KR100269202B1 - 색영역분할을통한색보정방법및장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 최소한의 색차로 원화상을 출력하도록 색보정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 이를 임의의 화상입력기기로부터 출력되는 색신호 RiGiBi를 임의의 화상출력기기의 특성에 맞게 보정하기 위한 색보정장치에 있어서, RiGiBi가 어느 색구간에 속하는지를 판단하기 위해 상기 RiGiBi의 색구간을 균등하게 나누기 위한 색구간분할부와, 색구간분할부에서 출력되는 값을 이용하여 변환행렬식을 선택하기 위한 계수를 출력하기 위한 행렬식 선택부와, 각 패치에 해당하는 변환행렬식을 저장하고 있으며 행렬식 선택부에서 출력되는 계수를 어드레스로 하여 해당 어드레스의 변환행렬식을 출력하기 위한 저장수단과, 저장수단에서 출력되는 변환행렬식을 RiGiBi에 곱함으로써 보정된 색신호 RoGoBo를 출력하기 위한 승산부로 구성된다. 따라서, 기존의 색영역 분할방식에 비해 정교한 색보정이 가능할 뿐 아니라 기존의 룩업테이블을 사용한 색보정 방식에 비해 기억소자의 수를 감소시킬 수 있다.

Description

색영역 분할을 통한 색보정방법 및 장치

제1도는 본 발명에 의한 색영역 분할을 통한 색정보방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

제2도는 제1도에 있어서 제300단계의 상세흐름도이다.

제3도는 본 발명에 의한 색영역 분할을 통한 색보정장치의 일실시예에 따른 블럭도이다.

제4도는 제3도에 있어서 행렬식 선택부의 내부 구조를 나타낸 도면이다.

제5a도, 제5b도는 종래에 사용된 색영역 분할의 예를 나타낸 도면이다.

제6a도 내지 제6f도는 본 발명에서 사용된 색영역 분할의 예를 나타낸 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 승산부 20 : 색구간분할부

30 : 행렬식 선택부 40 : 계수 룩업 테이블

본 발명은 칼라 재현 시스템에 관한 것으로, 특히 최소한의 색차로 원화상을 출력하도록 색보정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 들어 매체가 다른 여러 시스템간에서 칼라 재현이 중요하게 부각되고 있다. 통상적으로 스캐너(scanner)에서 읽혀진 영상이나, 모니터에 나타난 영상을 칼라 프린터에 출력하게 되면, 프린터에서 출력되는 화상은 스캐너에서 읽혔거나 모니터에서 생성된 원화상과는 상이하다. 왜냐하면, 모니터의 수상관(CRT) 상의 영상이나 스캐너의 경우 가법혼색계(Additive Color System)를 사용하는 반면, 프린터의 경우 감법혼색계(Subtractive Color System)를 사용하는 등 색재현 방식에서 차이가 나고, 또한 색재현 영역에서 차이가 나기 때문이다. 따라서 프린트할 경우에는 입력색공간에 적합한 색변환(Color Transformation)이 이루어져야 한다.

여기서 색변환의 방법에는 일반적으로 함수식을 이용한 방법, 룩업 테이블(LUT:Look Up Table)을 이용한 방법, 변환행렬식(Transform Matrix)을 이용한 방법 등이 있다. 기존의 색변환에 사용되던 행렬식은 보통 3*3 행렬식, 3*6 행렬식 또는 3*9 행렬식 등이 있고, 이 행렬식은 입력신호 RiGiBi 대 출력신호 RoGoBo의 관계로 다항회귀분석(Multiple Regression Analysis)방법을 이용함으로써 구해지고, 구해진 행렬식은 원화상에 곱함으로써 색보정을 하게 된다.

그러나, 입력신호 RiGiBi의 공간과 출력신호 RoGoBo의 공간 사이의 관계가 선형적이지 않고 불균일하기 때문에 하나의 행렬식만으로 색보정을 하는 것은 충분치 못하다. 이를 해결하기 위한 방법으로서, 첫째는, 신문의 프린터 시스템에서 텔레비젼(TV) 등의 화상을 재현할 때 피부색의 색차를 줄이기 위해 입력신호 RiGiBi 공간을 '피부색' 구간과 '그외의 색' 구간으로 분류하고, 각 구간에 대한 입력신호 RiGiBi 대 출력신호 RoGoBo의 관계를 다항회귀분석을 이용하여 변환행렬식을 구한다.

둘째는, 첫째 방법을 개선한 것으로서 입력색 공간을 '피부색', '무채색', '적(Red)', '녹(Green)', '청(Blue)', 의 다섯 구간으로 분류하고, 각 구간에 대한 입력신호 RiGiBi 대 출력신호 RoGoBo의 관계를 다항회귀분석을 이용하여 변환행렬식을 구한다.

색공간을 나누는 방법은 먼저 RGB 색좌표계를 아래 제(1)식에 의해 제5a도와 제5b도와 같이 2차원 평면상에 투사한다.

이 2차원 평면상에 색의 위치를 표시하기 위해서는 좌표축을 p, q로 가정했을 때 아래 제(2)식과 같다.

즉, 제5a도와 제5b도에서와 같이 '피부색', '무채색', '적(Red)', '녹(Green)', '청(Blue)' 공간을 균등하게 나누어 처리하게 된다. 그러나 이렇게 구간을 나누는 것은 RGB 공간의 특성에 맞게 나눈 것이 아닐 뿐 아니라 프린터의 출력특성을 제대로 반영할 수 없다. 따라서 각 구간내에서 구해진 변환행렬식 자체도 많은 오차를 내포하게 되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 입력색공간을 RGB 공간의 특성에 맞게 분류함으로써 색보정을 신속하고 정교하게 하도록 하기 위한 색보정방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 색보정방법을 실현하는데 가장 적합한 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 임의의 화상입력기기로부터 입력되는 색신호 RiGiBi를 임의의 화상출력기기의 특성에 맞도록 보정하기 위한 색보정방법에 있어서,

상기 RiGiBi를 입력으로 하는 상기 화상출력기기로부터 출력되는 RoGoBo로부터 형성된 소정갯수의 패치를 측색하고, 측색값을 입력 색공간과의 관계식으로 역계산한 RcGcBc와 상기 패치를 형성할 때의 RoGoBo와의 관계식인 변환행렬식을 구하기 위한 제1단계;

상기 제1단계에서 구한 상기 변환행렬식을 이용하여 각 변환행렬식의 적용가능범위를 판단하기 위하여 허용 오차값을 입력하기 위한 제2단계;

상기 제1단계에서 구한 변환행렬식을 적용하여 RcGcBc를 계산하고, 구하고자 하는 RoGoBo와의 오차를 구한 후, 상기 오차가 상기 허용오차값 이내에 있는 패치번호, 갯수 및 변환행렬식을 저장하기 위한 제3단계;

상기 제3단계에서 저장한 패치갯수를 기준으로 하여 변환행렬식을 내림차순으로 정렬하기 위한 제4단계;

상기 제4단계에서 정렬된 순서로 입력되는 RiGiBi의 색구간을 분류하기 위한 제5단계;

상기 제5단계에서 분류된 색구간들을 색보정에 사용될 수 있도록 분류된 색구간의 갯수, 각 구간에 적용될 변환행렬식, 각 구간에 해당하는 패치번호들을 저장하기 위한 제6단계; 및

상기 화상입력기기로부터 보정할 색신호 RiGiBi가 입력되면 상기 제6단계에서 저장된 데이터를 이용하여 패치에 어디에 속하는지를 비교하고, 상기 패치가 속한 구간의 변환행렬식을 곱함으로써 색보정을 하기 위한 제7단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 임의의 화상입력기기로부터 출력되는 색신호 RiGiBi를 임의의 화상출력기기의 특성에 맞게 보정하기 위한 색보정장치에 있어서,

상기 RiGiBi가 어느 색구간에 속하는지를 판단하기 위해 상기 RiGiBi의 색구간을 균등하게 나누기 위한 색구간분할부;

상기 색구간분할부에서 출력되는 값을 이용하여 변환행렬식을 선택하기 위한 계수를 출력하기 위한 행렬식 선택부;

각 패치에 해당하는 변환행렬식을 저장하고 있으며 상기 행렬식 선택부에서 출력되는 계수를 어드레스로 하여 해당 어드레스의 변환행렬식을 출력하기 위한 저장수단; 및

상기 저장수단에서 출력되는 변환행렬식을 상기 RiGiBi에 곱함으로써 보정된 색신호 RoGoBo를 출력하기 위한 승산부를 포함함을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

색보정을 이루기 위해서는 먼저 각 구간내의 색변환 행렬식이 구해져 있어야 한다. 제1도는 본 발명에 의한 색영역 분할을 통한 색보정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

제1도를 참조하면, 제100단계에서는 RGB를 각각 균등하게 증가시키면서 만든 출력물인 각 패치(patch)를 단일 색공간에서 측색하여 그 측색값을 입력 색공간과의 관계식으로 역계산한 RiGiBi와 패치를 만들때의 RoGoBo와의 관계식을 한 패치를 중심으로 8 내지 27개의 패치값들을 사용하여 구한다.

여기서 변환 행렬식을 구하는 순서를 상세히 설명하기로 한다.

첫째, 먼저 컴퓨터에 의해 RoGoBo값을 균등하게 나누어 패치를 만들어 프린트한다. 이때 RoGoBo는 예를 들면 R=0, 15, 30,....255, G=0.15, 30 .....255 B=0.15, 30....255로 15단계로 만들었다면 패치의 개수는 17*17*17=4913개의 패치가 생긴다.

둘째, 출력물의 각 패치를 단일 색공간인 CIE XYZ나 CIE1976 L*a*b*값으로 측색기를 통하여 측색한다.

셋째, CIE XYZ나 CIE1976 L*a*b*값으로 화상이 만들어진 소오스, 즉 모니터 혹은 스캐너 등과 단일 색공간과의 관계식을 이용하여 역으로 RcGcBc를 계산한다. 이 RcGcBc는 실제 입력화상의 RGB값이 되고 이 RGB값을 출력하기 위해서는 RoGoBo를 프린터로 출력해야 한다는 의미이다.

즉, 제100단계에서는 상기 순서로 한 패치를 중심으로 8 내지 27개의 패치를 이용하여 RiGiBi로 RoGoBo를 변환하는 변환행렬식을 구한다.

제200단계에서는 제100단계에서 구한 변환행렬식을 적용하여 계산된 값(RcGcBc)과 원하는 출력값(RoBoBo)과의 오차값이 어느 범위에 있는 것만을 이용할 것인가를 결정하기 위해 외부로부터 허용 오차값을 입력받는다. 여기서, 오차값(△RGB)은

로 나타낼 수 있다. 이때 한 패치를 중심으로 구해진 변환행렬식을 그 패치 주위로 이동시키면서 적용시킬 경우에 구한 패치에서 멀어질수록 오차값은 커지게 된다. 이때 허용 오차 범위를 작게 할 경우 색영역이 여러개로 분할되는 대신 더 정확한 색보정을 이룰 수 있으며 허용 오차 범위를 크게 할 경우 색영역이 분류되는 갯수가 작아지는 대신 색보정 과정이 간단하게 된다.

제300단계에서는 제100단계에서 구한 변환 행렬식으로 패치를 이동해 가면서 그 변환 행렬식이 이동된 패치에서 제200단계에서 입력받은 허용 오차값 이내로 적용이 가능한가를 체크한다. 이때 허용오차값 이내의 패치는 그때의 변환 행렬식에 덧붙여 그 패치의 번호를 저장하고, 전체를 다 끝냈을 경우는 적용할 수 있는 패치의 갯수를 저장한다.

제300단계에 대한 상세한 설명을 제2도를 통해 설명하기로 한다.

제2도를 참조하면, 구해진 변환행렬식을 적용하여 RcGcBc를 계산하고(제31, 32단계), 구하고자 하는 RoGoBo와의 차이를 구한 후(제33단계) 그 오차를 입력된 허용 오차값과 비교하고(제34단계), 그 오차가 허용 오차값보다 적으면 현재 패치번호, 범위내의 패치갯수, 그때의 변환행렬식을 저장한다(제35 내지 39단계).

제400단계에서는 제300단계에서 구해진 허용 오차값 이내의 패치갯수를 기준으로 내림차순으로 정렬한다. 이 정렬된 결과는 각 변환행렬식에 대한 적용범위를 나타낸다.

제500단계에서는 제400단계에서 내림차순 정렬된 결과를 이용하여 입력 색공간을 분류한다. 이때 정렬된 최상단 것은 적용되는 패치의 수가 가장 많으므로 가장 넓게 적용되며 따라서 그때의 변환행렬식의 값과 적용되는 패치의 번호를 저장한 다음 그 패치번호들을 이용하여 정렬되어 있는 리스트들 중에서 중복된 것을 제외한다. 정렬된 최상단의 데이터를 제외한 나머지로 제400단계를 반복수행하고, 입력 색 공간을 모두 적용가능한 상태가 되면 루프를 돈 만큼의 갯수로 색영역을 분류할 수 있다.

제600단계에서는 각 분류된 구간들을 실제보정에 사용될 수 있도록 한 것으로, 분류된 구간의 갯수와 각 구간에 적용될 변환행렬식, 그리고 각 구간에 해당하는 패치번호를 저장한다.

제700단계에서는 제600단계에서의 값들을 이용해서 색보정을 수행하기 위한 단계로서, 보정할 RiGiBi가 입력되면 패치의 어디에 속하는지를 비교하고 그 패치가 속한 구간의 변환행렬식(M)을 곱함으로써 색보정을 이룬다. 이를 식으로 나타내면 다음과 같다.

제3도는 본 발명에 의한 색영역 분할을 통한 색보정장치의 일실시예에 따른 블럭도이다.

승산부(10)는 입력되는 RiGiBi에 적합한 변환행렬식을 곱하기 위한 것으로서, 이때 변환행렬식 Mi는 계수 룩업테이블(40)에서 출력된 것이다. 승산부(10)의 출력인 RoGoBo는 색보정된 출력값이다.

색구간분할부(20)는 입력되는 RiGiBi가 어느 구간에 속하는지를 판단하기 위해 먼저 RiGiBi의 구간을 균등하게 나누는데 예를 들어 RiGiBi 전체구간을 27개의 정육면체 형태로 나눈다면 R에 대하여 3개, G에 대하여 3개, B개에 대하여 3개로서, 총 3*3*3=27로 나누어진다.

행렬식 선택부(30)는 색구간분할부(20)의 출력신호를 어드레스로 하여 행렬식을 선택한다. 행렬식 선택부(30)는 제1도의 600단계에서 만들어진 0 내지 26까지의 번호와 번호에 대응하는 변환행렬식의 Mi의 i번째 계수값을 출력한다. 제4도는 행렬식 선택부(30)의 내부 구조를 나타낸 도면으로서, 각 패치가 적용되는 변환행렬식이 저장되어 있는 어드레스 번호를 나타낸다. 예를 들어 색구간분할부(20)에서 '2'가 출력되었다면 행렬식 선택부(30)에서는 '2'에 해당하는 '1'을 출력하게 된다.

계수 룩업테이블(30)는 변환행렬식이 저장된 룩업테이블로서, 행렬식 선택부(30)에서 선택된 값을 어드레스로 하여 해당 어드레스의 변환행렬식을 승산부(10)로 출력한다.

본 발명은 모니터 화상의 하드카피, 스캐너 화상의 프린트, 모니터의 색보정, 스캐너의 보정, 기타 칼라기기의 색보정에 이용될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 색영역 분할을 통한 색보정방법 및 장치에서는 기존의 색영역 분할방식에 비해 정교한 색보정이 가능할 뿐 아니라 기존의 룩업테이블을 사용한 색보정 방식에 비해 기억소자의 수를 감소시킬 수 있다.

또한 프린터 이외에 변환행렬식을 사용하는 모든 기기에 사용할 수 있고, 입, 출력기기의 특성을 반영하여 빠른 색보정이 가능하고, 색보정회로를 간소화시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 임의의 화상입력기기로부터 입력되는 색신호 RiGiBi를 임의의 화상출력기기의 특성에 맞도록 보정하기 위한 색보정방법에 있어서,

   상기 RiGiBi를 입력으로 하는 상기 화상출력기기로부터 출력되는 RoGoBo로부터 형성된 소정갯수의 패치를 측색하고, 측색값을 입력 색공간과의 관계식으로 역계산한 RcGcBc와 상기 패치를 형성할 때의 RoGoBo와의 관계식인 변환행렬식을 구하기 위한 제1단계;

   상기 제1단계에서 구한 상기 변환행렬식을 이용하여 각 변환행렬식의 적용가능범위를 판단하기 위하여 허용 오차값을 입력하기 위한 제2단계;

   상기 제1단계에서 구한 변환행렬식을 적용하여 RcGcBc를 계산하고, 구하고자 하는 RoGoBo와의 오차를 구한 후, 상기 오차가 상기 허용오차값 이내에 있는 패치번호, 갯수 및 변환행렬식을 저장하기 위한 제3단계;

   상기 제3단계에서 저장한 패치갯수를 기준으로 하여 각 패치에 대한 변환행렬식을 내림차순으로 정렬하기 위한 제4단계;

   상기 제4단계에서 정렬된 순서로 입력되는 RiGiBi의 색구간을 분류하기 위한 제5단계;

   상기 제5단계에서 분류된 색구간들을 색보정에 사용될 수 있도록 분류된 색구간의 갯수, 각 구간에 적용될 변환행렬식, 각 구간에 해당하는 패치번호들을 저장하기 위한 제6단계; 및

   상기 화상입력기기로부터 보정할 색신호 RiGiBi가 입력되면 상기 제6단계에서 저장된 데이터를 이용하여 패치에 어디에 속하는지를 비교하고, 상기 패치가 속한 구간의 변환행렬식을 곱함으로써 색보정을 하기 위한 제7단계로 이루어짐을 특징으로 하는 색보정방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1단계에서 구하는 변환행렬식은 하나의 패치를 중심으로 하여 나머지 패치를 이용하여 구해짐을 특징으로 하는 색보정방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2단계에서 입력되는 허용 오차값이 작은 경우 다수의 색영역으로 분할되고, 상기 허용 오차값이 큰 경우 소수의 색영역으로 분할됨을 특징으로 하는 색보정방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 제5단계는 제4단계에서 정렬된 최상단의 것이 변환행렬식과 적용되는 패치번호를 저장한 다음, 상기 패치번호를 이용하여 정렬되어 있는 리스트 중에서 상기 최상단의 것은 제외한 나머지로 다시 상기 제4단계와 제5단계를 반복수행하여 입력된 RiGiBi의 전체 색공간에 대하여 수행된 경우 상기 제4단계와 제5단계를 반복수행한 회수에 해당하는 수만큼 색공간을 분류함을 특징으로 하는 색보정방법.
5. 임의의 화상입력기기로부터 출력되는 색신호 RiGiBi를 임의의 화상출력기기의 특성에 맞게 보정하기 위한 색보정장치에 있어서,

   상기 RiGiBi가 어느 색구간에 속하는지를 판단하기 위해 상기 RiGiBi의 색구간을 균등하게 나누기 위한 색구간분할부;

   상기 색구간분할부에서 출력되는 값을 이용하여 변환행렬식을 선택하기 위한 계수를 출력하기 위한 행렬식 선택부;

   각 패치에 해당하는 변환행렬식을 저장하고 있으며 상기 행렬식 선택부에서 출력되는 계수를 어드레스로 하여 해당 어드레스의 변환행렬식을 출력하기 위한 저장수단;및

   상기 저장수단에서 출력되는 변환행렬식을 상기 RiGiBi에 곱함으로써 보정된 색신호 RoGoBo를 출력하기 위한 승산부를 포함함을 특징으로 하는 색보정장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 저장수단은 룩업테이블로 이루어짐을 특징으로 하는 색보정장치.