用于预览数字运动图像内容的方法和设备

摘要

本发明的一个实施例提供了一种产生查用表的系统，该查用表可以用于预览数字运动图像内容。在工作期间，该系统接收数字运动图像工作流的分析模型(500)。接着，该系统选择一组输入像素值。然后，该系统利用该组输入像素值和该分析模型确定一组输出像素值。最后，通过使该组输入像素值与该组输出像素值相关，该系统产生查用表。该分析模型包括许多用于捕获数字运动图像工作流中的各级的模型。这些模型可以包括记录器模型(502)、底片模型(504)、印片机模型(506)、正片模型(508)以及放映机模型(510)。

说明书

技术领域

本发明涉及用于处理数字图像的技术。更具体地说，本发明涉及用于预览数字运动图像内容的方法和设备。

背景技术

随着计算机系统越来越强大，它们被逐渐用于图像处理的密集计算任务。具体地说，运动图像业越来越依赖计算机系统来修改和预览胶片。

图1示出描述数字运动图像工作流的流程图。

在摄像机将景物102成像在底片(negative film)104上时，开始典型数字运动图像工作流。接着，扫描摄像机的底片104，以产生数字图像文件106。请注意，可以以多种文件格式，解码该数字图像文件。例如，该数字图像文件可以是DPX/思诺恩(Cineon)文件。

然后，可以在计算机系统上编辑该数字图像文件，然后，将该数字图像文件记录在底片110上。接着，可以处理底片110，以产生正片112。最后，通过将该正片投影在剧院的屏幕114上，可以在剧院内放映该正片。

在被投影在剧院(或者电影院)屏幕上时，在计算机系统中编辑数字图像文件会对被编辑的景物外表产生不利影响。具体地说，景物或者在编辑处理期间附加或者处理的特技可以与对未被编辑的景物的视觉和感觉不匹配。因此，可以如同出现在剧院屏幕上一样预览运动图像非常重要，这样，可以在显影该胶片之前，确定这种不一致。

请注意，当要在剧院屏幕上放映它时，可以利用数字图像文件106产生数字运动图像的预览108。某些现有技术利用查用表(look-up table，LUT)将数字图像文件106中的输入像素值变换为对应于剧院屏幕114上的放映内容的输出像素值。

通常，现有技术根据经验产生查用表。将含有大量彩色饰片的特定数字图像文件显影并投影在剧院屏幕上。接着，将投影图像上某个区域的颜色与该数字图像文件中的相应区域内的颜色进行比较，以确定该查用表中相应项目的值。

不幸的是，这些现有技术存在许多缺点。首先，这些技术耗时，而且是劳动强度大，因为它们要求在确定查用表之前显影该彩色饰片图像。其次，胶片显影处理可能产生可变结果，这可能对查用表的准确性产生不利影响。再次，特别是在深色饰片上，测量值受到仪器噪声的影响，这也可能降低查用表的准确性。最后，这些现有技术通常没有灵活性，即，即使运动图像工作流中的步骤之一被修改，要产生体现了该修改工作流的影响的新查用表，就必须重复整个胶片显影处理。

因此，需要一种当在剧院内投影数字图像内容时，通过计算机监视器预览数字图像内容，而不存在上述缺陷的方法和设备。

发明内容

本发明的一个实施例提供了一种产生查用表的系统，该查用表可以用于预览数字运动图像内容。在工作期间，该系统接收数字运动图像工作流的分析模型。接着，该系统选择一组输入像素值。然后，该系统利用该组输入像素值和该分析模型确定一组输出像素值。最后，通过使该组输入像素值与该组输出像素值相关，该系统产生查用表。

在该实施例的变型中，该分析模型包括许多用于捕获数字运动图像工作流中的各级的模型。这些模型可以包括记录器模型、底片模型、印片机模型、正片模型以及放映机模型。该记录器模型捕获用于将包含在数字图像文件内的可视信息记录在彩色底片上的记录器的性能(behavior)。底片模型捕获在该记录器使该彩色底片曝光时该彩色底片的性能。印片机模型捕获用于将包含在该彩色底片上的可视信息印制在彩色正片上的印片机的性能。正片模型捕获在该印片机使该彩色正片曝光时彩色正片的性能。最后，放映机模型捕获用于将包含在该正片上的可视信息投影在剧院屏幕上的电影放映机的性能。

在该实施例的进一步变型中，该底片模型使用通过首先接收光谱染料密度曲线、标准像素值以及标准密度值确定的底片的特性曲线。接着，该系统利用该光谱染料密度曲线确定状态密度值与染料量之间的关系。然后，通过利用该像素值和该密度值校准该关系，该系统确定底片的特性曲线。

在该实施例的进一步变型中，该底片模型使用通过首先接收光谱染料密度曲线、标准像素值以及标准密度值确定的正片的特性曲线。接着，该系统利用该光谱染料密度曲线确定状态密度值与染料量之间的关系。然后，通过利用该像素值和该密度值校准该关系，该系统确定正片的特性曲线。

在该实施例的变型中，该输入像素值是DPX格式的，而该输出像素值在CIELAB彩色空间内。

本发明的一个实施例提供了一种产生数字图像预览的系统。在工作期间，该系统接收利用数字图像工作流的分析模型产生的查用表。接着，该系统接收含有数字图像内容的输入数字图像。然后，该系统利用该输入数字图像文件中的像素值和该查用表产生该数字图像内容的预览。

本发明的一个实施例提供了一种产生数字图像预览的系统。在工作期间，该系统接收数字运动图像工作流的分析模型。接着，该系统接收含有数字图像内容的输入数字图像文件。然后，利用该输入数字图像文件中的像素值和该分析模型，该系统产生该数字图像内容的预览。

附图说明

图1示出描述数字运动图像工作流的流程图。

图2示出根据本发明实施例的彩色底片的特性曲线。

图3示出根据本发明实施例的彩色底片的光谱灵敏度曲线。

图4示出根据本发明实施例的彩色底片的光谱染料密度曲线。

图5示出描述根据本发明实施例的运动图像工作流的分析模型的方框图。

图6示出根据本发明实施例的记录器模型。

图7示出根据本发明实施例的底片模型。

图8示出根据本发明实施例的印片机模型。

图9示出根据本发明实施例的正片模型。

图10示出根据本发明实施例的放映机模型。

图11示出根据本发明实施例，在利用任意光谱分布图的光源对胶片进行曝光时，用于确定可以精确确定胶片上的染料密度的特性曲线的处理过程的流程图。

图12示出描述根据本发明实施例利用分析模型产生查用表的处理过程的流程图。

图13示出描述根据本发明实施例利用查用表预览数字运动图像内容的处理过程的流程图。

具体实施方式

下面的描述意在使本技术领域内的技术人员实施和使用本发明，而且根据特定应用及其要求，提供下面的描述。对于本技术领域内的技术人员，对所公开的实施例所做的各种修改是显而易见的，而且在不脱离本发明的实质范围的情况下，在此描述的一般原理可以应用于其他实施例和应用。因此，本发明并不局限于所示的实施例，赋予本发明符合在此公开的原理和特征的最宽保护范围。

本详细描述所说明的数据结构和代码通常存储在计算机可读存储介质上，该计算机可读存储介质可以是可以存储供计算机系统使用的代码和/或者数据的任意装置或者介质。这包括但并不局限于：磁和光存储装置，例如，磁盘驱动器、磁带、CD(压缩光盘)和DVD(数字通用光盘)；以及计算机指令信号，嵌入传输介质内(利用或者不利用通过其调制信号的载波)。例如，传输介质可以包括诸如因特网的通信网。

特性曲线

特性曲线描绘了对胶片施加的曝光量与对该胶片进行处理后的相应密度之间的关系。通常，通过胶片测试条测试密度值，在精心控制的条件下，在感光计中使该胶片测试条曝光，而在同样的控制条件下，处理该胶片测试条。

该测试条的密度范围通常最大限度模拟捕像情况。将在每个步骤接收的曝光量(度量单位为勒克斯)乘以曝光时间(度量单位为秒)，以产生以勒秒为单位的曝光值。水平轴表示曝光值的对数(以10为底的)，以产生特性曲线。该曲线还被称为感光灵敏度曲线，D Log H曲线，或者H-D(赫特-德里菲尔德)曲线。请注意，对于彩色胶片，通常有多个特性曲线，例如，每个彩色通道一个特性曲线。

图2示出根据本发明实施例的彩色底片的特性曲线。

曲线202、204和206分别是红色调制染料层(青色)、绿色调制染料层(品红)以及蓝色调制染料层(黄色)。

与胶片类型无关，通常，所有特性曲线均具有5个区域：D最小区域(最小密度)、趾区域、直线部分区域、肩部区域以及D最大(最大密度)区域。

在彩色底片上，基密度(或者D最小区域)值对应于记录底片密度的变化所需的最小曝光。换句话说，基密度是既不被曝光也不被显影的未定影底片或者正片(去除了所有银)。通常，由基密度测量曝光和显影产生的净密度。

趾区域是特性曲线中斜率(斜度)随着曝光常数的变化而逐渐升高的一部分。直线部分是斜率不发生变化的部分。对于最佳结果，应该将所有重要图像信息设置在直线部分。肩部区域是该曲线斜率降低的部分。超过最大密度(D最大区域)的曝光不提高胶片的密度。

状态密度计

如上所述被曝光和处理的测试胶片的特性曲线是利用特定处理技术处理的特定胶片的“绝对”或者“真实”特性曲线。

然而，有时需要将一个密度计产生的值与另一个密度计产生的值进行比较。利用状态密度计实现标准化。状态密度计涉及密度计根据特定光谱响应进行测量。

通常，利用采用一组精心匹配的标准滤色片的状态A密度计测量正片的密度。同样，通常，利用采用一组精心匹配的不同滤色片的状态M密度计测量底片密度。通常，密度计制造商生产密度计滤色片组。

光谱灵敏度曲线

光谱灵敏度描述胶片灵敏度范围内乳胶对该光谱的相对灵敏度。通常，彩色胶片具有多个光谱灵敏度曲线：每个彩色通道一个光谱灵敏度曲线。

通过以特定波长(光)辐照彩色胶片并测量获得的灵敏度，产生光谱灵敏度曲线。通常，以纳米为单位表示该光的波长，而将灵敏度表示为产生特定密度所需的曝光量(ergs/cm²)的倒数。沿X轴表示该光的波长，而沿Y轴表示灵敏度的对数。

图3示出根据本发明实施例的彩色底片的光谱灵敏度曲线。

典型光谱灵敏度曲线302、304和306分别对应于红色感光乳胶(青色染料形成)、绿色灵敏度感光乳胶(品红染料形成)以及蓝色灵敏度感光乳胶(黄色染料形成)。

光谱染料密度曲线

对曝光彩色胶片进行处理通常在该胶片的3个分离层上产生青色、品红和黄色染料图像。光谱染料密度曲线表示每种彩色染料对不同波长的光的吸收量。光谱染料密度曲线通常表示为了对特定目测和测量发光体形成1.0的视觉中性灰密度而归一化的染料。通常沿X轴表示光波长(例如，以纳米为单位)，而在Y轴上示出光谱密度。

在理想情况下，彩色染料应该仅吸收其自己区域内的光谱。然而，请注意，所有彩色染料均吸收该光谱其他区域内的一些波长。

图4示出根据本发明实施例的彩色底片的光谱染料密度曲线。

典型光谱染料密度曲线402、404和406分别对应于青色、品红和黄色。

实验室目标密度(LAD)

实验室目标密度(LAD)印制控制技术可以校准胶片处理装备(例如，印片机和记录仪)，以使它们真实再现该图像中的要求颜色。具体地说，对于彩色胶片，标准控制饰片规定通常对常规摄像机曝光获得的最小密度和最大密度之间的密度。可以利用这些彩色饰片校准胶片处理装备，例如，记录仪或者印片机。

本发明的一个实施例利用LAD数据校准彩色胶片的特性曲线。

运动图像工作流的分析模型

图5示出描述根据本发明实施例的运动图像工作流的分析模型的方框图。

运动图像工作流的分析模型500包括对运动图像工作流中的各步骤建模的许多部件。

记录器模型502对记录器将包含在数字图像文件中的可视信息记录在彩色底片上时记录器的性能建模。通常，通过根据数字图像文件中的像素值，调制红色激光、绿色激光和蓝色激光，彩色记录器产生光。

在一个实施例中，记录器模型502根据输入的像素值确定记录器产生的光的光谱特性。换句话说，记录器模型502利用数字图像文件中的像素值确定记录器产生的光的能谱。

图6示出根据本发明实施例的记录器模型。

可以使数字图像文件602中的每个像素与红色通道、绿色通道以及蓝色通道相关。可以利用这些彩色通道值确定红色激光606、绿色激光610和蓝色激光614的调制量。具体地说，可以利用一维查用表604、608和612分别确定红色激光、绿色激光和蓝色激光的调制量。请注意，这些调制量确定激光强度，反过来，该激光强度又影响底片的染料密度。在一个实施例中，校准该一维查用表，以使标准化像素值产生该底片的标准化染料密度。

返回去参考图5，底片模型504对记录器对彩色底片进行曝光时，该彩色底片的性能进行建模。我们记得，我们利用记录器模型502确定入射到该彩色底片上的光的能谱。此外，我们还记得，彩色底片根据其特性曲线对光谱曝光做出响应。因此，我们可以利用入射光的能谱和特性曲线确定染料密度。此外，请注意，每种染料都与光谱染料密度曲线相关。因此，利用染料密度和光谱染料密度曲线，我们可以确定彩色底片的光谱透射率(spectral transmittance)。

换句话说，底片模型504根据记录器的光能谱确定底片的光谱透射率。请注意，数字图像文件中的每个像素均与彩色底片上的区域相关，反过来，该彩色底片上的区域又与光谱透射率相关。

图7示出根据本发明实施例的底片模型。

光谱曝光702规定入射光的能谱。我们记得，染料根据光谱灵敏度曲线对光谱曝光做出响应。因此，利用光谱曝光702以及红色光谱灵敏度724、绿色光谱灵敏度726和蓝色光谱灵敏度728，可以分别确定青色染料、品红染料和红色染料的有效曝光量。然后，利用有效光谱曝光和彩色底片的红色特性曲线704、绿色特性曲线706和蓝色特性曲线708，可以分别确定青色染料量710、品红染料量712和黄色染料量714。一旦得知青色染料量710、品红染料量712和黄色染料量714，就可以利用基光谱密度730以及青色光谱密度曲线716、品红光谱密度曲线718和黄色光谱密度曲线720，分别确定彩色底片的光谱透射率722。

在一个实施例中，可以校准记录器和底片，以将来自激光一维查用表，即，604、608和612的输出值分别直接用作青色染料量710、品红染料量712和黄色染料量714。

参考图5，印片机模型506对用于将包含在彩色底片中的可视信息印制在彩色正片上的印片机的性能建模。具体地说，印片机模型506确定用于印制底片的印片机的光的能谱。请注意，一旦我们得知印片机的光的能谱和底片的光谱透射率，通过求印片机的光的能谱与底片的光谱透射率的乘积，我们就可以确定入射到该彩色正片上的光的能谱。

图8示出根据本发明实施例的印片机模型。

利用红色分束器804、绿色分束器806和蓝色分束器808，将来自印片机灯802的光分别分束为红色分量、绿色分量和蓝色分量。请注意，分色器是一种滤色片，例如，二色镜。接着，利用红色补偿片810、绿色补偿片812和蓝色补偿片814，进一步调制这些彩色分量。请注意，可以校准该红色补偿片、绿色补偿片和蓝色补偿片，以使它们产生该印制胶片的LAD密度。最后，附加调制彩色分量，以产生印片机光谱816。

返回去参考图5，正片模型508对在彩色正片被印片机的光曝光时该彩色正片的性能建模。我们记得，我们利用印片机模型506和底片光谱透射率确定入射到该彩色正片上的光的能谱。此外，我们记得，彩色正片根据其特性曲线对光谱曝光做出响应。因此，利用入射光的能谱和特性曲线，我们可以确定染料密度。请注意，每种染料均与光谱染料密度曲线相关。因此，利用染料密度和光谱染料密度曲线，我们可以确定该彩色正片的光谱透射率。

换句话说，根据入射光的能谱，正片模型508确定该正片的光谱透射率。请注意，数字图像文件中的每个像素均与彩色正片中的区域相关，反过来，彩色正片上的区域又与光谱透射率相关。

图9示出根据本发明实施例的正片模型。

光谱曝光902规定入射光的能谱。我们记得，染料根据其光谱灵敏度曲线对光谱曝光做出响应。因此，利用光谱曝光902以及红色光谱灵敏度924、绿色光谱灵敏度926和蓝色光谱灵敏度928，分别确定青色染料、品红染料和黄色染料的有效曝光。然后，利用有效光谱曝光以及红色彩色正片特性曲线904、绿色彩色正片特性曲线906和蓝色彩色正片特性曲线908，分别确定青色染料量910、品红染料量912和黄色染料量914。一旦得知青色染料量910、品红染料量912和黄色染料量914，就可以利用基光谱密度930以及青色染料光谱密度916、品红染料光谱密度918以及红色染料光谱密度920分别确定彩色正片的光谱透射率922。

参考图5，放映机模型510对电影放映机将正片投影在剧院(或者电影院)屏幕上时电影放映机的性能建模。具体地说，放映机模型510确定用于使图像显示在剧院屏幕上的放映机的光的光谱能量分布。请注意，一旦我们得知放映机的光的能谱和正片的光谱透射率，我们就可以确定剧院屏幕上的光谱能量分布。

换句话说，放映机模型510根据彩色(或者印制)正片的光谱透射率确定剧院屏幕上的光谱能量分布。请注意，数字图像文件中的每个像素均与剧院屏幕上的区域相关，反过来，剧院屏幕上的区域又与光谱能量分布相关。

图10示出根据本发明实施例的放映机模型。

通过利用热玻璃系数1004和透镜系数1006调制氙灯1002并增加闪光1008的作用，可以确定放映机的光的能谱。接着，利用彩色正片922的光谱透射率和放映机的光的能谱，可以确定剧院屏幕1010上的光谱能量分布。

请注意，该分析模型并不局限于特定彩色空间或者文件格式。在一个实施例中，输入数字图像文件是DPX格式的，而输出预览是CLELAB彩色空间。然而，本技术领域内的技术人员显而易见，该分析模型也可以采用其他文件格式和/或者彩色空间。

用于确定特性曲线的处理过程

染料量(704、706、708、904、906和908)的特性曲线是图7和图9所示分析模型的重要部分。然而，它们通常不是制造商市售的。因此，需要根据可用信息，确定这些特性曲线。

请注意，可以从制造商反复获得的状态M(或者状态A)的特性曲线规定具有特定光谱分布图的光源的曝光级范围内的密度值。然而，状态M(或者状态A)特性曲线不规定实际染料量。请注意，我们需要确定实际染料量，这样，在利用具有任意光谱分布图的光源对它曝光时，我们就可以确定胶片的光谱透射率。

本发明的一个实施例利用了下面的重要了解：利用状态M(或者状态A)的特性曲线、光谱染料密度曲线以及产生标准染料密度的标准像素值，我们可以确定彩色通道的特性曲线。

图11示出根据本发明实施例，在利用任意光谱分布图的光源对胶片进行曝光时，用于确定可以精确确定胶片上的染料密度的特性曲线的处理过程的流程图。

该处理过程以接收状态M(或者状态A)特性曲线、光谱染料密度曲线、标准像素值以及标准密度值开始(步骤1102)。

接着，该系统利用光谱染料密度曲线确定状态密度值与染料量之间的关系(步骤1104)。

在一个实施例中，利用数学表达式，表示状态密度值与染料量之间的关系。具体地说，在一个实施例中，通过利用染料密度曲线求获得目标状态M(或者A)密度值的染料量，可以确定该关系。请注意，在其当前方式下，根据实际曝光级，该关系不能确定实际染料量，因为该关系还没有被校准。

然后，该系统利用产生标准密度值的标准像素值校准该关系(步骤1106)。请注意，校准的关系是我们试图确定的特性曲线。此外，请注意，校准的关系可以根据实际曝光级确定实际染料量。

在一个实施例中，该系统利用产生胶片制造商规定的标准状态M(或者状态A)LAD密度的标准DPX像素值445校准该关系。

利用分析模型产生查用表的处理过程

图12示出描述根据本发明实施例利用分析模型产生查用表的处理过程的流程图。

该处理过程以接收数字运动图像工作流的分析模型开始(步骤1202)。

接着，该系统选择一组输入像素值(步骤1204)。在一个实施例中，该系统选择32×32×32＝32,768个像素值，其中每个像素值分别是三个彩色通道值的组合，其中从32个中的范围内，选择每个彩色通道值。

然后，该系统利用输入像素值和分析模型确定一组输出像素值(步骤1206)。

最后，通过使该组输入像素值与该组输出像素值相关，该系统产生查用表(步骤1208)。

在一个实施例中，输入像素值是DPX格式的，而在CIELAB彩色空间内，对输出像素值进行编码。此外，利用多种数据结构和/或者格式，表示和/或者存储该查用表。具体地说，在一个实施例中，利用ICC(国际色联盟(International Color Consortium))色彩描述文件(profile)，表示和/或者存储该查用表。

在一个实施例中，查用表具有32,768个以三维数据结构方式存储的单元，其中每维具有32个索引值。请注意，该查用表的每维可以分别对应于彩色通道。

预览数字图像内容的处理过程

图13示出描述根据本发明实施例利用查用表预览数字运动图像内容的处理过程的流程图。

该处理过程以接收利用数字运动图像工作流的分析模型产生的查用表开始(步骤1302)。

接着，该系统接收含有数字图像内容的输入数字图像(步骤1304)。

然后，该系统利用该输入数字图像文件和该查用表产生该数字图像内容的预览(步骤1306)。

在一个实施例中，通过利用与输入数字图像文件中的像素相关的三个彩色通道进行三维查找产生预览。

请注意，该系统可以利用分析模型直接产生预览，而不首先产生查用表，然后，利用该查用表产生预览。具体地说，该系统可以接收分析模型。接着，该系统利用输入数字图像文件中的像素值和分析模型产生数字图像内容的预览。

最后，请注意，本发明的实施例不需要耗时而且劳动强度大的人工操作，例如，处理胶片和测量密度。此外，该分析模型可以产生精确一致的结果，因为它没有采用通常引入变化和噪声的测量仪器和胶片处理技术。最后，该分析模型灵活，即，如果运动图像工作流中的步骤之一被修改，则仅需要修改该分析模型中的相应部件，而无需修改整个分析模型。

仅为了说明和描述问题，上面描述了本发明实施例。它们无意使本发明限于或者局限于所公开的形式。因此，对于本技术领域内的技术人员，许多修改和变型是显而易见的。此外，上面的公开无意限制本发明。所附权利要求书限定本发明的范围。