KR100284685B1 - 균등 색공간에서 프린터 모델을 위한 칼라 하프톤닝방법 및 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 균등 색공간에서 프린터 모델을 위한 칼라 하프톤닝방법 및 회로에 관한 것으로서, 화상입력장치를 통해 자연색을 갖고 입력되는 칼라신호를 한정된 칼라로 출력하는 칼라출력장치에 있어서, 표준색좌표로 된 상기 입력칼라신호를 인간의 시감특성에 일치하는 표준색좌표로 변환하는 색변환부와, 상기 색변환부에서 출력되는 입력칼라신호와 주변 픽셀에서 전파된 에러의 총합을 가산하여 타겟 칼라를 형성하기 위한 가산기와, 상기 가산기에서 출력되는 타겟 칼라와 한정된 칼라를 매칭시키기 위한 색매칭부와, 상기 색매칭부에서 출력되는 타겟 칼라의 도트에 대하여 모델링하고 각 부분 영역별 칼라값을 결합한 데이타베이스를 구축하기 위한 프린터 도트 모델링부와, 프린터 도트의 오버랩에 의한 에러를 정량화시키기 위하여 상기 가산기의 출력칼라와 상기 프린터 도트 모델링부의 출력칼라의 차이인 에러를 구하기 위한 감산기와, 상기 감산기에서 출력되는 정량화된 에러를 이웃하는 픽셀로 분산시키기 위한 에러 필터로 구성된다. 따라서 인쇄시 발생하는 색왜곡 에러를 인간의 시감특성과 일치하는 균등 색공간에서 정확히 평가하고 보정함으로써 칼라 프린팅 화상의 고화질화를 실현할 수 있는 이점이 있다.

Description

균등 색공간에서 프린터 모델을 위한 칼라 하프톤닝방법 및 회로

제1도는 종래의 에러분산회로를 나타낸 블럭도이다

제2도는 본 발명에 의한 균등 색공간에서 프린터 모델을 위한 칼라 하트톤닝회로의 일실시예에 따른 블럭도이다.

제3도는 제1도 및 제2도에 있어서 에러필터의 예시도이다.

제4도는 8 칼라 팔레트를 위한 칼라 매칭의 예시도이다.

제5도는 본 발명에 의한 균등 색공간에서 프린터 모델을 위한 칼라 하트톤닝방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

제6도는 이상적인 픽셀과 실제의 도트의 겹침현상에 대한 예시도이다.

제7도는 도트의 영역분할에 대한 예시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12 : 색변환부 14 : 가산기

16 : 색매칭부 18 : 프린터 도트 모델링부

20 : 감산기 22 : 에러 필터

본 발명은 칼라출력장치에 관한 것으로, 특히 인간이 시감 특성과 일치하는 균등 색공간에서 에러를 평가, 보정하고, 프린터의 망점 모델을 이용하여 에러를 정량화함으로써 정확한 에러 보정을 수행하여 고화질화를 수행하기 위한 칼라 하프톤닝방법 및 회로에 관한 것이다.

종래에는 흑백 화상에 적용하던 에러분산방법(일명 칼라 하프톤닝방법)을 칼라화상에 그대로 적용하여 제1도에서와 같이 화상입력장치에서 출력되는 화상데이타의 R(Red), G(Green), B(Blue)값을 한 화소의 칼라값으로 받아들여 R, G, B 각각에 독립적으로 문턱값을 적용하여 칼라 프린터가 현재의 화소에 인쇄할 칼라를 C(Cyan), M(Magenta), Y(Yellow), R(Red), G(Green), B(Blue), B(Black), W(White)등 8색 중 하나로 출력하도록 하고, R, G, B 입력색과 문턱값을 통한 프린터에 최종 명령한 색과의 에러(△R, △G, △B)를 제3도에서와 같은 에러필터(제1도에서의 4)를 통해 이웃하는 화소로 분산시킨다.

따라서 현재 화소의 에러를 이웃하는 화소에서 보정함으로써 일정한 면적을 면적을 평균적으로 보는 시감 특성을 가지고 있는 인간에게는 입력색과 출력색이 동일하게 보이는 효과를 낼 수 있다.

그러나, 종래의 에러분산방법에서는 반사율에 비례하는 R, G, B가 인간의 시감 특성이 반사율 변화에 비선형적인 것을 반영하지 못하기 때문에 동일한 양의 에러일지라도 R, G, B 각각의 레벨에 따라서 실제 발생하는 에러가 달라지게 되어 에러를 보정한다 하여도 또 다른 에러를 생성할 가능성이 있으므로 정확한 에러 보정이 어려운 문제점이 있었다.

또한, 국제조명위원회에서 표준 칼라공간으로 채택하고 있는 CIEXYZ, CIEL^*a^*b^*, CIEL^*u^*v^*등을 입력색으로 할 수 있는 하드웨어가 증가하는 문제점이 있었다.

또한, 표준 칼라를 이용하여 네트워크를 통한 색정보교환에 있어서 CIEL^*a^*b^*가 성능 및 효율이 우수한 칼라 공간으로 평가되어 표준 네트워크 색공간으로 규격화되어 가는 현 시점에서 종래의 R, G, B 도메인(domain)에서의 에러분산방법은 타 기기와 정확한 색정보교환에서 제한을 받게 되므로 응용 분야가 특수한 영역으로 한정되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 인간의 시감 특성과 일치하는 균등 색공간에서 에러를 평가, 보정하고, 프린터의 망점 모델을 이용하여 에러를 정량화함으로써 정확한 에러 보정을 수행하여 고화질화를 수행하기 위한 칼라 하프톤닝방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 균등 색공간에서 프린트 모델을 위한 칼라 하프톤닝방법을 실현하는데 가장 적합한 회로를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 균등 색공간에서 프린트 모델을 위한 칼라 하프톤닝방법은 화상입력장치를 통해 자연색을 갖고 입력되는 칼라신호를 한정된 칼라로 출력하는 칼라출력장치에 있어서, 표준색좌표로 된 상기 입력칼라신호를 인간의 시감특성에 일치하는 표준색좌표로 변환하는 제1단계; 상기 제1단계에 의해 변환된 입력칼라신호와 주변 픽셀에서 전파된 에러의 총합을 가산하여 타켓 칼라를 형성하기 위한 제2단계; 상기 제2단계에서 형성된 타켓 칼라와 한정된 칼라를 매칭시키기 위한 제3단계; 상기 제3단계 수행 후 프린터 도트의 오버랩에 의한 에러를 정량화시키기 위한 제4단계; 및 상기 제4단계에 의해 정량화된 에러를 이웃하는 픽셀로 분산시키기 위한 제5단계를 포함함을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 균등 색공간에서 프린트 모델을 위한 칼라 하프톤닝회로는 화상입력장치를 통해 자연색을 갖고 입력되는 칼라신호를 한정된 칼라로 출력하는 칼라출력장치에 있어서, 표준색좌표로 된 상기 입력칼라신호를 인간의 시감특성에 일치하는 표준색좌표로 변환하는 색변환부; 상기 색변환부에서 출력되는 입력칼라신호와 주변 픽셀에서 전파된 에러의 총합을 가산하여 타겟 칼라를 형성하기 위한 가산기; 상기 가산기에서 출력되는 타겟 칼라와 한정된 칼라를 매칭시키기 위한 색매칭부; 상기 색매칭부에서 출력되는 타겟 칼라의 도트에 대하여 모델링하고 각 부분 영역별 칼라값을 결합한 데이타베이스를 구축하기 위한 프린터 도트 모델링부; 프린터 도트의 오버랩에 의한 에러를 정량화시키기 위하여 상기 가산기의 출력칼라와 상기 프린터 도트 모델링부의 출력칼라의 차이인 에러를 구하기 위한 감산기; 및 상기 감산기에서 출력되는 정량화된 에러를 이웃하는 픽셀로 분산시키기 위한 에러 필터를 포함함을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명하기로 한다.

제2도는 본 발명에 의한 균등 색공간에서 프린터 모델을 위한 칼라 하트톤닝회로의 일실시예에 따른 블럭도이다.

제2도에 도시된 블럭도의 구성은, 표준색좌표로 된 상기 입력칼라신호를 인간의 시감특성에 일치하는 표준색좌표로 변환하는 색변환부(12)와, 색변환부(12)에서 출력되는 입력칼라신호와 주변 픽셀에서 전파된 에러의 총함을 가산하여 타겟 칼라를 형성하기 위한 가산기(14)와, 가산기(14)에서 출력되는 타겟 칼라와 한정된 칼라를 매칭시키기 위한 색매칭부(16)와, 색매칭부(16)에서 출력되는 타겟 칼라의 도트에 대하여 모델링하고 각 부분 영역별 칼라값을 결합한 데이타베이스를 구축하기 위한 프린터 도트 모델링부(18)와, 프린터 도트의 오버랩에 의한 에러를 정량화시키기 위하여 가산기(14)의 출력칼라와 프린터 도트 모델링부(18)의 출력칼라의 차이인 에러를 구하기 위한 감산기(20)와, 감산기(20)에서 출력되는 정량화된 에러를 이웃하는 픽셀로 분산시키기 위한 에러 필터(22)로 이루어진다.

제3도는 제1도 및 제2도에 있어서 에러필터(제1도의 4 또는 제2도의 22)의 예시도이고, 제4도는 8 칼라 팔레트를 위한 칼라 매칭의 예시도이다.

제5도는 본 발명에 의한 균등 색공간에서 프린터 모델을 위한 칼라 하트톤닝방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 제100단계는 프린터 도트의 평균 직경을 칼라 패치를 측정하여 구하기 위한 과정이고, 제200단계는 타겟 영역을 구하고, 각 세그먼트의 영역별 면적을 구하기 위한 과정이고, 제300단계는 각 세그먼트의 영역별 칼라값을 확정하여 데이타베이스화하기 위한 과정이다.

제6도는 이상적인 픽셀과 실제의 도트의 겹침현상에 대한 예시도이고, 제7도는 도트의 영역분할에 대한 예시도이다.

그러면 본 발명의 동작을 제2도 내지 제5도를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 연속 이미지 생성이 불가능한 매체 예컨데 프린터에서 한정된 색으로 인간의 착시 현상을 이용하여 연속 톤과 유사한 효과를 내는 이미지를 생성하는 방법이다.

제2도를 참조하면, 표준 색공간으로 입력화상의 칼라값이 들어오면, 색변환부(12)에서는 각 색공간으로부터 균등 색공간으로 변환된다. 예를 들어 입력 색공간이 CIEXYZ일 경우 CIELab로의 변환과정은 다음과 같다.

L^*= 116(Y/Y_n)^1/3- 16 ..... (1)

a^*= 500[(X/X_n)^1/3- (Y/Y_n)^1/3] ..... (2)

b^*= 200[(Y/Y_n)^1/3- (Z/Z_n)^1/3] ..... (3)

색변환부(12)에서 균등 색공간 CIELAB 칼라값으로 변환된 입력 칼라는 가산기(14)에서 제3도에서와 같이 에러필터(제2도의 참조번호 22)에서 출력되는 이웃하는 픽셀로부터 전파된 에러값과 가산되어 새로운 타겟 칼라인 (LAB)′를 설정하게 된다.

색매칭부(16)에서는 프린터의 픽셀이 가질 수 있는 색 중에서 가산기(14)에서 출력되는 타겟 칼라와 가장 가까운 색을 찾아내어 프린터의 출력명령으로 결정한다.

이는 제4도에서와 같이 1 도트를 하나의 칼라를 표현이라고 할 때 한 픽셀이 가질수 있는 색은 C(Cyan), M(Magenta), Y(Yellow), R(Red), G(Green), B(Blue), B(Black), W(White) 등 8색으로 한정되고, 이 칼라값은 측색기를 이용하여 측색한 CIELAB 값을 각 칼라의 인덱스와 함께 기억시키며 타겟 칼라인 (LAB)′와 8개의 칼라 중에서 공간상의 거리가 최소인 칼라를 픽셀의 출력 명령 (LAB)′′로 결정한다.

한편, 색매칭부(16)에서 출력되는 타겟 칼라인 (LAB)′′를 프린터로 출력명령을 보냈을때 출력되는 도트의 직경은 정사각형(예를 들어 300dpi의 해상도를 갖는 프린터의 경우 이상적인 픽셀의 한변의 길이 T=25.9/300mm)의 이상적인 픽셀의 한변의 길이 (T)보다 크다. 이는 인쇄시 잉크나 토너(toner) 등 색재료의 이동속도, 점성 등의 물리적인 특성에 의해 퍼짐 현상을 발생하기 때문이다.

따라서 제6도에서와 같이 이상적인 도트 A′(또는 B′)와 같이 인쇄되는 경우와 실제 도트 A(또는 B)와 비교해 보면 상당한 차이가 있음을 알 수 있다. 이상적인 도트에서는 이웃하는 픽셀에 대한 간섭효과가 전혀 없으나, 실제 도트에서는 도트의 망점율의 변화를 제외하더라도 영역 ‘C’에서와 같은 도트의 오버랩(overlap) 영역이 발생하여 다른 칼라를 나타내는 영역이 되고, 이 오버랩 영역은 주변 도트 8개를 고려할 경우 실제의 픽셀이 나타내고자 하는 칼라가 주변 도트의 영향으로 다른 색으로 변화하게 된다.

이러한 도트의 오버랩에 의한 에러는 도트의 직경이 이상적인 픽셀의 한변의 길이(T)보다 커짐에 따라 더 심하게 발생한다. 이와 같은 도트의 오버랩에 의한 색의 왜곡 형상을 정확하게 보정하기 위해서는 제5도에서와 같이 도트의 모델링과 각 부분 영역별 칼라값을 결합한 데이타 베이스를 구축한다. 이 역할은 프린터 도트 모델링부(18)에서 수행한다.

도트의 모델링은 제7도에서와 같이 영역분할을 한 후 하나의 이상적인 픽셀 내의 영역을 T와 d의 항으로서 기하학적인 방법에 의해 정량화한다. 각 영역별 칼라값은 측색기를 이용하여 측정할 수 있으며 이와 같이 영역별 칼라값이 데이카 베이스화되어 있으면 영역별 칼라값을 더한 값으로 프린팅 도트의 칼라값을 구해 출력칼라 (LAB)_p를 예측할 수 있다.

감산기(20)에서는 가산기(14)에서 출력되는 타겟 칼라 (LAB)′와 프린터 도트 모델링부(18)에서 출력되는 (LAB)_p의 에러(△=L′-L_p, A′-A_p, B′-B_p)를 각각 구한다. 구해진 에러는 제3도에서와 같이 이웃하는 화소로 웨이팅 팩터(weighting factor)를 곱해 인간의 시감에 일치하는 에러의 LAB 항을 분산시키며, 각 픽셀의 이웃하는 픽셀에서 전파된 에러의 총합과 입력칼라를 더한 값을 타겟 칼라 (LAB)′로 설정하여 다음 픽셀의 처리과정으로 다시 반복적으로 수행한다.

이와 같은 과정을 통해 제7도의 빗금친 부분에서와 같이 주변 픽셀의 도트 오버랩에 의해 화상이 어두워지고 색이 틀어지는 형상을 주변 픽셀에서 보정하게 되어 인간의 착시현상에 의해서, 입력된 칼라와 출력된 칼라가 거시적으로 동일하게 보이게 된다.

본 발명에 의한 일실시예에서는 칼라 프린터에 국한하였으나 디지탈 칼라 복사기, 칼라 팩스 등에도 적용 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 균등 색공간에서 프린터 모델을 위한 칼라 하프톤닝방법 및 회로에서는 연속 통을 가진 입력 칼라를 한정된 색으로 표현함으로써 발생하는 에러와 프린팅 망점이 이상적 망점보다 큰 직경을 가짐으로써 발생하는 색왜곡 에러를 인간의 시감특성과 일치하는 균등 색공간에서 정확히 평가하고 보정함으로써 칼라프린팅 화상의 고화질화를 실현할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 화상입력장치를 통해 자연색을 갖고 입력되는 칼라신호를 한정된 칼라로 출력하는 칼라출력장치에 있어서, 표준색좌표로 된 상기 입력칼라신호를 인간의 시감특성에 일치하는 표준색좌표로 변환하는 제1단계; 상기 제1단계에 의한 변환된 입력칼라신호와 주변 픽셀에서 전파된 에러의 총합을 가산하여 타겟 칼라를 형성하기 위한 제2단계; 상기 제 2단계에서 형성된 타겟 칼라와 한정된 칼라를 매칭시키기 위한 제3단계; 상기 제3단계 수행 후 프린터 도트의 오버랩에 의한 에러를 정량화시키기 위한 제4단계; 및 상기 제4단계에 의해 정량화된 에러를 이웃하는 픽셀로 분산시키기 위한 제5단계를 포함함을 특징으로 하는 균등 색공간에서 프린터 모델을 위한 칼라 하프톤닝 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제4단계는 상기 프린터 도트의 평균 직경을 칼라 패치를 측정하여 구하기 위한 제1과정; 상기 제1과정 수행 후 타겟 영역을 구하고, 각 세그먼트의 영역별 면적을 구하기 위한 제2과정; 및 상기 제2과정 수행 후 각 세그먼트의 영역별 칼라값을 확정하여 데이타 베이스화하기 위한 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 균등 색공간에서 프린터 모델을 위한 칼라 하프톤닝방법.
3. 화상입력장치를 통해 자연색을 갖고 입력되는 칼라신호를 한정된 칼라로 출력하는 칼라출력장치에 있어서, 표준색좌표로 된 상기 입력칼라신호를 인간의 시감특성에 일치하는 표준색좌표로 변환하는 색변환부; 상기 색변환부에서 출력되는 입력칼라신호와 주변 픽셀에서 전파된 에러의 총합을 가산하여 타겟 칼라를 형성하기 위한 가산기; 상기 가산기에서 출력되는 타겟 칼라와 한정된 칼라를 매칭시키기 위한 색매칭부; 상기 색매칭부에서 출력되는 타겟 칼라의 도트에 대하여 모델링하고 각 부분 영역별 칼라값을 결합한 데이타베이스를 구축하기 위한 프린터 도트 모델링부; 프린터 도트의 오버랩에 의한 에러를 정량화시키기 위하여 상기 가산기의 출력칼라와 상기 프린터 도트 모델링부의 출력칼라의 차이인 에러를 구하기 위한 감산기; 및 상기 감산기에서 출력되는 정량화된 에러를 이웃하는 픽셀로 분산시키기 위한 에러 필터를 포함함을 특징으로 하는 균등 색공간에서 프린터 모델을 위한 칼라 하프톤닝회로.
4. 제3항에 있어서, 상기 색매칭부는 상기 칼라출력장치가 가지고 있는 칼라 중에서 상기 가산기에서 출력되는 타겟 칼라와 공간상의 거리가 최소인 칼라를 상기 타겟 칼라의 매칭 칼라로 출력함을 특징으로 하는 균등 색공간에서 프린터 모델을 위한 칼라 하프톤닝회로.