Journal of Broadcast Engineering (방송공학회논문지)

The Korean Institute of Broadcast and Media Engineers (한국방송∙미디어공학회)
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Edge-adaptive demosaicking method for complementary color filter array of digital video cameras

디지털 비디오 카메라용 보색 필터를 위한 에지 적응적 색상 보간 방법

  • Han, Young-Seok (School of Electrical and Electronic Engineering, Yonsei University) ;
  • Kang, Hee (School of Electrical and Electronic Engineering, Yonsei University) ;
  • Kang, Moon-Gi (School of Electrical and Electronic Engineering, Yonsei University)
  • 한영석 (연세대학교 전자전기공학과 TMS 정보기술 사업단) ;
  • 강희 (연세대학교 전자전기공학과 TMS 정보기술 사업단) ;
  • 강문기 (연세대학교 전자전기공학과 TMS 정보기술 사업단)
  • Published : 2008.01.30
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Abstract

Complementary color filter array (CCFA) is widely used in consumer-level digital video cameras, since it not only has high sensitivity and good signal-to-noise ratio in low-light condition but also is compatible with the interlaced scanning used in broadcast systems. However, the full-color images obtained from CCFA suffer from the color artifacts such as false color and zipper effects. These artifacts can be removed with edge-adaptive demosaicking (ECD) approaches which are generally used in rrimary color filter array (PCFA). Unfortunately, the unique array pattern of CCFA makes it difficult that CCFA adopts ECD approaches. Therefore, to apply ECD approaches suitable for CCFA to demosaicking is one of the major issues to reconstruct the full-color images. In this paper, we propose a new ECD algorithm for CCFA. To estimate an edge direction precisely and enhance the quality of the reconstructed image, a function of spatial variances is used as a weight, and new color conversion matrices are presented for considering various edge directions. Experimental results indicate that the proposed algorithm outperforms the conventional method with respect to both objective and subjective criteria.

보색 필터는 저조도 환경에서 좋은 감도와 잡음률을 가지고 있으며, 방송 시스템에서 사용되는 비월주사 방식과 호환이 가능하기 때문에 일반 사용자 수준의 디지털 비디오 카메라에 널리 사용된다. 그러나 보색 필터로부터 획득된 완전컬러 영상은 거짓색상과 지퍼효과와 같은 색상 잡음에 의하여 화질열화가 발생한다. 이러한 잡음들은 원색 필터에서 일반적으로 사용되는 에지 적응적 색상 보간 방식을 사용함으로써 없앨 수 있지만, 보색 필터의 특유한 패턴 때문에 원색 필터에서 사용되는 방식을 그대로 적용하기에는 어려움이 있다. 따라서 보색 필터에 알맞은 에지 적응적 색상 보간 방식을 적용하는 것이 중요한 과제 중 하나이다. 본 논문에서는 보색 필터를 위한 새로운 에지 적응적 색상 보간 방식을 제안한다. 에지 방향을 정확하게 추정하고 재현된 영상의 품질향상을 위해 분산의 함수가 가중치로 사용되었고, 여러 방향의 에지 성분을 고려하기 위해서 새로운 색상 변환 행렬이 제시되었다. 실험 결과를 통하여 제안된 방식이 기존의 방식보다 뛰어난 성능을 나타냄을 확인할 수 있다.

Keywords

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