JP4210397B2 - 拡張色域ディジタル画像に対して操作を行なう方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
関連出願への相互参照としては、共通に譲渡され、ここに参照として組み入れられるMcCarthy外による「Representing an Extended Color Gamut Digital Image in a Limited Color Gamut Color Space 」なる名称の米国特許出願第０９／１６２，０５１号、McCarthy外による「Using a Residual Image to Represent an Extended Color Gamut Digital Image 」なる名称の米国特許出願第０９／１６２，０２６号、McCarthy外による「Using a Set of Residual Image to Represent an Extended Color Gamut Digital Image」なる名称の米国特許出願第０９／１６２，２０５号、及び同日出願のMcCarthy外による「拡張色域ディジタル画像を表わすための１つ以上の残りの画像を使用するシステム」なる名称の特許出願（「A System Using One or More Residual Image(s) to Represent an Extended Color Gamut Digital Image 」なる名称の米国特許出願第０９／１６２，２０１号に対応）が参照される。
【０００２】
本発明はディジタルイメージングの分野に関し、更に特定的には拡張色域ディジタル画像を操作する方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
ディジタルイメージングシステムでは、画像をディジタル形式で表現するための多くの方法がある。多くの異なる形式のディジタルファイルがあるだけでなく、ディジタルファイル内のディジタル画像の色を指定するために使用されうる多様な異なる色空間及び色符号化がある。
【０００４】
いくつかの場合、色符号化はいわゆるデバイスインディペンデント色空間、例えば周知のＣＩＥＬＡＢ色空間で行われうる。近年、これらの色空間はカラーマネジメントされたディジタルイメージングシステム中でディジタル画像の色を指定するために拡張的に使用されてきた。幾つかの場合、画像は実際にＣＩＥＬＡＢ色空間の中に記憶されうる。より一般的には、色空間は、スキャナ、プリンタ及びＣＲＴビデオディスプレイといった多様なカラーイメージング装置の色特性を記述するために使用されうる装置プロファイルを接続するために使用されうる。ＫＯＤＡＫPhotoYCC色相互交換空間は、ディジタル画像を符号化するために使用されうるデバイスインディペンデント色空間の他の例である。
【０００５】
他の場合、色符号化はデバイスディペンデント色空間で行われる。この種類の例としては、ビデオＲＧＢ色空間及びＣＭＹＫ色空間がである。カラー画像がデバイスディペンデント色空間で符号化されると、そのカラー画像はその色空間に関連する特定の表示装置上に表示された場合に、所望の色の見かけを有すること。デバイスディペンデント色空間の利点は、画像が対象装置上で表示又は印刷される用意ができていることである。しかしながら欠点は、画像が特定の対象装置の色域に制限される必要があることである。イメージング装置の色域は、装置によって生成されうる色及び輝度値の範囲を意味する。従って、対象装置が制限されたダイナミックレンジを有するか、或る飽和色を再生することができなければ、装置上で生成されうる色の範囲外の色値を符号化することは可能でない。
【０００６】
ディジタル画像の記憶及び操作色空間としての使用のためにかなり広まってきた１つの種類のデバイスディペンデント色空間は、ビデオＲＧＢ色空間である。実際は、多くの異なる種類のビデオＲＧＢディスプレイがあるため、多くの異なる種類のビデオＲＧＢ色空間がある。結果として、特定の組のビデオＲＧＢ色値は、１つのビデオディスプレイ上では１つの色に対応し、他のビデオディスプレイ上では他の色に対応する。従って、ビデオＲＧＢはこれまで、対象ビデオディスプレイの特性が分かっていない限り色値が正しく解釈されえなかったため、やや曖昧な色表現であった。それでもなお、ビデオディスプレイ上の画像の作成、表示、及び編集は多くのディジタルイメージングシステムにおいて中心的な段階であるため、ビデオＲＧＢ色空間は多くの適用においてデファクトスタンダードとなった。
【０００７】
近年、色値の解釈の曖昧さを除去するため、特定のビデオＲＧＢ色空間を標準関する努力がなされている。（提案されたＩＥＣ ＴＣ１００ｓＲＧＢ規格草案を参照のこと）。かかる提案された規格の１つは、「ｓＲＧＢ」として知られている。この色空間は特定の赤、緑、青の原色の組、特定の白点、特定の符号値対光強度の非線形関係を指定する。これらは共にディジタル符号値と対応するデバイスインディペンデント色値との間の全体としての関係を厳しく定義する。
【０００８】
規格ビデオＲＧＢ色空間の使用は、通常はビデオＲＧＢ色空間に関連する曖昧さの殆どを除去するが、この色空間が他の出力装置に対して制限された色域を有することについては扱っていない。更に、全ての表示装置は元のシーンの色域に対して制限された色域を有する。例えば、シーンが１０００：１又はそれ以上の輝度ダイナミックレンジを有しうる一方で、典型的なビデオディスプレイ又は反射印画は１００：１のオーダのダイナミックレンジを有する。或る画像捕捉媒体、例えば写真陰画フィルムは、実際に８０００：１ほど大きなダイナミックレンジを記録しうる。これは殆どのシーンに関連する輝度ダイナミックレンジよりも大きいが、露光誤差、光源変動等の許容として或る画像処理演算に対して追加的な情報を与えることがしばしば有用である。
【０００９】
ビデオＲＧＢ表現の中で様々な源からの画像を符号化するために、ビデオＲＧＢ色空間の色域の外の情報を廃棄することが必要である。幾つかの場合、例えばもとのシーンの中の色又は写真陰画によって捕捉される色の見かけを符号化することが所望であるとき、典型的にはダイナミックレンジの中の大きな相違によりかなりの情報が廃棄されねばならない。反射印画を走査し、これをビデオＲＧＢ色空間の中に記憶することが所望である場合、輝度ダイナミックレンジはかなり類似しているとしても色域の不整合によりかなりの量の情報を廃棄する必要がある。
【００１０】
例えば、図１は典型的なビデオＲＧＢ色域１０と典型的な反射印画色域１２との比較を示す図である。この場合、ＣＩＥＬＡＢ空間中に、Ｌ＊の値が６５の場合の色域のａ＊−ｂ＊断面が図示されている。境界の内側の色は夫々の装置の色域の中であるが、境界の外側の色は再生されえず、従って「色域外」色と称される。図中、ｂ＊値が６０よりも大きい色値の大きな組があり、これはプリンタ上では生成されうるが、ビデオディスプレイの色域の外であることがわかる。結果として、反射印画が走査され、ビデオＲＧＢ色空間の中に記憶される場合、この色情報を符号化することは可能ではない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ビデオＲＧＢ色域と他の表示装置及び画像源の色域との間の不整合は、ビデオＲＧＢ色空間の有用性に対する深刻な制限を表わす。しかしながら多くの場合、コンピュータビデオＣＲＴ上に直接表示する用意ができている色空間の中に画像を記憶し伝送するという利便性は、望ましい色空間の決定に関する最も重要な要因であった。これは入力画像の中に存在したであろう拡張色域情報を用いることができる画像処理及びディスプレイ動作を犠牲にしてきた。このアプローチの最も深刻な制限のうちの１つは、ディジタル画像を変更することが所望である場合を含む。この場合、より良い質の変更された画像を与えるためにビデオＲＧＢ色域の中で画像を表わすときに切り取られねばならない情報を使用することがしばしば有益である。例えば、原画が露光過多であったために画像が暗くされねばならない場合、ビデオＲＧＢ画像は一般的に画像を暗くするために使用されうるハイライト詳細情報を保持しない。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は拡張色域情報を保持することによって制限された色域を有する色空間の中に記憶されたディジタル画像を変更することを提供することによって従来技術の制限を克服することを目的とする。
この目的は、拡張された色域の色値を有するディジタル画像を変更する方法であって、
（ａ）拡張色域ディジタル画像を、制限色域ディジタル画像と、拡張色域ディジタル画像と制限色域ディジタル画像との間の差を表わす１つ以上の関連づけられた残りの画像とによって表現する段階と、
（ｂ）拡張色域ディジタル画像に対して適用されるべき１つ以上の所望の画像変更を指定する段階と、
（ｃ）指定された所望の画像変更に応じて変更された制限色域ディジタル画像及び１つ以上の変更された残りの画像を形成するよう制限色域ディジタル画像及び残りの画像を変更する段階とを含む方法によって達成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明によるディジタル画像を記憶するための１つの方法を示す図である。拡張色域ディジタル画像２０は記憶色空間の制限色域の外側の色値を有する。色値調整段階２１は、制限色域ディジタル画像２２を形成するために色値を記憶色空間の制限色域に合う色値に制限するために使用される。次に、色空間記憶段階２３の中の表現画像は、記憶空間ディジタル画像２４を生成するために使用される。残りの画像を計算する段階２５は、拡張色域ディジタル画像と制限色域ディジタル画像との間の差を表わす１つ以上の残りの画像２６を決定するために使用される。記憶空間ディジタル画像２４及び残りの画像２６は次に、ディジタルファイル記憶段階２７を使用してディジタルファイル２８の中に記憶される。
【００１４】
本発明の主要な面は、拡張色域ディジタル画像と色域ディジタル画像との間の差を表わす残りの画像２６を作成し使用することである。従来技術のシステムは、残りの画像の計算を含むが、いずれも拡張色域ディジタル画像と制限色域ディジタル画像との間の差を計算することを含まない。Nishihara 外（米国特許第４，９０３，３１７号）は、原画像と、損失の多い画像データ圧縮技術を用いて圧縮され続いて解凍された画像との間の差から決定される残りの画像の計算を記載する。残りの画像は圧縮／解凍過程中に導入された圧縮アーティファクトを表わす。Golin （米国特許第５，１２２，８７３号）もまた残りの画像を用いて画像を符号化する方法を記載する。この場合、残りの画像は異なる空間解像度の画像間の差に関連する。また、残りの画像は高精度ディジタル画像と低精度ディジタル画像との間で計算されうることが知られている。これらの各場合に、区別された画像は同一の色域及び色空間を有する。結果として、従来の技術のいずれも本発明で所望であるように拡張色域情報の記憶を支援するものではない。
【００１５】
以下、図２に示される各ステップを詳述する。拡張色域ディジタル画像２０は、多くの異なる形状を取りうる。例えば、画像は、走査された写真印画、走査された写真陰画、走査された写真透明陽画、又はディジタルカメラからの画像であり得る。像の源に依存して、画像に対して適用される任意の画像処理と同様、画像は非常に異なる色域及び色表現を有しうる。走査された写真陰画及びディジタルカメラからの画像は、多くの記憶色空間の中で符号化されうるものよりもはるかに大きな輝度ダイナミックレンジを有する元のシーンの色を表現する情報を含みうる。この場合、輝度ダイナミックレンジは単に表現されうる輝度値の範囲に関する色域の１つの面である。
【００１６】
イメージングシステムの色域は、システムが表現又は生成しうる色の範囲である。色は基本的には３次元現象であるため、色域は３次元体積として見ることができる。体積の中の色値は「色域内」であるとされ、一方体積の外の色値は「色域外」であるとされる。色域の１つの面は、システムの輝度ダイナミックレンジである。これはシステムによって最も白い白から最も黒い黒へ符号化されうる相対的輝度値の範囲である。色域の他の面は、中和から飽和された色まで表現されうるクロマ値の範囲である。色域内のクロマ値の範囲は、概して色相及び明度の関数である。概して、最も高いクロマの色は、所与のイメージング装置又は色空間の原色及び等和色（通常は、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、及び黄）の色相及び明度の付近で生成されうる。
【００１７】
画像が走査された写真印画であれば、画像の色域は概して元の写真印画媒体の色域である。同様に画像がディジタルカメラによって捕捉されていれば、画像の色域は、カメラセンサ及びレンズフレアーのダイナミックレンジによって制限されうるが、概して元のシーンの色域となる。画像が後に表現されるべき色空間は、元の画像の色域に対して幾分か独立である。例えば、走査された写真印画に対する色値は、生のスキャナコード値として表わされるか、又はＣＩＥＬＡＢ色空間といった色空間によってデバイスインディペンデントな色値として与えられ得る。或いは色値は他の色空間の中で表現されうる。
【００１８】
多くのシステムでは、そのシステムに関連するワークフローに良く適した特定の記憶色空間の中でディジタル画像を記憶、表示及び操作することが便利である。しばしば、選択される記憶色空間はシステムによって使用される一般的な出力装置又は媒体に関連するデバイスディペンデントな色空間である。多くの場合、更なる処理なしにコンピュータビデオディスプレイ上に直接表示又はプレビューされうるため、ビデオＲＧＢ色空間が使用される。更に、コンピュータ上で画像を操作することが可能は多くのソフトウエアアプリケーションは、ビデオＲＧＢ色空間の中の画像を用いて作業を行うよう設計されている。記憶色空間の色域は、しばしば拡張色域ディジタル画像２０の色域よりも小さいか、少なくとも異なる。結果として、概して拡張色域ディジタル画像２０の中には記憶色空間の中で表現されえない色がある。例えば、拡張色域ディジタル画像２０が走査された写真印画である場合を考える。反射印画の色域の中には、ビデオＲＧＢ色空間の色域の外側の多くの色がある。これは、典型的なビデオＲＧＢ色域１０及び典型的な反射印画色域１２の断面を示す図１に明らかに示される。
【００１９】
従って、反射印画の色値をビデオＲＧＢ色空間、又は他の制限色域記憶空間の中に記憶するために情報は廃棄されねばならない。従来技術の方法では、廃棄される画像情報は、恒久的に失われ、復元されえない。本発明では、失われる情報は１つ以上の残りの画像の中に記憶される。
色値調整段階２１は、拡張色域ディジタル画像の色値を記憶空間の制限色域に合うよう調整し、制限色域ディジタル画像２２を形成する。この段階では、制限色域の外側の色値が制限された色域の中の色値へマッピングされたときに情報が廃棄されねばならない。幾つかの場合、色域外の色に対する色値は単に「クリッピング」され、即ちそれらは制限色域の表面の色値へマッピングされる。他の場合、ハードクリッピング関数を導入することなく拡張色域を制限色域へ圧縮するためにより洗練された色域マッピング方法が使用されうる。例えば、拡張された色域の中の殆どの飽和色が制限された色域の中の殆どの飽和色へマッピングされるよう、入力色値のクロマはスケーリングされる。或いは、色の見かけをできる限り正確に保存するよう設計された色域マッピング方法が使用されうる。どの色域マッピング技術が使用されるかに関係なく、情報の損失及び画像の色特性の歪みが必然的に生ずる。
【００２０】
多くの場合、拡張色域は制限された色域の中に表現されうるクロマ値よりも高いクロマ値を含む。幾つかの場合、拡張色域はまた制限された色域の中に表現されうる輝度ダイナミックレンジよりも大きい輝度ダイナミックレンジを有しうる。画像の輝度ダイナミックレンジを減少する必要がある場合、色値調整段階２１の実施の一部は、典型的には色調スケール関数の適用である。色調スケール関数は、入力画像強度を出力画像強度へマッピングし、画像の輝度チャネル或いはＲＧＢカラー表現の各色チャネルに対して適用されうる。幾つかの適用では、処理されている画像は実際は単色画像、例えば白黒画像でありうる。この場合、色調スケール関数は画像輝度値に対して適用される。
【００２１】
拡張色域ディジタル画像が原シーンの中の色の表現である場合、色値調整段階２１は、典型的には対象表示装置上に所望の目標色を生成する再現された色値を決定することを含む。例えば、最適色再現目標は、原シーンの色のための所望のビデオＲＧＢ目標色を決定するために適用されうる。原シーンの色値を目標再現された色値へ変形する過程は、ときどき画像の「レンダリング」と称される。
【００２２】
一旦制限色域ディジタル画像２２が決定されると、次の段階は、記憶色空間に画像を表現する段階２３を使用して、これを記憶色空間の中に表現することである。この段階は典型的には、制限色域ディジタル画像２２の調整された色値に対応する記憶空間色値を決定するためにデバイスモデル又は色空間変換を含む。例えば、ＣＩＥＬＡＢ色空間に関して調整された色値が指定されれば、指定された調整色値を生成するのに必要な対応するビデオＲＧＢ値を決定するためにビデオ表示装置モデルが使用されうる。
【００２３】
残りの画像計算段階２５は、拡張色域ディジタル画像２０と制限色域ディジタル画像２２との間の差を表わす１つ以上の残りの画像２６を決定するために使用される。最も単純な形では、単一の残りの画像２６は拡張色域ディジタル画像２０の入力色値から制限色域ディジタル画像２２の調整色値を単純に減算することによって計算されうる。すると残りの画像はそれらの色値を表現するのに使用される色空間に関するものとなる。或いは、色値は、残りの画像を計算するのに有用な他の空間へ変形されうる。例えば、残りの画像を、残りの画像を圧縮するのに非常に適した色空間、又は拡張色域ディジタル画像を再構成するために使用するのに便利な色空間の中で計算することが所望であり得る。
【００２４】
単一の残りの画像の代わりに多数の残りの画像を記憶するのが有利であるのには、幾つかの理由がある。例えば、輝度誤差に関連する残差を１つの残りの画像の中に記憶し、色差誤差に関連する残差を追加的な残りの画像の中に記憶することが所望であり得る。これはアプリケーションが、再構成された拡張色域ディジタル画像を決定する過程の間にどの種類の残差を用いるかに関する選択を行うことを可能とする。
【００２５】
他の場合、多数の残りの画像は、拡張ダイナミックレンジ画像データの異なるサブセットに対応しうる。例えば、第１の残りの画像はディジタル画像のダイナミックレンジを制限色域ディジタル画像に関連するダイナミックレンジを幾らかの一定の量だけ超えるよう拡張しうる。第２の残りの画像は、ダイナミックレンジを第１の残りの画像に関連する拡張ダイナミックレンジを追加的な増分だけ越えるよう拡張しうる。このようにして、拡張色域ディジタル画像を用いるアプリケーションは、アプリケーションによって所望される拡張ダイナミックレンジの量に関連する残りの画像のみを使用しうる。
【００２６】
多数の残りの画像を使用することが有用である他の理由は、残りの画像が制限された大きさを有するディジタル画像ファイルの中のタグの中に記憶される場合のためである。この場合、残りの画像データはサイズ制限に合うより小さな片へ分割されうる。例えば、残りの画像は拡張色域ディジタル画像の中の画素のサブセットに対して決定されうる。このようにして、残りの画像データはタイル形式に記憶されうる。
【００２７】
概して、拡張色域ディジタル画像及び制限色域ディジタル画像２２は、色域内の色がゼロの残差によって与えられるよう残りの画像２７が計算される前に同一の色空間の中に表現されるべきである。殆どの画像はわずかな比率のみの色域の外の色値を有するため、残りの画像はゼロによって支配され、従ってかなり圧縮可能である。本願明細書の残る部分では、単一の残りの画像の場合について説明する。しかしながら、方法は一組の多数の残りの画像を使用するために容易に一般化されうることが認識されるべきである。
【００２８】
色値調整段階２１が、制限色域の外側の色と同様に制限色域内の色に対する色値を変更する変形の適用を含む場合、拡張色域ディジタル画像の入力色値と制限色域ディジタル画像の調整色値との間の差を直接計算することによって決定される残りの画像は多数の非ゼロ値を有することになる。これは残りの画像が圧縮されるべきである場合に望ましくない。拡張色域ディジタル画像が原シーンの表現であり、色値調整段階２１が対象表示装置のための望ましい色値を決定するために色値のレンダリングを含む上述の例は、概してこの問題を受ける。この場合、第１の対象表示装置よりも大きい色域を有する他の表示装置のために望ましい第２の組のレンダリングされた色値を決定するために、拡張色域ディジタル画像に対して第２のレンダリング関数を適用することが望ましい。
【００２９】
殆どの色域に対して第２のレンダリング関数が第１のレンダリング関数と全く同じであれば、第１及び第２のレンダリングされた画像の間の差を取ることによって計算される残りの画像２７は再び大きくゼロの差によって支配される。本発明の望ましい実施例では、第１のレンダリング関数はビデオディスプレイのために最適化されたレンダリングされた画像を生成し、第２のレンダリング関数は理想化された大きな色域を有する或る仮定的な出力装置に対して最適化されたレンダリングされた画像を生成する。
【００３０】
一旦残りの画像２６が計算されると、各残りの画像は、記憶色空間ディジタル画像２４に対して何らかの形式で関連付けられるべきである。これは、記憶色空間ディジタル画像２４を記憶するために使用される第２のメモリバッファに関連づけられるメモリバッファの中に残りの画像２６を記憶することを含む。或いは、多くのアプリケーションは、ディジタルファイル記憶段階２７を使用して磁気ディスク、光ディスク、又はＰＣＭＣＩＡカードといった或る種類のディジタル記憶媒体上のディジタル画像ファイル２８の中に、画像データを記憶する。この場合、記憶空間ディジタル画像２４及び残りの画像２６は、２つの異なるファイルの中に記憶されるか、又は同一のディジタル画像ファイルの中に記憶されうる。
【００３１】
多くの場合、記憶空間ディジタル画像ファイル２４を記憶するために使用されるファイル形式は、個人用画像タグの使用をサポートする。例えば、ファイル形式ＴＩＦＦ，ＥＸＩＦ及びＦｌａｓｈＰＩＸ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と称されることもある。この種類のファイル形式が使用される場合、残りの画像データを残りの画像タグの形式で記憶することが便利である。
【００３２】
このようにして、いかにして残りの画像タグを使用するかを知らないアプリケーションは単にこれを無視し、従って記憶空間ディジタル画像２４に対してのみアクセスを有する。これに対して、いかにして残りの画像タグを使用するかを知っているアプリケーションは、拡張色域ディジタル画像を再構成するためにこれを使用する。幾つかのファイル形式はタグの大きさに制限を課し、したがって残りの画像の圧縮はこれらのアプリケーションでは重要である。
【００３３】
本発明によるディジタル画像を記憶するための第２の方法は図３に示される。この実施例は図２の実施例と同様であるが、残りの画像が決定される点で異なる。第２の実施例では、残りの画像は記憶色空間の符号値に対して表わされる。図３は記憶色空間の制限色域の外側野色値を有する拡張色域ディジタル画像３０を示す。色値調整段階３１は、色値を記憶色空間の制限色域に合う色値へ制限するために使用される。次に、記憶色空間の中に画像を表現する段階３２は、制限色域ディジタル画像３３を生成するために使用される。拡張記憶色空間の中に画像を表現する段階３４は、次に原画像に対して適用され、残りの画像計算段階３５は、共に記憶色空間に従って符号化されている拡張色域ディジタル画像と制限色域ディジタル画像との間の差を表現する残りの画像３６を決定するために使用される。制限色域ディジタル画像３３及び残りの画像３６は次にディジタルファイル記憶段階３７を使用してディジタルファイル３８の中に記憶される。
【００３４】
この第２の方法における殆どの段階は、第１の方法における対応する段階と同一であるため、以下異なる段階についてのみ詳述するものとする。２つの方法の間の主な差は、第２の例では残りの画像が記憶色空間色値に対して計算されることである。従って、制限色域ディジタル画像のほかに、元の拡張色域ディジタル画像が記憶色空間へ変形されねばならない。これは拡張記憶色空間の中に画像を表現する段階３４によって達成される。複雑なことは、記憶色空間が典型的に制限色域のみを有することである。
【００３５】
例えば、記憶色空間がビデオＲＧＢ色空間であれば、記憶空間の色域はビデオディスプレイの色域に制限される。従って、記憶色空間の中に元の拡張色域ディジタル画像を表現するためには、制限色域を課さない記憶色空間の拡張されたものを定義することが必要である。例えば、２４ビットのビデオＲＧＢ色空間は通常０乃至２５５の範囲で整数符号値によって色値を符号化する。ビデオディスプレイの色域の外側の色の符号化を可能にするために、元の拡張色域ディジタル画像は符号値が０乃至２５５の範囲の外側になることが許される拡張記憶空間の中に表示される。
【００３６】
これは、記憶色空間の中で直接符号化されうるよりも大きい輝度ダイナミックレンジ値であると共により高いクロマ値で色の符号化を許す。制限色域ディジタル画像及び拡張色域ディジタル画像の両方が記憶色空間によって表現された後、残りの画像３６は上述のように２つの画像の間の差を計算することによって計算される。
【００３７】
本発明のイメージングシステムを適用した結果により、記憶色空間の中に表現される制限色域ディジタル画像、及び制限色域ディジタル画像を拡張色域ディジタル画像と相関させる関連する残りの画像の両方が作成される。上述のように、制限色域ディジタル画像は概してビデオディスプレイといった対象表示装置上の表示に非常に良く適している。このアプローチの１つの利点は、残りの画像を使用することができないシステムが、制限色域ディジタル画像のみが記憶される従来技術に関する画質又は計算上の不利点なしに、直接制限色域ディジタル画像を表示し演算を行いうることである。しかしながら、通常は廃棄されたであろう情報は、残りの画像の中に記憶され、それを使用しうるイメージングシステムによって使用されることが可能である。この場合、制限色域ディジタル画像は抽出され、ディジタル画像ファイルからの残りの画像は元の拡張色域ディジタル画像を再構成するために使用されうる。
【００３８】
図４は制限色域ディジタル画像及び残りの画像から拡張色域ディジタル画像を再構成する過程の一例を示す図である。この過程への入力は、上述のように形成された制限色域ディジタル画像及び残りの画像を含む拡張色域ディジタルファイル４０である。ディジタルファイルからデータを抽出する段階４１は、制限色域ディジタル画像４２及び残りの画像４３を抽出するために使用される。次に、拡張色域ディジタル画像再構成段階４４は、制限色域ディジタル画像４２と残りの画像４３とを組み合わせることによって拡張色域ディジタル画像４５を再構成するために使用される。典型的には、拡張色域ディジタル画像再構成段階４４は、制限色域ディジタル画像４２と残りの画像４３とを組み合わせることを含む。
【００３９】
再構成された拡張色域ディジタル画像は多くの異なる目的のために使用されうる。例えば、これはディジタルファイル４０の中の制限色域ディジタル画像４２の制限色域とは異なる色域を有する出力装置上への表示に適したディジタル画像を形成するために使用されうる。これは最適な印画を、記憶色空間の制約によって制限される印画でなく、元の拡張色域ディジタル画像から発生することを可能とする。
【００４０】
拡張された色域の中の情報は、ディジタル画像に変更を与える過程において特に有用である。本発明による拡張色域ディジタル画像を変更する１つの方法を示す図５について考える。この過程への入力は、上述のように形成された制限色域ディジタル画像及び残りの画像を含む拡張色域ディジタルファイル４０である。図４と同様、ディジタルファイルからデータを抽出する段階４１は、制限色域ディジタル画像４２及び残りの画像４３を抽出するために使用される。次に、画像を変更するために１つ以上の所望の画像変更５０が指定される。制限色域ディジタル画像４２は次に、制限色域ディジタル画像変更段階５１を使用して、変更された制限色域ディジタル画像５３を形成するために所望の画像変更５０に応じて変更される。
【００４１】
同様に、残りの画像４３は、残りの画像を変更する段階５２を使用して、変更された残りの画像５４を形成するために所望の画像変更５０に応じて変更される。一緒に得られた変更された制限色域ディジタル画像５３及び変更された残りの画像５４は、変更されたディジタルファイル５５内に記憶されうる変更された拡張色域ディジタル画像を表現する。或いは、変更されたディジタル画像は、ディジタルプリンタ又は他の形状の画像表示装置上に画像を生成するために使用されうる。変更されたディジタル画像はまた遠隔場所での記憶又は印刷のために遠隔場所へ伝送されうる。変更されたディジタル画像を伝送する方法は、コンピュータ網コネクション又は電話線に接続されるモデムの使用を含みうる。
【００４２】
ディジタル画像に対して与えられる所望の画像変更５０には多くの異なる種類がある。例えば、画像に対して与えられ得る多くの種類の色及び色調再生変更がある。幾つかの場合、画像の色バランスを調整することが所望でありうる。他の場合、より暗い画像又はより明るい画像を生成するよう画像の濃さを調整することが所望であり得る。他の種類の色及び色調再生変更は、画像のコントラスト、色相、又は多彩さを変えることを含む。幾つかの場合、色及び色調再生特徴を特定の出力装置のために最適化するために変更することが望ましい。
【００４３】
本発明は、残りの画像の中に記憶された拡張色域情報が品質を全く低下させることなくより大きな変化を可能とすることにより、画像の色及び色調再生特性の変更を行うために特によく適している。例えば、元の画像が露出過多であると決定された場合を考える。この場合、制限色域ディジタル画像の中のハイライト情報はい、画像を制限色域にレンダリングする過程の間にクリッピングされている。しかしながらこのハイライト情報は残りの画像の中に保持される。露出過多誤差について補正するために画像を暗くすることが所望であれば、残りの画像の中にある情報は次にハイライト細部を回復する変更されたディジタル画像を決定するために使用されうる。
【００４４】
ディジタル画像に対して与えられ得る他の種類の画像変更は空間画像変更である。空間画像変更の例は、画像のズーミング、クロッピング、雑音減少、及び鮮鋭化を含む。画像のズーミングは、画像のサイズ変更を含む。画像のクロッピングは、画像のサブセットの選択を含む。雑音減少過程は概して、画像の平坦領域において画像を平滑化することによる画像グレイン又は雑音の出現の減少を含む。画像の鮮鋭化は典型的には、画像の中のエッジの見かけの鮮鋭さを増加するために画像に対して空間畳込みを適用することを含む。例えば広く使用されているＡｄｏｂｅ ＰｈｏｔｏＳｈｏｐといった一般的な画像編集ソフトウエアプログラムの中に含まれるような多くの他の種類の画像変更がある。
【００４５】
或る場合は単一の画像変更が所望であり、他の場合は画像に対して幾つかの変更を与えることが所望でありうる。例えば、画像を暗くし、画像のサブセットをクロッピングし、次に画像を鮮鋭化することが所望でありうる。所望の変更の種類に依存して、変更を同時に与えることが可能であり、又はそれらを順次に与えることが必要でありうる。
【００４６】
ディジタル画像への変更は、ユーザ調整可能光度ノブの場合のように、ユーザによって対話式に指定されうる。この場合、概して画像のプレビューがビデオディスプレイ上に表示され、ユーザが所望の変更を指定することを可能とするためにユーザインタフェースが提供される。画像変更はまたディジタル画像に対して自動アルゴリズムを適用することによって決定されうる。例えば「シーンバランスアルゴリズム」は画像のための最善の色バランス及び濃度水準を推定するために使用されうる。或いは画像のための鮮鋭化の静的な量を推定するために、自動鮮鋭化アルゴリズムが使用されうる。
【００４７】
幾つかの場合、所望の画像変更を指定する段階の間は、制限色域ディジタル画像のみが使用可能である。例えば、制限色域ディジタル画像が、コンピュータのビデオモニタ上に表示されるのに適したビデオＲＧＢ色空間の中にある場合を考える。幾つかのソフトウエアアプリケーションは、対話式ユーザインタフェースを使用してこのビデオＲＧＢ画像を操作するよう設計される。ユーザインタフェースは、ユーザが望ましい色バランス位置を決定するために色バランススライド棒を制御することを可能とする。この場合、一旦望ましい色バランス位置が決定されると、この情報は次に上述のように拡張色域ディジタル画像を変更するために使用されうる。同様に、ユーザは制限色域ディジタル画像に基づいて所望のズーミング及びクロッピングパラメータを対話式に決定することができ、これらの変化は次に拡張色域ディジタル画像に与えられる。幾つかの場合、最適画像変更を推定するために使用されうる自動アルゴリズムでさえ制限色域ディジタル画像に対して操作するよう設計されうる。例えば、シーンバランスアルゴリズムは制限色域ディジタル画像に対して適用されえ、結果としての画像変更は次に拡張色域ディジタル画像に対して適用されうる。制限色域ディジタル画像が画像をプレビューするために使用される色空間の中に記憶されないとしても、制限色域ディジタル画像から決定されるプレビュー画像を操作することによって所望の画像変更が決定されうるユーザインタフェースを提供することが必要又は便利でありうる。
【００４８】
図６は、本発明の他の実施例を示す図である。この場合、図４を参照して上述されたように、制限色域ディジタル画像４２及び残りの画像４３は、再構成された拡張ディジタル画像４５を形成するために使用される。次に所望の画像変更６１は、再構成された拡張ディジタル画像４５を変更する段階６０を用いて変更された拡張ディジタル画像６２を形成するために使用される。変更された拡張ディジタル画像６２は次に、上述と同じ方法を使用して変更された制限色域ディジタル画像６３及び変更された残りの画像６４を決定するために使用されうる。変更された制限色域ディジタル画像６３及び変更された残りの画像６４は次に変更されたディジタルファイル６５の中に任意に記憶されてもよい。
【００４９】
この方法は、所望の画像変更が、組み合わされていない制限色域ディジタル画像４２及び残りの画像４３に対して個々に適用されるのでなく、再構成された拡張色域ディジタル画像６０に対して適用されるという点で図５に示される方法とは異なる。鮮鋭化又は色／色調調整といった複雑な画像変更が所望される場合、このアプローチを使用することが多くの場合により便利である。ズーミング及びクロッピング操作といった他の場合は、再構成された画像を形成するのに含まれる余分な段階を行う必要はない。
【００５０】
図７は、本発明の更なる他の実施例を示す図である。図４を参照して上述されたように、制限色域ディジタル画像４２及び残りの画像４３は、ディジタルファイルからデータを抽出する段階４１を用いてディジタルファイル４０から抽出される。この場合、変更された制限色域ディジタル画像７２を形成するために、制限色域ディジタル画像変更段階７１を用いて、制限色域ディジタル画像４２に対して１つ以上の所望の画像変更７０が適用される。任意の変更画像プレビュー段階７３は、ユーザが画像に対して最適の変更が適用されているかどうかを決定するのに、多くの場合に有用である。一旦最適な所望の画像変更７０が決定されると、変更７４についての情報は次に変更されたディジタルファイル７５を形成するために入力ディジタルファイル４０に対して加えられる。例えば、変更に関する情報７４は、画像に対して適用された操作のリスト、又は変更の最終的な効果を記述する１組のパラメータを含みうる。
【００５１】
このアプローチが有用な１つの例は、元の画像をできるだけ長い間、変更されていない形状で保存することが所望である場合である。他の場合、ディジタルファイルは遠隔地に存在し、制限色域ディジタル画像の低解像度のもののみが画像変更を決定するために使用されるローカルワークステーションへダウンロードされうる。このとき、変更された高解像度画像ではなく変更に関する情報７４のみを遠隔地へ送信することが必要である。この場合、画像変更をプレビューするためにも残りの画像の低解像度のものをローカル場所へ送信することが所望でありうる。
【００５２】
コンピュータ読取可能な記憶媒体を有するコンピュータプログラム物は、本発明の全ての段階を実行するためにその上に記憶されたコンピュータプログラムを有しうる。
コンピュータ読取可能な記憶媒体は例えば、磁気ディスク（例えばフロッピーディスク）又は磁気テープといった磁気記憶媒体、光ディスク、光テープ又は機械読取可能なバーコードといった光学記憶媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又は読出専用メモリ（ＲＯＭ）といった固体電子記憶装置、又はコンピュータプログラムを記憶するために使用される任意の他の物理デバイス又は媒体を含みうる。
【００５３】
本発明はその幾つかの望ましい実施例を特に参照して詳述されたが、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく変更及び変形がなされうることが理解されよう。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は、ディジタル画像が特定のアプリケーションに都合の良い色空間の中に記憶されうると共にその色空間に関連する色域制限を克服しうるという利点を有する。
本発明は、拡張色域情報を使用することは選択可能であるという更なる利点を有する。結果として、拡張色域情報の利益はそれを使用することができるアプリケーションによって得られることができ、一方、選択可能な情報を必要としない、又は使用することができないアプリケーションに対して画質又は計算の不利点を導入することがない。
【００５５】
本発明は、拡張色域情報は画像変更プロセスにおいてより多くの調整可能性を与えるよう、画像を変更するために使用されうるという更なる利点を有する。
本発明は、例えば画像の潜在的な質を悪化させることなしにコンピュータシステム上に高速且つ便利に表示することに非常によく適したビデオＲＧＢ色空間の中に記憶されうる。これはディジタル画像に対して多くの種類の変更を与えるプロセス中に特に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】典型的なビデオディスプレイ及び典型的な反射印画の色域を比較するグラフを示す図である。
【図２】本発明による制限色域ディジタル画像を形成する過程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ィジタル画像を形成する第２の過程を示すフローチャートである。
【図４】図２の制限ディジタル画像から拡張色域ディジタル画像を再構成する過程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ィジタル画像及び残りの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ィジタル画像の変更を示すフローチャートである。
【図７】本発明による望ましい画像変更についての情報を記憶する過程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ ビデオＲＧＢ色域
１２ 反射印画色域

Claims (2)

1. 制限された色域を有する記憶色空間の中に拡張された色域を有するディジタル画像を表現する方法であって、
   （ａ）制限色域ディジタル画像を形成するために拡張色域ディジタル画像の色値を制限された色域に合うよう調整する段階と、
   （ｂ）前記制限色域ディジタル画像を記憶色空間の中に表現する段階と、
   （ｃ）１つ以上の残りの画像を形成するために前記拡張色域ディジタル画像と前記制限色域ディジタル画像との間の差を決定する段階と、
   （ｄ）関連づけられた１つ以上の残りの画像及び前記制限色域ディジタル画像が再構成された拡張色域ディジタル画像を形成するのに使用されるために適応されるよう、前記記憶色空間において前記１つ以上の残りの画像を前記制限色域ディジタル画像に関連づける段階と
   を含む方法。
2. （ｅ）前記拡張色域ディジタル画像に対して適用されるべき１つ以上の所望の画像変更を指定する段階と、
   （ｆ）指定された所望の画像変更に応じて変更された制限色域ディジタル画像及び１つ以上の変更された残りの画像を形成するよう前記制限色域ディジタル画像及び前記１つ以上の残りの画像を変更する段階と
   を更に含む請求項１記載の方法。

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