KR20240038228A - 다색 광원을 이용한 인쇄판 이미지 추출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄판에 새겨진 활자의 이미지를 추출하기 위하여 다색 광원을 이용한 인쇄판 이미지 추출 방법에 관한 것으로서, 서로 다른 색상의 빛을 발하는 복수 개의 조명으로, 서로 다른 방향에서 상기 인쇄판 상면에 경사지게 빛을 동시에 조사하는 광조사 단계; 상기 광조사 단계의 광조사 상태에서 인쇄판 상면을 촬영하여 인쇄판 이미지를 획득하는 이미지 획득 단계; 상기 이미지 획득 단계를 통하여 획득된 인쇄판 이미지에서 활자의 경계를 검출하는 단계; 검출된 활자의 경계 내부를 단일 색으로 치환하여 활자 이미지를 얻는 단계; 및 활자 이미지를 좌우 반전시키는 단계를 포함하되, 상기 광조사 단계에서 활자의 상면에는 복수 개의 조명으로부터 조사되는 모든 색상의 빛이 혼합되는 제1 전광원 합성광 영역(W1)이 형성되고, 상기 제1 전광원 합성광 영역(W1)의 주변부에는 상기 복수 개의 조명들 중 적어도 하나의 조명에서 발생한 빛이 상기 활자에 의하여 가려져서 생기는 일부광 영역(S)이 형성되되, 상기 활자의 경계를 검출하는 단계에서는 상기 제1 전광원 합성광 영역(W1)과 상기 일부광 영역(S)의 색상 차이에 의하여 활자의 경계가 검출되는 것을 특징으로 한다.

Description

다색 광원을 이용한 인쇄판 이미지 추출 방법{Method for Making Image of Printing Plate Using Multiple Color Lights}

본 발명은 인쇄판(판상에 글자,문양 또는 그림 등이 음·양각된 구조물을 포괄함) 이미지 추출 방법에 관한 것으로서, 더 자세하게는 복수 개의 서로 다른 색상의 조명을 이용하여 목판본 또는 금속활자본과 같은 인쇄판에 대한 물리적/화학적 접촉없이 인쇄판에 새겨진 글자, 문양, 또는 그림의 이미지를 선명하게 추출할 수 있는 이미지 추출 방법에 관한 것이다.

현존하는 세계 최초의 목판 인쇄물인 무구정광대다라니경, 세계 최초의 금속활자 인쇄물인 상정고금예문 등 우리나라의 인쇄 문화는 세계적으로도 긴 역사를 가지고 있다. 이들은 인쇄판 자체가 아닌 인쇄물이 남아있는 경우이기는 하지만, 목판 문화의 정수를 보여주는 팔만대장경을 비롯하여 많은 양의 고려 및 조선 시대의 목판 또는 금속활자판이 보존되어 있다.

이들 목판 또는 금속활자판을 포함하는 인쇄판은 그 자체로 문화 유산으로서의 보존 가치가 매우 높기 때문에, 이들에 물리적/화학적 접촉이 발생하는 인출본( 印出本)의 제작은 매우 조심스러울 수 밖에 없다. 즉, 이들 문화 유산의 원형 보존이 무엇보다도 중요하므로, 이들 인쇄판을 이용하여 인쇄물을 생산하는 것은 제한될 수 밖에 없다. 그러나 최근에 『훈민정음 해례본 상주본』이 화재로 인하여 원본이 훼손되는 사건이 발생하는 등 화재나 자연 재해 등으로 문화재가 소실될 것에 대비하여 원본을 디지탈화하여 보존하지 않으면 안되는 상황이 대두되었다. 나아가 목판 내용의 보존 목적뿐만 아니라 여러가지 학술비교 연구, 데이터베이스화를 통하여 얻어지는 부가적 이익, 학문 연구의 빠른 검색, 역사적 공통점 비교, 사이버 상의 VR 체험 등의 이익도 있어, 목판을 디지털 이미지로 촬영/보관하는 것과 이를 집대성하여 디지털 목판 아카이브를 구축/운영하는 것의 중요성에 대한 인식이 높아지고 있다. 그래서 인쇄판을 사진으로 찍어서 포토숍 등을 통한 보정작업을 한 후 데이터베이스화하는 작업이 진행되고 있다.

그렇지만, 이와 같은 방식으로 얻어진 인쇄판 이미지는 인쇄판을 그대로 촬영한 다음 보정한 것에 불과하므로, 실제 인쇄물(인출본)과는 다를 수 밖에 없는 바, 실제 인출본과 가까우면서도 선명한 인쇄판 이미지를 얻을 수 있는 방법에 대한 요구가 있었다.

본 발명의 발명자는 선명한 인쇄판 이미지를 획득하기 위한 방법을 연구하였고, 그 결과물을 특허출원 제10-2021-0110647로 출원한 바 있다. 위 특허출원에서는 도 1에 도시된 것과 같이 인쇄판의 네 방향에서 빛을 차례로 조사한 상태에서 촬영하여 얻은 이미지를 획득하게 된다. 도 2에 도시된 것과 같이 인쇄판에 각자된 글자의 상면은 조명의 방향과 상관없이 밝은 상태(하이라이트;H)에 놓이게 되는 반면, 글자 주변의 파여진 부분에 있어서는 빛의 방향에 따라서 하이라이트 상태(H)에 놓이기도 하고 쉐도우 상태(S)에 놓이기도 한다. 즉, 도 2(a) 및 도 2(b)에 도시된 것과 같이, 인쇄판에 각자된 글자에 의하여 파여진 부분에는 쉐도우(S) 영역이 발생하게 되는데, 쉐도우(S) 영역이 생기는 부분에서는 하이라이트(H) 상태인 글자와 쉐도우(S) 상태인 주변의 파여진 부분 사이에 경계선이 선명하게 드러나게 된다. 동일한 글자라도 조명의 방향에 따라서 하이라이트(H)와 쉐도우(S)의 위치는 변화하게 된다. 다시 말하여 네 방향에서 각각 빛을 조사하여 얻어진 이미지에는 글자의 정확한 경계에 대한 정보가 담겨있게 된다.

위 방식을 이용하여 비접촉에 의한 선명한 인쇄판 이미지를 획득하는 것이 가능하게 되었다. 그렇지만, 위 방법은 4 개의 단색 광원을 순차적으로 작동시키면서 매 단계에서 사진 촬영을 해야 하므로, 작업 과정이 복잡해질 수 밖에 없고, 그로 인하여 대량의 인쇄판 이미지를 처리하는 데에는 한계가 있었다.

공개특허공보 제10-2021-0054783호 (공개일: 2021.05.14.) 등록특허공보 제10-1937398호 (공고일: 2019.01.10.) 등록특허공보 제10-1638951호 (공고일: 2016.07.12.)

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 목판 또는 금속활자판 등의 인쇄판에 물리적/화학적 접촉을 가하지 않고, 인출본(印出本)과 가까우면서도 고 해상도(高 解像度)의 선명한 인쇄판 이미지를 추출하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 복수 개의 다색 광원(혹은 무채색)을 이용함으로써, 종래기술과 다르게 한 번의 촬영에 의해서 선명한 인쇄판 이미지를 얻을 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 인쇄판에 새겨진 활자의 이미지를 추출하기 위하여 다색 광원을 이용한 인쇄판 이미지 추출 방법에 관한 것으로서, 서로 다른 색상의 빛을 발하는 복수 개의 조명으로, 서로 다른 방향에서 상기 인쇄판 상면에 경사지게 빛을 동시에 조사하는 광조사 단계(이때 추출하고자 하는 글자 혹은 이미지의 상태에 따라 각도나 거리 강도, 콘트라스트는 변경 가능); 상기 광조사 단계의 광조사 상태에서 인쇄판 상면을 촬영하여 인쇄판 이미지를 획득하는 이미지 획득 단계; 상기 이미지 획득 단계를 통하여 획득된 인쇄판 이미지에서 활자의 경계를 검출하는 단계; 검출된 활자의 경계 내부를 단일 색으로 치환하여 활자 이미지를 얻는 단계; 및 활자 이미지를 좌우 반전시키는 단계를 포함하되, 상기 광조사 단계에서 활자의 상면에는 복수 개의 조명으로부터 조사되는 모든 색상의 빛이 혼합되는 제1 전광원 합성광 영역(W1)이 형성되고, 상기 제1 전광원 합성광 영역(W1)의 주변부에는 상기 복수 개의 조명들 중 적어도 하나의 조명에서 발생한 빛이 상기 활자에 의하여 가려져서 생기는 일부광 영역(S)이 형성되되, 상기 활자의 경계를 검출하는 단계에서는 상기 제1 전광원 합성광 영역(W1)과 상기 일부광 영역(S)의 색상 차이에 의하여 활자의 경계가 검출되는 것을 특징으로 한다.

상기 복수 개의 조명은 적색광(R)을 제공하는 제1 조명(L1), 녹색광(G)을 제공하는 제2 조명(L2), 그리고 청색광(B)을 제공하는 제3 조명(L3)을 포함하되, 상기 제1 조명(L1), 제2 조명(L2), 그리고 제3 조명(L3)은 상기 인쇄판을 중심으로 동심원으로 감싸며 등 간격으로 배치될 수 있다(추출하고자 하는 문양, 글자, 그림의 상태와 모양, 각도 등에 따라 조명의 개수와 컬러, 위치, 조명광원이 가진 그림자의 선명도는 바뀔 수 있음). 더 아나가, 또 다른 실시예로 상기 복수 개의 조명은 시안색(C) 광을 제공하는 제1 조명(L1), 옐로우(Y) 광을 제공하는 제2 조명(L2), 그리고 마젠타(M) 광을 제공하는 제3 조명(L3)을 포함할 수도 있다.

그리고, 상기 활자 이미지를 얻는 과정에서 검출된 경계 내부는 제1 전광원 합성광 영역(W1)에 의해서 결정되되, 일부광 영역(S)은 제거되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 다색 광원을 이용한 인쇄판 이미지 추출 방법에 의하면, 적어도 3 방향에서 서로 다른 색을 제공하는 조명을 각각 인쇄판에 비추되, 빛의 합성 효과를 이용하여 한 번의 촬영만으로도 선명한 인쇄판 이미지를 얻을 수 있게 된다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 인쇄판 이미지 추출 방법을 도시한 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 복수 개의 조명이 인쇄판 주위에 배치된 상태를 도시한 것이다.
도 5는 빛 삼원색의 합성 상태(가색법)를 도시한 것이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따라 복수 개의 조명에서 빛이 조사된 상태에서 인쇄판의 활자 위에서 빛이 합성되는 상태를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 따라 활자 이미지를 추출하는 과정을 도시한 것이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다색 광원을 이용한 인쇄판 이미지 추출 방법의 전체적인 구성을 설명하도록 한다. 본 발명의 실시예를 통하여 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시적으로 소개되는 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 다색 광원을 이용한 인쇄판 이미지 추출 방법의 기본적인 세팅을 보여주고 있다. 인쇄판을 중심에 두고, 인쇄판과 동일한 거리 상에 3개의 조명(L1,L2,L3)은 각각 등간격(120?)으로 배치되되, 인쇄판에는 10~30?의 입사각(?)으로 입사되게 하는 것이 바람직하다. 많은 경우 위 입사각에서 좋은 결과를 얻을 수 있으나, 입사각은 인쇄판 상태에 따라 위에서 제시된 입사각의 범위를 벗어날 수도 있다. 본 실시예에서는 3개의 조명을 사용하는 것으로 설명되었으나, 조명의 개수는 필요에 따라서 조절이 가능하며, 조명 광원으로는 하드 라이트(그림자를 선명하게 만드는 조명)을 사용하는 것이 효과적이다.

인쇄판은 돌출된 활자(C)를 포함하고 있는데, 도 3 및 도 4에서는 설명의 편의를 위하여 측면에 약간의 경사가 형성된 다면체로 표현하였다. 이하 “활자(C)”는 음각 또는 양각으로 새겨진 글자, 문양 또는 그림을 모두 포괄하는 개념으로 이해할 수 있다.

제1 조명(L1)은 적색광(R)을, 제2 조명(L2)은 녹색광(G)을, 제3 조명(L3)은 청색광(B)을 제공한다. 도 5에 도시된 것과 같이, 적색광(R), 녹색광(G), 그리고 청색광(B)은 빛이 겹쳐진 부분에서 색이 바뀌지만 총 광량은 증가하여 더 밝게 되는 것은 주지의 사실이므로 추가적인 설명은 생략하도록 한다(가색법).

제1 조명(L1), 제2 조명(L2), 그리고 제3 조명(L3)에서 제공되는 적색광(R), 녹색광(G), 그리고 청색광(B)은 각각 3 방향에서 소정의 입사각(?)으로 인쇄판으로 입사하게 된다. 도 6은 인쇄판의 활자(C)로 입사하는 RGB 광을 도식화한 것으로서, 도 4에서 S1 선을 따른 단면을 도시한 것이다. 활자(C)의 상면에는 적색광(R), 녹색광(G), 그리고 청색광(B) 모두가 도달하므로 백색광이 형성되고, 광도가 높은 제1 전(全)광원 합성광 영역(W1)이 만들어진다. 여기에서 “전광원 합성광”이란 표현은 본 발명의 구현에 사용되는 광원(조명들)에서 각각 발생된 광 모두가 합성된다는 뜻으로 사용된 것이다.

그리고 활자(C)의 측벽에는 방향에 따라서 적색광(R)만 도달하거나, 혹은 녹색광(G)과 청색광(B)의 혼합광이 도달하게 된다. 도 6은 도 4의 S1 단면을 따른 전개면을 도시한 것이라서 활자(C)의 일측벽에는 적색광(R)만 도달하고, 타측벽에는 녹색광(G)과 청색광(B)의 혼합광이 도달하는 것으로 설명되었으나, 관찰 방향에 따라서 활자(C)의 측벽에는 녹색광(G) 또는 청색광(B) 중 하나만 도달하거나, 혹은 적색광(R)과 청색광(B)의 혼합광이 도달하거나 혹은 적색광(R)과 녹색광(G)의 혼합광이 도달하는 경우도 생길 수 있다(도 7). 어떤 경우이든, 활자(C)의 상면에는 백색광이 도달하게 되고, 활자(C)의 측면에는 일부광(RGB 중 하나 이상이 빠진 빛)이 도달하게 되는 것이다. 참고로 “일부광”은 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B), 또는 이들 중 두 개가 혼합되어 생기는 빛, 즉 RGB 삼색이 모두 혼합되는 경우는 제외한 상태의 빛을 의미하는 용어로 사용되었다. RGB 삼색 광원을 사용할 수도 있지만, RGB 삼색 광원의 보색인 광원(시안(C) 광,옐로우(Y) 광,마젠타(M) 광)을 이용하는 것도 가능하다. 이 경우에도, 삼색이 모두 도달하는 영역에서는 전광원 합성광이 형성되고, 삼색 중 하나 이상이 빠져 있는 영역에서는 일부광이 형성되게 될 것이다. 여기에 사용되는 필터는 기존의 가색법과 감색법, 혹은 보색에 정확히 대응해야 하는 것은 아니다. 각기 그림자 영역과 인쇄 영역을 분리시킬 수 있도록 색상의 변화를 주면 어렵지 않게 인쇄 영역의 색상은 무채색(광)으로 변경시킬 수 있으며 나머지 영역은 다른 색상으로 변경되나 추출하고자 하는 영역의 색상과는 확연하게 다른 색상으로 나오므로 추출하는데에 아무런 영향을 주지 않는다.

즉, 위 실시예에서는 RGB 광원과 CMY 광원을 이용하는 것으로 설명하였으나, 이는 비교적 좋은 효과를 가져오는 실시예로서 예시적으로 제시된 것일 뿐이며, 두 개 이상의 광원으로부터 발생한 빛이 중첩되었을 때 어떠한 색상으로 나타나게 되는지에 대한 정보는 쉽게 파악될 수 있으므로, RGB, CMY 뿐만 아니라 다양한 광원(필터에 의한 다양한 유채색 광원 뿐만 아니라, 색온도에 따른 다양한 광원, 그리고 다양한 밝기의 무채색 광원)을 사용하는 것도 가능하다.

더 나아가, 도 6에 도시된 것과 같이 RGB 광선들은 소정의 입사각(?)으로 인쇄판에 조사되므로, 활자(C)에 의하여 가려지는 RGB 광선들 중 일부가 가려지는 음영 영역이 인쇄판 베이스(B) 부분에 형성된다. 참고로, 인쇄판에서 튀어나온 글자 부분을 활자(C)로 칭하고, 활자(C)의 주변부의 패인 부분을 인쇄판 베이스(B)로 칭한다. 도 6에서는 적색광(R)이 활자(C)에 가려져 도달하지 않고, 녹색광(G)과 청색광(B)의 혼합광이 도달하는 제1 일부광 영역(S1)이, 그리고 적색광(R)만 도달하는 도달하는 제2 일부광 영역(S2)이 형성될 수 있다. 즉, 활자(C)에 있어서, 활자(C)의 상면은 백색광이 도달하는 제1 전광원 합성광 영역(W1)이 되고, 제1 전광원 합성광 영역(W1)을 감싸는 형태로 일부광 영역(S)이 형성될 수 있다. 그리고 일부광 영역(S) 외측으로는 다시 RGB 광선들이 모두 도달하는 제2 전광원 합성광 영역(W2)이 형성된다. 여기에서 제1 전광원 합성광 영역(W1)은 활자(C)의 형상 정보를 담고 있는데 반하여, 일부광 영역(S)과 제2 전광원 합성광 영역(W2)은 여백 부분에 해당함을 통상의 기술자라면 어렵지 않게 이해할 것이다. 결과적으로, 도 7에 도시된 것과 같이, 활자(C)의 상면에는 제1 전광원 합성광 영역(W1)이 형성되고, 활자(C)의 주변에는 일부광 영역(S)가 형성되므로, 활자(C)의 경계가 명확해진다. 그리고 일부광 영역(S)의 넓이(폭)는 조명의 입사각에 따라 달라질 수 있음을 통상의 기술자라면 어렵지 않게 이해할 수 있을 것이다.

도 8은 본 발명에 따른 인쇄판 이미지 추출 방법의 실시예를 도시하고 있다. 도 8(a)에 도시된 것과 같이 인쇄판의 활자에 RGB 광선이 조사될 때, 활자의 상면에는 제1 전광원 합성광 영역(W1)이 형성되되, 돌출된 활자에 의해서 생기는 음영에 의하여 일부광 영역(S)이 제1 전광원 합성광 영역(W1)의 주변에 형성된다. 여기에서 전광원 합성광 영역은 RGB 광선이 모두 합성되므로 백색으로 나타나게 되고, 일부광 영역(S)은 위치에 따라서 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B), 자홍색광(적색광과 청색광의 혼합광), 황색광(적색광과 녹색광의 혼합광), 그리고 청녹색광(녹색광과 청색광의 혼합광)이 조사된 부분들의 조합으로 이루어진다. 여기서 제1 전광원 합성광 영역(W1)과 일부광 영역(S)의 경계가 활자(C) 인쇄본의 경계가 되므로, 제1 백생광 영역(W1)은 인쇄될 글자의 형상과 동일하게 된다.

인쇄판의 상면에서 촬영을 하여 얻어지는 이미지(도 8(a))에서, 제1 전광원 합성광 영역(W1)과 일부광 영역(S)의 대비를 명확하게 하기 위하여, 포토샵 등과 같은 상용 소프트웨어를 이용하여 일부광 영역(S)을 단색 처리하고, 콘트라스트를 높이게 된다(도 8(b)). 이 때 일부광 영역(S) 내에 제2 전광원 합성광 영역(W1)이 형성될 수 있는데, 이는 활자 이미지와는 관련 없는 노이즈에 해당하므로, 이를 제거하게 된다(도 8(c)). 그리고 이렇게 얻어진 인쇄판 이미지를 좌우 반전시킴으로써 완전한 인쇄판 이미지를 얻을 수 있게 된다(도 8(d)). 참고로, 좌우 반전 단계는 최종적으로 이루어지는 것으로 설명하였으나, 인쇄판 이미지 획득 과정 어디에서 수행하든 차이가 없을 것임을 통상의 기술자라면 어렵지않게 이해할 수 있을 것이다. 더 나아가 제1 전광원 합성광 영역(W1)과 일부광 영역(S1)의 밝기를 반전시키는 것에 의하여(흑색 영역은 백색으로, 백색 영역은 흑색으로) 백색 바탕에 흑색 글자 이미지화할 수 있다(도 8(e)).

Claims (4)

1. 인쇄판에 새겨진 활자의 이미지를 추출하기 위하여 다색 광원을 이용한 인쇄판 이미지 추출 방법에 관한 것으로서,
   서로 다른 색상의 빛을 발하는 복수 개의 조명으로, 서로 다른 방향에서 상기 인쇄판 상면에 경사지게 빛을 동시에 조사하는 광조사 단계;
   상기 광조사 단계의 광조사 상태에서 인쇄판 상면을 촬영하여 인쇄판 이미지를 획득하는 이미지 획득 단계;
   상기 이미지 획득 단계를 통하여 획득된 인쇄판 이미지에서 활자의 경계를 검출하는 단계;
   검출된 활자의 경계 내부를 단일 색으로 치환하여 활자 이미지를 얻는 단계; 및
   활자 이미지를 좌우 반전시키는 단계를 포함하되,
   상기 광조사 단계에서 활자의 상면에는 복수 개의 조명으로부터 조사되는 모든 색상의 빛이 혼합되는 제1 전광원 합성광 영역(W1)이 형성되고,
   상기 제1 전광원 합성광 영역(W1)의 주변부에는 상기 복수 개의 조명들 중 적어도 하나의 조명에서 발생한 빛이 도달하지 못하여 생기는 일부광 영역(S)이 형성되되,
   상기 활자의 경계를 검출하는 단계에서는 상기 제1 전광원 합성광 영역(W1)과 상기 일부광 영역(S)의 색상 차이에 의하여 활자의 경계가 검출되는 것을 특징으로 하는, 다색광을 이용한 인쇄판 이미지 추출 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서 상기 복수 개의 조명은 적색광(R)을 제공하는 제1 조명(L1), 녹색광(G)을 제공하는 제2 조명(L2), 그리고 청색광(B)을 제공하는 제3 조명(L3)을 포함하되,
   상기 제1 조명(L1), 제2 조명(L2), 그리고 제3 조명(L3)은 상기 인쇄판을 중심으로 감싸며 배치된 것을 특징으로 하는 다색광을 이용한 인쇄판 이미지 추출 방법.
   
3. 청구항 1에 있어서 상기 복수 개의 조명은 시안색(C) 광을 제공하는 제1 조명(L1), 옐로우(Y) 광을 제공하는 제2 조명(L2), 그리고 마젠타(M) 광을 제공하는 제3 조명(L3)을 포함하되,
   상기 제1 조명(L1), 제2 조명(L2), 그리고 제3 조명(L3)은 상기 인쇄판을 중심으로 감싸며 배치된 것을 특징으로 하는 다색광을 이용한 인쇄판 이미지 추출 방법.
   
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 하나에 있어서, 상기 활자 이미지를 얻는 과정에서 검출된 경계 내부는 제1 전광원 합성광 영역(W1)에 의해서 결정되되, 일부광 영역(S)은 제거되는 것을 특징으로 하는 다색광을 이용한 인쇄판 이미지 추출 방법.