KR100219547B1 - Method for processing digital electronic zoom - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 전자줌 처리방법에 개시된다.Disclosed is an electron zoom processing method according to the present invention.
본 발명에 따른 영상신호의 전자줌 처리 방법은 처리하고자 소정 위치의 보간 데이터를 생성하도록 상기 소정 위치에 인접한 좌우 각각의 2 화소를 이용하여, 영상 상관특성에 의한 관성의 상관 특성의 축상에 위치한 데이터를 상기 좌우 화소 위치의 두 개의 기준값에 의해 조정하고, 상기 2 화소의 기준값의 사이에 위치하는 데이터는 상기 기준값 위치의 레벨을 선형적으로 보간하는 것을 특징으로 한다.The electronic zoom processing method of an image signal according to the present invention utilizes two pixels each of the left and right adjacent to the predetermined position to generate interpolation data of the predetermined position to be processed, the data positioned on the axis of the correlation characteristic of inertia by the image correlation characteristic. Is adjusted by two reference values of the left and right pixel positions, and the data located between the reference values of the two pixels linearly interpolates the level of the reference value position.
따라서, 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 인접 화소와의 관성성분을 최대한 반영한 것으로서, 좀 더 실제 피사체의 데이터에 가까운 신호 성분을 얻을 수가 있게 되며, 종래 기술의 단순 1차 보간의 방법에서 나타나는 영상의 완만한 특성을 개선하여 해상도를 향상시키는 효과를 갖는다.Therefore, as described above, according to the present invention, as much as possible reflecting the inertial components of the adjacent pixels, it is possible to obtain a signal component closer to the data of the actual subject, the image shown by the simple first interpolation method of the prior art It has the effect of improving the resolution by improving the gentle properties of.
Description
본 발명은 디지털 전자줌 처리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 영상신호 확대시 영상의 보존 특성에 따른 관성을 이용한 인접한 두 화소간의 보간을 실시함으로써, 고화질의 확대 영상을 갖기 위한 디지털 전자줌 처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a digital electronic zoom processing method, and more particularly, a digital electronic zoom processing method for obtaining a high-quality magnified image by performing interpolation between two adjacent pixels using inertia according to a preservation characteristic of an image when the image signal is enlarged. It is about.
일반적으로, 영상신호의 디지털 전자줌의 처리방법으로는 인접화소의 데이터로 직접 이용하는 0차 보간방법과, 1차, 2차 선형 보간방법, 3차원 스플라인(SPLINE) 보간법 등 다양한 알고리즘이 제안되어 있다. 현재 전자줌의 처리방법은 구현의 복잡성 대비 화질의 성능 관계를 고려하여 선형 보간방법을 채용하고 있다.In general, a variety of algorithms have been proposed for processing digital electronic zoom of video signals, such as a zero-order interpolation method using data of adjacent pixels, a first-order, second-order linear interpolation method, and a three-dimensional spline interpolation method. . Currently, the electronic zoom processing method adopts the linear interpolation method in consideration of the performance relationship between the image quality and the complexity of the implementation.
첨부한 도 1(a) 내지 도 1(b) 는 일반적인 디지털 전자줌 처리의 개념을 설명하기 위한 도면으로서, 참조부호 10은 2배 줌시 영상 처리 영역을, 참조부호 12는 필드 영상 영역을 각각 나타낸다.1 (a) to 1 (b) are diagrams for explaining a concept of a general digital electronic zoom process, wherein reference numeral 10 denotes an image processing region at 2x zoom, and reference numeral 12 denotes a field image region, respectively. .
완전한 1필드의 영상 영역에서 전자줌 처리를 할 경우, 확대 비율에 따라 영상처리 영역이 정해지는데, 일반적으로 화면의 중앙을 기준으로 보간방법에 의해 줌처리를 하게 된다. 도 1(a)은 원영상의 필드 영상영역을 나타내며, 그 예로서, 2배 전자줌 처리시에는 그에 따른 영상 처리 영역이 화면의 중앙을 기준으로 정해지게 된다. 도 1(b)은 2배 전자줌 처리된 필드 영상 영역을 나타낸 도면으로서, 도 1(a)에 도시된 원영상의 영역 데이터를 이용하여 보간 등의 방법으로 영상 확대를 하게 된다.When the electronic zooming process is performed on a complete image field of one field, the image processing area is determined according to the magnification ratio. Generally, the zooming process is performed by interpolation based on the center of the screen. FIG. 1 (a) shows a field image area of an original image. For example, an image processing area according to the 2x electron zoom process is determined based on the center of the screen. FIG. 1B is a diagram illustrating a field image region subjected to double electron zoom, and the image is enlarged by interpolation or the like using the region data of the original image shown in FIG.
도 2(a) 내지 도 2(b) 는 종래 기술에 의한 일반적인 1차 선형 보간의 방법으로 2배 전자줌 처리를 할 때의 화소 위치별 데이터의 변환 관계를 나타낸 도면이다.2 (a) to 2 (b) are diagrams showing a conversion relationship of data for each pixel position when performing double electron zoom processing by a general linear interpolation method according to the prior art.
도 2(a)은 그 예로서 영상의 수평 스캐닝 라인에 대한 휘도 레벨을 나타낸 것으로서, P_t 의 화소를 기준으로 인접 화소의 휘도 레벨을 가정한 것으로 P_t-3~, ~ P_t-2~, ~P_t-1~, ~P_t+1~, ~P_t+2~, ~P_t+3~ 은 각 화면상의 인접 화소의 배열이다. 도 2(b) 는 2배 전자줌 처리시에 t시점을 기준으로 Q_t는 P_t의 데이터를 그대로 취한 것이며, Q_t-2는 P_t-1 의 데이터를, Q_t-3은 P_t-1과 P_t-2의 선형 보간 데이터를, Q_t-1은 P_t-1과 P_t의 선형 보간 데이터를, Q_t+1은 P_t ~와~ P_t+1의 선형 보간 데이터를, Q_t+3은 P_t+1 ~과~ P_t+2의 선형 보간 데이터를 이용하여 각각 생성된 것이다. 여기에서 선형 보간 데이터는 1차 보간의 경우 인접하는 두 화소에 직선을 그어 그에 해당하는 데이터를 생성하는 것으로 실수 배의 영상 확대를 할 경우에는 가중치에 의한 방법에 의해 구할 수 있다. 이와 같은 방법으로 전자줌을 처리할 경우 도 2에 도시된 바와 같이 원영상의 고주파 성분이 보간되는 과정은 저주파 통과 필터와 같은 개념이기 때문에 전자줌 처리된 영상이 완만한 특성을 가지는 것을 볼 수 있다. 이것은 실제 피사체에서 존재하지만 영상신호의 표본화에 의해 제거된 것을 다시 원영상에 가까운 영상으로 치환하고자 하는 전자줌 자체의 해결해야 할 과제라고 할 수 있다. 즉, 1차 보간에 의한 방법은 전자줌 처리시 평균적인 영상 변환에 의해 영상의 고주파 성분이 제거됨으로써 영상이 완만하게 되어 해상도가 열화되는 특성을 지니게 되는 문제점이 있다.FIG. 2 (a) shows luminance levels of horizontal scanning lines of an image as an example, and assumes luminance levels of adjacent pixels based on pixels of P_t. P_t-3 to P_t-2 to P_t -1 ~, ~ P_t + 1 ~, ~ P_t + 2 ~, and ~ P_t + 3 ~ are arrays of adjacent pixels on each screen. FIG. 2 (b) shows that Q_t is data of P_t as it is at the time t at the time of 2x electron zoom, Q_t-2 is data of P_t-1, and Q_t-3 is P_t-1 and P_t-2. Linear interpolation data of Q_t-1, linear interpolation data of P_t-1 and P_t, Q_t + 1 of linear interpolation data of P_t ~ and ~ P_t + 1, and Q_t + 3 of P_t + 1 ~ and ~ P_t + Each is generated using linear interpolation data of two. Here, the linear interpolation data is obtained by drawing a straight line on two adjacent pixels in the first interpolation and generating the corresponding data. When the image magnification of the real number is doubled, it can be obtained by a weighting method. When the electron zoom is processed in this manner, as shown in FIG. 2, since the process of interpolating the high frequency components of the original image is the same concept as the low pass filter, it can be seen that the electron zoom processed image has a gentle characteristic. . This can be said to be a problem to be solved by the electronic zoom itself, which is present in a real subject but removed by sampling of an image signal, to be replaced with an image closer to the original image. That is, the method by the first interpolation has a problem that the high frequency component of the image is removed by the average image conversion during the electron zooming process, so that the image is smooth and the resolution is degraded.
도 3은 종래 기술에 의한 1차 선형 보간 처리시의 수식적인 영상신호 변환 관계를 설명하기 위한 도면으로서, 원영상의 영상 시퀀스가 ...,X_t-1 ~, ~X_t~ , ~X_t+1~ , ~X_t+2 , ...의 화소 위치별 휘도레벨의 데이터를 갖는다고 가정할 때, 만약 1차 선형 보간방법에 의해 전자줌 처리를 수행할 경우, Y_ZP의 데이터는 X_t ~ 및~ X_t+1 화소를 이용하여 , 두 화소를 직선으로 그어, 그에 해당하는 데이터로 변환하는 방법을 이용한다. Y_ZP의 전자줌 처리에 의한 데이터 생성 관계를 수식으로 표시하면 다음과 같다.FIG. 3 is a diagram for describing the relational video signal conversion relationship during the first-order linear interpolation processing according to the prior art, wherein the video sequence of the original image is ..., X_t-1 to, XXt, XXt + 1. Assuming that the pixel has luminance level data for each pixel position of ~, ~ X_t + 2, ..., if the electronic zoom process is performed by the linear linear interpolation method, the data of Y_ZP is X_t ~ and ~ X_t Using a +1 pixel, a method of drawing two pixels in a straight line and converting the data into corresponding data is used. The relation of data generation by the electronic zoom process of Y_ZP is expressed by the following equation.
여기서, Y_ZP~ 는 ~X_t~ 와~ X_t+1 화소 사이의 전자줌 처리된 영상 변환 신호 레벨을, X_t ~, ~ X_t+1 는 t 및 t+1 위치에 해당하는 원영상 화소 위치의 신호 레벨을 각각 나타내고, α와 β는 인접 화소와의 거리를 나타내는 파라메터(단, α+β=1)를 나타낸다.Here, Y_ZP ~ is the electron zoomed image conversion signal level between ~ X_t ~ and X_t + 1 pixels, and X_t ~, ~ X_t + 1 are the signal levels at the original image pixel positions corresponding to t and t + 1 positions. Are denoted by respectively, and α and β denote parameters (where α + β = 1) indicating distances from adjacent pixels.
수학식 1의 방법에 의한 1차 선형 보간 방법으로 어느 위치에서든지 전자줌 처리를 위해 변환하고자 하는 데이터를 그 위치의 정보와 인접하는 두 화소에 의해 구할 수 있다. 또한, 이것은 2차원으로 확장하여 영상의 수직 라인 방향으로도 같은 방법을 이용하여 쉽게 구할 수 있다. 이상과 같이 종래 기술에 의한 단순한 1차 선형 보간에 의한 전자줌 처리는 영상의 완만한 특성에 의한 해상도의 열화 문제 및 보간 하고자 하는 위치에 따른 단순한 가중 평균에 의한 처리로 인한 실제 데이터의 변환의 어려움 등의 문제가 도출될 수 있다.In a linear linear interpolation method according to the equation (1), data to be converted for an electron zoom process at any position can be obtained by two pixels adjacent to the information of the position. In addition, it can be easily obtained using the same method in the vertical line direction of the image by extending in two dimensions. As described above, the electronic zoom processing by the simple linear interpolation according to the prior art has difficulty in converting the actual data due to the problem of deterioration of the resolution due to the smooth characteristics of the image and the processing by the simple weighted average according to the position to be interpolated. Problems can be derived.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 영상의 보존 특성인 관성 특성을 이용하여 전자줌 처리를 위한 영상 데이터를 변환하고, 윤곽 보정 방법으로 열화된 고주파 성분을 보상함으로써 화질이 개선된 영상신호를 신호 보존형 영상 확대를 구현하는 전자줌 처리방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-described problems, and the image quality is improved by converting the image data for the electronic zoom process using the inertia characteristic, which is a preservation characteristic of the image, and compensating the deteriorated high frequency component by the contour correction method. An object of the present invention is to provide an electronic zoom processing method for realizing a signal-conserving image enlargement of an image signal.
도 1(a) 내지 도 1(b) 는 일반적인 디지털 전자줌 처리의 개념을 설명하기 위한 도면이다.1 (a) to 1 (b) are diagrams for explaining a concept of a general digital electronic zoom process.
도 2(a) 내지 도 2(b) 는 종래 기술에 의한 일반적인 1차 선형 보간의 방법으로 2배 전자줌 처리를 할 때의 화소 위치별 데이터의 변환 관계를 나타낸 도면이다.2 (a) to 2 (b) are diagrams showing a conversion relationship of data for each pixel position when performing double electron zoom processing by a general linear interpolation method according to the prior art.
도 3은 종래 기술에 의한 1차 선형 보간 처리시의 수식적인 영상신호 변환 관계를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a diagram for explaining the relational expression of the video signal conversion in the first linear interpolation process according to the prior art.
도 4는 본 발명에 따른 영상의 관성 특성을 고려한 보간방법을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for describing an interpolation method in consideration of an inertia characteristic of an image according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 1차 보간방법에 대한 제1실시예를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a first embodiment of a first interpolation method according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 전자줌 처리를 위한 1차 보간방법에 대한 제2실시예를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a second embodiment of a first interpolation method for an electron zoom process according to the present invention.
도 7은 관성성분 보정계수 k 와 관성 기울기 정보와의 관계를 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing the relationship between the inertial component correction coefficient k and the inertial slope information.
도 8은 관성성분 보정계수 k=1이고, 관성 기울기 정보가 "0"인 경우의 전자줌 처리에 의한 데이터의 변환 관계를 나타낸 도면이다.Fig. 8 is a diagram showing a conversion relationship of data by the electron zoom process when the inertial component correction coefficient k = 1 and the inertial slope information is "0".
상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 영상 신호의 전자줌 처리 방법은 처리하고자 소정 위치의 보간 데이터를 생성하도록 상기 소정 위치에 인접한 좌우 각각의 2 화소를 이용하여, 영상 보존에 의한 관성의 상관 특성의 축상에 위치한 데이터를 상기 좌우 화소 위치의 두 개의 기준값에 의해 조정하고, 상기 두 개의 기준값의 사이에 위치하는 데이터는 상기 기준값 위치의 레벨을 선형적으로 보간하는 것을 특징으로 한다.In accordance with an aspect of the present invention, there is provided a method of processing an electronic zoom of an image signal, by using two pixels each of the left and right adjacent to the predetermined position to generate interpolation data of the predetermined position to be processed, the correlation characteristic of inertia by image preservation. The data located on the axis of is adjusted by two reference values of the left and right pixel positions, and the data located between the two reference values linearly interpolates the level of the reference value position.
본 발명에 있어서, 공간적으로 인접한 상하 각각 2 화소 또는 시간적으로 인접한 2 화소의 데이터로 확장하여 상관 특성에 따른 데이터를 화소 위치의 기준 값의 조정에 의해 선형적으로 보간되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the data according to the correlation characteristics is linearly interpolated by adjusting the reference value of the pixel position by expanding the data of two pixels or two pixels temporally adjacent to each other.
본 발명에 있어서, 인접한 두 화소의 데이터를 이용하여 상기와 같은 조정방법을 통해 해당화소의 윤곽성분을 보상하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the contour component of the corresponding pixel is compensated by the above adjustment method using data of two adjacent pixels.
상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 영상 신호의 전자줌 처리 방법은Electron zoom processing method of the image signal according to the present invention to achieve the above object
처리하고자 하는 소정 위치의 보간 데이터를 생성하도록 상기 소정 위치에 인접한 좌우 각각의 2화소를 이용하여 1차적으로 단순 선형 보간 처리를 한 신호와, 상기 선형 보간 처리된 신호에 영상보존에 의한 관성의 상관관계를 이용한 관성성분을 검출하여 상기 두 신호 레벨의 연산에 의해 처리하고자 하는 소정 위치의 레벨을 비선형적으로 보간하는 것을 특징으로 한다.Correlation of inertia due to image preservation to the linear interpolated signal and the signal subjected to the simple linear interpolation process using two pixels each of the left and right adjacent to the predetermined position to generate interpolation data of the predetermined position to be processed. The inertial component using the relationship is detected and nonlinearly interpolates the level of a predetermined position to be processed by the calculation of the two signal levels.
본 발명에 있어서, 2차원 및 3차원의 공간적, 시간적으로 확장된 개념의 신호를 이용하여 처리하고자 하는 소정 위치의 신호 레벨을 비선형적으로 보간하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, a signal level of a predetermined position to be processed is nonlinearly interpolated using signals of two-dimensional and three-dimensional spatial and temporally extended concepts.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention in more detail.
도 4는 본 발명에 따른 영상의 관성 특성을 고려한 보간방법을 설명하기 위한 도면으로서, 단순한 1차 선형 보간방법에서 위치에 따른 가중 평균 데이터를 이용함으로써 전자줌 처리된 영상이 완만한 특성을 가지게 되어 해상도가 저하되는 종래의 문제점을 제거하기 위해 원영상에서 보간하고자 하는 위치의 이전과 이후의 영상 데이터의 각각 2 화소를 사용하여 영상의 보존 특성에 따른 관성을 이용한다. 저주파 대역에서는 전자줌 처리를 수행해도 화질에는 큰 문제가 없지만 고주파 대역에서는 화질에 미치는 영향이 크기 때문에 가능하면 피사체의 실제 영상신호를 추정하는 것이 요구된다.4 is a view for explaining an interpolation method in consideration of the inertia characteristics of an image according to the present invention, the electronic zoomed image has a gentle characteristic by using the weighted average data according to the position in a simple linear interpolation method In order to eliminate the conventional problem of deterioration of resolution, two pixels each of the image data before and after the position to be interpolated in the original image are used to use the inertia according to the preservation characteristics of the image. In the low frequency band, there is no big problem in the image quality even if the electronic zoom process is performed. However, in the high frequency band, it is required to estimate the actual video signal of the subject if possible.
도 4에 도시된 바와 같이, X_t~ 와~ X_t+1 화소 사이의 임의의 위치에 해당하는 데이터를 보간하기 위해 전자줌을 처리할 때, 인접한 이전과 이후의 두 화소 즉, X_t-1~ 과 ~ X_t 화소에 직선 S1을 그어 만나는 점과, X_t+1 ~과~ X_t+2 화소에 직선 S2를 그어 만나는 점 사이의 내부 영역(40)(이하, 기대되는 보간 데이터 영역으로 표현한다.)의 데이터 중의 하나의 레벨을 선택하는 것으로서, 피사체에 존재하는 원영상의 데이터를 추정하는 기술이다. 이 기대되는 보간 데이터의 영역(40) 내부에 1차 선형 보간의 단순한 방법인 가중 평균에 의한 데이터인 X_t ~와~ X_t+1의 데이터에 직선을 그어 해당하는 데이터를 생성하는 종래 기술에 의한 방법이 포함되어 있다. 이것은 영상신호의 보존 특성에 따른 관성에 의한 X_t의 우축에 위치한 데이터는 S1축 상, X_t+1의 좌측에 위치한 데이터는 S2축 상의 빗금친 부분의 기대되는 보간 데이터 영역에 위치할 확률이 높게 되는 성질을 이용하는 것으로서, 영상신호에는 포함되어 있지 않지만 실제 피사체에는 존재하는 신호를 추정하는 것이다.As shown in FIG. 4, when electron zooming is performed to interpolate data corresponding to an arbitrary position between X_t ~ and X_t + 1 pixels, two pixels before and after adjacent, that is, X_t-1 ~ and Of the internal region 40 (hereinafter referred to as the expected interpolation data region) between the point where the straight line S1 meets the X_t pixel and the point where the straight line S2 meets the X_t + 2 pixel. It is a technique of estimating the data of the original image existing in a subject by selecting one level of data. The method according to the prior art to generate a corresponding data by drawing a straight line on the data of X_t ~ and ~ X_t + 1, which are data by weighted average, which is a simple method of linear linear interpolation, in the area 40 of the interpolated data to be expected. This is included. This means that the data located on the right axis of X_t due to the inertia according to the preservation characteristics of the video signal is more likely to be located on the S1 axis, and the data located on the left of X_t + 1 in the expected interpolation data area of the hatched portion on the S2 axis. By using the property, a signal which is not included in the video signal but exists in an actual subject is estimated.
도 5는 본 발명에 따른 1차 보간방법에 대한 제1실시예를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a first embodiment of a first interpolation method according to the present invention.
X_t~ 와~ X_t+1 화소 사이의 데이터 Y_ZP(52)(본 발명에 의한 보간신호)를 전자줌 처리에 의해 생성하고자 할 때, 상기에서 설명한 바와 같이, S1 과 S2 의 직선과 그 내부의 기대되는 보간 데이터 영역(40)에서 위치적으로 Ref1 과 Ref2 의 구간을 설정하여 X_t 화소에서 Ref1 화소까지의 데이터는 S1 의 직선상의 데이터, Ref2 에서 X_t+1화소사이의 데이터는 S2 직선상의 데이터, Ref1 과 Ref2 사이에 위치한 화소의 데이터를 보간할 필요가 있을 때에는 Ref1 과 Ref2 위치의 화소 데이터 사이를 직선으로 그어 해당하는 데이터를 전자줌 처리 데이터로 이용한다. 여기에서 Ref1 과 Ref2 의 위치 성분의 범위는 각각 X_t 화소를 기준으로 해서 0 ≤ Ref1 ≥ 0.5 화소, 0.5 화소 ≤ Ref2 ≥ 1 화소로 설정할 수 있다. 만약 Ref1 과 Ref2 를 각각 0 과 1 화소로 설정할 경우는 종래 기술에 의한 보간신호(50)와 같은 결과를 얻게 된다. 이것은 화소의 어느 위치에 있어도 보간하고자 하는 위치의 인접 화소들을 이용하여 같은 방법으로 구할 수 있으며, 도면에 도시된 신호 레벨은 휘도신호에 대한 것이며, 색신호에 대한 것도 색신호의 구성 형태에 따라 동일한 방법으로 확장해서 사용할 수 있다. 또한, 본 도면은 수평라인에 대한 설명만을 언급하고 있지만 영상신호의 특성상 신호 분리 특성을 만족하고 있어, 수직방향으로 확장해서 동일한 방법으로 사용할 수 있다. 이와 같은 방법으로 전자줌 처리를 했을 경우, 종래 기술에 비해 신호 보존형 관성특성을 이용하게 때문에 좀 더 실제 영상에 가까운 보간 영상신호를 얻을 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이 윤곽성분을 보상하는 기능을 자연스럽게 얻을 수 있으며, 고주파 성분을 얻을 수 있어 화질의 개선효과를 얻을 수 있다. 단 잡음성분에 대해서는 고주파 성분을 더욱 강조하게 되는 경우도 발생하게 되는데, 이는 선처리 과정에서 잡음성분 제거를 위한 간단한 저주파 통과필터를 거친 신호를 사용하면 해결할 수 있다.When the data Y_ZP 52 (interpolation signal according to the present invention) between X_t ~ and X_t + 1 pixels is to be generated by the electron zoom process, as described above, the straight lines of S1 and S2 and the internal expectations thereof are as described above. In the interpolation data area 40, the interval between Ref1 and Ref2 is set locally. The data from the X_t pixel to the Ref1 pixel is linear data of S1, the data between Ref2 and X_t + 1 pixels is the data of S2 straight line, Ref1 When it is necessary to interpolate the data of the pixel located between and Ref2, a straight line is drawn between the pixel data at the Ref1 and Ref2 positions and the corresponding data is used as the electronic zoom processing data. Here, the ranges of the positional components of Ref1 and Ref2 can be set to 0 ≦ Ref1 ≧ 0.5 pixels and 0.5 pixels ≦ Ref2 ≧ 1 pixels, respectively, based on the X_t pixel. If Ref1 and Ref2 are set to 0 and 1 pixels, respectively, the same result as that of the conventional interpolation signal 50 is obtained. This can be obtained in the same way by using adjacent pixels at the position to be interpolated at any position of the pixel, and the signal level shown in the drawing is for the luminance signal, and for the color signal in the same way depending on the configuration of the color signal. Can be extended. In addition, although this drawing only refers to the description of the horizontal line, it satisfies the signal separation characteristic due to the characteristics of the image signal, and can be used in the same way by extending in the vertical direction. When the electronic zoom process is performed in this manner, an interpolation video signal that is closer to the real image can be obtained because the signal preservation type inertial characteristics are used compared to the prior art, and as shown in FIG. The function can be obtained naturally, and the high frequency component can be obtained to improve the image quality. However, in case of noise components, high frequency components are further emphasized. This can be solved by using a signal passed through a simple low pass filter to remove noise components during preprocessing.
도 6은 본 발명에 따른 전자줌 처리를 위한 1차 보간방법에 대한 제2실시예를 나타낸 도면으로서, 종래의 1차 선형 보간 신호(50)에서 영상의 보존 특성에 의한 관성성분을 보정하여 보간 신호를 생성하는 방법이다. 1차 선형 보간 신호는 종래 기술에서 설명한 바와 같이 X_t ~와 ~X_t+1 화소의 값에 대해 직선을 그어 전자줌을 처리하기 위한 위치에 해당하는 데이터를 추출하는 방법으로, 수학식 1에 의해 간단히 얻을 수 있다. 영상의 보존 특성에 의한 관성성분은 영상의 특성상 인접 화소사이에는 상관도가 매우 크게 나타나는 성질을 이용한 것으로, 실제 피사체의 정보도 이런 특성을 거의 만족한다. 영상의 관성성분에 의한 보정량은 다음의 수학식에 의해 구한다.FIG. 6 is a view showing a second embodiment of a first interpolation method for an electron zoom process according to the present invention. In the conventional first linear interpolation signal 50, the inertia component is corrected by the preservation characteristics of an image. How to generate a signal. As described in the prior art, the first linear interpolation signal is a method of extracting data corresponding to a position for processing an electronic zoom by drawing a straight line with respect to the values of X_t and ~ X_t + 1 pixels, and is simply expressed by Equation 1. You can get it. The inertial component due to the preservation characteristic of the image uses the property that the correlation between the adjacent pixels is very large due to the characteristic of the image, and the information of the actual subject almost satisfies this characteristic. The correction amount due to the inertial components of the image is obtained by the following equation.
여기서, I_ZP는 처리하고자 하는 전자줌 처리 위치의 관성성분에 의한 보정량을, X_t ~, X_t+1 은 t 및 t+1 위치에 해당하는 원영상 화소위치의 신호레벨을, α와 β는 인접 화소와의 거리를 나타내는 파라메터(단, α + β = 1)를, k 는 인접 화소의 기울기(신호레벨의 차분에 상당)에 따른 관성성분 보정계수를 각각 나타낸다.Here, I_ZP is the correction amount by the inertial component of the electron zoom processing position to be processed, X_t to X_t + 1 are signal levels of the original image pixel positions corresponding to t and t + 1 positions, and α and β are adjacent pixels. A parameter representing the distance from the laser beam (where α + β = 1), and k denotes an inertial component correction coefficient according to the slope of the adjacent pixel (corresponding to the difference in signal level).
k 의 관성성분 보정계수의 범위는 0 ≤ k ≤ 1의 값을 가지며, 윤곽성분 보정을 크게 하기 위해서는 "1"보다 큰 값으로 가질 수도 있다. 이 관성성분 보정계수가 "1"일 경우, 일정한 신호 레벨의 저주파 대역에 대해서는 관성성분의 보정량이 사인파 형태로 추가되어 나타나는 신호로 생성되어 전자줌 처리 영상을 화면상에서 볼 때 눈에 거슬리게 된다. 그러므로 이 때에는 k 의 값을 "0" 근처로 선택할 필요가 있다. 관성성분 보정계수인 k 값은 다음의 식에 의해 구할 수 있다.The inertia component correction coefficient of k has a value of 0 ≦ k ≦ 1, and may have a value larger than “1” to increase the contour component correction. When the inertia component correction coefficient is "1", it is generated as a signal in which the correction amount of the inertial component is added in the form of a sine wave for the low frequency band of a constant signal level, which is annoying when the electron zoom processed image is viewed on the screen. Therefore, it is necessary to select the value of k near "0" at this time. The k value, which is the inertia component correction coefficient, can be obtained by the following equation.
수학식 3 에서 보인 바와 같이, 관성성분 보정계수 k 는 전자줌 처리를 하고자 하는 위치의 인접한 이전 및 이후의 두 화소의 기울기 성분에 해당하는 두 화소들의 차분의 절대값 성분에 대하여 재차 차분의 절대값을 취한 성분(이하, 관성 기울기 정보라 칭한다.)에 비례하게 된다.As shown in Equation 3, the inertial component correction coefficient k is again the absolute value of the difference with respect to the absolute value component of the difference between the two pixels corresponding to the slope component of the two adjacent pixels before and after the position to be subjected to the electron zoom process. Is proportional to the component (hereinafter referred to as inertia slope information).
도 7은 관성성분 보정계수 k와 관성 기울기 정보와의 관계를 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing the relationship between the inertial component correction coefficient k and the inertial slope information.
도 8은 관성성분 보정계수 k이고, 관성 기울기 정보가 "0"인 경우의 전자줌 처리에 의한 데이터의 변환 관계를 나타낸 도면으로서, 전자줌 처리 결과가 사인파 형태의 잡음 형태로 나타남을 알 수 있다. 즉, 참조부호 80은 1차 선형 보간에 의한 전자줌 처리 영상을 나타내고, 참조부호 82는 관성성분 잡음에 의한 전자줌 처리 영상을 각각 나타낸다.8 is a diagram illustrating a conversion relationship of data by an electron zoom process when the inertial component correction coefficient k and the inertial slope information is "0", and it can be seen that the result of the electron zoom process is represented by a sine wave form of noise. . That is, reference numeral 80 denotes an electron zoom processed image by linear linear interpolation, and reference numeral 82 denotes an electron zoom processed image due to inertial component noise.
수학식 3의 k 값은 도 8에 보인 바와 같이, 저주파 대역 또는 인접한 화소의 기울기 정보가 비슷할 때 나타나는 관성성분 보정량에 대한 사인파 형태의 잡음을 제거하기 위한 것이다.As shown in FIG. 8, the k value of Equation 3 is for removing sinusoidal noise with respect to the amount of inertial component correction that appears when the low frequency band or the slope information of adjacent pixels are similar.
수학식 2의 방법에 의해 검출된 영상의 관성성분에 대한 보정량은 수학식 1의 1차 선형 보간 신호 레벨에 가/감산되어 전자줌 처리에 필요한 화소의 데이터로 변환하는 방법이다. 그러므로 최종적인 전자줌 처리 변환 데이터는 다음의 수학식에 의해 구할 수 있다.The amount of correction for the inertial component of the image detected by the method of Equation 2 is added to or subtracted from the first linear interpolation signal level of Equation 1 and converted into data of pixels required for the electron zoom process. Therefore, the final electron zoom process conversion data can be obtained by the following equation.
여기서, Z_IP는 관성성분에 의한 보정처리가 된 전자줌 신호 레벨을, Y_ZP는 수학식 1에 의한 방법으로 구한 1차 선형 보간 신호 레벨을, I_ZP는 수학식 2에 의한 방법으로 검출된 관성성분에 의한 보정량을 각각 나타낸다.Where Z_IP is the electron zoom signal level corrected by the inertial component, Y_ZP is the linear linear interpolation signal level obtained by the method according to Equation 1, and I_ZP is the inertial component detected by the method according to Equation 2. The correction amount by
상술한 바와 같이 제 1 및 제2실시예에서 언급된 설명은 휘도신호 레벨에 대한 것으로 도면에 작성하여 설명하였지만, 이 신호 레벨은 일정한 상관성을 가진 신호 형태에 대해 적용할 수 있으며, 또한 이것은 동일 기술을 수행하는 분야의 통상적인 기술로서 자명한 것으로 색신호 또는 상관성에 의한 움직임 추정 등의 방법으로 확장 가능하다. 또한 영상신호에 대해서는 2차원 및 3차원의 공간적 시간적 확장으로 본 발명을 적용할 수 있음을 주지한다.As described above, the descriptions mentioned in the first and second embodiments are for the luminance signal level, which has been described in the drawings. However, this signal level can be applied to signal types having a constant correlation, which is also the same technique. It is obvious as a conventional technique in the field to perform the method and can be extended by methods such as motion estimation based on color signals or correlation. In addition, it is noted that the present invention can be applied to spatial and temporal expansion of two-dimensional and three-dimensional images.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른, 디지털 전자줌 처리방법은 인접 화소와의 관성성분을 최대한 반영한 것으로서, 좀 더 실제 피사체의 데이터에 가까운 신호 성분을 얻을 수가 있게 되며, 종래 기술의 단순 1차 보간의 방법에서 나타나는 영상의 완만한 특성을 개선하여 해상도를 향상시키는 효과를 갖는다.As described above, according to the present invention, the digital electronic zoom processing method reflects the inertia component of the adjacent pixel as much as possible, and it is possible to obtain a signal component closer to the data of the actual subject, and the simple first interpolation according to the prior art. It has the effect of improving the resolution by improving the smooth characteristics of the image appearing in the method.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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- 1996-08-19 KR KR1019960034287A patent/KR100219547B1/en not_active IP Right Cessation
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| KR19980015071A (en) | 1998-05-25 |
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