KR102007309B1

KR102007309B1 - 물체의 컬러를 측정하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102007309B1
Application number: KR1020147025972A
Authority: KR
Inventors: 프랑크 헨느벨
Original assignee: 컬러 그레일 리서치
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2013-02-14
Publication date: 2019-08-06
Also published as: FR2987119A1; ES2952413T3; BR112014020281B1; EP2815218A1; SG11201404939QA; FR2987118A1; CN104272071A; AU2013220349A1; CN104272071B; EP2815218B1; BR112014020281A2; KR20140143153A; FR2987120A1; US20150062584A1; JP6231498B2; US9671329B2; RU2632577C1; BR112014020281A8; JP2015513077A; IL234131A

Abstract

본 발명은 광속 형태로 표현되는 컬러 광원들을 방출할 수 있는 수단(11) 및 전자 컬러 이미지 센서(12)를 포함하는 장치(10)를 이용하여 물체(30) 상의 적어도 하나의 지점에서 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)을 측정하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 컬러들을 방출할 수 있고 상기 전자 컬러 이미지 센서(12)의 시야에 위치되고 I^ext(λ)로서 표기되는 일정 및 미지의 외부 환경 광속(40)으로서 표현되는 외부 광원의 영향을 받는 상기 수단(11)에 대해 반대쪽에 배치되고 실질적으로 수직인 구역에 배치된 물체(30) 상의 적어도 하나의 지점에서 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)을 측정하기 위해, 컬러들의 광속으로서 표현되는 컬러 광원들을 방출하기 위한 수단(11) 및 전자 컬러 이미지 센서(12)를 포함하는 장치(10)에 관한 것이다.

Description

물체의 컬러를 측정하기 위한 방법 및 장치{Method and device for measuring the colour of an object}

발명의 분야

본 발명은 컬러 측정 분야에 관한 것이다.

본 발명은 전자 장치를 사용하는 물체의 컬러를 측정하기 위한 분광 분석 방법, 및 관련 장치에 관한 것이다.

기술 상태

컬러는 인간의 눈에 의해 지각되는 광속(luminous flux)이다. 그것은 파장들의 대역 상의 에너지 C(λ)의 스펙트럼 분포를 포함하고, 이 경우에 λ는 가시 범위에서 380 내지 780 범위에 있다(Standard observer as defined by the Commission Internationale de l'Eclairage - CIE / International Commission on Illumination 1931). 다음의 섹션들에서, 이러한 스펙트럼 에너지 분포를 기술하는 함수는 문자 및 괄호들 안의 λ로 표기된다.

가산 합성 접근법(additive synthesis approach)을 고려하여, 어떠한 컬러도 3원색으로 그것의 색도 좌표들에 의해 표현될 수 있다. 여러 원색 시스템들이 있지만, 다음 섹션들에서 채택된 것들은 CIE XYZ 비색 공간(colorimetric space)(및 그것의 정휘도(constant luminance)에서 색도 평면을 갖는 그것의 변형 CIE Yxy) 및 인간의 눈에 의해 지각되는 컬러의 차이들을 나타내는, "deltaE"로서 알려진 유클리드 표준(Euclidean norm)을 갖는 색차를 추정하는 능력을 제공하는 CIE

공간인 2개의 표준화된 시스템들일 것이다. 이들 2개의 공간들의 "감마(gamut)"(한계들)는 전체 인가 가시 범위를 포함한다. 현재 이용 가능한 대부분의 전자 장비의 참조 감마에 대응하는 3색 sRGB 공간이 참조될 것이다. sRGB의 감마는 특히 청-녹 스펙트럼에서 전체 인간 가시 범위를 포함하지 못한다.

물체의 컬러는 입사 광속과 상기 물체의 표면 간의 상호작용들에 기인한다. 3가지 현상, 즉 흡수, 정반사 및 확산 반사는 재료에 알려진 외관(appearance)을 부여하기 위해 서로 경쟁한다. 정반사는 물체의 표면 상에서 일어난다. 물체의 재료 - 및 그것의 안료들(pigments) - 과의 광의 상호 작용은 거의 없다. 따라서, 반사된 광의 컬러는 수신된 광에 가깝지만, 반사된 에너지는 스넬-데카르트의 법칙들(Snell-Descartes laws)에 의해 규정되는 이론적인 방향에 중심을 둔 로브에 집중된다. 그에 반해, 확산 반사는 더 큰 깊이에서 발생한다. 방출된 광은 안료들의 컬러로 가미되고(tinged) 반사된 에너지는 관측 방향과 무관하다. 환언하면, 정반사는 표면의 유광 성분(shining component)이고 확산 반사는 표면의 무광 및 유색 성분이다.

그 결과, 물체의 컬러는 이렇게 하여 2개의 독립 인자들, 즉 물체가 받는 조도(illumination) 및 물체의 표면의 속성에 의존한다. 이러한 후자는 "양방향 분광 반사율(bidirectional spectral reflectance)" 함수에 의해 특징지워진다. 표면으로부터 반사된 휘도와 후자의 조도 간의 비로서 규정된다. 이러한 함수의 값은 입사광의 방향 및 관측 방향 상의 파장 λ에 의존한다. 확산 반사에 대응하는 물체의 균질 확산 반사(균일한 확산 반사율) R^OBJ(λ)는 파장 λ에만 의존한다. 이것은 빛나는 현상(shine phenomenon) 밖의, 크로매틱 센스(chromatic sense)의 컬러 정보를 준다.

이것은 물체의 컬러가 1) 주어진 광원(예를 들어 암실에서 광원 D50 하에서의 CIE

색도 좌표들) 또는 훨씬 더 양호한 것 하에서 반사된 광에 의해, 2) 그것의 분광 반사율 R^OBJ(λ)에 의해 특징지워질 수 있기 때문이다. 제 1 방법은 상대적으로 단순한 측정 장치들(특히 컬러 차트들, 3자극 색도계들을 포함)을 필요로 하지만, 고 위험의 조건 등색(metamerism)을 갖는다(이러한 방법은 매우 정확하지 않다). 그것의 이용은 일반적으로 제조 공정(인쇄, 직물, 그래픽 아트들 등)을 따라 표준 또는 벤치마크 컬러로부터의 편차들의 모니터링으로 제한된다. 제 2 방법은 더 복잡한 장치들(특히 회절 분광기, 병렬의 이중 광수용기들을 갖는 분광기를 구비)을 필요로 하고; 그것은 조건 등색(metamerism)에 의해 영향 받지 않고(이러한 방법은 매우 정확함) 상이한 광원들(내부, 외부) 하에서 컬러의 지각을 시뮬레이션하는 것을 가능하게 한다. 그것은 전문가들을 필요로 하고 설계 활동들에서의 사용을 위해 설계된다.

모든 이들 장치들은 어디에서나 휴대될 수 있는 휴대 전화 또는 태블릿 컴퓨터가 호환 가능한 것과 같이 모바일, 핸드 헬드 및 미리 계획하지 않은 사용과 호환 가능하지 않다. 이들의 사용은 이들이 제기하는 상당한 추가 비용을 언급하지 않기 위해 상대적으로 복잡하다.

그에 반해, 휴대 전화들 및 태블릿들(iOS, 안드로이드 등) 상에 현재 이용 가능한 컬러 측정을 위한 적용들은 추가의 전문화된 장비를 필요로 하지 않지만, 이들 적용들은 컬러들의 정확한 측정을 허용하지 않는다. 실제로, 이들은 화이트 밸런스(white balance)의 계산을 위한 프로그램으로 장치의 컬러 이미지 센서(3자극 광검출기들의 어레이, 바이에르 적-녹-청 매트릭스)의 사용에만 의존한다. 따라서, 물체들의 컬러들의 이들의 지각은 주변 광의 미지의 가변성에 의해 왜곡된다.

종래 기술로부터 알려진 기술들은 방출 회절 분광기 및 물체의 분광 반사율의 함수의 결정을 위한 방법을 포함하고, 이 장치는 타겟 방향에서 표준화된 백색 광원 S(λ)을 생성하고, 광원(illuminant)은 물체 상에서 반사된 다음, E(λ)를 보간하는 능력을 제공하는 - 여기서 R^OBJ(λ) = E(λ) / S(λ) - 수십개의 광검출기들(각각의 서브-스펙트럼에 대해 하나)을 향해 회절될 프리즘을 통과한다. 종래 기술의 이러한 방법에 의해 물체의 컬러를 측정하는 동작은 특별히 개발된 복스드 유닛(boxed unit) 및 임의의 미지의 외부 광원을 마스킹하기 위해 덮개를 필요로 하는 공정으로 행해진다. 게다가, 이러한 유형의 분광기는 분광계 사진술(spectrometric photography)을 수행하는 데 사용될 수 없다.

종래 기술은 또한 LED 및 병렬로 배열된 2개의 광수용기들을 갖는 분광기, 분광기 검출 유닛 및 물체의 분광 반사율의 함수를 결정하기 위한 방법의 미국 특허 제 US5963333 호로부터의 지식을 제공한다. 종래 기술의 이러한 방법에 의한 물체의 컬러의 측정은 특별히 개발된 복스드 유닛에 의해 그리고 임의의 미지의 외부 광원을 마스킹하기 위해 덮개를 필요로 하는 공정으로 행해진다. 게다가, 이러한 유형의 분광기는 분광계 사진술을 수행하는데 사용될 수 없다.

종래 기술은 또한 특허 출원 PCT 번호 WO 2004/079314를 통해 색도계, 색도계 검출 유닛 및 표준 컬러로부터 편차를 계산하여 물체의 컬러를 결정하는 방법의 지식을 제공한다. 종래 기술의 이러한 방법으로 물체의 컬러를 측정하는 동작은 특별히 개발된 복스드 유닛, 임의의 미지의 외부 광원을 마스킹하기 위한 덮개를 필요로 하는 공정, 및 엄밀한 의미에서 분광 반사율 함수를 측정할 수 없는 방법으로 행해진다.

종래 기술은 또한 UK 특허 출원 제 GB2474701A 호를 통해 색도계, 색도계 검출 유닛 및 표준 컬러로부터 편차를 계산하여 물체의 컬러를 결정하는 방법의 지식을 제공한다. 종래 기술의 이러한 방법으로 물체의 컬러를 측정하는 동작은 컬러의 플래시들을 방출하기 위한 스크린 및 반대면 상의 카메라 유닛이 장비된 전화기에 의해 행해진다. 종래 기술의 이러한 방법에 의한 컬러의 측정은 특별히 개발된 도파관들(미러들의 세트들, 광섬유들 등), 임의의 미지의 외부 광원을 마스킹하기 위한 도파관들 또는 커버를 필요로 하는 공정, 및 엄밀한 의미에서 분광 반사율 함수를 측정할 수 없는 방법에 의해 수행된다.

발명의 개요

본 발명은 전송기로서 컬러 광원들을 방출할 수 있는 수단, 및 수신기로서 전자 컬러 이미지 센서를 이용하여 - 이들 2개는 나란히 위치되고, 미지의 외부 광원(그렇지만 모든 플래쉬들에 대한 일정함)가 존재하거나 존재하지 않음 - 분광 분석을 통해 물체의 컬러를 측정하기 위한 방법을 제공하여 종래 기술의 문제점들을 극복하고자 한다.

원칙적으로, 본 발명은, 회절 방출 분광기와 반대로 동작하고, 즉 단일의 표준화된 광원을 발생시키고 그것을 수십개의 광검출기들로 분석하는 대신에, 본 발명은 수십개의 표준화된 광원들을 발생시키고 이들을 단지 3개의 광검출기들로 분석한다.

이것을 위하여, 본 발명은, 그것의 가장 일반적인 견지에서, 광속 형태로 표현되는 유색 광원들을 방출할 수 있는 수단 및 전자 컬러 이미지 센서를 포함하는 장치를 이용하여 물체의 적어도 하나의 지점에서 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)을 측정하기 위한 방법에 있어서,

· 컬러들의 광속들 형태로 유색 광원들을 방출할 수 있는 상기 수단 반대쪽 및 상기 수단에 실질적으로 수직으로 위치되고 상기 전자 컬러 이미지 센서의 시야에 위치되는 구역(zone)에 상기 물체(30)를 배치하는 단계로서, 상기 물체는 또한 일정한 그리고 미지의 주변 외부 광속 I^ext(λ) 형태의 외부 광원의 영향을 받고, λ는 파장을 나타내고; 방출은 일련의 N개의 광원들 S^source(λ)_i(N은 1보다 큰 자연수이고, i는 1에서 N으로 변하고 λ는 파장임)의 상기 수단에 의해 이루어지고, S^source(λ)_i는 상기 물체의 적어도 하나의 지점에서 반사되는 상기 광속의 상기 전자 컬러 이미지 센서에 의해 캡쳐되고 상기 센서에 들어가는 컬러들의 광속들을 방출할 수 있는 상기 수단의 입력 파라미터들의 함수로서 알려지고, 상기 광속은 E^capteur(λ)_i로서 나타내고, N은 정확히 2보다 큰 자연수이고, i는 1에서 N으로 변하고 λ는 파장인, 상기 물체를 배치하는 단계; 및 파광(wave light)의 부가적 특성으로 인해 그리고 상기 물체의 적어도 하나의 지점에서 상기 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)의 정의에 의해 N개의 식들 "E_i" : E^capteur(λ)_i = R^OBJ(λ) *( I^ext(λ) + S^source(λ)_i)을 얻는 단계; 및

· 선택된 비색 베이스에 감도들을 x, y 및 z을 나타냄으로써, 상기 소스 및 센서 스펙트럼들의 교점에 대해 각각의 식 E_i 을 통합하고 - 각각의 E_i은이때 3개의 "E_i 통합("E_i integrated))" 식들:

을 발생함 -,

- 상기 디지털 이미지 센서의 출력 파라미터들을 이용하여 상기 Ei 통합된 식들의 좌변에 대응하는 수치를 계산하고;

- 상기 미지의 연속 함수들 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ)의 연속 특성을 유지하기 위해 적어도 하나의 보간 함수 s(λ)에 의해 연결되는 보간 지점들(λ_j, y_j)의 유한 수를 사용하여 상기 2개의 미지의 연속 함수들 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ) - 상기 λ_j는 상기 소스 및 센서 스펙트럼들의 교점에서 선택되는 파장들이고 주어진 정확도를 위해 보간 지점들의 수를 최소화하기 위해 선택되는 상기 방법의 입력 파라미터들임 - 을 표현하고,

- 상기 E_i 통합된 식들로부터 생기는 최소 자승 시스템 ||A*X-B||₂을 최소화하는 상기 함수들 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ)의 상기 파라미터들 y_j을 발견함으로써,

N개의 식들 E_i의 시스템을 풀어 2개의 미지의 연속 함수들 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ)을 상기 장치(10)에 의해 결정하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는, 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)을 측정하기 위한 방법에 관한 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 방법은 적어도 하나의 지점에서 물체의 균일한 확산 반사율을 정밀하게 측정하는 능력을 제공하고, 이것을 종래 기술에 기재된 해결방법들에 비해 최적화된 방식으로 제공한다. 게다가, 본 발명은 매일 사용하는 모바일 또는 핸드헬드 장치들과 매우 잘 작동한다.

유리하게는, 상기 방법은 상기 외부 광원 I^ext(λ)의 값을 결정하는 단계를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 방법은 주어진 N개의 광원에 대한 CIE XYZ 좌표들로 상기 물체의 적어도 하나의 지점에서 균일한 확산 반사율의 함수 R^OBJ(λ)를 전사(transcription)하는 단계를 더 포함한다.

일 실시예에 따르면, 플래시들의 수는 상기 외부 광원I^ext(λ) 및 상기 물체의 적어도 하나의 지점에서 상기 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)의 값들을 결정하기 위해 보간 지점들의 수와 동일하다.

일 변형예에 따르면, 상기 방법은 수개의 스펙트럼 대역들에서 상기 외부 광원 I^ext(λ) 및 상기 물체의 적어도 하나의 지점에서의 상기 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)의 값들을 결정하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 상기 장치는 컬러의 플래시들을 방출하기 위한 스크린 및 상기 타겟 물체에 의해 반사된 광을 감지 및 캡쳐링하기 위한 전자 이미지 센서를 사용한다.

특정 실시 형태에 따르면, 상기 장치는 내장(in built)되거나 착탈 가능한 플래시를 갖는 카메라 또는 카메라 유닛이다.

유리하게는, 상기 장치는 컬러들의 플래시들의 방출 및 수신의 효과적인 천이(transition)를 보장하기 위한 도파관들을 구현한다.

일 변형예에 따르면, 상기 방법은 물체들의 분광 사진들을 찍고 마음대로 크로매틱 조정들(백색들의 밸런싱)을 행하기 위해 구현된다.

다른 변형예에 따르면, 선행 청구항들 중 하나에 따른 상기 방법은 다음과 같은 그룹: 소재들, 고체들, 액체들, 가스들, 도화들, 태피스트리들, 삽화들, 직물들, 플라스틱들, 목재들, 금속들, 토양들, 무기물들, 식물들 및 음식물들에 포함되는 요소의 컬러를 측정하기 위해 구현되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 방법은 다음과 같은 그룹: 피부, 뾰루지들, 점들, 머리카락, 털, 메이크업, 및 치아에 포함되는 적어도 하나의 요소의 생물들 및 인간들에 대한 의료 또는 미용 목적들을 위해 컬러들의 측정을 위해 구현된다.

변형예에 따르면, 상기 방법은 1이상의 차원들의 컬러 바코드들의 사용을 위해 구현된다.

특정 실시 형태에 따르면, 상기 방법은 색맹 및/또는 눈이 먼 사람을 돕기 위해 구현된다.

본 발명은 또한 컬러들의 광속 형태로 표현되는 유색 광원들을 방출할 수 있는 수단 및 전자 컬러 이미지 센서를 포함하고, 상기 전자 컬러 이미지 센서의 시야에 위치되고 컬러들을 방출할 수 있는 상기 수단에 대해 반대쪽에 위치되고 상기 수단에 대해 실질적으로 수직인 구역에 배치되고, 또한 I^ext(λ)로서 표기되는 일정한 그리고 미지의 주변 외부 광속 형태의 외부 광원의 영향을 받는 물체의 적어도 하나의 지점에서 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)을 측정하기 위한 장치에 있어서,

· 일련의 N개의 광원들 S^source(λ)_i(N은 2보다 큰 자연수이고, i는 1에서 N으로 변하고 λ는 파장임)을 방출하고 - S^source(λ)_i는 상기 물체의 적어도 하나의 지점에서 반사되는 상기 광속의 상기 전자 컬러 이미지 센서에 의해 캡쳐되고 상기 센서에 들어가는 컬러들의 광속들을 방출할 수 있는 상기 수단의 입력 파라미터들의 함수로서 알려지고, 상기 광속은 E^capteur(λ)_i로서 나타내고, N은 2보다 큰 자연수이고, i는 1에서 N으로 변하고 λ는 파장임 -; 및 파광(wave light)의 부가적 특성으로 인해 그리고 상기 물체의 적어도 하나의 지점에서 상기 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)의 정의에 의해 N개의 식들 (E_i) : E^capteur(λ)_i = R^OBJ(λ) *( I^ext(λ) + S^source(λ)_i)을 얻고;

· 선택된 비색 베이스에 x, y 및 z을 나타냄으로써, 상기 소스 및 센서 스펙트럼들의 교점에 대해 각각의 식 E_i을 통합하고 - 각각의 E_i은이때 3개의 "E_i 통합("E_i integrated)" 식들:

을 발생함 -,

- 상기 E_i 통합된 식들로부터 생기는 최소 자승 시스템 ||A*X-B||₂을 최소화하는 곡선들 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ)의 상기 파라미터들 y_j을 발견함으로써,

N개의 식들 E_i의 시스템을 풀어 2개의 미지의 연속 함수들 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ)을 결정하는

수단(11)을 포함하는, 장치에 관한 것이다.

본 발명은 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예의, 여기서 단지 예시적인 목적들을 위해 아래에 제공되는 설명의 도움으로 받아 더 잘 이해될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 개략적으로 도시하고;
도 2는 본 발명에 따른 방법의 상이한 스텝들을 나타내고;
도 3은 본 발명에 따른 방법의 부분인 공정에서 수반되는 파장들 대역들, 즉 인간의 눈, 센서, 소스, 측정의 체계적인 비중첩을 기술하고;
도 4, 5, 6, 7 및 8은 플래싱 알고리즘(flashing algorithm), 이 경우에 플래싱 삼각형(flashing triangle) 내에서 가능한 N 플래시들만큼 균질의 방식으로 분포시키기 위해 연속 그리드들의 발생을 도시한다.

발명의 실시예들의 상세한 설명

서문에 의해, 이러한 섹션에서의 표기들은 다음과 같다: 센서= 전자 컬러 이미지 센서(비디오 함수는 교정 및 벤치마킹의 상황에서 사용되지 않고, 단지 정지 화상들의 촬영이 사용됨), 소스=광원들 / 컬러들(스크린, 다이오드(들), 레이저(들) 등)의 플래시들의 소스임이 주목되어야 한다. (R, G, B)^sourcei = 컬러 광원들의 소스의 비선형 입력 색차 파라미터들(4개 이상의 원색들을 갖는 장치들에 대한 RGBW ^sourcei 또는 RGBY ^sourcei), BL ^sourcei = 컬러 광원들의 소스의 비선형 입력 휘도 파라미터(예를 들어 LCD 스크린의 역광 조명(back lighting));(R, G, B)^capteuri = 컬러 이미지 센서에 의해 캡쳐되는 광속의 비선형 출력 색차 파라미터들, BV^capteuri = 컬러 이미지 센서에 의해 캡쳐되는 광속의 비선형 출력 휘도 파라미터(예를 들어 일본 표준EXIF의 명도 - 교환 가능 이미지 파일 포맷); OBJ = 측정될 컬러 오브젝트; EXT = 외부 환경 광원; R/G/B = 각각의 주요 적(red) 또는 녹(green) 또는 청(blue)에 대해 유효한 식; OBJ/EXT = 외측 외부 광원에 대한 유색 오브젝터(coloured objector)에 대해 유효한 식; x/y/z(λ) = 각각의 분광 감도 x(λ), y(λ) 및 z(λ)에 대해 유효한 식; CIE 1931 표준 관측자(standard observer)의 분광 감도들 = λ∈ [380nm ; 780nm]에 대해 x ^EC ^_ ^CIE ^_1931(λ), y^EC_CIE_1931(λ), z^EC ^_ ^CIE ^_1931(λ); 전자 컬러 이미지 센서의 분광 감도들: x^EC_capteur(λ), y^EC ^_ ^capteur(λ), z^EC ^_ ^capteur(λ). 첨자 표기들 EC_XXX는 그것이 XXX 비색 공간에 위치되는 것을 의미한다.

도면 및 여기서 아래에 기술되는 예시적인 실시예에서, 컬러들을 방출할 수 있는 수단(11)은 발광 디스플레이 스크린(emissive display screen)이다. 컬러들을 방출할 수 있는 이러한 수단(11)은 또한 하나 이상의 다색 다이오드(들),하나 이상의 다색 레이저(들), 하나 이상의 유색 플래시(들) 또는 "컬러들(colours)"("컬러(colour)" = 고려된 파장 범위에서의 스펙트럼 에너저 함수)을 방출할 수 있는 임의의 다른 수단인 것이 이해된다. 더욱이, 도면 및 여기서 아래에 기술되는 예시적인 실시예에서, 물체의 컬러는 균일한 확산 반사율까지 감소된다. 상기 방법은 반사율, 특히 고광택(high shine) 및 흑색 배경 상의 백색 피겨(white figure)의 스크린 상의 디스플레이 및 컬러 이미지 센서의 상 초점면에서의 기울기 분석에 의한 얻어진 정반사 로브의 검출을 통한 광택과 같은 새틴(satin)을 갖는 물체에 대한 정반사율의 다른 성분들을 캡쳐할 수 있다는 것이 이해된다.

도 1은 개략 단면도 상에 물체 및 외부 주변 광의 컬러들을 측정하기 위한, 본 발명에 따른 장치(10), 즉 컬러 R^OBJ(λ)의 측정될 물체(30); N개의 알려진 광원들 S^source(λ)_i를 방출할 수 있는 수단(11); 외부 주변 광(40) I^ext(λ); 광속 reflectedE^capteur(λ)_i을 색차 및 휘도로 특징짓는 전자 컬러 이미지 센서(12); 조립체를 제어하고 오퍼레이터와 상호작용하는 "비색적으로 사전-표준화된(colorimetrically pre-standardised)" 컴퓨터 애플리케이션(13)을 나타낸다.

일 실시예에서, 컴퓨터 애플리케이션(13)은 네트워크 또는 "클라우드(cloud)"(앵글로-색슨 용어로 "클라우드(cloud)")에 부분적으로 또는 전체적으로 분포된다.

도 2는 본 발명에 따른 방법의 다음과 같은 여러 상이한 스텝들을 나타낸다:

·컬러들의 광속들의 형태로 유색 광원들을 방출할 수 있는 상기 수단(11)에 대해 반대쪽에 위치되고 실질적으로 수직이고 상기 전자 컬러 이미지 센서(12)의 시야에 위치된 구역(30)에의 상기 물체의 배치 - 상기 물체(30)는 일정한 그리고 미지의 외부 환경 광속(40) I^ext(λ) 형태의 외부 광원을 받고, 여기서 λ는 파장을 나타내고; 일련의 N개의 광원들 S^source(λ)_i의 상기 수단(11)에 의한 방출(N은 1보다 큰 자연수이고, i는 1에서 N으로 변하고, λ는 파장임), S^source(λ)_i는 상기 물체(30)의 적어도 하나의 지점에서 반사되고 센서에 입력되는 광속의 상기 전자 컬러 이미지 센서(12)에 의해 캡쳐되는 컬러들의 광속들을 방출할 수 있는 상기 수단(11)의 입력 파라미터들의 함수로서 알려지고, 상기 광속은 E^capteur(λ)_i로서 표기되고, N은 1보다 큰 자연수이고, i는 1에서 N으로 변하고 λ는 파장임 -; 및 광파의 부가적 특성에 기인하여 그리고 적어도 물체(30)의 한 지점에서의 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)의 정의에 의한 N개의 식들 "E_i" : E^capteur(λ)_i = R^OBJ(λ) ^*(I^ext(λ) + S^source(λ)_i)의 획득; 및

· N개의 식들 E_i의 시스템을 풂으로써: 즉

- 센서의 가시 범위의 도메인에 대해 각각의 식 E_i을 통합하고, 선택된 비색 베이스에 감도들을 x, y 및 z로 나타냄으로써 - 각각의 식 E_i은 이때 다음과 같은 3개의 "E_i 통합(E_i integrated)" 식들을 발생함 -,

- 디지털 이미지 센서의 출력 파라미터들을 사용하여 E_i 통합된 식들의 좌변에 대응하는 수치를 계산함으로써,

- 상기 미지의 연속 함수들 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ)의 연속 특성을 유지하기 위해 적어도 하나의 보간 함수 s(λ)에 의해 연결되는 보간 지점들(λ_j, y_j)의 유한수를 사용하여 2개의 미지의 연속 함수들 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ)를 표현함으로써 - λ_j는 소스 및 센서 스펙트럼들의 교점에서의 선택된 파장들이고 주어진 정밀도를 위해 보간 지점들의 수를 최소화하기 위해 선택되는 방법의 입력 파라미터들임 -

- E_i 통합된 식들로부터 생기는 최소 자승 시스템

을 최소화하는 함수들 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ)의 파라미터들 y_j을 발견함으로써,

2개의 미지의 연속 함수들 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ)의 상기 장치(10)에 의해 결정.

도 3은 본 발명에 따른 방법에 수반되는 파장들 대역들의 체계적인 비중첩을 기술한다:

· 인간의 눈: CIE 1931 표준에 따르면, 그것은 λ1^CIE ¹⁹³¹= 380 nm와 λ2^CIE ¹⁹³¹ = 780 nm 사이의 광속들을 지각하고 감도들은 이 기술분야에서 숙련된 사람에게 잘 알려진 [λ1^CIE ^?1931; λ2^CIE ^?1931]에 대한 통합에 의해 x/y/z ^EC ^_ ^CIE ^_　1931(λ) 그러므로 x/y/z^{EC　_　CIE　_　1931}(λ) 비색 공간으로서 나타내고;

· 센서: 그것은 λ1^capteur와 λ2^capteur 사이의 광속들을 지각하고, 감도들은 CIE 1931 비색 공간과 유사한, [λ1^capteur ; λ2^capteur ]에 대한 통합에 의해 x/y/z^EC ^_ ^capteur(λ) 그러므로 the x/y/z^EC ^_ ^capteur(λ) 비색 공간으로서 나타낸다. 통상의 전자 이미지 센서들(전하 결합 소자들 - CCD, 상보형 금속 산화물 반도체 - CMOS)이 인간의 가시 범위(적외선 필터의 존재를 제외하고)에 더하여, 적외선의 일부를 포함한다는 것을 주목하는 것이 중요하고;

· 소스: 소스는 범위 [λ1^source; λ2^source]에 포함되는 컬러들의 플래시들을 방출하여,

및

이다. 만약 소스가 휴대 전화의 LCD 스크린이면, 그것은 [300 nm; 700 nm]로 제한되도록 커버되는, 즉 인간의 눈 [380 nm; 780 nm]의 것보다 상당히 넓은 스펙트럼 범위가 통상적이고;

· 측정: 함수들 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ)의 측정은 [λ1^mesure ; λ2^mesure]로서 표기되는 소스 및 센서의 스펙트럼들의 교점에서만 수행될 수 있다. 실제로, 한편, 센서는 그것의 통합 스펙트럼 외부의 어떠한 것도 캡쳐하지 못한다. 한편,

> 0(상세한 설명의 끝 및 첨부 2 참조)일 때 만족되는 매트릭스 A^{T ＊}A는 도치가능해야 한다. [λ1^mesure ; λ2^mesure] 및 그것의 외부의 영에 대한 감도들 x/y/z^{EC　_　mesure}(λ) > 0의 선택은 CIE 1931 비색 공간과 유사한 x/y/z^{EC　_　mesure} 비색 공간을 생성하는 것을 가능하게 한다. 센서의 감도들의 사용은 항상 가능하고, CIE 1931 표준의 것들 또한 만약 대역 [λ1^mesure ; λ2^mesure]이 [380 nm; 780 nm]에 포함되면 가능하다.

도 3 및 바로 앞에서 주어진 설명들의 결과는, 소스 및 센서가 이들 대역들과 양랍 가능하면 본 발명에 따른 방법이 인간의 가시 범위의 것 이외의 스펙트럼 대역들에서 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ) 및 외부 광원 I^ext(λ)의 값들을 결정할 수 있고 "광(light)"은 파형: 자외선, 적외선 등을 유지한다는 것이다.

도 4, 5, 6, 7 및 8은 소스 및 센서 감마들과 호환 가능한, 주어진 플래싱 삼각형에서 가능한 가장 균질의 방식으로 플래시들을 분포시키기 위해 요구된 플래시들의 증가하는 수(N)에 따라 사용되는 k 그리들(k grids)을 기술하는 플래싱 알고리즘을 도시한다. 그리들 k의 나머지는 N이 증가할 때 반복한다:

· 도 4는 1과 3 사이에 포함되는 N에 대해 사용될 그리드 k = 1을 나타낸다. 각각의 플래시 i의 위치는 그것의 숫자로 표시된다.

· 도 5는 N = 4에 대해 사용될 그리드 k = 2를 나타낸다. 각각의 플래시 i의 위치는 그것의 숫자로 표시된다.

· 도 6은 5와 6 사이에 포함되는 N에 대해 사용될 그리드 k = 3을 나타낸다. 각각의 플래시 i의 위치는 그것의 숫자로 표시된다.

· 도 7은 7과 10 사이에 포함되는 N에 대해 사용될 그리드 k = 4를 나타낸다. 각각의 플래시 i의 위치는 그것의 숫자로 표시된다.

· 도 8은 11과 15 사이에 포함되는 N에 대해 사용될 그리드 k = 5를 나타낸다. 각각의 플래시 i의 위치는 그것의 숫자로 표시된다.

이제 컬러의 N 플래시들로부터 미지수들 R^OBJ(λ) 및 I^EXT(λ)를 결정하기 위한 처리 공정에 대한 설명이 제공될 것이다.

도 1에 나타낸 실시예에서, 측정될 물체(30)는 컬러들의 플래시들의 소스(11) 아래 및 전자 컬러 이미지 센서(12)의 시야에 놓인다.

이후 소스(11)는 스크린 및 카메라 감마들 내에 남아 있고 외부 광원이 플래스들의 과정에 걸쳐 일정하게 유지되는 것을 보장하는 동안, 매트릭스 A의 조절(conditioning)을 최적화하고자 하는 첨부 1에 기술되는 플래싱 알고리즘에 기초하여 컬러들의 일련의 플래시들을 연속해서 방출한다.

이러한 알고리즘은 필요한 플래시들의 유효 수(N)를 입력으로서 취한다. N은 함수들 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ)을 결정하는 데 필요한 보간 지점들의 수 n에 의존한다. 최소 한도로, 시스템 A^＊X = B이 적절히 결정되도록 하기 위해 3^＊N = (2n + 2)이고(상세한 설명의 끝 참조), 따라서 N = 2/3^＊(n +1)이다.

플래싱 알고리즘은 각각의 플래시에 대해, 소스의 입력 파라미터들 및 센서의 출력 파라미터들과 함께, N개의 유효 플래시들의 시퀀스를 출력으로서 복귀시킨다. 플래시들의 시퀀스의 인덱스는 i로서 나타내어 진다.

주석: 만약 함수들 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ)를 결정하기 위해 필요로 되는 정밀도가 10 nm 정도이면, N

n

30이다. 오늘날의 보통의 전자 부품들의 반응성을 고려하여, 전체 플래시 사이클은 최대로 약 10초 걸린다. 비균일 타겟(예를 들어 천)에 대해, 이 방법은 적어도 하나의 콘트라스트 지점에 의한 이미지 안정화를 위한 알고리즘을 이용한다.

주석: 만약 컬러들의 플래시들의 소스(11)가 발광 디스플레이 스크린이면, 컬러들의 다수의 플래시들을 발생시킬 수 있고, 전형적으로 N은 3x8 비트 RGB 시스템들에 대해 2²⁴ = 16.7 백만(1670만)에 도달할 수 있다.

각각의 플래시 i에 대해, 소스(11)에 의해 방출되는 광은 유색 타겟(30) 상에서 반사된 다음 그것은 식(Ei): E ^capteur (λ)i = R^OBJ(λ) ^*(S ^source (λ)i + I^ext(λ))을 부여하는 이미지 센서(12)에 들어간다.

식(E_i)을 전개하면:

E^capteur(λ)_i = R^OBJ(λ) ^＊ [S^source(λ)_i + I^ext(λ)] = R^OBJ(λ) ^* S^source(λ)_i + R^OBJ(λ) ^＊I^ext(λ);

I^EXT ^REF　(λ) = R^OBJ(λ)^＊I^ext (λ)로 기재하자.

식(E_i)은 E^capteur(λ)_i = R^OBJ(λ) ^＊S^source ^(λ) _i + I^EXT ^REF(λ)이 된다.

첫째로, 이 방법은 함수들 R^OBJ(λ) 및 I^EXT ^REF(λ)을 실드 큐빅 스플라인 함수(sealed cubic spline function) 및 k = 0 내지 n ^OBJ ^/ ^EXT ^REF 에 대한 좌표들 [x_k = λ^OBJ ^/ ^EXT ^REF _k, y_k = y^OBJ ^/ ^EXTREF _k]의(n^OBJ ^/ ^EXT ^REF + 1) 보간 지점들을 사용하여 보간할 것이고 그 결과:

- 모든 λ^{OBJ　/EXTREF} _k는 λ^{OBJ　/EXTREF} 0 = λ1^mesure 및

= λ2^mesure 인 센서 및 소스 [λ1^mesure ; λ2^mesure](도 3 참조)의 스펙트럼들의 교점에 포함되고;

- 스플라인들의 제로 슬로프(zero slope)는 단부들에서 영이고, 즉 p0 = p n^OBJ/EXT ^REF = 0이다.

y^OBJ ^/ ^EXTREF _k는 이 방법이 결정할 미지수들이다.

함수들 R^OBJ(λ) 및 I^EXT ^REF(λ)가 단부들에서 제로 기울기를 갖는 실드 스플라인 함수들이기 때문에, R^OBJ(λ) 및 I^EXT ^REF(λ)는 다음과 같은 일차 형식으로 기재될 수 있다:

여기서

- I가 1과 n^{OBJ/EXT REF} 사이에 있어: λ_l-1< λ≤λ_I 및 I = 0 if λ= λ1^mesure이 되고;

여기에서, k=0 부터 l-1

, 여기에서, k=0 부터 l-1;

;

, 여기에서, k=l+1 부터 n^{OBJ/EXT REF;}

여기에서, k = 0 부터 l-1　;
·

;
·

;

여기에서, k = l+1 부터 n^{OBJ/EXT REF} _k;

　; 여기에서, k = 0 부터 l-1　;
·

;
·

;

; 여기에서, k = l+1 부터 n^{OBJ/EXT REF}　

여기에서, k = 0 부터 l-1　;
·

;
·

여기에서, k = l+1 부터 n^{OBJ/EXT REF}　　;

　; 여기에서, k = 0 부터 l-1　
·

;
·

;

; 여기에서, k = l+1 부터 n^{OBJ/EXT REF}　

여기에서, k = 0 부터 l-1　;
·

;
·

여기에서, k = l+1 부터 n^{OBJ/EXT REF}　　;

　; 여기에서, k = 0 부터 l-1　;

;

여기에서, k = l+1 부터 n^{OBJ/EXT REF}　;

여기에서, k = 0 부터 l-1　;

;

여기에서, k = l+1 부터 n^{OBJ/EXT REF}　　;

여기에서, l = 1 부터 n^{OBJ/EXT REF}　　;

- 이들 α^{OBJ/EXT REF} _{(l, k)}는 지점 I에서의 스플라인의 기울기를 y^{OBJ/EXT REF} _k:

의 함수로서 표현하고;

이들

는 다음의 선형 시스템의 반전에 의해(피봇에 의해) 계산되고, 실드 큐빅 스플라인 함수들의 특징; 이들은 단지 λ₁의 함수(l = 0 내지 n^{OBJEXT REF})이다:

둘째로, 이 방법은 색차(R, G, B)^sourcei = (C^source ^R/G/ ^Bi)의 소스 및 휘도 BL^sourcei = C^source ^BLi의 소스의 입력 파라미터들에 기초하여 작용들 S^source(λ)_i을 부여하는 컬러들 f^source의 플래시들의 소스의 전달 함수를 알고 있다. 이 전달 함수는 전자 장치의 "팩토리(factory)" 이론적 출력값들에 기초하여 및/또는 측정 이전에 행해진 교정으로부터 결정된다. 컬러의 각각의 측정 이전에 이러한 교정을 반드시 다시 하는 것은 유용하지 않다. 이러한 전달 함수는 또한 4개 이상의 원색들(적-녹-청-백, 적-녹-청-황 등)을 갖는 장치들에 이용 가능하다.

실례로, 소스의 전달 함수의 하나의 형태는 일반적인 소비자 전자 장치들이 통상적으로 sRGB 표준과 부합되는 것이 명확하게 되어 있는 다음과 같은 것이다:

셋째로, 이 방법은 센서에 들어가는 광속 E^apteur(λ)i의 측정의 비색 공간에 색도 좌표들(X, Y, Z)^EC_ ^mesurei를 부여하는 전자 컬러 이미지 센서 f^capteur의 전달 함수를 색차(R, G, B)^capteur i = (C^capteur ^R/G/ ^Bi) 및 휘도 BV^capteuri = (C^capteur ^BVi)의 그것의 출력 파라미터의 함수로서 알고 있다. 이러한 전달 함수는 전자 장치의 "팩토리(factory)" 이론적 출력값들에 기초하여 그리고 측정 이전에 행해지는 교정으로 결정된다. 그것은 컬러의 각각의 측정 이전에 이러한 교정을 반드시 다시 하는 것은 유용하지 않다.

실례로, 전자 컬러 이미지 센서의 전달 함수의 하나의 형태는 일반적인 소비자 전자 장치들이 통상적으로 sRGB 표준과 부합되는 것이 명확하게 되어 있는 다음과 같은 것이다:

· 휘도 Y: 이 방법은 N = 1/3.125 및 K = 10.7인 인입 광속(cd / cm^2에서의 Bv = Log₂ ₍B/N/K)의 휘도 B^capteur를 계산하기 위해 EXIF로부터 BrightnessValue Bv^capteur 을 추출한 다음, 이 방법은 휘도 Y = K^＊B(K는 다양한 손실들: 디스플레이 스크린으로부터 산란하는 광, 렌즈의 흡수 등에 기인하는 교정 파라미터임)를 결정한다.

· 색차(x, y)^EC_ ^mesure : 첫째로, 이 방법은 파라메트릭 함수 감마(g, a, b)(f(x) =(a^＊x+b)^g)를 이용하여 3개의(RGB)^capteur 좌표들을 선형화하고, 그것은 3개의

좌표들을 얻는다. 둘째로, 이 방법은 화이트 밸런스의 값들에 대응하는 3x3 [WB^capteur] 매트릭스로 승산하여 3개의

좌표들을 3(RGB_raw)^EC_capteur 좌표들로 변환한다. 화이트 밸런스는 D65 백색(sRGB reference)으로부터 추정된 백색(estimated white)으로 가기 위해 크로매틱 조정(chromatic adjustment)을 수행하는 것으로 구성된다. 셋째로, 이 방법은 센서의 비색 공간으로부터 비색 측정 공간인 벡터 서브공간으로 가기 위해 벡터 베이스(vector base)에서의 변경에 대응하는 전이 매트릭스 3x3 [p^EC ^_ ^capteur ^> ^EC ^_ ^mesure ]로 승산하여 3(RGB_raw)^EC_ ^capteur 좌표들을 3(X, Y, Z)^EC_ ^mesure 좌표들로 변환한다. 네째로, 이 방법은 3개의 (X, Y, Z)^EC ^_ ^mesure 좌표들을 (x, y)^EC ^_ ^mesure 좌표들로 변환한다.

다음과 같은 "Ei integrated"식들을 발생하기 위해 센서 및 소스 [λ1^mesure ; λ2^mesure](도 3 참조)의 스펙트럼들의 교점에 대해 이들을 통합함으로써 식들(E_i)을 전개하면:

합산들의 차수(order of summations)를 교체하여, 식들(Ei integrated)은 다음과 같이 된다:

n^OBJ ⁺ ^EXT ^REF = (n^OBJ +1) + (n^EXT ^REF +1)로 기재하자;

이 되도록 dimensionn^OBJ ⁺ ^EXT ^REF의 벡터 X ^OBJ ⁺ ^EXT ^REF를 기재하자.

- 만약 1 = k = n^OBJ +1이면 :Φ^BJ ⁺ ^EXT ^REF(i,k', x/y/z^EC ^_ ^mesure) =

- 만약 n^OBJ + 2 ≤ k' ≤ n^OBJ + n^EXT ^REF + 2이면 :Φ^BJ ⁺ ^EXT ^REF(i,k', X/Y/Z^EC_mesure) =

이 되도록 변수들 Φ^BJ ⁺ ^EXT ^REF ⁽i,k^＊, X/Y/Z^EC ^_ ^mesure)을 기재하자.

식들(Ei integrated)은 다음과 같은 3^＊N개의 식들 형태로 기재될 수 있고 단지 미지수들은 X^OBJ ⁺ ^EXT ^REFk이다:

차원(3^＊N, n^OBJ ⁺ ^EXT ^REF)의 자코비안 매트릭스(Jacobian matrix) A를 기재하자:

벡터 B를 차원 3 ^*N(i는 1과 N 사이에 포함됨)의 f^capteur(C^capteur ^R/V/B/ ^BVi) X/Y/Z^EC_mesure와 같게 하자.

식들(Ei integrated)은 이 때 선형 시스템 A^＊X = B을 형성한다.

이 방법은 ||A.X-B||₂를 최소화하기 위해 선형 최소 자승 알고리즘(linear least squares algorithm)을 사용할 것이다. 최소값은 Xmin =(A^T. A)^-1 .A^T.B, 그러므로 R^OBJ(λ) 및 I^EXT ^REF(λ)의 보간 지점들의 값들 및 따라서 I^EXT(λ) = R^OBJ(λ)/I^EXT ^REF(λ)에 도달된다.

충족되어야 할 3개의 조건들이 있다. 즉 만약 및 단지 만약 구간 [λ1^mesure ; λ2^mesure]에 걸쳐

> 0과 함께 참인 A가 인젝티브(injective)이고 h = max(λ_k+1 -λ_k)가 충분히 작으면, 매트릭스 A^T.A는 도치가능하다고 나타내어 진다. 수학적 입증은 첨부 2에 기재되어 있다. 게다가, 모든 k에 대해 X^{OBJ + EXT REF}k ≥ 0인데 그 이유는 이들이 에너지 흐름의 좌표들이기 때문이다.

제 1 조건은 소스 및 센서 스펙트럼들(도 3 참조)로서 [λ1^mesure, λ2^mesure ]의 구성에 의해 만족되고, 제 2 조건은 R^OBJ(λ) 및 ?I^EXT(λ)에 대한 보간 지점들의 최소값으로 만족된다.

제 3 조건과 관련하여, Xmin을 발견하기 위한 탐색이, 그 중에서도 로슨(Lawson) 및 한슨(Hanson)의 NLLS(Non Linear Least Squares) 알고리즘(Jet Propulsion Laboratory of the National Aeronautics and space Administration - NASA, Solving Least Squares Problems; SIAM Editions), 또는 더 일반적으로, 2차 최적화 알고리즘(quadratic optimisation algorithm)을 이용하여, 모든 k에 대해 제한 조건 X^OBJ ⁺ ^EXT ^REFk = 0 하에서 수행된다.

주석: 공정은 선형 또는 비선형 모드에서 다른 보간 함수들에 의해 가능하다. 비선형 모드는 또한 X/Y/Z^EC ^_ ^mesure 성분들에 기초한 3^*N개의 식들의 시스템으로부터 유클리드형 표준들(Euclidean type standards)(|| .. ||₂) 또는 좌표들(X, Y, Z)^EC_ ^mesure의 deltaE형 형태의 N개의 식들의 시스템으로 이동시키기 위해 고려되어야 한다.

주석: 방법은 한편 좌표들(R,G,B_raw)에 대한 액세스를 제공하는 센서들 및 한편 좌표들(R, G, B_raw)에 대한 액세스를 제공하지 않고, 화이트 밸런스 매트릭스의 값들에 대한 액세스를 제공하지 않지만, 플래싱 공정 동안 화이트 밸런스 값들을 로킹하는 능력을 제공하는 센서들에 의해 작동한다. 이러한 제 2 경우에, 화이트 밸런스 매트릭스의 값들은 결정된 추가의 미지수들(최대 9)로 된다. 증가된 화이트 밸런스 미지수들로 이러한 A^*X = B 시스템을 풀기 위해, 이 기술은 이용 가능한 과도하게 결정된 시스템(over-determined system)을 가지며, 이후 비선형 모드 또는 선형 반복 모드(linear iterative mode) 중 어느 하나에서 다음과 같은 방식으로(특히 화이트 밸런스의 파라미터들의 가능한 값들이 이산 값들의 유한 세트 내에 포함될 때) 2 블록들(X | 화이트 밸런스)에 의한 시스템의 QR 분해, 화이트 밸런스의 파라미터들에 대한 가설(hypothesis)을 전개하여 제 1 블록에 의한 X의 결정, 제 2 블록으로의 X의 값들의 주입, 화이트 밸런스의 파라미터들의 결정, 및 이후 X를 반복하기 위해 제 1 블록으로의 재주입 등을 풀도록 플래시들의 수를 증가시키는 것으로 구성된다.

보이기 위한 2개의 실시예들은 사용자 경험을 풍부하게 하기 위해 그리고 본 발명의 "색 도표(colour chart)" 모드의 정확도를 향상시키기 위해 "색도계(colorimeter)" 모드에서 본 발명에 대해 가능하다.

· 제 1 실시예: 사용자의 눈들로부터 멀어지는 방향을 지시하는 디스플레이 스크린(11)

· 제 2 실시예: 사용자의 눈들 방향을 지시하는 디스플레이 스크린(11)

제 1 실시예 : 사용자의 눈들로부터 멀어지는 방향을 지시하는 디스플레이 스크린

스크린(11)은 관측될 장소를 구체화하도록 흑색 배경 상의 백색 피겨(원형 / 띠들 / 사각형 ...)를 디스플레이하고, 이후 사용자는 사진을 찍기 위해 통상적으로 사용되는 셔터 해제 버튼을 누른다(iPhone S의 측면 상의 버튼 또는 화상 회의 카메라의 위치로부터 떨어져 있는 스크린의 버튼 참조).

이러한 제 1 실시예의 특정 관심 지점은 가상의 모든 사용 장소들, 심지어 매우 불빛이 밝은 것들 (실내들, 실외들)에서 본 발명의 동작을 보장하는 광 환경에 둔감해야 한다. 이러한 품질은 타겟, 스크린(11)과 이미지 센서(12) 사이의 매우 짧은 거리에, 전계 방출 디스플레이 스크린들의 고 휘도에 및 실제로 주변 광선들에 대한 장애들(blocks): 디스플레이 스크린 및 이미지 센서를 위한 지지체, 측면들 상의 사용자의 손/손가락(들)으로서 기능하는 수개의 "배리어(barriers)"가 있다는 사실에 기초한다.

제 2 실시예 : 사용자의 눈들의 방향으로 지향하는 디스플레이 스크린

디스플레이 스크린(11)은 외부 광원을 향해, 전형적으로 하늘을 향해 놓인다. 사용자는 이후 측정될 유색 물체(이미지 센서에 가까운 부분)를 스크린의 상부에 놓이게 된다. 동작을 용이하게 하기 위해, 스크린(11)은 2개의 부분들로 분할되고, 이미지 센서(12)에 가까운 상측 부분은 측정을 위한 광속을 방출하기 위해 사용되고, 하측 부분은 지향되는 장소 상의 사용자에게 피드백 루프를 제공하는 역할을 한다((wysiwyg(위지윅)).

이러한 제 2 실시예의 특정 관심 지점은 스크린 R^ecran(λ)의 반사율을 측정하는 능력이다.

본 발명에 따른 장치(10)는 그 중에서도, 전화기들, 태블릿들, PDA들(personal digital assistants ), 컴퓨터들 및 모니터들 / 화상 회의 카메라가 갖추어진 화상 회의 카메라를 구비하는, 측면 상에 위치된 이미지 센서(12) 및 전계 방출 디스플레이 스크린(11)을 가지는 어떠한 전자 장비 유닛도 분광기로 변환시키는 것을 가능하게 한다. 또한, 예를 들어 회전(swible)/착탈 가능 스크린을 가지는 카메라들 및 캠코더들에 의도된다.

본 발명에 따른 장치(10)는 전용 장치를 필요로 하지 않고, 일상의 상황에서 절대 컬러의 정확한 측정을 위해 모바일 또는 핸드 헬드 사용들을 위한 새로운 길들을 열 가능성을 제공한다. 다음의 리스트는 완전한 것은 아니다.

· 모든 종류들의 물체들: 소재들(materials), 액체들, 가스들, 페인트들, 도화들(paintings), 태피스트리들(tapestries), 삽화들, 직물들, 플라스틱들, 목재, 금속들, 토양들, 무기물들, 식물들 및 음식물들 등에 대한 컬러들의 측정;

· 컬러 바 코드들(1차원 이상)의 사용;

· 인간들 및 생물들 / 유기체들: 피부, 뾰루지들, 점들, 머리카락, 털 / 헤어 코트(hair coat), 메이크업, 치아 등에 대해 의료 또는 미용 목적들(cosmetic purposes)을 위한 컬러들의 측정;

· 색맹을 가진 사람 및/또는 눈이 먼 사람을 도울 목적으로 컬러들의 측정;

· 교정된 컬러들의 보완 컬러 차트(supplementary colour chart)를 이용하는 것 대신에 크로매틱 조정들을 하고 화이트 밸런스 알고리즘을 안내하기 위해 사진에 나타나는 물체(들)의 컬러의 측정.

본 발명은 다음의 섹션들에 예로서만 기재된다. 이 기술분야에서 숙련된 사람은 어떤 방법으로든 특허의 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 상이한 변형예들을 발전시킬 수 있다는 것이 이해된다.

첨부 1: 플래싱 알고리즘

도입

본 첨부는, 소스 및 전자 이미지 센서의 감마들 내에 유지하면서 그리고 또한 외부 광원이 플래시들 동안 일정한 채로 있는 것을 보장하면서, 상기 플래시들을 최대 가능한 정보까지 제외하고 이들은 비색 측정 공간에서 가능한 균질 방식으로 분포시킴으로써 매트릭스 A의 조정의 최적화를 목적으로 하는 플래싱 알고리즘을 규정한다.

플래싱 알고리즘의 설명

상기 알고리즘은 입력으로서 다수의 필요한 유효 플래시들 N을 취한다.

상기 알고리즘은 출력으로서 N개의 유효 플래시들의 시퀀스를 복귀시킨다(각각의 플래시에 대해, 소스의 입력 파라미터들 및 센서의 출력 파라미터들, 플래시들의 이러한 시퀀스의 인덱스는 i(flash_i)로서 표기된다.

상기 알고리즘은 타겟 물체를 향해 컬러들의 플래시들을 방출하고 전자 이미지 센서로 반사광을 캡쳐하는 본 발명에 따른 장치(그 중에서도 플래시들을 방출하는 스크린을 갖는 스마트폰 및 타겟 물체에 의해 반사된 광을 캡쳐하는 화상 회의 카메라를 구비함)는 및 방법과 상호작용한다.

상기 알고리즘은 외부 광원 I^EXT(λ)이 존재할 때 작동한다.

알고리즘은 4개의 주 "단계들(phases)"로 분해되고, 각각 단계는 "스텝들(steps)"로 분해된다:

- 단계 1: 플래시 "블랙 1(black 1)"의 방출

- 단계 2: "flashingtriangle"을 최대화하는 3개의 정점들을 발견함

- 단계 3: 필요한 유효 플래시들의 수의 균질 완료

- 단계 4: 플래시 "블랙 2(black 2)"의 방출

표기법: 다음의 섹션들에서, 좌표들(dispR%, dispG%, dispB%)은 백분율([0;1])로서 컬러들의 플래시들의 소스의 색차 입력 파라미터들을 나타낸다. DispBL%는 백분율([0;1])로서 컬러들의 플래시들의 소스의 휘도 입력 파라미터를 나타낸다. 실제로, 이들은 일반적으로 0과 255 사이의 범위에 있는 이진 값들이고 (dispECMY, dispECMx, dispECMy)는 colourimerique 공간 Yxy^EC ^_ ^mesure에서 소스에 의해 방출되는 광속의 좌표들을 나타낸다.

표기법: 다음의 섹션들에서, 좌표들(camR%_k, camG%_k, camB%_k)은 백분율([0;1])로서 전자 이미지 센서의 색차 출력 파라미터들을 나타낸다. 실제로, 이들은 일반적으로 0과 255 사이의 범위에 있는 이진 값들이다. camBv는 전자 이미지 센서의 휘도 출력 파라미터인 명도를 나타낸다(표준 EXIF 참조). (camECMX, camECMY, camECMZ) 및 (camECMY, camECMx, camECMy)는 비색 공간 XYZ^EC ^_ ^mesure에서 및 그것의 색도도에서 각각 소스에 의해 방출되는 광속의 좌표들을 나타낸다.

표기법: 다음의 섹션들에서, 값들 dispEps 및 camEps는 임계치의 값들을 의미하고 그 값들 아래에서는 소스의 입력값들 및 센서의 출력값들은 영(nil)인 것으로 간주될 수 있다.

단계 1: 플래시 " black 1"의 방출

외부 광원이 장치의 물리적 한계들과 호환 가능한지를 체크하고 외부 광원이 플래시 동안 일정한 것을 보장하기 위해 체크하도록 단계 1의 목적은 2배이다.

알고리즘은 "블랙(black)" 플래시를 출력하고, 즉, 그것은 소스를 스위치 오프, 즉 dispR% = dispG% = dispB% = 0(및 가능하다면 dispBL = 0)으로 하여 측정을 수행한다.

알고리즘은 2가지 가능한 케이스들과 만난다:

- 케이스 1: 값 camECMY는, 외부 광원의 휘도가 컬러들의 플래시들의 소스의 물리적 한계들에 비해 너무 강한 것을 의미하는 컬러들의 플래시들의 소스의 최대 휘도의 함수로서 규정되는 한계 camECMY_IEmax보다 정확히 높다. 측정은 가능하지 않다. 알고리즘은 에러 코드를 발생시켜 플래싱 공정을 중단시킨다.

- 케이스 2: 값 camECMY는, 외부 광원의 휘도가 컬러들의 플래시들의 소스의 물리적 한계들과 호환되는 것을 의미하는 컬러들의 플래시들의 소스의 최대 휘도의 함수로서 규정되는 한계 camECMY_IEmax보다 작거나 같다. 광원이 플래싱 동안 일정한 채로 있고 이후 알고리즘은 단계 2의 스텝 1로 이행하는 것을 보장하기 위해 알고리즘은 메모리에 컬러 이미지 센서에 의해 측정되는 색차 및 휘도의 값들을 저장한다.

주석: 이러한 본 첨부 1에서, 외부 광원의 항상성을 체크하기 위해 단지 2개의 블랙 플래시들, 즉 플래싱의 시작에서의 제 1의 블랙 플래시 및 끝에서의 제 2의 블랙 플래시의 언급이 있다. 본 발명에 따른 장치의 사용 조건들에 의존하여, 외부 광원의 항상성을 체크하기 위해 블랙 플래시들의 수를 감소시키거나 증가시키는 것이 실제로 가능하다.

단계 2: " 플래싱 삼각형( flashing triangle )"을 최대화하는 3개의 정점들의 발견

단계 2의 목적은 광 플래시들의 소스 및 전자 이미지 센서의 것의 컬러 감마와 호환 가능한 채로 있는 동안, 주어진 정확도를 위해 최대 크기의 "플래싱 서브-감마(flashing sub-gamut)"를 형성하는 것이다.

전자 이미지 센서의 감마에 대한 컬러들의 플래시들의 소스의 감마의 함수 f:(dispECMx, dispECMy) →(camECMx, camECMy)를 규정하자.

"소스-센서 서브-감마(source-sensor sub-gamut)"는 소스의 감마의 f에 의해 이미지의 센서의 감마의 교점인 것처럼 규정된다. 소스 서브-감마는 센서 서브-감마의 f에 의해 역 이미지인 것처럼 규정된다.

환언하면, 단계 2의 목적은 주어진 정확도에 대해 최대 크기의 "센서-소스 서브-감마"에 포함되는 삼각형을 결정하는 것이다. 이러한 삼각형은 "플래싱삼각형(flashingtriangle)"으로 불린다.

스텝 1: 피봇의 발견

스텝 1의 목적은 센서 감마 내에서 플래시 피봇을 규정하는 것이다.

알고리즘은 반복 k = 1에 대한 미리-규정된 플래시 피봇값, 예를 들어 최대 휘도(dispR%_1 = dispG%_1 = dispB%_1 = dispBL %_1 = 1)의 화이트 플래시를 이용하여 스텝 1.1로 간다.

스텝 1.1: 인덱스 k의 플래시 피봇의 테스트

스텝 1.1의 목적은 인덱스 k의 제안된 플래시 피봇이 센서 감마 내에 있는지를 테스트하는 것이다.

알고리즘은 소스가 플래시 피봇 k를 발생하도록 요청하고 그것은 센서(camR%_k, camG%_k, camB%_k, camBv_k)의 출력 좌표들을 검색한다.

알고리즘은 2가지 가능한 케이스들과 만난다:

- 케이스 1.1-1 : 성분들(camR%_k, camG%_k, camB%_k)의 적어도 하나는 camEps보다 작거나 같으며, 이것은 플래시가 센서의 감마 밖에 있는 것을 의미한다. 알고리즘은 스텝 # 1.2로 이행한다.

- 케이스 1.1-2: 모든 성분들(camR%_k, camG%_k, camB%_k)은 정확히 camEps보다 크며, 이것은 플래시가 센서의 감마 안에 있다는 것을 의미한다. 알고리즘은 스텝 2로 간다.

스텝 1.2: 인덱스 k +1의 새로운 플래시- 피봇의 발생

스텝 1.2의 목적은 인덱스의 이전 플래시 피봇과 달리 센서 감마 내에 있는 인덱스 k +1의 새로운 플래시 피봇을 발생시키는 것이다.

알고리즘은 (camR%_k, camG%_k, camB%_k)에 의존하여 2가지 가능한 케이스들과 만난다.

- 케이스 1.2-1 : 3개의 성분들(camR%_k, camG%_k, camB%_k)의 단지 하나는 인덱스 k의 플래시 피봇에 의해 영이 된다. 알고리즘은 이후 삭제된 성분의 더 큰 비율로 새로운 플래시 피봇(k +1)을 시도할 것이다. 예로서, 만약 camR%_k < camEps이면,

이다. 알고리즘은 이러한 플래시 피봇 k +1에 의해 스텝 1.1로 이행한다.

- 케이스 1.2-2: 3개의 성분들 중 2개는 영이 된다(camR%_k, camG%_k, camB%_k). 알고리즘은 이후 삭제된 모든 2개의 성분들의 더 높은 비율로 새로운 플래시 피봇(k +1)을 시도할 것이다. 예로서, 만약 camR%_k < camEps 및 camG%_k < camEps이면,

이다. 알고리즘은 이러한 플래시 피봇 k +1으로 스텝 1.1로 간다.

- 케이스 1.2-3: 알고리즘은 새로운 플래시 피봇 k +1을 발견할 수 없다. 이후 알고리즘은 측정을 수행하는 불가능성을 선언하고 에러 코드를 복귀시켜 알고리즘을 빠져 나간다.

스텝 2: 플래시 피봇으로부터 대형의 제 1의 플래싱 삼각형으로 가기 위한 쉬운 방법

스텝 2의 목적은 플래시 피봇 주위의 플래싱 삼각형의 크기를 증가시키기 위해 플래시들을 절약하는 것이다.

이것을 하기 위해, 알고리즘은 참조 플래시들의 입력 및 출력 값들의 입력 및 관련된 플래시 삼각형들의 좌표들의 출력을 갖는 데이터베이스를 이용 가능하다. 따라서, 이러한 데이터베이스는 플래싱 삼각형을 성장시키기 위한 지름길이다.

더욱 상세하게는, 알고리즘은 2개의 가장 가까운 참조 플래시들(측정 공간에서 유클리드 표준의 견지에서)을 갖는 플래시 피봇을 만든다. 이후 그것은 3개의 참조 플래시들의 삼각형에서 플래시 피봇의 무게중심 좌표들을 이용하여 참조 플래싱 삼각형들의 좌표들을 혼합한다. 이렇게 하여, 알고리즘은 플래시 피봇 주위에 대형의 플래싱 삼각형을 얻는다. 그것은 이후 안전 마진(safety margin)을 취하도록 플래시 피봇에 대해 이러한 삼각형에 대한 비 K <1의 상사 변환(homothetic transformation) 또는 균질 확장을 수행하고 그것은 소스에게 상기 삼각형의 3개의 정점들에 대응하는 컬러의 3개의 플래시들을 방출할 것을 요청한다. 이후 알고리즘은 결과들을 분석하기 위해 스텝 4.1로 간다.

만약 알고리즘이 3개의 참조 플래시들을 갖는 플래시 피봇을 플레임할 수 없으면, 그것은 데이터베이스로부터 최근접 참조 플래시를 선택한다.(만약 이러한 후자가 조정 가능한 임계치에 관해 충분히 가까우면) 이때 그것은 3개의 플래시들이 전과 같이 방출되게 하고 그것은 스텝 4로 간다.

만약 데이터베이스에 충분히 가까운 참조 플래시가 없다면, 알고리즘은 스텝 3으로 이행한다.

스텝 3: 플래시 피봇으로부터 작은 크기의 제 1 플래싱 삼각형으로의 이동( passage )

스텝 3의 목적은 3개의 지점들을 이용하여 소형의 제 1 플래싱 삼각형을 생성하는 것이고, 제 1의 지점은 플래시 피봇을 위한 센서 출력(camR%_k, camG%_k, camB%_k)제 1 플래싱 삼각형.

알고리즘은 값들(camR%_k, camG%_k, camB%_k)을 처리한 다음 2개의 새로운 플래시들을 발생하고, 제 1의 플래시는 더 많은 (비율로) 최저 성분을 가지며, 제 2의 플래시는 더 많은 2개의 최저 성분들을 가진다.

실례로, 만약 camG%_k < camR%_k < camB%_k이면, 알고리즘은 더 많은 (비율로) 녹색 성분을 가지는 제 1 플래시를 출력한 다음 더 많은 녹색 성분 및 더 많은 적색 성분을 가지는 제 2 플래시를 출력한다.

스텝 3.1: 소형의 플래싱 삼각형의 테스트

스텝 3.1의 목적은 소형의 플래싱 삼각형이 센서 감마에 포함되는지를 테스트하는 것이다.

알고리즘은 3개의 가능한 케이스들과 만난다:

- 케이스 3.1-1 : 적어도 하나의 플래시는 센서 감마로부터 빠져 나간다. 알고리즘은 스텝 3.2로 이행한다.

- 케이스 3.1-2 : 이들 플래시들에 대한 센서 출력은 플래시 피봇을 위한 센서 출력과 정렬된다. 알고리즘은 측정 수행의 불가능성을 선언하고 에러 코드를 복귀시켜 알고리즘을 빠져 나간다.

- 케이스 3.1-3 : 소형 플래싱 삼각형은 센서 감마에 포함되고 지점들은 정렬되지 않는다. 알고리즘은 스텝 4로 이행한다.

스텝 3.2: 소형의 새로운 플래싱 삼각형의 발생

스텝 3.2의 목적은 센서 출력이 센서 감마로부터 빠져 나간 플래시들을 대체하여 새로운 소형 플래싱 삼각형을 발생시키는 것이다.

알고리즘은 부가된 성분들 중 더 적은 것을 부가하여 실패한 플래시 또는 플래시들을 대체한다. 알고리즘은 이러한 새로운 베이스로 스텝 3.1로 이행한다.

스텝 4: 플래싱 삼각형의 크기의 최대화

스텝 4의 목적은 주어진 정확도를 위해 최대 크기의 플래싱 삼각형을 작도하는 것이다.

변환 f는 선형인 것으로 상정되고 알고리즘은 센서 감마의 베이스의 3개의 지점들로부터 데이터를 이용하여 이러한 변환을 결정한다. 알고리즘은 그것으로부터 소스-센서 서브-감마를 추론한 다음 이 서브-감마에 포함된 최대 표면적을 갖는 플래싱 삼각형을 결정한다. 그것은 이후 안전 마진을 취하도록 플래시 피봇에 대해 이러한 삼각형에 대한 비 K <1의 상사 변환 또는 균질 확장을 수행하고 그것은 소스에게 상기 삼각형의 2개의 정점들에 대응하는 컬러의 3개의 플래시들을 방출하도록 요청한다. 알고리즘은 이후 결과들을 분석하기 위해 스텝 4.1로 간다.

스텝 4.1: 오더 k의 플래싱 삼각형의 테스트

스텝 4.1의 목적은 플래싱 삼각형이 센서 감마에 포함되어 있는지를 테스트하는 것이다.

알고리즘은 2가지 가능한 케이스들과 만난다:

- 케이스 4.1-1 : 플래싱 삼각형의 정점은 센서 감마로부터 빠져 나간다. 알고리즘은 스텝 4.2로 이행한다.

- 케이스 4.1-2 : 플래싱 삼각형의 정점들 중 적어도 하나가 최근접 센서 감마의 정점으로부터 너무 멀기 때문에(측정 공간 내의 유클리드 노므의 견지에서), 플래싱 삼각형은 충분히 크지 않은 것으로 간주되며. 이러한 정점에 대응하는 플래시는 또한 최근접 소스 감마의 정점으로부터 너무 멀다. 알고리즘은 스텝 4.3으로 이행한다.

- 케이스 4.1-3: 플래싱 삼각형은 만족스럽다. 알고리즘은 단계 3으로 이행한다.

스텝 4.2: 인덱스 k의 정점의 센서 감마로부터 출구를 추종하는 플래싱 삼각형의 인덱스 k+1의 새로운 정점의 발생

스텝 4.2의 목적은 인덱스 k의 정점과 달리 센서 감마 내에 있고 좌표들(camR%_k, camG%_k, camB%_k)을 갖는 플래싱 삼각형의 인덱스 k +1의 새로운 정점을 발생하는 것이다.

- 케이스 4.2-1 : 3개의 성분들(camR%_k, camG%_k, camB%_k) 중 단지 하나는 영이다. 알고리즘은 이후 삭제된 성분의 더 큰 비율로 새로운 플래시 피봇(k +1)을 시도할 것이다. 예로서, 만약 camR%_k < camEps이면,

이다. 알고리즘은 k +1의 이러한 플래시 피봇으로 스텝 1.1로 이행한다.

- 케이스 4.2-2: 3개의 성분들 중 2개는 영이다(camR%_k, camG%_k, camB%_k). 알고리즘은 이후 삭제된 2개의 성분들 모두의 더 높은 비율로 새로운 플래시 피봇(k +1)을 시도할 것이다. 예로서, 만약 camR%_k < camEps 및 camG%_k < camEps이면,

이다. 알고리즘은 이러한 플래시 피봇 k +1으로 스텝 1.1로 이행한다.

- 케이스 4.2-3: 알고리즘은 새로운 플래시 피봇 k +1을 발견할 수 없다. 이후 알고리즘은 측정 수행의 불가능성을 선언하고 에러 코드를 복귀시켜 알고리즘을 빠져 나간다.

스텝 4.3 : 플래싱 삼각형의 충분한 크기 때문에 플래싱 삼각형에 대한 새로운 정점의 발생

스텝 4.3의 목적은 플래싱 삼각형의 정점들 중 적어도 하나가 최근접 센서 감마의 정점으로부터 너무 멀기 때문에 플래싱 삼각형을 확대하는 것이고 이러한 정점에 대응하는 플래시 flash_k_1은 또한 최근접 소스 감마의 정점으로부터 너무 멀다.

주목되는 것은 flash_k_2 및 flash_k_3이고 센서 출력들의 2개의 플래시들은 플래싱 삼각형의 다른 2개의 정점들이다.

알고리즘은 시스템의 중심에 각각 2개의 플래시들{(flash flash_k_1, α, (flash flash_k_2, 1-α}을 발생시키고 시스템의 중심에 {(flash flash_k_1, α,(flash flash_k_3, 1-α} (예를 들어: α= 0.2)를 발생시킨다. 이들 2개의 플래시들 및 플래시 flash_k_1은 변환 f이 의사변환(affine)인 것으로 가정되는 삼각형을 형성하다. 알고리즘은 이러한 변환을 3개의 지점들로부터의 데이터를 이용하여 결정하고 그것으로부터 소스-센서 서브-감마를 추론한 다음 이러한 서브-감마에 포함되는 최대 표면적을 갖는 플래싱 삼각형을 얻는 능력을 제공하는 정점을 결정한다. 그것은 이후 안전 마진을 취하도록 선행 정점에 대해 이러한 지점에 대한 비 K<1의 상사 변환 또는 균질 확장을 수행하고 소스에게 상기 지점에 대응하는 컬러의 플래시를 방출할 것을 요청한다. 만약 센서 출력이 센서 감마로부터 빠져 나가면, 알고리즘은 더 높은 마진(더 작은 K)을 갖는 동작을 반복하고, 그렇지 않으면 센서 출력은 선행 정점을 대체하고 새로운 플래싱 삼각형을 다른 정점들과 함게 형성한다. 알고리즘은 이러한 새로운 플래싱 삼각형으로 스텝 4.1로 이행한다.

단계 3: 필요한 유효 플래시들의 수의 균질 완료

양 3의 목적은 센서 출력들이 단계 2 동안 규정되는 플래싱 삼각형 내에서 균질 방식으로 분포되는 N 플래시들의 시퀀스를 발생하는 것이다.

따라서, 알고리즘은 플래싱 삼각형의 정점들의 이용 가능한 좌표들 및 단계 2 동안 플래싱 삼각형을 결정하기 위해 사용된 중간 플래시들의 특정 수를 가진다(적어도 하나: 플래시 피봇). 이들 지점들은 (camECMx_k, camECMy_k)로서 나타낸다.

스텝 1: 플래싱 삼각형에서 N개의 지점들의 그리드의 발생

스텝 1의 목적은 플래싱 삼각형 내에서 균질 방식으로 분포되는 N개의 지점들의 그리드를 발생시키는 것이다.

알고리즘은 1 내지 15 범위에 있는 N의 값들에 대해, 도 4 내지 8에 기재된 것과 같은 N개의 지점들의 그리드를 발생시킨다.

알고리즘은 (camECMx_g_k, camECMy_g_k)로서 나타낸, 플래싱 삼각형 내의 N개의 지점들의 이러한 그리드를 갖는 스텝 2로 이행한다.

스텝 2: 플래시의 발생

이 스텝 2의 목적은 센서 출력이 스텝 1 동안 규정되는 그리드 상에 위치된 이상적인 지점들에 근사하는 플래시들을 발생시키는 것이다.

각각의 지점(camECMx_g_k, camECMy_g_k)에 대해, 알고리즘은 지점(camECMx_g_k, camECMy_g_k)으로부터 삼각형의 정점들까지의 거리들의 사각형들의 합을 최소화하는 3개의 정렬되지 않은 지점(camECMx_k, camECMy_k)의 정점들을 갖는 삼각형을 결정한다. 이러한 합은 삼각형까지의 거리로서 참조된다.

알고리즘은 삼각형까지의 거리가 최소인 지점(camECMx_g_k, camECMy_g_k)을 선택한다.

변환 f는 이러한 삼각형 및 그것의 이웃 삼각형들에 대해 직선인 것으로 가정되고, 그것은 삼각형의 3개의 정점들로부터의 데이터를 이용하여 결정된다. 따라서, 알고리즘은 플래시(dispECMx_g_k, dispECMy_g_k)를 결정하고 그것의 센서 출력은 (camECMx_g_k, camECMy_g_k)일 될 것이다.

만약 플래시(dispECMx_g_k, dispECMy_g_k)에 대한 센서 출력이 센서 감마를 빠져 나가면, 플래시는 유지되지 않는다.

지점(camECMx_g_k, camECMy_g_k)은 근접하게 될 지점들의 리스트로부터 제거된다.

알고리즘은 2가지 가능한 케이스들과 만난다:

- 케이스 2-1 : 근접하게 될 어떠한 지점들(camECMx_g_k, camECMy_g_k)로 더 이상 남아 있지 않다. 알고리즘은 단계들 2 및 3의 과정에 걸쳐 발생된 플래시들의 세트를 갖는 스텝 #3으로 이행한다.

- 케이스 2-2 : 근접하게 될 적어도 하나의 지점(camECMx_g_k, camECMy_g_k)이 여전히 남아 있다. 알고리즘은 지점들(camECMx_g_k, camECMy_g_k)의 신규 리스트를 가지고 스텝 2로 이행한다.

스텝 3: 복귀될 플래시들의 선택

알고리즘은 센서 출력이 스텝 1에서 발생된 그리드의 지점에 충분히 가까운 플래시들만을 선택한다(측정 비색 공간에서 유클리드 거리의 견지에서). 만약 2개의 지점들이 그리드에서의 지점에 충분히 가까우면, 이때 최근접 지점만이 선택된다. 이후 알고리즘은 단계 4로 나아간다.

주석: 만약 센서 출력이 센서 감마 내에 정확히 포함된 적어도 하나의 플래시가 선택되면, 이때 첨부 2에서 A^T ^*A의 도치(invertibility)의 입증에 사용되는 구간 [λ1^mesure ; λ2^mesure ]에 걸친 조건 ∑_i(i = 1)^T N ≡( S^source(λ)_i ) > 0이 만족된다.

단계 4: 플래시 "블랙 2( black 2)"의 방출

이 단계 4의 목적은 외부 광원이 플래싱 동안 일정한 것을 보장하기 위해 체크한다.

알고리즘은 "블랙(black)" 플래시를 출력하고, 즉 그것은 소스를 스위치 오프시켜 측정을 수행하고, 즉 dispR%=dispG%=dispB%=0(및 가능하다면 dispBL = 0).

알고리즘은 2가지 가능한 케이스들과 만난다:

- 케이스 1: 현재의 블랙 플래시와 선행 블랙 플래시 사이에서 컬러 이미지 센서에 의해 측정되는 휘도 및 색차의 값들 간의 차이는 주어진 임계치보다 정확히 크다. 이것은 외부 광원이 플래시들의 과정에 걸쳐 변경되는 것을 의미한다. 알고리즘은 에러 코드를 발생하여 플래싱 공정을 중단시키고;

- 케이스 2: 현재의 블랙 플래시와 선행 블랙 플래시 사이에서 컬러 이미지 센서에 의해 측정되는 휘도와 색차의 값들 간의 차이는 주어진 임계치보다 작거나 같다. 이것은 외부 광원이 플래시들의 과정에 걸쳐 변경되지 않고 따라서 플래시 공정이 유효한 것을 의미한다. 알고리즘은 각각의 플래시에 대해 소스의 입력 파라미터들 및 센서의 출력 파라미터들로 생성되는 N개의 유효 플래시들의 시퀀스를 복귀시킨다.

첨부 2 : A ^T ^＊ A의 도치의 입증

A^T＊A이 구간 [λ1^mesure ; λ2^mesure]에 걸쳐

인 경우에 (플래시들은 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ)을 결정하기 위해 고려되는 모든 파장들의 포함함) 그리고 충분히 작은 h = max(λ_I+1-λ_I)에 대해 도치가능한 것이 도시된다.

x를 고유값 μ과 관련된 고유 벡터로 하자

한편에는 (A^T ^＊A.x, x) =(μ,x, x) = μ(x, x) = μ||x||² 이 있고 다른 편에는 (A^T ^＊A.x, x) =(A.x, A.x) = ||A.x||²이 있다.

따라서 μ= ||Ax|| ² / ||x|| ²이다.

따라서 μ는 포지티브(positive)이고 그것은 만약 A가 인젝티브(injective)이면 너무 정확하다.

따라서 만약 A가 인젝티브이면, A^T ^＊A의 고유 값들은 정확하게 포지티브이므로, A^T ^＊A는 도치가능하다.

역으로, 만약 A가 인젝티브가 아니면, 난 제로 x 가 존재하여 A.x = 0이 된다. 따라서, 하나는 이때 A^T ^＊Ax = 0을 얻으므로 A^T ^＊A은 도치가능하지 않다.

끝으로, A^T ^＊A는 만약 A가 인젝티브이면 그리고 단지 A가 인젝티브이면 도치가능하다.

부명제 ( Lemma ) 1: 끝들 ∫S(λ) ^＊ dλ 에서 제로 슬로프들을 갖는 실드 큐빅 스플라인 S(λ)의 적분은 모든 y _i 이 포지티브일 때 항상 포지티브이다.

케이스 번호 1 : 만약 모든 y _i 가 = 0이면,

이때 에지들에서 제로 슬로프들로 인해 모든 λ에 대해 s(λ) = 0이고,

그러므로 Int{S(λ)^＊dλ} = 0이다.

케이스 2: 만약 하나의 y _i 가 > 0이고 만약 모든 다른 y _i 가 영이면:

y_i는 [λ_i-1 ; λ_i] ∪ [λ_i; λ_i+1](영역 > 0)에 걸친 "포지티브 벨리(positive belly)" 및 [λ_i-2;λ_i-1] 및 [λ_i+1;λ_i+2](area < 0)에 걸친 "네거티브 벨리(negative bellies)" 등을 에지들까지 생성한다. 스플라인 함수가 텅(tongue)의 에너지를 최소화시키기 때문에, 포지티브 벨리 [λ_i-1 ; λ_i] ∪ [λ_i; λ_i+1]의 표면적은 네거티브 벨리들 [λ_i-2;λ_i-1] 및 [λ_i+1;λ_i+2]의 것들보다 크다. 이것은 |p_i ₊₁|> |p_i ₊₂|> ... > |p_n| = 0 및 |p_i _-1|> |p_i _-2|>...> |p₀| = 0이라는 사실 때문이다. 결과적으로, 포지티브 벨리들의 표면적은 네거티브 벨리들보다 커서 ∫S(λ) ^* dλ> 0가 된다.

케이스 3: 만약 2개의 y _i 가> 0이면:

케이스 번호 3.1 : y_i 및 y_i ₊₁> 0(인접한): 이것은 "큰(large)" 포지티브 벨리를 생성한다. 케이스 번호 2에 대해 주어진 추론이 적용가능하다.

케이스 번호 3.2 : y_i 및 y_i ₊₂> 0(y_i ₊₁ = 0): 2개의 양의 인접한 벨리들이 있다. 케이스 번호 2에 대해 주어진 추론이 적용가능하다.

케이스 번호 3.3: y_i 및 y_i+3> 0(y_i _{+ 1} = y_i+2): 1개의 포지티브 벨리가 있고, 1개는 네거티브 벨리이고, 1개는 포지티브 벨리이다. 케이스 번호 2에 대해 주어진 추론이 적용가능하다.

케이스 번호 3.4: k> 3인 y_i 및 y_i _+k > 0. 케이스 번호 3.3에 대해 앞서 주어진 것과 동일.

케이스 4: 만약 적어도 3개의 y _i 가 > 0이면(일반적인 케이스)

따라서 케이스 번호 3 아래의 경우들에 대해 주어진 추론이 적용가능하다. QED

부명제 2: 함수 K(λ)＞ 0( ∫S(λ)*K(λ) ^＊ dλ)에 의해 승산된 끝들에서 제로 슬로프들을 갖는 실드 큐빅 스플라인 S(λ)의 적분은 모든 y _i 가 포지티브일 때 항상 포지티브이다

부명제 1(케이스 번호 2)은 항 K(λ)이 포지티브 벨리들의 영역들을 크게 감소시킬 수 있고 네거티브 벨리들의 면적을 증가시킬 수 있기 때문에 직접 적용가능하지 않다.

상기 방법(trick)은 네거티브 벨리들의 표면적을 감소시키기 위해 보간 지점들의 수를 증가시키는 것이다.

부명제의 케이스 번호 2의 시나리오에 위치되게 하자. 실드 스플라인(sealed spline)의 에러는 다음 식에 의해 제한된다(bounded): a = 5/384^＊max[a; b]{|f(4)(E)|} > 0(constant value)인 |f(x)-s(x | = a^＊h^4, 및 h = max{|x_i-x_i _-1 |}이다.

즉: f(x)-a^＊h = s(x) = f(x)+a^＊h

f(x) = 0(R^OBJ(λ) 및 I^EXT(λ)은 에너지 흐름들임)이므로, s(x) = -a^＊h이고, 따라서 네거티브 벨리들 [λ_i-2;λ_i-1] ∪[λ_i+1;λ_i+2]의 최대 표면적은 -　2^＊a^＊h^{^}2와 같다.

보간 지점들의 수가 다수의 인접한 y_i > 0을 생성할 것이기 때문에, 포지티브 벨리들의 표면적은 일정한 채로 있다.

그 결과, 포지티브 벨리들의 표면적이 네거키브 벨리들의 것보다 정확히 큰 h가 있다.

입증으로의 복귀

x가 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ)를 표현하는 끝들에서 제로 슬로프들을 갖는 실드 큐빅 스플라인의 원점들에 형성되는 A^＊x = 0되도록 x가 되게 하자.

x = 0 인 것을 나타냄

우리는 모든 i = 1, ..., N 및 임의의 감도 x/y/z(λ)에 대해 얻는다:

, 여기서 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ)는 끝들에서의 제로 슬로프들을 갖는 실드 큐빅 스플라인 함수들이다.

3*N개의 식들을 합산하여, 우리는 다음과 같은 것을 얻는다:

모든 λ에 대해 x(λ) + y(λ) + z(λ) > 0 및

이면, 그것은 충분히 작은 h가 존재하여 다음과 같이 된다는 것이 부명제 2로부터 추론된다:

및

모든 λ에 대해 R^OBJ(λ) = 0 및 I^ext(λ) = 0이므로,

ie x = 0이다. A는 인젝티브이다. 그러므로, A^T ^*A는 도치가능하다. QED

Claims

광속 형태로 표현되는 유색 광원들(coloured illuminants)을 방출할 수 있는 수단(11) 및 전자 컬러 이미지 센서(12)를 포함하는 장치(10)를 이용하여 물체(30)의 적어도 하나의 지점에서 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)을 측정하기 위한 방법에 있어서,
· 컬러들의 광속들 형태로 유색 광원들을 방출할 수 있는 상기 수단(11)에 대해 반대쪽 및 상기 수단(11)에 실질적으로 수직으로 위치되고 상기 전자 컬러 이미지 센서(12)의 시야에 위치되는 구역(zone)에 상기 물체(30)를 배치하는 단계로서, 상기 물체(30)는 또한 일정한 그리고 미지의 주변 외부 광속(40) I^ext(λ) 형태의 외부 광원의 영향을 받고, λ는 파장을 나타내고; 방출은 일련의 N개의 광원들 S^source(λ)_i(N은 1보다 큰 자연수이고, i는 1에서 N으로 변하고 λ는 파장임)의 상기 수단(11)에 의해 이루어지고, S^source(λ)_i는 상기 물체(30)의 적어도 하나의 지점에서 반사되는 상기 광속의 상기 전자 컬러 이미지 센서(12)에 의해 캡쳐되고 상기 센서에 들어가는 컬러들의 광속들을 방출할 수 있는 상기 수단(11)의 입력 파라미터들의 함수로서 알려지고, 상기 광속은 E^capteur(λ)_i로서 나타내고, N은 정확히 2보다 큰 자연수이고, i는 1에서 N으로 변하고 λ는 파장인, 상기 물체(30)를 배치하는 단계; 및 파광(wave light)의 부가적 특성으로 인해 그리고 상기 물체(30)의 적어도 하나의 지점에서 상기 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)의 정의에 의해 N개의 식들 "E_i" : E^capteur(λ)_i = R^OBJ(λ) *( I^ext(λ) + S^source(λ)_i)을 얻는 단계; 및
· 선택된 비색 베이스(colorimetric base)에 감도들을 x, y 및 z을 나타냄으로써, 상기 유색 광원들 및 센서 스펙트럼들의 교점에 대해 각각의 식 E_i 을 통합하고 - 각각의 E_i은이때 3개의 "E_i 통합("E_i integrated))" 식들:

을 발생함 -,
- 상기 이미지 센서의 출력 파라미터들을 이용하여 상기 Ei 통합된 식들의 좌변에 대응하는 수치를 계산하고;
- 상기 미지의 연속 함수들 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ)의 연속 특성을 유지하기 위해 적어도 하나의 보간 함수 s(λ)에 의해 연결되는 보간 지점들(λ_j, y_j)의 유한 수를 사용하여 상기 2개의 미지의 연속 함수들 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ) - 상기 λ_j는 상기 유색 광원들 및 센서 스펙트럼들의 교점에서 선택되는 파장들이고 주어진 정확도를 위해 보간 지점들의 수를 최소화하기 위해 선택되는 상기 방법의 입력 파라미터들임 - 을 표현하고,
- 상기 E_i 통합된 식들로부터 생기는 최소 자승 시스템 ||A*X-B||₂을 최소화하는 상기 함수들 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ)의 상기 파라미터들 y_j을 발견함으로써,
N개의 식들 E_i의 시스템을 풀어 2개의 미지의 연속 함수들 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ)을 상기 장치(10)에 의해 결정하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)을 측정하기 위한 방법.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 방법은 주어진 광원에 대한 CIE XYZ 좌표들로 상기 물체(30)의 적어도 하나의 지점에서 균일한 확산 반사율의 함수 R^OBJ(λ)를 전사(transcription)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)을 측정하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
플래시들의 수는 상기 외부 광원I^ext(λ) 및 상기 물체(30)의 적어도 하나의 지점에서 상기 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)의 값들을 결정하기 위한 보간 지점들의 수와 동일한 것을 특징으로 하는, 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)을 측정하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 방법은 수개의 스펙트럼 대역들에서 상기 외부 광원 I^ext(λ) 및 상기 물체(30)의 적어도 하나의 지점에서의 상기 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)의 값들을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)을 측정하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 장치(10)는 컬러의 플래시들(flashes)을 방출하기 위한 스크린 및 상기 물체에 의해 반사된 광을 감지 및 캡쳐링하기 위한 전자 이미지 센서를 사용하는 것을 특징으로 하는, 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)을 측정하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 장치(10)는 내장(in built)되거나 착탈 가능한 플래시를 갖는 카메라 또는 카메라 유닛인 것을 특징으로 하는, 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)을 측정하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 장치(10)는 컬러들의 플래시들의 방출 및 수신의 효과적인 천이(transition)를 보장하기 위한 도파관들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)을 측정하기 위한 방법.
제 1 항 및 제3항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 물체들의 분광 사진들을 찍고 마음대로(at will) 크로매틱 조정들(백색들의 밸런싱)을 행하기 위해 구현되는 것을 특징으로 하는, 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)을 측정하기 위한 방법.
제 1 항 및 제3항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 다음과 같은 그룹: 소재들(materials), 고체들, 액체들, 가스들, 도화들(paintings), 태피스트리들(tapestries), 삽화들, 직물들, 플라스틱들, 목재들, 금속들, 토양들, 무기물들, 식물들 및 음식물들에 포함되는 요소의 컬러를 측정하기 위해 구현되는 것을 특징으로 하는, 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)을 측정하기 위한 방법.
제 1 항 및 제3항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 다음과 같은 그룹: 피부, 뾰루지들, 점들, 머리카락, 털, 메이크업, 및 치아에 대한 컬러들의 측정을 위해 구현되는 것을 특징으로 하는, 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)을 측정하기 위한 방법.
제 1 항 및 제3항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 1이상의 차원들의 컬러 바코드들의 사용을 위해 구현되는 것을 특징으로 하는, 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)을 측정하기 위한 방법.
삭제
컬러들의 광속 형태로 표현되는 유색 광원들을 방출할 수 있는 수단(11) 및 전자 컬러 이미지 센서(12)를 포함하고, 상기 전자 컬러 이미지 센서(12)의 시야에 위치되고 컬러들을 방출할 수 있는 상기 수단(11)에 대해 반대쪽에 위치되고 상기 수단(11)에 대해 실질적으로 수직인 구역에 배치되고, 또한 I^ext(λ)로서 표기되는 일정한 그리고 미지의 주변 외부 광속(40) 형태의 외부 광원의 영향을 받는 물체의 적어도 하나의 지점에서 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)을 측정하기 위한 장치(10)에 있어서,
· 일련의 N개의 광원들 S^source(λ)_i(N은 2보다 큰 자연수이고, i는 1에서 N으로 변하고 λ는 파장임)을 방출하고 - S^source(λ)_i는 상기 물체(30)의 적어도 하나의 지점에서 반사되는 상기 광속의 상기 전자 컬러 이미지 센서(12)에 의해 캡쳐되고 상기 센서에 들어가는 컬러들의 광속들을 방출할 수 있는 상기 수단(11)의 입력 파라미터들의 함수로서 알려지고, 상기 광속은 E^capteur(λ)_i로서 나타내고, N은 2보다 큰 자연수이고, i는 1에서 N으로 변하고 λ는 파장임 -; 및 파광(wave light)의 부가적 특성으로 인해 그리고 상기 물체(30)의 적어도 하나의 지점에서 상기 균일한 확산 반사율 R^OBJ(λ)의 정의에 의해 N개의 식들 (E_i) : E^capteur(λ)_i = R^OBJ(λ) *( I^ext(λ) + S^source(λ)_i)을 얻고;
· 선택된 비색 베이스에 x, y 및 z을 나타냄으로써, 상기 유색 광원들 및 센서 스펙트럼들의 교점에 대해 각각의 식 E_i을 통합하고 - 각각의 E_i은이때 3개의 "E_i 통합("E_i integrated)" 식들:

을 발생함 -,
- 상기 이미지 센서의 출력 파라미터들을 이용하여 상기 Ei 통합된 식들의 좌변에 대응하는 수치를 계산하고;
- 상기 미지의 연속 함수들 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ)의 연속 특성을 유지하기 위해 적어도 하나의 보간 함수 s(λ)에 의해 연결되는 보간 지점들(λ_j, y_j)의 유한 수를 사용하여 상기 2개의 미지의 연속 함수들 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ) - 상기 λ_j는 상기 유색 광원들 및 센서 스펙트럼들의 교점에서 선택되는 파장들이고 주어진 정확도를 위해 보간 지점들의 수를 최소화하기 위해 선택되는 입력 파라미터들임 - 을 표현하고,
- 상기 E_i 통합된 식들로부터 생기는 최소 자승 시스템 ||A*X-B||₂을 최소화하는 곡선들 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ)의 상기 파라미터들 y_j을 발견함으로써,
N개의 식들 E_i의 시스템을 풀어 2개의 미지의 연속 함수들 R^OBJ(λ) 및 I^ext(λ)을 결정하는
수단(11)을 포함하는, 장치(10).