KR20080040292A - Interpolation method for deinterlacing - Google Patents

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KR20080040292A
KR20080040292A KR1020060108036A KR20060108036A KR20080040292A KR 20080040292 A KR20080040292 A KR 20080040292A KR 1020060108036 A KR1020060108036 A KR 1020060108036A KR 20060108036 A KR20060108036 A KR 20060108036A KR 20080040292 A KR20080040292 A KR 20080040292A
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남택윤
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엘지전자 주식회사
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Abstract

An interpolation method for deinterlacing is provided to improve picture quality by preventing a corner portion at a right-angle pattern from being broken, and obtain a perfect progressive image from an interlace type image source. Correlations among pixels in a window are obtained by symmetrically moving the window with respect to a certain region of upper and lower line image data of pixels to be interpolated(S51). The respective correlations are analyzed to obtain an interpolation direction(S52). If the interpolation direction indicates a slant line directional edge, pixels adjacent to the corresponding window among the upper and lower line image data are inspected to check the presence of the slant line directional edge again(S53). If the slant line directional edge exists, the slant line direction is determined as an interpolation direction, or otherwise, a vertical direction is determined as the interpolation direction(S54,S56). The interpolation target pixels are interpolated by using the determined interpolation direction(S57).

Description

디인터레이싱을 위한 보간 방법{ Interpolation Method for Deinterlacing }Interpolation Method for Deinterlacing

도 1은 인터레이스 방식의 영상 구조에 관한 개요,1 is an overview of an interlaced video structure;

도 2는 프로그레시브 방식의 영상으로 변환되는 개요,2 is an overview that is converted to a progressive image,

도 3은 윈도우를 이용하여 보간 방향을 결정하는 방법의 예,3 is an example of a method of determining an interpolation direction using a window;

도 4는 직각 패턴이 나타날 때 보간 방향이 잘못 결정되는 예,4 illustrates an example in which an interpolation direction is incorrectly determined when a right angle pattern appears;

도 5는 본 발명에 따른 보간 방법의 일 실시예,5 is an embodiment of an interpolation method according to the present invention;

도 6은 윈도우에 따라 상관관계를 구하는 일 예,6 is an example of obtaining a correlation according to a window;

도 7은 윈도우에 따라 상관관계를 구하는 또 다른 예,7 is another example of obtaining a correlation according to a window;

도 8은 사선방향 에지를 다시 확인하는 과정의 실시예,8 is an embodiment of a process for rechecking an oblique edge;

도 9는 보간 방향의 수정을 통해 보간이 이루어지는 예,9 is an example in which interpolation is performed through correction of an interpolation direction;

도 10은 본 발명에 따라 정확한 보간이 이루어진 상태의 예이다.10 is an example of a state in which accurate interpolation is made in accordance with the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

21: 홀수 필드 영상 22: 짝수 필드 영상21: odd field image 22: even field image

23: 디인터레이서 24,25: 프로그레시브 영상23: Deinterlacer 24,25: Progressive video

z: 보간 대상 화소 w1,w2: 윈도우z: interpolation target pixels w1, w2: window

l1,l2,r2,r2: 윈도우 인접 화소l1, l2, r2, r2: window adjacent pixels

본 발명은 디인터레이싱을 위한 보간 방법에 관한 것으로서, 특히 인터레이스 방식의 입력 영상을 프로그레시브 방식의 영상으로 변환하는 과정에서 보간 대상인 화소가 사선방향 에지(Edge)를 가질 때는 상측 및 하측 라인 영상 데이터를 참조하여 실제로 사선방향 에지가 맞는지를 다시 확인하도록 하여, 사선방향 에지를 더욱 높은 신뢰도로 검출해 낼 수 있도록 한다.The present invention relates to an interpolation method for deinterlacing. In particular, when a pixel to be interpolated has an oblique edge in the process of converting an interlaced input image into a progressive image, the upper and lower line image data is referred to. In fact, it is again necessary to check that the oblique edge is correct, so that the oblique edge can be detected with higher reliability.

디지털 티브이(Digital TV)와 같은 각종 방송 수신장치에서 더 뛰어난 화질을 구현하기 위한 시도가 계속 이루어지고 있다. 특히, 인터레이스(Interlace) 방식의 영상을 프로그레시브(Progressive) 방식의 영상으로 전환해 주는 디인터레이서(Deinterlacer)가 선명한 화질 구현에 매우 중요한 역할을 담당하고 있다.Attempts have been made to realize better image quality in various broadcast receivers such as digital TVs. In particular, a deinterlacer that converts interlaced video into progressive video plays a very important role in realizing a clear picture quality.

인터레이스 방식이란 하나의 영상을 표시할 때 하나의 영상 프레임에서 수평 라인의 반만을 표시하는 방식을 말한다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같이 한 프레임을 이루는 화면을 홀수 필드(Odd Field)와 짝수 필드(Even Field)로 나누어서 두 필드의 화면으로 구현한다. 그러므로, 방송 영상이 1초당 30 프레임의 영상으로 이루어진다면 30개의 홀수 필드와 30개의 짝수 필드가 포함되는데, 홀수 필드와 짝수 필드는 각각 매 1/60초마다 번갈아 가면서 화면에 표시된다. 한편, 프로그레시브 방식(스캔)이란 한번에 전체 프레임을 표시하는 방식으로서, 인터레이스 방식에 비해 뛰어난 화질을 구현할 수 있다.The interlacing method refers to a method of displaying only one half of a horizontal line in one image frame when displaying one image. That is, as shown in FIG. 1, a screen forming one frame is divided into an odd field and an even field to be implemented as a screen of two fields. Therefore, if the broadcast video is composed of 30 frames per second, 30 odd fields and 30 even fields are included, and the odd fields and even fields are alternately displayed every 1/60 seconds. On the other hand, the progressive method (scan) is a method of displaying the entire frame at a time, it is possible to implement a superior image quality than the interlace method.

이러한 인터레이스 방식의 영상을 디인터레이서와 같은 변환장치를 통해 프로그레시브 방식의 영상으로 변환시킬 수 있다.Such an interlaced image may be converted into a progressive image through a conversion device such as a deinterlacer.

도 2를 참조하자면, 홀수 필드 영상(21)과 짝수 필드 영상(22)이 각각 디인터레이서(23)를 통해 변환되어 프로그레시브 영상(24,25)으로 변환된다. 변환된 프로그레시브 영상(24,25)에 'z'로 표시된 화소가 프로그레시브 방식의 영상을 만들기 위하여 보간(Interpolation)된 화소이다. 즉, 디인터레이서(23)는 인터레이스 방식의 필드 영상을 이용하여 현재 필드에는 포함되지 않은 스캔 라인(Scan Line) 정보를 인위적으로 만들어 내는 기능을 하는데, 일반적으로 상측과 하측 라인의 영상 데이터를 이용하여 적절한 보간을 수행한다.Referring to FIG. 2, the odd field image 21 and the even field image 22 are converted through the deinterlacer 23 and converted into progressive images 24 and 25, respectively. Pixels marked with 'z' in the converted progressive images 24 and 25 are interpolated pixels to make a progressive image. That is, the deinterlacer 23 artificially generates the scan line information not included in the current field by using the interlaced field image. Generally, the deinterlacer 23 uses the image data of the upper and lower lines. Perform interpolation.

인터레이스 방식의 영상신호를 프로그레시브 방식의 영상신호로 변환하는 방법은 라인 반복 방법(Line Repetition), 움직임 없는 필드 간 보간방법(Inter-Field Interpolation without Motion Compensation), 필드내 보간방법(Intra-Field Interpolation) 등 다양하게 제시되고 있다.The method of converting interlaced video signals into progressive video signals includes line repetition, inter-field interpolation without motion compensation, and intra-field interpolation. Etc. are suggested in various ways.

여기서, 라인 반복방법은 현재 필드의 라인 정보를 단순하게 반복시켜서 한 프레임을 구하는 방법으로서, 각각의 라인을 한번 더 반복해서 표시하므로 구현이 간단하지만 같은 라인의 단순 반복으로 새로운 프레임을 구성하기 때문에 보간 후의 화질이 급격히 떨어지는 단점이 있다. 움직임 없는 필드간 보간방법은 현재 필드의 라인 사이에 이전 필드와 다음 필드 라인을 평균한 영상 데이터를 끼워 넣는 방법으로서, 구현이 용이하지만 필드 간 움직임이 있는 영상을 보간할 때 라인 반복 방법과 마찬가지로 화질이 열화되는 단점이 있다.Here, the line repetition method is a method of obtaining a frame by simply repeating the line information of the current field. Since each line is repeatedly displayed, the implementation is simple, but since the new frame is formed by simple repetition of the same line, interpolation is performed. There is a disadvantage in that the image quality is sharply lowered. The interfield interpolation method without motion is a method of embedding image data obtained by averaging the previous field and the next field line between the lines of the current field. There is a disadvantage of this deterioration.

필드내 보간방법은 두 라인 사이의 영역에 두 라인간 데이터를 평균한 값을 보간 값으로 하여 하나의 프레임을 완성하는 방법으로서, 라인 반복 방법보다는 화질이 깨끗하지만 기울기가 있는 영상의 경우에는 보간 후에 스텝-에지(Step-Edge) 현상이 두드러지게 나타나고 움직임 없는 영상인 경우에는 화면이 떨리는 플리커(Flicker) 현상이 심해져 화질이 열화되는 단점이 있다.In-field interpolation is a method that completes a frame using the average of data between two lines in the area between two lines as the interpolation value. In the case of a motionless image, the step-edge phenomenon is prominent, and the flickering of the screen is aggravated and the image quality deteriorates.

한편, 이러한 보간 방법의 단점을 해소하고 보다 낳은 화질을 구현하기 위해 제시된 방법들 중에는 대한민국 공개특허공보에 실린 문헌(공개번호: 10-2006-104817호)에서 제시하는 방법과 같이 현재 보간 대상 화소의 상측 및 하측 라인을 분석하여 사선방향 에지가 검출되면 이 방향으로 이어주는 보간을 실행함으로써 더 좋은 디인터레이싱 성능을 내는 방법이 있다.On the other hand, among the methods proposed to solve the disadvantages of the interpolation method and to achieve better image quality, the method of the current interpolation target pixel, such as the method disclosed in the document (published No. 10-2006-104817) There is a method that analyzes the upper and lower lines and performs interpolation in this direction when oblique edges are detected, resulting in better deinterlacing performance.

도 3을 참조하자면, 현재 보간 대상인 라인(Line i)의 상측 라인(Line i-1)과 하측 라인(Line i+1)의 일정 영역에서 대칭으로 움직이는 윈도우(31,32)의 개념을 도입하고, 윈도우 단위에서의 블록 매칭(Block Matching)을 수행하여 특정 방향의 에지가 있는지 판단한다. 여기에는 윈도우가 5개 화소를 포함하는 크기로 설정되고, 윈도우 이동 영역은 현재 보간 대상인 화소(z)의 좌,우측 8개 화소로 설정된 예가 나타나 있으며, 이동하는 각각의 윈도우(31,32)에 대한 블록 매칭 값의 크기를 조사하여 에지의 방향을 알아낸다. 그리고, 사선방향 에지가 없으면 수직 평균(Vertical Average) 보간을 수행하고, 사선방향 에지가 있는 경우에는 그 방향으로 보간을 실행하도록 하여 디인터레이싱에 의해 만들어지는 프로그레시브 영상의 화질을 크게 개선할 수 있다.Referring to FIG. 3, the concept of windows 31 and 32 symmetrically moving in a predetermined area of the upper line Line i-1 and the lower line Line i + 1 of the line Interpolation line i which is currently interpolated is introduced. Block matching in the window unit is performed to determine whether there is an edge in a specific direction. Here, an example is shown in which the window is set to a size including five pixels, and the window moving area is set to eight pixels left and right of the pixel z that is currently interpolated. The direction of the edge is determined by examining the magnitude of the block matching value. If there is no oblique edge, vertical average interpolation is performed, and if there is an oblique edge, interpolation is performed in that direction, thereby greatly improving the quality of a progressive image produced by deinterlacing.

상측 라인의 윈도우(31)와 하측 라인의 윈도우(32)가 현재 보간 대상인 화소 z에 대한 보간 방향을 나타낸다고 가정할 때, 보간 값을 결정하는 하나의 예는 상측 라인의 J+1 번째 화소값(윈도우 31의 중간 화소값)과 하측 라인의 J-1번째 화소값(윈도우 32의 중간 화소값)을 더한 후 2로 나눈 값을 화소 z의 값으로 보간할 수 있는 것이다.Assuming that the window 31 of the upper line and the window 32 of the lower line represent the interpolation direction with respect to the pixel z to be interpolated at present, one example of determining the interpolation value is the J + 1 th pixel value of the upper line ( After the middle pixel value of the window 31) and the J-1th pixel value (the middle pixel value of the window 32) of the lower line are added, the value divided by two can be interpolated to the value of the pixel z.

그런데, 도 4a에 도시한 예와 같이 원본 영상에 직각 에지(하측 라인에서 검게 표시한 부분)가 있을 때는 위와 같은 방법을 사용하는 경우 윈도우 31과 윈도우 32에 의하여 현재 보간 대상 화소 c가 사선방향 에지를 갖는 것으로 판단하게 된다. 즉, 실제적으로 현재 보간 대상인 화소 c는 직각 에지를 갖는데 사선 에지로 잘못 판단하여 도 4b에 도시한 예와 같이 사선방향의 보간을 실행하게 된다. 도 4b에 도시한 상측 라인과 하측 라인의 각 화소가 표시된 바와 같이 각각 흰색과 검은 색의 값을 갖는다고 가정할 때 보간 대상 화소 c의 값이 흰색으로 보간된다.However, as shown in FIG. 4A, when the original image has a right edge (black portion in the lower line), when the above method is used, the current interpolation pixel c is diagonally edged by the window 31 and the window 32. Will be judged to have That is, the pixel c, which is currently the interpolation target, actually has a right angled edge, and is incorrectly determined as an oblique edge, so that the interpolation in the diagonal direction is performed as shown in FIG. 4B. Assuming that each pixel of the upper line and the lower line shown in FIG. 4B has white and black values as shown, the value of the interpolation target pixel c is interpolated to white.

이렇게 보간하면 직각 에지의 모서리 부분이 원본과 달리 크게 열화 되는데, 이와 같은 열화는 직각 에지가 많은 문자들이나 패턴을 포함한 영상에 두드러지게 나타나며, 화질을 크게 떨어뜨리는 요인이 된다.When the interpolation is performed, the corners of the rectangular edges deteriorate significantly unlike the originals. Such deterioration is prominent in images containing characters or patterns with many rectangular edges, and causes a significant deterioration in image quality.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 인터레이스 방식의 입력 영상을 프로그레시브 방식의 영상으로 변환할 때 사선방향 에지의 존재 여부를 원래의 영상 데이터를 이용하여 다시 확인하도록 하여 사선방 향 에지를 더욱 높은 신뢰도로 검출해 낼 수 있는 디인터레이싱을 위한 보간 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and when the interlaced input image is converted into a progressive image, the existence of the oblique edge is rechecked by using the original image data. It is an object of the present invention to provide an interpolation method for deinterlacing that can detect a fragrance edge with higher reliability.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 디인터레이싱을 위한 보간 방법은, 보간 대상 화소의 상측 및 하측 라인 영상 데이터의 일정 영역에 대하여 윈도우를 대칭 이동시키면서 윈도우 내 화소 간 상관관계를 구하는 단계; 상기 상관관계를 분석하여 보간 방향을 구하는 단계; 상기 보간 방향이 사선방향인 경우에는 해당 윈도우 주변 화소를 조사하여 사선방향 에지가 맞는지를 다시 확인하는 단계; 상기 확인 결과 사선방향이 맞으면 해당 사선방향을 보간 방향으로 결정하고, 그렇지 않으면 보간 방향을 수직 방향으로 결정하는 단계; 및 상기 결정된 보간 방향을 이용하여 상기 보간 대상 화소의 보간을 실행하는 단계를 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above object, an interpolation method for deinterlacing according to the present invention includes: obtaining correlation between pixels in a window while symmetrically moving a window with respect to a predetermined area of upper and lower line image data of an interpolation target pixel; Analyzing the correlation to obtain an interpolation direction; If the interpolation direction is an oblique direction, re-checking whether the diagonal edge is correct by irradiating pixels around the window; Determining the diagonal direction as an interpolation direction if the diagonal direction is correct, and otherwise determining the interpolation direction as a vertical direction; And performing interpolation of the interpolation target pixel using the determined interpolation direction.

상기 보간 방향을 다시 확인하는 단계는 상기 상측 및 하측 라인 영상 데이터들 중 해당 윈도우에 인접한 화소를 조사하여 사선방향 에지가 맞는지를 확인하도록 구성될 수 있다.The determining of the interpolation direction may be configured to irradiate a pixel adjacent to a corresponding window among the upper and lower line image data to determine whether the diagonal edge is correct.

이 때, 상기 윈도우에 각각 인접한 좌측 화소값의 차이가 일정 범위 내에 있고, 또한 상기 윈도우에 각각 인접한 우측 화소값의 차이가 일정 범위 내에 있을 때 상기 사선방향 에지가 맞는 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.In this case, when the difference between the left pixel values adjacent to the window is within a predetermined range and the difference between the right pixel values respectively adjacent to the window is within a predetermined range, the diagonal edge may be determined to be correct.

상기 상관관계는 상기 대칭 이동하는 윈도우 쌍에서 각각 대응하는 화소의 화소값을 차감하고, 상기 차감한 값의 절대값을 모두 합한 값으로 구성될 수 있다. 이 때, 상기 계산 값이 작을수록 상기 상관관계가 큰 것으로 판단할 수 있다.The correlation may include a value obtained by subtracting pixel values of corresponding pixels in the mirrored window pair, and adding up the absolute values of the subtracted values. At this time, it may be determined that the correlation is larger as the calculated value is smaller.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하에서 각 도면에 표시된 화소의 모양(예:원, 사각형)이나 색(예: 검은색, 흰색, 회색)은 특별히 언급하지 않는 한 어떤 특별한 의미를 갖는 것이 아니며, 단지 설명의 직관적인 이해를 돕기 위해 구분 표시한 것에 지나지 않는다. 그러나, 화소의 모양이 화소값 등 특별한 의미를 가질 때는 별도로 설명하기로 한다.Hereinafter, the shape (eg circle, rectangle) or color (eg black, white, gray) of the pixels shown in each drawing does not have any special meaning unless specifically mentioned, and merely helps the intuitive understanding of the description. For the sake of clarity. However, when the shape of the pixel has a special meaning such as a pixel value, it will be described separately.

도 5를 참조하여 본 발명에 따른 디인터레이싱을 위한 보간 방법의 일 실시예를 설명하기로 한다.An embodiment of an interpolation method for deinterlacing according to the present invention will be described with reference to FIG. 5.

먼저, 보간 대상 화소의 상측 및 하측 라인 영상 데이터의 일정 영역에 대하여 윈도우를 대칭 이동시키면서 윈도우 내 화소 간 상관관계를 구한다(S51).First, a correlation between pixels in a window is obtained while symmetrically moving a window with respect to predetermined areas of upper and lower line image data of an interpolation target pixel (S51).

상측 및 하측 라인 영상 데이터의 일정 영역은 필요에 따라 임의적으로 설정할 수 있는 것이며, 이하에서는 현재 보간 대상인 화소 위치(J)를 기준으로 할 때 좌, 우측 각 8개 화소를 대상으로 하는 예를 통해 설명하기로 한다. 또한, 윈도우란 상측 라인과 하측 라인에 각각 적용되는 개념으로서 일정 개수의 화소들의 집합을 의미한다. 이러한 윈도우는 상측 라인과 하측 라인에서 서로 대칭으로 움직이게 되며, 윈도우에 포함되는 화소들의 개수는 필요에 따라 임의적으로 설정할 수 있는 것이지만, 이하에서는 5개 화소를 포함하는 윈도우의 예로서 설명하기로 한다.The predetermined area of the upper and lower line image data may be arbitrarily set as needed. Hereinafter, an example in which eight pixels of left and right are targeted based on the pixel position J as the current interpolation target will be described. Let's do it. In addition, the window is a concept applied to the upper line and the lower line, respectively, and means a set number of pixels. The window is moved symmetrically in the upper line and the lower line, and the number of pixels included in the window can be arbitrarily set as necessary, but will be described below as an example of a window including five pixels.

상관관계는 대칭 이동하는 윈도우 쌍에서 각각 대응하는 화소의 화소값을 차감하고, 차감한 값의 절대값을 모두 합한 값으로 설정할 수 있다.The correlation may be set to a value obtained by subtracting pixel values of corresponding pixels in the mirrored window pairs and adding up the absolute values of the subtracted values.

도 6을 참조하자면, 현재 상측 라인(Line i-1)의 윈도우 w1은 J-1번째 화소 내지 J+3번째 화소를 포함하고, 하측 라인(Line i+1)의 윈도우 w2는 J-3번째 화소 내지 J+1번째 화소를 포함한다. 이때의 상관관계는 윈도우 w1과 윈도우 w2에서 각각 대응되는 화소값 차이의 절대값을 모두 합한 값으로 구해질 수 있다. 이를 수식으로 표시하면 다음의 수학식 1과 같다.Referring to FIG. 6, the window w1 of the current upper line Line i-1 includes the J-1 th pixel to the J + 3 th pixel, and the window w2 of the lower line Line i + 1 is the J-3 th time. Pixel to J + 1 th pixel. The correlation at this time may be obtained by adding up the absolute values of the corresponding pixel value differences in the window w1 and the window w2, respectively. If this is expressed as an equation, Equation 1 below.

Figure 112006080531827-PAT00001
Figure 112006080531827-PAT00001

여기서, P(x,y)는 x번째 라인의 y번째 열에 위치한 화소(Pixel)의 화소값을 의미한다. 즉, 라인 i-1의 (J-1)번째 화소값에서 라인 i+1의 (J-3)번째 화소값을 뺀 값의 절대값, 라인 i-1의 (J-1+1)번째 화소값에서 라인 i+1의 (J-3+1)번째 화소값을 뺀 값의 절대값, 라인 i-1의 (J-1+2)번째 화소값에서 라인 i+1의 (J-3+2)번째 화소값을 뺀 값의 절대값, 라인 i-1의 (J-1+3)번째 화소값에서 라인 i+1의 (J-3+3)번째 화소값을 뺀 값의 절대값, 라인 i-1의 (J-1+4)번째 화소값에서 라인 i+1의 (J-3+4)번째 화소값을 뺀 값의 절대값을 모두 합한 값이 상관관계1이 된다.Here, P (x, y) means the pixel value of the pixel Pixel located in the y-th column of the x-th line. That is, the absolute value of the value obtained by subtracting the (J-3) th pixel value of the line i + 1 from the (J-1) th pixel value of the line i-1, and the (J-1 + 1) th pixel of the line i-1. Absolute value of the value minus the (J-3 + 1) th pixel of line i + 1, the (J-3 + of the line i + 1 the (J-1 + 2) th pixel value of line i-1 2) The absolute value of the value minus the first pixel value, the absolute value of the value minus the (J-3 + 3) th pixel value of line i + 1 from the (J-1 + 3) th pixel value of line i-1, Correlation 1 is the sum of the absolute values of the (J-1 + 4) th pixel value of the line i-1 minus the (J-3 + 4) th pixel value of the line i + 1.

한편, 윈도우 w1은 우측으로 한 화소씩 이동할 수 있고, 이에 따라 윈도우 w2는 좌측으로 한 화소씩 이동할 수 있다. 이와 같이 5번 이동하면 도 7에 도시한 예와 같이 상측 라인의 윈도우 w1은 J+4번째 화소 내지 J+8번째 화소를 포함하고, 하측 라인의 윈도우 w2는 J-8번째 화소 내지 J-4번째 화소를 포함한다. 이 때의 상관관계를 수식으로 표시하면 다음의 수학식 2와 같다.Meanwhile, the window w1 may move one pixel to the right, and thus the window w2 may move one pixel to the left. In this way, as shown in Fig. 7, the window w1 of the upper line includes the J + 4th pixel and the J + 8th pixel, and the window w2 of the lower line has the J-8th pixel to J-4. The second pixel. In this case, the correlation is expressed by the following equation.

Figure 112006080531827-PAT00002
Figure 112006080531827-PAT00002

즉, 라인 i-1의 (J+4)번째 화소값에서 라인 i+1의 (J-8)번째 화소값을 뺀 값의 절대값, 라인 i-1의 (J+4+1)번째 화소값에서 라인 i+1의 (J-8+1)번째 화소값을 뺀 값의 절대값, 라인 i-1의 (J+4+2)번째 화소값에서 라인 i+1의 (J-8+2)번째 화소값을 뺀 값의 절대값, 라인 i-1의 (J+4+3)번째 화소값에서 라인 i+1의 (J-8+3)번째 화소값을 뺀 값의 절대값, 라인 i-1의 (J+4+4)번째 화소값에서 라인 i+1의 (J-8+4)번째 화소값을 뺀 값의 절대값을 모두 합한 값이 상관관계6이 된다.That is, the absolute value of the value obtained by subtracting the (J-8) th pixel value of the line i + 1 from the (J + 4) th pixel value of the line i-1, and the (J + 4 + 1) th pixel of the line i-1. Absolute value of the value minus the (J-8 + 1) th pixel of line i + 1, the (J-8 + of the line i + 1 of the (J + 4 + 2) th pixel value of line i-1 2) absolute value of the value minus the th pixel value, absolute value of the (J + 4 + 3) th pixel value of the line i + 1 minus the (J-8 + 3) th pixel value of the line i-1, The correlation 6 is the sum of the absolute values of the (J + 4 + 4) th pixel value of the line i-1 minus the (J-8 + 4) th pixel value of the line i + 1.

이와 같이, 윈도우 w1이 우측 이동하고 윈도우 w2가 좌측 이동하는 경우에 총 6개의 상관관계를 구할 수 있다.In this way, a total of six correlations can be obtained when the window w1 moves to the right and the window w2 moves to the left.

또한, 윈도우 w1과 윈도우 w2가 모두 J-2번째 화소 내지 J+2번째 화소를 포함할 때가 있다. 이때의 상관관계를 수직상관관계라고 하면 다음의 수학식 3과 같이 표시될 수 있다.In addition, there are times when both the window w1 and the window w2 include the J-2nd pixel to the J + 2th pixel. The correlation at this time may be expressed as Equation 3 below.

Figure 112006080531827-PAT00003
Figure 112006080531827-PAT00003

그리고, 다시 윈도우 w1이 좌측으로 6번 이동할 수 있으므로(이때 윈도우 w2는 우측으로 이동함), 이러한 경우에도 위에서 설명한 바와 마찬가지로 6개의 상관 관계를 구할 수 있다.In addition, since the window w1 can be moved to the left six times (in this case, the window w2 is moved to the right), six correlations can be obtained as described above.

이와 같이 총 13개의 상관관계가 구해질 수 있으며, 이러한 상관관계를 도 6에 도시한 윈도우 위치로부터 도 7에 도시한 윈도우 위치까지 한 화소씩 이동하면서 구한 상관관계를 각각 상관관계1 내지 상관관계6으로 부르고, 수직 위치에서 상측 라인의 윈도우 위치를 한 화소씩 이동하면서 구한 상관관계를 각각 상관관계8 내지 상관관계13으로 부르기로 한다.In this way, a total of 13 correlations can be obtained, and the correlations obtained by moving the correlations by one pixel from the window position shown in FIG. 6 to the window position shown in FIG. The correlations obtained by moving the window position of the upper line by one pixel from the vertical position will be referred to as correlations 8 to 13, respectively.

예로서, 상관관계8과 상관관계13은 각각 다음 수학식 4 및 수학식 5와 같이 표시할 수 있다.For example, correlation 8 and correlation 13 may be expressed as Equations 4 and 5, respectively.

Figure 112006080531827-PAT00004
Figure 112006080531827-PAT00004

Figure 112006080531827-PAT00005
Figure 112006080531827-PAT00005

그리고, 단계 S51에서 구해진 각각의 상관관계를 분석하여 보간 방향을 구한다(S52). 단계 S52를 수행하는 일 예를 들자면, 총 13개의 상관관계 중에서 그 값이 가장 작은 상관관계가 어떤 것인지를 판별하여 보간 방향을 구할 수 있다. 이것은 상관관계가 상측 라인의 윈도우와 하측 라인의 윈도우에 대하여 블록 매칭(예: 대응되는 각각의 화소값을 차감한 후 그 절대값을 합산)시켜 산출한 값이므로, 서로 유사한 화소 집합에 대하여 그 값이 가장 작게 나올 것이기 때문이다.Then, each correlation obtained in step S51 is analyzed to obtain an interpolation direction (S52). For example, the interpolation direction may be obtained by determining which correlation has the smallest value among a total of 13 correlations. Since the correlation is calculated by block matching (e.g. subtracting each pixel value and then summing the absolute values) for the window of the upper line and the window of the lower line, the value for a similar set of pixels Because it will come out the smallest.

여기서 상관관계1 내지 상관관계6 중 가장 작은 상관관계를 MIN(1~6)이라 하고, 상관관계8 내지 상관관계13 중 가장 작은 상관관계를 MIN(8~13)이라 할 때, MIN(1~6)과 MIN(8~13)이 동일하면 수직상관관계로 판단할 수 있다.Here, the smallest correlation among correlations 1 through 6 is referred to as MIN (1 through 6), and the smallest correlation among correlations 8 through 13 is referred to as MIN (8 through 13). 6) and MIN (8 ~ 13) are same, it can be judged as vertical correlation.

즉, 단계 S52를 통해 일차적으로 현재 보간 대상인 화소의 보간 방향이 드러나게 된다. 예로서, 수직상관관계가 가장 작은 값을 가질 경우에는 수직방향의 보간 방향을 갖게 되고, 그 이외의 상관관계가 가장 작은 값을 가질 경우에는 사선방향의 보간 방향을 갖게 된다. 예로서, 도 6에 도시한 윈도우 위치에서의 상관관계인 상관관계1이 가장 작을 경우에는 윈도우 w1로부터 윈도우 w2를 향하는 사선방향의 보간 방향을 갖게 되는 것이다.That is, the interpolation direction of the pixel currently being interpolated is first revealed through step S52. For example, if the vertical correlation has the smallest value, the vertical interpolation direction has the smallest value, and if the correlation has the smallest value, the interpolation direction has the diagonal interpolation direction. For example, when correlation 1, which is the correlation at the window position shown in FIG. 6, is the smallest, it has a diagonal interpolation direction from window w1 to window w2.

이제, 단계 S52에서 일차적으로 구한 보간방향이 사선방향 에지를 나타내는 경우에는 상측 및 하측 라인 영상 데이터들 중 해당 윈도우에 인접한 화소를 조사하여 사선방향 에지가 맞는지를 다시 확인한다(S53).Now, when the interpolation direction obtained first in step S52 indicates an oblique edge, the pixel adjacent to the window is irradiated among the upper and lower line image data to check whether the diagonal edge is correct (S53).

단계 S53은 단계 S52에서 구한 사선방향 에지 판단이 맞는지의 정당성을 조사하는 과정이다. 그 이유는 앞에서 설명한 바와 같이 원래의 영상에 직각 에지가 나타나는 경우에는 이러한 사선방향 에지 판단이 잘못된 결과를 나타낼 수 있기 때문이다.Step S53 is a process of investigating the validity of the diagonal edge determination obtained in step S52. The reason for this is that when the right edge appears in the original image as described above, this diagonal edge determination may give an incorrect result.

도 8을 참조하여, 단계 S53에서 사선방향 에지의 정당성을 판단하는 일 실시예를 설명하기로 한다.Referring to FIG. 8, an embodiment of determining the validity of the diagonal edge in step S53 will be described.

먼저, 상관관계가 가장 작게 나타난 상, 하 윈도우에 인접한 각각의 좌측 화소값과 우측 화소값을 확인한다(S81).First, the left pixel value and the right pixel value adjacent to the upper and lower windows having the smallest correlation are checked (S81).

도 9를 참조하자면(여기서는 흰색 화소 표시가 화소값 '흰색'을 나타내고, 검은색 화소 표시가 화소값 '검은색'을 나타내는 것으로 가정한다), 상측 라인의 윈도우 w1과 하측 라인의 윈도우 w2가 각각 최소 상관관계를 가진 것으로 판단된 경우에는 윈도우 w1과 윈도우 w2의 좌측 인접 화소 l1과 l2의 화소값, 및 우측 인접 화소 r1과 r2의 화소값을 확인한다.Referring to FIG. 9 (assuming that the white pixel display represents the pixel value 'white' and the black pixel display represents the pixel value 'black'), the window w1 of the upper line and the window w2 of the lower line are respectively When it is determined that there is a minimum correlation, the pixel values of the left adjacent pixels l1 and l2 of the window w1 and the window w2 and the pixel values of the right adjacent pixels r1 and r2 are checked.

그리고, 확인 결과 l1의 화소값과 l2의 화소값이 동일하거나 그 차이가 기 설정된 일정 값 이내에 있고(S82), 또한 r1의 화소값과 r2의 화소값이 동일하거나 그 차이가 기 설정된 일정 값 이내에 있는 경우에는(S83), 사선방향 에지가 맞는 것으로 판단하고(S84), 그렇지 않은 경우에는 사선방향 에지가 아닌 것으로 판단한다(S85).As a result of the check, the pixel value of l1 and the pixel value of l2 are equal to or different from each other within a predetermined value (S82), and the pixel value of r1 and the pixel value of r2 are equal to or different from each other within a predetermined predetermined value. If there is (S83), it is determined that the diagonal edge is correct (S84), otherwise, it is determined that it is not the diagonal edge (S85).

도 9에 도시한 예에서는 화소 l1과 l2는 모두 흰색 화소이므로 서로 동일하지만, 화소 r1의 화소값은 '흰색'이고 화소 r2의 화소값은 '검은색'이므로 동일하지 않다. 이 때, 흰색 화소값과 검은색 화소값의 차이가 기 설정된 범위(이 범위는 임의로 설정할 수 있는 것이지만 정확한 에지 판단을 위하여 아주 작은 값으로 설정할 수 있다) 내에 있지 않다면, 현재 보간 대상 화소 z에 대한 보간 방향은 원래 판별되었던 사선방향이 아닌 것으로 판단하게 된다.In the example shown in FIG. 9, the pixels l1 and l2 are the same because they are all white pixels, but the pixel values of the pixel r1 are white and the pixel values of the pixel r2 are black. At this time, if the difference between the white pixel value and the black pixel value is not within a preset range (this range can be arbitrarily set, but can be set to a very small value for accurate edge determination), It is determined that the interpolation direction is not the diagonal direction that was originally determined.

다시 도 5를 참조하자면, 단계 S53에서 확인한 결과 사선방향이 맞으면 해당 사선방향을 보간 방향으로 결정하고(S54,S55), 그렇지 않으면 수직방향의 보간 방 향으로 결정하도록 한다(S54,S56).이 때, 도 9에 도시한 예에서는 위에서 설명한 바와 같이 인접 화소의 조사를 통해 보간 방향이 사선방향이 아닌 것으로 판단되었기 때문에 보간 방향을 수직방향으로 수정하게 된다.Referring to FIG. 5 again, if the diagonal direction is correct as a result of checking in step S53, the diagonal direction is determined as the interpolation direction (S54, S55), otherwise, the vertical interpolation direction is determined (S54, S56). In the example shown in FIG. 9, since the interpolation direction is determined not to be an oblique direction through irradiation of adjacent pixels as described above, the interpolation direction is corrected to the vertical direction.

그리고, 결정된 보간 방향을 이용하여 보간 대상 화소의 보간을 실행한다(S57).The interpolation target pixel is interpolated using the determined interpolation direction (S57).

단계 S57에서 보간을 실행하는 방법은 다양하게 구성할 수 있는 것으로서, 하나의 예를 들자면 결정된 보간 방향을 지시하는 두 윈도우의 중간 위치 화소값을 합한 후 2로 나누는 것이다.The method of performing interpolation in step S57 can be configured in various ways. For example, the middle position pixel values of two windows indicating the determined interpolation direction are summed and divided by two.

다시 도 9를 참조하자면, 단계 S52를 통해 일차로 판단되었던 사선방향으로 보간 방향이 확정되었다면, 보간 대상 화소 z의 화소값은 윈도우 w1과 윈도우 w2의 중간 위치 화소인 a1과 a2의 화소값을 더한 값을 2로 나눈 값이 된다. 그러나, 위에서 설명한 바와 같이 현재 보간 대상 화소는 보간 방향이 수직 방향으로 수정되었으므로, 종래와 같이 화소 a1과 a2를 이용하여 보간되는 것이 아니고 b1과 b2를 이용하여 보간이 이루어지며, 보간 대상 화소 z의 화소값은 회색이 된다.Referring back to FIG. 9, if the interpolation direction is determined in the oblique direction determined as the primary through step S52, the pixel value of the interpolation target pixel z is obtained by adding pixel values of a1 and a2 which are intermediate positions of the window w1 and the window w2. The value is divided by two. However, as described above, since the interpolation target pixel is modified in the vertical direction, the interpolation direction is not interpolated using the pixels a1 and a2 as in the prior art, but interpolation is performed using b1 and b2. The pixel value is grayed out.

도 10을 참조하자면(여기서는 흰색 화소 표시가 화소값 '흰색'을 나타내고, 검은색 화소 표시가 화소값 '검은색'을 나타내는 것으로 가정한다), 도 9에 도시한 바와 같이 원래의 영상에 검은색 화소로 이루어지는 직각 에지가 나타난 경우에도 사선방향 에지로 판단하는 오류를 막고 보간 방향을 수직방향으로 바로잡을 수 있음을 알 수 있다. 즉, 보간 대상 화소 z의 화소값이 종래와 같이 흰색이 아니라 회색으로 보간된다. 결국 원래의 영상에 직각 에지가 나타날 때 모서리 부분에 열화 가 발생하는 것을 방지할 수 있다.Referring to FIG. 10 (assuming that the white pixel display represents the pixel value 'white' and the black pixel display represents the pixel value 'black'), as shown in FIG. 9, the original image is black. Even when a right edge consisting of pixels appears, it can be seen that an error determined as an oblique edge can be prevented and the interpolation direction can be corrected in the vertical direction. That is, the pixel value of the interpolation target pixel z is interpolated to gray instead of white as in the prior art. As a result, deterioration of corners can be prevented when a right edge appears in the original image.

이상에서 설명한 바와 같이, 사선방향의 에지를 더욱 높은 신뢰도로 검출해 낼 수 있다. 이에 따라 직각 패턴의 에지에서 모서리 부분이 깨지는 것을 막을 수 있어 화질을 개선할 수 있게 되고, 인터레이스 방식의 영상 소스로부터 더욱 완벽한 프로그레시브 영상을 얻어낼 수 있다.As described above, the diagonal edge can be detected with higher reliability. Accordingly, it is possible to prevent the corner portion from being broken at the edge of the right angle pattern, thereby improving image quality, and to obtain a more perfect progressive image from an interlaced image source.

Claims (7)

보간 대상 화소의 상측 및 하측 라인 영상 데이터의 일정 영역에 대하여 윈도우를 대칭 이동시키면서 윈도우 내 화소 간 상관관계를 구하는 단계;Obtaining a correlation between the pixels in the window while symmetrically moving the window with respect to a predetermined region of the upper and lower line image data of the interpolation target pixel; 상기 상관관계를 분석하여 보간 방향을 구하는 단계;Analyzing the correlation to obtain an interpolation direction; 상기 보간 방향이 사선방향인 경우에는 해당 윈도우 주변 화소를 조사하여 사선방향 에지가 맞는지를 다시 확인하는 단계;If the interpolation direction is an oblique direction, re-checking whether the diagonal edge is correct by irradiating pixels around the window; 상기 확인 결과 사선방향이 맞으면 해당 사선방향을 보간 방향으로 결정하고, 그렇지 않으면 보간 방향을 수직 방향으로 결정하는 단계; 및Determining the diagonal direction as an interpolation direction if the diagonal direction is correct, and otherwise determining the interpolation direction as a vertical direction; And 상기 결정된 보간 방향을 이용하여 상기 보간 대상 화소의 보간을 실행하는 단계를 포함하여 이루어지는 디인터레이싱을 위한 보간 방법.Performing interpolation of the interpolation target pixel using the determined interpolation direction. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 보간 방향을 다시 확인하는 단계는 상기 상측 및 하측 라인 영상 데이터들 중 해당 윈도우에 인접한 화소를 조사하여 사선방향 에지가 맞는지를 확인하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 디인터레이싱을 위한 보간 방법.The step of confirming the interpolation direction is configured to irradiate a pixel adjacent to a corresponding window among the upper and lower line image data to determine whether the diagonal edge is correct. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 윈도우에 각각 인접한 좌측 화소값의 차이가 일정 범위 내에 있고, 또한 상기 윈도우에 각각 인접한 우측 화소값의 차이가 일정 범위 내에 있을 때 상기 사선방향 에지가 맞는 것으로 판단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 디인터레이싱을 위한 보간 방법.Deinterlacing, characterized in that it is configured to determine that the diagonal edge is correct when the difference between the left pixel values adjacent to the window is within a predetermined range and the difference between the right pixel values respectively adjacent to the window is within a predetermined range. Interpolation method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상관관계는 상기 대칭 이동하는 윈도우 쌍에서 각각 대응하는 화소의 화소값을 차감하고, 상기 차감한 값의 절대값을 모두 합한 값으로 구성되는 것을 특징으로 하는 디인터레이싱을 위한 보간 방법.And the correlation is a value obtained by subtracting pixel values of corresponding pixels in the mirrored window pair, and adding up the absolute values of the subtracted values. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 계산 값이 작을수록 상기 상관관계가 큰 것으로 판단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 디인터레이싱을 위한 보간 방법.And determining that the correlation is larger as the calculated value is smaller. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 보간 대상 화소의 상측 및 하측 라인 영상 데이터의 일정 영역은 좌, 우로 각각 8개의 화소로 구성되는 것을 특징으로 하는 디인터레이싱을 위한 보간 방법.And a predetermined region of upper and lower line image data of the interpolation target pixel is configured as eight pixels, respectively, left and right. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 윈도우는 5개의 화소를 포함하는 크기로 설정되는 것을 특징으로 하는 디인터레이싱을 위한 보간 방법.And the window is set to a size including five pixels.
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KR20160064953A (en) * 2014-11-27 2016-06-08 삼성디스플레이 주식회사 Image processing device, image processing method and program

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