色域のずれにより、たくさんの量の情報を捨てる必要がある。
【０００９】
例えば、図１は、典型的な映像ＲＧＢ色域１０と典型的な反射印刷色域１２との比較を示す。ここでは、色域のａ^*−ｂ^*断面が、６５のＬ^*としてＣＩＥＬＡＢ空間に示される。境界線の内側の色は、それぞれの装置の色域内であり、境界線の外側の色は、再現できず、したがって「色域外」の色として参照される。ｂ^*の値が６０よりも大きいものの中では、プリンタでは生成できるが映像表示装置の色域の外にある多くの色値の集合が存在することがわかる。この結果、反射印刷が走査され映像ＲＧＢ色空間に保存されると、この色情報は符号化できない。
【００１０】
映像ＲＧＢ色域と、他の出力装置及び画像源の色域とのずれは、映像ＲＧＢ色空間の有効性に対する、深刻な制限を意味する。しかしながら、多くの場合、コンピュータの映像ＣＲＴに直接表示するための準備が整っている色空間内に画像を保存する便利さが、好適な色空間を決定する場合の優先要因であった。これは、入力画像内に存在することもある拡張色域情報を使用できる応用法を犠牲にしていた。この解決法の最も深刻な制限の一つとして、デジタル画像の変更が望まれる場合が挙げられる。この場合、よりよい品質の変更済画像を提供するために、映像ＲＧＢ色域内で画像を表現する際に、切り取られる必要のある情報を使うことがしばしば有益である。例えば、元の画像が露光しすぎているため、画像を暗くする必要がある場合、映像ＲＧＢ画像は通常、画像を暗くするために使用できるハイライト詳細情報を保持しない。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの目的は、拡張色域デジタル画像を有するデジタル画像を処理しこのように処理された画像に対して支払いを行うことにより、従来技術の制限を克服することである。
【００１２】
この目的は、拡張色域デジタル画像を、制限色域を有する保存用色空間において表現するように拡張色域デジタル画像を処理し、このように処理されたデジタル画像を処理する方法により達成される。この方法は、コンピュータが、ａ）ユーザによって処理対象として指定された拡張色域デジタル画像を、ｉ）拡張色域デジタル画像の色値を、制限された色域内に収まるよう調整して制限色域デジタル画像を形成し、ｉｉ）拡張色域の色値を調整して、第二の色域であって制限色域よりも大きい第二の色域内に収まるようにし、第二のデジタル画像を形成し、ｉｉｉ）制限色域デジタル画像を保存用色空間で表し、ｉｖ）制限色域デジタル画像における各画素の値を、第二のデジタル画像において対応する各画素の値から減算することで、残存画像を決定し、ｖ）残存画像と制限色域デジタル画像とを保存用空間内で関連付け、関連付けられた残存画像と制限色域デジタル画像とを組合わせることで、再構築された拡張色域デジタル画像を形成できるようにすることにより、処理するステップと、ｂ）入力装置又はカード読取装置を介してユーザによる支払識別子の入力を受け付けるステップであって、前記支払識別子の入力は、処理済拡張色域デジタル画像に対する前記ユーザのアクセスを可能とするために行われる、ステップと、ｃ）通信ネットワークを介してユーザが利用可能なサーバ上に処理済拡張色域デジタル画像を保存するステップと、を含む。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明による、デジタル画像の保存方法の一つを図２に示す。拡張色域デジタル画像２０は、保存用色空間の制限された色域の外にある色値を有する。色値を調整するステップ２１が用いられ、色値が保存用色空間の制限された色域内に収まるような値に制限され、制限色域デジタル画像２２を形成する。次に、保存用色空間で表現するステップ２３が用いられ、保存用空間デジタル画像２４を生成する。残存画像を計算するステップ２５が用いられ、拡張色域デジタル画像と制限色域デジタル画像との間の相違を表す一つ又はそれ以上の残存画像２６を決定する。保存用空間デジタル画像２４及び残存画像２６は次に、デジタルファイルの保存ステップ２７を用い、デジタルファイル２８に保存される。
【００１４】
本発明の鍵となる特徴の一つは、拡張色域デジタル画像と制限色域デジタル画像との相違を表す残像画像２６の生成及び使用である。他の従来技術のシステムも、残存画像の計算を含むが、そのいずれも、拡張色域デジタル画像と制限色域デジタル画像との相違の計算を伴わない。ニシハラ等（Nishihara et al.）（米国特許第４，９０３，３１７号）には、元の画像と、データ損失のあるデータ圧縮技法を使い圧縮され、その後伸長された画像との相違から決定される、残存画像の計算が記載されている。残存画像は、圧縮／伸長の過程で持ち込まれた圧縮の副産物を表す。ゴリン（Golin）（米国特許第５，１２２，８７３号）にもまた、残存画像を使い画像を符号化する方法が記載されている。この場合、残存画像は、異なる空間解像度の画像間の相違に関連する。また、残存画像を、高精度のデジタル画像と低精度のデジタル画像との間に計算できることも知られている。これらの各々の場合、相違が計算される画像は、同一の色域及び色空間を有する。この結果、これらの従来技術の構成のうちいずれも、本発明に必要とされるような拡張色域情報の保存をサポートしない。
【００１５】
図２に示す各ステップをより詳しく説明する。拡張色域デジタル画像２０は、多くの異なる形式であってもよい。例えば画像は、走査された写真印刷であっても、走査された写真ネガであっても、走査された写真スライドであっても、又はデジタルカメラからの画像であってもよい。画像の源によって、また、画像に適用された画像処理によって、画像は、非常に異なる色域及び色表現法を有する。走査された写真ネガ及びデジタルカメラからの画像は、多くの保存用色空間において符号化できるものよりも大きな動的輝度範囲を有する風景情報を含む場合もある。この場合、動的輝度範囲は単に、表現できる輝度値の範囲に関連した、色域の特徴の一つである。
【００１６】
画像システムの色域は、表現又は生成できる色の範囲である。基本的に色は三次元の現象であるため、色域は、三次元の体積として見ることができる。この体積の中の色値は「色域内」、外の色は「色域外」と呼ばれる。色域の一つの特徴に、システムの動的輝度範囲がある。これは、最も白い白から、最も黒い黒まで、システムによって符号化できる、相対輝度値の範囲である。色域のもう一つの特徴として、中立から飽和色まで表現できるクロマ値の範囲がある。色域内のクロマ値の範囲は通常、色相と明度の関数である。一般的には、最も高いクロマの色は、与えられた画像装置又は色空間の原色及び第二色の色相及び明度の近くで生成できる（通常は、赤、緑、青、シアン（cyan）、マゼンタ（magenta）、及び黄色）。
【００１７】
画像が、走査された写真印刷の場合、画像の色域は一般的には、元の写真印刷媒体の色域である。同様に、画像がデジタルカメラによって取込まれていた場合、画像の色域は一般的には、カメラのセンサ及びレンズ照明装置の動的範囲に制限される場合もあるが、元の風景の色域である。画像が表現される色空間は、元の画像の色域からはある程度独立している。例えば、走査された写真の色値は、原スキャナコード値として表すこともでき、又は、ＣＩＥＬＡＢ色空間などの色空間によって装置独立色値として与えられてもよい。この代わりに、色値をその他の色空間のいずれかによって表現してもよい。
【００１８】
多くの応用法では、デジタル画像を、応用法に関連する仕事の流れに適した、特定の保存用色空間で保存、表示、及び操作することが便利である。しばしば、選択された保存用色空間は、システムによって使われる共通の出力装置又は媒体に関連付けられた装置依存色空間である。多くの場合、映像ＲＧＢ色空間が使われ、これは、映像ＲＧＢ色空間は、コンピュータ映像表示装置上において更なる処理無しに表示又は試写できるためである。これに加え、コンピュータ上で画像を操作するために使用可能な多くのソフトウェアアプリケーションが、映像ＲＧＢ色空間で画像に細工するように設計されている。保存用色空間の色域はたいてい、拡張色域デジタル画像２０の色域よりも小さい、又は少なくとも異なる。この結果、一般的に、拡張色域デジタル画像２０の色の中に、保存用色空間で表現できない色が存在する。例えば、拡張色域デジタル画像２０が、走査された写真印刷の場合を考える。反射印刷の色域内の色のうち、多くの色が、映像ＲＧＢ色空間の色域の外にある。これは、典型的な映像ＲＧＢ色空間１０を通じた断面及び典型的な反射印刷色域１２を通じた断面を示す図１から明らかである。
【００１９】
よって、反射印刷色値を映像ＲＧ色空間又は他の制限色域保存用空間に保存するために、情報を捨てる必要がある。従来技術の方法では、捨てられた情報は永久に失われ、回復できない。本発明では、失われた情報は、一つ又はそれ以上の残存画像に保存される。
【００２０】
色値を調整するステップ２１が用いられ、拡張色域デジタル画像の色値を調整し、保存用空間の制限された色域に収まるようにし、これにより制限色域デジタル画像２２を形成する。このステップでは、制限色域の外の色値が制限色域内の色値にマッピングされる時に、情報を捨てる必要がある。いくつかの場合では、色域外の色の色値は、単に「切り取ら」れる。すなわち、これらの色値は、制限色域の表面上の色値にマッピングされる。他の場合では、より複雑な色域マッピング方法を使い、きびしい切り取り機能を持ち込むこと無く、拡張色域を制限色域に圧縮できる。例えば、入力色値のクロマは、拡張色域内の最も飽和した色が、制限色域内の最も飽和した色にマッピングされるように、スケールを定められてもよい。この代わりに、色の見かけを可能な限り保管するように設計された色域マッピング方法を使ってもよい。どの色域マッピング技法が使われた場合においても、情報の遺失及び画像の色特性の歪みが存在してしまう。
【００２１】
多くの場合、拡張色域は、制限色域において表現できるクロマ値よりも高いクロマ値を有する色値を含む。いくつかの場合では、拡張色域は又、制限色域で表現できるものよりも大きな動的輝度範囲を持つ場合もある。画像の動的輝度範囲を減らす必要がある場合、色値を調整するステップ２１の実施の一部として典型的に、色合いスケール機能を適用する。色合いスケール機能は、入力画像の強度を出力画像強度にマッピングし、この機能は、画像の輝度チャネル又はその代わりに、ＲＧＢ色表現の各色チャネルに適用されることがある。いくつかの応用法では、処理される画像が実際には、単色画像、例えば白黒画像であってもよい。この場合、色合いスケール機能は単色画像の輝度値に適用できる。
【００２２】
拡張色域デジタル画像が、元の風景の色を表すものである場合、色値を調整するステップ２１は典型的には、望まれる照準色を目的の出力装置上で生成する、再現された色値を決定することを伴う。例えば、最適な色再現照準を適用し、元の風景色の望まれる映像ＲＧＢ照準色を決定できる。元の風景色値を照準再現色値に変換する処理は時に、画像の「レンダリング」と呼ばれる。
【００２３】
一旦、制限色域デジタル画像２２が決定されると、次のステップは、保存用色空間においての画像表現ステップ２３を用い、これを保存用色空間で表現することである。このステップの出力は、保存用空間デジタル画像２４である。このステップは典型的には、装置モデル又は色空間変換を適用し、制限色域デジタル画像２２の調整済色値に対応する保存用空間色値を決定することを伴う。例えば、調整済色値が、ＣＩＥＬＡＢ色空間によって指定される場合、映像表示装置モデルを使い、指定された調整済色値を生成するために必要となる、対応する映像ＲＧＢ値を決定できる。
【００２４】
残存画像を計算するステップ２５が用いられ、拡張色域デジタル画像２０と制限色域デジタル画像２２との相違を表す、一つ又はそれ以上の残存画像２６が決定される。その最も簡単な形式では、単一の残存画像２６が、制限色域デジタル画像２２の調整済色値を、拡張色域デジタル画像２０の入力色値から引くことにより、計算できる。残存画像は、これらの色値を表現するために使われた色空間による。この代わりに色値は、残存画像を計算するために有効な何らかの他の空間に変換されてもよい。例えば、残存画像を圧縮するために適した色空間や、拡張色域デジタル画像の再構築に使われるために便利な色空間で残存画像を計算することが望まれる場合がある。
【００２５】
単一の残存画像ではなく、複数の残存画像の保存が有利な理由がいくつか存在する。例えば、一つの残存画像の輝度エラーに関連する残存エラーや、追加の残存画像のクロミナンスエラーに関連する残存エラーを保存することが望まれる場合がある。これにより、再構築された拡張色域デジタル画像を決定する処理の際に、どの種類の残存エラーを、応用法が使用するかを選択することを可能にできる。
【００２６】
他の場合、複数の残存画像の集合が、動的範囲が拡張された画像データの異なる副集合に対応してもよい。例えば、第一の残存画像は、デジタル画像の動的範囲を、制限色域デジタル画像に関連する動的範囲を超えて、一定の量拡張してもよい。第二の残存画像は、動的範囲を更に追加の増分だけ第一の残存画像に関連した拡張された動的範囲を超えて拡張してもよい。これにより、拡張色域デジタル画像を使う応用法が、応用法に必要な、拡張された動的範囲の量に関連する残存画像のみを使うことができる。
【００２７】
複数の残存画像が有効なもう一つの理由に、制限された大きさを持つデジタルファイルにタグとして残存画像が保存される場合がある。この場合、残存画像データを、大きさの制限に収まる、より小さな破片に分けることができる。例えば残存画像は、拡張色域デジタル画像の画素の副集合に対して決定されてもよい。このように残存画像は、タイル方式で保存できる。
【００２８】
一般的には、拡張色域デジタル画像及び制限色域デジタル画像２２は、色域内の色がゼロの残存エラーによって与えられるように、残存画像を計算する前に同じ色空間で表されるべきである。大半の画像は、その小さな一部分のみが色域の外にある色値であるため、残存画像ではゼロが優位を占め、よって、大幅な圧縮が可能である。
【００２９】
色値を調整するステップ２１が、制限色域外の色と共に制限色域内の色の色値を変更する変換の適用を伴う場合、残存画像は、拡張色域デジタル画像の入力色値と制限色域デジタル画像２２の調整された色値との相違を直接計算することにより決定され、大量のゼロでない値を有する。これは、残存画像を圧縮する場合などには、望ましくない場合がある。拡張色域デジタル画像が元の風景を表すものであり、色値を調整するステップ２１が色値をレンダリングし目的の出力装置の望まれる色域を決定することを含む、上述の例は一般的には、この問題に苦しめられる。この場合、第二のレンダリング機能を拡張色域デジタル画像に適用し、第一の目的の出力装置よりも大きな色域を持つもう一つの出力装置に望まれる、第二のレンダリングされた色値の集合を決定することが望ましい場合もある。第二レンダリング機能が、大半の色域において第一レンダリング機能と同一であれば、第一及び第二のレンダリング画像の相違を求めることにより計算される残存画像では、ゼロの相違が優位を占める。本発明の好適な実施形態の一つでは、第一レンダリング機能が、映像表示装置に最適なレンダリング画像を生成でき、第二レンダリング機能が、理想的な大きさの色域を有する仮定的な出力装置に最適なレンダリング画像を生成できる。
【００３０】
一旦、残存画像２６が計算されると、これらの画像を何らかの方法で保存用空間デジタル画像２４に関連付けるべきである。これは、残存画像２６を、保存用空間デジタル画像２４を保存するために使われる第二のメモリバッファに関連するメモリバッファに保存することを伴う場合もある。この代わりに、多くの応用法はデジタルファイル保存ステップ２７を用いて、画像データを、磁気ディスク、光学ディスク、又はＰＣＭＣＩＡカードなどの何らかのデジタル保存媒体上のデジタルファイル２８に保存する。この場合、保存用空間デジタル画像２４及び残存画像２６は、二つの異なるファイルに保存されてもよく、又は同じデジタル画像ファイルに保存されてもよい。多くの場合、保存用空間デジタル画像２４を保存するために使われるファイル形式は、プライベート画像タグの使用をサポートしてもよい。例えば、ＴＩＦＦ、ＥＸＩＦ、及びＦｌａｓｈＰＩＸなどのファイル形式は全て、この種類のタグをサポートする。これらのタグは、メタデータ（meta-data）と呼ばれることもある。この種類のファイル形式が使われた場合、残存画像データを残存画像タグの形で保存することが便利である。これにより、残存画像タグの使用方法を知らない応用法は、単にタグを無視し、よって、保存用空間デジタル画像２４のみにアクセスできる。一方、残存画像タグの使用方法を知っている応用法は、これを使い、拡張色域デジタル画像を再構築できる。いくつかのファイル形式は、タグの大きさに制限をかけるため、これらの応用法において残存画像の圧縮が重要である。
【００３１】
この明細書の残りの部分では、単一の残存画像の場合が説明される。しかしながら、方法は、複数の残存画像の集合を使うように簡単に法則化できることを認識すべきである。
【００３２】
本発明による、第二のデジタル画像保存方法を図３に示す。この実施形態は図２に示す実施形態と似ているが、残存画像が決定される方法に違いがある。この第二の実施形態では、残存画像は、保存用色空間のコード値との関係で表される。図３は、保存用色空間の制限された色域の外にある色値を有する拡張色域デジタル画像３０を示す。色値を調整するステップ３１を用いて、色値が保存用色空間の制限された色域に収まるような色値に制限される。次に、保存用色空間において画像を表現するステップ３２を用いて、制限色域デジタル画像３３が生成される。拡張保存用色空間で画像を表現するステップ３４が元の画像に適用され、残存画像計算ステップ３５を用いて、拡張色域デジタル画像と制限色域デジタル画像との間の相違を表す残存画像３６が決定される。ここで、拡張色域デジタル画像と制限色域デジタル画像は両方、保存用色空間に基づき符号化される。制限色域デジタル画像３３及び残存画像３６は次に、デジタルファイル保存ステップ３７を用いて、デジタルファイル３８に保存される。
【００３３】
第二の方法におけるステップの大半は、第一の方法における対応するステップと同一であるので、異なるステップのみをより詳しく説明する。二つの方法の最も重要な違いは、この場合には、残存画像が保存用色空間の色値に対して計算されることである。したがって、元の拡張色域デジタル画像は、制限色域デジタル画像に加え、保存用色空間にも変換される必要がある。これは、拡張保存用色空間で画像を表現するステップ３４によって達成される。複雑化の要因は、保存用色空間は典型的には制限された色域のみを有することである。例えば、保存用色空間が映像ＲＧＢ色空間であった場合、保存用空間の色域は、映像表示装置の色域に制限される場合がある。したがって、元の拡張色域デジタル画像を保存用色空間で表すためには、色域の制限を課さない、保存用色空間の拡張版を定義する必要がある。例えば、２４ビットの映像ＲＧＢ色空間は通常、０から２５５の範囲で整数のコード値によって、色値を符号化する。映像表示装置の色域外の色の符号化を可能にするためには、元の拡張色域デジタル画像を、コード値が０から２５５の範囲の外でもよい、拡張された保存用空間で表すことができる。これにより、保存用色空間で直接符号化できるものよりも、高い動的輝度範囲値や高いクロマ値を有する色の符号化を可能にする。制限色域デジタル画像及び拡張色域デジタル画像の両方が、保存用色空間によって表された後、残存画像３６が、以前と同じように、二つの画像の間の相違を計算することにより計算される。
【００３４】
本発明の方法を適用する結果、保存用色空間内の制限色域デジタル画像と、制限色域デジタル画像を拡張色域デジタル画像に相関させる、関連した残存画像と、が両方作り出される。先に述べたように、制限色域デジタル画像は一般的には、映像表示装置などの目的の出力装置上での表示に適している。この解決法の一つの効果は、残存画像を使用できないシステムが、制限色域デジタル画像のみが保存されていた従来技術に対して、画像品質又は計算の欠点無しに、この画像を直接表示及び操作できることである。しかしながら、通常は捨てられていた情報が、残存画像に保存され、残存画像を使用できるシステムはこれを使用できる。この場合、制限色域デジタル画像が抽出され、デジタルファイルからの残存画像が使われ、再構築された拡張色域デジタル画像が形成される。
【００３５】
図４に、拡張色域デジタル画像を制限色域デジタル画像及び残存画像から再構築する例を示す。この処理への入力は、上述のように作り出された制限色域デジタル画像及び残存画像を含む拡張色域デジタルファイル４０である。デジタルファイルからデータを抽出するステップ４１を用いて、制限色域デジタル画像４２及び残存画像４３が抽出される。次に、拡張色域デジタル画像を再構築するステップ４４を用いて、制限色域デジタル画像４２と残存画像４３とを組合わせることにより、再構築された拡張色域デジタル画像４５を形成する。典型的には、拡張色域デジタル画像の再構築ステップ４４は、制限色域デジタル画像４２と残存画像４３とを組合わせることを伴う。
【００３６】
再構築された拡張色域デジタル画像は、多くの異なる目的に使うことができる。例えば、再構築された拡張色域デジタル画像は、デジタルファイル４０内の制限色域デジタル画像４２の制限された色域とは異なる色域を有する出力装置での表示に適切なデジタル画像を形成するために使うことができる。これにより、保存用色空間の制約に制限された印刷ではなく、元の拡張色域デジタル画像からの最適な印刷の生成を可能にする。
【００３７】
拡張色域内の情報は特に、デジタル画像に変更を適用する処理の際に有効である。図５を考慮し、図５は、本発明による拡張色域デジタル画像を変更する一つの方法を示す。この処理への入力は、上述のように作り出された制限色域デジタル画像と残存画像とを含む拡張色域デジタルファイル４０である。図４と同様に、デジタルファイルからデータを抽出するステップ４１を用いて、制限色域デジタル画像４２及び残存画像４３を抽出する。次に、画像を変更するために使われる、一つ又はそれ以上の所望の画像変更５０が指定される。そして、制限色域デジタル画像を変更するステップ５１を用いて、所望の画像変更５０に基づき、制限色域デジタル画像４２が変更され、変更済制限色域デジタル画像５３を形成する。同様に、残存画像変更ステップ５２を用いて、残存画像４３が所望の画像変更５０に基づき変更され、変更済残存画像５４を形成する。変更済制限色域デジタル画像５３及び変更済残存画像５４を一つとして、変更済デジタルファイル５５に保存できる、変更済拡張色域デジタル画像を表す。この代わりに、変更済デジタル画像を使い、デジタルプリンタ又はその他の形の画像表示装置上で画像を生成してもよい。変更済デジタル画像はまた、遠隔の場所に送信され、保存又はその場所で印刷されてもよい。変更済デジタル画像を送信する方法は、コンピュータネットワーク接続又は電話線に接続されたモデムを含んでもよい。
【００３８】
デジタル画像に適用できる、多くの異なる種類の望まれる画像変更５０が存在する。例えば、画像に適用できる、多くの種類の色及び色合い再現変更が存在する。いくつかの場合では、画像の色バランスを調整することが望ましい。他の場合では、画像の密度を調整し、これにより、より暗い画像又はより明るい画像を生成することが望ましい。他の種類の色及び色合い再現変更は、画像のコントラスト、色相、又は彩度を変えることを含んでもよい。いくつかの場合では、色及び色合い再現特性を変更し、これらを特定の出力装置において最適にすることが望ましい。本発明は特に、画像の色及び色合い再現特性に変更を加えることに適しており、これは、残存画像内に保存された拡張色域情報が、品質の劣化無しにより大きな変化を可能にするためである。例えば、元の画像が露出しすぎていたと判断された場合を考える。この場合、制限色域デジタル画像のハイライト情報が、画像を制限色域にレンダリングする処理の際に切り取られている。しかしながら、このハイライト情報は、残存画像に保持されている。画像を暗くし、露出しすぎのエラーを修正することが望まれるならば、残存像内の情報を使い、ハイライトの詳細を回復する変更済デジタル画像を決定できる。
【００３９】
デジタル画像に適用できる他の種類の画像変更は、空間画像変更を含む。空間画像変更の例は、画像のズーム、切り抜き（cropping）、ノイズ削減、及び画像の鋭利化（sharpening）などを含む。画像のズームは、画像の大きさの再変更を伴う。画像の切り抜きは、画像の副集合の選択を伴う。ノイズ削減処理は一般的に、画像の平坦な領域において画像を平滑にすることにより、画像の粒子又はノイズの存在を減らすことを伴う。画像の鋭利化は典型的には、画像に空間畳み込みを適用し、画像内の縁の見かけの鋭さを増加させることを伴う。この他に、広く使われているアドービフォトショップ（Adobe Photoshop）などの一般的な画像編集ソフトウェアプログラムなどに見られる、多くの種類の画像変更が存在する。
【００４０】
場合によっては、単一の画像変更が望まれ、その他の場合では、いくつかの変更を画像に適用することが望ましい。例えば、画像を暗くし、画像の副集合を切り抜き、その後画像を鋭くすることが望まれる場合もある。望まれる変更の種類によって、変更を同時に適用することもでき、又は順番に適用する必要がある場合もある。
【００４１】
デジタル画像への変更は、ユーザ調節可能な明度ノブの場合など、ユーザによってインタラクティブに指定できる。この場合、一般的には画像の試写が映像表示装置に表示され、ユーザインターフェースが設けられ、ユーザが望む変更を指定できるようにする。画像変更はまた、自動的なアルゴリズムをデジタル画像に適用することにより決定することもできる。例えば、「風景バランスアルゴリズム」を使い、画像の最高の色バランス及び密度レベルを推定できる。この代わりに、自動的な鋭利化アルゴリズムを使い、画像の鋭利化の最適な量を推定することもできる。
【００４２】
いくつかの場合では、制限色域デジタル画像のみが、所望の画像変更を指定するステップの際に使用可能な場合もある。例えば、制限色域デジタル画像が、コンピュータの映像モニタに表示するために適した映像ＲＧＢ色空間内である場合を考える。特定のソフトウェアアプリケーションは、この映像ＲＧＢ画像を、インタラクティブなユーザインターフェースを使い操作するよう設計されている。ユーザインターフェースは、ユーザが色バランスのスライドバーを制御し、好適な色バランス位置を決定することを可能にできる。この場合、好適な色バランス位置が一旦決定されると、この情報は次に上述のように拡張色域デジタル画像を変更するために使うことができる。同様に、ユーザはインタラクティブに、制限色域デジタル画像に基づき所望のズーム及び切り抜きパラメータを決定でき、そして、これらの変化を拡張色域デジタル画像に適用できる。いくつかの場合では、最適な画像変更を推定するために使うことのできる自動的なアルゴリズムを、制限色域デジタル画像に対して作動するように設計することもできる。例えば、風景バランスアルゴリズムを制限色域デジタル画像に適用し、その結果の画像変更を次に拡張色域デジタル画像に適用してもよい。制限色域デジタル画像が、画像を試写するために使われた色空間内に保存されていなくても、ユーザインターフェースを提供し、制限色域デジタル画像から決定された試写画像を操作し、所望の画像変更を決定できるようにすることが必要又は便利な場合がある。
【００４３】
本発明のもう一つの実施形態を図６に示す。この場合、図４に関して上で説明したものと同様に、制限色域デジタル画像４２及び残存画像４３が使われ、再構築された拡張色域デジタル画像４５を形成する。そして、所望の画像変更６１が使われ、再構築された拡張色域デジタル画像を変更するステップ６０を用いて、変更済拡張色域デジタル画像６２が形成される。次に、上述の方法と同じ方法を用い、変更済拡張色域デジタル画像６２を使って、変更済制限色域デジタル画像６３及び変更済残存画像６４を決定できる。変更済制限色域デジタル画像６３及び変更済残存画像６４は次に、任意に変更済デジタルファイル６５に保存することもできる。この方法は、図５に示す方法とは、所望の画像変更が、組合わされていない制限色域デジタル画像４２及び残存画像４３に独立して適用されるのではなく、再構築された拡張色域デジタル画像６０に適用される点で異なる。鋭利化又は色／色合い調整など、複雑な画像変更が望まれる場合、多くの場合、この解決法を使う方が便利である。ズームや切り抜き作業などの他の場合、再構築された画像を形成することに伴う余剰のステップを通過する必要はない。
【００４４】
本発明の更にもう一つの実施形態を図７に示す。図４に関して説明したものと同様に、制限色域デジタル画像４２及び残存画像４３が、デジタルファイルからデータを抽出するステップ４１を用いて、デジタルファイル４０から抽出される。この場合、一つ又はそれ以上の所望の画像変更７０が、制限色域デジタル画像を変更するステップ７１を用いて、制限色域デジタル画像４２に適用され、変更済制限色域デジタル画像７２を形成する。任意の、変更済画像を試写するステップ７３が、多くの場合に有効であり、これにより、最適な変更が画像に適用されたかどうかを、ユーザが決定できる。一旦最適な所望の画像変更７０が決定されると、変更の情報７４が入力デジタルファイル４０に追加され、変更済デジタルファイル７５を形成する。例えば、変更の情報７４は、画像に適用された作業の一覧、又は変更の最終的な効果を示す一連のパラメータを含む場合もある。この解決法が有効な一つの場合としては、元の画像を変更無しの形式でできるだけ長い間保管することが望まれる場合がある。また、興味のある他の場合としては、デジタルファイルが遠隔の場所に存在し、制限色域デジタル画像の低解像度版のみを、画像変更を決定するために使われるローカルのワークステーションにダウンロードできる場合がある。変更された高解像度の画像ではなく、変更情報７４のみを遠隔の場所に送り返すことが必要となる。この場合、残存画像の低解像度版をローカルサイトに送信し、画像変更の試写に使うことが望ましい場合もある。
【００４５】
図８に、本発明の好適な実施形態のフローチャートを示し、この実施形態では、処理済拡張色域デジタル画像がネットワークサーバに保存され、デジタル通信ネットワークを介して利用可能とされる。まず、一つ又はそれ以上の拡張色域デジタル画像８０がユーザによって処理サイトに送られる。本発明の一つの実施形態ではこれは、ユーザが写真ネガを処理サイトに郵便又はネガを処理サイトに届けることにより、処理サイトに供給することにより達成される。ネガは、現像済の形式でも、現像前の形式でもよい。ネガは次に、必要であれば現像され、走査され、拡張色域デジタル画像８０を生成する。この代わりに、拡張色域デジタル画像８０を、通信ネットワークを通じて又は磁気ディスク、ＣＤＲＯＭ、又はＰＣＭＣＩＡカードなどのコンピュータが読取り可能な保存媒体上に直接ユーザによって供給してもよい。拡張色域デジタル画像８０は、デジタルカメラからのものでもよく、またはこの代わりに、印刷、スライド又はネガなどの、従来の写真物質を走査したものでもよい。拡張色域デジタル画像８０はまた、コンピュータが作り出した像からのものであってもよい。
【００４６】
次に、各拡張色域デジタル画像８０が、拡張色域デジタル画像を処理するステップ８１を用いて処理され、制限色域デジタル画像８２及び一つ又はそれ以上の関連した残存画像８３が生成され、ここで関連した残存画像８３と制限色域デジタル画像８２とは、再構築された拡張色域デジタル画像を形成するために使われるよう適合される。制限色域デジタル画像８２と残存画像８３とは一つのものとして、処理済拡張色域デジタル画像８４を構成する。前に説明したように、処理済拡張色域デジタル画像８４は、メタデータタグを使い単一のデジタル画像ファイルに保存されてもよく、又は複数のデジタル画像ファイルに保存されてもよい。
【００４７】
支払いを行うステップ８５を用いて、ユーザからの支払いを得る。これは、現金取引を使い、又はユーザから支払識別子を得るステップ８６を使い実行できる。例えば支払識別子は、電子的に支払いが振り替えられる口座の情報を含んでもよい。この代わりに、支払識別子は、支払いが課金されるクレジットカード口座を含んでいてもよい。小切手などを含む他の形式の支払識別子もまた可能である。本発明の一つの実施形態では、支払識別子が、インターネットなどのデジタル通信ネットワークを介してユーザから取得される。
【００４８】
最後に、ネットワークサーバ上に画像を保存するステップ８７を用いて、処理済拡張色域デジタル画像８４をデジタル通信ネットワークを介してユーザに利用可能にする。デジタル通信ネットワークの例は、インターネット及び構内ネットワークを含む。本発明の一つの実施形態では、処理済拡張色域デジタル画像８４は、特定のインターネットアドレスにおいてユーザに利用可能にされる。ユーザは、処理済拡張色域デジタル画像８４にアクセスするためにパスワードを与えられてもよく、又はこの代わりに、処理済拡張色域デジタル画像８４は、公的に利用可能とされる。本発明の他の実施形態では、処理済拡張色域デジタル画像８４を、ユーザによって指定された場所にデジタル通信ネットワークを介して転送することもできる。例えば、処理済拡張色域デジタル画像８４は、Ｅメールによって送信されてもよく、又はファイル転送プロトコルを使い、転送されてもよい。
【００４９】
図９に本発明の一つの実施形態を示し、この実施形態では処理済拡張色域デジタル画像が、インターネットなどのデジタル通信ネットワークによってアクセスされる。この場合、画像データベース９０は、ネットワークサーバ９２上に配置されている。画像データベース９０は、上述の制限色域デジタル画像及び関連する残存画像を形成する方法を使い処理された処理済拡張色域デジタル画像９４を保存するために使われる。ネットワークサーバ９２は、通信ネットワーク９５に接続されている。例えば、通信ネットワーク９５は、インターネット又は構内ネットワークであってもよい。ユーザは、プロセッサ９６を使い、ネットワークサーバ９２に通信ネットワーク９５を介してアクセスする。プロセッサ９６は、自宅のコンピュータであってもよく、又はその代わりに、小売店のキオスク（retail kiosk）内のコンピュータなどであってもよい。典型的には、プロセッサは、モニタ９８を試写画像を表示する及びユーザに情報を提供する目的に使う。ユーザが、一つ又はそれ以上の入力装置１００を使い、プロセッサ９６に命令を提供してもよい。典型的な入力装置の例は、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド又はタッチスクリーンを含む。プリンタ１０２もまた、ユーザに出力印刷を提供するためにプロセッサに接続されていてもよい。この代わりに、遠隔プリンタもまた、通信ネットワーク９５を通じてアクセスされてもよい。カード読取装置１０４もまた、上述のユーザから支払識別子を得るステップ８６の一部として、クレジットカード又はデビットカードから口座情報を読取る目的で、プロセッサ９６に接続されていてもよい。
【００５０】
他のネットワークサーバもまた、通信ネットワーク９５に繋げられていてもよい。例えば、ユーザがインターネットを介して支払いを行う場合を考える。ユーザがサービス提供者に支払識別子を提供する一般的な方法の一つとして、正当なクレジットカード番号を供給することが挙げられる。サービス提供者は、ネットワークサーバ１０８上のユーザ口座データベース１０６にアクセスし、適切な支払いを課金し、これは、他のネットワークサーバ１１２上のサービス提供者口座データベース１１０にアクセスすることにより、サービス提供者が指定した口座に振り込まれる。支払いが振り替えられた後、サービス提供者は、画像データベース９０に保存されている処理済拡張色域デジタル画像９４へのアクセスをユーザに許可する。処理済拡張色域デジタル画像９４は次に、制限色域デジタル画像の色域とは異なる色域を有するプリンタ上で最適な印刷を作り出す、又は図５、図６、及び図７に関連して説明されたような所望の画像変更を適用する目的に使用できる。これらのサービスを実行するために、ユーザからの追加の支払いが必要となる場合もある。
【００５１】
本発明の全てのステップを実行するためのコンピュータプログラム製品は、各々にコンピュータプログラムが保存された一つ又はそれ以上の、コンピュータが読取り可能な保存媒体を異なる処理場所に配置してもよい。
【００５２】
コンピュータが読取り可能な媒体の各々は、例えば、磁気ディスク（フロッピディスクなど）又は磁気テープなどの磁気保存媒体、光学ディスク又は光学テープ又は機械が読取り可能なバーコードなどの光学保存媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又は読出し専用メモリ（ＲＯＭ）などの固体電子保存装置、又はコンピュータプログラムを保存するために使われる他の物理的な装置又は媒体を含んでもよい。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の一つの効果は、制限色域デジタル画像又は拡張色域デジタル画像のいずれかを通信ネットワークを介して使用可能にできることである。
【００５４】
本発明のもう一つの効果は、特定の応用法に便利な色空間に、その色空間に関連した色域の制限を克服しつつデジタル画像を保存でき、ユーザがこのようなデジタル画像の処理のための支払いを便利に実行できることである。
【００５５】
更に本発明の効果の一つは、拡張色域情報の使用が任意であることである。この結果、この任意の情報を必要としない又は情報を活用できない応用法に画像品質上又は計算上の不利益をもたらすことなく、情報を活用できる応用法において拡張色域情報の利点を得ることができる。
【００５６】
本発明の更にもう一つの効果は、拡張色域情報を画像の変更に使うことができ、これにより、画像変更処理に、より多量の調整可能性を提供できることである。
【００５７】
画像は、例えば、コンピュータシステム上での高速及び便利な表示のために適した映像ＲＧＢ色空間に、画像の潜在的な品質を妥協することなく保存できる。これにより、ユーザに、ユーザがそのような画像を処理し、このように処理された画像に対してインターネットなどのネットワークを通じて便利に支払いできる能力を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 典型的な映像表示装置の色域と、典型的な反射印刷の色域を比べるグラフである。
【図２】 本発明による制限色域デジタル画像を作る処理を示すフローチャートである。
【図３】 本発明による制限色域デジタル画像を作る第二の処理を示すフローチャートである。
【図４】 図２に示す制限デジタル画像からの拡張色域デジタル画像の再構築を示すフローチャートである。
【図５】 本発明による、制限色域デジタル画像及び残存画像の変更を示すフローチャートである。
【図６】 本発明による、拡張色域デジタル画像の変更を示すフローチャートである。
【図７】 本発明による、望まれる画像変更に対する情報の保存を示すフローチャートである。
【図８】 本発明による、拡張色域デジタル画像の処理を示すフローチャートである。
【図９】 本発明を実施するための通信ネットワーク構成を示す図である。
【符号の説明】
９０ 画像データベース、９２，１０８，１１２ ネットワークサーバ、９４処理済拡張色域デジタル画像、９５ 通信ネットワーク、９６ プロセッサ、９８ モニタ、１００ 入力装置、１０２ プリンタ、１０４ カード読取り装置、１０６ ユーザ口座データベース、１１２ サービス提供者口座データベース。

Claims (2)

1. 拡張色域デジタル画像を、制限色域を有する保存用色空間内で表すように拡張色域デジタル画像を処理する方法であって、
   コンピュータが、
   （ａ）ユーザによって処理対象として指定された拡張色域デジタル画像を処理するステップであって、
   （ｉ）前記拡張色域の色値を調整し、前記制限色域内に収まるようにし、制限色域デジタル画像を形成するステップと、
   （ｉｉ）前記拡張色域の色値を調整し、第二の色域であって前記制限色域よりも大きい第二の色域内に収まるようにし、第二のデジタル画像を形成するステップと、
   （ｉｉｉ）前記制限色域デジタル画像を前記保存用色空間内で表すステップと、
   （ｉｖ）前記制限色域デジタル画像における各画素の値を、前記第二のデジタル画像において対応する各画素の値から減算することで、残存画像を決定するステップと、
   （ｖ）前記残存画像を前記保存用色空間内で前記制限色域デジタル画像と関連付け、前記関連付けられた残存画像及び制限色域デジタル画像を組合わせることで、再構築された拡張色域デジタル画像を形成できるようにするステップと、
   を有する処理ステップと、
   （ｂ）入力装置又はカード読取装置を介してユーザによる支払識別子の入力を受け付けるステップであって、前記支払識別子の入力は、処理済拡張色域デジタル画像に対する前記ユーザのアクセスを可能とするために行われる、ステップと、
   （ｃ）通信ネットワークを介してユーザが利用可能なサーバ上に処理済拡張色域デジタル画像を保存するステップと、
   を実行することを特徴とする方法。
2. コンピュータ保存用製品であって、一つ又はそれ以上のコンピュータに請求項１の方法を実行させる命令を保存する少なくとも一つのコンピュータ保存用媒体を含むことを特徴とするコンピュータ保存用製品。

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