본 논문은 디지털 카메라로 획득된 실영상에서 카메라의 응답분포의 특성을 이용하여 광원의 색도값을 추정하는 방법을 제안한다. 광휘도 영역을 이용하는 방법은 물체의 표면에 의한 색과 광원에 의한 색이 일정하게 변하는 특징을 이용하여 광원의 색도값을 추정한다. 일반적인 디지털 카메라 영상의 경우, 광휘도 영역의 화소들은 실영상에서 야기되는 광원의 기하학적 불균일성, 카메라에 의한 양자화 오차 및 CCD 센서의 불균일한 특성들을 포함하는 값이다. 그러므로 전처리 과정이 없는 카메라의 응답을 이용하여 광원을 추정한 결과, 정확한 광원의 색도값 추정이 어려웠다. 따라서 이 문제를 해결하기 위해서 본 논문에서는 카메라의 응답 특성을 조사하고, 광휘도 영역에서 Mahalanobis distance를 이용하여 화소들을 선택함으로써, 광원 추정의 정확성을 높이고자 하였다. 카메라 응답에서 Mahalanobis distance의 사용함으로써 광휘도 영역에서 분포된 화소들 중에서 유효한 화소들을 선택하는 것이 가능하다. 선택된 화소들을 주성분 분석 과정을 이용하여 r-g 좌표계에서 직선을 만들었으며, 그 직선들의 교차점으로부터 광원의 색도값을 추정하였다. 제안한 방법을 이용하여 다양한 실영상에서 실험한 결과 기존의 방법에 비해 광원 추정에 대한 오차가 감소함을 확인하였다.
This paper proposes a method for estimating the illuminant chromaticity using the distributions of the camera responses obtained by a CCD camera in a real-world scene. Illuminant estimation using a highlight method is based on the geometric relation between a body and its surface reflection. In general, the pixels in a highlight region are affected by an illuminant geometric difference, camera quantization errors, and the non-uniformity of the CCD sensor. As such, this leads to inaccurate results if an illuminant is estimated using the pixels of a CCD camera without any preprocessing. Accordingly, to solve this problem the proposed method analyzes the distribution of the CCD camera responses and selects pixels using the Mahalanobis distance in highlight regions. The use of the Mahalanobis distance based on the camera responses enables the adaptive selection of valid pixels among the pixels distributed in the highlight regions. Lines are then determined based on the selected pixels with r-g chromaticity coordinates using a principal component analysis(PCA). Thereafter, the illuminant chromaticity is estimated based on the intersection points of the lines. Experimental results using the proposed method demonstrated a reduced estimation error compared with the conventional method.
