LCybCrg 색 공간에서 분류맵을 이용한 바랜 색 보정

경왕준(Wang-Jun Kyung),김대철(Dae-Chul Kim),이철희(Cheol-Hee Lee),하영호(Yeong-Ho Ha) 大韓電子工學會 2012 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.49 No.2

일반적으로 바랜 영상 보정 방법들은 색 바램의 현상은 광원의 효과로서, Gray World Assumption 또는 White Patch Retinex와 같은 광원 추정 알고리즘을 사용한다. 그러나 이러한 방법들은 염료의 특성, 온도, 습도, 광원 등에 따라 다르게 바래는 색에 대한 보정은 부정확함을 나타냈다. 본 논문에서는 LCybCrg 색 공간에서의 분류맵을 이용한 바랜 색 보정 방법을 제안한다. 먼저 입력의 색 바랜 영상은 LCybCrg의 보색 공간의 색도를 기반으로 하여 분류되었다. 그리고 RGB 색 공간에서 Gray World Assumption을 기반으로 하여 바랜 색도를 보정하였다. 또한 CybCrg 값으로부터 계산된 가중치는 각각의 영역에서 발생 할 수 있는 윤곽효과를 줄이기 위해 적용되었다. 그 결과 제안한 방법은 바랜 영상에 대해 이전 방법들 보다 더 나은 보정 성능을 보였다. Generally, correction methods for faded images use illuminant estimation algorithms, such as the gray world assumption and white patch Retinex methods, as the phenomenon of color fading is regarded as an illuminant effect. However, this induces inaccurate faded color correction, as images fade at different rates according to the ink property, temperature, humidity, and illuminant. Therefore, this paper presents a color correction method for faded images using classification in LCybCrg color space. The input faded image is first separated according to the chromaticity based on LCybCrg opponent color space. The faded color correction is then performed based on the gray world assumption in RGB color space. Thereafter, weights calculated from CybCrg values are applied to reduce contour artifacts. As a result, the proposed method provides better color correction for faded images than previous methods.

색 재현 개선을 위한 CIELAB 색 공간 기반의 향상된 Multi-scale Retinex

경왕준(Wang-Jun Kyung),이태형(Tae-Hyoung Lee),이철희(Cheol-Hee Lee),하영호(Yeong-Ho Ha) 大韓電子工學會 2011 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.48 No.1

본 논문에서는 디지털 영상의 지역적 계조 재현과 함께 입력 영상의 색상을 유지하는 영상 향상 기법을 제안한다. 기존의 지역적 계조 재현 방법인 통합된 다중 크기의 Retinex는 영상이 가지는 어두운 영역의 가시성 향상을 통한 향상된 계조 재현결과를 가져왔다. 그러나 IMSR을 포함한 대부분의 지역적 계조 재현 방법은 RGB 색 공간에서 수행되어 인간시각시스템에 의해 인지되는 색상의 왜곡이 발생하게 된다. 본 논문에서는 이러한 색상의 왜곡을 줄이는 계조 재현을 위하여 장치 독립적인 CIELAB 색 공간에서 색상를 유지하고 높은 대비와 자연스러운 영상을 얻기 위한 계조 재현 및 채도 보상 기법을 제안한다. 제안한 방법은 먼저 CIELAB 색 공간에서 L* 값에 대해 IMSR, 정규화 및 단순한 사상 함수를 수행하여 가시성을 향상 시킨다. 또한, sRGB 색역 경계값을 이용하여 LC 평면에서 밝기 변화에 대한 선형적인 채도 보상을 수행하였다. 그 결과 입력 영상의 계조 재현을 통해 가시성이 향상되었고, 기존의 IMSR과 비교하여 색상의 왜곡이 줄었으며, 주관적인 평가를 수행하여 비교 평가 하였다. In this paper, we propose the digital image enhancement method including local tone reproduction and preservation of the hue. In recent studies, an integrated multi-scale retinex (IMSR) has produced great naturalness in the resulting images through enhancement of visibility in dark area in input images. However, most methods, including IMSR, work in RGB color spaces. As such, this produces hue distortion from the perspective of the human visual system, that is, hue distortion in CIELAB color space. Accordingly, this paper proposes an tone reproduction and enhancement of saturation method in a device-independent color space, CIELAB, to preserve the hue and obtain a high contrast and naturalness. First, to achieve the desired objectives, the IMSR is then applied to only the L* values in CIELAB color space, normalization, and simple mapping function, thereby preserving the balance of the color components and enhancement of visibility. Then, saturation adjustment is performed by applying the ratio of the chroma variation at the sRGB gamut boundary according to the corrected luminance. In experiments, the proposed method is shown to improve the visibility in dark shadows and bright regions in the resulting images and reduce any color distortion then preference test are performed.

다중크기 회색계 알고리즘 기반의 통합된 보정 계수를 이용한 바랜 영상 개선

경왕준(Wang-Jun Kyung),김대철(Dae-Chul Kim),하영호(Yeong-Ho Ha) 한국통신학회 2014 韓國通信學會論文誌 Vol.39 No.8(통신이론)

오랜 시간 보관된 사진 및 인쇄물의 색 바랜 현상은 염료의 특성, 보관 온도, 습도 및 광원 등의 환경적 요인에 따라 다르게 나타난다. 이러한 바랜 영상의 보정을 위해 회색계 알고리즘(gray world algorithm) 또는 WR(white patch retinex)과 같은 전역적 광원 추정을 기반으로 한 방법이 제안되었다. 그러나 색 바랜 현상은 지역적으로 다르게 나타나므로 기존의 전역적 방법으로는 잘 보정되지 않는다. 이에 본 논문에서는 바랜 영상의 지역적 보정을 위해 보정계수 통합 기반 색 보정 알고리즘을 제안하였다. 먼저, 제안한 방법은 다중 크기의 평균 필터를 적용해 지역적인 처리를 수행하고, 회색계 알고리즘을 기반으로 한 영상의 보정계수를 얻는다. 다음으로, R과 B 채널에 적용하기 위해 계산된 다중 크기의 보정계수들을 가중처리하여 합하고, 이 가중처리된 보정계수를 회색계 알고리즘 처리를 통해 결과 영상을 얻는다. 그 결과 제안한 방법은 전역적, 지역적으로 바랜 영상들에 대해 기존의 방법들보다 나은 보정 결과를 보였다. Fading effect of old pictures and printings is shown up differently according to the ink property, temperature, humidity, illuminants, and so on. Faded image enhancement techniques based on illuminant estimation are proposed such as the gray world algorithm and white patch retinex methods. However, conventional simple operators are not suitable for enhancing faded images because partial fading effect is appeared differently. Thus, this paper presents a color enhancement algorithm based on integrating correction coefficients for faded images. First, the proposed method adopts local process by using multi-scale average mask. The coefficients for each multi-scale average mask are obtained to apply the gray world algorithm. Then, integrating the coefficients with weights is performed to calculate correction ratio for red and blue channels in the gray world assumption. Finally, the enhanced image is obtained by applying the integrated coefficients to the gray world algorithm. In the experimental results, the proposed method reproduces better colors for both wholly and partially faded images compared with the previous methods.

웨이블릿 패킷 기반의 컬러화 알고리즘에서 슈도랜덤코드 삽입을 이용한 채도 보상 방법

고경우(Kyung-Woo Ko),장인수(In-Su Jang),경왕준(Wang-Jun Kyung),하영호(Yeong-Ho Ha) 대한전자공학회 2010 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.47 No.4

본 논문에서는 웨이블릿 패킷 변환(WPT) 기반의 컬러화 알고리즘에서 슈도랜덤코드(pseudo-random code) 정보의 삽입을 통해 복원된 컬러 영상에서 채도를 보상하는 방법을 제안한다. 우선 컬러 영상을 흑백 영상으로 변환하는 과정(컬러-그레이변환)에서 RGB 영상을 YCbCr 영상으로 변환한 후, Y 영상에 2레벨 웨이블릿 패킷 변환을 적용하여 정보량이 최소인 부영역(수평의 수직, 수직의 수평 부영역)에 CbCr 영상을 삽입한다. 이때 프린팅 및 스캐닝 과정에서 발생하는 채도 열화를 보상하기 위해 원본 영상 CbCr의 최대값 및 최소값을 슈도랜덤코드 형태로 변환하여 대각의 대각 부영역에 역시 삽입한다. 슈도랜덤코드는 CbCr의 최대값 및 최소값을 흰색 점의 개수로 표현한 영상으로, 컬러 복원 과정(그레이-컬러변환)에서 이를 추출하여 원본의 CbCr 최대값 및 최소값과 복원 영상의 CbCr 최대값 및 최소값과의 비를 가중치로 이용함으로써 채도 보상 알고리즘을 수행한다. 실험을 통해 제안된 방법이 복원된 컬러 영상에서 채도를 향상시킴을 색차와 PSNR 수치로 확인할 수 있었다. This paper proposes a saturation compensating method by embedding pseudo-random code information in wavelet packet based colorization algorithm. In the color-to-gray process, an input RGB image is converted into YCbCr images, and a 2-level wavelet packet transform is applied to the Y image. And then, color components of CbCr are embedded into two sub-bands including minimum amount of energy on the Y image. At this time, in order to compensate the color saturations of the recovered color image during the printing and scanning process, the maximum and minimum values of CbCr components of an original image are also embedded into the diagonal-diagonal sub-band by a form of pseudo-random code. This pseudo-random code has the maximum and minimum values of an original CbCr components, and is expressed by the number of white pixels. In the gray-to-color process, saturations of the recovered color image are compensated using the ratio of the original CbCr values to the extracted CbCr values. Through the experiments, we can confirm that the proposed method improves color saturations in the recovered color images by the comparison of color difference and PSNR values.

주파수 도메인의 변곡점을 이용한 디지털 카메라의 moire 제거 방법

김대철(Dae-Chul Kim),경왕준(Wang-Jun Kyung),이철희(Cheol-Hee Lee),하영호(Yeong-Ho Ha) 대한전자공학회 2014 전자공학회논문지 Vol.51 No.1

디지털 카메라에서는 일반적으로 높은 공간주파수에 의해 발생하는 주파수 간섭을 제거하기 위해 광저대역 투과 필터(optical lowpass filter)를 사용한다. 그러나 영상을 획득할 때 광저대역 투과 필터의 사용으로 고주파 성분이 제거되어 상세 성분의 손실을 가져오게 된다. 이와 반대로, 광저대역 투과 필터를 제거한 후에 영상을 획득할 경우, 높은 공간주파수를 가지는 영역에서 moire가 발생하게 된다. 따라서, 본 논문에서는 카메라의 광저대역 투과 필터를 제거 후 영상의 상세 성분을 보존하고 moire를 제거하는 방법을 제안한다. 먼저 ISO12233 해상도 차트를 사용하여 카메라의 공간해상도(spatial frequency response)를 분석하고, 카메라의 최대 분해능에 해당하는 해상도 차트의 패턴을 모델링하여 moire가 발생하는 영역을 검출한다. 검출된 moire 영역을 주파수 도메인에서 분석하고 DC 성분과 최대 주파수 사이의 각 주파수별 최대 값에서 발생하는 변곡점을 검출하고 변곡점에 해당하는 값을 제거하여 moire 성분을 제거한다. 실험 결과 제안한 방법은 상세 성분의 손실을 줄이고 moire 제거에서 우수한 성능을 보였다. Digital still camera generally uses optical low-pass filter(OLPF) to enhance its image quality because it removes high spatial frequencies causing aliasing. However, the use of OLPF causes some loss of detail. On the other hand, when image are captured by using no OLPF, the moire is generally existed in high spatial frequency region of an image. Therefore, in this paper, moire reduction method in case of using no OLPF is suggested. To detect the moire, spatial frequency response(SFR) of camera was firstly analyzed by using ISO 12233 resolution chart. Then, moire region is detected by using the patterns that are related to the SFR of camera. next, this region is analysed in the frequency domain. Then, the moire is reduced by removing its frequency component, which represents inflection point between high frequency and DC components. Through the experimental results, it is shown that the proposed method can achieve moire reduction with preserving the detail.

입ㆍ출력 특성곡선에 기초한 Look-Up Table 방식의 자동노출제어

이태형(Tae-Hyoug Lee),경왕준(Wang-Jun Kyung),이철희(Cheol Hee Lee),하영호(Yeong-Ho Ha) 대한전자공학회 2010 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.47 No.4

자동노출제어는 카메라에서 연속적을 입력되는 영상의 밝기를 유지하기 위하여 적절한 센서이득 혹은 노출 결정하는 것을 이야기 한다. 최근 노출제어는 영상의 정보 보다는 하드웨어적 장치를 적용하나, 모바일 폰 카메라에서 영상의 평균 밝기와 센서이득 혹은 노출 만을 이용한다. 또한 모바일 장치의 하드웨적 성능고려하여야 하며, 부적절한 제어로 발생하는 flicker 현상을 제거하여야 한다. 따라서 제안된 자동노출제어는 flicker 현상의 제거 및 실시간 수행을 위하여 입ㆍ출력 특성곡선에 기초한 Look Up Table(LUT)을 사용한다. 제안된 방법에서는 선행 작업으로 카메라의 센서이득에 따른 입력과 출력 특성을 LUT로 만들어 저장한다. 노출제어에 있어서 먼저 저장된 LUT의 정보와 현재의 센서이득을 통하여 현재 입력 영상에 상응하는 패치를 추정한다. 그리고 추정된 패치와 LUT의 정보를 또다시 이용하여 추정된 패치가 목표 밝기를 가질 수 있도록 하는 최종적인 센서이득을 추정할 수 있게 된다. 제안된 방법은 LUT를 사용함으로써 다음 프레임의 센서이득을 실시간으로 추정 할 수 있고, 또한 반복적 수행 없이 정확한 센서이득을 추정함으로써 flicker를 제거 할 수 있다. 실험 결과영상에서 제안된 방법이 실시간으로 자동노출제어를 할 수 있음을 확인하였다. Auto-exposure control automatically calculates and adjusts the exposure for consecutive input image. Recently, this is usually controlled by the sensor gain, however, unsuitable control causes oscillation of luminance for sonsecutive input images, called as flickering. Also, in mobile phone cameras, only simple information, such as the average luminance value, can be utilized due to coarse performance. Therefore, this paper presents a new real-time AE control method using a Look Up Table(LUT) based on Scene-Luminance curves to avoid the generation of flickering. Prior to the AE control, a LUT is constructed, which illustrates the characteristic of outputs for input patches corresponding to sensor gains. The AE control is first performed by estimating a current scene as a patch using the proposed LUT. A new sensor gain is then estimated using also LUT with previously estimated patch. The entire estimation process is performed using linear interpolation to achieve real-time execution. Based on experimental results, the proposed AE control is demonstrated with real-time, flicker-free.

칼라 에지 검출을 위한 Van der Waerden 검정 통계 기법

최명희 ( Myong Hui Choi ),경왕준 ( Wang Jun Kyung ),하영호 ( Yeong Ho Ha ) 한국화상학회 2010 한국화상학회지 Vol.16 No.4

본 논문에서는 다양한 컬러 영상에서 YCbCr 컬러 모델과 통계적 기법에 기반을 둔 효과적인 에지 검출 기법을 제안한다. 먼저, 다양한 컬러 영상들을 YCbCr 컬러 모델로 변환하고, 명세화 하는 중요 단계 (specifying significance level)와 에지 높이 계수 (edge-height parameter)에 의해 결정된 문턱치 값을 사용한 Van der Waerden 통계량에 기반을 두어 효과적으로 에지를 검출한다. 또한, 에지 검출에 대하여 통계적인 가설 검정(statistical hypothesis testing)에 기반을 둔 비모수 Wilcoxon 검정 (nonparametric Wilcoxon test)과 T 검정 (T test)에 대하여 기술 한다. 제안한 Van der Waerden 통계량 기반의 에지 검출은 다양한 컬러 영상들에 대해 기존의 Sobel 및 다른 통계적 검출 방법과 비교하여 효과적인 성능을 보였다. This paper proposes an efficient edge detection using statistical tests under YCbCr model in color images. We propose an efficient edge detection based on Van der Waerden statistic using the threshold determined by specifying significance level and an edge-height parameter under YCbCr in various color images. We describe a nonparametric Wilcoxon test and T test based on statistical hypothesis testing for the detection of edges. Comparison with our statistical tests and the differential operator with sobel shows that Van der Waerden method performs more effectively under YCbCr model in various color images.

CIECAM02에서의 밝기 분포 기반 모바일 디스플레이의 인지적 대비

남의원(Eui-Won Nam),경왕준(Wang-Jun Kyung),하호건(Ho-Gun Ha),하영호(Yeong-Ho Ha) 대한전자공학회 2015 전자공학회논문지 Vol.52 No.2

디스플레이의 대비는 일반적으로 디스플레이 최대 밝기와 최소 밝기의 비율을 이용하여 나타낸다. 그러나 이와 같은 명암비는 인간 시각의 인지 특성을 고려하지 않고 디스플레이의 물리적 특성만을 고려했기 때문에 인지 대비와 일치 하지 않는다. 본 논문에서는 디스플레이 밝기 범위 내에서 인지적으로 구별 가능한 밝기를 고려한 대비 측정 방법을 제안한다. 먼저, 디스플레이의 인지 밝기 범위를 측정하기 위해 CIECAM02 색 공간에서 최대 밝기와 최소 밝기 사이의 길이를 계산한다. 다음으로, Weber-Fechner 법칙을 기반으로 하여 각 밝기에서 인지적으로 동일한 밝기 범위를 결정하고, 각 범위 내에 존재하는 색의 수를 계산한다. 마지막으로, 각각의 동일하게 인지되는 밝기 범위내의 색의 수와 인지적 대비 길이의 비율로 인지적으로 구별 가능한 밝기를 계산한다. 주관적 실험에서 제안한 방법은 이전의 인지 대비 측정법에 비해 주관적 인지 대비 실험 결과와 일치하는 결과를 보였다. The contrast of a display is generally evaluated by using the ratio of the minimum luminance to the maximum luminance of the display. However, this contrast ratio is not matched with perceived contrast because it uses only physical characteristic of display without considering human perceptual characteristics. In this paper, the proposed contrast measure that considers perceptually discriminable brightness within the range of display brightness is suggested. First, the range between the minimum and maximum brightness of display in CIECAM02 color space is calculated to measure the length of perceived brightness for the display. Next, brightness ranges which are perceptually same at each brightness level are determined by applying Weber-Fechner ratio and then, the number of brightness values within each brightness range is counted. Finally, perceptually discriminable brightness is defined as the sum of ratio between the number of brightness values in each brightness range and the perceptual contrast length of the display. In the experiments, preference test using various displays with random brightness patches is performed to evaluate perceived contrast. As a result, the proposed measure is more consistent with human perception than the previous contrast measures.

컬러 카테고리 맵을 이용한 수정된 지역적인 색변환

하호건(Ho-Gun Ha),경왕준(Wang-Jun Kyung),김대철(Dae-Chul Kim),하영호(Yeong-Ho Ha) 大韓電子工學會 2012 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.49 No.3

Local color transfer is the process of assigning a given color to a local region in a target image. The local region that contains the given color has to be segmented. Conventionally, the segmentation of the corresponding local region in a target image is based on the color distance. The region which is the closest in color distance is separated. However, since the close range of color distance separating a given color from target image is ambiguous and uncertain, color distortion is often generated around a separated local region. Therefore, this paper addresses the problem of segmentation in a local color transfer. To prevent color distortion, a modified color influence map is proposed with color categories. First, the target image is roughly segmented using a color category map, which groups similar colors in color space. It restricts the color transfer to a specific color category according to a given color. Second, modified color influence map assigning different weight to lightness and chroma, respectively, is used instead of Euclidian color distance. Then, by combining a modified color influence map and color category map filtered with anisotropic diffusion, a local region that contains a given color can be segmented more strictly than conventional method. 지역적인 영상의 색변환이란 영상에서 특정 색을 포함하는 영역을 추정하고 이를 원하는 색으로 변환시키는 것이다. 기존 방법에서는 색차만을 이용해서 바꾸고자 하는 색을 포함하는 영역을 추정하고 이를 변환하였다. 따라서 변환되는 색 주변에서 원하지 않는 색결점(color artifact)이 나타나게 되었다. 제안한 방법에서는 이러한 색결점을 줄이기 위해 컬러 카테고리 맵과 수정된 color influence map을 결합한 지역적인 색변환 방법을 제안하였다 .컬러 카테고리 맵은 모든 색을 사람의 인지를 기반으로 11가지의 컬러 카테고리로 나눈 것으로서, 컬러 정보만을 이용해서 먼저 바꾸고자하는 색을 포함한 입력 영상의 지역 영역을 대략적으로 추정한다. 다음으로, 수정된 color influence map을 이용하여 인접한 영역의 색을 고려한 색변환 정도를 계산한다. 기존의 방법처럼 단순히 동일한 가중치를 주는 색차보다는 밝기와 색도에 서로 다른 가중치를 주어 수정된 color influence map을 계산하였다. 마지막으로 각각의 컬러 카테고리 맵과 수정된 color influence map에 가중치를 결합하여 지역적인 영상의 색변환을 수행하였다. 실험을 통해 제안한 방법과 기존의 색변환 방법의 결과 영상을 비교해 보았으며, 제안한 방법에서 색결점이 적게 나타나는 것을 확인할 수 있다.

사람 재인식과 인상착의 분류기를 결합한 다중 출력 모델

박민지(Min-Ji Park),최비결(Bi-Gyeol Choi),박영석(Young-Seok Park),경왕준(Wang-Jun Kyung) 대한전자공학회 2023 대한전자공학회 학술대회 Vol.2023 No.6