회색조 문서 원본 보기

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{{색 깊이}}
{{회색조}}

[[사진술]], [[컴퓨팅]], 그리고 [[표색계]]에서 '''회색조'''<ref>{{웹 인용|url=http://help.hancom.com/hoffice/webhelp/9.0/ko_kr/hshow/view/color_grayscale.htm|제목=한컴 설명페이지|확인날짜=2017-12-08}}</ref> 또는 '''그레이스케일'''(grayscale, greyscale) [[디지털 영상]]은 각 [[화소]]의 값이 빛의 ''양''을 나타내는 하나의 [[표본화|샘플]]인 이미지를 가리키며, [[광도]]의 정보만을 전달한다. 이러한 종류의 이미지는 [[흑백]] 또는 단색화로도 알려져 있으며 [[회색]] 음영으로 이루어져 있어서 가장 여린 광도의 "검정"부터 가장 센 광도의 "백색"에 이르기까지 다양하다.<ref>{{서적 인용| title = Stephen Johnson on Digital Photography | author = Stephen Johnson | publisher = O'Reilly | year = 2006 | isbn = 0-596-52370-X | url = https://books.google.com/books?id=0UVRXzF91gcC&pg=PA17&dq=grayscale+black-and-white-continuous-tone&ei=XlwqSdGVOILmkwTalPiIDw }}</ref>

회색조 이미지는 1비트 투톤의 흑백 이미지와는 구분되며 컴퓨터 이미징에서 볼 때 이미지는 [[검은색]]과 [[흰색]]의 두 [[색]]만을 가지고 있다(''bilevel''또는 ''[[이진 이미지]]''라고도 불린다). 회색조 이미지는 그 사이의 많은 회색 음영을 가지고 있다.

회색조 이미지는 진동수(또는 파장)의 특정한 가중 조합에 따라 각 픽셀에서 측정되는 빛의 세기의 결과이고 그런 경우에 한 [[주파수]](실제로는 좁은 주파수 영역)만이 포착되었을 때 [[단색광|단색]]이 적합하다. 주파수는 이론적으로 [[전자기 스펙트럼]]의 어디에든 있을 수 있다(예를 들어, [[적외선]], [[가시광선]], [[자외선]], 등.).

== 다중 채널의 색 이미지의 단일 채널로서의 그레이스케일 ==
RGB색 채널을 그레이스케일로 변환한 사진은 다음과 같다.
[[파일:RGB channels separation.png|center]]

== 색상을 회색조로 변환 ==
[[파일:Nine steps stair in Lysekil - bw.jpg|섬네일|회색조로 변환된 컬러 사진]]
임의의 색상 이미지를 회색조로 변환하는 것은 전반적으로 독특한 것이 아니다. 색상 채널의 다른 가중치는 카메라에서 다른 색상의 [[필터 (사진술)|사진 필터]]를 사용하여 흑백 필름을 촬영하는 효과를 효과적으로 나타낸다.

=== 비색법(지각 휘도 보존) 회색조 변환 ===
회색조 값(대상 회색조에서의 색 공간)을 계산하기 위한 일반적인 전략은 [[:en:Photometry_(optics)|광도 측정법]] 또는 더 넓게는 [[:en:Colorimetry|색상 측정법]]의 이론을 사용하여 원본 색상 이미지(색 공간에 따라)와 동일한 휘도(기술적으로는 상대 휘도)를 갖도록 하는 것이다.<ref>Poynton, Charles A. "Rehabilitation of gamma." Photonics West'98 Electronic Imaging. International Society for Optics and Photonics, 1998. [https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/3299/1/Rehabilitation-of-gamma/10.1117/12.320126.short?SSO=1 online]</ref><ref>Charles Poynton, [http://poynton.ca/notes/video/Constant_luminance.html Constant Luminance]</ref> 이 방법은, 주어진 이미지의 어느 영역 또는 동일한 [[:en:White_point|백색점]]에서 [[칸델라 매 제곱미터]]의 SI 단위로 계측기에 의해 측정될 수 있으므로 동일한 (상대) 휘도를 갖게할 뿐만 아니라 또한 두 이미지가 동일한 [[휘도|절대 휘도]]로 표출되는 것을 보장한다. 휘도 자체는 인간 시각의 표준 모델을 사용하여 정의되므로, 회색조에서의 휘도 보존은 선형 휘도 {{math|''Y''}} ([[CIE 1931 색 공간#CIE XYZ 색 공간의 정의|CIE 1931 ''XYZ'' 색 공간]]) 자체에 의해 결정되는 {{math|''L''<sup>*</sup>}} (1976 CIE [[CIELAB 색 공간#CIE L*a*b*|''L''ab 색 공간]]) 과 같은 다른 지각 [[:en:Lightness#Relationship_between_lightness,_value,_and_luminance|광도 측정]] 또한 유지한다. 앞에서의 선형 휘도 {{math|''Y''}} 는 모호성을 피하기 위해 {{math|''Y''<sub>linear</sub>}} 로 나타낼 것이다.

전형적인 [[감마 보정]] (비선형) [[:en:RGB_color_model|RGB 색상 모델]]을 기반으로한 색 공간을 휘도의 회색조 표현으로 변환하기 위해선, 이미지를 선형 RGB 색 공간으로 변환할 수 있게 감마 확장(선형화)을 통해 감마 보정 함수를 반드시 먼저 제거해야한다. 그러면 선형 색상 컴포넌트(<math>R_\mathrm{linear},G_\mathrm{linear},B_\mathrm{linear}</math>)에 적절한 [[:en:Weight_function|가중합]]을 적용하여 선형 휘도 {{math|''Y''<sub>linear</sub>}}를 계산할 수 있고, 이 값은 회색조 결과가 전형적인 비선형 색 공간으로 인코딩 및 저장되어야 할 경우 다시 감마 보정될 수 있다.<ref>Bruce Lindbloom, [http://www.brucelindbloom.com/index.html?WorkingSpaceInfo.html RGB Working Space Information] ([https://web.archive.org/web/20131002132220/http://www.brucelindbloom.com/index.html?WorkingSpaceInfo.html retrieved 2013-10-02])</ref>

일반적인 [[sRGB]] 색 공간에 대해, 감마 확장은 다음과 같이 정의된다.
:<math>C_\mathrm{linear}=
\begin{cases}\frac{C_\mathrm{srgb}}{12.92}, & \text{if } C_\mathrm{srgb}\le0.04045\\
\left(\frac{C_\mathrm{srgb}+0.055}{1.055}\right)^{2.4}, & \text{otherwise}
\end{cases}
</math>

{{math|''C''<sub>srgb</sub>}} 는 세 개의 감마 보정 sRGB 주요 값({{math|''R''<sub>srgb</sub>}}, {{math|''G''<sub>srgb</sub>}}, {{math|''B''<sub>srgb</sub>}}, 각각의 범위는 [0,1])을 나타내며 {{math|''C''<sub>linear</sub>}} 는 선형 강도 값({{math|''R''<sub>linear</sub>}}, {{math|''G''<sub>linear</sub>}}, {{math|''B''<sub>linear</sub>}}, 범위는 마찬가지로 [0,1])에 해당한다. 그 다음, 선형 휘도는 세 개의 선형 강도 값의 가중 합으로써 계산된다. [[sRGB]] 색 공간은 [[CIE 1931 색 공간]] 선형 휘도관점에서 정의되며, 다음에 의해 주어진다.

:<math>Y_\mathrm{linear} = 0.2126 R_\mathrm{linear} + 0.7152 G_\mathrm{linear} + 0.0722 B_\mathrm{linear}</math>.<ref>Michael Stokes, Matthew Anderson, Srinivasan Chandrasekar, and Ricardo Motta, "A Standard Default Color Space for the Internet – sRGB", [http://www.w3.org/Graphics/Color/sRGB online] see matrix at end of Part 2.</ref>

이 세 개의 특정 계수는 sRGB의 정의에서 사용되는 정확한 [[:en:Rec._709|Rec. 709]] 부가 원색(색도)의 빛에 대한 일반적인 [[:en:Trichromacy|삼색자]] 인간의 강도 (휘도) 인식을 나타낸다. 인간 시각은 초록에 가장 민감하므로 가장 큰 계수 값(0.7152)를 가지며, 파랑에 가장 덜 민감하므로 가장 작은 계수(0.0722)를 갖는다. 회색조 강도를 선형 RGB로 인코딩하려면 세 가지 색 컴포넌트 각각을 계산된 선형 휘도 <math>Y_\mathrm{linear}</math> 와 동일하게 설정하면 된다(<math>R_\mathrm{linear},G_\mathrm{linear},B_\mathrm{linear}</math> 값을  <math>Y_\mathrm{linear},Y_\mathrm{linear},Y_\mathrm{linear}</math> 값으로 대체). 그 후, 전형적인 비선형 표현으로 돌아가기 위해 [[감마 보정]]이 필요할 수 있다.<ref name="Wilhelm Burger, Mark J. Burge">{{서적 인용|author=Wilhelm Burger, Mark J. Burge|title=Principles of Digital Image Processing Core Algorithms|url=https://books.google.com/books?id=s5CBZLBakawC&pg=PA|year=2010|publisher=Springer Science & Business Media |isbn=978-1-84800-195-4|pages=110–111}}</ref> sRGB에 대해서는 세 개의 주요 값은 각각 다음과 같은 감마 확장의 역으로 주어진 동일한 감마 보정 {{math|''Y''<sub>srgb</sub>}}으로 설정한다.

:<math>Y_\mathrm{srgb}=\begin{cases}
12.92\ Y_\mathrm{linear}, & \text{if } Y_\mathrm{linear} \le 0.0031308\\
1.055\ Y_\mathrm{linear}^{1/2.4}-0.055, & \text{otherwise}
\end{cases}
</math>

그러면 sRGB 컴포넌트들은 동일해지기 때문에, 실제로 회색 이미지(색이 아님)를 나타내며, 이러한 값들은 한 번만 저장하면 되며 이것을 결과 회색조 이미지라고 한다. 이는 JPEG 또는 PNG와 같은 단일 채널 회색조 표현을 지원하는 sRGB 호환 이미지 포맷이 저장되는 일반적인 방식이다. sRGB 이미지를 인식하는 웹 브라우저와 여러 소프트웨어는 세 가지 색상 채널 모두에서 동일한 값을 갖는 "색" sRGB 회색조 이미지를 위한 동일한 렌더링을 생성해야 한다.

== 같이 보기 ==
* [[그레이스케일 표준 디스플레이 함수]]
* [[모노크롬]]
* [[흑백]]

== 각주 ==
{{각주}}

{{색 주제}}

[[분류:영상]]
[[분류:회색조]]
[[분류:색 깊이]]