KR20230083519A - System for Interpolating Color Image Intelligent and Method for Deinterlacing Using the Same - Google Patents
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Abstract
지능형 컬러 영상 복원 시스템 및 이를 이용한 디인터레이싱 방법은 퍼지 개념을 이용하여 각 에지 방향에 대해 각각 다른 퍼지 가중치를 다르게 반영하고, 가중치 값을 보간 대상 픽셀값에 곱하여 최종 디인터레이싱된 픽셀로 보간함으로써 양호한 화질의 보간 영상을 얻을 수 있으면서, 동시에 영상의 보간 방식을 선택적으로 적용함으로써 객관적 및 주관적 화질과 알고리즘 계산 속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.An intelligent color image restoration system and a deinterlacing method using the same apply different fuzzy weights to each edge direction using a fuzzy concept, multiply the weight value by an interpolation target pixel value, and interpolate to a final deinterlaced pixel, thereby interpolating good quality By selectively applying an image interpolation method while obtaining an image, there is an effect of improving objective and subjective image quality and algorithm calculation speed.
Description
본 발명은 컬러 영상 복원 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 퍼지 개념을 이용하여 각 에지 방향에 대해 각각 다른 퍼지 가중치를 다르게 반영하고, 가중치 값을 보간 대상 픽셀값에 곱하여 최종 디인터레이싱된 픽셀로 보간하는 지능형 컬러 영상 복원 시스템 및 이를 이용한 디인터레이싱 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a color image reconstruction system, and more particularly, to reflect different fuzzy weights differently for each edge direction using a fuzzy concept, and to interpolate a final deinterlaced pixel by multiplying a weight value by an interpolation target pixel value. It relates to an intelligent color image restoration system and a deinterlacing method using the same.
대부분의 영상 소스(DVD, SDTV, HDTV)는 격행주사(interlaced scanning)방식의 영상이 전송되는 반면, DLP, LCD, LCOS(SXRX, D-ILA), PDP와 같은 수신기의 표시장치는 순행주사(progressive scanning) 방식으로 영상을 재생하기 때문에 이를 해결하기 위한 디인터레이싱(de-interlacing) 기술 개발이 이루어지고 있다.While most image sources (DVD, SDTV, HDTV) transmit interlaced scanning images, receiver displays such as DLP, LCD, LCOS (SXRX, D-ILA), and PDP use interlaced scanning. Since an image is reproduced using a progressive scanning method, de-interlacing technology is being developed to solve this problem.
디인터레이싱은 인터레이스된 비디오 신호를 비인터레이스 형식으로 재작업하는 절차이다. 즉, 디인터레이싱은 인터레이스(비월주사) 방식의 영상을 프로그래시브(순차주사)로 바꾸는 과정을 나타낸다.Deinterlacing is the process of reworking an interlaced video signal into a non-interlaced form. That is, deinterlacing represents a process of changing an interlaced (interlaced scanning) method image into a progressive (sequential scanning) method.
디인터레이싱 기술은 격행주사로 입력되는 영상을 순행주사 영상으로 변환하여 출력하는 주사포맷 변환기술이다. 디인터레이싱 기술이 사용되는 대표적인 예는 공중파 방송인 텔레비젼신호를 컴퓨터로 시청하는 경우를 들 수 있다. 이러한 디인터레이싱 기술은 한 필드내에 빠져있는 화소값들을 예측하여 완전한 한 프레임을 만든다. 디인터레이싱 기술은 크게 필드간 보간(inter-field interpolation) 및 필드내 보간(intra-field interpolation)의 두 가지로 구분할 수 있다.The deinterlacing technology is a scanning format conversion technology that converts an image input by forward scan into a forward scan image and outputs it. A representative example of the use of deinterlacing technology is a case of viewing a television signal, which is a public wave broadcast, on a computer. This deinterlacing technique makes one complete frame by predicting missing pixel values in one field. Deinterlacing techniques can be largely classified into two types: inter-field interpolation and intra-field interpolation.
필드간 보간은 일례로 위브(Weave)를 들 수 있으며, 탑필드(top-field)와 바텀필드(bottom-field)를 결합하여 하나의 프레임을 만든다. 즉, 현재 필드의 라인 사이에 직전 필드의 라인을 단순히 삽입함으로써 하나의 프레임을 구현하는 것이다. 이는 움직임 보상이 없는 영상을 보간하는 경우에는 간단히 구현할 수 있지만, 움직임 보상이 있는 영상을 보간하는 경우, 수평선이 생기거나 화면이 열화되는 문제점이 있다.An example of interpolation between fields is Weave, and one frame is created by combining a top-field and a bottom-field. That is, one frame is implemented by simply inserting the lines of the previous field between the lines of the current field. This can be easily implemented when interpolating an image without motion compensation, but when interpolating an image with motion compensation, there is a problem in that horizontal lines are generated or the screen is deteriorated.
필드내 보간은 흔히 밥(Bob)이라고 알려져 있으며, 한 필드의 각 라인을 두 번 사용하여 하나의 프레임을 만든다. 다시 말하면, 하나의 필드에서 두 라인 사이의 영역에 두 라인의 평균 데이터를 삽입하여 새로운 프레임을 구현한다. 이러한 필드내 보간 방법은 움직임 보상이 있는 영상에 수평선이 생긴 것을 방지한다. 그러나 정지 영상을 보간하는 경우 화면이 열화되며, 복잡하고 미세한 화면은 30Hz로 위아래로 떨리게 된다.Intra-field interpolation, commonly known as bob, uses each line of a field twice to make one frame. In other words, a new frame is implemented by inserting average data of two lines into an area between two lines in one field. This intra-field interpolation method prevents horizontal lines from appearing in motion-compensated images. However, when interpolating still images, the screen deteriorates, and complex and fine screens vibrate up and down at 30Hz.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 퍼지 개념을 이용하여 각 에지 방향에 대해 각각 다른 퍼지 가중치를 다르게 반영하고, 가중치 값을 보간 대상 픽셀값에 곱하여 최종 디인터레이싱된 픽셀로 보간하는 지능형 컬러 영상 복원 시스템 및 이를 이용한 디인터레이싱 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve this problem, the present invention uses a fuzzy concept to differently reflect different fuzzy weights for each edge direction, and multiplies the weight value by the pixel value to be interpolated to interpolate to the final deinterlaced pixel Intelligent color image restoration Its purpose is to provide a system and a deinterlacing method using the same.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 지능형 컬러 영상 복원 시스템은,An intelligent color image restoration system according to a feature of the present invention for achieving the above object,
입력된 영상 프레임에 대해 설정된 공간축 윈도우 내에서 누락된 픽셀, 기존 픽셀, 보간 대상 픽셀을 표시하고, 보간 대상 픽셀을 중심으로 양쪽 에지에 위치한 픽셀의 에지 방향 각도 를 계산하는 퍼지 메트릭 계산부;Displays the missing pixel, existing pixel, and interpolation target pixel within the spatial axis window set for the input image frame, and the edge direction angle of the pixel located on both edges with the interpolation target pixel as the center a fuzzy metric calculation unit that calculates
상기 공간축 윈도우에서 상기 에지 방향 각도 에 대한 퍼지 가중치 를 다르게 설정하는 가중치 계산부; 및The edge direction angle in the spatial axis window Fuzzy weight for a weight calculation unit that sets differently; and
상기 설정된 퍼지 가중치 을 보간 대상 픽셀값에 곱하여 최종 디인터레이싱된 픽셀을 생성하는 보간 구현부를 포함한다.Purge weight set above and an interpolation implementation unit that multiplies the pixel value to be interpolated to generate a final deinterlaced pixel.
본 발명의 특징에 따른 컬러 영상 복원 시스템을 이용한 디인터레이싱 방법은,A deinterlacing method using a color image restoration system according to a feature of the present invention,
퍼지 메트릭 계산부는 입력된 영상 프레임에 대해 설정된 공간축 윈도우 내에서 누락된 픽셀, 기존 픽셀, 보간 대상 픽셀을 표시하는 단계;displaying a missing pixel, an existing pixel, and a pixel to be interpolated within a spatial axis window set for the input image frame by a fuzzy metric calculation unit;
가중치 계산부는 상기 보간 대상 픽셀을 중심으로 양쪽 에지에 위치한 픽셀의 에지 방향 각도 를 계산하는 단계;The weight calculator determines the edge direction angles of pixels located on both edges of the interpolation target pixel as a center Calculating ;
상기 가중치 계산부는 공간축 윈도우에서 상기 에지 방향 각도 에 따라 퍼지 가중치 를 다르게 설정하는 단계; 및The weight calculator calculates the edge direction angle in the spatial axis window. fuzzy weights according to Setting differently; and
보간 구현부는 상기 설정된 퍼지 가중치 을 보간 대상 픽셀값에 곱하여 최종 디인터레이싱된 픽셀을 생성하는 단계를 포함한다.The interpolation implementation unit set the fuzzy weight and multiplying by the pixel value to be interpolated to generate a final deinterlaced pixel.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 영상의 에지 방향 각도를 이용하여 양호한 화질의 보간 영상을 얻을 수 있으면서, 동시에 영상의 보간 방식을 선택적으로 적용함으로써 객관적 및 주관적 화질과 알고리즘 계산 속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the configuration described above, the present invention can obtain an interpolation image of good quality using the edge direction angle of the image, and at the same time selectively apply the interpolation method of the image to improve the objective and subjective image quality and algorithm calculation speed. It works.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인지 퍼지 개념을 이용한 지능형 컬러 영상 복원 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에지 방향을 기반으로 한 디인터레이싱 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 삼각형 멤버쉽 함수를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 종래의 디인터레이싱 방법과 본 발명의 디인터레이싱 방법을 적용한 시각 성능을 비교한 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 컬러 영상 복원 시스템을 이용한 디인터레이싱 방법을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of an intelligent color image restoration system using a perceptual fuzzy concept according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a deinterlacing method based on an edge direction according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a triangle membership function according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a comparison result of visual performance using a conventional deinterlacing method according to an embodiment of the present invention and a deinterlacing method of the present invention.
5 is a diagram illustrating a deinterlacing method using an intelligent color image restoration system according to an embodiment of the present invention.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인지 퍼지 개념을 이용한 지능형 컬러 영상 복원 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에지 방향을 기반으로 한 디인터레이싱 방법을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 삼각형 멤버쉽 함수를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 종래의 디인터레이싱 방법과 본 발명의 디인터레이싱 방법을 적용한 시각 성능을 비교한 결과를 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of an intelligent color image restoration system using a perceptual fuzzy concept according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a deinterlacing method based on an edge direction according to an embodiment of the present invention, 3 is a diagram showing a triangular membership function according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing a result of comparing visual performance using a conventional deinterlacing method according to an embodiment of the present invention and a deinterlacing method of the present invention. .
본 발명의 실시예에 따른 인지 퍼지 개념을 이용한 지능형 컬러 영상 복원 시스템(100)은 퍼지 메트릭 계산부(110), 가중치 계산부(120), 퍼지 멤버쉽 계산부(130), 보간 구현부(140), 제어부(150) 및 디스플레이부(160)를 포함한다.An intelligent color
도 2에 도시된 바와 같이, 흰색 사각형이 누락된 픽셀을 표시하고, 어두운 회색 사각형이 기존 픽셀을 표시하며, 밝은 회색 사각형이 보간 대상 픽셀을 표시하는 2차원 윈도우를 나타낸다.As shown in FIG. 2 , a two-dimensional window in which white rectangles indicate missing pixels, dark gray rectangles indicate existing pixels, and light gray rectangles indicate pixels to be interpolated.
매개변수 c와 r은 공간축 윈도우에서의 열 번호와 행 번호를 나타낸다. x는 픽셀을 나타내므로 x(c,r)은 (c,r) 위치의 픽셀 값을 의미한다. k는 -3, -2, -1, -, 1, 2, 3의 정수이다.Parameters c and r represent the column number and row number in the spatial axis window. Since x represents a pixel, x(c,r) means the pixel value at the position (c,r). k is an integer of -3, -2, -1, -, 1, 2, 3;
도 2는 여러 에지 방향 각도 가 있으며, 예를 들면, θ3 = tan1(2/6) for x(c+3,r+1)and x(c-3,r-1)이고, θ2 = tan1(2/4) for x(c+2, r+1) and x(c-2, r-1), θ1 = tan1(2/2) for x(c+1, r+1) and x(c-1, r-1), θ0 = tan1(2/0) for x(c, r+1) and x(c, r-1), θ1 = tan1(-2/2) for x(c-1, r+1) and x(c+1, r-1), θ2 = tan1(-2/4) for x(c-2, r+1) and x(c+2, r-1), and θ3 = tan1(-2/6) for x(c-3, r+1) and x(c+3, r-1)이다.2 shows several edge direction angles There is, for example, θ 3 = tan1(2/6) for x(c+3,r+1)and x(c-3,r-1), and θ 2 = tan1(2/4) for x(c+2, r+1) and x(c-2, r-1), θ 1 = tan1(2/2) for x(c+1, r+1) and x(c-1, r -1), θ 0 = tan1(2/0) for x (c, r+1) and x(c, r-1), θ 1 = tan1(-2/2) for x(c-1, r +1) and x(c+1, r-1), θ 2 = tan1(-2/4) for x(c-2, r+1) and x(c+2, r-1), and θ 3 = tan1(-2/6) for x(c-3, r+1) and x(c+3, r-1).
종래의 ELA(Edge-Based Line Average) 기반의 인터레이싱 방법은 하나의 에지 방향만 선택하므로 영상의 에지 특성이나 움직임 특성에 관계없이 양호한 보간 화질을 얻을 수 없다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 본 발명은 보간 대상 픽셀을 중심으로 360도 모든 방향의 에지 방향 정보를 함께 사용한다.Since the conventional edge-based line average (ELA)-based interlacing method selects only one edge direction, good interpolation quality cannot be obtained regardless of edge characteristics or motion characteristics of an image. To overcome this problem, the present invention uses edge direction information in all directions of 360 degrees centered on an interpolation target pixel.
퍼지 메트릭 계산부(110)는 입력된 영상 프레임에 대해 설정된 공간축 윈도우 내에서 누락된 픽셀, 기존 픽셀, 보간 대상 픽셀을 표시하고, 보간 대상 픽셀을 중심으로 양쪽의 에지에 위치한 픽셀의 에지 방향 각도를 계산한다. 에지 방향 각도는 두 픽셀 간을 이어 선을 긋고, 수평선과 만나는 지점의 각도를 의미한다.The fuzzy
누락된 픽셀은 누락된 픽셀을 중심으로 양쪽 에지에 위치한 두 픽셀값의 평균값으로 계산된다.The missing pixel is calculated as the average value of two pixel values located on both edges of the missing pixel as the center.
가중치 계산부(120)는 공간축 윈도우에서 7개의 에지 방향 각도 에 대한 퍼지 가중치 를 다르게 설정한다. 각각의 에지 방향 각도는 퍼지 가중치를 가정하는 서로 다른 중요도를 가지고 있다.The
가중치 계산부(120)는 하기의 수학식 1과 수학식 2를 이용하여 제1, 2 파라미터(와 )를 계산한다.The
여기서, 제1 파라미터 는 두 개의 픽셀값의 차이를 나타낸다.Here, the first parameter represents the difference between two pixel values.
여기서, 제2 파라미터 는 모든 중 가장 큰 값을 나타낸다.Here, the second parameter is all represents the largest value among them.
가중치 계산부(120)는 가 작을수록 올바른 에지 방향의 가능성이 높고, 가 클수록 올바른 에지 방향의 가능성이 낮다고 가정한다.The
가중치 계산부(120)는 가 기설정된 기준 임계값 이상인 경우, 에지 방향 각도 를 제거한다.The
퍼지 집합 멤버쉽 함수는 휴머니스틱 집합(Humanistic Sets)에 대한 표시기 함수의 구현이다. 퍼지 트루스(Fuzzy Truth)는 모호하게 해석된 집합의 구성원임을 의미하기 때문에 Truth 정도가 확률과 유사하다. L.Zadeh는 (0, 1) 범위의 멤버쉽 함수를 사용하여 가능한 모든 값의 도메인에서 수행하는 퍼지 집합을 제안했다.The fuzzy set membership function is an implementation of the indicator function for Humanistic Sets. Since fuzzy truth means being a member of an ambiguously interpreted set, the degree of truth is similar to probability. L.Zadeh proposed a fuzzy set that performs in the domain of all possible values using a membership function in the range (0, 1).
퍼지 멤버쉽 계산부(130)는 삼각형 멤버쉽 함수(Triangular Membership Function)를 이용하여 퍼지 멤버쉽값을 계산한다. 도 3은 삼각형 멤버쉽 함수를 나타낸다.The
여기서, 멤버쉽 함수 매개변수는 벡터 로 설명된다. 매개변수 와 는 멤버쉽 함수의 피트(Feet)를 나타내고, 매개변수 는 멤버쉽 함수의 피크(Peak)를 나타낸다. 본 발명의 삼각형 멤버쉽 함수에서는 로 가정하고 있다.where the membership function parameter is a vector is explained by parameter and represents the feet of the membership function, and the parameters represents the peak of the membership function. In the triangle membership function of the present invention, is assumed to be
보간 구현부(140)는 하기의 수학식 4를 이용하여 (c, r) 위치의 가중 이동 평균 픽셀값(xWeighted Moving Average Pixel, xWMA)을 계산한다. 가중 이동 평균은 샘플 창에서 서로 다른 위치에있는 데이터에 서로 다른 가중치를 부여하는 곱셈 요소가 있는 평균이다.The
보간 구현부(140)는 전술한 수학식 4에 의해 가중치 계산부(120)에서 계산한 가중치 값을 보간 대상 픽셀값에 곱하여 가중 이동 평균 픽셀값을 계산한다.The
보간 구현부(140)는 계산한 가중 이동 평균 픽셀값을 하기의 수학식 5에 대입하여 보간 대상 픽셀의 최종 디인터레이싱된 픽셀()을 생성한다.The
제어부(150)는 생성한 최종 디인터레이싱된 픽셀()에 보간하여 영상 프레임을 디스플레이부(160)에 출력한다.The
Akiyo, Flower, Foreman, Mobile, News, Stefan 및 Table Tennis와 같은 프로그레시브 형식의 잘 알려진 테스트 이미지에서 수행되었다. 모든 영상 프레임은 352(가로) x 288(세로) 픽셀 크기이다.It was performed on well-known test images of progressive formats such as Akiyo, Flower, Foreman, Mobile, News, Stefan and Table Tennis. All video frames are 352 (horizontal) x 288 (vertical) pixels in size.
Akiyo, Mobile 및 News 등의 영상 프레임을 이용하여 시뮬레이션 과정을 수행하면, 다음과 같다.If the simulation process is performed using video frames such as Akiyo, Mobile, and News, the following is done.
(단계 1) 1/30초의 비디오 프레임은 대체 서브 샘플링에 의해 1/60의 두 인터레이스 필드로 먼저 분할된다. 홀수 필드에서 디인터레이싱을 고려하면 채우기를 원하는 짝수 필드 정보가 누락된다.(Step 1) A video frame of 1/30 sec is first divided into two interlace fields of 1/60 by alternate subsampling. If we consider deinterlacing in odd fields, the even field information we want to fill is missing.
(단계 2) 인터레이스된 신호는 다양한 디인터레이스 방식으로 디인터레이스된다.(Step 2) The interlaced signals are deinterlaced in various deinterlacing methods.
(단계 3) 디인터레이스된 신호는 최종적으로 원본 비디오 신호와 비교된다.(Step 3) The deinterlaced signal is finally compared with the original video signal.
객관적인 성능은 다음의 수학식 6으로 정의되는 피크 신호 대 잡음비(PSNR) 메트릭으로 평가된다.Objective performance is evaluated with the peak signal-to-noise ratio (PSNR) metric defined by Equation 6 below.
제어부(150)는 Akiyo, Flower, Foreman, Mobile, News, Stefan 및 Table Tennis와 같은 프로그레시브 형식의 잘 알려진 테스트 이미지에 다양한 디인터레이싱 방법을 사용한 디인터레이스 신호의 PSNR를 다음의 수학식 6과 수학식 7에 의해 계산한다.The
여기서, x는 원본 비디오 프레임이고, 는 디인터레이스된 비디오 프레임이다. 255는 그레이 스케일 영상의 최대 명암값을 나타내며, C와 R은 가로 세로 방향의 이미지 길이이다. 본 발명에서는 C=352, R=288이다.where x is the original video frame, is a deinterlaced video frame. 255 represents the maximum contrast value of the gray scale image, and C and R are the image lengths in the horizontal and vertical directions. In the present invention, C = 352 and R = 288.
도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(150)는 바이크 이미지를 이용하여 (a) Bob, (b) ELA, (c) NEDI, (d) LCID, (e) MELA, (f) MADLSCD, (g), LABI, (h) FMELA, and (i) 본 발명의 에지 방향을 기반으로 한 디인터레이싱 방법을 적용하여 자전거 이미지의 시각적 성능 비교한다. 여기서, 종래의 디인터레이싱 방법은 Bob, ELA, NEDI, LCID, MELA, MADLSCD, LABI, FMELA로 상세한 설명을 생략한다.As shown in FIG. 4, the
다른 실시예로서, 제어부(150)는 샘플 이미지에 Bob, ELA, NEDI, LCID, MELA, MADLSCD, LABI, FMELA, 본 발명의 디인터레이싱 방법을 적용하고, 디인터레이스 신호의 PSNR를 계산하고(수학식 6, 수학식 7), 계산된 PSNR이 가장 높은 값을 가진 디인터레이싱 방법을 선택한다.As another embodiment, the
표 1은 다양한 디인터레이싱 방법을 사용한 디인터레이스 신호의 PSNR 결과를 보여준다.Table 1 shows PSNR results of deinterlacing signals using various deinterlacing methods.
표 2에서 볼 수 있듯이 본 발명의 디인터레이싱 방법은 -0.421(Bob), -1.611(ELA), -0.92(NEDI), -0.365(LCID), -0.37(MELA), -0.899(MADLSCD), -0.003(LABI), -0.301(FMELA)의 계수로 다른 방법보다 우수한 성능을 보였다.As can be seen in Table 2, the deinterlacing method of the present invention is -0.421 (Bob), -1.611 (ELA), -0.92 (NEDI), -0.365 (LCID), -0.37 (MELA), -0.899 (MADLSCD), -0.003 (LABI) and -0.301 (FMELA), which showed better performance than other methods.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 컬러 영상 복원 시스템을 이용한 디인터레이싱 방법을 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a deinterlacing method using an intelligent color image restoration system according to an embodiment of the present invention.
퍼지 메트릭 계산부(110)는 입력된 영상 프레임에 대해 설정된 공간축 윈도우 내에서 누락된 픽셀, 기존 픽셀, 보간 대상 픽셀을 표시한다(S100).The fuzzy
가중치 계산부(120)는 보간 대상 픽셀을 중심으로 양쪽 에지에 위치한 픽셀의 에지 방향 각도 를 계산한다(S110).The
가중치 계산부(120)는 공간축 윈도우에서 상기 에지 방향 각도 에 따라 퍼지 가중치 를 다르게 설정한다(S120).The
가중치 계산부(120)는 전술한 수학식 1과 수학식 2를 이용하여 제1 파라미터 와 제2 파라미터 를 계산한다.The
퍼지 멤버쉽 계산부(130)는 전술한 수학식 3인 삼각형 멤버쉽 함수(Triangular Membership Function)를 이용하여 퍼지 멤버쉽값을 계산한다.The fuzzy
보간 구현부(140)는 설정된 퍼지 가중치 을 보간 대상 픽셀값에 곱하여 최종 디인터레이싱된 픽셀을 생성한다(S130).The
가중치 계산부(120)는 /를 삼각형 멤버쉽 함수(도 3)에 입력하여 가중치 를 출력한다.The
보간 구현부(140)는 전술한 수학식 4를 이용하여 (c, r) 위치의 가중 이동 평균 픽셀값인 를 계산하고, 를 전술한 수학식 5에 대입하여 보간 대상 픽셀의 최종 디인터레이싱된 픽셀()을 생성한다.The
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also included in the scope of the present invention. that fall within the scope of the right.
100: 지능형 컬러 영상 복원 시스템
110: 퍼지 메트릭 계산부
120: 가중치 계산부
130: 퍼지 멤버쉽 계산부
140: 보간 구현부
150: 제어부
160: 디스플레이부100: intelligent color image restoration system
110: fuzzy metric calculation unit
120: weight calculation unit
130: fuzzy membership calculation unit
140: interpolation implementation unit
150: control unit
160: display unit
Claims (11)
상기 공간축 윈도우에서 상기 에지 방향 각도 에 대한 퍼지 가중치 를 다르게 설정하는 가중치 계산부; 및
상기 설정된 퍼지 가중치 을 보간 대상 픽셀값에 곱하여 최종 디인터레이싱된 픽셀을 생성하는 보간 구현부를 포함하는 지능형 컬러 영상 복원 시스템.Displays the missing pixel, existing pixel, and interpolation target pixel within the spatial axis window set for the input image frame, and the edge direction angle of the pixel located on both edges with the interpolation target pixel as the center a fuzzy metric calculation unit that calculates
The edge direction angle in the spatial axis window Fuzzy weight for a weight calculation unit that sets differently; and
Purge weight set above An intelligent color image restoration system including an interpolation implementation unit that multiplies y by an interpolation target pixel value to generate a final deinterlaced pixel.
상기 가중치 계산부는 하기의 수학식 1과 수학식 2를 이용하여 제1 파라미터 와 제2 파라미터 를 계산하는 지능형 컬러 영상 복원 시스템.
[수학식 1]
여기서, 제1 파라미터 는 두 개의 픽셀값의 차이이고, c와 r은 공간축 윈도우에서의 열 번호와 행 번호이고, x는 픽셀로 x(c,r)은 (c,r) 위치의 픽셀 값을 나타내고, k는 -3, -2, -1, -, 1, 2, 3의 정수임.
[수학식 2]
여기서, 제2 파라미터 는 모든 중 가장 큰 값임.The method of claim 1,
The weight calculation unit uses Equations 1 and 2 below to determine the first parameter and the second parameter An intelligent color image restoration system that calculates
[Equation 1]
Here, the first parameter is the difference between two pixel values, c and r are the column and row numbers in the spatial axis window, x is a pixel, x(c,r) represents the pixel value at the position (c,r), k is An integer of -3, -2, -1, -, 1, 2, 3.
[Equation 2]
Here, the second parameter is all is the largest value among them.
하기의 수학식 3인 삼각형 멤버쉽 함수(Triangular Membership Function)를 이용하여 퍼지 멤버쉽값을 계산하는 퍼지 멤버쉽 계산부를 더 포함하는 지능형 컬러 영상 복원 시스템.
[수학식 3]
여기서, 멤버쉽 함수 매개변수는 벡터 이고, 매개변수 와 는 멤버쉽 함수의 피트(Feet)를 나타내고, 매개변수 는 멤버쉽 함수의 피크(Peak)이고, 상기 삼각형 멤버쉽 함수에서는 로 가정함.The method of claim 2,
An intelligent color image restoration system further comprising a fuzzy membership calculation unit that calculates a fuzzy membership value using a triangular membership function of Equation 3 below.
[Equation 3]
where the membership function parameter is a vector is the parameter and represents the feet of the membership function, and the parameters Is the peak of the membership function, and in the triangle membership function Assumed to be.
상기 가중치 계산부는 상기 /를 상기 삼각형 멤버쉽 함수에 입력하여 상기 가중치 를 출력하는 지능형 컬러 영상 복원 시스템.The method of claim 3,
The weight calculation unit / to the triangle membership function to enter the weight An intelligent color image restoration system that outputs
상기 보간 구현부는 하기의 수학식 4를 이용하여 (c, r) 위치의 가중 이동 평균 픽셀값인 를 계산하고, 상기 를 하기의 수학식 5에 대입하여 상기 보간 대상 픽셀의 최종 디인터레이싱된 픽셀()을 생성하는 지능형 컬러 영상 복원 시스템.
[수학식 4]
[수학식 5]
The method of claim 1,
The interpolation implementation unit uses Equation 4 below to calculate the weighted moving average pixel value at the position (c, r) Calculate, and the The final deinterlaced pixel of the pixel to be interpolated by substituting into Equation 5 below ( ), an intelligent color image restoration system that generates
[Equation 4]
[Equation 5]
상기 퍼지 메트릭 계산부는 상기 보간 대상 픽셀을 중심으로 360도 모든 방향의 에지 방향 각도 를 계산하는 지능형 컬러 영상 복원 시스템.The method of claim 1,
The fuzzy metric calculator calculates edge direction angles in all directions of 360 degrees centered on the interpolation target pixel. An intelligent color image restoration system that calculates
가중치 계산부는 상기 보간 대상 픽셀을 중심으로 양쪽 에지에 위치한 픽셀의 에지 방향 각도 를 계산하는 단계;
상기 가중치 계산부는 공간축 윈도우에서 상기 에지 방향 각도 에 따라 퍼지 가중치 를 다르게 설정하는 단계; 및
보간 구현부는 상기 설정된 퍼지 가중치 을 보간 대상 픽셀값에 곱하여 최종 디인터레이싱된 픽셀을 생성하는 단계를 포함하는 컬러 영상 복원 시스템을 이용한 디인터레이싱 방법.displaying a missing pixel, an existing pixel, and a pixel to be interpolated within a spatial axis window set for the input image frame by a fuzzy metric calculation unit;
The weight calculator determines the edge direction angles of pixels located on both edges of the interpolation target pixel as a center Calculating ;
The weight calculator calculates the edge direction angle in the spatial axis window. fuzzy weights according to Setting differently; and
The interpolation implementation unit set the fuzzy weight A deinterlacing method using a color image restoration system, comprising generating final deinterlaced pixels by multiplying by a pixel value to be interpolated.
상기 가중치 계산부는 하기의 수학식 1과 수학식 2를 이용하여 제1 파라미터 와 제2 파라미터 를 계산하는 단계를 더 포함하는 컬러 영상 복원 시스템을 이용한 디인터레이싱 방법.
[수학식 1]
여기서, 제1 파라미터 는 두 개의 픽셀값의 차이이고, c와 r은 공간축 윈도우에서의 열 번호와 행 번호이고, x는 픽셀로 x(c,r)은 (c,r) 위치의 픽셀 값을 나타내고, k는 -3, -2, -1, -, 1, 2, 3의 정수임.
[수학식 2]
여기서, 제2 파라미터 는 모든 중 가장 큰 값임.The method of claim 7,
The weight calculation unit uses Equations 1 and 2 below to determine the first parameter and the second parameter A deinterlacing method using a color image restoration system, further comprising the step of calculating .
[Equation 1]
Here, the first parameter is the difference between two pixel values, c and r are the column and row numbers in the spatial axis window, x is a pixel, x(c,r) represents the pixel value at the position (c,r), k is An integer of -3, -2, -1, -, 1, 2, 3.
[Equation 2]
Here, the second parameter is all is the largest value among them.
퍼지 멤버쉽 계산부에서 하기의 수학식 3인 삼각형 멤버쉽 함수(Triangular Membership Function)를 이용하여 퍼지 멤버쉽값을 계산하는 단계를 더 포함하는 컬러 영상 복원 시스템을 이용한 디인터레이싱 방법.
[수학식 3]
여기서, 멤버쉽 함수 매개변수는 벡터 이고, 매개변수 와 는 멤버쉽 함수의 피트(Feet)를 나타내고, 매개변수 는 멤버쉽 함수의 피크(Peak)이고, 상기 삼각형 멤버쉽 함수에서는 로 가정함.The method of claim 8,
A deinterlacing method using a color image restoration system, further comprising calculating a fuzzy membership value using a triangular membership function of Equation 3 below in a fuzzy membership calculation unit.
[Equation 3]
where the membership function parameter is a vector is the parameter and represents the feet of the membership function, and the parameters Is the peak of the membership function, and in the triangle membership function Assumed to be.
상기 가중치 계산부는 상기 /를 상기 삼각형 멤버쉽 함수에 입력하여 상기 가중치 를 출력하는 단계를 더 포함하는 컬러 영상 복원 시스템을 이용한 디인터레이싱 방법.The method of claim 9,
The weight calculation unit / to the triangle membership function to enter the weight A deinterlacing method using a color image restoration system further comprising the step of outputting.
상기 보간 구현부는 하기의 수학식 4를 이용하여 (c, r) 위치의 가중 이동 평균 픽셀값인 를 계산하고, 상기 를 하기의 수학식 5에 대입하여 상기 보간 대상 픽셀의 최종 디인터레이싱된 픽셀()을 생성하는 단계를 더 포함하는 컬러 영상 복원 시스템을 이용한 디인터레이싱 방법.
[수학식 4]
[수학식 5]
The method of claim 7,
The interpolation implementation unit uses Equation 4 below to calculate the weighted moving average pixel value at the position (c, r) Calculate, and the The final deinterlaced pixel of the pixel to be interpolated by substituting into Equation 5 below ( ) Deinterlacing method using a color image restoration system further comprising the step of generating.
[Equation 4]
[Equation 5]
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KR20090090550A (en) * | 2008-02-21 | 2009-08-26 | 한양대학교 산학협력단 | Equipment and method for de-interlacing using directional correlations |
KR20160081652A (en) * | 2014-12-31 | 2016-07-08 | 인천대학교 산학협력단 | Method and apparatus for deinterlacing |
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KR20090090550A (en) * | 2008-02-21 | 2009-08-26 | 한양대학교 산학협력단 | Equipment and method for de-interlacing using directional correlations |
KR20160081652A (en) * | 2014-12-31 | 2016-07-08 | 인천대학교 산학협력단 | Method and apparatus for deinterlacing |
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