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인터넷 환경의 발달로 인해 컴퓨터 산업분야에서는 각 컴퓨터 시스템과 멀티미디어 기기들 상호간의 색 정보 처리의 호환성을 필요로 하게 되었다. 이에 따라 제안된 standard RGB (SRGB) color space는 각 컴퓨터 시스템 및 기기들 간에 명백하고 효율적인 하나의 단일 color space로 색 정보가 표현될 수 있게 하였다. 한편 칼라 디스플레이 모니터에서의 색재현에 있어 궁극적인 목적은 원 화상의 색과 동일한 색으로 화상을 재현하는 것으로 인간 시각 특성을 고려한 색 재현이 바람직하다. 따라서 본 연구에서는 인터넷 환경의 비표준 모니터 상에 화상을 재현함에 있어 sRGB 표준과의 차이에 의해 발생되는 좌표적 색도 오차를 정정 매트릭스를 사용하여 색도 오차가 저감되는 보정 방법을 제안하였다. 또한 모니터 주변 밝기에 따른 시각 특성 변화에 따라 인지되는 콘트라스트의 변화에 대한 상관관계를 유도함으로써 그 변화를 보정할 수 있는 방안도 함께 제안하였다.

인터넷 환경의 발달로 인해 컴퓨터 산업분야에서는 각 컴퓨터 시스템과 멀티미디어 기기들 상호간의 색 정보 처리의 호환성을 필요로 하게 되었다. 이에 따라 제안된 standard RGB (SRGB) color space는 각 컴퓨터 시스템 및 기기들 간에 명백하고 효율적인 하나의 단일 color space로 색 정보가 표현될 수 있게 하였다. 한편 칼라 디스플레이 모니터에서의 색재현에 있어 궁극적인 목적은 원 화상의 색과 동일한 색으로 화상을 재현하는 것으로 인간 시각 특성을 고려한 색 재현이 바람직하다. 따라서 본 연구에서는 인터넷 환경의 비표준 모니터 상에 화상을 재현함에 있어 sRGB 표준과의 차이에 의해 발생되는 좌표적 색도 오차를 정정 매트릭스를 사용하여 색도 오차가 저감되는 보정 방법을 제안하였다. 또한 모니터 주변 밝기에 따른 시각 특성 변화에 따라 인지되는 콘트라스트의 변화에 대한 상관관계를 유도함으로써 그 변화를 보정할 수 있는 방안도 함께 제안하였다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 따라서 인터넷 환경의 sRGB 표준에 근거하여 좀 더 정확한 측색적 색 재현 방법의 실현을 본 연구의 첫째 목표로 선정 하였으며, 또한 본 연구에서는 인간 시각 특성과 관련하여 주변 밝기에 따라 사람이 느끼는 밝기의 콘트라스트 변화가 어느 정도 상관관계가 있는지 확인함으로써 모니터 주변 밝기의 변화에 대한 콘트라스트 보정 방안을 제시하고자 한다.

가설 설정

• 현실적으로. 디스플레이 모니터의 밝기 재현의 한계, 인광체와 기준 백색 (reference white)의 색도 차이. CRT 감마 특성, 시각 환경 및 인간 시각 특성 등으로 모니터 상에 원 화상과 완전히 같은 색을 재현 하는 것은 불가능하다.

제안 방법

• 모니터에 디스플레이 하였다. 또 기준으로 설정한 모니터는 패치의 배경을 최대 휘도의 50%7} 되도록 디스플레이 하였으며, 비교대상 모니터는 배경 휘도를 변경시키면서 시험 패치의 콘트라스트 변화를 감지하도록하였디.*
• 또한 sRGB 기준 시각 환경을 만들기 위해 모니터의 최대 휘도를 80cd/m2 로, 영상 주변 (surround, background) 휘도는 최대 휘도의 50%로 설정 하였다.
• 시험 패치의 시야각은 수평 약 ±8°. 수직 약 ±6“로정보 수용이 가능한 유효시야 (수평 약 ±15°/수직 상 8°, 하 12°)내에 두었으며, 배경의 시야각은 수평 약 + 25°, 수직 약 ±20°로 정보 식별능력이 있는 유도시야 (수평 약 ±45°/수직 상 40°, 하 45°)내에 두어 배경의 밝기에 눈이 충분히 순응 (adaptation) 될 수 있도록 하였다.
• 시험 패치 (patch)는 모니터 화면 종횡비 4:3과 동일한 종횡비를 갖는 16 단계 회색의 수직 패턴을 만들어 모니터에 디스플레이 하였다. 또 기준으로 설정한 모니터는 패치의 배경을 최대 휘도의 50%7} 되도록 디스플레이 하였으며, 비교대상 모니터는 배경 휘도를 변경시키면서 시험 패치의 콘트라스트 변화를 감지하도록하였디.
• 시험색은 Macbeth color checker* 기준으로 실험의 정밀성을 기하기 위해 암실에서 측정 하였으며 측정 장비는 MINOLTA사의 color analyzer CAT00을 사용하였다.
• 영상 주변의 조명 밝기에 따른 인간 시각 상에서 느끼는 콘트라스트 변화에 대한 실험은 주관적인 경향이 많다는 실험의 특성상 제한된 조건에서 실시 하였다.

대상 데이터

• 먼저, 실험에 사용된 모니터들은 sRGB 매칭 알고리죰에 대한 실험에 사용된 것과 동일한 기종으로 인 SONY사의 20" 모니터 (CPD-Q500)였다. 모니터 설정은 sRGB 기준 조건과 동일한 최대 휘도 80 cd/m2, 기준 백색 D65 로 두 대의 모니터를 동일하게 조정, 설정 하였타.
• 20" 모니터 (CPD-Q500)였다. 모니터 설정은 sRGB 기준 조건과 동일한 최대 휘도 80 cd/m2, 기준 백색 D65 로 두 대의 모니터를 동일하게 조정, 설정 하였타.
• 실험 환경은 매우 어둑한 (very dim) 암실에서 모니터의 주변 영역은 회색 커튼을 드리웠다.
• 실험에 사용된 모니터는 SONY사의 20' 모니터 (CPD-G500)로써 감마 값이 2.2 였으며, 기준 백색은 D65로 설정 하였다. 이 모니터의 R, G, 및 B 인광체 색도와 기준 백색의 색도를 표 3에 나타내었다.

성능/효과

• 실험 결과, 그림 2에서와 같이 50%로 설정된 기준배경에서는 상관r 휘도 대비 lightness 콘트라스트가 BaMlwon과 Brenemjm의 실험 결과에서와 거의 동일한 약 1.25의 감마 (멱지수, exponent) 특성을 가짐을 확인 하였고, 배경 휘도가 낮아지면 lightness 콘트라스트 특성이 감소되는 경향을 확인 하였다.
• 실험결과, 그림 2에서와 같이 보정전보다 보정 후의 좌표가 원 화상의 좌표에 좀 더 가까이 근접하였음을 확인 하였으며, 색 재현 오차는 좌표계에서 평균 4% 개선 효과를 얻었다.
• 한편 그림 3에서와 같이 배경 휘도의 저하에 따른 시각 튝성의 변화 시에도 동일한 lightness 콘트라스트룔느낄 수 있도록 시험 패치의 휘도 값을 조정한 결과, 디지털 입력 값 대비 휘도 특성이 디스플레이 감마 곡선과 형태가 거의 일치한다는 사실을 확인 하였다.

후속연구

• 그러나 휘도만의 변화에도 색상이 달라쳐 보이는 현상이나 조명광의 색온도 차이가 있을 때 색이 다르게 보이는 색 순응 현상 등, 상호 관련된 특성이 많으므로이에 대해서는 추후 심도 있는 연구가 행해져야 할 것으로 판단된다. 아울러 많은 연구가 진행 중인 색 순응 알고리즘과 함께 병용되면 보다 정확한 색 재현을 실현하여 원 화상의 느낌 그대로를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.
• 본 연구에서는 비푰준 모니터에서도 정정 매트릭스를 사용하여 보다 원 화상의 색에 측색적으로 가까운 재현 색을 구현 할 수 있었으며, 모니터 디스플레이의 주변 조명 광의 밝기 변화에도 인간 시각 특성과 반대인 지수함수 형태로 모니터의 휘도 특성을 보정한다면 선형적인 brightness 보정이 이루어져 조도의 변화에 관계없이 동일한 영상을 느낄 수 있게 될 것이다.
• 판단된다. 아울러 많은 연구가 진행 중인 색 순응 알고리즘과 함께 병용되면 보다 정확한 색 재현을 실현하여 원 화상의 느낌 그대로를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.
• 이러한 sRGB 표준에 근거하여 색 정보를 지닌 원화 상을 sRGB 표준 칼라 모니터 시스템에 그대로 재현할 수 있다면 원 화상과 동일한 색상을 얻게 될 것이다.

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