KR100994545B1 - 칼라 이미지 변환 프로그램이 기록된 기록매체 - Google Patents

Abstract

칼라 이미지 변환 프로그램이 기록된 기록매체가 개시된다. 본 발명은 RGB 색공간의 값인 복수의 RGB값 및 복수의 RGB값을 변환하여 얻은 Lab 색공간의 값인 Lab값이 기록된 변환 테이블 정보를 구비하는 단계, 및 변환 테이블 정보에 기초하여 각 픽셀의 RGB값으로 표현되는 RGB 이미지를 RGB값에 대응되는 각 픽셀의 Lab값으로 표현되는 Lab 이미지로 변환하는 단계를 실행하는 칼라 이미지 변환 프로그램이 기록되어 있다. 본 발명에 따르면, 칼라 이미지의 RGB 색공간에서 Lab 색공간으로의 변환이 효율적으로 이루어지게 되며, 변환된 Lab 색공간으로부터 RGB 색공간으로의 칼라 이미지의 복원이 정밀하게 가능하게 된다.

RGB값, Lab값, 변환, 테이블, 복원

Description

칼라 이미지 변환 프로그램이 기록된 기록매체{Medium that Program for Converting Color Image}

본 발명은 칼라 이미지 변환 프로그램이 기록된 기록매체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 칼라 이미지의 RGB 색공간에서 Lab 색공간으로의 효율적 변환 및 RGB 색공간으로의 정밀한 복원을 가능하게 하는 칼라 이미지 변환 프로그램이 기록된 기록매체에 관한 것이다.

현재 우리가 흔히 보는 컴퓨터의 프린터, 스캐너, 모니터에서 사용하는 RGB 색공간은 어떤 절대적인 색을 나타내주지는 못한다. RGB값으로 사용되는 0-255의 수는 색을 출력하는 장치가 낼 수 있는 최대한의 원색의 출력을 256단계로 나눈것에 불과하며, 256단계의 간격도 일정하지 않을 수가 있기 때문이다. 이런 상황에서는 동일한 RGB값을 갖더라도 각 출력장치들이 동일한 색을 보여주는 것을 기대하기란 어렵다.

그에 비하여 Lab 색공간에서는 정확하고 객관적인 과학적 근거에 의거하여 색과 빛을 정의한다. 사람이 빛과 색으로 인식하는 몇 가지 주요한 파동에 근거하여 이 파동들의 양을 나타냄으로서 동일한 Lab값은 항상 같은 정도의 파동을 나타 내게 되어 항상 같은 정도의 색으로 인식하게 된다.

전 세계 사람들이 같은 입출력 장비들을 가지고 작업을 하지 않는 이상 어느 색상을 나타내기 위한 절대값이 있어야만 서로 색을 논하는 의사소통에 차질이 없을 것이므로 Lab 색공간의 필요성이 제기되는 것이다.

또한, Lab 색공간은 빛의 파동에 대한 양을 기술하는 체계이므로 사람이 볼 수 있는 모든색을 표현할 수 있어 RGB 색공간이 표현하지 못하는 다른 많은 색들을 표현할 수 있다.

도 1은 Lab 색공간이 표현 할 수 있는 말굽모양의 공간과 RGB 색공간이 표현 할 수 있는 공간인 삼각형의 공간을 나타내어 두 색공간 간의 표현 범위가 얼마나 차이 나는지를 보여주고 있다. 이러한 이유에서 이미 칼라 측색장비등 많은 기기들이 Lab 색공간을 사용하고 있다.

몇 가지의 주요한 색을 서로 섞음으로서 사람이 인식할 수 있는 모든 색을 만드는 것이 가능하다. 이는 실험적으로도 알려진 사실이며 주요색의 개수는 최소 3개로 알려져 있다. 이 세 가지 색을 X, Y, Z 라고 하여 이 3가지 색을 써서 나타내는 색 공간을 CIE(Commission Internationale de I'Eclairage, 국제조명위원회) XYZ color space라고 한다. 여기서, XYZ는 RGB와 비슷한 개념이며 XYZ 색공간에서 사용하는 3원색을 의미한다.

한편, 이러한 CIE XYZ color space를 그대로 사용했으면 좋겠지만 이 XYZ 색공간에는 문제점이 하나 있다. 이 공간에서는 사람이 서로 다르다고 느끼는 색의 거리가 일정하지 않다는 것이다. 예를 들면 XYZ공간에서 (x, y, z)라는 색이 있을 때 이 색과 다르다고 느낄 수 있는 가장 가까운 색이 (x+2, y+2, z+2) 라고 가정할 경우, 또 다른 색 (a, b, c) 에서는 (a, b, c) 와 다르다고 느낄 수 있는 가장 가까운 색이 (a+2, b+2, c+2)가 아닌 (a+5, b+5, c+5)가 될 수 있다는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 어느 점에서나 다르다고 느낄 수 있는 색이 비슷한 거리에 있도록 만든 색 공간이 Lab 색공간이며, Lab 색공간은 XYZ 색공간을 변형하여 만들 수도 있는 색 공간이다.

한편, RGB값을 Lab값으로 변환하기 위한 알고리즘은 다음과 같다.

1. 감마 보정(gamma correction)

인간의 감각은 어떤 자극에 대해 일정하게 반응하지 않는다. 어두운 밝기에서는 조금만 밝아져도 민감하게 반응하고 밝은 밝기에서는 상대적으로 둔감하게 반응한다. 따라서 RGB값에 따라 모니터는 낮은 RGB값에 대해서는 좀 더 세밀하게 밝기를 조절하고 높은 RGB값에 대해서는 좀 더 큰 간격으로 밝기를 조절한다. 이렇게 조정하는 과정을 감마 보정이라 한다. 현재 모니터로 보고 있는 색에 맞는 RGB값을 알아내기 위해 RGB값에도 감마 보정을 해야 하며 변환식은 아래의 수학식 1과 같다. 여기서 C'은 1일 때 RGB값의 255를 의미한다.

2. RGB값을 XYZ값으로 변환

감마 보정을 통해 얻어진 정확한 RGB값을 통해서만 올바른 Lab값을 얻을 수 있으며 RGB값을 Lab값으로 만들기 위해서는 RGB값을 XYZ값으로 변환하는 과정이 필요하다. 이 변환을 수행해주는 행렬 연산은 아래의 수학식 2에서와 같다.

같은 흰색이라도 태양빛에서 보는 것과 노래방의 파란 불빛에서 보는 것이 다르듯이 광원이 달라지면 색의 값도 달라지게 되어있다. 따라서 XYZ값, Lab 값에서는 광원이란 것이 매우 중요하며 여기서 표시된 수학식 2에서의 D65라는 의미는 D65라는 광원을 사용하였다는 의미다.

3. D65 XYZ값을 D50 XYZ값으로 변환

전술한 수학식 2에서의 행렬 연산은 광원이 D65일때의 XYZ값이다. D65광원일 때의 Lab 값을 구하고자 할 경우에는 바로 Lab 연산과정을 수행하면 된다. 하지만 D50 광원의 XYZ값을 알기 위해서는 위에서 얻은 D65 XYZ값에 또 다른 행렬 연산이 필요하며 그 행렬 연산은 다음의 수학식 3과 같다.

4. XYZ값을 Lab값으로 변환

산출된 D65, D50용 XYZ 값을 기반으로 Lab 값을 산출해 낼 수 있으며 XYZ값에서 Lab값으로 변환하는 연산은 다음의 수학식 4와 같다. 한편, Xn, Yn, Zn 은 광원의 XYZ 값을 의미한다.

전술한 연산 과정을 통해 보편적으로 사용되는 D65와 D50 2가지의 광원에 대한 Lab값을 추출함으로써, 두 가지 광원 모두에 대한 Lab 색공간을 구현할 수 있다.

그러나, 전술한 연산과정에 따른 RGB값의 Lab값으로의 변환과정은 연산과정을 처리하기 위한 시간이 많이 소요된다는 문제점이 있다.

아울러, 포토샵(Photoshop) 등과 같은 그래픽용 소프트웨어에서는 RGB값에서 Lab값으로의 변환시에 원하지 않는 칼라 노이즈(Color noise)가 생성되며 이로 인해 그래픽 작업에 많은 어려움을 가져오게 된다.

이러한 경우에 Lab값을 RGB값으로 복원했을 경우 발생된 칼라 노이즈가 그대로 RGB값에도 반영되므로 복원된 RGB값들도 원래의 RGB값과 다르게 나타나는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 칼라 이미지의 RGB 색공간에서 Lab 색공간으로의 효율적 변환 및 RGB 색공간으로의 정밀한 복원을 가능하게 하는 칼라 이미지 변환 프로그램이 기록된 기록매체를 제공함에 있다.

목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 칼라 이미지 변환 프로그램이 기록된 기록매체는, RGB 색공간의 값인 복수의 RGB값 및 상기 복수의 RGB값을 변환하여 얻은 Lab 색공간의 값인 Lab값이 기록된 변환 테이블 정보를 구비하는 단계; 및 상기 변환 테이블 정보에 기초하여 각 픽셀의 RGB값으로 표현되는 RGB 이미지를 상기 RGB값에 대응되는 각 픽셀의 Lab값으로 표현되는 Lab 이미지로 변환하는 단계를 실행하는 칼라 이미지 변환 프로그램이 기록된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 Lab 이미지의 각 픽셀의 Lab값에 대응되는 RGB값의 상기 변환 테이블 상에서의 위치 정보를 상기 Lab 이미지와 함께 저장하는 단계를 더 실행한다.

또한, 상기 위치 정보를 상기 Lab 이미지와 함께 저장하는 단계는, 상기 위치 정보를 상기 Lab 이미지와 함께 Tiff 이미지로 저장하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 위치 정보 및 상기 변환 테이블 정보에 기초하여 상기 Lab 이미지로부터 상기 RGB 이미지를 복원하는 단계를 더 실행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 위치 정보를 저장하는 것은 Tiff 형식 파일의 정보 저장단위가 되는 IDF 중의 하나로서 저장하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 칼라 이미지의 RGB 색공간에서 Lab 색공간으로의 변환이 효율적으로 이루어지게 되며, 변환된 Lab 색공간으로부터 RGB 색공간으로의 칼라 이미지의 복원이 정밀하게 가능하게 된다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에서는 RGB값의 Lab값으로의 변환에 있어서, 미리 계산된 결과를 기록하고 있는 변환 테이블을 이용함으로서 계산 부하를 줄여 변환 처리 속도를 높이는 방법을 채택하고 있다.

구체적으로는, RGB 색공간의 값인 RGB값(x)을 Lab 색공간의 값인 Lab값(y)으로 보내는 함수를 'f'라고 하면, 'f(x) = y'라고 정의되며, 이 경우에 RGB값(x)와 Lab값(y)으로 이루어진 순서쌍 (x, y)들을 얻을 수 있게 된다.

y = (l, a, b)의 3-튜플(tuple)로 나타낼때 l, a, b 순서의 우선순위로 대소 판별을 하여 이 순서쌍을 y 가 작은 순서대로 배열한다. y 가 같은 순서쌍들의 서로간 순서는 어떻게 되어도 상관이 없으며 이렇게 순서대로 배열된 순서쌍을 저장한 것이 도 2에서와 같은 테이블 파일이 된다.

구체적으로, RGB값이 '◎'인 경우에 변환된 Lab값이 'L₁'이고, RGB값이 '◇'인 경우에 변환된 Lab값이 'L₂'이고, RGB값이 '♡'인 경우에 변환된 Lab값이 'L₁'이고, RGB값이 '□'인 경우에 변환된 Lab값이 'L₃'이라고 하면, 도 2에서와 같은 테이블이 구성될 수 있을 것이다.

즉, 동일한 Lab값으로 변환되는 복수개의 RGB값이 있을 수 있으며, 이러한 경우에는 복수개의 RGB값을 서로 다른 열에 배치함으로써 구별하게 된다. 아울러, 소정의 Lab값으로 변환되는 RGB값은 여러개의 열 중에서 임의의 열에 배치되어도 무방할 것이다.

도 3은 도 2에서의 변환 테이블 정보에 따라 RGB 이미지를 Lab 이미지로 변환되는 원리를 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, RGB 이미지의 픽셀에서의 RGB값이 도 2에서의 변화 테이블 정보에 따라 Lab 이미지의 픽셀에서의 Lab값으로 변환되었음을 확인할 수 있다.

아울러, 도 3에서의 변환된 Lab 이미지의 각 픽셀에서의 Lab값에 대한 원래의 RGB값을 알려주는 위치 정보는 도 4에서와 같이 표현 가능하다. 도 3 및 도 4를참조하면, Lab 이미지의 첫번째 픽셀에서의 Lab값인 'L₁'에 대한 원래 RGB값은 변환 테이블 상에서 1번째 열에 위치하고 있는 것이며, Lab 이미지의 두번째 픽셀에서의 Lab값인 'L₂'에 대한 원래 RGB값은 변환 테이블 상에서 k번째 열에 위치하고 있는 것임을 알 수 있다.

또한, Lab 이미지의 세번째 픽셀에서의 Lab값인 'L₁'에 대한 원래 RGB값은 변환 테이블 상에서 n번째 열에 위치하고 있는 것이며, Lab 이미지의 네번째 픽셀에서의 Lab값인 'L₃'에 대한 원래 RGB값은 변환 테이블 상에서 1번째 열에 위치하고 있는 것임을 알 수 있다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서는 도 4에서와 같은 위치 정보를 변환된 Lab 이미지와 함께 Tiff 이미지로 저장할 수도 있을 것이다.

도 5는 도 4에서의 위치 정보가 변환된 Lab 이미지와 함께 Tiff 이미지로 저장되는 구조를 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 도 4에서의 위치 정보가 'RGBLocationInfo(57300)'로서 Tiff 형식 파일의 정보 저장단위가 되는 IDF 중의 하나로 저장되어 있는 것을 확인할 수 있다.

즉, Lab 색공간의 Tiff 형식 파일을 저장할 때 각 픽셀들의 Lab 값이 순서대로 저장된다. 본 발명을 실시함에 있어서, 각 픽셀들의 순서에 따라 각 픽셀들의 Lab 값이 어떤 RGB 값이 변환된 것인지를 알 수 있도록, '57300'이라는 Tiff 형식 파일의 위치 정보 태그(tag)를 만들어 Tiff 형식 파일에 같이 저장하는 것이다.

구체적으로, 도 3의 변환된 Lab 이미지상의 세번째 픽셀의 Lab값인 'L₁'의 변환전 RGB 값이 '♡'임을 나타내기 위해서, 도 2에서의 Lab값이 'L₁'인 행에서 '♡'가 기록되어 있는 열이 n번째열이라는 의미로 도 4에의 위치 정보에서 세번째 픽셀에 해당하는 지점에 'n'을 저장하게 되는 것이다.

이처럼 변환전의 RGB값을 확인할 수 있는 위치 정보를 변환된 Lab 이미지와 함게 Tiff 이미지로 저장하게 되면, 작업자가 Lab 이미지를 불러온 경우라 하더라도 원래의 RGB 이미지를 완벽하게 복원할 수 있게 된다.

Lab 색공간의 Tiff 형식 파일을 RGB 색공간으로 기술된 이미지로 불러낼 때의 과정은 상기의 저장 프로세스와는 반대의 과정에 의하게 된다. 즉, Tiff 이미지를 불러올 때는 각 픽셀들의 Lab 값 뿐만 아니라 위치 정보 태그에 저장되어 있는 해당 픽셀의 위치 정보까지 불러온다.

예를 들어, 소정의 픽셀에서의 Lab값 L₁을 불러올 때, 위치 정보로 'n'을 불러냈다고 한다면, 도 2에서의 변환 테이블상에서 Lab값인 L₁에 대응되는 RGB값 중에서 n번째열에 기록되어 있는 RGB값인 '♡'을 원래의 RGB값으로 인식하게 된다. 그에 따라, 해당 픽셀은 RGB 색공간의 값 '♡'로 재현된다. 이러한 과정을 전 픽셀에 걸쳐 수행하면 RGB 색공간으로 기술된 이전의 이미지로 완벽하게 복원이 가능하게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

도 1은 Lab 색공간이 표현 할 수 있는 공간과 RGB 색공간이 표현 할 수 있는 공간을 비교하는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 칼라 이미지 변환방법에 사용되는 변환 테이블의 구성을 나타내는 도면,

도 3은 도 2에서의 변환 테이블 정보에 따라 RGB 이미지를 Lab 이미지로 변환되는 원리를 나타내는 도면,

도 4는 도 3에서의 변환된 Lab 이미지의 각 픽셀에서의 Lab값에 대한 원래의 RGB값을 알려주는 위치 정보의 구조를 나타내는 도면, 및

도 5는 도 4에서의 위치 정보가 변환된 Lab 이미지와 함께 Tiff 이미지로 저장되는 구조를 나타내는 도면이다.

Claims (5)

1. RGB 색공간의 값인 복수의 RGB값 및 상기 복수의 RGB값을 변환하여 얻은 Lab 색공간의 값인 Lab값이 기록된 변환 테이블 정보를 구비하는 단계; 및

   상기 변환 테이블 정보에 기초하여 각 픽셀의 RGB값으로 표현되는 RGB 이미지를 상기 RGB값에 대응되는 각 픽셀의 Lab값으로 표현되는 Lab 이미지로 변환하는 단계; 및

   상기 Lab 이미지의 각 픽셀의 Lab값에 대응되는 RGB값의 상기 변환 테이블 상에서의 위치 정보를 상기 Lab 이미지와 함께 저장하는 단계

   를 실행하며,

   상기 위치 정보를 상기 Lab 이미지와 함께 저장하는 단계는,

   상기 위치 정보를 상기 Lab 이미지와 함께 소정의 데이터 형식을 갖는 이미지로 저장하는 것인 칼라 이미지 변환 프로그램이 기록된 기록매체.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 위치 정보 및 상기 변환 테이블 정보에 기초하여 상기 Lab 이미지로부터 상기 RGB 이미지를 복원하는 단계를 더 실행하는 칼라 이미지 변환 프로그램이 기록된 기록매체.
5. 제1항에 있어서,

   상기 위치 정보를 저장하는 것은 Tiff 형식 파일의 정보 저장단위가 되는 IDF 중의 하나로서 저장하는 것인 칼라 이미지 변환 프로그램이 기록된 기록매체.

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