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KR20020088645A - Illuminant-adaptive color matching apparatus and method there of - Google Patents

Illuminant-adaptive color matching apparatus and method there of Download PDF

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Publication number
KR20020088645A
KR20020088645A KR1020010027419A KR20010027419A KR20020088645A KR 20020088645 A KR20020088645 A KR 20020088645A KR 1020010027419 A KR1020010027419 A KR 1020010027419A KR 20010027419 A KR20010027419 A KR 20010027419A KR 20020088645 A KR20020088645 A KR 20020088645A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
color
image
rgb
adaptive
lighting
Prior art date
Application number
KR1020010027419A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
윤창락
조맹섭
강병호
김진서
김홍기
한규서
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020010027419A priority Critical patent/KR20020088645A/en
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/64Circuits for processing colour signals
    • H04N9/67Circuits for processing colour signals for matrixing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Color Image Communication Systems (AREA)
  • Processing Of Color Television Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE: An apparatus and a method for correcting color adaptively to lighting are provided to make a color image identical to a color of the original by adaptively correcting the color image with analyzing a lighting environment, thereby automatically and efficiently performing color correction. CONSTITUTION: An apparatus for correcting color adaptively to lighting includes a reference color information database(210) storing color information related to a reference color sample according to a lighting environment; an adaptive color correcting element(250) performing adaptive color correction by using a color image input from the outside and the reference color information database for generating color transformer matrix, converting the input color image into a corrected color image by using the generated transformer matrix; a monitor color correcting element(260) converting the converted color image into color-united image by using a monitor profile(261).

Description

조명 적응적 컬러 보정 장치 및 그 방법{Illuminant-adaptive color matching apparatus and method there of}Illuminating-adaptive color matching apparatus and method there of}

본 발명은 디지털 영상 입력 장치 등이 적용되는 임의의 조명 환경에서 적응적으로 컬러 정보를 보정하여 원본의 컬러와 일치하는 컬러 영상을 획득하기 위한 조명 적응적 컬러 보정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디지털 영상 입력 장치 등이 적용되는 임의의 조명 환경을 분석하여 적응적으로 컬러 영상을 보정하여 원본의 컬러와 일치시킴으로써 자동적이고 효율적으로 컬러 보정을 수행할 수 있도록 하기 위한 조명 적응적 컬러 보정 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.The present invention relates to a lighting adaptive color correction apparatus and method for adaptively correcting color information in an arbitrary lighting environment to which a digital image input device is applied to obtain a color image that matches the original color. In detail, the lighting adaptive color correction to analyze the lighting environment to which the digital image input device is applied to adaptively correct the color image and match the original color to automatically and efficiently perform color correction. An apparatus, a method thereof, and a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing the method.

디지털 카메라, 디지털 캠코더 등과 같은 디지털 영상 입력 장치는 피사체에 대해 적(RED), 녹(GREEN), 청(BLUE)의 각 컬러 채널에 대해 정수값으로 구성된 이차원 영상을 생성한다. 이때, 디지털 영상 입력 장치가 생성하는 영상은 영상 획득 당시의 조명 환경에 민감하게 반응하여 서로 다른 조명 환경 하에서 서로 다른 영상을 생성한다. 이러한 현상은 고급 사용자의 예술적, 기술적 의도로 인한 영상 획득 기법으로 이용될 수도 있으나, 일반 사용자들은 의도한 영상을 획득하는 데 상당한 어려움을 겪게 된다.Digital image input devices such as digital cameras and digital camcorders generate two-dimensional images composed of integer values for each color channel of red, green, and blue for a subject. In this case, the image generated by the digital image input device is sensitive to the lighting environment at the time of image acquisition to generate different images under different lighting environments. This phenomenon may be used as an image acquisition technique due to the artistic and technical intention of advanced users, but general users have a considerable difficulty in obtaining an intended image.

또한, 컬러 주변 장비들간의 컬러 일치를 위해서는 영상 획득 당시의 조명 정보를 이용하는 것이 정확한 컬러 재생 효과를 기대할 수 있고, 디지털 영상 입력장치에서 적응적으로 조명 정보를 이용하여 컬러 변환을 수행할 수 있다면 항상 동일한 영상을 획득할 수 있을 뿐만 아니라 고급 컬러 변환 및 일치 기술을 적용할 수 있게 된다.In addition, for color matching between color peripheral devices, it is possible to expect accurate color reproduction effect by using lighting information at the time of image acquisition, and always perform color conversion using lighting information adaptively in a digital image input device. In addition to acquiring the same image, advanced color conversion and matching techniques can be applied.

또한, 현재 디지털 영상 입력 장치의 수요는 전자 영상 산업 및 인터넷의 발전으로 인해 수많은 응용 분야에서 괄목할 만한 성장을 보이고 있으나, 디지털 영상 입력 장치는 영상 획득시 조명에 적응적으로 대처하지 못하는 단점을 지니고 있으며, 다양한 컬러 일치 및 보정에 관한 기술적 한계를 지니고 있어 사용자들의 기대에 부응하지 못하고 있는 실정이다.In addition, the demand for digital video input devices has shown remarkable growth in a number of applications due to the development of the electronic imaging industry and the Internet, but digital video input devices have a disadvantage in that they cannot cope with lighting adaptively when acquiring images. In addition, due to the technical limitations for various color matching and correction is not meeting the expectations of the user.

이처럼, 기존의 디지털 영상 입력 장치는 다양한 조명 환경에 적응적으로 대처하지 못하여 획득된 컬러 영상의 품질이 조명 상태에 따라 저하되는 단점이 있으며, 전문가 및 일반 사용자가 디지털 영상 입력 장치에서 제공하는 조명 환경 정보만을 이용하여 수동적으로 컬러 영상의 컬러 보정을 수행해야 하는 불편함이 있다.As such, the conventional digital video input device does not adaptively cope with various lighting environments, and thus the quality of the obtained color image is deteriorated depending on the lighting conditions, and the lighting environment provided by the professional and general users in the digital video input device is provided. It is inconvenient to manually perform color correction of a color image using only information.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 컬러 영상 획득시의 조명 환경을 분석하여 조명에 적응적으로 컬러를 보정하는 조명 적응적 컬러 보정 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and an illumination adaptive color correction apparatus for correcting color adaptively to illumination by analyzing an illumination environment at the time of acquiring a color image, and a program for realizing the method. Its purpose is to provide a computer-readable recording medium having recorded thereon.

도 1a 는 본 발명에 따른 기준색 컬러 정보 데이터베이스(DB) 구축 과정에 대한 일실시예 설명도.1A is a diagram illustrating an embodiment of a process of constructing a reference color information database (DB) according to the present invention;

도 1b 는 본 발명에 따른 기준색 컬러 정보 데이터베이스(DB)의 일실시예 구조도.1B is a structural diagram of an embodiment of a reference color information database DB according to the present invention;

도 2 는 본 발명에 따른 조명 적응적 컬러 보정 장치에 대한 일실시예 구성도.2 is a block diagram of an embodiment of an illumination adaptive color correction device according to the present invention;

도 3 은 본 발명에 따른 조명 적응적 컬러 보정 방법에 대한 일실시예 흐름도.3 is a flow diagram of an embodiment of an illumination adaptive color correction method in accordance with the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

140, 210 : 기준색 컬러 정보 데이터베이스(DB)140, 210: target color information database (DB)

250 : 적응적 컬러 보정부 251 : 조명 평가기250: adaptive color correction unit 251: lighting evaluator

253 : 컬러 변환 행렬 생성기 260 : 모니터 컬러 보정부253: color conversion matrix generator 260: monitor color correction unit

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 조명 적응적 컬러 보정 장치에 있어서, 조명 환경에 따른 기준색 샘플에 관한 컬러 정보를 저장하고 있는 기준색 컬러 정보 저장 수단; 외부로부터 입력되는 컬러 영상과 상기 기준색 컬러 정보 저장 수단을 이용하여 적응적 컬러 보정을 수행하여 컬러 변환 행렬을 생성하고, 상기 생성된 컬러 변환 행렬을 이용하여 상기 입력 컬러 영상을 보정 컬러 영상으로 변환하기 위한 적응적 컬러 보정 수단; 및 상기 적응적 컬러 보정 수단에서 변환된 보정 컬러 영상을 모니터 프로파일을 이용하여 컬러 일치된 컬러 영상으로 변환하기 위한 모니터 컬러 보정 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.An apparatus of the present invention for achieving the above object is an illumination adaptive color correction apparatus, comprising: reference color color information storage means for storing color information about a reference color sample according to an illumination environment; Adaptive color correction is performed using a color image input from the outside and the reference color information storage means to generate a color conversion matrix, and convert the input color image into a corrected color image using the generated color conversion matrix. Adaptive color correction means for; And monitor color correction means for converting the corrected color image converted by the adaptive color correction means into a color matched color image using the monitor profile.

한편, 본 발명의 방법은, 조명 적응적 컬러 보정 장치에 적용되는 조명 적응적 컬러 보정 방법에 있어서, 조명 환경에 따른 기준색 샘플에 관한 컬러 정보로 기준색 컬러 정보 데이터베이스를 구축하는 제 1 단계; 임의의 조명 환경하에서 획득된 컬러 영상과 상기 기준색 컬러 정보 데이터베이스의 컬러 정보를 이용하여 컬러 영상 조명 정보를 평가하는 제 2 단계; 상기 평가된 컬러 영상 조명 정보와 상기 기준색 컬러 정보 데이터베이스의 컬러 정보를 이용하여 적응적 컬러 보정을 수행하여 컬러 변환 행렬을 생성하는 제 3 단계; 및 상기 생성된 컬러 변환 행렬과 모니터 프로파일을 이용하여 상기 획득된 컬러 영상을 변환하는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the method of the present invention, the illumination adaptive color correction method applied to the illumination adaptive color correction apparatus, comprising: a first step of constructing a reference color color information database with color information about a reference color sample according to an illumination environment; A second step of evaluating the color image illumination information using the color image acquired under an illumination environment and the color information of the reference color information database; Generating a color conversion matrix by performing adaptive color correction using the evaluated color image illumination information and color information of the reference color information database; And converting the obtained color image by using the generated color conversion matrix and the monitor profile.

한편, 본 발명은, 프로세서를 구비한 조명 적응적 컬러 보정 장치에, 조명 환경에 따른 기준색 샘플에 관한 컬러 정보로 기준색 컬러 정보 데이터베이스를 구축하는 제 1 기능; 임의의 조명 환경하에서 획득된 컬러 영상과 상기 기준색 컬러정보 데이터베이스의 컬러 정보를 이용하여 컬러 영상 조명 정보를 평가하는 제 2 기능; 상기 평가된 컬러 영상 조명 정보와 상기 기준색 컬러 정보 데이터베이스의 컬러 정보를 이용하여 적응적 컬러 보정을 수행하여 컬러 변환 행렬을 생성하는 제 3 기능; 및 상기 생성된 컬러 변환 행렬과 모니터 프로파일을 이용하여 상기 획득된 컬러 영상을 변환하는 제 4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.On the other hand, the present invention provides a lighting adaptive color correction apparatus having a processor, comprising: a first function of constructing a reference color color information database with color information about a reference color sample according to an illumination environment; A second function of evaluating color image illumination information using a color image acquired under an arbitrary lighting environment and color information of the reference color information database; A third function of generating a color conversion matrix by performing adaptive color correction using the evaluated color image illumination information and color information of the reference color information database; And a computer readable recording medium having recorded thereon a program for realizing a fourth function of converting the obtained color image using the generated color conversion matrix and monitor profile.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a 는 본 발명에 따른 기준색 컬러 정보 데이터베이스(DB) 구축 과정에 대한 일실시예 설명도이고, 도 1b 는 본 발명에 따른 기준색 컬러 정보 데이터베이스(DB)의 일실시예 구조도이다.FIG. 1A is a diagram illustrating an example of a process of constructing a reference color color information database (DB) according to the present invention, and FIG. 1B is a structural diagram of an embodiment of the reference color color information database (DB) according to the present invention.

먼저, 기준색 샘플(110)을 이용하여 기준색 컬러 정보 데이터베이스(DB)(140)를 구축하는 과정을 도 1a 을 참조하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.First, a process of constructing the reference color color information database (DB) 140 using the reference color sample 110 will be described in detail with reference to FIG. 1A.

도 1a 에 도시된 바와 같이, 컬러 계측기(120)를 이용하여 기준색 샘플(110)에서 기준색 분광 반사값(141)을 획득하여 기준색 컬러 정보 데이터베이스(140)에 저장한다. 그리고, 다양한 CIE(Commission Internationale de l'Eclairage) 표준 조명에 따라, 디지털 영상 입력 장치(130)를 이용하여 기준색 샘플(110)에서 기준색 RGB 컬러값(142)을 획득하여 기준색 컬러 정보 데이터베이스(140)에 저장한다.As shown in FIG. 1A, the reference color spectral reflection value 141 is obtained from the reference color sample 110 using the color meter 120 and stored in the reference color color information database 140. According to various Commission Internationale de l'Eclairage (CIE) standard illumination, the reference color color information database is obtained by obtaining the reference color RGB color value 142 from the reference color sample 110 using the digital image input device 130. Save to 140.

여기서, 기준색 컬러 정보 데이터베이스(140)는 기준색 분광 반사값(141)과 기준색 RGB 컬러값(142)에 따라 도 1b 와 같은 구조를 가진다. 도 1b 에 도시된 바와 같이, 기준색 샘플은 P개로 구성되고, 각 기준색 샘플 당 k개의 분광 반사값, N*3 개의 RGB 컬러값이 저장된다. 여기서 N은 조명 개수이다.Here, the reference color color information database 140 has a structure as shown in FIG. 1B according to the reference color spectral reflection value 141 and the reference color RGB color value 142. As shown in FIG. 1B, the reference color samples are composed of P, and k spectral reflection values and N * 3 RGB color values are stored for each reference color sample. Where N is the number of lights.

그리고, 기준색 샘플은 각 조명에서의 RGB 컬러값을 rgb 색도값으로 변환하여 r-g 색도 평면, g-b 색도 평면, b-r 색도 평면에 순서대로 연결시킬 때 연결선들간의 교선이 발생하지 않는 닫힌 다각형이 구성되도록 선정하여야 하며, 색도 평면상에서 각 조명에서의 최대 색신호를 표현할 수 있어야 한다.In addition, the reference color sample converts RGB color values in each light into rgb chromaticity values so that a closed polygon is formed so that the intersection lines do not occur when connecting to the rg chromaticity plane, the gb chromaticity plane, and the br chromaticity plane in order. It should be selected and it should be possible to express the maximum color signal in each light on the chromaticity plane.

또한, 도 1b 에서 S(1), S(2), ... , S(k)는 스펙트럼 상에서의 계측 구간과 계측 간격을 나타내며, 각 CIE 표준 조명마다 상이한 RGB 컬러값이 획득된다.In addition, S (1), S (2), ..., S (k) in FIG. 1B represent measurement intervals and measurement intervals on the spectrum, and different RGB color values are obtained for each CIE standard illumination.

도 2 는 본 발명에 따른 조명 적응적 컬러 보정 장치에 대한 일실시예 구성도로서, 디지털 영상 입력 장치(230)로부터 획득된 RGB 컬러 영상(240)과 기준색 컬러 정보 데이터베이스(210)를 이용하여 적응적 컬러 보정을 수행하여 컬러 변환 행렬(254)을 생성하고, 상기 생성된 컬러 변환 행렬(254)을 이용하여 RGB 컬러 영상(240)을 XYZ 컬러 영상(255)으로 변환하고, 모니터 컬러 보정부(260)의 ICC(International Color Consortium) 모니터 프로파일(261)을 이용하여 최종적으로 컬러 일치된 R'G'B' 컬러 영상(262)을 생성하는 구성을 나타낸다.2 is a block diagram of an embodiment of an illumination adaptive color correction apparatus according to the present invention, using an RGB color image 240 and a reference color information database 210 obtained from a digital image input apparatus 230. Adaptive color correction is performed to generate a color conversion matrix 254. The RGB color image 240 is converted to an XYZ color image 255 using the generated color conversion matrix 254. The monitor color correction unit A configuration for generating a color matched R'G'B 'color image 262 finally using the International Color Consortium (ICC) monitor profile 261 of 260 is shown.

다음으로, 본 발명에 따른 조명 적응적 컬러 보정 장치의 각 구성 요소를 상세히 살펴보면 다음과 같다.Next, each component of the lighting adaptive color correction apparatus according to the present invention will be described in detail.

먼저, 기준색 컬러 정보 데이터베이스(210)는 기준색 샘플들에 대한 기준색분광 반사값(211)과 기준색 RGB 컬러값(212)을 저장하고 있다.First, the reference color information database 210 stores the reference chromatic reflection value 211 and the reference color RGB color value 212 for the reference color samples.

그리고, 외부의 디지털 영상 입력 장치(230)는 피사체(220)에 대해 적(RED), 녹(GREEN), 청(BLUE)의 각 컬러 채널에 대해 정수값으로 구성된 이차원 영상을 생성한다. 즉, 피사체(220)에 대한 RGB 컬러 영상(240)을 획득하여 본 발명의 구성 요소인 적응적 컬러 보정부(250)로 입력한다.The external digital image input apparatus 230 generates a two-dimensional image composed of integer values for each color channel of RED, GREEN, and BLUE for the subject 220. That is, the RGB color image 240 of the subject 220 is obtained and input to the adaptive color corrector 250 which is a component of the present invention.

그리고, 적응적 컬러 보정부(250)는 상기 디지털 영상 입력 장치(230)로부터 입력된 RGB 컬러 영상(240)과 상기 기준색 컬러 정보 데이터베이스(210)를 이용하여 적응적 컬러 보정을 수행하여 컬러 변환 행렬(254)을 생성하고, 상기 생성된 컬러 변환 행렬(254)을 이용하여 RGB 컬러 영상(240)을 XYZ 컬러 영상(255)으로 변환한다.The adaptive color correcting unit 250 performs color conversion by performing adaptive color correction using the RGB color image 240 input from the digital image input device 230 and the reference color information database 210. A matrix 254 is generated and the RGB color image 240 is converted into an XYZ color image 255 using the generated color conversion matrix 254.

그리고, 모니터 컬러 보정부(260)는 상기 적응적 컬러 보정부(250)에서 변환된 XYZ 컬러 영상(255)을 ICC 모니터 프로파일(261)을 이용하여 R'G'B' 컬러 영상(B62)으로 변환한다.The monitor color corrector 260 converts the XYZ color image 255 converted by the adaptive color corrector 250 into an R'G'B 'color image B62 using the ICC monitor profile 261. Convert.

한편, 상기 적응적 컬러 보정부(250)의 구성 요소를 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.Meanwhile, the components of the adaptive color corrector 250 will be described in more detail as follows.

먼저, 조명 평가기(251)는 상기 기준색 컬러 정보 데이터베이스(210)의 기준색 RGB 컬러값(212)과 상기 디지털 영상 입력 장치(230)로부터 입력되는 RGB 컬러 영상(240)의 색도를 변환하고 색도 영역을 생성하여 색도 영역을 평가한다.First, the illumination evaluator 251 converts the chromaticity of the reference color RGB color value 212 of the reference color information database 210 and the RGB color image 240 input from the digital image input device 230. Create a chromaticity region to evaluate the chromaticity region.

그리고, 컬러 변환 행렬 생성기(253)는 상기 조명 평가기(251)에서 평가된 RGB 컬러 영상(240)의 RGB 컬러 영상 조명 정보(252)와 상기 기준색 컬러 정보 데이터베이스(210)의 기준색 분광 반사값(211)을 이용하여 컬러 변환 행렬(254)을 생성한다.In addition, the color conversion matrix generator 253 reflects the RGB color image illumination information 252 of the RGB color image 240 evaluated by the illumination evaluator 251 and the reference color spectral reflection of the reference color information database 210. The color transformation matrix 254 is generated using the value 211.

그리고, 영상 변환기(256)는 상기 디지털 영상 입력 장치(230)로부터의 RGB 컬러 영상(240)을 상기 생성된 컬러 변환 행렬(254)을 이용하여 XYZ 컬러 영상(255)으로 변환한다.The image converter 256 converts the RGB color image 240 from the digital image input device 230 into an XYZ color image 255 using the generated color conversion matrix 254.

그리고, 영상 분배기(257)는 상기 디지털 영상 입력 장치(230)로부터 입력되는 RGB 컬러 영상(240)을 조명 평가기(251)와 영상 변환기(256)로 분배한다. 그러나, 영상 분배기(257)를 사용하지 않고 상기 디지털 영상 입력 장치(230)에서 직접 조명 평가기(251)와 영상 변환기(256)로 RGB 컬러 영상(240)을 입력하도록 할 수도 있다.The image distributor 257 distributes the RGB color image 240 input from the digital image input device 230 to the illumination evaluator 251 and the image converter 256. However, the RGB color image 240 may be input directly from the digital image input apparatus 230 to the illumination evaluator 251 and the image converter 256 without using the image divider 257.

도 3 은 본 발명에 따른 조명 적응적 컬러 보정 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating an embodiment of an illumination adaptive color correction method according to the present invention.

먼저, 디지털 영상 입력 장치를 이용하여 임의의 조명 환경 하에서 피사체의 RGB 컬러 영상을 획득하고(301), 상기 획득된 RGB 컬러 영상의 모든 픽셀을 rgb 색도로 변환한다(302). 이때, RGB 색도를 rgb 색도로 변환하는데 사용되는 식은 아래의 (수학식 1)과 같다.First, an RGB color image of a subject is obtained under a lighting environment by using a digital image input device (301), and all pixels of the obtained RGB color image are converted to an rgb chromaticity (302). At this time, the equation used to convert the RGB chromaticity to rgb chromaticity is as shown in Equation 1 below.

r=R/(R+G+B)r = R / (R + G + B)

g=G/(R+G+B)g = G / (R + G + B)

b=B/(R+G+B)b = B / (R + G + B)

이후, 상기 변환된 rgb 색도 영상을 r-g 색도 평면, g-b 색도 평면, b-r 색도 평면에 분포시키고(303), 기준색 컬러 정보 데이터베이스에 저장되어 있는 각 조명에서의 기준색 RGB 컬러값을 rgb 색도값으로 변환한다(304). 이후, 상기 변환된 기준색 RGB 컬러값의 rgb 색도값을 이용하여 r-g 색도 평면, g-b 색도 평면, b-r 색도 평면상에서 벡터장을 형성한다(305). 이후, 상기 RGB 컬러 영상의 rgb 색도 평면에서의 색도 분포와 상기 기준색 RGB 컬러값의 rgb 색도 벡터장간의 포함관계를 평가한다(306). 이때, rgb 색도 좌표에서 임의의 한 점이 임의의 벡터장 내에 포함되는지를 평가하는데 사용되는 식은 아래의 (수학식 2)와 같다.Thereafter, the converted rgb chromaticity image is distributed in the rg chromaticity plane, the gb chromaticity plane, and the br chromaticity plane (303), and the reference color RGB color value of each illumination stored in the reference color information database is converted into the rgb chromaticity value. Convert 304. Thereafter, a vector field is formed on the r-g chromaticity plane, the g-b chromaticity plane, and the b-r chromaticity plane by using the rgb chromaticity value of the converted reference color RGB color value (305). Subsequently, the inclusion relationship between the chromaticity distribution in the rgb chromaticity plane of the RGB color image and the rgb chromaticity vector length of the reference color RGB color value is evaluated (306). In this case, the equation used to evaluate whether any one point in the rgb chromaticity coordinates is included in any vector field is expressed by Equation 2 below.

T = [벡터장 구성 요소 I, 벡터장 구성 요소 I+1, 점 P]T = [vector component I, vector component I + 1, point P]

여기서, 벡터장이 시계 방향일 경우에, 만약 Det(T) < 0 이면 점 P는 벡터장 내에 포함되고, 그렇지 않으면 점 P는 벡터장 내에 포함되지 않는다.Here, when the vector field is clockwise, if Det (T) <0, then point P is included in the vector field, otherwise point P is not included in the vector field.

그리고, 벡터장이 시계 반대 방향일 경우에, 만약 Det(T) < 0 이면 점 P는 벡터장 내에 포함되지 않고, 그렇지 않으면 점 P는 벡터장 내에 포함된다.And, if the vector field is counterclockwise, if Det (T) <0, then point P is not included in the vector field, otherwise point P is included in the vector field.

이후, 상기 과정에서의 포함관계에 따른 통계치를 분석하여 RGB 컬러 영상에 관한 조명 정보를 획득한다(307).Thereafter, the statistical information according to the inclusion relationship in the process is analyzed to obtain illumination information about an RGB color image (307).

이후, 상기 획득된 RGB 컬러 영상의 조명 정보를 이용하여 기준색 컬러 정보 데이터베이스의 기준색 분광 반사값을 CIE 컬러 매칭 함수(Color Matching Function)로 XYZ 컬러값으로 변환하고(308), 상기 변환된 기준색 CIE XYZ 컬러값과 기준색 컬러 정보 데이터베이스의 기준색 RGB 컬러값들간의 컬러 변환 행렬을 생성한다(309). 이때, RGB 컬러값을 XYZ 컬러값으로 변환하는 컬러 변환 행렬을 생성하는데 사용되는 식은 아래의 (수학식 3)과 같다.Subsequently, the reference color spectral reflection value of the reference color information database is converted into an XYZ color value using a CIE color matching function using the obtained illumination information of the RGB color image (308), and the converted reference A color conversion matrix is generated between the color CIE XYZ color values and the reference color RGB color values of the reference color color information database (309). In this case, an equation used to generate a color conversion matrix for converting an RGB color value into an XYZ color value is expressed by Equation 3 below.

a= (VV T )-1 VX a = ( VV T ) -1 VX

여기서, 행렬 a는 구하고자 하는 컬러 변환 행렬이고, 벡터 X는 CIE XYZ 컬러값이며, 벡터V는 RGB 컬러값이다.Here, the matrix a is a color conversion matrix to be obtained, the vector X is a CIE XYZ color value, and the vector V is an RGB color value.

이후, 상기 생성된 컬러 변환 행렬을 이용하여 RGB 컬러 영상을 XYZ 영상으로 변환하고(310), 상기 변환된 XYZ 영상을 ICC 모니터 프로파일을 이용하여 조명에 적응적으로 컬러 일치된 R'G'B' 컬러 영상으로 변환한다(311).Thereafter, an RGB color image is converted into an XYZ image using the generated color conversion matrix (310), and the converted XYZ image is adaptively color matched to illumination using an ICC monitor profile. The image is converted into a color image (311).

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.As described above, the method of the present invention may be implemented as a program and stored in a recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.) in a computer-readable form.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary knowledge.

상기와 같은 본 발명은, 디지털 영상 입력 장치 등이 적용되는 임의의 조명 환경을 분석하여 적응적으로 컬러 영상을 보정하여 원본의 컬러와 일치시킴으로써자동적이고 효율적으로 컬러 보정을 수행할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has the effect of automatically and efficiently performing color correction by analyzing an arbitrary lighting environment to which a digital image input device is applied and adaptively correcting a color image to match the original color. .

또한, 본 발명은, 디지털 영상 입력 장치 등을 이용하여 임의의 조명 환경에서 획득한 컬러 영상을 분석하여 컬러 영상을 획득할 때의 조명 정보를 추출하고, 추출된 조명 정보를 이용하여 적응적인 컬러 일치 시스템을 구성하여, 컬러 영상 처리 분야에서 조명 효과에 따른 문제점을 해소하고, 다양한 응용 분야에서 필요로 하는 양질의 컬러 디지털 이미지를 획득할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention, by using a digital image input device or the like to analyze the color image obtained in any lighting environment to extract the illumination information when acquiring the color image, adaptive color matching using the extracted illumination information By configuring the system, it is possible to solve the problems caused by the lighting effect in the color image processing field, and to obtain a high quality color digital image required in various applications.

또한, 본 발명은, 정지 영상이나 동영상을 데이터베이스로 구축할 경우에 컬러 영상을 이용하여 조명 정보를 추출하고, 이를 이용하여 원하는 조명 환경 하에서의 이미지로 변환할 수 있음으로 기존의 컬러 일치 시스템을 더욱 효과적으로 사용할 수 있으며, 컬러 영상의 품질(화질)을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention, when constructing a still image or moving image into a database, it is possible to extract the lighting information using a color image, and to convert it into an image under a desired lighting environment by using it more effectively the existing color matching system It can be used, and has the effect of improving the quality (quality) of color images.

또한, 본 발명은, 디지털 방송, 디지털 영화 등의 분야에 이용되어, 조명 변화에 따른 디지털 영상의 재처리 비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention is used in the fields of digital broadcasting, digital cinema, etc., it is possible to reduce the reprocessing cost of the digital image due to the change in illumination.

Claims (10)

조명 적응적 컬러 보정 장치에 있어서,In the lighting adaptive color correction device, 조명 환경에 따른 기준색 샘플에 관한 컬러 정보를 저장하고 있는 기준색 컬러 정보 저장 수단;Reference color color information storage means for storing color information about a reference color sample according to an illumination environment; 외부로부터 입력되는 컬러 영상과 상기 기준색 컬러 정보 저장 수단을 이용하여 적응적 컬러 보정을 수행하여 컬러 변환 행렬을 생성하고, 상기 생성된 컬러 변환 행렬을 이용하여 상기 입력 컬러 영상을 보정 컬러 영상으로 변환하기 위한 적응적 컬러 보정 수단; 및Adaptive color correction is performed using a color image input from the outside and the reference color information storage means to generate a color conversion matrix, and convert the input color image into a corrected color image using the generated color conversion matrix. Adaptive color correction means for; And 상기 적응적 컬러 보정 수단에서 변환된 보정 컬러 영상을 모니터 프로파일을 이용하여 컬러 일치된 컬러 영상으로 변환하기 위한 모니터 컬러 보정 수단Monitor color correction means for converting the corrected color image converted by the adaptive color correction means into a color matched color image using a monitor profile 을 포함하는 조명 적응적 컬러 보정 장치.Lighting adaptive color correction device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기준색 컬러 정보 저장 수단은,The reference color information storage means, 표준 조명 환경에 따른 기준색 샘플들에 대한 기준색 분광 반사값과 기준색 RGB 컬러값을 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 조명 적응적 컬러 보정 장치.And a reference color spectral reflection value and a reference color RGB color value for reference color samples according to a standard lighting environment. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 적응적 컬러 보정 수단은,The adaptive color correction means, 상기 기준색 컬러 정보 저장 수단의 기준색 RGB 컬러값과 상기 외부로부터 입력되는 RGB 컬러 영상의 색도를 변환하고 색도 영역을 생성하여 상기 생성된 색도 영역을 평가하기 위한 조명 평가 수단;Lighting evaluation means for converting a reference color RGB color value of the reference color color information storage means and a chromaticity of an RGB color image input from the outside and generating a chromaticity region to evaluate the generated chromaticity region; 상기 조명 평가 수단에서 평가된 RGB 컬러 영상의 RGB 컬러 영상 조명 정보와 상기 기준색 컬러 정보 저장 수단의 기준색 분광 반사값을 이용하여 컬러 변환 행렬을 생성하기 위한 컬러 변환 행렬 생성 수단; 및Color conversion matrix generating means for generating a color conversion matrix by using the RGB color image illumination information of the RGB color image evaluated by the illumination evaluation means and the reference color spectral reflection value of the reference color information storage means; And 상기 외부로부터의 RGB 컬러 영상을 상기 컬러 변환 행렬 생성 수단에서 생성된 컬러 변환 행렬을 이용하여 XYZ 컬러 영상으로 변환하기 위한 영상 변환 수단Image conversion means for converting the RGB color image from the outside into an XYZ color image using the color conversion matrix generated by the color conversion matrix generating means 을 포함하는 조명 적응적 컬러 보정 장치.Lighting adaptive color correction device comprising a. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 적응적 컬러 보정 수단은,The adaptive color correction means, 상기 외부로부터 입력되는 RGB 컬러 영상을 상기 조명 평가 수단과 상기 영상 변환 수단으로 분배하기 위한 영상 분배 수단Image distribution means for distributing the RGB color image input from the outside to the illumination evaluation means and the image conversion means; 을 더 포함하는 조명 적응적 컬러 보정 장치.Lighting adaptive color correction device further comprising. 조명 적응적 컬러 보정 장치에 적용되는 조명 적응적 컬러 보정 방법에 있어서,In the lighting adaptive color correction method applied to the lighting adaptive color correction device, 조명 환경에 따른 기준색 샘플에 관한 컬러 정보로 기준색 컬러 정보 데이터베이스를 구축하는 제 1 단계;A first step of constructing a reference color color information database with color information about a reference color sample according to an illumination environment; 임의의 조명 환경하에서 획득된 컬러 영상과 상기 기준색 컬러 정보 데이터베이스의 컬러 정보를 이용하여 컬러 영상 조명 정보를 평가하는 제 2 단계;A second step of evaluating the color image illumination information using the color image acquired under an illumination environment and the color information of the reference color information database; 상기 평가된 컬러 영상 조명 정보와 상기 기준색 컬러 정보 데이터베이스의 컬러 정보를 이용하여 적응적 컬러 보정을 수행하여 컬러 변환 행렬을 생성하는 제 3 단계; 및Generating a color conversion matrix by performing adaptive color correction using the evaluated color image illumination information and color information of the reference color information database; And 상기 생성된 컬러 변환 행렬과 모니터 프로파일을 이용하여 상기 획득된 컬러 영상을 변환하는 제 4 단계A fourth step of converting the obtained color image using the generated color conversion matrix and the monitor profile 를 포함하는 조명 적응적 컬러 보정 방법.Lighting adaptive color correction method comprising a. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 기준색 컬러 정보 데이터베이스는,The reference color information database, 표준 조명 환경에 따른 기준색 샘플들에 대한 기준색 분광 반사값과 기준색 RGB 컬러값을 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 조명 적응적 컬러 보정 방법.And a reference color spectral reflection value and a reference color RGB color value for the reference color samples according to the standard lighting environment. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 2 단계는,The second step, 임의의 조명 환경하에서 획득된 RGB 컬러 영상의 모든 픽셀을 rgb 색도로 변환하는 제 5 단계;A fifth step of converting all the pixels of the RGB color image acquired under any lighting environment into rgb chromaticity; 상기 제 5 단계에서 변환된 rgb 색도 영상을 r-g 색도 평면, g-b 색도 평면, b-r 색도 평면에 분포시키는 제 6 단계;A sixth step of distributing the rgb chromaticity image converted in the fifth step in an r-g chromaticity plane, a g-b chromaticity plane, and a b-r chromaticity plane; 상기 기준색 컬러 정보 데이터베이스에 저장되어 있는 각 조명에서의 기준색 RGB 컬러값을 rgb 색도값으로 변환하는 제 7 단계;A seventh step of converting a reference color RGB color value of each illumination stored in the reference color color information database into an rgb chromaticity value; 상기 제 7 단계에서 변환된 기준색 RGB 컬러값의 rgb 색도값을 이용하여 r-g 색도 평면, g-b 색도 평면, b-r 색도 평면상에서 벡터장을 형성하는 제 8 단계;An eighth step of forming a vector field on an r-g chromaticity plane, a g-b chromaticity plane, and a b-r chromaticity plane using rgb chromaticity values of the reference color RGB color values converted in the seventh step; 상기 제 6 단계의 RGB 컬러 영상의 rgb 색도 평면에서의 색도 분포와 상기 제 8 단계의 기준색 RGB 컬러값의 rgb 색도 벡터장간의 포함관계를 평가하는 제 9 단계; 및A ninth step of evaluating the inclusion relationship between the chromaticity distribution in the rgb chromaticity plane of the RGB color image of the sixth step and the rgb chromaticity vector field of the reference color RGB color value of the eighth step; And 상기 제 9 단계에서의 포함관계에 따른 통계치를 분석하여 RGB 컬러 영상에 관한 조명 정보를 획득하는 제 10 단계A tenth step of obtaining illumination information about an RGB color image by analyzing statistics according to the inclusion relationship in the ninth step; 를 포함하는 조명 적응적 컬러 보정 방법.Lighting adaptive color correction method comprising a. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 5 to 7, 상기 제 3 단계는,The third step, 상기 획득된 RGB 컬러 영상의 조명 정보를 이용하여 상기 기준색 컬러 정보 데이터베이스의 기준색 분광 반사값을 XYZ 컬러값으로 변환하는 제 11 단계; 및An eleventh step of converting a reference color spectral reflection value of the reference color color information database into an XYZ color value using the obtained illumination information of the RGB color image; And 상기 제 11 단계에서 변환된 기준색 XYZ 컬러값과 상기 기준색 컬러 정보 데이터베이스의 기준색 RGB 컬러값들간의 컬러 변환 행렬을 생성하는 제 12 단계A twelfth step of generating a color conversion matrix between the reference color XYZ color value converted in the eleventh step and the reference color RGB color values of the reference color information database; 를 포함하는 조명 적응적 컬러 보정 방법.Lighting adaptive color correction method comprising a. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제 4 단계는,The fourth step, 상기 제 12 단계에서 생성된 컬러 변환 행렬을 이용하여 RGB 컬러 영상을 XYZ 영상으로 변환하는 제 13 단계; 및A thirteenth step of converting an RGB color image into an XYZ image using the color conversion matrix generated in the twelfth step; And 상기 제 13 단계에서 변환된 XYZ 영상을 모니터 프로파일을 이용하여 조명에 적응적으로 컬러 일치된 R'G'B' 컬러 영상으로 변환하는 제 14 단계A fourteenth step of converting the XYZ image converted in the thirteenth step into an R'G'B 'color image adaptively color-matched to illumination using a monitor profile; 를 포함하는 조명 적응적 컬러 보정 방법.Lighting adaptive color correction method comprising a. 프로세서를 구비한 조명 적응적 컬러 보정 장치에,In the lighting adaptive color correction device having a processor, 조명 환경에 따른 기준색 샘플에 관한 컬러 정보로 기준색 컬러 정보 데이터베이스를 구축하는 제 1 기능;A first function of constructing a reference color color information database with color information about a reference color sample according to an illumination environment; 임의의 조명 환경하에서 획득된 컬러 영상과 상기 기준색 컬러 정보 데이터베이스의 컬러 정보를 이용하여 컬러 영상 조명 정보를 평가하는 제 2 기능;A second function of evaluating color image illumination information using a color image acquired under an arbitrary lighting environment and color information of the reference color information database; 상기 평가된 컬러 영상 조명 정보와 상기 기준색 컬러 정보 데이터베이스의 컬러 정보를 이용하여 적응적 컬러 보정을 수행하여 컬러 변환 행렬을 생성하는 제 3 기능; 및A third function of generating a color conversion matrix by performing adaptive color correction using the evaluated color image illumination information and color information of the reference color information database; And 상기 생성된 컬러 변환 행렬과 모니터 프로파일을 이용하여 상기 획득된 컬러 영상을 변환하는 제 4 기능A fourth function of converting the obtained color image using the generated color conversion matrix and the monitor profile 을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing this.
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