KR100664958B1 - 미리 정의된 데이터와 색특성 정보를 이용하여 최적 변환된영상을 출력하는 방법 및 프린터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미리 정의된 데이터와 색특성 정보를 이용하여 최적 변환된 영상을 출력하는 방법 및 프린터에 관한 발명으로서 본 발명의 일 실시예에 따른 미리 정의된 데이터와 색특성 정보를 이용하여 최적 변환된 영상을 출력하는 방법은 색특성 정보를 수신하는 단계, 상기 색특성 정보를 프린터가 표현할 수 있는 명도의 범위로 변환하는 단계, 상기 변환한 명도와 상기 색특성 정보를 상기 프린터가 표현할 수 있는 명도와 채도의 범위에 대한 색역(gamut)으로 변환하는 단계 및 상기 변환한 결과에 맞추어 상기 영상을 출력하는 단계를 포함한다.
프린터, 색특성 정보, 영상, 이미지, 입력 디바이스

Description

미리 정의된 데이터와 색특성 정보를 이용하여 최적 변환된 영상을 출력하는 방법 및 프린터{Method and printer printing converted image using pre-defined data and color property information}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프린터의 색 최적 변환에 관여하는 구성요소들을 나타내는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 색특성 정보입력부에서 수신하는 색특성을 분류한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 명도-대비 재현부의 구성을 보여주는 예시도이다.
도 4에는 6가지의 S형 결정 함수의 예를 보여주는 예시도이다.
도 5는 입력 디바이스의 색역(gamut)와 출력 디바이스의 색역의 매핑을 보여주는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 명도-채도의 매핑을 보여주는 예시도이다.
도 7a와 도 7b는 상기 결정함수 V(L*)를 구하기위해 입력 색역의 커스프를 중심으로 높은 쪽(Vupper)과 낮은 쪽(Vunder)인 경우의 결정함수의 그래프를 보여준다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 명도-채도 재현부의 구성을 보여주는 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 프린터의 구성을 보여주는 예시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 색특성 정보입력부 120: 데이터 입력부
150: 명도-대비 재현부 160: 명도-채도 재현부
180: 출력부
본 발명은 프린터의 출력시 영상 정보를 최적 변환하는 것에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미리 정의된 데이터와 색특성 정보를 이용하여 최적 변환된 영상을 출력하는 방법 및 프린터에 관한 것이다.
영상 기기에서 보여지는 영상의 정보는 실제 자연에 존재하는 다양한 색상을 모두 표현하지 못한다. 따라서 영상 기기에서는 인간의 시감(視感)에 따라 인지하지 못하는 부분을 제거하고, 인지하거나 그 차이에 대해 과민하게 반응하는 부분의 정보를 더 많이 제공하는 방식을 통해 컬러를 표현한다. 특히 명도변화는 인간 시감에 가장 민감함으로 명도를 변경하고 명도의 대비를 조정하는 것은 프린터의 화질에 전반적인 영향을 미치고 있다. 종래의 기술들은 명도를 재현함에 있어서 영역을 따로 설정하여 상이한 방향으로 압축되게 하는 방법(미국특허 US5883632), 또는 로패스필터(Low-pass filter)를 사용하여 명도를 재현하는 방법(US 6646762)가 제시되었다. 그러나, 명도 재현시 명도-대비의 향상을 통한 색 선호도 향상이 존재하지 않으며, 입력 또는 출력 장치의 특성을 고려하지 않고 있다. 또한, 명도-채도를 리매핑(remapping)하는 방법으로, 종래에는 순색을 극대화하였으나 이는 디테일한 부분이 뭉쳐져 프린트될 가능성이 높았다. 즉, 프린터의 시안, 마젠타, 노랑색과 같은 1차 순색, 적색, 녹색, 청색의 2차 순색을 극대화하면서 복잡한 영상의 디테일을 섬세히 표현하는 방법은 프린터의 개발에 있어 일반적인 요구사항이나 컬러 매핑(Color mapping) 측면에서는 상호 모순적인 면이 있다.
따라서 다양한 입력, 출력 기기의 색재현 특성과 인간 시감 또는 입력 영상에 적응적으로 명도 대비를 가능하게 하는 방법과 장치가 필요하다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 다양한 입력 장치와 영상의 색특성 정보를 수신하여 최적의 색상으로 최적 변환하여 출력하는 방법과 장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 또다른 목적은 명도와 채도를 변환시 매핑 함수를 달리하여 입력 영상에 적응적으로 출력하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미리 정의된 데이터와 색특성 정보를 이용하여 최적 변환된 영상을 출력하는 방법은 색특성 정보를 수신하는 단계, 상기 색특성 정보를 프린터가 표현할 수 있는 명도의 범위로 변환하는 단계, 상기 변환한 명도와 상기 색특성 정보를 상기 프린터가 표현할 수 있는 명도와 채도의 범위에 대한 색역(gamut)으로 변환하는 단계 및 상기 변환한 결과에 맞추어 상기 영상을 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프린터는 색특성 정보를 수신하는 색특성 정보 입력부, 상기 색특성 정보를 프린터가 표현할 수 있는 명도의 범위로 변환하는 명도-대비 재현부, 상기 변환한 명도와 상기 색특성 정보를 상기 프린터가 표현할 수 있는 명도와 채도의 범위에 대한 색역(gamut)으로 변환하는 명도-채도 재현부 및 상기 변환한 결과에 맞추어 상기 영상을 출력하는 출력부를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 미리 정의된 데이터와 색특성 정보를 이용하여 최적 변환된 영상을 출력하는 방법 및 프린터를 설명하기 위한 블록도 또는 처리 흐름도에 대한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다. 이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑제되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프린터의 색 최적 변환에 관여하는 구성요소들을 나타내는 예시도이다.
크게 색특성 정보 입력부(110), 명도-대비 재현부(150), 명도-채도 재현부(160)으로 구성된다. 상기의 구성요소를 통해 최적 적응적 명도와 채도로 변환된 색상을 출력할 수 있다.
색특성 정보 입력부(110)는 디지털 카메라, HDTV, 모니터 등의 입력 디바이스의 색특성 정보 또는 영상의 색특성 정보를 수신한다. 이 정보의 예로는 입력 디바이스의 최대, 최소 명도, 또는 영상의 최대, 최소 명도가 될 수 있으며, 또한 6개의 주(Primary)/보조(secondary) 커스프 명도(cusp lightness) 또는 커스프 채도(cusp chroma)에 대한 정보가 될 수 있다. 커스프(cusp)란 주어진 색상(hue)에서의 최대값을 의미한다. 이러한 정보는 이후 명도-대비 재현부(150)와 명도-채도 재현부(160)에서 연산이 가능하도록 한다. 커스프 정보를 통해 입력 디바이스 또는 영상이 표현하는 색의 영역(색역, gamut)에 대한 정보를 알 수 있으며, 프린터의 색역으로 최적 변환하는 기초 데이터가 된다. 색특성 정보 입력부의 동작 또는 구성 에 대해서는 도 2에서 상세히 살펴보고자 한다.
명도-대비 재현부(150)는 색특성 정보 입력부(110)에서 입력된 정보에 따라 해당 영상 또는 해당 입력 디바이스의 색상에 대해 명도를 매핑한다. 통상 디지털 카메라, 모니터, HDTV 등과 같은 입력 장치는 최대, 최소의 명도차가 크며, 프린터의 경우에는 상대적으로 최대, 최소의 명도차가 작다. 즉, 넓은 영역의 데이터를 좁은 영역의 데이터로 매핑시 원래 유지해야 하는 명도의 차이가 줄어들게 된다. 따라서, 줄어든 명도차이를 사용자의 시감에 비추어 명도 대비(Lightness-contrast)를 확연히 해주기 위해서 명도-대비 재현부에서는 S shape 함수를 사용할 수 있다. 명도-대비 재현부(150)의 동작 또는 구성에 대해서는 도 3과 도 4에서 상세히 살펴보고자 한다.
명도-채도 재현부(160)는 명도-대비 재현부(150)에서 프로세싱된 명도 정보(L*)와 채도 정보(C*)를 프린터의 색역(gamut)에 알맞게 매핑한다. 이때, 원래의 컬러가 한점으로 매핑되어 색이 뭉쳐지고 디테일이 사라지는 부작용을 막기 위해서, 서로다른 방향성을 설정할 수 있다. 명도-채도 재현부(160)의 동작 또는 구성에 대해서는 도 5, 도 6, 도 7에서 상세히 살펴보고자 한다.
도 1은 원래의 이미지 정보의 컬러 값들은 L* a* b*의 컬러 공간에 나타낸 경우를 보여준다. CRT나 스캐너의 R(red), G(green), B(blue) 값들은 국제 조명 위원회(CIE-Commission Internationale de l'Eclairage)가 설정한 표준에 의해 CIE L*a*b* 컬러공간 안으로 변환될 수 있다. 이 값을 명도(L*), 채도(C*), 색상(h)로 변환한 정보들이 명도-대비 재현부(150)와 명도-채도 재현부(160)에 입력된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 색특성 정보입력부에서 수신하는 색특성을 분류한 예시도이다. 먼저 영상을 보내는 소스의 정보가 고정적인 경우(210)와 가변적인 경우(220)를 나누어 살펴본다. 소스의 정보가 고정적인 경우는 다시 두 가지 경우로 나뉘어진다. 표준 스펙을 사용하는 경우(211) 또는 입력 디바이스가 고정된 경우(212) 두가지로 나누어진다.
표준 스펙을 사용하는 경우(211)란, sRGB, scRGB, sYCC등 표준 공간을 사용하는 경우를 의미한다. 표준 스펙을 사용하여 출력이 가능한 최대 명도(Li,max), 출력이 가능한 최저 명도(Li,min)에 대해 명시할 수 있다. 또한 색상(hue)에서 Red(255, 0, 0), Yellow(255, 255, 0), Green(0, 255, 0), Cyan(0, 255, 255), Blue(0, 0, 255), Magenta(255, 0, 255) 색상(hue)에서 출력가능한 최대채도(C_ir_cusp, C_iy_cusp, C_ig_cusp, C_ic_cusp, C_ib_cusp, C_im_cusp)와 그 칼라의 명도(L_ir_cusp, L_iy_cusp, L_ig_cusp, L_ic_cusp, L_ib_cusp, L_im_cusp)치를 연산하여 변수화할 수 있다.
이렇게 변수화된 정보들은 명도-대비 재현부(150)와 명도-채도 재현부(160)에 정보로 입력된다. 표준 공간을 사용하므로 표준에서 규정된 값을 사용할 수 있다.
입력 디바이스가 고정된 경우(212)는 표준 공간을 사용하고 있지는 않으나 프린터에 고정된 모니터를 적용하는 경우에 적용 가능하다. 즉 입력 디바이스의 특성에 대한 정보가 고정되어 있으므로, 모니터가 가지는 색상의 특성을 최적 변환하 는 변환식(characterization 변환식) 또는 룩업 테이블(Look Up Table, LUT)을 통해 얻을 수 있다. 표준 스펙을 사용하는 경우와 마찬가지로, 출력이 가능한 최대 명도(Li,max), 출력이 가능한 최저 명도(Li,min)에 대해 명시할 수 있다. 또한 색상(hue)에서 Red(255, 0, 0), Yellow(255, 255, 0), Green(0, 255, 0), Cyan(0, 255, 255), Blue(0, 0, 255), Magenta(255, 0, 255) 색상(hue)에서 출력가능한 최대채도(C_ir_cusp, C_iy_cusp, C_ig_cusp, C_ic_cusp, C_ib_cusp, C_im_cusp)와 그 칼라의 명도 (L_ir_cusp, L_iy_cusp, L_ig_cusp, L_ic_cusp, L_ib_cusp, L_im_cusp)치를 연산하여 변수화할 수 있다.
이렇게 변수화된 정보들은 명도-대비 재현부(150)와 명도-채도 재현부(160)에 정보로 입력된다.
한편 소스 정보가 가변적인 경우(200)는 디바이스별로 설정을 할 수가 없는 경우를 의미한다. 예를 들어 여러 종류의 디지털 카메라(Digital Still Camera)를 프린터에 바로 연결하는 경우이다. 이 경우에는 디바이스 자체에 대한 정보가 존재하지 않을 수 있으므로, 영상 헤더부에 이미 포함된 색특성 정보를 사용한다. 예를 들어 영상이 캡쳐된 입력기기(DSC, 스캐너, 복사기)에 포함된 출력이 가능한 최대 명도(Li,max), 출력이 가능한 최저 명도(Li,min) 또는 해당 영상의 전체 픽셀치에서 최대 명도(Li,max)와 최저 명도(Li,min)를 구할 수 있다. 또한 영상이 캡쳐된 입력기기 또는 영상의 전체 픽셀치의 색상(hue)에서 Red(255, 0, 0), Yellow(255, 255, 0), Green(0, 255, 0), Cyan(0, 255, 255), Blue(0, 0, 255), Magenta(255, 0, 255) 색 상(hue)에서 출력가능한 최대채도(C_ir_cusp, C_iy_cusp, C_ig_cusp, C_ic_cusp, C_ib_cusp, C_im_cusp)와 그 칼라의 명도 (L_ir_cusp, L_iy_cusp, L_ig_cusp, L_ic_cusp, L_ib_cusp, L_im_cusp)치를 연산하여 변수화할 수 있다.
이렇게 변수화된 정보들은 명도-대비 재현부(150)와 명도-채도 재현부(160)에 정보로 입력된다.
색특성 정보 입력부(110)가 입력 디바이스로부터 데이터를 수신하는 것은 입력 디바이스에서 제공하는 색특성 정보를 수신하는 방법 외에도, 미리 입력 디바이스의 식별자를 수신하여 저장된 색특성 정보를 추출하는 것도 가능하다. 예를 들어, 입력 디바이스별 색특성 정보를 EEPROM(electronic erasable programmable read only memory)에 저장해두고, 저장된 데이터를 이용하여 해당 입력 디바이스의 영상의 색특성에 해당하는 값을 변환하여 프린터의 색상에 맞게 출력할 수 있다. EEPROM에 저장할 경우, 펌웨어 업그레이드 방식을 통해 새로운 입력 디바이스가 생산되거나, 입력 디바이스의 색특성이 변경될 경우에도 새로운 색특성 정보로 적용 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 명도-대비 재현부의 구성을 보여주는 예시도이다. 명도-대비 재현부(150)는 명도의 최대/최소 차이가 큰 디바이스(DSC, 모니터)에서 상대적으로 차이가 적은 프린터로 재현하기 위한 매핑을 수행한다.
명도-대비 재현부(150)는 명도 변환부(151)과 명도 매핑 정보부(152)를 포함한다. 명도 변환부(151)는 입력된 명도(L*)를 프린터의 최대, 최소 명도 범위내에 속하도록 변환한다. 이때 상기 범위내에 변환이 가능하도록 매핑 정보를 얻기 위해 서 명도 매핑 정보부(152)에 저장된 정보를 이용한다.
명도차가 큰 디바이스에서 상대적으로 명도차가 작은 디바이스로 매핑되므로, 명도차이가 줄어들면서 사용자의 시감에 비추어 명도의 차이를 구분하지 못할 수 있다. 이를 방지하기 위한 일 실시예로 명도 변환부(151)는 매핑 수행시 S형(S-shape) 함수를 사용하여 명도-대비(Lightness-contrast)가 크도록 하여 사용자의 시감을 충족시킬 수 있도록 한다.
명도 변환부(151)에서 S형 함수를 사용하기 위해서 S형 함수의 결정 변수인 평균에 대한 정보와 표준편차에 대한 정보가 필요하다. 이를 구하기 위한 데이터가 명도 매핑 정보부(152)에 저장될 수 있다.
S형 함수의 일종인 Sigmoidal 확률변수를 통해 프린터의 최대, 최소 명도에 알맞은 인자를 결정할 수 있다. S형 함수의 결정 변수인 x0(평균)과 ∑(표준편차)는 입력 명도의 재현 폭과 평균 명도에 기반하여, 관찰자 실험에 의한 1차원의 룩업 테이블(1D LUT)에 의해 결정된다. 관찰자 실험에 의한 룩업 테이블(Look Up Table, LUT)은 프린터의 성능과 기능, 또는 사용자의 시감에 따라 다양하게 전개될 수 있다. 룩업 테이블의 예는 표 1, 표 2와 같다.
(Limax - Limin) x0
> 65.0 55
64.4 50.5
61.3 46.5
58.1 42.5
55.0 38.75
< 55.0 30.0
표 1에서 입력 디바이스 또는 입력 영상의 최대 명도(Limax)와 최소 명도(Limin)값의 차이에 따라, 평균 값으로 매핑할 수 있다.
Lratio ∑
> 0.97 37.0
0.97 37.0
0.93 35.0
0.89 34.0
0.85 33.5
0.81 33.0
0.77 31.2
< 0.77 31.2
표 2는 프린터의 최대 명도와 최소 명도의 차이(Lrmax-Lrmin)과 입력 디바이스 또는 입력 영상의 최대 명도와 최소 명도의 차이(Limax-Limin)과의 비율인 Lratio를 통해 표준 편차를 결정한다.
표 1과 표 2에 예시된 룩업 테이블을 통해 입출력 기기의 색 재현 특성에 가변적 또는 적응적으로 S 형 함수의 x0, Σ를 변동시킨다. 표 1, 2와 같은 룩업 테이블, 또는 선형 보간(linear interpolation)을 사용하여 결정 변수를 계산할 수 있다. 상기 변수(x0, Σ)는 관찰자 실험을 통해 산출된 최적 인자일 수 있으며, 프린터 특성에 따라 설정된 최적 인자일 수 있다.
상기 과정을 거쳐서 결정 인자를 선택하면, Sigmoidal 확률변수(Si)를 계산한다. x0는 정규 분포(Normal distribution)에서의 평균, Σ는 정규 분포에서의 표준 편차이며, m은 1차원 룩업 테이블의 총 데이터 수를 의미한다.
확률을 계산하는 것은 수학식 1과 같다.
Figure 112005037421501-pat00001
상기 표 1, 표 2에 제시된 바와 같이 변환하기 위한 인자를 제공하는 룩업 테이블 또는 선형 보간법을 위한 정보는 프린터의 롬(ROM) 또는 EEPROM과 같은 저장 영역에 저장되어 입력 디바이스 또는 입력 영상의 정보를 변환할 수 있다.
상기 과정을 거치면 수학식 2에 예시된 바와 같은 정규화(Normalization)를 수행한다.
Figure 112005037421501-pat00002
상기 인자중에서 min(S)는 1D LUT의 최소값이며, max(S)는 1D LUT의 최대값이다. 한편 L* max,r는 프린터가 재현하는 최대 명도이며, L* min,r는 프린터가 재현하는 최소 명도이다. 이를 통해 입출력에 있어서 상대적 재현 명도 범위에 의해 최적 변수가 결정된다. 그리고 최적 명도대비와 디테일 렌더링을 제공할 수 있다.
이에 의해 구해지는 6가지의 S형 (S shape) 조합의 예는 도 4와 같다. 도 4에는 6가지의 S형 결정 함수의 예를 보여주고 있다. 평균과 표준편차의 결합을 살펴보면, {(x0, Σ): {30.0, 37.0}, {38.75, 31.2}, {42.0, 35.0}, {46.0, 33.5}, {50.0, 34.0}, {55.0, 33.0}}과 같다. 도 4에 나타난 S형 결정 함수에서 어떤 결정 함수를 사용할 것인지는 사용자의 시감에 따라 어느 하나를 선택하여 적용할 수 있다. 또한 S형 결정 함수를 선택하는데 필요한 설정 인자들을 제공하여, 산출된 결정 함수중에서 가장 결과가 좋은 함수를 선택할 수 있다.
도 5는 입력 디바이스의 색역(gamut)과 출력 디바이스의 색역의 매핑을 보여주는 예시도이다.
프린터 색소의 시안, 마젠타, 노랑색 즉 1차 순색과 적/녹/청색 즉 2차 순색을 극대화(예: 농도 100%) 하면서도 복잡한 영상의 디테일을 섬세히 표현하는 방법 은 프린터 개발의 일반적 요구사항이나 색 공간상 매핑에서는 상호 모순적이다. 순색을 최대한 재현되면 디테일한 부분들이 뭉쳐져 프린트될 가능성이 크다.
순색을 재현하기 위해서는 입력 색역의 커스프 컬러(Co1)가 출력 색역의 커스프 컬러(Cd1)로 재현되어야 한다. 도 5의 예는 최단거리(Shortest Euclidean distance)로 계산된 경우를 보여준다. 최단거리를 사용할 경우, 순색을 재현하는데 유리한 기법이기는 하나 두가지 입력 컬러(Co1, Co2)가 한점으로 (Cd1)으로 매핑되기도 한다. 이러한 현상은 최종 프린트 결과물에서 색이 뭉쳐져서 디테일이 사라지는 부작용이 나타나게 된다.
따라서 상기 두 측면을 최적화하면서도 입력칼라/다양한 출력 기기(Device)의 색재현 특성 및 인간시감을 동시 적응적으로 최적화하기 위한 방법이 필요하다.
Figure 112005037421501-pat00003
1개의 입력 컬러(source color)가 재현하는 경우에 있어서는 두 가지 서로 른 방향(Direction)을 가정할 수 있다. 수학식 3에서 d△는 순색의 Purity를 증가시키고 dl 는 최초 L*를 유지하게 하여 디테일 렌더링(Rendering)이 향상되도록 할 수 있다. 두 가지 방향을 합한 dm을 매핑 방향으로 설정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 명도-채도의 매핑을 보여주는 예시도이다.
도 6을 살펴보면 변동 수렴점(Convergent point)인 {v0, v1, …, vn}을 정의하는 함수 v(L*)를 정의하고 최적화한다. 입력 색역의 색들은 출력 색역으로 매핑되는데, 각각의 방향이 겹치지 않도록 정의되어 있다. 변동 수렴점을 정의함에 있어서, 입력 색역의 커스프보다 높은 쪽과 낮은 쪽을 나누어 결정함수를 제공할 수 있다.
도 7a와 도 7b는 상기 결정함수 V(L*)를 구하기위해 입력 색역의 커스프를 중심으로 높은 쪽(Vupper)과 낮은 쪽(Vunder)인 경우의 결정함수의 그래프를 보여준다.
도 7a는 입력 색역의 커스프보다 낮은 영역의 입력 색역과 출력 색역을 매핑하는 함수이다. 변동 수렴점을 구하기 위해서 수학식 4를 사용할 수 있다. 도 7b는 입력 색역의 커스프보다 높은 영역의 입력 색역과 출력 색역을 매핑하는 함수이다. 변동 수렴점을 구하기 위해서 수학식 5를 사용할 수 있다.
Figure 112005037421501-pat00004
Figure 112005037421501-pat00005
수학식 4와 수학식 5에서 사용된 인자들을 살펴보면, L* c는 최초 입력 컬러의 명도를 의미한다. L* d_min는 프린터의 최소 명도, L* d_cusp는 프린터 색역의 커스프의 명도를 의미한다. n은 커스프의 낮은 영역의 변동 수렴점을 구하는데 필요한 결정 변수이며, k는 커스프의 높은 영역의 변동 수렴점을 구하는데 필요한 결정 변수이다. vunder, vupper은 변동 수렴점을 의미한다.
n과 k는 각각 변동 수렴점을 구하는데 필요한 결정 변수이므로, 입출력 기기의 색 재현 특성에 가변적/적응적으로 수렴점 결정 함수의 형태가 n, k를 변동시켜 변화한다. 1차원의 룩업테이블(1-D LUT), 선형 보간(linear interpolation) 등을 사용하여 결정변수를 계산한다. 룩업 테이블을 사용할 경우, 관찰자 실험등을 통해 최적의 매핑이 이루어지도록 인자들을 선택할 수 있다. 또한 색역의 패턴에 따라 n, k를 결정하는 인자들의 셋을 구하여 이를 선택하는 방식을 적용할 수 있다.
ε n
< 5.0 2
5.0 2
15.0 3
25.0 4
> 25.0 4
ε k
< 5.0 1
5.0 1
15.0 2
25.0 3
> 25.0 3
표 3과 표 4는 변동 수렴점을 계산하는데 필요한 결정 인자인 n과 k를 ε에 따라 선택하도록 정보를 제공하는 룩업테이블이다. ε은 수학식 6에 나타난 바와 같이 입력 디바이스의 커스프 명도(L* i_cusp)와 프린터 디바이스의 커스프 명도(L* d_cusp)의 차이를 제곱한 값과 입력 디바이스의 커스프 채도(C* i_cusp)와 프린터 디바이스의 커스프 채도(C* d_cusp)의 차이를 제곱한 값의 합의 제곱근을 구한 값이다. 이는 입력 디바이스의 색역(gamut)와 프린터 디바이스의 색역간의 간격에 따라 ε을 구하는 경우이다.
Figure 112005037421501-pat00006
한편 입력 색역의 커스프 α를 프린터 색역의 커스프 β로 매핑하여 순색을 재현하는 방법은 수학식 7의 거리(d)를 계산하는 함수와 표 5의 1-D LUT를 이용하여 계산한다. 이 경우 a와 b의 거리가 큰 경우 채도에 대한 가중치 (wc)를 증가함 으로 적응적으로 순색을 재현한다.
ε wc
< 10.0 2
10.0 2
15.0 3
20.0 4
> 20.0 4
Figure 112005037421501-pat00007
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 명도-채도 재현부의 구성을 보여주는 예시도이다. 명도-채도 재현부(160)는 명도-채도 변환부(161)과 명도-채도 매핑 정보부(162)를 포함한다. 명도-채도 변환부(161)은 명도-채도 매핑 정보부(162)에 저장된 정보를 참조하여 입력 디바이스 또는 입력 영상의 색역을 구성하는 명도, 채도를 변환한다. 명도-채도 매핑 정보부(162)는 표 3, 표 4, 표 5와 같은 정보를 제공하며, 입력 색역(gamut)을 프린터 색역으로 변경하기 위한 결정 인자의 값을 선택할 수 있도록 한다.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어, 즉 '~모듈' 또는 '~테이블' 등은 소프트웨어, FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)와 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 모듈은 어떤 기능들을 수행한다. 그렇지만 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 모듈은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 모듈은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 모듈들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 모듈들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 모듈들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 모듈들은 디바이스 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 프린터의 구성을 보여주는 예시도이다.
색특성 정보 입력부(110), 명도-대비 재현부(150), 명도-채도 재현부(160)는 도 1에서 설명한 바와 같으므로, 도 1의 설명으로 대신하고자 한다. 데이터 입력부(120)는 디지털 카메라, HDTV와 같은 영상 관련 기기(입력 디바이스)로부터 출력할 영상 정보를 수신한다. 출력할 영상 정보에는 색특성 정보가 포함될 수 있다. 한편, 연결된 영상 관련 기기(입력 디바이스)의 색특성 정보를 영상 정보와 달리 독자적으로 수신하여 색특성 정보 입력부(110)에 제공할 수 있다. 색특성 정보 입력 부(110)는 전술한 바와 같이, 입력 디바이스 또는 영상의 색특성 정보를 수신하여 이를 명도-대비 재현부(150)와 명도-채도 재현부(160)에 제공한다.
명도-대비 재현부(150)와 명도-채도 재현부(160)는 전술한 바와 같이, 원래의 색특성 정보를 프린터에 알맞은 영역으로 변화시킨다.
출력부(180)는 명도-채도 재현부(160)를 통해 변환된 이미지를 출력한다. 변환된 이미지란 입력 디바이스에서 출력하거나 데이터 입력부(120)를 통해 수신한 영상(이미지)를 최적 변환 과정을 거쳐 변환된 이미지를 의미한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명을 구현함으로써 미리 정의된 데이터와 입력 장치 또는 영상의 색 특성을 매개 변수로 하여 프린터에 최적의 색상을 제공할 수 있다.
본 발명을 구현함으로써 프린터의 색상으로 매핑시 서로 다른 두 색이 하나의 색으로 매핑되는 것을 방지하여 색상 구별력을 향상시킬 수 있다.

Claims (16)

  1. (a) 색특성 정보를 수신하는 단계;
    (b) 상기 색특성 정보를 프린터가 표현할 수 있는 명도의 범위로 변환하는 단계;
    (c) 상기 변환한 명도와 상기 색특성 정보를 상기 프린터가 표현할 수 있는 명도와 채도의 범위에 대한 색역(gamut)으로 변환하는 단계; 및
    (d) 상기 변환한 결과에 맞추어 상기 영상을 출력하는 단계를 포함하는, 미리 정의된 데이터와 색특성 정보를 이용하여 최적 변환된 영상을 출력하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 색특성 정보는 소정의 저장장치에 저장된 영상의 색특성 정보 또는 또는 입력 디바이스에서 영상을 표시하는 경우의 색특성 정보인, 정의된 데이터와 색특성 정보를 이용하여 최적 변환된 영상을 출력하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는 상기 영상의 이미지 헤더에 저장된 색특성 정보 또는 상기 입력 디바이스가 송신하는 색특성 정보를 수신하는 단계인, 미리 정의된 데이터와 색특성 정보를 이용하여 최적 변환된 영상을 출력하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 색특성 정보는 상기 입력 디바이스에서 출력 가능한 최대 명도와 최소 명도에 대한 정보 또는 상기 영상의 픽셀에 존재하는 최대 명도와 최소 명도에 대한 정보를 포함하는, 미리 정의된 데이터와 색특성 정보를 이용하여 최적 변환된 영상을 출력하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 상기 색특성 정보의 명도를 S형 함수를 사용하여 프린터 명도의 범위로 매핑하는, 미리 정의된 데이터와 색특성 정보를 이용하여 최적 변환된 영상을 출력하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 S형 함수의 평균과 표준편차는 상기 색특성 정보로 구성된 룩업테이블에서 추출한 결과인, 미리 정의된 데이터와 색특성 정보를 이용하여 최적 변환된 영상을 출력하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 상기 색특성 정보에 따른 색역(gamut)에서 서로 다른 함수를 사용하여 프린터의 색역(gamut)으로 변환하는 (e) 단계를 포함하는, 미리 정의된 데이터와 색특성 정보를 이용하여 최적 변환된 영상을 출력하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 (e) 단계는 변동 수렴점 결정 함수를 사용하며, 상기 함수의 변수는 룩업 테이블을 사용하는, 미리 정의된 데이터와 색특성 정보를 이용하여 최적 변환된 영상을 출력하는 방법.
  9. 색특성 정보를 수신하는 색특성 정보 입력부;
    상기 색특성 정보를 프린터가 표현할 수 있는 명도의 범위로 변환하는 명도-대비 재현부;
    상기 변환한 명도와 상기 색특성 정보를 상기 프린터가 표현할 수 있는 명도와 채도의 범위에 대한 색역(gamut)으로 변환하는 명도-채도 재현부; 및
    상기 변환한 결과에 맞추어 상기 영상을 출력하는 출력부를 포함하는, 프린터.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 색특성 정보는 소정의 저장장치에 저장된 영상의 색특성 정보 또는 또는 입력 디바이스에서 영상을 표시하는 경우의 색특성 정보인, 프린터.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 색특성 정보 입력부는 상기 영상의 이미지 헤더에 저장된 색특성 정보 또는 상기 입력 디바이스가 송신하는 색특성 정보를 수신하는, 프린터.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 색특성 정보는 상기 입력 디바이스에서 출력 가능한 최대 명도와 최소 명도에 대한 정보 또는 상기 영상의 픽셀에 존재하는 최대 명도와 최소 명도에 대한 정보를 포함하는, 프린터.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 명도-대비 재현부는 상기 색특성 정보의 명도를 S형 함수를 사용하여 프린터 명도의 범위로 매핑하는, 프린터.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 S형 함수의 평균과 표준편차는 상기 색특성 정보로 구성된 룩업테이블에서 추출한 결과인, 프린터.
  15. 제 9항에 있어서,
    상기 명도-채도 재현부는 상기 색특성 정보에 따른 색역(gamut)에서 서로 다른 함수를 사용하여 프린터의 색역(gamut)으로 변환하는, 프린터.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 명도-채도 재현부는 변동 수렴점 결정 함수를 사용하며, 상기 함수의 변수는 룩업 테이블을 사용하는, 프린터.
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