KR20090078895A - Equipment and method for de-interlacing - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 영상 신호의 디인터레이싱(De-interlacing)에 관한 것으로, 보다 구체적으로 격행 주사 방식의 신호를 순차 주사 방식의 신호로 변환시켜주는 디인터레이싱 장치 및 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to de-interlacing of video signals, and more particularly, to a deinterlacing apparatus and method for converting a signal of a progressive scan type into a signal of a sequential scan type.
인터레이싱(Interlacing)은 전체 프레임(Frame)을 필드(Field)라고 불리는 두 부분으로 분할하는 것이다. 두 개의 필드 중에서 하나는 짝수 번째 수평 라인들로 구성된 영상이고, 다른 하나는 홀수 번째 수평 라인들로 구성된 영상이다. 방송이나 저장 장치 등에서는 이러한 필드 영상을 이용하여 널리 격행 주사 포맷으로 부호화, 전송, 및/또는 재생하는데, 화질의 현저한 열화 없이도 제한된 대역폭을 효율적으로 사용할 수 있는 장점이 있다. 예를 들어, NTSC(National Television System Commitee), PAL(Phase Alternation Line),및 세캄(SECAM) 등과 같은 방송 표준에서는 이러한 격행 주사 포맷이 널리 사용되어 왔다. Interlacing is the division of an entire frame into two parts called fields. One of the two fields is an image composed of even-numbered horizontal lines, and the other is an image composed of odd-numbered horizontal lines. In broadcast or storage devices, such field images are used to encode, transmit, and / or reproduce in a widely accompaniment scanning format, which has an advantage of efficiently using a limited bandwidth without significant deterioration in image quality. For example, such a conventional scanning format has been widely used in broadcast standards such as the National Television System Commitee (NTSC), Phase Alternation Line (PAL), and Secam (SECAM).
필드 영상을 디스플레이하는 격행 주사 방식은 인간의 시각 시스템에서 만족스러운 효과를 보여왔지만, 최근 HDTV의 등장과 함께 평판 디스플레이 장치의 스크린 크기 증가로 인하여 인터레이싱 결함이 나타나기 시작하였다. 인터레이싱 결함 이란 예컨대, 라인 크롤(Line Crawl) 현상, 톱니 형상의 왜곡(Serration), 및 라인간 깜박임(Inter-line flicker) 등과 같이 화질이 열화되는 현상이다. 따라서 최근의 HDTV 시스템은 스크린의 크기가 큰 평판 디스플레이 장치를 이용하여 향상된 화질의 영상을 제공하기 위하여 순차 주사 방식을 지원하고 있다. Conventional scanning methods for displaying field images have shown satisfactory effects in human visual systems, but with the advent of HDTV, interlacing defects have started to appear due to the increase in screen size of flat panel display devices. An interlacing defect is a phenomenon in which image quality deteriorates, for example, a line crawl phenomenon, a serration of tooth shape, and an inter-line flicker. Therefore, the recent HDTV system supports a sequential scanning method to provide an image of improved quality using a flat screen display device having a large screen size.
디인터레이싱은 격행 주사 포맷의 영상을 순차 주사 포맷의 영상으로 변환하여 출력할 수 있도록 주사 포맷을 변환하는 기술이다. 이러한 디인터레이싱은 필드 영상의 비어있는 라인에 대한 예측되는 또는 보간되는 화소값이 실제 영상의 화소값과 얼마나 정확하게 일치하는가 하는 것이 중요하다. 디인터레이싱에 있어서는, 원래의 프레임 영상의 화소값을 정확하게 복원하고 또한 에지 샤프니스(Edge Sharpness) 등을 유지할 수 있어야 한다. 특히, 저역 통과 필터링(Low Pass Filtering) 및 데시메이션(Decimation)된 영상 신호는 원본 영상보다 해상도가 낮아지기 때문에, 디인터레이싱에 의하여 에지 샤프니스를 포함한 원래 영상의 특성을 보다 정확하고 세밀하게 복원하는 것이 특히 중요하다.De-interlacing is a technique of converting a scan format so that an image of a progressive scan format can be converted into an image of a sequential scan format and output. This deinterlacing is important in how exactly the predicted or interpolated pixel values for the empty lines of the field image match the pixel values of the actual image. In the deinterlacing, it is necessary to accurately restore the pixel value of the original frame image and maintain edge sharpness or the like. In particular, since low-pass filtering and decimated video signals have lower resolution than the original video, it is particularly important to reconstruct the original video including edge sharpness more accurately and precisely by deinterlacing. Do.
디인터레이싱은 크게 필드내 보간 방법(intra-field interpolation)과 필드간 보간 방법(inter-field interpolation)으로 구분할 수 있다. 필드내 보간 방법은 공간적 상관성을 기반으로 필드 내의 정보만을 이용하여 보간하는 것이고, 필드간 보간 방법은 공간적 상관성과 시간적 상관성을 기반으로 필드 내의 정보뿐만 아니라 전후 필드 간의 정보를 이용하여 보간하는 것이다. 일반적으로 필드간 보간 방법의 성능이 더욱 뛰어난 것으로 알려져 있지만 전후 필드 정보를 이용하기 위해서 부가적인 필드 메모리가 필요하기 때문에 구조가 복잡해지고 가격이 비싼 단점 이 있다. 반면에 필드내 보간 방법은 필드간 보간 방법보다 보간 성능은 떨어지지만 구현이 간단하고 가격이 저렴한 것이 장점이다. De-interlacing can be broadly classified into intra-field interpolation and inter-field interpolation. Intra-field interpolation method is to interpolate using only information in the field based on spatial correlation, and inter-field interpolation method is to interpolate using information between front and rear fields as well as information in the field based on spatial correlation and temporal correlation. In general, the performance of the inter-field interpolation method is known to be more excellent, but there is a disadvantage that the structure is complicated and expensive because additional field memory is required to use the front and rear field information. On the other hand, in-field interpolation method has lower interpolation performance than inter-field interpolation method, but its advantages are simple implementation and low cost.
필드내 보간 방법 중에서 ELA(Edge Based Line Average)기법은 영상의 에지 정보를 이용하여 보간함으로써 영상의 에지에서 발생하는 계단 현상을 효과적으로 제거할 수 있기 때문에 필드내 보간 방법으로는 좋은 성능을 보이고 있다. 그러나, ELA 방식은 수직 에지가 포함된 부분, 화소의 밝기 차이가 뚜렷하지 않은 부분 및 영상의 고주파 성분이 많이 포함된 부분에서는 실제 에지를 검출하지 못하고 잘못된 방향을 검출하게 되는 경우가 발생할 수 있다. 이런 경우에는 눈에 잘 띄는 고주파 성분의 오류를 발생시키기 때문에 오히려 화질을 열화시키게 된다. Among the interpolation methods in the field, the edge based line average (ELA) technique is effective as the intrafield interpolation method because it can effectively remove the step phenomenon occurring at the edge of the image by interpolating using the edge information of the image. However, in the ELA method, a portion including a vertical edge, a portion where a brightness difference of a pixel is not clear, and a portion including a high frequency component of an image may not detect an actual edge but may detect an incorrect direction. In this case, the image quality is deteriorated because it causes a noticeable high frequency component error.
이에 에지의 경향을 먼저 파악한 후 에지의 경향에 따라 ELA 기법을 적용하여 디인터레이싱하는 E-ELA 기법이 제안되었다. 그러나, E-ELA(Enhanced ELA) 방식은 보간 대상 화소를 중심으로 하는 두 화소값의 차이가 가장 작은 방향을 에지의 방향으로 판단하는 것으로, 이 방법에 의할 경우에도 에지의 방향을 정확하게 검출하는 것에는 한계가 있었다.In this regard, the E-ELA technique is proposed, in which the trend of the edge is first identified and then deinterlaced by applying the ELA technique according to the trend of the edge. However, the E-ELA (Enhanced ELA) method determines the direction in which the difference between the two pixel values centered on the interpolation target pixel is the smallest as the direction of the edge. One had a limit.
또한, DOI(Direction-Oriented Interpolation)기법은 90°, ±45°, ±26.6°, ±18.4°등 다양한 각도의 에지를 판단하여 디인터레이싱을 수행하는 방법이다. 이는 여러 방향을 고려하기 위하여 방향 벡터 개념을 이용하므로 상당한 복잡도를 가지게 되며 이로 인해 실시간 적용이 어려운 문제점이 있다. In addition, the direction-oriented interpolation (DOI) technique is a method of deinterlacing by determining edges of various angles such as 90 °, ± 45 °, ± 26.6 °, and ± 18.4 °. This uses a concept of the direction vector to consider the various directions, which has a considerable complexity, which makes it difficult to apply in real time.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 보다 향상된 화질을 얻을 수 있는 디인터레이싱 장치 및 방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a de-interlacing apparatus and method that can obtain a better image quality.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 디인터레이싱 영상의 화질을 개선함에 있어서 연산량이 증가하는 것을 상대적으로 완화시킬 수 있는 디인터레이싱 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a deinterlacing apparatus and method that can relatively alleviate an increase in the amount of computation in improving the image quality of a deinterlacing image.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 디인터레이싱 방법 또는 장치는 격행 주사 신호의 보간 대상 화소에 대한 제 1 상위 스캔 라인 및 제 1 하위 스캔 라인에 포함되는 복수의 제 1 화소와 제 2 상위 스캔 라인 및 제 2 하위 스캔 라인에 포함되는 복수의 제 2 화소를 이용하여 에지의 방향을 판단하는 단계 또는 에지 방향 판단부; 및 상기 에지의 방향이 제 1 대각선 방향 또는 제 2 대각선 방향으로 판단되는 경우에, 상기 복수의 제 1 화소 및 상기 복수의 제 2 화소 중 상기 보간 대상 화소에 대하여 수직 방향에 있는 화소의 선형 보간 값과 상기 복수의 제 1 화소 및 상기 복수의 제 2 화소 중 상기 에지의 방향에 있는 화소의 선형 보간 값을 이용하여 보간하는 단계 또는 보간부를 포함한다.Deinterlacing method or apparatus according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is a plurality of first pixels and first to be included in the first upper scan line and the first lower scan line for the interpolation target pixel of the parallel scan signal Determining an edge direction by using a plurality of second pixels included in the second upper scan line and the second lower scan line; And a linear interpolation value of a pixel in a direction perpendicular to the interpolation target pixel among the plurality of first pixels and the plurality of second pixels when the direction of the edge is determined as the first diagonal direction or the second diagonal direction. And interpolating or interpolating using a linear interpolation value of a pixel in the direction of the edge of the plurality of first pixels and the plurality of second pixels.
이러한 과제 해결 수단에 의하면, 보간 대상 화소에 인접한 두 화소뿐만 아니라 그 위쪽과 아래쪽으로 위치해 있는 스캔 라인의 화소를 이용하여 에지의 방향을 판단한다. 또한, 에지의 방향이 수직인 경우에는 수직 방향의 화소값을 이용하여 보간을 수행하지만, 에지의 방향이 대각선인 경우에는 지역적인 패턴을 고려하 여 수직 방향의 화소값과 대각선 방향의 화소값을 모두 이용하여 보간을 수행한다. 따라서 본 발명에 의하면, 에지의 방향을 더욱 정확하게 판단할 수 있고, 주변 화소들 사이의 거리 및 지역적 패턴에 따라 보간 대상 화소에 미치는 영향이 다른 점을 반영할 수 있으므로, 화질을 현저히 개선시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명에 의하면, 디인터레이싱 영상의 화질을 개선함에 있어서 연산량이 증가하는 것을 상대적으로 완화시킬 수 있다.According to this problem solving means, the direction of the edge is determined using not only two pixels adjacent to the interpolation target pixel but also pixels of the scan line located above and below it. If the edge direction is vertical, interpolation is performed using the pixel value in the vertical direction. However, if the edge direction is diagonal, the pixel value in the vertical direction and the pixel value in the diagonal direction are considered in consideration of the local pattern. Perform interpolation using all of them. Therefore, according to the present invention, the direction of the edge can be more accurately determined, and the influence on the interpolation target pixel can be reflected according to the distance between the neighboring pixels and the local pattern, so that the image quality can be significantly improved. . In addition, according to the present invention, it is possible to relatively alleviate an increase in the amount of computation in improving the image quality of the deinterlaced image.
이하에서는, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 후술하는 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적이므로, 본 발명의 기술적 사상은 이 실시예에 의하여 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예에 대한 설명 및 도면에서 각각의 구성요소에 부가된 참조 부호는 단지 설명의 편의를 위하여 기재된 것일 뿐이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention. Since the embodiments described below are for the purpose of illustrating the technical idea of the present invention, the technical idea of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments. Reference numerals added to the respective components in the description of the embodiment and the drawings are merely described for convenience of description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디인터레이싱 장치의 구성을 보여주는 블록도이고, 도 2는 보간 대상 화소를 중심으로 하는 윈도우를 나타내며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디인터레이싱 방법을 보여주는 플로우챠트이다. 1 is a block diagram showing a configuration of a deinterlacing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 shows a window centering on an interpolation target pixel, and FIG. 5 shows a deinterlacing method according to an embodiment of the present invention. It is a flowchart.
도 1을 참조하면, 디인터레이싱 장치(100)는 에지 방향 판단부(Edge Direction Detector, 110) 및 보간부(Interpolating Unit, 120)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the
에지 방향 판단부(110)는 격행 주사 신호의 보간 대상 화소에 대한 제 1 상위 스캔 라인 및 제 1 하위 스캔 라인에 포함되는 복수의 제 1 화소와 제 2 상위 스캔 라인 및 제 2 하위 스캔 라인에 포함되는 복수의 제 2 화소를 이용하여 에지 의 방향을 판단한다.The edge direction determiner 110 is included in the plurality of first pixels, the second upper scan line, and the second lower scan line included in the first upper scan line and the first lower scan line for the interpolation target pixel of the parallel scan signal. The direction of the edge is determined using the plurality of second pixels.
여기서, 도 2에 나타낸 것과 같이, 제 1 상위 스캔 라인은 보간 대상 화소의 상부에 위치하는 스캔 라인이고, 제 1 하위 스캔 라인은 보간 대상 화소의 하부에 위치하는 스캔 라인이며, 제 2 상위 스캔 라인은 상기 제 1 상위 스캔 라인의 상부에 위치하는 스캔 라인이고, 제 2 하위 스캔 라인은 상기 제 1 하위 스캔 라인의 하부에 위치하는 스캔 라인이다.Here, as shown in FIG. 2, the first upper scan line is a scan line positioned above the interpolation target pixel, the first lower scan line is a scan line positioned below the interpolation target pixel, and the second upper scan line Is a scan line located above the first upper scan line, and the second lower scan line is a scan line located below the first lower scan line.
한편, 상기 복수의 제 1 화소는 상기 제 1 상위 스캔 라인 내에 위치하고 상기 보간 대상 화소에 대하여 위쪽으로 위치한 화소(이하, u라 한다), 상기 보간 대상 화소에 대하여 좌상(up and left)으로 위치한 화소(이하, ul이라 한다) 및 상기 보간 대상 화소에 대하여 우상(up and right)으로 위치한 화소(이하, ur이라 한다)와 상기 제 1 하위 스캔 라인 내에 위치하고 상기 보간 대상 화소에 대하여 아래쪽으로 위치한 화소(이하, d라 한다), 상기 보간 대상 화소에 대하여 우하(down and right)로 위치한 화소(이하, dr이라 한다) 및 상기 보간 대상 화소에 대하여 좌하(down and left)로 위치한 화소(이하, dl이라 한다)를 포함한다. Meanwhile, the plurality of first pixels are located in the first upper scan line and positioned upwardly with respect to the interpolation target pixel (hereinafter, referred to as “u”), and pixels positioned up and left with respect to the interpolation target pixel. (Hereinafter referred to as ul) and a pixel positioned up and right with respect to the interpolation target pixel (hereinafter referred to as ur), and a pixel located within the first lower scan line and positioned below the interpolation target pixel ( Hereinafter referred to as d), a pixel positioned down and right with respect to the interpolation target pixel (hereinafter, referred to as dr) and a pixel positioned below and left with respect to the interpolation target pixel (hereinafter referred to as dl). It is included).
또한, 상기 복수의 제 2 화소는 상기 제 2 상위 스캔 라인 내에 위치하고 상기 u에 대하여 위쪽으로 위치한 화소(이하, U라 한다), 상기 ul에 대하여 좌상(up and left)으로 위치한 화소(이하, UL이라 한다) 및 상기 ur에 대하여 우상(up and right)으로 위치한 화소(이하, UR이라 한다)와 상기 제 2 하위 스캔 라인 내에 위치하고 상기 d에 대하여 아래쪽으로 위치한 화소(이하, D라 한다), 상기 dr에 대하여 우하(down and right)로 위치한 화소(이하, DR이라 한다) 및 상기 dl에 대하여 좌하(down and left)로 위치한 화소(이하, DL이라 한다)를 포함한다. In addition, the plurality of second pixels may be located in the second upper scan line and positioned upwardly with respect to the u (hereinafter, referred to as U), and pixels positioned up and left with respect to the ul (hereinafter, referred to as UL). And pixels located up and right with respect to ur (hereinafter referred to as UR) and pixels located within the second lower scan line and located downward with respect to d (hereinafter, referred to as D). Pixels located down and right with respect to dr (hereinafter, referred to as DR) and pixels located down and left with respect to dl (hereinafter, referred to as DL) are included.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 에지가 가질 수 있는 방향은 수직 방향, 제 1 대각선 방향, 제 2 대각선 방향이다. 여기서, 수직 방향은 U, u, d 및 D의 화소를 포함하는 방향이고, 제 1 대각선 방향은 UL, ul, dr 및 DR의 화소를 포함하는 방향이며, 제 2 대각선 방향은 UR, ur, dl 및 DL의 화소를 포함하는 방향이다.As can be seen in FIG. 2, the edges can have a vertical direction, a first diagonal direction, and a second diagonal direction. Here, the vertical direction is a direction including pixels of U, u, d, and D, the first diagonal direction is a direction including pixels of UL, ul, dr, and DR, and the second diagonal direction is UR, ur, dl And a pixel of the DL.
본 발명의 일 실시예에 따르면 에지의 방향은 ⅰ) 상기 복수의 제 1 화소 및 상기 복수의 제 2 화소 중 상기 보간 대상 화소(X)에 대하여 수직 방향에 있는 화소들(U, u, d 및 D)의 화소값의 분산, ⅱ) 상기 복수의 제 1 화소 및 상기 복수의 제 2 화소 중 제 1 대각선 방향에 있는 화소들(UL, ul, dr 및 DR)의 화소값의 분산 및 ⅲ) 상기 복수의 제 1 화소 및 상기 복수의 제 2 화소 중 제 2 대각선 방향에 있는 화소들(UR, ur, dl 및 DL)의 화소값의 분산 중 가장 작은 값을 가지는 방향으로 한다(도 5의 s200). According to an embodiment of the present invention, the direction of the edge is i) a plurality of pixels U, u, d, and V, which are perpendicular to the interpolation target pixel X of the plurality of first pixels and the plurality of second pixels. Dispersion of pixel values of D), ii) dispersion of pixel values of pixels UL, ul, dr, and DR in the first diagonal direction of the plurality of first pixels and the plurality of second pixels; The direction of having the smallest value among the variances of pixel values of the pixels UR, ur, dl and DL in the second diagonal direction among the plurality of first pixels and the plurality of second pixels (s200 in FIG. 5). .
보간 대상 화소를 중심으로 하는 두 개의 화소를 이용하여 에지의 방향을 판단하는 종래의 방법과 달리, 본 발명에서는 보간 대상 화소에 영향을 미칠 수 있는 네 개 이상의 화소를 이용하여 에지의 방향을 판단하므로, 에지의 방향을 더욱 정확하게 판단할 수 있다.Unlike the conventional method of determining the direction of an edge using two pixels centered on the interpolation target pixel, in the present invention, the direction of the edge is determined using four or more pixels that may affect the interpolation target pixel. The direction of the edge can be determined more accurately.
다음으로, 에지 방향 판단부(110)에서 판단된 에지의 방향에 대한 정보는 보간부(120)로 보내진다.Next, the information on the direction of the edge determined by the edge direction determination unit 110 is sent to the
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 에지의 방향이 제 1 대각선 방향 또는 제 2 대각선 방향으로 판단되는 경우에는 상기 복수의 제 1 화소 및 상기 복수의 제 2 화소 중 상기 보간 대상 화소(X)에 대하여 수직 방향에 있는 화소(U, u, d 및 D)의 선형 보간 값과 상기 복수의 제 1 화소 및 상기 복수의 제 2 화소 중 상기 에지의 방향에 있는 화소(UL, ul, dr 및 DR 또는 UR, ur, dl 및 DL)의 선형 보간 값을 이용하여 보간한다(도 5의 s210). 구체적으로는 상기 수직 방향에 있는 화소의 선형 보간 값과 상기 에지의 방향에 있는 화소의 선형 보간 값에 각각의 가중치를 반영하여 보간한다. 더욱 구체적으로는 상기 가중치는 상기 보간 대상 화소(X)로부터 상기 수직 방향에 있는 화소까지의 거리와 상기 보간 대상 화소로부터 상기 에지 방향에 있는 화소까지의 거리의 비율을 이용하여 결정한다. According to an embodiment of the present invention, when the direction of the edge is determined as the first diagonal direction or the second diagonal direction, the interpolation target pixel X of the plurality of first pixels and the plurality of second pixels may be used. Linear interpolation values of pixels U, u, d, and D in the vertical direction and pixels UL, ul, dr, and DR or UR in the direction of the edge of the plurality of first pixels and the plurality of second pixels. , ur, dl, and DL) are interpolated using the linear interpolation values (s210 of FIG. 5). Specifically, interpolation is performed by reflecting respective weights on the linear interpolation value of the pixel in the vertical direction and the linear interpolation value of the pixel in the direction of the edge. More specifically, the weight is determined using the ratio of the distance from the interpolation target pixel X to the pixel in the vertical direction and the distance from the interpolation target pixel to the pixel in the edge direction.
이는 화소의 위치에 따라 보간 대상 화소(X)에 미치는 영향이 다르다는 사실을 고려한 것이다. 즉, 에지의 방향이 대각선 방향인 경우에도 보간 대상 화소(X)는 수직 방향의 화소들과 거리상으로 더욱 가깝기 때문에 수직 방향의 화소들에 의하여 더욱 큰 영향을 받게 되는 것이다.This takes into account the fact that the influence on the interpolation target pixel X varies depending on the position of the pixel. That is, even when the direction of the edge is diagonal, the interpolation target pixel X is more closely affected by the pixels in the vertical direction since the interpolation target pixel X is closer in distance to the pixels in the vertical direction.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 에지의 방향이 제 1 대각선 방향 또는 제 2 대각선 방향으로 판단되는 경우에 상기 수직 방향에 있는 화소의 선형 보간 값과 상기 에지의 방향에 있는 화소의 선형 보간 값에 각각의 가중치를 곱한 값의 합을 상기 각각의 가중치의 합으로 나눈 값으로 보간한다.According to an embodiment of the present invention, when the direction of the edge is determined as the first diagonal direction or the second diagonal direction, the linear interpolation value of the pixel in the vertical direction and the linear interpolation value of the pixel in the direction of the edge are determined. The sum of the values multiplied by the respective weights is interpolated by the sum of the respective weights.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 에지의 방향이 제 1 대각선 방향 또는 제 2 대각선 방향으로 판단되는 경우에 상기 수직 방향에 있는 화소의 선형 보간 값에 대한 가중치와 상기 에지의 방향에 있는 화소의 선형 보간 값에 대한 가중치의 비는 1:1 내지 2:1로 한다. 이는 수직 방향에 있는 화소들이 대각선 방향에 있 는 화소들에 비하여 보간 대상 화소에 대하여 배만큼 더욱 가까운 사실을 고려한 것이다. According to an embodiment of the present invention, when the direction of the edge is determined as the first diagonal direction or the second diagonal direction, the weight of the linear interpolation value of the pixel in the vertical direction and the linearity of the pixel in the direction of the edge are determined. The ratio of weights to interpolation values is 1: 1 to 2: 1. This means that the pixels in the vertical direction are interpolated relative to the pixels in the diagonal direction. Considering the fact that the ship is closer.
본 발명의 일 실시예에 따르면 에지의 방향이 수직 방향인 경우에 보간부(120)에서는 보간 대상 화소(X)에 대하여 수직 방향에 있는 화소들(U, u, d, D)의 화소값을 이용하여 선형 보간한다(도 5의 s220) According to an embodiment of the present invention, when the direction of the edge is the vertical direction, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 화소들의 지역적 패턴을 고려하는 선형 보간법의 원리를 나타낸 그래프이다. 도 3의 점 A는 기존의 양선형(bi-linear) 보간법에 기초하여 얻은 값을 나타내었다. 기존의 양선형 보간법에서는 주변의 패턴을 고려하지 못하고 보간되는 화소에서 가장 가까운 좌우의 화소값들(f2와 f3)만을 고려하므로, 부정확한 보간에 의하여 영상이 뿌옇게 흐려지는 문제가 있었다. 3 is a graph illustrating the principle of linear interpolation considering a local pattern of pixels according to an embodiment of the present invention. Point A of FIG. 3 shows a value obtained based on a conventional bi-linear interpolation method. In the conventional bilinear interpolation method, since only the left and right pixel values f 2 and f 3 that are closest to the interpolated pixel are not considered, the image is blurred due to inaccurate interpolation.
본 발명의 일 실시예에 따른 선형 보간법은 f2와 f3뿐만 아니라, f1와 f4의 화소값을 모두 고려한다. 도 3에 나타난 바와 같이, f1와 f2에 의해 형성된 패턴을 고려하여 temp1을 정의하고, f3와 f4에 의해 형성된 패턴을 고려하여 temp2을 정의하며, temp1과 temp2를 이용하여 더욱 정확한 보간값을 구할 수 있다. The linear interpolation method according to an embodiment of the present invention considers not only f 2 and f 3 but also pixel values of f 1 and f 4 . As shown in FIG. 3, temp 1 is defined in consideration of patterns formed by f 1 and f 2 , temp 2 is defined in consideration of patterns formed by f 3 and f 4 , and temp 1 and temp 2 are used. More accurate interpolation values can be obtained.
하기의 수학식 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 보간을 하는 구체적인 식이다. Equation 1 below is a specific equation for linear interpolation according to an embodiment of the present invention.
, ,
여기서, s는 상기 보간 대상 화소로부터 상기 복수의 제 1 화소 중 보간 대상 화소에 인접한 화소(ul, u, ur, dl, d 또는 dr)까지의 거리이고, (1-s)는 상기 보간 대상 화소로부터 상기 인접한 화소에 대칭인 다른 화소(ul, u, ur, dl, d 또는 dr)까지의 거리이며, f1, f2, f3 및 f4는 ⅰ) 상기 복수의 제 1 화소 및 상기 복수의 제 2 화소 중 상기 보간 대상 화소에 대하여 수직 방향에 있는 화소(U, u, d 및 D)의 화소값 또는 ⅱ) 상기 복수의 제 1 화소 및 상기 복수의 제 2 화소 중 제 1 대각선 방향에 있는 화소(UL, ul, dr 및 DR)의 화소값 또는 ⅲ) 상기 복수의 제 1 화소 및 상기 복수의 제 2 화소 중 제 2 대각선 방향에 있는 화소(UR, ur, dl 및 DL)의 화소값을 순서대로 나타낸다. 또한, f1과 f2에 의하여 형성된 패턴의 기울기는 (f2-f1)/1이고, f3와 f4에 의하여 형성된 패턴의 기울기는 (f4-f3)/1이다.Here, s is a distance from the interpolation target pixel to a pixel ul, u, ur, dl, d or dr adjacent to the interpolation target pixel among the plurality of first pixels, and (1-s) is the interpolation target pixel. Is a distance from another pixel (ul, u, ur, dl, d, or dr) symmetric to the adjacent pixel, f 1 , f 2 , f 3, and f 4 are ⅰ) the plurality of first pixels and the plurality of pixels Pixel values of the pixels U, u, d, and D in the direction perpendicular to the interpolation target pixel among the second pixels of ii) in a first diagonal direction of the plurality of first pixels and the plurality of second pixels; Pixel values of the pixels UL, ul, dr, and DR, or i) Pixel values of the pixels UR, ur, dl, and DL in a second diagonal direction among the plurality of first pixels and the plurality of second pixels. Are shown in order. Further, the slope of the pattern formed by f 1 and f 2 is (f 2 -f 1 ) / 1, and the slope of the pattern formed by f 3 and f 4 is (f 4 -f 3 ) / 1.
하기의 표 1은 512×512 크기의 다양한 정지 영상에 대하여 실험 결과를 수행하여 객관적 화질을 PSNR(Peak Signal to Noise Ratio)로 나타낸 것이다. 표 1에 나타낸 바와 같이 다양한 정지 영상에 대하여 본 발명의 일 실시예에 의한 방법이 기존의 ELA, E-ELA 및 DOI 기법에 비하여 더욱 우수한 화질을 얻을 수 있음을 알 수 있다. Table 1 below shows the objective image quality as a Peak Signal to Noise Ratio (PSNR) by performing experimental results on various still images having a size of 512 × 512. As shown in Table 1, it can be seen that the method according to an embodiment of the present invention can obtain better image quality than the conventional ELA, E-ELA, and DOI techniques for various still images.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 영상을 디인터레이싱한 결과를 나타낸 사진이다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라 디인터레이싱 할 경우 기존의 방법인 ELA, E-ELA, 및 DOI에 비하여 현저하게 화질이 향상되었음을 확인할 수 있다.4 is a photograph showing a result of deinterlacing an image according to an embodiment of the present invention. As can be seen in Figure 4, when de-interlacing according to an embodiment of the present invention it can be seen that the image quality is significantly improved compared to the existing methods ELA, E-ELA, and DOI.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디인터레이싱 장치의 구성을 보여주는 블록도;1 is a block diagram showing a configuration of a deinterlacing apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 2는 보간 대상 화소(X)를 중심으로 하는 윈도우;2 is a window centering on an interpolation target pixel X;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소들의 지역적 패턴을 고려하는 보간법의 원리를 나타낸 그래프;3 is a graph illustrating a principle of interpolation method considering a local pattern of pixels according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 영상을 디인터레이싱한 결과를 나타낸 사진;4 is a photograph showing a result of deinterlacing an image according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디인터레이싱 방법을 보여주는 플로우챠트이다.5 is a flowchart illustrating a deinterlacing method according to an embodiment of the present invention.
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