KR100280819B1 - 칼라 디바이스 색 재현 영역 계측기 및 색 재현 한계영역 추출방법 - Google Patents

칼라 디바이스 색 재현 영역 계측기 및 색 재현 한계영역 추출방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 칼라 디바이스 색 재현 영역 계측기 및 색 재현 한계영역 추출방법에 관한 것이다.
본 발명은 칼라 디바이스의 기준 백색좌표를 계산하고, 상기 칼라 디바이스의 기준 백색좌표를 기반으로 삼자극치 및 칼라좌표와, 칼라 디바이스 고유 기본색의 삼자극치 및 칼라좌표를 계산하며, 각 노즐 및 칼라 건의 색 재현 민감계수를 추출하여 디바이스 독립 색 좌표로 변환하는 칼라 디바이스 색 재현 특성정보 추출수단과, 상기 칼라 디바이스 색 재현 특성정보 추출수단에서 전달받은 색 재현 특성정보를 이용하여 디바이스가 재현할 수 있는 최대 최소의 휘도치를 추출하고, 사용자의 선택에 따라 구형좌표, 채도치 및 명도치를 계산하며, 색 재현 폭 매트릭스를 구성하고, 그 연속성을 조정하는 칼라디바이스 색 재현 특성정보 추출 수단과, 상기 색 재현 폭 매트릭스를 이용하여 구형좌표를 직교좌표 데이터로 변환하여 식별정보를 부여한 후, 사용자가 보고싶은 칼라 공간좌표를 선택하고, 상기 선택된 칼라 공간좌표에서 3차원으로 색 재현 폭을 시각화하며, 이전에 저장된 색 재현 폭 정보를 또 다른 디바이스의 색 재현 폭 정보와 비교분석, 저장하는 색 재현영역 표현 수단으로 구성된 칼라 디바이스 색 재현 영역 계측기 및 그를 이용한 칼라 디바이스 색 재현 한계영역 추출방법을 제시한다.

Description

칼라 디바이스 색 재현 영역 계측기 및 색 재현 한계영역 추출방법
본 발명은 칼라 디바이스 색 재현 영역 계측기 및 색 재현 한계영역 추출방법에 관한 것으로, 특히 디바이스 색 재현 특성 정보를 이용하여 칼라 디바이스의 색 재현 영역을 사용자의 요구에 일치되게 3차원의 공간에 표현한 후, 이를 바탕으로 칼라 입력장치와 출력장치에서 미리 재현할 수 없는 색을 탐지할 수 있도록 한 칼라 디바이스 색 재현 영역 계측기 및 색 재현 한계영역 추출방법에 관한 것이다.
근래 칼라 재현 분야는 칼라 스캐너, 모니터, 프린터 등의 수요가 확대됨에 따라 그 활용도의 중요성이 날로 증대되고 있다. 특히 선진 외국에서는 칼라 장비 생산업체의 활용성도 높아 국가적인 전략산업으로 육성하고 있다.
일반적인 종래의 방법은 전문가의 다년간 경험에 의한 방법에 의하여 재현이 불가능한 색을 찾아내는 것이었다. 이러한 종래의 방법은 정확하지 않을 뿐만 아니라 프린트 용지의 과다한 사용 등 불필요한 자원의 낭비를 유발하고, 경험에 의한 방법으로 전수의 어려움이 따르며, 매번 시행착오를 거쳐 처리시간이 오래 걸리는 단점이 있다.
따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 단점을 해결하기 위해 칼라 디바이스가 재현할 수 있는 색의 영역을 미리 사용자가 눈으로 파악, 문제가 되는 색을 처리할 수 있도록 한 칼라 디바이스 색 재현 영역 계측기 및 색 재현 한계영역 추출방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 칼라 디바이스 색 재현 영역 계측기는 칼라 디바이스의 기준 백색좌표를 계산하고, 상기 칼라 디바이스의 기준 백색좌표를 기반으로 삼자극치 및 칼라좌표와, 칼라 디바이스 고유 기본색의 삼자극치 및 칼라좌표를 계산하며, 각 노즐 및 칼라 건의 색 재현 민감계수를 추출하여 디바이스 독립 색 좌표로 변환하는 칼라 디바이스 색 재현 특성정보 추출수단과, 상기 칼라 디바이스 색 재현 특성정보 추출수단에서 전달받은 색 재현 특성정보를 이용하여 디바이스가 재현할 수 있는 최대 최소의 휘도치를 추출하고, 사용자의 선택에 따라 구형좌표, 채도치 및 명도치를 계산하며, 색 재현 폭 매트릭스를 구성하고, 그 연속성을 조정하는 칼라디바이스 색 재현 한계영역 정보 추출 수단과, 상기 색 재현 폭 매트릭스를 이용하여 구형좌표를 직교좌표 데이터로 변환하여 식별정보를 부여한 후, 사용자가 보고싶은 칼라 공간좌표를 선택하고, 상기 선택된 칼라 공간좌표에서 3차원으로 색 재현 폭을 시각화하며, 이전에 저장된 색 재현 폭 정보를 또 다른 디바이스의 색 재현 폭 정보와 비교분석, 저장하는 색 재현영역 표현 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 칼라 디바이스 색 재현 한계영역 추출방법은 칼라 디바이스에서 한계영역을 구축하는 정보를 추출하기 위하여 칼라 디바이스 색 재현영역 특성정보를 추출하는 단계와, 상기 칼라 디바이스 색 재현영역 특성정보의 민감도를 이용하여 색 재현 한계영역의 정보를 추출하는 단계와, 상기 추출된 색 재현 한계영역을 3차원으로 구성하고 3가지의 공간에서 사용자가 선택한 정보를 이용하여 계측이 가능한 색 재현영역을 표현하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 칼라 디바이스 색 재현영역 계측기의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 칼라 디바이스 색 재현 특성정보 추출 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 색 재현 한계영역 정보 추출 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 색 재현 데이터 구성 개념도.
도 5는 본 발명에 따른 색 재현영역 표현 흐름도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 칼라 디바이스 색 재현 특성정보 추출 수단
200: 색 재현 한계영역 정보 추출 수단
300: 색 재현 영역 표현 수단
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 칼라 디바이스 색 재현 영역 계측기의 구성도로서, 칼라 디바이스 색 재현 특성정보 추출수단(100), 색 재현 한계영역 정보추출 수단(200) 및 색 재현영역 표현 수단(300)으로 구성된다.
상기 칼라 디바이스 색 재현 특성정보 추출수단(100)에서는 해당 칼라 디바이스의 고유 백색좌표의 x, y, Y를 기반으로 삼자극치(X, Y, Z) 및 L*, a*, b*칼라 좌표를 계산한다. 또한, 칼라 디바이스 고유 기본색(적, 녹, 청, 시안, 마젠타, 황)의 삼자극치(X, Y, Z) 및 L*, a*, b*좌표를 계산하고, 각 노즐 및 칼라 건의 색 재현 민감계수를 추출하여 디바이스 독립 색 좌표(CIE XYZ 공간)로 변환한다.
상기 색 재현 한계영역 정보추출 수단(200)에서는 상기 칼라 디바이스 색 재현 특성정보 추출수단(100)에서 전달받은 색 재현 특성정보를 이용하여 디바이스가 재현할 수 있는 고유 최대 최소의 휘도치를 추출한다. 또한, 구형좌표(Spherical Coorinates), 채도치(Chroma) 및 명도치(Lightness)를 계산하고, 색 재현 폭 매트릭스를 구성하며, 변수간 연속성을 조정하여 본 발명 이외의 칼라운영 시스템의 기본 자료구조로도 사용이 가능토록 한다.
상기 색 재현영역 표현 수단(300)에서는 상기 색 재현 한계영역 정보추출 수단(200)에서 얻어진 정보를 상기 색 재현 폭 매트릭스를 이용하여 직교좌표 데이터로 변환하고, 삼차원 좌표를 표현하는 선의 색, 굵기 등 식별정보를 부여한 후, 사용자의 요구에 의거 CIE XYZ 공간, CIE L*a*b*공간, LCH 공간으로 전환, 3차원으로 색 재현 폭을 시각화하고, 정보를 여타 디바이스와 비교 분석, 저장하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 칼라 디바이스 색 재현 특성정보 추출 흐름도이다.
칼라 디바이스 색 재현 특성정보 추출수단(100)은 칼라 디바이스의 색 특성 정보를 추출한다. 상기 색 특성 정보는 칼라디바이스가 재생할 수 있는 색 범위를 도출하는 매개변수로 쓰이며, 전반적인 칼라 샘플을 안정적인 환경 하에서 측정한 것으로서, 크게 4단계로 나눌 수 있다.
첫째는 백색 좌표계산 단계(S110)이고, 둘째는 기본색 좌표계산 단계(S120), 셋째는 색 재현 민감계수 추출단계(S130), 넷째는 디바이스 독립 색 좌표 변환단계(S140)이다.
상기 백색 좌표계산 단계(S110)는 칼라리미터나 크로마미터등 칼라 측정장비로 해당 칼라 디바이스의 백색을 측정하여 칼라 좌표 값을 색 재현 민감계수 추출 변환 단계(S130)에서 쓰일 수 있도록 계산하는 단계이다.
상기 기본색 좌표계산 단계(S120)는 칼라리미터나 크로마미터 등 칼라 측정장비를 이용하여 해당 칼라 디바이스의 적색(255, 0, 0), 녹색(0, 255, 0), 청색(0, 0, 255), 시안색(0, 255, 255), 마젠타색(255, 0, 255), 황색(255, 255, 0) 각각의 색을 측정하며, 측정된 칼라 좌표 값을 색 재현 민감계수 추출단계(S130)에서 쓰일 수 있도록 계산하는 단계이다.
상기 기본색 색 재현 민감계수 추출단계(S130)는 상기 백색 좌표계산 단계(S110) 및 기본색 좌표계산 단계(S120)에서 계산된 칼라 좌표를 이용하여 칼라와 기계적 전압과의 함수관계를 도출하는 단계이다.
상기 디바이스 독립 색 좌표 변환단계(S140)는 아래의 수학식들을 이용하여 색 재현 한계영역 정보추출 수단(200)에서 사용되는 값을 도출한다.
L*= 116*(Y/Yn)1/3- 16.0 (Y/Yn> 0.008856)
L*= 903.3*(Y/Yn)1/3(Y/Yn<= 0.008856)
a*= 500*[(X/Xn)1/3- (Y/Yn)1/3]
b*= 200*[(Y/Yn)1/3- (Z/Zn)1/3]
도 3은 본 발명에 따른 색 재현 한계영역 정보 추출 흐름도이다.
색 재현 한계 영역정보 추출수단(200)은 칼라 디바이스가 표현할 수 있는 한계영역의 정보를 추출한다. 상기 한계영역 정보는 칼라디바이스가 재생할 수 있는 색 범위를 도출하는 기본정보로 쓰이는 것으로서, 16*16=256개의 정보로 매트릭스와 최대, 최소 휘도치로서 총 258개의 변수로 구성되며, 크게 5 단계로 나눌 수 있다.
첫째는 최대, 최소 휘도치 추출 단계(S210)이고, 둘째는 사용자의 선택(S211)에 의하여 구형좌표(Alpha)나 채도치(Chroma)를 계산하는 단계(S220, S240), 셋째는 구형좌표(Theta)나 명도치를 계산하는 단계(S230, S250), 넷째는 상기 둘째와 셋째단계에서 생성된 변수를 이용 색 재현 폭 매트릭스를 구성하는 단계(S260)이다. 다섯째는 색 재현 폭 매트릭스에서 극단적인 변수를 이웃되는 변수를 이용 연속성을 조정하는 단계(S270)이다.
상기 최대, 최소 휘도치 추출 단계(S210)는 디바이스가 최대로 재현할 수 있는 휘도치와 최소로 재현하는 휘도치를 계산하여 색 재현 폭 매트릭스 구성단계(S260)에서 매트릭스의 간격을 조정하는 데 사용될 수 있게 하는 단계이다. 이 단계 이후 색 재현 폭 압축(Gamut Mapping) 알고리즘의 사용 목적에 따라 구형좌표계 및 직교좌표계를 선정한다(S211). 구형좌표계인 경우 구형좌표(Alpha, Theta)의 계산(S220, S230)은 아래의 수학식을 따른다.
α = tan-1(b*/a*)
θ= tan-1((L*- 50.0)/(a*2+ b*2)1/2)
또한, 위의 수학식을 첨자화하여 색 재현 폭 매트릭스를 구성(S260)할 때에는 아래의 수치가 채워진다.
r=[(L*- 50)2+ (a*2+ b*2)]1/2
직교좌표계인 경우 직교좌표(Chroma, Lightness)의 계산(S240, S250)은 아래의 수학식을 따른다.
Chroma=(a*2+ b*2)1/2
Lightness=116*(Y/Yn)1/3- 16.0
또한, 이 경우에 있어서는 위의 수학식을 첨자화하여 색 재현 폭 매트릭스를 구성(S260)할 때에는 크로마(Chroma) 자체의 수치가 매트릭스에 채워진다.
상기 색 재현 폭 매트릭스 구성 단계(S260)는 상기 단계(S220 에서 S250)에서 계산된 수치를 정해진 규칙에 의거 16*16의 매트릭스에 채워넣는 단계이며, 이는 도 4를 이용하여 추후 상세히 설명된다.
상기 매트릭스 연속성 조정 단계(S270)는 상기 칼라 디바이스 색 재현 특성정보 추출수단(100)에서 계산된 수치 중 일부 칼라영역에서 오류가 발생하여 이웃된 수치보다 극단적으로 크거나 작은 값이 도출된 경우, 또는 계산오류로 값이 없는 경우, 이를 양옆의 수치(neighboring values)를 이용하여 연속성을 보정하는 단계이다.
도 4는 본 발명에 따른 색 재현 데이터 구성 개념도이다.
기본적으로 색 재현 폭 매트릭스 구성(S260)에서는 종속적 칼라 좌표계(S261)에서 데이터 비교 및 변환단계(S262)를 거쳐 색 재현 폭 매트릭스 변환(S263)으로 전환이 이루어진다.
종속적 칼라좌표계(S261)는 칼라 디바이스가 디바이스 종속적 칼라체계로 구성되는 3가지 수치, 즉 디스플레이 장치인 경우 적(R), 녹(G), 청(B), 프린팅 장치인 경우 시안(Cyan), 마젠타(Magenta), 황(Yellow)의 최대 값을 기준으로 6면체의 좌표계가 형성될 수 있다. 각 색의 속성중 선형 좌표변환인 경우 명도치와 채도치 및 구형 좌표변환인 경우 알파(Alpha)와 세타(Theta) 값을 매트릭스의 수평 및 수직 첨자로 위치 좌표를 계산, 그 매트릭스의 셀 위치에 채도치와 구형거리치 (r=[(L*- 50)2+ (a*2+ b*2)]1/2)를 계속 수정(Update)해 간다.
데이터 변환(S262)에서는 만약 기존에 존재하는 셀의 수치가 현재 계산된 셀 수치보다 작은 경우 이를 현재의 수치로 전환한다. 이 경우 매트릭스는 총 256개로 구성되는 셀이 색 재현 폭을 저장하는 최소의 수이며 이 자료구조는 본 발명뿐만 아니라 칼라운영 시스템에도 범용적으로 사용이 가능하다.
도 5는 본 발명에 따른 색 재현영역 표현 흐름도이다.
색 재현영역 표현수단(300)은 상기 색 재현 한계영역 정보 추출(S200)로 부터 받은 데이터를 바탕으로 사용자들에게 최대한 쉽고, 정확하며, 비교분석이 가능한 표현을 수행하는 수단으로서, 크게 9개 단계로 나눌 수 있다.
첫째는 직교좌표 데이터 변환 단계(S310)이고, 둘째는 식별정보 부여 단계(S320), 셋째로부터 여섯째는 대상공간을 선택하는 단계(S330, S340, S350, S360) 이며, 일곱째는 사용자의 기호에 맞게 색 재현 폭을 3차원적으로 시각화하는 단계 (S370)이며, 여덟째는 다른 디바이스 및 이전에 저장된 정보와 비교가 가능케 하는 단계(S380)이며, 아홉째는 최종 데이터를 저장하는 단계(S390)이다.
상기 직교좌표 데이터 변환 단계(S310)에서는 색 재현 한계영역 정보 추출 (S200)이 구형좌표계인 경우 이를 삼차원 표현에서 적은 계산량으로 그래픽 계산이 가능하도록 직교좌표계로 데이터 변환이 이루어진다. 상기 식별정보 부여 단계(S320)에서는 사용자가 3차원적으로 칼라 재현 폭 관찰을 쉽게 하도록, 색, 선의 굵기, 윈도우 크기 등을 선택, 조정하는 단계이다. 상기 대상공간 선택 단계(S330-S360)에서는 사용자가 보고싶은 칼라공간을 CIE XYZ, CIE L*a*b*, LCH 공간에서 선택, 관찰 할 수 있다. 색 재현 폭 시각화 단계(S370)에서는 선택되어진 공간 좌표에서 3차원적으로 좌표를 시각화(Displaying)하는 단계이다. 색 재현 상호비교 단계(S380)에서는 이전에 저장된 색 재현 폭 정보 및 다른 디바이스의 색 재현 폭 정보를 서로 다른 윈도우상에서 상호 비교함으로써 특정한 영역의 색의 출력여부를 사전에 파악할 수 있게 하는 단계이다. 정보저장 단계(S390)에서는 지금까지 처리, 시각화된 정보를 파일로 저장하는 단계이다.
상술한 바와 같이 본 발명은 칼라 화상처리의 전 처리단계에서 출력장치와 입력장치의 칼라 보정 장치로서 이용될 수 있고, 그래픽스, 영상처리, 가상현실, 프린팅 업계에서 사용될 수도 있으며, 칼라 장비 생산 업체의 하드웨어 개발시 최적의 칼라를 재생하는 데 이용될 수 있다. 아울러 초고속 정보통신망에서 정보제공자와 최종 사용자간 칼라 정보 불일치를 최소화하는 칼라운영시스템(Color Management System)의 응용 라이브러리로 사용이 가능하다.

Claims (6)

  1. 칼라 디바이스의 기준 백색좌표를 계산하고, 상기 칼라 디바이스의 기준 백색좌표를 기반으로 삼자극치 및 칼라좌표와 칼라 디바이스 고유 기본색의 삼자극치 및 칼라좌표를 계산하며, 각 노즐 및 칼라 건의 색 재현 민감계수를 추출하여 디바이스 독립 색 좌표로 변환하는 칼라 디바이스 색 재현 특성정보 추출수단과,
    상기 칼라 디바이스 색 재현 특성정보 추출수단에서 전달받은 색 재현 특성정보를 이용하여 디바이스가 재현할 수 있는 최대 최소의 휘도치를 추출하고, 사용자의 선택에 따라 구형좌표, 채도치 및 명도치를 계산하며, 색 재현 폭 매트릭스를 구성하고, 그 연속성을 조정하는 칼라디바이스 색 재현 특성정보 추출 수단과,
    상기 색 재현 폭 매트릭스를 이용하여 구형좌표를 직교좌표 데이터로 변환하여 식별정보를 부여한 후, 사용자가 보고싶은 칼라 공간좌표를 선택하고, 상기 선택된 칼라 공간좌표에서 3차원으로 색 재현 폭을 시각화하며, 이전에 저장된 색 재현 폭 정보를 또 다른 디바이스의 색 재현 폭 정보와 비교분석, 저장하는 색 재현영역 표현 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 칼라 디바이스 색 재현 영역 계측기.
  2. 칼라 디바이스에서 한계영역을 구축하는 정보를 추출하기 위하여 칼라 디바이스 색 재현영역 특성정보를 추출하는 단계와,
    상기 칼라 디바이스 색 재현영역 특성정보의 민감도를 이용하여 색 재현 한계영역의 정보를 추출하는 단계와,
    상기 추출된 색 재현 한계영역을 3차원으로 구성하고 3가지의 공간에서 사용자가 선택한 정보를 이용하여 계측이 가능한 색 재현영역을 표현하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 칼라 디바이스 색 재현 한계영역 추출방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 칼라 디바이스 색 재현 특성정보 추출 과정은 칼라 디바이스가 재현 할 수 있는 백색 좌표계산 및 기본색 좌표계산을 수행하는 단계와,
    상기 칼라 디바이스가 재현하는 색 재현 민감계수를 추출하는 단계와,
    상기 추출된 민감계수 값을 디바이스 독립색 좌표로 변환하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 칼라 디바이스 색 재현 한계영역 추출방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 색 재현 한계영역 추출 과정은 디바이스가 최대 및 최소로 재현할 수 있는 휘도치를 추출하는 단계와,
    사용자가 선형변환 요구를 선택하는 단계와,
    상기 사용자의 선택에 따라 선택된 공간을 구형좌표계 또는 직교좌표계로 전환하는 단계와,
    상기 전환된 구형좌표계 및 직교좌표계 값을 근거로 색 재현 폭 매트릭스를 구성하는 단계와,
    상기 구성된 색 재현 폭 매트릭스의 연속성을 조정하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 칼라 디바이스 색 재현 한계영역 추출방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 색 재현 폭 매트리스의 구성은 칼라 디바이스의 최대 출력영역을 6 면체로 구성하고, 이로부터 16*16=256 개의 셀을 갖는 매트릭스를 구형좌표계와 채도 및 명도치를 이용하여 구성하는 것을 특징으로 하는 칼라 디바이스 색 재현 한계영역 추출방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 색 재현영역 표현 과정은 상기 색 재현 한계영역 정보 추출 단계로부터 추출된 구형좌표를 직교좌표로 변환하는 단계와,
    상기 직교좌표에 대해 사용자의 요구에 따라 식별정보를 부여하는 단계와,
    상기 사용자가 보고싶은 대상 칼라 공간죄표를 선택하는 단계와,
    상기 선택되어진 칼라 공간좌표에서 색 재현 폭을 3차원으로 시각화하는 단계와,
    상기 색 재현 폭 정보를 또 다른 디바이스의 색 재현 폭 정보와 비교분석, 저장하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 칼라 디바이스 색 재현 한계영역 추출방법.
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