본 논문은 새로운 에지 방향 추정 방법과 영상의 영역 세분화에 기반을 둔 컬러 보간 알고리즘을 제안한다. 제안하는 에지 방향 추정은 컬러 필터 배열(color filter array: CFA)의 채널 별 분리와 표본 줄임(down-sampling)을 통해 획득한 영상 사이에 존재하는 에지 방향성 상관관계를 바탕으로 이루어진다. 에지 방향성 상관관계는 영상 간의 샘플링 위치와 각 영상의 국부위치에서의 에지 방향성 사이에 존재하는 방향의 유사성을 바탕으로 정의한다. 영상의 영역을 분류함에 있어서 평탄, 에지 영역뿐만 아니라 반복되는 에지가 나타나는 패턴 에지 영역을 구분함으로써 영역을 세분화 한다. 이렇게 구분한 영역 각각에 대해 수직 혹은 수평 방향 에지를 검출하여 에지 방향에 따라 보간함으로써 오류를 최소화 하는 에지 방향성 컬러 보간이 이루어진다. 실험 결과를 통해 제안하는 방법이 기존 방법에 비해 수치적인 면과 시각적인 면에서 뛰어난 결과를 보임을 확인할 수 있으며, 제안하는 영역 세분화와 에지 방향 추정을 통해 영상의 고주파 영역에서 성능이 향상됨을 확인할 수 있다.
In this paper, we present a color interpolation algorithm that uses novel edge direction estimator and region classifier. The proposed edge direction estimator accurately determines the edge direction based on the correlation between the images obtained by the channel separated and down-sampled Bayer color filter array(CFA) pattern. The correlation is defined based on the similarity between the edge direction in the local region of the image and the shifting direction of the images. Also, the region of an image is defined as the flat, the edge, and the pattern-edge regions, where the edges are appeared repeatedly. When all the pixels in the image are classified into the three different regions, each pixel is interpolated horizontally or vertically according to the estimated direction. Experimental results show that the proposed algorithm outperforms the conventional edge-directed methods on objective and subjective criteria.
