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근접 화소들의 방향성을 이용한 디모자이킹 알고리듬
Demosaicing Algorithm Using Directional Neighboring Pixels 원문보기

방송공학회논문지 = Journal of broadcast engineering, v.14 no.6, 2009년, pp.742 - 748  

김희창 (한양대학교 전자컴퓨터통신공학과) ,  정제창 (한양대학교 전자컴퓨터통신공학과)

초록
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대부분의 상업적 디지털카메라들은 가격과 크기를 줄이기 위해서 Color Filter Array (CFA)를 사용한다. CFA를 통과한 이미지는 픽셀 당 오직 단일 칼라정보만 가지고 있기 때문에, 정보를 잃어버린 나머지 2개의 색 정보를 얻기 위해서 보간을 해야하는데 이 과정을 디모자이킹 (Demosaicing) 이라고 부른다. 수 많은 디모자이킹 알고리듬 방법들이 제안되어 왔음에도 불구하고, 여전히 무지개 형태의 에러 (rainbow artifact) 와 지퍼 모양의 에러 (zippering artifact) 의 문제를 가지고 있다. 본 논문에서는 향상된 가중치 함수를 이용하여 주변 픽셀값들의 경향성을 이용한 디모자이킹 알고리듬 방법을 제안한다. 실험결과, 우리가 제안한 알고리듬은 주관적 화질뿐만 아니라 객관적 화질에서도 기존의 방법들보다 뛰어다나는 것을 보여준다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Most commercial digital still cameras use a single sensor array (e.g., CMOS or CCD) with color filter array (CFA) to reduce the cost and size. Since the image obtained with CFA has only one color value per pixel, the demosaicing is needed to acquire missing two color values. Although many demosaicin...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 주변 화소값들의 방향성을 이용한 가중치 함수를 가지고 보간하는 디모자이킹 알고리듬을 제안한다. 이 방법을 사용하여 기존의 알고리듬들 보다 더 좋은 성능의 결과를 얻을 수 있다.
  • 본 논문에서는 주변 화소들의 방향성을 고려하는 디모자이킹 알고리듬을 제안한다. 이를 위해, 에지영역에서 가중치 함수를 이용하여 좀 더 효율적으로 지정하기 위해 현재 위치의 화소값의 경사도 뿐만 아니라 주위 화소값들의 경사도도 함께 고려하여 손실 화소를 보간하게 된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
양선형 보간법의 단점은 무엇인가? 그 중에 가장 간단하고 일반적인 방법은 양선형 보간법 (Bilinear interpolation)이다. 그러나 이 방법은 구현이 간단하나 텍스쳐 부분에서 무지개 형태의 에러 (rainbow artifact) 를 발생시키는 단점이 있다. Cok은 색비 (color ratio)가 급작스럽게 변하지 않는다는 점을 이용한 보간법을 제안하였다[3].
color filter array를 통해서 들어온 이미지의 칼라정보는 몇가지인가? 대부분의 디지털카메라는 가격과 사이즈의 크기를 줄이기 위해서 color filter array (CFA) 를 가진 단일 이미지 센서를 사용하고 있다. CFA 를 통해서 들어온 이미지는 오직 한가지의 칼라 정보만 가지고 있기 때문에, 잃어버린 색 정보를 보간하기 위해서 디모자이킹 (Demosaicing) 방법이 사용된다. 그림 1에서 보여주는 것처럼, 베이어 칼라 필터 어레이 패턴 (Bayer color filter array pattern) 이 CFA 중 가장 널리 사용되고 있다[1][2].
대부분의 상업적 디지털카메라들은 가격과 크기를 줄이기 위해서 무엇을 사용하는가? 대부분의 상업적 디지털카메라들은 가격과 크기를 줄이기 위해서 Color Filter Array (CFA)를 사용한다. CFA를 통과한 이미지는 픽셀 당 오직 단일 칼라정보만 가지고 있기 때문에, 정보를 잃어버린 나머지 2개의 색 정보를 얻기 위해서 보간을 해야하는데 이 과정을 디모자이킹 (Demosaicing) 이라고 부른다.
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참고문헌 (10)

  1. J. A. Weldy, 'Otimized design for a single-sensor color electronic camera system,' in Proc. SPIE, pp.300-307, 1988 

  2. B. E. Bayer, 'Color imaging array,' U.S. Patent 3971065, Jul. 1976 

  3. D. R. Cok, 'Signal Processing method and apparatus for producing interpolated chrominance values in a sampled color image signal,' U.S. Patent 4642678, Feb.1987 

  4. S.C. Pei and I. K. Tam, 'Effective color interpolation in CCD color filter arrays using signal correlation,' IEEE Trans.Circuits Syst. Video Technol., vol.13, no.6, pp.503-513, Jun. 2003 

  5. N. Kehtarnavaz, H. Oh, and Y. Yoo, 'Color filter array interpolation using correlations and directional derivatives,' Journal of Electronic Imaging, vol.12, no.4, pp.621-632, Oct. 2003 

  6. B. Eamanath, W.E. Synder, and G. L. Bilbro, 'Demosaicking methods for Bayer color array,' Journal of Electronic Imaging, vol.11, no.3, pp.306-315, Jul. 2002 

  7. Bahadir K. Gunturk, Yucel Altunbasak, and Russell M. Mersereau, 'Color plane interpolation using alternating projections,' IEEE Trans. Image Process., vol. 11, no. 9, pp 997-1013, Sept. 2002 

  8. Hung-An Chang and Homer Chen, 'Directionally weighted color interpolation for digital cameras,' in proc.IEEE Int. Symp. on Cir. and Syst., vol.6, pp.6284-6287 23-26 May. 2005 

  9. D. Darian Muresan and Thomas W. Parks, 'Demosaicing using optimal recovery,' IEEE Transactions Image Processing, vol.14, no. 2, pp 267-278, Feb.2005 

  10. Wonjae Lee, Seongjoo Lee, and Jaeseok Kim, 'Cost-efffective color filter array demosaicing using spatial correlation,', IEEE Trans Consumer Electronics, vol.52, no. 2, pp 547-554, May 2006 

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