Color recovery of a chromatic digital image based on estimation of spectral distribution of illumination

장원의 분광분포 추정에 기반한 유색 디지털 영상의 색복원

In this paper, an illuminant estimation algorithm of a chromatic digital images proposed. The proposed illumination estimation method has two phases. First, the surface spectral reflectances are recovered. In this case, the surface spectral reflectances recovered are limited to the maximum highlight region (MHR) which is the most achromatic and highly bright region of an image after applying intermediate color constancy process using a modified gray world algorithm. Next, the surface reflectances of the maximum highlight region are estimated using the principal component analysis method along with a set of given Munsell samples. Second, the spectral distribution of reflected lights of MHR is selected from the spectral database. That is a color difference is compared between the reflected lights of the MHR and the spectral database that is the set of reflected lights built by the given Munsell samples and a set of illuminants. Then the closest colors from the spectral database are selected. Finally, the illuminant of an image can be calculated dividing the average spectral distributions of reflected lights of MHR by the average surface reflectances of the MHR. In order to evaluate the proposed algorithm, experiments with artificial and real captured color-biased scenes were performed and numerical comparison examined. The proposed method was effective in estimating the spectral of the given illuminant sunder various illuminants.

본 논문은 유색 디지털 영상을 위한 새로운 광원 추정 방법을 제안한다. 제안된 광원 추정 방법은 두 단계로 나누어진다. 첫째,유색 영상의 분광 반사율이 먼저 복원된다 이때 복원되는 표면 분광 분포는 수정된 그레이 월드 가정을 적용한 영상의 최대 휘도 영역에 제한된다 다음, 선택된 최대 휘도 영역에 대해 주성분 분석을 통하여 영상의 표면 분광 반사율을 얻는다. 둘째, 표면 분광 반사율을 구한 후 유색 영상의 최대 휘도 영역에 대한 반사광의 분광 분포를 구한다 즉 최대 휘도 영역에 해당하는 화소와, 먼셀 표색계와 대표 광원의 곱으로 만든 반사광의 분광 분포 사이에 색차 비교를 하여 최대 휘도 영역의 화소와 색차가 가장 적은 반사광의 분광 분포를 찾는다. 최종적으로 최대 휘도 영역의 반사광을 해당하는 표면 분광 반사율으로 나누어 줌으로써 영상에 포함된 유색 광원을 추정한다. 제안된 광원 추정 방법을 평가하기 위하여 인공 유색 영상과 다양한 유색 조명 아래에서 디지털 카메라로 촬영한 실영상에 대하여 광원 추정을 실험하였다. 결과 제안된 광원 추정 방법이 인공영상과 실 영상, 모두에 대하여 광원의 분광 분포의 추정에 효과적임을 확인하였다.