(57)【要約】【課題】照明効果によって歪曲されたデジタル映像の色彩を標準照明下での色彩に復元し、デジタル映像で発生する固有色問題（ｕｎｉｑｕｅ  ｃｏｌｏｒ  ｐｒｏｂｌｅｍ）を克服するための色彩復元方法およびシステムを提供する。【解決手段】ａ）復元しようとする映像の色チャネル別の分散値（ｖａｒｉａｎｃｅ  ｖａｌｕｅ）を考慮して準拠領域を決めるステップと；ｂ）前記決められた準拠領域に対する相対的表面反射率（Ｒｅｌａｔｉｖｅ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ）を計算し、前記計算された相対的表面反射率を用いて光源の歪み効果を排除するための調整係数を計算するステップ；およびｃ）前記調整係数を用いて前記復元しようとする映像の色彩を復元するステップを含む。【選択図】図２
2009171585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）復元しようとする映像の色チャネル別の分散値を考慮して準拠領域を定めるステップと；
ｂ）前記定められた準拠領域に対する相対表面反射率を計算し、この計算された相対表面反射率を用いて光源の歪み効果を排除するための調整係数を計算するステップ；および
ｃ）前記調整係数を用いて前記復元しようとする映像の色彩を復元するステップを含むことを特徴とする色彩復元方法。
【請求項２】
前記ステップｂ）は、
ｂ１）前記準拠領域の各ピクセルに対しチャネル内比率尺度（ＩＲ）を計算するステップと；
ｂ２）前記チャネル内比率尺度（ＩＲ）を用いて前記準拠領域の相対表面反射率（Ｐ）を計算するステップと；
ｂ３）前記準拠領域の光度（Ｌ）と前記相対的表面反射率（Ｐ）を用いて固有表面色（Ｃ）を復元するステップ；および
ｂ４）前記準拠領域の前記固有表面色（Ｃ）と前記準拠領域におけるチャネル別の色相値を用いて光源の歪み効果を排除するための調整係数を計算するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の色彩復元方法。
【請求項３】
前記ステップａ）において、前記準拠領域は前記復元しようとする映像の色チャネル別の分散値の和が最大の領域であることを特徴とする請求項１に記載の色彩復元方法。
【請求項４】
前記ステップａ）は、
ａ１）前記復元しようとする映像を複数のサブ映像に分割するステップと；
ａ２）前記分割されたサブ映像の各々に対する各色チャネルにおける分散値の和を計算し、前記分散値の和が最大になるサブ映像を第１サブ映像とするステップと；
ａ３）前記第１サブ映像を複数のサブ映像に再分割するステップと；
ａ４）前記再分割されたサブ映像の各々に対する各色チャネルにおける分散値の和を計算し、前記分散値の和が最大になるサブ映像を第２サブ映像とするステップと；
ａ５）前記第１サブ映像に応じた分散値の和と第２サブ映像に応じた分散値の和とを比較するステップ；および
ａ６）前記比較結果に応じ、前記第１サブ映像を準拠領域に定めるか、または前記第２サブ映像に対して前記ステップａ３）乃至ａ５）に対応するステップを繰り返し実行するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の色彩復元方法。
【請求項５】
前記ステップａ６）において、前記ステップａ３）乃至ａ５）に対応するステップを繰り返し実行することは、前記再分割されたサブ映像のうちの映像チャネル別の分散値の和の最大値が、再分割前のサブ映像に対する映像チャネル別の分散値の和より小さいか同じになるまでに前記ステップを実行するものであり、
前記準拠領域は前記再分割前のサブ映像を準拠領域に定めることを特徴とする請求項４に記載の色彩復元方法。
【請求項６】
前記ステップａ）は、
ａ１１）復元しようとする映像に相異なる大きさのウィンドウを各々適用してサブ映像を抽出するステップと；
ａ２２）前記抽出されたサブ映像の各々に対する色チャネル別の分散値の和を計算するステップ；および
ａ３３）前記色チャネル別の分散値の和が最大であるサブ映像を準拠領域に定めるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の色彩復元方法。
【請求項７】
前記ステップｂ１）において、
前記チャネル内比率尺度（ＩＲ）は、前記準拠領域を構成する各ピクセルの色チャネル別の色相値と前記準拠領域の色チャネル別の色相値に対する比率であることを特徴とする請求項２に記載の色彩復元方法。
【請求項８】
前記ステップｂ２）において、前記相対的表面反射率は、次式３で表され、
【数１】
2009171585.tif 000017
ここで、ＰＫは準拠領域の各ピクセルのＫ色チャネルにおける相対表面反射率であり、
2009171585.tif 000018
はＫ色チャネルにおけるチャネル内比率尺度であり、ＫはＲまたはＧまたはＢ色チャネルであることを特徴とする請求項２に記載の色彩復元方法。
【請求項９】
前記ステップｂ３）において、前記光度は、次式４により求められ、
[数２]
Ｌ＝ＶＲ+ＶＧ+ＶＢ
（式４）
ここで、Ｌはピクセル別の光度、ＶＲは準拠領域を構成する各ピクセルのＲ色チャネルにおける色相値、ＶＧは準拠領域を構成する各ピクセルのＧ色チャネルにおける色相値、およびＶＢは準拠領域を構成する各ピクセルのＢ色チャネルにおける色相値であることを特徴とする請求項２に記載の色彩復元方法。
【請求項１０】
前記ステップｂ４）において、前記調整係数は、次式６で表され、
【数３】
2009171585.tif 000019
ここで、ｍＫは準拠領域のＫ色チャネルの調整係数であり、
2009171585.tif 000020
は準拠領域に属したピクセルが有するＫ色チャネルの固有表面色の和であり、
2009171585.tif 000021
は準拠領域に属したピクセルが有するＫ色チャネルにおける色相値ＶＫの和であることを特徴とする請求項２に記載の色彩復元方法。
【請求項１１】
前記ステップｃ）に続き、
ｄ１）前記復元された映像の各ピクセルの色チャネル別の色相値が限界値を越える場合、オーバーフローコントロールを実行して前記限界値以下の値に補正するステップ；および
ｄ２）出力変調要因を用い、前記補正された各ピクセルの色チャネル別の色相値を再補正するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の色彩復元方法。
【請求項１２】
前記ステップｄ１）において、前記オーバーフローコントロールを行うことは、前記入力された映像イメージの復元前の最大色相値と復元後の最大色相値の比率値を用いることを特徴とする請求項１１に記載の色彩復元方法。
【請求項１３】
前記ステップｄ２）において、前記再補正された色相値は、前記出力変調要因と前記補正された色チャネル別の固有表面色の積であることを特徴とする請求項１１に記載の色彩復元方法。
【請求項１４】
コンピュータに請求項１乃至１３の何れか１項に記載の色彩復元方法を実行させるためのコンピュータ内で実行可能な命令語でコーディングされた情報を記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項１５】
復元しようとする映像の各色チャネルの分散値の和が最大になる領域を準拠領域に決める準拠領域決定部と；
前記準拠領域内において光源の歪み効果を排除するための調整係数を計算する調整係数計算部；および
前記調整係数を用いて前記復元しようとする映像に対する色彩を復元する映像復元部を含むことを特徴とする色彩復元システム。
【請求項１６】
前記準拠領域のチャネル内比率尺度（ＩＲ）を計算する比率尺度計算部と；
前記チャネル内比率尺度（ＩＲ）を用いて前記準拠領域の相対的表面反射率（Ｐ）を計算する表面反射率計算部；および
前記準拠領域の光度（Ｌ）と前記相対的表面反射率（Ｐ）を用いてピクセル別の固有表面色（Ｃ）を復元する色復元部をさらに備え、
前記調整係数計算部は、前記準拠領域の前記固有表面色（Ｃ）と前記準拠領域におけるチャネル別の色相値を用いて光源の歪み効果を排除するための調整係数を計算することを特徴とする請求項１５に記載の色彩復元システム。
【請求項１７】
前記映像復元部によって復元された映像の色チャネル別の色相値が所定の限界値を越える場合、オーバーフローコントロールを通じて前記色チャネル別の色相値を前記所定の限界値以下に補正する第１補正部をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の色彩復元システム。
【請求項１８】
前記第１補正部によって補正された色チャネル別の色相値と出力変調要因を乗じて、前記補正された色チャネル別の色相値を再補正する第２補正部をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の色彩復元システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は色彩復元方法およびシステムに関するものである。より詳しくは、人間視覚システムの色彩恒常性実現原理を用いて照明によって歪曲されたデジタル映像の色彩を復元する色彩復元方法およびシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に映像歪みが照明に起因する場合、いかなるシステムも歪みに関係なく精密に映像の色彩値を復元することは理論上不可能である。その理由は、色彩値を安定した標準照明状態下で獲得するか、色彩値がスペクトルの表面反射率から定義されるためであり、この時の映像は、光源そのものを含むことなく、オブジェクトの表面から反射した光情報を含むためである。しかし、公知の色彩恒常性関数（ｃｏｌｏｒ  ｃｏｎｓｔａｎｃｙ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）によれば、人間の視覚システムは、照明の歪み効果を除去するか最小化することにより、映像の固有な色彩値に非常に近似した値を認識することができる。
【０００３】
従来には、このような人間の視覚システムを映像処理技術として好ましく実現するために多くの試みがあったものの、未だに満足できるほどの結果が得られていない。従来の大部分のデジタル映像処理装置やデジタル映像処理ソフトウェアには、人間の視覚システムとは程遠い非常に複雑な色彩補正技術を適用している。色彩補正技術は視覚的側面や技術的観点から主に得られた様々な信号を応用するが、時々試行錯誤によるマニュアル動作も考慮する。しかし、色彩補正技術はその適用範囲が制限される問題点を有している。その理由は、動作パラメータが定められた範囲内の値を有すれば従来システムは正常に作動するが、動作パラメータがこの定められた範囲から逸脱した値を有すれば従来システムの性能は急激に悪化するためである。時々従来システムのこのような問題点を解決するために手作業をしたりもするが、この場合、多くの手間がかかり、時間や費用の面で多くの投資をしなければならない問題点がある。
【０００４】
従来技術が有するこのような問題点を解決するために、大韓民国特許登録公報第４４２，３２０号にはデジタル映像の色彩復元方法が開示されている。この発明によれば、色彩復元方法はチャネル内比率尺度（ｉｎｔｒａ  ｃｈａｎｎｅｌ−ｒａｔｉｏ  ｓｃａｌｅ）を利用し、固有色問題（ｕｎｉｑｕｅ  ｃｏｌｏｒ  ｐｒｏｂｌｅｍ）を解決するためにｅｑｕｉ−ｍａｘアルゴリズムを利用する。通常、固有色問題は、例えば、海岸場面では青色が目立つように、特定色彩が歪曲されたデジタル映像の全体領域または一部領域にかけて著しく現れる時に発生する。また、固有色問題は拡大写真においてオブジェクトが相対的に固有な均一色彩を有する場合に発生する。しかし、前記発明によるｅｑｕｉ−ｍａｘアルゴリズムは安定した準拠基盤（ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ  ｂａｓｅ）においてはろくに作動しない。したがって、多重光源によるデジタル映像の歪みやデジタル映像に対するバイアスが大きくなる場合に発生する固有色問題を克服するには限界があり、固有色問題が表面的に現れた補正パラメータの再調整が避けられない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記のような問題点を解決するために導き出された本発明は、照明効果によって歪曲されたデジタル映像の色彩を標準照明下での色彩に復元し、デジタル映像で発生する固有色問題（ｕｎｉｑｕｅ  ｃｏｌｏｒ  ｐｒｏｂｌｅｍ）を克服するための色彩復元方法およびシステムを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するための本発明に係る色彩復元方法は、ａ）復元しようとする映像の色チャネル別の分散値を考慮して準拠領域を決めるステップと；ｂ）前記決められた準拠領域に対する相対的表面反射率（Ｒｅｌａｔｉｖｅ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ）を計算し、前記計算された相対的表面反射率を用いて外部光源の効果を排除するための調整係数を計算するステップ；およびｃ）前記調整係数を用いて前記復元しようとする映像の色彩を復元するステップを含むことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る色彩復元システムは、復元しようとする映像の各色チャネルの分散値の和が最大になる領域を準拠領域に決める準拠領域決定部と；前記準拠領域内において光源の効果を排除するための調整係数を計算する調整係数計算部；および前記調整係数を用いて前記復元しようとする映像に対する色彩を復元する映像復元部を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、デジタル映像の所定領域に他の反射率を有するサーフィスエレメント（ｓｕｒｆａｃｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ）が所定個以上備えられれば、従来の色彩補正技術では解決できなかった光源のスペクトルバイアスに起因するデジタル映像の歪曲された色彩を固有色問題に拘らずに簡便で且つ迅速に補うことができる。また、多重光源によって歪曲されたデジタル映像の色彩復元も容易であり、デジタル映像に対するバイアスが増加する場合に発生する固有色問題も解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の望ましい実施形態に係る色彩復元システムのブロック図である。
【図２】本発明の望ましい実施形態に係る色彩復元方法のフローチャートである。
【図３】本発明の望ましい実施形態に係るデジタル映像のチャネル別の固有色を復元する過程に対する参考図である。
【図４】本発明の望ましい実施形態に係る赤色に偏ったイメージの色彩復元結果に対する参考図である。
【図５】本発明の望ましい実施形態に係る緑色に偏ったイメージの色彩復元結果に対する参考図である。
【図６】本発明の望ましい実施形態に係る青色に偏ったイメージの色彩復元結果に対する参考図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付図面に基づいてより詳細に説明する。先ず、各図面の構成要素に参照符号を付加する際、同一構成要素については、他の図面上に示すときにもできるだけ同一符号を与えるようにしていることを留意しなければならない。また、本発明を説明するにおいて、関連する公知構成または機能に関する具体的な説明が本発明の要旨を濁す恐れがあると判断される場合にはその詳細な説明は省略する。さらに、以下では本発明の望ましい実施形態を説明するが、本発明の技術的思想はこれに限定または制限されず、当業者によって様々に実施できることは言うまでもない。
【００１１】
図１は本発明の望ましい実施形態に係る色彩復元システムのブロック図である。色彩復元システム１０は、人間視覚システムの色彩恒常性実現原理を用いて照明によって歪曲されたデジタル映像の色彩を復元し、以下の３種類の基本仮定により動作がなされる。
【００１２】
第１に、色彩恒常性の問題は逆関数を用いても解決できないため、正確な値を計算するよりは近似値を求める方式で接近しなければならない。人間の視覚システムは近似値を得るために明順応（ｌｉｇｈｔ  ａｄａｐｔａｔｉｏｎ）方法を使う。本発明に係る色彩復元システム１０は歪曲されたデジタル映像の色彩復元時に前記明順応方法を考慮する。
【００１３】
第２に、照明による光源の効果は単一イメージの全部分に均一に作用する。したがって、特定領域における色彩補正近似値を知っているのであれば、他の領域における色彩補正近似値も容易に求めることができる。
【００１４】
第３に、自然映像は大部分オブジェクトの表面に光反射スペクトルを備える。映像に含まれる色彩の個数が所定個以下であれば、システムは目で認識できる色彩がオブジェクトの固有な表面特性（例えば、表面反射率）や光源に起因した歪みからくるのかを判別することができない。本発明は、このような問題点を克服するために映像においてオブジェクトの表面に所定種類の色彩が備えられることを仮定する。
【００１５】
図１に示すように、色彩復元システム１０は、準拠領域決定部２０、比率尺度計算部３０、表面反射率計算部４０、色復元部５０、調整係数計算部６０、映像復元部７０、第１補正部７３、および第２補正部７５を含む。
【００１６】
準拠領域決定部２０は、色彩復元のために入力された映像の各色チャネルに対する分散値の和が最大になる領域を準拠領域に決定する。
比率尺度計算部３０は、前記準拠領域を構成する各ピクセルの色チャネル別の色相値と前記準拠領域全体の色チャネル別の色相値に対する比率であるチャネル内比率尺度（Ｉｎｔｅｒ−ｃｈａｎｎｅｌ  ｒａｔｉｏ  ｓｃａｌｅ：ＩＲ）を計算する。本発明の実施例において、比率尺度計算部３０は前述した第１仮定と第２仮定を考慮してその機能を行う。
【００１７】
表面反射率計算部４０は、前記チャネル内比率尺度の入力を受け、前記準拠領域のピクセル別の表面反射率に対する近似値である相対的表面反射率（Ｒｅｌａｔｉｖｅ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ）を計算する。
色復元部５０は、前記相対的表面反射率と前記準拠領域のピクセル別の光度を乗じて前記準拠領域のピクセル別の固有表面色を復元する。
【００１８】
調整係数計算部６０は、前記復元された準拠領域の色チャネル別の固有表面色と前記準拠領域の色チャネル別の色相値を用いて光源の効果を排除するための調整係数を計算する。
映像復元部７０は、色彩復元のために入力された映像を構成する各ピクセルの色相値と前記調整係数を用いて色彩復元のために入力された映像を復元する。
【００１９】
第１補正部７３は、前記復元された映像のピクセル別の色相値が０〜２５５に指定されている限界値を越える場合、オーバーフローコントロール（Ｏｖｅｒｆｌｏｗ  ｃｏｎｔｒｏｌ）を行って前記復元された映像のピクセル別の色相値を補正する。
第２補正部７５は、前記補正が行われたピクセル別の色相値と出力変調要因（ｇａｉｎ  ｆａｃｔｏｒ）を考慮し、前記補正が行われたピクセル別の色相値を再補正する。
【００２０】
図２は本発明の望ましい実施形態に係る色彩復元方法のフローチャートである。図２に示すように、色彩復元方法は色彩復元システム１０において時系列的に行われる下記ステップを含む。
【００２１】
Ｓ１０において、準拠領域決定部１０は色彩復元のために入力された映像に対する準拠領域を決める。準拠領域は入力映像において色チャネル別の分散値（ｖａｒｉａｎｃｅ  ｖａｌｕｅ）の和が最大の領域である。統計学的特性に基づく場合、この準拠領域は映像の他の領域よりさらに多様な色彩を備える可能性が高い。したがって、準拠領域を利用すれば、色彩調整係数を計算する過程で相対的に大きい領域に拡張した主要色彩によって発生する照明効果を最小化することができるため、固有色問題を効果的に解消することができる。
前記準拠領域の計算は下記の数学式１によってなされる。
【００２２】
【数１】
2009171585.tif 000003
【００２３】
ここで、σ２は３チャネルの分散値の和、σ２ＲはＲチャネルの分散値、σ２ＧはＧチャネルの分散値、およびσ２ＢはＢチャネルの分散値である。
前記準拠領域を決める方法は次の通りである。
【００２４】
先ず、復元しようとする映像を複数のサブ映像に分割する。また、前記分割された複数のサブ映像の各々に対する各色チャネルの分散値の和を計算し、前記分散値の和が最大になるサブ映像を第１サブ映像に決める。
次に、前記第１サブ映像を複数のサブ映像に再分割する。また、前記再分割されたサブ映像の各々に対する各色チャネルの分散値の和を計算し、前記分散値の和が最大になるサブ映像を第２サブ映像に決める。
最後に、前記第１サブ映像と第２サブ映像とを比較し、前記第１サブ映像の分散値の和がより大きい場合に前記第１サブ映像を準拠領域に決める。
【００２５】
前記第２サブ映像の分散値の和がより大きい場合には、前記第２サブ映像を再び複数のサブ映像に再分割した後、前記再分割されたサブ映像のうちの各色チャネルの分散値の和が最大になるサブ映像の各色チャネルにおける分散値の和が、前記再分割前のサブ映像における各色チャネルの分散値の和より小さいか同じである時までに分割を繰り返し行って準拠領域を決めることができる。
【００２６】
また、前記準拠領域を決める他の方法は、復元しようとする映像に相異なる大きさのウィンドウを各々適用してサブ映像を抽出し、前記抽出されたサブ映像の各々に対する色チャネル別の分散値の和を計算した後、前記色チャネル別の分散値の和が最大であるサブ映像を準拠領域に決める方法である。
【００２７】
Ｓ２０において、比率尺度計算部３０はチャネル内比率尺度（ＩＲ：Ｉｎｔｅｒ−ｃｈａｎｎｅｌ  Ｒａｔｉｏ  ｓｃａｌｅ）を計算する。この時、比率尺度計算部３０が計算するチャネル内比率尺度は、前記準拠領域を構成する各ピクセルの色チャネル別の色相値および前記準拠領域の色チャネル別の色相値間の比率値から導き出す。各映像ピクセルのチャネル別の色相値は、それぞれの色チャネルにおいてピクセルの相対的強度を表す比率尺度を意味する。したがって、比率値は各ピクセルの正規化したチャネル別の色相値と同一であると言える。本発明の実施例において、比率尺度計算部３０はチャネル内比率尺度を計算する時に各ピクセルの３チャネル色相値を考慮することが好ましい。
前記チャネル内比率尺度の計算は下記の数学式２によってなされる。
【００２８】
【数２】
2009171585.tif 000004
ここで、ＶＫは準拠領域の単一ピクセルのＫ色チャネルに対する色相値、 
2009171585.tif 000005
は準拠領域全体のＫ色チャネルの色相値、およびＩＲＫは準拠領域のピクセル別のＫ色チャネルに対するチャネル内比率尺度である。
【００２９】
前記数学式２は本発明に係る色彩復元方法において核心計算成分であるチャネル内比率尺度を計算するものであり、前記数学式２によって準拠領域を構成する各ピクセルの色相値が比率値に変換される。
【００３０】
Ｓ３０において、表面反射率計算部４０は、物体表面の固有色を決める表面反射率に取って代わるための相対的表面反射率（Ｒｅｌａｔｉｖｅ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ）を計算する。
前記相対的表面反射率の計算は下記の数学式３によってなされる。
【００３１】
【数３】
2009171585.tif 000006
ここで、ＰＫは準拠領域の各ピクセルのＫ色チャネルにおける相対的表面反射率（Ｒｅｌａｔｉｖｅ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ）、ＳＫは準拠領域の各ピクセルのＫ色チャネルにおいて物体表面の固有色を決める表面反射率、および 
2009171585.tif 000007
はＫ色チャネルにおけるチャネル内比率尺度、ＫはＲまたはＧまたはＢ色チャネルである。
【００３２】
この時、前記相対的表面反射率を計算する理由は、物体表面の固有色を決める表面反射率は計算が不可能であるため、前記数学式３によって計算された相対的表面反射率を前記表面反射率の近似値として推定するためである。
【００３３】
Ｓ４０において、色復元部５０は、前記準拠領域のピクセル別の光度（Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）と各ピクセルの色チャネル別の相対的表面反射率を乗じて前記準拠領域の各ピクセルに対する固有表面色を復元する。
前記準拠領域のピクセル別の光度は前記準拠領域の各ピクセルの色チャネル別の表面反射率と照明強度の積で示される値の和であり、前記準拠領域のピクセル別の光度に対する計算は下記の数学式４によってなされる。
【００３４】
[数４]
Ｌ＝ＶＲ+ＶＧ+ＶＢ
（数学式４）
【００３５】
ここで、Ｌはピクセル別の光度、ＶＲは準拠領域を構成する各ピクセルのＲ色チャネルにおける色相値、ＶＧは準拠領域を構成する各ピクセルのＧ色チャネルにおける色相値、およびＶＢは準拠領域を構成する各ピクセルのＢ色チャネルにおける色相値である。
準拠領域において、各ピクセルの復元された表面色彩は数学式４から導き出した光度と下記の数学式５から導き出した表面反射率から求めることができる。数学式５は各ピクセルに対する固有表面色を計算する公式である。
【００３６】
【数５】
2009171585.tif 000008
【００３７】
ここで、ＣＫは準拠領域を構成する各ピクセルのＫ色チャネルにおける復元された固有表面色、Ｌはピクセル別の光度、およびＰＫは準拠領域を構成する各ピクセルのＫ色チャネルにおける相対的表面反射率である。
Ｓ５０において、調整係数計算部６０は準拠領域の色チャネル別の調整係数を計算する。前記調整係数は入力された映像の色彩復元過程において光源の効果を排除するための係数であり、前記調整係数の計算は下記の数学式６によってなされる。
【００３８】
【数６】
2009171585.tif 000009
ここで、ｍＫは準拠領域のＫ色チャネルの調整係数、 
2009171585.tif 000010
は準拠領域に属したピクセルが有するＫ色チャネルの固有表面色の和、および 
2009171585.tif 000011
は準拠領域に属したピクセルが有するＫ色チャネルにおける色相値ＶＫの和である。
【００３９】
Ｓ６０において、映像復元部７０は前記Ｓ５０で計算された調整係数を用いて前記入力された映像の色彩を復元する。
前記入力された映像の色彩復元は下記の数学式７によってなされる。
【００４０】
[数７]
ＲＣＫ＝ＶＫ×ｍＫ
（数学式７）
【００４１】
ここで、ＲＣＫは前記入力された映像を構成する各ピクセルのＫ色チャネルにおける復元された色相値、ＶＫは入力された映像イメージの各ピクセルのＫ色チャネルにおける色相値、およびｍＫは準拠領域におけるＫ色チャネルにおける調整係数である。
【００４２】
Ｓ７０において、第１補正部７３は、前記復元された色相値が０〜２５５に設定された限界値を超過するか否かを判断した後、前記復元された色相値が前記限界値を超過しない場合には終了する。
【００４３】
前記復元された色相値が前記限界値を超過する場合には、Ｓ７３において第１補正部７３がオーバーフローコントロール（Ｏｖｅｒｆｌｏｗ  ｃｏｎｔｒｏｌ）を行い、前記復元された色相値を前記限界値以下に補正する。
前記オーバーフローコントロールは下記の数学式８によってなされる。
【００４４】
【数８】
2009171585.tif 000012
【００４５】
ここで、ＲＣ’Ｋは復元された映像を構成する各ピクセルのＫ色チャネルにおける補正された色相値、ｍａｘｏｒｉｇｉｎａｌは入力された映像イメージの復元前の最大色相値、およびｍａｘｒｅｃｏｖｅｒｅｄは入力された映像イメージの復元後の最大色相値である。
【００４６】
モニターに表現できる映像の各色チャネル別の出力値は０〜２５５の２５６段階であるため、前記復元された色相値が限界値２５５を超過する場合には、前記数学式８を用い、色彩復元システム１０によって復元された色相値の出力値を調整することにより、前記復元された色相値を前記限界値の以下に補正することができる。
【００４７】
Ｓ７５において、第２補正部７５は、前記Ｓ７３で補正された固有表面色に出力変調要因（Ｇａｉｎ  ｆａｃｔｏｒ）を乗じて前記補正された色相値を再補正する。
前記補正された色相値に対する再補正は下記の数学式９によってなされる。
【００４８】
【数９】
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ここで、ＲＣ”Ｋは各ピクセルのＫ色チャネルにおける再補正された色相値、ＧＫはＫ色チャネルにおける出力変調要因（Ｇａｉｎ  ｆａｃｔｏｒ）、
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は復元された映像イメージのＫ色チャネルにおけるピクセル別の色相値の和、
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は補正された映像イメージのＫ色チャネルにおけるピクセル別の色相値の和、および
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は閾値化値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｎｇ  ｖａｌｕｅ）であって、ピクセルのＫ色チャネルにおける最大限界値である２５５である。
【００４９】
前記数学式９のように、前記補正された色相値と出力変調要因の積が前記閾値化値を超過しない場合には、前記補正された色相値と出力変調要因の積が再補正された色相値になり、前記補正された色相値と出力変調要因の積が前記閾値化値を超過する場合には、前記閾値化値が再補正された色相値になり得る。
【００５０】
図３は本発明に係る色彩復元システムの色彩復元過程を簡略に示す参考図である。図３に示すように、入力映像に対する色彩復元過程は歪みを無視できる３つのチャネル別の色相値を考慮して各ピクセルの光度（例えば、光エネルギーの総量）を分割するか再分配する過程とみなすことができる。この時、歪みを無視できる３つのチャネル別の色相値は、チャネル内比率尺度に基づいた近似値の計算過程から獲得された調整係数を乗じて得ることができる。このように実現される色彩復元システムの色彩復元過程は、人間の視覚システムの色彩恒常性実現原理と非常に類似する長所がある。
【００５１】
図４は本発明の望ましい実施形態に係る色彩復元システムを用いて赤色照明によって損傷したイメージを復元した結果に対する参考図である。図４に示すように、正午頃の標準照明下で撮影されたイメージ（ａ）を色彩復元システム１０のテストのために赤色照明によって損傷した状態に変更（ｂ）した。
【００５２】
また、前記（ｂ）イメージを、色彩復元システム１０を用いて復元したイメージ（ｃ）および従来の色彩復元プログラム（Ａｄｏｂｅ  Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ）を用いて復元したイメージ（ｄ）に生成した。
前記（ｃ）イメージと前記（ｄ）イメージの比較結果、前記（ｃ）イメージは前記（ｄ）イメージに比べて前記（ａ）イメージとほぼ類似するように復元された。
【００５３】
図５は本発明の望ましい実施形態に色彩復元システムを用いて緑色照明によって損傷したイメージを復元した結果に対する参考図である。図５に示すように、正午頃の標準照明下で撮影されたイメージ（ａ）を色彩復元システム１０のテストのために緑色照明によって損傷した状態に変更（ｂ）した。
【００５４】
また、前記（ｂ）イメージを、色彩復元システム１０を用いて復元したイメージ（ｃ）および従来の色彩復元プログラム（Ａｄｏｂｅ  Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ）を用いて復元したイメージ（ｄ）に生成した。
前記（ｃ）イメージと前記（ｄ）イメージの比較結果、前記（ｃ）イメージは前記（ｄ）イメージに比べて前記（ａ）イメージとほぼ類似するように復元された。
【００５５】
図６は本発明の望ましい実施形態に色彩復元システムを用いて青色照明によって損傷したイメージを復元した結果に対する参考図である。図６に示すように、正午頃の標準照明下で撮影されたイメージ（ａ）を色彩復元システム１０のテストのために青色照明によって損傷した状態に変更（ｂ）した。
【００５６】
また、前記（ｂ）イメージを、色彩復元システム１０を用いて復元したイメージ（ｃ）および従来の色彩復元プログラム（Ａｄｏｂｅ  Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ）を用いて復元したイメージ（ｄ）に生成した。
前記（ｃ）イメージと前記（ｄ）イメージの比較結果、前記（ｃ）イメージは前記（ｄ）イメージに比べて前記（ａ）イメージとほぼ類似するように復元された。
【００５７】
図示してはいないが、本発明は、色彩復元方法がコンピュータ内で実行可能な命令語でコーディングされた情報が記録されたコンピュータで読取り可能な記録媒体を提供する。コンピュータで読取り可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピーディスク、光データ格納装置などが挙げられる。前記記録媒体を実現するために各機能を実現できるプログラム、コードおよびセグメントは、本発明が属する技術分野のプログラマーによって容易に推論できるものである。
【００５８】
以上の説明は本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲内における様々な修正、変更および置き換えが可能である。よって、本発明で開示された実施形態および添付図面は本発明の技術思想を限定するためのものではなく説明するためのものであり、このような実施形態および添付図面によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は請求範囲によって解釈すべきであり、それと同等の範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれると解釈しなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、多重光源によって色が歪曲された映像を固有色により近く復元することができ、特定色に対するバイアスが閾値を超過する場合に固有色が復元されない固有色問題（Ｕｎｉｑｕｅ  ｃｏｌｏｒ  ｐｒｏｂｌｅｍ）を克服することができるため、チップやプログラムの形態でデジタルカメラ、映像装置、および映像処理プログラムに利用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０：色彩復元システム
２０：準拠領域決定部
３０：比率尺度計算部
４０：表面反射率計算部
５０：色復元部
６０：調整係数計算部
７０：映像復元部
７３：第１補正部
７５：第２補正部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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