Gamut Mapping and Extension Method in the xy Chromaticity Diagram for Various Display Devices

다양한 디스플레이 장치를 위한 xy 색도도상에서의 색역 사상 및 확장 기법

  • Cho Yang-Ho (School of Electrical Engineering and Computer Science, Kyungpook National University) ;
  • Kwon Oh-Seol (School of Electrical Engineering and Computer Science, Kyungpook National University) ;
  • Son Chang-Hwan (School of Electrical Engineering and Computer Science, Kyungpook National University) ;
  • Park Tae-Yong (School of Electrical Engineering and Computer Science, Kyungpook National University) ;
  • Ha Yeong-Ho (School of Electrical Engineering and Computer Science, Kyungpook National University)
  • 조양호 (경북대학교 전자전기컴퓨터학부) ;
  • 권오설 (경북대학교 전자전기컴퓨터학부) ;
  • 손창환 (경북대학교 전자전기컴퓨터학부) ;
  • 박태용 (경북대학교 전자전기컴퓨터학부) ;
  • 하영호 (경북대학교 전자전기컴퓨터학부)
  • Published : 2006.01.01

Abstract

This paper proposed color matching technique, including display characterization, chromatic adaptation model, and gamut mapping and extension, to generate consistent colors for the same input signal in each display device. It is necessary to characterize the relationship between input and output colors for display device, to apply chromatic adaptation model considering the difference of reference white, and to compensate for the gamut which display devices can represent for reproducing consistent colors on DTV display devices. In this paper, 9 channel-independent GOG model, which is improved from conventional 3 channel GOG(gain, offset gamma) model, is used to consider channel interaction and enhance the modeling accuracy. Then, the input images have to be adjusted to compensate for the limited gamut of each display device. We proposed the gamut mapping and extension method, preserving lightness and hue of an original image and enhancing the saturation of an original image in xy chromaticity diagram. Since the hmm visual system is more sensitive to lightness and hue, these values are maintained as the values of input signal, and the enhancement of saturation is changed to the ratio of input and output gamut. Also the xy chromaticity diagram is effective to reduce the complexity of establishing gamut boundary and the process of reproducing moving-pictures in DTV display devices. As a result, reproducing accurate colors can be implemented when the proposed method is applied to LCD and PDP display devices

본 논문은 서로 다른 디스플레이 장치에서 동일한 입력 신호에 대해 일정한 색을 표현하기 위해, 디스플레이 장치의 특성화, 색 순응 모델, 색역 사상 및 확장 기법을 포함하는 색 정합 기술을 제안하였다. DTV 디스플레이 장치에서 일정한 색을 재현하기 위해서는 디스플레이 장치의 입출력 관계를 특성화하여야 하고, 기준 백색점 차이를 고려한 색 순응 모델을 적용하고, 및 각 디스플레이 장치가 표현할 수 있는 색역의 차를 보상하여야 한다. 본 논문에서는 채널간의 간섭을 고려하고 모델링의 정확도를 향상하기 위해, 기존 3채널 GOG(gam, offset, gamma) 모델을 향상하여 9개 채널에 독립적인 GOG 모델을 특성화 기법으로 사용하였다. 다음으로 입력 영상은 각 디스플레이 장치의 제한적인 색역을 보상하기 위해 조정되어야 한다. 본 논문에서는 원 영상의 휘도와 색상을 유지하고 xy 색도도상에서 채도는 향상하기 위한 색역 사상 및 확장 기법이 수행되었다. 상대적으로 인간 시각 특성에 민감한 휘도와 색상값은 입력값과 동일하게 유지하며, 채도 향상은 입력 및 출력 색역의 비율에 따라 변하게 된다. 또한 동영상을 DTV에 나타내기 위해서는 xy 색도도가 장치의 색역 경계 설정과 연산의 복잡도를 감소하기 위해 효과적이다. 결과적으로 제안된 방법을 입력 DTV신호에 대해 LCD 및 PDP 디스플레이 장치에 적용하면 각 장치에 따른 정확한 색 재현이 가능하다.

Keywords

References

  1. R. S. Berns, R. J. Motta, and M. E. Gorzynski, 'CRT colorimetry. part I: Theory and practice,' Color Research and Application, vol. 18, no. 5, pp. 299-314, Oct. 1993 https://doi.org/10.1002/col.5080180504
  2. Y. S. Kwak and L. W. MacDonald, 'Characterisation of a desktop LCD projector,' Displays, vol. 21, no. 5, pp. 179-194, Dec. 2000 https://doi.org/10.1016/S0141-9382(00)00049-4
  3. G. Sharma, 'LCD versus CRTs color-calibration and gamut considerations,' Proceeding of the IEEE, vol. 90, no. 4, pp. 605-622, April 2002 https://doi.org/10.1109/JPROC.2002.1002530
  4. M. D. Fairchild, Color Appearance Models, John Wiley & Sons Ltd., 2005
  5. http://www.colour.org/tc8-03
  6. Y. H. Cho, Y. T. Kim, C. H. Lee, and Y. H. Ha, 'Gamut mapping based on color space division for enhancement of lightness contrast and chrominance,' Journal of Imaging Science and Technology, vol. 48, no. 1, pp. 66-74, Jan./Feb. 2004
  7. G. J. Braun, 'A paradigm for color gamut mapping for pictorial images,' PhD Thesis, Rochester Institute of Technology, Oct. 1999
  8. N. Moroney, M. D. Fairchild, R. W. G. Hunt, C. Li, M. R. Luo, and T. Newman, 'The CIECAM02 color appearance model,' IS&T/SID Tenth Color Imaging Conference, Scottsdale, U.S.A., pp. 23-27, Nov. 2002
  9. Y. T. Kim, Y. H. Cho, C. H. Lee, and Y. H. Ha, 'Color look-up table design for gamut mapping and color space conversion,' DPP2003: IS&T's International Conference on Digital Production Printing and Industrial Applications, Barcelona, Spain, pp. 28-29, May 2003
  10. H. R. Kang, Color Technology for Electronic Image Device, SPIE Optical Engineering Press, 1996