KR100335619B1 - 칼라표시장치에있어서색온도결정방법 - Google Patents

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박두식
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Abstract

본 발명은 칼라표시장치에 있어서 색온도 결정방법에 관한 것으로서, 각 조명성분하에서 회색을 나타내는 복수개의 패치로 구성되는 패치 세트 Ⅰ 생성단계, 패치 세트 Ⅰ을 구성하는 각 조명성분의 스펙트럼 전력 분포와 조건등색 쌍이 되도록 제작된 복수개의 패치로 구성되는 패치 세트 Ⅱ 생성단계, 패치 세트 Ⅰ내에서 패치 세트 Ⅰ의 등가에너지 스펙트럼 반사도를 갖는 패치와 동일한 색상을 가진 패치를 선택하여 주변 조명성분을 시각적으로 검출하는 조명성분 검출단계, 검출된 조명성분을 이용하여 패치 세트 Ⅱ로 부터 표시장치의 색온도를 결정하는 색온도 결정단계로 이루어진다. 따라서, 측색기를 사용하지 않고서 주변 조명성분을 고려하여 표시장치의 색온도를 결정함으로써 CMS 등이 요구하는 장치의 프로파일 생성시 색온도 정보를 제공해 줄 수 있다.

Description

칼라표시장치에 있어서 색온도 결정방법
본 발명은 칼라표시장치상에 임의의 특정색을 정확하게 재현하기 위한 시스템에 있어서 색변환의 정확도에 영향을 미치고, 전체적인 색감을 결정하는 표시장치의 색온도를 검출하기 위한 방법에 관한 것으로서, 특히 시각적으로 조명성분을 검출하고, 이를 이용하여 해당 표시장치의 색온도를 시각적으로 얻기 위한 색온도결정방법에 관한 것이다.
CRT(Cathode Ray Tube) 혹은 LCD(Liquid Crystal Display)를 사용하는 칼라표시장치는 그래픽 정보를 전달하는 매체로서 가장 널리 사용되고 있다. 그래픽 아트(graphic arts), 선전(advertising), 옷감설계(textile design), 자동차설계 등과 같은 응용분야에 있어서, 칼라표시장치는 특정한 색도 파라미터(colorimetic parameters)를 가진 특정색을 표시하는 것이 요구된다. 뿐만 아니라 이러한 색을 잉크, 염료(dyes) 혹은 페인트 등의 다른 매체로 재현하기 위하여 똑같은 색도 파라미터를 사용한다. 이러한 파라미터로는 국제조명위원회(Commission Internationale de l'Eclairage)에 의해 정의된 이미 잘 알려진 XYZ 3자극(tristimulus) 등이 사용된다.
하나의 칼라표시장치에 임의의 특정색(특정한 색도 파라미터를 가진 색 혹은 XYZ 색공간에서의 한 점)을 표현하기 위해서는 먼저 해당 표시장치의 색재현특성을 파악하는 것이 필요하다. 해당 표시장치의 색재현특성에 따라 임의의 특정색은 표시장치에서 재현되기 위해 필요한 전압값으로 변환된다. 이러한 색변환의 경우, 그 정확도는 변환공식(transform formulas)의 정확도, 다시 말하면 각 표시장치의 색재현특성의 정의에 대한 정확도에 의존한다. 다양한 입출력장치간에 최소한의 색오차를 가진 색변환을 위하여 칼라관리시스템(CMS;Color Management System)라는 것이 제안되었고, 이는 색변환을 위해 각 장치의 정확한 색재현특성의 정의를 포함하는 프로파일을 요구한다. 이때, 표시장치의 백색점의 색도 즉 색온도는 CMS의 프로파일 작성시 중요한 색도 파라미터의 하나이다.
종래에는 표시장치의 색온도를 얻기 위해 측색기가 사용되었는데, 이는 표시장치의 정확한 색도 좌표값을 얻는데 유리하다. 측색기를 이용하여 얻어진 표시장치의 색온도값은 주변 조명성분이 배제된 상태의 순수한 표시장치 자체의 색온도값이다. 그러나, 이 색온도값은 주변 조명성분을 반영하지 못하는 문제점이 있다. 이를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
대부분의 경우 암실에서 재현된 화상을 바로 보는 것이 아니므로 실제 재현된 화상을 관찰하는 환경은 측색기를 사용하여 얻어지는 환경과 상당히 다르다. 즉 항상 주변조명이 존재하고, 그 아래에서 재현화상을 관찰하기 때문에 눈은 주변조명과 표시장치 두가지의 광원에 적응되고, 이때 표시장치의 색온도는 측색기에 의해 얻어진 값과 다르게 느껴진다. 따라서, 이러한 색온도에 대한 측색기와 시각의 차이를 고려하지 않으면 원하는 색정합을 이룰 수 없게 된다.
따라서 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 칼라표시장치에 있어서 시각적으로 조명성분을 검출하고, 이를 이용하여 해당 표시장치의 색온도를 시각적으로 얻기 위한 색온도 결정방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 칼라표시장치에 있어서 본 발명에 의한 색온도 결정방법은
각 조명성분하에서 회색을 나타내는 복수개의 패치로 구성되는 패치 세트 Ⅰ 생성단계;
상기 패치 세트 Ⅰ을 구성하는 각 조명성분의 스펙트럼 전력 분포와 조건등색 쌍이 되도록 제작된 복수개의 패치로 구성되는 패치 세트 Ⅱ 생성 단계;
상기 패치 세트 Ⅰ내에서 상기 패치 세트 Ⅰ의 등가에너지 스펙트럼 반사도를 갖는 패치와 동일한 색상을 가진 패치를 선택하여 주변 조명성분을 시각적으로 검출하는 조명성분 검출단계: 및
상기 검출된 조명성분을 이용하여 상기 패치 세트 Ⅱ로 부터 상기 표시장치의 색온도를 결정하는 색온도 결정단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
사람에 의해 인식되는 하나의 색은 일반적으로 제1도에 도시된 바와 같이 CIE 1931 XYZ 3 자극으로 표현되는 것이 표준화되어 있다. 이는 광원의 스펙트럼 전력 분포(SPD: Spectral Power Distribution)와 물체의 자극 스펙트럼 혹은 반사도, 사람 시각의 칼라 정합함수의 곱에 의해 결정된다. 그 과정을 도식적으로 살펴보면 제1도와 같고, 수식적으로는 다음 (1)식과 같이 나타낼 수 있다.
상기 (1)식에서S λ는 조명(illuminant C)의 SPD이고,O λ는 물체가 가진 고유의 반사도 특성이고, xλ, yλ, zλ는 제1도에 나타낸 표준관찰자(standard observer)의 칼라 정합함수이다.
제1도에서의 표현과 같이 두 물체(0bject 1 과 Object 2)가 서로 다른 스펙트럼 반사도를 가졌음에도 불구하고, 그 결과의 X,Y,Z 값이 같은 경우 사람은 이 두 물체의 색을 같은 것으로 인식하게 된다. 이러한 현상을 조건등색(metameric) 현상이라 하며, 이러한 조건등색 현상을 일으키는 두 물체의 색을 조건등색 쌍이라 한다.
본 발명은 이러한 조건등색 현상을 유도하는 패치 세트와 이를 이용한 조명검출 및 표시장치의 색온도를 얻는 구성으로 되어 있다.
제2도는 조명성분 검출을 위해 사용되는 제1패치(patch) 세트를 나타낸 것으로서, 패치 세트내의 각각의 사선으로 표시된 회색패치는 잉크 혹은 페인트 등을 사용하여 다음과 같이 제작된다.
E 패치는 전체 가시영역의 파장에 걸쳐 일정한 반사도를 가지도록 제작되고, A 패치는 표준조명 A(연관된 색온도;2856°K) 하에서 보면 회색으로 보이도록 제작되고, F11 패치는 표준조명 F11(연관된 색온;4000°K) 하에서 보면 회색으로 보이도록 제작되고, F2 패치는 표준조명 F2(연관된 색온도:4200°K) 하에서 보면 회색으로 보이도록 제작되고, D5O 패치는 표준조명 D5O(연관된 색온도;5000°K) 하에서 보면 회색으로 보이도록 제작되고, D55 패치는 표준조명 D55(연관된 색온도;5500°K) 하에서 보면 회색으로 보이도록 제작되고, D65 패치는 표준조명 D65(연관된 색온도:6500°K) 하에서 보면 회색으로 보이도록 제작되고, D75 패치는 표준조명 A(연관된 색온도;7500°K) 하에서 보면 회색으로 보이도록 제작되고, D95 패치는 색온도 9500°K를 가진 조명하에서 보면 회색으로 보이도록 제작된다. 제2도에서 BLK는 아무색도 칠해지지 않은 부분이다.
각 회색 패치는 모두 일정한 농도를 갖도록 제작되고, 제2도에서와 같이 배열되며, 이를 조명성분을 검출하기 위한 패치 세트 Ⅰ라 한다. 조명성분을 좀 더 세밀하게 얻기 위해서는 패치 세트 Ⅰ 내에 좀 더 많은 패치를 제작하여 넣으면 된다.
제3도는 표시장치의 색온도 결정을 위해 사용되는 패치 세트 Ⅱ의 예를 나타낸 것으로서, 패치 세트내의 각각의 사선으로 표시된 패치는 다음과 같이 제작된다.
A 패치는 주어진 조명(특정조명)하에서 보면 표준조명 A가 방출하는 중간밝기의 회색과 조건등색 쌍이 되도록 제작되고, F11 패치는 주어진 조명(검출된 조명)하에서 보면 표준조명 F11가 방출하는 중간밝기의 회색과 조건등색 쌍이 되도록 제작되고, F2 패치는 주어진 조명(특정조명)하에서 보면 표준조명 F2가 방출하는 중간밝기의 회색과 조건등색 쌍이 되도록 제작되고, D5O 패치는 주어진 조명(특정조명)하에서 보면 표준조명 D5O가 방출하는 중간밝기의 회색과 조건등색 쌍이 되도록 제작되고, D55 패치는 주어진 조명(특정조명)하에서 보면 표준조명 D55가 방출하는 중간밝기의 회색과 조건등색 쌍이 되도록 제작되고, D65 패치는 주어진 조명(특정조명)하에서 보면 표준조명 D65가 방출하는 중간밝기의 회색과 조건등색 쌍이 되도록 제작되고, D75 패치는 주어진 조명(특정조명)하에서 보면 표준조명 D75가 방출하는 중간밝기의 회색과 조건등색 쌍이 되도록 제작되고, D95 패치는 주어진 조명(특정조명)하에서 보면 표준조명 D95가 방출하는 중간밝기의 회색과 조건등색쌍이 되도록 제작된다. 여기서, 흰색부분은 아무색도 칠해지지 않은 부분으로 투명막으로 제작된다.
상기 패치 세트 Ⅱ는 각 조명, 예를 들면 A, F11, F2, D5O, D55, D65, D75, D95에 대해 각각 만들어진다.
조명은 색정합을 목적으로 하는 시스템의 중요한 운용환경의 하나로, 사람의 인식특성에 큰 영향을 미친다. 표시장치에 재현되는 색은 필연적으로 주변조명의 영향으로 실제 인식되는 과정에서 측색기를 사용하여 얻어진 값과는 다른 값으로 인식된다. 이와 같이 실제 색인식이 일어나는 상황을 고려하여 색처리를 하는 것이 필요하므로 조명성분을 검출하는 것이 매우 중요하다.
제4도는 본 발명에 있어서 조명성분 검출 및 표시장치의 색온도 결정을 위한 흐름도로서, 주변 조명성분을 시각적으로 검출하는 조명성분 검출단계(제41~42단계)와, 검출된 조명성분을 이용하여 해당 표시장치의 색온도를 결정하는 색온도 결정단계(제43~46단계)로 이루어진다.
제4도에 도시된 흐름도에 의해 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
제41단계에서는 색재현특성을 얻고자 하는 상태로 표시장치의 모든 조절단자를 설정하고, 제42단계에서는 제2도에 도시된 바와 같은 패치 세트 Ⅰ을 사용하여 조명성분을 검출한다. 이 조명성분 검출과정을 제5도를 참조하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.
제5도에 있어서, 주어진 환경하에서 조명성분을 얻게 위해 패치 세트 Ⅰ을 사용하는데, 이때 패치 세트 Ⅰ의 E 패치 즉 등가에너지 스펙트럼 반사도를 갖는패치와 동일한 색상을 가진 패치를 선택한다. 이러한 경우, 선택된 패치가 현재의 조명상태를 알려준다. 즉, 각 패치에 준여진 이름이 조명성분이다. 예를 들어, E 패치와 F2 패치가 동일한 색상(회색)으로 보인다면 조명성분은 F2가 되고, 나머지 패치들은 모두 다른 색상을 가지게 된다.
제43단계에서는 제42단계에서 검출된 조명성분에 대응되는 패치 세트 Ⅱ를 선택한 후, 패치 세트 Ⅱ를 표시장치의 스크린상에 부착한다(제44단계). 제45단계에서는 표시장치에 부착된 패치 세트 Ⅱ의 투명부분에 회색을 표시하고, 주변의 회색 패치들과 비슷한 밝기가 되도록 표시장치의 콘트라스트를 조절한다. 제46단계에서는 표시장치에 표시된 회색과 가장 가까운 색을 가진 패치 세트 Ⅱ의 패치를 하나 선택하고, 이에 따라 표시장치의 색온도를 결정한다. 이 색온도 결정과정을 제5도에 이어 제6도를 참조하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.
제6도에 있어서, 제5도에서 검출된 조명 F2에 대응되도록 제작된 패치 세트 Ⅱ를 선택하고, 이를 표시장치의 스크린상에 부착하고, 이때 표시장치는 배경을 50% 회색으로 표시하고, 패치를 부착한 부분은 패치의 밝기와 비슷한 정도의 밝기를 나타내도록 회색을 표시한다. 다음, 패치 세트 Ⅱ의 투명창 부분을 통과하여 보여지는 표시장치의 회색과 주변의 패치들과의 밝기가 일정하도록 표시장치의 콘트라스트 단자를 조절한다. 이때, 콘트라스트 단자의 조절에 따라 표시장치의 색도는 변하지 않기 때문에 실제 사용시에는 적절하게 재조정하여 사용하는 것이 가능하다. 이러한 경우 투명창을 통해 보이는 표시장치의 색과 가장 근접한 색을 가진 패치를 선택한다. 예를 들어 선택된 패치가 D65인 경우에는 이 표시장치의 색온도는D65가 된다.
상술한 바와 같이 칼라표시장치에 있어서 본 발명에 의한 색온도 결정방법에서는 측색기를 사용하지 않고서 주변 조명성분을 고려하여 표시장치의 색온도를 결정함으로써 CMS 등이 요구하는 장치의 프로파일 생성시 색온도 정보를 제공해 줄 수 있다. 따라서, CMS 등을 사용하여 색정합을 이루고자 하는 다양한 응용 소프트웨어 등에서 측색기를 사용하여 얻어진 색온도에 의해 색정합 처리하는 경우보다 시각적으로 더욱 정확한 색정합을 이룰 수 있도록 한다.
제1도는 색의 인식에 대한 도식적 표현 및 조건등색 쌍을 나타낸 도면.
제2도는 본 발명에 있어서 조명성분 검출을 위해 사용되는 패치 세트 Ⅰ을 나타낸 도면.
제3도는 본 발명에 있어서 표시장치의 색온도 결정을 위해 사용되는 패치 세트 Ⅱ을 나타낸 도면.
제4도는 디스플레이장치에 있어서 본 발명에 의한 색온도 결정방법을 위한 흐름도.
제5도는 본 발명에 의한 시각적 조명성분 검출 예시도.
제6도는 본 발명에 의한 표시장치의 색온도 결정 예시도.

Claims (2)

  1. 각 조명성분하에서 회색을 나타내는 복수개의 패치로 구성되는 패치 세트 Ⅰ 생성단계;
    상기 패치 세트 Ⅰ을 구성하는 각 조명성분의 스펙트럼 전력 분포와 조건등색 쌍이 되도록 제작된 복수개의 패치로 구성되는 패치 세트 Ⅱ 생성단계;
    상기 패치 세트 Ⅰ내에서 상기 패치 세트 Ⅰ의 등가에너지 스펙트럼 반사도를 갖는 패치와 동일한 색상을 가진 패치를 선택하여 주변 조명성분을 시각적으로 검출하는 조명성분 검출단계; 및
    상기 검출된 조명성분을 이용하여 상기 패치 세트 Ⅱ로 부터 상기 표시장치의 색온도를 결정하는 색온도 결정단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 칼라표시장치에 있어서 색온도 결정방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 색온도 결정단계는
    상기 검출된 조명성분에 대응되는 패치 세트 Ⅱ를 선택한 후, 선택된 패치 세트 Ⅱ를 해당 표시장치의 스크린상에 부착하는 단계;
    상기 표시장치에 부착된 패치 세트 Ⅱ의 투명부분에 회색을 표시하고, 주변의 회색 패치들과 비슷한 밝기가 되도록 표시장치의 콘트라스트를 조절하는 단계; 및
    상기 표시장치에 표시된 회색과 가장 가까운 색을 가진 패치 세트 Ⅱ의 패치를 선택하고, 선택된 패치에 의해 표시장치의 색온도를 결정하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 칼라표시장치에 있어서 색온도 결정방법.
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