컬러 보간 에러 감소를 위한 에지 방향성 컬러 보간 방법과 결합된 디블러링 알고리즘 (A Deblurring Algorithm Combined with Edge Directional Color Demosaicing for Reducing Interpolation Artifacts)

서지정보

· 발행기관 : 대한전자공학회
· 수록지 정보 : 전자공학회논문지 / 50권 / 7호 / 205 ~ 215페이지
· 저자명 : 유두식, 강문기, 송기선

초록

디지털 이미징 장치는 일반적으로 베이어 패턴(Bayer pattern)을 사용하며, 영상 획득 과정에서 광학적 블러(blur)에 의해영상의 품질이 손상된다. 블러된 베이어 영상에서 고해상도 컬러 영상을 얻기 위하여, 일반적으로 컬러 보간 방법과 디블러링방법을 독립적으로 수행한다. 하지만, 베이어 샘플링에 의한 에지 정보가 불충분하여 에지를 가로지르는 방향으로 보간 하게되고, 이에 따라 컬러 보간 과정에서 에러가 발생한다. 이러한 에러는 디블러링 과정에서 강조되어 영상의 품질을 하락시킨다.
따라서 본 논문은 컬러 보간 방법과 결합된 디블러링 알고리즘을 제안한다. 제안하는 방법은 크게 보간 단계와 영역 결정 단계로 나눌 수 있다. 보간 단계에서는 가정된 에지 방향에 따라 보간 및 디블러링 과정을 수행하고, 영역 결정 단계에서는 각화소 위치에서 국부 영역의 특성을 추정하고, 보간 단계에서 구한 값을 영역 적응적으로 융합한다. 또한 본 논문에서는 디블러링 성능을 향상시키기 위하여 광학적 블러와 유사한 파동 광학에 근거한 블러 모델을 기반으로 하고, 추정한 국부 영역 특성을 반영하여 디블러링 필터를 추정한다. 실험 결과를 통해 제안하는 방법이 컬러 보간 에러가 확대되는 것을 방지함을 확인할 수 있으며, 기존 방법에 비해 수치적인 면과 시각적인 면에서 뛰어난 결과를 보임을 확인 할 수 있다.

영어초록

In digital imaging system, Bayer pattern is widely used and the observed image is degraded by optical blur during image acquisition process. Generally, demosaicing and deblurring process are separately performed in order to convert a blurred Bayer image to a high resolution color image. However, the demosaicing process often generates visible artifacts such as zipper effect and Moire artifacts when performing interpolation across edge direction in Bayer pattern image.
These artifacts are emphasized by the deblurring process. In order to solve this problem, this paper proposes a deblurring algorithm combined with edge directional color demosaicing method. The proposed method is consisted of interpolation step and region classification step. Interpolation and deblurring are simultaneously performed according to horizontal and vertical directions, respectively during the interpolation step. In the region classification step, characteristics of local regions are determined at each pixel position and the directionally obtained values are region adaptively fused. Also, the proposed method uses blur model based on wave optics and deblurring filter is calculated by using estimated characteristics of local regions. The simulation results show that the proposed deblurring algorithm prevents the boosting of artifacts and outperforms conventional approaches in both objective and subjective terms.

참고자료

· 없음