KR0133446B1

KR0133446B1 - Interpolating method for digital zoom apparatus

Info

Publication number: KR0133446B1
Application number: KR1019940022631A
Authority: KR
Inventors: 이병옥
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1994-09-08
Filing date: 1994-09-08
Publication date: 1998-04-22
Also published as: KR960012965A; JPH08265618A

Abstract

본 발명은 디지탈 줌 처리장치에서 누락되거나 잘못된 화소를 보다 정확하게 보간하는 기술에 관한 것으로, 이를 위해 적어도 2개 이상의 원화소의 위치 및 크기를 이용하여 2차 이상의 곡선식을 추출하고, 그 곡선식 추출과정에서 추출된 곡선식을 근거로 하여 보간하고자 하는 위치의 화소크기를 결정하도록 하였다.The present invention relates to a technique for more accurately interpolating a missing or wrong pixel in a digital zoom processing device. To this end, a second or more curved equation is extracted by using positions and sizes of at least two original pixels, and the curved extraction process The pixel size of the position to be interpolated was determined based on the extracted curve equation.

Description

Interpolation method of digital zoom processing device

제1도는 일반적인 영상처리 기법의 선형보간 개념도.1 is a conceptual diagram of linear interpolation of a general image processing technique.

제2도는 일반적인 보간방법에서의 수평, 수직보간시 화면도.2 is a screen diagram of horizontal and vertical interpolation in a general interpolation method.

제3도는 본 발명의 보간방법이 적용되는 2차 곡선의 계수값 발생 블록도.3 is a block diagram of coefficient value generation of a quadratic curve to which the interpolation method of the present invention is applied.

제4도는 제3도의 출력신호를 이용하여 보간하는 보간 블록도.4 is an interpolation block diagram for interpolating using the output signal of FIG.

제5도는 직교평면에서 세 점에 의해 결정된 이차곡선 그래프.5 is a quadratic graph determined by three points in an orthogonal plane.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1, 2 : 지연기 3, 9-11 : 승산기1, 2: delay 3, 9-11: multiplier

4, 12 : 가산기 5, 7 : 감산기4, 12: adder 5, 7: subtractor

본 발명은 디지탈 줌(Zoom) 처리장치에서 누락되거나 잘못된 화소를 보간하는 기술에 관한 것으로, 특히 곡선적인 보간방법을 이용하여 부드럽고 실제에 가까운 화상을 재현하는데 적당하도록 한 디지탈 줌 처리장치의 보간방법에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for interpolating missing or wrong pixels in a digital zoom processing apparatus, and more particularly, to an interpolation method of a digital zoom processing apparatus that is suitable for reproducing a smooth and near-real image using a curved interpolation method. It is about.

일반적인 디지탈 줌의 방법 즉, 줌 기능으로 인하여 화상이 크기가 변화되는 것에 관계없이 동일한 화소밀도를 유지하기 위하여 화소를 보간하는 방법으로는 근접된 화소를 이용하여 보간하는 NNI(NNI:Nearest Neighbor Interpolation)방법과 선형 보간방법(Linear Interpolation)이 많이 사용되고 있다.In general, a method of digital zoom, that is, a method of interpolating pixels to maintain the same pixel density regardless of the size of an image due to the zoom function, is performed by using NNI (Nearest Neighbor Interpolation). Many methods and linear interpolation are used.

그리고, 상기 선형 보간방법은 보간점을 중심으로 두 인접화소의 화소값에 대해 선형 비례적으로 화소값을 취하는 방법이며, 제1도는 이를 보인 것으로 여기서, x1, x2는 원래 영상에 대한 두 화소위치, c,d는 화소값, i는 보간점의 위치, y는 보간점의 화소값이며, 이때, y는 다음 식으로 재현된다.In addition, the linear interpolation method is a method of taking a pixel value linearly with respect to pixel values of two adjacent pixels around an interpolation point, and FIG. 1 shows this, where x1 and x2 are two pixel positions of the original image. , c and d are pixel values, i is the position of the interpolation point, y is the pixel value of the interpolation point, and y is reproduced by the following equation.

단, a=i-x1, b=x2-iWith a = i-x1 and b = x2-i

상기 선형보간을 할 경우 일반적으로 수평보간을 실시하고 그 결과를 바탕으로 제2도에서와 같이 수직보간을 실시하게 되며, 여기서, ○:원래의 영상화소, △:수평보간된 화소, ×:수직보간된 화소이다.In the case of the linear interpolation, horizontal interpolation is generally performed and based on the result, vertical interpolation is performed as shown in FIG. 2, where ○ is the original image pixel, △ is the horizontal interpolated pixel, and X is the vertical interpolation. Interpolated pixels.

그러나, 상기 NNI방법은 인접된 픽셀값을 그대로 집어넣는 방법으로 간단하게 구현할 수 있는 장점이 있는 반면에 모자이크 현상이 발생되는 문제점이 있고, 선형 보간방법 또는 비선형적인 영상입력을 선형적으로 보간하기 때문에 화상이 부드럽지 않고 직선적인 면을 갖는 결함이 있었다.However, the NNI method has a merit that it can be simply implemented by inserting adjacent pixel values as it is, but there is a problem that a mosaic phenomenon occurs, and since linear interpolation of linear interpolation method or nonlinear image input is performed. There was a defect that the image was not smooth and had a straight face.

따라서, 본 발명의 목적은 디지탈 줌 처리방법에 있어서 부드럽고 실제에 가까운 화상을 재현할 수 있는 곡선적인 보간방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a curved interpolation method capable of reproducing a smooth and near-real image in a digital zoom processing method.

상기의 목적을 달성하기 위 본 발명의 보간방법은 적어도 2개 이상의 원화소의 위치 및 크기를 이용하여 2차 이상의 곡선식을 추출하는 곡선식 추출과정과, 상기 곡선식 추출과정에서 추출된 곡선식을 근거로 하여 보간하고자 하는 위치의 화소값을 결정하는 보간과정으로 이루어진다.In order to achieve the above object, the interpolation method of the present invention is based on a curve extraction process for extracting a second or more curve equation using the position and size of at least two original pixels, and based on the curve equation extracted in the curve extraction process. The interpolation process is performed to determine pixel values of positions to be interpolated.

제3도는 본 발명의 보간방법이 적용되는 2차 곡선의 계수값 발생 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 입력영상신호(y3)를 1픽셀 지연출력하는 지연기(1)와, 상기 지연기(1)의 출력영상신호(y2=c)를 다시 1픽셀 지연출력하는 지연기(2)와, 상기 영상신호(y2)에 2를 곱하는 승산기(3)와, 상기 영상신호(y1),(y3)를 더하는 가산기(4)와, 상기 가산기(4)의 출력값에서 승산기(3)의 출력값을 감산하는 감산기(5)와 상기 감산기(5)의 출력값을 2로 나눠 곡선계수값(a)을 출력하는 제산기(6)와 상기 입력영상신호(y3)에서 지연기(y1)의 출력영상신호를 감산하는 감산기(7)와, 상기 감산기(7)의 출력값을 나눠 곡선계수값(b)을 출력하는 제산기(8)로 구성하였다.3 is a block diagram for generating coefficient values of a quadratic curve to which the interpolation method of the present invention is applied. As shown in FIG. 3, a delay unit 1 for delaying outputting an input image signal y3 by one pixel, and the delay unit ( A delayer 2 which delays the output video signal y2 = c of 1) by one pixel again, a multiplier 3 which multiplies the video signal y2 by 2, the video signals y1, and y3 The adder 4 to add), the subtracter 5 subtracting the output value of the multiplier 3 from the output value of the adder 4 and the output value of the subtractor 5 are divided by 2 to output a curve coefficient value a. A divider 6 to subtract the output video signal of the delayer y1 from the input video signal y3 and the output value of the subtractor 7 to output a curve coefficient value b. The divider 8 was configured.

제4도는 제3도의 출력신호를 이용하여 보간하는 보간 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 상기 곡선계수값(a)에 보간점 m을 곱하는 승산기(9)와 상기 승산기(9)의 출력값에 보간점 m을 다시 곱하여 am2를 출력하는 승산기(10)와, 곡선계수값(b)에 보간점 m을 곱하여 bm을 출력하는 승산기(9)와, 상기 승산기(10,(11)의 출력값과 지연기(1)에서 출력되는 곡선계수값(c)을 모두 더하여 출력하는 가산기(12)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 제5도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.4 is an interpolation block diagram interpolating using the output signal of FIG. 3, and as shown therein, an output value of the multiplier 9 and the output value of the multiplier 9 multiplying the curve coefficient a by the interpolation point m. A multiplier 10 for multiplying the point m and outputting am2, a multiplier 9 for multiplying the curve coefficient value b by the interpolation point m and outputting bm, and an output value and a retarder of the multipliers 10 and 11; It is composed of an adder 12 that adds and outputs all the curve coefficient values c outputted in (1), which will be described in detail with reference to FIG. 5 attached to the operation and effect of the present invention.

직교평면에서 세 개의 점은 하나의 이차곡선을 결정하게 되는데, 제5도에서와 같이 이차곡선을 y=ax2+bx+c라고 하면 y1,y2,y3은 다음과 같이 표현된다.The three points in the orthogonal plane determine one quadratic curve. If the quadratic curve is y = ax2 + bx + c as shown in FIG. 5, y1, y2, and y3 are expressed as follows.

y1=ax12+bx1+cy1 = ax12 + bx1 + c

y2=ax22+bx2+cy2 = ax22 + bx2 + c

y3=ax32+bx3+cy3 = ax32 + bx3 + c

여기서, x1=-1, x2=0, x3=0이라 하면 상기의 식으로부터Where x1 = -1, x2 = 0, and x3 = 0,

을 얻을 수 있고, 따라서 다음과 같은 이차곡선식을 얻게 된다.We can get the following quadratic equation.

상기의 식(4)에 새로운 x의 값을 대입하면 새로운 y값을 얻을 수 있다.A new y value can be obtained by substituting a new value of x into Equation (4) above.

k1=am12+bm1+c………………………………………(식5)k1 = am12 + bm1 + c... … … … … … … … … … … … … … … (Eq. 5)

k2=am22+bm2+ck2 = am22 + bm2 + c

여기서, x1, x2, x3을 화소위치 y1, y2, y3을 화소값으로 보고 m1, m2를 보간점으로 보면 k1, k2는 보간된 화소값이 된다.Here, when x1, x2, and x3 are pixel positions y1, y2, and y3 as pixel values, and m1 and m2 are interpolation points, k1 and k2 are interpolated pixel values.

이상의 보간방법은 3차 이상의 곡선에도 적용될 수 있다.The above interpolation method can be applied to curves of 3rd order or more.

상기의 보간방법의 일실시 구현예를 보인 것이 제3도 및 제4도로서 이를 설명하면 하기와 같다.3 and 4 illustrate one embodiment of the interpolation method as described above.

먼저, 제3도를 참조하여 곡선계수(a),(b),(c)를 구하는 과정을 설명하면, 현재 입력영상신호를 y3라 할 때 그 영상신호(y3)가 지연기(1)를 통해 1픽셀 지연되어 그 지연기(1)에서 영상신호(y2)가 출력되고, 이 영상신호(y2)는 다시 지연기(2)를 통해 1픽셀 지연되어 그 지연기(2)에서 영상신호(y1)가 출력된다. 즉, 상기 현재 입력영상신호(y3)를 기준으로 할 때 1픽셀 이전의 영상신호는 y2, 2픽셀 이전의 영상신호는 y3가 된다.First, referring to FIG. 3, the process of obtaining the curve coefficients (a), (b), and (c) will be described. When the current input video signal is y3, the video signal y3 is used to determine the delay unit 1. The video signal y2 is outputted from the delayer 1 by a delay of 1 pixel, and the video signal y2 is delayed by 1 pixel through the delayer 2, and then the video signal ( y1) is output. That is, based on the current input video signal y3, the video signal one pixel earlier is y2, and the video signal two pixels earlier is y3.

그리고, 가산기(4)를 이용하여 상기 지연기(2)에서 출력되는 영상신호(y1)와 현재 입력영상신호(y3)를 더하여 이를 감산기(5)의 타측입력으로 제공하며, 이의 출력신호를 제산기(6)를 통해 2로 나누어 줌으로써 상기 (식1)의 곡선계수값(a)을 얻을 수 있게 된다.Then, by using the adder 4, the video signal y1 output from the delayer 2 and the current input video signal y3 are added and provided as the other input of the subtractor 5, and the output signal thereof is provided. By dividing by 2 through the diffuser 6, it is possible to obtain the curve coefficient value (a) of the above expression (1).

또한, 감산기(7)을 이용하여 현재 입력영상신호(y3)에서 영상신호(y1)를 감산한 후 제산기(8)를 이용하여 그 결과치를 2로 나눔으로써 상기 (식2)의 곡선계수값(b)을 얻을 수 있게 된다. 그리고, 상기 대부분 식3)의 곡선 계수값(c)는 지연기(1)의 출력신호(y2)를 그대로 사용한다.Further, the subtractor 7 subtracts the video signal y1 from the current input video signal y3, and divides the result by 2 using the divider 8, thereby converting the curve coefficient value of Equation 2 above. (b) can be obtained. The curve coefficient value c of the above equation (3) uses the output signal y2 of the retarder 1 as it is.

이렇게 구한 곡선계수값(a),(b),(c)를 이용하여 보간하는 과정을 제4도를 참조하여 설명하면, 승산기(9)를 이용하여 곡선계수값(a)에 m을 곱한 후 그 결과치(am)를 승산기(10)의 일측입력으로 제겅하여 다시 m을 곱함으로써 이 승산기(10)에서 am2이 출력되고, 승산기(11)을 이용하여 상기 곡선계수값(b)에 m을 곱하여 그 결과치 bm을 얻는다.The process of interpolation using the curve coefficient values (a), (b), and (c) thus obtained will be described with reference to FIG. 4. After multiplying the curve coefficient value (a) by m using the multiplier (9), By multiplying the resultant value am by one input of the multiplier 10 and multiplying by m, am2 is output from the multiplier 10, and multiplying the curve coefficient value b by m using the multiplier 11 The result is bm.

그리고, 상기 승산기(10),(11)에서 각기 출력되는 am2, bm과 곡선계수값(c)을 가산기(12)에서 더함으로써 (식5)를 얻을 수 있게 된다.And, by adding the am2, bm and the curve coefficient value c output from the multipliers 10 and 11, respectively, in the adder 12, Equation 5 can be obtained.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 곡선적인 보간방법을 이용하여 부드럽고 실제에 가까운 화상을 재현할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention has the effect of reproducing a smooth and nearly real image using a curved interpolation method.

Claims

A curved extraction process of extracting a curved equation using positions and sizes of at least two original pixels; And an interpolation process of determining a pixel value of a position to be interpolated based on the curve extracted in the curve extraction process.

The method of claim 1, wherein the curve of the curve extraction process

An interpolation method of a digital zoom processing device, characterized in that obtained by.