컬러 이미지 프로세싱

1부: 문제

객관식 문제 (20문항)

1. 다음 중 bitmap 표현에 대한 설명으로 맞는 것을 모두 고르시오.

• a) 단순한 선 그림, 도형만 표현할 수 있다.
• b) 파일 크기가 크다.
• c) 해상도에 상관없이 품질이 유지된다.
• d) 복잡한 색상, 음영, 형태 표현이 가능하다.

2. 다음 중 vector 표현의 장점으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• a) 확대해도 품질 손실이 없다.
• b) 사진과 같은 복잡한 이미지를 효과적으로 표현할 수 있다.
• c) 저장 공간을 효율적으로 사용한다.
• d) 구현이 비교적 쉽다.

3. 색상의 물리적 양에 대한 설명 중 틀린 것을 모두 고르시오.

• a) Radiance는 관찰자가 광원에서 인식하는 에너지량이다.
• b) Luminance는 광원에서 나오는 총 에너지량이다.
• c) 원적외선은 높은 radiance를 가질 수 있지만 luminance는 0이다.
• d) Brightness는 주관적 측정이 어려운 명도 지각이다.

4. 인간의 눈에 있는 원뿔세포에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• a) 약 6~7백만 개가 있다.
• b) 적색 감지가 약 65%를 차지한다.
• c) 청색 감지가 약 33%를 차지한다.
• d) 녹색 감지가 약 2%를 차지한다.

5. RGB 컬러 모델에 대한 설명으로 맞는 것을 모두 고르시오.

• a) 좌표계에서 (0,0,0)은 흰색이다.
• b) 좌표계에서 (1,1,1)은 검정색이다.
• c) R+G+B = White로 가산혼합 방식이다.
• d) 그레이스케일은 R=G=B인 점들의 대각선이다.

6. 24비트 RGB 컬러 이미지에서 각 채널당 비트 수로 옳은 것은?

• a) 각 채널당 3비트
• b) 각 채널당 24비트
• c) 각 채널당 8비트
• d) 각 채널당 16비트

7. Safe RGB 색상에 대한 설명으로 맞는 것을 모두 고르시오.

• a) 총 216가지 색상이 있다.
• b) 웹 브라우저에서 안정적으로 표시하기 위해 사용된다.
• c) 각 채널은 0, 51, 102, 153, 204, 255의 6단계 값을 가진다.
• d) 총 256가지 색상이 있다.

8. CMY 컬러 모델에 대한 설명으로 틀린 것을 모두 고르시오.

• a) 빛의 이차색을 기반으로 한다.
• b) 하드카피 출력용으로 사용된다.
• c) 가산혼합 방식이다.
• d) C+M+Y = Black이다.

9. HSI 컬러 모델의 구성 요소에 대한 설명 중 맞는 것을 모두 고르시오.

• a) Hue는 0°~360° 범위의 색상 속성이다.
• b) Saturation은 0~1 범위의 색상 순도를 나타낸다.
• c) Intensity는 0~1 범위의 명도를 나타낸다.
• d) Hue가 120°일 때는 Blue를 나타낸다.

10. RGB에서 HSI로 변환 시 Hue 값에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• a) Red는 0°에 해당한다.
• b) Green은 180°에 해당한다.
• c) Yellow는 60°에 해당한다.
• d) Magenta는 300°에 해당한다.

11. 색상 픽셀 처리 방법에 대한 설명으로 맞는 것을 모두 고르시오.

• a) 색상 픽셀은 c(x, y) = [R(x,y), G(x,y), B(x,y)]로 표현된다.
• b) 컴포넌트별 처리는 각 색상 성분을 독립적으로 처리한다.
• c) 벡터 기반 처리는 RGB 모델에서만 가능하다.
• d) 그레이스케일 픽셀은 단일 값 I(x,y)로 표현된다.

12. CIE XYZ 컬러 모델에 대한 설명으로 틀린 것을 모두 고르시오.

• a) 1931년에 정의되었다.
• b) 색도 좌표는 x, y, z 세 가지 값이 모두 필요하다.
• c) 색상 가산성 원리에 의해 삼각형 내부의 모든 색상은 세 꼭지점 색상의 조합으로 생성 가능하다.
• d) 모니터의 RGB 색역과 프린터의 색역이 다르다.

13. RGB를 XYZ로 변환하는 행렬에서 Y 값 계산에 가장 큰 영향을 미치는 색상 요소는?

• a) Red
• b) Green
• c) Blue
• d) 모두 동일하게 영향을 미친다

14. 이미지 처리 흐름의 올바른 순서는?

• a) 획득 → 향상 → 복원 → 압축 → 분할 → 표현/설명 → 인식/해석
• b) 획득 → 복원 → 향상 → 분할 → 압축 → 표현/설명 → 인식/해석
• c) 획득 → 분할 → 복원 → 향상 → 압축 → 표현/설명 → 인식/해석
• d) 획득 → 향상 → 분할 → 복원 → 압축 → 표현/설명 → 인식/해석

15. 다음 중 Intensity Slicing(명도 슬라이싱)의 응용 사례로 맞는 것을 모두 고르시오.

• a) 방사선 영상 분석
• b) X선 용접 검사
• c) 강우량 통계 시각화
• d) 벡터 그래픽 생성

16. RGB에서 HSI로 변환 시 채도(S) 계산 방법으로 옳은 것은?

• a) S = (R+G+B)/3
• b) S = Δ/Cmax (단, Cmax ≠ 0)
• c) S = max(R,G,B) - min(R,G,B)
• d) S = (max(R,G,B) + min(R,G,B))/2

17. 픽셀 주소 지정 시 8-이웃에 포함되는 위치로 옳은 것을 모두 고르시오.

• a) (i-1, j-1)
• b) (i-1, j)
• c) (i+1, j+1)
• d) (i, j)

18. 다음 중 컬러 이미지 처리 카테고리에 대한 설명으로 맞는 것을 모두 고르시오.

• a) Full-color Processing은 컬러 센서로부터 획득한 이미지 처리이다.
• b) Pseudo-color Processing은 단색 이미지에 색상을 할당한다.
• c) 현대의 이미지 처리는 주로 Pseudo-color Processing만 사용한다.
• d) Full-color Processing은 24비트 이상의 컬러 깊이가 필요하다.

19. 다음 중 기타 이미지 처리 기법에 대한 설명으로 틀린 것을 모두 고르시오.

• a) Content-based Image Retrieval은 이미지 내용을 기반으로 검색한다.
• b) Multi-sensor Data Fusion은 단일 센서의 데이터만 사용한다.
• c) Hexagonal Pixel은 전통적인 사각 픽셀 대신 육각형 픽셀을 사용한다.
• d) Steganography는 데이터 안에 다른 데이터를 숨기는 기술이다.

20. RGB에서 CMY로 변환 시 Black을 추가하여 CMYK로 사용하는 이유로 옳은 것을 모두 고르시오.

• a) 더 깊은 검정색을 표현하기 위해
• b) 잉크 사용량을 줄이기 위해
• c) 컬러 정확도를 높이기 위해
• d) 인쇄 속도를 높이기 위해

주관식 단답형 문제 (5문항)

1. 인간의 눈은 그레이스케일에서 약 몇 단계의 음영을 구별할 수 있는가?

2. RGB 컬러 모델에서 색을 표현할 때 각 채널 R, G, B 값이 모두 같을 경우, 이 색상을 무엇이라 하는가?

3. RGB 컬러 모델에서 Red(1,0,0)와 Green(0,1,0)을 혼합하면 어떤 색상이 되는가?

4. HSI 모델에서 Hue가 180도일 때 해당하는 색상 이름은?

5. Safe RGB 색상은 총 몇 가지의 색상으로 구성되는가?

2부: 정답

객관식 문제 정답

1. b, d
2. a, c
3. a, b
4. a, b
5. c, d
6. c
7. a, b, c
8. c, d
9. a, b, c
10. a, c, d
11. a, b, d
12. b
13. b
14. a
15. a, b, c
16. b
17. a, b, c
18. a, b, d
19. b
20. a, b, c

주관식 단답형 문제 정답

1. 약 두 다스(two dozen) 또는 24단계
2. grayscale 또는 achromatic color
3. Yellow
4. Cyan
5. 216가지

3부: 해설

객관식 문제 해설

1. bitmap 표현은 파일 크기가 크고(b), 복잡한 색상/음영/형태 표현이 가능하다(d). 해상도에 의존적이며, 단순 선 그림은 vector 표현의 특징이다.

2. vector 표현은 확대해도 품질 손실이 없고(a), 저장 공간을 효율적으로 사용한다(c). 복잡한 이미지는 bitmap에 적합하며, 구현은 더 어렵다.

3. Radiance는 광원에서 나오는 총 에너지량이고, Luminance는 관찰자가 인식하는 에너지량이므로 a, b가 틀렸다.

4. 인간의 눈에는 약 6~7백만 개의 원뿔세포가 있고(a), 적색 감지가 약 65%를 차지한다(b). 녹색은 33%, 청색은 2%이다.

5. RGB 모델에서는 R+G+B = White로 가산혼합 방식이며(c), 그레이스케일은 R=G=B인 점들의 대각선이다(d). (0,0,0)은 검정색, (1,1,1)은 흰색이다.

6. 24비트 RGB 컬러에서는 각 채널당 8비트(256 단계)를 사용한다.

7. Safe RGB 색상은 총 216가지 색상(a)으로, 웹 브라우저에서 안정적 표시를 위해 사용되며(b), 각 채널은 6단계 값을 가진다(c).

8. CMY 모델은 감산혼합 방식이므로 c가 틀리고, C+M+Y는 이론적으로 검정색이지만 실제로는 갈색이 되어 K를 별도로 추가하므로 d도 틀렸다.

9. HSI 모델에서 Hue는 0°360° 범위의 색상 속성(a), Saturation은 01 범위의 색상 순도(b), Intensity는 0~1 범위의 명도(c)를 나타낸다. Hue 120°는 Green이다.

10. RGB에서 HSI로 변환 시 Red는 0°(a), Yellow는 60°(c), Magenta는 300°(d)에 해당한다. Green은 120°이다.

11. 색상 픽셀은 c(x, y) = [R(x,y), G(x,y), B(x,y)]로 표현되고(a), 컴포넌트별 처리는 각 색상 성분을 독립적으로 처리하며(b), 그레이스케일 픽셀은 I(x,y)로 표현된다(d). 벡터 기반 처리는 모든 컬러 모델에서 가능하다.

12. CIE XYZ 모델에서 색도 좌표는 x+y+z=1이므로 x, y만으로 모든 색상 표현이 가능하다. 따라서 b가 틀렸다.

13. RGB를 XYZ로 변환하는 행렬에서 Y 값은 [0.222 0.707 0.071]로 Green의 기여도가 가장 크다.

14. 이미지 처리 흐름의 올바른 순서는 획득 → 향상 → 복원 → 압축 → 분할 → 표현/설명 → 인식/해석이다.

15. Intensity Slicing은 방사선 영상 분석(a), X선 용접 검사(b), 강우량 통계 시각화(c)에 응용된다. 벡터 그래픽 생성과는 관련이 없다.

16. RGB에서 HSI로 변환 시 채도(S) 계산 방법은 S = Δ/Cmax (단, Cmax ≠ 0)이다.

17. 8-이웃에는 (i-1, j-1)(a), (i-1, j)(b), (i+1, j+1)(c) 등 주변 8개 픽셀이 포함된다. (i, j)는 중심 픽셀이므로 이웃에 포함되지 않는다.

18. Full-color Processing은 컬러 센서로부터 획득한 이미지 처리(a)이고, Pseudo-color Processing은 단색 이미지에 색상을 할당한다(b). 현대에는 두 방식 모두 사용되며, Full-color Processing은 일반적으로 24비트 이상의 컬러 깊이가 필요하다(d).

19. Multi-sensor Data Fusion은 여러 센서의 데이터를 결합하므로 b가 틀렸다.

20. CMYK에서 K(Black)를 추가하는 이유는 더 깊은 검정색 표현(a), 잉크 사용량 감소(b), 컬러 정확도 향상(c)이다. 인쇄 속도 향상과는 직접적인 관련이 없다.

주관식 단답형 문제 해설

1. 인간은 그레이스케일에서 약 24단계(two dozen)의 음영을 구별할 수 있다.

2. R=G=B인 색상은 grayscale 또는 achromatic color(무채색)이다.

3. RGB에서 Red(1,0,0)와 Green(0,1,0)을 혼합하면 Yellow(1,1,0)가 된다.

4. HSI 모델에서 Hue 180°는 Cyan(청록색)에 해당한다.

5. Safe RGB 색상은 6^3 = 216가지의 색상으로 구성된다.