KR100477682B1 - 회색 균형 스캐닝 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스캐닝 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스캐닝 장치 내부에 샘플링된 회색 패치(Gray Patches)를 두고 컬러 영상 스캐닝 시에 미리 스캐닝 하여 Gray balancing을 수행하고 보정 감마 테이블을 생성하여 균형된 영상 출력을 얻기 위한 회색 균형 스캐닝 장치에 관한 것이다. 회색 균형 스캐닝 장치는 회색 균형된 칼라 영상 스캐닝을 위해 내부에 설치된 회색 패치, 영상 스캐닝 시에 미리 스캔된 상기 회색 패치의 R,G,B 값 및 일정 휘도 값으로부터 회색 균형 함수를 생성하고, 상기 회색 균형 함수에 따라 상기 R,G,B 값이 일정한 밝기를 갖도록 감마 보정 함수를 수정하며, 상기 회색 균형 함수 및 보정된 감마 함수로부터 감마 보정값을 구성하여 상기 스캐닝된 영상에 상기 수정된 감마 보정 함수를 적용하는 보정수단을 포함한다. 본 발명에 따르면, 시간이 지남에 따라 변화되는 센서 및 조명에 의한 스캐너의 특성을 보정할 수 있고, 고화질의 컬러 영상을 스캔할 수 있다.

Description

회색 균형 스캐닝 장치{Gray-balanced scanning apparatus}

본 발명은 스캐닝 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스캐닝 장치 내부에 샘플링된 회색 패치(Gray Patches)를 두고 컬러 영상 스캐닝 시에 미리 스캐닝 하여 Gray balancing을 수행하고 보정 감마 테이블을 생성하여 균형된 영상 출력을 얻기 위한 회색 균형 스캐닝 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래의 스캐닝 장치의 구성을 보이는 블록도로서, 센서 및 ADC(Analog Digital Converter)(100), Shading 보정부(101) 및 Gamma 보정부(103)로 구성된다. 센서 및 ADC(100)는 CIS(Contact Image Sensor) 또는 CCD(Charge Coupled Device)로부터 입력된 컬러 영상을 디지털로 변환시켜 R, G, B 값으로 출력한다. Shading 보정부(101)는 센서 및 ADC(100)에서 출력되는 디지털 R, G, B 화소에 대해 하기 수학식 1과 같은 연산을 통해 Shading 보정된 R', G', B'를 출력한다.

[수학식 1]

수학식 1에 max 및 min 값은 각각 센서(100)의 최대값 및 최소값 이다.

Gamma 보정부(103)는 Shading 보정된 R', G', B' 값에 대하여 Gamma 보정을 수행하여 R'', G'', B'' 값을 출력한다. Gamma 보정은 스캔되는 원 영상의 밝기와 스캔 후의 디지털 영상의 밝기간에 일어나는 도 2와 같은 비 선형 특성을 선형 특성으로 보정하기 위해 수행된다. Gamma 보정부(103)는 각 R, G, B 신호에 대한 각각의 Gamma 보정 값을 저장하는 LUT(Look Up Table)를 포함하고 있다.

컬러 영상에서 회색(Gray)은 R, G, B 세 값이 같은 것을 의미한다(R=G=B). 그러나, 적절한 보정이 이루어지지 않으면 종래의 방법으로는 회색을 스캐닝 할 경우 R, G, B 세 값을 같게 할 수 없는(R≠G≠B) 문제점이 있다. 또한 고정된 Gamma 보정은 시간이 지남에 따라 변화하는 센서 및 스캐너 내부에 있는 조명의 변화에 적절히 대응할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 스캐닝 장치 내부에 샘플링된 회색 패치(Gray Patches)를 두고 컬러 영상 스캐닝 시에 미리 스캐닝 하여 Gray balancing을 수행하고 보정 감마 테이블을 생성하여 균형된 영상 출력을 얻기 위한 회색 균형 스캐닝 장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 회색 균형 스캐닝 장치는 회색 균형된 칼라 영상 스캐닝을 위해 내부에 설치된 회색 패치(Gray Patches); 및 영상 스캐닝 시에 미리 스캔된 상기 회색 패치의 R,G,B 값 및 일정 휘도값으로부터 회색 균형 함수를 생성하고, 상기 회색 균형 함수에 따라 상기 R,G,B 값이 일정한 밝기를 갖도록 감마 보정 함수를 수정하며, 상기 회색 균형 함수 및 보정된 감마 함수로부터 감마 보정값을 구성하여 상기 스캐닝된 영상에 상기 수정된 감마 보정 함수를 적용하는 보정수단을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 회색 패치는 그 크기 및 개수를 다양하게 구성할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 보정수단은 영상 스캐닝 시에 상기 회색 패치를 미리 스캔하여 R,G,B 값을 구하고, 구해진 R,G,B 값이 정해진 휘도 값을 만족시키는 회색 균형 함수를 생성하는 회색 균형부; 및 상기 생성된 회색 균형 함수에 의해 일정한 휘도값을 갖는 상기 R,G,B 값이 일정한 밝기를 갖도록 하는 감마 보정 함수를 수정하고, 상기 회색 균형함수 및 보정된 감마 함수로부터 감마 보정값을 생성하여 영상 스캐닝 시에 실제 영상의 밝기와 스캐닝된 영상이 선형성을 만족하도록 상기 스캐닝된 영상에 상기 수정된 감마 보정 함수를 적용하는 감마 보정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 3은 그레이 패치가 설치된 스캐너(300)이다.

도 4는 본 발명에 따른 회색 균형 스캐닝 장치의 구성을 보이는 블록도로서, 센서 및 ADC(300-1), Shading 보정부(300-2), 보정수단(300-3)으로 구성된다. 본 발명에서 보정수단(300-3)은 Gray 밸런싱부(300-31), Gamma 보정부(300-32)로 구성된다.

이어서, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 회색 균형 스캐닝 장치를 상세히 설명한다.

스캐너(300) 내부 사용자 눈에 보이지 않는 곳에 도 3과 같은 그레이 패치(Gray Patches, 회색 패치)를 설치한다. 도 3에는 0∼N-1, N개의 패치가 설치된다. 그레이 패치의 크기 및 개수를 정해진 것이 아니며, 다양하게 구성할 수 있도록 한다.

컬러 영상 스캐닝 시에 센서 및 ADC(300-1)는 미리 그레이 패치를 독취한다.

독취된 그레이 패치 값은 보정수단(300-3)의 Gray 밸런싱부(300-31)로 입력된다. Gray 밸런싱부(300-31)는 각 그레이 패치별로 독취된 R, G, B 값을 평균화하여 R, G, B 값을 구한다. R, G, B의 각 값과 패치의 휘도 값을 대응시키며, 표 1과 같은 관계가 성립된다. r₀, g₀, b₀는 그레이 패치 0에서 독취된 R, G, B 값을 평균화한 것이고, r₁, g₁, b₁는 그레이 패치 1에서 독취된 R, G, B 값을 평균화한 것이다. 그리고, Y(휘도) 및 L(밝기)는 정해져 있는 값이다.

[표 1]

R	G	B	Y(휘도:Luminance)	L(밝기:Lightness)
r0	G0	B0	Y0	L0
r1	G1	B1	Y1	L1
…	…	…	…	…
r(N-1)	G(N-1)	B(N-1)	Y(N-1)	L(N-1)

표 1에서 N개의 패치로부터 얻어진 R, G, B에 대한 Gray 밸런싱을 위해 수학식 2와 같이 둘 수 있다.

[수학식 2]

f_R(r_k) = Y_k

f_G(g_k) = Y_k

f_B(b_k) = Y_k

0 ≤ k ≤(N-1)

수학식 2를 만족시키는 함수를 f(x)=ax² +bx+c라 하면, 수학식 2에 의한 관계를 최대로 만족하는 계수 a, b, c를 각각에 대하여 구할 수 있다. 이 세 함수를 Gray 밸런싱 함수라 정의한다.

Gray 밸런싱부(300-31)는 이와 같이 영상 스캐닝 시에 회색 패치를 미리 스캔하여 R,G,B 값을 구하고, 구해진 R,G,B 값이 정해진 휘도 값을 만족시키는 그레이 밸런싱 함수를 생성한다.

Gamma 보정부(300-32)는 생성된 그레이 밸런싱 함수에 의해 일정한 휘도값을 갖는 상기 R,G,B 값이 또한 일정한 밝기를 갖도록 하는 감마 보정 함수를 수정한다. 이렇게 그레이 패치의 R, G, B 각각에 대하여 얻은 그레이 밸런싱 함수와 Gamma 보정 함수를 이용하여 LUT를 구성하고, 실제 영상 스캐닝 시에 Shading 보정에 의해 출력되는 결과 영상에 LUT를 적용함으로써 그레이 밸런싱을 만족하는 영상을 출력할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 사상 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 스캐닝 장치 내부에 샘플링된 회색 패치(Gray Patches)를 두고 컬러 영상 스캐닝 시에 미리 스캐닝 하여 Gray balancing을 수행하고 보정 감마 테이블을 생성하여 균형된 영상 출력을 얻음으로써, 시간이 지남에 따라 변화되는 센서 및 조명에 의한 스캐너의 특성을 보정할 수 있고, 고화질의 컬러 영상을 스캔할 수 있다.

도 1은 종래의 스캐닝 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.

도 2는 도 1에서 감마 보정을 설명하기 위한 파형도 이다.

도 3은 그레이 패치가 설치된 스캐너이다.

도 4는 본 발명에 따른 회색 균형 스캐닝 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.

Claims (3)

1. 회색 균형된 칼라 영상 스캐닝을 위해 내부에 설치되고, 그 크기 및 갯수를 다양하게 구성할 수 있는 된 회색 패치(Gray Patches);

   영상 스캐닝 시에 상기 회색 패치를 미리 스캔하여 R,G,B 값을 구하고, 구해진 R,G,B 값이 정해진 휘도 값을 만족시키는 회색 균형 함수를 생성하는 회색 균형부; 및

   상기 생성된 회색 균형 함수에 의해 일정한 휘도값을 갖는 상기 R,G,B 값이 일정한 밝기를 갖도록 하는 감마 보정 함수를 수정하고, 상기 회색 균형함수 및 보정된 감마 함수로부터 감마 보정값을 생성하여 영상 스캐닝 시에 실제 영상의 밝기와 스캐닝된 영상이 선형성을 만족하도록 상기 스캐닝된 영상에 상기 수정된 감마 보정 함수를 적용하는 감마 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 장치.
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