KR20050103775A - Method for color interpolation of image sensor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 허위 색을 줄일 수 있는 이미지센서의 색 보간 방법을 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명은, 상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 임의의 화소 주변의 8개의 화소 중 서로 인접한 3개의 화소로 구성되는 8개의 경계 마스크를 설정하는 단계; 보간 지역을 설정하는 단계; 상기 보간 지역의 중심 화소의 강도값에 기설정된 마스크값을 곱한 값 'B'와 상기 각 8개의 경계 마스크의 해당 값과 그 화소의 강도값을 곱한 값 'A'를 비교하여 경계를 결정하는 단계; 상기 중심 화소가 8개의 모든 방향에서 경계에 해당함에 따라 상기 중심 화소를 불량 화소로 결정하여 불량 화소 보정 보간을 실시하는 단계; 상기 중심 화소가 1개 내지 7개의 방향에서 경계에 해당함에 따라 허위 색 방지 보간을 실시하는 단계; 및 상기 중심 화소가 모든 방향에서 경계에 해당하지 않음에 따라 평균을 이용한 보간을 실시하는 단계를 포함하는 이미지센서의 색 보간 방법을 제공한다.The present invention is to provide a color interpolation method of the image sensor that can reduce the false color, the present invention, to achieve the above object, the present invention, three of the eight pixels around any pixel adjacent to each other Setting eight boundary masks consisting of eight pixels; Setting an interpolation region; Determining a boundary by comparing a value 'B' obtained by multiplying an intensity value of a center pixel of the interpolation area by a preset mask value, and a value 'A' obtained by multiplying a corresponding value of each of the eight boundary masks and an intensity value of the pixel. ; Determining the center pixel as a bad pixel and performing bad pixel correction interpolation as the center pixel corresponds to a boundary in all eight directions; Performing false color prevention interpolation as the center pixel corresponds to a boundary in one to seven directions; And performing interpolation using an average as the center pixel does not correspond to a boundary in all directions.

Description

이미지센서의 색 보간 방법{METHOD FOR COLOR INTERPOLATION OF IMAGE SENSOR} Color interpolation method of image sensor {METHOD FOR COLOR INTERPOLATION OF IMAGE SENSOR}

본 발명은 이미지센서(Image sensor)에 관한 것으로, 특히 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 CMOS 이미지센서에서의 허위 색을 줄이는 색 보간(Interpolation) 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image sensor, and more particularly, to a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) image sensor, and more particularly, to a method of color interpolation for reducing false colors in a CMOS image sensor.

이미지센서란 반도체가 빛에 반응하는 성질을 이용하여 이미지를 찍어내는 장치를 말한다. 즉 각각의 피사체에서 나오는 각기 다른 빛의 밝기 및 파장을 화소가 감지하여 전기적인 값으로 읽어내는 장치이다. 이 전기적인 값을 신호처리가 가능한 레벨로 만들어 주는 것이 바로 이미지센서의 역할이다. An image sensor is a device for taking an image by using a property in which a semiconductor reacts to light. That is, the device detects the brightness and wavelength of different light emitted from each subject and reads it as an electric value. It is the role of the image sensor to make this electrical value a signal-processing level.

도 1은 이미지센서를 개략적으로 도시한 블럭도이다.1 is a block diagram schematically illustrating an image sensor.

도 1을 참조하면, 이미지센서는 크게 N×M개의(N,M은 자연수) 단위 화소로 구성된 화소 어레이부(10)와, 아날로그/디지털 변환부(11)와, 화소 라인 메모리부(12)와, 화상신호 처리부(13)와, 제어 및 외부시스템 인터페이스부(14)로 이루어진다.Referring to FIG. 1, an image sensor includes a pixel array unit 10, an analog / digital converting unit 11, and a pixel line memory unit 12 including N × M (N, M is a natural number) unit pixels. And an image signal processor 13 and a control and external system interface 14.

제어 및 외부시스템 인터페이스부(14)는 FSM(Finite State Machine)을 이용하여 이미지센서의 전체적인 동작을 제어하며, 외부시스템에 대한 인터페이스 역할을 담당한다. 또한, 배치 레지스터를 갖고 있어, 여러가지 내부동작에 관련된 사항에 대해 프로그램이 가능하며, 이 프로그램 정보에 따라 전체 칩의 동작을 제어한다.The control and external system interface unit 14 controls the overall operation of the image sensor using a finite state machine (FSM), and serves as an interface to the external system. In addition, it has a batch register, which can be programmed for various internal operations, and controls the operation of the entire chip according to this program information.

화소 어레이부(10)는 빛의 반응하는 성질을 극대화 시키도록 만든 가로 N개, 세로 M개로 단위 화소를 배치시켰으며, 외부에서 들어오는 이미지에 대한 정보를 감지하는 부분으로 전체 센서의 핵심적인 부분이다.The pixel array unit 10 has unit pixels arranged in horizontally N and vertically M pieces to maximize the light responsiveness. The pixel array unit 10 detects information on an image from the outside and is an essential part of the entire sensor. .

아날로그/디지털 변환부(11)는 화소 어레이부(10)의 각 화소에서 감지한 아날로그 전압을 디지털 시스템에서 처리가 가능하도록 디지털 전압으로 바꿔주는 역할을 한다.The analog / digital converting unit 11 converts the analog voltage sensed by each pixel of the pixel array unit 10 into a digital voltage so that the digital system can process it.

화소 라인 메모리부(12)는 아날로그/디지털 변환부(11)를 통해 변환된 화소의 디지털 전압을 저장하는 역할을 하며, 뒷 단의 화상신호 처리부의 다양한 기능을 수행하기 위해 여러 라인으로 구성된다.The pixel line memory unit 12 stores a digital voltage of a pixel converted by the analog / digital converter 11 and is composed of several lines to perform various functions of the image signal processor of the rear stage.

화상신호 처리부(13)는 이미지센서의 기능에 따라 색 보간(Color interpolation), 색 보정(Color correction), 감마 보정(Gamma correction), 자동 화이트 밸런스(Auto white balance), 자동 노출(Auto exposure) 등 화소 라인 메모리부(12)에 저장된 화소의 출력값을 바탕으로 이미지센서의 성능 향상을 위한 여러가지 기능을 포함하고 있다.The image signal processor 13 may perform color interpolation, color correction, gamma correction, auto white balance, auto exposure, etc. according to the function of the image sensor. Based on the output values of the pixels stored in the pixel line memory unit 12, various functions for improving the performance of the image sensor are included.

현재 이미지센서는 VGA(640×480 화소)와 MEGA(1152×864 화소)급 이상이 주류를 이루고 있으며, 앞으로는 디지털 카메라(Digital still camera)와 카메라 핸드폰의 범용화에 따라 300만개 이상의 화소를 갖는 메가 급의 이미지센서가 보편화될 전망이다. 다양한 용도로 쓰이는 이미지센서는 그 크기와 함께 화질이 가격을 결정하는 가장 중요한 요소이다.Currently, the image sensor is mainly composed of VGA (640 × 480 pixels) and MEGA (1152 × 864 pixels), and in the future, it is mega class having more than 3 million pixels according to the generalization of digital still camera and camera mobile phone. Image sensors are expected to become commonplace. Image sensors that are used for various purposes are the most important factor in determining the price along with their size.

센서의 화질은 화소 자체의 특성과 화상신호 처리부(13)의 기능에 따라 좌우되며, 화상신호 처리부(13)의 보간은 한 화소가 하나의 색 강도값을 갸지는 이미지센서에서 화질을 결정하는 큰 요소이다. 보간은 필연적으로 세부 영역(Fine detail)에서 허위 색(False color)을 가지게 되며, 허위 색은 센서의 화질을 크게 저하시키는 요인이다.The image quality of the sensor depends on the characteristics of the pixel itself and the function of the image signal processing unit 13, and the interpolation of the image signal processing unit 13 is a large value that determines the image quality in an image sensor in which one pixel has one color intensity value. Element. Interpolation inevitably has a false color in the fine detail, which is a factor that greatly degrades the image quality of the sensor.

이미지센서의 화소는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 중 한가지 색의 강도값을 가지고, 색 보간을 통해 화소의 본래 색을 재현하는 구조로 되어 있다. 색 보간은 한 색의 정보를 가지고 있는 화소의 색 정보를 다른 색의 정보를 가지고 있는 주변 화소의 정보를 이용해 재현하는 것으로, 변화가 크지 않은 이미지에서는 주변 화소의 정보를 이용해 색을 재현하는 것이 문제없으나, 화소의 색 정보가 크게 변하는 화상의 경계선에서는 허위 색을 재현하게 되는 문제점이 있다.The pixel of the image sensor has an intensity value of one of red, green, and blue colors, and has a structure of reproducing the original color of the pixel through color interpolation. Color interpolation reproduces the color information of a pixel with information of one color by using the information of surrounding pixels with information of another color. In an image with little change, it is a problem to reproduce the color by using the information of surrounding pixels. However, there is a problem in that a false color is reproduced at the boundary line of the image where the color information of the pixel is greatly changed.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 허위 색을 줄일 수 있는 이미지센서의 색 보간 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide a color interpolation method of an image sensor that can reduce false colors.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 임의의 화소 주변의 8개의 화소 중 서로 인접한 3개의 화소로 구성되는 8개의 경계 마스크를 설정하는 단계; 보간 지역을 설정하는 단계; 상기 보간 지역의 중심 화소의 강도값에 기설정된 마스크값을 곱한 값 'B'와 상기 각 8개의 경계 마스크의 해당 값과 그 화소의 강도값을 곱한 값 'A'를 비교하여 경계를 결정하는 단계; 상기 중심 화소가 8개의 모든 방향에서 경계에 해당함에 따라 상기 중심 화소를 불량 화소로 결정하여 불량 화소 보정 보간을 실시하는 단계; 상기 중심 화소가 1개 내지 7개의 방향에서 경계에 해당함에 따라 허위 색 방지 보간을 실시하는 단계; 및 상기 중심 화소가 모든 방향에서 경계에 해당하지 않음에 따라 평균을 이용한 보간을 실시하는 단계를 포함하는 이미지센서의 색 보간 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of: setting eight boundary masks consisting of three pixels adjacent to each other among the eight pixels around any pixel; Setting an interpolation region; Determining a boundary by comparing a value 'B' obtained by multiplying an intensity value of a center pixel of the interpolation area by a preset mask value, and a value 'A' obtained by multiplying a corresponding value of each of the eight boundary masks and an intensity value of the pixel. ; Determining the center pixel as a bad pixel and performing bad pixel correction interpolation as the center pixel corresponds to a boundary in all eight directions; Performing false color prevention interpolation as the center pixel corresponds to a boundary in one to seven directions; And performing interpolation using an average as the center pixel does not correspond to a boundary in all directions.

본 발명은 메모리를 이용한 색 보간을 실시함에 있어, 중심 화소의 강도값과 주변의 같은 색을 갖는 화소의 강도값으로 이루어진 배열을 구성하고, 배열에 각 방향의 경계(Edge)를 검출하는 마스크를 적용하여, 모든 방향의 경계 값(Edge value)이 문턱값(Threshold value) 보다 크면, 중심화소를 불량화소로 판단하여 불량 화소 보정(Bad pixel compensation) 보간을 수행하고, 하나 이상의 경계값이 문턱값보다 큰 경우는 허위 색 보정(False color compensation) 보간을 수행한다. 이러한 방법을 통해 화상의 경계에서 발생하는 허위 색을 최소화하며, 이미지의 질이 향상된 이미지센서를 제공할 수 있다.According to the present invention, in performing color interpolation using a memory, an array consisting of intensity values of a center pixel and intensity values of pixels having the same color of surroundings is formed, and an array includes a mask for detecting edges in each direction. By applying, if the edge value in all directions is larger than the threshold value, the center pixel is judged as a bad pixel to perform bad pixel compensation interpolation, and one or more threshold values are set as the threshold value. If larger, false color compensation interpolation is performed. Through this method, it is possible to provide an image sensor which minimizes false colors occurring at the boundary of an image and improves image quality.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. do.

이미지센서는 화소에 칼라 필터를 사용해 한 화소에 한 색을 나타내는 칼라 필터 어레이를 사용하고, 일반적으로 베이어 칼라 필터 어레이(Bayer color filter array)가 알려져 있다. 베이어 칼라 필터 어레이의 배열은 하기와 같다.An image sensor uses a color filter array for displaying one color to one pixel using a color filter for a pixel, and a Bayer color filter array is generally known. The arrangement of the Bayer color filter array is as follows.

G R G R G R ......G R G R G R ...

B G B G B G ......B G B G B G ......

이후의 행(Row) 부터는 같은 꼴의 반복적인 구성을 갖는다.The subsequent rows have the same repetitive structure.

도 2는 본 발명에 따른 허위 색 보정 보간을 도식화한 플로우챠트이며, 도 3은 베이어 칼라 필터 어레이에서 경계 추출을 위한 지역 영역 설정을 도시한 도면이며, 도 4는 각 방향의 경계값을 구하기 위한 경계 마스크를 도시한 도면이며, 도 5는 경계 검출시의 보간 영역을 도시한 도면이며, 도 6은 중심 화소의 색을 제외한 색의 재현을 위한 화소를 도시한 도면이며, 도 7은 도 6의 화소로 재현한 예를 도시한 도면이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a false color correction interpolation according to the present invention, FIG. 3 is a diagram illustrating a regional area setting for boundary extraction in a Bayer color filter array, and FIG. 4 is a diagram for obtaining a boundary value in each direction. 5 is a diagram illustrating an interpolation mask, FIG. 5 is a diagram illustrating an interpolation region at the time of detection of a boundary, FIG. 6 is a diagram illustrating pixels for reproducing a color except for the color of a center pixel, and FIG. It is a figure which shows the example reproduced by the pixel.

이하에서는 도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 살펴 본다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 7.

이미지센서의 보간을 실시함에 있어서, 먼저 임의의 화소 주변의 8개의 화소 중 인접한 3개의 화소로 구성되는 8개의 경계 마스크를 설정한 다음, 보간 지역을 설정한다(S200).In performing the interpolation of the image sensor, first, eight boundary masks consisting of three adjacent pixels among eight pixels around an arbitrary pixel are set, and then an interpolation area is set (S200).

즉, 도 3의 (a)와 (b) 및 (c)는 각각 5*5의 단위 화소로 이루어지며, 베이어 컬러 패턴에서의 경계값 산출을 위한 지역 영역을 나타내는 3가지 형태로서, 지역화 영역이 설정되면, 도 3의 원으로 표시된 위치의 화소의 값들을 화상의 경계를 판단하기 위한 8가지 형태의 마스크로 구분된 도 4의 경계값 검출 마스크(Edge value calculation mask) 즉, 경계 마스크에 적용시켜 경계 값을 계산한다(S201).That is, (a), (b), and (c) of FIG. 3 each consist of 5 * 5 unit pixels, and represent three types of area areas for calculating a boundary value in the Bayer color pattern. When set, the values of the pixels at the positions indicated by the circles in FIG. 3 are applied to the edge value calculation mask, that is, the boundary mask of FIG. 4, divided into eight types of masks for determining the image boundary. The boundary value is calculated (S201).

도 4의 마스크는 각각 중심 화소 기준으로 상위 경계, 하위 경계, 좌측 경계, 우측 경계, 좌상측 경계, 우하측 경계, 우상측 경계, 좌하측 경계를 판별하는데 사용한다. 이 8가지 마스크에 의한 경계값은 주변화소의 경계값과 마스크값을 곱한를 곱한 값들의 합 'A'와 중심 화소와 마스크 값을 곱한 값 'B'의 차의 절대값으로 구해진다.The mask of FIG. 4 is used to determine an upper boundary, a lower boundary, a left boundary, a right boundary, an upper left boundary, a lower right boundary, an upper right boundary, and a lower left boundary on the basis of the center pixel. The boundary value of these eight masks is obtained as the absolute value of the difference of the sum 'A' of the product of the boundary value of the peripheral pixel and the mask value and the difference of the value 'B' of the center pixel and the mask value.

보간 지역의 중심 화소의 강도값에 기설정된 마스크값 'B'와 각 8개의 경계 마스크의 해당 값과 그 화소의 강도값을 곱한 값 'A'를 비교하여 경계를 결정한다.The boundary is determined by comparing a predetermined mask value 'B' with the intensity value of each of the eight boundary masks and a value 'A' multiplied by the intensity value of the pixel.

'A'는 도 4의 각 경계 마스크를 이루는 3개의 화소와 그들의 마스크값(a1, a2, a3)을 각각 곱한 값들의 합이며, 중심 화소의 마스크 값 'b'는 중심 화소값에 따라 동적으로 할당한다. 동적인 마스크값 'b'의 할당은 중심 화소값을 기준으로 문턱값의 비중을 조절하기 위한 것이다.'A' is the sum of three pixels constituting each boundary mask of FIG. 4 and their values multiplied by their mask values a1, a2, and a3, respectively, and the mask value 'b' of the center pixel is dynamically changed according to the center pixel value. Assign. The dynamic mask value 'b' is assigned to adjust the specific gravity of the threshold value based on the center pixel value.

여기서, a1, a2, a3는 b 보다 크거나 작을 수도 있고, a1, a2, a3 각각이 서도 같거나 다를 수도 있다.Here, a1, a2, a3 may be larger or smaller than b, and each of a1, a2, a3 may be the same or different.

예컨대, 도 4의 경계 마스크 #1에서 a1=1, a2=2, a3=1, b=4로 주어진다면, 각각에 해당하는 화소의 강도가 동일할 경우, {A|(a1 * 해당 화소 강도값) + (a2 * 해당 화소 강도값) + (a3 * 해당 화소 강도값)} = {B|(b * 중심 화소 강도값)}을 만족하게 되어 'A'와 'B'의 차의 절대값은 '0'이 되므로 문턱값을 넘지 못해 경계 마스크 #1에서 경계가 존재하지 않는다.For example, if a1 = 1, a2 = 2, a3 = 1, and b = 4 in the boundary mask # 1 of FIG. 4, when the intensities of the corresponding pixels are the same, {A | (a1 * corresponding pixel intensities) Value) + (a2 * corresponding pixel intensity value) + (a3 * corresponding pixel intensity value)} = {B | (b * center pixel intensity value)} to satisfy the absolute value of the difference between 'A' and 'B' Since the value becomes '0', no boundary exists in the boundary mask # 1 because the threshold value is not exceeded.

이 경계값을 미리 입력된 문턱값과 비교하여 각 방향 경계의 여부를 판단한 후(S203), 모든 경계에 대해 값이 문턱값 보다 높으면, 중심 화소가 주변 화소의 값들과 전혀 연관이 없는 불량 화소로 판단, 불량 화소 보정 보간을 실시한다(S204). The threshold value is compared with a threshold value previously input to determine whether each direction boundary is present (S203), and when the value is higher than the threshold value for all the boundaries, the center pixel is a bad pixel having no relation with the values of the surrounding pixels. Judgment and defective pixel correction interpolation are performed (S204).

불량 화소로 판단되지 않은 경우에, 한방향 이상의 경계값이 문턱값 비교를 통해 경계로 판단되면 실제 경계로 판단한다(S205). 중심 화소가 1개 ∼ 7개의 방향에서 경계에 해당함에 따라 경계 밖의 화소들을 보간 영역에서 제외하는 허위 색 방지 보간을 실시한다(S206). If it is determined that the defective pixel is not determined, if the boundary value of one or more directions is determined as the boundary through the threshold comparison, it is determined as the actual boundary (S205). As the central pixel corresponds to the boundary in one to seven directions, false color prevention interpolation is performed to exclude pixels outside the boundary from the interpolation region (S206).

중심 화소가 어떠한 방향의 경계에도 해당하지 않은 경우는 중심 화소와 가장 가까운 화소의 평균을 취하는 보간을 수행한다(S207). If the center pixel does not correspond to the boundary in any direction, interpolation is performed to take the average of the pixels closest to the center pixel (S207).

도 5의 (a)와 도 5의 (b)는 녹색 중심 화소(패턴)에서의 경계 검출시 보간 영역의 예를 각각 도시하고 있다.5A and 5B show examples of interpolation regions in detecting edges in the green center pixel (pattern), respectively.

즉, 도 5의 (a)에서는 녹색 중심 화소의 'B' 값과 도 4의 경계 마스크 #7을 'A' 값의 차의 절대값이 문턱값을 넘어 우상단측에서만 경계가 존재하게 된 경우로서, 이 경우에는 경계 밖인 빗금친 영역을 제외한 영역을 이용한 보정 보간인 허위 색 보정 보간을 실시한다.That is, in FIG. 5A, when the absolute value of the difference between the 'B' value of the green center pixel and the 'A' value of the boundary mask # 7 of FIG. 4 exceeds the threshold, the boundary exists only at the upper right side. In this case, a false color correction interpolation is performed, which is a correction interpolation using an area except a hatched area outside the boundary.

도 5의 (b)에서는 녹색 중심 화소의 'B' 값과 도 4의 경계 마스크 #4을 'A' 값의 차의 절대값이 문턱값을 넘어 우측에서만 경계가 존재하게 된 경우로서, 이 경우에는 경계 밖인 빗금친 영역을 제외한 영역을 이용한 보정 보간인 허위 색 보정 보간을 실시한다.In FIG. 5B, when the absolute value of the difference between the 'B' value of the green center pixel and the 'A' value of the boundary mask # 4 of FIG. 4 exceeds the threshold value, the boundary exists only on the right side. In this case, false color correction interpolation, which is a correction interpolation using an area except the shaded area outside the boundary, is performed.

도 5의 (c)와 도 5의 (d)는 적색 중심 화소에서의 경계 검출시 보간 영역의 예를 각각 도시하고 있으며, 도 5의 (e)와 도 5의 (f)는 청색 중심 화소에서의 경계 검출시 보간 영역의 예를 각각 도시하고 있는 바, 전술한 도 5의 (a)와 도 5의 (b)와 중복되는 내용이므로 그 설명을 생략한다.5 (c) and 5 (d) show examples of interpolation areas when detecting a boundary in a red center pixel, respectively. FIGS. 5 (e) and 5 (f) show a blue center pixel. Examples of the interpolation region at the time of boundary detection of FIG. 5 are the same as those described above with reference to FIGS. 5A and 5B, and thus description thereof is omitted.

도 6의 (a) 내지 도 6의 (f)는 각각 중심 화소의 색을 제외한 그 바로 인접 화소의 색 재현시의 예를 도시한 것으로, 중심 화소의 색 외의 색을 보간할 경우에는 도 6과 도 7에 도시된 바와 같은 경우를 생각할 수 있다.6A to 6F show examples of color reproduction of immediately adjacent pixels except colors of the center pixel, respectively, and when interpolating colors other than the color of the center pixel, respectively. The case as shown in FIG. 7 can be considered.

도 7의 (a)는 녹색 중심 화소에서의 적색 보간 과정으로 경계가 도시된 바와 같이 형성된 경우 좌측의 적색 화소 만으로 중심이 보간되므로, 경계를 중심으로 적색 성분이 균일하게 재현된다.In FIG. 7A, when the boundary is formed as shown in the red interpolation process in the green center pixel, the center is interpolated with only the red pixel on the left side, so that the red component is uniformly reproduced around the boundary.

도 7의 (b)의 청색의 경우도 마찬가지이다. 대각 방향의 경우도 같은 방식으로 구현이 가능하다. 도 7의 (C)와 도 7의 (d)는 적색 중심 화소의 경우를 도시한다. 청색 중심 화소의 경우는 적색 중심 화소의 경우와 같다. The same applies to the blue color in FIG. 7B. Diagonal directions can be implemented in the same way. 7C and 7D show the case of a red center pixel. The blue center pixel is the same as the red center pixel.

도 7의 (c)의 경우 적색 중심 화소에 청색을 보간하는 것으로 기존의 미디언 필터 방식에서는 허위 색을 걸러낼 수 없으나, 본 발명의 경우에는 경계 밖의 화소를 무시함으로써 허위 색을 방지할 수 있다. 도 7의 (d)의 경우는 적색 화소에 녹색을 보상하는 것으로, 마찬가지로 기존 방법과는 다르게 녹색 성분의 허위 색을 방지할 수 있다. 이러한 과정을 센서의 모든 중심 화소에 대해 시행한다.In the case of (c) of FIG. 7, blue color is interpolated to the red center pixel, and thus, in the conventional median filter method, the false color cannot be filtered out. In the present invention, the false color can be prevented by ignoring pixels outside the boundary. . In the case of FIG. 7D, the green color is compensated for the red pixel, and similarly, unlike the conventional method, a false color of the green component can be prevented. This process is performed for all center pixels of the sensor.

본 발명은 메모리를 이용한 색 보간을 실시할 때, 중심 화소의 강도값과 주변의 같은 색을 갖는 화소의 강도값으로 이루어진 배열을 구성하고, 배열에 각 방향의 경계를 검출하는 마스크를 적용하여, 경계의 존재 여부에 따라 보간을 달리함으로써, 화상의 경계에서 발생하는 허위 색을 최소화하며, 이미지의 질을 향상시킬 수 있음을 실시예를 통해 알아 보았다.According to the present invention, when color interpolation is performed using a memory, an array consisting of intensity values of a center pixel and intensity values of pixels having the same color of surroundings is constituted, and a mask for detecting a boundary in each direction is applied to the array, By interpolating differently depending on the presence or absence of a border, the embodiment has been found to minimize the false color generated at the border of the image and to improve the quality of the image.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

예컨대, 불량 화소의 보정을 위한 전술한 설명은 도 1과 같은 이미지센서의 화상 정보 처리부에서 도 3과 같은 형태의 배열을 이용한 중심 화소의 색 보간을 시행할 시행할 경우를 예로 한 것으로, 이 외에 이미지센서의 데이터 처리 방식이 행 메모리를 사용하는 보간 방식을 사용한 모든 경우에 대해서 본 발명의 내용을 바탕으로 적절하게 변형하여 적용할 수 있다.For example, the above description for correcting a bad pixel is an example in which the image information processing unit of the image sensor as shown in FIG. 1 performs color interpolation of a center pixel using an arrangement as shown in FIG. 3. The data processing method of the image sensor can be appropriately modified and applied based on the contents of the present invention in all cases using the interpolation method using the row memory.

상술한 바와 같은 본 발명은, 베이어 데이터를 이용해 현재 보간 위치가 이미지의 경계인지를 판단하고 그 결과를 바탕으로 보간 영역을 구분해 허위 색 재현을 최소화함으로써, 이미지의 질을 향상시켜 이미지센서의 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above, by using Bayer data to determine whether the current interpolation position is the boundary of the image, and based on the result to distinguish the interpolation area to minimize the false color reproduction, to improve the quality of the image characteristics of the image sensor There is an effect to improve.

도 1은 이미지센서를 개략적으로 도시한 블럭도.1 is a block diagram schematically showing an image sensor;

도 2는 본 발명에 따른 허위 색 보정 보간을 도식화한 플로우챠트.2 is a flowchart illustrating a false color correction interpolation according to the present invention.

도 3은 베이어 칼라 필터 어레이에서 경계 추출을 위한 지역 영역 설정을 도시한 도면.FIG. 3 illustrates regional area settings for boundary extraction in a Bayer color filter array. FIG.

도 4는 각 방향의 경계값을 구하기 위한 경계 마스크를 도시한 도면.4 is a diagram showing a boundary mask for obtaining a boundary value in each direction.

도 5는 경계 검출시의 보간 영역을 도시한 도면.5 is a diagram illustrating an interpolation region at the time of boundary detection.

도 6은 중심 화소의 색을 제외한 색의 재현을 위한 화소를 도시한 도면.FIG. 6 is a diagram illustrating pixels for reproducing a color except a color of a center pixel; FIG.

도 7은 도 6의 화소로 재현한 예를 도시한 도면.FIG. 7 is a diagram illustrating an example reproduced by the pixel of FIG. 6; FIG.

Claims (7)

임의의 화소 주변의 8개의 화소 중 서로 인접한 3개의 화소로 구성되는 8개의 경계 마스크를 설정하는 단계;Setting eight boundary masks composed of three pixels adjacent to each other among eight pixels around an arbitrary pixel; 보간 지역을 설정하는 단계;Setting an interpolation region; 상기 보간 지역의 중심 화소의 강도값에 기설정된 마스크값을 곱한 값 'B'와 상기 각 8개의 경계 마스크의 해당 값과 그 화소의 강도값을 곱한 값 'A'를 비교하여 경계를 결정하는 단계;Determining a boundary by comparing a value 'B' obtained by multiplying an intensity value of a center pixel of the interpolation area by a preset mask value, and a value 'A' obtained by multiplying a corresponding value of each of the eight boundary masks and an intensity value of the pixel. ; 상기 중심 화소가 8개의 모든 방향에서 경계에 해당함에 따라 상기 중심 화소를 불량 화소로 결정하여 불량 화소 보정 보간을 실시하는 단계;Determining the center pixel as a bad pixel and performing bad pixel correction interpolation as the center pixel corresponds to a boundary in all eight directions; 상기 중심 화소가 1개 내지 7개의 방향에서 경계에 해당함에 따라 허위 색 방지 보간을 실시하는 단계; 및Performing false color prevention interpolation as the center pixel corresponds to a boundary in one to seven directions; And 상기 중심 화소가 모든 방향에서 경계에 해당하지 않음에 따라 평균을 이용한 보간을 실시하는 단계Performing interpolation using an average as the center pixel does not correspond to a boundary in all directions 를 포함하는 이미지센서의 색 보간 방법.Color interpolation method of the image sensor comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 8개의 경계 마스크는,The eight boundary masks, 상기 중심 화소를 기준으로 각각 상위 경계, 하위 경계, 좌측 경계, 우측 경계, 좌상측 경계, 우하측 경계, 우상측 경계 및 좌하측 경계를 나타내는 것을 특징으로 하는 이미지센서의 색 보간 방법.And an upper boundary, a lower boundary, a left boundary, a right boundary, an upper left boundary, a lower right boundary, an upper right boundary, and a lower left boundary based on the center pixel, respectively. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 경계를 결정하는 단계에서,In determining the boundary, 상기 'A'는 각 경계 마스크를 이루는 3개의 마스크값과 해당 화소의 강도값을 곱한 값들의 합인 것을 특징으로 하는 이미지센서 색보간 방법.The 'A' is an image sensor color interpolation method characterized in that the sum of the product of the three mask values constituting each boundary mask and the intensity value of the pixel. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 중심 화소의 마스크값은 동적으로 할당되는 것임을 특징으로 하는 이미지센서의 색 보간 방법.And a mask value of the center pixel is dynamically assigned. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 경계를 결정하는 단계에서, In determining the boundary, 상기 'A'와 상기 'B'의 차의 절대값이 기설정된 문턱값 보다 큼에 따라 상기 중심 화소는 해당 경계 마스크에서 경계를 갖는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이미지센서의 색 보간 방법.And determining that the center pixel has a boundary in a corresponding boundary mask as an absolute value of the difference between 'A' and 'B' is greater than a predetermined threshold value. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 불량 화소 보정 보간을 실시하는 단계에서,In the step of performing the bad pixel correction interpolation, 자신의 화소값을 사용하지 않고 주변의 화소값을 이용하여 보간을 실시하는 것을 특징으로 하는 이미지센서의 색 보간 방법.A color interpolation method of an image sensor, characterized in that interpolation is performed using pixel values of the surroundings without using its own pixel values. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 허위 색 방지 보간을 실시하는 단계에서,In the step of performing false color interpolation, 상기 경계에 해당하는 영역 밖을 제외한 영역을 이용하여 보간을 실시하는 것을 특징으로 하는 이미지센서의 색 보간 방법.Color interpolation method of the image sensor, characterized in that the interpolation is performed using an area except the area corresponding to the boundary.
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KR100776379B1 (en) * 2005-12-29 2007-11-16 엠텍비젼 주식회사 Bad pixel interpolation device using color difference signal and method thereof

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