DE60100247T2

DE60100247T2 - Verfahren zur Verarbeitung und Bezahlung von erweiterten digitalen Farbtonbildern

Info

Publication number: DE60100247T2
Application number: DE60100247T
Authority: DE
Inventors: Kevin E. Rochester Spaulding; Edward J. Rochester Giorgianni
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 2000-04-05
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2021-03-27
Also published as: EP1148707A1; JP2002027275A; DE60100247D1; JP4523193B2; US6822760B1; EP1148707B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der digitalen Bildverarbeitung und insbesondere die Verarbeitung eines Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich und dessen Bezahlung.
In digitalen Bildverarbeitungssystemen gibt es zahlreiche Möglichkeiten, Bilder in digitaler Form darzustellen. Dort gibt es nicht nur viele verschiedene Formate von Digitaldateien, sondern auch eine große Vielzahl unterschiedlicher Farbräume und Farbcodierungen, die verwendbar sind, um die Farbe der Digitalbilder anzugeben.
In einigen Fällen erfolgt die Farbcodierung in einem so genannten geräteunabhängigen Farbraum, der auch als CIELAB-Farbraum bekannt ist. In den vergangenen Jahren ist dieser Farbraum intensiv genutzt worden, um die Farbe von Digitalbildern in farbverwalteten digitalen Bildverarbeitungssystemen anzugeben. In einigen Fällen kann das Bild tatsächlich im CIELAB-Farbraum gespeichert werden. Der Farbraum ist insbesondere verwendbar, um Geräteprofile anzubinden, die dann dazu dienen, die Farbeigenschaften verschiedener Farbbildverarbeitungsgeräte, wie Scanner, Drucker und CRT-Videobildschirme zu beschreiben Der KODAK Photo YCC Color Interchange Space ist ein weiteres Beispiel eines geräteunabhängigen Farbraums, der zur Codierung von Digitalbildern verwendbar ist.
In anderen Fällen kann die Farbcodierung in einem geräteabhängigen Farbraum erfolgen. Hierfür sind die Video-RGB- und CMYK-Farbräume Beispiele. Wenn ein Farbbild in einem geräteabhängigen Farbraum codiert wird, hat es die gewünschte Farbdarstellung, wenn es auf der jeweiligen Ausgabevorrichtung dargestellt wird, die diesem Farbraum zugeordnet ist. Der Vorteil eines geräteabhängigen Farbraums besteht darin, dass das Bild auf dem Zielgerät ohne Weiteres angezeigt oder gedruckt werden kann. Der Nachteil besteht darin, dass das Bild notwendigerweise auf den Farbbereich des Zielgeräts begrenzt ist. Der Farbbereich einer Bilderzeugungsvorrichtung betrifft den Bereich von Farben und Leuchtdichtewerten, der von dem Gerät erzeugt werden kann. Wenn das Zielgerät einen begrenzten Dynamikbereich aufweist oder bestimmte gesättigte Farben nicht reproduzieren kann, dann ist es nicht möglich, Farbwerte außerhalb des Bereichs der Farben zu codieren, die auf dem Gerät erzeugbar sind.
Eine Art von geräteabhängigem Farbraum, der zur Verwendung als Speicher- und Manipulationsfarbraum für Digitalbilder weit verbreitet ist, ist der Video-RGB-Farbraum. In der Praxis gibt es zahlreiche verschiedene Video-RGB-Farbräume, weil es viele verschiedene Arten von Video-RGB-Anzeigen gibt. Daher entspricht eine bestimmte Menge von Video-RGB-Werten einer Farbe an einer Videoanzeige und einer anderen Farbe an einer anderen Videoanzeige. RGB ist historisch gesehen daher eine etwas mehrdeutige Farbdarstellung aufgrund der Tatsache, dass sich die Farbwerte nicht einwandfrei interpretieren lassen, es sei denn, die Eigenschaften der vorgesehenen Videoanzeige sind bekannt. Dennoch wurden die Video-RGB-Farbräume zum De-facto-Standard in vielen Anwendungen, weil die Erstellung, Anzeige und Bearbeitung von Bildern an Videoanzeigen zentrale Schritte in vielen digitalen Bildverarbeitungssystemen sind.
JB 11 331 622 A beschreibt ein Verfahren zur Verarbeitung eines Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich, um das Digitalbild mit erweitertem Farbbereich in einem Speicherfarbraum mit begrenztem Farbbereich darzustellen.
In jüngster Zeit gibt es Bemühungen, einen bestimmten Video-RGB-Farbraum zu standardisieren, um die Mehrdeutigkeit in der Interpretation der Farbwerte zu beseitigen (siehe IEC TC100 sRGB Normenentwurf). Ein derartiger vorgeschlagener Standardfarbraum ist als „sRGB" bekannt. Dieser Farbraum gibt eine bestimmte Menge von roten, grünen und blauen Grundfarben, einen bestimmten Weißpunkt und eine bestimmte Beziehung zwischen nicht linearem Codewert und Lichtstärke an. Gemeinsam definieren diese Werte eine Beziehung zwischen den digitalen Codewerten und den entsprechenden geräteunabhängigen Codewerten.
Obwohl die Verwendung eines standardisierten Video-RGB-Farbraums einen großen Teil der Mehrdeutigkeit beseitigt, der normalerweise Video-RGB-Farbräumen zueigen ist, ändert das nichts an der Tatsache, dass dieser Farbraum in Bezug zu anderen Ausgabevorrichtungen einen begrenzten Farbbereich besitzt. Zudem hat jede Ausgabevorrichtung einen begrenzten Farbbereich in Bezug zu der Originalszene. Eine Szene kann beispielsweise einen Leuchtdichte-Dynamikbereich von 1000 : 1 oder mehr aufweisen, während eine typische Videoanzeige oder ein Aufsichtsbild einen Dynamikbereich in der Größenordnung von 100 : 1 aufweist. Bestimmte Bildertassungsvorrichtungen, wie fotografischer Negativfilm, können Dynamikbereiche von bis zu 8000 : 1 aufweisen. Auch wenn dies größer als der Leuchtdichte-Dynamikbereich ist, der den meisten Szenen zugeordnet ist, ist der zusätzliche Dynamikbereich oft sinnvoll, um Belichtungsfehler, Lichtquellenschwankungen usw. kompensieren zu können.
Um Bilder aus verschiedenen Quellen in einer Video-RGB-Darstellung zu codieren, ist es erforderlich, Informationen zu beseitigen, die außerhalb des Farbbereichs des Video-RGB-Farbraums fallen. In einigen Fällen, beispielsweise, wenn es wünschenswert ist, die Darstellung von Farben in einer Originalszene oder der durch ein fotografisches Negativ erfassten Farben zu codieren, muss normalerweise eine große Menge von Informationen aufgrund der großen Disparität in den Dynamikbereichen beseitigt werden. Wenn ein Aufsichtsbild gescannt und in einem Video-RGB-Farbraum gespeichert werden soll, ist es notwendig, eine erhebliche Mengen von Informationen zu beseitigen, und zwar aufgrund der Ungleichheiten in den Farbbereichen, obwohl die Leuchtdichte-Dynamikbereiche recht ähnlich sind.
1 zeigt beispielsweise einen Vergleich eines typischen Video-RGB-Farbbereichs 10 mit einem typischen Aufsichtsdruck-Farbbereich 12. In diesem Fall werden die Schnitte a*-b* der Farbbereiche im CIELAB-Raum bei einer Leuchtdichte L* von 65 gezeigt. Die Farben, die innerhalb der Grenze liegen, liegen in den Farb bereichen der jeweiligen Geräte, während die, die außerhalb der Grenze liegen, nicht reproduzierbar sind und daher als „farbbereichsexterne" Farben bezeichnet werden. Wie in der Abbildung zu sehen, gibt es eine große Menge von Farbwerten mit einem Wert b* von größer als 60, der auf dem Drucker produzierbar ist, jedoch außerhalb des Farbbereichs der Videoanzeige liegt. Wenn das Aufsichtsbild gescannt und in einem Video-RGB-Farbraum abgelegt wird, ist es also nicht möglich, diese Farbinformationen zu codieren.
Die Differenz zwischen dem Video-RGB-Farbbereich und den Farbbereichen der anderen Ausgabevorrichtungen und Bildquellen stellt eine erhebliche Einschränkung der Verwendbarkeit des Video-RGB-Farbraums dar. In vielen Fällen ist jedoch der praktische Vorteil, das Bild in einem Farbraum speichern zu können, der zur direkten Anzeige an einem Computerbildschirm geeignet ist, der überragende Faktor bei der Ermittlung des bevorzugten Farbraums. Dies geht zulasten von Anwendungen, die die erweiterten Farbbereichsinformationen nutzen können, die in einem Eingabebild möglicherweise vorhanden gewesen sind. Eine der gravierendsten Einschränkungen dieser Vorgehensweise betrifft die Fälle, in denen eine Modifikation des Digitalbildes erfolgen soll. Um eine bessere Qualität des modifizierten Bildes zu erzielen, ist es in diesem Fall häufig von Vorteil, die Informationen zu nutzen, die bei Darstellung des Bildes in einem Video-RGB-Farbbereich beseitigt werden müssen. Wenn beispielsweise ein Bild abgedunkelt werden muss, weil das Originalbild überbelichtet wurde, bewahrt das Video-RGB-Bild normalerweise nicht die Detailinformationen in den Lichtern, die dazu benutzt werden könnten, das Bild abzudunkeln.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einschränkungen nach dem Stand der Technik zur Verarbeitung eines Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich zu überwinden und das verarbeitete Bild zu bezahlen.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Verarbeiten eines Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich gelöst, um das Digitalbild mit erweitertem Farbbereich in einem Speicherfarbraum darzustellen, der ein Digitalbild mit begrenztem Farbbe reich aufweist, und zum Bezahlen des verarbeiteten Digitalbildes, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

a) Zusenden oder Genehmigen der Zusendung eines Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich durch einen Benutzer an ein Entwicklungslabor, in dem das Digitalbild mit erweitertem Farbbereich verarbeitet werden soll;
b) Verarbeiten des Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich im Entwicklungslabor durch:
i) Abgleichen der Farbwerte des Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich, so dass sie in den begrenzten Farbbereich passen, um ein Digitalbild mit begrenztem Farbbereich zu bilden;
ii) Darstellen des Digitalbildes mit begrenztem Farbbereich im Speicherfarbenraum;
iii) Bestimmen eines von mehreren Restbildern, die Unterschiede zwischen dem Digitalbild mit erweitertem Farbbereich und dem Digitalbild mit begrenztem Farbbereich darstellen; und
iv) Zuordnen des einen Restbildes oder mehrerer Restbilder dem im Speicherfarbenraum befindlichen Digitalbild mit begrenztem Farbbereich, so dass das oder die zugeordnete(n) Restbilder) und das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich benutzt werden können, um ein wieder hergestelltes Digitalbild mit erweitertem Farbbereich zu bilden;
c) Bezahlen durch den Benutzer; und
d) Versenden des verarbeiteten Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich an den Benutzer über ein Kommunikationsnetz.

Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass entweder das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich oder das Digitalbild mit erweitertem Farbbereich über ein Kommunikationsnetz bereitgestellt werden kann.
Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass ein Digitalbild in einem Farbbereich gespeichert werden kann, der für eine bestimmte Anwendung geeignet ist, während die mit dem Farbraum verbundenen Farbbereichsbeschränkungen überwunden werden, und dass ein Benutzer für die Verarbeitung des Digitalbildes bequem zahlen kann.
Die vorliegende Erfindung hat zudem den Vorteil, dass die Verwendung der erweiterten Farbbereichsinformationen optional ist. Die Vorteile der Informationen über den erweiterten Farbraum lassen sich von Anwendungen nutzen, die in der Lage sind, diese Informationen zu verarbeiten, ohne bei Anwendungen, die diese wahlweisen Informationen nicht benötigen oder nicht in der Lage sind, sie zu verarbeiten, Einbußen bei der Bildqualität oder in der Berechnungsgeschwindigkeit hinnehmen zu müssen.
Die vorliegende Erfindung hat den weiteren Vorteil, dass die Informationen über den erweiterten Farbbereich verwendbar sind, um das Bild so zu modifizieren, dass in dem Bildmodifikationsprozess mehr Einstellungsmöglichkeiten zur Verfügung stehen.
Das Bild kann gespeichert werden, beispielsweise in einem Video-RGB-Farbraum, der zur schnellen und komfortablen Anzeige an einem Computersystem ausgelegt ist, ohne die potenzielle Qualität des Bildes zu beeinträchtigen. Dadurch kommt ein Benutzer in den Vorteil, dieses Bild verarbeiten zu können und für ein derart verarbeitetes Bild über ein Netz bezahlen zu können, beispielsweise das Internet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen
1 eine Kurve zum Vergleich der Farbbereiche einer typischen Videoanzeige und eines typischen Aufsichtsbildes;
2 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Digitalbildes mit begrenztem Farbbereich;
3 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung eines zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Digitalbildes mit begrenztem Farbbereich;
4 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung der Rekonstruktion eines Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich aus dem Digitalbild mit begrenztem Farbbereich aus 2;
5 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung der Modifikation des Digitalbildes mit begrenztem Farbbereich und der Restbilder gemäß der vorliegenden Erfindung;
6 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung der Modifikation des Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich gemäß der vorliegenden Erfindung;
7 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung der Speicherung der Informationen über die gewünschten Bildmodifikationen gemäß der vorliegenden Erfindung;
8 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung der Verarbeitung des Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich gemäß der vorliegenden Erfindung; und
9 eine Konfiguration eines Kommunikationsnetzes zur praktischen Verwertung der Erfindung.
2 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Speicherung eines Digitalbildes. Ein Digitalbild mit erweitertem Farbbereich 20 weist Farbwerte auf, die außerhalb des begrenzten Farbbereichs eines Speicherfarbraums liegen. Ein Schritt zur Einstellung der Farbwerte 21 dient dazu, die Farbwerte auf diejenigen zu begrenzen, die in den begrenzten Farbbereich des Speicherfarbraums passen, um ein Digitalbild mit begrenztem Farbbereich zu erstellen 22. Dann wird ein Schritt 23 zur Darstellung des Bildes im Speicherfarbraum benutzt, um ein Speicherraum-Digitalbild 24 zu erstellen. Ein Schritt 25 zur Berechnung des oder der Restbilder wird benutzt, um ein oder mehrere Restbilder 26 zu bestimmen, das bzw. die die Differenz zwischen dem Digitalbild mit erweitertem Farbbereich und dem Digitalbild mit begrenztem Farbbereich darstellt bzw. darstellen. Das Speicherraum-Digitalbild 24 und die Restbilder 26 werden dann in einer Digitaldatei 28 mithilfe eines Digitaldatei-Speicherschritts 27 gespeichert.
Ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Erstellung und Verwendung der Restbilder 26, die die Differenz zwischen dem Digitalbild mit erweitertem Farbbereich und dem Digitalbild mit begrenztem Farbbereich darstellen. Andere Systeme nach dem Stand der Technik umfassen die Berechnung eines Restbildes, jedoch keines umfasst die Berechnung einer Differenz zwischen einem Digitalbild mit erweitertem Farbbereich und einem Digitalbild mit begrenztem Farbbereich. Nishihara et al (US-A-4,903,317) beschreiben die Berechnung eines Restbildes, das aus der Differenz zwischen einem Originalbild und einem Bild ermittelt wurde, das mithilfe einer verlustreichen Datenkompressionstechnik komprimiert und anschließend dekomprimiert wurde. Das Restbild stellt die Kompressionsartefakte dar, die während des Kompressions-/Dekompressionsvorgangs eingebracht worden sind. Golin (US-A-5,122,873) beschreibt ebenfalls ein Verfahren zur Codierung von Bildern unter Verwendung eines Restbildes. In diesem Fall betrifft das Restbild die Differenz zwischen Bildern verschiedener Raumauflösung. Es ist zudem bekannt, dass sich ein Restbild zwischen einem Digitalbild mit hoher Genauigkeit und einem Digitalbild mit niedriger Genauigkeit berechnen lässt. In jedem dieser Fälle haben die differenzierten Bilder identische Farbbereiche und Farbräume. Daher würde keine der Konfigurationen nach dem Stand der Technik die Speicherung der Infor mationen über den erweiterten Farbraum unterstützen, wie sie in der vorliegenden Erfindung erforderlich ist.
Jeder der Schritte in 2 wird nachfolgend detailliert erörtert. Das Digitalbild mit erweitertem Farbbereich 20 kann zahlreiche verschiedene Formen annehmen. Beispielsweise kann das Bild ein abgetastetes fotografisches Aufsichtsbild sein, ein abgetastetes Negativ, ein abgetastetes fotografisches Dia oder ein Bild aus einer Digitalkamera usw. Je nach Bildquelle und nach der Bildverarbeitung, der das Bild unterzogen worden ist, kann das Bild sehr verschiedene Farbbereiche und Farbdarstellungen aufweisen. Bilder von abgetasteten fotografischen Negativen und Bilder von Digitalkameras können Szeneninformationen enthalten, die einen viel größeren Leuchtdichte-Dynamikbereich besitzen als in vielen Speicherfarbräumen codierbar ist. In diesem Fall ist der Leuchtdichte-Dynamikbereich einfach ein Aspekt des Farbbereichs, der mit dem Bereich von darstellbaren Leuchtdichtewerten in Beziehung steht.
Der Farbbereich eines Abbildungssystems ist der Farbbereich, der darstellbar oder produzierbar ist. Da Farbe ein im Wesentlichen dreidimensionales Phänomen ist, lassen sich die Farbbereiche als ein dreidimensionaler Körper betrachten. Farbwerte, die in diesem Körper liegen, sind „farbbereichsinterne" Werte, während Farbwerte, die außerhalb dieses Körpers liegen, „farbbereichsexterne" Werte sind. Ein Aspekt des Farbbereichs ist der Leuchtdichte-Dynamikbereich des Systems. Dies ist der Bereich relativer Leuchtdichtewerte, den das System vom weißesten Weiß bis zum schwärzesten Schwarz codieren kann. Ein weiterer Aspekt des Farbbereichs ist der Bereich der Farbsättigungswerte, der darstellbar ist, und zwar vom neutralen Ausgangswert bis zur gesättigten Farbe. Der Bereich der farbbereichsinternen Farbsättigungswerte ist im Allgemeinen eine Funktion des Farbtons und der Helligkeit. Die höchsten Farbsättigungswerte lassen sich im Allgemeinen in Nähe des Tons und der Helligkeit der primären und sekundären Farben einer gegebenen Abbildungsvorrichtung oder eines Farbraums produzieren (normalerweise rot, grün, blau, blaugrün, purpurrot und gelb).
Wenn das Bild ein abgetastetes fotografisches Aufsichtsbild ist, dann ist der Farbbereich des Bildes im Allgemeinen der Farbbereich des originalen fotografischen Aufsichtsmediums. Wenn das Bild von einer Digitalkamera erfasst wurde, dann ist der Farbbereich des Bildes im Allgemeinen der einer Originalszene, obwohl er durch den Dynamikbereich des Kamerasensors und durch Linsenstreuung begrenzt sein kann. Der Farbraum, in dem das Bild dargestellt wird, ist in gewisser Weise von dem Farbbereich des Originalbildes unabhängig. Beispielsweise können die Farbwerte für eine abgetastete Fotografie als rohe Scanner-Codewerte dargestellt werden, oder sie können als geräteunabhängige Farbwerte nach einem Farbraum, wie dem CIELAB-Farbraum, angegeben werden. Alternativ hierzu lassen sich die Farbwerte in einem anderen Farbraum darstellen.
Für viele Anwendungen ist es zweckmäßig, das Digitalbild in einem bestimmten Speicherfarbraum zu speichern, anzuzeigen und zu bearbeiten, der für den dieser Anwendung zugewiesenen Arbeitsablauf gut geeignet ist. Der gewählte Speicherfarbraum ist häufig ein geräteabhängiger Farbraum, der einer von dem System benutzten gemeinsamen Ausgabevorrichtung oder einem Medium zugeordnet ist. In vielen Fällen werden Video-RGB-Farbräume benutzt, weil sie direkt an einem Computerbildschirm und ohne weitere Verarbeitung angezeigt werden können. Zudem sind viele Softwareanwendungen für die Bearbeitung der Bilder an einem Computer im Video-RGB-Farbraum erhältlich. Der Farbbereich des Speicherfarbraums ist häufig kleiner als oder zumindest anders als der Farbraum des Digitalbilds mit erweitertem Farbbereich 20. Im Allgemeinen wird es daher Farben in dem Digitalbild mit erweitertem Farbbereich 20 geben, die sich in dem Speicherfarbraum nicht darstellen lassen. Man denke beispielsweise an den Fall, in dem das Digitalbild mit erweitertem Farbbereich 20 ein abgetastetes fotografisches Aufsichtsbild ist. Es gibt viele Farben in dem Farbbereich des Aufsichtsbildes, die außerhalb des Farbbereichs des Video-RGB-Farbraums fallen. Dies ist deutlich in 1 zu sehen, die die Schnitte durch einen typischen Video-RGB-Farbbereich 10 und einen typischen Aufsichtsbild-Farbbereich 12 zeigt.
Informationen müssen daher beseitigt werden, um die Farbwerte des Aufsichtsbildes in einem Video-RGB-Farbraum oder in einem anderen Speicherraum mit begrenztem Farbbereich speichern zu können. In Verfahren nach dem Stand der Technik gehen die beseitigten Informationen dauerhaft verloren und lassen sich nicht wiederherstellen. In der vorliegenden Erfindung werden die beseitigten Informationen in einem oder mehreren Restbildern gespeichert.
Der Schritt zur Einstellung der Farbwerte 21 dient dazu, die Farbwerte des Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich in den begrenzten Farbbereich des Speicherraums einzupassen, der ein Digitalbild mit begrenztem Farbbereich 22 bildet. In diesem Schritt müssen Informationen beseitigt werden, wenn Farbwerte, die außerhalb des begrenzten Farbbereichs fallen, auf Farbwerte in dem begrenzten Farbbereich abgebildet oder diesen zugeordnet werden. In einigen Fällen werden die Farbwerte für die farbbereichsexternen Farben einfach „abgetrennt", d.h. sie werden Farbwerten an der Oberfläche des begrenzten Farbbereichs zugeordnet. In anderen Fällen lassen sich ausgefeiltere Farbbereichs-Zuordnungsverfahren verwenden, um den erweiterten Farbbereich auf den begrenzten Farbbereich zu komprimieren, ohne eine harte „Trennfunktion" zu verwenden. Beispielsweise lässt sich die Farbsättigung der Eingangsfarbwerte so skalieren, dass die meisten gesättigten Farben in dem erweiterten Farbbereich den meisten gesättigten Farben in dem begrenzten Farbbereich zugeordnet werden. Alternativ hierzu ist ein Farbbereichs-Zuordnungsverfahren verwendbar, das darauf ausgelegt ist, die Farbdarstellung so weit wie möglich zu erhalten. Unabhängig davon, welche Farbbereichs-Zuordnungstechniken verwendet werden, kommt es notwendigerweise zu einem Verlust von Informationen und zu einer Verzerrung der Farbeigenschaften des Bildes.
In vielen Fällen enthält der erweiterte Farbbereich Farbwerte, die höhere Farbsättigungswerte enthalten als in dem begrenzten Farbbereich darstellbar sind. In einigen Fällen kann der erwreiterte Farbbereich auch einen größeren Leuchtdichte-Dynamikbereich aufweisen, als in dem begrenzten Farbbereich darstellbar ist. In dem Fall, in dem es notwendig ist, den Leuchtdichte-Dynamikbereich des Bildes zu reduzieren, besteht ein Teil in der Implementierung des Schrittes zur Einstellung der Farbwerte 21 typischerweise darin, eine Tonwertfunktion anzuwenden. Die Tonwertfunktion ordnet die Intensitäten des Eingabebildes den Intensitäten des Ausgabebildes zu und kann auf einen Leuchtdichtekanal des Bildes angewandt werden oder alternativ auf jeden Farbkanal einer RGB-Farbdarstellung. In einigen Anwendungen kann das verarbeitete Bild ein monochromes Bild sein, beispielsweise ein Schwarzweiß-Bild. In diesem Fall lässt sich die Tonwertfunktion auf die Leuchtdichtewerte des monochromen Bildes anwenden.
In den Fällen, in denen das Digitalbild mit erweitertem Farbbereich eine Darstellung der Farben in einer Originalszene ist, umfasst der Schritt zur Einstellung der Farbwerte 21 typischerweise die Bestimmung der reproduzierten Farbwerte, die die gewünschten Sollfarben auf einer Ausgabe-Zielvorrichtung erzeugen wird. Die optimalen Farbwiedergabesollwerte können beispielsweise angewandt werden, um die gewünschten Video-RGB-Sollfarben für die Originalszenenfarben zu bestimmen. Der Prozess zur Umsetzung der Originalszenen-Farbwerte in reproduzierte Sollfarbwerte wird auch als „Rendering" des Bildes bezeichnet.
Sobald das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich 22 bestimmt worden ist, besteht der nächste Schritt darin, das Bild unter Verwendung des Schritts 23 im Speicherfarbraum darzustellen. Die Ausgabe dieses Schritts ist ein Speicherraum-Digitalbild 24. Dieser Schritt umfasst normalerweise das Anwenden eines Gerätemodells oder einer Farbraumumwandlung, um die Speicherraum-Farbwerte zu ermitteln, die den abgestimmten Farbwerten des Digitalbildes mit begrenztem Farbbereich 22 entsprechen. Wenn die abgestimmten Farbwerte beispielsweise in Bezug auf den CIELAB-Farbraum angegeben worden sind, kann ein Videoanzeige-Gerätemodell benutzt werden, um die entsprechenden Video-RGB-Werte zu ermitteln, die notwendig wären, um die angegebenen, abgestimmten Farbwerte zu erzeugen.
Ein Schritt 25 zur Berechnung des oder der Restbilder wird benutzt, um ein oder mehrere Restbilder 26 zu bestimmen, die die Differenz zwischen dem Digitalbild mit erweitertem Farbbereich 20 und dem Digitalbild mit begrenztem Farbbereich 22 darstellen. In seiner einfachsten Form kann ein einzelnes Restbild 26 berechnet werden, indem man einfach die abgestimmten Farbwerte des Digitalbildes mit begrenztem Farbbereich 22 von den Eingabefarbwerten des Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich 20 subtrahiert. Das Restbild würde dann in Bezug auf den Farbraum verwendet, um diese Farbwerte darzustellen. Alternativ hierzu können die Farbwerte in einen anderen Raum umgesetzt werden, der zur Berechnung des Restbildes dienlich wäre. Es könnte beispielsweise wünschenswert sein, das Restbild in einen Farbraum umzusetzen, der zur Kompression des Restbildes gut geeignet ist, oder der sich zur Verwendung in der Wiederherstellung des Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich eignet.
Es gibt mehrere Gründe, warum es vorteilhaft sein kann, mehrere Restbilder anstelle eines einzelnen Restbildes zu speichern. Es könnte beispielsweise wünschenswert sein, in einem Restbild Restfehler zu speichern, die Leuchtdichtefehlern zugeordnet sind, und in zusätzlichen Restbilden Restfehler zu speichern, die Farbsättigungsfehlern zugeordnet sind. Dies würde einer Anwendung die Auswahl ermöglichen, welche Arten von Restfehlern sie während der Bestimmung eines rekonstruierten Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich verwenden sollte.
In einem anderen Fall kann eine Menge aus mehreren Restbildern unterschiedlichen Untermengen aus Digitalbilden mit erweitertem Farbbereich entsprechen. Beispielsweise kann ein erstes Restbild den Dynamikbereich des Digitalbildes um einen festen Betrag über den Dynamikbereich erweitern, der dem Digitalbild mit begrenztem Farbbereich zugeordnet ist. Ein zweites Restbild kann den Dynamikbereich um einen zusätzlichen Schritt über den erweiterten Dynamikbereich erweitern, der dem ersten Restbild zugeordnet ist. Auf diese Weise kann eine Anwendung, die das Digitalbild mit erweitertem Farbbereich verwendet, nur die Restbilder verwenden, die dem Betrag des erweiterten Dynamikbereichs zugeordnet sind, der von der Anwendung benötigt wird.
Ein anderer Grund, der für die Verwendung mehrerer Restbilder spricht, betrifft die Fälle, in denen Restbilder in so genannten Tags in der Digitaldatei gespeichert werden, die eine begrenzte Größe aufweist. In diesem Fall können die Restbilddaten in kleinere Teile aufgeteilt werden, die in die Grenzen dieser Größenbeschränkung passen. Beispielsweise können Restbilder für Untermengen von Pixeln in dem Digitalbild mit erweitertem Farbbereich bestimmt werden. Auf diese Weise lassen sich Restbilddaten als eine Art Kacheln speichern.
Im Allgemeinen sollte das Digitalbild mit erweitertem Farbbereich und das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich 22 in demselben Farbraum dargestellt werden, bevor Restbilder berechnet werden, um die farbbereichsinternen Farben ohne Restfehler zu erhalten. Da die meisten Bilder nur einen kleinen Bruchteil von Farbwerten aufweisen, der außerhalb des Farbbereichs liegt, werden die Restbilder von null dominiert und lassen sich daher leicht komprimieren.
In den Fällen, in denen der Schritt 21 zur Einstellung der Farbwerte die Anwendung einer Transformation umfasst, die die Farbwerte für die Farben in dem (begrenzten Farbbereich modifiziert sowie die Farbwerte, die außerhalb des begrenzten Farbbereichs fallen, hätte das Restbild, das durch die direkte Berechnung der Differenz zwischen den Eingabefarbwerten des Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich und den abgeglichenen Farbwerten des Digitalbildes mit begrenztem Farbbereich 22 bestimmt wird, eine größere Anzahl von Werten, die ungleich null sind. Dies kann für die Fälle unerwünscht sein, in denen das Restbild komprimiert werden soll. Das vorausgehende Beispiel, in dem das Digitalbild mit erweitertem Farbbereich eine Darstellung der Originalszene ist, und in dem der Schritt zur Einstellung der Farbwerte 21 das Rendering der Farbwerte umfasst, um gewünschte Farbwerte für eine Ausgabezielvorrichtung zu bestimmen, unterliegt im Allgemeinen diesem Problem. In diesem Fall kann es wünschenswert sein, eine zweite Rendering-Funktion an das Digitalbild mit erweitertem Farbbereich anzulegen, um eine zweite Menge von Farbwerten zu bestimmen, die für eine weitere Ausgabevorrichtung wünschenswert sind, die einen größeren Farbbereich hat als die erste Ausgabezielvorrichtung hat. Wenn die zweite Rendering-Funktion mit der ersten Rendering-Funktion im größten Teil des Farbbereichs identisch wäre, würde ein Restbild, das sich anhand der Differenz zwischen dem ersten und zweiten durch Rendering erzeugten Bild berechnet, wiederum vorwiegend durch Nullwerte dominiert. In einem bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die erste Rendering-Funktion ein Bild erzeugen, das für eine Videoanzeige optimiert ist, und die zweite Rendering-Funktion kann ein Bild erzeugen, das für eine hypothetische Ausgabevorrichtung mit einem idealisierten, großen Farbbereich optimiert ist.
Sobald die Restbilder 26 berechnet worden sind, sollten sie in gewisser Weise mit dem Speicherraum-Digitalbild 24 in Beziehung gesetzt werden. Dies kann die Speicherung der Restbilder 26 in einem Speicherpuffer umfassen, der einem zweiten Speicherpuffer zugeordnet ist, der zur Speicherung des Speicherraum-Digitalbildes 24 verwendet wird. Alternativ hierzu speichern viele Anwendungen die Bilddaten in einer Digitaldatei 28 auf diversen digitalen Speichermedien, wie einer Magnetplatte, einer optischen Platte oder einer PCMCIA-Karte mithilfe eines Digitaldatei-Speicherschritts 27. In diesem Fall können das Speicherraum-Digitalbild 24 und die Restbilder 26 in zwei verschiedenen Dateien oder in derselben Digitalbilddatei gespeichert werden. In vielen Fällen unterstützt das zur Speicherung des Speicherraum-Digitalbildes 24 verwendete Dateiformat den Gebrauch privater Bild-Tags. Beispielsweise unterstützen die Dateiformate TIFF, EXIF und FlashPIX diese Art von Tags. Diese Tags werden auch als Meta-Daten bezeichnet. In den Fällen, in denen Dateiformate dieser Art verwendet werden, ist es praktisch, die Restbilddaten in Form eines Restbild-Tags zu speichern. Anwendungen, die die Restbild-Tags nicht nutzen können, ignorieren diese Tags einfach und haben somit nur Zugang zum Speicherraum-Digitalbild 24. Dagegen machen Anwendungen, die diese Restbild-Tags nutzen können, Gebrauch von den Tags, um das Digitalbild mit erweitertem Farbbereich zu rekonstruieren. Einige Dateiformate beschränken die Größe von Tags, weshalb die Komprimierung des Restbildes für diese Anwendungen wichtig ist.
Im weiteren Verlauf dieser Anmeldung wird der Fall eines einzelnen Restbildes beschrieben. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass das Verfahren ohne Weiteres auch die Verwendung einer Menge aus mehreren Restbildern allgemein anwendbar ist.
3 zeigt ein zweites Verfahren zur erfindungsgemäßen Speicherung eines Digitalbildes. Dieses Ausführungsbeispiel ist ähnlich dem in 2 gezeigten, unterscheidet sich jedoch in der Weise, in der Restbilder bestimmt werden. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird das Restbild in Bezug zu den Codewerten des Speicherfarbraums dargestellt. 3 zeigt ein Digitalbild mit erweitertem Farbbereich 30, das Farbwerte aufweist, die außerhalb des begrenzten Farbbereichs eines Speicherfarbraums liegen. Ein Schritt zur Einstellung der Farbwerte 31 wird benutzt, um die Farbwerte auf die Werte zu begrenzen, die in den begrenzten Farbbereich des Speicherfarbraums passen. Als nächstes wird ein Schritt zur Darstellung des Bildes im Speicherfarbraum 32 benutzt, um ein Digitalbild mit begrenztem Farbbereich 33 zu erzeugen. Ein Schritt 34 zur Darstellung des Bildes im erweiterten Speicherfarbraum wird auf das Originalbild angewandt, und ein Schritt 35 zur Berechnung des Restbildes wird benutzt, um ein Restbild 36 zu bestimmen, das die Differenz zwischen dem Digitalbild mit erweitertem Farbbereich und dem Digitalbild mit begrenztem Farbbereich darstellt, wobei beide nach dem Speicherfarbraum codiert sind. Das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich 33 und das Restbild 36 werden dann in einer Digitaldatei 38 mittels eines Digitaldateispeicherschritts 37 gespeichert.
Da die meisten Schritte in dem zweiten Verfahren mit den entsprechenden Schritten im ersten Verfahren identisch sind, werden nur die abweichenden Schritte detailliert erläutert. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Verfahren besteht darin, dass das Restbild in diesem Fall in Bezug auf die Speicherfarbraum-Farbwerte berechnet wird. Das originale Digitalbild mit erweitertem Farbbereich muss daher in den Speicherfarbraum zusätzlich zu dem Digitalbild mit begrenztem Farbbereich transformiert werden. Dies erfolgt durch den Schritt 34 zur Darstellung des Bildes im erweiterten Speicherfarbraum. Das Problem besteht darin, dass der Speicherfarbraum normalerweise nur einen begrenzten Farbbereich besitzt. Wenn der Speicherfarbraum beispielsweise ein Video-RGB-Farbraum ist, dann kann der Farbbereich des Speicherfarbraums auf den Farbbereich der Videoanzeige begrenzt werden. Um das originale Digitalbild mit erweitertem Farbbereich in dem Speicherfarbraum darzustellen, ist es daher notwendig, eine erweiterte Version des Speicherfarbraums zu definieren, die nicht den begrenzten Farbbereich vorgibt. Beispielsweise codieren 24-Bit-Video-RGB-Farbräume normalerweise die Farbwerte als ganzzahlige Codewerte im Bereich von 0 bis 255. Um eine Codierung der Farben außerhalb des Farbbereichs der Videoanzeige zu ermöglichen, kann das originale Digitalbild mit erweitertem Farbbereich in einem erweiterten Speicherraum dargestellt werden, in dem die Codewerte auch Werte außerhalb des Bereichs von 0 bis 255 annehmen können. Dies würde die Codierung von Farben mit höheren Farbsättigungswerten sowie höheren Leuchtdichte-Dynamikbereichswerten ermöglichen, die direkt in dem Speicherfarbraum codiert werden können. Nachdem sowohl das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich als auch das Digitalbild mit erweitertem Farbbereich in Bezug auf den Speicherfarbraum dargestellt worden ist, wird das Restbild 36 wie zuvor durch Berechnen einer Differenz zwischen den beiden Bildern berechnet.
Das Ergebnis aus der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist sowohl die Erzeugung eines Digitalbildes mit begrenztem Farbbereich in einem Speicherfarbraum als auch eines zugehörigen Restbildes, das das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich in Korrelation mit einem Digitalbild mit erweitertem Farbbereich stellt. Wie zuvor erörtert, ist das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich im Allgemeinen gut zur Anzeige an einer Zielausgabevorrichtung, wie einer Videoanzeige, geeignet. Ein Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass Systeme, die das Restbild nicht nutzen können, in der Lage sind, das Bild direkt anzuzeigen und zu bearbeiten, ohne dass Nachteile in Bezug auf die Bildqualität oder Berechnung entstehen, wie dies nach dem Stand der Technik der Fall ist, wo nur das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich gespeichert wird. Die Informationen, die normalerweise beseitigt worden wären, werden jetzt in dem Restbild gespeichert und stehen zur Verwendung durch Systeme zur Verfügung, die diese Informationen nutzen können. In diesem Fall wird das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich extrahiert, und das Restbild aus der Digitaldatei wird benutzt, um ein Digitalbild mit erweitertem Farbbereich zu rekonstruieren.
4 zeigt ein Beispiel zur Rekonstruktion eines Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich aus dem Digitalbild mit begrenztem Farbbereich und dem Restbild. Die Eingabe zu diesem Prozess ist eine Digitaldatei mit erweitertem Farbbereich 40, die ein Digitalbild mit begrenztem Farbbereich und ein wie zuvor beschrieben erstelltes Restbild enthält. Ein Schritt 41 zum Extrahieren von Daten aus der Digitaldatei wird benutzt, um das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich 42 und das Restbild 43 zu extrahieren. Ein Schritt 44 zur Rekonstruktion des Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich wird dann verwendet, um ein rekonstruiertes Digitalbild mit erweitertem Farbbereich 45 zu erzeugen, indem das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich 42 und das Restbild 43 miteinander kombiniert werden. Der Schritt 44 zur Rekonstruktion des Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich umfasst normalerweise die Kombination des Digitalbildes mit begrenztem Farbbereich 42 und des Restbildes 43.
Das rekonstruierte Digitalbild mit erweitertem Farbbereich lässt sich für viele verschiedene Zwecke nutzen. Beispielsweise kann es verwendet werden, um ein Digitalbild zu erzeugen, das zur Anzeige an einer Ausgabevorrichtung geeignet ist, deren Farbbereich von dem begrenzten Farbbereich des Digitalbildes mit begrenztem Farbbereich 42 in der Digitaldatei 40 abweicht. Dies ermöglicht die Erstellung eines optimalen Aufsichtsbildes aus dem originalen Digitalbild mit erweitertem Farbbereich, anstatt eines Aufsichtsbildes, das durch Einschränkungen des Speicherfarbraums beschränkt ist.
Die Informationen in dem erweiterten Farbbereich sind insbesondere während der Anwendung einer Modifikation des Digitalbildes nützlich. 5 zeigt ein Verfahren zur Modifikation eines Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Eingabe zu diesem Prozess ist eine Digitaldatei mit erweitertem Farbbereich 40, die ein Digitalbild mit begrenztem Farbbereich und ein wie zuvor beschrieben erstelltes Restbild enthält. Wie in 4 wird ein Schritt 41 zum Extrahieren von Daten aus der Digitaldatei benutzt, um das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich 42 und das Restbild 43 zu extrahieren. Eine oder mehrere gewünschte Bildmodifikationen 50 werden dann zur Anwendung auf das Bild angegeben. Das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich 42 wird dann mithilfe eines Schritts 51 zur Modifikation des Digitalbildes mit begrenztem Farbbereich in Abhän gigkeit von den gewünschten Bildmodifikationen 50 modifiziert, um ein modifiziertes Digitalbild mit begrenztem Farbbereich 53 zu erzeugen. Das Restbild 43 wird dann ebenfalls mithilfe eines Schritts 52 zur Modifikation des Restbildes in Abhängigkeit von den gewünschten Bildmodifikationen 50 modifiziert, um ein modifiziertes Restbild 54 zu erzeugen. Das modifizierte Digitalbild mit begrenztem Farbbereich 53 und das modifizierte Restbild 54 stellen gemeinsam ein modifiziertes Digitalbild mit erweitertem Farbbereich dar, das in einer modifizierten Digitaldatei 55 gespeichert werden kann. Alternativ hierzu ist das modifizierte Digitalbild verwendbar, um ein Bild auf einem Digitaldrucker oder einer anderen Form einer Bildanzeigevorrichtung zu erzeugen. Das modifizierte Digitalbild lässt sich auch an einen entfernten Ort zur Speicherung oder zur Druckausgabe an diesem Ort übertragen. Verfahren zum Übertragen des modifizierten Digitalbildes können die Verwendung einer Computernetzverbindung oder eines mit einer Telefonleitung verbundenen Modems umfassen.
Es gibt viele verschiedene Arten gewünschter Bildmodifikationen 50, die auf das Digitalbild anwendbar sind. Beispielsweise gibt es zahlreiche Modifikationsmöglichkeiten der Farb- und Tonreproduktion, die auf ein Bild anwendbar sind. In einigen Fällen ist es wünschenswert, die Farbbalance des Bildes einzustellen. In anderen Fällen ist es wünschenswert, die Dichte des Bildes derart einzustellen, dass ein dunkleres oder ein helleres Bild entsteht. Andere Modifikationsmöglichkeiten der Farb- und Tonreproduktion können Änderungen an Kontrast, Farbton oder Farbsättigung des Bildes umfassen. In einigen Fällen ist es zudem wünschenswert, die Farb- und Tonreproduktionseigenschaften für eine bestimmte Ausgabevorrichtung zu optimieren. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere sehr gut geeignet, um Modifikationen der Farb- und Tonreproduktionseigenschaften des Bildes vorzunehmen, weil es die in dem Restbild gespeicherten erweiterten Farbbereichsinformationen ermöglichen, Änderungen ohne Qualitätseinbußen durchzuführen. Es sei beispielsweise auf den Fall hingewiesen, in dem festgestellt wird, dass das Originalbild überbelichtet ist. In diesem Fall würden die Lichterinformationen in dem Digitalbild mit begrenztem Farbbereich während der Abstimmung des Bildes (Rendering) auf den begrenzten Farbbereich abgeschnitten werden müssen. Diese Lichterinfor mationen würden in dem Restbild jedoch erhalten bleiben. Wenn das Bild abgedunkelt werden soll, um die Überbelichtung zu kompensieren, können die Informationen in dem Restbild benutzt werden, um ein modifiziertes Digitalbild zu ermitteln, das die Lichterdetails wiederherstellt.
Andere Arten der Bildmodifikation, die auf ein Digitalbild anwendbar sind, umfassen räumliche Bildmodifikationen. Beispiele für räumliche Bildmodifikationen sind Zoomen, Beschneiden, Rauschunterdrückung und Schärfeoptimierung des Bildes. Das Zoomen eines Bildes umfasst das Vergrößern oder Verkleinern des Bildes. Das Beschneiden eines Bildes umfasst die Auswahl einer Untermenge eines Bildes. Das Verfahren zur Rauschunterdrückung umfasst im Allgemeinen die Reduzierung der Bildkörnigkeit oder des Bildrauschens durch Glätten des Bildes in flachen Bereichen des Bildes. Die Schärfeoptimierung eines Bildes umfasst normalerweise die Anwendung einer räumlichen Faltung auf das Bild, um die visuelle Schärfe von Kanten in dem Bild zu erhöhen. Es gibt zahlreiche weitere Bildmodifikationen, wie sie in üblichen Bildbearbeitungs-Softwareprogrammen, wie dem weit verbreiteten Programm Adobe Photoshop, zu finden sind.
In einigen Fällen könnte eine einfache Bildmodifikation wünschenswert sein, während es in anderen Fällen wünschenswert sein könnte, das Bild mehreren Modifikationen zu unterziehen. So könnte es beispielsweise wünschenswert sein, das Bild abzudunkeln, eine Untermenge des Bildes auszuschneiden und dann die Schärfe des Bildes zu optimieren. Je nach Art der gewünschten Modifikationen ist es möglich, die Modifikationen gleichzeitig anzuwenden, oder es kann notwendig sein, sie nacheinander anzuwenden.
Modifikationen des Digitalbildes können vom Benutzer interaktiv angegeben werden, wie im Falle eines vom Benutzer einstellbaren Helligkeitsknopfes. In diesem Fall wird eine Vorabansicht des Bildes im Allgemeinen an einer Videoanzeige angezeigt, und der Benutzer kann über eine bereitgestellte Benutzeroberfläche seine gewünschten Modifikationen angeben. Bildmodifikationen lassen sich auch durch Anwendung eines automatischen Algorithmus auf das Digitalbild festlegen.
Beispielsweise kann ein „Szenenbalance-Algorithmus" verwendet werden, um die beste Farbbalance und Dichte für ein Bild abzuschätzen. Alternativ hierzu ist ein automatischer Schärfeoptimierungs-Algorithmus verwendbar, um die optimale Schärfe für ein Bild abzuschätzen.
In einigen Fällen steht während des Schritts zur Angabe der gewünschten Bildmodifikationen nur das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich zur Verfügung. Es sei beispielsweise ein Fall angenommen, in dem sich das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich in einem Video-RGB-Farbraum befindet, der zur Anzeige an einem Computerbildschirm geeignet ist. Bestimmte Softwareanwendungen sind darauf ausgelegt, dieses Video-RGB-Bild mithilfe einer interaktiven Benutzeroberfläche zu manipulieren. Die Benutzeroberfläche kann es dem Benutzer ermöglichen, einen Schieberegler für die Farbbalance zu bedienen, um die bevorzugte Farbbalance einzustellen. Nachdem die bevorzugte Farbbalance eingestellt worden ist, kann diese Information verwendet werden, um das Digitalbild mit erweitertem Farbbereich wie zuvor beschrieben zu modifizieren. Desgleichen kann der Benutzer interaktiv die gewünschten Zoom- und Ausschnittsparameter basierend auf dem Digitalbild mit begrenztem Farbbereich festlegen, worauf diese Änderungen auf das Digitalbild mit erweitertem Farbbereich angewandt werden können. In einigen Fällen können sogar automatische Algorithmen, die zur Abschätzung der optimalen Bildmodifikationen dienen, derart ausgelegt werden, dass sie auf ein Digitalbild mit begrenztem Farbbereich anwendbar sind. Ein Szenenbalance-Algorithmus ist beispielsweise auf ein Digitalbild mit begrenztem Farbbereich anwendbar, und die resultierenden Bildmodifikationen können dann auf das Digitalbild mit erweitertem Farbbereich angewandt werden. Auch wenn das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich nicht in dem zur Vorabansicht verwendeten Farbraum gespeichert wird, kann es notwendig oder nützlich sein, eine Benutzeroberfläche zur Verfügung zu stellen, über die sich die gewünschten Bildmodifikationen bestimmen lassen, indem man eine Vorabansicht manipuliert, die sich aus dem Digitalbild mit begrenztem Farbbereich ermittelt.
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Fall werden ein Digitalbild mit begrenztem Farbbereich 42 und ein Restbild 43 benutzt, um ein rekonstruiertes Digitalbild mit erweitertem Farbbereich 45 zu erstellen, wie zuvor mit Bezug auf 4 beschrieben wurde. Die gewünschten Bildmodifikationen 61 werden dann benutzt, um unter Verwendung eines Schritt zur Modifikation eines rekonstruierten Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich 60 ein modifiziertes Digitalbild mit erweitertem Farbbereich 62 zu erstellen. Das modifizierte Digitalbild mit erweitertem Farbbereich 62 ist dann verwendbar, um ein modifiziertes Digitalbild mit begrenztem Farbbereich 63 und ein modifiziertes Restbild 64 mithilfe derselben zuvor beschriebenen Verfahren zu bestimmen. Das modifizierte Digitalbild mit begrenztem Farbbereich 63 und das modifizierte Restbild 64 können dann optional in einer modifizierten Digitaldatei 65 gespeichert werden. Das Verfahren unterscheidet sich von dem in 5 gezeigten insofern, als dass die gewünschten Bildmodifikationen auf das modifizierte Digitalbild mit erweitertem Farbbereich 62 angewandt werden, anstatt unabhängig voneinander auf das nicht miteinander verbundene Digitalbild mit begrenztem Farbbereich 42 und das Restbild 43. In den Fällen, in denen komplexe Bildmodifikationen, wie eine Schärfeoptimierung oder Farb- oder Farbtonanpassung erwünscht sind, wird es in vielen Fällen sinnvoller sein, diesen Weg zu wählen. In anderen Fällen, wie bei Zoom- oder Ausschneidevorgängen, wäre es notwendig, die zusätzlichen Schritte zu durchlaufen, die mit der Ausbildung des rekonstruierten Bildes verbunden sind.
7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein Digitalbild mit begrenztem Farbbereich 42 und ein Restbild 43 werden aus einer Digitaldatei 40 mithilfe eines Schritts 41 zum Extrahieren von Daten aus der Digitaldatei extrahiert, wie zuvor mit Bezug auf 4 beschrieben. In diesem Fall werden eine oder mehrere gewünschte Bildmodifikationen 70 auf das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich 42 mithilfe eines Schritts 71 zur Modifikation des Digitalbildes mit begrenztem Farbbereich angewandt, um ein modifiziertes Digitalbild mit begrenztem Farbbereich 72 zu erstellen. Ein wahlweiser Schritt 73 zur Vorabansicht des modifizierten Bildes wird in vielen Fällen sinnvoll sein, damit der Benutzer entscheiden kann, ob das Bild optimalen Modifikationen unterzogen worden ist. Sobald die gewünschten optimalen Bildmodifikationen festgelegt worden sind, werden Informationen über die Modifikationen 74 der Digitaldatei 40 hinzugefügt, um eine modifi zierte Digitaldatei 75 zu erzeugen. Die Informationen über die Modifikationen 74 können eine Liste der Operationen umfassen, die auf das Bild angewandt wurden, oder eine Parametermenge, die die Wirkung der Modifikationen beschreibt. Dieser Ansatz ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn das Originalbild in einer unmodifizierten Form so lange wie möglich erhalten bleiben soll. In einem anderen Fall kann die Digitaldatei an einem entfernten Ort liegen, wobei nur eine Version mit niedriger Auflösung des Digitalbildes mit begrenztem Farbbereich auf eine lokale Arbeitsstation heruntergeladen werden kann, die zur Bestimmung der Bildmodifikationen dient. Es wäre dann nur erforderlich, die Informationen über die Modifikationen 74 an den entfernten Ort zu senden anstatt eines modifizierten Bildes mit hoher Auflösung. In diesem Fall kann es wünschenswert sein, eine Version mit niedriger Auflösung des Restbildes an den Bearbeitungsort zu senden, die auch zur Vorabansicht der Bildmodifikationen verwendbar ist.
8 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung worin die verarbeiteten Digitalbilder mit erweitertem Farbbereich auf einem Netzserver gespeichert werden, so dass sie über ein digitales Kommunikationsnetz bereitgestellt werden können. Zunächst werden ein oder mehrere Digitalbilder mit erweitertem Farbbereich 80 von einem Benutzer an einen Verarbeitungsort gesendet. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erfolgt dies durch den Benutzer, indem dieser fotografische Negative an den Verarbeitungsort übergibt, und zwar entweder per Post oder indem er die Negative an den Verarbeitungsort ausliefert. Die Negative können bereits entwickelt oder noch nicht entwickelt sein. Die Negative würden dann, falls notwendig, entwickelt und dann zum Erzeugen von Digitalbildern mit erweitertem Farbbereich 80 abgetastet. Alternativ hierzu könnten die Digitalbilder mit erweitertem Farbbereich 80 direkt von dem Benutzer angeliefert werden, und zwar entweder über ein Kommunikationsnetz oder auf einem computerlesbaren Speichermedium, wie einer Magnetplatte, einer CDROM oder einer PCMCIA-Karte. Die Digitalbilder mit erweitertem Farbbereich 80 könnten aus einer Digitalkamera stammen oder alternativ hierzu von Abtastungen konventioneller fotografischer Materialien, wie Aufsichtsbildern, Dias oder Negati ven. Die Digitalbilder mit erweitertem Farbbereich 80 könnten auch von einem computererstellten Bild stammen.
Als nächstes wird jedes Digitalbild mit erweitertem Farbbereich 80 mithilfe eines Schritts 81 zur Verarbeitung des Digitalbildes mit begrenztem Farbbereich verarbeitet, um ein Digitalbild mit begrenztem Farbbereich 82 zu erzeugen sowie ein oder mehrere zugehörige Restbilder 83, so dass die zugehörigen Restbilder 83 und das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich 82 derart angepasst werden, dass sie zur Bildung eines rekonstruierten Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich verwendbar sind. Gemeinsam umfassen das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich 82 und das oder die Restbilder 83 ein verarbeitetes Digitalbild mit erweitertem Farbbereich 84. Wie zuvor beschrieben, kann das verarbeitete Digitalbild mit erweitertem Farbbereich 84 in einer einzelnen Digitaldatei unter Verwendung von Meta-Daten-Tags oder in mehreren Digitalbilddateien gespeichert werden.
Ein Bezahlungsschritt 85 wird benutzt, um die Bezahlung durch den Benutzer zu erhalten. Dieser Schritt kann über eine Bartransaktion erfolgen oder durch den Schritt 86 zum Erhalten eines Zahlungskennzeichners. Der Zahlungskennzeichner kann beispielsweise Informationen über ein Konto enthalten, von dem die Zahlung elektronisch abgebucht werden kann. Alternativ hierzu kann der Zahlungskennzeichner ein Kreditkartenkonto enthalten, dem die Zahlung belastet werden kann. Weitere Formen von Zahlungskennzeichnern sind ebenfalls möglich, wie Schecks usw. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt der Benutzer den Zahlungskennzeichner über ein digitales Kommunikationsnetz bereit, wie dem Internet.
Zuletzt wird ein Schritt 87 zum Speichern des Bildes auf einem Netzserver benutzt, um dem Benutzer das verarbeitete Digitalbild mit erweitertem Farbbereich 84 über ein digitales Kommunikationsnetz bereit zu stellen. Beispiele eines digitalen Kommunikationsnetzes umfassen das Internet und ein lokales Netz (LAN). In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird das verarbeitete Digitalbild mit erweitertem Farbbereich 84 dem Benutzer an einer bestimmten Internet-Adresse bereitgestellt. Der Benutzer kann mit einem Kennwort versehen werden, damit er Zugriff auf das verarbeitete Digitalbild mit erweitertem Farbbereich 84 hat, oder das verarbeitete Digitalbild mit erweitertem Farbbereich 84 kann alternativ hierzu öffentlich verfügbar gemacht werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das verarbeitete Digitalbild mit erweitertem Farbbereich 84 zu einem Ort übertragen werden, der vom Benutzer über das digitale Kammunikationsnetz bezeichnet wird. Beispielsweise könnte das verarbeitete Digitalbild mit erweitertem Farbbereich 84 per E-Mail versendet werden, oder es könnte über ein Dateiübertragungsprotokoll (FTP / File Transfer Protocol) übertragen werden.
9 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in dem der Zugriff auf die verarbeiteten Digitalbilder mit erweitertem Farbbereich über ein digitales Kommunikationsnetz erfolgt, beispielsweise über das Internet. In diesem Fall befindet sich eine Bilddatenbank 90 auf einem Netzserver 92. Die Bilddatenbank 90 wird benutzt, um verarbeitete Digitalbilder mit erweitertem Farbbereich 94 zu speichern, die mithilfe der zuvor beschriebenen Verfahren zur Erzeugung von Digitalbildern mit begrenztem Farbbereich und zugehörigen Restbildern verarbeitet worden sind. Der Netzserver 92 ist mit einem Kommunikationsnetz 95 verbunden. Das Kommunikationsnetz 95 kann beispielsweise das Internet oder ein lokales Netz sein. Ein Benutzer verwendet einen Prozessor 96, um über das Kommunikationsnetz 95 auf den Netzserver 92 zuzugreifen. Der Prozessor 96 kann ein Personal Computer sein oder alternativ hierzu ein Computer in einem Einzelhandelsgeschäft usw. Der Prozessor würde üblicherweise einen Monitor 98 benutzen, um darauf Vorabansichten der Bilder und Informationen für den Benutzer darzustellen. Der Benutzer kann eine oder mehrere Eingabevorrichtungen 100 verwenden, um Anweisungen an den Prozessor 96 zu geben. Beispiele derartiger Eingabevorrichtungen umfassen eine Tastatur, eine Maus, einen Trackball, ein Sensorfeld oder einen Sensorbildschirm. An den Prozessor kann ein Drucker 102 angeschlossen sein, um den Benutzer mit Druckausgaben zu versehen. Alternativ hierzu könnte ein entfernter Drucker auch über das Kommunikationsnetz zugänglich sein. Ein Kartenlesegerät 104 kann an den Prozessor 96 angeschlossen sein, um Konteninformationen von einer Kredit karte oder einer Scheckkarte als Teil des Schritts 86 zum Erhalten eines Zahlungskennzeichners zu lesen, wie bereits zuvor besprochen wurde.
An das Kommunikationsnetz können weitere Netzserver angeschlossen werden. Man bedenke beispielsweise den Fall, in dem ein Benutzer eine Zahlung über das Internet tätigt. Eine Möglichkeit, die der Benutzer wählen könnte, um einem Dienstanbieter einen Zahlungskennzeichner bereitzustellen, wäre die Mitteilung einer gültigen Kreditkartennummer. Der Dienstanbieter würde dann auf eine Benutzerkonten-Datenbank 106 auf einem Netzserver 108 zugreifen, um die entsprechende Zahlung abzubuchen, die dann einem von dem Dienstanbieter angegebenen Konto gutgeschrieben würde, indem auf eine Dienstanbieter-Kontendatenbank 110 zugegriffen wird, die sich auf einem anderen Netzserver 112 befindet. Nachdem die Zahlung übertragen worden ist, würde der Dienstanbieter dem Benutzer Zugang zu dem verarbeiteten Digitalbild mit erweitertem Farbbereich 94 gewähren, das in der Bilddatenbank 90 gespeichert ist. Das verarbeitete Digitalbild mit erweitertem Farbbereich 94 kann dann benutzt werden, um beispielsweise optimale Aufsichtsbilder auf einem Drucker zu erzeugen, der einen anderen Farbbereich als das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich besitzt, oder um gewünschte Bildmodifikationen anzuwenden, wie die mit Bezug auf 5, 6 und 7 beschriebenen. Um diese Dienste wahrzunehmen ist vom Benutzer ggf. eine zusätzliche Zahlung erforderlich.
Ein Computerprogrammprodukt kann ein oder mehrere computerlesbare Speichermedien an verschiedenen Verarbeitungsorten umfassen, auf denen jeweils ein Computerprogramm gespeichert ist, um sämtliche Schritte der vorliegenden Erfindung durchzuführen.
Jedes computerlesbare Speichermedium kann beispielsweise folgendes umfassen: magnetische Speichermedien, wie Magnetplatten (z.B. Disketten) oder Magnetband; optische Speichermedien, wie optische Platte, optisches Band oder maschinenlesbarer Code; Halbleiterspeichervorrichtungen, wie RAM (Random Access Memory) oder ROM (Read Only Memory) oder jede andere physische Vorrichtung oder jedes andere Medium, das zur computerlesbaren Speicherung geeignet ist.
Weitere Merkmale der Erfindung sind nachfolgend aufgeführt.
Verfahren, das den Schritt des Anwendens einer gewünschten Bildmodifikation auf das verarbeitete Digitalbild mit erweitertem Farbbereich umfasst.
Verfahren, worin der Speicherfarbraum ein Video-RGB-Farbraum ist.
Verfahren, das zudem den Schritt der Vorabansicht des Digitalbildes durch Darstellen des Digitalbildes mit begrenztem Farbbereich in dem Speicherfarbraum an einer Videoanzeige umfasst.
Verfahren, worin das Digitalbild mit erweitertem Farbbereich eine Darstellung der Farben in einer Originalszene ist.
Verfahren, worin das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich durch Rendering der Farben der Originalszene bestimmbar ist, um Farbwerte zu erzeugen, die für eine bestimmte Ausgabevorrichtung erwünscht sind.
Verfahren, worin das Digitalbild mit erweitertem Farbbereich einen größeren Leuchtdichten-Dynamikbereich als das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich besitzt.
Verfahren, worin der Schritt des Einsteilens der Farbwerte des Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich zur Bestimmung des Digitalbildes mit begrenztem Farbbereich das Anwenden einer Tonskalenfunktion zur Reduzierung des Leuchtdichten-Dynamikbereichs des Bildes umfasst.
Verfahren, worin die gewünschte Bildmodifikation interaktiv vom Benutzer angegeben wird.
Verfahren, worin die gewünschte Bildmodifikation durch Anwenden eines automatischen Algorithmus auf das Digitalbild bestimmt wird.
Verfahren, worin die gewünschte Bildmodifikation das Anwenden modifizierter Farbreproduktionssollwerte auf das Bild umfasst.
Verfahren, worin eine zusätzliche Zahlung erfolgt, um die gewünschte Bildmadifikation anzuwenden.

Claims

Verfahren zum Verarbeiten eines Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich, um das Digitalbild mit erweitertem Farbbereich in einem Speicherfarbenraum darzustellen, der ein Digitalbild mit begrenztem Farbbereich aufweist, und zum Bezahlen des verarbeiteten Digitalbildes, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Zusenden oder Genehmigen der Zusendung eines Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich durch einen Benutzer an ein Entwicklungslabor, in dem das Digitalbild mit erweitertem Farbbereich verarbeitet werden soll; b) Verarbeiten des Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich im Entwicklungslabor durch: i) Abgleichen der Farbwerte des Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich, so dass sie in den begrenzten Farbbereich passen, um ein Digitalbild mit begrenztem Farbbereich zu bilden; ii) Darstellen des Digitalbildes mit begrenztem Farbbereich im Speicherfarbenraum; iii) Bestimmen eines von mehreren Restbildern, die Unterschiede zwischen dem Digitalbild mit erweitertem Farbbereich und dem Digitalbild mit begrenztem Farbbereich darstellen; und iv) Zuordnen des einen Restbildes oder mehrerer Restbilder dem im Speicherfarbenraum befindlichen Digitalbild mit begrenztem Farbbereich, so dass das oder die zugeordnete(n) Restbilder) und das Digitalbild mit begrenztem Farbbereich benutzt werden können, um ein wieder hergestelltes Digitalbild mit erweitertem Farbbereich zu bilden; c) Bezahlen durch den Benutzer; und d) Versenden des verarbeiteten Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich an den Benutzer über ein Kommunikationsnetz.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt c) den Erhalt einer Bezahlungskennung vom Benutzer einschließt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezahlungskennung Informationen über ein Konto einschließt, von dem der Zahlungsbetrag elektronisch abgebucht wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezahlungskennung ein Kreditkartenkonto einschließt, das mit dem Zahlungsbetrag belastet werden soll.
Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch folgenden Schritt: Bereitstellen einer Leseeinrichtung zum Lesen einer Kreditkarte des Benutzers.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezahlungskennung vom Benutzer über ein Kommunikationsnetz erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt d) das Versenden des verarbeiteten Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich an einen vom Benutzer bezeichneten Ort über das Kommunikationsnetz einschließt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt d) die Speicherung des verarbeiteten Digitalbildes mit erweitertem Farbbereich in einem Netzwerk-Server einschließt, zu dem der Benutzer über das Kommunikationsnetz Zugang hat.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgenden Schritt: Verwenden eines oder mehrerer der Restbilder zusammen mit dem Digitalbild mit begrenztem Farbbereich, um ein wieder. hergestelltes Digitalbild mit erweitertem Farbbereich zu bilden.
Rechnergestütztes Speicherprodukt, welches mindestens ein rechnergestütztes Speichermedium mit darin gespeicherten Anweisungen aufweist, die einen oder mehrere Rechner veranlassen, das Verfahren nach Anspruch 1 durchzuführen.