KR102349214B1

KR102349214B1 - 색공간들 사이에 변환을 위한 방법

Info

Publication number: KR102349214B1
Application number: KR1020150001304A
Authority: KR
Inventors: 마이클 프랜시스 히긴스
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2015-01-06
Publication date: 2022-01-11
Also published as: KR20150112754A; US9466260B2; US20150281523A1

Abstract

제1 색공간을 제2 색공간으로 변환하기 위한 컴퓨터 구현된 방법이 제공된다. 상기 방법은 비정방 변환행렬 및 수치 해법기를 이용하여 제1 색공간에서 목적값과 제2 색공간에서 최적값을 포함하는 룩업 테이블(LUT)을 생성하는 것과 제1 색공간을 제2 색공간으로 변환하기 위해 LUT를 이용하는 단계를 포함한다.

Description

색공간들 사이에 변환을 위한 방법{CONVERSION BETWEEN COLOR SPACES}

본 발명은 색공간들(Color Spaces) 사이에 변환을 위한 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 색역매핑 알고리즘(Gamut Mapping Algorithms)을 이용한 색공간들 사이에 변환을 위한 방법, 장치, 및 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 매체에 관한 것이다.

색들은 RGB 색공간의 적, 녹, 및 청의 원색들(RGB원색들)의 다른 조합들로 설명될 수 있다. 상기 RGB 색공간의 주요 목적은 (텔레비전들이나 컴퓨터들과 같은) 전자 시스템들에서 감지, 묘사, 및 표시를 위한 것이다. 다른 RGB 원색들(및 RGB 색공간들)은 다른 유저들 및 응용프로그램들의 수요들을 충족하기 위해 지정된다. 예를 들어, BT.709는 고화질(HD) 텔레비전을 위한 원색들을 지정하고, SMPTE 프리 스케일 색역(Free Scale Gamut, FS-Gamut)은 2K 및 4K 디지털 영화 생산을 위한 원색들을 정의한다. 상기 BT.709 원색들은 컴퓨팅에서 널리 사용되는 sRGB 표준과 결합된다. 현재, 대부분의 하드웨어(컴퓨터 그래픽 보드들 등)는 매체(디지털 영화들 등)를 저장, 생산, 또는 RGB 데이터로 변환할 수 있다.

하나의 RGB 색공간을 다른 것과 비교하기 위해, 어떤 시각적 색이 정의될 수 있는 표준화된 일반 공간을 갖는 것은 유용하다. CIE( Commission Internationale de l'clairage , 국제 조명 위원회) 1931 XYZ 색공간(XYZ 색공간)은 다른 RGB 색공간들이 정의될 수 있는 것에 대하여 표준 참조의 역할을 한다. 상기 XYZ 색공간은 일반 사람이 경험할 수 있는 모든 색 감각들을 포함한다. 더 구체적으로, 상기 XYZ 색공간에서 XYZ 삼자극값들(XYZ tristimulus values)은 인간 시야의 분광 감도(Spectral Sensitivity)와 관련된다. 상기 XYZ 색공간에 있어서, 임의의 색은 삼자극값들의 모든 양성 세트(Positive Set)에 의해 표현된다.

색의 개념은 두 부분들로 또한 나눠질 수 있다: 색도(Chromaticity) 및 휘도(Luminance). 상기 XYZ 색공간에서 Y 파라미터는 색의 휘도의 척도이기 때문에, [x, y] 색도도를 만들기 위해 2차원 공간에서 나타내어질 수 있는 두개의 색도 값들, x와 y를 얻기 위해 상기 XYZ 삼자극값들은 정규화될 수 있다. x, y, 및 Y에 의해 지정되어 파생되는 색공간은 CIE xyY 색공간으로 알려져 있고, 실제로 색들을 지정하기 위해 널리 사용된다.

상기 RGB 원색들을 대한 x와 y 색도값들(Chromaticity Values) 및 감마 보정 곡선을 따른 백색점(White Point)을 이용하여 RGB 색공간이 정의될 수 있다. 예를 들어, RGB 원색들의 정해진 세트로부터 형성될 수 있는 색들의 범위(색역, gamut)는 [x, y] 색도도에서 꼭짓점들이 상기 원색들의 색도들인 삼각형에 의해 정해진다.

앞서 언급한 바와 같이, 상기 XYZ 색공간은 다른 RGB 색공간들(non-RGB 색공간들을 포함하는)이 정의될 수 있는 것으로부터 표준 색공간의 역할을 한다. 이와 같이, RGB 색공간을 XYZ 색공간으로 변환할 수 있는 것은 매우 유리하고 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 예를 들어, 제1 RGB 색공간은 제2 RGB 색공간으로 변환되기 전에 XYZ 색공간으로 변환될 수 있다.

RGB 색공간이 선형이면, 변환행렬 M을 이용하여 원색들의 구체적인 세트에서 상기 RGB 값들은 대응하는 XYZ 값들로 변환될 수 있다.

(단, X, Y, 및 Z는 구하는 삼자극값들, R, G, 및 B는 표시된 RGB 값들이며, 3x3 변환행렬 M은 디스플레이에서 세 개의 채널들을 대해 측정된 삼자극값들을 포함함(예를 들어, Xr, Yr, Zr은 최대 방출에서 적색 채널을 대해 측정된 삼자극값들임).)

상기 3x3 변환행렬 M은 정방행렬이고 역변환될 수 있다. 상기 변환 행렬 M의 역행렬(M^-1)을 이용하여 상기 XYZ 색공간은 상기 RGB 색공간으로 용이하게 변환될 수 있다.

(단, X, Y, 및 Z는 구하는 삼자극값들, R, G, 및 B는 표시된 RGB 값들이며, 3x3 변환행렬 M은 디스플레이에서 세 개의 채널들을 대해 측정된 삼자극값들을 포함하고, M^-1은 M의 역행렬을 나타냄.)

최근에, 색공간들을 3 이상의 원색들(이하에서는 다원색 색공간들로 참조)로 확장하는 새로운 디스플레이 기술들이 개발되었다. 예를 들어, RGBE 배면광(Back Light)은 적색, 녹색, 및 청색 LED(Light Emitting Diodes)들에 에메랄드색(Emerald) LED들을 추가하여 사용한다. 결과적으로, 상기 RGBE 색공간은 사원색들(적, 녹, 청, 및 에메랄드)로 이루어진다. 마찬가지로, RGBCW 색필터(Color Filter) 어레이(예를 들어, PenTile^TM RGBCW 어레이)는 적, 녹, 및 청의 원색들에 청록색(Cyan) 및 백색을 포함한다. 따라서, 상기 RGBCW 색공간은 오원색들(적, 녹, 청, 청록, 및 백)로 이루어진다.

통상의 기술자에게 알려져 있는 표준 방법을 이용하여 상기 다원색 색공간들은 상기 XYZ 색공간으로 변환될 수 있다. 예를 들어, 비정방 변환행렬 M'을 이용하여 상기 RGBE 색공간에서 상기 RGBE 값들은 상기 XYZ 색공간에서 대응하는 XYZ 값들로 변환될 수 있다.

(단, X, Y, 및 Z는 구하는 삼자극값들이고, R, G, B, 및 E는 표시된 RGBE 값들이며, 변환행렬 M'은 RGBE 후면광에서 네 개의 채널들을 대해 측정된 삼자극값들을 포함함(예를 들어, Xe, Ye, 및 Ze는 최대 방출에서 에메랄드 채널을 대해 측정된 삼자극값들임).)

구체적으로, 상기 RGBE 색공간에서 상기 XYZ 색공간으로 변환하기 위한 상기 변환행렬 M'은 최대 밝기에서 RGBE 후면광 원색들의 색도 및 휘도를 이용하여 생성될 수 있다.

상기 열거된 새로운 디스플레이 기술을 활용하기 위해, 상기 RGB 색공간에서 RGB 값들을 다원색 색공간에서 대응하는 값들로 변환할 필요가 있다. 예를 들어, 상기 RGBE 후면광을 충분히 이용하기 위하여, RGB 값들을 RGBE 값들로 변환할 필요가 있다. 하지만, RGB 값들을 RGBE 값들로 변환하기 위한 직접적이고 효율적인 방법은 현재 없다. (각각의 변환행렬들 M 및 M'을 이용하여) 상기 RGB 값들과 RGBE 값들은 XYZ 값들로 용이하게 변환될 수 있음에도 불구하고, 상기 행렬 M'은 비정방행렬이며 역변환될 수 없으므로 상기 XYZ 값들을 RGBE 값들로 변환하기는 어렵다.

실제로, 다원색 색공간(예를 들어, RGBE, RGBCW, RGBCWE, 등)을 상기 XYZ 색공간으로 변환하기 위해 사용되는 임의의 변환 행렬은 mxn 비정방 행렬(m?n)일 가능성이 크다. 3x3 정방 변환행렬 M과는 달리, mxn 비정방 행렬은 역변환 가능하지 않다. 결과적으로, 상기 XYZ 색공간으로부터 상기 다원색 색공간들로 변환하는 것은 어렵다.

따라서, 상기 XYZ 색공간으로부터 상기 다원색 색공간들로 빠르고 효율적인 변환을 가능하도록 하는 방법과 시스템이 필요하다.

본 발명의 기술적 일 과제는 제1 색공간을 제2 색공간으로 변환하기 위한 컴퓨터 구현된 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 다른 과제는 제1 색공간을 제2 색공간으로 변환하기 위한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 또 다른 과제는 실행되었을 때 제1 색공간을 제2 색공간으로 변환하기 위한 방법을 컴퓨터가 수행하도록 하는 작동 명령을 저장한 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 매체를 제공한다.

상기한 본 발명의 과제를 해결하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 컴퓨터 구현된 방법은 비정방 변환행렬과 수치 해법기(Numerical Solver)를 이용하여 제1 공간에서 목적값 및 제2 공간에서 최적값을 포함하는 룩업 테이블(LUT)을 생성한다. 상기 LUT를 이용하여 상기 제1 색공간을 상기 제2 색공간으로 변환한다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 색공간은 XYZ 색공간을 포함하고, 상기 제2 색공간은 3개 이상의 원색들을 포함하는 색공간을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 색공간은 적, 녹, 청, 및 에메랄드(RGBE) 색공간을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 비정방 변환행렬은 상기 제2 색공간에서 XYZ 삼자극값들(Tristimulus Values)의 측정값들을 이용하여 생성될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 비정방 변환행렬은 상기 제2 색공간을 상기 제1 색공간으로 변환하기 위해 이루어질 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 LUT를 생성하는 것은 상기 제1 색공간의 각각의 축에서 기설정된 다수의 단계들을 정의하는 것, 및 상기 제1 색공간의 각각의 축에서 정의된 상기 단계들에 기초하여 상기 LUT에서 색인값을 계산하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 색인값은 상기 제1 색공간에서 복수의 목적값들을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 목적값들은 상기 제1 색공간에 걸쳐서 균일하게 이격된 것일 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 목적값들은 상기 제1 색공간에 걸쳐서 균일하지 않게 이격된 것일 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 수치 해법기는 상기 제2 색공간에서 기설정된 값과 상기 제1 색공간에서 각각의 목적값을 받고, 상기 제2 색공간에서 상기 기설정된 값으로부터 멀리 있는 상기 제2 색공간에서 각각의 축을 따라 기설정된 거리의 분리된 단계들에서 계산들을 수행하고, 어떤 방향이 상기 제1 색공간에서 상기 목적값에 가장 가까운 색으로 되는지 결정하고, 상기 제2 색공간에서 상기 최적값에 대응하는 국부 최소값(Local Minimum)을 구하기 위해 일련의 반복계산들(Iterations)에 대해 계산들과 방향 결정을 반복하고, 및 상기 제1 색공간에서 각각의 목적값에 대해 상기 제2 색공간에서 상기 최적값을 상기 LUT 내 저장할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 기설정된 값은 상기 제2 색공간에서 최대 밝기값에 대응할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 수치 해법기는 상기 최적값을 구하기 위해 분리된 단계들에서 계산들을 수행함으로 상기 목적값에 대해 색역내(In-gamut) 국부 최소값을 결정하도록 이루어지는 제1 수치 해법기를 포함하고, 상기 단계들은 상기 제2 색공간의 색역내에 있을 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 LUT는 제1 LUT를 포함하고, 상기 제1 수치 해법기는 상기 제1 LUT를 생성하도록 이루어질 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 수치 해법기는 상기 목적값이 상기 제2 색공간의 색역 외부에 놓여지면 상기 목적값을 고정(Clamp)하고, 상기 제1 LUT에서 상기 고정된 값을 저장하도록 이루어질 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 최적값들과 목적값들의 제1 세트를 생성하는 것 및 상기 최적값들과 상기 목적값들의 상기 제1 세트의 선형 내삽법(Linear Interpolation)을 통하여 복수의 최적값들과 목적값들로 상기 제1 LUT를 채우는(Populating) 것을 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 수치 해법기는 상기 최적값을 구하기 위해 분리된 단계들에서 계산들을 수행함으로 상기 목적값에 대해 국부 최소값을 결정하도록 이루어지는 제2 수치 해법기를 포함하고, 상기 제2 수치 해법기는 상기 제2 색공간의 색역 외부에서 진행되도록 허용될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 LUT는 제2 LUT를 포함하고, 상기 제2 수치 해법기는 상기 제2 LUT를 생성하도록 이루어질 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 색공간의 색역 외부에 있는 값들을 포함하는 목적값들과 최적값들의 제2 세트를 생성하는 것, 및 상기 목적값들과 상기 최적값들의 상기 제2 세트의 선형 내삽법과 3차 내삽법을 통하여 복수의 목적값들과 최적값들로 상기 제2 LUT를 채우는 것을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 기술적 다른 과제를 해결하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 장치는 제1 색공간에서 제2 색공간으로 변환하기 위해, 색공간 변환기를 포함한다. 상기 색공간 변환기는 수치 해법기 및 비정방 변환행렬을 이용하여 상기 제1 색공간에서 목적값과 상기 제2 색공간에서 최적값을 포함하는 룩업 테이블(LUT)을 생성하고, 및 상기 제1 색공간을 상기 제2 색공간으로 변환하기 위해 상기 LUT를 이용한다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 색공간은 XYZ 삼자극값들을 포함하고, 상기 제2 색공간은 3개 이상의 원색들을 포함하는 색공간을 포함할 수 있다.

본 발명의 기술적 또 다른 과제를 해결하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 매체는 실행되었을 때 제1 색공간을 제2 색공간으로 변환하기 위한 방법을 컴퓨터가 수행하도록 하는 작동 명령을 저장한다. 상기 방법은 비정방 변환행렬 및 수치 해법기를 이용하여 제1 색공간에서 목적값 및 제2 색공간에서 최적값을 포함하는 룩업 테이블(LUT)을 생성하는 것, 및 상기 제1 색공간을 상기 제2 색공간으로 변환하도록 상기 LUT를 이용하는 것을 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 비정방 변환행렬 및 수치 해법기를 이용하여 제1 색공간에서 목적값과 제2 색공간에서 최적값을 포함하는 룩업 테이블(LUT)을 생성하고 상기 LUT를 사용하여 상기 제1 색공간을 상기 제2 색공간으로 빠르게 변환할 수 있다.

특히, 상기 LUT를 사용하여 변환하는 경우, XYZ 색공간을 RGBE, RGBCW, RGBCWE 등과 같은 다원색 색공간으로 효율적으로 변환할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 시스템(100)의 블록도를 나타낸다.
도 2는 XYZ 색공간(104)을 RGBE 색공간(107)으로 변환하기 위한 예시적인 방법(200)을 나타내는 흐름도이다.
도 3a 및 도 3b는 CIE xyY 및 XYZ에서 정규화된 행렬들 M 및 M''의 범위를 각각 나타낸다.
도 4는 도2에 기술된 RGBE-to-XYZ 변환행렬 M' 및 수치 해법 기술을 이용함으로 최적 RGBE 값을 결정하기 위한 예시적인 방법(400)을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 CIE XYZ 색공간에서 (최적 RGBE 값에 대응하는) 국부 최소값을 나타낸다.
도 6은 복수의 XYZ-to-RGBE 변환 값들을 포함하는 LUT를 생성하기 위한 예시적인 방법(600)을 나타내는 흐름도이다.
도 7a는 제1 실시예에 따른 해법기를 이용하여 생성된 LUT(702)의 첫번째 34개의 값들을 나타낸다.
도 7b는 제2 실시예에 따른 해법기를 이용하여 생성된 LUT(708)의 첫번째 34개의 값들을 나타낸다.

지금부터 발명의 예시적인 실시예들을 첨부한 도면들을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. 가능하다면 어디에서라도, 동일하거나 유사한 부분을 설명하기 위해 모든 도면에 걸쳐 동일한 도면 참조 부호가 사용될 수 있다.

이하에서 개시되는 방법들 및 시스템들은 상기 기술된 수요들을 다룬다. 예를 들어, 이하에서 개시된 상기 방법들 및 시스템들은 색역맵핑 알고리즘(Gamut Mapping Algorithms, GMAs)을 계산적으로 활용함에 의해 XYZ 색공간으로부터 다원색 색공간들로 빠른 변환을 가능하게 한다. 상기 GMAs는 복수의 색공간 변환값들을 포함하는 룩업 테이블들(LUTs)을 생성하는 것과 상기 LUTs를 이용하여 하나의 색공간으로부터 다른 색공간으로 변환하는 것을 포함한다.

본 발명의 실시예들이 색공간의 관점에서 설명될 것임에도 불구하고, 이는 본 발명의 한정 사항이 아니며 이하에서 본원에 개시되는 개념들은 다차원 공간들 사이에 맵핑 및/또는 변환과 같은 다른 응용프로그램들에 적용될 수 있음을 인식해야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 시스템(100)의 블록도를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 RGB 색공간(102), XYZ 색공간(104), 색공간 변환기(106), 및 다원색 색공간(108)을 포함한다.

RGB 색공간(102)은 RGB 데이터 소스(101)로부터 얻어지는 RGB 데이터를 포함한다. RGB 데이터 소스(101)는 다매체 정보(예를 들어, 디지털 영화 파일들, 스트리밍 비디오들, 컬러 이미지들 등) 및/또는 하드웨어(예를 들어, 컴퓨터 그래픽 보드들)를 포함할 수 있다.

XYZ 색공간(104)은 CIE 1931 XYZ 색공간에 대응한다.

일반적으로 알려진 변환행렬들(예를 들어, 배경기술에서 논의했던 정방 변환행렬 M)을 이용하여 RGB 색공간(102)에서 상기 RGB 데이터는 XYZ 색공간(104)에서 XYZ 데이터로 변환될 수 있다.

다원색 색공간(108)은 다른 타입의 색공간들을 포함한다. 다원색 색공간(108)은 예를 들어, RGBE 후면광과 같은 출력 표시 장치와 관련될 수 있다. 다원색 색공간(108)은 3개 이상의 원색들(예를 들어, RGBE, RGBW, RGBCW, RGBCWE 등)을 갖는 색공간들을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 다원색 색공간(108)은 RGBE 색공간(107)을 포함할 수 있다.

색공간 변환기(106)는 XYZ 색공간(104)으로부터 다원색 색공간(108)으로 데이터가 변환되도록 한다. 예를 들어, 색공간 변환기(106)는 XYZ 색공간(104)에서 값들을 RGBE 색공간(107)에서 대응하는 값들로 변환할 수 있다. 색공간 변환기(106)는 프로세서 내에 실행되는 소프트웨어 프로그램 및/또는 GMAs를 활용하는 색공간 변환을 수행하는 하드웨어로 구현될 수 있다. 어떤 실시예들에 있어서, XYZ 색공간(104)을 다원색 색공간으로 변환하기 위해 적절한 GMA를 선택하기 위하여 색공간 변환기(106)는 다원색 색공간(108)(예를 들어, RGBE 색공간(107))의 타입을 인식할 수 있다.

배경기술에서 이미 언급된 바와 같이, 3x3 변환행렬 M과 그 역행렬 M^-1을 이용하여 RGB 색공간(102)은 XYZ 색공간(104)으로/으로부터 용이하게 변환될 수 있다. 변환행렬 M'을 이용하여 RGBE 색공간(107)은 XYZ 색공간(104)으로 변환될 수 있음에도 불구하고, 변환행렬 M'이 비정방 행렬이고 역변환될 수 없으므로 XYZ 색공간(104)을 RGBE 색공간(107)으로 변환하는 것은 어렵다.

다원색 색공간(108)이 3개 이상의 원색들(예를 들어, RGBE, RGBCW, RGBCWE, 등)을 포함할 때, 다원색 색공간(108)을 XYZ 색공간(106)으로 변환하기 위한 변환행렬은 역변환되지 않고 해석적으로 풀리지 않는 mxn 비정방 행렬(m?n)일 가능성이 크다.

RGBE-to-XYZ 변환행렬 M' 및 비정방 행렬 M'의 역행렬을 근사하기 위한 LUT를 생성하는 수치 해법 기술을 사용함으로써, 본 발명은 XYZ 색공간(104)으로부터 RGBE 색공간(107)으로 변환과 관련된 상기 제약들을 다루고 극복한다.

본 발명은 상기 XYZ 색공간으로부터 상기 RGBE 색공간으로의 변환들에 단순히 한정되는 것이 아니며 XYZ 색공간으로부터 다른 타입들의 다원색 색공간들(예를 들어, RGBCW, RGBCWE 등)로 변환하기 위해 수정될 수 있음이 유의되어야 한다.

도 2는 XYZ 색공간(104)을 RGBE 색공간(107)으로 변환하기 위한 예시적인 방법(200)을 나타내는 흐름도이다.

먼저, RGBE 색공간(107)이 측정되고 복수의 치수들이 수집된다(S202 단계). 상기 치수들은 RGBE 후면광에서 4개의 채널들을 대해 측정된 삼자극값들(예를 들어, Xe, Ye, 및 Ze는 최대 방출에서 에메랄드 채널에 대해 측정된 삼자극값들이다)을 포함한다. 상기 치수들은 최대 밝기에서 RGBE 후면광 원색들의 색도 및 휘도 치수를 포함할 수 있다. 상기 치수들은 비정방 RGBE-to-XYZ 변환행렬 M'을 생성하기 위해 사용될 수 있다(S204 단계).

이어서, 상기 RGBE-to-XYZ 변환행렬 M'은 수치 해법 기술과 함께 사용되어 목표 XYZ 값에 대한 최적 RGBE 값을 결정할 수 있다(S206 단계). 복수의 XYZ-to-RGBE 변환값들을 포함하는 LUT를 생성하기 위해, 복수의 다른 XYZ 값들에 대해 S206 단계가 반복될 수 있다(S208 단계). 따라서, (입력된 RGB 데이터로부터) XYZ 값들을 RGBE 디스플레이 시스템에서 RGBE 값들로 빠르고 효율적으로 변환하는 데 상기 LUT가 사용될 수 있다(S210 단계).

어떤 실시예들에 있어서, 복수의 정방 변환행렬들을 사용하여 RGBE 색공간(107)이 XYZ 색공간(104)으로 부분적으로 변환될 수 있음을 유의하여야 한다. 상기 정방 변환행렬들은 RGB를 XYZ로 변환하기 위한 3x3 변환행렬 M 및 GBE를 XYZ로 변환하기 위한 3x3 변환행렬 M''을 포함할 수 있다.

RGBE 후면광에서 RGB 값들을 XYZ 값들로 변환하기 위한 상기 3x3 변환행렬 M은 아래와 같다.

(단, X, Y, 및 Z는 구하는 삼자극값들, R, G, 및 B는 표시된 RGB 값들이며, 3x3 변환행렬 M은 RGBE 후면광에서 RGB 채널들을 대해 측정된 삼자극값들을 포함함(예를 들어, Xr, Yr, Zr은 최대 방출에서 적색 채널을 대해 측정된 삼자극값들임).)

RGBE 후면광에서 GBE를 XYZ로 변환하기 위한 3x3 변환행렬 M''은 아래와 같다.

(단, X, Y, 및 Z는 구하는 삼자극값들, G, B, 및 E는 표시된 GBE 값들이며, 3x3 변환행렬 M''은 RGBE 후면광에서 GBE 채널들을 대해 측정된 삼자극값들을 포함함(예를 들어, Xg, Yg, Zg는 최대 방출에서 녹색 채널을 대해 측정된 삼자극값들임).)

XYZ 색공간(104)에서 Y 파라미터는 색의 휘도의 치수이므로, 상기 변환 행렬들 M과 M''은 같은 Y값들로 정규화될 수 있다. E값이 0일 때(즉, 에메랄드색 LED가 꺼졌을 때), 각각의 M'' 및 M 행렬들을 이용하여 GBE 및 RGB 색공간들로부터 같은 XYZ 값들이 얻어질 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 CIE xyY 및 XYZ에서 정규화된 행렬들 M 및 M''의 범위를 각각 나타낸다. 도 3a에서 상기 CIE xyY는 2차원 공간에서 [x, y] 색도도를 그려내고, 도 3b에서 상기 CIE XYZ는 3차원 공간에서 XYZ 색공간을 그려낸다. 구체적으로, 도 3a 및 도 3b는 RGBE 색공간(107)이 제1 영역(302) 및 제2 영역(304)을 포함하는 두 부분들로 해석되는 것을 나타낸다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 제1 영역(302)은 상기 GBE 변환에 의해 도달할 수 있는 색들을 정의하고 제2 영역(304)은 상기 RGB 변환에 의해 도달할 수 있는 색들로 정의한다. 도 3a 및 도 3b에서, 속이 차고 둥근 점들, 원들, 및 속이 찬 다이아몬드들은 적색, 녹색, 청색, 에메랄드색 또는 이들의 혼합 중 서로 다른 색들을 나타낸다.

상기 3x3 변환행렬들 M 및 M''은 정방 행렬들이므로 역변환될 수 있다. 따라서, 역행렬 M^-1 또는 역행렬 M''^-1을 이용하여 RGBE 색역 내에 임의의 점이 상기 XYZ 색공간으로 변환될 수 있다. 하지만, 역변환 행렬들 2개를 같이 이용하여 (제1 영역(302) 및 제2 영역(304) 사이에 경계선 상에 놓여진 어떤 점들을 제외하고) 상기 RGBE 색역 내에 임의의 점이 변환될 수는 없다. 따라서, 제1 영역(302) 외부에 놓여진 XYZ 점들에 적용할 수 없다는 점에서 역행렬 M''^-1 은 제한된다. 이와 같이, 제2 영역(304) 외부에 놓여진 XYZ 점들에 적용할 수 없다는 점에서 역행렬 M^-1은 제한된다.

역행렬 M^-1 및 역행렬 M''^-1 중 하나의 행렬이 RGBE 색공간(107) 내부의 한 점을 XYZ 색공간(104)으로 변환하기 위한 솔루션을 생성할 수 있음에도 불구하고, 상기 솔루션은 다음과 같은 이유들로 여전히 최적이지 않다. 첫째로, 역행렬 M^-1 또는 역행렬 M''^-1 중 하나로부터의 상기 솔루션은 0(RGB0 또는 0GBE)으로 적어도 하나의 원색 세트가 필요하고, 이것은 디스플레이에서 표시되는 이미지들의 퀄러티에 영향을 미치는 흑점들을 야기한다. 추가적으로, 하나의 이미지에서 예를 들어, 녹색에서 에메랄드색으로, 색이 천천히 변한다면, 상기 솔루션이 하나의 원색으로부터 다른 것으로 급격하게 전환하는 점(Point)이 발생할 수 있고, 이것은 눈에 보이는 윤곽(Visible Contour)을 생성할 수 있다.

변환을 위한 정방 행렬들 M 및 M^-1 대신에 비정방 RGBE-to-XYZ 변환행렬 M'을 사용함으로 본 발명은 상기 변환 이슈들을 피한다. 구체적으로, 일부 녹색과 일부 에메랄드색을 동시에 갖는 천이 영역(Transition Zone)에서 상기 변환행렬 M'은 솔루션들이 얻어지도록 한다. 결과적으로, 도 4 내지 6, 도 7a, 및 도 7b를 참조로 하여 상세하게 기술된 바와 같이, 수치 해법 기술과 함께 상기 변환행렬 M'을 이용하여 XYZ 색공간(104)을 RGBE 색공간(107)으로 변환하기 위한 좀더 효율적인 솔루션이 얻어질 수 있다.

도 4는 도2에 기술된 RGBE-to-XYZ 변환행렬 M' 및 수치 해법 기술을 이용함으로 최적 RGBE 값을 결정하기 위한 예시적인 방법(400)을 나타내는 흐름도이다.

상기 수치 해법 기술은 수치 해법기들을 이용하여 비정방 RGBE-to-XYZ 변환행렬 M'의 역행렬을 근사하기 위해 LUTs를 생성하는 것을 포함한다. 상기 수치 해법기들은 수치 방법들에 기초하며, 예를 들어 자립형 프로그램들(Stand-alone Programs) 또는 상업적 소프트웨어(MathCad^TM, Excel^TM)와 같은 공지된 방법으로 오프라인으로 구현될 수 있다.

도 4를 참조하면, 수치 해법기는 먼저 목적 XYZ 값과 근사 RGBE 값을 입력받는다(S402). 상기 근사 RGBE 값은 상기 목적 XYZ 값에 대응하는 상기 RGBE 값의 근사값이다. 이어서, 상기 해법기는 상기 근사 RGBE 값(S404 단계)으로부터 상기 RGBE 축들을 따라 앞뒤로 (기설정된 거리의) 작은 분리된 단계들에서 계산들을 수행하여(S404 단계), 어떤 방향이 상기 목적 XYZ 값에 더 가까운 색점(Color Point)이 되는지를 결정한다(S406 단계). 최적 RGBE 값에 대응하는 국부 최소값을 결정하기 위해, 상기 해법기는 일련의 반복계산들을 대해 S404 및 S406 단계들을 반복한다(S408 단계). 상기 최적 RGBE값에 대응하는 국부 최소값은 도 5에 도시된 CIE XYZ 공간에서 그려진다. 도 5를 참조하면, 수평축들은 단지 R 및 G 값들의 변화의 결과를 나타내고, 수직축은 상기 목적 XYZ 값으로부터 거리(D)를 나타낸다. 상기 최적 RGBE 값(즉, 상기 목적 XYZ 값에 대응하는 상기 RGBE 값의 가장 가까운 근사)은 일련의 반복계산들 후 거리(D)의 최소값에 기초하여 구해진다.

(수치 해법기가 해를 구하기 위한)함수는 5차원 표면(R, G, B, E, 및 거리(D))으로 그려진다. 따라서, 상기 함수는 임의의 주어진 XYZ 값에 대해 하나 이상의 국부 최소값을 가질 수 있고, 상기 해법기가 부정확한 국부 최소값에 도달하는 결과를 가져온다. 뿐만 아니라, 상기 RGBE값들이 색역 외부로 갖도록 허용된다면, 상기 해법기가 도달할 수 있는 좀더 많은 (부정확한) 국부 최소값들이 있을 수 있다. 따라서, 상기 해법기에 의해 구해지는 솔루션은 상기 목적 XYZ 값 및 상기 근사 RGBE 값의 선택에 매우 민감할 수 있다. 예를 들어, 상기 목적 XYZ 값에 대응하는 상기 RGBE 값이 상기 근사(입력) RGBE 값과 실질적으로 다르다면, 상기 해법기는 부정확한 국부 최소값에 궁극적으로 도달하고, 이로 인해 부정확한 RGBE 값을 생성한다.

부정확한 국부 최소값에 도달하는 것을 피하기 위해, 하나 이상의 다음 기술들이 사용될 수 있다.

예를 들어, 일 실시예에 있어서, D1거리를 갖는 국부 최소값이 구해진 후에, D2거리(D2<D1)를 갖는 다른 국부 최소값이 존재하는지를 결정하도록 상기 국부 최소값으로부터 임의의 방향을 향하여 수차례의 반복계산들을 수행할 수 있다. 만약 상기 해법기가 D2거리를 갖는 국부 최소값이 존재한다고 결정하면, 상기 해법기는 상기 국부 최소값을 목적 XYZ 값에 대한 최적 RGBE 값으로 선택할 수 있다.

바람직한 일 실시예에 있어서, 임의의 목적 XYZ 값에 대해 밝은 백색 RGBE값이 상기 해법기에 입력될 수 있다. 이는 상기 해법기가 상기 RGBE 색역의 중앙을 통과하여 상기 국부 최소값 내로 이르도록 많은 공간을 허용하여, 이로 인해 정확한 국부 최소값이 얻어질 가능성을 증가시킨다.

도 6은 복수의 XYZ-to-RGBE 변환 값들을 포함하는 LUT를 생성하기 위한 예시적인 방법(600)을 나타내는 흐름도이다. 이미 기술된 바와 같이, 상기 LUT는 상기 XYZ 색공간(104)을 상기 RGBE 색공간(107)으로 빠르고 효율적으로 변환하기 위해 사용될 수 있다.

XYZ-to-RGBE LUT를 생성하기 위해, 복수의 목적 XYZ 값들에 대해 반복계산적 순환들이 수행될 수 있다. 먼저, X, Y, 및 Z에서 기설정된 다수의 단계들이 정의될 수 있다(S602 단계). 예를 들어, 16개의 단계들이 0부터 1까지 X와 Y에서 1/15의 단계들에서 정의될 수 있다. 어떤 실시예들에 있어서, RGBE 후면광에 대한 Z값들은 0부터 약1.8까지의 범위일 수 있다. 어떤 실시예들에 있어서, 27개의 단계들이 (X와 Y에서 같은 증가를 갖는)1/15의 단계들에서 Z에서 정의될 수 있다. 상기 LUT는 가장 천천히 변하는 Z값들과 가장 빨리 변하는 X값들로 구성될 수 있다. 부동 소수점 XYZ 값이 주어지면, 상기 부동 소수점 값들은 15가 곱해지고, 정수로 잘라지고, X+16*Y+16*16*Z로부터 상기 LUT에 색인값으로 계산된다(S604 단계). 상기 반복계산적 순환들의 마지막에, 상기 실시예에서 상기 LUT는 3개의 12-비트 숫자들을 갖는 7168개의 항목들을 포함해야 한다. 상기 항목들은 복수의 다른 목적 XYZ 값들에 대응한다. X, Y, 및 Z에서 정의되는 단계들의 횟수는 활용 가능한 하드웨어에 달려 있음에 유의해야 한다.

이어서, 목적 XYZ 값과 RGBE 값으로 (1,1,1,1)(즉, 가능한 가장 밝은 RGBE 후면광)이 수치 해법기에 추측 초기치(Initial Guess)로 입력된다. 상기 수치 해법기는 도 4 및 도 5를 참조로 이미 기술된 해법기를 포함할 수 있다. 이이서, 상기 해법기는 S402 내지 S408 단계들(도 4에서 이미 기술된)을 수행하고, 국부 최소값(최적 RGBE 값에 대응하는)을 결정한다(S608 단계). 상기 XYZ 값에 대한 상기 최적 RGBE 값이 상기 LUT에서 항목으로 저장된다(S610 단계). S606 내지 S610 단계들이 다른 목적 XYZ 값들에 대해 반복된다(예를 들어, 상기 LUT는 7168개의 항목들 또는 7168개의 다른 목적 XYZ 값들을 포함할 수 있다). 변환들의 마지막에, 상기 LUT는 복수의 XYZ-to-RGBE 변환값들로 채워질 수 있다.

어떤 실시예들에 있어서, 상기 LUT는 초기에 간간히 채워질 수 있고, 계속하여 내삽법(Interpolation)에 의해 실행시간(run-time) 동안 모두 채워질 수 있다. 상기 LUT에서 점들 사이의 상기 내삽법은 선형이거나 3차일 수 있다.

도 6의 방법에 있어서, (가능한 가장 밝은 RGBE 후면광에 대응하는) 추측 초기치는 더 어두운 값들에 대해 계산적으로 좀더 강조되는 해법기가 필요할 수 있음에도 불구하고, 상기 추측 초기치는 RGB와 GBE 사이에 관심 용적(Volume Of Interest)내로 좀더 정확한 결과들을 생성할 가능성이 있다. 어떤 다른 실시예들에 있어서, 상기 추측 초기치는 RGB와 GBE 사이에 상기 관심 용적의 중심에 정의될 수 있다. 이와는 달리, 어떤 다른 실시예들에 있어서, 추측 초기치는 R, G, B, 또는 E의 코너들로부터 충분히 멀리 위치한 색역내 값들에 의해 정의될 수 있다.

어떤 실시예들에 있어서, 상기 LUT에서 복수의 XYZ 값들은 균일하게 이격될 필요가 없다. 예를 들어, XYZ 값들의 세트는 비균일하게 이격될 수 있어, 인간의 색 감도가 좀더 낮은 영역들(예를 들어, 같은 색들에 대한 Y(휘도)축을 따라)에서 좀더 작은 XYZ 값들이 존재하고 인간 시야가 좀더 민감한 영역들에서 좀더 많은 XYZ 값들이 존재할 수 있다. 어떤 실시예들에 있어서, XYZ 값들의 비균일한 이격은 하드웨어 메모리 공간을 절약할 수 있도록 상기 LUT의 크기를 줄일 수 있다.

본 발명에 따르면, 수치 해법기의 다른 실시예들을 이용하여 다른 LUTs가 생성될 수 있다.

제1 실시예에 있어서, 상기 최적 RGBE 값을 결정하기 위해 작은 분리된 단계들에서 계산들을 수행하고 상기 단계들은 상기 RGBE 색역 내에 남도록 함으로 상기 해법기는 모든 목적 XYZ 값에 대해 색역내 국부 최소값을 생성한다. 앞선 기술과 일관되도록, XYZ 좌표로 변환될 때, 상기 반복계산들의 마지막에 상기 최적 RGBE 값은 상기 목적 XYZ 값에 가장 가까운 RGBE 좌표에 대응된다. 따라서, 결과적인 LUT(예를 들어, 도 7a에서 LUT(702) 참조)에서 모든 상기 RGBE 값들은 0 아니면 양수(Positive)이며, 고정된 비트 크기(하드웨어 조건들을 완화할 수 있는) 내에 적합하다. 상기 RGBE 후면광의 색역이 크다면, 입력 sRGB 색역은 상기 RGBE 색역을 채우도록 늘어날 수 있다. 따라서, 상기 LUT는 색역밖(Out-of-gamut) 값들을 가질 수 없기 때문에, 상기 RGBE 값들의 일부가 고정되는 것은 중요하지 않다.

제2 실시예에 있어서, 상기 해법기는 색역밖 RGBE 값들에 대해 풀 수 있다. 예를 들어, 상기 XYZ 값이 색역내 RGBE 값으로 변환될 수 없을 때 음(Negative)의 RGBE 값들 및/또는 최대 RGBE값보다 큰 RGBE 값들이 생성될 수 있다. 실제로, 색역밖 RGBE 값들은 표시될 수 없음에 유의해야 한다. 뿐만 아니라, 상기 결과적인 LUT(예를 들어, 도 7b에서 LUT(708) 참조)에서 상기 색역밖 값들(음의 RGBE 및 최대값보다 더 큰 RGBE 값들 모두)을 저장하기 위해 원색 당 2개의 추가적인 비트들이 필요할 수 있다. 하지만, 상기 색역밖 값들은 다른 목적들로 유용할 수 있다. 예를 들어, 상기 색역밖 값들은 3차 내삽법을 위한 데이터 점들로 역할을 하여, (선형 내삽법과 비교할 때) 색역의 가장자리에 인접한 값들에 대해 좀더 정확하게 내삽된 값들을 얻도록 한다.

도 7a는 제1 실시예에 따른 해법기를 이용하여 생성된 LUT(702)의 첫번째 34개의 값들을 나타낸다. 앞서 기술된 바와 같이, 상기 최적 RGBE 값을 결정하기 위해 작은 분리된 단계들에서 계산들을 수행하고 상기 단계들은 상기 RGBE 색역 내에 남도록 함으로 상기 제1 실시예에 따른 상기 해법기는 모든 목적 XYZ 값에 대해 색역내 국부 최소값을 생성한다. 도 7a의 실시예에서, 상기 LUT(702)는 원색 당 12비트들로 생성되고, 따라서 4095(2¹²-1)을 초과하는 값들은 색역밖이다. 이와 같이, 0과 4095값들의 대부분은 고정된 값들을 나타낸다. 예를 들어, 도 7a를 참조하면, 실선 박스(704)에서 상기 0값들은 고정된 음의 RGBE 값들에 대응하고, 상기 4095값들은 대쉬선 박스(706)에서 상기 4095 값들은 고정된 색역밖 RGBE 값들에 대응한다.

도 7b는 제2 실시예에 따른 해법기를 이용하여 생성된 LUT(708)의 첫번째 34개의 값들을 나타낸다. 앞서 기술된 것과 같이, 상기 제2 실시예에 따른 상기 해법기는 색역밖 값들에 대해 풀 수 있다. 도 7b의 실시예에 있어서, 상기 LUT(708)은 원색 당 12비트들로 생성되고, 따라서 4095(2¹²-1)을 초과하는 값들은 색역밖이다. 도 6b에서 도시된 바와 같이, 상기 LUT(708)은 색역밖 값들(실선 박스(710)에서 음의 RGBE 값들, 및 점선 박스(712)에서 최대값보다 큰 RGBE 값들)을 포함한다.

도 7a 및 도 7b에서 LUT들(702, 708)을 비교하면, 상기 제1 실시예에 따른 상기 해법기에 의해 선택된 고정된 값들(예를 들어, 영역들(704, 706) 참조)이 상기 제2 실시예에 따른 상기 해법기에 의해 선택된 색역밖 값들(예를 들어, 영역들(710, 712) 참조)과 크게 다른 것에 유의해야 한다. 상기 RGBE 색역은 정육면체로 시각화될 수 있고, 솔루션 공간은 저점(Bottom Point)이 상기 정육면체 외부에 놓여지고 상기 정육면체 내에 그 표면의 일부를 갖는 포물면으로 시각화될 수 있다. 상기 제2 실시예에 따른 상기 해법기는 값이 색역내 있어야 하는 제한을 갖지 않는다. 따라서, 색역밖 값들에 대해, 상기 제2 실시예에 따른 상기 해법기는 색역밖 및 상기 정육면체밖 상기 저점으로 상기 색역 끝까지 통과할 수 있다. 반면, 상기 제1 실시예에 따른 상기 해법기는 값이 색역밖 값으로부터 멀리 위치할 수 있는 색역의 표면 상에 점에 놓여져야 한다는 제약을 부과한다. 따라서, 색역밖 값들에 대해, 상기 제1 실시예에 따른 상기 해법기는 상기 정육면체의 가장자리에 닿을 때까지 상기 색역을 통해 통과하고, 포물선을 따르는 상기 포물면과 상기 정육면체의 표면의 교점을 따라 푼다. 상기 포물선은 상기 목표 XYZ 값에 가장 가까운 최소점을 갖고, 상기 모든 RGBE 원색들에서 다른 값들을 갖는다.

따라서, 상기 제1 실시예에 따른 상기 해법기를 이용할 때 상기 RGBE 원색들이 상기 제한된 최소값에 적응하도록 변하는 것이 관찰될 수 있다. 반면에, 상기 제2 실시예에 따른 상기 해법기를 이용할 때 상기 RGBE 원색들은 변하지 않는다. 결과적으로, 도 7a의 상기 LUT(702)에서 색역내 어떤 값들은 실제로 도 7b의 LUT(708)에서 색역밖 값들에 대응할 수 있다(예를 들어, LUT(708)에서 원 영역(714) 내 값들과 LUT(702)에서 대응하는 값들을 비교).

따라서, 상기 LUT들을 이용하여 XYZ 색공간(104)은 상기 RGBE 색공간(107)으로 변환될 수 있다. 어떤 실시예들에 있어서, 도 7a의 LUT(702)를 이용하여 XYZ 색공간(104)은 RGBE 색공간(107)으로 변환될 수 있다. 어떤 다른 실시예들에 있어서, 제1 수치 해법기를 이용하여 LUT(702)가 생성되고 제2 수치 해법기를 이용하여 LUT(708)가 생성됨에 의해, 도 7a의 LUT(702) 및 도 7b의 LUT(708)을 이용하여 XYZ 색공간(104)은 RGBE 색공간(107)으로 변환될 수 있다.

본 발명의 실시예들 및 모든 기능적 동작들은, 본 명세서에 개시된 구조들이나 그 구조의 등가물 또는 그들의 조합을 포함하는, 디지털 전자회로, 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어(firmware), 또는 하드웨어에서 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예들은, 하나 또는 그 이상의 컴퓨터 프로그램 제품들, 즉, 데이터 처리 장치에 의해 실행되기 위한, 또는 데이터 처리 장치의 동작을 제어하기 위한, 하나 또는 그 이상의 컴퓨터 판독 가능한(computer-readable) 매체 상에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령들의 하나 또는 그 이상의 모듈로서 구현될 수 있다.

컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 어플리케이션, 스크립트, 코드 등을 포함한다)은, 컴파일 언어 또는 기계어로 번역된 언어를 포함한 어느 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 프로그램은, 컴퓨팅 환경에서 사용되기에 적절한, 독립형(stand alone) 프로그램 또는 모듈, 컴포넌트, 서브루틴, 다른 유닛을 포함한 어느 형태로서도 실행될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 반드시 파일 체계의 파일에 대응될 필요가 없다. 프로그램은, 다른 프로그램 또는 데이터를 홀드하는 파일의 일부(예컨대, 마크업 랭귀지 도큐먼트(markup language document)에 저장된 하나 또는 그 이상의 스크립트), 상기 프로그램에 기여하는 하나의 파일, 또는 다중 좌표를 갖는 파일들(예컨대, 하나 또는 그 이상의 모듈, 서브프로그램, 코드 부분을 저장하는 파일들)에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은, 한 장소(site)에 위치하거나, 또는 복수의 장소에 분산되어 통신 네트워크로 연결되는, 하나 또는 복수의 컴퓨터들 상에서 실행되도록 배치될 수 있다.

본 명세서에 설명된 처리들 및 논리적 흐름들은, 입력 데이터에 대해 동작하여 출력 데이터를 생성하는 기능들을 수행하기 위하여, 하나 또는 그 이상의 컴퓨터 프로그램의 명령들을 실행하는, 하나 또는 그 이상의 프로그램 가능한(programmable) 프로세서(processor)들에 의해 수행될 수 있다. 또한, 상기 처리들 및 논리적 흐름들은, 특별한 목적의 논리 회로, 예컨대, FPGA(field programmable gate array), 또는 ASIC(application-specific integrated circuit)에 의해 수행될 수 있다.

컴퓨터 프로그램의 실행에 적절한 프로세서들은, 예컨대, 범용 내지 특별한 목적의 마이크로프로세서(microprocessor), 및 아무 종류의 컴퓨터에서의 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 읽기전용 메모리(ROM, read-only memory) 및/또는 랜덤액세스 메모리(RAM, random access memory)로부터 데이터 및 명령들을 수신할 것이다. 컴퓨터의 본질적 구성요소는 명령들을 수행하기 위한 프로세서, 및 데이터와 명령들을 저장하기 위한 하나 또는 그 이상의 메모리 장치들이다. 컴퓨터는 또 다른 장치, 예컨대, 전술한 표시장치들, 이동전화기, PDA(personal digital assistant), 이동식 오디오플레이어, GPS(global positioning system) 수신기 등에 내장(embed)될 수 있다. 데이터 및 컴퓨터 프로그램 명령들을 저장하기 위한, 컴퓨터 판독 가능한 매체는, 모든 형태의 비휘발성 메모리, 기억매체, 및 메모리 장치들, 예컨대, 반도체 메모리 장치들(EPROM, EEPROM, 플래쉬 메모리 장치 등), 자기디스크(하드디스크, 분리성 디스크 등), 자기-광학(magneto-optical) 디스크, CD-ROM, DVD-ROM 디스크 등을 포함한다. 상기 프로세서 및 상기 메모리는, 특별한 목적의 논리회로를 포함하거나, 또는 그의 보조를 받을 수 있다.

본 발명의 실시예들은 중앙 서버와 같은 후위(back-end) 요소나, 어플리케이션 서버와 같은 미들웨어(middleware) 요소, 또는 단말장치에서 사용자와 상호작용하는 그래픽 유저 인터페이스(graphical user interface) 내지 웹브라우저(Web browser)를 갖는 클라이언트 컴퓨터와 같은 전위(front-end) 요소를 포함하는 컴퓨팅 시스템, 또는 하나 이상의 이러한 후위 요소, 미들웨어 요소, 또는 전위 요소의 임의의 조합에서 구현될 수 있다. 상기 시스템의 요소들은 통신 네트워크 등과 같은 디지털 데이터 통신 매체 또는 다른 형태에 의해 상호 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 통신 네트워크는 Local Area Network(LAN) 및 인터넷과 같은 Wide Area Network(WAN)를 포함할 수 있다.

본 발명의 상세한 설명은 많은 특징들을 개시하고 있지만, 개시된 특징들에 한정하여 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 단지 본 발명의 특정한 실시예로써 구체적인 특징을 개시한 것에 불과하다. 본 발명의 상세한 설명에 기술되어 있는 각각의 실시예와 관련된 특징들은 일 실시예에서 조합되어 구현될 수 있다. 역으로, 일 실시예와 관련되어 있는 각각의 특징들은 복수의 실시예에서 독립적으로 구현될 수 있다. 또한 앞에서 언급된 특징들이 특정하게 조합되어 동작되도록 개시되었다 할지라도, 상황에 따라서는 하나 이상의 특징들이 상기 조합에서 제거될 수 있다.

마찬가지로, 도면에 각 단계가 특정 순서에 따라 동작되는 것으로 개시되어 있더라도 상기한 특정 순서를 반드시 순차적으로 따라야만 원하는 목적을 달성할 수 있는 것은 아니다. 상황에 따라서는 각 단계를 동시 다발적으로 처리하는 것이 더 유리할 수 있다. 또한 상기 실시예에 있어서 시스템의 구성요소가 분리되도록 개시되어 있더라도 모든 실시예에 있어 그러한 분리가 필요한 것으로 이해해서는 안될 것이다. 그리고 일반적으로 본 발명에 따른 프로그램 구성요소와 시스템은 하나의 단독 소프트웨어 제품에 함께 통합되거나 복수의 소프트웨어 제품들로 패키징 될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 시스템 102 : RGB 색공간
104 : XYZ 색공간 106 : 색공간 변환기
107 : RGBE 색공간 108 : 다원색 색공간
302 : 제1 영역 304 : 제2 영역
702 : 룩업 테이블

Claims

비정방 변환행렬과 수치 해법기(Numerical Solver)를 이용하여 제1 색공간에서 목표값 및 제2 색공간에서 최적값을 포함하는 룩업 테이블(LUT)을 생성하는 단계; 및
상기 LUT를 이용하여 상기 제1 색공간을 상기 제2 색공간으로 변환하는 단계를 포함하며,
상기 LUT를 생성하는 단계는,
상기 제1 색공간의 각각의 축에서 정의된 값들에 기초하여 상기 LUT에서 색인값을 계산하는 단계를 더 포함하고,
상기 색인값은 상기 제1 색공간에서 복수의 목표값들을 포함하며,
상기 수치 해법기는,
상기 제2 색공간에서 기설정된 값과 상기 제1 색공간에서 각각의 목표값을 받고;
상기 제2 색공간에서 상기 기설정된 값으로부터 멀리 있는 각각의 축을 따라 기설정된 거리의 분리된 단계들에서 계산들을 수행하고(계산 수행 단계);
어떤 방향이 상기 제1 색공간에서 상기 목표값에 가장 가까운 색으로 되는지 결정하고(방향 결정 단계);
상기 제2 색공간에서 상기 최적값에 대응하는 국부 최소값(Local Minimum)을 구하기 위해 상기 계산 수행 단계와 상기 방향 결정 단계를 반복하고, 및
상기 제1 색공간에서 상기 각각의 목표값에 대해 상기 제2 색공간에서 상기 최적값을 상기 LUT 내 저장하는 컴퓨터 구현된 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 색공간은 XYZ 색공간을 포함하고, 상기 제2 색공간은 3개 이상의 원색들을 포함하는 색공간을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 구현된 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 제2 색공간은 적, 녹, 청, 및 에메랄드(RGBE) 색공간을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 구현된 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 비정방 변환행렬은 상기 제2 색공간에서 XYZ 삼자극값들(Tristimulus Values)의 측정값들을 이용하여 생성되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 구현된 방법.
제1 항에 있어서, 상기 비정방 변환행렬은 상기 제2 색공간을 상기 제1 색공간으로 변환하기 위해 이루어지는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 구현된 방법.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 목표값들은 상기 제1 색공간에 걸쳐서 균일하게 이격된 것을 특징으로 하는 컴퓨터 구현된 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 목표값들은 상기 제1 색공간에 걸쳐서 균일하지 않게 이격된 것을 특징으로 하는 컴퓨터 구현된 방법.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 기설정된 값은 상기 제2 색공간에서 최대 밝기값에 대응하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 구현된 방법.
제1 항에 있어서, 상기 수치 해법기는 상기 최적값을 구하기 위해 분리된 단계들에서 계산들을 수행함으로 상기 목표값에 대해 색역내(In-gamut) 국부 최소값을 결정하도록 이루어지는 제1 수치 해법기를 포함하고, 상기 최적값을 구하기 위해 분리된 상기 단계들을 통해 결정된 상기 국부 최소값은 상기 제2 색공간의 색역내에 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 구현된 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 LUT는 제1 LUT를 포함하고, 상기 제1 수치 해법기는 상기 제1 LUT를 생성하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 구현된 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 제1 수치 해법기는 상기 목표값이 상기 제2 색공간의 색역 외부에 놓여지면 상기 목표값을 고정(Clamp)하고, 상기 제1 LUT에서 상기 고정된 값을 저장하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 구현된 방법.
제 13 항에 있어서,
최적값들과 목표값들의 제1 세트를 생성하는 단계; 및
상기 최적값들과 상기 목표값들의 상기 제1 세트의 선형 내삽법(Linear Interpolation)을 통하여 복수의 최적값들과 목표값들로 상기 제1 LUT를 채우는(Populating) 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 구현된 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 수치 해법기는 상기 최적값을 구하기 위해 분리된 단계들에서 계산들을 수행함으로 상기 목표값에 대해 국부 최소값을 결정하도록 이루어지는 제2 수치 해법기를 포함하고, 상기 제2 수치 해법기는 상기 제2 색공간의 색역 외부에서 진행되도록 허용되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 구현된 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 LUT는 제2 LUT를 포함하고, 상기 제2 수치 해법기는 상기 제2 LUT를 생성하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 구현된 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 제2 색공간의 색역 외부에 있는 값들을 포함하는 목표값들과 최적값들의 제2 세트를 생성하는 단계; 및
상기 목표값들과 상기 최적값들의 상기 제2 세트의 선형 내삽법과 3차 내삽법을 통하여 복수의 목표값들과 최적값들로 상기 제2 LUT를 채우는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 구현된 방법.
제1 색공간에서 제2 색공간으로 변환하기 위해, 색공간 변환기를 포함하고,
상기 색공간 변환기는,
수치 해법기 및 비정방 변환행렬을 이용하여 상기 제1 색공간에서 목표값과 상기 제2 색공간에서 최적값을 포함하는 룩업 테이블(LUT)을 생성하고, 및
상기 제1 색공간을 상기 제2 색공간으로 변환하기 위해 상기 LUT를 이용하며,
상기 제1 색공간의 각각의 축에서 정의된 값들에 기초하여 상기 LUT에서 색인값을 계산하고,
상기 색인값은 상기 제1 색공간에서 복수의 목표값들을 포함하며,
상기 수치 해법기는,
상기 제2 색공간에서 기설정된 값과 상기 제1 색공간에서 각각의 목표값을 받고;
상기 제2 색공간에서 상기 기설정된 값으로부터 멀리 있는 각각의 축을 따라 기설정된 거리의 분리된 단계들에서 계산들을 수행하고(계산 수행 단계);
어떤 방향이 상기 제1 색공간에서 상기 목표값에 가장 가까운 색으로 되는지 결정하고(방향 결정 단계);
상기 제2 색공간에서 상기 최적값에 대응하는 국부 최소값(Local Minimum)을 구하기 위해 상기 계산 수행 단계와 상기 방향 결정 단계를 반복하고, 및
상기 제1 색공간에서 상기 각각의 목표값에 대해 상기 제2 색공간에서 상기 최적값을 상기 LUT 내 저장하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 18 항에 있어서, 상기 제1 색공간은 XYZ 삼자극값들을 포함하고, 상기 제2 색공간은 3개 이상의 원색들을 포함하는 색공간을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
실행되었을 때 컴퓨터가 제1 공간을 제2 공간으로 변환하기 위한 방법을 수행하도록 하는 작동 명령을 저장하고,
상기 방법은,
비정방 변환행렬 및 수치 해법기를 이용하여 제1 색공간에서 목표값 및 제2 색공간에서 최적값을 포함하는 룩업 테이블(LUT)을 생성하는 단계; 및
상기 제1 색공간을 상기 제2 색공간으로 변환하도록 상기 LUT를 이용하는 단계를 포함하며,
상기 LUT를 생성하는 단계는,
상기 제1 색공간의 각각의 축에서 정의된 값들에 기초하여 상기 LUT에서 색인값을 계산하는 단계를 더 포함하고,
상기 색인값은 상기 제1 색공간에서 복수의 목표값들을 포함하며,
상기 수치 해법기는,
상기 제2 색공간에서 기설정된 값과 상기 제1 색공간에서 각각의 목표값을 받고;
상기 제2 색공간에서 상기 기설정된 값으로부터 멀리 있는 각각의 축을 따라 기설정된 거리의 분리된 단계들에서 계산들을 수행하고(계산 수행 단계);
어떤 방향이 상기 제1 색공간에서 상기 목표값에 가장 가까운 색으로 되는지 결정하고(방향 결정 단계);
상기 제2 색공간에서 상기 최적값에 대응하는 국부 최소값(Local Minimum)을 구하기 위해 상기 계산 수행 단계와 상기 방향 결정 단계를 반복하고, 및
상기 제1 색공간에서 상기 각각의 목표값에 대해 상기 제2 색공간에서 상기 최적값을 상기 LUT 내 저장하는 것을 특징으로 하는 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 매체.