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컬러 필터 어레이(Color Filter Array)를 갖는 단일 이미지 센서에 의해 획득된 입력 영상으로부터 잃어버린 채널을 복원하기 위한 컬러 보간 방법에 있어서,
(a) 상기 입력 영상을 R, G, B 채널의 영상으로 분리하고, 상기 분리된 각 영상을 다운 샘플링함으로써 저해상도 영상들을 형성하는 단계;
(b) 상기 저해상도 영상에서 컬러를 보간할 픽셀이 존재하는 영역의 특성을 판단하고, 상기 판단 결과에 기초하여 상기 픽셀의 컬러를 보간함으로써 잃어버린 채널을 복원하는 단계; 및
(c) 상기 잃어버린 채널이 복원된 저해상도 영상들을 업샘플링하고 상기 업샘플링된 영상들을 이용하여 풀컬러 영상을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 보간 방법
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제1항에 있어서,
상기 컬러 필터 어레이는 베이어(Bayer) 패턴의 컬러 필터 어레이인 것을 특징으로 하는 컬러 보간 방법
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제2항에 있어서,
상기 (a) 단계에서 형성되는 저해상도 영상들은, 상기 R 채널의 영상이 다운 샘플링된 제1 저해상도 영상(R01), 상기 G 채널의 영상이 다운 샘플링된 저해상도 영상들로서 상기 G 채널의 영상에서 홀수 번째 행의 픽셀들의 G 컬러값이 포함된 제2 저해상도 영상(G00)과 상기 G 채널의 영상에서 짝수 번째 행의 픽셀들의 G 컬러값이 포함된 제3 저해상도 영상(G11) 및 상기 B 채널의 영상이 다운 샘플링된 제4 저해상도 영상(B10)인 것을 특징으로 하는 컬러 보간 방법
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제3항에 있어서, 상기 (b) 단계는,
(b1) 상기 저해상도 영상들을 이용하여 상기 컬러를 보간할 픽셀이 존재하는 영역의 특성을 판단하는 단계;
(b2) 상기 컬러를 보간할 픽셀을 기준으로 각 방향에 대하여 색차 영역 값을 계산하는 단계;
(b3) 상기 컬러를 보간할 픽셀을 중심으로 각 방향에 대하여 에지의 방향성을 나타내는 가중치를 계산하는 단계; 및
(b4) 상기 판단된 영역의 특성에 따라서 상기 색차 영역 값 및 상기 가중치를 이용하여 상기 픽셀의 컬러를 보간하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 보간 방법
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제4항에 있어서,
상기 (b1) 단계는, 상기 저해상도 영상들 중 소정 채널의 저해상도 영상과 상기 소정 채널의 저해상도 영상을 수평 또는 수직으로 시프트함으로써 형성되는 허상과의 유사도인 제1 유사도와 상기 저해상도 영상들 중 소정 채널들 간의 유사도인 제2 유사도를 이용하여 상기 픽셀이 존재하는 영역의 특성을 판단하는 것을 특징으로 하는 컬러 보간 방법
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제5항에 있어서,
상기 제1 유사도는 상기 소정 채널이 G 채널인 경우 다음 수학식을 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 컬러 보간 방법
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제5항에 있어서,
상기 제2 유사도는 상기 제1 저해상도 영상(R01)을 기준으로 다음 수학식을 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 컬러 보간 방법
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8
제5항에 있어서,
상기 (b1) 단계는, 상기 제1 유사도 및 상기 제2 유사도를 이용하여 상기 픽셀이 존재하는 영역을 에지 영역, 평탄 영역, 패턴 영역 중 어느 하나로 분류하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 보간 방법
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제8항에 있어서,
상기 (b1) 단계는, 상기 픽셀이 존재하는 영역이 에지 영역으로 분류되는 경우 상기 제1 유사도 및 상기 제2 유사도를 이용하여 에지의 방향성을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 보간 방법
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10
제8항에 있어서,
상기 (b1) 단계는, 상기 픽셀이 존재하는 영역이 패턴 영역으로 분류되는 경우 상기 제2 유사도를 이용하여 패턴의 방향성을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 보간 방법
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제10항에 있어서,
상기 (b1) 단계는, 상기 컬러를 보간할 픽셀 주변의 픽셀들의 방향성의 통계를 측정하고, 상기 측정된 결과에 따라서 상기 패턴의 방향성을 다시 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 보간 방법
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제4항에 있어서,
상기 (b2) 단계에서 상기 색차 영역 값은, 상기 제1 저해상도 영상(R01)에서 G 컬러값을 보간하고자 할 때 다음 수학식을 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 컬러 보간 방법
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제12항에 있어서,
상기 (b1) 단계는 상기 픽셀이 존재하는 영역을 평탄 영역, 수평 또는 수직 방향의 에지 영역, 수평 또는 수직 방향의 패턴 영역으로 분류하고,
상기 (b3) 단계에서 상, 하, 좌, 우의 각 방향에 대하여 에지의 방향성을 나타내는 가중치 를 계산하고,
상기 (b4) 단계는 상기 제1 저해상도 영상(R01)에서 G 컬러값을 보간하고자 할 때 다음 수학식들을 이용하여 보간하는 것을 특징으로 하는 컬러 보간 방법
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제1항에 있어서,
상기 (c) 단계에서 풀컬러 영상의 생성은, 상기 업샘플링된 영상들에서 컬러값을 가지는 픽셀들을, 상기 픽셀들이 상기 입력 영상에 존재하던 위치에 등록함으로써 풀컬러 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 컬러 보간 방법
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제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의, 컬러 필터 어레이(Color Filter Array)를 갖는 단일 이미지 센서에 의해 획득된 입력 영상으로부터 잃어버린 채널을 복원하기 위한 컬러 보간 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체
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컬러 필터 어레이(Color Filter Array)를 갖는 단일 이미지 센서에 의해 획득된 입력 영상으로부터 잃어버린 채널을 복원하기 위한 컬러 보간 장치에 있어서,
상기 입력 영상을 R, G, B 채널의 영상으로 분리하고, 상기 분리된 각 영상을 다운 샘플링함으로써 저해상도 영상들을 형성하는 채널분리 및 다운샘플링부;
상기 저해상도 영상에서 컬러를 보간할 픽셀이 존재하는 영역의 특성을 판단하고, 상기 판단 결과에 기초하여 상기 픽셀의 컬러를 보간함으로써 잃어버린 채널을 복원하는 채널 복원부; 및
상기 잃어버린 채널이 복원된 저해상도 영상들을 업샘플링하고 상기 업샘플링된 영상들을 이용하여 풀컬러 영상을 생성하는 풀컬러 영상 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 보간 장치
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제16항에 있어서,
상기 컬러 필터 어레이는 베이어(Bayer) 패턴의 컬러 필터 어레이인 것을 특징으로 하는 컬러 보간 장치
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제17항에 있어서,
상기 채널분리 및 다운샘플링부에서 형성되는 저해상도 영상들은, 상기 R 채널의 영상이 다운 샘플링된 제1 저해상도 영상(R01), 상기 G 채널의 영상이 다운 샘플링된 저해상도 영상들로서 상기 G 채널의 영상에서 홀수 번째 행의 픽셀들의 G 컬러값이 포함된 제2 저해상도 영상(G00)과 상기 G 채널의 영상에서 짝수 번째 행의 픽셀들의 G 컬러값이 포함된 제3 저해상도 영상(G11) 및 상기 B 채널의 영상이 다운 샘플링된 제4 저해상도 영상(B10)인 것을 특징으로 하는 컬러 보간 장치
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제18항에 있어서, 상기 채널 복원부는,
상기 저해상도 영상들을 이용하여 상기 컬러를 보간할 픽셀이 존재하는 영역의 특성을 판단하는 영역특성 판단부;
상기 컬러를 보간할 픽셀을 기준으로 각 방향에 대하여 색차 영역 값을 계산하는 색차영역값 계산부;
상기 컬러를 보간할 픽셀을 중심으로 각 방향에 대하여 에지의 방향성을 나타내는 가중치를 계산하는 가중치 계산부; 및
상기 판단된 영역의 특성에 따라서 상기 색차 영역 값 및 상기 가중치를 이용하여 상기 픽셀의 컬러를 보간하는 컬러 보간부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 보간 장치
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제19항에 있어서,
상기 영역특성 판단부는, 상기 저해상도 영상들 중 소정 채널의 저해상도 영상과 상기 소정 채널의 저해상도 영상을 수평 또는 수직으로 시프트함으로써 형성되는 허상과의 유사도인 제1 유사도와 상기 저해상도 영상들 중 소정 채널들 간의 유사도인 제2 유사도를 이용하여 상기 픽셀이 존재하는 영역의 특성을 판단하는 것을 특징으로 하는 컬러 보간 장치
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제20항에 있어서,
상기 영역특성 판단부는, 상기 제1 유사도 및 상기 제2 유사도를 이용하여 상기 픽셀이 존재하는 영역을 에지 영역, 평탄 영역, 패턴 영역 중 어느 하나로 분류하는 것을 특징으로 하는 컬러 보간 장치
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제21항에 있어서,
상기 영역특성 판단부는, 상기 픽셀이 존재하는 영역이 에지 영역으로 분류되는 경우 상기 제1 유사도 및 상기 제2 유사도를 이용하여 에지의 방향성을 결정하는 것을 특징으로 하는 컬러 보간 장치
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제21항에 있어서,
상기 영역특성 판단부는, 상기 픽셀이 존재하는 영역이 패턴 영역으로 분류되는 경우 상기 제2 유사도를 이용하여 패턴의 방향성을 결정하는 것을 특징으로 하는 컬러 보간 장치
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제23항에 있어서,
상기 영역특성 판단부는, 상기 컬러를 보간할 픽셀 주변의 픽셀들의 방향성의 통계를 측정하고, 상기 측정된 결과에 따라서 상기 패턴의 방향성을 다시 결정하는 것을 특징으로 하는 컬러 보간 장치
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제16항에 있어서,
상기 풀컬러 영상 생성부는, 상기 업샘플링된 영상들에서 컬러값을 가지는 픽셀들을, 상기 픽셀들이 상기 입력 영상에 존재하던 위치에 등록함으로써 풀컬러 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 컬러 보간 장치
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