새로운 에지 검출 방법을 기반으로 한 색상 보간 알고리듬

Abstract

디지털 카메라에서 컬러 이미지를 표현하기 위해서는 각 화소 당 최소 세 개이상의 컬러 채널이 필요하게 되는데, 이미지 센서들은 빛의 밝기 정보만을 받아들일 뿐 색상 정보를 분리해내지 못하기 때문에 컬러 이미지를 얻기 위해서는 각 화소 당 세 개 이상의 이미지 센서가 필요하게 된다. 디지털 카메라가 널리 보급되면서 디지털 카메라는 많은 사람들에게 입력 기기로 널리 쓰이고 있다. 하지만 카메라의 사이즈와 가격을 줄이기 위해, 대부분의 디지털 카메라에서는 컬러 필터 어레이(Color Filter Array : CFA)를 포함한 단일 이미지 센서를 사용하고 있다. 단일 이미지 센서는 컬러 필터 어레이를 통해 픽셀 당 한 가지의 색상 정보만을 받아들이게 된다. 이러한 컬러 필터 어레이는 다양한 종류가 있는데 그 중 가장 널리 쓰이는 것이 베이어 패턴이다. 컬러 필터 어레이를 이용하면 픽셀 당 한 가지 색상 정보만을 가지게 되므로 나머지 두 색상 정보의 복원이 필요하다. 이 과정을 컬러 필터 배열 보간(Color Filter Array Interpolation) 혹은 디모자이킹(Demosaicking)이라 부른다. 본 논문은 색상 보간 알고리듬에서 주로 발생하는 무지개 에러의 감소에 초점을 두고 새로운 에지 검출 방법의 접목을 제안하였다. 무지개 에러는 주로 에지 영역에서 발생하므로 보다 정밀한 에지를 검출하여 색상 보간 알고리듬에 적용하고자 했다. 제안되는 알고리듬은 에지 검출 알고리듬 중 Laplacian of Gaussian(LoG)에 비해 빠른 속도를 기대할 수 있는 Difference of Gaussian(DoG)와 캐니 에지 검출을 접목하여 더욱 정밀한 에지를 검출한다. 검출된 에지를 에지 기반 색상 보간 알고리듬에 적용하였다. 실험 결과 기존의 알고리듬에 비해 Composite Peak Signal to Noise Ratio(CPSNR)이 상승함을 확인하였다. 또한, 에지 영역에서 무지개 에러가 발생되는 현상을 현저히 감소시켰음을 확인하였다.