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KR20080105272A - Color correction method for the projector - Google Patents

Color correction method for the projector Download PDF

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Publication number
KR20080105272A
KR20080105272A KR1020070052641A KR20070052641A KR20080105272A KR 20080105272 A KR20080105272 A KR 20080105272A KR 1020070052641 A KR1020070052641 A KR 1020070052641A KR 20070052641 A KR20070052641 A KR 20070052641A KR 20080105272 A KR20080105272 A KR 20080105272A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
color
image
values
projector
gamut
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020070052641A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이병욱
박선희
Original Assignee
이화여자대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이화여자대학교 산학협력단 filed Critical 이화여자대학교 산학협력단
Priority to KR1020070052641A priority Critical patent/KR20080105272A/en
Publication of KR20080105272A publication Critical patent/KR20080105272A/en
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3179Video signal processing therefor
    • H04N9/3182Colour adjustment, e.g. white balance, shading or gamut
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/20Special algorithmic details
    • G06T2207/20172Image enhancement details
    • G06T2207/20182Noise reduction or smoothing in the temporal domain; Spatio-temporal filtering

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  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)
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Abstract

본 발명은 프로젝터를 위한 색 보정 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 (1) 프로젝터로부터 영상이 투영되는 스크린의 각각의 화소에 대한 색 조정 파라미터(chrominance fitting parameter)를 구하는 단계와, (2) 구해진 각각의 상기 색 조정 파라미터를 스무딩 필터(smoothing filter)를 사용하여 공간적으로 스무딩 시키는 단계와, (3) 입력 영상의 RGB 값을 프로젝터의 장치 특성화 과정을 거쳐 선형화하는 단계와, (4) 선형화된 RGB 값(R0, G0, B0)을 장치 독립적인 CIELUV 색 공간의 값(L0, u0, v0)으로 변환하는 단계와, (5) 상기 스무딩 된 각각의 색 조정 파라미터를 이용하여, 상기 (u0, v0) 값을 각 화소가 나타낼 수 있는 색역(gamut)에 사상시켜 사상된 (u1, v1) 값을 구하는 단계와, (6) 휘도 조정(luminance fitting)을 수행하여 휘도 값(L0)으로부터 조정된 휘도 값(L1)을 구하는 단계와, (7) 상기 구해진 보정된 CIELUV 색 공간의 값(L1, u1, v1)으로부터 입력 영상의 보정된 RGB 값(R1, G1, B1)을 구하는 단계를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.The present invention relates to a color correction method for a projector, and more specifically, (1) obtaining a color fitting parameter for each pixel of a screen on which an image is projected from a projector, and (2) Spatially smoothing each of the color adjustment parameters using a smoothing filter, (3) linearizing the RGB values of the input image through a device characterization process of the projector, and (4) linearizing RGB Converting values (R 0 , G 0 , B 0 ) to values of device independent CIELUV color space (L 0 , u 0 , v 0 ), and (5) using each smoothed color adjustment parameter Mapping the (u 0 , v 0 ) values to the gamut that each pixel can represent to obtain the mapped (u 1 , v 1 ) values, and (6) performing luminance fitting. The luminance value L adjusted from the luminance value L 0 by 1 ) obtaining, and (7) obtaining a corrected RGB value (R 1 , G 1 , B 1 ) of the input image from the obtained values of the corrected CIELUV color space (L 1 , u 1 , v 1 ). It characterized by including the configuration.

본 발명의 프로젝터 색 보정 방법에 따르면, 프로젝터로부터 영상이 투영되는 스크린의 각 화소마다 각각의 색 조정 파라미터를 구하고 이를 공간적으로 스무딩 시킨 후, 구해진 스무딩 된 각각의 색 조정 파라미터를 이용하여 색역을 사상시키는 과정을 통해 입력 영상을 보정함으로써, 기존 색 보정 방법의 장점은 유지하 면서 재현될 영상의 색역을 확장하여 개선된 품질의 영상을 얻을 수 있다.According to the projector color correction method of the present invention, each color adjustment parameter is obtained for each pixel of the screen on which the image is projected from the projector and spatially smoothed, and then the color gamut is mapped using the obtained smoothed color adjustment parameters. By correcting the input image through the process, it is possible to obtain an image of improved quality by extending the color gamut of the image to be reproduced while maintaining the advantages of the existing color correction method.

Description

프로젝터를 위한 색 보정 방법{A CHROMINANCE CORRECTION METHOD FOR A PROJECTOR}Color correction method for projectors {A CHROMINANCE CORRECTION METHOD FOR A PROJECTOR}

도 1은 색역의 불일치로 인한 색역 사상의 필요성을 설명하기 위한 도면.1 is a view for explaining the necessity of gamut mapping due to color gamut mismatch.

도 2는 한 화소에 해당하는 CIELUV 색 공간에서의 프로젝터 색역을 휘도 값이 0인 평면으로 투영한 결과를 보여주는 도면.FIG. 2 is a diagram showing a result of projecting a projector gamut in a CIELUV color space corresponding to one pixel to a plane having a luminance value of 0; FIG.

도 3은, Ashdown 방법이 가지는 문제점, 즉 표현할 수 있는 색역이 크게 줄어들게 된다는 점을 설명하기 위한 도면.3 is a view for explaining a problem with the Ashdown method, that is, the color gamut that can be expressed is greatly reduced.

도 4는, Ashdown 방법의 문제점을 해결하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터를 위한 색 보정 방법의 플로차트를 나타내는 도면.4 shows a flowchart of a color correction method for a projector according to an embodiment of the present invention for solving the problem of the Ashdown method.

도 5는, 샘플 영상의 한 열에 대한 색 조정 파라미터 s를, Ashdown 방법, 제안된 방법(스무딩 전), 제안된 방법(스무딩 후)에 대하여 비교하여 보여주는 도면.5 shows a comparison of the color adjustment parameters s for a column of sample images with respect to the Ashdown method, the proposed method (before smoothing), and the proposed method (after smoothing).

도 6은 프로젝터 색 보정 실험에 사용된 스크린을 나타내는 도면.6 shows a screen used in a projector color calibration experiment.

도 7은 스크린에 투사된 8가지 색을 카메라로 측정한 결과를 나타내는 도면.7 is a view showing the results of measuring the eight colors projected on the screen with a camera.

도 8은 실험에 사용된 스크린의 한 열에 해당되는 색역을 보여주는 도면.8 is a view showing the color gamut corresponding to one column of the screen used in the experiment.

도 9a는 실험에 사용된 테스트 패턴을 나타내는 도면이며, 도 9b는 보정이 없는 경우의 출력 영상을 나타내는 도면이고, 도 9c는 본 발명의 보정 방법을 적용한 후의 입력 영상을 나타내는 도면이며, 도 9d와 도 9e는 각각 기존 방법(Ashdown 방법)에 의한 출력 영상과 본 발명의 방법에 의한 출력 영상을 나타내는 도면.9A is a diagram illustrating a test pattern used in an experiment, FIG. 9B is a diagram illustrating an output image when there is no correction, and FIG. 9C is a diagram illustrating an input image after applying the correction method of the present invention. 9E is a diagram showing an output image by an existing method (Ashdown method) and an output image by the method of the present invention, respectively.

도 10은, 도 9에서 실험한 결과를 그래프에 의해 나타낸 도면으로서, 도 10a 내지 도 10f는 각각, 보정 전 출력 영상의 u값, 보정 전 출력 영상의 v값, Ashdown 방법에 의한 보정 후 출력 영상의 u값, Ashdown 방법에 의한 보정 후 출력 영상의 v값, 본 발명의 방법에 의한 보정 후 출력 영상의 u값, 본 발명의 방법에 의한 보정 후 출력 영상의 v값을 나타내는 도면.FIG. 10 is a graph showing the results of the experiment in FIG. 9, and FIGS. 10A to 10F are u values of the output image before correction, v values of the output image before correction, and output image after correction by the Ashdown method, respectively. U value, v value of the output image after correction by the Ashdown method, u value of the output image after correction by the method of the present invention, v value of the output image after correction by the method of the present invention.

도 11은 실험에 사용된 자연 영상을 나타내는 도면.11 is a view showing a natural image used in the experiment.

도 12 내지 도 14는, 도 11의 세 장의 자연 영상에 대하여 본 발명에서 제안한 방법을 적용한 실험 결과를 기존의 Ashdown 방법을 적용한 결과와 비교하여 보여주는 도면.12 to 14 are views showing the results of applying the method proposed in the present invention to the three natural images of FIG. 11 compared with the results of applying the conventional Ashdown method.

도 15는 실험 영상 1, 2, 3에 대한 색 조정 파라미터 s를 기존의 Ashdown 방법과 비교하여 나타내는 도면.FIG. 15 is a diagram showing color adjustment parameters s for experimental images 1, 2, and 3 compared with the conventional Ashdown method. FIG.

<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

S10: 스크린의 각각의 화소에 대한 색 조정 파라미터를 구하는 단계S10: obtaining color adjustment parameters for each pixel of the screen

S20: 색 조정 파라미터를 공간적으로 스무딩 시키는 단계S20: Spatially Smoothing Color Adjustment Parameters

S30: 입력 영상의 RGB 값을 프로젝터의 장치 특성화 과정을 통해 선형화하는 단계S30: Linearizing the RGB values of the input image through the device characterization process of the projector

S40: 선형화된 RGB 값을 장치 독립적인 CIELUV 색 공간의 값으로 변환하는 단계S40: converting linearized RGB values to values of device independent CIELUV color space

S50: 스무딩 된 색 조정 파라미터를 이용하여, CIELUV 색 공간의 색상 값(u, v)을 색역 사상시키는 단계S50: color gamut mapping the color values (u, v) of the CIELUV color space using the smoothed color adjustment parameters

S60: 휘도 조정을 수행하는 단계S60: performing luminance adjustment

S70: 보정된 CIELUV 색 공간의 값으로부터 입력 영상의 보정된 RGB 값을 구하는 단계S70: obtaining a corrected RGB value of the input image from the value of the corrected CIELUV color space

본 발명은 프로젝터를 위한 색 보정 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 프로젝터로부터 영상이 투영되는 스크린의 각 화소마다 각각의 색 조정 파라미터(chrominance fitting parameter)를 구하고 이를 공간적으로 스무딩 시킨 후, 구해진 스무딩 된 각각의 색 조정 파라미터를 이용하여 색역을 사상시키는 과정을 통해 입력 영상을 보정함으로써, 기존 색 보정 방법의 장점은 유지하면서 재현될 영상의 색역(gamut)을 확장하여 개선된 품질의 영상을 얻을 수 있는 프로젝터를 위한 색 보정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a color correction method for a projector, and more specifically, to obtain each color adjustment parameter (chrominance fitting parameter) for each pixel of the screen on which the image is projected from the projector, and to smooth it spatially, the obtained smoothed By correcting the input image by mapping the color gamut using each color adjustment parameter, it is possible to obtain an image of improved quality by extending the gamut of the image to be reproduced while maintaining the advantages of the existing color correction method. A color correction method for a projector.

프로젝터의 크기가 작아지고 가격이 낮아짐에 따라 프로젝터를 사용한 영상 디스플레이 분야의 연구가 활발히 진행되고 있다. 프로젝터의 사용이 늘어남에 따라, 기존의 이상적인 환경인 암실에서 백색 스크린에 영상을 투영하는 것에서 벗어나 다양한 환경, 즉 일반 스크린이 아닌 벽이나 종이 등에 투영하거나 스크린에 다양한 색상이 존재하는 경우 또는 커튼처럼 굴곡이 있는 면에 투영하는 경우 등이 빈번하게 발생하고 있다. 이러한 환경에서 투영된 영상들은 원 영상과 달리 기하 학적 왜곡이나 밝기 및 색 화질의 저하를 초래하므로, 투영된 영상이 원 영상에 가깝도록 자연스러운 영상을 재현하기 위한 기술 개발이 필요하다.As the size of the projector is smaller and the price is lowered, research on the field of image display using the projector is being actively conducted. As the use of projectors increases, the projection of images on a white screen in the dark room, which is the ideal environment, can be projected to various environments, such as walls or paper, not on a normal screen, or when there are various colors on the screen, or bent like a curtain. Projections on such surfaces often occur. Unlike the original image, the projected images cause geometric distortion, deterioration of brightness and color quality, and thus, a technology development for reproducing a natural image so that the projected image is closer to the original image is required.

스크린의 특성으로 인한 색의 왜곡을 보정하는 방법은 최근 활발히 연구되고 있는 분야 중 하나이다. 스크린에 색상이 존재하게 되면 그 색상에 따라 재현된 색이 서로 다르게 보이는 현상이 발생하는데, 그 원인은 스크린의 각 화소마다 색을 표현할 수 있는 범위, 즉 색역(gamut)에 차이가 있기 때문이다. 따라서 원 영상에 가까운 색 재현을 위해 다양한 색역 사상(gamut mapping) 방법이 연구되고 있다. 색역 사상이란, 서로 다른 장치 간의 색역을 대응시키는 방법으로서, 그 목적은 원본 영상과 유사한 칼라 특성을 갖는 출력 영상을 재현하는 데 있다. 색역을 사상하기 위해서는 먼저 어떠한 색 공간을 사용할 것인 지부터 결정해야 하는데, 일반적으로 많이 사용되는 색 공간으로는, CIEXYZ, CIELAB, CIELUV 등이 있다. 색역 사상 방법으로는, 사상 유형에 따라 색역 절단(color clipping) 방법과 색역 압축(color compression) 방법이 있으며, 또한 사상 방향에 따라 크게 네 가지 방법으로 나눌 수도 있다. 색역 절단 방법은 재현 범위를 벗어나는 색에 대하여 좁은 색역의 경계로 사상하는 방법을 말하고, 색역 압축 방법은 색역 내의 모든 색을 변화시키는 방법을 말한다. 색역 압축 방법에는, 선형 함수 혹은 비선형 함수가 이용될 수 있다. 최근에는 입력 영상에 의존하여 공간적으로 균일한(uniform) 색(chrominance) 변환과 공간적으로 변하는 휘도(luminance) 변환을 사용한 보정 방법이 제안되었다. 이 방법은 입력 영상에 따라서 적응적인 색역 사상이 가능하며 공간적으로 달라지는 밝기 변환을 적용함으로써 투영된 영상의 비균일한 밝기 차이를 효과적으로 줄일 수 있다는 장점이 있는 반면에, 입력 영상의 색을 스크린의 각 화소가 가지는 색역들의 공통 영역으로 사상하는 방법이기 때문에 표현할 수 있는 색의 범위가 대폭 줄어들게 된다는 문제점이 있다. 따라서 입력 영상에 의존하여 공간적으로 균일한 색 변환과 공간적으로 변하는 휘도 변환을 사용한 보정 방법의 장점을 살리면서, 동시에 재현가능한 색의 범위가 줄어든다는 문제점을 해결할 수 있는 방법을 개발할 필요성이 있다.The method of correcting the color distortion due to the characteristics of the screen is one of the active research areas. When the color is present on the screen, a phenomenon in which the reproduced colors appear differently depending on the color occurs, because a difference in the range that can express the color, that is, the gamut of each pixel of the screen. Therefore, various gamut mapping methods have been studied for color reproduction close to the original image. Color gamut mapping is a method of mapping color gamuts between different devices, and an object thereof is to reproduce an output image having a color characteristic similar to that of an original image. In order to map the color gamut, it is necessary to first determine which color space to use. Commonly used color spaces include CIEXYZ, CIELAB, and CIELUV. As the gamut mapping method, there are a color clipping method and a color compression method according to the mapping type, and it may be divided into four methods according to the mapping direction. The gamut cutting method refers to a method of mapping a color outside the reproduction range to a narrow gamut boundary, and the gamut compression method refers to a method of changing all colors in the gamut. In the gamut compression method, a linear function or a nonlinear function may be used. Recently, a correction method using a spatially uniform chrominance transformation and a spatially varying luminance transformation depending on the input image has been proposed. This method has the advantage of adaptive color gamut mapping depending on the input image and the reduction of non-uniform brightness difference of the projected image effectively by applying spatially varying brightness conversion. There is a problem that the range of colors that can be represented is greatly reduced because it is a method of mapping to a common area of color gamuts of a pixel. Therefore, there is a need to develop a method that can solve the problem of reducing the range of reproducible colors while taking advantage of the spatially uniform color conversion and spatially varying luminance conversion depending on the input image.

본 발명은 상기와 같은 문제점 및 필요성 인식에서 비롯된 것으로서, 프로젝터로부터 영상이 투영되는 스크린의 각 화소마다 각각의 색 조정 파라미터를 구하고 이를 공간적으로 스무딩 시킨 후, 구해진 스무딩 된 각각의 색 조정 파라미터를 이용하여 색역을 사상시키는 과정을 통해 입력 영상을 보정함으로써, 기존 색 보정 방법의 장점은 유지하면서 재현될 영상의 색역을 확장하여 개선된 품질의 영상을 얻을 수 있는 프로젝터를 위한 색 보정 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention is derived from the above problem and need recognition, and after obtaining each color adjustment parameter for each pixel of the screen on which the image is projected from the projector, and smoothing it spatially, using each obtained smoothed color adjustment parameter By correcting the input image through the process of mapping the gamut, it provides a color correction method for a projector that can obtain an image of improved quality by extending the gamut of the image to be reproduced while maintaining the advantages of the existing color correction method. The purpose.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른, 프로젝터를 위한 색 보정 방법은,According to a feature of the present invention for achieving the above object, a color correction method for a projector,

(1) 프로젝터로부터 영상이 투영되는 스크린의 각각의 화소에 대한 색 조정 파라미터(chrominance fitting parameter)를 구하는 단계;(1) obtaining a color fitting parameter for each pixel of the screen on which the image is projected from the projector;

(2) 구해진 각각의 상기 색 조정 파라미터를 스무딩 필터(smoothing filter)를 사용하여 공간적으로 스무딩 시키는 단계;(2) spatially smoothing each of the obtained color adjustment parameters using a smoothing filter;

(3) 입력 영상의 RGB 값을 프로젝터의 장치 특성화 과정을 거쳐 선형화하는 단계;(3) linearizing the RGB values of the input image through a device characterization process of the projector;

(4) 선형화된 RGB 값(R0, G0, B0)을 장치 독립적인 CIELUV 색 공간의 값(L0, u0, v0)으로 변환하는 단계;(4) converting the linearized RGB values (R 0 , G 0 , B 0 ) into values (L 0 , u 0 , v 0 ) of the device independent CIELUV color space;

(5) 상기 스무딩 된 각각의 색 조정 파라미터를 이용하여, 상기 (u0, v0) 값을 각 화소가 나타낼 수 있는 색역(gamut)에 사상시켜 사상된 (u1, v1) 값을 구하는 단계;(5) Using the smoothed respective color adjustment parameters, map the (u 0 , v 0 ) values to the gamut that each pixel can represent to obtain the mapped (u 1 , v 1 ) values. step;

(6) 휘도 조정(luminance fitting)을 수행하여 휘도 값(L0)으로부터 조정된 휘도 값(L1)을 구하는 단계; 및(6) performing luminance fitting to obtain the adjusted luminance value L 1 from the luminance value L 0 ; And

(7) 상기 구해진 보정된 CIELUV 색 공간의 값(L1, u1, v1)으로부터 입력 영상의 보정된 RGB 값(R1, G1, B1)을 구하는 단계를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.(7) obtaining a corrected RGB value (R 1 , G 1 , B 1 ) of the input image from the obtained values of the corrected CIELUV color space (L 1 , u 1 , v 1 ). It features.

바람직하게는, 상기 단계 (2)에서, 상기 스무딩 필터로 다음 수학식과 같이 표현할 수 있는 가우시안 마스크(gaussian mask)를 사용하되, 상수 k값은 0.93으로 설정하는 것이 유리하다.Preferably, in step (2), a Gaussian mask, which can be expressed as the following equation, is used as the smoothing filter, but the constant k value is advantageously set to 0.93.

Figure 112007039683381-PAT00001
Figure 112007039683381-PAT00001

여기서, i, j는 영상 위치(image position)를 나타낸다.Here, i and j represent an image position.

이하에서는 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

먼저, 색역 사상이 필요한 이유, 기존의 색역 사상 방법 및 그 문제점에 대하여 간단히 살펴보기로 한다.First, the reason why the gamut mapping is required, the existing gamut mapping method and its problems will be briefly described.

프로젝터의 장치 특성화 과정과 입력 영상 값들의 장치 독립적 색 변환 과정을 거치는 것에 의해, 입력 영상의 색과 프로젝터가 투영하는 출력 영상의 색을 대응시키기 위한 색역 사상을 적용한다. 이때 원 장치의 색역과 재현될 장치의 색역이 불일치할 경우, 재현될 장치의 색역에서 벗어나는 색에 대한 색역 사상 과정이 필요하다. 도 1은 색역의 불일치로 인한 색역 사상의 필요성을 설명하기 위한 도면이다. 도 1에서, 원 장치의 색역(점선으로 표시된 삼각형) 중 재현될 장치의 색역(실선으로 표시된 삼각형)에 포함되지 않는 영역(빨간 점을 포함하는 영역)은 색역 사상 과정을 통해 재현될 장치의 색역 내로 사상되어야만 한다. 도 1의 화살표는 이와 같은 색역 사상을 나타낸다.By performing a device characterization process of the projector and a device independent color conversion process of input image values, a gamut mapping for applying a color of an input image to a color of an output image projected by the projector is applied. In this case, when the color gamut of the original device and the color gamut of the device to be reproduced are inconsistent, a gamut mapping process for colors deviating from the gamut of the device to be reproduced is required. 1 is a view for explaining the necessity of gamut mapping due to color gamut mismatch. In FIG. 1, a region (a region including red dots) which is not included in the color gamut (triangle indicated by a solid line) of the device to be reproduced (the triangle including red dots) of the original device's gamut (triangle indicated by dotted lines) is the gamut of the device to be reproduced through the gamut mapping process It must be thought of as myself. Arrows in FIG. 1 indicate such color gamut mapping.

앞서 말한 바와 같이, 색역 사상의 목적은, 원본과 재현될 장치의 색역 사이에 존재하는 크기(size), 모양(shape), 위치(position)의 어긋남을 적절한 사상 방법을 통하여 해결하고자 하는 것이다. 따라서 사상 요소에 따라 다양한 사상 방법이 연구되어 왔으며, 크게 사상 유형과 사상 방향에 의한 방법으로 분류할 수 있다. 또한 입력 영상에 독립적인 영상 독립 색역 사상(content independent gamut mapping)과 입력 영상에 의존적인 영상 의존 색역 사상(content dependent gamut mapping)으로 나눌 수도 있다. 영상 독립 색역 사상은 기존에 많이 연구되어 온 방법으로서, 원본 장치의 색역과 재현될 장치의 색역 사이의 사상을 뜻한다. 두 장치의 색역 사이의 사상만을 고려하기 때문에 입력 영상의 색에 따라 인간 시각적인 순응을 고려할 수 없다는 단점이 있다. 이와 같은 단점을 해결하기 위해, 최근 영상 의존 사상 방법에 대한 연구가 시작되고 있다. 영상 의존 사상 방법은 주어진 입력 영상의 색역과 재현될 장치의 색역 사이의 사상을 의미하며, 입력 영상에 의존한 적응적인 색역 사상이 가능하다.As mentioned above, the purpose of gamut mapping is to solve the deviation of the size, shape, and position existing between the original and the gamut of the device to be reproduced through an appropriate mapping method. Therefore, various thought methods have been studied according to thought elements, and they can be classified into methods by thought type and thought direction. It can also be divided into image independent gamut mapping independent of the input image and content dependent gamut mapping dependent on the input image. Image-independent gamut mapping is a method that has been studied a lot. It means mapping between the gamut of the original device and the gamut of the device to be reproduced. Since only the mapping between the color gamuts of the two devices is considered, human visual adaptation cannot be considered depending on the color of the input image. In order to solve such drawbacks, research on image-dependent mapping methods has recently begun. The image dependent mapping method refers to mapping between the gamut of a given input image and the gamut of the device to be reproduced, and an adaptive gamut mapping depending on the input image is possible.

영상 의존 색역 사상 방법 중, 입력 영상에 의존하여 공간적으로 균일한 색 변환과 공간적으로 변하는 휘도 변환을 사용한 보정 방법은 Ashdown 등에 의해 제안되었다. 이 방법(이하 ‘Ashdown 방법’이라 함)은, 입력 영상의 값들을 장치 독립적 CIELUV 색 공간의 값들로 변환한 후, 색역 사상을 시작한다. 기존의 방법들과 달리, 재현될 u, v 값이 가질 수 있는 휘도 값의 상한과 하한을 정의하고 있으며, 공간 영역에서의 부드러운 밝기 변화를 기대할 수 있다.Among the image dependent gamut mapping methods, a correction method using spatially uniform color conversion and spatially varying luminance conversion depending on the input image has been proposed by Ashdown et al. This method (hereinafter referred to as the Ashdown method) converts the values of the input image into values of the device independent CIELUV color space and then starts gamut mapping. Unlike the existing methods, the upper and lower limits of the luminance values of the u and v values to be reproduced are defined, and smooth brightness changes in the spatial domain can be expected.

Ashdown 방법의 첫 번째 단계는, 입력 영상의 RGB 값을 선형화한 후, 장치 독립적인 CIELUV 색 공간의 값인 (L0, u0, v0)로 변환하는 단계이다. 여기서, 입력 영상의 RGB 값을 선형화한다는 것은, 입력 영상의 RGB 값을 프로젝터의 장치 특성화 과정을 거쳐 수정한다는 것을 의미한다.The first step of the Ashdown method is to linearize the RGB values of the input image and convert them to (L 0 , u 0 , v 0 ), which are values of the device-independent CIELUV color space. Here, linearizing the RGB values of the input image means modifying the RGB values of the input image through a device characterization process of the projector.

다음 단계로, 색 조정(chrominance fitting)을 수행하기 위해서 프로젝터의 각 화소마다 재현할 수 있는 색역을 2차원으로 투영(projection)한다. 도 2는 한 화소에 해당하는 CIELUV 색 공간에서의 프로젝터 색역을 휘도 값이 0인 평면으로 투영한 결과를 보여주는 도면이다. 각 화소에서의 색역의 경계선은 도 2에서 삼각 형으로 표시하고 있는 red, yellow, green, cyan, blue, magenta를 잇는 6개의 선으로 정의되고, 색역 내부의 흰 삼각형은 white point를 나타낸다. 재현될 색(chrominance)과 원본 색(chrominance)의 관계는 다음 수학식 1과 같이 공간적으로 균일한(uniform) 선형 변환 식으로 정의할 수 있다.In the next step, two-dimensional projection of the gamut that can be reproduced for each pixel of the projector is carried out in order to perform chrominance fitting. FIG. 2 is a diagram illustrating a result of projecting a projector gamut in a CIELUV color space corresponding to one pixel to a plane having a luminance value of zero. The boundary of the gamut in each pixel is defined by six lines connecting red, yellow, green, cyan, blue, and magenta, which are indicated by triangles in FIG. 2, and the white triangle inside the gamut represents a white point. The relationship between the chrominance to be reproduced and the original chrominance may be defined by a spatially uniform linear transformation equation as shown in Equation 1 below.

Figure 112007039683381-PAT00002
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Ashdown 방법에서는, 원래의 색상과 사상된 색역 간의 오차를 줄이면서 동시에 사상된 색역의 범위를 넓게 할 수 있는 목적 함수를 정의하고 비선형 최적화 방법을 적용하였다. 본 발명에서는, 각 화소에서의 변수를 구하고 이를 스무딩 시키는 방법을 적용하여 색역의 범위를 넓히면서도 스크린 색상 변화에 따른 급격한 변화를 방지한다.In the Ashdown method, we define an objective function that can reduce the error between the original color and the mapped gamut and at the same time widen the gamut of the mapped gamut and apply a nonlinear optimization method. In the present invention, a method of obtaining a variable in each pixel and smoothing the same is applied to prevent a sudden change due to screen color change while widening the gamut.

앞서 언급한 바와 같이, Ashdown 방법은 색 보정 방법에 있어서 큰 단점을 가지고 있다. 즉, 입력 영상의 색을 스크린의 각 화소가 가지는 색역들의 공통 영역으로 사상하는 방법이기 때문에 표현할 수 있는 색의 범위가 대폭 줄어들게 된다. 도 3은, Ashdown 방법이 가지는 문제점, 즉 표현할 수 있는 색역이 대폭 줄어들게 된다는 점을 설명하기 위한 도면이다. 도 3에서, 점선으로 표시한 삼각형은 특정 입력 영상의 색 분포를 나타내며, 실선으로 표시한 2개의 삼각형은 스크린의 색상이 반영된 서로 다른 2개의 화소의 색역을 나타낸다. 원 영상의 색역이 프로젝터의 색역을 벗어나고 있으므로 색역 사상 과정이 필요한데, Ashdown 방법을 적 용하면, 원 영상의 색역이 스크린의 각 화소(도 3에서는 서로 다른 2개의 화소)가 표현할 수 있는 색역들의 공통된 영역(사선으로 표시)으로 사상된다. 즉, 가로 선으로 표시된 영역과 세로 선으로 표시된 영역의 색을 표현할 수 있음에도 불구하고, 스크린의 모든 화소가 가지는 공통 색역(사선으로 표시된 영역)으로 사상함으로써 재현할 수 있는 색이 대폭 줄어들게 된다.As mentioned above, the Ashdown method has a big disadvantage in the color correction method. That is, since the color of the input image is mapped to a common area of the color gamuts of each pixel of the screen, the range of colors that can be expressed is greatly reduced. 3 is a diagram for explaining a problem of the Ashdown method, that is, the color gamut that can be expressed is greatly reduced. In FIG. 3, a triangle indicated by a dotted line indicates a color distribution of a specific input image, and two triangles indicated by a solid line indicate a color gamut of two different pixels in which colors of a screen are reflected. Since the gamut of the original image is outside the gamut of the projector, a gamut mapping process is required. When applying the Ashdown method, the gamut of the original image is a common area of gamuts that can be represented by each pixel on the screen (two different pixels in FIG. It is mapped to (indicated by diagonal lines). That is, although the colors of the area indicated by the horizontal line and the area indicated by the vertical line can be expressed, the color that can be reproduced is greatly reduced by mapping to the common color gamut (the area indicated by the diagonal lines) of all the pixels on the screen.

도 4는, Ashdown 방법의 문제점을 해결하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터를 위한 색 보정 방법의 플로차트를 나타내는 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 색 보정 방법은, 스크린의 각각의 화소에 대한 색 조정 파라미터를 구하는 단계(S10), 색 조정 파라미터를 공간적으로 스무딩 시키는 단계(S20), 입력 영상의 RGB 값을 프로젝터의 장치 특성화 과정을 통해 선형화하는 단계(S30), 선형화된 RGB 값을 장치 독립적인 CIELUV 색 공간의 값으로 변환하는 단계(S40), 단계 S20에서 스무딩 된 색 조정 파라미터를 이용하여, CIELUV 색 공간의 색상 값(u, v)을 색역 사상시키는 단계(S50), 휘도 조정을 수행하는 단계(S60), 및 보정된 CIELUV 색 공간의 값으로부터 입력 영상의 보정된 RGB 값을 구하는 단계(S70)를 포함한다. 각각의 단계에서의 신호의 상태를 살펴보면, 도 4의 각각의 단계의 오른쪽에 도시된 바와 같이, 단계 S30에서는 (R0, G0, B0), 단계 S40에서는 (L0, u0, v0), 단계 S50에서는 (L0, u1, v1), 단계 S60에서는 (L1, u1, v1), 단계 S70에서는 (R1, G1, B1)이 된다. 이하에서, 각각의 단계에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.4 is a flowchart illustrating a color correction method for a projector according to an embodiment of the present invention for solving the problem of the Ashdown method. As shown in FIG. 4, in the color correction method according to an exemplary embodiment of the present invention, obtaining color adjustment parameters for each pixel of the screen (S10), and spatially smoothing the color adjustment parameters (S20). Linearizing the RGB values of the input image through the device characterization process of the projector (S30), converting the linearized RGB values into values of the device-independent CIELUV color space (S40), and smoothing color adjustment parameters in step S20 Color gamut mapping the color values u and v of the CIELUV color space (S50), performing the brightness adjustment (S60), and corrected RGB values of the input image from the values of the corrected CIELUV color space using Obtaining step (S70). Looking at the state of the signal in each step, as shown to the right of each step in FIG. 4, in step S30 (R 0 , G 0 , B 0 ), in step S40 (L 0 , u 0 , v 0), and the step S50 in the (L 0, u 1, v 1), in the step S60 (L 1, u 1, v 1), in step S70 (R 1, G 1, B 1). In the following, each step will be described in more detail.

먼저, 단계 S30과 관련하여, 본 발명에서 제안하는 개선된 프로젝터의 장치 특성화 기법에 대하여 설명하기로 한다. 즉, RGB 채널간의 간섭을 고려함으로써 DLP(Digital Lighting Processing) 프로젝터의 백색 향상(white enhancement) 현상을 감소시키는 장치 특성화 기법에 대하여 설명한다. 우선, 프로젝터를 통해 포화된(saturated) red, green, blue, cyan, magenta, yellow, black, white의 8가지 영상을 포함한 균일한(uniform) 영상들을 투영한다. Debevec 등이 1997년에 제안한 방법을 이용하여 디지털 카메라로 투영된 영상들을 노출 시간을 달리하여 사진을 여러 장 찍은 후, 스크린의 각각의 화소에서 그에 해당하는 밝기 값을 얻는다. 다음 과정으로 일반적으로 많이 사용하는 색 측정 기기인 색채계(colorimeter 혹은 chromameter)를 이용하여 프로젝터의 장치 독립적인 XYZ 값을 측정한다. 측정한 값을 이용하면, 다음 수학식 2를 통해, 각 화소에서의 밝기 값, 즉 카메라로 측정한 RGB 값과, 색채계로 측정한 XYZ 값 사이의 변환 행렬 M을 얻을 수 있다.First, with regard to step S30, the device characterization technique of the improved projector proposed in the present invention will be described. That is, a device characterization technique for reducing the white enhancement phenomenon of a digital lighting processing (DLP) projector by considering interference between RGB channels will be described. First, projectors project uniform images including eight images of saturated red, green, blue, cyan, magenta, yellow, black, and white. Debevec et al.'S method proposed in 1997 takes several pictures with different exposure times of images projected by a digital camera, and then obtains the corresponding brightness value at each pixel of the screen. The next step is to measure the projector's device-independent XYZ values using a colorimeter or chromameter, a commonly used color measurement instrument. Using the measured value, the conversion matrix M between the brightness value at each pixel, that is, the RGB value measured by the camera and the XYZ value measured by the colorimeter, can be obtained through Equation 2 below.

Figure 112007039683381-PAT00003
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여기서, M은 3 × 3 변환 행렬이며, 스크린의 각각의 화소마다 다른 값을 가진다.Here, M is a 3x3 transformation matrix and has a different value for each pixel of the screen.

다음으로, 입력 영상과 스크린의 공간 특성을 고려한 색 보정 방법에 대하여 본격적으로 살펴보기로 한다. Ashdown 방법에서는, CIELUV의 uv 색 공간에서 입력 영상의 전체 화소에 대하여 선형 변환 식을 적용하기 때문에 스크린의 각 화소마다 색 조정 파라미터가 동일한 값을 가지게 된다. 즉, Ashdown 방법은 원본 색역을 재현될 프로젝터의 각 화소의 공통 색역으로 압축하는 방법으로서, 공통 색역 부분만을 사용하기 때문에 표현할 수 있는 색의 범위가 대폭 감소하게 된다. 따라서 본 발명에서는, 재현될 영상의 색을 보다 향상시키기 위해서 각 화소에서 표현할 수 있는 색상을 최대한 표현하고 이를 위치에 따라서 서서히 변화시키는 방법을 제안한다. 본 발명에서 제안된 방법에서는, 입력 영상의 (u0, v0)를 각 화소가 나타낼 수 있는 색역에 사상시키게 되는데, 각 화소마다 색 조정 파라미터를 다르게 적용시킴으로써 재현될 색의 색역을 확장시킬 수 있게 된다. 그러나 이와 같은 방법으로 얻어진 (u1, v1)은 각 색역마다 uv 색 공간에서 독립적으로 s, a, b를 구했기 때문에 공간적으로 급격하게 변할 수 있다는 문제점이 있다. 따라서 본 발명에서는, 이를 해결하기 위해, 다음 단계로 공간 영역에서 색 조정 파라미터를 완만히 변화시킴으로써 스크린과 입력 영상의 특성을 모두 고려할 수 있게 한다.Next, the color correction method considering the spatial characteristics of the input image and the screen will be described in earnest. In the Ashdown method, since the linear conversion equation is applied to all pixels of the input image in the uv color space of CIELUV, the color adjustment parameters have the same value for each pixel of the screen. That is, the Ashdown method compresses the original color gamut into a common color gamut of each pixel of the projector to be reproduced. Since only the common gamut portion is used, the range of colors that can be expressed is greatly reduced. Therefore, in the present invention, in order to further improve the color of the image to be reproduced, a method of expressing the color that can be represented in each pixel to the maximum and gradually changing it according to the position is proposed. In the method proposed in the present invention, (u 0 , v 0 ) of the input image is mapped to the color gamut represented by each pixel, and the color gamut of the color to be reproduced can be extended by applying different color adjustment parameters to each pixel. Will be. However, (u 1 , v 1 ) obtained by the above method has a problem in that it can be changed rapidly spatially because s, a, b are obtained independently in the uv color space for each color gamut. Therefore, in the present invention, in order to solve this problem, the next step is to gently change the color adjustment parameters in the spatial domain so that both the screen and the input image characteristics can be considered.

도 5는, 샘플 영상의 한 열에 대한 색 조정 파라미터 s를, Ashdown 방법, 제안된 방법(스무딩 전), 제안된 방법(스무딩 후)에 대하여 비교하여 보여주는 도면이다. 도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, Ashdown 방법에서 얻어지는 색 조정 파라미터(도 5의 'global s')는 원본 영상의 (u, v)값을 대폭 감소시키는데 반하여, 본 발명에서 제안한 방법에서 얻어지는 색 조정 파라미터(도 5의 'each s')는 스크린의 각 화소마다 다른 값을 가지며, 이를 공간적으로 스무딩 한 스무딩 된 색 조정 파라미터(도 5의 'after smoothing')는 Ashdown 방법에서 얻어진 색 조정 파라미터보다 큰 값을 가지며, 그 결과 보다 넓은 범위의 색역 표현이 가능하다. 스무딩 필터(smoothing filter)로는, 다음 수학식 3과 같은 가우시안 마스크(gaussian mask)가 사용될 수 있다.FIG. 5 is a diagram illustrating color adjustment parameters s for one column of a sample image in comparison with the Ashdown method, the proposed method (before smoothing), and the proposed method (after smoothing). As can be seen in FIG. 5, the color adjustment parameter ('global s' in FIG. 5) obtained in the Ashdown method significantly reduces the (u, v) values of the original image, whereas the color adjustment obtained in the method proposed in the present invention. The parameter 'each s' of FIG. 5 has a different value for each pixel of the screen, and the smoothed color adjustment parameter ('after smoothing' of FIG. 5) that is spatially smoothed is larger than the color adjustment parameter obtained in the Ashdown method. Value, resulting in a wider gamut representation. As a smoothing filter, a Gaussian mask, such as Equation 3, may be used.

Figure 112007039683381-PAT00004
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여기서, i, j는 영상 위치(image position)를 나타내고, k 값은 0.93으로 설정하였다.Here, i and j represent an image position, and the k value is set to 0.93.

다음 단계로 휘도 조정(luminance fitting)을 한 후(S60), 최종적으로 얻은 (L1, u1, v1)으로부터 입력 영상의 보정된 RGB 값(R1, G1, B1)을 계산한다(S70). 단계 S70은 단계 S40의 역 과정으로 구현될 수 있다.Next, after luminance fitting (S60), the corrected RGB values (R 1 , G 1 , B 1 ) of the input image are calculated from the finally obtained (L 1 , u 1 , v 1 ). (S70). Step S70 may be implemented by the reverse process of step S40.

이상 설명한 프로젝터를 위한 색 보정 방법의 실제 실험 결과를 이하에서 설명하기로 한다. 먼저, 실험에 사용된 프로젝터의 색역을 측정하는 과정을 설명한 후, 1차색과 2차색, 즉 red, green, blue, cyan, magenta, yellow를 입력 영상으로 실험한 결과를 비교 분석하고, 마지막으로 실제 영상에 적용한 결과를 살펴보도록 한다. 도 6은 프로젝터 색 보정 실험에 사용된 스크린을 나타내는 도면이다.The actual experimental results of the color correction method for the projector described above will be described below. First, the process of measuring the gamut of the projector used in the experiment will be described.The results of experiments with primary and secondary colors, ie, red, green, blue, cyan, magenta, and yellow, will be compared and analyzed. Let's take a look at the results applied to the images. 6 is a diagram illustrating a screen used in a projector color calibration experiment.

(1) 색역 측정 실험(1) color gamut measurement experiment

스크린의 각각의 화소에 대한 색역을 측정하기 위해 red, green, blue, cyan, magenta, yellow, black, white의 8가지 영상을 사용하였다. 도 7은 스크린에 투사된 8가지 색을 카메라로 측정한 결과를 나타내는 도면이다.Eight images of red, green, blue, cyan, magenta, yellow, black and white were used to measure the color gamut for each pixel on the screen. 7 is a diagram illustrating a result of measuring eight colors projected on a screen by a camera.

다음으로 spectroradiometer를 사용하여 red, green, blue, cyan, magenta, yellow, black, white 8가지 색에 대한 XYZ 값을 측정한 후, Debevec 등이 제안한 방법을 이용하여 먼저 XYZ 값과 흰색 스크린과의 관계식을 구하고, 이를 이용하여 스크린의 각각의 화소에서의 XYZ 값을 다음 수학식 4와 같이 추정한다.Next, measure the XYZ values for 8 colors red, green, blue, cyan, magenta, yellow, black, and white using a spectroradiometer, and then use the method proposed by Debevec et al. And calculate the XYZ value at each pixel of the screen as shown in Equation 4 below.

Figure 112007039683381-PAT00005
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상기 수학식 4에서, Mwhite는 spectroradiometer로 측정한 XYZ 값과 백색 스크린(white screen)에서의 밝기 값과의 관계 변환을 의미하고, ij는 스크린의 각각의 화소의 위치를 나타낸다. 마지막으로 입력 영상 RGBCMY에 해당하는 XYZ 값들을 상기 수학식 4로부터 구한 뒤, 이 값들을 이용하여 각각의 화소마다 스크린의 특성이 고려된 색역을 획득한다. 도 8은 실험에 사용된 스크린의 한 열에 해당되는 색역을 보여주는 도면이다. 도 8에서, 작은 원은 각 색역의 white point이며, 사용된 스크린의 색상이 3개이므로 3개의 영역에 분포되어 있는 것을 확인할 수 있다.In Equation 4, M white denotes a conversion of a relationship between an XYZ value measured by a spectroradiometer and a brightness value on a white screen, and ij denotes a position of each pixel of the screen. Finally, XYZ values corresponding to the input image RGBCMY are obtained from Equation 4, and then, using these values, a color gamut considering the characteristics of the screen is obtained for each pixel. 8 is a diagram illustrating color gamuts corresponding to one column of a screen used in an experiment. In FIG. 8, the small circle is the white point of each color gamut, and since the color of the screen used is three, it can be seen that it is distributed in three areas.

(2) 테스트 패턴에 대한 프로젝터 색 보정 실험(2) projector color calibration experiment for test pattern

다음으로 테스트 패턴에 대한 색 보정 실험 결과를 설명하기로 한다. 도 9a 는 실험에 사용된 테스트 패턴을 나타내는 도면이며, 도 9b는 보정이 없는 경우의 출력 영상을 나타내는 도면이고, 도 9c는 본 발명의 보정 방법을 적용한 후의 입력 영상을 나타내는 도면이며, 도 9d와 도 9e는 각각 기존 방법(Ashdown 방법)에 의한 출력 영상과 본 발명의 방법에 의한 출력 영상을 나타내는 도면이다. 도 9를 살펴보면, 먼저, 도 9b로부터, 프로젝터의 밝기 특성과 색상 특성이 반영된 것을 확인할 수 있다. 즉, 스크린에 연두색과 분홍색의 색상이 있는 왼쪽과 오른쪽 부분이 상대적으로 어두워지고 흰색 스크린에 투사된 부분은 상대적으로 밝은 것을 확인할 수 있으며, 또한 연두색과 분홍색 스크린 영역에서 원 영상과의 색상 차이가 많이 나는 것을 확인할 수 있다. 뿐만 아니라, 흰색 스크린 부분 역시 프로젝터 색역의 영향으로 원 영상과의 색상 차이를 보이고 있으며, 프로젝터의 비네팅 현상으로 인해 스크린의 가장자리로 갈수록 어두워지는 현상도 파악할 수 있다. 도 9d와 도 9e를 비교함으로써, 기존의 Ashdown 방법에 의한 결과 영상보다 본 발명에서 제안한 방법에 의한 결과 영상이 원 영상에 더 가깝다는 것을 시각적으로 분명하게 확인할 수 있다.Next, the result of the color correction experiment on the test pattern will be described. FIG. 9A is a diagram illustrating a test pattern used in an experiment, FIG. 9B is a diagram illustrating an output image when there is no correction, and FIG. 9C is a diagram illustrating an input image after applying the correction method of the present invention. 9E is a diagram showing an output image by an existing method (Ashdown method) and an output image by the method of the present invention, respectively. Referring to FIG. 9, first, it can be seen from FIG. 9B that brightness and color characteristics of the projector are reflected. In other words, the left and right parts with the green and pink colors on the screen are relatively dark, and the parts projected on the white screen are relatively bright. Also, in the green and pink screen area, there are many color differences with the original image. I can confirm that In addition, the white screen part also shows a color difference from the original image due to the influence of the projector's gamut, and the phenomenon of darkening toward the edge of the screen due to the vignetting phenomenon of the projector can be identified. By comparing FIG. 9D with FIG. 9E, it can be clearly confirmed that the result image by the method proposed in the present invention is closer to the original image than the result image by the conventional Ashdown method.

도 10은, 도 9에서 실험한 결과를 그래프에 의해 나타낸 도면으로서, 도 10a 내지 도 10f는 각각, 보정 전 출력 영상의 u값, 보정 전 출력 영상의 v값, Ashdown 방법에 의한 보정 후 출력 영상의 u값, Ashdown 방법에 의한 보정 후 출력 영상의 v값, 본 발명의 방법에 의한 보정 후 출력 영상의 u값, 본 발명의 방법에 의한 보정 후 출력 영상의 v값을 나타내는 도면이다. 테스트 영상에 사용된 색상 6가지에 대하여 분홍색, 흰색 그리고 연두색 스크린으로 영역을 나누어 6개 색상에 대한 평 균 RGB 값을 얻었으며, 얻어진 평균 RGB 값은 다시 (u0, v0)로 변환하였다. 보정 전 출력 영상과 보정 후 출력 영상에 대해서도 같은 방법으로 (u, v) 값을 각각 획득하였다. 도 10을 통해, 본 발명에서 제안한 방법이 기존의 Ashdown 방법보다 개선된 결과를 보이고 있으며, 보정 전에 비해 원본 영상에 상당히 가까워졌음을 확인할 수 있다. 아래 표 1은, 6개의 입력 색상에 대하여 원 영상, 보정 전의 출력 영상, 본 발명에 따른 방법으로 보정한 후의 출력 영상의 u, v 좌표 값을 비교하여 보여준다.FIG. 10 is a graph showing the results of the experiment in FIG. 9, and FIGS. 10A to 10F are u values of the output image before correction, v values of the output image before correction, and output image after correction by the Ashdown method, respectively. U value, the v value of the output image after correction by the Ashdown method, the u value of the output image after correction by the method of the present invention, and the v value of the output image after correction by the method of the present invention. For each of the six colors used in the test image, the area was divided into pink, white and light green screens to obtain the average RGB values for the six colors. The average RGB values were converted back to (u 0 , v 0 ). (U, v) values were obtained for the output image before correction and the output image after correction, respectively. 10, it can be seen that the method proposed by the present invention shows an improved result than the conventional Ashdown method and is significantly closer to the original image than before the correction. Table 1 below shows the comparison of the u and v coordinate values of the original image, the output image before correction, and the output image after correction by the method according to the present invention for the six input colors.

uu 원 영상Original video 보정 전Before calibration 보정 후After calibration 연두색 스크린Lime green screen 흰색 스크린White screen 분홍색 스크린Pink screen 연두색 스크린Lime green screen 흰색 스크린White screen 분홍색 스크린Pink screen redred 0.92010.9201 0.48920.4892 0.49580.4958 0.91260.9126 0.60520.6052 0.93150.9315 0.74940.7494 magentamagenta 0.60170.6017 0.25190.2519 0.16070.1607 0.29380.2938 0.45500.4550 0.40940.4094 0.51920.5192 blueblue -0.0836-0.0836 -0.1897-0.1897 -0.2176-0.2176 -0.0365-0.0365 -0.1511-0.1511 -0.0541-0.0541 -0.1027-0.1027 cyancyan -0.1839-0.1839 -0.4754-0.4754 -0.4196-0.4196 -0.2504-0.2504 -0.3887-0.3887 -0.4591-0.4591 -0.3431-0.3431 greengreen -0.5572-0.5572 -0.4388-0.4388 -0.4479-0.4479 -0.2344-0.2344 -0.5240-0.5240 -0.5235-0.5235 -0.3862-0.3862 yellowyellow 0.03720.0372 -0.1613-0.1613 -0.1129-0.1129 0.16750.1675 -0.1310-0.1310 -0.0629-0.0629 -0.0354-0.0354

vv 원 영상Original video 보정 전Before calibration 보정 후After calibration 연두색 스크린Lime green screen 흰색 스크린White screen 분홍색 스크린Pink screen 연두색 스크린Lime green screen 흰색 스크린White screen 분홍색 스크린Pink screen redred 0.20410.2041 0.22460.2246 0.01570.0157 0.22080.2208 -0.0102-0.0102 0.18390.1839 0.05400.0540 magentamagenta -0.7438-0.7438 -0.3050-0.3050 -0.9328-0.9328 -0.6216-0.6216 -0.6447-0.6447 -0.9028-0.9028 -0.7543-0.7543 blueblue -1.0126-1.0126 -0.4304-0.4304 -0.9414-0.9414 -0.8160-0.8160 -0.8843-0.8843 -1.0992-1.0992 -0.9776-0.9776 cyancyan -0.1839-0.1839 -0.3632-0.3632 -0.1317-0.1317 -0.0138-0.0138 -0.2205-0.2205 -0.2877-0.2877 -0.2261-0.2261 greengreen 0.74400.7440 0.71830.7183 0.42670.4267 0.54810.5481 0.37810.3781 0.42060.4206 0.26770.2677 yellowyellow 0.78390.7839 0.69950.6995 0.45710.4571 0.56480.5648 0.66360.6636 0.58760.5876 0.66340.6634

상기 표 1에 나타난 값을 이용하여, 다음 수학식 5에 의해, 보정 전, 기존의 방법으로 보정한 경우, 본 발명에서 제안한 방법으로 보정한 경우의 오차를 계산하여 보았다. 계산 결과, 기존의 방법에 비하여 본 발명에서 제안한 방법을 사용할 경우 오차를 50% 이하로 줄일 수 있음을 확인할 수 있었다.Using the values shown in Table 1, by the following equation 5, when the correction by the conventional method, before the correction, the error when the correction by the method proposed in the present invention was calculated. As a result of the calculation, it was confirmed that the error can be reduced to 50% or less when using the method proposed by the present invention compared to the conventional method.

Figure 112007039683381-PAT00006
Figure 112007039683381-PAT00006

여기서, n은 입력 영상의 화소수를 나타낸다.Here, n represents the number of pixels of the input image.

(3) 실제 영상에 적용한 프로젝터 색 보정 실험(3) Projector color correction experiment applied to real image

마지막으로, 보다 실질적인 개선 효과를 확인하기 위하여, 자연 영상을 대상으로 본 발명에서 제안한 방법을 적용해보고 기존의 방법과 비교하면서 실험 결과를 분석해 보았다. 실험에 사용할 영상은 도 11과 같으며, 그 크기는 200 × 150이다.Finally, in order to confirm a more substantial improvement effect, the method proposed in the present invention is applied to the natural image and the experimental results are analyzed while comparing with the existing method. The image to be used for the experiment is the same as that of FIG. 11, and its size is 200 × 150.

도 12 내지 도 14는, 도 11의 세 장의 자연 영상에 대하여 본 발명에서 제안한 방법을 적용한 실험 결과를 기존의 Ashdown 방법을 적용한 결과와 비교하여 보여주는 도면이다. 도 12 내지 도 14의 (a)는 도 11에 표시된 원 영상을 다시 한 번 나타내는 도면이다. 도 12 내지 도 14의 (b)는 원 영상을 그대로 투사한 영상을 표시하는데, 흰 색 스크린 영역에서는 밝아지고, 연두색과 분홍색 스크린 영역은 어두워진 것을 분명하게 확인해 볼 수 있다. 색상의 차이도 눈으로 확인할 수 있는데, 이는 스크린 색상의 경계 부분에서 더욱 뚜렷이 나타난다. 도 12 내지 도 14의 (c)는 본 발명에서 제안한 알고리즘을 적용하여 보정한 입력 영상을 나타내는데, 연두색과 흰색, 분홍색 스크린 영역에서 각각 다른 입력 밝기와 색상을 보이고 있다. 즉, 흰색 스크린 영역에서는 상대적으로 어두워졌고, 색상이 있는 스크린 영역에서는 밝아진 것을 확인할 수 있다. 도 12 내지 도 14의 (c)의 보정된 입력 영상을 프로젝터에 투사하면 도 12 내지 도 14의 (e)와 같이 보정된 출력 영상을 얻을 수 있다. 성능 비교를 위하여, 도 12 내지 도 14의 (d)에서는 기존의 Ashdown 방법을 적용한 결과를 보여준다. 기존의 Ashdown 방법을 적용한 결과, 색상 차이는 다소 줄어들었지만 부분적으로 자연스럽지 못한 색상 차이를 보이고 있다. 뿐만 아니라, 색상이 있는 스크린과 흰색 스크린 사이의 밝기 차이가 여전히 존재하여 전체적으로 어두운 출력 영상을 보여준다. 이에 비해, 본 발명에서 제안된 방법을 적용한 영상을 살펴보면 전체적으로 밝아지고 부드러운 밝기 변화를 확인할 수 있다. 또한 재현될 수 있는 색을 가능한 모두 사용하였기 때문에, 출력 색상의 화질이 원 영상에 가깝게 향상되었다.12 to 14 are diagrams showing the experimental results of applying the method proposed in the present invention to the three natural images of FIG. 11 in comparison with the results of applying the conventional Ashdown method. 12 to 14A are diagrams illustrating the original image shown in FIG. 11 again. 12 to 14 (b) show an image in which the original image is projected as it is, and it can be clearly seen that the white screen area becomes bright and the light green and pink screen areas become dark. You can also see the difference in color, which is more noticeable at the border of the screen color. 12 to 14 (c) show input images corrected by applying the algorithm proposed in the present invention, and show different input brightness and colors in the green-green, white and pink screen regions, respectively. In other words, it is relatively dark in the white screen area and bright in the colored screen area. If the corrected input image of FIG. 12 to FIG. 14C is projected to the projector, the corrected output image may be obtained as shown in FIG. 12 to FIG. For performance comparison, FIGS. 12 to 14 (d) show the results of applying the conventional Ashdown method. As a result of applying the existing Ashdown method, the color difference is slightly reduced, but the color difference is partially unnatural. In addition, there is still a difference in brightness between the colored screen and the white screen, resulting in an overall dark output image. On the contrary, when looking at the image to which the method proposed in the present invention is applied, the overall brightness becomes smooth and smooth brightness change can be confirmed. In addition, because the colors that can be reproduced are used as much as possible, the image quality of the output color is improved to be close to the original image.

특히, 도 12에서는, 빨간색 꽃들의 색이 기존 Ashdown 방법에서는 스크린 영역마다 다소 차이가 존재하지만 본 발명에서 제안된 방법을 적용한 결과는 전체적으로 원 영상의 색에 가깝게 보이는 것을 확인할 수 있으며, 영상 상위 부분에 존재하는 건물의 경우 스크린 색상의 경계면 주위에서 개선된 정도를 더욱 확실히 확인할 수 있다. 도 13에서도, 기존의 Ashdown 방법보다 본 발명에서 제안한 방법이 우수한 성능을 보이는 것을 확인할 수 있다. 이 영상의 경우, 연두색과 분홍색 스크린 영역에 존재하는 꽃의 잎 부분을 비교해 보면 성능의 차이를 쉽게 확인할 수 있다. 마지막인 도 14의 영상은 원 영상 자체의 밝기가 왼쪽에서 오른쪽 방향으로 어두워지는 경향을 보인다. 원 영상을 그대로 투사한 결과 오히려 어두워져야 할 부분이 흰색 스크린의 영향으로 밝아졌음을 확인할 수 있는데, 기존의 Ashdown 방 법을 적용한 결과 역시 원 영상의 밝기 경향을 제대로 반영하지 못하는 것을 확인할 수 있다. 그러나 본 발명에서 제안한 방법을 적용한 결과를 살펴보면, 이러한 부자연스러움이 크게 개선되었음을 확인할 수 있다.In particular, in FIG. 12, although the colors of the red flowers are slightly different for each screen area in the existing Ashdown method, the results of applying the method proposed in the present invention can be seen to be closer to the colors of the original image as a whole. For existing buildings, the degree of improvement around the screen color boundaries is more evident. In FIG. 13, it can be seen that the method proposed by the present invention exhibits superior performance than the conventional Ashdown method. In this case, the difference in performance can be easily seen by comparing the leaf area of flowers in the green and pink screen area. In the last image of FIG. 14, the brightness of the original image itself tends to become dark from left to right. As a result of projecting the original image as it is, it can be seen that the part that should be darkened became bright due to the effect of the white screen. The result of applying the existing Ashdown method also does not properly reflect the tendency of the brightness of the original image. However, looking at the results of applying the method proposed in the present invention, it can be seen that this unnaturalness is greatly improved.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에서 제안한 방법은 원 영상과 스크린의 공간 특성을 모두 고려함으로써 기존의 Ashdown 방법보다 개선된 성능을 보인다.As described above, the proposed method shows improved performance over the conventional Ashdown method by considering both spatial characteristics of the original image and the screen.

도 15는 실험 영상 1, 2, 3에 대한 색 조정 파라미터 s를 기존의 Ashdown 방법과 비교하여 나타내는 도면이다. 먼저 기존 Ashdown 방법을 적용한 파라미터(global s)는 dash line으로 표시하였는데, 세 영상 모두에 있어서 가장 작은 값을 보이고 있다. 이는 모든 화소가 나타낼 수 있는 공통된 색으로 사상시키는 기존 Ashdown 방법의 특징을 잘 반영해 주고 있다. 본 발명에서 제안한 방법을 적용하여 각 화소마다 조정(fitting)한 결과는 점선으로 나타내었는데, 도면에서 확인할 수 있듯이 인접한 화소 간에 부드러운 변화를 기대하기 어렵다. 따라서 공간 영역에서 스무딩 필터를 통과시켜 실선으로 표시된 것처럼 공간 영역에서의 특성이 잘 반영되는 동시에 기존 Ashdown 방법에 의한 파라미터보다 큰 값을 얻음으로써 기존의 Ashdown 방법보다 개선된 결과를 기대할 수 있다.FIG. 15 is a diagram illustrating color adjustment parameters s of experimental images 1, 2, and 3 compared with the conventional Ashdown method. First, the global s parameter using the existing Ashdown method is indicated by dashed lines, showing the smallest value in all three images. This reflects the characteristics of the existing Ashdown method, which maps to a common color that all pixels can represent. The result of the adjustment for each pixel by applying the method proposed in the present invention is shown by a dotted line, as can be seen in the drawing, it is difficult to expect a smooth change between adjacent pixels. Therefore, as the solid filter passes through the spatial domain, the characteristics in the spatial domain are well reflected, and a larger value than the parameter by the conventional Ashdown method can be expected.

이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention described above may be variously modified or applied by those skilled in the art, and the scope of the technical idea according to the present invention should be defined by the following claims.

본 발명의 프로젝터 색 보정 방법에 따르면, 프로젝터로부터 영상이 투영되는 스크린의 각 화소마다 각각의 색 조정 파라미터를 구하고 이를 공간적으로 스무딩 시킨 후, 구해진 스무딩 된 각각의 색 조정 파라미터를 이용하여 색역을 사상시키는 과정을 통해 입력 영상을 보정함으로써, 기존 색 보정 방법의 장점은 유지하면서 재현될 영상의 색역을 확장하여 개선된 품질의 영상을 얻을 수 있다.According to the projector color correction method of the present invention, each color adjustment parameter is obtained for each pixel of the screen on which the image is projected from the projector and spatially smoothed, and then the color gamut is mapped using the obtained smoothed color adjustment parameters. By correcting the input image through the process, it is possible to obtain an image of improved quality by extending the color gamut of the image to be reproduced while maintaining the advantages of the existing color correction method.

Claims (2)

(1) 프로젝터로부터 영상이 투영되는 스크린의 각각의 화소에 대한 색 조정 파라미터(chrominance fitting parameter)를 구하는 단계;(1) obtaining a color fitting parameter for each pixel of the screen on which the image is projected from the projector; (2) 구해진 각각의 상기 색 조정 파라미터를 스무딩 필터(smoothing filter)를 사용하여 공간적으로 스무딩 시키는 단계;(2) spatially smoothing each of the obtained color adjustment parameters using a smoothing filter; (3) 입력 영상의 RGB 값을 프로젝터의 장치 특성화 과정을 거쳐 선형화하는 단계;(3) linearizing the RGB values of the input image through a device characterization process of the projector; (4) 선형화된 RGB 값(R0, G0, B0)을 장치 독립적인 CIELUV 색 공간의 값(L0, u0, v0)으로 변환하는 단계;(4) converting the linearized RGB values (R 0 , G 0 , B 0 ) into values (L 0 , u 0 , v 0 ) of the device independent CIELUV color space; (5) 상기 스무딩 된 각각의 색 조정 파라미터를 이용하여, 상기 (u0, v0) 값을 각 화소가 나타낼 수 있는 색역(gamut)에 사상시켜 사상된 (u1, v1) 값을 구하는 단계;(5) Using the smoothed respective color adjustment parameters, map the (u 0 , v 0 ) values to the gamut that each pixel can represent to obtain the mapped (u 1 , v 1 ) values. step; (6) 휘도 조정(luminance fitting)을 수행하여 휘도 값(L0)으로부터 조정된 휘도 값(L1)을 구하는 단계; 및(6) performing luminance fitting to obtain the adjusted luminance value L 1 from the luminance value L 0 ; And (7) 상기 구해진 보정된 CIELUV 색 공간의 값(L1, u1, v1)으로부터 입력 영상의 보정된 RGB 값(R1, G1, B1)을 구하는 단계(7) obtaining a corrected RGB value (R 1 , G 1 , B 1 ) of the input image from the obtained values of the corrected CIELUV color space (L 1 , u 1 , v 1 ) 를 포함하는 프로젝터를 위한 색 보정 방법.Color correction method for a projector comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 단계 (2)에서, 상기 스무딩 필터로 다음 수학식과 같이 표현할 수 있는 가우시안 마스크(gaussian mask)를 사용하되, 상수 k값은 0.93으로 설정하는 프로젝터를 위한 색 보정 방법.In the step (2), using a Gaussian mask that can be expressed as the following equation with the smoothing filter, the constant k value is set to 0.93.
Figure 112007039683381-PAT00007
Figure 112007039683381-PAT00007
여기서, i, j는 영상 위치(image position)를 나타냄.Here, i and j represent an image position.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8831344B2 (en) 2011-05-04 2014-09-09 Samsung Techwin Co., Ltd. Apparatus and method for adjusting hue

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8831344B2 (en) 2011-05-04 2014-09-09 Samsung Techwin Co., Ltd. Apparatus and method for adjusting hue
WO2014065607A1 (en) * 2012-10-26 2014-05-01 에스케이텔레콤 주식회사 Image correction device for accelerating image correction and method for same
US9691141B2 (en) 2012-10-26 2017-06-27 Sk Telecom Co., Ltd. Image correction device for accelerating image correction and method for same

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