DE69937302T2

DE69937302T2 - Montone konvertiervorrichtung, monotones konvertierverfahren und medium auf dem ein monotones konvertierbares programm aufgenommen werden kann

Info

Publication number: DE69937302T2
Application number: DE69937302T
Authority: DE
Inventors: Naoki Suwa-shi Kuwata; Yoshihiro Suwa-shi Nakami
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-07-31
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2019-07-30
Also published as: EP1107176A1; US7027088B1; EP1107176B1; DE69937302D1; EP1107176A4; WO2000007144A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine monotone Konvertiervorrichtung, ein monotones Konvertierverfahren und ein Medium, auf dem ein monotones Konvertierprogramm zum Konvertieren von Farbbildern in monotone Bilder aufgezeichnet ist.
STAND DER TECHNIK
In den letzten Jahren ist die Verwendung von digitalen Standbildkameras rapid angestiegen. Bei der Fotografie unter Verwendung einer digitalen Standbildkamera können aufgenommene Bilder in Form digitaler Daten verwaltet werden, wodurch die Bildbearbeitung erleichtert wird. Zum Beispiel kann ein Farbbild leicht in ein monotones Bild in schwarz und weiß oder Sepia konvertiert werden
Nach dem Stand der Technik wird eine solche Konvertierung in ein monotones Bild einfach durch Ersetzen durch monotonisierte Daten erhalten, während die Leuchtdichte jedes Bildelements in einer Punktmatrix beibehalten wird.
Das Handbuch "Photoshop 4 für Windows" von Heico Neumayer, veröffentlicht 1997, beschreibt ein Verfahren zur Korrektur der Leuchtdichtenwerte eines digitalen Bildes und insbesondere Erweiterung des Bereichs solcher Leuchtdichtenwerte. Ebenso ist eine Prozedur zur Änderung des mittleren Leuchtdichtenwertes beschrieben, der sich nach der Erweiterung des Leuchtdichtenbereichs geändert haben könnte. Die Einstellung der Leuchtdichtenwerte kann durch Manipulation einer Gradationskurve erfolgen, die sich auf Leuchtdichtenwerte vor der Korrektur und Leuchtdichtenwerte nach der Korrektur bezieht.
Zum Konvertieren eines Farbbildes in ein monochromes Bild wird in dem Handbuch "Photoshop 4 für Windows" weiter vorgeschlagen, drei verschiedene Gradationskurven entsprechend den drei Farbkomponenten eines RGB-Farbbildes zu verwenden. In einem ersten Schritt wird das Farbbild in ein Grauskalenbild durch z. B. Egalisieren der drei Farbkomponenten konvertiert. Dann werden die drei Gradationskurven bei jeder Komponente angewendet. Gammakurven werden als besondere Art von Gradationskurven eingeführt. Die Form der Gradationskurven wird interaktiv durch Bewegen z. B. von Schiebern oder Bewegen von Curve-Handles spezifiziert, bis der gewünschte Effekt erzielt ist.
Der Artikel "Guidelines for using the Sony Mavica MCV-FD7 Digital Camera" von Dick Marchessault, XP002280999, April 1998, offenbart eine Digitalkamera, die ein Farbbild in ein Sepia- oder Grauskalenbild konvertieren kann. Es wird auch die Verwendung einer Computersoftware zur Einstellung des Farbgleichgewichts und Kontrasts eines Bildes offenbart.
Der Artikel "Digitale Bildverarbeitung – Grundlagen und Anwendungen", Peter Haberäcker, 1985, S. 104–117, offenbart ein Verfahren zur Einstellung einer Grauskalenverteilung eines Digitalbildes. Das Verfahren enthält eine Einstellung auf der Basis eines bestimmten mittleren Leuchtdichtenwertes und eine Einstellung auf der Basis einer bestimmten Standardabweichung. Ebenso ist die Verwendung von Histogrammen offenbart, die die relative Frequenz der Leuchtdichtenwerte zeigen.
Die Verbesserung digitaler Bilder ist auch Gegenstand des Artikels "Digital image Processing", 1991, von William K. Pratt, XP002281002. Die Verbesserung beinhaltet die Verbesserung des Bildkontrasts, die Techniken, wie die Änderung der Amplitudenskalierung des Bildes und das Einführen eines Abkappens an den Enden des ausgegebenen Grauskalenbereichs enthalten kann. Ebenso ist die Verwendung einer nichtlinearen Transferfunktion offenbart, die sich auf eingegebene und ausgegebene Grauskalenwerte bezieht. Geeignete Funktionen enthalten eine Quadrat- oder Quadratwurzelfunktion und eine Kubik- oder Kubikwurzelfunktion.
"Digital Image Processing" von Rafael C. Gonzales und Richard E. Woods, 1992, XP002281003, S. 228–331, beschreibt ein Verfahren zur Verstärkung oder Verringerung des Kontrasts von digitalen Bildern durch Vergrößerung oder Verringerung des dynamische Bereichs der Grauskalenwerte in dem Bild. Die Manipulation eines Bildes durch die Egalisierung eines Histogramms ist ebenso offenbart.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Herkömmliche monotone Konvertiervorrichtungen, auf die zuvor Bezug genommen wurde, haben das Problem, dass, wenn die ursprüngliche Leuchtdichtenverteilung unangemessen ist, diese unverändert konvertiert wird, da der Qualität monotoner Bilder, die sich aus einer Konvertierung ergeben, wenig Beachtung geschenkt wird.
Die vorliegende Erfindung soll angesichts dieses Problems eine monotone Konvertiervorrichtung, ein monotones Konvertierverfahren und ein Medium, auf dem ein monotones Konvertierprogramm zum Konvertieren von Farbbildern in monotone Bilder aufgezeichnet ist, bereitstellen.
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe wird eine Vorrichtung zum Konvertieren eines Farbbildes in ein monochromes Bild bereitgestellt, wobei die Vorrichtung die Merkmale aufweist, die in Anspruch 1 dargelegt sind.
In einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Konvertieren eines Farbbildes in ein monochromes Bild die Schritte, die in Anspruch 6 genannt sind.
Ein dritter Aspekt bezieht sich auf ein Medium, auf dem ein Programm zum Ausführen eines Verfahrens des zweiten Aspekts aufgezeichnet ist, wenn es zur Steuerung eines Computers verwendet wird. Dies ist der Gegenstand von Anspruch 9.
Die Idee, die der Erfindung zugrunde liegt, kann entweder in Software oder Hardware realisiert werden, und kann zwischen diesen nach Bedarf wechseln.
Es versteht sich, dass, wenn die Idee, die der Erfindung zugrunde liegt, als Software für eine monotone Konvertiervorrichtung realisiert wird, diese offensichtlich auf einem Aufzeichnungsmedium vorhanden sein kann, auf dem die Software aufgezeichnet ist, und als solche verwendet wird.
Natürlich kann das Aufzeichnungsmedium ein magnetisches Aufzeichnungsmedium oder ein fotomagnetisches Aufzeichnungsmedium sein, oder exakt dasselbe gilt für jedes geeignete Aufzeichnungsmedium, das in der Zukunft entwickelt wird. Es besteht kein Zweifel, dass dasselbe für jede Stufe des Kopierens, primär, sekundär usw. gilt. Wenn eine Kommunikationsleitung als Mittel zur Zuleitung verwendet wird, gibt es hinsichtlich der Verwendung der Erfindung keinen Unterschied.
Selbst wenn ein Teil in Software und ein anderer in Hardware realisiert wird, gibt es keinen Unterschied hinsichtlich der Idee, die der Erfindung zugrunde liegt, und ein Modus, in dem ein Teil auf einem Aufzeichnungsmedium gespeichert ist und nach Bedarf passend eingelesen wird, ist ebenso annehmbar. Ferner versteht sich, dass die Erfindung in dem zweckdienlichen Programm selbst realisiert werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein auf den Anspruch abgestimmtes, schematisches Diagramm, das eine monotone Konvertiervorrichtung in einem Modus zur Ausführung der Erfindung zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm einer Hardware zur Realisierung der monotonen Konvertiervorrichtung.
3 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine monotone Konvertiervorrichtung gemäß der Erfindung in einem anderen Modus zeigt.
4 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine monotone Konvertiervorrichtung gemäß der Erfindung in einem weiteren Modus zeigt.
5 ist ein Flussdiagramm der Haupt-Software in der monotonen Konvertiervorrichtung gemäß der Erfindung.
6 zeigt die Konfiguration einer Bilddatendatei.
7 zeigt, wie das zu bearbeitende Bildelement verschoben wird.
8 ist ein Flussdiagramm der Verarbeitung zur Analyse charakteristischer Größen und zur Einstellung des Leuchtdichtenentsprechungsverhältnisses.
9(a) zeigt die Leuchtdichtenverteilung und 9(b) das Konvertierungsverhältnis, wenn die Leuchtdichtenverteilung erweitert werden muss.
10(a) zeigt die Endverarbeitung der Leuchtdichtenverteilung und 10(b) die Konvertierungstabelle zur Verwendung bei der Erweiterung der Leuchtdichtenverteilung.
11(a) zeigt das Konzept zur Aufhellung, 11(b) jenes zur Verdunkelung, beide durch γ-Korrektur, und 11(c) die Technik dazu.
12 ist eine Tabelle, die das Entsprechungsverhältnis zwischen den bewerteten Helligkeitspegeln und γ zeigt.
13 ist ein Flussdiagramm zur Verarbeitung zur LUT-Integration.
14 zeigt das Verfahren der LUT-Integration.
15 ist ein Flussdiagramm der Verarbeitung der LUT-Integration zur Färbung.
16(a) ist eine Grafik, die das Entsprechungsverhältnis zeigt, um die Anteile verschiedener Komponenten so zu bestimmen, dass sie konstant sind, und 16(b) ist eine Grafik des Entsprechungsverhältnisses, um die Anteile verschiedener Komponenten so zu bestimmen, dass sie beim optimalen Tonwert konstant sind, beide für eine monotone Färbung.
17 zeigt das Verfahren der LUT-Integration zur Färbung.
18 ist ein Flussdiagramm der Bilddatenkonvertierungsverarbeitung.
19(a) zeigt eine Kugel, die das Subjekt ist, und 19(b) deren Farbbild.
20(a) ist ein Bild, das auf herkömmliche Weise monotonisiert wird, und 20(b) ist ein Bild, das gemäß der vorliegenden Erfindung monotonisiert ist.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Einige der besten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in der Folge unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein auf den Anspruch abgestimmtes, schematisches Diagramm, das eine monotone Konvertiervorrichtung in einem Modus zur Ausführung der Erfindung zeigt. 2 ist ein Blockdiagramm eines Computersystems 10, das ein Beispiel einer Hardware zur Realisierung der monotonen Konvertiervorrichtung ist. Zunächst wird dieses Computersystem 10 beschrieben.
Dieses Computersystem 10 ist mit einem Scanner 11a, einer digitalen Standbildkamera 11b und einer Videokamera 11c als Bildeingabevorrichtungen zur direkten Eingabe von Bilddaten bereitgestellt, und diese sind an einen Computer 12 angeschlossen. Jede Eingabevorrichtung kann Bilddaten erzeugen, die ein Bild in Bildelementen in Form einer Punktmatrix darstellen, und diese zu dem Computer 12 leiten. Hier können die Bilddaten etwa 16,7 Millionen Farben durch Anzeige jeder der drei Primärfarben RGB in 256 Tönen darstellen. Es stehen verschiedene Formate der Bilddaten zur Verfügung, einschließlich eines komprimierten JPEG Formats oder eines nicht komprimierten BMP Formats.
An den Computer 12 sind ein Diskettenlaufwerk 13a, ein Festplattenlaufwerk 13b und ein CD-ROM-Laufwerk 13c als externe Hilfsspeichereinheiten angeschlossen. Das Festplattenlaufwerk 13b speichert mit dem Hauptsystem in Zusammenhang stehende Programme, und andere Programme werden nach Bedarf von einem Diskettenlaufwerk oder einer CD-ROM eingelesen und können auf dem Festplattenlaufwerk 13b aufgezeichnet werden.
Ebenso ist ein Modem 14a als Kommunikationsvorrichtung für den Anschluss des Computers 12 an ein externes Netz angeschlossen, so dass der Computer 12 über eine öffentliche Kommunikationsleitung an ein externes Netz angeschlossen werden kann, um Software und Daten herunter zu laden. Obwohl in diesem Beispiel angenommen wird, dass das Modem 14a auf eine externe Quelle über eine Telefonleitung zugreift, ist auch eine Konfiguration denkbar, in der es auf ein Netzwerk über einen LAN-Adapter zugreift.
Von diesen externen Hilfsspeichereinheiten ermöglichen das Diskettenlaufwerk 13a und das CD-ROM-Laufwerk 13c einen Austausch des Aufzeichnungsmediums selbst, und die Zuleitung von Bilddaten, die auf diesem Aufzeichnungsmedium gespeichert sind, kann eine Art einer Bildeingabe sein. Wenn ein Netz über das Modem 14a oder den LAN-Adapter akzeptiert wird, können Bilddaten über dieses Netzwerk zugeleitet werden, und dies kann eine andere Art der Bildeingabe sein.
Neben diesen Einheiten sind auch eine Tastatur 15a und eine Maus 15b als Zeigervorrichtung zum Bedienen des Computers 12 angeschlossen, der auch mit einem Lautsprecher 18a und einem Mikrofon 18b bereitgestellt ist, um Multimediazwecke zu erfüllen.
Zusätzlich sind eine Anzeigeeinheit 17a und ein Farbdrucker 17b als Bildausgabevorrichtungen bereitgestellt. Die Anzeigeeinheit 17a hat eine Anzeigefläche von 800 Bildelementen in horizontaler Richtung und 600 Bildelementen in vertikaler Richtung, und jedes Bildelement kann 16,7 Millionen Farben anzeigen, wie zuvor erwähnt wurde. Natürlich ist dieser Auflösungswert nur ein Beispiel, kann aber nach Bedarf auf 640 × 480 Bildelemente, 1024 × 768 Bildelemente oder dergleichen geändert werden.
Der Farbdrucker 17b als Druckvorrichtung ist ein Tintenstrahldrucker, der ein Bild auf einem Blatt Papier drucken kann, das das Aufzeichnungsmedium ist, indem Punkte in den vier Farben CMYK angebracht werden. Das gedruckte Bild kann eine Dichte von 360 × 360 dpi oder 720 × 720 dpi aufweisen, und seine Gradation ist in zwei Tönen, abhängig davon, ob Tinte jeder Farbe aufgetragen wird oder nicht. Die Tinten können in sechs Farben sein, anstelle von vier, indem zwei weniger dunkle Farben hinzugefügt werden, Hell-Cyan und Hell-Magenta, um die Punkte weniger auffällig zu machen.
Das Tintenstrahlsystem kann durch elektrostatische Fotografie ersetzt werden, die Farbtoner verwendet.
Da übrigens ein Bild angezeigt oder zu einer solchen Bildausgabevorrichtung zugeführt wird, während eine solche Bildeingabevorrichtung zur Eingabe eines Bildes verwendet wird, werden vorgeschriebene Programme in dem Computer 12 ausgeführt. Von diesen Programmen, dient ein Betriebssystem (OS) 12a als Basisprogramm, in das ein Anzeigetreiber (DSP DRV) 12b, der die Anzeigeeinheit 17a veranlasst, eine Anzeige auszuführen, und ein Druckertreiber (PRT DRV) 12c, der den Farbdrucker 17b veranlasst, einen Druck auszugeben, eingegliedert sind. Die Wahl dieser Treiber 12b und 12c hängt von der Art der Anzeige 17a und des Farbdruckers 17b ab, und sie können entsprechend der Art jeder solcher Ausgabevorrichtung dem OS 12a hinzugefügt werden. Es ist des Weiteren möglich, zusätzliche Funktionen auszuführen, die über die Standardverarbeitung hinausgehen, abhängig von der Art von Gerät. Während somit das allgemeine Standardverarbeitungssystem mit dem OS 12a beibehalten wird, können verschiedene Arten einer zusätzlichen Verarbeitung innerhalb erlaubter Grenzen realisiert werden.
Natürlich setzt die Ausführung solcher Programme voraus, dass der Computer 12 mit einer CPU 12e, einem RAM 12f, einem ROM 12g und einer I/O-Einheit 12h bereitgestellt ist Die CPU 12e, die arithmetische Operationen ausführt, führt das Basisprogramm, das in den ROM 12g geschrieben ist, dem Zweck entsprechend aus, während der RAM 12f als vorübergehender Arbeitsbereich oder Einstellungsspeicherbereich oder als Programmbereich verwendet wird, und steuert externe und interne Einheiten, die an die CPU 12e über die I/O-Einheit 12h angeschlossen sind.
Eine Applikation 12d wird auf diesem OS 12a als Basisprogramm ausgeführt. Der Inhalt der Verarbeitung durch die Applikation 12d kann unterschiedlich sein, einschließlich der Überwachung des Bedienung der Tastatur 15a und der Maus 15b als Bedienungsvorrichtungen, der Ausführung, wenn sie betätigt werden, der entsprechenden arithmetischen Verarbeitung durch passende Steuerung verschiedener externer Einheiten, und der Anzeige des Ergebnisses der Verarbeitung auf der Anzeigeeinheit 17a oder der Zuleitung des Ergebnisses zu dem Farbdrucker 17b.
Dieses Computersystem 10 kann Bilddaten erfassen, die mit der digitalen Standbildkamera 11b fotografiert wurden, und bewegliche Bilddaten, die mit der Videokamera 11c aufgenommen wurden, neben Bilddaten, die sich aus dem Abtasten einer Fotografie oder dergleichen mit dem Scanner 11a ergeben, der eine der Bildeingabevorrichtungen ist. Verschiedene Bilddaten, die im Voraus fotografiert wurden, sind häufig als Aufzeichnung auf einer CD-Rom verfügbar.
Heute wird die Zuleitung der Bilddaten in Farbe fast immer als gegeben angenommen, aber es ist auch nicht selten der Fall, dass Farbbilddaten monotonisiert werden, um die Ausdrucksfähigkeit monotoner Bilder in ihrer eigenen Art zu genießen. Da zuvor verfügbare Druckvorrichtungen nur Schwarz/Weiß-Drucke mit schwarzer Tinte bereitstellen konnten, wurde eine Monotonisierung von Farbbilddaten als gegeben angenommen, aber mit der Verbesserung in der Redproduzierbarkeit des Farbdruckers 17b wurde der Druck monotoner Bilder in einer anderen Farbe als schwarz, wie Sepia, neben dem Schwarz/Weiß-Druck allgemeine Praxis.
Ein solches Computersystem 10 kann Bilddaten, die mit der digitalen Standbildkamera 11b oder dergleichen aufgenommen wurden, in dem Computer 12 annehmen, sie einer notwendigen Bildverarbeitung unterziehen, und sie mit dem Farbdrucker 17b drucken. In diesem Fall ist für den Computer 12 auch möglich, eine vorgeschriebene Applikation 12d zu aktivieren, und Bilddaten, die mit der digitalen Standbildkamera 11b aufgenommen wurden, oder Bilddaten, die bereits auf einer externen Speichereinheit, wie dem Festplattenlaufwerk 13b gespeichert wurden, direkt als Druckobjekt anzunehmen. Daher stellt eine solche Verarbeitungssequenz eine Bilderfassungseinheit A1 dar, die in 1 dargestellt ist.
Andererseits kann die Applikation 12b entweder diese Bilddaten direkt zu dem Druckertreiber 12c leiten, wo sie gedruckt werden, oder eine Bildbearbeitung an ihnen ausführen. Gemäß der Erfindung werden nicht Leuchtdichtenäquivalente von Bilddaten (in diesem Implementierungsmodus der Wert s der Leuchtdichte im engeren Sinn) behandelt, sondern Leuchtdichtenäquivalente, die als gleich den Leuchtdichtenwerten für den gegenwärtigen Zweck angesehen werden, werden als Leuchtdichtenwerte behandelt, um die Eigenschaften eines bestimmten Bildes zu identifizieren. Wenn in diesem Prozess keine zufrieden stellende Bildqualität durch einfaches Monontonisieren des Bildes auf übliche Weise erhalten werden kann, wird die Strategie zum Retuschieren der Leuchtdichtenwerte auf der Basis der identifizierten Eigenschaften bestimmt. Daher beinhaltet diese Verarbeitung eine Leuchtdichtenverteilung-Summierungseinheit A2 und eine Leuchtdichtenentsprechungs-Einstellungseinheit A3 dar.
Wenn eine solche Strategie zum Retuschieren gewählt wurde, werden Bilddaten natürlich entsprechend den zweckdienlichen Kriterien retuschiert und dann zu dem Druckertreiber 12c zum Drucken geleitet. Daher beinhaltet diese Verarbeitung zum Retuschieren eine Bilddatenkonvertierungseinheit A4 dar.
Somit führt die Bilderfassungseinheit A1, die in 1 dargestellt ist, eine Verarbeitung zum Erfassen von Bilddaten mit Tonwertdaten für jede Elementfarbe aus. Auf der Basis dieser Bilddaten berechnet die Bilderfassungseinheit A1 Leuchtdichtenäquivalente y in vereinfachter Weise und veranlasst die Leuchtdichtenverteilung-Summierungseinheit A2, diese zu summieren. Die Leuchtdichtenverteilung-Summie rungseinheit A2 summiert, um den Trend der Leuchtdichtenverteilung zu erfahren, die Frequenzverteilung DB der Leuchtdichtenäquivalente. Natürlich ist es möglich, eine andere Summe als die Frequenzverteilung zu ermitteln, wobei hier die Frequenzverteilung DB wegen der einfachen Verarbeitung gewählt wird.
Während die Leuchtdichtenentsprechungs-Einstellungseinheit A3 ein solches Leuchtdichtenentsprechungsverhältnis, dass das optimale Bild erhalten werden kann, wenn es monoton dargestellt wird, auf der Basis der Frequenzverteilung DB einstellt, führt sie intern eine mehrstufige Verarbeitung aus. Zunächst bestimmt die Leuchtdichtenverteilungsbereich-Erfassungseinheit A31 die maximale Leuchtdichte Ymax und die minimale Leuchtdichte Ymin in der Frequenzverteilung DB, und den Leuchtdichtenbereich Ydif auf deren Basis. Unter Verwendung dieser Leuchtdichtendaten erzeugt eine den Leuchtdichtenbereich verbessernde LUT-Erstellungseinheit A32 eine Konvertiertabelle LUT1, die ein Entsprechungsverhältnis angibt, um den Leuchtdichtenbereich zu verbessern. Andererseits wird auf die Frequenzverteilung DB auch durch eine die relative Helligkeit bestimmende Einheit A33 Bezug genommen, die einen Mittelwert Ymed als repräsentativen Wert der relativen Helligkeit des Bildes bestimmt, und eine die relative Helligkeit verbessernde LUT-Erstellungseinheit A34 erzeugt ein Konvertiertabelle LUT2, die ein Entsprechungsverhältnis angibt, um die Helligkeit des Bildes zu verbessern.
Die den Leuchtdichtenbereich verbessernde LUT-Erstellungseinheit A32 und die die relative Helligkeit verbessernde LUT-Erstellungseinheit A34 erzeugen Entsprechungsverhältnisse, um die Leuchtdichtenverteilung von ihren entsprechenden Standpunkten aus zu verbessern. Es ist natürlich möglich, diese einzeln zu verbessern, aber da eine Verbesserung unter Verwendung einer Konvertiertabelle eine sofortige Integration ermöglicht, erzeugt eine LUT-Integrie rungseinheit A35 eine Konvertiertabelle LUT3, die diese integriert.
Obwohl diese LUT3 ohnehin das Leuchtdichtenäquivalent y verbessern kann, ist Sepia oder eine Farbe in der monotonen Konvertierung bevorzugt, und selbst wenn schwarz und weiß verwendet werden, gibt es keinen Unterschied in der Notwendigkeit, das Bild in verschiedenen Tonwerten der Elementfarbe auszudrücken. Daher erzeugt eine individuelle Farbkomponenten-LUT-Erstellungseinheit A36 Konvertiertabellen LUT4R, LUT4G und LUT4B, die eine direkte Konvertierung von dem Leuchtdichtenäquivalent Y in Tonwerte jeder Elementfarbe veranlassen.
Die Bilddatenkonvertiereinheit A4 erhält entweder Leuchtdichtenäquivalente γ auf der Basis der Originalbilddaten RGB oder nimmt auf diese LUT4R, LUT4G und LUT4B auf der Basis der Leuchtdichtenäquivalente y Bezug, die von der Bilderfassungseinheit A1 erzeugt wurden, und leitet die ermittelten Referenzergebnisse als konvertierte Bilddaten R', G' und B' zu. Natürlich enthalten diese LUT4R, LUT4G und LUT4B das Element der Färbung gemeinsam mit der Verbesserung der Leuchtdichtenverteilung in zwei Aspekten, einschließlich Kontrast und Helligkeit, und das Ergebnis der gemeinsamen Konvertierung aller dieser Faktoren wird erhalten.
In der Folge wird nun wird eine spezifische Verarbeitung durch das Computersystem 10 zur Ausführung dieser unter Verwendung von Software ausführlicher beschrieben. Übrigens ist eine solche Software auf dem Festplattenlaufwerk 13b gespeichert und wird in den zu betreibenden Computer 12 eingelesen. Wenn die Software eingeleitet wird, wird sie auf einem Medium, wie einer CD-ROM 13c-1 oder einer Diskette 13a-1, zur Installation installiert. Daher bildet ein jedes solches Medium ein Medium, auf dem ein monotones Konvertierungsprogramm aufgezeichnet ist. Es versteht sich, dass eine solche Verarbeitung in einer Zeitserie ein monotones Konvertierverfahren darstellt.
Obwohl die monotone Konvertiervorrichtung mit dem Computersystem 10 in dieser Ausführungsform realisiert wird, ist ein solches Computersystem nicht unerlässlich, sondern es kann jedes System genügen, das Bilddaten entsprechend handhaben und monotone Bilder erzeugen kann. Zum Beispiel hat eine digitale Standbildkamera 11b1, die in 3 dargestellt ist, eine Funktion zum Erzeugen monotoner Bilder, und kann in Fällen angewendet werden, in welchen ein monotonisiertes Bild auf einer Anzeigeeinheit 17a12 angezeigt oder von einem Drucker 17b1 gedruckt werden soll.
Wie in 4 dargestellt ist, kann ferner ein Drucker 17b2 ohne dazwischen geschaltetes Computersystem angeschlossen sein, und Farbbilddaten, die über einen Scanner 11a2, eine digitale Standbildkamera 11b2 oder ein Modem 14a2 eingegeben werden, können monotonisiert und gedruckt werden. Ein solcher Drucker 17b2 wird nun häufig als Videodrucker verwendet, der an ein Fernsehgerät oder einen Videokassettenrecorder für den familiären Gebrauch angeschlossen ist, um Videoszenen als Hartkopien zu drucken. In einem solchen Fall kann die Erfindung durch Nutzung der Funktion zum Monotonisieren der Szenen in Sepia oder einer anderen Monofarbe verwendet werden, anstatt sie in Farbe, so wie sie sind, zu drucken.
5 zeigt die Steuerungen, die in Blöcken dargestellt sind, durch die Hauptbildverarbeitungssoftware in der monotonen Konvertiervorrichtung gemäß der Erfindung.
In Schritt 110 werden Bilddaten eingegeben. Die Bilddaten werden über das OS 12a eingelesen und in einem vorbestimmten Arbeitsbereich gespeichert. Die Bilddaten selbst stellen eine Datei dar und, wie in 6 dargestellt ist, sind in ihrem vorderen Teil mit Profildaten bereitgestellt, die die Bildgröße und Anzahl von Farben enthalten, gefolgt von so vielen Drei-Byte Flächen wie die Anzahl von Bildelementen, um die einzelnen Bildelemente in 256 RGB Tönen darstellen. Übrigens können die Bilddaten entweder von einer Bildeingabevorrichtung eingelesen oder, wenn sie bereits auf dem Festplattenlaufwerk 13b gespeichert wurden, als Bilddatendatei ausgelesen werden.
Nachdem die Bilddaten in den Arbeitsbereich eingelesen wurden, während das zu verarbeitende Bildelement in Schritt 120 bis Schritt 140 verschoben wird, wie in 7 dargestellt ist, werden Bilddaten zu dem Bildelement verarbeitet, um eine Leuchtdichtensummierung auszuführen. Während die Summierung für verschiedene Zwecke ausgeführt werden könnte, wird sie in diesem Ausführungsform der Erfindung ausgeführt, um charakteristische Größen für den "Kontrast" und die "relative Helligkeit" zu erhalten. Sobald die Summierung für alle Bildelemente beendet ist, wird in Schritt 150 eine Verbesserungstechnik eingestellt, um die Leuchtdichtenverteilung passend zu machen, während die charakteristischen Größen auf der Basis des Ergebnisses der Summierung analysiert werden. Diese Summierungsprozesse sind der Schwerpunkt in der folgenden Beschreibung. Ein Flussdiagramm dieser Verarbeitung zur Analyse charakteristischer Größen zur Einstellung des Leuchtdichtenentsprechungsverhältnisses ist in 8 dargestellt.
Der Kontrast gibt den gesamten Leuchtdichtenbereich eines Bildes an, und wenn der Kontrast als ungeeignet angesehen wird, besteht vorwiegend der Wunsch, den Kontrastbereich zu erweitern. Ein Histogramm, das die Verteilungen der Leuchtdichtenäquivalente in verschiedenen Bildelementen eines bestimmten Bildes summiert, ist in 9(a) in einer Volllinie dargestellt. Bei der Aufnahme der Verteilung, die durch die Volllinie dargestellt ist, gibt es einen geringen Unterschied zwischen der Leuchtdichte hellerer Bildelemente und jener dunklerer Bildelemente, aber wenn die Leuchtdich tenverteilung erweitert wird, wie durch eine Punkt-Strichlinie dargestellt ist, wird der Unterschied zwischen der Leuchtdichte hellerer Bildelemente und jener dunklerer Bildelemente erweitert, und der Kontrastbereich wird auch erweitert. Hier zeigt 9(b) die Leuchtdichtenkonvertierung zur Erweiterung des Kontrastbereichs. Wenn die Konvertierung im folgenden Verhältnis ausgeführt wird: Y = ay + bwobei y die Leuchtdichte vor der Konvertierung ist und Y die Leuchtdichte nach der Konvertierung, wenn der Unterschied in einem Bildelement zwischen seiner maximalen Leuchtdichte Ymax und seiner minimalen Leuchtdichte Ymin vor der Konvertierung a > 1 ist, wird der Unterschied nach der Konvertierung größer, was zu einer erweiterten Leuchtdichtenverteilung führt, wie in 9(a) dargestellt ist. Daher ist es nicht notwendig, zur Erstellung eines solchen Histogramms die Unterschiede zwischen der höchsten Leuchtdichte und der geringsten Leuchtdichte als den Kontrastbereich zu summieren. In diesem Fall jedoch ist es nicht mehr als eine Leuchtdichtenkonvertierung, und wenn die Bilddaten eine Leuchtdichte wie eines ihrer Elemente hätten, wäre eine direkte Summierung möglich, aber, wie oben erwähnt, die Bilddaten sind in 256 RGB Tönen ausgedrückt, und haben daher keine Leuchtdichtenwerte als solche. Zur Bestimmung von Leuchtdichtenwerten ist notwendig, eine Farbkonvertierung in das Luv-System einer Farbspezifikation auszuführen, aber dies ist, neben anderen Faktoren, angesichts des anfallenden Berechnungsvolumens nicht anzuraten. Daher wird die folgende Konvertierungsformel, die im Fernsehen und dergleichen zur direkten Ermittlung von Leuchtdichtenwerten aus RGB verwendet wird, angewandt: y = 0,30R + 0,59R + 0,11B
Da kein Bedarf besteht, die Leuchtdichte so genau zu bestimmen, kann als Alternative die folgende Formel gewählt werden: Y = (R + G + B)/3
Oder angesichts des Gewichtsunterschiedes zwischen den Komponenten kann nur die G-Komponente zur Näherung verwendet werden: y = G
Natürlich ist in der eigentlichen Praxis eine solche Näherung der Leuchtdichte das Leuchtdichtenäquivalent, eine vereinfachte Berechnung würde zu der Verringerung des Berechnungsvolumens beitragen und eine höhere Berechnungsgeschwindigkeit ermöglichen.
Von Schritt 120 bis Schritt 140 werden die drei Bytes von Bilddaten jedes der Bildelemente eingelesen, während das zu verarbeitende Bildelement verschoben wird, und eine Leuchtdichte y wird auf der Basis dieser Formel berechnet. In diesem Fall wird auch angenommen, dass die Leuchtdichte y in 256 Tonwerten ausgedrückt wird, und die Frequenz für die berechnete Leuchtdichte y wird einzeln hinzugefügt.
Somit wird in Schritt 120 zum Abtasten und Verarbeiten des Bildes ein Pointer, der das zu verarbeitende Bildelement anzeigt, in seiner Anfangsposition eingestellt, und eine schleifenförmige Verarbeitung wiederholt, während der Pointer in Schritt 135 verschoben wird, bis in Schritt 140 beurteilt wird, dass die Verarbeitung für alle Bildelemente beendet ist. Für jedes einzelne Bildelement wird die Berechnung des Leuchtdichtenäquivalents des bezeichneten Bildelements in Schritt 125 ausgeführt und die Leuchtdichtenverteilung in Schritt 130 aktualisiert. Da die Variable DB(Y), die die Anzahl von Bildelementen desselben Leucht dichtenäquivalents darstellt, zu dem Zeitpunkt, während das Leuchtdichtenäquivalent (Y) jedes Bildelements berechnet wird, um "1" erhöht wird, wird die Frequenzverteilung (Histogramm) der Leuchtdichtenäquivalente erhalten, sobald die Verarbeitung für alle Bildelemente beendet ist.
Übrigens kann die Konvertierung in Schwarz/Weiß, die keine Färbung benötigt, diese Leuchtdichte verwenden und kann durch Abstimmen des Wertes jeder Komponenten von RGB mit den erhaltenen Tonwerten der Leuchtdichte erreicht werden.
Diese Schritte 120 bis 140 zur Bestimmung des Histogramms der Leuchtdichtenverteilung stellen die Verarbeitung der Leuchtdichtenverteilungssummierung dar, und ein Leuchtdichtenentsprechungsverhältnis wird eingestellt, während die charakteristischen Größen auf der Basis dieses Histogramms in dem Flussdiagramm in 8 analysiert werden.
Zuerst werden in Schritt 210 die zwei Enden der Leuchtdichtenverteilung bestimmt. Die Leuchtdichtenverteilung eines fotografischen Bildes zeigt sich in einer im Allgemeinen konvexen Form, wie in 10(a) dargestellt ist. Natürlich sind die Position und die genaue Form der konvexen Form unterschiedlich. Während der Leuchtdichtenverteilungsbereich von der Positionierung der zwei Enden der konvexen Kurve abhängt, können die zwei Enden nicht einfach dort positioniert werden, wo sich er Randbereich zu Punkten erstreckt, bei welchen die Verteilungszählung "0" ist. Im Randteil kann sich die Verteilungszählung nahe bei "0" ändern, und ändert sich, statistisch gesehen, in der Annäherung an "0" infinit.
Aus diesem Grund werden Teile innerhalb eines bestimmten Verteilungsverhältnisses jeweils von den Spitzen- und Bodenseiten der Leuchtdichte im Verteilungsbereich als zwei Enden der Verteilung gewählt. In dieser Ausführungsform, wie in 10(a) dargestellt ist, wird dieses Verteilungs verhältnis mit 0,5% eingestellt. Natürlich kann dieses Verhältnis passend geändert werden. Durch derartiges Abschneiden der oberen und unteren Enden um ein bestimmtes Verteilungsverhältnis wird es möglich, Punkte, die einem Rauschen zuzuschreiben sind, weiß und schwarz zu machen. Somit würde ohne eine solche Beseitigung jeder einzelne weiße und schwarze Punkt eines der zwei Enden der Leuchtdichtenverteilung bilden. Wenn die Leuchtdichtenwerte in 255 Tönen vorhanden sind, ist in vielen Fällen der Boden ein Tonwert "0" und die Spitze ein Tonwert "255". Wenn ein Punkt innerhalb der realen Spitze um 0,5% der Anzahl von Bildelementen als oberes Ende angenommen wird, kann diese Unzweckmäßigkeit beseitigt werden. Dann werden 0,5% der Anzahl von Bildelementen auf der Basis des tatsächlich erhaltenen Histogramms berechnet, die entsprechende Anzahl von verteilten Elementen wird der Reihe nach von dem oberen Endleuchtdichtenwert und dem unteren Endleuchtdichtenwert nach Innen in der reproduzierbaren Leuchtdichtenverteilung angesammelt, und die Leuchtdichtenwerte, die bei 0,5% einlangen, sind die maximale Leuchtdichte Ymax beziehungsweise die minimale Leuchtdichte Ymin.
Der Leuchtdichtenverteilungsbereich Ydif ist die Differenz zwischen der maximalen Leuchtdichte Ymax und der minimalen Leuchtdichte Ymin: Ydif = Ymax – Ymin
Andererseits ist der Leuchtdichtenverteilungsbereich Ydif eine charakteristische Größe, die auf der Basis der Bilddaten analysiert wird, und die Verarbeitung in Schritt 215 leitet Verbesserungsparameter auf der Basis dieser charakteristischen Größe ab, um ein Leuchtdichtenentsprechungsverhältnis einzustellen. Die Verarbeitung zur Kontrasterweiterung auf der Basis des Leuchtdichtenverteilungsbereichs Ydif kann eine Bestimmung einer Neigung a und einer Verschiebung b entsprechend der Leuchtdichtenverteilung sein. Wenn zum Beispiel Folgendes angenommen wird: A = 255/(Ymax – Ymin) B = a·Ymin oder 255 – a·Ymaxkann ein schmaler Leuchtdichtenverteilungsbereich auf einen reproduzierbaren Bereich erweitert werden. Wenn jedoch eine Leuchtdichtenverteilungserweiterung unter Verwendung des reproduzierbaren Bereichs auf das Maximum versucht wird, kann der hellste Teil in weiß verschwimmen oder der dunkelste Schattenteil kann in schwarz verschmiert werden. Dies kann verhindert werden, indem etwa "5" in jedem Leuchtdichtenwert als obere und untere Endflächen belassen wird, die die Erweiterung des reproduzierbaren Bereichs nicht erreichen darf. Dadurch sind die Parameter der Konvertierungsformeln wie folgt: a = 245/(Ymax – Ymin) b = 5 – a·Ymin oder 250 – a·Ymax
Es ist empfehlenswert, in diesem Fall die Konvertierung in den Bereichen Y < Ymin und Y > Ymax nicht auszuführen.
Bei der Ausführung einer solchen Konvertierung ist es nicht notwendig, jedes Mal eine Berechnung auszuführen. Wenn der Leuchtdichtenbereich von "0" bis "255" reicht, kann das Konvertierungsergebnis für jeden Leuchtdichtenwert im Voraus bestimmt werden, um eine Konvertiertabelle im Voraus zu erstellen, wie in 10(b) dargestellt ist. Diese Konvertiertabelle, die im Wesentlichen mit einer den Leuchtdichtenverteilungsbereich verbessernden Tonkurve synonym ist, wird in Schritt 220 erstellt. Übrigens wird die Konvertiertabelle, die hier erstellt wird, als LUT1 bezeichnet.
Während ein monotones Bild einfach in schwarz und weiß zu erhalten ist, können die Konvertierungsergebnisse Y in dieser Konvertiertabelle zum Ersetzen von Bilddaten vor der Konvertierung (R0, G0, B0) durch konvertierte Bilddaten (Y1, Y1, Y1) verwendet werden.
Somit entspricht die zuvor beschriebene Verarbeitung zur Bestimmung der maximalen Leuchtdichte Ymax und der minimalen Leuchtdichte Ymin der Analyse charakteristischer Größen in Schritt 150, und die Verarbeitung zur Erstellung der Konvertiertabelle durch Ermitteln der Parameter a und b der Konvertierungsformeln, während der Leuchtdichtenverteilungsbereich Ydif aus diesen bestimmten Werten berechnet wird, entspricht der Einstellung des Leuchtdichtenentsprechungsverhältnisses. Und wenn dies die gesamte Verarbeitung ist, die zum Einstellen des Entsprechungsverhältnisses notwendig ist, wird die Bilddatenkonvertierungsverarbeitung in Schritt 160 durch Bezeichnen einer solchen Konvertiertabelle und Erzeugen konvertierter Bilddaten (R1(=Y1), G1(=Y1), B1(=Y1)) aus Bilddaten vor der Konvertierung (R0, G0, B0) durchgeführt.
Ferner entspricht die Verarbeitung zum Erfassen des Leuchtdichtenverteilungsbereichs in Schritt 210 der Leuchtdichtenverteilungsbereich-Erfassungseinheit A31, die in 1 dargestellt ist, und die Verarbeitung zum Ableiten der den Leuchtdichtenbereich verbessernden Parameter in Schritt 215 und jene zum Erstellen einer den Leuchtdichtenbereich verbessernden Konvertiertabelle in Schritt 220 entsprechen gemeinsam der den Leuchtdichtenbereich verbessernden LUT-Erstellungseinheit A32, die in 1 dargestellt ist.
Anschließend wird die Leuchtstärke erklärt. Die Leuchtstärke in diesem Zusammenhang als charakteristische Größe eines Bildes bezeichnet ein Maß der relativen Helligkeit des gesamten Bildes, und ist durch den Mittelwert Ymed der Verteilung dargestellt, der aus dem oben genannten Histogramm erhalten wird. Daher wird in diesem Fall, wie in dem zuvor beschriebenen Fall, eine Summierung gleichzeitig mit dem Summieren für den Kontrast durchgeführt.
Andererseits kann in der Analyse einer charakteristischen Größe die Differenz von einem Ymed_target, das der ideale Wert der Leuchtstärke ist, (Ymed traget – Ymed) berechnet werden. Obwohl übrigens "106" als tatsächlicher Wert des Idealwertes Ymed_target verwendet wird, ist dies kein fixer Wert. Oder er kann veränderbar gestaltet sein, um die Präferenz des Benutzers wiederzugeben. Natürlich entspricht diese Verarbeitung zur Berechnung der Differenz von Ymed_target, der der Idealwert der Leuchtstärke ist, (Ymed_target – Ymed) einer Verarbeitung zur Erfassung der relativen Helligkeit in Schritt 225.
Wenn ein Leuchtdichtenentsprechungsverhältnis bezüglich der Leuchtstärke durch Nutzung dieser charakteristischen Größe (Ymed_target – Ymed) eingestellt werden soll, wird die folgende Prozedur angewandt. Ob ein bestimmtes Bild hell ist oder nicht, kann beurteilt werden, indem darauf geachtet wird, ob der Mittelwert Ymed größer oder kleiner als der Idealwert Ymed_target ist. Wenn zum Beispiel der Mittelwert Ymed "85" ist, ist er kleiner als der Idealwert Ymed_target "106", und daher kann das Bild primär als "dunkel" beurteilt werden, gefolgt von einer numerischen sekundären Beurteilung, dass die relative Dunkelheit des Bildes "106–85" ist.
Wenn sich die Spitze der Leuchtdichtenverteilung an der im Allgemeinen dunkleren Seite befindet, wie durch eine Volllinie in 11(a) dargestellt ist, die ein Leuchtdichtenhistogramm ist, kann sie zu einer im Allgemeinen helleren Seite verschoben werden, wie durch eine gebrochene Linie dargestellt ist, oder wenn im Gegensatz dazu die Spitze der Leuchtdichtenverteilung sich auf der im Allgemeinen helleren Seite befindet, wie durch eine Volllinie in 11(b) dargestellt ist, kann sie zu einer im Allgemeinen dunkleren Seite verschoben werden, wie durch eine gebrochene Linie dargestellt ist. In einem solchen Fall kann anstelle der Ausführung einer linearen Leuchtdichtenkonvertierung, wie in 9(b) dargestellt ist, eine Leuchtdichtenkonvertierung, die eine so genannte γ-Kurve verwendet, wie in 11(c) dargestellt ist, ausgeführt werden.
Diese Notwendigkeit, die Spitze der Leuchtdichtenverteilung zu verschieben, tritt ein, wenn die Helligkeit des Bildes nicht innerhalb eines passenden Bereichs liegt, und ein solches Entsprechungsverhältnis, das einen passenden Verteilungsbereich liefert, kann durch Verschieben der Spitze der Leuchtdichtenverteilung erhalten werden.
Eine Korrektur mit einer γ-Kurve würde das Bild allgemein heller machen, wobei γ kleiner als 1 ist, oder dunkler, wenn γ größer als 1. Während der Mittelwert Ymed, wenn er um "21" erhöht wird, mit dem Idealwert Ymed_target in dem oben genannten Beispiel identisch werden würde, ist es nicht leicht, den Mittelwert Ymed unter Verwendung einer γ-Kurve um exakt "21" zu erhöhen. Aus diesem Grund können entsprechende γ-Werte für den Beurteilungswert (Ymed_target – Ymed) in Abständen von "5" eingestellt werden, wie in 12 dargestellt ist. Obwohl der γ-Wert um "0,05" für jede "6" Varianz in dem Beurteilungswert in diesem Fall variiert wird, versteht sich von selbst, dass das Entsprechungsverhältnis zwischen den zwei Faktoren passend geändert werden kann.
Ferner ist es, wie im Falle des Kontrastretuschierens, auch möglich, den γ-Wert automatisch einzustellen. Der γ-Wert kann zum Beispiel wie folgt eingestellt werden: γ = Ymed/106oder γ = (Ymed/106)**(1/2)
Natürlich wird eine Konvertiertabelle, wie jene, die in 11(b) dargestellt ist, im Voraus zur Leuchtdichtenkonvertierung unter Verwendung auch der γ-Kurve erstellt. Hier entsprechen die Verarbeitung zur Bestimmung von γ aus der Tabelle, die in 12 dargestellt ist, auf der Basis der oben genannten beurteilten Werte, und jene zur Bestimmung von γ durch die oben genannte Berechnungsformel der Verarbeitung der Parameter zur Verbesserung der relativen Helligkeit in Schritt 230 und die Verarbeitung zur Erstellung einer Konvertiertabelle, in der Konvertierwerte im Bereich von "0" bis "255" im Voraus unter Verwendung des γ-Wertes bestimmt werden, entspricht der Verarbeitung zur Erstellung einer Konvertiertabelle zur Verbesserung der relativen Helligkeit in Schritt 235. Übrigens wird die Konvertiertabelle, die schließlich durch diese Verarbeitung zur Erstellung einer Konvertiertabelle zur Verbesserung der relativen Helligkeit erstellt wird, als LUT2 bezeichnet.
Somit entspricht die Arbeit zur Bestimmung des Mittelwertes Ymed oder des Beurteilungswertes (Ymed_target – Ymed) der Arbeit zur Analyse charakteristischer Größen, und die Verarbeitung zur Erstellung einer Konvertiertabelle, während der γ-Korrekturwert bestimmt wird, entspricht der Verarbeitung zur Einstellung eines Leuchtdichtenentsprechungsverhältnisses. Wenn kein Leuchtdichtenentsprechungsverhältnis vorhanden ist, wird in der Bilddatenkonvertierungsverarbeitung in Schritt 160 eine Konvertiertabelle bezeichnet, und konvertierte Bilddaten (R1, G1, B1) werden aus den Bilddaten vor der Konvertierung (R0, G0, B0) jedes Bildelements erzeugt.
Übrigens entspricht die Verarbeitung zum Erfassen der relativen Helligkeit in Schritt 225 der die relative Helligkeit bestimmenden Einheit A33, die in 1 dargestellt ist, und die Verarbeitung zum Ableiten der Parameter zur Verbesserung der relativen Helligkeit in Schritt 230 und jene zur Erstellung einer Konvertiertabelle zur Verbesserung der relativen Helligkeit in Schritt 235 entsprechen gemeinsam der die relative Helligkeit verbessernden LUT-Erstellungseinheit A34, die in 1 dargestellt ist.
Übrigens werden in dieser Ausführungsform zwei Konvertiertabellen wie zuvor beschrieben erstellt. In der eigentlichen Konvertierung von Bilddaten bedeutet die aufeinander folgende Konvertierung unter Verwendung von zwei Konvertiertabellen viel unnötigen Prozeduraufwand. Aus diesem Grund wird eine Verarbeitung zur Integration der zwei Konvertiertabellen in Schritt 240 ausgeführt. Ein ausführliches Flussdiagramm dieser Verarbeitung zur LUT-Integration ist in 13 dargestellt. Beide der oben genannten Konvertiertabellen LUT1 und LUT2 haben einen Tonbereich von "0" bis "255". Daher können nach der Konvertierung laut LUT1 über den gesamten Tonbereich Werte, die sich aus der Konvertierung laut LUT2 ergeben, als Werte verwendet werden, die nach einer integrierten Konvertiertabelle LUT3 konvertiert wurden. Zuerst wird die Variable i des Pointers in Schritt 310 gelöscht und eine Schleife i = 0 bis 255 wird durch eine Inkrementierungsverarbeitung in Schritt 330 und eine Schleifenendebeurteilungsverarbeitung in Schritt 335 ausgeführt.
Innerhalb der Schleife wird zuerst der konvertierte Wert des Tonwertes i laut LUT1 als Variable i1 in Schritt 315 gespeichert, und in Schritt 320 wird der konvertierte Wert dieses konvertierten Wertes i1 entsprechend LUT2 als Variable i2 gespeichert. Da dieser konvertierte Wert i2 das Ergebnis der Bezugnahme auf die zwei Konvertiertabellen ist, wird er in Schritt 325 als konvertierter Wert des Tonwertes i laut der neuen Konvertiertabelle LUT3 eingestellt. Übrigens zeigt 14 den Prozess zum Integrieren der Konvertiertabellen LUT1 und LUT2. Auf diese Weise können unabhängig davon, wie viele Leuchtdichtenentspre chungsverhältnisse vorhanden sind, Konvertiertabellen, die der Einstellung all dieser Verhältnisse äquivalent sind, leicht erstellt werden. Natürlich entspricht diese Verarbeitung zur LUT-Integration der LUT-Integrationseinheit A35 in 1.
Da übrigens in diesem Fall die einzelnen Konvertiertabellen LUT1 und LUT2 nur Zwischenwerte zeigen, besteht kein Bedarf, den Tonbereich mit dem ursprünglichen gleich zu setzen, aber er kann ausführlicher sein. Wenn zum Beispiel 768 Tonwerte in der Zwischenstufe bereitgestellt sind, und diese auf 256 Tonwerte in der integrierten Konvertiertabelle verringert werden, kann die allmähliche Zunahme an Fehlern beim Durchlauf durch die mehreren Konvertiertabellen verhindert werden.
Als Zusatz, bei der Einstellung der Leuchtdichtenentsprechungsverhältnisse wurde die γ-Kurve für die Darstellung in 11(c) verwendet, und eine gerade Linie mit einer bestimmten Neigung und einer Verschiebung b wurde für die Darstellung in 9(b) verwendet. Sie können so betrachtet werden, dass sie in Tonkurven in einem weiten Konzept in dem Sinne enthalten sind, dass sie eine Bestimmung von Entsprechungsverhältnissen von Tonwerten in einem weiten Bereich unter Verwendung nur eines oder zwei Parameter ermöglichen.
Ferner müssen monotone Bilder nicht in jedem Fall schwarz und weiß sein, sondern es sind auch monotone Bilder in anderen Farben möglich. Aus diesem Grund wird, sobald eine LUT-Integration fertig ist, eine Verarbeitung für die Erstellung einer individuellen Farbkomponenten-LUT in Schritt 245 ausgeführt. 15 ist ein ausführliches Flussdiagramm dieser Verarbeitung.
Im Allgemeinen, wenn repräsentative monotone Farben (der Satz von RGB, der die höchste Farbsättigung aufweist) durch (Rs, Gs, Bs) dargestellt sind, der Leuchtdichtenwert, der diesen entspricht, durch ys, und der konvertierte Leuchtdichtenwert durch Y1, können die konvertierten RGB-Werte (R1, G1, B1) wie folgt ausgedrückt werden: R1 = V1·Rs/ys G1 = V1Gs/ys B1 = Y1·Bs/ys
16(a) ist eine Grafik, die ein Verhältnis zeigt, in dem das Verhältnis unter nicht schwarzen und weißen monotonen Komponenten konstant ist. In dieser Grafik stellt die horizontale Achse den vorkonvertierten Leuchtdichtenwert y dar und die vertikale Achse den konvertierten Tonwert jeder Farbe (der als Leuchtdichtenwert jeder Farbe angesehen werden kann). Wie zuvor erwähnt, gibt es für den Leuchtdichtenwert ys, bei dem die Farbsättigung am höchsten ist, den Satz RGB (Rs, Gs, Bs), und dann wird das Verhältnis unter den Tonwerten konstant gehalten, unabhängig davon, wie der Leuchtdichtenwert y ist.
Obwohl die oben genannten Formeln eine Berechnung auch der G-Komponente nahe legen, kann angesichts der Auswirkung der G-Komponente auf die Leuchtdichte der Leuchtdichtenwert ys für die G-Komponente als solcher eingesetzt werden, und die Berechnung für die R-Komponente und die B-Komponente kann aus dem Leuchtdichtenwert ys unter Verwendung von Differenzen Δ1 und Δ2 zu der G-Komponente ausgeführt werden, wenn der Leuchtdichtenwert ys ist. Somit: R1 = Y1·(1 + Δ1·(Y1/ys)) G1 = ys B1 = Y1·(1 – Δ2·(Y1/ys))
Da die Konvertiertabelle LUT3 bereits verfügbar ist, können natürlich die RGB-Werte (R1, G1, B1), wenn Y1 über den gesamten Tonbereich variiert wird, als Werte der Konvertiertabelle bereitgestellt werden.
Obwohl das Verhältnis unter den Elementfarben (R:G:B) jederzeit in diesem Beispiel konstant gehalten wird, ist es auch möglich, zum Beispiel während die Elementfarbenkomponenten (R1, G1, B1) auf die obgenannten relativen Anteile (R:G:B) bei dem Leuchtdichtenwert (ys) egalisiert werden, bei dem diese Farbe am häufigsten auftritt (Δ1 = R – G, Δ2 = G – B), die Komponenten in anderen Flächen allmählich zu egalisieren, während die relative Helligkeit zunimmt oder abnimmt. Dieses Entsprechungsverhältnis ist in 16(b) dargestellt.
Diese Grafik zeigt einen Konvertiermodus unter Verwendung der oben genannten γ-Kurve. Somit wird ein γ-Wert berechnet, der den Satz von RGB bei dem Leuchtdichtenwert ys zu (Rs, Gs, Bs) werden lässt, und die Werte von RGB (R1, G1, B1), wenn Y1 über den gesamten Tonbereich variiert wird, werden unter Verwendung dieses γ-Wertes bestimmt, um zu den Werten in der Konvertiertabelle zu werden. Da im Falle dieser Grafik das Verhältnis Rs > Gs > Bs gilt, ist mindestes Rs > Y1 und Y1 > Bs. Daher wird in Bezug auf die R-Komponente die Kurve nach unten mit γ < 1 konvex, und in Bezug auf die B-Komponente wird die Kurve mit γ > 1 nach oben konvex. Für die G-Komponente kann, streng genommen, γ entweder nicht kleiner als 1 oder kleiner als 1 sein, aber die Grafik setzt γ = 1 der Kürze wegen voraus. Es sollte festgehalten werden, dass auch in diesem Fall, wie oben erwähnt, Tonkurven zur Konvertierung nur für die R-Komponente und die B-Komponente erstellt werden können, wobei die G-Komponente als Referenz genommen wird.
Natürlich können auf diese Weise die oben genannten relativen Anteile (R:G:B) nicht dieselben zwischen einem niederen Leuchtdichtenwert und einem hohen Leuchtdichtenwert sein. Da jedoch die oben genannten relativen Anteil ohnehin nicht aufrecht erhalten werden können, wenn der Leuchtdichtenwert sein Maximum erreicht und ein niederer Leuchtdichtenwert und ein hoher Leuchtdichtenwert tatsächlich schwarz beziehungsweise weiß bedeuten, wäre ein Variationsmodus, der auf dem Leuchtdichtenwert ys konvergiert, wie in dieser Grafik, natürlicher.
In der Verarbeitung zur Einstellung des Leuchtdichtenentsprechungsverhältnisses, wird die LUT-Integration zur Färbung in Schritt 245 verarbeitet, unabhängig davon, ob eine Färbung erfolgt oder nicht. Wie in 15 dargestellt ist, wird im ersten Schritt 410 für diese Verarbeitung der LUT-Integration zur Färbung ein Färbungsanweisungsparameter CL erfasst. Ein Wert, der eine Farbe darstellt, kann in den Färbungsanweisungsparameter CL im Voraus eingesetzt werden oder in diesem Schritt 410 in diesen eingelesen werden, oder andernfalls kann die Anzeigeeinheit 17a1 den Bediener auffordern, eine Eingabe vorzunehmen, und ein Wert, der der Bedienung der Tastatur 15a oder der Maus 15b entspricht, kann eingestellt werden. Natürlich wird eine Entsprechung im Voraus zwischen der Farbe, die in der Färbung zu verwenden ist, und dem Parameter hergestellt, und jede Farbkomponente, wenn der Parameter angegeben wird, wird in einer Konvertiertabelle:
LUT_R (CL, 0 bis 255)
LUT_G (CL, 0 bis 255)
LUT_B (CL, 0 bis 255)
mit einer zweidimensionalen Tabellenstruktur eingestellt. Da übrigens Fälle eintreten können, in welchen keine bestimmte Farbe verwendet wird, sondern das Bild in schwarz und weiß monoton ist, wird auch eine Konvertiertabelle erstellt, in der verschiedene Farbkomponenten bei jedem Tonwert abgestimmt sind, und verwendet, wenn zum Beispiel der Färbungsanweisungsparameter CL "0" ist. Natürlich entspricht diese Verarbeitung der LUT-Integration zur Färbung der LUT-Erstellungseinheit individueller Farbkomponenten, die in 1 dargestellt ist.
Anschließend wird die Variable i des Pointers in Schritt 245 auf "0" gelöscht, und eine Schleife i = 0 bis 255 wird durch eine Inkrementierungsverarbeitung in Schritt 435 und eine Schleifenendebeurteilungsverarbeitung in Schritt 440 ausgeführt. Innerhalb der Schleife wird jede Farbkomponente bei dem Tonwert der Variablen i von Schritt 420 bis Schritt 430 eingestellt: LUT4R(i) = LUT_R (CL, LUT3(i)) LUT4G(i) = LUT_G (CL, LUT3(i)) LUT4B(i) = LUT_B (CL, LUT3(i))
Obwohl in diesem Beispiel eine Konvertiertabelle verfügbar ist, die die Konvertierungsergebnisse für jede Farbe über den gesamten Tonbereich zeigt, ist es auch möglich, einen γ-Korrekturwert zum Retuschieren jeder Farbe in Bezug auf jeden Färbungsanweisungsparameter einzustellen und eine Berechnung, um eine γ-Korrektur vorzunehmen, unter Verwendung der Konvertiertabelle LUT3 auszuführen, um die Werte LUT4R, LUT4G und LUT4B zu bestimmen.
17 zeigt den Prozess zum Integrieren der Färbungskonvertiertabellen LUT_R, LUT_G und LUT_B mit der Konvertiertabelle LUT3.
Die Konvertiertabelle LUT3, die in 17 dargestellt ist, wird, wie zuvor beschrieben, als Tabelle ausgeführt, die ein Entsprechungsverhältnis zeigt, das ein Kontrastretuschieren und ein Helligkeitsretuschieren in einer einzigen Stufe erreicht. Somit kann auf der Basis eines tatsächlichen Leuchtdichtenäquivalents y eines angegebenen Bildelements ein Leuchtdichtenäquivalent y, das einer Retuschierung der Leuchtdichtenverteilung unterzogen wurde, erhalten werden.
Andererseits sind LUT_R, LUT_G und LUT_B Konvertierungstabellen zur Darstellung in einem bestimmten Monoton, der durch den Färbungsanweisungsparameter CL spezifiziert ist, und die Eingabe eines einzelnen Leuchtdichtenäquivalents V1 in diese würde die Tonwerte der Elementfarben RGB bei diesem Leuchtdichtenäquivalent ergeben. Natürlich kann unter Bezugnahme auf LUT3 unter dem Leuchtdichtenäquivalent y vor dem Retuschieren und unter Bezugnahme auf LUT_R, LUT_G und LUT_B unter dem Referenz-Leuchtdichtenäquivalent V1 das optimale Retuschieren der Leuchtdichtenverteilung für das Leuchtdichtenäquivalent y vor dem Retuschieren durchgeführt werden, und RGB-Tonwerte, die nach Wunsch gefärbt sind, können erhalten werden. Die Integration von Konvertierungstabellen zur Realisierung dieser in einem einzigen Konvertierungsprozess ergibt LUT4R, LUT4G und LUT4B in 17.
Nach Beendigung der Analyse charakteristischer Größen und der Einstellung der Leuchtdichtenentsprechungsverhältnisse auf diese Weise wird die Verarbeitung zur Konvertierung von Bilddaten in Schritt 160 ausgeführt. 18 ist ein ausführliches Flussdiagramm dieser Bilddaten-Konvertierverarbeitung.
Die Bilddatenkonvertierung wird, wie bei der Prüfung der Leuchtdichtenverteilung, durch Retuschieren der Bilddaten jedes Bildelements ausgeführt, während das angegebene Bildelement verschoben wird, wie in 7 dargestellt ist. Die Position des angegebenen Bildelements wird mit einem Pointer angezeigt, und dieser Pointer wird in Schritt 510 in seine Anfangsposition verschoben. In Schritt 515 wird das Leuchtdichtenäquivalent y des angegebenen Bildelements auf dieselbe Weise wie zuvor beschrieben berechnet, und mit diesem Leuchtdichtenäquivalent y wird in Schritt 520 bis Schritt 530 auf die Konvertierungstabelle LUT4 Bezug genommen, um die Farbkomponenten R', G' und B' zu bestimmen. Die Konvertierung selbst ist nun vollendet, und retuschierte Bilddaten werden in Schritt 535 zugeleitet. Danach wird der Pointer in Schritt 540 zu dem nächsten Bildelement verschoben, und, wenn die Verarbeitung in Schritt 545 als für alle Bildelemente beendet beurteilt wird, wird die Verarbeitung zur Bilddatenkonvertierung vollendet, oder, wenn die Verarbeitung in Schritt 545 als nicht für alle Bildelemente beendet beurteilt wird, wird die zuvor beschriebene Verarbeitung ab Schritt 515 wiederholt.
Obwohl Leuchtdichtenäquivalente in diesem Implementierungsmodus zweimal berechnet werden, wenn eine Leuchtdichtenverteilung summiert und Bilddaten konvertiert werden, können übrigens, wenn die Anordnung derart ist, dass, wie durch eine gebrochene Linie in 1 dargestellt ist, die Bilderfassungseinheit Leuchtdichtenäquivalente ausgibt und diese in einem Arbeitsbereich speichert, während die Leuchtdichtenverteilung summiert wird, die Leuchtdichtenäquivalente von Bildelementen von dieser Arbeitsbereich-Bilddatenkonvertierungsverarbeitung eingelesen werden, um eine Verarbeitung auszuführen, ohne eine Konvertierung zweimal durchführen zu müssen. Wenn ferner die Leuchtdichtenäquivalente als solche auf diese Weise gespeichert werden, wird jedes Bildelement als ein Element behandelt. Infolgedessen ist nur ein Byte erforderlich, gleich 1/3 des Falls, in dem insgesamt drei Bytes separat für die RGB Komponenten verwendet werden. Daher muss die Dateikapazität nur 1/3 jener für die Originalbilddaten sein.
Anschließend wird der Betrieb in diesem Modus zur Ausführung der Erfindung beschrieben.
Wenn ein Druck in Sepia von Bilddaten gewünscht ist, die mit der digitalen Standbildkamera 11b aufgenommen wurden, aktiviert der Benutzer die Applikation 12d, die eine Bilddruck-Software oder dergleichen sein kann, auf dem Computersystem 10 und nimmt Bilddaten von der digitalen Standbildkamera 11b unter Verwendung einer Kabelverbindung oder eines abnehmbaren Mediums an. Dann wählt der Benutzer aus dem Bedienungsmenü der Applikation 12d oder dergleichen "Sepia" als die Art der Bildverarbeitung und "Drucken" für die Weiterverarbeitung. Diese Verarbeitung wird so ausgeführt, wie in dem Flussdiagramm von 5 im Überblick dargestellt ist. Da in diesem Fall die Bilddaten bereits angenommen sind, wird davon ausgegangen, dass die Eingabeverarbeitung in Schritt 110 ausgeführt ist, und die Verarbeitung von Schritt 120 bis Schritt 140 wird ausgeführt. Somit wird das Leuchtdichtenäquivalent jedes Bildelements bestimmt und die Leuchtdichtenverteilung wird für alle Bildelemente summiert. Als Zusatz, da das Ergebnis der Summierung nicht ganz exakt sein muss, können passend abgetastete Bildelemente anstelle aller Bildelemente summiert werden.
Es folgt eine Erklärung unter Bezugnahme auf ein spezifisches Subjekt und eine Fotografie desselben. Es wird angenommen, dass das Subjekt eine Kugel ist, die in 19(a) dargestellt ist. Diese Kugel hat ein Muster aus Streifen in verschiedenen Farben, ähnlich gefärbt wie die Erde, zunehmend heller Richtung Nord- und Südpol und zunehmend dunkler Richtung Äquator. Ein Farbbild, das von dieser Kugel mit der digitalen Standbildkamera 11b aufgenommen wird, ist in 19(b) dargestellt. Obwohl das Bild selbst im Kontrast matt ist, sind die Streifen in verschiedenen Farben wie bei einem Farbbild erkennbar. Obwohl diese Zeichnung keine Unterscheidung der verschiedenen Tonwerte trifft, sind die Streifen eingezeichnet um zu zeigen, wo sich die Farbe ändert. Eine direkte Monotonisierung eines Bildes mit einem solchen matten Kontrast würde das gestreifte Muster trüben, das in Farbe annähernd erkennbar ist, wie in 20(a) dargestellt ist.
Die Verarbeitung zur Analyse der charakteristischen Größe und zur Einstellung des Leuchtdichtenentsprechungsverhältnisses, die in Schritt 150 ausgeführt wird, leitet von der Leuchtdichtenverteilung den Kontrastbereich Ydif und den Mittelwert Ymed der Verteilung bezüglich dieser Bilddaten ab, und erstellt die Konvertierungstabelle LUT3 zu deren Verbesserung. Da hier auch die Konvertierungstabelle LUT4 zur Färbung des Bildes in einem Sepia-Monoton erstellt wird, während das Entsprechungsverhältnis zur Verbesserung der Leuchtdichtenverteilung verwendet wird, würde ein Retuschieren der Bilddaten auf der Basis dieser Konvertierungstabelle LUT4 eine Verteilung ergeben, die im Kontrastbereich verbessert ist und auch in der Helligkeit zufrieden stellend ist. Natürlich wird infolgedessen das gesamte Bild in einen Sepia-Monoton gebracht, und das gestreifte Muster kann selbst monoton erkannt werden, wie in 20(b) dargestellt ist. Somit werden ein Retuschieren des Bildes in der Schwarz/Weiß-Stufe und die Verleihung einer bestimmten Farbe, die in mehreren Stufen verarbeitet werden, die sich in ihren Eigenschaften vollkommen voneinander unterscheiden, in einer gemeinsamen Konvertierung ausgeführt, und darüber hinaus ist das Ergebnis ein monotones Bild sehr hoher Qualität.
Wenn Farbbilddaten auf diese Weise eingegeben und monotonisiert werden, wird die Leuchtdichtenverteilung in den Bilddaten summiert (Schritt 120 bis Schritt 140), das Leuchtdichtenentsprechungsverhältnis wird unter Verwendung des Ergebnisses der Summierung eingestellt (Schritt 150), und das Bild wird nach dem Retuschieren der Bilddaten auf der Basis dieses Leuchtdichtenentsprechungsverhältnisses monotonisiert, die Bildqualität kann im Vergleich zu einer Monotonisierung, die nur auf der Leuchtdichte beruht, verbessert werden, und ferner können die mehrstufige Konvertierung, die diese Verbesserung der Leuchtdichtenverteilung beinhaltet, und die Färbung gemeinsam ausgeführt werden.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie bisher beschrieben, kann die vorliegende Erfindung eine monotone Konvertiervorrichtung bereitstellen, die imstande ist, ein monotones Bild zufrieden stellender Bildqualität zu erzeugen, da die Leuchtdichtenwerte der Bildelemente eingestellt werden, um die optimale Leuchtdichtenverteilung zu erhalten.
Ferner ist es gemäß Anspruch 2 der Erfindung möglich, die verschiedenen Elementfarben zu bestimmen, um ein vorgeschriebenes Verhältnis unter diesen zu erstellen, während die optimale Leuchtdichtenverteilung erreicht wird, und die monotone Konvertierung kann in jeder gewünschten Farbe, einschließlich schwarz und weiß, realisiert werden.
Ferner können gemäß Anspruch 3 der Erfindung die Werte der verschiedenen Elementfarben vergleichsweise einfach bestimmt werden, da eine Variation der relativen Anteile mit einer Tonkurve realisiert wird.
Ferner kann gemäß Anspruch 4 der Erfindung eine Verarbeitung mit höherer Geschwindigkeit ausgeführt werden, da mehrere Stufen der Konvertierung gemeinsam durchgeführt werden.
Ferner kann gemäß Anspruch 5 der Erfindung ein integriertes Entsprechungsverhältnis leicht unter Verwendung der Konvertierungstabellen erhalten werden.
Ferner ist es gemäß Anspruch 6 der Erfindung möglich, ein monotones Bild zu erzeugen, dessen Kontrastbereich passend gestaltet wird.
Ferner kann gemäß Anspruch 7 der Erfindung ein monotones Bild, dessen Helligkeit in einem angemessenen Bereich gehalten wird, d. h., das passende Leuchtdichtenwerte aufweist, weder zu hell noch zu dunkel, erzeugt werden.
Ferner kann gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11 der Erfindung ein monotones Konvertierverfahren mit ähnlichen Vorteilen bereitgestellt werden, und gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15 der Erfindung kann ein Medium bereitgestellt werden, auf dem ein monotones Konvertierprogramm aufgezeichnet ist.

Claims

Vorrichtung zum Konvertieren eines Farbbildes in ein monochromes Bild, umfassend: eine Bilderfassungseinheit (A1) zum Darstellen eines Bildes in Bildelementen in einer Punktmatrixform und zum Erfassen von Bilddaten, die jedes Bildelement darstellen, als einen Satz von Werten für ausgewählte Farbkomponenten, in die eine Originalfarbe getrennt ist; eine Leuchtdichtenverteilungsberechnungseinheit (A2) zum Berechnen eines Originalleuchtdichtenäquivalents für jedes Bildelement auf der Basis der Bilddaten, wobei ein Leuchtdichtenäquivalent eine Näherung an die Leuchtdichte eines Bildelements ist, und zum Bestimmen einer Originalleuchtdichtenverteilung aus den Originalleuchtdichtenäquivalenten; eine Leuchtdichtenentsprechungseinstelleinheit (A3) zum Ableiten eines Entsprechungsverhältnisses zwischen den Originalleuchtdichtenäquivalenten und korrigierten Leuchtdichtenäquivalenten; und eine Bilddatenkonvertiereinheit (A4) zum Erzeugen monochromer Bilddaten, in welchen die Leuchtdichte jedes Bildelements in den Bilddaten auf der Basis des abgeleiteten Entsprechungsverhältnisses in eine korrigierte Leuchtdichte konvertiert ist; wobei die Leuchtdichtenentsprechungseinstelleinheit ein Mittel (A34) zum Ableiten eines Entsprechungsverhältnisses (LUT2) umfasst, um die Originalleuchtdichtenäquivalente in korrigierte Leuchtdichtenäquivalente zu konvertieren, und ein Mittel (A36), um ein weiteres Entsprechungsverhältnis (LUT4R, LUT4G, LUT4B) zwischen den korrigierten Leuchtdichtenäquivalenten und Werten (R1, G1, B1) von Farbkomponenten (R, G, B) abzuleiten, um die relativen Anteile der Farbkomponenten einzustellen, wobei das Mittel (A36) zum Ableiten eines weiteren Entsprechungsverhältnisses Mittel zum Bereitstellen einer Gamma-Gradationskurve für jede der Farbkomponenten (R, G, B) umfasst, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gammawerte der Gamma-Gradationskurve so angeordnet sind, dass ihre Einstellung wie folgt ist: die Farbkomponenten (R, G, B) nehmen entsprechende vorbestimmte Werte (Rs, Gs, Bs) bei einem bestimmten Leuchtdichtenäquivalentwert (ys) an, wobei die vorbestimmten Werte (Rs, Gs, Bs) repräsentative monotone Farben sind, die der Satz der Farbkomponenten (R, G, B) sind, der die höchste Farbsättigung aufweist; oder die Farbkomponenten (R, G, B) nehmen vorbestimmte relative Anteile bei dem gegebenen Leuchtdichtenäquivalentwert (ys) an.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leuchtdichtenentsprechungseinstelleinheit (A3) ein einziges Entsprechungsverhältnis ableitet, um sowohl die Konvertierung der Originalleuchtdichtenäquivalente in korrigierte Leuchtdichtenäquivalente wie auch die Einstellung der relativen Anteile der Farbkomponenten auf vorgeschriebene Werte vorzunehmen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Leuchtdichtenentsprechungseinstelleinheit (A3) eine kombinierte Konvertiertabelle (LUT4R, LUT4G, LUT4B) aus entsprechenden einzelnen (LUT3, LUT_R, LUT_G, LUT_B) der Entsprechungsverhältnisse erstellt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Kontrastbereich als Bereich von einem maximalen Leuchtdichtewert bis zu einem minimalen Leuchtdichtewert definiert ist, der von der Originalleuchtdichtenverteilung abgeleitet ist, und wobei die Leuchtdichtenentsprechungseinstelleinheit (A3) ein Entsprechungsverhältnis zum Konvertieren der Originalleuchtdichtenäquivalente in die korrigierten Leuchtdichtenäquivalente ableitet, so dass der Kontrastbereich einen angemessenen Wert erhält.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei, wenn die Helligkeit des Bildes, die auf der Basis der Originalleuchtdichtenverteilung abgeleitet ist, nicht innerhalb eines angemessenen Bereichs liegt, die Leuchtdichtenentsprechungseinstelleinheit (A3) ein Entsprechungsverhältnis zum Konvertieren der Originalleuchtdichtenäquivalente in die korrigierten Leuchtdichtenäquivalente ableitet, um die Leuchtdichtenverteilung auf eine angemessene Verteilung entsprechend einer angemessenen Helligkeit einzustellen.
Verfahren zum Konvertieren eines Farbbildes in ein monochromes Bild, umfassend: einen Bilderfassungsschritt zum Darstellen eines Bildes in Bildelementen in einer Punktmatrixform und zum Erfassen von Bilddaten, die jedes Bildelement darstellen, als einen Satz von Werten für ausgewählte Farbkomponenten, in die eine Originalfarbe getrennt ist; einen Leuchtdichtenverteilungsschritt zum Berechnen eines Originalleuchtdichtenäquivalents für jedes Bildelement auf der Basis der Bilddaten, wobei ein Leuchtdichtenäquivalent eine Näherung an die Leuchtdichte eines Bildelements ist, und zum Bestimmen einer Origi nalleuchtdichtenverteilung aus den Originalleuchtdichtenäquivalenten; einen Leuchtdichtenentsprechungseinstellschritt zum Ableiten eines Entsprechungsverhältnisses zwischen den Originalleuchtdichtenäquivalenten und korrigierten Leuchtdichtenäquivalenten; und einen Bilddatenkonvertierschritt zum Erzeugen monochromer Bilddaten, in welchen die Leuchtdichte jedes Bildelements in den Bilddaten auf der Basis des abgeleiteten Entsprechungsverhältnisses in eine korrigierte Leuchtdichte konvertiert wird; wobei der Leuchtdichtenentsprechungseinstellschritt umfasst: Einstellen eines Entsprechungsverhältnisses, um die Originalleuchtdichtenäquivalente in korrigierte Leuchtdichtenäquivalente zu konvertieren, und Einstellen eines weiteren Entsprechungsverhältnisses zwischen den korrigieren Leuchtdichtenäquivalenten und Werten (R1, G1, B1) von Farbkomponenten (R, G, B), um die relativen Anteile der Farbkomponenten einzustellen; wobei das Einstellen des weiteren Entsprechungsverhältnisses das Bereitstellen einer Gamma-Gradationskurve für jede der Farbkomponenten (R, G, B) umfasst, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch das derartige Einstellen der Gammawerte der Gamma-Gradationskurve dass: die Farbkomponenten (R, G, B) entsprechende vorbestimmte Werte (Rs, Gs, Bs) bei einem bestimmten Leuchtdichtenäquivalentwert (ys) annehmen, wobei die vorbestimmten Werte (Rs, Gs, Bs) repräsentative monotone Farben sind, die der Satz der Farbkomponenten (R, G, B) sind, der die höchste Farbsättigung aufweist; oder die Farbkomponenten (R, G, B) vorbestimmte relative Anteile bei dem gegebenen Leuchtdichtenäquivalentwert (ys) annehmen.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Leuchtdichtenentsprechungseinstellschritt das Einstellen eines einzigen Entsprechungsverhältnisses umfasst, um sowohl die Konvertierung der Originalleuchtdichtenäquivalente in korrigierte Leuchtdichtenäquivalente wie auch die Einstellung der relativen Anteile der Farbkomponenten auf vorgeschriebene Werte vorzunehmen.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Leuchtdichtenentsprechungseinstellschritt das Erstellen von Konvertiertabellen (LUT3, LUT_R, LUT_G, LUT_B) umfasst, die einzelne der Entsprechungsverhältnisse abstimmen, und das Integrieren dieser Konvertiertabellen, um eine integrierte Konvertiertabelle (LUT4R, LUT4G, LUT4) zu erzeugen.
Medium, auf dem ein Programm zum Konvertieren eines Farbbilds in ein monochromes Bild aufgezeichnet ist, wobei das Programm einen Computer veranlasst, das Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8 auszuführen.