KR101187175B1 - 지역 표면 모델 기반의 디인터레이싱 방법 및 이러한 방법을 수행하는 디인터레이싱 장치 - Google Patents

지역 표면 모델 기반의 디인터레이싱 방법 및 이러한 방법을 수행하는 디인터레이싱 장치 Download PDF

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KR101187175B1 KR1020110008281A KR20110008281A KR101187175B1 KR 101187175 B1 KR101187175 B1 KR 101187175B1 KR 1020110008281 A KR1020110008281 A KR 1020110008281A KR 20110008281 A KR20110008281 A KR 20110008281A KR 101187175 B1 KR101187175 B1 KR 101187175B1
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Abstract

지역 표면 모델 기반의 디인터레이싱 방법 및 이러한 방법을 수행하는 디인터레이싱 장치가 개시되어 있다. 지역 표면 모델 기반의 영상의 디인터레이싱 방법은 입력받은 필드 영상을 기초로 필드 영상에 포함된 화소값을 기초로 디인터레이싱을 수행하기 위한 다항식의 다항식 계수 벡터를 산출하는 단계와 산출된 다항식 계수 벡터를 기초로 보간 대상 화소를 보간하는 단계를 포함한다. 따라서, 영상의 에지방향을 고려하지 않아 디인터레이싱을 수행하는 계산의 복잡도를 낮추고, 다수의 주변 화소값을 기초로 디인터레이싱을 수행하여 디인터레이싱 성능을 향상 시킬 수 있다.

Description

지역 표면 모델 기반의 디인터레이싱 방법 및 이러한 방법을 수행하는 디인터레이싱 장치{METHODS OF DEINTERLACING BASED ON LOCAL SURFACE MODEL AND APPARATUSES FOR DEINTERLACING USING THE SAME}
본 발명은 디인터레이싱을 수행하는 방법 및 이러한 방법을 수행하는 장치에 관한 것이다.
기존의 SDTV 방송 표준들(NTSC, PAL SECAM)은 한정된 전송 대역을 효율적으로 사용하기 위해 격행 주사 방식(Interlaced Scan Format)을 사용하였다. 이러한 격행 주사 방식은 사람의 눈이 깜빡임을 인식하지 못하는 50/60 Hz의 필드율(Field Rate)를 사용하여 동일한 대역에서 순차 주사 방식(Progressive Scan Format)에 비해 두 배의 프레임 율을 가진다. 이는 영상의 수직 해상도의 절반만을 이용하여 움직임이 거의 없는 영역에서는 고화질의 수직 성분을 표현할 수 있고 움직임이 많은 영역은 높은 필드율로 인하여 좋은 영상을 표현하는 것이 가능하다. 하지만, 이 격행 주사 방식은 특성상 수직 방향의 고주파 성분이 존재하거나 움직임이 많은 경우 주사선 깜빡임(Flicker), 주사선 떨림(Line Twitter) 그리고 주사선의 흐름(Line Crawling) 현상과 같은 시각적인 문제를 발생시킨다. 그 결과 이런 특성의 영상들의 경우 수직 해상도가 저하되는 단점이 있다.
격행 주사 방식은 이러한 문제점에도 불구하고 전송대역의 제한과 기술적인 문제로 기존의 TV 전송 방식으로 사용되어 왔으나, 최근 기술 발전과 함께 격행 주사 방식이 가진 전술한 문제점들이 발생하지 않는 순차주사 방식이 가능해졌다. 그리고 고밀도의 정보를 전송하는 DTV(Digital TV)가 상용화 되었으며 이러한 DTV 방송 시스템의 경우 고화질, 고선명 등을 위해서는 격행 주사 방식보다는 순차 주사 방식이 더욱 적합하며 실제로 순차 주사 방식을 주로 채택하고 있다. 또한, HDTV를 비롯하여, 평판 디스플레이(LCD, 플라즈마 TV), PC 모니터 그리고 각종 디지털 디스플레이 기기 등은 순차 주사 방식이 적합하고 주로 순차 주사 방식을 채택하고 있다. 따라서 격행 주사 방식에서 순차 주사 방식으로 변화하는 것은 시대의 흐름이며 지금은 그 과도기에 있다고 할 수 있다.
그러나 기존에 대부분의 문화 컨텐츠들은 격행 주사 방식으로 제작되었고 아직까지도 기존의 TV 전송 방식이 공존하고 있는 과도기적 현실에서 격행 주사 방식을 당장 중단하고 순차 주사 방식만을 적용할 수 없으며, 또한 모든 TV 컨텐츠를 두 방식을 모두 적용하거나 곧바로 모든 시스템에 순차 주사 방식만을 적용한다면 이는 큰 낭비가 될 수 있다. 그러므로 격행 주사 방식의 영상 신호를 순차 주사 방식으로 변화하는 방법(IPC, Interlace to Progressive Conversion)은 중요한 문제라고 할 수 있으며, 이러한 변환 과정을 디인터레이싱(Deinterlacing)이라고 한다. 즉, 디인터레이싱 방법은 격행 주사 방법의 각 필드에서 사라진 주사선을 보간하여 순차 신호 형태로 변환시키는 것이다. 또한 영상 신호에서의 필드율 변환이나 일반 영상에서 한 프레임의 정지 화면을 출력하고자 할 때 주사방식을 변환하는 기법이 사용된다. 이때 디지털 영상 신호를 효과적으로 전송하기 위해서는 순차 주사 방식의 영상신호가 취급과 압축의 효율 측면에서 보다 유리하기 때문에 고화질 고속의 디인터레이싱 방법이 요구된다.
지금까지 많은 디인터레이싱 방법들이 IPC를 위하여 제안되어 왔다. 이렇게 제안된 디인터레이싱 방법들은 크게 필드 내 보간 방법(Intrafield Interpolation)과 필드 간 보간 방법(Interfield Interpolation) 두 가지로 분류된다. 첫째, 필드 내 보간 방법은 필드 내 화소의 값들만을 이용하여 보간하는 방법으로써, 이는 다시 행의 반복과 같은 공간적 상호 관계를 이용한 보간 방법과 미디어 필터와 같은 비선형 필터를 이용하는 보간 방법으로 구분할 수 있다. 두 번째, 필드간 보간 방법은 여러 필드간 상관 관계를 이용하는 것으로 주로 움직임 적응적 방법과 움직임 추정을 통해 움직임을 보상하는 방법으로 구분할 수 있다.
첫째, 공간적 상호관계를 이용하여 보간하는 방법은 현재 필드의 화소값들만을 사용하기 때문에 매우 간단하다. 따라서, 이들 방법들은 필드 메모리가 필요없고 낮은 계산 복잡성을 요구하기 때문에 하드웨어 구현이 간단하여 폭넓게 사용되고 있다. 그러나 이들 방법들은 현재 필드 내의 정보만 이용함으로 사라진 화소값을 찾는데 제한적이고 움직임이 많거나 고주파 성분이 있는 영역에서는 화면 깜빡임(Flicker)과 화면 번짐(Blurring)같은 현상이 나타나는 등 고화질의 영상을 얻는데 어려움이 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해서 필드 내에서 윤곽선 정보를 이용하여 보다 효과적으로 화소 값을 보간하는 방법들이 제시되었다.
둘째, 미디언 필터를 포함하는 비선형 필터를 이용하는 방법 역시 필드 내 보간법의 하나로 미디언 필터는 단지 외곽선 정보를 이용한다. 그러나 만약 미디어 필터가 시간 영역으로 확장된다면 이는 움직임 적응적 방법과 유사하게 필드 내 보간법과 필드 간 보간법을 전환해가며 이행하게 된다. 일반적으로 미디언 필터는 수직 방향의 세밀한 부분이 왜곡되거나 엘리어싱(Aliasing)을 유발하는 문제점이 있다.
셋째, 움직임 적응적 보간 방법은 움직임 추정없이 시간 영역 정보를 이용한다. 이는 인접한 필드들 사이에는 높은 상관 관계가 존재하기 때문에 현재 필드에서 없어진 화소값들은 인접 필드들의 정보를 이용하여 현재 필드의 움직임 형태에 따라 적절히 선택하게 된다.
마지막으로, 움직임 보상에 의한 방법은 다양한 인터레이싱 방법들 중 일반적으로 가장 좋은 성능을 보인다. 이러한 방법들은 인접한 필드의 높은 상관 관계를 이용하여 현재 필드의 움직임을 추정하고 그 움직임을 보상하는 것으로 움직임 추정이 잘못되었을 경우, 원하지 않았던 화소값이 복원될 수 있고, 움직임 추정과 보상에서 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.
일반적으로 위에서 살펴본 방법들 중 필드 내 디인터레이싱 방법들의 경우 별도의 필드 메모리가 필요없고 간단한 계산에 의해 디인터레이싱을 수행하는 시간이 짧지만, 움직임 영역 및 경계 영역 복원이 만족스럽지 않다. 반면, 필드간 인터레이싱 방법들의 경우 필드 내 디인터레이싱 방법을 적용하고 다시 현재 필드의 움직임을 추정하여 그 움직임에 대해 보상을 함으로써 많은 성능 향상을 이루었지만 수평 방향 경계 영역과 고주파 영역 등에서는 여전히 만족스럽지 못한 결과를 나타내는 경향이 있다.
기존의 영상에 존재하는 에지 방향을 고려하는 디인터레이싱 방법은 디인터레이싱을 수행하기 위한 계산량이 많아 복잡도가 높고 보간 대상 화소 주변의 일부의 화소값만 활용하여 디인터레이싱을 수행하기 때문에 효과적으로 인터레이싱을 수행할 수 없었다.
따라서, 본 발명의 제1 목적은 영상의 에지 방향을 고려하지 않고 윈도우에 포함된 보간 대상 화소의 주변 화소값만을 이용하는 지역 표면 모델링에 기초한 보간 대상 화소의 화소값을 보간하는 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제2 목적은 영상의 에지 방향을 고려하지 않고 윈도우에 포함된 보간 대상 화소의 주변 화소값만을 이용하는 지역 표면 모델링에 기초한 보간 대상 화소의 화소값을 보간하는 방법을 수행하는 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 지역 표면 모델 기반의 영상의 디인터레이싱 방법은 입력받은 필드 영상에 포함된 화소값을 기초로 보간 대상 화소의 화소값을 계수로 포함한 다항식의 다항식 계수 벡터를 산출하는 단계와 상기 산출된 다항식 계수 벡터를 기초로 보간 대상 화소를 보간하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 지역 표면 모델 기반의 영상의 디인터레이싱 방법은 상기 필드 영상에 포함되고 화소값이 존재하는 보간 대상 화소의 주변 화소를 포함하는 윈도우를 결정하는 단계와 상기 결정된 윈도우에 따른 상기 다항식의 다항식 계수 행렬을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 다항식 계수 행렬은 상기 다항식 계수 행렬의 행렬값이 상기 윈도우의 크기에 따라 룩업 테이블에 미리 결정되어 있을 수 있다. 상기 윈도우는 상기 보간 대상 화소에서 가장 가까운 화소값이 존재하는 상단 필드를 제1 상단 필드, 상기 보간 대상 화소에서 가장 가까운 화소값이 존재하는 하단 필드를 제1 하단 필드라고 하고, 상기 제1 상단 필드에서 n-여기서 n은 자연수-번째 가장 가까운 화소값이 존재하는 상단 필드를 제n+1 상단 필드, 상기 제1 하단 필드에서 n 번째 가장 가까운 화소값이 존재하는 하단 필드를 제n+1 하단 필드라고 하고 상기 제1 상단 필드에 포함되는 화소 중 상기 보간 대상 화소와 가까운 3개의 화소를 포함하는 선을 윈도우의 윗변으로 하고 상기 제1 하단 필드에 포함되는 화소 중 상기 보간 대상 화소와 가까운 3개의 화소를 포함하는 선을 윈도우의 아랫변으로 하는 윈도우를 제1 윈도우라고 하고 상기 제1 상단 필드와 n번째 가까운 상기 제n+1 상단 필드에 포함되는 화소 중 상기 보간 대상 화소와 가까운 2n+3개의 화소를 포함하는 선을 윈도우의 윗변으로 하고 상기 제1 하단 필드와 n번째 가까운 상기 제n+1 하단 필드에 포함되는 화소 중 상기 보간 대상 화소와 가까운 2n+3개의 화소를 포함하는 선을 윈도우의 아랫변으로 하는 윈도우를 제n+1 윈도우라고 할 경우 상기 윈도우는 제2 윈도우이거나 상기 제2 윈도우에 포함된 화소보다 더 많은 화소를 포함하는 윈도우일 수 있다. 상기 다항식 계수 행렬은 상기 윈도우가 제2 윈도우일 경우, 상기 영상을 디인터레이싱하기 위한 하기의 식 1을
(식 1)
Figure 112011006761017-pat00001
(
Figure 112011006761017-pat00002
는 윈도우에 포함되는 화소의 화소값을 나타내고,
Figure 112011006761017-pat00003
은 다항식의 계수,
Figure 112011006761017-pat00004
및
Figure 112011006761017-pat00005
은 보간 대상 화소를 원점으로 하는 로컬 윈도우 내에서의 좌표를 나타냄) 기초로 상기 제2 윈도우일 경우의 다항식 계수 행렬을 산출할 수 있다. 상기 다항식 계수 벡터는
하기의 식 2
(식 2)
Figure 112011006761017-pat00006
(
Figure 112011006761017-pat00007
은 윈도우에 포함되는 화소의 화소값,
Figure 112011006761017-pat00008
은 다항식 계수 행렬,
Figure 112011006761017-pat00009
는 상기 다항식 계수 벡터임)를 사용하여 산출될 수 있다. 상기 다항식 계수 벡터는,
하기의 식 3
(식 3)
Figure 112011006761017-pat00010
을 통해 산출될 수 있다. 상기 산출된 다항식 계수 벡터를 기초로 보간 대상 화소를 보간하는 단계는 상기 보간 대상 화소의 화소값은 하기의 식 4
(식 4)
Figure 112011006761017-pat00011
를 통해 산출되어 보간될 수 있다.
또한 상술한 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 지역 표면 모델 기반의 영상의 디인터레이싱 장치는 입력받은 필드 영상에 포함된 화소값을 기초로 보간 대상 화소의 화소값을 계수로 포함한 다항식의 다항식 계수 벡터를 산출하는 다항식 계수 벡터 산출부와 상기 다항식 계수 벡터 산출부에서 산출된 다항식 계수 벡터를 기초로 상기 보간 대상 화소를 보간하는 보간부를 포함할 수 있다. 상기 지역 표면 모델 기반의 영상의 디인터레이싱 장치는 상기 필드 영상에 포함되는 화소값이 존재하는 보간 대상 화소의 주변 화소를 포함하는 윈도우를 결정하는 윈도우 크기 결정부와 상기 윈도우 크기 결정부에서 결정된 상기 윈도우 크기를 기초로 디인터레이싱을 수행하기 위한 다항식 계수 행렬을 산출하는 다항식 계수 행렬 산출부를 더 포함할 수 있다. 상기 다항식 계수 행렬 산출부는 상기 윈도우의 크기에 따라 룩업 테이블에 미리 결정되어 있는 상기 다항식 계수 행렬의 행렬값을 산출할 수 있다. 상기 윈도우 크기 결정부는 상기 보간 대상 화소에서 가장 가까운 화소값이 존재하는 상단 필드를 제1 상단 필드, 상기 보간 대상 화소에서 가장 가까운 화소값이 존재하는 하단 필드를 제1 하단 필드라고 하고, 상기 제1 상단 필드에서 n 번째-여기서 n은 자연수- 가장 가까운 화소값이 존재하는 상단 필드를 제n+1 상단 필드, 상기 제1 하단 필드에서 n 번째 가장 가까운 화소값이 존재하는 하단 필드를 제n+1 하단 필드라고 하고 상기 제1 상단 필드에 포함되는 화소 중 상기 보간 대상 화소와 가까운 3개의 화소를 포함하는 선을 윈도우의 윗변으로 하고 상기 제1 하단 필드에 포함되는 화소 중 상기 보간 대상 화소와 가까운 3개의 화소를 포함하는 선을 윈도우의 아랫변으로 하는 윈도우를 제1 윈도우라고 하고 상기 제1 상단 필드와 n번째 가까운 상기 제n+1 상단 필드에 포함되는 화소 중 상기 보간 대상 화소와 가까운 2n+3개의 화소를 포함하는 선을 윈도우의 윗변으로 하고 상기 제1 하단 필드와 n번째 가까운 상기 제n+1 하단 필드에 포함되는 화소 중 상기 보간 대상 화소와 가까운 2n+3개의 화소를 포함하는 선을 윈도우의 아랫변으로 하는 윈도우를 제n+1 윈도우라고 할 경우 상기 윈도우 결정부는 제2 윈도우이거나 제2 윈도우에 포함된 화소보다 더 많은 화소를 포함하는 윈도우로 윈도우 크기를 결정할 수 있다. 상기 다항식 계수 행렬 산출부는 상기 윈도우 크기 결정부에서 윈도우의 크기를 제2 윈도우로 결정한 경우, 상기 필드 영상을 디인터레이싱하기 위한 하기의 식 1을
(식 1)
Figure 112011006761017-pat00012
(
Figure 112011006761017-pat00013
는 윈도우에 포함되는 화소의 화소값을 나타내고,
Figure 112011006761017-pat00014
은 다항식의 계수,
Figure 112011006761017-pat00015
및
Figure 112011006761017-pat00016
은 보간 대상 화소를 원점으로 하는 로컬 윈도우 내에서의 좌표를 나타냄)
기초로 제2 윈도우일 경우의 다항식 계수 행렬을 산출할 수 있다. 상기 다항식 계수 벡터 산출부는,
상기 다항식 계수 행렬 계산부로부터 산출된 다항식 계수 행렬을 기초로 디인터레이싱을 수행하기 위한 다항식의 다항식 계수 벡터를 하기의 식 2
(식 2)
Figure 112011006761017-pat00017
(
Figure 112011006761017-pat00018
은 윈도우에 포함되는 화소의 화소값,
Figure 112011006761017-pat00019
은 상기 다항식 계수 행렬,
Figure 112011006761017-pat00020
는 상기 다항식 계수 벡터임)
를 기초로 산출할 수 있다. 상기 다항식 계수 벡터는,
하기의 식 3
(식 3)
Figure 112011006761017-pat00021
을 통해 산출될 수 있다. 상기 보간부는, 상기 보간 대상 화소의 화소값을 하기의 식 4
(식 4)
Figure 112011006761017-pat00022
를 통해 산출하여 보간 대상화소를 보간할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 지역 표면 모델 기반의 디인터레이싱 방법 및 이러한 방법을 수행하는 디인터레이싱 장치는 필드 영상에 포함되는 보간 대상 화소의 주변 화소값을 기초로 산출된 다항식 계수 벡터를 기초로 디인터레이싱을 수행할 수 있다.
따라서, 영상의 에지방향을 고려하지 않아 디인터레이싱을 수행하는 계산의 복잡도를 낮추고, 다수의 주변 화소값을 기초로 디인터레이싱을 수행하여 디인터레이싱 성능을 향상 시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지역 표면 기반의 디인터레이싱이 수행되는 필드 영상를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 윈도우 크기가 2인 경우, 보간 대상 화소를 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지역 표면 기반의 디인터레이싱이 수행되는 방법를 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지역 표면 기반의 디인터레이싱이 수행되는 장치를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지역 표면 기반의 디인터레이싱 방법의 성능을 나타내기 위한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 지역 표면 기반의 디인터레이싱 방법의 성능을 나타내기 위한 그래프이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 디인터레이싱 방법의 성능을 나타내기 위한 개념도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지역 표면 기반의 디인터레이싱이 수행되는 필드 영상를 나타내는 개념도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 지역 표면 기반의 디인터레이싱이라는 용어는 보간 대상 화소의 보간이 보간 대상 화소의 주변의 화소를 포함하는 윈도우를 기초로 이루어지는 것으로써 필드 영상 내의 특정한 지역에 포함되는 화소를 기초로 디인터레이싱을 수행하는 방법이라는 의미를 가진다.
도 1을 참조하면 보간 대상 화소(100)를 보간하기 위해서는 다양한 크기의 윈도우(110, 120, 130, 140)가 사용될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 보간 대상 화소의 화소값을 보간하기 위해서는 9개의 계수값을 알아야 한다. 따라서 적어도 9개의 보간 대상 화소의 주변에 존재하는 주변 화소값이 필요하다.
도 1을 참조하면, 윈도우의 크기가 2인 경우, 크기 2의 윈도우에 포함되는 화소값을 가진 화소의 개수는 20개 이고, 윈도우 크기가 3인 경우, 윈도우에 포함되는 화소값을 가진 화소의 개수는 42개이다. 윈도우 크기가 더 커질 경우, 해당 윈도우에 포함되는 화소의 개수는 더 커진다.
예를 들어, 보간 대상 화소에서 가장 가까운 화소값이 존재하는 상단 필드를 제1 상단 필드, 보간 대상 화소에서 가장 가까운 화소값이 존재하는 하단 필드를 제1 하단 필드라고 하고, 제1 상단 필드에서 n 번째 가장 가까운 화소값이 존재하는 상단 필드를 제n+1 상단 필드, 제1 하단 필드에서 n 번째 가장 가까운 화소값이 존재하는 하단 필드를 제n+1 하단 필드라고 할 수 있다.
이때 제1 상단 필드에 포함되는 화소 중 보간 대상 화소와 가까운 3개의 화소를 포함하는 선을 윈도우의 윗변으로 하고 제1 하단 필드에 포함되는 화소 중 보간 대상 화소와 가까운 3개의 화소를 포함하는 선을 윈도우의 아랫변으로 하는 윈도우를 제1 윈도우라고 할 수 있고 제1 상단 필드와 n번째 가까운 제n+1 상단 필드에 포함되는 화소 중 보간 대상 화소와 가까운 2n+3개의 화소를 포함하는 선을 윈도우의 윗변으로 하고 제1 하단 필드와 n번째 가까운 제n+1 하단 필드에 포함되는 화소 중 보간 대상 화소와 가까운 2n+3개의 화소를 포함하는 선을 윈도우의 아랫변으로 하는 윈도우를 제n+1 윈도우라고 할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 윈도우 크기가 2 이상인 경우, 본 발명의 디인터레이싱 방법은 적용될 수 있고 이하, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 윈도우 크기가 2인 경우즉, 제2 윈도우로 가정하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 윈도우 크기가 2인 제2 윈도우인 경우, 보간 대상 화소를 나타낸 개념도이다.
도 2를 참조하면, 제2 윈도우의 경우, 보간 대상 화소(200)의 주변의 주변 화소 20개는 각각 (
Figure 112011006761017-pat00023
Figure 112011006761017-pat00024
)로 표시할 수 있다.
또한, 각각의 주변 화소들은 보간 대상 화소(200)의 좌표값을 (
Figure 112011006761017-pat00025
,
Figure 112011006761017-pat00026
)이라고 하고 보간 대상 화소의 좌표값을 원점으로 주변 화소의 위치를 (
Figure 112011006761017-pat00027
,
Figure 112011006761017-pat00028
)로 나타낼 수 있다. 이러한 경우, 보간 대상 화소를 중심으로 주변 화소의 좌표 평면 상 상대적인 위치를 아래의 수학식으로 나타낼 수 있다.
Figure 112011006761017-pat00029
즉,
Figure 112011006761017-pat00030
,
Figure 112011006761017-pat00031
은 보간 대상 화소의 좌표 (
Figure 112011006761017-pat00032
,
Figure 112011006761017-pat00033
)를 원점으로 하는 로컬 윈도우 내에서의 좌표를 나타낸다.
윈도우 크기가 2인 경우,
Figure 112011006761017-pat00034
은 -3, -1, 1, 3의 값을 가질 수 있고,
Figure 112011006761017-pat00035
은 -2, -1, 0, 1, 2의 값을 가질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 수학식 1에서 산출된 값과 아래의 수학식 2를 통해 주변 화소의 화소값이 2차 다항식 형태로 표현될 수 있다.
Figure 112011006761017-pat00036
예를 들어, 주변 화소 중 하나의 화소인 화소(
Figure 112011006761017-pat00037
)의 경우, (
Figure 112011006761017-pat00038
,
Figure 112011006761017-pat00039
)은 (-3, -2)의 값을 가지고 ,
Figure 112011006761017-pat00040
의 화소값은 아래의 수학식 3처럼 표현될 수 있다.
Figure 112011006761017-pat00041
동일한 방법으로 보간 대상 화소 주변의 20개의 화소값을 행렬식으로 나타내면, 아래의 수학식 4와 같은 행렬식으로 표현될 수 있다.
Figure 112011006761017-pat00042
위의 수학식 4를 참고하면,
Figure 112011006761017-pat00043
은 주변 픽셀의 벡터를 나타내고,
Figure 112011006761017-pat00044
은 수학식 2에 의해 계산된 행렬식을 나타내고
Figure 112011006761017-pat00045
는 계수 벡터를 나타낸다.
행렬식
Figure 112011006761017-pat00046
의 경우, 윈도우 크기가 고정된 경우 항상 고정되어 있는 값이다. 수학식 4에서 계수 벡터는 다항식 최소 자승 근사법(Least Square Approximation)을 통해 아래의 수학식 5를 사용하여 유도할 수 있다.
다항식 최소 자승 근사법(Least Square Approximation)은 계수 벡터
Figure 112011006761017-pat00047
를 유도하기 위한 방법 중 하나로써 본 발명의 본질에서 벋어나지 않는 한 다른 방법을 사용하여 계수 벡터를 유도할 수 있다.
Figure 112011006761017-pat00048
수학식 5에서 계산량을 줄이기 위해 미리
Figure 112011006761017-pat00049
의 값을 계산해놓고 주변 픽셀의 벡터
Figure 112011006761017-pat00050
을 곱하여 계수 벡터인
Figure 112011006761017-pat00051
를 구할 수 있다.
구하고자 하는 보간 대상화소의 좌표값은 (
Figure 112011006761017-pat00052
,
Figure 112011006761017-pat00053
)은 (0, 0)의 값을 가지기 때문에 수학식 2에
Figure 112011006761017-pat00054
및
Figure 112011006761017-pat00055
값에 (0, 0)을 대입하면
Figure 112011006761017-pat00056
의 값을 구할 수 있고,
Figure 112011006761017-pat00057
의 값은 아래의 수학식 6으로 표현될 수 있다.
Figure 112011006761017-pat00058
즉,
Figure 112011006761017-pat00059
의 값이 보간 대상 화소의 화소값이 된다.
본 발명의 일실시예에 따르면 지역 표면 기반의 디인터레이싱 방법은 에지 방향을 고려하지 않고 여러개의 화소값을 기초로 보간 대상 화소의 화소값을 예측함으로써 기존의 인트라필드(Intrafield) 디인터레이싱 방법보다 PSNR 값이 향상될 수 있고 또한 기존의 디인터레이싱 방법과 비교하여 비교적 매우 빠른 처리 시간을 가질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지역 표면 기반의 디인터레이싱이 수행되는 방법를 나타내는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 필드 영상을 입력받는다(단계 S300).
예를 들어, 하나의 프레임이 480 라인의 NTSC 방식으로 가정할 경우, 하나의 프레임에 인터레이싱이 수행되면 240 라인의 2개의 필드가 생성되고 생성된 필드 영상은 디인터레이싱을 수행하기 위해 디인터레이싱을 수행하는 장치에 입력될 수 있다.
입력받은 필드 영상을 기초로 디인터레이싱을 수행하기 위한 윈도우의 크기를 결정한다(단계 S310).
본 발명의 일실시에에 따르면 윈도우의 크기는 2이상의 크기를 가진 보간 대상 화소의 주변 화소를 포함하는 윈도우의 크기로 결정될 수 있다.
윈도우 크기는 필드 영상에 따라 적응적으로 결정되어 디인터레이싱을 수행할 수 있다.
디인터레이싱을 수행하기 위한 윈도우의 크기가 미리 저장되어 있는 경우, 윈도우 크기를 결정하는 단계는 수행되지 않을 수 있다.
입력받은 윈도우 크기에 따라 다항식 계수 행렬을 산출한다(단계 S320).
윈도우 크기가 2인 경우 주변 화소의 개수는 20개가 될 수 있고 해당 주변 화소와 보간 대상 화소의 상대적인 위치 차이를 기초로 다항식 계수 행렬을 산출할 수 있다.
이러한 다항식 계수 행렬의 경우, 윈도우의 크기에 따라 고정되어 있는 값으로서 미리 룩업테이블 상에 저장되어 사용될 수 있다.
디인터레이싱을 수행하기 위한 윈도우의 크기가 미리 저장되어 있는 경우, 다항식 계수 행렬을 산출하는 단계는 수행되지 않을 수 있다.
즉, 디인터레이싱을 위한 윈도우 크기가 결정되어 있는 경우, 입력받은 필드 영상에 포함된 화소값을 기초로 보간 대상 화소의 화소값을 계수로 포함한 다항식의 다항식 계수 벡터를 산출하는 단계와 산출된 다항식 계수 벡터를 기초로 보간 대상 화소를 보간하는 단계를 통해 디인터레이싱을 수행할 수 있다.
계산된 다항식 계수 행렬을 기초로 다항식 계수 벡터를 산출한다(단계 S330).
다항식 계수 벡터는 전술한 바와 같이 수학식 5 및 수학식 6을 사용하여 산출할 수 있다.
계산된 다항식 계수 벡터를 기초로 보간 대상 화소를 보간한다(단계 S340).
보간 대상 화소의 화소값은 수학식 6에서 산출된
Figure 112011006761017-pat00060
의 값일 수 있고 보간대상화소의 디인터레이싱을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지역 표면 기반의 디인터레이싱이 수행되는 장치를 나타내는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 지역 표면 기반의 디인터레이싱이 수행되는 장치(400)은 윈도우 크기 결정부(410), 다항식 계수 행렬 계산부(420), 다항식 계수 벡터 산출부(430), 보간부(440)를 포함할 수 있다.
각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합 및 분리된 실시예의 경우도 본 발명의 본질에서 벋어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성부는 아니고 단지 성능을 향상 시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
윈도우 크기 결정부(410)는 입력되는 필드 영상을 기초로 보간 대상 화소의 보간값을 결정하기 위한 윈도우의 크기를 결정하는 부분으로써 주변 화소의 계수가 화소값 보간을 위한 2차 다항식의 계수의 개수인 9개 이상의 화소를 포함한 윈도우를 보간 대상 화소를 보간하기 위한 윈도우의 크기로 결정할 수 있다.
다항식 계수 행렬 산출부(420)는 윈도우 크기 결정부(410)에서 결정된 윈도우의 크기를 기초로 보간 대상 화소의 화소값을 산출하기 위한 다항식 계수 행렬을 산출할 수 있다.
예를 들어, 윈도우의 크기가 2인 경우 해당 윈도우에 포함되는 화소의 개수는 20개이고 본 발명의 일실시예에 따른 화소 보간을 위한 2차 다항식의 계수는 9개이므로 20ㅧ9 크기의 다항식 계수 행렬을 산출할 수 있다.
또한, 다항식 계수 행렬 산출부(420)는 미리 윈도우 크기에 따른 다항식 계수 행렬을 룩업테이블 형태로 저장하여 저장된 값을 바로 사용할 수 있다.
다항식 계수 벡터 산출부(430)는 계수 벡터를 산출하는 부분으로써 다항식 계수 행렬 산출부(420)에 의해 산출된 다항식 계수 행렬을 기초로 계수 벡터를 산출할 수 있다.
다항식 계수 벡터 산출부(430)에서 산출된 계수 중
Figure 112011006761017-pat00061
의 값은 보간 대상 화소의 화소값이 될 수 있다.
보간부(440)에서는 산출된 화소값을 기초로 디인터레이싱을 수행하여 프레임 영상을 출력할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 윈도우의 크기는 필드 영상에서 적응적으로 변화될 수 있다. 즉, 입력되는 필드 영상에 따라 디인터레이싱을 수행하기 위한 윈도우의 크기는 변화될 수 있다. 이렇게 윈도우의 크기가 변화되는 경우, 결정된 윈도우 크기에 따라 다항식 계수 행렬 및 다항식 계수 벡터가 달라질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 윈도우의 크기는 미리 결정되어 있을 수 있고 윈도우의 크기가 미리 결정된 경우, 미리 입력되어 저장된 값으로 활용할 수 있는 윈도우 크기 결정부(410) 및 다항식 계수 행렬 계산부(420)의 구성은 본 발명에서 제외될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 지역 표면 기반의 디인터레이싱 방법은 에지 방향을 고려하지 않고 여러개의 화소값을 기초로 보간 대상 화소의 화소값을 예측함으로써 기존의 인트라필드(Intrafield) 디인터레이싱 방법보다 PSNR 값이 향상될 수 있고 또한 기존의 디인터레이싱 방법과 비교하여 비교적 매우 빠른 처리 시간을 가질 수 있다.
아래의 표 1은 본 발명에 따른 디인터레이싱 방법과 기존의 여러 디인터레이싱 방법(LA, ELA, EELA, DSWVC, DOI, NEDD, LCID, MELA, FDD, LABI, EMD, EPD, FDED, CAD)을 수행한 경우에 PSNR(dB)의 크기와 평균 처리 시간(sec)의 크기를 나타낸 표이다.
Figure 112011006761017-pat00062
표 1을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 디인터레이싱 방법의 성능을 측정하기 위해 여러 해상도를 가지는 복수개의 영상(512ㅧ512 크기의 정지 영상(Finger, Pepper), 1280ㅧ720 크기의 시퀀스 영상(Jets, Raven), 1920ㅧ1080 크기의 시퀀스 영상(Bluesky, Kimono, Riverbed, Sunflower 및 Tractor)를 사용하였다.
PSNR은 아래의 수학식 7을 사용하여 계산할 수 있다.
Figure 112011006761017-pat00063
Figure 112011006761017-pat00064
은 원래의 이미지 ,
Figure 112011006761017-pat00065
의 복원된 이미지의 화소값을 나타낸다.
표 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 디인터레이싱 방법의 경우, 기존의 디인터레이싱 방법인 NEDD, LABI, EPD 및 FDED와 각각 비교하여, 평균 PSNR 증가가 각각 0.83dB, 0.76dB, 1.46dB, 0.75dB 만큼씩 증가된다. 반면에, 디인터레이싱을 수행하는 평균 처리시간은 NEDD, LABI, EPD, FDED와 각각 비교하여 92.12%, 93.68%, 96.30%, 99.41% 씩 으로 감소된 것을 볼 수 있다. 더욱이, 제안된 방법은 CAD 방법과 비교할 경우 0.41dB 만큼의 PSNR 증가와 96.93% 만큼의 처리 시간 감소가 일어났다.
즉, 표 1을 참조하면, 우리는 본 발명의 일실시예에 따른 방법이 전통적인 인트라 필드 디인터레이싱 방법에 비하여 PSNR 측면에서 뛰어나다는 것을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지역 표면 기반의 디인터레이싱 방법의 성능을 나타내기 위한 그래프이다.
도 5의 그래프의 X 축은 오른쪽 방향으로 차례대로 기존의 여러 디인터레이싱 방법(LA, ELA, EELA, DSWVC, DOI, NEDD, LCID, MELA, FDD, LABI, EMD, EPD, FDED, CAD)과 본 발명에 따른 디인터레이싱 방법을 나타낸다. 그래프의 Y 축은 각종 영상에 따른 디인터레이싱을 수행한 후 평균 PSNR(dB)의 크기를 나타낸다.
도 5를 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 디인터레이싱 방법을 수행한 경우 PSNR 측면에서 기존의 인트라 필드 디인터레이싱 방법보다 뛰어난 성능을 보이는 것을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 지역 표면 기반의 디인터레이싱 방법의 성능을 나타내기 위한 그래프이다.
도 6의 그래프의 X 축은 오른쪽 방향으로 차례대로 기존의 여러 디인터레이싱 방법(LA, ELA, EELA, DSWVC, DOI, NEDD, LCID, MELA, FDD, LABI, EMD, EPD, FDED, CAD)과 본 발명에 따른 디인터레이싱 방법을 나타낸다. 그래프의 Y 축은 각종 영상에 따른 디인터레이싱을 수행한 후 평균 처리 시간(sec)의 크기를 나타낸다.
도 6을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 디인터레이싱 방법을 수행한 경우 처리 시간 측면에서 기존의 인트라 필드 디인터레이싱 방법에 비교하여 크게 떨어지지 않는 성능을 보이는 것을 알 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 디인터레이싱 방법의 성능을 나타내기 위한 개념도이다.
도 7a은 기존의 디인터레이싱 방법을 이용해 디인터레이싱을 수행한 경우 성능을 나타낸 개념도이다.
도 7a를 참조하면, 가장 왼쪽 상단에 있는 트랙터의 이미지 중 일부분(가장 오른쪽 상단)을 디인터레이싱하여 그 차이값을 계산하여 특정값(예를 들어, 20)이상의 차이가 생기는 경우 하얀색으로 20 이하의 차이가 생기는 경우 검은색으로 표시한 것이다.
도 7a는 상단에서부터 하단으로 LA, ELA, EELA, DSWVC, DOI, NEDD를 디인터레이싱 방법으로 사용한 경우 비교 결과값을 나타낸 것이고, 도 7b는 상단에서부터 하단으로 LCID, MELA, FDD, LABI, EMD, EPD, FDED, CAD, 본 발명에 따른 디인터레이싱 방법을 수행한 경우 비교 결과값을 나타낸 것이다.
도 7 a 및 7b를 참조하면 원래의 이미지값과 디인터레이싱을 수행한 이미지 값과의 차이를 나타내는 하얀 점의 개수가 본 발명에서 개시한 디인터레이싱 방법을 수행한 경우 가장 적은 점의 개수를 가진다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 디인터레이싱 방법은 기존의 디인터레이싱 방법에 비해 디인터레이싱 수행시에 오차가 적은 향상된 성능을 가진다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (16)

  1. 지역 표면 모델 기반의 영상의 디인터레이싱 방법에 있어서,
    입력받은 필드 영상에 포함되는 화소값이 존재하는 보간 대상 화소의 주변 화소를 포함하는 윈도우를 결정하는 단계;
    상기 결정된 윈도우에 따른 다항식 계수 행렬을 산출하는 단계;
    상기 산출된 다항식 계수 행렬을 기초로 다항식 계수 벡터를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 다항식 계수 벡터를 기초로 보간 대상 화소를 보간하는 단계를 포함하는 지역 표면 모델 기반의 영상의 디인터레이싱 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 다항식 계수 행렬은,
    상기 다항식 계수 행렬의 행렬값이 상기 윈도우의 크기에 따라 룩업 테이블에 미리 결정되어 있는 것을 특징으로 하는 지역 표면 모델 기반의 영상의 디인터레이싱 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 윈도우는,
    상기 보간 대상 화소에서 가장 가까운 화소값이 존재하는 상단 필드를 제1 상단 필드, 상기 보간 대상 화소에서 가장 가까운 화소값이 존재하는 하단 필드를 제1 하단 필드라고 하고, 상기 제1 상단 필드에서 n-여기서 n은 자연수-번째 가장 가까운 화소값이 존재하는 상단 필드를 제n+1 상단 필드, 상기 제1 하단 필드에서 n 번째 가장 가까운 화소값이 존재하는 하단 필드를 제n+1 하단 필드라고 하고,
    상기 제1 상단 필드에 포함되는 화소 중 상기 보간 대상 화소와 가까운 3개의 화소를 포함하는 선을 윈도우의 윗변으로 하고 상기 제1 하단 필드에 포함되는 화소 중 상기 보간 대상 화소와 가까운 3개의 화소를 포함하는 선을 윈도우의 아랫변으로 하는 윈도우를 제1 윈도우라고 하고,
    상기 제1 상단 필드와 n번째 가까운 상기 제n+1 상단 필드에 포함되는 화소 중 상기 보간 대상 화소와 가까운 2n+3개의 화소를 포함하는 선을 윈도우의 윗변으로 하고 상기 제1 하단 필드와 n번째 가까운 상기 제n+1 하단 필드에 포함되는 화소 중 상기 보간 대상 화소와 가까운 2n+3개의 화소를 포함하는 선을 윈도우의 아랫변으로 하는 윈도우를 제n+1 윈도우라고 할 경우,
    상기 윈도우는 제2 윈도우이거나 상기 제2 윈도우에 포함된 화소보다 더 많은 화소를 포함하는 윈도우인 것을 특징으로 하는 지역 표면 모델 기반의 영상의 디인터레이싱 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 다항식 계수 행렬은,
    상기 윈도우가 제2 윈도우일 경우, 상기 영상을 디인터레이싱하기 위한 하기의 식 1을
    (식 1)
    Figure 112011006761017-pat00066

    (
    Figure 112011006761017-pat00067
    는 윈도우에 포함되는 화소의 화소값을 나타내고,
    Figure 112011006761017-pat00068
    은 다항식의 계수,
    Figure 112011006761017-pat00069
    및
    Figure 112011006761017-pat00070
    은 보간 대상 화소를 원점으로 하는 로컬 윈도우 내에서의 좌표를 나타냄)
    기초로 상기 제2 윈도우일 경우의 다항식 계수 행렬을 산출하는 것을 특징으로 하는 지역 표면 모델 기반의 영상의 디인터레이싱 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 다항식 계수 벡터는
    하기의 식 2
    (식 2)
    Figure 112011006761017-pat00071

    (
    Figure 112011006761017-pat00072
    은 윈도우에 포함되는 화소의 화소값,
    Figure 112011006761017-pat00073
    은 다항식 계수 행렬,
    Figure 112011006761017-pat00074
    는 상기 다항식 계수 벡터임)를 사용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 지역 표면 모델 기반의 영상의 디인터레이싱 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 다항식 계수 벡터는,
    하기의 식 3
    (식 3)
    Figure 112011006761017-pat00075

    을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 지역 표면 모델 기반의 영상의 디인터레이싱 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 산출된 다항식 계수 벡터를 기초로 보간 대상 화소를 보간하는 단계는,
    상기 보간 대상 화소의 화소값은 하기의 식 4
    (식 4)
    Figure 112011006761017-pat00076

    를 통해 산출되어 보간되는 것을 특징으로 하는 지역 표면 모델 기반의 영상의 디인터레이싱 방법.
  9. 지역 표면 모델 기반의 영상의 디인터레이싱 장치에 있어서,
    입력받은 필드 영상에 포함되는 화소값이 존재하는 보간 대상 화소의 주변 화소를 포함하는 윈도우를 결정하는 윈도우 크기 결정부;
    상기 윈도우 크기 결정부에서 결정된 상기 윈도우 크기를 기초로 디인터레이싱을 수행하기 위한 다항식 계수 행렬을 산출하는 다항식 계수 행렬 산출부;
    상기 다항식 계수 행렬 산출부에서 산출된 다항식 계수 행렬을 기초로 다항식 계수 벡터를 산출하는 다항식 계수 벡터 산출부; 및
    상기 다항식 계수 벡터 산출부에서 산출된 다항식 계수 벡터를 기초로 상기 보간 대상 화소를 보간하는 보간부를 포함하는 지역 표면 모델 기반의 영상의 디인터레이싱 장치.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서, 상기 다항식 계수 행렬 산출부는,
    상기 윈도우의 크기에 따라 룩업 테이블에 미리 결정되어 있는 상기 다항식 계수 행렬의 행렬값을 산출하는 것을 특징으로 하는 지역 표면 모델 기반의 영상의 디인터레이싱 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 윈도우 크기 결정부는,
    상기 보간 대상 화소에서 가장 가까운 화소값이 존재하는 상단 필드를 제1 상단 필드, 상기 보간 대상 화소에서 가장 가까운 화소값이 존재하는 하단 필드를 제1 하단 필드라고 하고, 상기 제1 상단 필드에서 n 번째-여기서 n은 자연수- 가장 가까운 화소값이 존재하는 상단 필드를 제n+1 상단 필드, 상기 제1 하단 필드에서 n 번째 가장 가까운 화소값이 존재하는 하단 필드를 제n+1 하단 필드라고 하고,
    상기 제1 상단 필드에 포함되는 화소 중 상기 보간 대상 화소와 가까운 3개의 화소를 포함하는 선을 윈도우의 윗변으로 하고 상기 제1 하단 필드에 포함되는 화소 중 상기 보간 대상 화소와 가까운 3개의 화소를 포함하는 선을 윈도우의 아랫변으로 하는 윈도우를 제1 윈도우라고 하고,
    상기 제1 상단 필드와 n번째 가까운 상기 제n+1 상단 필드에 포함되는 화소 중 상기 보간 대상 화소와 가까운 2n+3개의 화소를 포함하는 선을 윈도우의 윗변으로 하고 상기 제1 하단 필드와 n번째 가까운 상기 제n+1 하단 필드에 포함되는 화소 중 상기 보간 대상 화소와 가까운 2n+3개의 화소를 포함하는 선을 윈도우의 아랫변으로 하는 윈도우를 제n+1 윈도우라고 할 경우,
    상기 윈도우 결정부는 제2 윈도우이거나 제2 윈도우에 포함된 화소보다 더 많은 화소를 포함하는 윈도우로 윈도우 크기를 결정하는 것을 특징으로 하는 지역 표면 모델 기반의 영상의 디인터레이싱 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 다항식 계수 행렬 산출부는,
    상기 윈도우 크기 결정부에서 윈도우의 크기를 제2 윈도우로 결정한 경우, 상기 필드 영상을 디인터레이싱하기 위한 하기의 식 1을
    (식 1)
    Figure 112011006761017-pat00077

    (
    Figure 112011006761017-pat00078
    는 윈도우에 포함되는 화소의 화소값을 나타내고,
    Figure 112011006761017-pat00079
    은 다항식의 계수,
    Figure 112011006761017-pat00080
    및
    Figure 112011006761017-pat00081
    은 보간 대상 화소를 원점으로 하는 로컬 윈도우 내에서의 좌표를 나타냄)
    기초로 제2 윈도우일 경우의 다항식 계수 행렬을 산출하는 것을 특징으로 하는 지역 표면 모델 기반의 영상의 디인터레이싱 장치.
  14. 제9항에 있어서, 상기 다항식 계수 벡터 산출부는,
    상기 다항식 계수 행렬 계산부로부터 산출된 다항식 계수 행렬을 기초로 디인터레이싱을 수행하기 위한 다항식의 다항식 계수 벡터를 하기의 식 2
    (식 2)
    Figure 112012020135277-pat00082

    (
    Figure 112012020135277-pat00083
    은 윈도우에 포함되는 화소의 화소값,
    Figure 112012020135277-pat00084
    은 상기 다항식 계수 행렬,
    Figure 112012020135277-pat00085
    는 상기 다항식 계수 벡터임)
    를 기초로 산출하는 것을 특징으로 하는 지역 표면 모델 기반의 영상의 디인터레이싱 장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 다항식 계수 벡터는,
    하기의 식 3
    (식 3)
    Figure 112011006761017-pat00086

    을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 지역 표면 모델 기반의 영상의 디인터레이싱 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 보간부는,
    상기 보간 대상 화소의 화소값을 하기의 식 4
    (식 4)
    Figure 112011006761017-pat00087

    를 통해 산출하여 보간 대상화소를 보간하는 것을 특징으로 하는 지역 표면 모델 기반의 영상의 디인터레이싱 장치.
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