2 장 . 컬러 공간 분석

2 주차 - 디지털영상처리의개념 1

2 장 . 컬러 공간 분석

임은경

영상처리 – 컬러 공간 분석

2 주차 - 디지털영상처리의개념2

차례 및 목적 차례

컬러 공간에 대한 이야기 RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 HIS 컬러 공간 CMY(K) 컬러 공간 다른 컬러 공간

HLS, HSL 컬러 공간 YCbCr, YUB, YIQ 컬러 공간

Visual C++ 구현과 CxImage 제공 함수 비교


컬러 공간에 대한 이야기 컬러와 컬러공간의 관계

컬러 공간 개별 컬러들의 상대적인 위치를 나타내는 컬러 좌표계 9color

coordinates system) 을 표현하는 2 차원 또는 3 차원 공간을 의미함

컬러 표현 시스템 (color representation system), 컬러 모델(color model) 로도 사용함

모니터에서 사용하는 컬러의 개념 , 프린터에 사용되는 화려한 컬러의 개념 모니터에서는 RGB 채널 구조

빛의 삼원색 인쇄소에서는 CMY(K) 채널 구조

빛의 반사를 기반으로 둔 감원색2 주차 - 디지털영상처리의개념

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컬러 공간에 대한 이야기


가산 색 모형 감산 색 모형

RGB 컬러 모형 CMY 컬러 모형


컬러 공간에 대한 이야기 인간의 시각 시스템 – HIS 컬러 모델

RGB 컬러 모델과는 다른 형태를 사용함



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 RGB 모델은 빛의 삼원색을 이용한 모델이다 . 빨간 (red), 파랑

(blue), 녹색 (green) 의 세가지 기본 칼라의 조합을 이용해서 칼라를 표현한다 . ( 그림 2.4, 그림 2.5, 그림 2.6, 그림 2.7) RGB 모델은 다음 그림과 같이 R, G, B 를 나타내는 3 차원 좌표계로 표현됨 좌표점 (0, 0, 0) 은 검은색을 나타내며 , (1, 1, 1) 은 흰색을 나타내며 ,

검은색과 흰색을 연결하는 대각선은 빨간 , 파랑 , 녹색의 세 가지 색이 동등한 비율로 혼합된 색으로 흑백영상의 광도를 가짐

각각의 좌표계는 빨간 , 파랑 , 녹색이 합해지는 비율에 따라 다양한 색이 표현됨



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 RGB 칼라 영상의 그레이 레벨 (Gray-Scale) 의 영상변환

RGB 칼라 모델을 그레이 레벨의 흑백영상으로 바꾸기 위해서는 다음 방식으로 변환될 수 있다 . 두번째 식은 TV 나 모니터 등에서 사용되는 수식이며 , 첫번째 식은 나머지 대부분의 응용에서 사용됨

GrayLevel = 0.333*Red + 0.333*Green + 0.333*Blue GrayLevel = 0.299*Red + 0.587*Green + 0.114*Blue

NTSC 제안 각 Red, Green, Blue 중 한가지만 사용 Green 만 사용 GrayLevel = 0.212671*Red + 0.715160*Green +

0.071169*Blue



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 앞의 방식을 이용한 RGB 영상 Gray Level

영상으로 변환한 예제 그림 2.8



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 클래스 생성하기

컬러 변환과 관련된 클래스 만들기



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 생성된 클래스의 상황



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 클래스에 메소드 추가하기

void CColor::GS_rgb2gray(BYTE ***gray, int method, BYTE **red, BYTE **green, BYTE **blue, int height, int width)

BYTE **CColor:::GS_alloc2D(int height, int width)

BYTE **CColor::GS_alloc2D(int height, int width, BYTE value)

CxImage *CColor::GS_gray2CxImage(BYTE **image, int height, int width)

void CColor::GS_free2D(BYTE **image, int length)



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 void CColor::GS_getRGB(CxImage *m_pImage,

BYTE ***red, BYTE ***green, BYTE ***blue, int *height, int *width)

void CColor::GS_getRGB(CxImage *m_pImage, BYTE ***red, BYTE ***green, BYTE ***blue)

헤더 파일 추가하기 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h>



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 구현하기

메모리 할당하는 함수/** 2 차원 메모리 할당 - BYTE */

BYTE** CColor::GS_alloc2D(int height, int width)

{

return GS_alloc2D(height, width, 0);

}

/** 2 차원 메모리 할당 - BYTE */

BYTE **CColor::GS_alloc2D(int height, int width, BYTE value)

{

BYTE **image;

image = (BYTE **)calloc(height, sizeof(BYTE *));

for(int i=0; i<height; i++)



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환{

image[i] = (BYTE *)calloc(width, sizeof(BYTE));}

if( value > 0 ){

for(i=0; i<height; i++)for(int j=0; j<width; j++)

image[i][j] = (BYTE)value;}

return image;}



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 /* 명암도 영상을 CxImage 타입으로 변환한다 . */

CxImage *CColor::GS_gray2CxImage(BYTE **image, int height, int width)

{int bitPixels = 8; // 8 이면 명암도CxImage *cxGray = new CxImage();cxGray->CreateFromMatrix( image, width, height, bitPixels, width*bitPixels, 0);

return cxGray;}



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 /** 할당된 메모리 해제 - BYTE */

void CColor::GS_free2D(BYTE **image, int length) { for(int i=0; i<length; i++) free( image[i] );

free(image); }



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 /** RGB 를 가져온다 */


{int height, width;GS_getRGB(m_pImage, red, green, blue, &height, &width);

}

void CColor::GS_getRGB(CxImage *m_pImage, BYTE ***red, BYTE ***green, BYTE ***blue, int *height, int *width)

{RGBQUAD color;

*height = m_pImage->GetHeight();*width = m_pImage->GetWidth();



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환*red = (BYTE **)GS_alloc2D( *height, *width );*green = (BYTE **)GS_alloc2D( *height, *width );*blue = (BYTE **)GS_alloc2D( *height, *width );

for(int i=0; i<*height; i++) {for(int j=0; j<*width; j++) {

color = m_pImage->GetPixelColor(j, i);(*red)[i][j] = color.rgbRed;(*green)[i][j] = color.rgbGreen;(*blue)[i][j] = color.rgbBlue;

}}

}



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 RGB 컬러 공간을 명암도 영상으로 변환

void Ccolor::GS_rgb2gray(BYTE ***gray, int method, BYTE **red, BYTE **green, BYTE **blue, int height, int width)

{if( method < 0 || method > 4 ) return;

*gray = (BYTE **)GS_alloc2D( height, width );for(int i=0; i<height; i++) {

for(int j=0; j<width; j++) {switch( method ) {

case 1 :(*gray)[i][j] = (BYTE)( red[i]

[j]*0.2999 + green[i][j]*0.587 + blue[i]

[j]*0.114 );break;



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환case 2 : (*gray)[i][j] = (BYTE)( ( red[i][j]+ green[i][j] + blue[i][j] )/3.0 );break;case 3 : (*gray)[i][j] = green[i][j];break;case 4 : (*gray)[i][j] = (BYTE)( sqrt( pow(red[i][j],2) + pow(green[i][j],2) + pow(blue[i][j],2))/sqrt(3.0) );break;case 5 : (*gray)[i][j] = (BYTE)( red[i][j]*0.212671 + green[i][j]*0.715160 + blue[i][j]*0.071169 );break;} }}

}



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 헤더 파일의 모습



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 메뉴 추가하기

Rgb2gray CxImage

ID : ID_CH2_RGB2GRAY_CXIMAGE 연동한 프로그램에서 RGB2GRAY 변환 함수 사용하기

VisualGS ID : ID_CH2_RGB2GRAY_GS 직접 구현한 함수 사용하기

Split recover



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 View 클래스에서 Color 클래스를 사용하기

위해 헤더 추가하기 #include "Color.h"



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 추가된 메뉴에 함수 연결하기

CXIMAGE 메뉴에 연결할 함수 만들기



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 함수 구현하기

void CFirstCxImageView::OnCh2Rgb2grayCximage() { // 도큐먼트 클래스에 있는 m_pImage 를 가져오기위해 참조 호출한

다 .CFirstCxImageDoc* pDoc = GetDocument();ASSERT_VALID(pDoc);

// GrayScale() 함수 호출pDoc->m_pImage->GrayScale();

CString str;str.Format(" 명암도 영상 변환 from %s",pDoc->GetTitle());pDoc->SetTitle(str);

Invalidate( FALSE );}



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 추가된 메뉴에 함수 연결하기

VisualGS 메뉴에 연결할 함수 연결하기



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 함수 구현하기

void CFirstCxImageView::OnCh2Rgb2grayGs() {CFirstCxImageDoc* pDoc = GetDocument();ASSERT_VALID(pDoc);

BYTE **red; BYTE **green; BYTE **blue; BYTE **gray;int height = 0; int width = 0; int method = 1;CColor cColor;

// RGB 를 가져온다 .cColor.GS_getRGB( pDoc->m_pImage, &red, &green, &blue, &height, &width );



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환// RGB to GraycColor.GS_rgb2gray(&gray, 1, red, green, blue, height, width);CxImage *newG = cColor.GS_gray2CxImage(gray, height, width);pDoc->CopyClipBoard(newG);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();

cColor.GS_rgb2gray(&gray, 2, red, green, blue, height, width);newG = cColor.GS_gray2CxImage(gray, height, width);pDoc->CopyClipBoard(newG);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();




RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환cColor.GS_rgb2gray(&gray, 4, red, green, blue, height, width);newG = cColor.GS_gray2CxImage(gray, height, width);pDoc->CopyClipBoard(newG);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();


cColor.GS_free2D( red, height );cColor.GS_free2D( green, height );cColor.GS_free2D( blue, height );cColor.GS_free2D( gray, height );Invalidate( FALSE );

}



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 원 영상과 영역 분할 영상

그림 2.9 영상의 영역 분할

각 비슷한 화소값끼리 모아 영역 (region) 으로 만드는 것 영상 검색 , 배경 및 객체 분해 등에 많이 응용

양자화 큰 자연 영상을 모바일 같은 작은 공간에 옮기기 위해 압축

작업이 필요 1600 만 컬러 영역을 256 컬러 영상으로 변환함 . 그림 2.10



RGB 컬러 공간과 각 채널 분리 pp.144 에서처럼 RGB 컬러 모델을 각

채널별로 분리함 이를 구현해보자 .



RGB 컬러 공간과 각 채널 분리

Split 방법론 들은 CxImage 방식과 직접 구현한 VisualGS 방식을 이용함



RGB 컬러 공간과 각 채널 분리 CXIMAGE 를 이용한 방식

메뉴에 연결할 함수 만들기

CXIMAGE ID : ID_CH2_SPLIT2RGB_CXIMAGE

VisualGS ID : ID_CH2_SPLIT2RGB_GS



RGB 컬러 공간과 각 채널 분리 메뉴에 연결할 함수 만들기



RGB 컬러 공간과 각 채널 분리 구현하기

void CFirstCxImageView::OnCh2Split2rgbCximage() {CFirstCxImageDoc* pDoc = GetDocument();ASSERT_VALID(pDoc);

if (pDoc->m_pImage==NULL) return;

CxImage *newr = new CxImage();CxImage *newg = new CxImage();CxImage *newb = new CxImage();

pDoc->m_pImage->SplitRGB(newr,newg,newb);// RGB 분리

pDoc->CopyClipBoard(newr);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();



RGB 컬러 공간과 각 채널 분리

pDoc->CopyClipBoard(newg);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();

pDoc->CopyClipBoard(newb);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();




RGB 컬러 공간과 각 채널 분리 VisualGS 에서 RGB 채널 분류하기

직접 구현하기 위해서… CColor 클래스에 함수 추가하기

필요한 함수는 다음과 같다 . void CColor::GS_getRGB(CxImage *m_pImage,

BYTE ***red, BYTE ***green, BYTE ***blue) CxImage *CColor::GS_gray2CxImage(BYTE **image,

int height, int width) void CColor::GS_free2D(BYTE **image, int length)

앞에서 구현이 되었음 .



RGB 컬러 공간과 각 채널 분리 메뉴에 연결할 함수 만들기



RGB 컬러 공간과 각 채널 분리 구현하기

void CFirstCxImageView::OnCh2Split2rgbGs() {CFirstCxImageDoc* pDoc = GetDocument();ASSERT_VALID(pDoc);if( pDoc->m_pImage == NULL ) return;CColor cColor;

BYTE **red; BYTE **green; BYTE **blue;int height = 0; int width = 0;




RGB 컬러 공간과 각 채널 분리CxImage *newr = cColor.GS_gray2CxImage(red, height, width);pDoc->CopyClipBoard(newr);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();

CxImage *newg = cColor.GS_gray2CxImage(green, height, width);pDoc->CopyClipBoard(newg);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();

CxImage *newb = cColor.GS_gray2CxImage(blue, height, width);pDoc->CopyClipBoard(newb);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();



RGB 컬러 공간과 각 채널 분리// 메모리 해제cColor.GS_free2D( red, height );cColor.GS_free2D( green, height );cColor.GS_free2D( blue, height );




RGB 컬러 공간과 각 채널 분리 앞의 방법의 실행 결과

각 red, green, blue 채널이 gray image 로 나타남

각 채널이 가지는 값으로 표현하기 . Red 채널 red 형식으로 Green 채널 green 형식으로 Blue 채널 blue 형식으로…

이를 구현하시오 .



RGB 컬러 공간과 각 채널 분리 레포트 -1- 앞의 방식대로 구현하시오 .

제출일 11 월 11 일 제출하기

제출시 주의 사항 제목 : 레포트 1_ 자신의학과학번이름 이름 : 자신의 이름 파일 첨부를 통해서 올려주세요 .

파일 이름 : color.cpp 또는 View 클래스 내에서 구현하기 위해서 생성되는 함수와 연결되는 함수들을 표현하고 이들에 대한 설명와 같이 메모장에 추가하여 넣어서 제출하기

파일 명 : 레포트 1_ 자신의학과학번이름 .txt



HIS 컬러 공간 다양한 컬러 모델 공간

RGB 모니터와 같은 디스플레이 장치에 사용됨

YIQ TV 방송

CMY 인쇄소 프린터 , 하드카피 출력

YUV 유럽에서 사용되는 TV 방송

YCbCr JPEG 압축 분야



HIS 컬러 공간 HSI 모델은 인간의 색 인지 방법에

기반을 둔 모델이다 . H 는 색상(Hue), S 는 채도 (Saturation), I는 명도 (intensity) 를 나타냄 이 색상 모델을 사용한다면 특정한

칼라를 만들어내기 위해 색을 조합할 필요가 없다 . 왜냐하면 H 자체가 색상 정보를 나타내기 때문이다 .

색상 H 는 빨간 , 파랑 , 녹색 등의 색을 구별하기 위해 사용되는 축으로 0~360 도의 범위를 가진 각도 값으로 나타낸다 . 0 도는 빨강 , 120 도는 초록 , 240 도는 파랑색을 나타냄



HIS 컬러 공간 Hue( 색상 )

빛의 파장 자체의 시각적 특징을 나타냄 물체에 반사되어 나온 파장을 색상 관점에서 구별

가능 빨강 ,, 노랑과 같은 순수한 색깔 (pure color) 을

나타내고 흰색과 검정 , 회색은 색상이 아님 Saturation( 채도 )

색이 얼마나 순수한지를 나타냄 White 와 pure color 와의 혼합비율에 의해

0~100% 순수한 빨강 – 채도가 높음 , 핑크 – 채도가 낮음 색의 맑고 탁한 정보를 결정하는 특성



HIS 컬러 공간 Intensity( 명도 , value, lightness)

빛의 세기 색의 밝고 어두운 것을 느끼게 하는 것

색입체의 예제 그림 2.11

명도는 수직선으로 표현됨 (0-1) 색상은 원으로 표현됨 (0 에서 360 도 ) 채도는 방사선으로 표현됨 (0-1)

예제 빨강 : Hue = 0, Saturation = 1, Intensity = 0.333



HIS 컬러 공간 색 입체



HIS 컬러 공간 RGB 컬러 모델로부터 HSI 컬러 모델로의

변환은 다음 식을 이용하여 가능함



HIS 컬러 공간 HSI 컬러모델로부터

RGB 컬러모델로의 변환은 H 값에 따라 다르다 . H 의 값이 0도~120 도 이내인 경우는 첫번째 식과 같이 수행되며 , H 의 값이 120 도 ~240 도 이내이면 두번째 식 , H의 값이 240 도 ~360도의 범위내이면 세번째 식을 사용



HIS 컬러 공간 HIS 컬러 모델 예제 ( 그림 2.13)



HIS 컬러 공간 메뉴 만들기

Split to HIS VisualGS1

ID : ID_CH2_SPLIT2HSI_GS1 VisualGS2

ID : ID_CH2_SPLIT2HSI_GS2



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 VisualGS 에서 HSI 채널 분류하기


필요한 함수는 다음과 같다 . void CColor::GS_getRGB(CxImage *m_pImage,

BYTE ***red, BYTE ***green, BYTE ***blue) void CColor::GS_free2D(BYTE **image, int length)




RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 void CColor::GS_rgb2hsi(double ***hue, double

***saturation, double ***intensity, BYTE **red, BYTE **green, BYTE **blue, int height, int width)

void CColor::GS_rgb2hsi(double ***hue, double ***saturation, double ***intensity,BYTE **red, BYTE **green, BYTE **blue,int height, int width, int method)

void CColor::GS_sub_rgb2hsi(double *h, double *s, double *i, int r, int g, int b, int method)

double **CColor::GS_doubleAlloc2D(int height, int width)

double **CColor::GS_doubleAlloc2D(int height, int width, double value)

void CColor::GS_free2D(double **image, int length) CxImage *CColor::GS_gray2CxImage(double **image,

int height, int width)2 주차 - 디지털영상처리의개념

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HIS 컬러 공간 /** 할당된 메모리 해제 - double */

void CColor::GS_free2D(double **image, int length) { for(int i=0; i<length; i++) free( image[i] );

free(image); }

// clamping #define CLAMP(pixel) (( pixel > 255 )) ? 255 : (( pixel < 0 ) ?

0 : pixel )



HIS 컬러 공간 /** double 명암도 영상을 CxImage 타입으로

변환한다 . */CxImage *CColor::GS_gray2CxImage(double **image, int height, int width){

BYTE **bImage = GS_alloc2D(height, width);for(int i=0; i<height; i++) {

for(int j=0; j<width; j++) {bImage[i][j] = (BYTE)CLAMP(image[i][j]);

}}

CxImage *gray = GS_gray2CxImage(bImage, height, width);GS_free2D(bImage, height);

return gray;}



HIS 컬러 공간 /** 2 차원 메모리 할당 - double */

double **CColor::GS_doubleAlloc2D(int height, int width){

return GS_doubleAlloc2D(height, width, 0);}

/** 2 차원 메모리 할당 - double */double **CColor::GS_doubleAlloc2D(int height, int width, double

value){ double **image;

image = (double **)calloc(height, sizeof(double *));for(int i=0; i<height; i++) {

image[i] = (double *)calloc(width, sizeof(double));}



HIS 컬러 공간

if( value > 0 ){

for(i=0; i<height; i++)for(int j=0; j<width; j++)

image[i][j] = (double)value;}

return image;}



HIS 컬러 공간 /** RGB 컬러공간을 HSI 컬러 공간으로 변환

*/void CColor::GS_rgb2hsi(double ***hue, double ***saturation,

double ***intensity,BYTE **red, BYTE **green, BYTE **blue,int height, int width)

{GS_rgb2hsi(hue, saturation, intensity,

red, green, blue, height, width, 0);}



HIS 컬러 공간 /** RGB 컬러공간을 HSI 컬러 공간으로 변환 */

void CColor::GS_rgb2hsi(double ***hue, double ***saturation, double ***intensity, BYTE **red, BYTE **green, BYTE **blue, int height, int width, int method){double h,s,i;int r,g,b;

*hue = GS_doubleAlloc2D( height, width );*saturation = GS_doubleAlloc2D( height, width );*intensity = GS_doubleAlloc2D( height, width );

for(int m=0; m<height; m++) {for(int n=0; n<width; n++) {

r = (int)red[m][n];g = (int)green[m][n];b = (int)blue[m][n];



HIS 컬러 공간

GS_sub_rgb2hsi(&h, &s, &i, r, g, b, method);

(*hue)[m][n] = h;(*saturation)[m][n] = s;(*intensity)[m][n]= i;

}}

}



HIS 컬러 공간 /** 각 r,g,b 화소값을 h,s,i 화소값으로 변환 */

void CColor::GS_sub_rgb2hsi(double *h, double *s, double *i, int r, int g, int b, int method) {double angle; double M_PI = 3.14159265359;

*i = (double)(r + g + b)/3.0; // intensity

*s = 1.0 - (3.0/(double)(r + g + b))*__min(r, __min(g,b)); // saturation if( method == 1 )

*s = 255.0*(*s); // 명암도 영상의 범위인 0~255 로 매핑

if((r == g) && (g == b)) // Hue // r=g=b 이면 Hue 는 정의되지 않는다 . { *h=0.0; } else {

angle = (r-0.5 * g-0.5 * b)/sqrt(pow((double)(r-g),2.0)+(r-b)*(g-b));

*h = acos(angle);



HIS 컬러 공간 // 0~360 도의 degree 로 바꾸어야 한다 . *h = *h *(180.0/M_PI); // 180.0/M_PI = 57.2957951 // b/i > g/i 이면 H = 360 - H 로 바꾸어야 한다 . if(b/(*i) > g/(*i)) {

*h = 360.0 - *h;}

// 여기서 H 영상이 0~360 의 범위를 갖는데 ,

if( method == 1 ) // 명암도 영상의 범위인 0~255 로 매핑

*h = (*h/360.0)*255.0;}

}



HIS 컬러 공간 메뉴에 연결할 함수 만들기



HIS 컬러 공간 구현하기

void CFirstCxImageView::OnCh2Split2hsiGs1() { CFirstCxImageDoc* pDoc = GetDocument();

ASSERT_VALID(pDoc);

BYTE **red; BYTE **green; BYTE **blue;double **hue; double **saturation; double **intensity;int height = 0; int width = 0;

CColor cColor;cColor.GS_getRGB( pDoc->m_pImage, &red, &green, &blue, &height, &width );

// RGB to HSIcColor.GS_rgb2hsi( &hue, &saturation, &intensity, red, green, blue, height, width, 1);

// hue, saturation 을 0~255 로 매핑하는 option 적용



HIS 컬러 공간CxImage *newH = cColor.GS_gray2CxImage(hue, height, width);pDoc->CopyClipBoard(newH);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();

CxImage *newS = cColor.GS_gray2CxImage(saturation, height, width);pDoc->CopyClipBoard(newS);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();

CxImage *newI = cColor.GS_gray2CxImage(intensity, height, width);pDoc->CopyClipBoard(newI);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();

// 메모리 해제cColor.GS_free2D( red, height );cColor.GS_free2D( green, height );



HIS 컬러 공간cColor.GS_free2D( blue, height );cColor.GS_free2D( hue, height );cColor.GS_free2D( saturation, height );cColor.GS_free2D( intensity, height );




HIS 컬러 공간 메뉴 만들기

Split to HIS VisualGS1

ID : ID_CH2_SPLIT2HSI_GS1 VisualGS2

ID : ID_CH2_SPLIT2HSI_GS2



RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 VisualGS2 에서 HSI 채널 분류하기

직접 구현하기 위해서… CColor 클래스에 함수 추가하기 필요한 함수는 다음과 같다 .


void CColor::GS_free2D(BYTE **image, int length) double **CColor::GS_doubleAlloc2D(int height, int width) double **CColor::GS_doubleAlloc2D(int height, int width,

double value) void CColor::GS_free2D(double **image, int length) CxImage *CColor::GS_gray2CxImage(double **image, int

height, int width)




RGB 컬러 공간과 명암도 영상 변환 void CColor::GS_rgb2hsi_2nd(double ***hue, double

***saturation, double ***intensity, BYTE **red, BYTE **green, BYTE **blue, int height, int width)



HIS 컬러 공간 다른 버전의 rgb his 변환

/** RGB 컬러공간을 HSI 컬러 공간으로 변환한다 .*/void CColor::GS_rgb2hsi_2nd(double ***hue, double ***saturation, double

***intensity,BYTE **red, BYTE **green, BYTE **blue, int height, int width)

{double h,s,i; double r,g,b; double v1, v2;

*hue = GS_doubleAlloc2D( height, width );*saturation = GS_doubleAlloc2D( height, width );*intensity = GS_doubleAlloc2D( height, width );

for(int m=0; m<height; m++){for(int n=0; n<width; n++){

r = (double)red[m][n];g = (double)green[m][n];b = (double)blue[m][n];



HIS 컬러 공간

v1 = (1.0 / sqrt(2.0))*(g - b);v2 = (2.0 / sqrt(6.0))*r - (1.0 / sqrt(6.0))*(g+b);

h = atan2( v2, v1 );s = sqrt( v1*v1 + v2*v2 );i = (sqrt(3.0) / 3.0)*(r + g + b);

(*hue)[m][n] = h;(*saturation)[m][n] = s;(*intensity)[m][n] = i;

}}

}



HIS 컬러 공간 메뉴에 연결할 함수 만들기




void CFirstCxImageView::OnChap2_splitHSI_GS2() {

CFirstCxImageDoc* pDoc = GetDocument();

ASSERT_VALID(pDoc);

BYTE **red; BYTE **green; BYTE **blue;

double **hue; double **saturation; double **intensity;

int height = 0; int width = 0;

CColor cColor;

cColor.GS_getRGB( pDoc->m_pImage, &red, &green, &blue, &height,

&width );

// RGB to HSI ( 다른 버전 )

cColor.GS_rgb2hsi_2nd( &hue, &saturation, &intensity, red, green, blue, height, width);



HIS 컬러 공간CxImage *newH = cColor.GS_gray2CxImage(hue, height, width);pDoc->CopyClipBoard(newH);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();

CxImage *newS = cColor.GS_gray2CxImage(saturation, height, width);pDoc->CopyClipBoard(newS);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();

CxImage *newI = cColor.GS_gray2CxImage(intensity, height, width);pDoc->CopyClipBoard(newI);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();

// 메모리 해제cColor.GS_free2D( red, height );cColor.GS_free2D( green, height );



HIS 컬러 공간cColor.GS_free2D( blue, height );cColor.GS_free2D( hue, height );cColor.GS_free2D( saturation, height );cColor.GS_free2D( intensity, height );

Invalidate( FALSE );

}



HIS 컬러 공간 HIS rgb 컬러 공간으로의 복구 메뉴 추가하기

복구 명령 HSI RGB(1)

ID : ID_CH2_HSI2RGB_GS1 HSI RGB(2)

ID : ID_CH2_HSI2RGB_GS2



HIS 컬러 공간 HIS RGB 채널 (1) 분류하기


void CColor::GS_hsi2rgb(BYTE **red, BYTE **green, BYTE **blue, double **hue, double **saturation, double **intensity, int height, int width)

void CColor::sub_hsi2rgb(double *r, double *g, double *b, double h, double s, double i)

CxImage *CColor::GS_color2CxImage(BYTE **image1, BYTE **image2, BYTE **image3, int height, int width)



HIS 컬러 공간 HIS 컬러 공간 RGB 컬러 공간으로 변환 구현하기

void CColor::GS_hsi2rgb(BYTE **red, BYTE **green, BYTE **blue,double **hue, double **saturation, double **intensity, int height, int width)

{double r,g,b;double h,s,i;

for(int m=0; m<height; m++) { for(int n=0; n<width; n++) { h = hue[m][n]; s = saturation[m][n]; i = intensity[m][n];

sub_hsi2rgb(&r, &g, &b, h, s, i);



HIS 컬러 공간 if(r>255.0) r=255.0; else if(r<0.) r=0.;

if(g>255.0) g=255.0; else if(g<0.) g=0.;

if(b>255.0) b=255.0; else if(b<0.) b=0.;

red[m][n] = (BYTE)r; green[m][n] = (BYTE)g; blue[m][n] = (BYTE)b; } }}



HIS 컬러 공간/** 각 h,s,i 화소값을 r,g,b 화소값으로 변환 */void CColor::sub_hsi2rgb(double *r, double *g, double *b, double h,

double s, double i) { double angle1, angle2, scale;

double M_PI = 3.141592654; if(i==0.0) { // i 가 0이면 검정색임 *r = 0.; *g = 0.; *b = 0.; return; } if(s==0.0) { // Hue 가 정의되지 않음 *r = i; *g = i; *b = i; return; }



HIS 컬러 공간 if(h<0.0) h+=360.0; scale = 3.0 * i; if(h<=120.0) { angle1=h*(M_PI/180.0); // convert to radians - by M_PI/180 angle2=(60.0-h)*(M_PI/180.0); *b = (1.0-s)/3.0; *r = (1.0 + (s*cos(angle1)/cos(angle2)))/3.0; *g = 1.0-*r-*b; *b *= scale; *r *= scale; *g *= scale; } else if((h>120.0) && (h<=240.0)) { h -= 120.0; angle1=h*(M_PI/180.0); /* convert to radians - M_PI/180 */ angle2=(60.0-h)*(M_PI/180.0); *r = (1.0-s)/3.0;



HIS 컬러 공간 *g = (1.0 + (s*cos(angle1)/cos(angle2)))/3.0; *b = 1.0 - *r - *g; *r *= scale; *g *= scale; *b *= scale; } else { h -= 240.0; angle1 = h*(M_PI/180.0); /* convert to radians - M_PI/180 */ angle2 = (60.0-h)*(M_PI/180.0); *g = (1.0-s)/3.0; *b = (1.0 + (s*cos(angle1)/cos(angle2)))/3.0; *r = 1.0 - *g - *b; *r *= scale; *g *= scale; *b *= scale; } }



HIS 컬러 공간 // RGB,HSI 등 컬러공간을 CxImage 타입으로변환

CxImage *CColor::GS_color2CxImage(BYTE *image1, BYTE **image2, BYTE **image3, int height, int width)

{int bitPixels = 24; // 24 이면 컬러int count = 0;

BYTE **color = GS_alloc2D( height, 3*width );for(int i=0; i<height; i++) {

count = 0;for(int j=0; j<width; j++) { // 주의 : 역순임

color[i][count+2] = image1[i][j];color[i][count+1] = image2[i][j];color[i][count] = image3[i][j];count += 3;

}}



HIS 컬러 공간CxImage *cxColor = new CxImage();cxColor->CreateFromMatrix(color, width, height,

bitPixels, width*bitPixels, 0);

return cxColor;}



HIS 컬러 공간 메뉴 추가하기



HIS 컬러 공간 함수 구현하기

void CFirstCxImageView::OnCh2Hsi2rgbGs1() { CFirstCxImageDoc* pDoc = GetDocument();

ASSERT_VALID(pDoc);BYTE **red; BYTE **green; BYTE **blue;double **hue; double **saturation; double **intensity;int height = 0; int width = 0;

CColor cColor;cColor.GS_getRGB( pDoc->m_pImage, &red, &green, &blue, &height, &width );// RGB to HSIcColor.GS_rgb2hsi( &hue, &saturation, &intensity, red, green, blue, height, width); // HSI to RGBcColor.GS_hsi2rgb( red, green, blue, hue, saturation, intensity, height, width);



HIS 컬러 공간CxImage *rgb = cColor.GS_color2CxImage(red, green, blue, height, width);

pDoc->CopyClipBoard(rgb);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();

// 메모리 해제cColor.GS_free2D( red, height );cColor.GS_free2D( green, height );cColor.GS_free2D( blue, height );cColor.GS_free2D( hue, height );cColor.GS_free2D( saturation, height );cColor.GS_free2D( intensity, height );

free(rgb);Invalidate( FALSE );

}



HIS 컬러 공간 HIS rgb 컬러 공간으로의 복구 메뉴 추가하기

복구 명령 HSI RGB(1)

ID : ID_CH2_HSI2RGB_GS1 HSI RGB(2)

ID : ID_CH2_HSI2RGB_GS2



HIS 컬러 공간 HIS RGB 채널 (2) 분류하기


void CColor::GS_hsi2rgb_2nd(BYTE **red, BYTE **green, BYTE **blue, double **hue, double **saturation, double **intensity, int height, int width)




/** HSI 컬러공간을 RGB 컬러 공간으로 변환한다 . */void CColor::GS_hsi2rgb_2nd(BYTE **red, BYTE **green, BYTE **blue,

double **hue, double **saturation, double **intensity, int height, int width)

{int r,g,b; double h; double v1, v2;

for(int m=0; m<height; m++) { for(int n=0; n<width; n++) { h = hue[m][n];

v1 = saturation[m][n] * cos( h );v2 = saturation[m][n] * sin( h );r = (int)((sqrt(3.0) / 3.0) * intensity[m][n]

+ (2.0 / sqrt(6.0)) * v2);



HIS 컬러 공간g = (int)((sqrt(3.0) / 3.0) * intensity[m][n]

+ (1.0 / sqrt(2.0)) * v1- (1.0 / sqrt(6.0)) * v2);

b = (int)((sqrt(3.0) / 3.0) * intensity[m][n]- (1.0 / sqrt(2.0)) * v1- (1.0 / sqrt(6.0)) * v2);

red[m][n] = (BYTE)CLAMP(r); green[m][n] = (BYTE)CLAMP(g); blue[m][n] = (BYTE)CLAMP(b); } }}



HIS 컬러 공간 메뉴 추가하기




void CFirstCxImageView::OnCh2Hsi2rgbGs2() { CFirstCxImageDoc* pDoc = GetDocument();

ASSERT_VALID(pDoc);

BYTE **red; BYTE **green; BYTE **blue;double **hue; double **saturation; double **intensity;int height = 0; int width = 0;

CColor cColor;cColor.GS_getRGB( pDoc->m_pImage, &red, &green, &blue, &height, &width );// RGB to HSIcColor.GS_rgb2hsi_2nd( &hue, &saturation, &intensity, red, green, blue, height, width);



HIS 컬러 공간// HSI to RGBcColor.GS_hsi2rgb_2nd( red, green, blue, hue, saturation, intensity, height, width);

CxImage *rgb = cColor.GS_color2CxImage(red, green, blue, height, width);

pDoc->CopyClipBoard(rgb);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();

// 메모리 해제cColor.GS_free2D( red, height );cColor.GS_free2D( green, height );cColor.GS_free2D( blue, height );cColor.GS_free2D( hue, height );cColor.GS_free2D( saturation, height );cColor.GS_free2D( intensity, height );



HIS 컬러 공간

free(rgb);Invalidate( FALSE );

}



HIS 컬러 공간 실행해보기



HIS 컬러 공간 메모

RGB 다른 컬러 모델 다른 컬러 모델 RGB

두개의 영상은 동일할 수 없다 .

왜냐하면… 공식 자체가 실수형으로 처리되는 만큼 미세한 값을 잃어버리기 때문



CMY(K) 컬러 공간 CMY 모델은 청록 (Cyan), 자홍 (Magenta), 노랑

(Yellow) 인 삼원색을 사용한 모델이며 , RGB 모델의 보색 관계에 있는 색을 사용하여 표현한 모델

이 색상 모델은 컬러 복사기나 프린트와 같은 종이 출력장치에 사용되며 종이에 색깔을 나타내는 안료를 칠하기 위해 필요하다 . 프린트업체에서는 CMY 에 검정색을 더하여 CMYK 라는 모델을

만들었다 . K는 검정색을 나타내며 , 검정색을 만들기 위해 C, M, Y 를

조합하여 사용하는 것보다는 검정색 잉크를 그냥 사용하는 것이 비용적인 측면에서 경제적이고 질적 수준에서 더 효과적이기 때문에 만들어진 것이다 . 다음의 식이 추가됨



CMY(K) 컬러 공간 CMYK 컬러 예제 ( 그림 2.17)



CMY(K) 컬러 공간 RGB CMY 표현시 필요한 클래스

void CColor::GS_getRGB(CxImage *m_pImage, BYTE ***red, BYTE ***green, BYTE ***blue, int *height, int *width);

void CColor::GS_getRGB(CxImage *m_pImage, BYTE ***red, BYTE ***green, BYTE ***blue);

CxImage * GS_gray2CxImage(BYTE **image, int height, int width);

void GS_free2D(BYTE **image, int length); 구현되어 있음

void GS_rgb2cmy(BYTE ***cyan, BYTE ***magenta, BYTE ***yellow, BYTE **red, BYTE **green, BYTE **blue, int height, int width);



CMY(K) 컬러 공간 RGB 컬러 공간 CMY 컬러 공간으로 변환 구현하기

void CColor::GS_rgb2cmy(BYTE ***cyan, BYTE ***magenta, BYTE ***yellow, BYTE **red, BYTE **green, BYTE **blue, int height, int width) {BYTE c,m,y;

*cyan = GS_alloc2D( height, width );*magenta = GS_alloc2D( height, width );*yellow = GS_alloc2D( height, width );

for(int i=0; i<height; i++) {for(int j=0; j<width; j++) {

c = 255 - red[i][j];m = 255 - green[i][j];y = 255 - blue[i][j];



CMY(K) 컬러 공간(*cyan)[i][j] = c;(*magenta)[i][j] = m;(*yellow)[i][j] = y;

}}

}



CMY(K) 컬러 공간 RGB CMY 변환시 메뉴 추가하기

ID : ID_CH2_SPLIT2CMY_GS



CMY(K) 컬러 공간 RGB CMY 변환시 추가된 메뉴에 함수

연결하기



CMY(K) 컬러 공간 메뉴에 연결할 함수 코딩하기

void CFirstCxImageView::OnCh2Split2cmyGs() { CFirstCxImageDoc* pDoc = GetDocument();

ASSERT_VALID(pDoc);

BYTE **red; BYTE **green; BYTE **blue;BYTE **cyan; BYTE **magenta; BYTE **yellow;int height = 0; int width = 0;CColor cColor;


// RGB to CMYcColor.GS_rgb2cmy( &cyan, &magenta, &yellow, red, green, blue, height, width );



CMY(K) 컬러 공간CxImage *newC = cColor.GS_gray2CxImage(cyan, height, width);pDoc->CopyClipBoard(newC);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();

CxImage *newM = cColor.GS_gray2CxImage(magenta, height, width);pDoc->CopyClipBoard(newM);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();

CxImage *newY = cColor.GS_gray2CxImage(yellow, height, width);pDoc->CopyClipBoard(newY);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();

// 메모리 해제cColor.GS_free2D( red, height );cColor.GS_free2D( green, height );cColor.GS_free2D( blue, height );



CMY(K) 컬러 공간cColor.GS_free2D( cyan, height );cColor.GS_free2D( magenta, height );cColor.GS_free2D( yellow, height );




CMY(K) 컬러 공간 CMY RGB 컬러 공간 변환하기 위해 필요한 클래스



CxImage *GS_color2CxImage(BYTE **image1,BYTE **image2, BYTE **image3, int height, int width);

void GS_free2D(BYTE **image, int length); void GS_rgb2cmy(BYTE ***cyan, BYTE ***magenta, BYTE

***yellow, BYTE **red, BYTE **green, BYTE **blue, int height, int width);

구현되어 있음 void GS_cmy2rgb(BYTE **red, BYTE **green, BYTE **blue,

BYTE **cyan, BYTE **magenta, BYTE **yellow, int height, int width);



CMY(K) 컬러 공간 CMY 컬러 공간 RGB 컬러 공간 구현하기

void CColor::GS_cmy2rgb(BYTE **red, BYTE **green, BYTE **blue,BYTE **cyan, BYTE **magenta, BYTE **yellow, int height, int

width){

BYTE r,g,b;

for(int i=0; i<height; i++){

for(int j=0; j<width; j++){

r = 255 - cyan[i][j];g = 255 - magenta[i][j];b = 255 - yellow[i][j];



CMY(K) 컬러 공간red[i][j] = r;green[i][j] = g;blue[i][j] = b;

}}

}



CMY(K) 컬러 공간 CMY 컬러 공간 RGB 컬러 공간 변환 메뉴

추가하기 ID : ID_CH2_CMY2RGB_GS



CMY(K) 컬러 공간 CMY 컬러 공간 RGB 컬러 공간 변환 메뉴

함수 연결하기



CMY(K) 컬러 공간 CMY 컬러 공간 RGB 컬러 공간 변환 함수

구현하기void CFirstCxImageView::OnCh2Cmy2rgbGs() { CFirstCxImageDoc* pDoc = GetDocument();

ASSERT_VALID(pDoc);

BYTE **red; BYTE **green; BYTE **blue;BYTE **cyan; BYTE **magenta; BYTE **yellow;int height = 0; int width = 0;CColor cColor;// RGB 를 가져온다 .cColor.GS_getRGB( pDoc->m_pImage, &red, &green, &blue, &height,

&width );// RGB to CMYcColor.GS_rgb2cmy( &cyan, &magenta, &yellow, red, green, blue,

height, width );



CMY(K) 컬러 공간 // CMY to RGB

cColor.GS_cmy2rgb( red, green, blue, cyan, magenta, yellow, height, width );

CxImage *rgb = cColor.GS_color2CxImage(red, green, blue, height, width);pDoc->CopyClipBoard(rgb);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();// 메모리 해제cColor.GS_free2D( red, height );cColor.GS_free2D( green, height );cColor.GS_free2D( blue, height );cColor.GS_free2D( cyan, height );cColor.GS_free2D( magenta, height );cColor.GS_free2D( yellow, height );Invalidate( FALSE );

}2 주차 - 디지털영상처리의개념

115


CMY(K) 컬러 공간 RGB 컬러 공간 CMYK 컬러 공간 구현하기

void CColor::GS_rgb2cmyk(BYTE ***cyan, BYTE ***magenta, BYTE ***yellow, BYTE ***black, BYTE **red, BYTE

**green, BYTE **blue, int height, int width){

BYTE c,m,y,k;

*cyan = GS_alloc2D( height, width );*magenta = GS_alloc2D( height, width );*yellow = GS_alloc2D( height, width );*black = GS_alloc2D( height, width );



CMY(K) 컬러 공간for(int i=0; i<height; i++) {

for(int j=0; j<width; j++) {c = 255 - red[i][j];m = 255 - green[i][j];y = 255 - blue[i][j];

// c, m, y 중 최소값을 찾아 k 값을 정한다 .k = __min( y, __min(c, m) );

(*cyan)[i][j] = c - k;(*magenta)[i][j] = m - k;(*yellow)[i][j] = y - k;(*black)[i][j] = k;

}}

}



CMY(K) 컬러 공간 CMYK 컬러 공간 RGB 컬러 공간 구현하기

void CColor::GS_cmyk2rgb(BYTE **red, BYTE **green, BYTE **blue,

BYTE **cyan, BYTE **magenta, BYTE **yellow, BYTE **black, int height, int width) {

BYTE r,g,b,k;

for(int i=0; i<height; i++) {

for(int j=0; j<width; j++) {

r = 255 - cyan[i][j];

g = 255 - magenta[i][j];

b = 255 - yellow[i][j];

k = black[i][j];

red[i][j] = r - k;

green[i][j] = g - k;

blue[i][j] = b - k;

} }

}



CMY(K) 컬러 공간 RGB 컬러 공간 CMYK 컬러 공간 CMYK 컬러 공간 RGB 컬러 공간

해보기 ( 다음 주까지 작성 후 가져오기 )



다른 컬러 공간 HSL, HLS 컬러 공간

HIS 의 유사하며 , 다양한 공식이 사용됨 pp.168 표 2.2 다양한 HSL 관련 실제 사용 공간

다양한 컬러 공간 변환을 비롯한 영상분야는 보다 더 빨리 보다 더 좋은 결과를 위해 최적화가 이루어짐

절대적인 최상의 방법은 없음 특정 분야에 특화된 것이 존재함





소프트웨어 혹은 환경 공간명 H 범위 S 범위 L/V/B 범위Paint Shop Pro HSL 0~255 0~255 L 0~255

GIMP HSV 0~360 0~100 V 0~100

Adobe Photoshop HSB 0~360 0~100 B 0~100

Windows HSL 0~240 1~240 L 0~240

Linux/KDE HSV 0~360 0~255 V 0~255

GTK HSV 0~360 0~1.0 V 0~1.0

Java HSB 0~1.0 0~1.0 B 0~1.0

Apple HSV 0~360 0~1000

L 0~100



페이지 169 ~ 172 RGB 컬러 공간 HLS 컬러 공간 변환 HLS 컬러 공간 RGB 컬러 공간 변환

페이지 173~177 RGB 컬러 공간 HSL 컬러 공간 변환 HSL 컬러 공간 RGB 컬러 공간 변환



다른 컬러 공간 YIQ 컬러 모델

YIQ 모델은 TV 방송국에서 사용하는 모델이다 . 만약 RGB 컬러 모델을 이용해서 TV 영상 전파를 보낸다면 , 가정에서 이를 받아 흑백 TV 로 시청한다고 할 경우 , 다시 밝기를 나타내는 명암도 값을 계산해야 하는 번거로움이 있다 . 따라서 이러한 번거로움을 피하고 , 가정용의 TV 가 흑백이든 칼라이든 상관없이 사용하기 위해 사용된다 .

YIQ 모형은 다음 식에 의해 변환될 수 있다 . 또한 반대로 YIQ 모델을 RGB 모델로 역변환 가능



다른 컬러 공간 YIQ 컬러 모델 변환 식



다른 컬러 공간 YIQ 에서 Y는 명암도 (luminance), I, Q 는 색에

관련된 정보인 색상 (hue) 과 채도 (saturation) 정보를 나타낸다 . 흑백 TV 인 경우 영상신호에서 Y만을 취해 흑백화면을 만들고 컬러 TV 인 경우에는 세 신호 모두를 이용해서 RGB 컬러값을 만듬

장점 YIQ 모델의 사용시 , 밝기를 나타내는 Y 정보인

명암도를 바로 사용 가능히스토그램 평활화와 같은 영상처리나 컬러 영상의

유화처리 등에 색상 모델의 변환없이 그대로 사용이 가능 또한 사람의 눈은 밝기값에 민감한 특징을 보인다 .

따라서 영상신호 전송 시 , 민감한 Y값은 덜 압축하고 , 둔감한 I, Q 의 정보는 많은 압축을 사용해서 신호 전송의 효율성을 높일 수 있다



다른 컬러 공간 YIQ 컬러 모델 예제



다른 컬러 공간 RGBYIQ 컬러 공간 변환하기 위해 필요한 클래스



CxImage * GS_gray2CxImage(BYTE **image, int height, int width);

void GS_free2D(BYTE **image, int length); void GS_free2D(double **image, int length);

구현되어 있음 void GS_rgb2yiq(double ***Y, double ***I, double ***Q,BYTE

**red, BYTE **green, BYTE **blue, int height, int width); void GS_rgb2yiq(double ***Y, double ***I, double ***Q,BYTE

**red, BYTE **green, BYTE **blue, int height, int width, int method);



다른 컬러 공간 RGB YIQ 컬러 공간

구현하기void CColor::GS_rgb2yiq(double ***Y, double ***I, double ***Q,

BYTE **red, BYTE **green, BYTE **blue, int height, int width){

GS_rgb2yiq(Y, I, Q, red, green, blue, height, width, 0);

}void CColor::GS_rgb2yiq(double ***Y, double ***I, double ***Q, BYTE **red, BYTE **green, BYTE **blue, int height, int width, int method){

double r,g,b;

*Y = GS_doubleAlloc2D( height, width );*I = GS_doubleAlloc2D( height, width );*Q = GS_doubleAlloc2D( height, width );



다른 컬러 공간for(int i=0; i<height; i++) {

for(int j=0; j<width; j++) {r = (double)red[i][j];g = (double)green[i][j];b = (double)blue[i][j];

(*Y)[i][j] = 0.299*r + 0.587*g + 0.114*b;(*I)[i][j] = 0.596*r - 0.275*g - 0.321*b;(*Q)[i][j] = 0.212*r - 0.523*g + 0.312*b;

if( method == 1 ){(*I)[i][j] += 128.0;(*Q)[i][j] += 128.0;}

}}

}



다른 컬러 공간 RGB YIQ 컬러 공간 변환하기 위한 메뉴 추가

CXIMAGE ID : ID_CH2_SPLIT2YIQ_CXIMAGE

VisualGS ID : ID_CH2_SPLIT2YIQ_GS



다른 컬러 공간 RGB YIQ 컬러 공간 변환 메뉴에 함수 연결하기

( 연동시킨 함수 연결하기 )



다른 컬러 공간 RGB YIQ 컬러 공간 변환 메뉴에 함수 연결하기 (

연동시킨 함수 연결하기 )void CFirstCxImageView::OnCh2Split2yiqCximage() {

// TODO: Add your command handler code hereCFirstCxImageDoc* pDoc = GetDocument();ASSERT_VALID(pDoc);

if (pDoc->m_pImage==NULL) return;

CxImage *newY = new CxImage();CxImage *newI = new CxImage();CxImage *newQ = new CxImage();

// YIQ 분리pDoc->m_pImage->SplitYIQ(newY, newI, newQ);



다른 컬러 공간

// copy & pastepDoc->CopyClipBoard(newY);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();

pDoc->CopyClipBoard(newI);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();

pDoc->CopyClipBoard(newQ);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();




다른 컬러 공간 RGB YIQ 컬러 공간 변환 메뉴에 함수 연결하기



다른 컬러 공간 RGB YIQ 컬러 공간 변환 함수 구현하기

void CFirstCxImageView::OnCh2Split2yiqGs() { CFirstCxImageDoc* pDoc = GetDocument();

ASSERT_VALID(pDoc);

BYTE **red; BYTE **green; BYTE **blue;double **Y; // Y : Luminancedouble **I; // I : In-phase modulationdouble **Q; // Q : Quadradure-modulation in NTSC systemint height = 0;int width = 0;CColor cColor;




다른 컬러 공간// RGB to YIQcColor.GS_rgb2yiq( &Y, &I, &Q, red, green, blue, height, width, 1);

CxImage *newY = cColor.GS_gray2CxImage(Y, height, width);pDoc->CopyClipBoard(newY);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();

CxImage *newI = cColor.GS_gray2CxImage(I, height, width);pDoc->CopyClipBoard(newI);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();

CxImage *newQ = cColor.GS_gray2CxImage(Q, height, width);pDoc->CopyClipBoard(newQ);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();



다른 컬러 공간// 메모리 해제cColor.GS_free2D( red, height );cColor.GS_free2D( green, height );cColor.GS_free2D( blue, height );cColor.GS_free2D( Y, height );cColor.GS_free2D( I, height );cColor.GS_free2D( Q, height );

free(newY);free(newI);free(newQ);




다른 컬러 공간 YIQRGB 컬러 공간 변환하기 위해 필요한 클래스


CxImage *GS_color2CxImage(BYTE **image1,BYTE **image2, BYTE **image3,int height, int width);

void GS_free2D(BYTE **image, int length); void GS_free2D(double **image, int length); void GS_rgb2yiq(double ***Y, double ***I, double ***Q,BYTE

**red, BYTE **green, BYTE **blue, int height, int width); void GS_rgb2yiq(double ***Y, double ***I, double ***Q,BYTE

**red, BYTE **green, BYTE **blue, int height, int width, int method);

구현되어 있음 void GS_yiq2rgb(BYTE **red, BYTE **green, BYTE

**blue,double **Y, double **I, double **Q, int height, int width);



다른 컬러 공간 YIQ RGB 컬러 공간 변환 구현하기

void CColor::GS_yiq2rgb(BYTE **red, BYTE **green, BYTE **blue,double **Y, double **I, double **Q, int height, int width) {double y,ii,q;

for(int i=0; i<height; i++) {for(int j=0; j<width; j++) {y = Y[i][j];ii = I[i][j];q = Q[i][j];

red[i][j] = y + 0.956*ii + 0.620*q;green[i][j] = y - 0.272*ii -0.647*q;blue[i][j] = y - 1.108*ii + 1.705*q; }}

}



다른 컬러 공간 YIQ RGB 컬러 공간 변환을 위한 메뉴

추가하기 ID : ID_CH2_YIQ2RGB_GS



다른 컬러 공간 YIQ RGB 컬러 공간 변환의 메뉴에 함수

추가하기



다른 컬러 공간 YIQ RGB 컬러 공간 변환의 함수 구현하기

void CFirstCxImageView::OnCh2Yiq2rgbGs() { CFirstCxImageDoc* pDoc = GetDocument();

ASSERT_VALID(pDoc);

BYTE **red; BYTE **green; BYTE **blue;double **Y; double **I; double **Q;int height = 0; int width = 0;CColor cColor;

// RGB 를 가져온다 .cColor.GS_getRGB( pDoc->m_pImage, &red, &green, &blue, &height, &width );// RGB to YIQcColor.GS_rgb2yiq( &Y, &I,&Q, red, green, blue, height, width);



다른 컬러 공간// YIQ to RGBcColor.GS_yiq2rgb( red, green, blue, Y, I, Q, height, width); CxImage *rgb = cColor.GS_color2CxImage(red, green, blue, height, width);

pDoc->CopyClipBoard(rgb);((CFirstCxImageApp *)AfxGetApp())->OnEditPaste();// 메모리 해제cColor.GS_free2D( red, height );cColor.GS_free2D( green, height );cColor.GS_free2D( blue, height );cColor.GS_free2D( Y, height );cColor.GS_free2D( I, height );cColor.GS_free2D( Q, height );Invalidate( FALSE );

}



다른 컬러 공간 YCrCb

YCbCr 모델은 ITU_R(International Telecommunications Union Ratio) 601 표준안으로 색상신호가 아니라 휘도(Luminance: Y), 색차 신호 (Cb, Cr) 에 기반한 컬러 표현방식이다 .

원래 아날로그에서 디지털로 변환하는 과정에서 오는 손실을 줄이기 위한 면도 있지만 , 우리의 눈이 색상보다 밝기에 더 민감하기 때문에 색차 신호를 처리하는 게 가장 효과적이기 때문

색상정보에 들어가는 정보를 줄이고 밝기에 정보를 늘려주면 결과적으로 더 좋은 화질을 얻게 된다는 뜻이다 .

ITU-R 601 에 따르면 색차 신호인 Cr 는 R-Y, Cb 는 b-Y 의 디지털화 된 신호인데 , 붉은정도와 푸른 정도를 나타낸다 . 그러면 24 비트 RGB 신호에서 YCbCr 로의 변환 식은 다음과 같다 .



다른 컬러 공간 YCrCb 컬러 변환 식

이 128 은 8비트에서의 0~255 범위를 갖기 위해 더해주는 요소값

역변환 공식



다른 컬러 공간 YCrCb 컬러 예제



CMY(K) 컬러 공간 RGB 컬러 공간 YUV 컬러 공간 YUV 컬러 공간 RGB 컬러 공간

RGB 컬러 공간 YCbCr 컬러 공간 YCbCr 컬러 공간 RGB 컬러 공간

해보기 ( 다음 주까지 작성 후 가져오기 )



다른 컬러 공간 YCrCb 컬러 공간

페이지 179 ~ 181 RGB 컬러 공간 YCrCb 컬러 공간 변환 YCrCb 컬러 공간 RGB 컬러 공간 변환



구현해보자 . 각 컬러 공간들의 변환을 구현해보자 .

CColor 라는 클래스를 만들기 클래스를 분석해보자 .



구현해보자 . 선언한 클래스를 현재 구현한 프로그램에

연결해보자 . 메뉴를 추가하기 추가된 메뉴에 함수를 연결하자 . 함수에 각 클래스의 내용을 연결하여 출력하자 .



구현해보자 . 다음 메뉴를 추가하고 이를 구현하고자 함 .



구현해보자 . 각 메뉴의 ID 명

COMPARE > RGB->gray ID : ID_CH2_COMPAREGRAY_GS

COMPARE > RGB->HSL ID : ID_CH2_COMPAREHSL_GS

COMPARE > RGB->CMY(K) ID : ID_CH2_COMPARECMYK_GS

COMPARE > RGB->YUV ID : ID_CH2_COMPAREYUV_GS

COMPARE > RGB->YIQ ID : ID_CH2_COMPAREYIQ_GS



구현해보자 . COMPARE > RGB->gray 에 대한 이야기

원본 영상에 대한 우리가 구현한 그레이 영상과 CxImage 연동시킨 이미지의 그레이 영상 사이의 차이를 서로 비교 분석하며 볼수 있도록 영상을 같이 보여주는 작업 .

필요한 클래스들… void GS_getRGB(CxImage *m_pImage, BYTE ***red, BYTE

***green, BYTE ***blue, int *height, int *width); void GS_rgb2gray(BYTE ***gray, int method, BYTE

**red, BYTE **green, BYTE **blue, int height, int width); 구현되어 있음

CxImage *GS_copyColorCxImage(CxImage *m_pImage); void GS_getGray(CxImage *m_pImage, BYTE ***gray, int

*height, int *width); void GS_getGray(CxImage *m_pImage, BYTE ***gray); CxImage *GS_ChannelView(CxImage *m_pImage, BYTE

**image1, BYTE **image2, int height, int width);2 주차 - 디지털영상처리의개념

153


구현해보자 . 소스 상에서 다음 추가하기 #define VIEWER_BACK_GROUND 200



구현해보자 ./*====================================

CxImage 클래스를 복사 Copy() 함수로는 한계가 있어 새로 만듬* GS_copyCxImage()

================================*/CxImage *CColor::GS_copyColorCxImage(CxImage *m_pImage){ BYTE **red, **green, **blue; int height, width;

GS_getRGB(m_pImage, &red, &green, &blue, &height, &width);

CxImage *newImage = GS_color2CxImage(red, green, blue, height, width);GS_free2D(red, height);GS_free2D(green, height);GS_free2D(blue, height);return newImage;

}



구현해보자 ./** 명암도 영상을 가져온다 .*/void CColor::GS_getGray(CxImage *m_pImage, BYTE ***gray){

int height, width;GS_getGray(m_pImage, gray, &height, &width);

}

/** 명암도 영상을 가져온다 .*/void CColor::GS_getGray(CxImage *m_pImage, BYTE ***gray, int

*height, int *width){

RGBQUAD color; int i,j;

*height = m_pImage->GetHeight();*width = m_pImage->GetWidth();



구현해보자 .// 인수종속적 오류나는 이유로 직접 메모리 할당*gray = (BYTE **)calloc(*height, sizeof(BYTE *));for(i=0; i<*height; i++) {(*gray)[i] = (BYTE *)calloc(*width, sizeof(BYTE));}if( m_pImage->IsGrayScale()) m_pImage->IncreaseBpp(24);

for(i=0; i<*height; i++) {for(j=0; j<*width; j++) {color = m_pImage->GetPixelColor(j, i);(*gray)[i][j] = (BYTE)(color.rgbRed*0.2999+color.rgbGreen*0.587+color.rgbBlue*0.114);}}

}



구현해보자 ./** 원 컬러 영상 , 2 개의 명암도 영상을 보여준다 . */CxImage *CColor::GS_ChannelView(CxImage *m_pImage, BYTE

**image1, BYTE **image2, int height, int width) { int i,j;

BYTE **r_resultImage, **g_resultImage, **b_resultImage;int margin = 10; int resultHeight = height + margin*2;int resultWidth = width*3 + margin*4;

r_resultImage = GS_alloc2D(resultHeight, resultWidth, VIEWER_BACK_GROUND);g_resultImage = GS_alloc2D(resultHeight, resultWidth, VIEWER_BACK_GROUND);b_resultImage = GS_alloc2D(resultHeight, resultWidth, VIEWER_BACK_GROUND);

BYTE **org_red, **org_green, **org_blue;int tmpHeight, tmpWidth;



구현해보자 .GS_getRGB(m_pImage, &org_red, &org_green, &org_blue, &tmpHeight, &tmpWidth); for(i=0; i<height; i++) {// 첫번째

for(j=0; j<width; j++) {r_resultImage[margin+i][margin+j] = org_red[i][j];g_resultImage[margin+i][margin+j] = org_green[i]

[j];b_resultImage[margin+i][margin+j] = org_blue[i][j];

} // 두번째for(j=margin+width; j<margin+width*2; j++){ r_resultImage[margin+i][margin+j] = image1[i][j-

margin-width]; g_resultImage[margin+i][margin+j] = image1[i][j-

margin-width]; b_resultImage[margin+i][margin+j] = image1[i][j-

margin-width];} // 세번째



구현해보자 .for(j=margin+width*2; j<margin+width*3; j++) { r_resultImage[margin+i][margin*2+j] = image2[i][j-margin-width*2];

g_resultImage[margin+i][margin*2+j] = image2[i][j-margin-width*2]; b_resultImage[margin+i][margin*2+j] = image2[i][j-margin-width*2];}

}CxImage *cx_result = GS_color2CxImage(r_resultImage, g_resultImage, b_resultImage, resultHeight, resultWidth);

GS_free2D( r_resultImage, resultHeight );GS_free2D( g_resultImage, resultHeight );GS_free2D( b_resultImage, resultHeight );GS_free2D( org_red, tmpHeight );GS_free2D( org_green, tmpHeight );GS_free2D( org_blue, tmpHeight );return cx_result;

}



구현해보자 . COMPARE > RGB->gray 메뉴에 함수 연결하기



구현해보자 . 나머지도 구현해보자 .

COMPARE > RGB->HSL COMPARE > RGB->CMY(K) COMPARE > RGB->YUV COMPARE > RGB->YIQ



레포트 -2- 컬러 표현 클래스

클래스 (color.cpp, color.h) 를 분석하여 커멘트를 달기 – 파일은 홈페이지의 강의 노트에 올려둠

제출일 다음 주 수업 전날 밤 12 시까지

제출시 주의 사항 제목 : 레포트 2_ 자신의학과학번이름 이름 : 자신의 이름 파일 첨부를 통해서 올려주세요 .

소스와 분석 커멘트를 다음의 파일명에 담아서 다음의 파일명으로 저장하고 파일첨부를 통해서 올리기

파일 명 : 레포트 2_ 자신의학과학번이름 .hwp


Documents

2 장 . 컬러 공간 분석