К.О.Гусев
Исследование методов компенсации неравномерности освещенности кадра в фильм-сканере
Kirill Gusev
Research of Illuminance Nonuniformity Correction Methods in Film Scanners

Фильм-сканеры находят применение в системах производства кинофиль-мов с промежуточным цифровым этапом, при реставрации архивных кино-фильмов цифровыми методами, а также при создании фильмов, предназначен-ных для показа в цифровых кинотеатрах, когда в фильм должны войти сцены, снятые как традиционными, так и цифровыми кинокамерами.
Одним из параметров, определяющих качество перевода киноизображения в цифровой вид в фильм-сканерах, является неравномерность освещенности кадра в кадровом окне. Неравномерность яркости полученного с фильм-сканера изображения обусловлена как несовершенством оптических систем, имеющих более низкое светопропускание по краям, так и особенностями конструкции ос-ветительной части. Для более равномерного освещения кадрового окна прини-маются специальные меры, например, осветитель строится по схеме сферы Ульбрихта. Но даже несмотря на эти меры, добиться идеально равномерной ос-вещенности кадра невозможно. Остаточную неравномерность можно скомпен-сировать цифровыми методами.
В основу такой коррекции предлагается положить перемножение отсчетов файлов изображений, получаемых с фильм-сканера, на корректирующую дву-мерную матрицу коэффициентов. Такая матрица может быть получена из изо-бражений открытого кадрового окна, то есть изображений, полученных съем-кой кадрового окна без кинопленки. Однако эти изображения характеризуются зашумленностью, и для получения корректирующих матриц необходимо про-вести их фильтрацию. При этом к фильтрации не предъявляется настолько же жестких требований, как при шумоподавлении на сюжетном изображении, так как неравномерность носит низкочастотный характер, полезные высокочастот-ные детали отсутствуют. Еще один способ борьбы с шумом – накопление серии изображений и их последующее усреднение. Если усреднение производится по n кадрам, то отношение сигнал/шум улучшается в vn раз. Кроме того, изобра-жение открытого кадрового окна можно рассматривать как двумерную функ-цию, отсчеты которой взяты с некоторой ошибкой. Для получения корректи-рующей матрицы можно произвести аппроксимацию такой функции при по-мощи сплайнов.
В работе рассмотрены методы коррекции неравномерности, получение корректирующих матриц в которых осуществляется с применением:
• фильтрации изображения открытого кадрового окна;
• усреднения по нескольким кадрам;
• аппроксимации бикубическими сплайнами.
Изложены математические основы этих методов; выявлены достоинства и не-достатки. Приведены и проанализированы практические результаты их приме-нения.