디지털영상처리 color 영상 처리

색상 기본 사항

색을 인지하고 생각할 때 인간의 뇌가 작동하는 단계는 아직 정확하게 이해되지 않은 심리적 현상으로 여겨지지만, 테스트, 논문, 물성 결과를 통해 입증된 수학적 공식을 통해 표현할 수 있다.
아이작 뉴턴은 1966년에 프리즘을 통과하는 태양 광선이 흰색이 아니라 무지개처럼 보라색에서 빨간색까지 연속적인 스펙트럼으로 구성되어 있음을 발견했다고 발표했습니다. 크로마토그램은 크게 6가지 범주로 나뉩니다. 보라색, 파란색, 녹색, 노란색, 주황색, 빨간색. 스펙트럼 색상의 경계가 중단되지 않고 다음 색상으로 원활하게 이어집니다. 첫째, 인간과 다른 종은 반사된 빛을 기반으로 색상을 인식합니다. 가시광선은 전자기 스펙트럼의 작은 주파수 하위 집합으로 구성됩니다. 모든 가시 스펙트럼에서 균형 잡힌 빛을 반사하는 물체는 관찰자에게 흰색으로 보입니다. 그러나 가시광선의 제한된 범위 내에서 반사되는 물체는 색상을 나타냅니다.
예를 들어, 녹색 물체는 500-570mm 파장의 빛을 반사하고 다른 파장의 에너지를 흡수합니다. 색채과학에서는 빛의 성질을 보여주는 것이 중요합니다. 빛이 무색이라면 그 유일한 특성은 밝기와 양뿐입니다. 무색빛은 우리가 흑백텔레비전에서 보는 빛이다. 영상처리의 필수요소입니다. 이후 여러 번 언급했듯이 그레이스케일은 검정색에서 회색, 흰색으로 변하는 밝기의 스칼라 양을 나타냅니다.

EM스펙트럼부터 400-700mm에 걸쳐있는 것은 색채광이다. 색채광원의 특징은 다음과 같이 묘사된다. radiencel은 광원으로부터 나오는 총 에너지량이며, w와트 단위로 측정된다. 휘도는 lm루멘 단위로 측정되며, 사람이 광원으로부터 인지하는 에너지량의 기준을 제공한다. 예를 들어, 스펙트럼의 원적외선 영역에서 동작하는 광원으로부터 방사되는 빛이 큰 에너지를 가지더라도 관찰자는 거의 인지하지 못할 수 있으므로, 휘도는 거의 0이다. 마지막으로, 명도는 실질적으로 측정할 수 없는 주관적인 묘사자이다. 명도는 밝기의 무색 개념을 나타내며, 색감각을 묘사할 때 중요한 요소 중 하나이다.
추상체는 눈의 센서로서 칼라 시각을 담당한다. 상세한 실험 증거에 의해, 인간의 눈에는 약 6~7백만 개의 추상체들이 존재하며, 이들은 대략적으로 적색, 녹색, 청색에 해당하는 세 가지 주요 지각 부류로 나뉠 수 있음이 입증되었다. 추상체의 약 65%는 적색광에 민감하며, 33%는 녹색광에 민감하고, 약 2%만이 청색에 민감하다(그러나 청색 추상체들이 가장 예민하다). 이러한 추상체들은 빛을 흡수하는데, 적, 녹, 청 추상체들에 의한 빛의 흡수를 상세히 나타내는 평균 실험 곡선들이 존재한다. 이러한 눈의 흡수 특성으로 인해, 칼라는 적(R), 녹(G), 청(B)의 가변적인 조합으로 보여진다.
435.8 nm의 파장은 청색을 나타내며, 546.1 nm의 파장은 녹색을 나타내고, 700 nm의 파장은 적색을 나타낸다. 이 표준은 1965년에 상세한 실험 곡선이 나오기 전에 설정되었다. 따라서 이 CIE 표준은 실험 데이터와 대략적으로만 일치한다. 적색, 녹색 또는 청색으로 불릴 수 있는 유일한 색상은 없음을 주목한다. 또한, 이들 세 개의 고정된 RGB 성분들만으로 모든 스펙트럼 색상을 만들 수 없음을 명심하는 것도 중요하다. "원"이라는 용어를 사용하기 때문에, 표준 삼원색이 다양한 농도 비율로 섞일 때 모든 가시적인 색상을 만들 수 있다고 잘못 해석하는 경우가 많다. 그러나, 파장이 변하지 않는 한 이 해석은 옳지 않으며, 그 경우 더 이상 고정된 표준 원색은 존재하지 않을 것이다.

원색들이 더해져서 빛의 등화색-자흥6(적 + 청), 청록(녹+ 청), 황(적+ 녹)을 만들 수 있습니다. 정확한 농도로 삼원색, 또는 한 등화색과 그 반대 원색을 섞으면 백색광이 만들어집니다. 그림 64(a)가 그 결과를 보여주며, 등화색을 만들기 위한 삼원색의 조합을 보여줍니다.
빛의 삼원색과 안료나 염료의 삼원색을 구별하는 것은 중요합니다. 후자에서, 원색은 빛의 한 원색을 빼거나 흡수하고 나머지 둘은 반사 또는 전송하는 색입니다. 그러므로 안료의 삼원색은 청록(C), 자(M), 노랑(Y)이며, 등화색은 적 (R), 녹(C), 청(B)입니다. 안료 삼원색의 적절한 조합, 또는 한 등화색과 반대 원색의 조합이 흑색을 만듭니다.
칼라 TV 수신이 빛 색들의 덧셈 특성의 한 예입니다. CRT(cathode ray tube, 음극선관) 칼라 TV 스크린의 내부는 전자에 민감한 인광체의 삼각형 광점 패턴 배열로 구성됩니다. 삼각형 패턴의 각 광점은 여기되면 삼원색 중 한 빛을 만듭니다.
적색-방사 인광체 광점들의 세기는 음극선관 내부의 전자 총에 의해 변조되어 TV 카메라로 관찰되는 적색 에너지에 해당하는 펄스를 생성합니다. 녹색 및 청색 인광체 광점들도 각 삼각형 광점 패턴과 같은 방식으로 변조됩니다. 이러한 효과는 TV 수신기에서 관찰되며, 각 인광체 삼각형으로부터의 삼원색이 서로 "덧셈"되어 칼라에 민감한 눈의 추상체들에 의해 풀-칼라 영상으로 수신됩니다. 또한, 세 칼라 모두에 대해 초당 30장씩 계속해서 영상을 바꾸어 스크린에 연속적으로 표시되는 착시 효과를 낼 수 있습니다.
CRT 표시기는 LCD와 플라즈마 장치 같은 "평판" 디지털 기술에 의해 대체되고 있다. 비록 이들이 CRT와는 본질적으로 다르지만, 한 칼라 화소를 만들기 위해 세 개의 부화소(적, 녹, 청)를 공통적으로 필요로 한다는 면에서, 이들 및 유사 기술들은 같은 원리를 사용한다. LCD는 편광된 빛의 특성을 사용해서 LCD 스크린에 대해 빛을 차단 또는 통과시키며, 능동 매트릭스형 표시 기술의 경우 스크린 상의 각 화소를 지정하기 위한 적절한 신호를 제공하기 위해 박막 TR이 사용된다. 각 화소 삼각형 위치에서 빛의 삼원색을 만들기 위해 광 필터가 사용된다. 플라즈마 장치에서, 화소는 삼원색 중 하나를 만들도록 인광체로 코팅된 작은 가스 쎌이다. 각 쎌이 LCD에서와 비슷한 방식으로 지정된다. 이 개별 화소 삼각형 좌표 지정 능력이 디지털 표시기의 토대이다.