JP2000358157A - デジタル画像の光減衰を補償する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デジタル画像の印刷において、画像取り込み
の時点で生じた減衰を補償する。 【解決手段】 フィルムロール１２上の画像フレームか
ら生成されるデジタル画像の各々に対して、複数のピク
セル値が与えられる。光減衰補償関数が適用され、それ
に基づいて光減衰修正パラメータが決定される。光減衰
補償関数と光減衰修正パラメータの両方が各ピクセル要
素に対する個別の補償値を作るために使われる。補償値
は各ピクセル要素に適用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般にデジタル画
像処理に関し、特に画像の光減衰の補償に関する。光減
衰はレンズおよび／またはフラッシュ減衰から生じる場
合がある。

【０００２】

【従来の技術】一様に照らされた面の画像を結像する場
合、レンズは焦点面において不均一な露出を生じさせ
る。例えば、光軸に垂直な均一に照らされたグレーの壁
からの光はレンズを通過し、中心において最も明るく、
放射状に暗くなる画像を形成するであろう。画像内の光
の強度は光軸、レンズ、および画像面内の点とがなす角
度のｃｏｓ⁴（コサイン４乗則）により記述されるパタ
ーンを形成するであろう。

【０００３】さらに、蹴られ（ビネッティング、vignet
ting）等、他の要因がレンズ減衰現象に寄与する。 蹴
られは光学システムを通過する光線の損失を表わす特性
である。

【０００４】従来の光学写真システムにおいて、陰画上
に取り込まれたすべての画像にレンズ減衰のいくばくか
の成分が含まれる。光学プリンタのレンズもまた印刷プ
ロセスの間にレンズ減衰をもたらす。しかし、この減衰
はオリジナルのシーン（撮影対象）の陰画に生じるた
め、部分的に減衰を補償する手段を与える効果がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】デジタルプリンタはこ
のような組み込みの減衰補償機能は持っていない。実
際、デジタルプリンタは均一コード値の画像を印刷する
ことにより均一な領域が作成されるように較正されてい
る。従って、従来の写真プリンタの場合と同様に画像取
り込みの時点で生じたレンズ減衰に対してデジタル画像
の補償を行なう方法が求められている。

【０００６】一般に、光学プリンタにより修正された減
衰補償の程度は、取り込み装置の光学機器が引き起こす
減衰の量よりも小さい。このため、取り込みシステムが
取り込んだ像内にもたらす減衰を特に補償することが求
められている。

【０００７】画像取り込みの時点で生じたレンズ減衰を
補償する方法を教示するいくつかの例が従来技術に存在
する。米国特許第５，４６１，４４４号においてトヨダ
らは画像が取り込まれるフィルム上にカメラ識別コード
も記録する方法を述べている。この識別コードは、レン
ズ情報（焦点距離、焦点位置、および絞り値）を記述す
る。デジタル処理の間に、識別コードは参照テーブルに
より画像に適用される修正の要求レベルに変換される。

【０００８】しかし、写真フィルムにこのような情報を
記録することは必ずしも常に実際的または可能というわ
けではない。従って、画像取り込み時にカメラの光学シ
ステムについてあまり情報のない状態でも、取り込まれ
た像におけるレンズ減衰のレベルを補償することが求め
られている。

【０００９】さらに、シーンをより明るく照らすために
フラッシュが使われた場合、レンズ減衰に類似した現象
が出力画像にしばしば観察される。従って、フラッシュ
減衰が画像品質を劣化させるようなシーンについてフラ
ッシュ減衰を補償することが求められている。

【００１０】従って、上述の短所を克服することが求め
られている。特に、特定の焦点距離、絞りおよび焦点位
置の情報を必要とせずにレンズおよびフラッシュ減衰修
正を施すことが求められている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、上で述
べた１個以上の問題の克服を指向する方法を提供するこ
とである。要約すれば、本発明の一態様に従い、本発明
の本質は写真撮影装置の焦点距離、絞りおよび焦点位置
について特定のデータを提供する必要なく光減衰の修正
が行なえる点にある。

【００１２】上述の目的は、少なくとも１個のデジタル
画像の光減衰を補償するための方法によって達成され、
同方法は、 ・少なくとも１個のデジタル画像の各々に対して複数の
ピクセル値を与えるステップと、 ・光減衰補償関数を与えるステップと、 ・光減衰修正パラメータを決定するステップと、 ・光減衰補償関数と光減衰修正パラメータとを用いて少
なくとも１個のピクセル値に対して個別の補償値を生成
するステップと、 ・個別の補償値を少なくとも１個のピクセル値に適用す
るステップとを含む。

【００１３】さらに本発明は、光減衰を補償した少なく
とも１個の画像を出力する装置を提供することを目的と
する。本方法は少なくとも１個のデジタル画像の光減衰
を補償するための機構により達成される。本装置は、少
なくとも１個のデジタル化された画像フレームを与える
デジタル化装置、少なくとも１個のピクセル要素に個別
の補償値を適用するための光減衰補償器、光減衰補償関
数と光減衰修正パラメータとを用いて少なくとも１個の
ピクセル要素に対して個別の補償値を生成する光減衰補
償マスク生成器、および光減衰が補償された画像の視覚
的表現を与えるためのレンダリング装置を含む。

【００１４】本発明の上述およびその他の態様、目的、
特徴および利点は、好適な実施の形態と請求の範囲に関
する下記の詳細な説明を精査し、また添付図面を参照す
ることにより一層よく理解されよう。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下の説明で、本発明は好適な実
施の形態の中で方法として説明される。当分野に精通す
る者には、この方法と等価のものが本発明の範囲を逸脱
することなく構築できることが容易に理解できよう。

【００１６】図１に、本発明の実施形態の概要を示す。
本発明が、典型的に赤、緑、青のピクセル値の２次元配
列であるか、あるいは光強度に対応する単一のモノクロ
ピクセル値である少なくとも１個のデジタル画像を利用
することに留意されたい。デジタル画像はデジタル画像
データ（図３参照）形式であり、以後の処理のために用
いられる。デジタルカメラ（図示せず）がデジタル画像
の発生源であってよい。さらに、デジタル画像はＡｄｖ
ａｎｃｅｄ Ｐｈｏｔｏ Ｓｙｓｔｅｍ（ＡＰＳ）、３
５ミリフィルムあるいは他の任意のフィルムフォーマッ
トと同様に、従来のフィルムロール１２から生成されて
よい。従って、フィルムロール１２の少なくとも１個の
フィルムフレーム３がデジタル化装置１４で処理され
る。デジタル化装置１４は、フィルムロール１２上の各
フレームを対応するデジタル表示に変換するフィルムス
キャナであってよい。デジタル化装置１４はまた、デジ
タルカメラの画像センサーあるいは陽画像をデジタル化
するための平面スキャナであってよい。そのように生成
されたデジタル画像データは減衰補償器１０に送られ
る。減衰を補償した後で、レンダリング装置１６は減衰
が補償された画像４を表示するか、あるいは印刷する。
レンダリング装置は減衰が補償された画像４を表示する
か印刷するのに適したいくつかの形式であってよい。レ
ンダリング装置はディスプレイ、ＣＲＴチューブ、デジ
タルプリンタ、インクジェットプリンタ、あるいはそれ
らの組合わせであってよい。

【００１７】本発明に述べる画像データの計測単位は露
出の対数であると考えられる。入力画像の画像データの
計測単位が実際は露出と線型関係である場合、本発明の
別の実施の形態が実施されてよい。

【００１８】以下に説明するように、光減衰の原因はレ
ンズ減衰であるかもしれず、また写真撮影の間にフラッ
シュを用いる場合はフラッシュ減衰であるかもしれな
い。少なくとも１個のデジタル画像における光減衰は、
そのデジタル画像の少なくとも１個のピクセル値を変化
させることにより補償される。最初に、１個のデジタル
画像における複数のピクセル値を与える必要がある。上
述のように、各種のフィルムロールタイプ（Advanced P
hoto Systemあるいは３５ｍｍ）を用いてよい。光減衰
補償関数ｆｃｆが与えられ、少なくとも光減衰修正パラ
メータｆを計算して光減衰補償マスクを生成し、それが
最良の光減衰補償を提供する。光減衰補償に対して追加
のパラメータが影響を与える可能性があり、それらは本
発明の各種の実施の形態で論じられる。パラメータに関
するより詳細な説明は以下の記載を参照されたい。光減
衰補償関数ｆｃｆと光減衰修正パラメータｆによりデジ
タル画像の各ピクセル要素ｐ_ijに対する補償値の計算が
可能になる。当分野に精通する者には、補償値を各ピク
セル要素ｐ_ijに適用する必要がないことは明らかであ
る。補償値は選択されたピクセル要素に適用することが
できる。以下の説明において、各ピクセルｐ_ijについて
個別である補償値は各ピクセル要素ｐ_ijに適用され、そ
の結果光減衰が修正された画像が得られる。後で説明す
るように、デジタル画像生成装置の単一のピクセルより
大きい均一領域を含む各ピクセル要素ｐ_ijに対する補償
値を光減衰補償関数ｆｃｆに基づいて計算する可能性も
ある。明らかに、計算プロセスで処理されるピクセルの
個数を減らせば処理時間が節約できる。

【００１９】プロセスを実行するために、デジタル画像
のデジタル画像データが減衰補償器１０の中へ送られ
る。減衰補償器１０は、入力画像データのピクセル毎に
各ピクセル要素ｐ_ijの対応する補償値を用いた和を計算
する。この対応する補償値は、各ピクセル要素ｐ_ijにつ
いて減衰マスク生成器２０が光減衰補償関数ｆｃｆを評
価することにより生成される。言い換えるならば、光減
衰補償関数ｆｃｆは評価されて光減衰補償マスクが生成
される。同マスクはデジタル画像の各ピクセル要素ｐ_ij
に適用される補償値の２次元表現として定義される。ピ
クセル毎の加算あるいは乗算は当分野で公知のため、詳
細な説明は省略する。この結果、減衰補償器１０から得
られる出力は光減衰が補償されている。上述のようにオ
リジナル画像における光減衰はレンズ減衰、フラッシュ
減衰、あるいは両者の組合わせにより引き起こされる可
能性がある。

【００２０】図２に減衰マスク生成器２０のより詳細な
図を示す。光減衰補償関数ｆｃｆはオリジナル画像の水
平および垂直軸について対称であるよう設計されてい
る。光減衰補償関数ｆｃｆは、それぞれ特定の要因の減
衰を補償する２つの減衰補償関数の複合である。第一の
減衰補償関数はレンズ減衰を補償する。レンズ減衰補償
関数ｌｆｃｆはレンズ減衰関数生成器３０により生成さ
れる。第二の光減衰補償関数はフラッシュ減衰を補償す
る。フラッシュ減衰補償関数ｆｆｃｆはフラッシュ減衰
関数生成器４０により生成される。

【００２１】レンズ減衰補償関数ｌｆｃｆとフラッシュ
減衰補償関数ｆｆｃｆの両方とも、オリジナル画像内の
位置の関数として数学的に表現できる。オリジナル画像
が減衰補償器１０に渡される際に、多数のラインとピク
セルについてレンズ減衰補償関数ｌｆｃｆとフラッシュ
減衰補償関数ｆｆｃｆの両方が評価される。

【００２２】好適な実施の形態において、レンズ減衰補
償関数ｌｆｃｆは式１で定義される。実際には、レンズ
を備えたカメラシステムにおいて、減衰はフィルムある
いは画像センサーへの不均一な露出をもたらす。フィル
ム面あるいは画像面上の各位置における減衰の計算に必
要なパラメータを図４に示す。レンズ５０はシーンをフ
ィルムフレーム３あるいは画像センサー５２上に結像す
る。最大角Θ_maxがフィルムフレーム３あるいは画像セ
ンサー５２のそれぞれのコーナー５４で生じ、これはセ
ミフィールド角として知られている。任意のカメラにつ
いて、最大角Θ _max（式２）は以下のように計算され
る。

【００２３】

【数１】 ｌｆｃｆ=−［１０００ｌｏｇ₁₀ｃｏｓ⁴Θ］ 式１

【数２】 Θ_max＝ｔａｎ^-1（ｃ／ｆ） 式２ ここで、ｆは追加パラメータであり、ある場合にはフィ
ルムフレーム３あるいは画像センサー５２上へシーンを
結像するのに用いられたレンズの焦点距離であり得る。
ｃはフィルムフレーム３あるいは画像センサー５２の中
心５３からそれらのコーナー５４までの対角線長であ
る。画像のコーナー５４における露出の、レンズ５０に
より規定される光軸５６上の露出に対する比率は式３で
表わされる。式３の１次元プロットを図５に示す。

【００２４】

【数３】 Ｌ（Θ_max）／Ｌ（０）＝ｃｏｓ⁴［ｔａｎ^-1（ｃ／ｆ）］ 式３ ここで、Ｌ（Θ_max）はフィルムフレーム３あるいは画
像センサー５２のコーナー５４における露出、Ｌ（０）
は光軸５６により規定されるフィルムフレーム３あるい
は画像センサー５２の中心における露出である。

【００２５】表１にいくつかの異なるカメラシステムに
ついて式２中の各項の評価を示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１中のデータの第４列は光学レンズ５０
を通して結像された同一のラジアンス（radiance）から
得られた相対露出の推定値を示す。残りの列はすべて同
じデータを別の計測単位で示す。第５列は写真の絞りに
関する減衰を示す。レンズ減衰のみに起因して、使い切
りカメラ（Single Use Camera, ＳＵＣ）におけるフィ
ルムフレーム５２のコーナーは画像の中心から１絞り分
以上下回る。この値は係数３００ｌｏｇＥ／絞りで変換
することにより、ｌｏｇＥに変換される。

【００２８】大多数のプリントにおいて、この減衰の結
果は単一刺激ベース（single stimulus basis）では容
易に検出されない。これにはいくつかの理由がある。第
一に、減衰は非常に低い空間周波数で起きる。４インチ
×６インチのプリントでは、減衰は０．１０サイクル／
インチから０．０５サイクル／インチの範囲にある（１
４インチの標準的な視認距離においてこれは０．０２５
サイクル／度から０．０１４サイクル／度に相当す
る）。人間の目はこの範囲の周波数に特に敏感とは言え
ない。細部の占める割合が普通である大多数のシーン
は、人間の認知能力では減衰に気付かないであろう。し
かし、減衰は晴れわたった青空の写真ではしばしば目立
つ（図１１参照）。画像のコーナーはプリントの中心に
より近い空の部分よりはるかに暗い青色で現れる。この
ような場合、減衰は非常に顕著であり、具合が悪い。

【００２９】写真のプリントに減衰が無いように見える
ことがよくあるもう１つの理由は、光学印刷プロセスの
結果である。光学プリンタはまた幾何学的減衰を伴なう
レンズを含む。このレンズ減衰は陰画に生じるため、印
刷プロセスが被る減衰の全体的影響はレンズあるいはカ
メラの光学システムにより生じた減衰を部分的に補償す
る。プリンタレンズの減衰プロフィールがカメラレンズ
の減衰プロフィールに正確に合致するならば、レンズ減
衰が無いシステムが得られよう。しかし、Ｌ（Θ_max）
／ Ｌ（０）比は従来の写真プリンタについて典型的に
約０．８５である。これが意味するところは、大多数の
カメラが画像形成プロセスにプリンタによる修正が追い
つかないほど多くの減衰を引き起こすことである。

【００３０】デジタルプリンタでは、受像媒体上に画像
が印刷される前に画像信号の光減衰を修正することが必
要である。レンズ減衰のデジタル修正は式１により行な
われる。 ここで、個々の補償値が減衰補償器１０に渡
される画像のすべてのピクセルに対して計算される。

【００３１】

【数４】Θ＝ｔａｎ^-1（ｄ／ｆ） ここで、ｄは画像の中心５から特定の点までのピクセル
単位での距離である。ｆは追加パラメータであり、ある
場合にはそれは画像形成レンズ５０のピクセル単位での
焦点距離である。以下に示すように、ｆはまたフィット
パラメータであり得る。この場合複数のフィルムフレー
ムが平均光減衰補償関数を見いだすために用いられ、そ
れによりｆが変化して全体的な光減衰補償関数について
最良フィットを与える。ｄは式４に従って計算される。
距離ｄはピクセル単位で測られる。

【００３２】

【数５】 ｄ＝√（（ｘ−ｘ_max／２）²＋（ｙ−y_max／２）²） 式４ ｘはデジタル画像のｘ方向におけるピクセルの座標であ
り、ｙは画像２のｙ方向におけるピクセルの座標であ
る。ｘ_maxとｙ_maxはデジタル画像の、それぞれｘ、ｙ方
向での最大寸法である。

【００３３】上述のように、デジタル画像は赤、緑、青
色ピクセル値の２次元配列で表現される。図３に複数の
ピクセル要素ｐ_ijの２次元配列の単純化した表現を示
す。ここでｉはｘ方向にあるピクセルの番号であり、ｊ
はｙ方向にあるピクセルの番号である。簡単のため、１
種類のピクセル要素ｐ_ij（例えば青色）のみを考慮す
る。各デジタル画像において中心５を定義する。上述の
式に従い、中心５からの距離ｄを計算する。ここでｘは
デジタル画像のｘ方向の左下隅８からのピクセル（図３
でハッチングされたピクセル）の距離であり、ｙはｙ方
向の対応する距離である。ｘ_maxとｙ_maxはそれぞれｘ方
向とｙ方向におけるデジタル画像の最大寸法である。デ
ジタル画像は例えば、画像フレームの視覚的画像情報を
画像フレームの対応するデジタル画像データに変換する
ために使われるスキャナ（図示せず）により生成され
る。スキャナはまたフィルムロール全体を走査するため
に使われる場合があることは当分野に精通する者には明
らかである。さらにスキャナは特定のフィルムフォーマ
ットに制限されるべきではない。

【００３４】先に述べたとおり、ｆは未知のパラメータ
である。ｆは光減衰修正値と見なされ、その値を確定す
ることにより各ピクセル値について個別の修正値の精度
が向上する。以下の説明で減衰修正パラメータを決定す
るための各種の可能な方法を与える。

【００３５】最初に、光学写真システムにおいて暗に含
まれていた減衰補償を近似するためにｆの値を選択して
よい。このことは、光減衰補償関数ｆｃｆの計算ステッ
プが典型的な光学写真プリンタの焦点距離ｆを用いて実
行されることを意味する。ここで光減衰補償パラメータ
ｆは光学プリンタの焦点距離ｆと等しい。典型的な光学
写真プリンタにおいて、画像のコーナー５４における射
光はデジタル画像の中心における射光のほぼ８５％であ
る。本発明の方法でこのレベルの暗黙に含まれる減衰補
償を近似するために、ｆの値は３．６２＊ｄ_maxでなけ
ればならない。ここで、ｄ_maxは画像コーナーから画像
中心５までの距離である（すなわちｘ＝ｘ_maxかつｙ＝
ｙ_max）。

【００３６】さらに、光減衰補償関数ｆｃｆはデジタル
画像を取り込むレンズの焦点距離ｆにより決定される。
最良の修正を得るために、オペレータは単にグラフィカ
ル・ユーザ・インタフェースのスライダを調節するだけ
でよく、これにより、何通りにでも選択された焦点距離
ｆで生成された光減衰補償関数ｆｃｆを適用する。オペ
レータは結果に満足するまでスライダを調整することが
できる。焦点距離ｆに対して得られた値が提供され、レ
ンズ減衰関数生成器３０に減衰修正パラメータとして入
力される。

【００３７】さらに、ｆは少なくとも１個のデジタル画
像が生成される写真フィルムのフォーマットにより定義
されてよい。スキャナあるいはデジタル画像生成手段が
写真フィルムのフォーマットを決定してよい。フィルム
フォーマットは写真の撮影に使われたカメラについての
情報を提供する。例えば、フィルムフォーマットが既知
である（すなわちＡＰＳあるいは３５ｍｍ）と仮定し
て、指定されたフォーマットを使う多様な種類のカメラ
に適合するようにｆの値を選択してよい。一般に、ＡＰ
Ｓカメラに適合するｆの値は３５ｍｍフィルムカメラに
適合するｆの値より小さい（表１参照）。

【００３８】さらに、カメラの種類（すなわち、使い切
りカメラ、ワンタッチカメラ、一眼レフ）がわかれば、
より適切なｆ値が選択できよう。カメラの種類は、プリ
ンタは写真のフィルム上のどこかに書かれたカメラ情報
を読むか、または検出する手段を有するようなプリンタ
により決定されてもよい。さらに、多様な種類のカメラ
により露出されたフィルムロールは別のプリンタで処理
されてよい。これにより特定のｆ値を多様な種類のカメ
ラ（表１参照）にセットすることが容易になる。例え
ば、一眼レフカメラより使い捨てカメラ画像のｆ値の方
が小さいものとなる。その理由は、一般に使い捨てカメ
ラの方が一眼レフカメラレンズより焦点距離が短いため
である。

【００３９】レンズ減衰に対する光減衰補償パラメータ
ｆを決定する、別の可能な方法が画像のピクセル値の解
析により行なわれる。例えば、写真フィルムの単一のロ
ール１２上の画像を解析する。画像は同じ画像形成装置
で得られたものと仮定する。

【００４０】この方法によれば、１個のロール１２上の
全てのフレームＦ₁（ｘ，ｙ），Ｆ₂（ｘ，
ｙ），．．．，Ｆ_n（ｘ，ｙ）に対して平均フレームを
計算することができる。特定の位置における第一の平均
フレームbarＦ₁のピクセル値６５は、同じ位置における
全てのフレームのピクセル値を平均して計算される（例
えば特定の位置が左上隅６０の場合、図６参照）。第一
の平均フレームbarＦ₁は一旦計算されると、以下の方法
により垂直軸６２と水平軸６１について強制的に対称性
を持たされる。第一の平均フレームbarＦ₁を水平軸６１
の回り、垂直軸６２の回り、および水平軸６１と垂直軸
６２両方の回りにそれぞれ反転させることにより、さら
に３個の画像（平均されたフレーム）が第一の平均フレ
ームbarＦ₁から生成される。このプロセスの結果、第一
の平均フレームbarＦ₁を水平軸６１の回りに反転させた
第二の平均フレームbarＦ₂、第一の平均フレームbarＦ₁
を垂直軸６２の回りに反転させた第三の平均フレームba
rＦ₃、および第二の平均フレームbarＦ₂を垂直軸６２の
回りに反転させた第四の平均フレームbarＦ₄が得られ
る。４個の平均フレームbarＦ₁、barＦ₂、barＦ₃、およ
びbarＦ₄は続いて、対称な平均フレームbarＦ_Sを生成す
るために平均される。

【００４１】次にコサイン４乗則面が、対称な平均フレ
ームbarＦ_Sにフィッティングされる。 この点におい
て、式５でパラメータｆとオフセットｍを変えることに
より、多くのコサイン４乗則減衰面が生成される。ｆｉ
ｔ（ｘ，ｙ）は式１に相当する。ここでの最適なフィッ
トの結果はｆの値、すなわち光減衰修正パラメータを与
える。

【００４２】

【数６】 ｆｉｔ（ｘ，ｙ）＝1000log₁₀cos⁴［tan^-1（ｄ／ｆ）］＋ｍ 式５ 対称な平均フレームに関して最小２乗誤差を生じるｆｉ
ｔ（ｘ，ｙ）が最適なフィットである。理想的なコサイ
ン４乗則面と対称な平均フレームbarＦ_S（ｘ，ｙ）の誤
差Ｅは次の公式で計算される。

【００４３】

【数７】 減衰補償関数ｆｃｆを生成するために用いたパラメータ
ｆの値は次に、最適フィットを得るために用いられたｆ
にセットされる。最小２乗誤差Ｅを最小化するｆとｍの
値を効率良く求めるための探索ルーティンおよび最適化
技術がある。

【００４４】図７に平均フレーム内の強度分布（１００
０×ｌｏｇＥで）のグラフ表現を示す。この特定の例に
おいて６４×６４ピクセルの副サンプルがデジタル画像
から形成されている。デジタル画像は例えば１０２４×
１５３６ピクセル要素を含む。副サンプリングに従え
ば、平均フレームについて１６×２４画像ブロックを含
むデジタル画像が得られることになる。他の大きさの副
サンプルを選択してもよいことは当分野に精通する者に
は明確であり、結果的にその選択は明らかである。いか
なる計算をするにせよ必要な時間は画像ブロックの個数
に依存する。従って考慮すべき画像のブロックあるいピ
クセルが少ないほど、減衰補償関数のために必要とされ
るパラメータについての結果がより早く得られる。

【００４５】上述の副サンプリングに基づき、対称な平
均フレームbarＦ_Sにおける強度分布を図８に示す。平均
画像フレームbarＦ_Sの決定は図７で用いられたのと同じ
サイズの副サンプルで行なわれる。フィットパラメータ
ｆ_subを与えるために平均画像フレームbarＦ_Sをコサイ
ン４乗則面にフィッティングさせる。図９に平均画像フ
レームbarＦ_Sがコサイン４乗則面にフィットさせられた
様子のグラフィック表現を示す。ｆ_subは副サンプルの
大きさによって実像のパラメータｆに関連づけられる
（この例ではｆ＝６４×ｆ_sub）。図１０に、光減衰補
償マスクのグラフィカルな表現を示す。これは補償値の
３次元表現であり、これらの補償値は前記フィルムロー
ル１２上の各画像フレームの関連づけられたピクセル値
に適用され、その結果平均画像フレームbarＦ_Sが生成さ
れる。

【００４６】図１１に、光減衰の補償を実行する前の画
像の表現を示す。それとは対照的に補償された画像（図
１２）は画像品質において大きく改善されている。補償
前の画像（図１１）はその中心部よりコーナー部分の方
が暗い。この画像欠陥は先に論じた光減衰によって生じ
ている。光減衰の補償は光減衰欠陥の無い画像を提供す
る。画像（図１２）は均一な露出を示す。図１２に示す
補償の結果は、単一のフィルムロールから平均画像フレ
ームbarＦ_Sを生成する上述の方法により得られる。

【００４７】最後に、画像の情報源が未知の場合、過度
の補償を避けるために光減衰修正パラメータｆについて
保守的な推定を行なってよい。ｌｆｃｍ（０，０）＝Ｃ
（Ｃは定数）であるようにｆを選択することにより、推
定を行なう。好適な実施の形態において、データマトリ
ックスが１０００ｌｏｇＥｘｐｏｓｕｒｅであると仮定
して、定数Ｃ ＝１５０コード値である。

【００４８】先に述べたように、光減衰補償に寄与する
さらに別の要素がフラッシュの発光に起因する光減衰か
ら生じる。フラッシュ減衰補償関数ｆｆｃｆもまた、画
像中の位置の数学関数として記述される。一般に、フラ
ッシュ減衰補償関数ｆｆｃｆはレンズ減衰補償関数ｌｆ
ｃｆより大きい（言い換えるならば、一般に ｆｆｃｆ
（０，０）＞ｌｆｃｆ（０，０））。

【００４９】フラッシュ減衰は一般に画像の中心に関し
て放射状に対称ではないかもしれない。好適な実施の形
態において、フラッシュ減衰補償関数ｆｆｃｆは以下の
式７で表わされる。

【００５０】

【数８】 ｆｆｃｆ（ｘ，ｙ）＝−［１０００ｌｏｇ₁₀ｃｏｓ⁴Θ₂］ 式７ ここで、

【数９】Θ₂＝ｔａｎ^-1（ｄ₂／ｆ₂） ｄ₂＝画像中心５から画像平面の任意の点への正規化さ
れた距離。ｄ₂は式８に従って計算される。

【００５１】

【数１０】 ｄ₂＝√（（２（ｘ−ｘ_max／２）／ｘ_max）²＋（２（ｙ−ｙ_max／２）／ｙ_max） ² ） 式８ f₂＝正規化されたフラッシュ減衰修正パラメータ、従っ
てｆ₂は未知のパラメータである。ｆ₂として使われる値
は多くの方法で推定可能である。

【００５２】最初に、減衰補償器１０に渡されたシーン
を取り込む際にフラッシュが使われなかったことがわか
っている場合、ピクセル値ｐ_ijに対するフラッシュ減衰
補償関数はｆｆｃｆ（ｘ，ｙ）＝０である。これはｆ₂
として大きい値（１０００×ｄ_max等）を選択すること
により実現されよう。

【００５３】取り込みプロセスでフラッシュが使われた
場合、一層小さいフラッシュ修正パラメータｆ₂が適切
である。例えば、粗いフラッシュ減衰を伴なう画像はフ
ラッシュ修正パラメータｆ₂が１．５×ｄ_maxであれば大
いに利得があるだろう。例として、ｄ_maxは１．４１４
であり、ｆ₂のおよその値は２．１であってよい。

【００５４】フラッシュ修正パラメータｆ₂の値を得る
別の可能な方法は、オペレータが単にグラフィカル・ユ
ーザ・インタフェースのスライダを調節するだけでよ
い。スライダは何通りにでも選択されたｆ₂に対する減
衰補償関数により生成された減衰補償マスクを適用す
る。オペレータは結果に満足するまでスライダを調整し
てよい。ｆ₂に対して得られた値は保存され、レンズ減
衰関数生成器３０に入力される。

【００５５】本発明の別の実施の形態において、フラッ
シュ装置の製造時にフラッシュ減衰特性について特定の
関数を指定してもよい。この情報を、フラッシュが特定
のフレームで使われたか否かの情報とともに、フラッシ
ュ減衰補償マスクを構成するために利用することができ
る。その種の情報を写真フィルム上にある記録領域上で
与えることができる。プリンタはその情報を読み、フラ
ッシュ減衰修正パラメータｆ₂の計算に利用する。

【００５６】フラッシュ減衰修正パラメータｆ₂を計算
するさらに別の可能な方法として、同じ画像形成装置で
取り込んだ画像のピクセル値の分析からの判定がある。
全ての画像が同じフラッシュ発光条件で取り込まれる。
多くの画像取り込みシステムにおいて、シーンのフラッ
シュ発光条件はシーンとともに記録することができる。
単純なケースにおいて、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｈｏｔｏ
Ｓｙｓｔｅｍはそれぞれのシーンとともにフラッシュ
が焚かれたか否かを記録する。通常の順序にあるフラッ
シュが焚かれたシーンを上述のように対称な平均フレー
ムを生成するために使うことができる。対称な平均フレ
ームとコサイン４乗則面の間の２乗誤差を最小化するこ
とにより、対称な平均フレームにコサイン４乗則面を最
適にフィットさせることができる。最適フィットを生み
出すｆ_tの値をフラッシュ減衰補償関数ｆｆｃｆにおい
てフラッシュ修正パラメータｆ₂として用いることがで
きる。

【００５７】フラッシュ減衰補償関数ｆｆｃｆとレンズ
減衰補償関数ｌｆｃｆは加算器に送られる。このよう
に、光減衰補償関数ｆｃｆは式９として数学的に表現さ
れ、その中で式９はデジタル画像の全てのピクセルに対
して成り立つ。

【００５８】

【数１１】 ｆｃｆ（ｘ，ｙ）＝ｌｆｃｆ（ｘ，ｙ）＋ｆｆｃｆ（ｘ，ｙ） 式９ 本発明の別の実施の形態において、画像データの計測単
位はシーンの露出と線型関係であり得る。この実施の形
態において、光減衰補償関数ｆｃｆの計算を式１０に示
す。

【００５９】

【数１２】 ｆｃｆ（ｘ，ｙ）＝ｌｆｃｆ（ｘ，ｙ）×ｆｆｃｆ（ｘ，ｙ） 式１０ ここで、

【数１３】ｌｆｃｆ（ｘ，ｙ）＝１／ｃｏｓ⁴Θ および

【数１４】ｆｆｃｆ（ｘ，ｙ）＝１／ｃｏｓ⁴Θ₂ ΘとΘ₂の定義は上述と同じであり、ΘとΘ₂の選択また
は決定も上述の方法と同一である。

【００６０】別の可能な方法によれば、光減衰補償関数
ｆｃｆ（ｘ，ｙ）はレンズ減衰補償関数ｌｃｆｃ（ｘ，
ｙ）とだけ等しいものとしてもよい。この実施の形態に
おけるフラッシュ減衰を補償するために、ｆ₂の値が減
少させられる。この実施の形態においてこのように、レ
ンズおよびフラッシュ減衰の組み合わせは実際の事例よ
りさらに深刻なレンズ減衰の事例として単純にモデル化
される。

【００６１】本発明の一実施の形態においてデジタル画
像を補償するための方法は、光減衰が補償された画像の
出力を与える追加のステップを含んでいてよい。本発明
の方法はいくつかのステップを含む。最初に、少なくと
も１個の従来型の写真フレームあるいはデジタル画像か
ら生成された複数のピクセル値を与える。また、光減衰
補償関数ｆｃｆを与える。光減衰補償関数ｆｃｆは２次
元関数により構成される（式１または５を参照）。両方
の式は未知のパラメータｆを含む。上述の仕様は、いわ
ゆる光減衰修正パラメータの値を生成、決定、あるいは
選択するための多くの可能な方法を示す。光減衰修正パ
ラメータと光減衰補償関数ｆｃｆの選択に従って、オリ
ジナル画像の各ピクセル値に対して補償値が生成されて
よい。光減衰の補償結果をさらに改善するために、画像
形成装置の応答における非線型性の補償が実行される。
画像形成装置の応答における非線型性の修正が必要であ
るかもしれない。デジタル画像がフィルムに由来してい
る場合、写真フィルムの応答における非線型性を修正す
る方法が実行されてよい。このような方法がＧｏｏｄｗ
ｉｎによる米国特許第５，１３４，５７３号に記載され
ている。このような方法は光減衰補償マスクの適用の前
に行なわれる。

【００６２】本発明の方法の次のステップは、バランス
と色調変更の程度を推定することであり、これはデジタ
ル画像が必要とする。また２種類の変更がある。第一
に、デジタル画像のバランスを推定する前に光減衰補償
マスクの適用を行なう。このバランスは、例えば自動露
出決定アルゴリズムで得られる（高速光学プリンタまた
はフォトＣＤスキャナで使われているようなもの。例え
ば米国特許第４，９４５，４０６号を参照）。好適な実
施の形態において、所望の露出レベルは減衰修正により
変更された画像から決定される。第二に、光減衰補償マ
スクの適用はデジタル画像が必要とする色調変更の推定
前に実行される。画像のコントラストは自動アルゴリズ
ムにより推定されてよい。さらに、デジタル画像のコン
トラストは同様に好適なレベルのコントラストに変更さ
れてよい。画像のコントラストを推定し、画像のコント
ラストを調整する手段を与えるアルゴリズムの一例はＬ
ｅｅ、Ｋｗｏｎにより米国特許第５，８２２，４５３号
に記載されている。好適な実施の形態において、このよ
うなアルゴリズムは減衰修正により変更された画像に作
用するであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態の減衰の無い画像を与える
システムの模式図である。

【図２】 減衰マスク生成器の構成要素を示す図であ
る。

【図３】 画像内容を担う複数のピクセル要素の簡略化
した２次元表示図である。

【図４】 レンズ減衰計算の設定の模式図である。

【図５】 レンズ減衰の正規化された１次元表示図であ
る。

【図６】 フィルムロール全体の平均フレームに基づく
光減衰修正値の決定を表す模式図である。

【図７】 平均フレーム内の強度分布を示すグラフであ
る。

【図８】 対称平均フレーム内の強度分布を示すグラフ
である。

【図９】 フィットパラメータｆを与えるためにフィッ
ティングされたｃｏｓ⁴（コサイン４乗）面を示すグラ
フである。

【図１０】 フィルムロール上の各画像フレームのピク
セル値に適用される光減衰補償マスクを示すグラフであ
る。

【図１１】 光減衰の補償が実施される前の実像を示す
写真である。

【図１２】 光減衰の補償が実施された後の実像を示す
写真である。

【符号の説明】

３ フィルムフレーム、４ 減衰補償された画像、１０
減衰補償器、１２ フィルムロール、１４ デジタル化
装置、１６ レンダリング装置、２０ 減衰マスク生成
器、３０ レンズ減衰関数生成器、４０ フラッシュ減
衰関数生成器、５６ 光軸、６１ 水平軸、６２ 垂直
軸、Θ_max 各隅における角度、ｆ 焦点距離、ｃ 対
角距離、Ｆ₁（ｘ，ｙ）,Ｆ₂（ｘ，ｙ）,...Ｆ_n（ｘ，
ｙ） フレーム。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１個のデジタル画像の光減衰
   を補償する方法であって、 少なくとも１個のデジタル画像の各々に対して複数のピ
   クセル値を与えるステップと、 光減衰補償関数を与えるステップと、 光減衰修正パラメータを決定するステップと、 前記光減衰補償関数と前記光減衰修正パラメータとを用
   いて少なくとも１個のピクセル値に対して個別の補償値
   を生成するステップと、 前記個別の補償値を少なくとも１個のピクセル値に適用
   するステップとを含むことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 少なくとも１個のデジタル画像の光減衰
   を補償する装置であって、 少なくとも１個のデジタル化された画像フレームを与え
   るデジタル化装置と、 少なくとも１個のピクセル要素に対して個別の補償値を
   適用するための光減衰補償器と、 光減衰補償関数と光減衰修正パラメータとを用いて少な
   くとも１個のピクセル要素に対して個別の補償値を生成
   する光減衰マスク生成器と、 光減衰が補償された画像の視覚的表現を与えるためのレ
   ンダリング装置とを含むことを特徴とする装置。