KR100712467B1 - Apparatus for eliminating a color noise from CCD image - Google Patents

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Abstract

본 발명은 색 데이터 보간 장치와 경계 보존 저역 통과 필터를 포함하는 영상의 색잡음 제거 장치이다. 색 신호 분리부는 입력되는 콤포지트 신호를 R, G, B 신호를 분리하고, 메디안 필터링부는 G 신호를 소정 개수만큼 제공받아 평균치의 G성분의 데이터를 출력하고, 패턴 정보 추출부는 평균치의 G성분의 데이터들의 차를 계산하여 그 차가 임계치보다 높은 경우에는 입력되는 콤포지트 신호에 경계 성분이 존재한다고 판단하여 판단 신호를 출력하며, 색 신호 보간부는 판단 신호를 근거로 분리된 R 및 B 신호를 각각 보간하여 출력한다. 또한 영역 특성 판단부는 입력되는 휘도 신호를 제공받아 일정 영역 내의 평활도를 계산하고, 적응형 저역 통과 필터는 계산된 평활도를 근거로 필터 계수를 조정하여 휘도 신호를 저역 통과 필터링하여 경계 성분을 보존한다. 그 결과 CCD 소자로 촬영한 영상 신호를 보간시 발생되는 색잡음을 제거할 수 있고, 또한 디스플레이 화면이 흐려지는 문제점이 없이 선명한 화질을 얻을 수 있다.The present invention is a device for removing color noise of an image including a color data interpolation device and a boundary preserver low pass filter. The color signal separator separates the input composite signal from the R, G, and B signals, and the median filtering unit receives a predetermined number of G signals to output data of the G component of the average value, and the pattern information extracting unit of the G component data of the average value. When the difference is higher than the threshold value, the difference is calculated and judges that there is a boundary component in the input composite signal, and outputs the determination signal. The color signal interpolation unit interpolates and outputs the separated R and B signals based on the determination signal. do. In addition, the area characteristic determination unit receives an input luminance signal and calculates smoothness in a predetermined region, and the adaptive low pass filter adjusts filter coefficients based on the calculated smoothness to low pass filter the luminance signal to preserve boundary components. As a result, color noise generated when interpolating the image signal photographed by the CCD element can be removed, and clear picture quality can be obtained without the problem of blurring the display screen.

메디안 필터, 영상 데이터, CCD, RGB, 보간, 색잡음, 평활도, 선명도, 화소Median filter, image data, CCD, RGB, interpolation, color noise, smoothness, sharpness, pixel

Description

영상의 색잡음 제거 장치{Apparatus for eliminating a color noise from CCD image}Apparatus for eliminating a color noise from CCD image}

도 1은 일반적인 CCD 영상 데이터 보간 처리의 과정을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram for explaining a process of a general CCD image data interpolation process.

도 2는 RGB의 CFA를 분리된 3개의 채널을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining three channels separated from the CFA of RGB.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 영상의 색잡음 제거 장치의 색 데이터 보간 장치의 블록도이다.3 is a block diagram of a color data interpolation apparatus of an apparatus for removing color noise of an image according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영상의 색잡음 제거 장치의 경계 보존 저역 통과 필터의 블록도이다.4 is a block diagram of an edge preserving low pass filter of an apparatus for removing color noise of an image according to an exemplary embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

110 : 색 신호 분리부 120 : 메디안 필터부110: color signal separation unit 120: median filter unit

130 : 패턴 정보 추출부 140 : 색 신호 보간부130: pattern information extraction unit 140: color signal interpolation unit

210 : 영역 특성 판단부 220 : 적응형 저역 통과 필터210: region characteristic determination unit 220: adaptive low pass filter

230 : 광학적 저역 통과 필터 240 : 멀티플렉서230: Optical low pass filter 240: Multiplexer

본 발명은 영상의 색잡음 제거 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 CCD를 이용한 모든 광응용 기기에 있어서 선명한 화질과 색잡음을 최소화할 수 있는 영상의 색잡음 제거 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for removing color noise of an image, and more particularly, to an apparatus for removing color noise of an image capable of minimizing sharp image quality and color noise in all optical applications using a CCD.

벨 연구소의 보일(Boyle) 등에 의해 발명된 후 사반 세기가 경과된 전하 결합 소자(Charge-coupled Device; 이하 CCD라 칭함.)기술의 응용으로 현재 가장 실용화가 진행 중인 것은 이미지 센서 분야로서, 이러한 이미지 센서는 비디오 카메라, 감시 카메라, 의료용 카메라, 공업 계측, 팩시밀리, 이미지 스캐너, 바코드 리더 등의 폭넓은 분야에서 이용되고 있다.It is the field of image sensor that is most practically applied to the application of the charge-coupled device (CCD) technology, which was invented by Bell et al., Boyle et al. Sensors are used in a wide range of fields such as video cameras, surveillance cameras, medical cameras, industrial instrumentation, facsimile, image scanners and bar code readers.

더욱이, 최근 디지털 스틸 카메라(Digital Still Camera)에 응용이 활발하게 되어, 이에 호응하여 디지털 카메라용으로 구조를 최적화시킨 CCD 이미지 센서도 등장하기에 이르렀다.In addition, the recent application to digital still cameras (Digital Still Camera) has been active, and in response to this CCD image sensor that has optimized the structure for the digital camera has also appeared.

이처럼 CCD를 이용한 모든 광학용 기기에 있어서는 선명한 화질과 색잡음 제거는 필수 조건으로, 특히 디지털 스틸 카메라(DSC)와 같은 디지털 화상 기록 장치는 정지 영상을 보존하는데 이용되므로 화질의 중요성은 더욱 강조된다. As such, clear image quality and color noise removal are essential for all optical devices using a CCD. Especially, the importance of image quality is emphasized because digital image recording devices such as digital still cameras (DSC) are used to preserve still images.

그러나 CCD에 의해 촬상된 RGB 영상 신호는 모자이크 형상으로 입력되어 지므로 최종적인 RGB를 갖춘 화상을 얻기 위해서는 주변 화소의 값을 기본으로 유추하여 결핍된 색정보를 완전히 보충해주는 보간(Interpolation) 처리를 한다.However, since the RGB image signal captured by the CCD is input in a mosaic form, an interpolation process is performed to completely compensate for the missing color information by inferring the value of neighboring pixels as a basis to obtain an image having final RGB.

실제의 CCD의 컬러 필터 어레이(Color Filter Array; CFA)의 종류도 몇 개가 있고, 각각 보간 방법도 다르지만, 여기서는 대표적인 Bayer 배열의 CFA를 사용하여 선형 보간을 수행한 예를 나타내는 것으로 CFA에 따라서 색분해되는 화상의 양 자를 도시한다.Although there are several kinds of color filter arrays (CFAs) of actual CCDs, and the interpolation methods are different from each other, here is an example of performing linear interpolation using CFA of a typical Bayer array. Both pictures are shown.

도 1은 일반적인 CCD 영상 데이터 보간 처리의 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 RGB의 CFA를 분리된 3개의 채널을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a diagram for explaining a process of a general CCD image data interpolation process, and FIG. 2 is a diagram for explaining three channels in which CFAs of RGB are separated.

도 1을 참조하면, CCD로부터의 신호를 그대로 판독하면, 도 1에 도시된 CFA에 대응하는 모자이크 상의 화상이 된다. 이대로는 처리할 수 없기 때문에, 도 2와 같이 CCD 필터의 신호를 RGB의 3개의 채널로 분리한다. 여기서, 공백 부분이 결핍된 정보이다. G 채널을 보면 바둑판 모양에 공백의 화소가 존재하고 있다. 이것을 채우기 위하여, 근접하여 존재하는 이미 알려진 화소의 값을 기본으로 한다. 예를 들면, 왼쪽의 화소값을 그대로 카피해 버리기, 좌우의 2화소를 평균하기, 상하 좌우의 4화소를 평균하기 등의 여러 가지 방법이 사용될 수 있다. Referring to Fig. 1, when the signal from the CCD is read as it is, an image on a mosaic corresponding to the CFA shown in Fig. 1 is obtained. Since it cannot be processed as such, the signal of the CCD filter is separated into three channels of RGB as shown in FIG. Here, the information lacking the blank portion. Looking at the G channel, there are blank pixels in the shape of a checkerboard. To fill this, it is based on the values of known pixels which are in close proximity. For example, various methods may be used, such as copying the left pixel value as it is, averaging two pixels on the left and right, and averaging four pixels on the top, bottom, left, and right sides.

그러나 상하 좌우의 4개의 화소를 사용하는 경우에는 항상 3라인 분의 데이터를 처리하는 것으로 되기 때문에, 그만큼의 버퍼를 준비할 필요가 있다. 화소 수가 많은 경우나, 비트 깊이가 큰 경우에는 이것이 어려운 경우도 있다. However, when four pixels of up, down, left, and right are used, data for three lines is always processed. Therefore, it is necessary to prepare a corresponding buffer. This may be difficult when the number of pixels is large or when the bit depth is large.

또한 RGB의 각 채널이 포함하고 있는 정보의 양에 무관하게 일률적으로 보간 처리를 하기 때문에, 인접 화소간의 경계가 불분명하게 되어 디스플레이 되는 영상의 콘트라스트가 떨어지고, 영상이 흐려지는 문제점이 있다.In addition, since interpolation is uniformly performed irrespective of the amount of information included in each channel of RGB, the boundary between adjacent pixels becomes unclear and the contrast of the displayed image is reduced and the image is blurred.

이처럼 종래의 CCD 영상 데이터의 보간 처리 방법의 문제점은 첫째, 상대적으로 빈도가 낮은 R과 B성분의 데이터의 보간 과정에서 오차가 발생함으로써 색잡음이 발생한다는 것이고, 둘째, 이러한 신호 처리 과정에서 색잡음의 제거를 위해 행하는 저역 통과 필터링으로 화면이 흐려진다는 점이다. The problem of the conventional interpolation processing method of CCD image data is that first, color noise is generated due to an error in the interpolation process of R and B components with relatively low frequency, and secondly, color noise during such signal processing. The screen is dimmed by low pass filtering, which is done to get rid of.                         

일반적으로 현재 이용되고 있는 촬상 소자인 CCD는 렌즈를 통해 투사되는 빛을 R, G, B 삼색이 각각 투과되는 필터를 거쳐 빛의 양만큼 전하를 측정시킬 수 있는 센서 면에 전달되도록 고안되어 있다. In general, CCDs, which are currently being used, are designed to transmit light projected through a lens to a sensor surface capable of measuring charge by the amount of light through a filter through which R, G, and B colors are transmitted.

그러나, 평면상에 배열된 색 필터를 통해서는 어떠한 방법으로도 한 화소에 해당하는 위치에서 삼원색의 성분을 모두 얻는 것이 불가능하게 되어 있다. 따라서, 보간 과정을 통해 화소당 모든 색성분을 주변 값들을 이용하여 보간하게 되는데, 이때 발생하는 오차에 의해 색잡음이 발생하게 된다.However, it is impossible to obtain all of the three primary colors at positions corresponding to one pixel by means of color filters arranged on a plane. Therefore, all color components per pixel are interpolated using the surrounding values through an interpolation process, and color noise is generated by an error generated at this time.

이러한 잡음을 제거하기 위해 광학적으로, 수치적으로 필터링을 수행함으로써, 영상의 흐려짐이 발생한다. 이를 보완하기 위해 경계 성분 강조(edge enhancement) 등의 처리를 하나, 이미 영상의 흐려짐이 발생하였기 때문에 손실한 데이터들의 복구가 불가능하며, 특히 경계 부근에서 링잉(ringing) 효과와 같은 시각적으로 거슬리는 역효과가 발생할 가능성이 높다. By optically and numerically filtering to remove this noise, blurring of the image occurs. In order to compensate for this, edge enhancement is performed, but since the blurring of the image has already occurred, it is impossible to recover the lost data. In particular, there is a visually disturbing adverse effect such as a ringing effect near the boundary. It is likely to occur.

본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고체 촬상 소자를 이용한 광응용 기기에 있어서 선명한 화질과 색잡음을 최소화할 수 있는 영상의 색잡음 제거 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to solve such a conventional problem, and to provide an apparatus for removing color noise of an image capable of minimizing clear image quality and color noise in an optical application device using a solid-state image sensor.

상기한 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 영상의 색잡음 제거 장치는, Apparatus for removing color noise of an image according to one feature for achieving the above object,

입력되는 콤포지트 신호를 R, G, B 신호로 분리하는 색 신호 분리부; A color signal separator for separating the input composite signal into R, G, and B signals;                     

상기 G 신호를 소정 개수만큼 제공받아 평균치의 G성분의 데이터를 출력하는 메디안 필터링부;A median filtering unit receiving the predetermined number of G signals and outputting data of G components having an average value;

상기 평균치의 G성분의 데이터들의 차를 계산하여 그 차가 임계치보다 높은 경우에는 입력되는 콤포지트 신호에 경계 성분이 존재한다고 판단하여 판단 신호를 출력하는 패턴 정보 추출부; 그리고 A pattern information extraction unit for calculating a difference between the data of the G component of the average value and determining that a boundary component exists in the input composite signal when the difference is higher than a threshold value, and outputting a determination signal; And

상기 판단 신호를 근거로 상기 분리된 R 및 B 신호를 각각 보간하여 보간된 R 및 B성분의 데이터를 출력하는 색 신호 보간부를 포함한다.And a color signal interpolation unit configured to output data of the interpolated R and B components by interpolating the separated R and B signals, respectively, based on the determination signal.

이러한 영상의 색잡음 제거 장치에 의하면, 기존의 신호 처리 방식의 원형을 그대로 유지하면서 CCD 영상 데이터의 화질을 개선할 수 있다.According to the apparatus for removing color noise of an image, it is possible to improve the image quality of CCD image data while maintaining the original shape of a conventional signal processing method.

그러면, 통상의 지식을 지닌 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 실시예에 관해 설명하기로 한다.Then, embodiments will be described so that those skilled in the art can easily implement the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 영상의 색잡음 제거 장치의 색 데이터 보간 장치의 블록도이다.3 is a block diagram of a color data interpolation apparatus of an apparatus for removing color noise of an image according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 영상의 색잡음 제거 장치의 색 데이터 보간 장치는 입력되는 콤포지트 신호를 R, G, B 신호를 분리하는 색 신호 분리부(110), G 신호를 소정 개수만큼 제공받아 평균치의 G성분의 데이터를 출력하는 메디안 필터부(120), 평균치의 G성분의 데이터들의 차를 계산하여 그 차가 임계치보다 높은 경우에는 입력되는 콤포지트 신호에 경계 성분이 존재한다고 판단하여 판단 신호를 출력하는 패턴 정보 추출부(130), 그리고 판단 신호를 근거로 분리된 R 및 B 신호를 각각 보간하여 출력하는 색 신호 보간부(140)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the color data interpolation apparatus of the apparatus for removing color noise of an image according to an exemplary embodiment of the present invention may include a color signal separation unit 110 and a G signal that separate an input composite signal from R, G, and B signals. The median filter unit 120 that receives a predetermined number and outputs the data of the G component of the average value, calculates the difference between the data of the G component of the average value and determines that the boundary component exists in the input composite signal when the difference is higher than the threshold value. The pattern information extracting unit 130 outputs the determination signal, and the color signal interpolation unit 140 interpolating and outputting the separated R and B signals based on the determination signal.

이하, 이러한 구조를 포함하는 본 발명에 따른 영상의 색잡음 제거 장치의 색 데이터 보간 장치 동작을 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the operation of the color data interpolation apparatus of the apparatus for removing color noise of an image according to the present invention including such a structure will be described in detail.

색 신호 분리부(110)는 RGB 신호가 콤포지트(composite)된 신호를 입력받아 이를 각각 분리하고, 분리된 G 신호를 메디안 필터부(120)에 출력하고, 분리된 R 및 B 신호를 색 신호 보간부(140)에 출력한다. 이때 CCD 색 필터로부터 출력되는 RGB 신호의 각각은 일반적으로 1:2:1의 비율을 가지고 있으므로, R이나 B 신호보다 상대적으로 더 많은 정보를 갖는 G 신호를 근거로 콤포지트되어 입력되는 R 및 B 신호를 보간한다.The color signal separation unit 110 receives a signal in which an RGB signal is composited, separates them, outputs the separated G signal to the median filter unit 120, and outputs the separated R and B signals to the color signal complement. Output to the executive 140. In this case, since each of the RGB signals output from the CCD color filter generally has a ratio of 1: 2: 1, the R and B signals that are compositely input based on the G signal having more information than the R or B signals are included. Interpolate

메디안 필터부(120)는 G 신호를 소정 개수만큼 제공받아 제공된 G성분의 신호의 평균치를 구한 후 G성분의 데이터 화소를 출력한다. 이때 메디안 필터(Median filter)는 일반적으로 입력되는 신호를 크기 순으로 배열하고, 배열된 신호의 수가 홀수 개일 때는 크기 순으로 배열된 신호에서 그 중앙 크기의 신호 하나를 출력하고, 배열된 신호의 수가 짝수 개일 때는 크기 순으로 배열된 신호의 중간에서 위치하는 두 측정 신호의 평균치를 출력하는 필터이다. The median filter unit 120 receives a predetermined number of G signals, calculates an average value of the provided G component signals, and outputs the data pixels of the G components. In this case, the median filter generally arranges the input signals in the order of magnitude. When the number of the arranged signals is odd, the median filter outputs one signal having the center size from the signals arranged in the order of magnitude, and the number of the arranged signals When the number is even, the filter outputs the average value of two measured signals located in the middle of the signals arranged in magnitude order.

패턴 정보 추출부(130)는 메디안 필터부(120)로부터 출력되는 G성분의 데이터 화소의 평균치들의 차를 계산하여 그 차가 임계치보다 크면 경계 성분이 존재한다고 판단하여 판단 신호를 색 신호 보간부(140)에 출력한다. 이때 패턴 정보의 추출은 예를 들어 2×2의 영역 내에서 이웃하는 녹색 데이터들의 차를 계산하고, 그 차가 정해진 임계치를 넘는 경우 경계 성분이 존재한다고 판단함으로써 이루어진다. 경계 성분은 수평, 수직, 2개의 대각선 방향의 4가지를 판단한다. The pattern information extracting unit 130 calculates a difference between the average values of the data pixels of the G component output from the median filter unit 120 and determines that a boundary component exists when the difference is greater than the threshold, and determines the determination signal as the color signal interpolation unit 140. ) At this time, the extraction of the pattern information is performed by, for example, calculating a difference between neighboring green data in a 2 × 2 area and determining that a boundary component exists when the difference exceeds a predetermined threshold. The boundary component determines four types of horizontal, vertical and two diagonal directions.                     

색 신호 보간부(140)는 패턴 정보 추출부(130)로부터 출력되는 판단 신호를 근거로 R 및 B성분의 신호를 보간하여 보간된 R성분의 신호와 B성분의 신호를 출력한다. The color signal interpolator 140 interpolates the R and B components based on the determination signal output from the pattern information extractor 130 and outputs the interpolated R component signal and the B component signal.

이러한 색데이터 보간 장치에 의하면, 정해진 일정 영역 내에 R이나 B성분의 데이터보다는 더 많은 정보를 갖는 G성분의 데이터를 토대로 R 성분의 데이터와 B성분의 데이터를 보간하므로써 종래의 보간 처리시에 발생하는 색 잡음을 줄일 수 있다.According to such a color data interpolation apparatus, the data generated in the conventional interpolation process by interpolating the data of the R component and the data of the B component based on the data of the G component having more information than the data of the R or B component in a predetermined region. Color noise can be reduced.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영상의 색잡음 제거 장치의 경계 보존 저역 통과 필터의 블록도이다.4 is a block diagram of an edge preserving low pass filter of an apparatus for removing color noise of an image according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 영상의 색잡음 제거 장치의 경계 보존 저역 통과 필터는 영역 특성 판단부(210), 적응형 저역 통과 필터(220), 광학적 저역 통과 필터(230), 그리고 멀티플렉서(240)를 포함하여, 휘도 신호(Y)에 대해 소정 영역에서의 패턴 구조를 기본으로 하여 영역의 평활도를 계산하고, 필터 계수를 결정하며, 결정된 필터 계수를 근거로 휘도 신호를 저역 통과 필터링한다.Referring to FIG. 4, the boundary preserved low pass filter of the apparatus for removing color noise of an image according to an exemplary embodiment of the present invention may include a region characteristic determiner 210, an adaptive low pass filter 220, and an optical low pass filter 230. And a multiplexer 240 to calculate the smoothness of the region based on the pattern structure in the predetermined region with respect to the luminance signal Y, determine the filter coefficients, and low-pass the luminance signal based on the determined filter coefficients. Filter through.

이하, 이러한 구조를 포함하는 영상의 색잡음 제거 장치의 경계 보존 저역 통과 필터 동작을 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the boundary preservation low pass filter operation of the apparatus for removing color noise of an image including such a structure will be described in more detail.

영역 특성 판단부(210)는 소정의 영역 내에 포함된 휘도 데이터에 대해 영역의 평활도를 계산하고, 계산된 평활도가 소정치보다 낮은 경우에는 적응형 저역 통과 필터(220)에 제공하고, 계산된 평활도가 소정치보다 큰 경우에는 일반적으로 사용되는 광학적 저역 통과 필터(230)에 제공한다. 이때 계산되는 평활도는 기본적으 로 유사한 값들이 연결된 영역 A와 영역 내의 밝기 값의 분산(σ)에 의해 결정되는 값으로서, 이를 바탕으로 영역 내에 경계 성분이 존재하는 가, 평탄한 면인가, 전체적으로 잡음성의 영역인가를 판단하게 된다.The region characteristic determiner 210 calculates the smoothness of the region with respect to the luminance data included in the predetermined region, and provides the adaptive low pass filter 220 when the calculated smoothness is lower than the predetermined value, and calculates the smoothness. If is greater than a predetermined value, it is provided to the optical low pass filter 230 that is commonly used. The smoothness calculated here is basically determined by the variance (σ) of the brightness A in the area A and the similar values connected to each other. Based on this, is there a boundary component in the area or is it a flat surface? It is determined whether or not it is a realm.

적응형 저역 통과 필터(220)는 영역 특성 판단부(210)에 의해 평활도가 낮은 경우에는 필터 계수를 조정하고, 조정된 필터 계수로 입력되는 휘도 신호를 저역 통과 필터링 제거한 후 멀티플렉서(240)에 제공하고, 광학적 저역 통과 필터(230)는 영역 특성 판단부(210)에 의해 평활도가 높은 경우에는 입력되는 휘도 신호를 저역 통과 필터링 제거한 후 멀티플렉서(240)에 제공한다.The adaptive low pass filter 220 adjusts the filter coefficients when the smoothness is low by the region characteristic determiner 210, removes the luminance signal input by the adjusted filter coefficients, and provides the multiplexer 240 after the low pass filtering is removed. In addition, when the smoothness is high by the region characteristic determination unit 210, the optical low pass filter 230 removes the luminance signal from the low pass filtering and provides the multiplexer 240 after low pass filtering.

멀티플렉서(240)는 영역 특성 판단부(210)에 동기하여 적응형 저역 통과 필터(220) 또는 광학적 저역 통과 필터(230)로부터 출력되는 휘도 신호 중 어느 하나를 출력한다.The multiplexer 240 outputs any one of luminance signals output from the adaptive low pass filter 220 or the optical low pass filter 230 in synchronization with the region characteristic determiner 210.

이상에서는 영역 특성 판단부(210)에 의한 평활도에 따라 입력되는 휘도 신호의 출력 경로를 상이하게 하여 적응형 저역 통과 필터(220) 또는 광학적 저역 통과 필터(230)를 경유하게 하였으나, 광학적 저역 통과 필터(230)를 제거하고, 평활도에 따라 적응적으로 조정되는 필터 계수를 광학적 저역 통과 필터의 필터 계수까지 포함하도록 구성하게되면, 구성 부품의 수를 줄일 수 있다.In the above, the output path of the luminance signal inputted according to the smoothness by the region characteristic determining unit 210 is different from the adaptive low pass filter 220 or the optical low pass filter 230, but the optical low pass filter is used. If 230 is removed and the filter coefficients adaptively adjusted according to the smoothness are configured to include the filter coefficients of the optical low pass filter, the number of components may be reduced.

이상에서 언급한 바와 같이, 일반적으로 디지털 영상 데이터에 가하는 기존의 저역 통과 필터링은 정해진 크기의 매스크를 이용하여 콘볼루션을 수행함으로써 이루어지는데 반해, 본 발명에서는 매스크의 곱셈 및 누적 연산에 앞서, 매스크의 계수가 적응적으로 결정되는 과정이 추가되게 되어, 주어진 영역에서의 패턴 구조 에 기본하여 필터 계수를 결정하게 된다.As mentioned above, in general, the conventional low pass filtering applied to digital image data is performed by convolution using a mask having a predetermined size. In the present invention, prior to the multiplication and accumulation operation of the mask, The process of adaptively determining the coefficients is added to determine the filter coefficients based on the pattern structure in a given region.

본 발명에 따른 색 데이터의 보간 장치와 경계 보존 저역 통과 필터는 CCD 영상 데이터의 신호 처리 과정에 단독으로 또는 공동으로 응용될 수 있다.The interpolation device and boundary preservation low pass filter of the color data according to the present invention can be applied alone or jointly to the signal processing of CCD image data.

그 예로서, 콤포지트된 RGB영상 신호를 분리하여 보간하는 과정에 응용되어 상대적으로 낮은 정보를 갖는 R 신호와 B 신호를 상대적으로 많은 정보를 갖는 G 신호를 근거로 보간하여 출력하므로써 일반적으로 사용되는 획일적 보간 처리에 비해 보간 처리시에 발생되는 오차에 의한 색잡음의 발생을 저감할 수 있다.As an example, it is applied to the process of separating and interpolating a composite RGB image signal, and it is generally used by interpolating and outputting R and B signals having relatively low information based on G signals having relatively much information. As compared with the interpolation process, generation of color noise due to an error generated during the interpolation process can be reduced.

또한 이러한 색잡음을 제거하기 위해 광학적으로, 수치적으로 휘도 신호를 필터링하여 영상의 흐려짐이 발생되는 문제점을 보완하기 위해 경계 성분 강조(Edge enhancement) 등의 처리를 하나 이미 흐려진 영상을 복구하는 것은 불가능하였고, 또한 경계 부근에서 링잉(ringing) 효과와 같은 시각적으로 거슬리는 역효과를 방지할 수 있다.In order to compensate for the problem that image blur occurs by optically and numerically filtering the luminance signal to remove such color noise, it is impossible to recover an image that has already been blurred, such as edge enhancement. It is also possible to prevent visually annoying adverse effects such as ringing effects near the boundary.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 CCD의 색 필터를 통과한 화소 데이터 중의 수가 녹색에 비해 그 개수가 적은 적색 및 청색 화소 데이터에 대한 보간 성능을 개선함으로써 최종 영상 데이터에 색잡음을 최소한으로 줄일 수 있다.As described above, the present invention can minimize the color noise in the final image data by improving the interpolation performance of the red and blue pixel data having a smaller number of pixel data passing through the color filter of the CCD than green.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.

이상, 설명한 바와 같이 본 발명에 따라 영상 데이터의 기하학적 구조에 근거한 새로운 색보간 방법을 수행하는 영상의 색잡음 제거 장치를 제안함과 아울러, 근본적으로 영상의 흐려짐을 막기 위해 일반적으로 이용되고 있는 광학적 저역 통과 필터의 채용을 대신하여 면의 평활도에 따라 가변되는 필터 계수를 갖는 적응형 저역 통과 필터를 채용하여 영상의 경계 성분을 보존하면서 영상의 평활화를 수행할 수 있다.  As described above, in accordance with the present invention, an apparatus for removing color noise of an image that performs a new color interpolation method based on the geometry of image data, and an optical low range generally used to fundamentally prevent blur of an image is proposed. Instead of employing a pass filter, an adaptive low pass filter having a filter coefficient that varies according to the smoothness of a surface may be employed to smooth the image while preserving boundary components of the image.

또한 색 신호를 정확히 계산함으로써, 흑백의 영역에서 발생할 수 있는 색잡음과 이와 유사한 여러 가지 에어라이징 현상들을 최소화할 수 있도록 하고, 평탄한 영역은 더욱 부드럽고, 경계선 주위에서는 렌즈의 해상력이 허용하는 최대한의 선명도를 유지할 수 있다.Accurate calculation of color signals also helps to minimize color noise and similar arisings that can occur in black and white areas, smoother flat areas, and maximum sharpness allowed by the resolution of the lens around the perimeter. Can be maintained.

Claims (4)

영상의 콤포지트 신호 및 휘도 신호를 토대로 영상의 색잡음을 제거하는 장치에서,In the device for removing the color noise of the image based on the composite signal and the luminance signal of the image, 입력되는 콤포지트 신호를 R, G, B 신호로 분리하는 색 신호 분리부;A color signal separator for separating the input composite signal into R, G, and B signals; 상기 G 신호를 소정 개수만큼 제공받아 평균치의 G성분 데이터를 출력하는 메디안 필터링부; A median filtering unit receiving the predetermined number of G signals and outputting G component data having an average value; 상기 순차 출력되는 G성분 데이터의 차를 계산하여 그 차가 임계치보다 높은 경우에는 상기 콤포지트 신호에 경계 성분이 존재하는 것으로 체크하여 판단 신호를 출력하는 패턴 정보 추출부; A pattern information extracting unit which calculates a difference between the sequentially output G component data and checks that a boundary component exists in the composite signal when the difference is higher than a threshold and outputs a determination signal; 상기 패턴 정보 추출부로부터 출력되는 판단 신호를 근거로 상기 색신호 분리부로부터 분리되어 출력되는 R 신호 및 B 신호를 각각 보간하여 상기 보간된 R 및 B성분의 데이터를 출력하는 색신호 보간부;A color signal interpolation unit outputting data of the interpolated R and B components by interpolating the R and B signals separated from the color signal separation unit based on the determination signal output from the pattern information extraction unit, respectively; 입력되는 휘도 신호를 제공받아 일정 영역 내의 평활도를 계산하는 영역 특성 판단부; 및 An area characteristic determiner configured to receive an input luminance signal and calculate smoothness within a predetermined area; And 상기 영역 특성 판단부에 의해 계산된 평활도를 근거로 조정된 필터 계수에 따라 상기 휘도 신호를 저역 통과 필터링하여 입력되는 휘도 신호의 경계 성분을 보존하는 적응형 저역 통과 필터를 구비하는 경계 보존 저역 통과 필터 A boundary preservation low pass filter having an adaptive low pass filter for preserving boundary components of an input luminance signal by low pass filtering the luminance signal according to a filter coefficient adjusted based on the smoothness calculated by the region characteristic determination unit. 를 포함하는 영상의 색잡음 제거 장치.Apparatus for removing color noise of an image comprising a. 삭제delete 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 계산된 휘도 신호의 평활도가 높은 경우에는 상기 휘도 신호를 일반적인 저역 통과 필터링하기 위한 광학적 저역 통과 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상의 색잡음 제거 장치. And an optical low pass filter for general low pass filtering the luminance signal when the calculated luminance signal has high smoothness. 제3항에 있어서, 상기 계산된 휘도 신호의 평활도가 낮은 경우에 상기 휘도 신호는 필터 계수가 조정된 적응형 저역 통과 필터에 제공되는 것을 특징으로 하는 영상의 색잡음 제거 장치. 4. The apparatus of claim 3, wherein the luminance signal is provided to an adaptive low pass filter whose filter coefficient is adjusted when the calculated luminance signal has low smoothness.
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