用於紅外光影像校正及增强之方法本發明係關於經掃描之電影底片的恢復及影像處理之領域。
在美國專利第4,680,638號中，係教示一種藉由使用一紅外光信號與一視訊信號以控制來自該等缺陷區域中該底片之其他部分的資訊之置換而隱藏底片中的缺陷之方法。此專利提到"青底片染料對紅外光輻射之傳輸具有輕微影響"且因此需要一些"遮罩"。而對此遮罩方法無詳細描述，且關於該缺陷檢測方法中沒有使用底片模型。其中所描述的方法可由來自該底片中的其他彩色記錄的一些殘留的交互通道干擾予以產生紅外光通道。這隨後將降低該檢測與校正方法之有效性。為此原因，需要一種克服此限制之方法。
在美國專利5,266,805號中，係教示一種經由一紅外光通道之使用而補償在底片記錄媒體上之缺陷的方法。模糊像素之校正係藉由使用包含於一影像之幀中的資訊予以獲取。該校正方法允許諸如灰塵與刮擦的缺陷經由該影像資料之空間影像處理的審慎應用予以移除。此專利揭示在經掃描之紅色記錄中的交叉可經由線性代數方法(第11欄，第44-65行)予以移除。此方法係一種在該掃描過程期間移除該等染料之間不合需要的交互作用之有效但稍微簡單化的方法。較高階的交互作用及非線性反應可在底片顯影的過程中發生，導致影像內容存在於所偵測的紅外通道中。且一種說明交互相關的非迭代的方法可對異常值敏感。由於獲取一統計上獨立的紅外通道之重要性，因此尋找解相關(decorrelating)該等輸入通道(紅、綠、藍紅外線)的替代改良方法。事實上所有經掃描之底片缺陷偵測/校正方法需要一高品質的紅外通道，以便提供高品質的偵測/校正。因此雖然現今已知的解相關的方法通常係令某些底片掃描滿足，但該解相關方法之改良將產生對缺陷更好的偵測。
本發明提供一種用於利用從掃描底片獲取的輸入通道提供一適用於後續之後處理的經校正之獨立紅外通道之方法。美國專利第5,266,805號教示使用線性代數方法從該紅外通道移除通道間的交互作用，以允許最佳灰塵/污漬偵測。較高階模型及非線性估計方法可產生對該獨立紅外通道的更多穩健估計。建立此一模型需要瞭解該實體底片媒體中的彩色記錄間的相互作用及瞭解穩健估計方法。舉例而言，充分描述底片特性之適當的非線性模型包含具有多於一個片段之分段線性模型、樣條模型、基於查找表的模型及多項式模型。藉由描述一種用於對獨立之紅外通道的改良估計之方法，將極大改良意用於該實體底片媒體之掃描中的缺陷之偵測及校正的後續處理。具有對被掃描的底片材料之知識，吾人可提供適當的模型參數以利於該解相關過程。該等參數亦可藉由一直接在該影像資料上執行估計的估計演算法予以提供。最終，該估計演算法本質上可予以重覆，使得在該最終迭代所產生的該等參數為更精確與可靠。
在本發明之一實施中，一種說明在該等彩色記錄與該紅外通道間的線性及非線性通道間的相關性之底片模型係用以提供一種改良的紅外通道。
在本發明之另一實施中，一種說明在該等彩色記錄與該紅外通道間的通道間的相關性之底片模型係用以提供一種經改良的紅外通道且該模型之該等係數係基於被掃描的該底片材料之知識予以提供。
在本發明之另一實施中，使用一種說明在該等彩色記錄與該紅外通道間的通道間的相關性之底片模型；然而該模型之該等係數係從經掃描的影像資料予以估計。
在本發明之另一實施中，使用一種說明在該等彩色記錄與該紅外通道間的通道間的相關性之底片模型。然而該模型之該等係數首先係從經掃描的影像資料予以估計，且接著其等係與用於已知底片材料的模型參數庫比較，且接著用於一現有底片材料之最接近的參數組係予以使用。
在本發明之另一實施中，不管是否利用一線性、片段線性、多項式、樣條、基於查找表的模型，或其他複雜模型，該參數估計步驟係經反覆使用，使得來自一或更多彩色通道的至少一像素係被排除在該估計步驟期間的每個後續迭代之外。
從以下該等較佳實施例及附屬請求項之詳細描述之回顧中並參考該等隨附圖式可更清楚地瞭解並意識到本發明之此等及其他態樣、目的、特點及優點。
以下將參考該等隨附圖式描述本發明。
圖1說明本文所揭示之本發明的前提。諸如灰塵、刮痕或毛髮之普通缺陷10可能會出現在一連串影像中的一給定幀中。在理想狀況下，此等缺陷將出現在該紅外通道11中使得下方的影像內容不再出現。然而，有不可避免的影像內容漏失至實際的紅外通道中，其連同該等缺陷通常係視為該影像資料12之"幻影"。本發明之目標是消除在所擷取的紅外通道12中所見的影像內容之交互關聯並產生一更理想的紅外通道11。
圖2顯示用於一典型的底片材料之光譜染料密度。因為該等染料具有重疊的光譜回應且因為該等光譜回應深入延伸至該紅外線範圍內，所以當估計理想的獨立紅外通道時，將必需說明通道間的相關性。
圖3顯示在底片中說明該紅外通道與該等可見彩色記錄間的較高階交互作用之模型之一實例。該紅外通道係藉由符號I表示，且在底片中的該等可見彩色記錄係藉由條項R、G及B表示。該等模型參數係藉由符號L表示，其中下標表明與該參數關聯的模型條項。在此模型中，描述該系統的有九個參數。在此特定模型中，可見的是有包含的線性條項(LR、LG及LB)以及較高階(非線性)條項(LRG、LRB、LGB、LR2、LG2、LB2)。具有這些較高階條項的紅外通道之校正可大體上提供該理想的獨立紅外通道之改良估計。
該拆解模型可藉由一具有至少兩部分的片段線性模組、一查找表、一多項式或一用於特定底片材料的一預定組參數予以提供。
該拆解模型之參數可藉由分析該一或更多彩色通道及紅外通道予以估計。舉例而言，吾人可利用迴歸分析以確定用於該紅外拆解模型之該等參數。
此外，該參數估計可藉由一迭代程序予以改良，其中來自一或更多彩色通道的至少一像素係排除在一後續迭代之外。此種穩健估計程序允許最終估計的參數較少受該原始資料中的雜訊及異常值之影響。此迭代方法可被應用於在美國專利第5,266,805號中描述的線性模型中，或可應用於本發明所描述的更複雜模型中的任何一者。
圖4顯示本發明之一實施例之方塊圖。來自一藉由一紅外線光源致動的軟片掃描器之影像可提供RGB影像資料40以及一紅外通道42。藉由提供模型參數48，一諸如圖3中顯示的模型之模型可用於步驟44以校正該紅外通道46。此校正可用於後續的後處理中。
圖5顯示本發明之另一實施例之方塊圖。來自一藉由一紅外線光源致動的底片掃描器之影像可提供RGB影像資料50以及一紅外通道52。此處，該等模型參數係從該掃描資料直接予以估計54，並用以校正56該紅外通道，且提供一經校正的紅外通道58。若該參數估計步驟係經反覆執行，則此可在校正之前發生在該估計54之點上。
圖6顯示本發明之另一實施例之方塊圖。來自一藉由一紅外線光源致動的底片掃描器之影像可提供RGB影像資料60以及一紅外通道62。此處，該等模型參數係從經掃描的資料直接予以估計64且係與一已知的模型庫65比較。最接近的匹配模型參數係經選擇並用以校正66該紅外通道，且提供一經校正的紅外通道68。
10．．．普通缺陷
11．．．所需紅外通道
12．．．經量測的紅外通道
40．．．RGB影像資料
42．．．紅外通道
44．．．紅外線校正
46．．．經校正之紅外通道
48．．．底片材料模型
50．．．RGB影像資料
52．．．紅外通道
54．．．參數估計
56．．．紅外線校正
58．．．經校正之紅外通道
60．．．RGB影像資料
62．．．紅外通道
64．．．參數估計
65．．．模型查找
66．．．紅外線校正
68．．．經校正之紅外通道
圖1說明一具有其所需之紅外通道及其所量測的紅外通道之影像；
圖2顯示用於底片材料之光譜染料密度，其中可見該等染料具有彼此重疊的回應且該等光譜回應正好延伸至該紅外線範圍內；
圖3顯示用於說明在底片中的紅外通道與可見彩色記錄間的相互關係之模型之一實施例；
圖4顯示一用於本發明之一實施例的總配置的方塊圖，其利用一特定底片模型在一影像序列上操作並產生一經校正之紅外通道；
圖5顯示一用於本發明之一實施例的總配置的方塊圖，其藉由首先從該紅外線及可見彩色記錄估計該等模型參數，並隨後利用此等估計參數產生一經校正的紅外通道而在一影像序列上操作；及
圖6顯示一用於本發明之一實施例的總配置的方塊圖，其藉由首先從該紅外線及可見彩色記錄估計該等模型參數，該紅外線及可見彩色記錄係用以選擇用於已知媒體的參數庫中的最接近的匹配，而在一影像序列上操作；接著該等最佳匹配模型參數係用以利用此等估計參數產生一經校正的紅外通道。
10．．．普通缺陷
11．．．所需紅外通道
12．．．量測的紅外通道