WO2014193099A1 - 전역 반사 스펙트럼 획득 방법 및 그 장치 - Google Patents

전역 반사 스펙트럼 획득 방법 및 그 장치 Download PDF

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WO2014193099A1
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reflection spectrum
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camera
light source
global reflection
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박종일
이문현
서병국
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한양대학교 산학협력단
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    • G01J3/2803—Investigating the spectrum using photoelectric array detector
    • G01J2003/2806—Array and filter array

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for acquiring a global reflection spectrum capable of acquiring a global reflection spectrum without knowing the spectral characteristics and the camera response characteristics of a light source.
  • the spectral characteristics of the light source can be easily measured using measurement equipment such as, for example, a spectroradiometer.
  • the spectral characteristics of the light source must indirectly measure the known reflection spectra and the camera response characteristics, which is a problem that it is difficult to guarantee the accuracy when there are not enough known various reflection spectra.
  • the response characteristics of the camera are not directly measured, but must be measured using a large number of narrow band light sources or color filters or indirectly using known reflection spectra and light source characteristics.
  • a method is difficult to measure because it is sensitive to external light sources even in a well-equipped environment, and it is difficult to measure accurately because it needs to be estimated using interpolation when there is no sufficiently narrow and continuous light source or filter.
  • the present invention is to provide a method and apparatus for obtaining a global reflection spectrum capable of acquiring the global reflection spectrum without knowing the spectral characteristics and the camera response characteristics of the light source.
  • a method for obtaining a global reflection spectrum without knowing the spectral characteristics and the camera response characteristics of a light source.
  • the combination of the light source spectral characteristics and the camera response characteristics is a result obtained by multiplying the camera response characteristics and the spectral characteristics of the light source.
  • the step (a) may include calculating a weight of the basis function using the known global reflection spectrum and a known basis function for the global reflection spectrum; And acquiring a combination value of the light source spectral characteristic and the camera response characteristic using the weight of the basis function.
  • the weight of the basis function is calculated using the following formula,
  • Camera conditions and lighting conditions for capturing the image in steps (a) and (b) are the same, but the camera conditions are the same as that of the camera and the lens.
  • an image acquisition method of a calibration device including an image acquisition unit for installing illumination and a camera and a calibration unit for installing a reference body known in the global reflection spectrum, comprising: combining the image acquisition unit and the calibration unit; Closing the inside of the calibration part to which the reference body is attached; And acquiring a plurality of images of the reference body by changing the illumination.
  • An image acquisition method for global reflection spectrum acquisition may be provided.
  • the combination of the light source spectral characteristics and the camera response characteristics is calculated using the plurality of images, and an image of the object is obtained by using the camera of the image acquisition unit while the calibration unit is detached, and the image of the object and the light source spectrum are obtained.
  • the global reflection spectrum of the object may be calculated using the combination of the characteristic and the camera response characteristic.
  • an apparatus capable of acquiring a global reflection spectrum without knowing the spectral characteristics and the camera response characteristics of a light source is provided.
  • the image acquisition unit is installed lighting and camera;
  • An insertion hole for inserting the image acquisition unit is formed, and includes a calibration unit having a reference body fixing part therein, in which a reference body known in the global reflection spectrum is fixed, wherein the calibration unit has a structure in which the front surface is closed when the image acquisition unit is inserted.
  • the image acquisition unit may be provided with a calibration device for obtaining a global reflection spectrum, characterized in that to obtain a plurality of images by changing at least one of the illumination and color of the illumination.
  • the reference body fixing part is detachable from the calibration part.
  • a combination of light source spectral characteristics and camera response characteristics may be calculated.
  • the present invention has the advantage of taking a plurality of objects known in the reflection spectrum in a given lighting environment and using the obtained information to effectively and accurately obtain the global reflection spectrum.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a system for global reflection spectrum acquisition according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a global reflection spectrum acquisition apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of obtaining a global reflection spectrum according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an external structure of a calibration device for obtaining global reflection spectrum according to an embodiment of the present invention.
  • the spectral characteristics of the light source and the camera response are obtained by using a global reflectance spectrum of a plurality of objects in which a global reflection spectrum is known in a given lighting environment without knowing the spectral characteristics of the light source and the response characteristics of the camera.
  • the present invention relates to an invention for obtaining a global reflection spectrum of another object by using a result of combining a characteristic.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a system for obtaining global reflection spectrum according to an embodiment of the present invention.
  • a system 100 for acquiring a global reflection spectrum includes an illumination array 110, a camera 120, a controller 130, and a global reflection spectrum acquisition device 140. It is configured to include. Although it is assumed in FIG. 1 that the global reflection spectrum acquisition device 140 is included in the system in a separate and independent configuration, the global reflection spectrum acquisition device 140 is provided as a component in the camera 120 as a signal processing module. May be
  • the lighting array 110 includes n (natural numbers) light sources.
  • the lighting array 110 may determine the on or off of each of the n light sources under the control of the controller 130 to irradiate the target object with light according to a desired lighting environment.
  • the camera 120 is a means for acquiring an image by photographing a target object.
  • the camera 120 may acquire an image by photographing a target object irradiated with light according to a specific lighting environment by the lighting array 110 under the control of the controller 130.
  • the camera 120 may be a camera for capturing a general RGB image.
  • the controller 130 is a means for controlling the lighting array 110 and the camera 120.
  • the controller 130 may turn on or off patterns of each light source included in the light array 110 so that the light array 110 irradiates the target object with light according to a specific lighting environment.
  • the control signal according to may be output to the lighting array 110.
  • the lighting array 110 may determine an on or off pattern of the light source according to the control signal of the controller 130, and irradiate the target object with light to suit the specific lighting environment.
  • the controller 130 may control the camera 120 to acquire images by capturing a plurality of target objects through the camera 120 after light is irradiated to the target objects through the lighting array 110. .
  • one or more cameras 120 may be provided. Accordingly, the controller 130 may output a synchronous control signal to the camera 120, and the camera 120 may capture a plurality of target objects and acquire an image according to the synchronous control signal of the controller 130. .
  • the global reflection spectrum obtaining apparatus 140 is a means for obtaining a global reflection spectrum for the target object.
  • the captured image may be represented by using the global reflection spectrum, the camera response characteristic, and the light source spectrum characteristic of the object. If this is expressed as a formula, it is equal to the number 1.
  • the global reflection spectrum of the object can be obtained.
  • the global reflection spectrum obtaining apparatus 140 photographs a reference body of which the global reflection spectrum is known (known), and then calculates a combination value of the camera response characteristic and the light source spectrum characteristic, and uses the same.
  • the global reflection spectrum can be obtained from an image of another object.
  • the combination value of the camera response characteristic and the light source spectral characteristic is a result obtained by multiplying the camera response characteristic and the light source spectral characteristic.
  • the global reflection spectrum obtaining apparatus 140 captures a reference body having a known global reflection spectrum and then prioritizes the camera response characteristic, the spectral characteristic of the light source, and the digitized variable value of the basis function using the known global reflection spectrum. The calculation can be used to obtain a global reflection spectrum for another object for which the global reflection spectrum is unknown.
  • Equation 2 Global Reflection Spectrum in Equation 1 in Number 1 Is the spectral basis function And weighted sum It can be represented as If this is expressed as an expression, it can be expressed as Equation 2.
  • the basis function of the global reflection spectrum may be configured by obtaining the eigenvector of the correlation matrix from the data of measuring the reflection spectra of 1257 Munsell color chips. This is already known to those skilled in the art and a detailed description thereof will be omitted.
  • the number 1 may be expressed as the number 3.
  • the global reflection spectrum can be obtained by determining the combination of the light source spectral characteristics and the camera response characteristics. However, it is difficult to measure the response characteristics of the camera and the spectral characteristics of the light source separately to obtain the global reflection spectrum of the image. However, the global reflection spectrum for each object can be easily obtained compared to other characteristics using a spectroradiometer or the like.
  • the resultant obtained by counting the remaining variables required for obtaining the global reflection spectrum in addition to the global reflection spectrum in the image may be obtained first, and the global reflection spectrum of another object may be obtained using the result.
  • the number 3 may be represented by a determinant such as the number 5.
  • the global reflection spectrum obtaining apparatus 140 may calculate a weight for the basis function of the global reflection spectrum of the object using the known global reflection spectrum of the object. Subsequently, the global reflection spectrum acquisition device Weights of two basis functions ( ), The combination of the light source spectral characteristics and the camera response characteristics can be calculated.
  • the weight of R basis functions ( If you know), the number 3 can be represented as the number 7.
  • the reflection spectrum of the object Is the number of light sources ( ) And the number of channels in the camera ( If greater than), it can be used to derive a combination of light source spectral characteristics and camera response characteristics.
  • the combination of the light source spectral characteristics and the camera response characteristics are fixed values when the camera and the lens are changed or the light source is not changed.
  • the global reflection spectrum obtaining apparatus 140 counts the remaining variables except for the global reflection spectrum by using a plurality of objects that know the global reflection spectrum without separately measuring the spectral characteristics of the light source and the response characteristics of the camera.
  • the global reflection spectrum of the target object may be obtained by obtaining a result value (for example, a combination of a light source spectral characteristic and a camera response characteristic).
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an apparatus for obtaining global reflection spectra according to an embodiment of the present invention.
  • the global reflection spectrum obtaining apparatus 140 includes an image obtaining unit 210, a first calculating unit 220, and a second calculating unit 230. .
  • the image acquisition unit 210 is a means for obtaining or receiving an image of photographing an object.
  • the first calculator 220 is a means for calculating a light source spectral characteristic and a camera response characteristic combination value using a known global reflection spectrum in a test image acquired through the image acquirer 210.
  • the second calculator 230 calculates the global reflection spectrum of the target object by using the combination of the light source spectrum characteristic and the camera response characteristic calculated by the first calculator 220. Since the global reflection spectrum of the target object is calculated using the combination of the light source spectral characteristics and the camera response characteristics in the image of the target object, the overlapping description will be omitted.
  • the global reflection spectrum acquisition apparatus described below may be a camera, or may be a separate configuration independent of the camera.
  • the apparatus for obtaining global reflection spectra acquires an image by photographing a reference object to which light is irradiated according to a predetermined lighting environment.
  • the reference body represents an object whose global reflection spectrum is known.
  • the global reflection spectrum for the reference body may be measured separately using a spectroradiometer.
  • the global reflection spectrum obtaining apparatus calculates a light source spectral characteristic and a camera response characteristic combination value using the known global reflection spectrum of the reference body.
  • the light source spectral characteristic and the camera response characteristic combination value may be a value obtained by multiplying the light source spectral characteristic and the camera response characteristic.
  • the global reflection spectrum obtaining apparatus may calculate a weight for the basis function of the global reflection spectrum using a known basis function of the global reflection spectrum known for the object.
  • the basis function of the global reflection spectrum can be constructed by obtaining the eigenvectors of the correlation matrix from the data of the reflection spectra of the 1257 Munsell color chips.
  • the apparatus for obtaining the global reflection spectrum may calculate a light source spectral characteristic and a camera response characteristic combination value using the weight of the basis function.
  • the global reflection spectrum obtaining apparatus 100 may calculate a light source spectral characteristic and a camera response characteristic combination value by substituting the weight of the basis function for the global reflection spectrum of the object into Equation 7.
  • the apparatus for obtaining global reflection spectrum acquires an image by photographing a target object for acquiring the global reflection spectrum.
  • the global reflection spectrum obtaining apparatus obtains the global reflection spectrum of the target object by using a combination of the light source spectrum characteristic and the camera response characteristic calculated from the image of the target object.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an external structure of a calibration device for acquiring a global reflection spectrum according to an embodiment of the present invention.
  • the calibration apparatus for acquiring the global reflection spectrum includes a calibration unit 400 and an image acquisition unit 410.
  • the calibration unit 400 performs a calibration for acquiring the combination of the light source spectral characteristics and the camera response characteristics, and the image acquisition unit 410 calculates the combination of the light source spectral characteristics, the camera response characteristics, and the global reflection spectrum later. Function to acquire the required image.
  • An insertion hole 480 is formed in the calibration unit 400, and the image acquisition unit 410 is inserted into the calibration unit 400 through the insertion hole 480.
  • An illumination 440 and a camera 450 are coupled to an end portion of the image acquisition unit 410 inserted into the calibration unit 400.
  • a cavity is formed in the calibration unit 400, and when the image acquisition unit 410 is coupled, the interior of the calibration unit 400 is in a dark room.
  • the reference body fixing part 420 is provided on the opposite side of the insertion hole 480, and the reference body 430 is fixed to the reference body fixing part 420.
  • the reference body 430 means an object whose global reflection spectrum is known, and for example, a color chart may be included in the reference body.
  • the calibration unit 400 preferably has a structure capable of inserting and detaching the reference body fixing part 420. By such a structure, it is possible to replace the reference body as needed.
  • the camera 450 acquires an image of the reference body 430 while the image acquisition unit 410 is inserted into the calibration unit 400, and the illumination 440 provides illumination for image acquisition. Since a plurality of images need to be acquired to obtain a combination of the light source spectral characteristics and the camera response characteristics, the lighting 440 preferably provides various lights having different illuminance or colors.
  • FIG. 4 illustrates a configuration in which the illumination 440 and the camera 450 are coupled to and exposed at the end of the image acquisition unit 410, but the illumination 440 and the camera 450 are different from the image acquisition unit 410. It will be apparent to those skilled in the art that a cable embedded therein and coupled with them may be exposed to the outside of the image acquisition unit 410 to provide image acquisition and illumination.
  • a plurality of lamps having different illuminance and colors may be included in the light 440.
  • the plurality of lights 440 may be provided with a separate controller that can adjust the illumination or color.
  • the camera acquires a plurality of images under various illuminations, and a combination of light source spectral characteristics and camera response characteristics is obtained using the images acquired by the image acquisition unit 410 and the global reflection spectrum of the known reference body 430.
  • the combination of the light source spectral characteristic and the camera response characteristic may be calculated directly by the image acquisition unit 410 or may be calculated using another computing device.
  • the environment in which the spectral reflection characteristics are measured is described in the case of an environment without lighting (for example, a dark room state).
  • a difference image between an image taken by illuminating the calibration device on the object and an image taken while the illumination is turned off is derived.
  • the total reflection spectrum of the object may be obtained by using the derived difference image, previously derived light source spectral characteristics, and camera response characteristic combination values. That is, in the general lighting environment, the light source derived after removing ambient light by deriving a difference image between the image photographed by illuminating the calibration device to the object and the image photographed with the light off (off) is removed.
  • the global reflection spectrum of the object may be obtained using the combination of the spectral characteristics and the camera response characteristics.
  • the previously derived light source spectral characteristics and camera response characteristic combination values are obtained by providing illumination to the reference body 430 in a dark room state (that is, the calibration unit 400 is inserted into the calibration apparatus (ie, the dark room state). It is a value obtained by using a plurality of images.
  • the image obtained by providing two illuminations to the reference body 430, respectively, is used to derive a combination value of the light source spectral characteristic and the camera response characteristic to obtain the global reflection on the object.
  • a spectrum it is assumed that a combination of light source spectral characteristics and camera response characteristics is calculated using an image obtained by illuminating the reference body 430 in a dark room state.
  • the calibration apparatus acquires a first image in a state in which the object for which the global reflection spectrum is to be obtained is not illuminated, and obtains a second image in a state in which the first apparatus is illuminated by the calibration apparatus, and the second image is calibrated by the calibration apparatus.
  • the third image may be acquired in the illuminated state.
  • the calibration apparatus obtains the difference image (called the first difference image) of the first image and the second image and removes the ambient light, and the difference image of the first image and the third image (called the second difference image). ) Can be used to remove ambient light.
  • the calibration apparatus may obtain a global reflection spectrum of the object by using a combination of light source spectral characteristics and camera response characteristics already derived from the first and second images and the dark room state. As such, by obtaining a difference image between an image obtained when the illumination of the calibration apparatus is turned off and an image obtained while the illumination of the calibration apparatus is turned on in a general lighting environment in which ambient light exists, the ambient light is removed. There is an advantage in that the same effect as obtaining an image of the object in the dark room can be obtained.

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Abstract

전역 반사 스펙트럼 획득 방법 및 그 장치가 개시된다. 전역 반사 스펙트럼 획득 방법은 (a) 전역 반사 스펙트럼이 공지된 기준체를 촬영한 영상에서 상기 공지된 전역 반사 스펙트럼을 이용하여 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 계산하는 단계; (b) 정해진 조명 환경에 따라 빛이 조사된 객체를 촬영하여 영상을 획득하는 단계; 및 (c) 상기 영상에서 상기 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 이용하여 상기 객체에 대한 전역 반사 스펙트럼을 획득하는 단계를 포함한다.

Description

전역 반사 스펙트럼 획득 방법 및 그 장치
본 발명은 광원의 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성을 모르는 상태에서 전역 반사 스펙트럼을 획득할 수 있는 전역 반사 스펙트럼 획득 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전역 반사 스펙트럼을 획득하기 위해서는 광원의 스펙트럼 특성과 카메라의 응답 특성을 알고 있어야 한다. 여기서, 광원의 스펙트럼 특성은 예를 들어, 분광복사기(spectroradiometer)와 같은 측정 장비를 이용하여 손쉽게 측정할 수 있다. 다른 예를 들어, 광원의 스펙트럼 특성은 알려진 반사 스펙트럼과 카메라 응답 특성을 간접적으로 측정해야 하며, 이는 알려진 다양한 반사 스펙트럼이 충분하지 않은 경우 그 정확도를 보장하기 어려운 문제가 있다.
또한, 카메라의 응답 특성의 경우, 직접 측정할 수 있는 방법은 없으며, 많은 수의 좁은 대역의 광원이나 컬러 필터를 이용하여 측정하거나 알려진 반사 스펙트럼과 광원의 특성을 이용해 간접적인 방법으로 측정해야 한다. 그러나, 이러한 방법은 잘 갖춰진 환경에서도 외부 광원에 민감하기 때문에 측정이 까다롭고, 충분히 좁고 연속적인 광원이나 필터가 없는 경우 보간법을 사용해 추정해야 하기 때문에 정확하게 측정하기 어려운 문제가 있다.
특히, 카메라의 응답 특성은 렌즈의 종류나 센서의 노후화 및 온도에 따라서도 변하기 때문에 상황에 따라 잦은 재측정이 불가피하여 기준이 되는 실제값이 없어 검증이 불가능한 문제도 있다.
본 발명은 광원의 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성을 모르는 상태에서 전역 반사 스펙트럼을 획득할 수 있는 전역 반사 스펙트럼 획득 방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 광원의 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성을 모르는 상태에서 전역 반사 스펙트럼을 획득할 수 있는 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, (a) 전역 반사 스펙트럼이 공지된 기준체를 촬영한 영상에서 상기 공지된 전역 반사 스펙트럼을 이용하여 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 계산하는 단계; (b) 정해진 조명 환경에 따라 빛이 조사된 객체를 촬영하여 영상을 획득하는 단계; 및 (c) 상기 영상에서 상기 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 이용하여 상기 객체에 대한 전역 반사 스펙트럼을 획득하는 단계를 포함하는 전역 반사 스펙트럼 획득 방법이 제공될 수 있다.
상기 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값은 카메라 응답 특성과 광원의 스펙트럼 특성을 곱한 결과값이다.
상기 (a) 단계는, 상기 공지된 전역 반사 스펙트럼과 상기 전역 반사 스펙트럼에 대해 공지된 기저함수를 이용하여 상기 기저함수의 가중치를 계산하는 단계; 및 상기 기저함수의 가중치를 이용하여 상기 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 획득하는 단계를 포함한다.
상기 기저 함수의 가중치는 하기 수식을 이용하여 계산되되,
Figure PCTKR2014004221-appb-I000001
여기서,
Figure PCTKR2014004221-appb-I000002
는 기저 함수의 수이고,
Figure PCTKR2014004221-appb-I000003
는 객체의 전역 반사 스펙트럼을 나타내고,
Figure PCTKR2014004221-appb-I000004
는 객체의 전역 반사 스펙트럼의 기저 함수를 나타낸다.
상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계에서 상기 영상을 촬영한 카메라 조건 및 조명 조건은 동일하되, 상기 카메라 조건은 카메라와 렌즈가 동일하다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 조명 및 카메라가 설치되는 영상 획득부 및 전역 반사 스펙트럼이 알려진 기준체가 설치되는 캘리브레이션부를 포함하는 캘리브레이션 장치의 영상 획득 방법으로서, 상기 영상 획득부와 상기 캘리브레이션부를 결합하여 상기 기준체가 부착된 상기 캘리브레이션부의 내부를 폐쇄시키는 단계; 및 상기 조명을 변경하여 상기 기준체에 대한 다수의 영상을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전역 반사 스펙트럼 획득을 위한 영상 획득 방법이 제공될 수 있다.
상기 다수의 영상을 이용하여 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값이 계산되며, 상기 캘리브레이션부가 탈착한 상태에서 상기 영상 획득부의 카메라를 이용하여 대상체의 영상이 획득되고, 상기 대상체의 영상과 상기 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 이용하여 상기 대상체의 전역 반사 스펙트럼이 연산될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 광원의 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성을 모르는 상태에서 전역 반사 스펙트럼을 획득할 수 있는 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 조명 및 카메라가 설치되는 영상 획득부; 상기 영상 획득부의 삽입을 위한 삽입구가 형성되고, 전역 반사 스펙트럼이 알려진 기준체가 고정되어 있는 기준체 고정부를 내부에 구비하는 캘리브레이션부를 포함하되, 상기 캘리브레이션부는 상기 영상 획득부의 삽입시 전면이 폐쇄되는 구조를 가지며, 상기 영상 획득부는 상기 조명의 조도 및 색상 중 적어도 하나를 변경하여 다수의 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 전역 반사 스펙트럼 획득을 위한 캘리브레이션 장치가 제공될 수 있다.
상기 기준체 고정부는 상기 캘리브레이션부에서 착탈 가능하다.
상기 영상 획득부에서 획득한 다수의 영상을 이용하여 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값이 계산될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전역 반사 스펙트럼 획득 방법 및 그 장치를 제공함으로써 광원의 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성을 모르는 상태에서 전역 반사 스펙트럼을 획득할 수 있다.
이로 인해, 본 발명은 반사 스펙트럼이 알려진 다수의 물체를 주어진 조명 환경에서 촬영하고 획득된 정보를 이용하여 효과적이고 정확하게 전역 반사 스펙트럼을 획득할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전역 반사 스펙트럼 획득을 위한 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전역 반사 스펙트럼 획득 장치의 구성을 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전역 반사 스펙트럼을 획득하는 방법을 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전역 반사 스펙트럼 획득을 위한 캘리브레이션 장치의 외부 구조를 도시한 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 발명은 광원의 스펙트럼 특성과 카메라의 응답 특성을 모르는 상태에서 전역 반사 스펙트럼이 이미 알려진 다수의 물체를 주어진 조명 환경에서 촬영한 후 이를 이용하여 알려진 전역 반사 스펙트럼을 이용하여 광원의 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성을 조합한 결과를 도출한 후 이를 이용하여 다른 물체에 대한 전역 반사 스펙트럼을 획득하기 위한 발명에 관한 것이다. 이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전역 반사 스펙트럼 획득을 위한 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전역 반사 스펙트럼을 획득하기 위한 시스템(100)은 조명 어레이(110), 카메라(120), 컨트롤러(130) 및 전역 반사 스펙트럼 획득 장치(140)을 포함하여 구성된다. 도 1에는 전역 반사 스펙트럼 획득 장치(140)가 별도의 개별적인 독립 구성으로 시스템에 포함되는 것을 가정하고 있으나, 전역 반사 스펙트럼 획득 장치(140)는 신호 처리 모듈로써 카메라(120)에 일 구성 요소로 구비될 수도 있다.
조명 어레이(110)는 n(자연수) 개의 광원을 포함한다. 조명 어레이(110)는 컨트롤러(130)의 제어에 따라 n개의 광원 각각에 대한 온(On) 또는 오프(Off)를 결정하여 원하는 조명 환경에 따른 빛을 대상 객체로 조사할 수 있다.
카메라(120)는 대상 객체를 촬영하여 영상을 획득하기 위한 수단이다. 예를 들어, 카메라(120)는 컨트롤러(130)의 제어에 따라 조명 어레이(110)에 의해 특정 조명 환경에 따라 빛이 조사된 대상 객체를 촬영하여 영상을 획득할 수 있다. 여기서, 카메라(120)는 일반적인 RGB 영상을 촬영하기 위한 카메라일 수 있다.
컨트롤러(130)는 조명 어레이(110) 및 카메라(120)를 제어하기 위한 수단이다.
예를 들어, 컨트롤러(130)는 특정 조명 환경에 따라 조명 어레이(110)가 빛을 대상 객체에 조사할 수 있도록 조명 어레이(110)에 포함된 각 광원의 온(on) 또는 오프(off) 패턴에 따른 제어 신호를 조명 어레이(110)로 출력할 수 있다. 이에 따라 조명 어레이(110)는 컨트롤러(130)의 제어 신호에 따라 광원의 온(on) 또는 오프(off) 패턴을 결정하고, 해당 특정 조명 환경에 적합하도록 빛을 대상 객체에 조사할 수 있다.
또한, 컨트롤러(130)는 조명 어레이(110)를 통해 빛이 대상 객체에 조사된 후 카메라(120)를 통해 복수의 대상 객체를 촬영하여 영상을 획득할 수 있도록 카메라(120)를 제어할 수 있다. 이때, 카메라(120)는 하나일 수도 있으며, 복수일 수도 있다. 이에 따라, 컨트롤러(130)는 동기 제어 신호를 카메라(120)로 출력할 수 있으며, 카메라(120)는 컨트롤러(130)의 동기 제어 신호에 따라 복수의 대상 객체를 촬영하여 영상을 획득할 수 있다.
전역 반사 스펙트럼 획득 장치(140)는 대상 객체에 대한 전역 반사 스펙트럼을 획득하기 위한 수단이다.
일반적으로 촬영된 영상은 객체의 전역 반사 스펙트럼, 카메라 응답 특성 및 광원 스펙트럼 특성을 이용하여 나타낼 수 있다. 이를 수식으로 나타내면, 수 1과 같다.
Figure PCTKR2014004221-appb-M000001
여기서,
Figure PCTKR2014004221-appb-I000005
는 전역 반사 스펙트럼을 나타내고,
Figure PCTKR2014004221-appb-I000006
는 카메라 응답 특성을 나타내며,
Figure PCTKR2014004221-appb-I000007
는 광원 스펙트럼 특성을 나타낸다.
수 1을 이용하여 촬영된 영상에서 카메라 응답 특성과 광원 스펙트럼 특성을 알 수 있다면, 객체에 대한 전역 반사 스펙트럼을 획득할 수 있게 된다.
그러나, 카메라 응답 특성과 광원 스펙트럼 특성을 개별적으로 특정하는 것은 어려움이 따르며, 매우 부정확하게 측정되는 단점이 있다.
이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 전역 반사 스펙트럼 획득 장치(140)는 전역 반사 스펙트럼이 알려진(공지된) 기준체를 촬영한 후 카메라 응답 특성과 광원 스펙트럼 특성을 조합값을 계산한 후 이를 이용하여 다른 객체를 촬영한 영상에서 전역 반사 스펙트럼을 획득할 수 있다. 여기서, 카메라 응답 특성과 광원 스펙트럼 특성의 조합값은 카메라 응답 특성과 광원 스펙트럼 특성을 곱한 결과값이다.
즉, 전역 반사 스펙트럼 획득 장치(140)는 전역 반사 스펙트럼이 공지된 기준체를 촬영한 후 공지된 전역 반사 스펙트럼을 이용하여 카메라 응답 특성, 광원의 스펙트럼 특성과 기저 함수의 계수화된 변수값을 우선 계산하고, 이를 이용하여 전역 반사 스펙트럼이 알려지지 않은 다른 대상체에 대한 전역 반사 스펙트럼을 획득할 수 있다.
수 1에서 수학식 1에서 전역 반사 스펙트럼
Figure PCTKR2014004221-appb-I000008
는 복수개의 스펙트럼 기저함수
Figure PCTKR2014004221-appb-I000009
와 가중치 합
Figure PCTKR2014004221-appb-I000010
으로 나타낼 수 있다. 이를 수식으로 표현하면 수 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2014004221-appb-M000002
여기서,
Figure PCTKR2014004221-appb-I000011
는 기저함수의 수를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전역 반사 스펙트럼의 기저 함수는 1257개의 Munsell 컬러 칩들의 반사 스펙트럼을 측정한 데이터로부터 상관행렬의 고유 벡터를 구하여 구성될 수 있다. 이는 당업자에게는 이미 공지된 사항으로 이에 대한 별도의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
수 2와 같이 표현된 전역 반사 스펙트럼 식을 수 1에 대입하면, 수 1은 수 3과 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2014004221-appb-M000003
수 1 내지 수 3을 통해 알 수 있는 바와 같이, 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 결정하여 전역 반사 스펙트럼이 획득될 수 있다. 그러나 영상의 전역 반사 스펙트럼을 획득하기 위해 카메라의 응답 특성과 광원의 스펙트럼 특성을 개별적으로 측정하기에는 어려움이 있다. 그러나, 각 객체에 대한 전역 반사 스펙트럼은 분광복사기 등을 이용하여 다른 특성들에 비해 손쉽게 획득할 수 있다.
이에, 영상에서 전역 반사 스펙트럼 이외에 전역 반사 스펙트럼을 획득하기 위해 필요한 나머지 변수들을 계수화한 결과값을 우선 획득하고, 이를 이용하여 다른 객체에 대한 전역 반사 스펙트럼을 획득할 수 있다.
이를 수식으로 정리하면 수 4와 같다.
Figure PCTKR2014004221-appb-M000004
수 4와 같이 전역 반사 스펙트럼 이외에 전역 반사 스펙트럼을 획득하기 위해 필요한 나머지 변수들을 계수화한 결과값을 수 3에 대입하면, 수 3은 수 5와 같은 행렬식으로 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2014004221-appb-M000005
수 5에서 객체의 전역 반사 스펙트럼을 알고 있다고 가정하면, 기저함수(
Figure PCTKR2014004221-appb-I000012
)와 전역 반사 스펙트럼(
Figure PCTKR2014004221-appb-I000013
)의 직교성에 의해 대상 객체에 대한 기저함수의 가중치(
Figure PCTKR2014004221-appb-I000014
)는 수 6과 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2014004221-appb-M000006
따라서, 전역 반사 스펙트럼 획득 장치(140)는 객체의 공지된 전역 반사 스펙트럼을 이용하여 객체의 전역 반사 스펙트럼의 기저 함수에 대한 가중치를 계산할 수 있다. 이어, 전역 반사 스펙트럼 획득 장치()는
Figure PCTKR2014004221-appb-I000015
개의 기저 함수의 가중치(
Figure PCTKR2014004221-appb-I000016
)를 도출하여 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 계산할 수 있다.
예를 들어, R개의 기저 함수의 가중치(
Figure PCTKR2014004221-appb-I000017
)를 알고 있다면, 수 3은 수 7과 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2014004221-appb-M000007
여기서,
Figure PCTKR2014004221-appb-I000018
은 각 광원을 나타내고,
Figure PCTKR2014004221-appb-I000019
은 각 카메라를 나타내며,
Figure PCTKR2014004221-appb-I000020
은 객체 중 전역 반사 스펙트럼을 알고 있는 객체의 수를 나타내고,
Figure PCTKR2014004221-appb-I000021
는 기저 함수의 수를 나타낸다,
이에 따라, 결과적으로 객체의 반사 스펙트럼
Figure PCTKR2014004221-appb-I000022
의 개수가 광원의 개수(
Figure PCTKR2014004221-appb-I000023
)및 카메라의 채널 수(
Figure PCTKR2014004221-appb-I000024
)보다 큰 경우, 이를 이용하여 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 도출할 수 있게 된다. 이와 같은 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값은 카메라 및 렌즈가 바뀌거나 광원이 바뀌지 않는 경우 고정되는 값들이다.
따라서, 전역 반사 스펙트럼 획득 장치(140)는 개별적으로 광원의 스펙트럼 특성 및 카메라의 응답 특성을 측정하지 않고서도 전역 반사 스펙트럼을 알고 있는 다수 객체를 이용하여 전역 반사 스펙트럼을 제외한 나머지 변수들에 대한 계수화된 값인 결과값(예를 들어, 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값)을 구하여 대상 객체에 대한 전역 반사 스펙트럼을 획득할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전역 반사 스펙트럼 획득 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전역 반사 스펙트럼 획득 장치(140)는 영상 획득부(210), 제1 계산부(220) 및 제2 계산부(230)를 포함하여 구성된다.
영상 획득부(210)는 객체를 촬영한 영상을 획득하거나 입력받기 위한 수단이다.
제1 계산부(220)는 영상 획득부(210)를 통해 획득된 테스트 영상에서 공지된 전역 반사 스펙트럼을 이용하여 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 계산하기 위한 수단이다.
광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 계산하는 방법은 이미 도 1에서 설명한 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제2 계산부(230)는 제1 계산부(220)에 의해 계산된 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 이용하여 대상 객체에 대한 전역 반사 스펙트럼을 계산하는 기능을 한다. 대상 객체를 촬영한 영상에서 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 이용하여 대상 객체에 대한 전역 반사 스펙트럼을 계산하는 방법은 도 1에서 설명한 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전역 반사 스펙트럼을 획득하는 방법을 나타낸 순서도이다. 이하에서 설명되는 전역 반사 스펙트럼 획득 장치는 카메라일 수도 있으며, 카메라와 독립된 별도의 구성일 수도 있다.
단계 310에서 전역 반사 스펙트럼 획득 장치는 정해진 조명 환경에 따라 빛이 조사된 기준체를 촬영하여 영상을 획득한다. 여기서, 기준체는 전역 반사 스펙트럼이 공지된 객체를 나타낸다. 다른 예를 들어, 기준체에 대한 전역 반사 스펙트럼은 분광복사기를 이용하여 별도로 측정될 수도 있다.
단계 315에서 전역 반사 스펙트럼 획득 장치는 기준체의 공지된 전역 반사 스펙트럼을 이용하여 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 계산한다. 이미 전술한 바와 같이, 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값은 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성을 곱한 값일 수 있다.
예를 들어, 전역 반사 스펙트럼 획득 장치는 객체에 대해 알려진 전역 반사 스펙트럼의 공지된 기저함수를 이용하여 전역 반사 스펙트럼의 기저함수에 대한 가중치를 계산할 수 있다. 전술한 바와 같이, 전역 반사 스펙트럼의 기저 함수는 1257개의 Munsell 컬러 칩들의 반사 스펙트럼을 측정한 데이터로부터 상관행렬의 고유 벡터를 구하여 구성될 수 있다.
전역 반사 스펙트럼의 기저함수에 대한 가중치가 계산되면, 전역 반사 스펙트럼 획득 장치는 기저함수의 가중치를 이용하여 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 계산할 수 있다. 예를 들어, 전역 반사 스펙트럼 획득 장치(100)는 객체의 전역 반사 스펙트럼에 대한 기저함수의 가중치를 수학식 7에 대입하여 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 계산할 수 있다.
단계 320에서 전역 반사 스펙트럼 획득 장치는 전역 반사 스펙트럼을 획득하기 위한 대상 객체를 촬영하여 영상을 획득한다.
단계 325에서 전역 반사 스펙트럼 획득 장치는 대상 객체를 촬영한 영상에서 계산된 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 이용하여 대상 객체에 대한 전역 반사 스펙트럼을 획득한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전역 반사 스펙트럼 획득을 위한 캘리브레이션 장치의 외부 구조를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전역 반사 스펙트럼 획득을 위한 캘리브레이션 장치는 캘리브레이션(Calibration)부(400) 및 영상 획득부(410)를 포함한다.
캘리브레이션부(400)는 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값 획득을 위한 캘리브레이션을 수행하는 기능을 하며, 영상 획득부(410)는 추후 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값 및 전역 반사 스펙트럼을 연산하는데 필요한 영상을 획득하는 기능을 한다.
캘리브레이션부(400)에는 삽입구(480)가 형성되며, 해당 삽입구(480)를 통해 영상 획득부(410)가 캘리브레이션부(400)에 삽입된다.
캘리브레인션부(400)로 삽입되는 영상 획득부(410)의 단부에는 조명(440) 및 카메라(450)가 결합된다.
캘리브레이션부(400)에는 공동이 형성되며, 영상 획득부(410)가 결합될 경우 캘리브레인션부(400)의 내부는 암실과 같은 상태가 된다. 삽입구(480)의 반대편에는 기준체고정부(420)가 구비되고, 기준체고정부(420)에는 기준체(430)가 고정된다. 여기서, 기준체(430)는 전역 반사 스펙트럼이 알려진 물체를 의미하며, 예를 들어 컬러 차트가 기준체에 포함될 수 있다.
캘리브레이션부(400)는 기준체 고정부(420)를 삽입 및 착탈 가능한 구조를 가지는 것이 바람직하다. 이와 같은 구조에 의해 필요에 따라 기준체를 교체하는 것이 가능하다.
영상 획득부(410)가 캘리브레이션부(400)에 삽입된 상태에서 카메라(450)는 기준체(430)의 영상을 획득하고, 조명(440)은 영상 획득을 위한 조명을 제공한다. 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값의 획득을 위해 다수의 영상을 획득하여야 하므로 조명(440)은 서로 다른 조도 또는 색상을 가지는 다양한 조명을 제공하는 것이 바람직하다.
도 4에는 조명(440)과 카메라(450)가 영상 획득부(410)의 종단에 결합되어 노출되는 구성이 도시되어 있으나, 이와 달리 조명(440)과 카메라(450)가 영상 획득부(410) 내부에 내장되고, 이들과 결합되는 케이블이 영상 획득부(410) 외부로 노출되어 영상 획득 및 조명 제공이 이루어질 수도 있음은 당업자에게 있어 자명할 것이다.
예를 들어, 서로 다른 조도 및 색상을 가지는 다수의 조명등이 조명(440)이 포함될 수 있을 것이다. 이와 달리, 다수의 조명(440)은 조도 또는 색상의 조절이 가능한 별도의 컨트롤러를 구비할 수도 있다.
카메라는 다양한 조명하에서 다수의 영상을 획득하며, 영상 획득부(410)에서 획득된 영상 및 알고 있는 기준체(430)의 전역 반사 스펙트럼을 이용하여 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값이 획득된다. 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값은 영상 획득부(410)에서 직접 연산될 수도 있고 다른 연산 장치를 이용하여 연산될 수도 있다.
또한, 획득한 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 이용하여 대상체에 대한 전역 반사 스펙트럼을 획득하는 것이 가능하다.
도 4에서는 스펙트럼 반사 특성을 측정하는 환경이 조명이 없는 환경(예를 들어, 암실 상태)인 경우를 중심으로 설명하였다. 다른 예를 들어, 일반 조명 환경에서 대상체에 대한 전역 반사 스펙트럼을 획득하고자 하는 경우, 캘리브레이션 장치의 조명을 대상체에 비춰서 촬영한 영상과 조명을 오프(off)한 상태에서 촬영한 영상간의 차영상을 도출한 후 도출된 차영상과 이전 도출된 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 이용하여 대상체에 대한 전역 반사 스펙트럼을 구할 수 있다. 즉, 이와 같이, 일반 조명 환경의 경우, 캘리브레이션 장치의 조명을 대상체에 비춰서 촬영한 영상과 조명을 오프(off)한 상태에서 촬영한 영상간의 차영상을 도출함으로써 주변광을 제거한 후 이전 도출된 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 이용하여 대상체에 대한 전역 반사 스펙트럼을 구할 수 있다. 여기서, 이전 도출된 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값은 암실 상태(즉, 캘리브레이션 장치에 캘리브레이션부(400)가 삽입된 상태(즉, 암실 상태)에서 기준체(430)에 조명을 제공하여 획득된 다수의 영상을 이용하여 획득된 값이다.
예를 들어, 대상체에 대해 전역 반사 스펙트럼을 획득하기 위해 기준체(430)에 두개의 조명을 각각 제공하여 획득한 영상을 이용하여 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 도출하여 대상체에 대한 전역 반사 스펙트럼을 도출한다고 가정하자. 이때, 암실 상태에서 기준체(430)에 조명을 비춰 획득된 영상을 이용하여 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값이 계산되어 있다고 가정하자. 캘리브레이션 장치는 전역 반사 스펙트럼을 구하고자 하는 대상체에 조명이 비춰지지 않은 상태에서 제1 영상을 획득하고, 캘리브레이션 장치에 의해 제1 조명이 비춰진 상태에서 제2 영상을 획득하며, 캘리브레이션 장치에 의해 제2 조명이 비춰진 상태에서 제3 영상을 획득할 수 있다.
캘리브레이션 장치는 제1 영상과 제2 영상의 차영상(제1 차영상이라 칭하기로 함)을 구하여 주변 광을 제거하고, 제1 영상과 제3 영상의 차영상(제2 차영상이라 칭하기로 함)을 구하여 주변 광을 제거할 수 있다. 이어, 캘리브레이션 장치는 제1 차영상과 제2 차영상 및 암실 상태에서 이미 도출된 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 이용하여 대상체에 대한 전역 반사 스펙트럼을 구할 수 있다. 이와 같이, 주변광이 존재하는 일반 조명 환경에서 캘리브레이션 장치의 조명을 오프한 상태에서 획득된 영상과 캘리브레이션 장치의 조명을 온(On)한 상태에서 획득한 영상의 차영상을 구하여 주변 광을 제거함으로 암실 상태에서 대상체에 대한 영상을 획득하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있는 이점이 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (11)

  1. (a) 전역 반사 스펙트럼이 공지된 기준체를 촬영한 영상에서 상기 공지된 전역 반사 스펙트럼을 이용하여 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 계산하는 단계;
    (b) 정해진 조명 환경에 따라 빛이 조사된 객체를 촬영하여 영상을 획득하는 단계; 및
    (c) 상기 영상에서 상기 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 이용하여 상기 객체에 대한 전역 반사 스펙트럼을 획득하는 단계를 포함하는 전역 반사 스펙트럼 획득 방법.

  2. 제1 항에 있어서,
    상기 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값은 카메라 응답 특성과 광원의 스펙트럼 특성을 곱한 결과값 것을 특징으로 하는 전역 반사 스펙트럼 획득 방법.

  3. 제1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    상기 공지된 전역 반사 스펙트럼과 상기 전역 반사 스펙트럼에 대해 공지된 기저함수를 이용하여 상기 기저함수의 가중치를 계산하는 단계; 및
    상기 기저함수의 가중치를 이용하여 상기 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전역 반사 스펙트럼 획득 방법.

  4. 제3 항에 있어서,
    상기 기저 함수의 가중치는 하기 수식을 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 전역 반사 스펙트럼 획득 방법.
    Figure PCTKR2014004221-appb-I000025

    여기서,
    Figure PCTKR2014004221-appb-I000026
    는 기저 함수의 수이고,
    Figure PCTKR2014004221-appb-I000027
    는 객체의 전역 반사 스펙트럼을 나타내고,
    Figure PCTKR2014004221-appb-I000028
    는 객체의 전역 반사 스펙트럼의 기저 함수를 나타냄.

  5. 제1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계에서 상기 영상을 촬영한 카메라 조건 및 조명 조건은 동일하되,
    상기 카메라 조건은 카메라와 렌즈가 동일한 것을 특징으로 하는 전역 반사 스펙트럼 획득 방법.

  6. 조명 및 카메라가 설치되는 영상 획득부;
    상기 영상 획득부의 삽입을 위한 삽입구가 형성되고, 전역 반사 스펙트럼이 알려진 기준체가 고정되어 있는 기준체 고정부를 내부에 구비하는 캘리브레이션부를 포함하되,
    상기 캘리브레이션부는 상기 영상 획득부의 삽입시 전면이 폐쇄되는 구조를 가지며,
    상기 영상 획득부는 상기 조명의 조도 및 색상 중 적어도 하나를 변경하여 다수의 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 전역 반사 스펙트럼 획득을 위한 캘리브레이션 장치.

  7. 제6 항에 있어서,
    상기 기준체 고정부는 상기 캘리브레이션부에서 착탈 가능한 것을 특징으로 하는 전역 반사 스펙트럼 획득을 위한 캘리브레이션 장치.

  8. 제6 항에 있어서,
    상기 영상 획득부에서 획득한 다수의 영상을 이용하여 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값이 계산되는 것을 특징으로 하는 전역 반사 스펙트럼 획득을 위한 캘리브레이션 장치.

  9. 조명 및 카메라가 설치되는 영상 획득부 및 전역 반사 스펙트럼이 알려진 기준체가 설치되는 캘리브레이션부를 포함하는 캘리브레이션 장치의 영상 획득 방법으로서,
    상기 영상 획득부와 상기 캘리브레이션부를 결합하여 상기 기준체가 부착된 상기 캘리브레이션부의 내부를 폐쇄시키는 단계; 및
    상기 조명을 변경하여 상기 기준체에 대한 다수의 영상을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전역 반사 스펙트럼 획득을 위한 영상 획득 방법.

  10. 제9 항에 있어서,
    상기 다수의 영상을 이용하여 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값이 계산되며,
    상기 캘리브레이션부가 탈착한 상태에서 상기 영상 획득부의 카메라를 이용하여 대상체의 영상이 획득되고, 상기 대상체의 영상과 상기 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 이용하여 상기 대상체의 전역 반사 스펙트럼이 연산되는 것을 특징으로 하는 전역 반사 스펙트럼 획득을 위한 영상 획득 방법.

  11. 제10 항에 있어서,
    상기 조명을 오프(Off)한 상태에서 상기 대상체에 대한 영상을 획득하는 단계를 더 포함하되,
    상기 조명을 오프한 상태에서 상기 대상체에 대해 획득한 영상과 상기 조명을 변경하여 상기 대상체에 대해 획득한 영상간의 차영상을 도출하고, 상기 차영상과 상기 광원 스펙트럼 특성과 카메라 응답 특성 조합값을 이용하여 상기 대상체의 전역 반사 스펙트럼이 연산되는 것을 특징으로 하는 전역 반사 스펙트럼 획득을 위한 영상 획득 방법.

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