JPH03173282A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】 本発明は、ビデオカメラやスチルビデオカメラ等の撮像
装置において、入力されたネガフィルムのネガ画像より
、通常の人力画像と同様な良質のポジ画像を出力する画
像処理装置に関するものである。 （従来の技術〕 従来、ネガ−ポジ処理は、（ｉ）第４図に示すように、
撮像素子（ＣＣＤ）からの画像信号を、信号処理によっ
て輝度４Ｂ号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ。 Ｂ−Ｙに変換し、それぞれに関して反転をすることによ
り、同処理を行っていた。 その他には、（ｉｉ）第５図に示すように、輝度信号Ｙ
と、色信号Ｃをエンコーダの部分でＹに関しては反転処
理、Ｃに関しては位相反転処理をすることで、同処理を
行フていた。 また、（ｉｉｉＪ本発明に関連する発明として第６図に
示すように、Ｒ，Ｇ、Ｂの段階でネガ−ポジ処理を行う
、即ち各Ｒ，Ｇ、Ｈにおいて、人力をＸ、出力をｙ、さ
らにＣ＋　、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を定数として、 ｙ＝Ｃ，（ｘ＋Ｃ２）　　”　＋Ｃ４ の処理を行う発明を別途提案している。その人出力曲線
は、第７図に示すもので、Ｃ，、Ｃ２゜Ｃ３，Ｃ４は、
フィルム等の条件によって決定される定数である。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、従来の技術の項における（ｉ）と（ｉｉ
）のネガ−ポジ処理手法による画像では、（イ）高輝度
側において階調性がほとんどなく、画像かベタつくこと
。（ロ）階調の段階によりホワイトバランスかずれて、
色の再現性が悪い笠の問題があり、通常の画像に比べて
かなり画質が劣るものであった。 これは、後の解決手段の項で導かれるように、各Ｒ，Ｇ
、Ｂの成分自体が非線形性を持つことが原因であり、従
来方式において、ｒｉ度信号や色信号に対して、非線形
処理を加えても、（ロ）の問題や、彩度のある場所での
（イ）の問題は未解決となる。 従来の技術の項における（ｉｉｉ）のネガ−ポジ処理の
手法では、画像のより忠実な再現が可能となるが、〈ハ
）フィルムの種類、現像条件、露光条件等の違いによっ
て、変換特性の係数を変化させる必要かあるという煩雑
さが伴なった。 本発明は、これらの問題を根本的な観点から解決し、自
然なポジ画像を再現すると同時に、装置の操作性を向上
させることのできる画像処理装置を提供することを目的
とする。 （３題を解決するための手段） 本発明、ネガフィルムからの画像の忠実な再現と、装置
の簡易な操作性をねらって、ネガフィルムの特性から以
下に述べる近似的理論式を導き、これをもとに、ネガ−
ポジ処理の手法を提示するものである。 第８図に、ネガフィルムの画像が、撮像素子とその処理
回路によってＲＧＢ電気信号に変換されるまでの経路を
示した。この第８図を元に、被写体からの光の強さとＲ
ＧＢ電気信号との関係を求める。 まず、波長λの関数であるフィルムの透過率Ｆｉ（＾）
は、Ｒ，Ｇ、Ｂの各感光層の分光透過率を、Ｃｙ（λ）
、Ｍｇ（λ）、Ｙｅ（λ）、その他の層の分光透過率を
Ｂａ（λ）とすると、Ｆｉ（λ）＝（：ｙ（λ）・Ｍｇ
（λ）・Ｙｅ　（λ）・Ｂａ　（λ）・・・・・・■ と表わされる。 また、撮像素子のＲ，Ｇ、Ｂの画素に対する分光感度を
、Ｒ（λ）、Ｇ（λ）、Ｂ（λ）とし、光源の分光特性
をＰ（λ）とすると、ｋ、、。 ｋ、、に、を定数として、撮像素子の出力電圧■。 Ｖ、、Ｖｂは、 と表わされる。 さらに、ネガフィルムの各層の色素Ｆｌｃ、ｍ。 ｙと透過率の関係は、Ｃ（λ）１Ｍ（λ）、Ｙ（λ）を
λの関数として、 たって０式を利用するには、近似式を導くことが望まし
い。そこで、近似手法として、（ｉ）Ｊｒｔ分の領域を
Ｒ，Ｇ、Ｈの３つに分け、波長＾の関数は、各領域で一
定の値を持つと考える。 （ｉｉ）　Ｊ最像素子の分光感度を第９図に示すように
、Ｒ（λ）はＲ領域、Ｇ（λ）はＧ領域、Ｂ（λ）はＢ
領域以外の領域では、零の値を持つと考える。 すると、０式は、比例定数をに、’、ｋｓｋ、′にまと
め、Ｒ，Ｇ、Ｂ領域での各関数の値をＣ（λ）はＣ，、
ＣＩｌ、Ｃ，とし、Ｍ（λ）はＭ、、ＭＩＩ、Ｍｂ、ざ
らにＹ（λ）はＹ、、ＹｓＹｂとすると、 の式か成り立つ。 よって、■■■の式から の理論式が導かれる。ネガ−ポジ処理を行うにあと近似
される。 ここで、色素ｔｉｃ、ｍ、ｙと第８図での被写体からの
光強度１．．１．、Ｉｂとの関係は、γＣ１γ８．γｂ
、α１．α９．αｂを定数として、 ン、マゼンダ、イエローの理想的特性を持つとする。 この近似により０式のＭ、、Ｙ、、Ｃ１ｌ、Ｙ。 Ｃｂ、Ｍ、は値が１となり、 の関係を持つことから、０式を０式に代入し、両辺対数
をもって整理すると、 という近似的理論式か導かれる。 本発明では、０式に見られる特性が非線形であることか
ら、輝度イ、ｊ号や色差（ｉＥ号の段階ではなく、その
ような４５号に変換する１狩のＲＧＢ信号の段階で処理
することか、より忠実なｉＩＴ現性につながると考えた
。 ネガ−ポジ処理をさらに簡易に行うため、前記（＋）（
肖）の近似手法の他に、（ｉｉｉ）ネガフィルムの各層
の分光特性を第１０図に示すように、シアと表わされる
。ここで、０式を代入し、整理すると、 という、より簡易な近似式が導かられる。 ０式について、オフ・セットを考慮して、変換＋ｉ？の
ＲＧＢの電圧値をＸ、変換鐘の光強度の値をｙとすると ｙ＝ＣＩ　・　（ｘ＋Ｃ２）　　３＋Ｃ，［相］という
人出力の関係を表わす一般式となる。 Ｃ１〜Ｃ４はフィルムの種類、現像条件、露光条ｆ１等
によって決まる定数である。 両像す１１報から、自動的に変換の式を決定する場合、
［相］式ではＣ２〜Ｃ４の４つのパラメータとなる。そ
こで、パラメータの数を減らすため、次の０し式て代用
することを考える。 ｙ−（ｗｈ−Ｂｘ）（！２−＝−二二−’　）　″十Ｂ
　ｘ　　４１１ｐ−Ｈｐ Ｗｈ、ＢＲは、各々変換後ノ各Ｒ，Ｇ、Ｂ４７．号の白
を示す値と黒を示１−値に相当する値で、ｗｈはＢＱ、
より大きい。また、γは約２〜５程度の定数である。０
式においては、ＤＰ、Ｈｐの２つか各撮映画に対して決
定すべきパラメータとなる。 （但し、Ｄｐは被写体即ち、もとの画像の黒に対応する
値であり、Ｈｐよりも大きい。）ところで、風に［画や
人物画等の〜射的画像において、各Ｒ，Ｇ、Ｂについて
ヒストグラムをとり、レベルの高い方から画素数で約５
％となるＲ、Ｇ、Ｂの画素のレベルを統計的に白１００
％のレベルとしても良いと考える。同様に、レベルの低
い方から画素数で約５％となるＲＧＢの画素のレベルを
統計的に黒Ｏ％のレベルと考える。 本発明では、この考え方を利用して５各ネガ画像に対し
、前述のようにしてＤｐ、Ｈｐを決定し、ネガ−ポジ変
換処理を行うものである。 よって、本発明は、画像処理装置をつぎのとおりに構成
するものである。 入力色情−号の黒相当レベルと白相当レベルとに応じて
ネガ−ポジ変換特性を設定し、設定された変換特性に基
づいて入力色信号に対してネガ−ポジ変換を行う画像処
理装置。 （作用） １１η記の構成により、人力された色信号の思相当レベ
ルと白相当レベルとに応して設定されたネガ−ポジ変換
特性をネガ−ポジ変換に用いることにより、通常の画像
と同様の自然な画像を再現することができる。 〔実施例〕 以ド本発明を実施例により詳しく説明する。 第１図は、本発明の第１実施例である“画像処理装置”
の動作を示すフローチャートであり、第２図は本実施例
装置のブロック図である。 まず、第２図において、光ｇ１からの光か、ネガフィル
ム２を透過して、ＣＣＤ３により光電変換され、Ａ／Ｄ
変換器４によってデジタル信号に変換され、フレームメ
モリ５にＲ，Ｇ、Ｂのデジタルデータとして書き込まれ
る。ＣＰＵ７はＡ／Ｄ変換器４．フレームメモリ５．Ｄ
／Ａ変換器８をインターフェース６を介して制御してい
る。フレームメモリ５へのデータの書き込みが終ｒする
と、ＣＰＵ７は、第１図のアルゴリズムによってネガ−
ポジ処理を行う。メモリｌＯは、このとき、変換用テー
ブルやヒストグラムデータの格納等に使用される。 当処理が終ｒすると、フレームメモリ５のデジタルデー
タは、Ｄ／Ａ変換器８でアナログ信号に変換され、モニ
タ９でネガ−ポジ変換した画像が写し出される。 次に第１図のフローチャートにより詳しく説明する。 フレームメモリ５に格納されたＲ、Ｇ、Ｂデータにより
、ヒストグラム演算が行われる（Ｓ２）。その結果は一
般的に第１１図のグラフで示されるような分布をとり、
さらに、それぞれ積分すると、第１２図のような累積密
度分布関数が得られる。 本実施例では、第１２図の各グラフにおける黒丸で示さ
れた２ポイント、つまり全画素数中、画素レベルの高い
方から５％となる画素レベルと。 低い方から５％となる画素レベルをヒストグラムをもと
に演算し、こわをＤＰ、ＨＰのそれぞれの値とする（Ｓ
−３）。 ＣＰＵ７は、あらかじめＨｐ、Ｄｐの各組合わせに対し
て、前記０式に基づく第３図に示される特性を持つ変換
テーブルを作成し、メモリ１０に古き込んでいる。そこ
で、各画像に対し、Ｈｐ。 ＤＰが決定されると、このＨｐ、Ｄｐの組合わせにもと
づいてメモリ１０内の変換テーブルを選択しく５−４）
、ネガ−ポジ処理演算を行う（Ｓ−５）。 次に、変換テーブルを用いた本発明の第２実施例である
“画像処理装置“を説明する。 回路構成は、前記実施例１と同じであり、ｃｐＵ７にお
けるフローチャートは第１３図に示す。 最初に、ＨＰ、ＤＰの組合わせのうち、現実のネガフィ
ルムについてあり得るものを選び、理論式〇にもとづい
た変換テーブルを作製する（Ｓ−１）。即ち、Ｎ、Ｍを
自然数としたＮ個のＤＰの値とＭ個のＨＰの値の各組合
わせに対応するＮ×Ｍ個の変換テーブルを作製する。そ
して、これらの変換テーブルは、メモリ１０に格納して
おく。 次に、ネガ画像を入力しく５−２）、Ｒ，Ｇ。 Ｂについてヒストグラム演算を行う。これを几に、累積
ヒストグラムを算出しく５−３）、全画素数に対し、９
５％、５％に相当する画素の画素レベルをそれぞＪ”ｔ
Ｄｐ　、Ｈｐとする（Ｓ−４）。 各Ｒ，Ｇ、ＢにおけるＤＰ、Ｈｐの組合わせに応して、
それぞれの変換テーブルを選択しく５−５）、テーブル
変換によるネガ−ポジ処理を行う（Ｓ−６）。 ネガ−ポジ処理後のＲ，Ｇ、Ｂイ：１号は、通常の１＋
ｌｌＩ像と同様な処理によってＮ　Ｔ　Ｓ　Ｃ（３号に
変換され、モニタ９に再生される。 この方式により、各画像ごとに変換テーブルの作製はす
る必要かなく、処理が高速となる。 また、本実施例において、テーブルをＲＯＭ（ｒｅａｄ
−ｏｎｌｙ　ｍｅｍｏｒｙ）化することによって、変換
テーブルの作製のための時間を節約することも可能であ
る。 以上説明したように、本実施例によれば、人力されたネ
ガ画像をＲ，Ｇ、Ｂの信号の段階で処理し、画像に通し
た変換曲線を自動的に選択するとによって、（ｉ）階調
の再現性が良好で、かつ（１１）階調の各段階における
ホワイトバランスか保たれ、自然な肉質がｌｊＪられる
と同時に、（ｉｉｉ）各フィルムごとに装置の設定条件
を手動で変える手間を必要とせず、１１々質と操作性の
両立したネガ−ポジ処理装置をマ：Ｉることができる。 〔発明の効果〕 ＋ｉ７＋述の説明から明らがなように、本発明によれば
入力色信号の特性に応じたネガ−ポジ変換特性を設定し
、この特性に基づいて入力色信号の変換処理を行うよう
にしたため、例えばフィルムのｄ類や露光条件等に応し
て自動的に最適な変換処理を行うことができ、操作性の
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の動作を示すフローチャー
ト、第２図は同実施例のブロック図、第３図は同実施例
で用いる変換テーブルの特性ＩＡ、第４図、第５１Ａは
従来例のブロック図、第６図は関連発明のブロック図、
第７図は同関連発明の変換特性図、第８図は画像がＲＧ
Ｂ信号に変換されるまでの系を示す図、第９図はＣＣＤ
のＲｌＧ、Ｈの分光感度特性図、第１０図はネガフィル
ムの各層の分光透過率を示す図、第１１図はネガ画像の
Ｒ，Ｇ、Ｂ成分のヒストグラム、第１２図は累Ｍｔ密度
分布関数を示す図、第１３図は本発明の第２実施例の動
作を示すフローチャートである。 １・・・・・・光源 ２・・・・・・ネガフィルム ３・・・・−ＣＣＤ ４・・・・・・Ａ／Ｄ変換器 ５・・・・・・フレームメモリ ６・・・・・・インターフェース ７・・・・・・ＣＰＵ ８・・・・・・Ｄ／Ａ変換器 ９…・・・干二り ｌＯ・・・・・・メモリ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力色信号の黒相当レベルと白相当レベルとに応じてネ
   ガ−ポジ変換特性を設定し、設定された変換特性に基づ
   いて入力色信号に対してネガ−ポジ変換を行うことを特
   徴とする画像処理装置。