Colorization Algorithm Using Wavelet Packet Transform

Coloriztion algorithms, which hide color information into gray images and find them to recover color images, have been developed recently. In these methods, it is important to minimize the loss of original information while the color components are embedded and extracted. In this paper, we propose a colorization method using a wavelet packet transform in order to embed color components with minimum loss of original information. In addition, the compensation processing of color saturation in the recovered color images is achieved. In the color-to-gray process, an input RGB image is converted into Y, Cb, and Cr images, and a wavelet packet transform is applied to the Y image. After analyzing the amounts of total energy for each sub-band, color components are embedded into two sub-bands including minimum amount of energy on the Y image. This makes it possible not only to hide color components in the Y image, but to recover the Y image with minimum loss of original information. In the gray-to-color process, the color saturation of the recovered color images is decreased by printing and scanning process. To increase color saturation, the characteristic curve between printer and scanner, which can estimate the change of pixel values before and after printing and scanning process, is used to compensate the pixel values of printed and scanned gray images. In addition, the scaling method of the Cb and Cr components is applied to the gray-to-color process. Through the experiments, it is shown that the proposed method improves both boundary details and color saturation in the recovered color images.

웨이블릿 패킷 변환을 이용한 흑백 영상의 칼라화 알고리즘

색 정보를 흑백 영상에 숨기고 이를 다시 찾아서 흑백 영상을 칼라 영상으로 복원하는 칼라화 알고리즘이 최근 연구되고 있다. 이러한 방법에서는 색 정보를 숨기고 복원할 때 원본 영상의 정보 손실을 최소화하는 것이 중요하다. 따라서 본 논문에서는 흑백 영상에 색 정보를 숨기고 이를 다시 복원할 때, 원본 영상의 정보 손실을 최소화하기 위해 웨이블릿 패킷 변환을 이용한 칼라화 알고리즘을 제안하였다. 그리고 복원된 칼라 영상의 열화된 채도를 보상하기 위한 채도 향상 알고리즘도 함께 제안하였다. 제안한 칼라화 방법은 칼라 영상을 흑백 영상으로 변환하는 과정(color-to-gray)과 변환된 흑백 영상에서 칼라 성분을 추출하여 복원하는 과정(gray-to-color)으로 구성된다. Color-to-gray 과정에서는 입력 RGB 영상을 YCbCr 영상으로 변환한 뒤, Y 영상에 웨이블릿 패킷 변환을 수행하여 각 sub-band의 정보량을 조사한다. 그리고 원본 영상의 정보량이 가장 적은 두 개의 sub-band에 색 정보를 삽입하여, 색 정보 복원 시에 원본 영상의 정보 손실을 최소화 한다. Gray-to-color 과정에서는 프린팅 및 스캐닝에 의해 발생하는 색 채도의 열화를 보상하기 위해 프린터와 스캐너의 특성곡선을 획득하고, 이를 이용하여 변화된 화소값을 보상해줌으로써 복원된 칼라 영상의 색 채도를 향상시킨다. 또한 복원된 영상의 CbCr 범위를 확장하여 열화된 색 채도를 향상시킨다. 실험을 통해 제안된 칼라화 방법은 경계영역의 선명도 및 색 채도를 향상시킴을 확인하였다.