KR102051367B1 - Processing apparatus for wrgb cfa image and processing method therefor - Google Patents

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Abstract

WRGB CFA 영상을 위한 처리 장치는, RGB 채널의 밝기를 보상하는 밝기 보상부; W 채널과 RGB 채널 사이의 컬러 상관을 이용하여, W 채널의 컬러 상관 오차(Color Correlation Error)를 보상하는 상관 오차 보상부; 및 상기 상관 오차 보상부에 의해 보상된 영상을 이용하여, W 채널 위치의 G 채널을 복원하는 G 채널 복원부;를 포함하되, 상기 상관 오차 보상부는, 상기 밝기 보상부에 의해 밝기가 보상된 영상 또는 밝기가 보상되지 않은 영상 중 하나를 이용하는 것을 특징으로 한다.The processing apparatus for the WRGB CFA image includes: a brightness compensator configured to compensate for brightness of an RGB channel; A correlation error compensator configured to compensate for a color correlation error of the W channel by using color correlation between the W channel and the RGB channel; And a G channel restoring unit for restoring a G channel at a W channel position by using the image compensated by the correlation error compensating unit, wherein the correlation error compensating unit comprises an image whose brightness is compensated by the brightness compensating unit. Alternatively, one of the images whose brightness is not compensated for may be used.

Description

WRGB CFA 영상을 위한 처리 장치 및 그 처리 방법{PROCESSING APPARATUS FOR WRGB CFA IMAGE AND PROCESSING METHOD THEREFOR} PROCESSING APPARATUS FOR WRGB CFA IMAGE AND PROCESSING METHOD THEREFOR}

본 발명은 WRGB CFA(Color Filter Array)를 사용한 카메라로부터 획득한 영상을 위한 처리 장치 및 그 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a processing apparatus for an image obtained from a camera using a WRGB CFA (Color Filter Array) and a processing method thereof.

오늘날 일반적인 디지털 카메라는 CMOS 또는 CCD와 같이 밝기 정보를 획득하는 센서와 CFA(Color Filter Array)로 구성되어 있다. 최근의 모바일용 카메라 센서는 작은 센서 영역 안에 더 많은 수의 픽셀을 넣으려는 노력이 지속되고 있으며, 해당 기술들이 개발됨에 따라 각 픽셀의 감도가 떨어지는 악영향도 함께 발생하고 있다. 감도 감쇄 현상은 결국 저조도에서의 잡음, 정보 손실 등 영상 자체의 화질 저하와 직결된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 종래에 사용되던 베이어 패턴(Bayer Pattern) RGB CFA를 대신하여 White-RGB(WRGB) CFA를 사용한 센서들이 제작되고 있다. WRGB CFA는 2×2 단위 어레이(Unit Array) 안에 2개의 G 픽셀과 각각 1개의 R과 B 픽셀이 있는 일반적인 베이어 패턴의 RGB CFA 대비 하나의 G 픽셀이 모든 컬러 대역이 통과된 값을 갖는 W 픽셀로 대체되어 있다. 이로 인해 카메라 감도가 매우 향상되게 되며, 특히 저조도 환경에서 그 효과가 뛰어나 WRGB CFA를 이용한 카메라 센서 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.Today's typical digital cameras consist of a sensor that acquires brightness information, such as a CMOS or CCD, and a color filter array (CFA). In recent years, mobile camera sensors for mobile devices have continued to put more pixels in a small sensor area, and as the technologies are developed, the negative effect of each pixel is also reduced. Sensitivity attenuation is directly related to deterioration of image quality such as noise and loss of information in low light. In order to solve this problem, sensors using white-RGB (WRGB) CFAs have been manufactured instead of Bayer pattern RGB CFAs. The WRGB CFA is a W pixel with one G pixel having all the color bands passed, compared to the RGB Bayer CFA of a typical Bayer pattern with two G pixels and one R and B pixel in a 2 × 2 Unit Array. Replaced by As a result, the camera sensitivity is greatly improved, and especially in low light environment, the camera sensor using WRGB CFA is continuously developed.

그러나 WRGB CFA를 사용할 경우의 한 가지 문제점은 W 픽셀은 모든 컬러 대역이 통과된 높은 감도의 값을 가지지만 실제로 디모자이싱(Demosaicing)을 통해 RGB 영상을 만들기 위하여 필요한 컬러 정보는 가지지 않는다는 것이다. 따라서 WRGB CFA 영상을 디모자이싱하여 완전한 RGB 영상을 얻기 위해서는 W 픽셀 위치에서 정확한 G 채널을 추정하여 베이어 패턴을 생성하는 기술이 필요하다. 정확한 G 채널 정보를 추정하지 못할 경우 컬러 왜곡, 아티팩트(Artifact) 발생, 정보 손실 등의 심각한 화질 저하 문제가 발생할 수 있다. 또한, 일반적으로 CFA를 통해 얻은 모자익(Mosaic) 영상의 한 픽셀이 갖는 데이터는 8bit까지이므로 W 채널의 높은 감도로 얻은 데이터를 모두 담지 못하고 포화되어 버리는 경우가 존재한다.One problem with using the WRGB CFA, however, is that W pixels have high sensitivity across all color bands, but do not actually have the color information needed to produce RGB images through demosaicing. Therefore, in order to demosaise the WRGB CFA image to obtain a complete RGB image, a technique of generating a Bayer pattern by estimating an accurate G channel at the W pixel position is required. Failure to estimate the correct G channel information can lead to serious image degradation issues such as color distortion, artifacts, and loss of information. In addition, since data of one pixel of a mosaic image obtained through CFA is generally up to 8 bits, there is a case where all data obtained with high sensitivity of the W channel is not contained and saturated.

본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 문제를 해결하기 위한 방법으로, W 채널과 RGB 채널의 상관 관계를 정의하여 W 채널의 포화·잡음 등 오차를 보상할 수 있고, 에지 영역에 강인하고 정확한 G 채널 복원이 가능한, WRGB CFA 영상을 위한 처리 장치 및 그 처리 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다. The present invention is a method for solving the technical problem as described above, by defining the correlation between the W channel and the RGB channel to compensate for errors such as saturation and noise of the W channel, robust to the edge region and accurate G channel recovery It is an object of the present invention to provide a processing apparatus for the WRGB CFA image and a processing method thereof.

아울러, 본 발명은 RGB 채널의 대역이 모두 합쳐진 밝기 성분으로 볼 수 있는 W 채널을 밝기 정보로 이용함으로써 더 밝은 CFA 영상을 얻을 수 있는, WRGB CFA 영상을 위한 처리 장치 및 그 처리 방법을 제공하는 것에도 그 목적이 있다.In addition, the present invention provides a processing apparatus for a WRGB CFA image, and a method of processing the same, by which a brighter CFA image can be obtained by using the W channel, which can be viewed as a brightness component in which the bands of the RGB channels are combined, as brightness information. There is also that purpose.

본 발명의 WRGB CFA 영상을 위한 처리 장치는, RGB 채널의 밝기를 보상하는 밝기 보상부; W 채널과 RGB 채널 사이의 컬러 상관을 이용하여, W 채널의 컬러 상관 오차(Color Correlation Error)를 보상하는 상관 오차 보상부; 및 상기 상관 오차 보상부에 의해 보상된 영상을 이용하여, W 채널 위치의 G 채널을 복원하는 G 채널 복원부;를 포함한다. 바람직하게는, 상기 상관 오차 보상부는, 상기 밝기 보상부에 의해 밝기가 보상된 영상 또는 밝기가 보상되지 않은 영상 중 하나를 이용하는 것을 특징으로 한다.The processing apparatus for the WRGB CFA image of the present invention includes: a brightness compensator for compensating brightness of an RGB channel; A correlation error compensator configured to compensate for a color correlation error of the W channel by using color correlation between the W channel and the RGB channel; And a G channel restoring unit for restoring a G channel at a W channel position by using the image compensated by the correlation error compensator. Preferably, the correlation error compensator uses one of an image whose brightness is compensated by the brightness compensator or an image whose brightness is not compensated.

구체적으로, 상기 밝기 보상부는, 입력된 WRGB CFA 영상과 영상 처리된 RGB 영상을 이용하여 회귀 분석을 하는 제 1 회귀 분석기; 및 상기 제 1 회귀 분석기에 의한 분석 결과를 이용하여, RGB 채널의 밝기를 보상하는 추론기;를 포함하여 구성된다.In detail, the brightness compensator may include: a first regression analyzer configured to perform regression analysis using the input WRGB CFA image and the processed RGB image; And an inference device for compensating the brightness of the RGB channel using the analysis result by the first regression analyzer.

아울러, 상기 제 1 회귀 분석기에 의한 영상 처리는, W 채널과 RGB 채널 사이의 컬러 상관을 이용하여, W 채널의 컬러 상관 오차를 보상하고, 컬러 상관 오차가 보상된 영상을 이용하여 W 채널 위치의 G 채널을 복원하고, 디모자이싱을 실시 후, R 채널, G 채널 및 B 채널의 밝기를 보상하는 것을 포함한다.In addition, the image processing by the first regression analyzer compensates for the color correlation error of the W channel by using the color correlation between the W channel and the RGB channel, and uses the image compensated for the color correlation error to determine the position of the W channel. Restoring the G channel, and performing demosaicing, compensating for the brightness of the R channel, the G channel, and the B channel.

또한, 상기 제 1 회귀 분석기는, 입력된 WRGB CFA 영상의 패치와 밝기 보상된 R 채널, G 채널 및 B 채널 각각을 이용하여 상관 계수를 산출하는 것을 특징으로 한다. 아울러, 상기 제 1 회귀 분석기에 의한 상관 계수의 산출은, 상기 패치의 픽셀 방향성을 고려하는 것이 바람직하다.The first regression analyzer may calculate a correlation coefficient by using patches of the input WRGB CFA image and brightness compensated R, G, and B channels, respectively. In addition, it is preferable that the calculation of the correlation coefficient by the said 1st regression analyzer considers the pixel orientation of the said patch.

바람직하게는, 상기 상관 오차 보상부는, R 채널, G 채널 및 B 채널 각각을 보간(Interpolation)하는 보간기; 상기 보간기에 의해 보간된 출력을 이용하여, 회귀 분석을 하는 제 2 회귀 분석기; 상기 제 2 회귀 분석기의 분석 결과를 이용하여, 보간된 R 채널, 보간된 G 채널 및 보간된 B 채널에 의한 W 채널의 모델을 추정하는 모델 추정기; 추정 전 W 채널 정보로부터 상기 모델 추정기에 의해 추정된 W 채널의 모델을 빼는 것에 의해 1차 상관 오차값을 산출하여 보상하는 1차 상관 오차 보상기; 및 상기 1차 상관 오차 보상기의 출력을 이용하여, 2차 상관 오차값을 산출하여 W 채널을 보상하는 2차 상관 오차 보상기;를 포함하는 것을 특징으로 한다. Advantageously, the correlation error compensator comprises: an interpolator for interpolating each of an R channel, a G channel, and a B channel; A second regression analyzer for performing regression analysis using the output interpolated by the interpolator; A model estimator for estimating a model of the W channel by the interpolated R channel, the interpolated G channel, and the interpolated B channel, using the analysis result of the second regression analyzer; A first order correlation error compensator that calculates and compensates a first order correlation error value by subtracting a model of the W channel estimated by the model estimator from the W channel information before estimation; And a second correlation error compensator for compensating the W channel by calculating a second correlation error value using the output of the first correlation error compensator.

아울러, 상기 2차 상관 오차 보상기는, 중심 W 픽셀을 기준으로 주변의 W 픽셀의 차이값의 절대값을 합산한 기울기값을 미리 정해진 설정값과 비교하여 상기 기울기값이 상기 설정값을 초과하거나, 상기 1차 상관 오차값이 추정 전 W 채널의 값 이상인 경우에는, 상기 2차 상관 오차값을 '0'으로 산출한다. 또한, 상기 2차 상관 오차 보상기는, 상기 기울기값이 상기 설정값 이하인 경우, 상기 1차 상관 오차값을 미디언 필터링(Median Filtering)을 실시하여, 상기 2차 상관 오차값을 산출하는 것을 특징으로 한다. 아울러, 상기 2차 상관 오차 보상기는, 추정 전 W 채널의 값이 포화된 값인 경우, 상기 1차 상관 오차값과 동일한 값으로 상기 2차 상관 오차값을 산출하는 것이 바람직하다.In addition, the second correlation error compensator may compare the inclination value obtained by adding the absolute value of the difference value of the surrounding W pixels with respect to the center W pixel to a predetermined setting value, or the inclination value exceeds the setting value, When the primary correlation error value is equal to or greater than the value of the W channel before estimation, the secondary correlation error value is calculated as '0'. The second correlation error compensator calculates the second correlation error value by performing median filtering on the first correlation error value when the slope value is equal to or less than the set value. do. In addition, when the value of the W channel before the estimation is a saturated value, the second correlation error compensator preferably calculates the second correlation error value to the same value as the first correlation error value.

또한, 상기 G 채널 복원부는, 해당 W 픽셀 주변의 에지 정보를 추출하는 에지 정보 추출기; 상기 에지 정보 추출기의 출력을 이용하여 W 채널에서의 G 채널을 추정하는 G 채널 추정기; 상기 G 채널 추정기의 출력을 이용하여, 해당 W 픽셀의 주변의 상기 에지 정보 추출기에 의해 추출된 에지에 해당하는 G 픽셀에서의 W 픽셀을 추정하여, W 채널을 추정하는 W 채널 추정기; 및 상기 G 채널 추정기 및 상기 W 채널 추정기의 출력을 이용하여, W 채널 위치의 G 채널을 복원하는 G 채널 복원기;를 포함한다. 아울러, 상기 G 채널 복원기는, W 채널과 상기 G 채널 추정기에 의해 추정된 G 채널의 차이값 및 상기 W 채널 추정기에 의해 추정된 W 채널과 G 채널의 차이값에, 가중치를 할당하여 합산한 후, W 채널로부터 합산값을 빼는 것에 의해, 복원된 G 채널을 출력하는 것을 특징으로 한다.The G channel reconstructing unit may include: an edge information extractor extracting edge information around a corresponding W pixel; A G channel estimator for estimating a G channel in a W channel using an output of the edge information extractor; A W channel estimator that estimates the W channel by using the output of the G channel estimator to estimate the W pixel at the G pixel corresponding to the edge extracted by the edge information extractor around the W pixel; And a G channel reconstructor for reconstructing a G channel at a W channel position by using the outputs of the G channel estimator and the W channel estimator. In addition, the G channel reconstructor allocates a sum to a difference value between the W channel and the G channel estimated by the G channel estimator, and a difference value between the W channel and the G channel estimated by the W channel estimator, and adds the weighted sums. And subtracting the sum value from the W channel to output the restored G channel.

본 발명의 WRGB CFA 영상을 위한 처리 방법은, (a) RGB 채널의 밝기를 보상하는 단계; (b) W 채널과 RGB 채널 사이의 컬러 상관을 이용하여, W 채널의 컬러 상관 오차(Color Correlation Error)를 보상하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계에 의해 보상된 영상을 이용하여, W 채널 위치의 G 채널을 복원하는 단계;를 포함한다. 아울러, 상기 (b) 단계는, 상기 (a) 단계에 의해 밝기가 보상된 영상 또는 밝기가 보상되지 않은 영상 중 하나를 이용하는 것을 특징으로 한다.The processing method for the WRGB CFA image of the present invention includes the steps of: (a) compensating for brightness of an RGB channel; (b) compensating for the Color Correlation Error of the W channel using the color correlation between the W channel and the RGB channel; And (c) reconstructing the G channel of the W channel position by using the image compensated by the step (b). In addition, the step (b) is characterized in that using one of the image whose brightness is compensated by the step (a) or the image is not compensated for brightness.

또한, 상기 (a) 단계는, (a-1) 입력된 WRGB CFA 영상과 영상 처리된 RGB 영상을 이용하여 회귀 분석을 하는 단계; 및 (a-2) 상기 (a-1) 단계에 의한 분석 결과를 이용하여, RGB 채널의 밝기를 보상하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step (a), (a-1) performing a regression analysis using the input WRGB CFA image and the processed RGB image; And (a-2) compensating for the brightness of the RGB channel using the analysis result of step (a-1).

아울러, 상기 (a-1) 단계에 의한 영상 처리는, W 채널과 RGB 채널 사이의 컬러 상관을 이용하여 W 채널의 컬러 상관 오차(Color Correlation Error)를 보상하고, 컬러 상관 오차가 보상된 영상을 이용하여 W 채널 위치의 G 채널을 복원하고, 디모자이싱을 실시 후, R 채널, G 채널 및 B 채널의 밝기를 보상하는 것을 포함한다. 또한, 상기 (a-1) 단계는, 입력된 WRGB CFA 영상의 패치와 밝기 보상된 R 채널, G 채널 및 B 채널 각각을 이용하여 상관 계수를 산출하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 상기 (a-1) 단계에 의한 상관 계수의 산출은, 상기 패치의 픽셀 방향성을 고려하는 것을 특징으로 한다.In addition, the image processing according to the step (a-1), by using the color correlation between the W channel and the RGB channel to compensate for the color correlation error (Color Correlation Error) of the W channel, to compensate for the image Reconstructing the G channel at the W channel position, performing demosaicing, and compensating for the brightness of the R channel, the G channel, and the B channel. In the step (a-1), the correlation coefficient may be calculated by using the patch of the input WRGB CFA image and the luminance-compensated R, G, and B channels, respectively. Preferably, the calculation of the correlation coefficient according to the step (a-1) is characterized in that it takes into account the pixel orientation of the patch.

또한, 상기 (b) 단계는, (b-1) R 채널, G 채널 및 B 채널 각각을 보간(Interpolation)하는 단계; (b-2) 상기 (b-1) 단계에 의해 보간된 출력을 이용하여, 회귀 분석을 하는 단계; (b-3) 상기 (b-2) 단계의 분석 결과를 이용하여, 보간된 R 채널, 보간된 G 채널 및 보간된 B 채널에 의한 W 채널의 모델을 추정하는 단계; (b-4) 추정 전 W 채널 정보로부터 상기 (b-3) 단계에 의해 추정된 W 채널의 모델을 빼는 것에 의해 1차 상관 오차값을 산출하여 보상하는 단계; 및 (b-5) 상기 (b-4) 단계의 출력을 이용하여, 2차 상관 오차값을 산출하여 W 채널을 보상하는 단계;를 포함한다.In addition, the step (b), (b-1) interpolating each of the R channel, G channel and B channel (Interpolation); (b-2) performing a regression analysis using the output interpolated by step (b-1); (b-3) estimating a model of the interpolated R channel, the interpolated G channel, and the W channel by the interpolated B channel using the analysis result of step (b-2); (b-4) calculating and compensating a first order correlation error value by subtracting the model of the W channel estimated by step (b-3) from the W channel information before estimation; And (b-5) compensating for the W channel by calculating a second order correlation error value using the output of step (b-4).

아울러, 상기 (b-5) 단계는, 중심 W 픽셀을 기준으로 주변의 W 픽셀의 차이값의 절대값을 합산한 기울기값을 미리 정해진 설정값과 비교하여 상기 기울기값이 상기 설정값을 초과하거나, 상기 1차 상관 오차값이 추정 전 W 채널의 값 이상인 경우에는, 상기 2차 상관 오차값을 '0'으로 산출하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 (b-5) 단계는, 상기 기울기값이 상기 설정값 이하인 경우, 상기 1차 상관 오차값을 미디언 필터링(Median Filtering)을 실시하여, 상기 2차 상관 오차값을 산출한다. 바람직하게는, 상기 (b-5) 단계는, 추정 전 W 채널의 값이 포화된 값인 경우, 상기 1차 상관 오차값과 동일한 값으로 상기 2차 상관 오차값을 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the step (b-5), the inclination value of the sum of the absolute values of the difference values of the peripheral W pixels on the basis of the center W pixel is compared with a predetermined setting value, or the inclination value exceeds the setting value. When the primary correlation error value is equal to or greater than the value of the W channel before estimation, the secondary correlation error value is calculated as '0'. In the step (b-5), when the slope value is less than or equal to the set value, median filtering is performed on the first correlation error value to calculate the second correlation error value. Preferably, in the step (b-5), when the value of the W channel before the estimation is a saturated value, the second correlation error value is calculated using the same value as the first correlation error value.

또한, 상기 (c) 단계는, (c-1) 해당 W 픽셀 주변의 에지 정보를 추출하는 단계; (c-2) 상기 (c-1) 단계의 출력을 이용하여, W 채널에서의 G 채널을 추정하는 단계; (c-3) 상기 (c-2) 단계의 출력을 이용하여, 해당 W 픽셀의 주변의 상기 (c-1) 단계에 의해 추출된 에지에 해당하는 G 픽셀에서의 W 픽셀을 추정하여, W 채널을 추정하는 단계; 및 (c-4) 상기 (c-2) 단계 및 상기 (c-3) 단계의 출력을 이용하여, W 채널 위치의 G 채널을 복원하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, step (c) may include (c-1) extracting edge information around the corresponding W pixel; (c-2) estimating the G channel in the W channel using the output of the step (c-1); (c-3) Using the output of step (c-2), the W pixel at the G pixel corresponding to the edge extracted by step (c-1) around the corresponding W pixel is estimated, and W Estimating a channel; And (c-4) restoring the G channel of the W channel position by using the outputs of the steps (c-2) and (c-3).

바람직하게는, 상기 (c-4) 단계는, W 채널과 상기 (c-2) 단계에서 추정된 G 채널의 차이값 및 상기 (c-3) 단계에서 추정된 W 채널과 G 채널의 차이값에, 가중치를 할당하여 합산한 후, W 채널로부터 합산값을 빼는 것에 의해, 복원된 G 채널을 출력하는 것을 특징으로 한다.Preferably, in step (c-4), the difference between the W channel and the G channel estimated in the step (c-2) and the difference between the W channel and the G channel estimated in the step (c-3). After the weights are assigned and added, the summed values are subtracted from the W channel to output the restored G channel.

본 발명의 WRGB CFA 영상을 위한 처리 장치 및 그 처리 방법에 따르면, W 채널과 RGB 채널의 상관 관계를 정의하여 W 채널의 포화·잡음 등 오차를 보상할 수 있고, 에지 영역에 강인하고 정확한 G 채널 복원이 가능하다.According to the processing apparatus for the WRGB CFA image of the present invention and the processing method thereof, the correlation between the W channel and the RGB channel can be defined to compensate for errors such as saturation and noise of the W channel, and is robust and accurate to the edge region of the G channel. Restoration is possible.

아울러, 본 발명에 따르면 RGB 채널의 대역이 모두 합쳐진 밝기 성분으로 볼 수 있는 W 채널을 밝기 정보로 이용함으로써 더 밝은 CFA 영상을 얻을 수 있다.In addition, according to the present invention, a brighter CFA image may be obtained by using the W channel, which is viewed as a brightness component in which all the bands of the RGB channels are combined, as the brightness information.

도 1a는 일반적인 WRGB CFA의 영상의 패턴도.
도 1b는 에지 방향성의 설명도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 WRGB CFA 영상을 위한 처리 장치의 구성도.
도 3은 밝기 보상부의 구성도.
도 4는 회귀 상관 계수 행렬(c)의 추정에 관한 설명도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상관 오차 보상부의 구성도.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 G 채널 복원부의 구성도.
1A is a pattern diagram of an image of a typical WRGB CFA.
1B is an explanatory diagram of edge directionality.
2 is a block diagram of a processing apparatus for WRGB CFA image according to an embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram of a brightness compensator.
4 is an explanatory diagram for estimating a regression correlation coefficient matrix (c).
5 is a block diagram of a correlation error compensator according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 is a block diagram of a G channel recovery unit according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 WRGB CFA 영상을 위한 처리 장치 및 그 처리 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 하기의 실시예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 해석된다.Hereinafter, a processing apparatus for a WRGB CFA image and a processing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following examples of the present invention are intended to embody the present invention, but not to limit or limit the scope of the present invention. From the detailed description and examples of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains can easily be interpreted as belonging to the scope of the present invention.

먼저, 하기에 본 발명의 WRGB CFA 영상을 위한 처리 장치(1000) 및 그 처리 방법에 대해 개략적으로 설명하기로 한다.First, a processing apparatus 1000 for a WRGB CFA image of the present invention and a processing method thereof will be described below.

본 발명은 WRGB CFA(Color Filter Array)를 사용한 카메라로부터 획득한 W(White), R(Red), G(Green), B(Blue) 채널의 원시(Raw) 데이터를 가지고 가장 일반적으로 사용되는 RGB CFA의 디모자이싱(Demosaicing)에 적용될 수 있도록 W 위치의 G를 추정 및 복원하여 베이어(Bayer) 영상을 생성하고 W 채널을 이용하여 해당 영상의 밝기를 향상시키고자 한다. 본 발명은 W 채널을 이용하여 향상된 밝기의 WRGB CFA 영상을 얻는 과정, W 채널과 RGB 채널 간의 상관 오차(Correlation Error)를 보상하는 과정, W 위치의 G를 복원하는 과정으로 나누어진다.The present invention is the most commonly used RGB with raw data of W (White), R (Red), G (Green), B (Blue) channels obtained from a camera using WRGB CFA (Color Filter Array) In order to be applied to demosaicing of CFA, a Bayer image is generated by estimating and reconstructing the G of the W position, and the brightness of the corresponding image is improved by using the W channel. The present invention is divided into a process of obtaining a WRGB CFA image of improved brightness using a W channel, a process of compensating a correlation error between the W channel and the RGB channel, and a process of restoring G at the W position.

먼저, W, R, G, B 각 채널을 보간(Interpolation)하여 RGB 영상과 그와 같은 크기의 W 영상을 얻는다. RGB 영상을 YCbCr 변환하여 밝기 성분인 Y 값을 보간된 W로 대체한다. 이를 통해 얻은 향상된 밝기의 RGB 영상을 원래 WRGB CFA 영상에서의 대응되는 픽셀과 그 주변 픽셀들의 선형 결합으로 회귀 분석한다. 이때 회귀 분석은 에지 방향(Edge Direction) 별로 패치(Patch)를 나누어 각각 수행되며, 이를 통해 얻은 상관 계수 행렬(Coefficient Matrix)들을 이용해 WRGB CFA 영상의 R, G, B 밝기를 향상시킨다. First, the W, R, G, and B channels are interpolated to obtain an RGB image and a W image having the same size. YCbCr transforms the RGB image and replaces the Y component, which is the brightness component, with the interpolated W. The enhanced brightness RGB image is then regressed by the linear combination of the corresponding pixels in the original WRGB CFA image and its surrounding pixels. In this case, regression analysis is performed by dividing a patch for each edge direction, and the R, G, and B brightness of the WRGB CFA image is improved by using correlation coefficient matrices obtained therefrom.

다음으로, 향상된 밝기의 WRGB CFA 영상에서 W 채널과 RGB 채널 간에 존재할 수 있는 상관 오차를 보상한다. 다중선형회귀분석을 통해 W 채널과 RGB 채널 간의 선형 모델을 정의하고 선형 모델을 통해 생성되는 W 채널과 실제 W 사이의 오차를 구한다. 이 오차를 미디언 필터링(Median Filtering)과 쓰레스홀딩(Thresholding)을 이용하여 보정하고, 이렇게 보정된 오차를 W 채널에 빼줌으로써 상관 오차를 보상한다. Next, in the WRGB CFA image of the enhanced brightness, a correlation error that may exist between the W channel and the RGB channel is compensated for. Multiple linear regression analysis is used to define a linear model between the W and RGB channels and find the error between the W channel and the actual W generated by the linear model. The error is corrected using median filtering and thresholding, and the corrected error is subtracted into the W channel to compensate for the correlation error.

마지막으로 W 위치의 G를 복원하여 베이어 영상을 얻는다. 복원 과정은 에지 방향 정보에 따른 대각 방향의 G 채널을 이용한 보간, W 채널을 이용한 라플라시안 필터링(Laplace Filtering)으로 일차적인 W 위치의 G를 구하고, 또 W 픽셀 주변의 G 위치에서 주변 픽셀 값과 선형 모델을 통해 W를 추정하여 각 위치에서의 W와 G의 차이를 거리에 따라 가중합(Weighted Sum) 하여 최종적으로 W에 빼준다.Finally, the Bayer image is obtained by restoring G at the W position. The reconstruction process obtains the primary G position G by interpolation using the G channel in the diagonal direction according to the edge direction information and Laplacesian filtering using the W channel. The model is estimated by W and weighted sum of the difference between W and G at each position is subtracted to W finally.

본 발명의 주요한 특징은 다음과 같다. 본 발명에서는 회귀 상관 계수 행렬들을 획득함으로써 디모자이싱 이전에 W를 통해 R, G, B 각 채널 밝기를 향상시킨다. 따라서 W 성분을 통한 밝기 향상 과정이 디모자이싱 기법에 영향을 미치지 않으며, 단순 이득 변경 대비 잡음 증폭이 적은 방식으로 밝기를 향상시킨다. 그리고 G 채널로 복원되는 W 채널 자체에 있을 오차를 먼저 보상한다. 이러한 과정을 통해 W 채널의 포화, 잡음 등에 인한 정보 손실 및 이미지 센서로 들어오는 빛의 스펙트럼에 따라 발생할 수 있는 W 채널과 RGB 채널 간의 오차를 줄일 수 있다. 또한, 에지 정보와 W 픽셀 주변 픽셀들의 값을 고르게 이용하는 방식으로 에지 영역에 강인하고 더욱 정확한 G 채널 복원을 수행한다.The main features of the present invention are as follows. In the present invention, regression correlation coefficient matrices are obtained to improve R, G and B channel brightness through W before demosaicing. Therefore, the brightness enhancement process through the W component does not affect the demosaicing technique and improves the brightness in such a way that the noise amplification is less than the simple gain change. The error in the W channel itself restored to the G channel is first compensated for. This reduces the error between the W and RGB channels, which can occur due to information loss due to saturation of the W channel, noise, and the spectrum of light entering the image sensor. In addition, the edge information and the value of the pixels around the W pixel are evenly used to perform a robust and more accurate G channel reconstruction in the edge area.

도 1a는 일반적인 WRGB CFA의 영상의 패턴도 및 도 1b는 에지 방향성의 설명도이다.FIG. 1A is a pattern diagram of an image of a general WRGB CFA, and FIG. 1B is an explanatory diagram of edge orientation.

도 1a 및 도 1b에 의해 종래 기술에 따른 WRGB CFA 영상을 위한 처리 기법에 대해 설명하기로 한다.A processing technique for a WRGB CFA image according to the prior art will be described with reference to FIGS. 1A and 1B.

WRGB CFA 영상 디모자이싱을 위한 G 채널 복원의 기본적인 기법은 W 채널이 RGB 각 채널의 단순합과 같다는 가정에서 시작한다. 따라서 [수학식 1]과 같이 임의로 정한 범위 내에서 W 주변의 RGB 각 채널의 평균을 구하고 그것들의 합에서의 G 채널의 비율을 W에 곱하는 것으로 W 위치에서의 G 채널값인 Gw를 구할 수 있다. The basic technique of G channel reconstruction for WRGB CFA image demosaicing begins with the assumption that the W channel is equal to the simple sum of each RGB channel. Therefore, by calculating the average of each RGB channel around W within the arbitrarily defined range as shown in [Equation 1], multiplying the ratio of G channels in their sum by W to obtain the G channel value Gw at the W position. .

Figure 112018012889517-pat00001
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그러나 W가 RGB의 단순합과 같다는 것은 이상적인 경우이고 현실에서는 적용되지 않는 경우가 많기 때문에, 이러한 방식은 정확하지 않은 G 채널 값 추정의 원인이 된다. 또한, W 주변 픽셀들의 평균으로 RGB 각 채널 값을 구하기 때문에 edge 영역에서 디모자이싱 결과가 블러(Blur)되는 현상이 발생한다. 이외에도 필터링(Filtering) 기반의 다른 기본적인 기법들이 존재하지만 에지 영역에서 정확하지 않은 RGB 값을 복원하는 것은 동일하다.However, since W is equal to the simple sum of RGB and is often not applicable in practice, this approach causes inaccurate G channel value estimation. In addition, since the value of each RGB channel is obtained as the average of the pixels around W, the demosaicing result is blurred in the edge region. Other basic techniques based on filtering exist, but recovering inaccurate RGB values in the edge region is the same.

종래에도 에지 영역에서 적응적으로 G 채널을 복원하기 위한 기술은 연구되어져 왔다. 이러한 연구의 기본적인 개념은 각각 [수학식 2]에 의해 에지 강도(Edge Strength)를 추출하고, [수학식 3] 내지 [수학식 5]에 의해 에지 방향(Edge Direction)을 추출하여 이를 통해 일정 에지 방향의 픽셀들의 정보만 사용하는 것이다. Conventionally, techniques for adaptively reconstructing the G channel in the edge region have been studied. The basic concept of this study is to extract the edge strength by [Equation 2], and to extract the edge direction by [Equation 3] to [Equation 5], through which the constant edge It only uses the information of the pixels in the direction.

Figure 112018012889517-pat00002
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Figure 112018012889517-pat00003
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Figure 112018012889517-pat00004
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Figure 112018012889517-pat00005
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일반적으로 RGB 중 G 채널의 감도가 높고 이는 W 채널의 대각 방향에 위치하므로 에지 강도를 통해 대각 방향 에지 방향을 구하여 해당 방향의 G 채널과 W 채널을 복원에 이용한다. 그러나 이러한 방법은 일반적으로 W를 중심으로 하는 5×5 배열(Array) 내에서 이루어지며 해당 배열 내에서 추출한 에지 방향의 픽셀들을 가중치(Weight) 고려 없이 사용하므로 정밀하다고 보기 어렵다.In general, the sensitivity of the G channel among the RGB is high, and it is located in the diagonal direction of the W channel. Therefore, the diagonal direction of the diagonal direction is obtained through the edge strength, and the G channel and the W channel of the corresponding direction are used for reconstruction. However, this method is generally performed in a 5 × 5 array centered on W, and it is difficult to be precise because it uses the pixels in the edge direction extracted in the array without considering the weight.

또한, 가중치를 고려하더라도 서로 다른 채널의 에지 강도를 혼용해서 사용하여 가중치를 구하는 경우가 있다. 이러한 방식의 문제는 각 채널 간의 감도 차이를 고려하지 않는다는 것이다. 예를 들어 만약 전체 RGB 영상 기준으로는 해당 픽셀 주변에 같은 값이 분포되어 있다고 하더라도 모자익(Mosaic) 패턴 상에서 W 픽셀에서 구한 에지 강도는 B 픽셀에서 구한 에지 강도와 차이가 있다. 이는 W 픽셀 주변에는 4개의 G 픽셀, 각 1개씩의 R, B 픽셀이 있지만 B 픽셀 주변에는 4개의 W 픽셀, 각 1개씩의 R, G 픽셀이 있어서 에지 강도를 구하기 위한 파라미터(Parameter)가 근본적으로 다르기 때문이다. 그러므로 이를 채널별로 계산하는 것이 아니라 혼용해서 계산하여 가중치 성분으로 사용하는 것은 오차를 야기할 수 있으며 특히 저조도와 같이 센서 감도에 따라 결과가 민감한 경우에는 그러한 문제가 더욱 크게 발생할 수 있다. In addition, even if the weight is taken into consideration, the weight may be obtained by using a mixture of edge strengths of different channels. The problem with this approach is that it does not take into account the difference in sensitivity between each channel. For example, even if the same value is distributed around the corresponding pixel based on the entire RGB image, the edge intensity obtained from the W pixel on the mosaic pattern is different from the edge intensity obtained from the B pixel. This is because there are four G pixels around each W pixel and one R and B pixel, but there are four W pixels and one R and G pixel around the B pixel. Because it is different. Therefore, using this as a weight component instead of calculating it for each channel may cause errors, especially when the result is sensitive to sensor sensitivity such as low light.

하기에 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 WRGB CFA 영상을 위한 처리 장치(1000)의 동작에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation of the processing apparatus 1000 for the WRGB CFA image according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 WRGB CFA 영상을 위한 처리 장치(1000)는 DSP(Digital Signal Processor), MCU, MPU, CPU 등의 프로세서를 포함하여 구현될 수도 있다. The processing apparatus 1000 for the WRGB CFA image according to an exemplary embodiment of the present invention may be implemented by including a processor such as a digital signal processor (DSP), an MCU, an MPU, a CPU, and the like.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 WRGB CFA 영상을 위한 처리 장치(1000)의 구성도를 나타낸다.2 is a block diagram of a processing apparatus 1000 for a WRGB CFA image according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 WRGB CFA 영상을 위한 처리 장치(1000)는, 밝기 보상부(100), 상관 오차 보상부(200) 및 G 채널 복원부(300)를 포함하여 구성된다.As can be seen from FIG. 2, the processing apparatus 1000 for the WRGB CFA image according to an exemplary embodiment of the present invention may include a brightness compensator 100, a correlation error compensator 200, and a G channel reconstructor ( 300).

밝기 보상부(100)는, RGB 채널의 밝기를 보상하는 역할을 한다. 즉, 밝기 보상부(100)는, W 채널을 이용해 WRGB CFA 영상의 R, G, B 픽셀 밝기를 향상시킨다. 아울러, 상관 오차 보상부(200)는, W 채널과 RGB 채널 사이의 컬러 상관을 이용하여, W 채널의 컬러 상관 오차(Color Correlation Error)를 보상한다. 또한, G 채널 복원부(300)는, 상관 오차 보상부(200)에 의해 보상된 영상을 이용하여, W 채널 위치의 G 채널을 복원하는 역할을 한다.The brightness compensator 100 compensates for the brightness of the RGB channel. That is, the brightness compensator 100 improves the R, G, and B pixel brightness of the WRGB CFA image using the W channel. In addition, the correlation error compensator 200 compensates for the color correlation error of the W channel by using the color correlation between the W channel and the RGB channel. In addition, the G channel reconstructor 300 restores the G channel at the W channel position by using the image compensated by the correlation error compensator 200.

상관 오차 보상부(200)는, 밝기 보상부(100)에 의해 밝기가 보상된 영상 또는 밝기가 보상되지 않은 영상 중 하나를 이용하는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 처리 장치(1000)는, 조도가 일정값 이하인 경우에는 밝기 보상부(100)에 의해 밝기를 보상하여 상관 오차를 보상하고, 조도가 일정값을 초과하는 경우에는 별도의 밝기 보상 없이 상관 오차를 보상하게 된다.The correlation error compensator 200 uses one of an image whose brightness is compensated by the brightness compensator 100 or an image whose brightness is not compensated. That is, the processing apparatus 1000 of the present invention compensates for the correlation error by compensating the brightness by the brightness compensator 100 when the illuminance is equal to or less than a predetermined value, and separate brightness compensation when the illuminance exceeds the predetermined value. Compensation error is compensated for.

즉, 밝기 보상부(100)는 저조도 영상에서 활용 가치가 크며, 밝기 향상이 필요하지 않은 영상에서는 선택적으로 생략하여, CFA 원본 영상으로 상관 오차 보상과 G 채널 복원 단계를 수행할 수 있다. 복원된 RGB 베이어 패턴의 경우 종래의 디모자이싱 기법을 이용하여 완전한 RGB 영상을 얻을 수 있다.That is, the brightness compensator 100 may have a high utilization value in the low light image and selectively omit the image in which brightness enhancement is not required, thereby performing the correlation error compensation and the G channel reconstruction step as the original CFA image. In the case of the reconstructed RGB Bayer pattern, a complete RGB image can be obtained by using a conventional demosaicing technique.

도 3은 밝기 보상부(100)의 구성도를 나타낸다.3 shows a configuration diagram of the brightness compensator 100.

도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 밝기 보상부(100)는, 제 1 회귀 분석기(110) 및 추론기(120)를 포함한다. As can be seen from FIG. 3, the brightness compensator 100 includes a first regression analyzer 110 and an inference device 120.

제 1 회귀 분석기(110)는, 입력된 WRGB CFA 영상과 영상 처리된 RGB 영상을 이용하여 회귀 분석을 실시한다. 아울러, 추론기(120)는, 제 1 회귀 분석기(110)에 의한 분석 결과를 이용하여, RGB 채널의 밝기를 보상하여 WRGB 영상을 출력한다.The first regression analyzer 110 performs a regression analysis using the input WRGB CFA image and the processed RGB image. In addition, the reasoning unit 120 outputs the WRGB image by compensating the brightness of the RGB channel using the analysis result of the first regression analyzer 110.

WRGB CFA에서 W 채널은 RGB 모든 채널의 파장에 대한 빛 에너지를 받아들이기 때문에 높은 밝기값을 가지고 있다. 따라서 W 채널은 RGB 영상의 휘도(Luminance) 정보를 가지고 있다고 볼 수 있으며 RGB 각 채널 정보를 통해 추정한 휘도보다 밝은 값을 갖는다. 따라서 저조도 환경에서는 W 채널을 휘도 정보로 이용하는 경우에 더욱 밝은 영상을 얻을 수 있다. 이를 수행하는 방법으로는 디모자이싱 과정에서 W, R, G, B 성분을 각각 보간하고 얻은 RGB 영상의 YCbCr 변환을 통해 밝기 성분 Y를 보간된 W로 대체하는 것이다. 그러나 이 경우 W를 통해 밝기를 변환하는 과정이 디모자이싱의 뒷부분에서 실시기 때문에 WRGB CFA 영상을 기존에 가지고 있던 베이어 영상을 위한 디모자이싱 기법에 그대로 사용하고자 할 때에 구현이 어렵다. 제안하는 발명에서는 WRGB CFA 패턴 상에서 W 정보를 이용하여 R, G, B 성분의 밝기를 보상하여 디모자이싱 과정에서 추가적인 연산이 발생하지 않도록 할 수 있다. 해당 과정은 제 1 회귀 분석기(110)에 의한 회귀 분석 과정과 추론기(120)에 의한 추론(Inference) 과정으로 나누어진다. 회귀 분석 과정은 제 1 상관 오차 보상 모듈(111)에 의한 상관 오차 보상, G 채널 복원 모듈(112)에 의한 G 채널 복원, 디모자이싱 모듈(113)에 의한 디모자이싱 과정, 상관 계수 추정 모듈(115)에 의한 상관 계수 추정으로 나누어진다. 상관 오차 보상과 G 채널 복원 과정은 후술할 예정이고 디모자이싱 과정은 종래의 기법을 이용한다. In the WRGB CFA, the W channel has high brightness because it accepts light energy for the wavelengths of all RGB channels. Therefore, the W channel may be regarded as having luminance information of the RGB image, and has a brighter value than the luminance estimated by the RGB channel information. Therefore, a brighter image can be obtained when the W channel is used as luminance information in a low light environment. In this method, the W, R, G, and B components are interpolated during the demosaicing process, and the brightness component Y is replaced with the interpolated W through YCbCr conversion of the RGB image. However, in this case, since the process of converting the brightness through W is performed later in the demosaicing, it is difficult to implement the WRGB CFA image when it is used in the demosaicing technique for the Bayer image. The proposed invention can compensate for the brightness of R, G, and B components by using W information on the WRGB CFA pattern so that no additional computation occurs in the demosaicing process. The process is divided into a regression analysis process by the first regression analyzer 110 and an inference process by the inference unit 120. The regression analysis process may include correlation error compensation by the first correlation error compensation module 111, G channel recovery by the G channel recovery module 112, demosaicing by the demosaicing module 113, and correlation coefficient estimation module. It is divided into the correlation coefficient estimation by 115. The correlation error compensation and the G channel reconstruction process will be described later, and the demosaicing process uses a conventional technique.

회귀 분석 과정에서는 WRGB CFA의 영상과 디모자이싱 및 밝기 보상과정 등을 거쳐 복원된 RGB 컬러 영상을 쌍으로 이용한다. 먼저, WRGB CFA에서 R, G, B 성분에 해당하는 픽셀을 중심으로 3×3 크기의 패치와 그에 대응되는 밝기가 보상된 R,G,B 정보를 이용하여 회귀 분석한다.The regression analysis uses pairs of RGB color images reconstructed through the WRGB CFA image, demosaicing and brightness compensation. First, in the WRGB CFA, regression analysis is performed using R, G, and B information having a 3 × 3 patch and brightness corresponding to brightness corresponding to pixels corresponding to R, G, and B components.

도 4는 회귀 상관 계수 행렬(c)의 추정에 관한 설명도이다.4 is an explanatory diagram for estimating the regression correlation coefficient matrix c.

즉, 본 발명의 제 1 회귀 분석기(110)는, 도 4와 같이 WRGB CFA 패치와 밝기 보상된 R 채널을 이용하여 [수학식 6]을 만족하는 회귀 상관 계수 행렬(c)을 추정한다.That is, the first regression analyzer 110 of the present invention estimates the regression correlation coefficient matrix c that satisfies Equation 6 using the WRGB CFA patch and the brightness compensated R channel as shown in FIG. 4.

Figure 112018012889517-pat00006
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이때 회귀 상관 계수는 R, G, B 컬러 채널에 따라 각각 구하고, WRGB 패턴을 기준으로 에지의 방향성을 이용한다. 에지 방향성은 수직, 수평, 대각 방향으로 8개의 방향과 방향성이 없는 경우를 고려하여 총 9개의 모드를 추정한다. 회귀 상관 계수 행렬은 동일한 컬러 채널과 에지 방향에 해당하는 WRGB CFA 패치를 모아서 전역적인 추정하고 이때 컬러 채널(3개)와 에지 방향성(9개)을 고려하여 총 27개의 회귀 상관 계수 행렬을 얻게 된다. In this case, the regression correlation coefficients are obtained according to the R, G, and B color channels, respectively, and the edge direction is used based on the WRGB pattern. Edge directionality is estimated in a total of nine modes in consideration of eight directions and cases where there is no direction in the vertical, horizontal and diagonal directions. The regression correlation coefficient matrix collects WRGB CFA patches corresponding to the same color channel and edge direction and estimates them globally. A total of 27 regression correlation coefficient matrices are obtained by considering the color channel (3) and the edge direction (9). .

상술한 동작을 위해, 제 1 회귀 분석기(110)는, 제 1 상관 오차 보상 모듈(111), G 채널 복원 모듈(112), 디모자이싱 모듈(113), 밝기 보상 모듈(114) 및 상관 계수 추정 모듈(115)을 포함한다.For the above operation, the first regression analyzer 110, the first correlation error compensation module 111, G channel recovery module 112, demosaicing module 113, brightness compensation module 114 and correlation coefficient Estimation module 115 is included.

제 1 회귀 분석기(110)에 의한 영상 처리는, 제 1 상관 오차 보상 모듈(111)에 의해 W 채널과 RGB 채널 사이의 컬러 상관을 이용하여 W 채널의 컬러 상관 오차(Color Correlation Error)를 보상하고, G 채널 복원 모듈(112)에 의해 컬러 상관 오차가 보상된 영상을 이용하여 W 채널 위치의 G 채널을 복원하고, 디모자이싱 모듈(113)에 의해 디모자이싱을 실시 후, 밝기 보상 모듈(114)에 의해 R 채널, G 채널 및 B 채널의 밝기를 보상하는 것을 포함한다. 아울러, 상관 계수 추정 모듈(115)은, 입력된 WRGB CFA 영상의 패치와 밝기 보상된 R 채널, G 채널 및 B 채널 각각을 이용하여 상관 계수를 산출한다. 상관 계수 추정 모듈(115)에 의한 상관 계수의 산출은, 패치의 픽셀 방향성을 고려하는 것이 바람직하다.The image processing by the first regression analyzer 110 compensates for the color correlation error of the W channel by using the color correlation between the W channel and the RGB channel by the first correlation error compensation module 111. After reconstructing the G channel of the W channel position using the image whose color correlation error is compensated by the G channel reconstruction module 112, and performing demosaicing by the demosaicing module 113, the brightness compensation module ( 114) to compensate for the brightness of the R, G and B channels. In addition, the correlation coefficient estimation module 115 calculates a correlation coefficient by using patches of the input WRGB CFA image and brightness compensated R, G, and B channels, respectively. The calculation of the correlation coefficient by the correlation coefficient estimation module 115 preferably takes into account the pixel orientation of the patch.

제 1 상관 오차 보상 모듈(111) 및 G 채널 복원 모듈(112)의 더욱 구체적인 동작은, 상관 오차 보상부(200)와 G 채널 복원부(300)의 동작과 유사하다.More specific operations of the first correlation error compensation module 111 and the G channel recovery module 112 are similar to those of the correlation error compensation unit 200 and the G channel recovery unit 300.

추론기(120)는, 추론 과정에서는 입력 WRGB CFA에 대하여 현재 픽셀을 기준으로 주변 8 픽셀을 이용하여 에지 방향성을 추정한다. 아울러, 추론기(120)는 컬러 채널과 에지 방향에 따른 회귀 상관 계수 행렬을 호출하여 현재 픽셀을 중심으로 하는 3×3 패치와 가중합을 수행해 R, G, B 픽셀의 밝기가 향상된 WRGB CFA를 출력한다.In the inference process, the inference process 120 estimates the edge directionality of the input WRGB CFA using 8 pixels around the current pixel. In addition, the inference unit 120 calls the regression correlation coefficient matrix according to the color channel and the edge direction to perform weighted summation with the 3 × 3 patch centering on the current pixel to obtain the WRGB CFA with improved brightness of the R, G, and B pixels. Output

센서를 통해 들어오는 신호는 일반적으로 8bit 데이터이므로 이를 초과하는 빛은 모두 8bit 최고 수치인 255로 포화되게 된다. W 채널은 모든 컬러 대역이 통과된 빛의 세기 값을 가지기 때문에 높은 감도를 갖지만 그만큼 높은 조도 환경에서 포화가 잘 일어나 해당 영역의 정보를 잃게 된다. 또한, RGB 각 대역을 따로 얻어서 합친 것과 W 채널은 특정 대역에서 오차가 발생한다. 그리고 잡음 등에 의해 W와 RGB 간의 상관(Correlation)이 떨어지는 영역에서도 부정확한 G 채널 복원이 이루어질 수 있다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여 상관 오차 보상부(200)는, W와 RGB 간의 상관 오차를 W 채널에 보상해준다. The signal coming through the sensor is typically 8-bit data, so any light that exceeds it will saturate to the highest 8-bit 255. The W channel has high sensitivity because all color bands have the intensity of light passed through them, but saturation occurs well in such a high illumination environment and the information in the area is lost. In addition, each of the RGB bands separately obtained and combined with the W channel causes an error in a specific band. Incorrect G channel recovery may be performed even in a region where correlation between W and RGB is degraded due to noise. Therefore, in order to solve this problem, the correlation error compensator 200 compensates the correlation error between W and RGB in the W channel.

도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상관 오차 보상부(200)의 구성도를 나타낸다.5 is a block diagram of the correlation error compensator 200 according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상관 오차 보상부(200)는, 보간기(210), 제 2 회귀 분석기(220), 모델 추정기(230), 1차 상관 오차 보상기(240) 및 2차 상관 오차 보상기(250)를 포함한다.As can be seen from Figure 5, the correlation error compensator 200 according to an embodiment of the present invention, the interpolator 210, the second regression analyzer 220, the model estimator 230, the first order correlation Error compensator 240 and second order correlation error compensator 250.

보간기(210)는, R 채널, G 채널 및 B 채널 각각을 보간(Interpolation)하는 역할을 한다. 제 2 회귀 분석기(220)는, 보간기(210)에 의해 보간된 출력을 이용하여, 회귀 분석을 실시한다. 모델 추정기(230)는, 제 2 회귀 분석기(220)의 분석 결과를 이용하여, 보간된 R 채널, 보간된 G 채널 및 보간된 B 채널에 의한 W 채널의 모델을 추정한다.The interpolator 210 serves to interpolate each of the R channel, the G channel, and the B channel. The second regression analyzer 220 uses the output interpolated by the interpolator 210 to perform a regression analysis. The model estimator 230 estimates a model of the W channel by the interpolated R channel, the interpolated G channel, and the interpolated B channel, using the analysis result of the second regression analyzer 220.

모델 추정기(230)에 추정되는 W 채널의 모델은, 다음의 [수학식 7]과 같이 나타낼 수 있다. The model of the W channel estimated by the model estimator 230 may be represented by Equation 7 below.

Figure 112018012889517-pat00007
Figure 112018012889517-pat00007

Rw, Gw, Bw는 각각 W 위치의 RGB 값이고,

Figure 112018012889517-pat00008
,
Figure 112018012889517-pat00009
,
Figure 112018012889517-pat00010
는 상관 계수이다. 이때의 Rw, Gw, Bw는 보간기(210)에 의해 RGB 각 채널을 바이큐빅(Bicubic) 등의 기법으로 보간하여 추정할 수 있다. 아울러, 제 2 회귀 분석기(220)는 상관 계수를 구하기 위해 [수학식 8]과 같이 LSM(Least Square Minimize)을 이용한 다중선형회귀분석(multi variable linear regression) 방식을 사용할 수 있다.Rw, Gw, and Bw are the RGB values of the W position, respectively.
Figure 112018012889517-pat00008
,
Figure 112018012889517-pat00009
,
Figure 112018012889517-pat00010
Is the correlation coefficient. At this time, Rw, Gw, and Bw may be estimated by interpolating each RGB channel by a technique such as bicubic. In addition, the second regression analyzer 220 may use a multi-variable linear regression method using a Least Square Minimize (LSM) method as shown in Equation 8 to obtain a correlation coefficient.

Figure 112018012889517-pat00011
Figure 112018012889517-pat00011

이를 통해 얻은

Figure 112018012889517-pat00012
,
Figure 112018012889517-pat00013
,
Figure 112018012889517-pat00014
를 이용하여 정의된 모델에 의해 생성된 W 채널을 WE라 하면 이를 원래의 W 채널에 빼주는 것으로 1차 상관 오차 보상기(240)는, 1차상관 오차값을 구할 수 있다. 즉, 1차 상관 오차 보상기(240)는, 추정 전 W 채널 정보로부터 모델 추정기(230)에 의해 추정된 W 채널의 모델을 빼는 것에 의해 1차 상관 오차값을 산출하여 보상한다. From this
Figure 112018012889517-pat00012
,
Figure 112018012889517-pat00013
,
Figure 112018012889517-pat00014
When the W channel generated by the model defined by using W E is subtracted from the original W channel, the first order correlation error compensator 240 may obtain a first correlation error value. That is, the primary correlation error compensator 240 calculates and compensates the primary correlation error value by subtracting the model of the W channel estimated by the model estimator 230 from the W channel information before estimation.

그러나 WE 역시 정확한 RGB 값을 이용해 얻은 것이 아니므로 이렇게 구한 상관 오차에는 보정이 필요하다. WE는 W 위치의 정확한 RGB 값이 아니라 보간을 한 RGB 값을 통해 구한 것으로 일종의 저역 통과 필터링(Low Pass Filtering) 된 신호라고 볼 수 있고, 원래의 W 채널에 WE를 빼준 상관 오차에는 이로 인해 발생한 고주파 성분이 포함되어 있다. 따라서 이러한 고주파 성분을 보간 오차(Interpolation Error)라고 볼 수 있는데 이를 보정해 주어야 한다. 따라서 1차 상관 오차 보상기(240)에 의해 일차적으로 얻은 상관 오차에 이러한 보간 오차를 보정하기 위하여, 2차 상관 오차 보상기(250)는 미디언 필터링 및 쓰레스홀딩을 수행한다.However, since W E is also not obtained using the exact RGB values, the correlation error thus obtained requires correction. W E is obtained from the interpolated RGB value rather than the exact RGB value of the W position. It can be regarded as a low pass filtered signal, and due to the correlation error of subtracting W E from the original W channel, Generated high frequency components are included. Therefore, this high frequency component can be regarded as interpolation error, and should be corrected. Therefore, in order to correct this interpolation error in the correlation error obtained by the primary correlation error compensator 240, the secondary correlation error compensator 250 performs median filtering and thresholding.

고주파 성분은 에지 영역과 고주파 패턴이 있는 부분으로 나눌 수 있다. 먼저 에지에 해당하는 영역의 보간 오차는 일반적으로 희박(Sparse)하다. 따라서 미디언 필터링으로 해당 영역의 오차를 줄일 수 있다. 그러나, W 채널이 포화된 영역의 경우에는 원래의 W 채널에는 정보가 없고 상관 오차만 정보를 가지고 있다. 따라서 해당 영역에 미디언 필터링을 수행하는 것은 복원된 G 채널을 블러 시키는 출력을 낳는다. 따라서, 2차 상관 오차 보상기(250)는, 포화영역을 제외하고 선택적으로 미디언 필터링을 수행하는 것으로 이러한 문제를 해결할 수 있다. The high frequency component may be divided into portions having an edge region and a high frequency pattern. First, the interpolation error of the region corresponding to the edge is generally sparse. Therefore, median filtering can reduce the error in the area. However, in the case where the W channel is saturated, the original W channel has no information, and only the correlation error has information. Therefore, performing median filtering on that region produces an output that blurs the reconstructed G channel. Accordingly, the secondary correlation error compensator 250 may solve this problem by selectively performing median filtering except for the saturation region.

아울러, 고주파 패턴이 있는 부분에서는 상관 오차에 대한 영향에 비해 해당 패턴이 분명하게 나타나게 되므로 상관 오차를 미디언 필터링하여 W에서 빼주는 보상 방식은 오히려 패턴에 악영향을 줄 수 있다. 따라서, 2차 상관 오차 보상기(250)는 [수학식 9]과 같이 W 픽셀에서의 기울기(Gradient) 값을 구하여 임계(Threshold) 이상의 값을 갖는 고주파 패턴 영역에서는 상관 오차를 보상해 주지 않는 방식을 취한다. In addition, since the corresponding pattern is clearly shown in the portion having the high frequency pattern, the compensation method of filtering the correlation error from the median and subtracting it from W may adversely affect the pattern. Accordingly, the second order correlation error compensator 250 obtains a gradient value in the W pixel as shown in Equation 9 and does not compensate for the correlation error in the high frequency pattern region having a threshold value or more. Take it.

Figure 112018012889517-pat00015
Figure 112018012889517-pat00015

또한, 2차 상관 오차 보상기(250)는 보상 결과 W 채널이 음수가 되는 경우에도 보상을 하지 않는다. 이러한 과정으로 2차 상관 오차 보상기(250)는, [수학식 10] 및 [수학식 11]과 같이 보간 오차가 보정된 상관 오차를 W 채널에서 빼주어 W 채널과 RGB 채널 간의 상관 오차가 최종으로 보상된 W 채널 W'을 얻는다.In addition, the secondary correlation error compensator 250 does not compensate even if the W channel becomes negative as a result of the compensation. In this process, the secondary correlation error compensator 250 subtracts the correlation error whose interpolation error is corrected from the W channel as shown in [Equation 10] and [Equation 11] to finally obtain a correlation error between the W channel and the RGB channel. Obtain the compensated W channel W '.

Figure 112018012889517-pat00016
Figure 112018012889517-pat00016

Figure 112018012889517-pat00017
Figure 112018012889517-pat00017

상술한 2차 상관 오차 보상기(250)의 동작을 정리하자면 다음과 같다.The operation of the second order correlation error compensator 250 described above is as follows.

2차 상관 오차 보상기(250)는, 1차 상관 오차 보상기(240)의 출력을 이용하여, 2차 상관 오차값을 산출하여 W 채널을 보상하는 역할을 한다. 아울러, 2차 상관 오차 보상기(250)는, 중심 W 픽셀을 기준으로 주변의 W 픽셀의 차이값의 절대값을 합산한 기울기값을 미리 정해진 설정값과 비교하여 기울기값이 설정값을 초과하거나, 1차 상관 오차값이 추정 전 W 채널의 값 이상인 경우에는, 2차 상관 오차값을 '0'으로 산출하는 것을 특징으로 한다. 또한, 2차 상관 오차 보상기(250)는, 기울기값이 설정값 이하인 경우, 1차 상관 오차값을 미디언 필터링(Median Filtering)을 실시하여, 2차 상관 오차값을 산출하는 것이 바람직하다. 아울러, 2차 상관 오차 보상기(250)는, 추정 전 W 채널의 값이 포화된 값인 경우, 1차 상관 오차값과 동일한 값으로 2차 상관 오차값을 산출하는 것을 특징으로 한다.The secondary correlation error compensator 250 serves to compensate for the W channel by calculating a secondary correlation error value using the output of the primary correlation error compensator 240. In addition, the second correlation error compensator 250 compares the inclination value obtained by adding the absolute value of the difference value of the surrounding W pixels with respect to the center W pixel to a predetermined setting value, or the inclination value exceeds the setting value, When the primary correlation error value is equal to or greater than the value of the W channel before the estimation, the secondary correlation error value is calculated as '0'. In addition, when the gradient value is less than or equal to the set value, the secondary correlation error compensator 250 performs median filtering on the primary correlation error value to calculate the secondary correlation error value. In addition, when the value of the W channel before the estimation is a saturated value, the second correlation error compensator 250 calculates the second correlation error value to the same value as the first correlation error value.

G 채널 복원부(300)는, 상관 오차 보상부(200)에서 얻은 상관 오차가 보상된 W 채널 및 주변 픽셀 값들을 통해 G 채널을 복원한다.The G channel reconstructor 300 reconstructs the G channel through the W channel and the neighboring pixel values compensated for by the correlation error obtained by the correlation error compensator 200.

도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 G 채널 복원부(300)의 구성도를 나타낸다.6 shows a configuration diagram of the G channel restoration unit 300 according to an embodiment of the present invention.

도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 G 채널 복원부(300)는, 에지 정보 추출기(310), G 채널 추정기(320), W 채널 추정기(330) 및 G 채널 복원기(340)를 포함한다.As can be seen from FIG. 6, the G channel reconstructor 300 according to an exemplary embodiment of the present invention includes an edge information extractor 310, a G channel estimator 320, a W channel estimator 330, and a G channel. Restorer 340.

에지 정보 추출기(310)는, 해당 W 픽셀 주변의 에지 정보를 추출하는 역할을 한다. 즉, 에지 정보 추출기(310)는, 종래 기법의 [수학식 2] 내지 [수학식 5]를 이용해 에지 강도와 에지 방향을 구한다. The edge information extractor 310 extracts edge information around the corresponding W pixel. That is, the edge information extractor 310 obtains the edge strength and the edge direction by using Equations 2 to 5 of the conventional technique.

G 채널 추정기(320)는, 에지 정보 추출기(310)의 출력을 이용하여, W 채널에서의 G 채널을 1차적으로 추정한다. 구체적으로 G 채널 추정기(320)는, 에지 방향주변 G 픽셀들을 선형 보간하고, 보간으로 인해 잃어버리는 고주파 성분은 가운데 W 픽셀과 에지 방향 주변 W 픽셀들 사이의 변화량을 라플라시안 필터링 기반으로 구하여 더해주는 것으로 W 픽셀 위치에서의 G를 일차적으로 추정한다. 기본적인 식은 [수학식 12]와 같으며, 이하 식들은 에지 방향이 D1일 때를 가정한다.The G channel estimator 320 first estimates the G channel in the W channel using the output of the edge information extractor 310. In detail, the G channel estimator 320 linearly interpolates the G pixels around the edge direction, and the high frequency component lost due to the interpolation adds the amount of change between the center W pixel and the peripheral W pixels around the edge direction based on the Laplacian filtering. First estimate G at pixel location. The basic equation is the same as [Equation 12], and the following equations assume the edge direction is D1.

Figure 112018012889517-pat00018
Figure 112018012889517-pat00018

이때 GE(i, j)는 W 픽셀 위치에 일차적으로 추정된 G 채널 값이다. 그러나 [수학식 12]의 두 번째 항은 바로 주변의 W 값과의 변화량이 아닌 대각 방향으로 한 픽셀 떨어져 있는 값 사이의 변화량이기 때문에 한쪽 끝의 W가 에지일 경우 실제와 다르게 큰 변화량이 식에 반영되게 되어 에지 주변에 아티팩트(Artifact)를 초래한다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 W 값들 사이에 있는 G 위치 에지 강도의 역수를 이용하여 가변 가중치(Adaptive Weight)를 [수학식 13]과 같이 적용한다.In this case, G E (i, j) is a G channel value primarily estimated at the W pixel position. However, since the second term in [Equation 12] is the change between the values one pixel away in the diagonal direction, not the change with the surrounding W value, the large change amount is different from the actual value when W at the edge is an edge. Reflected, resulting in artifacts around the edges. Therefore, in order to solve this problem, the adaptive weight is applied using the inverse of the G position edge strength between the W values as shown in [Equation 13].

Figure 112018012889517-pat00019
Figure 112018012889517-pat00019

그런데 여기서 [수학식 13]의 두번째 항은 W의 변화량을 나타내는데 우리가 더하고자 하는 것은 G의 변화량이므로 해당 항을 정규화(Normalize) 시키는 작업이 필요하다. 이는 주변 G 값들의 평균과 W 픽셀의 비율을 계수 형태로 곱해주는 것으로 적용된다. 따라서 최종적인 GE(i, j)는 [수학식 14]와 같이 얻을 수 있다.By the way, the second term of Equation (13) represents the amount of change in W. Since what we want to add is the amount of change in G, we need to normalize the term. This applies by multiplying the average of the surrounding G values by the ratio of W pixels in the form of coefficients. Therefore, the final G E (i, j) can be obtained as shown in [Equation 14].

Figure 112018012889517-pat00020
Figure 112018012889517-pat00020

아울러, W 채널 추정기(330)는 G 채널 추정기(320)의 출력을 이용하여, 해당 W 픽셀의 주변의 에지 정보 추출기에 의해 추출된 에지에 해당하는 G 픽셀에서의 W 픽셀을 추정하여, W 채널을 추정한다. In addition, the W channel estimator 330 uses the output of the G channel estimator 320 to estimate the W pixels at the G pixels corresponding to the edges extracted by the edge information extractor around the corresponding W pixels, thereby providing a W channel. Estimate

즉, W 채널 추정기(330)는, 에지 방향으로 W 픽셀 양쪽의 G 픽셀들의 위치에서 W 값을 추정한다. 이때 G 픽셀 위치에 추정된 W 값인 WG는 [수학식 15] 및 [수학식 16]과 같이 해당 픽셀 위치의 G 값과 W 픽셀 주변의 R과 B 값을 통해 [수학식 8]에서 구한 상관 계수를 적용하여 구한다.That is, the W channel estimator 330 estimates the W value at the positions of the G pixels on both sides of the W pixel in the edge direction. In this case, W G, which is an estimated W value at the G pixel position, is obtained from Equation 8 through the G value at the pixel position and the R and B values around the W pixel as shown in Equations 15 and 16. Obtain the coefficient by applying it.

Figure 112018012889517-pat00021
Figure 112018012889517-pat00021

Figure 112018012889517-pat00022
Figure 112018012889517-pat00022

G 채널 복원기(340)는, G 채널 추정기(320) 및 W 채널 추정기(330)의 출력을 이용하여, W 채널 위치의 G 채널을 복원한다. 아울러, G 채널 복원기(340)는, W 채널과 1차적으로 추정된 G 채널의 차이값 및 추정된 W 채널과 G 채널의 차이값에, 가중치를 할당하여 합산한 후, W 채널로부터 합산값을 빼는 것에 의해, 복원된 G 채널을 출력한다.The G channel reconstructor 340 reconstructs the G channel at the W channel position by using the outputs of the G channel estimator 320 and the W channel estimator 330. In addition, the G channel reconstructor 340 adds weights to the difference value between the W channel and the first estimated G channel, and the difference value between the estimated W channel and the G channel, and then adds a weighted value from the W channel. By subtracting, the restored G channel is output.

즉, G 채널 복원기(340)는, [수학식 17]과 같이, 구한 값들을 이용하여 W와 GE의 차, WG와 G의 차를 거리에 따라 가중합하여 W에서 빼주면 에지에 가변적(적응적)이고 W 주변의 컬러 정보를 모두 사용하여 오차를 최소화한 W 채널 위치에서의 G, Gw를 최종적으로 복원할 수 있다.That is, the G channel reconstructor 340 is variable at the edge by weighting the difference between W and G E and the difference between W G and G according to the distance using the obtained values as shown in [Equation 17]. The G and G w at the W channel position can be finally reconstructed by using the (adaptive) and color information around the W.

Figure 112018012889517-pat00023
Figure 112018012889517-pat00023

하기에 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 WRGB CFA 영상을 위한 처리 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a processing method for WRGB CFA image according to an exemplary embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 WRGB CFA 영상을 위한 처리 방법은 상술한 WRGB CFA 영상을 위한 처리 장치(1000)를 이용하므로, 별도의 설명이 없더라도 WRGB CFA 영상을 위한 처리 장치(1000)의 특징을 모두 포함하고 있음은 물론이다.Since the processing method for the WRGB CFA image according to the preferred embodiment of the present invention uses the above-described processing apparatus 1000 for the WRGB CFA image, the feature of the processing apparatus 1000 for the WRGB CFA image is not described. Of course, it includes all of them.

아울러, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 WRGB CFA 영상을 위한 처리 방법은 DSP(Digital Signal Processor), MCU, MPU, CPU 등의 프로세서에 의해 실시되는 컴퓨터 프로그램에 의해 구현될 수 있다.In addition, the processing method for the WRGB CFA image according to an embodiment of the present invention may be implemented by a computer program executed by a processor such as a digital signal processor (DSP), MCU, MPU, CPU, and the like.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 WRGB CFA 영상을 위한 처리 방법은, RGB 채널의 밝기를 보상하는 단계(S10); W 채널과 RGB 채널 사이의 컬러 상관을 이용하여, W 채널의 컬러 상관 오차(Color Correlation Error)를 보상하는 단계(S20); 및 S20 단계에 의해 보상된 영상을 이용하여, W 채널 위치의 G 채널을 복원하는 단계(S30);를 포함한다.The processing method for the WRGB CFA image according to the preferred embodiment of the present invention includes the steps of compensating the brightness of the RGB channel (S10); Compensating for a color correlation error of the W channel by using color correlation between the W channel and the RGB channel (S20); And reconstructing the G channel of the W channel position by using the image compensated by the step S20 (S30).

아울러, S20 단계는, S10 단계에 의해 밝기가 보상된 영상 또는 밝기가 보상되지 않은 영상 중 하나를 이용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step S20 is characterized by using one of the image whose brightness is compensated by the step S10 or the image whose brightness is not compensated.

아울러, S10 단계는, 입력된 WRGB CFA 영상과 영상 처리된 RGB 영상을 이용하여 회귀 분석을 하는 단계(S11); 및 S11 단계에 의한 분석 결과를 이용하여, RGB 채널의 밝기를 보상하는 단계(S12);를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, step S10, the step of performing a regression analysis using the input WRGB CFA image and the image-processed RGB image (S11); And compensating for brightness of the RGB channel by using the analysis result of the step S11 (S12).

아울러, S11 단계에 의한 영상 처리는, W 채널과 RGB 채널 사이의 컬러 상관을 이용하여, W 채널의 컬러 상관 오차(Color Correlation Error)를 보상하고, 컬러 상관 오차가 보상된 영상을 이용하여 W 채널 위치의 G 채널을 복원하고, 디모자이싱을 실시 후, R 채널, G 채널 및 B 채널의 밝기를 보상하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, S11 단계는, 입력된 WRGB CFA 영상의 패치와 밝기 보상된 R 채널, G 채널 및 B 채널 각각을 이용하여 상관 계수를 산출하는 것이 바람직하다.In addition, the image processing according to step S11, by using the color correlation between the W channel and the RGB channel, to compensate for the color correlation error (Color Correlation Error) of the W channel, using the image of the color correlation error is compensated for the W channel Restoring the G channel of the position and performing demosaicing, and compensating for the brightness of the R channel, the G channel, and the B channel. In addition, in the step S11, it is preferable to calculate the correlation coefficient by using the patch of the input WRGB CFA image and each of the R-channel, G-channel, and B-channel with brightness compensation.

또한, S11 단계에 의한 상관 계수의 산출은, 패치의 픽셀 방향성을 고려할 필요가 있다.In addition, calculation of the correlation coefficient by step S11 needs to consider the pixel orientation of a patch.

구체적으로 S20 단계는, R 채널, G 채널 및 B 채널 각각을 보간(Interpolation)하는 단계(S21); S21 단계에 의해 보간된 출력을 이용하여, 회귀 분석을 하는 단계(S22); S22 단계의 분석 결과를 이용하여, 보간된 R 채널,보간된 G 채널 및 보간된 B 채널에 의한 W 채널의 모델을 추정하는 단계(S23); 추정 전 W 채널 정보로부터 S23 단계에 의해 추정된 W 채널의 모델을 빼는 것에 의해 1차 상관 오차값을 산출하여 보상하는 단계(S24); 및 S24 단계의 출력을 이용하여, 2차 상관 오차값을 산출하여 W 채널을 보상하는 단계(S25);를 포함한다.In detail, step S20 may include interpolating each of the R channel, the G channel, and the B channel (S21); Performing a regression analysis using the output interpolated by step S21 (S22); Estimating a model of the W channel by the interpolated R channel, the interpolated G channel, and the interpolated B channel, using the analysis result of step S22 (S23); Calculating and compensating a first order correlation error value by subtracting the model of the W channel estimated in step S23 from the W channel information before the estimation (S24); And compensating for the W channel by calculating a second order correlation error value using the output of step S24 (S25).

S25 단계는, 중심 W 픽셀을 기준으로 주변의 W 픽셀의 차이값의 절대값을 합산한 기울기값을 미리 정해진 설정값과 비교하여 기울기값이 설정값을 초과하거나, 1차 상관 오차값이 추정 전 W 채널의 값 이상인 경우에는,2차 상관 오차값을 '0'으로 산출하는 것을 특징으로 한다. 아울러, S25 단계는, 기울기값이 설정값 이하인 경우, 1차 상관 오차값을 미디언 필터링(Median Filtering)을 실시하여, 2차 상관 오차값을 산출하는 것이 바람직하다. 또한, S25 단계는, 추정 전 W 채널의 값이 포화된 값인 경우, 1차 상관 오차값과 동일한 값으로 2차 상관 오차값을 산출하는 것을 특징으로 한다.In step S25, the slope value, which is the sum of the absolute values of the difference values of the surrounding W pixels with respect to the center W pixel, is compared with a predetermined setting value, and the slope value exceeds the setting value, or the first correlation error value is before the estimation. When the value is greater than or equal to the value of the W channel, the second order correlation error value is calculated as '0'. In addition, in step S25, when the slope value is less than or equal to the set value, it is preferable to perform median filtering on the first order correlation error value to calculate the second order correlation error value. In operation S25, when the value of the W channel before the estimation is a saturated value, the second correlation error value may be calculated using the same value as the first correlation error value.

S30 단계는, 해당 W 픽셀 주변의 에지 정보를 추출하는 단계(S31); S31 단계의 출력을 이용하여, W 채널에서의 G 채널을 1차적으로 추정하는 단계(S32); S32 단계의 출력을 이용하여, 해당 W 픽셀의 주변의 S31 단계에 의해 추출된 에지에 해당하는 G 픽셀에서의 W 픽셀을 추정하여, W 채널을 추정하는 단계(S33); 및 S32 단계 및 S33 단계의 출력을 이용하여, W 채널 위치의 G 채널을 복원하는 단계(S34);를 포함한다.Step S30 may include extracting edge information around the corresponding W pixel (S31); Firstly estimating the G channel in the W channel using the output of step S31 (S32); Estimating the W channel at the G pixel corresponding to the edge extracted by the step S31 around the W pixel using the output of the step S32, and estimating the W channel (S33); And restoring the G channel of the W channel position using the output of the steps S32 and S33 (S34).

구체적으로, S34 단계는, W 채널과 1차적으로 추정된 G 채널의 차이값 및 추정된 W 채널과 G 채널의 차이값에, 가중치를 할당하여 합산한 후, W 채널로부터 합산값을 빼는 것에 의해, 복원된 G 채널을 출력하는 것을 특징으로 한다.Specifically, in step S34, by adding weights to the difference between the W channel and the first estimated G channel and the estimated difference between the W channel and the G channel, the sum is subtracted from the W channel. And outputting the restored G channel.

본 발명은 White-RGB CFA를 통해 얻는 영상의 W 채널을 G 채널 값으로 변환하여 일반적인 RGB CFA의 베이러 영상을 생성하고 W 채널을 이용해 밝기를 향상시키는 기법을 제안한다. 본 발명에 따르면, W 채널과 RGB 채널 간의 상관 오차를 보상하여 W 채널의 특성으로 인해 발생할 수 있는 포화로 인한 정보손실, 색 왜곡, 아티팩트(Artifact) 등의 문제를 해결할 수 있고, 에지 영역에 가변적(적응적)한 보간 방식과 주변 픽셀의 컬러 정보를 모두 활용하는 방식의 복원 기법을 이용하여 아티팩트 및 오차가 현저히 감소하는 정확한 G 채널을 복원할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, W 채널의 높은 강도를 이용하여 CFA 영상 RGB 밝기를 향상시킴으로써 디모자이싱에 영향을 주지 않는 방법으로 센서에서 아날로그 이득을 통해 영상의 밝기를 증폭시키는 방식에 비해 잡음이 적은 영상을 얻을 수 있다.The present invention proposes a technique of generating a Bayer image of a general RGB CFA by converting the W channel of the image obtained through the White-RGB CFA into a G channel value and improving the brightness using the W channel. According to the present invention, by compensating for the correlation error between the W channel and the RGB channel, problems such as information loss, color distortion, and artifacts due to saturation, which may occur due to the characteristics of the W channel, can be solved. The reconstruction technique, which utilizes both (adapted) interpolation and the color information of the surrounding pixels, can be used to reconstruct the exact G channel with significantly reduced artifacts and errors. In addition, according to the present invention, the CFA image RGB brightness is improved by using the high intensity of the W channel so that the noise is less than the method of amplifying the image brightness through the analog gain in the sensor in a manner that does not affect demosaicing. You can get a video.

1000 : 영상 처리 장치
100 : 밝기 보상부 200 : 상관 오차 보상부
300 : G 채널 복원부
110 : 제 1 회귀 분석기 120 : 추론기
210 : 보간기 220 : 제 2 회귀 분석기
230 : 모델 추정기 240 : 1차 상관 오차 보상기
250 : 2차 상관 오차 보상기
310 : 에지 정보 추출기 320 : G 채널 추정기
330 : W 채널 추정기 340 : G 채널 복원기
111 : 제 1 상관 오차 보상 모듈 112 : G 채널 복원 모듈
113 : 디모자이싱 모듈 114 : 밝기 보상 모듈
115 : 상관 계수 추정 모듈
1000: image processing device
100: brightness compensation unit 200: correlation error compensation unit
300: G channel recovery unit
110: first regression analyzer 120: reasoner
210: interpolator 220: second regression analyzer
230: model estimator 240: first order correlation error compensator
250: second order correlation compensator
310: edge information extractor 320: G channel estimator
330: W channel estimator 340: G channel decompressor
111: first correlation error compensation module 112: G channel recovery module
113: demosaicing module 114: brightness compensation module
115: correlation coefficient estimation module

Claims (24)

삭제delete WRGB CFA 영상을 위한 처리 장치에 있어서,
RGB 채널의 밝기를 보상하는 밝기 보상부;
W 채널과 RGB 채널 사이의 컬러 상관을 이용하여, W 채널의 컬러 상관 오차(Color Correlation Error)를 보상하는 상관 오차 보상부; 및
상기 상관 오차 보상부에 의해 보상된 영상을 이용하여, W 채널 위치의 G 채널을 복원하는 G 채널 복원부;를 포함하되,
상기 상관 오차 보상부는,
상기 밝기 보상부에 의해 밝기가 보상된 영상 또는 밝기가 보상되지 않은 영상 중 하나를 이용하고,
상기 밝기 보상부는,
입력된 WRGB CFA 영상과 영상 처리된 RGB 영상을 이용하여 회귀 분석을 하는 제 1 회귀 분석기; 및
상기 제 1 회귀 분석기에 의한 분석 결과를 이용하여, RGB 채널의 밝기를 보상하는 추론기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
A processing apparatus for WRGB CFA imaging,
A brightness compensator for compensating brightness of the RGB channel;
A correlation error compensator configured to compensate for a color correlation error of the W channel by using color correlation between the W channel and the RGB channel; And
And a G channel restoring unit for restoring a G channel of a W channel position by using the image compensated by the correlation error compensator.
The correlation error compensator,
Using one of an image whose brightness is compensated by the brightness compensator or an image whose brightness is not compensated,
The brightness compensator,
A first regression analyzer performing regression analysis using the input WRGB CFA image and the processed RGB image; And
And an inference device for compensating for the brightness of the RGB channel by using the analysis result of the first regression analyzer.
제2항에 있어서,
상기 제 1 회귀 분석기에 의한 영상 처리는,
W 채널과 RGB 채널 사이의 컬러 상관을 이용하여 W 채널의 컬러 상관 오차를 보상하고, 컬러 상관 오차가 보상된 영상을 이용하여 W 채널 위치의 G 채널을 복원하고, 디모자이싱을 실시 후, R 채널, G 채널 및 B 채널의 밝기를 보상하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 2,
Image processing by the first regression analyzer,
Compensate for the color correlation error of the W channel by using the color correlation between the W channel and the RGB channel, restore the G channel at the W channel position using an image compensated for the color correlation error, and perform demosaicing. And compensating for the brightness of the channel, the G channel and the B channel.
제3항에 있어서,
상기 제 1 회귀 분석기는,
입력된 WRGB CFA 영상의 패치와 밝기 보상된 R 채널, G 채널 및 B 채널 각각을 이용하여 상관 계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 3,
The first regression analyzer,
And calculating a correlation coefficient by using patches of the input WRGB CFA image and brightness compensated R, G, and B channels, respectively.
제4항에 있어서,
상기 제 1 회귀 분석기에 의한 상관 계수의 산출은,
상기 패치의 픽셀 방향성을 고려하는 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 4, wherein
The calculation of the correlation coefficient by the first regression analyzer,
And consider the pixel orientation of the patch.
WRGB CFA 영상을 위한 처리 장치에 있어서,
RGB 채널의 밝기를 보상하는 밝기 보상부;
W 채널과 RGB 채널 사이의 컬러 상관을 이용하여, W 채널의 컬러 상관 오차(Color Correlation Error)를 보상하는 상관 오차 보상부; 및
상기 상관 오차 보상부에 의해 보상된 영상을 이용하여, W 채널 위치의 G 채널을 복원하는 G 채널 복원부;를 포함하되,
상기 상관 오차 보상부는,
상기 밝기 보상부에 의해 밝기가 보상된 영상 또는 밝기가 보상되지 않은 영상 중 하나를 이용하고,
상기 상관 오차 보상부는,
R 채널, G 채널 및 B 채널 각각을 보간(Interpolation)하는 보간기;
상기 보간기에 의해 보간된 출력을 이용하여, 회귀 분석을 하는 제 2 회귀 분석기; 및
상기 제 2 회귀 분석기의 분석 결과를 이용하여, 보간된 R 채널, 보간된 G 채널 및 보간된 B 채널에 의한 W 채널의 모델을 추정하는 모델 추정기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
A processing apparatus for WRGB CFA imaging,
A brightness compensator for compensating brightness of the RGB channel;
A correlation error compensator configured to compensate for a color correlation error of the W channel by using color correlation between the W channel and the RGB channel; And
And a G channel restoring unit for restoring a G channel of a W channel position by using the image compensated by the correlation error compensator.
The correlation error compensator,
Using one of an image whose brightness is compensated by the brightness compensator or an image whose brightness is not compensated,
The correlation error compensator,
An interpolator for interpolating each of an R channel, a G channel, and a B channel;
A second regression analyzer for performing regression analysis using the output interpolated by the interpolator; And
And a model estimator for estimating a model of the W channel by the interpolated R channel, the interpolated G channel, and the interpolated B channel, using the analysis result of the second regression analyzer.
제6항에 있어서,
상기 상관 오차 보상부는,
추정 전 W 채널 정보로부터 상기 모델 추정기에 의해 추정된 W 채널의 모델을 빼는 것에 의해 1차 상관 오차값을 산출하여 보상하는 1차 상관 오차 보상기; 및
상기 1차 상관 오차 보상기의 출력을 이용하여, 2차 상관 오차값을 산출하여 W 채널을 보상하는 2차 상관 오차 보상기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 6,
The correlation error compensator,
A first order correlation error compensator that calculates and compensates a first order correlation error value by subtracting a model of the W channel estimated by the model estimator from the W channel information before estimation; And
And a second correlation error compensator configured to compensate for the W channel by calculating a second correlation error value using the output of the first correlation error compensator.
제7항에 있어서,
상기 2차 상관 오차 보상기는,
중심 W 픽셀을 기준으로 주변의 W 픽셀의 차이값의 절대값을 합산한 기울기값을 미리 정해진 설정값과 비교하여 상기 기울기값이 상기 설정값을 초과하거나, 상기 1차 상관 오차값이 추정 전 W 채널의 값 이상인 경우에는, 상기 2차 상관 오차값을 '0'으로 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 7, wherein
The secondary correlation error compensator,
The inclination value which adds the absolute value of the difference value of the surrounding W pixels with respect to the center W pixel is compared with a predetermined setting value, and the inclination value exceeds the setting value, or the first correlation error value is estimated before W And if the value is greater than or equal to the channel value, the second correlation error value is calculated as '0'.
제8항에 있어서,
상기 2차 상관 오차 보상기는,
상기 기울기값이 상기 설정값 이하인 경우, 상기 1차 상관 오차값을 미디언 필터링(Median Filtering)을 실시하여, 상기 2차 상관 오차값을 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 8,
The secondary correlation error compensator,
And when the slope value is less than or equal to the set value, performing median filtering on the first correlation error value to calculate the second correlation error value.
제8항에 있어서,
상기 2차 상관 오차 보상기는,
추정 전 W 채널의 값이 포화된 값인 경우, 상기 1차 상관 오차값과 동일한 값으로 상기 2차 상관 오차값을 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 8,
The secondary correlation error compensator,
And when the value of the W channel before the estimation is a saturated value, calculating the second correlation error value to the same value as the first correlation error value.
WRGB CFA 영상을 위한 처리 장치에 있어서,
RGB 채널의 밝기를 보상하는 밝기 보상부;
W 채널과 RGB 채널 사이의 컬러 상관을 이용하여, W 채널의 컬러 상관 오차(Color Correlation Error)를 보상하는 상관 오차 보상부; 및
상기 상관 오차 보상부에 의해 보상된 영상을 이용하여, W 채널 위치의 G 채널을 복원하는 G 채널 복원부;를 포함하되,
상기 상관 오차 보상부는,
상기 밝기 보상부에 의해 밝기가 보상된 영상 또는 밝기가 보상되지 않은 영상 중 하나를 이용하고,
상기 G 채널 복원부는,
해당 W 픽셀 주변의 에지 정보를 추출하는 에지 정보 추출기;
상기 에지 정보 추출기의 출력을 이용하여, W 채널에서의 G 채널을 추정하는 G 채널 추정기;
상기 G 채널 추정기의 출력을 이용하여, 해당 W 픽셀의 주변의 상기 에지 정보 추출기에 의해 추출된 에지에 해당하는 G 픽셀에서의 W 픽셀을 추정하여, W 채널을 추정하는 W 채널 추정기; 및
상기 G 채널 추정기 및 상기 W 채널 추정기의 출력을 이용하여, W 채널 위치의 G 채널을 복원하는 G 채널 복원기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
A processing apparatus for WRGB CFA imaging,
A brightness compensator for compensating brightness of the RGB channel;
A correlation error compensator configured to compensate for a color correlation error of the W channel by using color correlation between the W channel and the RGB channel; And
And a G channel restoring unit for restoring a G channel of a W channel position by using the image compensated by the correlation error compensator.
The correlation error compensator,
Using one of an image whose brightness is compensated by the brightness compensator or an image whose brightness is not compensated,
The G channel recovery unit,
An edge information extractor for extracting edge information around the W pixel;
A G channel estimator using the output of the edge information extractor to estimate the G channel in the W channel;
A W channel estimator that estimates the W channel by using the output of the G channel estimator to estimate the W pixel at the G pixel corresponding to the edge extracted by the edge information extractor around the W pixel; And
And a G channel reconstructor for reconstructing a G channel at a W channel position using the outputs of the G channel estimator and the W channel estimator.
제11항에 있어서,
상기 G 채널 복원기는,
W 채널과 상기 G 채널 추정기에 의해 추정된 G 채널의 차이값 및 상기 W 채널 추정기에 의해 추정된 W 채널과 G 채널의 차이값에, 가중치를 할당하여 합산한 후, W 채널로부터 합산값을 빼는 것에 의해, 복원된 G 채널을 출력하는 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 11,
The G channel decompressor,
A sum of weights is added to the difference between the W channel and the G channel estimated by the G channel estimator and the difference between the W channel and the G channel estimated by the W channel estimator, and then subtracted from the W channel. Thereby outputting the restored G channel.
삭제delete WRGB CFA 영상을 위한 처리 방법에 있어서,
(a) RGB 채널의 밝기를 보상하는 단계;
(b) W 채널과 RGB 채널 사이의 컬러 상관을 이용하여, W 채널의 컬러 상관 오차(Color Correlation Error)를 보상하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계에 의해 보상된 영상을 이용하여, W 채널 위치의 G 채널을 복원하는 단계;를 포함하되,
상기 (b) 단계는,
상기 (a) 단계에 의해 밝기가 보상된 영상 또는 밝기가 보상되지 않은 영상 중 하나를 이용하고,
상기 (a) 단계는,
(a-1) 입력된 WRGB CFA 영상과 영상 처리된 RGB 영상을 이용하여 회귀 분석을 하는 단계; 및
(a-2) 상기 (a-1) 단계에 의한 분석 결과를 이용하여, RGB 채널의 밝기를 보상하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
In the processing method for WRGB CFA video,
(a) compensating for the brightness of the RGB channel;
(b) compensating for the Color Correlation Error of the W channel using the color correlation between the W channel and the RGB channel; And
(c) reconstructing a G channel of a W channel position by using the image compensated by the step (b);
In step (b),
Using either the image whose brightness is compensated by the step (a) or the image whose brightness is not compensated,
In step (a),
(a-1) performing regression analysis using the input WRGB CFA image and the processed RGB image; And
(a-2) compensating for the brightness of the RGB channel by using the analysis result of step (a-1).
제14항에 있어서,
상기 (a-1) 단계에 의한 영상 처리는,
W 채널과 RGB 채널 사이의 컬러 상관을 이용하여 W 채널의 컬러 상관 오차(Color Correlation Error)를 보상하고, 컬러 상관 오차가 보상된 영상을 이용하여 W 채널 위치의 G 채널을 복원하고, 디모자이싱을 실시 후, R 채널, G 채널 및 B 채널의 밝기를 보상하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 14,
The image processing according to the step (a-1),
Compensate for the color correlation error of the W channel by using the color correlation between the W channel and the RGB channel, restore the G channel at the W channel position by using the image compensated for the color correlation error, and demosaicing. And then compensating for the brightness of the R channel, the G channel, and the B channel.
제15항에 있어서,
상기 (a-1) 단계는,
입력된 WRGB CFA 영상의 패치와 밝기 보상된 R 채널, G 채널 및 B 채널 각각을 이용하여 상관 계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 15,
Step (a-1),
And calculating a correlation coefficient by using patches of the input WRGB CFA image and brightness compensated R, G, and B channels, respectively.
제16항에 있어서,
상기 (a-1) 단계에 의한 상관 계수의 산출은,
상기 패치의 픽셀 방향성을 고려하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 16,
The calculation of the correlation coefficient by the step (a-1),
Taking into account the pixel orientation of the patch.
WRGB CFA 영상을 위한 처리 방법에 있어서,
(a) RGB 채널의 밝기를 보상하는 단계;
(b) W 채널과 RGB 채널 사이의 컬러 상관을 이용하여, W 채널의 컬러 상관 오차(Color Correlation Error)를 보상하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계에 의해 보상된 영상을 이용하여, W 채널 위치의 G 채널을 복원하는 단계;를 포함하되,
상기 (b) 단계는,
상기 (a) 단계에 의해 밝기가 보상된 영상 또는 밝기가 보상되지 않은 영상 중 하나를 이용하고,
상기 (b) 단계는,
(b-1) R 채널, G 채널 및 B 채널 각각을 보간(Interpolation)하는 단계;
(b-2) 상기 (b-1) 단계에 의해 보간된 출력을 이용하여, 회귀 분석을 하는 단계; 및
(b-3) 상기 (b-2) 단계의 분석 결과를 이용하여, 보간된 R 채널, 보간된 G 채널 및 보간된 B 채널에 의한 W 채널의 모델을 추정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
In the processing method for WRGB CFA video,
(a) compensating for the brightness of the RGB channel;
(b) compensating for the Color Correlation Error of the W channel using the color correlation between the W channel and the RGB channel; And
(c) reconstructing a G channel of a W channel position by using the image compensated by the step (b);
In step (b),
Using either the image whose brightness is compensated by the step (a) or the image whose brightness is not compensated,
In step (b),
(b-1) interpolating each of the R channel, the G channel, and the B channel;
(b-2) performing a regression analysis using the output interpolated by step (b-1); And
(b-3) estimating a model of the W channel by the interpolated R channel, the interpolated G channel, and the interpolated B channel, using the analysis result of step (b-2). How to.
제18항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
(b-4) 추정 전 W 채널 정보로부터 상기 (b-3) 단계에 의해 추정된 W 채널의 모델을 빼는 것에 의해 1차 상관 오차값을 산출하여 보상하는 단계; 및
(b-5) 상기 (b-4) 단계의 출력을 이용하여, 2차 상관 오차값을 산출하여 W 채널을 보상하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 18,
In step (b),
(b-4) calculating and compensating a first order correlation error value by subtracting the model of the W channel estimated by step (b-3) from the W channel information before estimation; And
(b-5) using the output of step (b-4), calculating a second order correlation error value to compensate for the W channel.
제19항에 있어서,
상기 (b-5) 단계는,
중심 W 픽셀을 기준으로 주변의 W 픽셀의 차이값의 절대값을 합산한 기울기값을 미리 정해진 설정값과 비교하여 상기 기울기값이 상기 설정값을 초과하거나, 상기 1차 상관 오차값이 추정 전 W 채널의 값 이상인 경우에는, 상기 2차 상관 오차값을 '0'으로 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 19,
Step (b-5) is,
A slope value obtained by adding the absolute value of the difference value of the surrounding W pixels with respect to the center W pixel is compared with a predetermined setting value, and the slope value exceeds the setting value, or the first correlation error value is estimated before W If the value is greater than or equal to the channel value, the second correlation error value is calculated as '0'.
제20항에 있어서,
상기 (b-5) 단계는,
상기 기울기값이 상기 설정값 이하인 경우, 상기 1차 상관 오차값을 미디언 필터링(Median Filtering)을 실시하여, 상기 2차 상관 오차값을 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 20,
Step (b-5) is,
And when the slope value is less than or equal to the set value, performing median filtering on the first correlation error value to calculate the second correlation error value.
제20항에 있어서,
상기 (b-5) 단계는,
추정 전 W 채널의 값이 포화된 값인 경우, 상기 1차 상관 오차값과 동일한 값으로 상기 2차 상관 오차값을 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 20,
Step (b-5) is,
And if the value of the W channel before the estimation is a saturated value, calculating the second correlation error value to the same value as the first correlation error value.
WRGB CFA 영상을 위한 처리 방법에 있어서,
(a) RGB 채널의 밝기를 보상하는 단계;
(b) W 채널과 RGB 채널 사이의 컬러 상관을 이용하여, W 채널의 컬러 상관 오차(Color Correlation Error)를 보상하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계에 의해 보상된 영상을 이용하여, W 채널 위치의 G 채널을 복원하는 단계;를 포함하되,
상기 (b) 단계는,
상기 (a) 단계에 의해 밝기가 보상된 영상 또는 밝기가 보상되지 않은 영상 중 하나를 이용하고,
상기 (c) 단계는,
(c-1) 해당 W 픽셀 주변의 에지 정보를 추출하는 단계;
(c-2) 상기 (c-1) 단계의 출력을 이용하여, W 채널에서의 G 채널을 추정하는 단계;
(c-3) 상기 (c-2) 단계의 출력을 이용하여, 해당 W 픽셀의 주변의 상기 (c-1) 단계에 의해 추출된 에지에 해당하는 G 픽셀에서의 W 픽셀을 추정하여, W 채널을 추정하는 단계; 및
(c-4) 상기 (c-2) 단계 및 상기 (c-3) 단계의 출력을 이용하여, W 채널 위치의 G 채널을 복원하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
In the processing method for WRGB CFA video,
(a) compensating for the brightness of the RGB channel;
(b) compensating for the Color Correlation Error of the W channel using the color correlation between the W channel and the RGB channel; And
(c) reconstructing a G channel of a W channel position by using the image compensated by the step (b);
In step (b),
Using either the image whose brightness is compensated by the step (a) or the image whose brightness is not compensated,
In step (c),
(c-1) extracting edge information around the corresponding W pixel;
(c-2) estimating the G channel in the W channel using the output of the step (c-1);
(c-3) Using the output of step (c-2), the W pixel at the G pixel corresponding to the edge extracted by step (c-1) around the corresponding W pixel is estimated, and W Estimating a channel; And
(c-4) restoring the G channel of the W channel position by using the outputs of the steps (c-2) and (c-3).
제23항에 있어서,
상기 (c-4) 단계는,
W 채널과 상기 (c-2) 단계에서 추정된 G 채널의 차이값 및 상기 (c-3) 단계에서 추정된 W 채널과 G 채널의 차이값에, 가중치를 할당하여 합산한 후, W 채널로부터 합산값을 빼는 것에 의해, 복원된 G 채널을 출력하는 것을 특징으로 하는 방법.


The method of claim 23,
Step (c-4) is,
The difference between the W channel and the G channel estimated in the step (c-2) and the difference between the W channel and the G channel estimated in the step (c-3) are added to each other by weighting, and thereafter, from the W channel. Outputting the reconstructed G channel by subtracting the sum value.


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