KR100909024B1 - 정밀한 기울기 특성을 고려한 저복잡도 영상 보간 장치 및방법 - Google Patents

정밀한 기울기 특성을 고려한 저복잡도 영상 보간 장치 및방법 Download PDF

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Abstract

영상 보간 장치 및 방법이 개시된다. 제1보간부는 보간 대상 픽셀에 인접한 인접 픽셀들의 화소값을 기초로 보간 대상 픽셀의 수직 및 수평 방향으로 인접 픽셀들 사이에 위치하는 참조 픽셀의 화소값을 산출한다. 특성식 결정부는 참조 픽셀들의 화소값을 기초로 기울기 특성식을 결정한다. 제2보간부는 결정된 기울기 특성식을 기초로 보간 대상 픽셀의 화소값을 산출한다. 본 발명에 따르면, 보간하려는 픽셀과 동일한 선상에 위치하는 픽셀들의 기울기를 정확하게 반영함으로써 보다 양호한 화질의 보간 영상을 얻을 수 있고, 기울기 특성식을 이용한 보간 과정에서의 연산의 복잡도를 경감시킬 수 있다.
보간, 픽셀, 기울기 특성식, 화질, 해상도

Description

정밀한 기울기 특성을 고려한 저복잡도 영상 보간 장치 및 방법{Apparutus and method for interpolating image with low complexity through accurate gradient feature}
본 발명은 영상 보간 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저해상도의 영상을 고해상도의 영상으로 변환하는 영상 보간 장치 및 방법에 관한 것이다.
해상도가 낮은 영상을 해상도가 높은 영상으로 변환하는 기술인 영상 보간의 화질을 개선하기 위한 많은 방법들이 개발되었다. 계산이 간단하여 가장 널리 쓰이는 선형 보간 방법들은 영상의 에지(edge) 특성을 잘 반영하지 못하여 영상이 뭉그러지는 문제점을 가지고 있다. 이러한 현상을 개선하기 위하여 황정우 등은 보간하려는 픽셀(pixel) 주변의 픽셀들의 기울기 특성을 이용하여 종래의 선형 보간 방법들에 적용시켜 영상의 객관적 및 주관적 화질을 동시에 향상시킬 수 있는 적응형 양선형 보간 방법을 제안한 바 있다.
이들이 제안한 종래의 적응형 양선형(Adaptive bilinear : A-bilinear) 보간 방법은 종래의 양선성(Bilinear) 보간 방법과 고등차수(Bicubic) 보간법이 가지는 문제점을 해결하기 위해 영상의 지역적 기울기 특성을 이용하여 이를 Bilinear 보간법과 Bicubic 보간법에 적용했다. 즉, 현재 보간하려는 화소 주변의 상, 하, 좌, 우 화소들에 대해 각각 마스크를 정의하고, 이 마스크들의 기울기 특성을 수식화하여 이를 보간할 때 적응적으로 적용하여 잘못된 보간을 하지 않게 만든다.
그러나 종래의 적응형 양선형 보간 방법은 보간하려는 픽셀 주변의 기울기를 반영하는 데 있어 보간하려는 픽셀과 동일 선상에 있는 픽셀들의 기울기를 반영하지 않고 해상도가 낮은 영상에 존재하는 픽셀들의 기울기를 반영하여 보간하려는 위치의 기울기를 정확하게 반영하지 못하는 문제점이 있다. 이와 같이 기울기 특성을 잘못 반영하면 가끔 종래의 선형 보간 방법에 비해 더 안 좋은 화질의 영상을 얻을 수도 있다. 또한 종래의 적응형 양선형 보간 방법은 기울기 특성을 수식화함에 있어 제곱근을 사용하여 연산의 복잡도가 증가하는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 보간하려는 픽셀과 동일한 선상에 위치하는 픽셀들의 기울기를 정확하게 반영함으로써 보다 양호한 화질의 보간 영상을 얻을 수 있고, 기울기 특성식을 이용한 보간 과정에서의 연산의 복잡도를 경감시킬 수 있는 영상 보간 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 보간하려는 픽셀과 동일한 선상에 위치하는 픽셀들의 기울기를 정확하게 반영함으로써 보다 양호한 화질의 보간 영상을 얻을 수 있고, 기울기 특성식을 이용한 보간 과정에서의 연산의 복잡도를 경감시킬 수 있는 영상 보간 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 영상 보간 장치의 바람직한 실시예는, 보간 대상 픽셀에 인접한 인접 픽셀들의 화소값을 기초로 상기 보간 대상 픽셀의 수직 및 수평 방향으로 상기 인접 픽셀들 사이에 위치하는 참조 픽셀의 화소값을 산출하는 제1보간부; 상기 참조 픽셀들의 화소값을 기초로 다음의 수학식으로 정의되는 기울기 특성식을 결정하는 특성식 결정부; 및 상기 기울기 특성식을 기초로 상기 보간 대상 픽셀의 화소값을 산출하는 제2보간부;를 구비한다.
Figure 112007072351931-pat00001
여기서, α는 비례계수, b1과 b2는 상기 보간 대상 픽셀의 좌측에 위치한 참조 픽셀들의 화소값, b3과 b4는 상기 보간 대상 픽셀의 상측에 위치한 참조 픽셀들의 화소값, b5와 b6은 상기 보간 대상 픽셀의 우측에 위치한 참조 픽셀들의 화소값, 그리고, b7과 b8은 상기 보간 대상 픽셀의 하측에 위치한 참조 픽셀들의 화소값이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 영상 보간 방법의 바람직한 실시예는, (a) 보간 대상 픽셀에 인접한 인접 픽셀들의 화소값을 기초로 상기 보간 대상 픽셀의 수직 및 수평 방향으로 상기 인접 픽셀들 사이에 위치하는 참조 픽셀의 화소값을 산출하는 단계; (b) 상기 참조 픽셀들의 화소값을 기초로 다음의 수학식으로 정의되는 기울기 특성식을 결정하는 단계; 및 (c) 상기 기울기 특성식을 기초로 상기 보간 대상 픽셀의 화소값을 산출하는 단계;를 갖는다.
Figure 112007072351931-pat00002
여기서, α는 비례계수, b1과 b2는 상기 보간 대상 픽셀의 좌측에 위치한 참조 픽셀들의 화소값, b3과 b4는 상기 보간 대상 픽셀의 상측에 위치한 참조 픽셀들의 화소값, b5와 b6은 상기 보간 대상 픽셀의 우측에 위치한 참조 픽셀들의 화소값, 그리고, b7과 b8은 상기 보간 대상 픽셀의 하측에 위치한 참조 픽셀들의 화소값이다.
본 발명에 따른 영상 보간 장치 및 방법에 의하면, 보간하려는 픽셀 주변의 픽셀들을 선형보간하여 보간하려는 픽셀과 동일 선상에 위치시키고, 이를 바탕으로 픽셀의 기울기 특성을 고려하여 종래의 영상 보간 방법보다 더욱 정밀하게 보간을 수행할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 영상 보간 장치 및 방법은 기울기 특성식에서 제곱근 연산을 제거하여 영상의 화질을 유지 또는 향상시키면서 종래의 영상 보간 방법이 가지는 복잡도의 문제를 완화시켰다. 모의 실험 결과 본 발명에 따른 영상 보간 장치 및 방법은 영상의 화질을 종래의 양선형 보간 방법 및 적응형 양선형 보간 방법보다 PSNR의 측면에서 각각 평균 0.8dB 및 0.3dB 정도 우수한 성능을 보였다.
이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 영상 보간 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 영상 보간 장치에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 영상 보간 장치는 제1보간부(110), 특성식 결정부(120) 및 제2보간부(130)를 구비한다.
제1보간부(110)는 보간 하려는 픽셀 주변의 기울기를 정확하게 반영하기 위하여 해상도가 낮은 원본 영상에 존재하는 픽셀들의 화소값을 기초로 보간 대상 픽셀과 동일한 선상에 위치하는 참조 픽셀을 생성한다. 이를 위해 제1보간부(110)는 보간 대상 픽셀에 인접한 인접 픽셀들의 화소값을 기초로 보간 대상 픽셀의 수직 및 수평 방향으로 인접 픽셀들 사이에 위치하는 참조 픽셀의 화소값을 산출한다. 도 2에는 인접 픽셀(P1 ~ P16), 보간 대상 픽셀(P) 및 참조 픽셀(b1 ~ b8)들의 관계가 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 인접 픽셀(P1 ~ P16)들은 원본 영상을 구성하는 픽셀들 중에서 보간 대상 픽셀(P)을 중심으로 상하좌우로 각각 두개의 라인 상에 위치한 픽셀들이다. 제1보간부(110)는 이러한 인접 픽셀(P1 ~ P16)들의 화소값을 기초로 양선형(bilinear) 보간법에 의해 참조 픽셀의 화소값을 산출한다. 일예로 참조 번호가 b1인 참조 픽셀의 화소값은 참조 번호가 각각 P5와 P9인 인접 픽셀들의 화소값의 가중평균에 의해 얻어진다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.
Figure 112007072351931-pat00003
제1보간부(110)는 상기와 같은 방법으로 나머지 참조 픽셀(b2 ~ b8)들의 화소값을 산출한다.
특성식 결정부(120)는 참조 픽셀들의 화소값을 기초로 다음의 수학식으로 정의되는 기울기 특성식을 결정한다. 종래기술이 이용하는 기울기 특성식은 보간 대상 픽셀의 위치가 (i, j)이고 그 위치에서의 화소 밝기가 fi ,j라고 할 때 다음의 수학식과 같다.
Figure 112007072351931-pat00004
이와 달리 특성식 결정부(120)는 참조 픽셀들의 화소값을 기초로 다음의 수학식으로 표현되는 새로운 기울기 특성식을 생성한 후 최적의 화질을 얻을 수 있는 비례계수 α값을 결정한다.
Figure 112009027335722-pat00005
여기서, α는 비례계수, b1과 b2는 상기 보간 대상 픽셀의 좌측에 위치한 참조 픽셀들의 화소값, b3과 b4는 상기 보간 대상 픽셀의 상측에 위치한 참조 픽셀들의 화소값, b5와 b6은 상기 보간 대상 픽셀의 우측에 위치한 참조 픽셀들의 화소값, 그리고, b7과 b8은 상기 보간 대상 픽셀의 하측에 위치한 참조 픽셀들의 화소값이다.
수학식 3에서 b1~b8은 각각 종래기술에서의 Hl, Hr, Vu 및 Vl에 이용되는 픽셀들을 양선형(bilinear) 보간한 것이다.
제2보간부(130)는 수학식 3으로 표현되는 새로운 기울기 특성식을 기초로 보간 대상 픽셀(P)의 화소값을 산출한다. 이때 제2보간부(130)는 두가지 방법에 의해 보간 대상 픽셀(P)의 화소값을 산출한다. 다음의 수학식은 새로운 기울기 특성식을 이용하여 양선형 보간 방법에 의해 최종적으로 보간되는 화소값을 얻는 수식이다.
Figure 112007072351931-pat00006
여기서, (x, y)는 상기 보간대상픽셀의 좌표, f(x, y)는 상기 보간대상픽셀의 화소값,
Figure 112009027335722-pat00090
(즉, 상기 보간대상픽셀과 상기 보간대상픽셀의 좌상측에 최근접하여 위치한 제1인접 픽셀까지의 수평거리),
Figure 112009027335722-pat00091
(즉, 상기 보간대상픽셀과 상기 제1인접 픽셀까지의 수직거리),
Figure 112009027335722-pat00092
,
Figure 112009027335722-pat00093
,
Figure 112009027335722-pat00094
,
Figure 112009027335722-pat00095
,
Figure 112009027335722-pat00096
, 그리고,
Figure 112009027335722-pat00097
이며, f(i,j), f(i+1,j), f(i,j+1) 및 f(i+1,j+1)은 각각 상기 제1인접 픽셀의 화소값, 상기 보간대상픽셀의 우상측에 최근접하여 위치한 제2인접 픽셀의 화소값, 상기 보간대상픽셀의 좌하측에 최근접하여 위치한 제3인접 픽셀의 화소값, 및 상기 보간대상픽셀의 우하측에 최근접하여 위치한 제4인접 픽셀의 화소값이다.
또한 다음의 수학식은 새로운 기울기 특성식을 이용하여 고등차수(bicubic) 보간 방법에 의해 최종적으로 보간되는 화소값을 얻는 수식이다.
Figure 112007072351931-pat00015
여기서, (x, y)는 상기 보간대상픽셀의 좌표, f(x, y)는 상기 보간대상픽셀의 화소값, f(i+m,j+n)은 상기 보간대상픽셀에 인접한 인접 픽셀의 화소값, s는 상기 보간대상픽셀과 상기 보간대상픽셀의 좌상측에 최근접하여 위치한 제1인접 픽셀까지의 수평거리, t는 상기 보간대상픽셀과 상기 제1인접 픽셀까지의 수직거리,
Figure 112009027335722-pat00098
,
Figure 112009027335722-pat00099
,
Figure 112009027335722-pat00100
,
Figure 112009027335722-pat00101
,
Figure 112009027335722-pat00102
,
Figure 112009027335722-pat00103
,
Figure 112009027335722-pat00104
,
Figure 112009027335722-pat00105
,
Figure 112009027335722-pat00106
,
Figure 112009027335722-pat00107
,
Figure 112009027335722-pat00108
,
Figure 112009027335722-pat00109
,
Figure 112009027335722-pat00110
, 그리고,
Figure 112009027335722-pat00111
이다.
도 3은 본 발명에 따른 영상 보간 방법에 대한 실시예의 수행과정을 도시한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 제1보간부(110)는 보간 대상 픽셀(P)에 인접한 인접 픽셀(P1 ~ P16)들의 화소값을 기초로 보간 대상 픽셀(P)의 수직 및 수평 방향으로 인접 픽셀(P1 ~ P16)들 사이에 위치하는 참조 픽셀(b1 ~ b8)의 화소값을 산출한다(S300). 특성식 결정부(120)는 참조 픽셀들의 화소값을 기초로 수학식 3으로 정의되는 기울기 특성식을 결정한다(S310). 제2보간부(130)는 수학식 3으로 표현되는 새로운 기울기 특성식을 기초로 양선형 보간 방법 또는 고등차수 보간 방법에 의해 보간 대상 픽셀(P)의 화소값을 산출한다(S320).
표 1에는 본 발명에 따른 영상 보간 방법과 종래의 영상 보간 방법을 여러 실험 영상에 적용하여 실험하여 얻어진 결과가 기재되어 있다. 실험 영상은 픽셀 당 8비트의 흑백 영상을 이용했다. 실험 과정은 먼저 256×256 크기의 원본 영상을 183×183 크기의 영상으로 서브샘플링 한다. 이때 MATLAB에서 제공하는 imresize 함수를 이용하여 서브샘플링 한다. 이 183×183 크기의 영상을 다시 종래의 영상 보간 방법들과 본 발명에 따른 영상 보간 방법을 이용하여 256×256 크기의 영상으로 보간한다. 이때 이에 상응하는 MF(magnification factor) 값은 1.4가 된다. 표 1에서의 수치들은 보간된 영상이 원본 영상과 얼마나 닮았는지를 객관적으로 나타 내는 PSNR 값이고, 단위는 dB이다. α값은 이 PSNR이 가장 높은 값을 가질 수 있도록 0.01에서 1 사이의 값 중 선택하였다.
영상 Bilinear A-bilinear 본 발명의 제1실시예 (Bilinear) Bicubic A-bicubic 본 발명의 제2실시예 (Bicubic)
Lena 32.637 33.257 33.489 33.882 34.542 34.487
Cameraman 27.282 27.709 27.724 28.131 28.931 28.863
Testpat1 21.303 22.813 23.183 22.596 24.358 24.505
Airplane 30.496 30.787 31.100 31.733 32.452 32.393
Barbara 31.438 31.756 31.899 32.377 32.759 32.777
Goldhill 32.796 32.694 33.106 33.846 34.175 34.120
Peppers 32.848 33.455 33.955 34.024 34.748 34.734
Average 29.829 30.353 30.637 30.941 31.709 31.697
표 1에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 따른 영상 보간 방법은 보간할 픽셀의 위치 주변의 기울기를 더 정밀하게 구하여 종래의 적응형 양선형(Adaptive bilinear : A-bilinear) 보간 방법에 비하여 더 높은 PSNR 값을 나타낸다. 이는 영상의 객관적인 화질이 향상되었다는 것을 의미한다. 특히, Goldhill 영상과 같은 경우는 종래의 A-bilinear 방법에서의 PSNR 값이 종래의 Bilinear 보간 방법에서의 PSNR 값보다 더 떨어지는 것을 볼 수 있는데, 이것이 종래의 A-bilinear 방법이 가지는 문제점을 단적으로 보여주는 좋은 예이다. 또한 표 1에서 볼 수 있듯이 본 발명에 따른 영상 보간 방법은 이러한 문제점을 해결하여 종래의 Bilinear 방법보다 더 좋은 PSNR 값을 나타낸다. 한편 본 발명에 따른 영상 보간 방법 중에서 Bicubic 보간 방법에 의해 보간을 수행하는 경우에는 종래의 A-bicubic 보간 방법과 화질 차이가 크지 않다. 그럼에도 불구하고 본 발명에 따른 영상 보간 방법은 종래의 보간 방법에 비해 연산이 훨씬 간단하기 때문에 실시간 영상 보간에 보다 적합하다고 할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 영상 보간 장치 및 방법은 기울기 특성식에서 제곱근 연산을 제거했기 때문에 종래의 영상 보간 방법에 비해 전체적인 연산의 복잡도를 감소시킬 수 있다. 도 4a 내지 도 4g에는 각각 원본 Barbara 영상, 종래의 Bilinear 방법에 의해 보간된 영상, 종래의 A-bilinear(α=1) 방법에 에 의해 보간된 영상, 본 발명에 따른 제1실시예(Bilinear 방법)에 의해 보간된 영상(α=0.04), 종래의 Bicubic 방법에 의해 보간된 영상, 종래의 A-bicubic(α=0.02) 방법에 의해 보간된 영상, 그리고, 본 발명에 따른 제2실시예(Bicubic)(α=0.02) 방법에 의해 보간된 영상이 도시되어 있다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 영상 보간 장치에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시한 블록도,
도 2는 인접 픽셀(P1 ~ P16), 보간 대상 픽셀(P) 및 참조 픽셀(b1 ~ b8)들의 관계를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 영상 보간 방법에 대한 실시예의 수행과정을 도시한 흐름도, 그리고,
도 4a 내지 도 4g는 각각 원본 Barbara 영상, 종래의 Bilinear 방법에 의해 보간된 영상, 종래의 A-bilinear(α=1) 방법에 에 의해 보간된 영상, 본 발명에 따른 제1실시예(Bilinear 방법)에 의해 보간된 영상(α=0.04), 종래의 Bicubic 방법에 의해 보간된 영상, 종래의 A-bicubic(α=0.02) 방법에 의해 보간된 영상, 그리고, 본 발명에 따른 제2실시예(Bicubic)(α=0.02) 방법에 의해 보간된 영상을 도시한 도면이다.

Claims (9)

  1. 보간 대상 픽셀에 인접한 인접 픽셀들의 화소값을 기초로 상기 보간 대상 픽셀의 수직 및 수평 방향으로 상기 인접 픽셀들 사이에 위치하는 참조 픽셀의 화소값을 산출하는 제1보간부;
    상기 참조 픽셀들의 화소값을 기초로 다음의 수학식으로 정의되는 기울기 특성식을 결정하는 특성식 결정부; 및
    상기 기울기 특성식을 기초로 상기 보간 대상 픽셀의 화소값을 산출하는 제2보간부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 보간 장치:
    Figure 112009027335722-pat00030
    여기서, α는 비례계수, b1과 b2는 상기 보간 대상 픽셀의 좌측에 위치한 참조 픽셀들의 화소값, b3과 b4는 상기 보간 대상 픽셀의 상측에 위치한 참조 픽셀들의 화소값, b5와 b6은 상기 보간 대상 픽셀의 우측에 위치한 참조 픽셀들의 화소값, 그리고, b7과 b8은 상기 보간 대상 픽셀의 하측에 위치한 참조 픽셀들의 화소값이다.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제2보간부는 다음의 수학식에 의해 상기 보간 대상 픽셀의 화소값을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 보간 장치:
    Figure 112009027335722-pat00031
    여기서, (x, y)는 상기 보간대상픽셀의 좌표, f(x, y)는 상기 보간대상픽셀의 화소값,
    Figure 112009027335722-pat00112
    (즉, 상기 보간대상픽셀과 상기 보간대상픽셀의 좌상측에 최근접하여 위치한 제1인접 픽셀까지의 수평거리),
    Figure 112009027335722-pat00113
    (즉, 상기 보간대상픽셀과 상기 제1인접 픽셀까지의 수직거리),
    Figure 112009027335722-pat00114
    ,
    Figure 112009027335722-pat00115
    ,
    Figure 112009027335722-pat00116
    ,
    Figure 112009027335722-pat00117
    ,
    Figure 112009027335722-pat00118
    , 그리고,
    Figure 112009027335722-pat00119
    이며, f(i,j), f(i+1,j), f(i,j+1) 및 f(i+1,j+1)은 각각 상기 제1인접 픽셀의 화소값, 상기 보간대상픽셀의 우상측에 최근접하여 위치한 제2인접 픽셀의 화소값, 상기 보간대상픽셀의 좌하측에 최근접하여 위치한 제3인접 픽셀의 화소값, 및 상기 보간대상픽셀의 우하측에 최근접하여 위치한 제4인접 픽셀의 화소값이다.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제2보간부는 다음의 수학식에 의해 상기 보간 대상 픽셀의 화소값을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 보간 장치:
    Figure 112009027335722-pat00040
    여기서, (x, y)는 상기 보간대상픽셀의 좌표, f(x, y)는 상기 보간대상픽셀의 화소값, f(i+m,j+n)은 상기 보간대상픽셀에 인접한 인접 픽셀의 화소값, s는 상기 보간대상픽셀과 상기 보간대상픽셀의 좌상측에 최근접하여 위치한 제1인접 픽셀까지의 수평거리, t는 상기 보간대상픽셀과 상기 제1인접 픽셀까지의 수직거리,
    Figure 112009027335722-pat00120
    ,
    Figure 112009027335722-pat00121
    ,
    Figure 112009027335722-pat00122
    ,
    Figure 112009027335722-pat00123
    ,
    Figure 112009027335722-pat00124
    ,
    Figure 112009027335722-pat00125
    ,
    Figure 112009027335722-pat00126
    ,
    Figure 112009027335722-pat00127
    ,
    Figure 112009027335722-pat00128
    ,
    Figure 112009027335722-pat00129
    ,
    Figure 112009027335722-pat00130
    ,
    Figure 112009027335722-pat00131
    ,
    Figure 112009027335722-pat00132
    , 그리고,
    Figure 112009027335722-pat00133
    이다.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1보간부는 상기 참조 픽셀과 수직방향 또는 수평방향으로 인접하는 두개의 인접 픽셀들까지의 거리를 기초로 두개의 인접 픽셀들의 화소값에 대한 가중평균을 산출하여 상기 참조 픽셀의 화소값을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 보간 장치.
  5. (a) 보간 대상 픽셀에 인접한 인접 픽셀들의 화소값을 기초로 상기 보간 대상 픽셀의 수직 및 수평 방향으로 상기 인접 픽셀들 사이에 위치하는 참조 픽셀의 화소값을 산출하는 단계;
    (b) 상기 참조 픽셀들의 화소값을 기초로 다음의 수학식으로 정의되는 기울기 특성식을 결정하는 단계; 및
    (c) 상기 기울기 특성식을 기초로 상기 보간 대상 픽셀의 화소값을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 보간 방법:
    Figure 112009027335722-pat00055
    여기서, α는 비례계수, b1과 b2는 상기 보간 대상 픽셀의 좌측에 위치한 참조 픽셀들의 화소값, b3과 b4는 상기 보간 대상 픽셀의 상측에 위치한 참조 픽셀들의 화소값, b5와 b6은 상기 보간 대상 픽셀의 우측에 위치한 참조 픽셀들의 화소값, 그리고, b7과 b8은 상기 보간 대상 픽셀의 하측에 위치한 참조 픽셀들의 화소값이다.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 (c)단계에서, 다음의 수학식에 의해 상기 보간 대상 픽셀의 화소값을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 보간 방법:
    Figure 112009027335722-pat00056
    여기서, (x, y)는 상기 보간대상픽셀의 좌표, f(x, y)는 상기 보간대상픽셀의 화소값,
    Figure 112009027335722-pat00134
    (즉, 상기 보간대상픽셀과 상기 보간대상픽셀의 좌상측에 최근접하여 위치한 제1인접 픽셀까지의 수평거리),
    Figure 112009027335722-pat00135
    (즉, 상기 보간대상픽셀과 상기 제1인접 픽셀까지의 수직거리),
    Figure 112009027335722-pat00136
    ,
    Figure 112009027335722-pat00137
    ,
    Figure 112009027335722-pat00138
    ,
    Figure 112009027335722-pat00139
    ,
    Figure 112009027335722-pat00140
    , 그리고,
    Figure 112009027335722-pat00141
    이며, f(i,j), f(i+1,j), f(i,j+1) 및 f(i+1,j+1)은 각각 상기 제1인접 픽셀의 화소값, 상기 보간대상픽셀의 우상측에 최근접하여 위치한 제2인접 픽셀의 화소값, 상기 보간대상픽셀의 좌하측에 최근접하여 위치한 제3인접 픽셀의 화소값, 및 상기 보간대상픽셀의 우하측에 최근접하여 위치한 제4인접 픽셀의 화소값이다.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 (c)단계에서, 다음의 수학식에 의해 상기 보간 대상 픽셀의 화소값을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 보간 방법:
    Figure 112009027335722-pat00065
    여기서, (x, y)는 상기 보간대상픽셀의 좌표, f(x, y)는 상기 보간대상픽셀의 화소값, f(i+m,j+n)은 상기 보간대상픽셀에 인접한 인접 픽셀의 화소값, s는 상기 보간대상픽셀과 상기 보간대상픽셀의 좌상측에 최근접하여 위치한 제1인접 픽셀까지의 수평거리, t는 상기 보간대상픽셀과 상기 제1인접 픽셀까지의 수직거리,
    Figure 112009027335722-pat00142
    ,
    Figure 112009027335722-pat00143
    ,
    Figure 112009027335722-pat00144
    ,
    Figure 112009027335722-pat00145
    ,
    Figure 112009027335722-pat00146
    ,
    Figure 112009027335722-pat00147
    ,
    Figure 112009027335722-pat00148
    ,
    Figure 112009027335722-pat00149
    ,
    Figure 112009027335722-pat00150
    ,
    Figure 112009027335722-pat00151
    ,
    Figure 112009027335722-pat00152
    ,
    Figure 112009027335722-pat00153
    ,
    Figure 112009027335722-pat00154
    , 그리고,
    Figure 112009027335722-pat00155
    이다.
  8. 제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (a)단계에서, 상기 참조 픽셀과 수직방향 또는 수평방향으로 인접하는 두개의 인접 픽셀들까지의 거리를 기초로 두개의 인접 픽셀들의 화소값에 대한 가중평균을 산출하여 상기 참조 픽셀의 화소값을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 보간 방법.
  9. 제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 기재된 영상 보간 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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