专利名称：摄影图象数据最佳化设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有数据输入装置、图象数据最佳化装置和输出装置的摄影图象数据最佳化装置。还涉及具有最佳化设备的照片复制器或印像机、对应于该最佳化设备的处理以及实现该处理的程序。
这里使用的术语“摄影术”指对利用适合于此的装置(例如带有胶片的摄影装置、带有CCD芯片的数字照相机、电影摄影机、摄像机，等等)经由电磁辐射(尤其是光)产生的图象进行(特别是永久的)俘获。
本发明的领域涉及摄影图象信息的处理，它表示以摄影方式产生的图象。例如，摄影图象信息通常被记录或存储在胶片上。如此存储的摄影图象信息然后可例如通过扫描仪被转换成数字摄影图象数据。但是，摄影图象信息也可以从一开始就例如利用数字照相机仅以数字方式来获取。然后，它能够以电子的方式被存储，例如(CD-ROM,DVD)，并且能够通过网络(例如LAN或因特网)传送。
本发明涉及摄影图象数据(在下文中也叫做第一图象数据)的处理，它表示由摄影术产生的图象。用数据处理器以适合于图象生成的方法方式处理摄影图象数据。因此，利用合适的暴光或利用印像机或其它照片复制器，图象生成能够在监视器、(光敏)照相纸上实现。然而，无论以常规的方式在例如照相纸上、或者用幻灯机或监视器(如LCD屏幕或TV屏幕)、或者印像机呈现的摄影图象数据的质量经常是不能令人满意的。
质量不令人满意的主要原因在于图象或摄影图象信息的获取和存储。这些原因存在于通过照相机的的光的拍摄，即镜头系统的质量、通过用户的照相机的操作，即不正确的暴光、装拍摄置的质量，即胶片或CCD、摄影物体的照明度，等等。在影象拍摄和摄影信息的存储期间，比最佳化的条件差的情况导致所谓的色彩偏移，这意味着一个固定的、预先选定的颜色浓淡，按照颜色的浓度或亮度，被各不相同地拍摄和存储。因此，颜色浓淡偏移结果与被表示的实际颜色浓淡相关。换句话说，拍摄的和存储的信息不与相关的摄影物体的颜色值相对应。如果在产生图象以前的摄影信息要进一步被处理，例如用扫描器扫描胶片，那么，这就能够进一步导致颜色值的改变。
通常，通过颜色过滤器，由摄影图象信息获得摄影图象数据。这是使用扫描器的情况，而且也使用数字照相机。因此，如此获得的数据说明点的不同颜色的强度。通常，用所谓的RGB数据表示在所谓的RGB颜色空间，或者用RGB表示红色、绿色和兰色。因此，颜色空间的一个坐标分别被用作一种颜色，即红色、绿色和兰色。
本发明的目的是要最佳化摄影图象数据，例如，RGB数据。这意味着在摄影图象信息的获取和/或存储和/或处理期间形成的误差(尤其是颜色值的改变)将被修正，如果可能的话。
该目的可用独立权利要求的特征来实现。优选实施例在从属权利要求中将看得一清二楚。
本发明优选地提供了最佳化(数字)摄影图象数据的设备。该最佳化设备执行最佳化变换。最佳化变换对应于这些变换的组合从第一颜色空间引入第一图象数据到第二颜色空间的第一变换、上面描述的校正变换、和第二变换，第二变换变换在第二颜色空间中的校正的第一图象数据到第三颜色空间，它适合于图象的生成。第三颜色空间可以对应于第一或第二颜色空间，或者可以是任何其它的颜色空间。第三颜色空间也可以不同于第二颜色空间。按照本发明的方法，与下面描述的改进方案一起，也执行这样的一个最佳化变换。按照本发明的程序特别能够在计算机或工作站上运行，并执行本发明的处理步骤。
该最佳化设备包括用于第一图象数据的输入的(数字)数据输入装置，该第一图象数据是摄影图象数据。数据输入装置可以是数据接口、调制解调器或扫描仪。如果它是扫描仪，那么，通过扫描胶片来记录第一(摄影)图象数据，胶片上存在将要被处理的摄影图象信息。另一方面，通过网络也能够获得第一图象数据。这些第一图象数据存在于第一颜色空间中。通常，这是一个颜色空间，其中，坐标分别表示一种颜色，例如，RGB颜色空间。第一图象数据表示用摄影的方法已经被记录的一个或几个图象。紧接着该数据输入装置的是按照本发明的第一图象数据在其中被最佳化的最佳化装置。然后，在最佳化装置后面的是数据输出装置，数据输出装置是为了输出现在最佳化地表示成一个或多个图象的最佳化的第一图象数据。数据输出装置也可以是调制解调器的数据接口。数据接口与计算机或照片复制器连接，或者与网络连接。然而，数据输出装置也可以是图象生成装置，它在介质上生成基于数据图象的图象。例如，它可以是根据图象数据印出最佳化图象的印像机。通过使用合适的印像机或照片复制器，能够在普通纸或感光纸上进行印像。因此，最佳化的第一图象数据描述由数据输出装置处理的信息。这一过程尤其包括一个适应过程，并因此按照输出装置变化最佳化的第一图象数据。按照数据是否被用于特定类型的监视器或印像机，并按照输出介质(相纸、普通纸、监视器)的动态的变化范围，最佳化的图象数据能够被操作，并适应于动态的变化范围，这是为了获得与输出介质相关的最好的折衷方案。例如，最佳化图象数据能够数字地用掩模覆盖，掩模增亮或弄暗某些区域，这是为了适应输出介质和人类主观上的观察能力。
为了第一图象数据的最佳化，必须对其进行校正。本发明人已经发现当用对应于校正的变换描述它时，对于这样的校正的执行，这是有意义的优点，校正是在适合于校正的另一个颜色空间中进行。在下文中称为“第一颜色空间”中的最佳化以前，被最佳化的第一图象数据存在于某一颜色空间中。最佳化改变由单独的第一图象数据表示的第一颜色空间中的颜色的值。由最佳化的变换优选地执行这一改变。为了最佳化的变换使用在合适的颜色空间中校正的优点，最佳化的变换优选地对应于这些变换的组合，即所谓的第一变换、提到的校正变换和所谓的第二变换，它们具有在下面描述的性质。
第一变换从第一颜色空间变换将要被最佳化的第一图象数据到其他的、适合于校正的第二颜色空间。当在不同于第一颜色空间的第二颜色空间中找到第一图象数据时，校正变换在其中被执行，在第二颜色空间中校正第一图象数据。当第一图象数据被校正时，通过第二变换，它们被变换到第三颜色空间，第三颜色空间尤其不同于第二颜色空间，并且适合于的再生(例如，照片复制器、监视器)。尤其是，第三颜色空间又是与第一颜色空间或标准颜色空间相同的颜色空间，例如，sRGB或Lab。然而，到标准颜色空间的变换也能够以分开的步骤执行，如下面进一步说明的那样。如果第一图象数据是在RGB颜色空间中，并且，如果用包含有蓝绿色、深红色、黄色和黑色调色剂的彩色激光印像机的方法进行印像输出，那么，变换能够被执行在对应于CMYK颜色空间(“C”为蓝绿色、“M”为深红色、“Y”为黄色和“K”为黑色)。如果印像生产被进行，例如通过三种不同波长的不同颜色的激光对照相纸的暴光，那么，变换能够在第三颜色空间中进行，其坐标说明3种激光的波长。
通过把对于印像所要被处理的数据变换成适合于校正的颜色空间，使用少的处理成本能够获得最佳化的校正结果。
优选地，在第二颜色空间中的校正变换对应于包括在该第二颜色空间中的旋转和/或剪切的变换。尤其是，在照片拍摄期间的误差，特别是在颜色值中的误差(例如颜色偏移误差)，用这样的旋转能够被校正。优选地，第二颜色空间被选择成这样至少一个坐标说明颜色的颜色浓度。这已经证明了执行校正的特别的优点，尤其是在颜色浓度变换时，特别地，原坐标的旋转和/或剪切和/或移动被用于校正，或者如果颜色浓度变换支持校正的话。颜色浓度变换，尤其是旋转或剪切，被优选地结构成这样表示灰色值或灰色浓淡的数据是在在与描述在第二颜色空间中的颜色浓度的轴线较接近和/或有较小距离的颜色浓度变换的后面(参见EP0586772A1的图5和说明)。优选地，校正变换的确定不按照将要被校正的第一图象数据进行，特别是因为这些第一图象数据的大的数据量。优选地，按照分析的第二图象数据，进行校正变换以及尤其是旋转的确定。虽然这些第二图象数据能够被直接地与第一图象数据连接(例如，统计与此相关)，但是它们不能够被变换成第一最佳化的数据，这是由于它们的信息内容不同于第一图象数据。这尤其是由于减少的局部分辨率，这还将在下面说明。
优选地，不仅在校正变换中执行简单偏差校正，而且执行多维校正或变换，尤其是执行上面提到的旋转或剪切。
如上面提到的，优选地，校正变换是以第二图象数据的分析为基础的，第二图象数据也存在于第二颜色空间。以这一分析为基础，尤其是第二图象数据的统计分析，然后，校正在第二颜色空间中被执行，尤其是多维变换或旋转。
优选地，为了使得分析和校正的处理成本最少，第二图象数据具有比将要被处理的第一图象数据更小的数据大小。尤其是，第二图象数据具有比第一图象数据有意义的更小的局部分辨率。优选地，第二图象数据表示一个或几个，它们也由第一图象数据表示。它们至少表示一个或几个的一个部分。因此，优选地，一个(统计)相关存在于第一图象数据和第二图象数据之间。尤其是，第二图象数据能够是已经证明为分析和校正的合适基础的数据。在最佳化装置运行的全部过程中它们能够被不断地改进。尤其是，按照将被处理的第一图象数据的类型，能够使用不同的第二图象数据，类型是指使用的胶片的类型、使用的照相机的类型，等等。
如果第二图象数据至少是部分地从与第一图象数据相同的摄影信息获得，那么，这能够发生单独取出第一图象数据，或者第二图象数据能够从第一图象数据获得。一个单独取出的第二图象数据的例子是用分开的扫描仪扫描一张图片(例如胶片)，图片是第一图象数据的基础，这尤其能够具有比扫描仪更高的(但是较低的局部的)分辨率，扫描仪被用于取出第一图象数据。
如果第二图象数据是从第一图象数据获得，那么，第一图象数据因此而在第二颜色空间中被转换。因此，优选地，以第二图象数据为基础，为了使得用于分析的数据量最少，局部分辨率的衰减发生。
优选地，第二图象数据的数据量和/或局部分辨率至少是在第一图象数据的局部分辨率的数据量以下的数量的一个量级，它们以第二图象数据为基础而被校正，更优选的是至少有较小数量的两个量级的数据量或局部分辨率，特别优选的是至少有较小数量的三个量级的数据量或局部分辨率。用于第二图象数据的每一个小于1000个点的局部分辨率和特别是大约1000点的数量已经证明是足够的。
多种方法被用于分析和校正，这可以从EP0586773A1或US-A-5,365,353得知，它们都在这里被一起引用。然而，没有最佳化发生在用于再生的将要被处理的数据里，但是确定以数据为基础的暴光部件的控制的控制数据。从校正在里面执行的颜色空间到另一个适合于再生的另一个颜色空间的控制数据的变换不发生。通过暴光胶片到照相纸上执行实际的衰减。尤其是，与本发明相比，将要被再生的(并且被存储在胶片上的)信息不被变换成(数字)数据或者输入为数字数据，然后按照发明进行最佳化变换。
此外，与在上面提到的引用中描述的方法相比，优选地，这些被校正的数据也不被用作分析的基础。优选地，一个特定的数据集，即已经提到的第二图象数据被产生，然后被用作分析的基础，因此，分析的结果不被用作第二图象数据的校正，而作为第一图象数据的校正，第一图象数据存在特别高的分辨率。
由EP0586773A1或US-A-5,365,353可知，它们以一个集的统计分析或以一个单独的的统计分析为基础能够执行校正。因此集被选择这样的在之间的统计相关结果，例如以被使用的相同的胶片或被使用的相同的照相机为基础。因此，第二图象数据以这样一种情况为基础既依照现在被转换的为基础又依照包括现在将要被转换的的一个集为基础。
通过在第一和第二图象数据之间的相关性，表示为某一的所有的第一图象数据因此而与某一校正变换相结合。
几种校正变换也能够被用于表示单个的第一图象数据的校正。当具有几个与光亮和/或颜色浓淡相关而有很大变化的主要区域时，这可能是特别有利的。在这种情况中，适合于各自的区域的最佳化的不同的校正变换能够被确定并且被用在优选的变换中。
如上面已经提到的，在摄影信息的摄影记录和/存储期间，能够引起单个的点的颜色值的不需要的变化。数据输入装置，尤其是扫描仪，也能够引起进一步的不需要的变化，特别是当扫描仪有所谓的颜色偏移时。对每一台扫描仪来说，能够精确地测量变化的性质，例如，通过使用颜色表的方法。然而，它必需为所有的颜色浓淡和浓度等级执行这一工作。作为这些测量的结果，数据输入装置的所谓的轮廓被获得，尤其是扫描仪，例如，矩阵的形式或表的形式。按照这一轮廓，然后，第一图象数据的每一个单个的点能够被校正，使得输入装置的变化性质能够被均匀或被倒过来。
另外，通过在第二颜色空间中的减少的第一图象数据的补偿变换，从第一图象数据能够获得第二图象数据。优选地，这一补偿变换是以依照减少的第一图象数据的统计分析为基础的，其表示通过数据输入装置的许多输入，并反映数据输入装置的颜色值的变化性质。通过补偿变换，数据输入装置的颜色值的变化性质至少应大致均匀。例如，Karhunen-Loeve-变换能够被用作补偿变换。如果数据输入装置是扫描仪，那么，为了获得分析用的基本数据，许多不同的胶片种类和种类被优选地扫描。
对于结构为数据接口的数据输入装置，它不改变数据或信息，它必须为数据输入装置生成一个轮廓或使用补偿变换。即使是用扫描仪也能够放弃使用轮廓，但这是以牺牲数据输出的质量为代价的。
一旦按照上述的方式已经获得第一图象数据，这些数据不受数据输入装置的影响，然后，它们就进行有利的最佳化变换，或者，对受这些影响的第一图象数据进行清理的处理操作被包括在最佳化变换中。例如，用提到的补偿变换能够执行第一变换。接着，从第一颜色空间到第二颜色空间的变换发生，并清理受数据输入装置影响的第一颜色空间。紧接着最佳化变换，进入标准颜色空间(例如，sRGB或Lab)的另一个变换能够发生，调整到人类眼睛或人类的颜色感觉并且与输出装置无关。由于这一到标准颜色空间的变换，变换的数据的动态范围和层次能够被获得，它们适合于普通纸。动态范围和层次的对准能够接着发生。这样的到标准颜色空间的变换尤其是被执行在输入的第一图象数据源于胶片的时候。照相纸的动态范围实际上小于具有拍摄了摄影信息的胶片的动态范围。尤其是照相纸的层次必须被考虑。可是，当第一图象数据源于数字照相机时，到标准颜色空间的变换是不必要的。紧接着到标准颜色空间的任选的变换，到输出介质的合适的最佳化的和标准化的第一图象数据能够被实现。同样应用在数据将被显示在监视器上的时候，即使比例较小。然后，按照这种方法为特定输出准备的数据能够被传送到输出装置或存储在存储介质上或通过网络(例如因特网)传送到数据接收者。
按照它们不受来自数据输入装置影响的这种方法，特别有利于修正第二图象数据。优选地，这也特别可以应用于用第一变换来变换第一图象数据。
按照第二图象数据是否是独立地从第一图象数据获得、或者是否它们是在数据的衰减以前或以后和在轮廓应用的以前或以后从第一图象数据获得，第一和第二变换能够被确定。通过数字系统和混合系统的方法，各种变形在下面被描述。
因此，在说明不同的实施例期间，将进一步揭示本发明的实质性的特征。尤其是，单个实施例的特征能够被组合。
图1说明按照第一变体的数字系统；图2说明按照第二变体的数字系统；图3说明一个混合系统；图4说明测试数据的确定；图5说明的位置匹配的改进的方法。
图1中说明的数字系统表示一台照片复制器或一台照片印像机，照片复制器或照片印像机最佳化输入数字摄影图象数据，然后在输出装置上输出它们。
数字扫描仪被配备作为扫描胶片的输入装置。由扫描仪获得的影象数据代表第一图象数据。另外，数据接口也能够被配备，通过它们，未校整的数字被输入作为第一图象数据。
为了去掉由输入过程引起的系统性的误差，第一图象数据能够提供(经受)所谓的轮廓。为了确定轮廓，人们必须首先测量，优选地为整个颜色空间测量，在信息的颜色值中的什么程度的变化被引起在数据输入装置的输入的前面和后面。轮廓被结构这样这些变化被倒过来。尤其是，通过标准化的颜色表的方法，能够测量扫描仪的颜色值的变化性质。产生不受来自数据输入装置影响的数据是使用轮廓的目的。
第一图象数据通常是高分辨率的数据，具有每一个大于1兆的图素。在图中用宽线表示，它说明高的数据量。
现在，当不受数据输入装置影响的第一图象数据被给出时，通过一个最佳化变换，它们被转换成最佳化的第一图象数据。最佳化的第一图象数据特别地按照这样一种方法被最佳化在摄影的拍摄和存储期间的特别的系统的误差被去除。然后，如果需要的话，这些最佳化的数据能够变换成上面提到的标准颜色空间，并且，优选地，也接受适应变换，适应变换实现最佳化的数据到输出装置的适应。如已经提到的，数据能够被输出在照相纸上，照相纸的层次必须被考虑。如果最佳化的数据将要被送到网络或因特网上的客户，那么，这可以不做进一步的适应，或者直接或者在最佳化变换以后进入标准颜色空间。客户请求也能够被考虑，其中，客户指令被输入到照片复制器或本发明的最佳化装置，指明适应最佳化的第一图象数据的输出装置。例如，客户指令可以指明特定的彩色喷墨型和使用普通纸。因此，客户送到因特网上，然后，与客户指令一起的数字，作为第一图象数据，通过数字接口，被输入到最佳化装置，并且，然后，在作为最佳化的第一图象数据和/或标准化的和/或适应的最佳化数据的最佳化以后，再次通过因特网送回到客户。当然，刚描述的通过本发明的优选装置的方法的处理的方式，不限于按照图1的实施例，而且应用于按照本发明的所有的最佳化装置。
如果在图1中所示的数字系统包括一个输出装置，输出装置用于在输出介质上的再生，例如照片复制器，那么，已经校正的数据，例如在照片CDs上的，当然也能够被组合成照片复制器的印像过程，如在图1中的下面所示，因此，校正的数字能够被直接送到输出装置。如果这些校正的数字还未被标准化，那么，当然，它们也能够被送到在图1中所示的在标准化以前的数据流程中，使得它们在标准颜色空间中被变换。
在图1中还指明在左半边的过程与第二颜色空间相关，而在右半边的过程与第一颜色空间相关。假定在最佳化变换以前和以后的第一图象数据是在第一颜色空间。如已经在上面提到的，在第一颜色空间中的最佳化变换以前的第一图象数据，也能够是在最佳化变换后的第三颜色空间中，这区别于第一和/或第二颜色空间，并且更适合于最佳化的第一图象数据的输出。
按照本发明，最佳化变换对应于几个变换的组合，即尤其是，第一变换、校正变换、和第二变换的组合。如已经在上面提到的，为了受数据输入装置影响的数据的清理的变换能够被合并到最佳化变换中，这将在下面与图2一起进一步讨论。变换能够被顺序执行。然而，也能够由这些变换形成单个的变换，即最佳化变换。如由虚线所示，最佳化变换能够被直接应用到第一图象数据，它对应于提到的变换的组合。
第一变换D2K变换第一图象数据到第二颜色空间，优选地，第一图象数据不受数据输入装置的影响。如果第一图象数据受数据输入装置的影响，那么，这些影响能够被最小化或用下面描述的校正补偿。
第一颜色空间通常是RGB颜色空间，其中，一种颜色分别被分配到坐标的一根轴线。第二颜色空间是优选的区间，其中，一根轴线被分配给颜色浓度，而其它两根轴线确定描述颜色的平面。
然后，在第二颜色空间中找到的第一图象数据进行颜色的正常化。为此，变换成该颜色空间的第一图象数据尤其不受数据输入装置的影响。按照与拍摄期间的误差无关的方法，通过颜色正常化，数据被变换，这应用于整个的一组，或者，这样的误差至少被最小化。例如，如果用相同的胶片已经记录了一组图象，那么，数据被变换成胶片相关的颜色空间。又例如，如果用相同的数字照相机拍摄了一组，那么，它们被变换成数字的与照相机无关的颜色空间，它与数字照相机的类型无关。
当CNT是以一组的分析为基础时，紧接着应用另一个变换(CDC)，这是以将要处理的实际的分析为基础的。因此，特征取出过程和分类策略优选地被用于估算用于每一个单独的的最好的颜色和浓度校正。
CNT和CDC组合构成校正变换。这是多维的校正变换的实质特征。尤其是，这不仅仅发生偏移或缩放比例的应用。校正变换特别引起提到的颜色浓度变换，尤其是在第二颜色空间中的旋转和/或剪切。使用这一颜色浓度变换特别能够补偿在摄影拍摄和/或存储和/或数据输入期间的不需要的颜色偏移。在校正变换完成以后，如在图1的实施例中所示的校正的第一图象数据，通过K2D，被转换回到第一颜色空间，这尤其能够是一个RGB颜色空间。
优选地，变换D2K和K2D被用于这样一些变换执行从专用的第一颜色空间到专用的第二颜色空间的变换，和从那里回到第一颜色空间或到专用的颜色空间的变换。为了确定变换D2K，有代表性的数据集优选地被形成在第二颜色空间，并且一个对应的数据集在第一颜色空间中。两个数据集被称为第一和第二测试数据。它们优选地表示相同的。变换D2K优选地被结构成这样当他们表示相同的时，在变换以后，第一测试数据对应于第二测试数据。这一适应过程或衰减过程在下面与混合解决方案一起被进一步描述。
这是本发明的特定的实施例在第一和第二图象数据之间创建一种关系的变换也被用在最佳化变换中。尤其是这一变换被用作第一变换。因此，作为第一图象数据最佳化使用的相同的变换D2K优选地也被用在从第一图象数据中取出第二图象数据。
然而，为了取出第二图象数据，除了变换D2K以外的另加的数据操作发生，使得在D2K变换以后第二图象数据不同于第一图象数据。该操作是数据量的一个衰减，特别优选地与丢失(LOSS)结合。为了确定校正变换而分析第二图象数据，因此减少的数据量有意义地使得处理最小化。优选地，衰减被执行在D2K变换的前面，使得变换的耗费也被减少。因此，第一图象数据优选地被减少，例如，通过二次抽样或求平均。然后，这些减少的第一图象数据承受导致第二图象数据的D2K变换。因此，第二图象数据表示与第一图象数据相同的，然而，有意义地减少了分辨率。第二图象数据的每一个500到5000个图素已经有经验证明足够获得好的校正结果。在属于一起的一组(例如由相同的胶片)将要被最佳化的情况中，以新获得的第二图象数据为基础，第二图象数据优选地被存储和/或分别适当地被修改。因此，分析的第二图象数据优选地进入由一组产生的CNT。分析的第二图象数据优选地进入CDC，第二图象数据表示为与第一图象数据相同的，是被最佳化变换最佳化了的。
图2也表示一个数字系统或数字照片复制器。其使用的变换是不同的，它被称为KLT，并且是以分析为基础的，尤其是以将要被变换的数据的统计分析为基础的。以这一分析为基础，能够以这样的方法结构KLT数据输入装置的颜色值的变化性质被去掉或者被补偿。从而，使用轮廓也是不必要的。这样的变换的例子是Karhunen-Loeve-变换，如在EP0586773A1或者在由AnilK.Jain,Prentice Hall,1989的“Fundamentals of Digital Image Processing”中所描述的那样。在图2说明的情况中，第二图象数据也不同于承受KLT的第一图象数据。为了取出第二图象数据，第一图象数据被首次减少(例如二次抽样或求平均)。结果数据构成确定KLT的分析基础。一旦KLT已被确定，减少的第一图象数据被KLT变换成第二颜色空间并且在那里表示第二图象数据。在图1中所示的情况中被用作取出第二图象数据的相同的KLT也被用作最佳化变换，如在图2中所示。对应于图1的实施例，第二图象数据也用在图2的实施例中，作为确定校正变换的分析基础。用从图1得知的K2D变换执行到第一颜色空间的倒过来的变换。如果替代使用KLT-1变换(这是与KLT变换相反的)，那么，将再次发生数据输入装置的影响。这通常是不需要的。然而，当影响是需要的或可以忽略时，KLT-1变换能够被用作倒过来的变换。
因此，最佳化的变换OT组合所有的变换，这些变换被组合成一个过程。它与高分辨率的摄影图象数据，即第一图象数据有关，并且用下面的等式(1)描述在图1中所示的系统，而用下面的等式(2)描述在图2中所示的系统OT=K2DxCDCxCNTxD2K(1)OT=K2DxCDCxCNTxKLT(2)符号“x”表示为了形成新的(组合的)变换而组合多个变换的组合运算符。变换CDC和CNT的组合表示校正变换的一个实施例。在等式(2)中，OT消除了可能的颜色变化性质，因此完成一个轮廓的任务。在等式(1)中，OT不需要完成这一任务，因为按照图1，在OT以前已经使用过一个轮廓。
如果最佳化的第一图象数据从输出装置输出到纸上，并且，如果第一图象数据是以数字扫描仪扫描的胶片为基础，那么，从胶片(色彩)浓度到理想化的纸的(色彩)浓度的非线性变换被优选地使用，理想化的纸的(色彩)浓度包括普通纸的特性。如果数据被送到特定的输出装置，那么，正确的印像轮廓能够被运用。
参考图3，按照本发明的最佳化装置在下文中被描述为结构成所谓的混合系统的照片复制器的一部分。混合系统由用于服务印像(其中，原胶片被暴光在照相纸上)的常规的印像机以及数字系统组成，数字系统用于数据的纯数字处理和索引印像的生产，并产生存储在数据载体上或通过网络传送的数字数据，数字数据与服务印像或索引印像有相同的。索引印像在一张纸上显示几个，然而，比服务印像具有较低的分辨率。与上述的两个数字系统相比，在混合系统中的胶片不仅被扫描，而且也能够被用作在暴光系统中的实际的照片拷贝处理。因此，与数字系统相比，两个扫描仪被使用，一个为数字扫描仪，而优选地，另一个是所谓的光扫描仪。在数字情况中的数字扫描仪是普通的扫描仪它包括一台每一个图素(RGB)仅具有三种颜色通道的CCD传感器，而且具有特别高的局部分辨率，分辨率至少是每一个大约100,000图素(例如索引印像)，通常是每一个为1兆到10兆。优选地，光扫描仪具有较大数量的颜色通道，优选地是在10个以上的颜色通道，通常是35个颜色通道。因此，光扫描仪捕捉图素的颜色的值，比数字扫描仪更精确。然而，与数字扫描仪相比，它具有优选的有意义的较低的局部分辨率。
当光扫描仪的颜色通道不同于数字扫描仪的颜色通道时，如上面所述，与在图3中所示的简单的实施例相比，光扫描仪传送颜色数据不与源自数字扫描仪的第一图象数据在同样的第一颜色空间。
由上面提到的尤其是具有强的光和低的局部分辨率的光扫描仪获得的数据，已经证明有一个确定校正变换的合适的起始点。由此，由光扫描仪获得的数据被分析，尤其是统计分析。为了获得反映光扫描仪的影响的数据库，优选地，分析是以许多不同的胶片类型和类型为基础的。按照该分析，变换光扫描仪的数据到被用作第二图象数据的第二颜色空间中的变换被确定，第二图象数据不受光扫描仪的影响。上面已经提到的Karhunen-Loece-变换优选地被用作变换。按照本发明，已经用光扫描仪扫描的也被数字扫描仪扫描。因此，第一图象数据的生成与第二图象数据的生成是无关的，但是，第一图象数据和第二图象数据都是以相同的或者至少部分地以一组的相同的为基础的。如在EP0586773和US-A-5,365,353中描述的那样分析第二图象数据，分析的结果被用作确定上面已经描述的校正变换(CNY,CDC)。然后，确定这一方法的校正变换被应用于第二图象数据。通过如在EP0586773和US-A-5,365,353中描述的进一步的变换，最后的校正的第二图象数据被变换成控制数据，控制数据用于在暴光系统中的把胶片暴光在照相纸上。
按照本发明，第二图象数据不仅被用作暴光控制，而且也确定最佳化变换，最佳化变换最佳化第一图象数据。
第二图象数据特别用于确定第一变换。因此，通过二次抽样或求平均，第一图象数据被减少。然后，按照在变换后与第二图象数据对应(尽可能)的方法，变换减少的第一图象数据的变换被确定。常规的衰减过程或者适应过程被用作这种变换的确定，如在下面更进一步详细的描述的那样。按照变换减少的第一图象数据到第二图象数据的方法确定的变换被称为D2K。变换D2K在最佳化的变换中被用作第一变换，并且变换第一图象数据到第二颜色空间。由D2K变换的第一图象数据与数据输入装置无关，因为这对第二图象数据也是真实的。因此，轮廓的使用是不必要的。通过变换D2K，数据输入装置(数字扫描仪)的影响被最小化或者被去除。
如已经在图1和2中描述的那样，作为最佳化变换的一部分的校正变换被从第二图象数据获得。由校正变换校正的第一图象数据，通过由图1可知的变换K2D，被变换回到第一颜色空间，并因此完成最佳化变换。
由图3可知，其余留部分已经与图1和2一起被说明，所以进一步的描述可以在这里被省略。
能够用下面的等式描述混合系统的最佳化变换OTOT=K2DxCDCxCNTxD2K1通过在减少的第一图象数据和第二图象数据的不同的颜色空间中的适应，描述变换D2K1的矩阵的确定在下文中用图4说明。优选地，适应按这样的方法实现从第一图象数据选取第一测试数据，从第二图象数据选取第二测试数据。因此，图4表示一个实施例。用光扫描仪和数字扫描仪扫描胶片3。用点2指示数字扫描仪的测量点。光扫描仪具有一个粗略的立体的分辨率，它用小圆圈表示。因此，由第二图象数据获得的这些数据被选择为第二测试数据，第二测试数据优选地大约位于胶片的中央，并用圆圈1表示在图4上。因此，许多第一图象数据2被分配给圆圈1，它们源自相同的胶片区域。当多个第二测试数据(图4中的圆圈)是在2到4个数量级时，优选地大约是在三个数量级(大约1000)时，证明是足够的。优选地，至少从一组或胶片的几个的一部分获得第二测试数据。因此，图4中排列的圆圈延伸通过整个胶片，获得测试数据的区域，即图4中表示的圆圈，在下文中被称为位置(locations)。在第二颜色空间中，用坐标klt0klt1klt2描述第二测试数据。每一个测试数据点与一个特定的位置i相结合，它再次与许多第一测试数据相结合，他们用坐标(rgb0,rgb1,rgb2)表示。
在上面提到的方式中，为每一个位置i描述测试向量vi如下vi=(klt0,klt1,klt2,rgb0,rgb1,rgb2,l)在上面提到的等式中，“rgb”分别表示在被确定的位置i处确定的全部的第一图象数据的平均值，如在图4中的圆圈所示。如果KLT是Karhunen-Loece-变换，那么，klt0,klt1,klt2表示用Karhunen-Loece-变换方法变换的数据的第一个3个系数，其数据用光扫描仪输出。
一旦以上面的方式为壁位置i确定了测试向量，那么，优选地为单个的向量计算重量w=l/sig2因此，“sig”定义来自在位置i处的平均的全部数据的坐标rgb0,rgb1,rgb2的一个数据点的rgb坐标的标准偏移。
在下面的步骤中，相关的矩阵被累加。后面有一个7*7的维。相关矩阵被计算如下CM=3wi*vi*viT求和发生在所有的测试位置，优选地是如图4所示的沿着胶片的中心线。操作Vi*viT结果形成一个矩阵。
然后，D2K1和K2D1按下面的步骤进行计算。对应于这些变换的矩阵能够从CM获得，其中，子矩阵被取出。下面的等式被用作生成kltj(j=0,1,2)作为rgb值的函数kltj=D2Kj01*rgb0+D2Kj11*rgb1+D2Kj21*rgb2+D2Kj31具有5*5维的子矩阵CMKLTj从CM的行和列j,3,4,5,6获得。为了获得IMKLTj，这一矩阵被转置IMKLTj=CMKLTj-1然后，矩阵D2K1的成分结果如下D2Kj01=IM01/IM00D2Kj11=IM02/IM00D2Kj21=IM03/IM00
D2Kj31=IM04/IM00为了计算rgbj(j=0,1,2)作为KLT的函数，下面的等式被使用rgbj=K2D0j1*klt0+K2D1j1*klt1+K2D2j1*klt2+K2D3j1子矩阵CMRGBj被顺序地取出，它具有一个5*5的维，并且来自CM的列和行j+4,1,2,3,6。这一矩阵被转置IMRGBj=CMRGBj-1矩阵K2D1的成分由此被获得K2D0j1=IM01/IM00K2D1j1=IM02/IM00K2D2j1=IM03/IM00K2D3j1=IM04/IM00在理想的情况中，矩阵乘积D2K1xK2D1导致单位矩阵。然后，这是在第二测试数据和相结合的第一测试数据实际上源自相同位置i并因此完全的局部叠合存在时的情况，尽管胶片被两种不同的扫描仪扫描。这是另外的条件线性关系存在于在第一颜色空间和第二颜色空间之间。事实上，矩阵乘积提供对在第一和第二测试数据之间的好的局部叠合或位置关系的测量。这一测量能够与在线性衰减中的r-因素相比较，并且能够被用于确定在两个扫描仪之间的系统位置偏差或局部偏差。由此，最好为不同的位置偏差和选择的矩阵K2D1，通过测试向量和矩阵CM等等方法，执行上面藐视的计算。这是以矩阵乘积D2K1*K2D1导致的最好的叠合为基础的。
在图5中，以图示的方法，说明怎样才能够执行这样的处理方法。一旦反复确定了位置偏差，它就能够被用作下一张胶片处理过程的开始值。
EP0586773和US-A-5,365,353中揭示的内容这里被结合到说明中。
权利要求
1．摄影图象数据的最佳化设备，包括一个用于第一图象数据输入的数据输入装置，第一图象数据存在于第一颜色空间并表示一个摄影图象或一组摄影图象、一个最佳化第一图象数据的最佳化装置、和一个数据输出装置，数据输出装置用于最佳化的第一图象数据的输出，最佳化的第一图象数据表示一个摄影图象或一组摄影图象，其中，最佳化装置在第一图象数据上执行最佳化变换，最佳化变换对应于至少是下面的变换的组合把第一图象数据从第一颜色空间变换到另外的第二颜色空间的第一变换，校正在第二颜色空间中的被变换的第一图象数据的校正变换，和把第二变换被校正的第一图象数据变换到第三颜色空间的第二变换。
2．按照权利要求1所述的最佳化设备，其中，校正变换至少包括一个对应于在第二颜色空间中的颜色浓度变换的变换，因此，颜色浓度变换被结构成这样趋向于表示一个灰色值的图象数据至少是接近于颜色空间轴，颜色空间轴描述第二颜色空间中的颜色浓度。
3．按照权利要求1所述的最佳化设备，其中，校正变换是以分析第二图象数据为基础的，第二图象数据存在于第二颜色空间中，并且区别于由第一变换变换的第一图象数据。
4．按照权利要求3所述的最佳化设备，其中，第二图象数据代表一个实际上具有比第一图象数据低的局部分辨率的图象。
5．按照权利要求3所述的最佳化设备，其中至少是从以第一图象数据为基础的摄影图象的一部分或者一组摄影图象获得第二图象数据。
6．按照权利要求3所述的最佳化设备，其中，从第一图象数据获得第二图象数据，由此因丢失而减少了第一图象数据的数据量，并执行从第一颜色空间到第二颜色空间的变换。
7．按照权利要求6所述的最佳化设备，其中，第一变换是一个补偿变换，它变换减少的第一图象数据到第二颜色空间。因此，补偿变换是以减少的第一图象数据的统计分析为基础的，它反映通过数据输入装置的许多和/或多组的输入，并且，因此，补偿变换至少要对图象数据输入装置的颜色值的变化性质进行大致的补偿。
8．按照权利要求6所述的最佳化设备，其中，按照预定的校正规则，在第一颜色空间中，第一图象数据被变化，校正规则是以测量的数据输入装置的颜色值的变化性质为基础的，因此，变化发生在第一图象数据衰减的执行以前，并且，因此，用颜色空间变换来变换变化的和减少的图象数据到存在第二图象数据的第二颜色空间。
9．按照权利要求1所述的最佳化设备，其中，用第一和第二测试数据确定第一变换，因此，第一测试数据存在于第一颜色空间，而第二测试数据存在于第二颜色空间，并且，第一变换是被这样确定的在第一测试数据到第二颜色空间的变换以后，来自未变换的第二测试数据的变换的第一测试数据偏差被最小化。
10．按照权利要求9所述的最佳化设备，其中，由至少用第一图象数据表示的一个摄影图象的一个部分或者一组摄影，生成第一测试数据和第二测试数据，因此，为了确定第二测试数据，一个摄影图象或者一组摄影图象的颜色值被统计分析。
11．按照权利要求10所述的最佳化设备，其中，把第二测试数据变换到第一颜色空间的第一个倒过来的变换被这样确定在第二测试数据到第一颜色空间的倒过来的变换以后，来自未变换的第一测试数据的变换的第二测试数据偏差被最小化，并且，通过两个矩阵的矩阵乘积的结果，测试第一变换的质量，并且，尤其是，测试结果被用作第一变换的最佳化，因此，两个矩阵中的一个表示第一变换，而其他的矩阵表示第一个倒过来的变换。
12．照片复制器，具有按照权利要求1到11所述的最佳化设备和与数据输出装置连接的图象再现装置，根据最佳化第一图象数据在输出介质上生成图象。
13．一种最佳化摄影图象数据的最佳化的方法，尤其是，使用按照权利要求1到11的最佳化装置或者按照权利要求12的照片复制器，包括下列步骤通过数据输入装置接收第一图象数据，第一图象数据存在于第一颜色空间，并表示一个摄影图象或一组摄影图象，对接收的第一图象数据进行最佳化变换，以便生成最佳化的第一图象数据，因此最佳化变换至少包括下列变换的组合把第一图象数据从第一颜色空间变换到另外的第二颜色空间的第一变换，校正在第二颜色空间中的被变换的第一图象数据的校正变换，和把第二变换被校正的第一图象数据变换到第三颜色空间的第二变换。和通过数据输出装置输出表示一个摄影图象或一组摄影图象的最佳化的第一图象数据。
14．当在计算机上执行或装载到计算机时使得计算机执行按照权利要求13所述的方法的程序。
15．计算机程序产品，尤其是计算机程序的存储介质，它包括按照权利要求14所述的程序。
全文摘要
摄影图象数据最佳化设备,第一图象数据存在于第一颜色空间并表示一个摄影图象或一组摄影图象,被最佳化的第一图象数据最佳地表示一个摄影图象或一组摄影图象,该最佳化设备对第一图象数据执行最佳化变换,最佳化变换对应于至少是下面的变换的组合:从第一颜色空间变换第一图象数据到另外的第二颜色空间的第一变换;校正在第二颜色空间中的变换的第一图象数据的校正变换;和变换校正的第一图象数据到第三颜色空间的第二变换。
文档编号G06T1/00GK1299075SQ0013662
公开日2001年6月13日 申请日期2000年11月10日 优先权日1999年11月11日
发明者P·佐利克尔, W·克拉夫特 申请人:格雷塔格成象贸易公司