KR20120046103A

KR20120046103A - 이미지를 톤 매핑하기 위한 방법

Info

Publication number: KR20120046103A
Application number: KR1020117027076A
Authority: KR
Inventors: 니란잔 다메라-벤카타; 넬슨 리앙 안 장
Original assignee: 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2012-05-09
Also published as: WO2011014170A1; EP2411962A4; EP2411962A1; US20120014594A1; TW201106295A; JP2013500677A; CN102473289A

Abstract

선형 공간에서의 복수 개의 고 비트 심도(high bit depth) 강도 값(intensity value) 디지털 이미지를 톤 매핑(tone mapping)하기 위한 방법이 개시되어 있다. 처음으로, 복수 개의 선형 강도 값은 선형 공간으로부터 비선형 공간으로 매핑된다(402). 그 후, 각각의 복수 개의 고 비트 심도 강도 값에 대하여 좌측 및 우측 경계 간격 값이 선형 공간에서 결정된다(404). 그 후 디더 스크린(dither screen)은 선형 공간에서의 복수 개의 고 비트 심도 강도 값에 중첩된다(406). 복수 개의 고 비트 심도 강도 값들 중 하나의 각각에 대하여, 현재의 고 비트 심도 강도 값, 현재 픽셀에 대한 좌측 및 우측 경계 간격 값, 및 현재의 픽셀에 중첩된 디더 스크린 값에 기초하여, 경계 간격 값들 중 하나가 선택된다(408). 각각의 선택된 경계 간격 값은 저 비트 심도 비선형 공간으로 매핑된다(410). 그리고 그 후 매핑된 선택된 경계 간격 값은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 저장된다.

Description

이미지를 톤 매핑하기 위한 방법{METHOD FOR TONE MAPPING AN IMAGE}

본 발명은 이미지를 매핑하기 위한 방법에 관한 것이다.

예를 들어 스캐너 또는 디지털 카메라와 같은, 많은 캡처(capture) 장치는 2차원 픽셀 어레이로서 이미지를 캡처한다. 각각의 픽셀은, 예를 들어 적색, 녹색 및 청색과 같은, 미리 정해진 색 공간(color space)에서 연관된 강도 값(intensity value)을 가질 것이다. 상기 강도 값은, 예를 들어 12 또는 16 비트 심도와 같이, 각 색상에 대한 고 비트 심도(high bit depth)를 사용하여 캡처될 수 있다. 캡처된 강도 값은 일반적으로 선형적으로 이격되어 있다. 최종 이미지로 저장이 된 경우, 또는 디스플레이 스크린에 표시된 경우에, 각 색상의 강도 값은, 예를 들면 색상 당 8 비트와 같이, 비선형 간격을 가진 저 비트 심도(lower bit depth)로 변환된다. 색상 당 8 비트인 (세 가지 색상을 가지는) 최종 이미지는 24 비트 색상 이미지로 나타낼 수 있다. 선형 고 비트 심도 이미지(색상 당 12 비트 또는 16 비트)를 비선형 저 비트 심도 이미지(색상 당 8 비트)로 매핑하는 것은 일반적으로 감마 보정 톤 맵(gamma correction tone map)을 사용하여 행하여진다.

멀티 프로젝터 시스템에서는 흔히 혼합 영역(blend area)(상기 혼합은 부드럽게 변화함)에서의 콘투어링(contouring)을 방지하기 위하여 고 비트 심도가 요구된다. 이것은 블랙 오프셋(black offset)을 디지털 방식으로(digitally) 보정하는 경우에 훨씬 더 심각한 문제가 되는데, 0에서 1로의 불연속적인(discrete) 디지털 점프는 해당 범위에서의 연속적인 값들을 나타내도록 할 수 없기 때문이다. 또한, 디스플레이 시스템에서, "혼합" 또는 하위 프레임 값들은 흔히 높은 정밀도(16 비트)로 선형 공간에서 계산되고 그 후 비선형 8 비트로 감마 보정된다.

위에서 알 수 있듯이, 고 비트 심도 선형 이미지를 저 비트 심도 비선형 이미지로 변환하거나 매핑을 해야 하는 많은 이유들이 존재한다. 매핑 과정 동안에, 이미지 상의 어두운 영역의 콘투어링이 일어날 수 있다. 콘투어링은 일반적으로 두 개의 색상 또는 음영(shade) 사이의 가시적인 단차(visual step)로서 정의된다.

본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 이미지를 톤 매핑(tone mapping)하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 구현예는, 고 비트 심도(high bit depth) 선형 디지털 이미지를 저 비트 심도 비선형 디지털 이미지로 톤 매핑(tone mapping)하기 위한 방법으로서, 디지털 이미지는 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 저장된 선형 공간에서의 복수 개의 고 비트 심도 강도 값(intensity value)을 포함하며, 톤 매핑하기 위한 방법은, 복수 개의 고 비트 심도 강도 값을 선형 공간으로부터 비선형 공간으로 매핑하는 단계(402); 복수 개의 고 비트 심도 강도 값 각각에 대하여 선형 공간에서의 좌측 및 우측 경계 간격 값(boundary interval value)을 결정하는 단계(404); 선형 공간에서의 복수 개의 고 비트 심도 강도 값에 디더 패턴(dither pattern)을 중첩시키는 단계(406)(여기서, 디더 패턴은 복수 개의 디더 패턴 값을 포함함); 선형 공간에서의 복수 개의 고 비트 심도 강도 값 각각에 대하여, 자신의 고 비트 심도 강도 값, 자신의 고 비트 심도 강도 값에 대한 좌측 및 우측 경계 간격 값, 및 자신의 고 비트 심도 강도 값에 중첩된 디더 패턴 값에 기초하여, 선형 공간에서의 경계 간격 값들 중 하나를 선택하는 단계(408); 각각의 선택된 경계 간격 값을 저 비트 심도 비선형 공간으로 매핑하는 단계(410); 매핑된 선택된 경계 간격 값을 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 저장하는 단계를 포함하는 톤 매핑하기 위한 방법이다.

본 발명의 다른 구현예는, 컴퓨터 명령을 실행하도록 구성된 프로세서(1002); 프로세서(1002)에 연결되고 컴퓨터가 판독 가능한 정보를 저장하도록 구성된 메모리(1004); 메모리(1004)에 저장된 이미지를 나타내는 선형의 복수 개의 고 비트 심도 강도 값; 복수 개의 고 비트 심도 강도 값을 선형 공간으로부터 비선형 공간으로 매핑하도록 구성된 프로세서(1002); 각각의 복수 개의 고 비트 심도 강도 값에 대하여 선형 공간에서의 좌측 및 우측 경계 간격 값을 결정하도록 구성된 프로세서(1002); 디더 패턴을 선형 공간에서의 복수 개의 고 비트 심도 강도 값에 중첩시키도록 구성된 프로세서(1002)(여기서, 디더 패턴은 복수 개의 디더 패턴 값을 포함함); 선형 공간에서의 복수 개의 고 비트 심도 강도 값 각각에 대하여, 그 자신의 고 비트 심도 강도 값, 그 자신의 고 비트 심도 강도 값에 대한 선형 공간에서의 좌측 및 우측 경계 간격 값, 및 그 자신의 고 비트 심도 강도 값에 중첩된 선형 공간에서의 디더 패턴 값에 기초하여, 선형 공간에서의 경계 간격 값들 중 하나를 선택하도록 구성된 프로세서(1002); 각각의 선택된 경계 간격 값을 저 비트 심도의 비선형 공간으로 매핑하도록 구성된 프로세서(1002); 매핑된 선택된 경계 간격 값을 메모리에 저장하도록 구성된 프로세서(1002)를 포함하는 장치이다.

본 발명에 의하여, 고 비트 심도 선형 이미지를 저 비트 심도 비선형 이미지로 매핑을 할 수 있으며, 매핑 과정에서 콘투어링(contouring)은 낮아질 수 있다.

도 1은 본 발명의 예시적인 구현예에서의, 이미지의 작은 일부를 나타내는 강도 값(intensity value)의 2차원 어레이이다.
도 2는 감마(gamma) 2.2에서, 선형 4 비트 이미지의 강도 값을 비선형 2 비트 이미지의 강도 값으로 매핑한 것을 나타내는 테이블이다.
도 3은 도 1의 이미지를 2.2 감마 매핑을 사용하여 2 비트(4 레벨) 공간으로 매핑한 후의 결과를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 예시적인 구현예에서의 감마 보정과 디더링(dithering)을 결합하기 위한 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5a는 본 발명의 예시적인 구현예에서의 고 비트 심도 이미지의 강도 값을 나타내는 테이블이다.
도 5b는 본 발명의 예시적인 구현예에서, 비선형 공간 및 선형 공간에서의 저 비트 심도 이미지의 강도 값을 나타내는 테이블이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 구현예에서의 디더 패턴(dither pattern)이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 구현예에서의 작은 이미지이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 구현예에서, 도 6의 디더 패턴을 도 7의 작은 이미지에 중첩한 결과를 나타내는 테이블이다.
도 9는 본 발명의 예시적인 구현예에서의 최종 이미지이다.
도 10은 본 발명의 예시적인 구현예에서의 컴퓨터 시스템(1000)의 블록도이다.

도 1 내지 도 10 및 다음의 설명은, 해당 기술 분야의 당업자가 본 발명의 최선의 구현예를 만들고 사용하는 방법을 교시(teach)하기 위하여 구체적인 예를 서술한다. 발명의 원리를 교시하기 위한 목적으로, 일부 종래의 부분은 단순화되거나 생략되었다. 해당 기술 분야의 당업자는 이러한 예들로부터의 변형이 본 발명의 범위 안에 있다는 것을 이해할 것이다. 해당 기술 분야의 당업자는 아래에서 설명한 특징들이 발명의 다수의 변형을 만들기 위하여 다양한 방법으로 결합될 수 있음을 이해할 것이다. 결과적으로, 본 발명은 아래에서 설명한 구체적인 예에 한정되지 않고, 단지 청구 범위 및 그 균등 범위에 의하여만 한정된다.

고 비트 심도 선형 이미지를 저 비트 심도 비선형 이미지로 매핑하는 것은 많은 다양한 비트 심도 레벨에 걸쳐 행하여질 수 있다. 예를 들면, 매핑은 16 비트(65,536 레벨)로부터 8 비트(256 레벨)로, 12 비트로부터 8 비트로, 8 비트로부터 4 비트로, 4 비트로부터 2 비트로 등과 같이 행하여질 수 있다. 매핑을 위하여 감마(gamma) 보정을 사용하는 경우, 고 비트 심도 이미지의 각각의 강도 레벨은 처음에는 0에서 1 사이로 정규화(normalize)된다. 일 구현예에서, 각각의 색상 채널은 독립적으로 처리된다. 정규화는 원래의 강도 값(intensity value)을 현재의 비트 심도에 대한 가능한 최대의 강도 값으로 나눔으로써 행하여진다. 예를 들어 원래의 강도 값이 8 비트 이미지에 대하여 50이었다면(그리고 강도 범위가 0에서 255사이라면), 정규화된 값은 50 / 255 또는 0.196078이 될 것이다. 매핑 함수로서 감마 압축을 사용하는 경우, (0에서 1 사이로 정규화된) 매핑된 비선형 강도 값은 제1 수식으로 주어진다.

Normalized Non-linear Value = (NormalizedValue) ∧ (1 / gamma) (제1 수식)

제1 수식에서, 정규화된 비선형 강도 값은 정규화된 강도 값에 1 / gamma 제곱을 한 것으로 주어진다. 2.2의 감마에 대하여는, 정규화된 강도 값을 1 / 2.2 제곱 또는 0.4545 제곱하는 것이 될 것이다. 원래의 강도 값이 50인 경우에는 정규화된 매핑된 값은 0.4812(0.196078 ∧ 0.4545 = 0.476845)가 될 것이다. 비선형 공간에서의 최종 강도 값은 정규화된 매핑된 값에 매핑된 비선형 공간에서의 가장 높은 강도 레벨을 곱함으로써 얻어진다. 예를 들어 8 비트 값이 (강도 범위가 0에서 15사이인) 4 비트 또는 16 레벨 값으로 매핑된 것이라면, 최종의 매핑된 강도 값은 정규화된 매핑된 값에 15를 곱한 값, 즉, 0.476845 * 15 = 7로 주어진다.

도 1은 본 발명의 예시적인 구현예에서의, 이미지의 작은 일부를 나타내는 강도 값의 2차원 어레이이다. 도 1의 이미지는 강도 값이 0에서 15 사이의 범위인 4 비트 이미지이다. 도 2는 감마 2.2에서, 선형 4 비트 이미지의 강도 값을 비선형 2 비트 이미지의 강도 값으로 매핑한 것을 나타내는 테이블이다. 도 3은 도 1의 이미지를 2.2 감마 매핑을 사용하여 2 비트(4 레벨) 공간으로 매핑한 후의 결과를 나타낸다. 도 3은 3개의 상이한 레벨 사이의 가시적인 밴딩(banding)을 가질 수 있다.

본 발명의 예시적인 일 구현예에서, 디더링(dithering) 단계는 매핑 단계와 결합되어 낮은 콘투어링(contouring)을 보일 수 있는 이미지를 만들어낸다. 도 4는 본 발명의 예시적인 구현예에서의 감마 보정과 디더링을 결합하기 위한 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 4에 나타난 방법을 사용하면, 고 비트 심도 선형 이미지는 적은 수의 비선형 레벨을 사용하여 나타내어지고, 상기 적은 수의 비선형 레벨은 최종 이미지에 걸쳐 공간적으로 변조된 것이다.

도 4에서의 단계 402에서, 고 비트 심도 선형 이미지의 각각의 강도 값은 비선형 공간의 강도 값으로 매핑된다. 본 발명의 예시적인 일 구현예에서, 매핑은 감마 보정을 사용하여 행하여진다. 본 발명의 예시적인 다른 구현예에서, 다른 매핑 알고리즘이 사용될 수 있다. 단계 404에서, 좌측 및 우측 간격 경계는 비선형 공간에서의 각각의 강도 값에 대하여 계산된다. 일단 좌측 및 우측 간격 경계가 계산되면, 그것들은 선형 공간으로 매핑된다.

단계 406에서, 디더 패턴(dither pattern)은 선형 공간에서의 원래의 이미지의 픽셀에 중첩된다. 단계 408에서, 각 픽셀의 강도 값은, 원래의 선형 강도 값, (선형 공간에서의) 좌측 및 우측 간격 경계 값, 및 해당 픽셀 위치에서의 디더 스크린(dither screen)의 값에 기초하여, 선형 공간에서의 두 개의 가장 근접한 좌측 및 우측 간격 경계 중 하나로 선택된다(snapped). 단계 410에서, 픽셀 위치에 대한 비선형의 감마 보정된 강도 값이 결정된다.

다음의 예는 본 발명의 예시적인 일 구현예를 설명하는 데에 도움이 될 것이다. 본 예에서 4 비트 또는 16 레벨의 선형 이미지는 2비트 또는 4 레벨의 비선형 이미지로 변환될 것이다. 4 비트 이미지는 0에서 15 사이의 범위의 강도 값을 가질 수 있다. 본 예에 대하여 도 7에 나타낸 이미지를 사용하도록 하자. 처음 단계는 고 비트 심도 선형 이미지의 각각의 강도 값을 비선형 공간의 강도 값으로 매핑하는 것이다. 감마 보정 함수를 사용하여 매핑이 행하여지는 경우에, 선형 이미지로부터 비선형 이미지로 매핑하기 위하여 제1 수식이 사용된다.

본 예에서는 2.2 감마 압축이 사용될 것이다. 도 5a는 본 발명의 예시적인 구현예에서의 고 비트 심도 이미지의 강도 값을 나타내는 테이블이다. 도 5a의 제1 열은 4 비트 선형 공간에서의 정규화된 강도 값을 나타낸다. 도 5a의 제2 열은 비선형 공간에서의 정규화된 강도 값을 나타낸다. 제2 열의 각각의 강도 값은 2.2 감마 보정으로서 제1 수식을 사용하여 얻어진다. 예를 들어 강도 값 2에 대한 (비선형 공간에서의) 감마 보정 값은, 먼저 4 비트 값으로 정규화를 한 후, 그 정규화된 값에 1 / 2.2 제곱을 하여, 결과적으로 0.40017((0.13333) ∧ (1 / 2.2) = 0.40017) 값으로 얻어진다.

다음 단계는 각각의 고 비트 심도 강도 값에 대한 좌측 및 우측 경계 간격을 얻는 것이다. 좌측 및 우측 경계 간격은 두 개의 가장 근접한 저 비트 심도 비선형 강도 값을 현재의 비선형 강도 값으로 나타낸 것이다. 좌측 및 우측 경계 간격을 각각 계산하기 위하여 제2 수식 및 제3 수식이 사용된다.

Left = ((integerValue(IntensityVal * MaxIV) / MaxIV) (제2 수식)

Right = (((integerValue(IntensityVal * MaxIV) + 1) / MaxIV) (제3 수식)

IntensityVal은 비선형 공간에서의 정규화된 고 비트 심도 강도 값이고, MaxIV는 최대의 저 비트 심도 강도 값이며, integerValue는 임의의 소수점 이하의 값을 자르는 함수(즉, 부동 소수점 값을 정수 값으로 변환함)이다. 이들 수식들을 이해하기 위하여, 각 부분들을 논의할 것이다.

제1 수식의 제1 단계 [integerValue(IntensityVal * MaxIV)]는 정규화된 고 비트 심도 강도 값을 가지고 그 값에 최대의 양자화된(quantized) 저 비트 심도 강도 값을 곱한다. 그 결과는 부동 소수점 값으로부터 정수 값으로 변환된다. 이것은 정규화된 고 비트 심도 강도 값을 저 비트 심도 강도 값으로 변환한다. 제1 수식의 제2 단계는 최대의 저 비트 심도 강도 값으로 나눔으로써 저 비트 심도 값을 0에서 1 사이로 정규화한다. 4 비트 강도 값인 6에 대한 비선형 공간에서의 좌측 경계 간격 값의 계산은 아래와 같다.

Left = ((integerValue(0.65935 * 3)) / 3)

Left = ((integerValue(1.97805)) / 3)

Left = (1 / 3)

Left = 0.33333

다음 단계는 좌측 및 우측 비선형 값을 선형 공간으로 변환(translate)하는 것이다. 선형 및 비선형 공간 사이의 매핑이 감마 보정을 사용하여 행하여진 경우에, 선형 값은 비선형 값에 감마의 제곱을 하여 계산된다. 도 5b는 본 발명의 예시적인 구현예에서, 비선형 공간 및 선형 공간에서의 저 비트 심도 이미지의 강도 값을 나타내는 테이블이다. 도 5b에서의 제1 열은 비선형 공간에서의 저 비트 심도 이미지의 강도 값을 나타낸다. 테이블 5b의 제2 열은 선형 공간에서의 저 비트 심도 이미지의 강도 값을 나타낸다.

다음 단계에서, 디더 패턴은 선형 공간에서의 원래의 이미지의 픽셀에 중첩된다. 이러한 적용을 위하여 디더 패턴은 임계(threshold) 강도 값의 행렬, 다른 픽셀로 전파되는 오류(propagating error)에 대한 패턴을 가지는 단일의 임계 강도 값, 잡음 부가(noise addition)의 패턴을 가지는 단일의 임계 값 등일 수 있다. 본 예에서의 디더 패턴은 도 6에 나타나 있다. 오류 확산(error diffusion) 또는 무작위 잡음 주입(random noise injection)을 포함하는, 디더 패턴의 임의의 유형이 사용될 수 있다. 디더 패턴의 크기는 또한 다양할 수 있다. 도 6에 나타난 디더 패턴은 4 x 4 베이어(Bayer) 디더 패턴이다. 디더 패턴이 원래 이미지의 강도 값에 중첩되기 이전에, 디더 패턴의 강도 값은 0에서 1 사이의 값으로 정규화된다.

다음 단계에서, 각 픽셀에서의 강도 값은, 원래의 선형 강도 값, 선형 공간에서의 좌측 및 우측 간격 경계 값, 및 해당 픽셀 위치에서의 디더 스크린의 값에 기초하여, 선형 공간에서의 두 개의 가장 근접한 좌측 및 우측 간격 경계 중 하나로 선택된다. 적절한(correct) 좌측 또는 우측 간격 경계는 제4 수식 및 제5 수식을 사용하여 선택된다.

CompVal = IntensityN - left > DitherN * (right - left) (제4 수식)

SelectedVal = CompVal * right + (1 - CompVal) * left (제5 수식)

IntensityN은 0에서 1 사이로 정규화된 현재의 픽셀에 대한 원래의 고 비트 심도 선형 강도 값이고, left 및 right는 현재의 강도 값에 대한 선형 공간에서의 좌측 및 우측 경계 간격이며, DitherN은 현재의 픽셀에 대한 정규화된 디더 값이다. CompVal은 상기 식이 거짓(false)인 경우 0으로 설정되고, 상기 식이 참(true)인 경우 1로 설정된다. SelectedVal은 CompVal이 1인 경우 우측 값과 동일하고, CompVal이 0인 경우 좌측 값과 동일할 것이다.

도 7은 본 발명의 예시적인 구현예에서의 작은 이미지이다. 도 8은 본 발명의 예시적인 구현예에서, 도 6의 디더 패턴을 도 7의 작은 이미지에 중첩한 결과를 나타내는 테이블이다. 도 8의 제1 열은 이미지에서의 픽셀 위치를 나타낸다. 제2 열은 각각의 픽셀 위치에 대하여 이미지의 정규화된 강도 값을 나타낸다. 제3 열 및 제4 열은 각각의 픽셀 위치에 대하여 선형 공간에서의 좌측 및 우측 경계 간격을 각각 나타낸다. 제5 열은 각각의 픽셀 위치에 대한 정규화된 디더 패턴 값을 나타낸다. 제6 열은 각각의 픽셀 위치에 대하여 계산된 CompVal을 나타낸다. 마지막 열은 각각의 픽셀 위치에 대한 SelectedVal을 나타낸다.

제4 수식 및 제5 수식은 도 8에서의 마지막 두 열을 계산하기 위하여 사용된다. 픽셀 2, 0에 대한 CompVal 및 SelectedVal의 계산은 아래와 같다.

CompVal = IntensityN - left > DitherN * (right - left)

CompVal = 0.20000 - 0.08919 > 0.13333 * (0.409826 - 0.08919)

CompVal = 0.11081 > 0.13333 * 0.32064

CompVal = 0.11081 > 0.04275 는 참이므로 CompVal는 1로 설정된다.

SelectedVal = CompVal * right + (1 - CompVal) * left

SelectedVal = 1 * 0.409826 + (1 - 1) * 0.08919

SelectedVal = 0.409826

마지막 단계는 선택된 값을 선형 공간으로부터 비선형 공간으로 매핑하는 것이다. 이것은 룩업 테이블(lookup table)을 사용하여 행하여질 수 있다. 본 예에 대하여 도 5b의 룩업 테이블이 사용된다. 도 9는 상기 예로부터의 최종 이미지이다.

일단 선택된 강도 값이 저 비트 심도 비선형 공간으로 매핑되었다면, 이미지는 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 세이브(save)되거나 저장될 수 있다. 컴퓨터가 판독 가능한 매체는 다음: 임의 접근 메모리(random access memory), 읽기 전용 메모리(read only memory), 하드 드라이브, 테이프, 광학 디스크 드라이브, 비휘발성 램(non-volatile ram), 비디오 램 등을 포함할 수 있다. 이미지는, 예를 들면, 하나 이상의 디스플레이에 표시되거나, 다른 저장 장치로 전송되는 등과 같이 다양한 방법으로 사용될 수 있다.

위에서 설명한 방법은 컴퓨터 시스템에서 실행될 수 있다. 도 10은 본 발명의 예시적인 구현예에서의 컴퓨터 시스템(1000)의 블록도이다. 컴퓨터 시스템은 프로세서(1002), 메모리 장치(1004), 저장 장치(1006), 디스플레이 장치(1008), 및 I/O 장치(1010)를 가진다. 상기 프로세서(1002), 메모리 장치(1004), 저장 장치(1006), 디스플레이 장치(1008), 및 I/O 장치(1010)는 버스(1012)를 통하여 함께 연결되어 있다. 프로세서(1002)는 위에서 설명한 방법을 구현하는 컴퓨터 명령을 실행하도록 구성된다.

1000: 컴퓨터 시스템
1002: 프로세서
1004: 메모리 장치
1006: 저장 장치
1008: 디스플레이 장치
1010: I/O 장치
1012: 버스

Claims

고 비트 심도(high bit depth) 선형 디지털 이미지를 저 비트 심도 비선형 디지털 이미지로 톤 매핑(tone mapping)하기 위한 방법으로서,
상기 디지털 이미지는 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 저장된 선형 공간에서의 복수 개의 고 비트 심도 강도 값(intensity value)을 포함하며,
상기 톤 매핑하기 위한 방법은,
상기 복수 개의 고 비트 심도 강도 값을 상기 선형 공간으로부터 비선형 공간으로 매핑하는 단계(402);
상기 복수 개의 고 비트 심도 강도 값 각각에 대하여 상기 선형 공간에서의 좌측 및 우측 경계 간격 값(boundary interval value)을 결정하는 단계(404);
선형 공간에서의 상기 복수 개의 고 비트 심도 강도 값에 디더 패턴(dither pattern)을 중첩시키는 단계(406) - 여기서, 상기 디더 패턴은 복수 개의 디더 패턴 값을 포함함 -;
선형 공간에서의 상기 복수 개의 고 비트 심도 강도 값 각각에 대하여, 자신의 고 비트 심도 강도 값, 자신의 고 비트 심도 강도 값에 대한 좌측 및 우측 경계 간격 값, 및 자신의 고 비트 심도 강도 값에 중첩된 디더 패턴 값에 기초하여, 상기 선형 공간에서의 경계 간격 값들 중 하나를 선택하는 단계(408);
각각의 상기 선택된 경계 간격 값을 저 비트 심도 비선형 공간으로 매핑하는 단계(410);
상기 매핑된 선택된 경계 간격 값을 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 저장하는 단계
를 포함하는
톤 매핑하기 위한 방법.
제1항에 있어서,
상기 각각의 상기 선택된 경계 간격 값을 상기 저 비트 심도의 비선형 공간으로 매핑하는 단계는 감마(gamma) 함수를 사용하여 행하여지는,
톤 매핑하기 위한 방법.
제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 좌측 및 우측 경계 간격 값은 가장 근접한 두 개의 저 비트 심도 비선형 강도 값을 나타내는,
톤 매핑하기 위한 방법.
제3항에 있어서,
IntensityVal은 비선형 공간에서의 고 비트 심도 강도 값이고, MaxIV는 비선형 공간에서의 최대의 저 비트 심도 강도 값이며, integerValue는 임의의 소수점 이하를 자르는 함수인 경우에, 상기 비선형 공간에서의 좌측 경계 간격 값은 ((integerValue(IntensityVal * MaxIV) / MaxIV)이고;
상기 비선형 공간에서의 우측 경계 간격 값은 (((integerValue(IntensityVal * MaxIV) + 1) / MaxIV)인,
톤 매핑하기 위한 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 선형 공간에서의 경계 간격 값들 중 하나를 선택하는 단계는,
IntensityN은 상기 선형 공간에서의 하나의 고 비트 심도 강도 값이고, left 및 right는 상기 하나의 고 비트 심도 강도 값에 대한 상기 선형 공간에서의 좌측 및 우측 경계 간격이며, DitherN은 상기 하나의 고 비트 심도 강도 값에 중첩된 상기 선형 공간에서의 정규화된(normalized) 디더 값인 경우에, IntensityN - left > DitherN * (right - left)가 거짓(false)인 경우에는 상기 하나의 고 비트 심도 강도 값의 좌측 경계 간격 값을 선택하는 단계;
IntensityN - left > DitherN * (right - left)가 참(true)인 경우에는 상기 하나의 고 비트 심도 강도 값의 우측 경계 간격 값을 선택하는 단계
를 포함하는,
톤 매핑하기 위한 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고 비트 심도 선형 디지털 이미지는 다음의 비트 심도: 24 비트 심도, 16 비트 심도, 및 12 비트 심도로부터 선택된 비트 심도를 가지는,
톤 매핑하기 위한 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저 비트 심도 비선형 디지털 이미지는 다음의 비트 심도: 12 비트 심도, 8 비트 심도, 4 비트 심도, 및 2 비트 심도로부터 선택된 비트 심도를 가지는,
톤 매핑하기 위한 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 디스플레이 상에, 최종 이미지를 표시하는 단계
를 더 포함하는
톤 매핑하기 위한 방법.
컴퓨터 명령을 실행하도록 구성된 프로세서(1002);
상기 프로세서(1002)에 연결되고 컴퓨터가 판독 가능한 정보를 저장하도록 구성된 메모리(1004);
상기 메모리(1004)에 저장된 이미지를 나타내는 선형의 복수 개의 고 비트 심도 강도 값;
상기 복수 개의 고 비트 심도 강도 값을 상기 선형 공간으로부터 비선형 공간으로 매핑하도록 구성된 프로세서(1002);
각각의 상기 복수 개의 고 비트 심도 강도 값에 대하여 상기 선형 공간에서의 좌측 및 우측 경계 간격 값을 결정하도록 구성된 프로세서(1002);
디더 패턴을 선형 공간에서의 상기 복수 개의 고 비트 심도 강도 값에 중첩시키도록 구성된 프로세서(1002) - 여기서, 상기 디더 패턴은 복수 개의 디더 패턴 값을 포함함 -;
선형 공간에서의 상기 복수 개의 고 비트 심도 강도 값 각각에 대하여, 그 자신의 고 비트 심도 강도 값, 그 자신의 고 비트 심도 강도 값에 대한 상기 선형 공간에서의 좌측 및 우측 경계 간격 값, 및 그 자신의 고 비트 심도 강도 값에 중첩된 상기 선형 공간에서의 디더 패턴 값에 기초하여, 상기 선형 공간에서의 경계 간격 값들 중 하나를 선택하도록 구성된 프로세서(1002);
각각의 상기 선택된 경계 간격 값을 저 비트 심도의 비선형 공간으로 매핑하도록 구성된 프로세서(1002);
상기 매핑된 선택된 경계 간격 값을 상기 메모리에 저장하도록 구성된 프로세서(1002)
를 포함하는
장치.
제9항에 있어서,
상기 선택된 경계 간격 값들의 각각은 감마 함수를 사용하여 상기 선형 공간으로부터 비선형 공간으로 매핑되는,
장치.
제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
IntensityVal은 비선형 공간에서의 고 비트 심도 강도 값이고, MaxIV는 비선형 공간에서의 최대의 저 비트 심도 강도 값이며, integerValue는 임의의 소수점 이하를 자르는 함수인 경우에, 상기 비선형 공간에서의 좌측 경계 간격 값은 ((integerValue(IntensityVal * MaxIV) / MaxIV)이고,
상기 좌측 경계 간격 값은 (((integerValue(IntensityVal * MaxIV) + 1) / MaxIV)인,
장치.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 선형 공간에서의 경계 간격 값들 중 하나를 선택하는 단계는,
IntensityN은 상기 선형 공간에서의 하나의 고 비트 심도 강도 값이고, left 및 right는 상기 하나의 고 비트 심도 강도 값에 대한 상기 선형 공간에서의 좌측 및 우측 경계 간격이며, DitherN은 상기 하나의 고 비트 심도 강도 값에 중첩된 상기 선형 공간에서의 정규화된 디더 값인 경우에, IntensityN - left > DitherN * (right - left)가 거짓인 경우에는 상기 하나의 고 비트 심도 강도 값의 좌측 경계 간격 값을 선택하는 단계;
IntensityN - left > DitherN * (right - left)가 참인 경우에는 상기 하나의 고 비트 심도 강도 값의 우측 경계 간격 값을 선택하는 단계
를 포함하는,
장치.
제9항 내지 12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고 비트 심도 선형 디지털 이미지는 다음의 비트 심도: 24 비트 심도, 16 비트 심도, 및 12 비트 심도로부터 선택된 비트 심도를 가지는,
장치.
제9항 내지 13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저 비트 심도 비선형 디지털 이미지는 다음의 비트 심도: 12 비트 심도, 8 비트 심도, 4 비트 심도, 및 2 비트 심도로부터 선택된 비트 심도를 가지는,
장치.
제9항 내지 14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서가 상기 최종 이미지를 표시하는, 하나 이상의 디스플레이
를 더 포함하는,
장치.