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KR20240149809A - Image sensing device and method for image processing - Google Patents

Image sensing device and method for image processing Download PDF

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KR20240149809A
KR20240149809A KR1020240046435A KR20240046435A KR20240149809A KR 20240149809 A KR20240149809 A KR 20240149809A KR 1020240046435 A KR1020240046435 A KR 1020240046435A KR 20240046435 A KR20240046435 A KR 20240046435A KR 20240149809 A KR20240149809 A KR 20240149809A
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KR
South Korea
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image
rgb
rgb image
value
component
Prior art date
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Pending
Application number
KR1020240046435A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
장현식
Original Assignee
(주) 픽셀플러스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주) 픽셀플러스 filed Critical (주) 픽셀플러스
Priority to PCT/KR2024/004582 priority Critical patent/WO2024210659A1/en
Publication of KR20240149809A publication Critical patent/KR20240149809A/en
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Abstract

본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 처리 방법은, RGB-IR 패턴의 픽셀 어레이를 통해 RGB-IR 패턴 이미지를 획득하는 단계, RGB-IR 패턴 이미지에 기초하여 IR 성분이 포함된 제1 RGB 이미지를 생성하는 단계, RGB-IR 패턴 이미지 및 제1 RGB 이미지에 기초하여 IR 성분이 제거된 제2 RGB 이미지를 생성하는 단계, 제1 RGB 이미지의 밝기 성분 및 제2 RGB 이미지의 컬러 성분에 기초하여 제3 RGB 이미지를 생성하는 단계 및 제3 RGB 이미지를 베이어 패턴 이미지로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.An image processing method according to an exemplary embodiment of the present disclosure may include a step of obtaining an RGB-IR pattern image through a pixel array of an RGB-IR pattern, a step of generating a first RGB image including an IR component based on the RGB-IR pattern image, a step of generating a second RGB image from which an IR component is removed based on the RGB-IR pattern image and the first RGB image, a step of generating a third RGB image based on a brightness component of the first RGB image and a color component of the second RGB image, and a step of converting the third RGB image into a Bayer pattern image.

Description

이미지 센싱 장치 및 이미지 처리 방법{IMAGE SENSING DEVICE AND METHOD FOR IMAGE PROCESSING}{IMAGE SENSING DEVICE AND METHOD FOR IMAGE PROCESSING}

본 개시의 기술적 사상은 이미지 처리에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이미지 센싱 장치 및 이미지 처리 방법에 관한 것이다.The technical idea of the present disclosure relates to image processing, and more specifically, to an image sensing device and an image processing method.

이미지 센싱 장치는 빛에 반응하는 반도체의 성질을 이용하여 이미지를 캡쳐(capture)하는 장치이다. 최근 들어, 컴퓨터 산업과 통신 산업의 발달에 따라 스마트폰, 디지털 카메라, 게임기기, 사물 인터넷(Internet of Things), 로봇, 경비용 카메라, 의료용 마이크로 카메라 등과 같은 다양한 분야에서 고성능(high-performance) 이미지 센싱 장치에 대한 수요가 증대되고 있다. 예를 들어, IR(Infrared) 이미지가 야간 감시, 홍채 인식, 얼굴 인식 등의 분야에서 많이 활용됨에 따라 RGB-IR 이미지 센싱 장치의 수요가 증가하고 있다. 다만, RGB-IR 이미지 센싱 장치의 R 픽셀, G 픽셀 및 B 픽셀에는 R, G 및 B뿐만 아니라 IR도 같이 집광될 수 있으며, 이에 따라, IR 성분에 의해 컬러 왜곡이 발생될 수 있다. 따라서, RGB-IR 이미지 센싱 장치를 이용하여 정확한 컬러를 복원하기 위해서는 R 픽셀, G 픽셀 및 B 픽셀에 집광되는 IR 성분을 연산하고 집광된 전체 광 성분인 가시광선 성분과 IR 성분에서 IR 성분을 제거해줄 필요가 있다.Image sensing devices are devices that capture images by utilizing the properties of semiconductors that react to light. Recently, with the development of the computer industry and the communication industry, the demand for high-performance image sensing devices has been increasing in various fields such as smartphones, digital cameras, game devices, the Internet of Things, robots, security cameras, and medical micro cameras. For example, as IR (Infrared) images are widely used in fields such as night surveillance, iris recognition, and face recognition, the demand for RGB-IR image sensing devices is increasing. However, the R pixels, G pixels, and B pixels of the RGB-IR image sensing device can collect not only R, G, and B but also IR, and thus color distortion may occur due to the IR component. Therefore, in order to restore accurate colors using the RGB-IR image sensing device, it is necessary to calculate the IR components collected on the R pixels, G pixels, and B pixels and remove the IR components from the visible light components and IR components, which are the entire collected light components.

본 개시의 기술적 과제는, RGB 픽셀에 유입되는 IR(Infrared) 신호를 효과적으로 제거하는 방법 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. The technical problem of the present disclosure is to provide a method and device for effectively removing an IR (Infrared) signal entering an RGB pixel.

본 개시의 기술적 과제는, IR이 존재하는 환경에서도 컬러 왜곡이 없는 RGB 영상을 생성하는 방법 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The technical problem of the present disclosure is to provide a method and a device for generating an RGB image without color distortion even in an environment where IR exists.

본 개시의 기술적 과제는, RGB-IR 이미지 센싱 장치에 의해 생성되는 RGB 이미지 및 IR 이미지를 하나로 결합함으로써 베이어 패턴 이미지를 처리하는 ISP(Image Signal Processor) 및 영상 처리 시스템을 변경 없이 사용할 수 있는 방법 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The technical problem of the present disclosure is to provide a method and a device for using an ISP (Image Signal Processor) and an image processing system that process a Bayer pattern image without change by combining an RGB image and an IR image generated by an RGB-IR image sensing device into one.

본 개시의 기술적 과제는, RGB-IR 패턴 이미지를 베이어 패턴 이미지로 변환하는 방법 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The technical problem of the present disclosure is to provide a method and device for converting an RGB-IR pattern image into a Bayer pattern image.

본 개시의 기술적 과제는, IR 성분이 포함되나 컬러가 왜곡되지 않은 이미지를 생성하는 방법 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The technical problem of the present disclosure is to provide a method and a device for generating an image including an IR component but without color distortion.

본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present disclosure are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by a person having ordinary skill in the technical field to which the present disclosure belongs from the description below.

본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 처리 방법은, RGB-IR 패턴의 픽셀 어레이를 통해 RGB-IR 패턴 이미지를 획득하는 단계, RGB-IR 패턴 이미지에 기초하여 IR 성분이 포함된 제1 RGB 이미지를 생성하는 단계, RGB-IR 패턴 이미지 및 제1 RGB 이미지에 기초하여 IR 성분이 제거된 제2 RGB 이미지를 생성하는 단계, 제1 RGB 이미지의 밝기 성분 및 제2 RGB 이미지의 컬러 성분에 기초하여 제3 RGB 이미지를 생성하는 단계 및 제3 RGB 이미지를 베이어 패턴 이미지로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.An image processing method according to an exemplary embodiment of the present disclosure may include a step of obtaining an RGB-IR pattern image through a pixel array of an RGB-IR pattern, a step of generating a first RGB image including an IR component based on the RGB-IR pattern image, a step of generating a second RGB image from which an IR component is removed based on the RGB-IR pattern image and the first RGB image, a step of generating a third RGB image based on a brightness component of the first RGB image and a color component of the second RGB image, and a step of converting the third RGB image into a Bayer pattern image.

일 실시예에 따르면, 제1 RGB 이미지를 생성하는 단계는, RGB-IR 패턴 이미지의 R 채널, G 채널 및 B 채널에 대한 보간(interpolation)을 수행함으로써 제1 RGB 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to one embodiment, the step of generating the first RGB image may be characterized by including the step of generating the first RGB image by performing interpolation on an R channel, a G channel, and a B channel of an RGB-IR pattern image.

일 실시예에 따르면, 제1 RGB 이미지를 생성하는 단계는, 베이어 패턴에 대응되도록 RGB-IR 패턴의 IR 픽셀 위치에 대한 R 픽셀 값, G 픽셀 값 또는 B 픽셀 값을 추정함으로써 추정 이미지를 생성하는 단계 및 추정 이미지에 디모자이킹(demosaicing)을 수행함으로써 제1 RGB 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to one embodiment, the step of generating the first RGB image may further include the step of generating an estimated image by estimating an R pixel value, a G pixel value, or a B pixel value for an IR pixel location of the RGB-IR pattern to correspond to the Bayer pattern, and the step of generating the first RGB image by performing demosaicing on the estimated image.

일 실시예에 따르면, 제2 RGB 이미지를 생성하는 단계는, RGB-IR 패턴 이미지에 기초하여 IR 채널에 대한 보간을 수행함으로써 IR 이미지를 생성하는 단계 및 IR 이미지 및 제1 RGB 이미지에 기초하여 제2 RGB 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to one embodiment, the step of generating the second RGB image may include the step of generating an IR image by performing interpolation for an IR channel based on the RGB-IR pattern image, and the step of generating the second RGB image based on the IR image and the first RGB image.

일 실시예에 따르면, 제2 RGB 이미지를 생성하는 단계는, IR 이미지를 이용하여 제1 RGB 이미지에서 IR 성분을 제거함으로써 제4 RGB 이미지를 생성하는 단계 및 제4 RGB 이미지의 컬러 세츄레이션(color saturation)을 높임으로써 제2 RGB 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to one embodiment, the step of generating the second RGB image may be characterized by including the step of generating a fourth RGB image by removing an IR component from the first RGB image using an IR image, and the step of generating the second RGB image by increasing color saturation of the fourth RGB image.

일 실시예에 따르면, 제2 RGB 이미지를 생성하는 단계는, IR 이미지를 이용하여 제1 RGB 이미지에서 IR 성분을 제거함으로써 제4 RGB 이미지를 생성하는 단계 및 제4 RGB 이미지에 디노이징(denoising)을 수행함으로써 제2 RGB 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to one embodiment, the step of generating the second RGB image may be characterized by including the step of generating a fourth RGB image by removing an IR component from the first RGB image using an IR image, and the step of generating the second RGB image by performing denoising on the fourth RGB image.

일 실시예에 따르면, 제2 RGB 이미지를 생성하는 단계는, RGB-IR 패턴의 픽셀 어레이에 포함되는 R 픽셀, G 픽셀, B 픽셀 및 IR 픽셀 사이에 발생되는 크로스톡(crosstalk)을 고려하여 제1 RGB 이미지에서 IR 성분을 제거하는 행렬, 제1 RGB 이미지의 픽셀 값 및 IR 이미지의 픽셀 값을 이용하여 제2 RGB 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to one embodiment, the step of generating the second RGB image may be characterized by including a step of generating the second RGB image by using a matrix that removes an IR component from the first RGB image by considering crosstalk occurring between R pixels, G pixels, B pixels, and IR pixels included in a pixel array of an RGB-IR pattern, and pixel values of the first RGB image and pixel values of the IR image.

일 실시예에 따르면, 행렬은, IR 성분이 제거된 RGB 이미지를 목표 RGB 이미지로 설정하여 회귀 분석을 수행함으로써 획득된 행렬인 것을 특징으로 할 수 있다.According to one embodiment, the matrix may be characterized as being a matrix obtained by performing regression analysis by setting an RGB image with IR components removed as a target RGB image.

일 실시예에 따르면, 제3 RGB 이미지를 생성하는 단계는, 제1 RGB 이미지의 밝기 성분인 Y 값을 연산하는 단계, 제2 RGB 이미지의 컬러 성분인 U 값 및 V 값을 연산하는 단계 및 Y 값, U 값 및 V 값을 이용하여 R 값, G 값 및 B 값을 연산함으로써 제3 RGB 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to one embodiment, the step of generating the third RGB image may include the step of calculating a Y value, which is a brightness component of the first RGB image, the step of calculating a U value and a V value, which are color components of the second RGB image, and the step of calculating an R value, a G value, and a B value using the Y value, the U value, and the V values, thereby generating the third RGB image.

본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 센싱 장치는, RGB-IR 패턴의 픽셀 어레이를 통해 생성된 RGB-IR 패턴 이미지에 기초하여 R 채널, G 채널 및 B 채널에 대한 보간(interpolation)을 수행함으로써 제1 RGB 이미지를 생성하도록 구성된 RGB 보간부, RGB-IR 패턴 이미지에 기초하여 IR 채널에 대한 보간을 수행함으로써 IR 이미지를 생성하도록 구성된 IR 보간부, 제1 RGB 이미지의 밝기 성분 값을 연산하도록 구성된 밝기 성분 처리부, 제1 RGB 이미지 및 IR 이미지에 기초하여 IR 성분이 제거된 제2 RGB 이미지를 생성하고, 제2 RGB 이미지의 컬러 성분 값을 연산하도록 구성된 컬러 성분 처리부, 제1 RGB 이미지의 밝기 성분 값 및 제2 RGB 이미지의 컬러 성분 값을 병합함으로써 제3 RGB 이미지를 생성하도록 구성된 병합부 및 제3 RGB 이미지를 베이어 패턴 이미지로 변환하도록 구성된 패턴 변환부를 포함할 수 있다.An image sensing device according to an exemplary embodiment of the present disclosure may include an RGB interpolation unit configured to generate a first RGB image by performing interpolation for an R channel, a G channel, and a B channel based on an RGB-IR pattern image generated through a pixel array of an RGB-IR pattern, an IR interpolation unit configured to generate an IR image by performing interpolation for an IR channel based on the RGB-IR pattern image, a brightness component processing unit configured to calculate a brightness component value of the first RGB image, a color component processing unit configured to generate a second RGB image from which an IR component is removed based on the first RGB image and the IR image, and calculate a color component value of the second RGB image, a merging unit configured to generate a third RGB image by merging the brightness component value of the first RGB image and the color component value of the second RGB image, and a pattern conversion unit configured to convert the third RGB image into a Bayer pattern image.

일 실시예에 따르면, RGB 보간부는, 베이어 패턴에 대응되도록 RGB-IR 패턴의 IR 픽셀 위치에 대한 R 픽셀 값, G 픽셀 값 또는 B 픽셀 값을 추정함으로써 추정 이미지를 생성하고, 추정 이미지에 디모자이킹(demosaicing)을 수행함으로써 제1 RGB 이미지를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.According to one embodiment, the RGB interpolator may be configured to generate an estimated image by estimating an R pixel value, a G pixel value, or a B pixel value for an IR pixel location of an RGB-IR pattern to correspond to a Bayer pattern, and to generate a first RGB image by performing demosaicing on the estimated image.

일 실시예에 따르면, 컬러 성분 처리부는, IR 이미지를 이용하여 제1 RGB 이미지에서 IR 성분을 제거함으로써 제4 RGB 이미지를 생성하고, 제4 RGB 이미지의 컬러 세츄레이션(color saturation)을 높임으로써 제2 RGB 이미지를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.According to one embodiment, the color component processing unit may be characterized by being configured to generate a fourth RGB image by removing an IR component from a first RGB image using an IR image, and to generate a second RGB image by increasing color saturation of the fourth RGB image.

일 실시예에 따르면, 컬러 성분 처리부는, IR 이미지를 이용하여 제1 RGB 이미지에서 IR 성분을 제거함으로써 제4 RGB 이미지를 생성하고, 제4 RGB 이미지에 디노이징(denoising)을 수행함으로써 제2 RGB 이미지를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.According to one embodiment, the color component processing unit may be characterized by being configured to generate a fourth RGB image by removing an IR component from a first RGB image using an IR image, and to generate a second RGB image by performing denoising on the fourth RGB image.

일 실시예에 따르면, 컬러 성분 처리부는, RGB-IR 패턴의 픽셀 어레이에 포함되는 R 픽셀, G 픽셀, B 픽셀 및 IR 픽셀 사이에 발생되는 크로스톡(crosstalk)을 고려하여 제1 RGB 이미지에서 IR 성분을 제거하는 행렬, 제1 RGB 이미지의 픽셀 값 및 IR 이미지의 픽셀 값을 이용하여 제2 RGB 이미지를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.According to one embodiment, the color component processing unit may be characterized by being configured to generate a second RGB image using a matrix that removes an IR component from a first RGB image by considering crosstalk occurring between R pixels, G pixels, B pixels, and IR pixels included in a pixel array of an RGB-IR pattern, and pixel values of the first RGB image and pixel values of the IR image.

일 실시예에 따르면, 행렬은, IR 성분이 제거된 RGB 이미지를 목표 RGB 이미지로 설정하여 회귀 분석을 수행함으로써 획득된 행렬인 것을 특징으로 할 수 있다.According to one embodiment, the matrix may be characterized as being a matrix obtained by performing regression analysis by setting an RGB image with IR components removed as a target RGB image.

일 실시예에 따르면, 병합부는, 제1 RGB 이미지의 밝기 성분 값인 Y 값, 제2 RGB 이미지의 컬러 성분 값인 U 값 및 V 값을 이용하여 R 값, G 값 및 B 값을 연산함으로써 제3 RGB 이미지를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.According to one embodiment, the merging unit may be configured to generate a third RGB image by calculating an R value, a G value, and a B value using a Y value, which is a brightness component value of the first RGB image, and a U value and a V value, which are color component values of the second RGB image.

본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.The features briefly summarized above regarding the present disclosure are merely exemplary aspects of the detailed description of the present disclosure that follows and do not limit the scope of the present disclosure.

본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 처리 방법에 의하면, RGB 픽셀에 유입되는 IR(Infrared) 신호를 효과적으로 제거할 수 있다.According to an image processing method according to an exemplary embodiment of the present disclosure, an IR (Infrared) signal entering an RGB pixel can be effectively removed.

본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 처리 방법에 의하면, IR이 존재하는 환경에서도 컬러 왜곡이 없는 RB 영상을 생성할 수 있다.According to an image processing method according to an exemplary embodiment of the present disclosure, an RB image without color distortion can be generated even in an environment where IR exists.

본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 처리 방법에 의하면, RGB-IR 이미지 센싱 장치에 의해 생성되는 RGB 이미지 및 IR 이미지를 하나로 결합함으로써 베이어 패턴 이미지를 처리하는 ISP(Image Signal Processor) 및 영상 처리 시스템을 변경 없이 사용할 수 있다.According to an image processing method according to an exemplary embodiment of the present disclosure, an ISP (Image Signal Processor) and an image processing system that process a Bayer pattern image can be used without change by combining an RGB image and an IR image generated by an RGB-IR image sensing device into one.

본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 처리 방법에 의하면, RGB-IR 패턴 이미지를 베이어 패턴 이미지로 변환할 수 있다.According to an image processing method according to an exemplary embodiment of the present disclosure, an RGB-IR pattern image can be converted into a Bayer pattern image.

본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 처리 방법에 의하면, IR 성분이 포함되나 컬러가 왜곡되지 않은 이미지를 생성할 수 있다.According to an image processing method according to an exemplary embodiment of the present disclosure, an image including an IR component but without color distortion can be generated.

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable from the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by a person skilled in the art to which the present disclosure belongs from the description below.

도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 센싱 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 RGB-IR 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 센싱 장치에 관한 블록도이다.
도 5는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미징 센싱 장치를 나타내는 블록도이다.
FIG. 1 is a block diagram illustrating an image sensing device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an image processing method according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
FIG. 3 is a drawing for explaining an RGB-IR pattern according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
FIG. 4 is a block diagram of an image sensing device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
FIG. 5 is a drawing for explaining an image processing method according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
FIG. 6 is a drawing for explaining an image processing method according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
FIG. 7 is a drawing for explaining an image processing method according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
FIG. 8 is a block diagram illustrating an imaging sensing device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the attached drawings so that those skilled in the art can easily implement the present disclosure. However, the present disclosure may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 개시의 실시예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.In describing embodiments of the present disclosure, if it is determined that a detailed description of a known configuration or function may obscure the gist of the present disclosure, a detailed description thereof will be omitted. In addition, parts in the drawings that are not related to the description of the present disclosure have been omitted, and similar parts have been given similar drawing reference numerals.

본 개시에 있어서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결 관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the present disclosure, when a component is said to be "connected," "coupled," or "connected" to another component, this may include not only a direct connection relationship, but also an indirect connection relationship in which another component exists in between. In addition, when a component is said to "include" or "have" another component, this does not exclude the other component unless specifically stated otherwise, but rather means that the other component may be included.

본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성 요소들 간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시예에서의 제1 구성 요소는 다른 실시예에서 제2 구성 요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시예에서의 제2 구성 요소를 다른 실시예에서 제1 구성 요소라고 칭할 수도 있다. In this disclosure, the terms first, second, etc. are used only for the purpose of distinguishing one component from another component, and do not limit the order or importance among the components unless specifically stated otherwise. Accordingly, within the scope of this disclosure, a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment, and similarly, a second component in one embodiment may be referred to as a first component in another embodiment.

본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성 요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐, 구성 요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성 요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성 요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다. In the present disclosure, the components that are distinct from each other are only intended to clearly explain the characteristics of each, and do not necessarily mean that the components are separated. That is, a plurality of components may be integrated to form a single hardware or software unit, or a single component may be distributed to form a plurality of hardware or software units. Accordingly, even if not mentioned separately, such integrated or distributed embodiments are also included in the scope of the present disclosure.

본 개시에 있어서, 다양한 실시예에서 설명하는 구성 요소들이 반드시 필수적인 구성 요소들을 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성 요소일 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 설명하는 구성 요소들의 부분집합으로 구성되는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시예에서 설명하는 구성 요소들에 추가적으로 다른 구성 요소를 포함하는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다. In the present disclosure, the components described in various embodiments do not necessarily mean essential components, and some may be optional components. Accordingly, an embodiment composed of a subset of the components described in one embodiment is also included in the scope of the present disclosure. In addition, an embodiment including other components in addition to the components described in various embodiments is also included in the scope of the present disclosure.

본 개시에 있어서, 본 명세서에 사용되는 위치 관계의 표현, 예컨대 상부, 하부, 좌측, 우측 등은 설명의 편의를 위해 기재된 것이고, 본 명세서에 도시된 도면을 역으로 보는 경우에는, 명세서에 기재된 위치 관계는 반대로 해석될 수도 있다.In the present disclosure, expressions of positional relationships used in the present specification, such as top, bottom, left, right, etc., are described for convenience of explanation, and when the drawings illustrated in the present specification are viewed in reverse, the positional relationships described in the specification may be interpreted in the opposite way.

본 개시에 있어서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.In the present disclosure, each of the phrases "A or B", "at least one of A and B", "at least one of A or B", "A, B or C", "at least one of A, B and C", and "at least one of A, B, or C" can include any one of the items listed together in the corresponding phrase, or all possible combinations thereof.

이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 개시의 예시적 실시예들을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present disclosure will be specifically described with reference to FIGS. 1 to 8.

도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 센싱 장치를 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating an image sensing device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

도 1을 참조하면, 본 개시의 예시적 실시에에 따른 이미지 센싱 장치(10)는 RGB-IR 이미지 센서(11) 및 변환부(12)를 포함할 수 있다. 이미지 신호 프로세서(Image Signal Processor, ISP)(13)는 RGB 베이어 패턴 이미지 데이터를 처리하는 프로세서일 수 있다.Referring to FIG. 1, an image sensing device (10) according to an exemplary embodiment of the present disclosure may include an RGB-IR image sensor (11) and a conversion unit (12). An image signal processor (ISP) (13) may be a processor that processes RGB Bayer pattern image data.

RGB-IR 이미지 센서(11)는 실리콘 표면인 포토 다이오드에 집광된 빛을 ADC(Analog-to-Digital Coverter)를 통해 디지털화함으로써 이미지를 출력할 수 있다. 예를 들어, RGB-IR 이미지 센서(11)는 RGB-IR 패턴의 픽셀 어레이를 포함할 수 있으며, RGB-IR 패턴의 픽셀 어레이를 통해 RGB-IR 패턴 이미지를 생성할 수 있다.The RGB-IR image sensor (11) can output an image by digitizing light collected on a photodiode, which is a silicon surface, through an ADC (Analog-to-Digital Converter). For example, the RGB-IR image sensor (11) can include a pixel array of an RGB-IR pattern, and can generate an RGB-IR pattern image through the pixel array of the RGB-IR pattern.

RGB-IR 이미지 센서(11)의 R 픽셀, G 픽셀 및 B 픽셀에는 가시광선 외에 근적외선인 IR(Infrared)도 같이 집광될 수 있는데, IR 성분은 RGB 컬러 성분을 왜곡시킬 수 있다. 다시 말해, IR이 존재하는 환경에서 RGB 파장대와 IR 파장대의 광을 모두 받아 RGB 이미지를 생성할 경우 RGB 이미지의 컬러가 왜곡될 수 있다. 따라서, RGB-IR 이미지 센서(11)의 RGB 픽셀들에 유입되는 IR 신호를 제거함으로써 IR이 존재하는 환경에서도 컬러 왜곡이 없는 RGB 이미지를 생성하기 위한 방법이 필요할 수 있다. 본 개시의 예시적 실시예에 다른 이미지 센싱 장치(10)는 RGB 픽셀들에 유입되는 IR 신호를 효과적으로 제거하여 IR이 강한 환경에서도 컬러 왜곡이 없는 RGB 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센싱 장치(10)는 RGB-IR 이미지 센서(11)에 의해 생성된 RGB-IR 패턴 이미지에 기초하여 IR 성분이 포함된 제1 RGB 이미지를 생성하고, RGB-IR 패턴 이미지에 기초하여 IR 성분이 제거된 제2 RGB 이미지를 생성할 수 있다. 또한, 이미지 센싱 장치(10)는 제1 RGB 이미지의 밝기 성분 및 제2 RGB 이미지의 컬러 성분에 기초하여 컬러 왜곡이 없는 RGB 이미지인 제3 RGB 이미지를 생성할 수 있다. 이미지 센싱 장치(10)를 이용하여 컬러 왜곡이 없는 RGB 이미지를 생성하는 보다 구체적인 내용은 후술하기로 한다.The R pixel, G pixel, and B pixel of the RGB-IR image sensor (11) can collect near-infrared (IR) light in addition to visible light, and the IR component can distort the RGB color component. In other words, when an RGB image is generated by receiving both light in the RGB wavelength range and light in the IR wavelength range in an environment where IR exists, the color of the RGB image can be distorted. Therefore, a method for generating an RGB image without color distortion even in an environment where IR exists by removing an IR signal entering the RGB pixels of the RGB-IR image sensor (11) may be required. An image sensing device (10) according to an exemplary embodiment of the present disclosure can generate an RGB image without color distortion even in an environment where IR is strong by effectively removing an IR signal entering the RGB pixels. For example, the image sensing device (10) can generate a first RGB image including an IR component based on an RGB-IR pattern image generated by the RGB-IR image sensor (11), and can generate a second RGB image with the IR component removed based on the RGB-IR pattern image. In addition, the image sensing device (10) can generate a third RGB image, which is an RGB image without color distortion, based on the brightness component of the first RGB image and the color component of the second RGB image. More specific details on generating an RGB image without color distortion using the image sensing device (10) will be described later.

일반적인 RGB-IR 이미지 센서는 RGB 이미지와 IR 이미지를 별도로 출력하기 때문에 베이어 패턴 이미지 센서에 사용되던 이미지 신호 프로세서(13)를 그대로 사용할 수 없다. 다시 말해, 일반적인 RGB-IR 이미지 센서를 사용하기 위해서는 RGB-IR 이미지 센서에 대응되는 이미지 신호 프로세서를 새로 구성해야 하므로, 영상 처리 시스템 구성이 복잡해지고 구현 비용이 높아지는 문제가 발생될 수 있다. 본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 센싱 장치(10)는 변환부(12)를 포함함으로써, RGB-IR 이미지 센서(11)에 의해 생성된 RGB-IR 패턴 이미지를 베이어 패턴 이미지로 변환할 수 있다. 따라서, 이미지 센싱 장치(10)는 별도의 RGB-IR 이미지 센서용 이미지 신호 프로세서를 요구하지 않으며, 기존에 사용되던 베이어 패턴 이미지를 처리하는 이미지 신호 프로세서(13)를 사용할 수 있다. 결론적으로, 이미지 센싱 장치(10)는 IR 성분이 포함되나 컬러가 왜곡되지 않은 베이어 패턴 이미지를 생성할 수 있으며, 베이어 패턴 이미지를 생성함으로써 별도의 RGB-IR 패턴용 이미지 신호 프로세서를 요구하지 않고 기존에 사용되던 베이어 패턴용 이미지 신호 프로세서를 사용할 수 있다.Since a general RGB-IR image sensor outputs RGB images and IR images separately, an image signal processor (13) used in a Bayer pattern image sensor cannot be used as is. In other words, in order to use a general RGB-IR image sensor, an image signal processor corresponding to the RGB-IR image sensor must be newly configured, which may cause problems in that the image processing system configuration becomes complicated and the implementation cost increases. An image sensing device (10) according to an exemplary embodiment of the present disclosure includes a conversion unit (12), thereby converting an RGB-IR pattern image generated by an RGB-IR image sensor (11) into a Bayer pattern image. Therefore, the image sensing device (10) does not require a separate image signal processor for the RGB-IR image sensor, and can use an image signal processor (13) that processes a Bayer pattern image that has been used in the past. In conclusion, the image sensing device (10) can generate a Bayer pattern image that includes an IR component but has no color distortion, and by generating the Bayer pattern image, a separate image signal processor for RGB-IR patterns can be used without requiring a separate image signal processor for RGB-IR patterns.

도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 처리 방법을 나타내는 순서도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating an image processing method according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

도 3은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 RGB-IR 패턴을 설명하기 위한 도면이다. 이하에서, 도 2는 도 3을 참조하여 설명될 것이다.FIG. 3 is a drawing for explaining an RGB-IR pattern according to an exemplary embodiment of the present disclosure. Hereinafter, FIG. 2 will be explained with reference to FIG. 3.

도 2를 참조하면, 본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 처리 방법은, 단계 S210에서, RGB-IR 패턴의 픽셀 어레이(pixel array)를 통해 RGB-IR 패턴 이미지를 획득할 수 있다. 예를 들어, RGB-IR 패턴은 도 3의 패턴(310)과 같을 수 있다. 구체적으로, RGB-IR 패턴은 베이어 패턴(300)에서 G 픽셀의 일부를 IR 픽셀로 변경한 패턴과 같을 수 있다. 또한, RGB-IR 패턴은 도 3의 패턴(320)일 수 있다. 구체적으로, RGB-IR 패턴은 베이어 패턴(300)에서 R 픽셀 및 B 픽셀의 일부를 IR 픽셀로 변경한 패턴일 수 있다. 또한, RGB-IR 패턴은 도 3의 패턴(330)과 같을 수 있다. 구체적으로, RGB-IR 패턴은 베이어 패턴(300)에서 B 픽셀의 일부를 IR 픽셀로 변경한 패턴일 수 있다. 다만, RGB-IR 패턴은 상술한 바에 제한되지 않으며, 패턴(310, 320, 330) 이외에도 다양한 패턴을 가질 수 있다.Referring to FIG. 2, an image processing method according to an exemplary embodiment of the present disclosure may, in step S210, obtain an RGB-IR pattern image through a pixel array of an RGB-IR pattern. For example, the RGB-IR pattern may be the same as the pattern (310) of FIG. 3. Specifically, the RGB-IR pattern may be the same as a pattern in which some of the G pixels in the Bayer pattern (300) are changed into IR pixels. In addition, the RGB-IR pattern may be the pattern (320) of FIG. 3. Specifically, the RGB-IR pattern may be a pattern in which some of the R pixels and B pixels in the Bayer pattern (300) are changed into IR pixels. In addition, the RGB-IR pattern may be the same as the pattern (330) of FIG. 3. Specifically, the RGB-IR pattern may be a pattern in which some of the B pixels in the Bayer pattern (300) are changed into IR pixels. However, the RGB-IR pattern is not limited to the above-described one and may have various patterns other than the patterns (310, 320, 330).

이미지 처리 방법은, 단계 S220에서, RGB-IR 패턴 이미지에 기초하여 IR 성분이 포함된 제1 RGB 이미지를 생성할 수 있다. 구체적으로, 이미지 처리 방법은 RGB-IR 패턴 이미지의 R 채널, G 채널 및 B 채널에 대한 보간(interpolation)을 수행함으로써 제1 RGB 이미지를 생성할 수 있다. 다시 말해, 이미지 처리 방법은 보간을 수행함으로써 R 채널, G 채널 및 B 채널별 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미지 처리 방법은 R 채널, G 채널 및 B 채널 각각에 대해 바이리니어(bilinear) 알고리즘을 사용함으로써 제1 RGB 이미지를 생성할 수 있다. 또한, 이미지 처리 방법은 보간을 수행하려는 픽셀의 주변 픽셀들의 그래디언트(gradient)를 이용하여 보간을 수행할 수 있다. 다만, 보간 방법은 상술한 바에 제한되지 않으며, 이미지 처리 방법은 다양한 보간 방법으로 제1 RGB 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미지 처리 방법은 디모자이킹(demosaicing)을 수행함으로써 제1 RGB 이미지를 생성할 수 있다. 구체적으로, 이미지 처리 방법은 베이어 패턴에 대응되도록 RGB-IR 패턴의 IR 픽셀 위치에 R 픽셀 값, G 픽셀 값 또는 B 픽셀 값을 추정함으로써 추정 이미지를 생성하고, 추정 이미지에 디모자이킹을 수행함으로써 제1 RGB 이미지를 생성할 수 있다. 추정 이미지를 생성하는 보다 구체적인 내용은 후술하기로 한다.The image processing method can generate a first RGB image including an IR component based on the RGB-IR pattern image, in step S220. Specifically, the image processing method can generate the first RGB image by performing interpolation on the R channel, the G channel, and the B channel of the RGB-IR pattern image. In other words, the image processing method can generate images for each of the R channel, the G channel, and the B channel by performing interpolation. For example, the image processing method can generate the first RGB image by using a bilinear algorithm for each of the R channel, the G channel, and the B channel. In addition, the image processing method can perform interpolation by using a gradient of pixels surrounding a pixel on which interpolation is to be performed. However, the interpolation method is not limited to the above-described method, and the image processing method can generate the first RGB image by various interpolation methods. For example, the image processing method can generate the first RGB image by performing demosaicing. Specifically, the image processing method can generate an estimated image by estimating an R pixel value, a G pixel value, or a B pixel value at an IR pixel location of an RGB-IR pattern so as to correspond to a Bayer pattern, and perform demosaicing on the estimated image to generate a first RGB image. More specific details on generating the estimated image will be described later.

이미지 처리 방법은, 단계 S230에서, RGB-IR 패턴 이미지 및 제1 RGB 이미지에 기초하여 IR 성분이 제거된 제2 RGB 이미지를 생성할 수 있다. 구체적으로, 이미지 처리 방법은 RGB-IR 패턴 이미지에 기초하여 IR 채널에 대한 보간을 수행함으로써 IR 이미지를 생성하고, IR 이미지 및 제1 RGB 이미지에 기초하여 제2 RGB 이미지를 생성할 수 있다. 여기서, IR 이미지를 생성하기 위해 바이리니어 알고리즘 또는 보간하고자 하는 픽셀의 주변 픽셀의 그래디언트를 이용하여 보간이 수행될 수 있으며, 다만, 이에 제한되는 것은 아니다. IR 성분이 제거된 제2 RGB 이미지를 생성하는 보다 구체적인 내용은 후술하기로 한다.The image processing method can generate, in step S230, a second RGB image from which an IR component has been removed based on the RGB-IR pattern image and the first RGB image. Specifically, the image processing method can generate an IR image by performing interpolation for an IR channel based on the RGB-IR pattern image, and can generate a second RGB image based on the IR image and the first RGB image. Here, interpolation can be performed using a bilinear algorithm or a gradient of surrounding pixels of a pixel to be interpolated to generate the IR image, but is not limited thereto. More specific details of generating the second RGB image from which the IR component has been removed will be described later.

이미지 처리 방법은, 단계 S240에서, 제1 RGB 이미지의 밝기 성분 및 제2 RGB 이미지의 컬러 성분에 기초하여 제3 RGB 이미지를 생성할 수 있다. RGB-IR 이미지 센서의 RGB 픽셀에는 가시광선뿐만 아니라 IR도 집광될 수 있으므로, 제1 RGB 이미지는 IR 성분이 포함된 이미지일 수 있다. 따라서, 제1 RGB 이미지의 컬러 성분은 왜곡된 상태일 수 있다. 제1 RGB 이미지에서, IR 채널에 대해 보간을 수행함으로써 생성된 이미지인 IR 이미지를 차감함으로써 왜곡된 컬러 성분을 일정 수준 복원할 수 있다. 다만, 제1 RGB 이미지에서 밝기가 포화된 부분은 이미 클리핑(clipping)에 의해 오류가 발생되었으며, R 픽셀, G 픽셀, B 픽셀 및 IR 픽셀 사이에 발생되는 크로스톡(crosstalk)에 의해서도 오류가 발생될 수 있기 때문에 단순히 제1 RGB 이미지에서 IR 이미지를 차감하는 것만으로 왜곡된 컬러 성분을 완전히 복원할 수 없을 수 있다. 따라서, 이미지 처리 방법은 제1 RGB 이미지의 밝기 성분과 제2 RGB 이미지의 컬러 성분을 이용하여 제3 RGB 이미지를 생성함으로써 컬러 성분을 복원할 수 있다. 예를 들어, 이미지 처리 방법은 제1 RGB 이미지의 밝기 성분인 Y 값을 연산할 수 있다. 또한, 이미지 처리 방법은 제2 RGB 이미지의 컬러 성분인 U 값 및 V 값을 연산할 수 있다. 또한, 이미지 처리 방법은 Y 값, U 값 및 V 값을 이용하여 R 값, G 값 및 B 값을 연산함으로써 제3 RGB 이미지를 생성할 수 있다. 제3 RGB 이미지를 생성하는 보다 구체적인 내용은 후술하기로 한다.The image processing method can generate a third RGB image based on the brightness component of the first RGB image and the color component of the second RGB image in step S240. Since the RGB pixels of the RGB-IR image sensor can collect not only visible light but also IR light, the first RGB image can be an image including an IR component. Therefore, the color component of the first RGB image can be distorted. By subtracting the IR image, which is an image generated by performing interpolation on the IR channel, from the first RGB image, the distorted color component can be restored to a certain level. However, since an error has already occurred due to clipping in a portion where brightness is saturated in the first RGB image, and an error can also occur due to crosstalk occurring between the R pixel, the G pixel, the B pixel, and the IR pixel, it may not be possible to completely restore the distorted color component simply by subtracting the IR image from the first RGB image. Therefore, the image processing method can restore the color component by generating the third RGB image using the brightness component of the first RGB image and the color component of the second RGB image. For example, the image processing method can calculate the Y value, which is a brightness component of the first RGB image. In addition, the image processing method can calculate the U value and the V value, which are color components of the second RGB image. In addition, the image processing method can generate a third RGB image by calculating the R value, the G value, and the B value using the Y value, the U value, and the V value. More specific details on generating the third RGB image will be described later.

이미지 처리 방법은, 단계 S250에서, 제3 RGB 이미지를 베이어 패턴 이미지로 변환할 수 있다. 따라서, 상술한 이미지 처리 방법을 이용하는 이미지 센싱 장치는 RGB-IR 패턴 이미지를 처리하는 별도의 이미지 신호 프로세서 없이 베이어 패턴 이미지를 처리하는 이미지 신호 프로세서를 이용할 수 있다.The image processing method can convert the third RGB image into a Bayer pattern image in step S250. Therefore, an image sensing device using the image processing method described above can use an image signal processor that processes a Bayer pattern image without a separate image signal processor that processes an RGB-IR pattern image.

도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 센싱 장치에 관한 블록도이다.FIG. 4 is a block diagram of an image sensing device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

도 5는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하에서, 도 4는 도 5를 참조하여 설명될 것이다.FIG. 5 is a diagram for explaining an image processing method according to an exemplary embodiment of the present disclosure. Hereinafter, FIG. 4 will be explained with reference to FIG. 5.

도 4를 참조하면, 이미지 센싱 장치는 RGB 보간부(410), IR 보간부(420), 밝기 성분 처리부(430), 컬러 성분 처리부(440), 병합부(450) 및 패턴 변환부(460)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the image sensing device may include an RGB interpolation unit (410), an IR interpolation unit (420), a brightness component processing unit (430), a color component processing unit (440), a merging unit (450), and a pattern conversion unit (460).

이미지 센싱 장치는 상술한 본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 처리 방법을 수행할 수 있다.The image sensing device can perform the image processing method according to the exemplary embodiment of the present disclosure described above.

예를 들어, RGB 보간부(410)는 RGB-IR 패턴의 픽셀 어레이를 통해 생성된 RGB-IR 패턴 이미지에 기초하여 R 채널, G 채널 및 B 채널에 대한 보간을 수행함으로써 제1 RGB 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어, RGB 보간부(410)는 바이리니어 알고리즘을 수행하거나 또는 보간하고자 하는 픽셀의 주변 픽셀들의 그래디언트에 기초하여 보간을 수행할 수 있다. 또한, RGB 보간부(410)는 베이어 패턴에 대응되도록 RGB-IR 패턴의 IR 픽셀 위치에 대한 R 픽셀 값, G 픽셀 값 또는 B 픽셀 값을 추정함으로써 추정 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 도 5의 (a)를 참조하면, RGB-IR 패턴(510)이 베이어 패턴(515)에 대응되도록 RGB-IR 패턴(510)의 IR 픽셀들(511 내지 514)의 위치에 대한 G 값을 추정할 수 있다. G 값을 추정하기 위해 바이리니어 알고리즘이 사용될 수 있으며, IR 픽셀들(511 내지 514)의 주변 RGB 픽셀들의 그래디언트를 이용하는 방법이 사용될 수 있고, 다만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 도 5의 (b)를 참조하면, RGB-IR 패턴(520)이 베이어 패턴(525)에 대응되도록 RGB-IR 패턴(520)의 IR 픽셀들(521 및 524)의 위치에 대한 B 값 및 IR 픽셀들(522 및 523)의 위치에 대한 G 값을 추정할 수 있다. B 값 및 G 값을 추정하기 위해 바이리니어 알고리즘이 사용될 수 있으며, IR 픽셀들(521 내지 524)의 주변 RGB 픽셀들의 그래디언트를 이용하는 방법이 사용될 수 있고, 다만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 도 5의 (c)를 참조하면, RGB-IR 패턴(530)이 베이어 패턴(535)에 대응되도록 RGB-IR 패턴(530)의 IR 픽셀들(531 및 532)의 위치에 대한 B 값을 추정할 수 있다. B 값을 추정하기 위해 바이리니어 알고리즘이 사용될 수 있으며, IR 픽셀들(531 및 532)의 주변 RGB 픽셀들의 그래디언트를 이용하는 방법이 사용될 수 있고, 다만, 이에 제한되는 것은 아니다. RGB 보간부(410)는 IR 픽셀 위치의 R 픽셀 값, G 픽셀 값 또는 B 픽셀 값을 추정함으로써 생성된 추정 이미지에 디모자이킹을 수행함으로써 제1 RGB 이미지를 생성할 수 있다.For example, the RGB interpolation unit (410) can generate the first RGB image by performing interpolation for the R channel, the G channel, and the B channel based on the RGB-IR pattern image generated through the pixel array of the RGB-IR pattern. For example, the RGB interpolation unit (410) can perform a bilinear algorithm or perform interpolation based on the gradient of the surrounding pixels of the pixel to be interpolated. In addition, the RGB interpolation unit (410) can generate the estimated image by estimating the R pixel value, the G pixel value, or the B pixel value for the IR pixel position of the RGB-IR pattern so as to correspond to the Bayer pattern. For example, referring to (a) of FIG. 5, the G value for the position of the IR pixels (511 to 514) of the RGB-IR pattern (510) can be estimated so that the RGB-IR pattern (510) corresponds to the Bayer pattern (515). A bilinear algorithm may be used to estimate the G value, and a method using the gradient of the surrounding RGB pixels of the IR pixels (511 to 514) may be used, but is not limited thereto. In addition, referring to (b) of FIG. 5, the B value for the positions of the IR pixels (521 and 524) of the RGB-IR pattern (520) and the G value for the positions of the IR pixels (522 and 523) may be estimated so that the RGB-IR pattern (520) corresponds to the Bayer pattern (525). A bilinear algorithm may be used to estimate the B value and the G value, and a method using the gradient of the surrounding RGB pixels of the IR pixels (521 to 524) may be used, but is not limited thereto. In addition, referring to (c) of FIG. 5, the B value for the positions of the IR pixels (531 and 532) of the RGB-IR pattern (530) can be estimated so that the RGB-IR pattern (530) corresponds to the Bayer pattern (535). A bilinear algorithm can be used to estimate the B value, and a method using the gradient of the RGB pixels surrounding the IR pixels (531 and 532) can be used, but is not limited thereto. The RGB interpolation unit (410) can generate a first RGB image by performing demosaicing on an estimated image generated by estimating the R pixel value, the G pixel value, or the B pixel value of the IR pixel position.

IR 보간부(420)는 RGB-IR 패턴 이미지에 기초하여 IR 채널에 대한 보간을 수행함으로써 IR 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어, IR 보간부(420)는 RGB-IR 패턴 이미지의 IR 픽셀 값들을 이용하여 바이리니어 알고리즘을 사용함으로써 픽셀별 IR 값을 추정할 수 있다. 또한, IR 보간부(420)는 IR 픽셀의 주변 RGB 픽셀들의 그래디언트를 이용하여 픽셀별 IR 값을 추정할 수 있다.The IR interpolation unit (420) can generate an IR image by performing interpolation on an IR channel based on an RGB-IR pattern image. For example, the IR interpolation unit (420) can estimate an IR value for each pixel by using a bilinear algorithm using IR pixel values of an RGB-IR pattern image. In addition, the IR interpolation unit (420) can estimate an IR value for each pixel by using a gradient of RGB pixels surrounding an IR pixel.

밝기 성분 처리부(430)는 제1 RGB 이미지의 밝기 성분 값을 연산할 수 있다. 다시 말해, 밝기 성분 처리부(430)는 IR 성분이 포함된 이미지인 제1 RGB 이미지의 밝기 성분 값을 연산할 수 있다.The brightness component processing unit (430) can calculate the brightness component value of the first RGB image. In other words, the brightness component processing unit (430) can calculate the brightness component value of the first RGB image, which is an image including an IR component.

컬러 성분 처리부(440)는 제1 RGB 이미지 및 IR 이미지에 기초하여 IR 성분이 제거된 제2 RGB 이미지를 생성할 수 있다. IR 성분이 포함된 제1 RGB 이미지의 RGB 컬러는 IR 성분에 의해 왜곡되어 있기 때문에 제1 RGB 이미지를 직접 이용하여 컬러 성분을 추출하고 해당 컬러 성분을 이용하여 이미지를 생성할 경우, 생성된 이미지의 컬러는 왜곡되어 있을 수 있다. 따라서, 컬러 성분 처리부(440)에서 컬러 성분 처리를 위해 사용되는 RGB 이미지는, IR 성분이 포함된 제1 RGB 이미지에서 IR 성분을 제거한 이미지인 제2 RGB 이미지일 수 있다. 다시 말해, 컬러 성분 처리부(440)는 IR 성분이 제거된 제2 RGB 이미지의 컬러 성분 값을 연산할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 클리핑 또는 크로스톡에 의해 단순히 제1 RGB 이미지에서 IR 이미지를 차감하는 것만으로는 왜곡된 컬러 성분을 완전히 복원할 수 없을 수 있다. 따라서, 이미지 처리 방법은 제1 RGB 이미지의 밝기 성분을 추출하고, 제2 RGB 이미지의 컬러 성분을 추출함으로써 컬러 성분이 왜곡되지 않은 제3 RGB 이미지를 생성할 수 있다. 구체적으로, 병합부(450)는 제1 RGB 이미지의 밝기 성분 값 및 제2 RGB 이미지의 컬러 성분 값을 병합함으로써 제3 RGB 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 병합부(450)는 제1 RGB 이미지의 밝기 성분 값인 Y 값, 제2 RGB 이미지의 컬러 성분 값인 U 값 및 V 값을 이용하여 R 값, G 값 및 B 값을 연산함으로써 제3 RGB 이미지를 생성할 수 있다.The color component processing unit (440) can generate a second RGB image from which the IR component has been removed based on the first RGB image and the IR image. Since the RGB color of the first RGB image including the IR component is distorted by the IR component, if the first RGB image is directly used to extract the color component and the image is generated using the color component, the color of the generated image may be distorted. Therefore, the RGB image used for color component processing in the color component processing unit (440) may be a second RGB image that is an image from which the IR component has been removed from the first RGB image including the IR component. In other words, the color component processing unit (440) can calculate the color component values of the second RGB image from which the IR component has been removed. In addition, as described above, it may not be possible to completely restore the distorted color component by simply subtracting the IR image from the first RGB image due to clipping or crosstalk. Therefore, the image processing method can generate a third RGB image from which the color component is not distorted by extracting the brightness component of the first RGB image and extracting the color component of the second RGB image. Specifically, the merging unit (450) can generate a third RGB image by merging the brightness component value of the first RGB image and the color component value of the second RGB image. For example, the merging unit (450) can generate a third RGB image by calculating the R value, the G value, and the B value using the Y value, which is the brightness component value of the first RGB image, and the U value and the V value, which are the color component values of the second RGB image.

컬러 성분 처리부(440)는 IR 이미지를 이용하여 제1 RGB 이미지에서 IR 성분을 제거함으로써 제4 RGB 이미지를 생성할 수 있다. 또한, 컬러 성분 처리부(440)는 제4 RGB 이미지의 컬러 세츄레이션(color saturation)을 높임으로써 제2 RGB 이미지를 생성할 수 있다. 또한, 컬러 성분 처리부(440)는 제4 RGB 이미지에 디노이징(denoising)을 수행함으로써 제2 RGB 이미지를 생성할 수도 있다. 또한, 컬러 성분 처리부(440)는 RGB-IR 패턴의 픽셀 어레이에 포함되는 R 픽셀, G 픽셀, B 픽셀 및 IR 픽셀 사이에 발생되는 크로스톡을 고려하여 제1 RGB 이미지에서 IR 성분을 제거하는 행렬, 제1 RGB 이미지의 픽셀 값 및 IR 이미지의 픽셀 값을 이용하여 제2 RGB 이미지를 생성할 수 있다. 이 때, 행렬은 IR 성분이 제거된 RGB 이미지를 목표 RGB 이미지로 설정하여 회귀(regression) 분석을 수행함으로써 획득된 행렬일 수 있다. 제2 RGB 이미지를 생성하는 보다 구체적인 내용은 후술하기로 한다.The color component processing unit (440) can generate a fourth RGB image by removing an IR component from the first RGB image using the IR image. In addition, the color component processing unit (440) can generate a second RGB image by increasing color saturation of the fourth RGB image. In addition, the color component processing unit (440) can also generate a second RGB image by performing denoising on the fourth RGB image. In addition, the color component processing unit (440) can generate a second RGB image by using a matrix for removing an IR component from the first RGB image, pixel values of the first RGB image, and pixel values of the IR image, considering crosstalk occurring between the R pixel, the G pixel, the B pixel, and the IR pixel included in the pixel array of the RGB-IR pattern. In this case, the matrix can be a matrix obtained by performing a regression analysis by setting the RGB image from which the IR component has been removed as a target RGB image. More specific details of generating the second RGB image will be described later.

패턴 변환부(460)는 제3 RGB 이미지를 베이어 패턴 이미지로 변환할 수 있다. 이미지 센싱 장치는 컬러 성분이 복원된 제3 RGB 이미지를 베이어 패턴 이미지로 변환함으로써 베이어 패턴 이미지용 이미지 신호 프로세서를 사용할 수 있다.The pattern conversion unit (460) can convert the third RGB image into a Bayer pattern image. The image sensing device can use an image signal processor for a Bayer pattern image by converting the third RGB image with restored color components into a Bayer pattern image.

도 6은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a drawing for explaining an image processing method according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

도 6을 참조하면, 본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 처리 방법은 RGB-IR 패턴의 픽셀 어레이를 통해 RGB-IR 패턴 이미지(600)를 획득할 수 있다.Referring to FIG. 6, an image processing method according to an exemplary embodiment of the present disclosure can obtain an RGB-IR pattern image (600) through a pixel array of an RGB-IR pattern.

이미지 처리 방법은 RGB-IR 패턴 이미지(600)의 R 채널, G 채널 및 B 채널에 대한 보간을 수행함으로써 제1 RGB 이미지(610)를 생성할 수 있다. RGB-IR 패턴의 픽셀 어레이의 R 픽셀, G 픽셀 및 B 픽셀에는 IR이 집광될 수 있으므로, 제1 RGB 이미지(610)는 IR 성분을 포함할 수 있다.The image processing method can generate a first RGB image (610) by performing interpolation on the R channel, G channel, and B channel of the RGB-IR pattern image (600). Since IR can be collected on the R pixel, G pixel, and B pixel of the pixel array of the RGB-IR pattern, the first RGB image (610) can include an IR component.

이미지 처리 방법은 RGB-IR 패턴 이미지(600)의 IR 채널에 대한 보간을 수행함으로써 IR 이미지(620)를 생성할 수 있다.The image processing method can generate an IR image (620) by performing interpolation on an IR channel of an RGB-IR pattern image (600).

이미지 처리 방법은 IR 이미지(620)를 이용하여 제1 RGB 이미지(610)에서 IR 성분을 제거함으로써 제2 RGB 이미지(630)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미지 처리 방법은 제1 RGB 이미지(610)에서 IR 이미지(620)를 차감함으로써 제2 RGB 이미지(630)를 생성할 수 있다. 다만, 가시광선과 IR은 파장대가 상이하므로 초점 거리가 상이하고, 이로 인하여 픽셀들 사이의 크로스톡이 발생될 수 있다. 따라서, 단순히 제1 RGB 이미지(610)에서 IR 이미지(620)를 차감함으로써 IR이 제거된 제2 RGB 이미지(630)를 생성하지 못할 수 있다. 이러한 경우, 제2 RGB 이미지(630)를 생성하기 위해 다음과 같은 수학식이 사용될 수 있다.The image processing method can generate the second RGB image (630) by removing the IR component from the first RGB image (610) using the IR image (620). For example, the image processing method can generate the second RGB image (630) by subtracting the IR image (620) from the first RGB image (610). However, since visible light and IR have different wavelengths, their focal lengths are different, and this may cause crosstalk between pixels. Therefore, the second RGB image (630) with the IR removed may not be generated simply by subtracting the IR image (620) from the first RGB image (610). In this case, the following mathematical formula may be used to generate the second RGB image (630).

여기서, R, G 및 B는 각각 제2 RGB 이미지의 R 값, G 값 및 B 값일 수 있다. 또한, R', G' 및 B'는 각각 제1 RGB 이미지(610)의 R 값, G 값 및 B 값일 수 있다. 또한, IR'은 IR 이미지(620)의 IR 값일 수 있다. 또한, 계수 , 는 실험적으로 결정되는 계수들일 수 있다.Here, R, G and B may be R values, G values and B values of the second RGB image, respectively. In addition, R', G' and B' may be R values, G values and B values of the first RGB image (610), respectively. In addition, IR' may be IR values of the IR image (620). In addition, the coefficient , and may be coefficients determined experimentally.

또한, 단순한 1차 수식으로는 R 픽셀, G 픽셀, B 픽셀 및 IR 픽셀들 사이의 영향(예를 들어, 크로스톡)까지 고려되지 못할 수 있기 때문에 행렬 연산을 통해 제2 RGB 이미지(630)를 생성할 수도 있다. 예를 들어, 다음과 같은 수학식을 기반을 제2 RGB 이미지(630)가 생성될 수 있다.In addition, since a simple first-order formula may not take into account influences (e.g., crosstalk) between R pixels, G pixels, B pixels, and IR pixels, a second RGB image (630) may be generated through matrix operations. For example, a second RGB image (630) may be generated based on the following mathematical formula.

여기서, a00 내지 a23은 변환 행렬 계수들로 제1 RGB 이미지(610)와 IR 이미지(620)에 의해 생성되어야 할 목표 이미지인 제2 RGB 이미지(630)를 설정하여 회귀 분석을 통해 얻어질 수 있다. 제2 RGB 이미지(630)를 생성하는 방법은 상술한 바에 제한되지 않으며, 이미지 처리 방법은 다양한 방식으로 제2 RGB 이미지(630)를 생성할 수 있다.Here, a00 to a23 are transformation matrix coefficients, and the second RGB image (630), which is a target image to be generated by the first RGB image (610) and the IR image (620), can be obtained through regression analysis. The method for generating the second RGB image (630) is not limited to the above-described method, and the image processing method can generate the second RGB image (630) in various ways.

이미지 처리 방법은 제1 RGB 이미지(610)의 밝기 성분 값을 연산할 수 있다. 예를 들어, 이미지 처리 방법은 IR 성분이 포함된 RGB 이미지인 제1 RGB 이미지(610)의 Y 값을 연산할 수 있다. 구체적으로, 이미지 처리 방법은 다음과 같은 수식을 이용하여 제1 RGB 이미지(610)의 Y 값을 연산할 수 있다.The image processing method can calculate the brightness component value of the first RGB image (610). For example, the image processing method can calculate the Y value of the first RGB image (610), which is an RGB image including an IR component. Specifically, the image processing method can calculate the Y value of the first RGB image (610) using the following formula.

다만, 이미지 처리 방법에서 밝기 성분 값을 연산하는 방법은 상술한 바에 제한되지 않는다. 예를 들어, 이미지 처리 방법은 제1 RGB 이미지(610)의 R 값, G 값 및 B 값에 기초하여 제1 RGB 이미지(610)의 컬러 도메인을 HSV(Hue, Saturation, Value) 도메인으로 변환하고 V 값을 연산함으로써 제1 RGB 이미지(610)의 밝기 성분 값을 구할 수 있다. 또한, 이미지 처리 방법은 제1 RGB 이미지(610)의 R 값, G 값 및 B 값에 기초하여 제1 RGB 이미지(610)의 컬러 도메인을 HSL(Hue, Saturation, Lightness) 도메인으로 변환하고 L 값을 연산함으로써 제1 RGB 이미지(610)의 밝기 성분 값을 구할 수 있다. 또한, 이미지 처리 방법은 제1 RGB 이미지(610)의 R 값, G 값 및 B 값에 기초하여 제1 RGB 이미지(610)의 컬러 도메인을 HSI(Hue, Saturation, Intensity) 도메인으로 변환하고 I 값을 연산함으로써 제1 RGB 이미지(610)의 밝기 성분 값을 구할 수 있다.However, the method of calculating the brightness component value in the image processing method is not limited to what has been described above. For example, the image processing method may obtain the brightness component value of the first RGB image (610) by converting the color domain of the first RGB image (610) into the HSV (Hue, Saturation, Value) domain based on the R value, G value, and B value of the first RGB image (610) and calculating the V value. In addition, the image processing method may obtain the brightness component value of the first RGB image (610) by converting the color domain of the first RGB image (610) into the HSL (Hue, Saturation, Lightness) domain based on the R value, G value, and B value of the first RGB image (610) and calculating the L value. In addition, the image processing method can obtain the brightness component value of the first RGB image (610) by converting the color domain of the first RGB image (610) into the HSI (Hue, Saturation, Intensity) domain and calculating the I value based on the R value, G value, and B value of the first RGB image (610).

또한, 이미지 처리 방법은 제2 RGB 이미지(630)의 컬러 성분 값을 연산할 수 있다. 상술한 바와 같이, IR 성분이 섞인 제1 RGB 이미지의 RGB 컬러는 IR 성분에 의해 왜곡되어 있기 때문에 제1 RGB 이미지를 직접 이용하여 컬러 성분을 추출하고 해당 컬러 성분을 이용하여 이미지를 생성할 경우, 생성된 이미지의 컬러는 왜곡되어 있을 수 있다. 따라서, 이미지 처리 방법은 IR 성분이 포함된 제1 RGB 이미지에서 IR 성분을 제거함으로써 제2 RGB 이미지를 생성하고, 제2 RGB 이미지의 컬러 성분 값을 연산할 수 있다. 예를 들어, 이미지 처리 방법은 제2 RGB 이미지(630)의 U 값 및 V 값을 연산할 수 있다. 구체적으로, 이미지 처리 방법은 다음과 같은 수식을 이용하여 제2 RGB 이미지(630)의 U 값 및 V 값을 연산할 수 있다.In addition, the image processing method can calculate the color component values of the second RGB image (630). As described above, since the RGB color of the first RGB image mixed with the IR component is distorted by the IR component, if the first RGB image is directly used to extract the color component and the image is generated using the color component, the color of the generated image may be distorted. Therefore, the image processing method can generate the second RGB image by removing the IR component from the first RGB image including the IR component, and calculate the color component values of the second RGB image. For example, the image processing method can calculate the U value and the V value of the second RGB image (630). Specifically, the image processing method can calculate the U value and the V value of the second RGB image (630) using the following formula.

다만, 이미지 처리 방법에서 컬러 성분 값을 연산하는 방법은 상술한 바에 제한되지 않는다. 예를 들어, 이미지 처리 방법은 제2 RGB 이미지(630)의 R 값, G 값 및 B 값에 기초하여 제2 RGB 이미지(630)의 컬러 도메인을 HSV 도메인으로 변환하고 H 값 및 S 값을 연산함으로써 제2 RGB 이미지(630)의 컬러 성분 값을 구할 수 있다. 또한, 이미지 처리 방법은 제2 RGB 이미지(630)의 R 값, G 값 및 B 값에 기초하여 제2 RGB 이미지(630)의 컬러 도메인을 HSL 도메인으로 변환하고 H 값 및 S 값을 연산함으로써 제2 RGB 이미지(630)의 컬러 성분 값을 구할 수 있다. 또한, 이미지 처리 방법은 제2 RGB 이미지(630)의 R 값, G 값 및 B 값에 기초하여 제2 RGB 이미지(630)의 컬러 도메인을 HSI 도메인으로 변환하고 H 값 및 S 값을 연산함으로써 제2 RGB 이미지(630)의 컬러 성분 값을 구할 수 있다.However, the method of calculating the color component value in the image processing method is not limited to what has been described above. For example, the image processing method may obtain the color component value of the second RGB image (630) by converting the color domain of the second RGB image (630) into the HSV domain based on the R value, the G value, and the B value of the second RGB image (630) and calculating the H value and the S value. In addition, the image processing method may obtain the color component value of the second RGB image (630) by converting the color domain of the second RGB image (630) into the HSL domain based on the R value, the G value, and the B value of the second RGB image (630) and calculating the H value and the S value. In addition, the image processing method may obtain the color component value of the second RGB image (630) by converting the color domain of the second RGB image (630) into the HSI domain based on the R value, the G value, and the B value of the second RGB image (630) and calculating the H value and the S value.

이미지 처리 방법은 제1 RGB 이미지(610)의 밝기 성분과 제2 RGB 이미지(630)의 컬러 성분을 병합함으로써 제3 RGB 이미지(640)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미지 처리 방법은 다음과 같은 수식을 사용하여 제1 RGB 이미지(610)의 Y 값, 제2 RGB 이미지(630)의 U 값 및 V 값으로 제3 RGB 이미지(640)의 R 값인 R'', G 값인 G'' 및 B 값인 B''를 연산할 수 있다.The image processing method can generate a third RGB image (640) by merging the brightness component of the first RGB image (610) and the color component of the second RGB image (630). For example, the image processing method can calculate the R value R'', the G value G'', and the B value B'' of the third RGB image (640) using the Y value of the first RGB image (610), the U value, and the V value of the second RGB image (630) by using the following formula.

다만, 이미지 처리 방법에서 밝기 성분 값 및 컬러 성분 값에 기초하여RGB 이미지를 생성하는 방법은 상술한 바에 제한되지 않는다. 예를 들어, 이미지 처리 방법은, Y 값, U 값 및 V 값을 획득하기 위해 사용된 행렬의 역행렬을 사용하여 R'' 값, G'' 값 및 B'' 값을 생성할 수 있다.However, the method of generating an RGB image based on the brightness component value and the color component value in the image processing method is not limited to what has been described above. For example, the image processing method can generate an R'' value, a G'' value, and a B'' value by using the inverse matrix of the matrix used to obtain the Y value, the U value, and the V value.

이미지 처리 방법은 제3 RGB 이미지(640)를 베이어 패턴 이미지(650)로 변환할 수 있다.The image processing method can convert a third RGB image (640) into a Bayer pattern image (650).

도 7은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a drawing for explaining an image processing method according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

도 7을 참조하면, 본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미지 처리 방법은 제1 RGB 이미지(710) 및 IR 이미지(720)에 기초하여 제2 RGB 이미지(740)를 생성할 수 있다. 이미지 처리 방법은 IR 이미지(720)를 이용하여 제1 RGB 이미지(710)에서 IR 성분을 제거함으로써 제2 RGB 이미지(740)를 생성할 수 있다. 또한, 이미지 처리 방법은 IR 이미지(720)를 이용하여 제1 RGB 이미지(710)에서 IR 성분을 제거함으로써 제4 RGB 이미지(730)를 생성하고, 제4 RGB 이미지(730)에 기초하여 제2 RGB 이미지(740)를 생성할 수 있다. 예를 들어, IR이 많은 환경에서는 IR에 의해 노이즈가 발생하거나 이미지의 컬러 세츄레이션이 떨어질 수 있다. 따라서, 이미지 처리 방법은 IR 성분을 제거한 제4 RGB 이미지(730)의 컬러 세츄레이션을 높임으로써 제2 RGB 이미지(740)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미지 처리 방법은 제4 RGB 이미지(730)의 컬러 도메인을 HSV 도메인으로 변환하고, 컬러 세츄레이션 값인 S 값을 증가시키고, 다시 RGB 도메인으로 컬러 도메인을 변환함으로써 제2 RGB 이미지(740)을 생성할 수 있다. 다만, 이미지 처리 방법의 컬러 세츄레이션 증가 방법은 상술한 바에 제한되지 않는다.Referring to FIG. 7, an image processing method according to an exemplary embodiment of the present disclosure can generate a second RGB image (740) based on a first RGB image (710) and an IR image (720). The image processing method can generate the second RGB image (740) by removing an IR component from the first RGB image (710) using the IR image (720). In addition, the image processing method can generate a fourth RGB image (730) by removing an IR component from the first RGB image (710) using the IR image (720), and generate the second RGB image (740) based on the fourth RGB image (730). For example, in an environment with a lot of IR, noise may be generated due to IR or the color saturation of the image may be reduced. Therefore, the image processing method can generate the second RGB image (740) by increasing the color saturation of the fourth RGB image (730) from which the IR component is removed. For example, the image processing method may generate the second RGB image (740) by converting the color domain of the fourth RGB image (730) into the HSV domain, increasing the S value, which is a color saturation value, and then converting the color domain back into the RGB domain. However, the method of increasing the color saturation of the image processing method is not limited to what has been described above.

또한, 이미지 처리 방법은 제4 RGB 이미지(730)에 디노이징을 수행함으로써 제2 RGB 이미지(740)를 생성할 수 있다.Additionally, the image processing method can generate a second RGB image (740) by performing denoising on the fourth RGB image (730).

도 8은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 이미징 센싱 장치를 나타내는 블록도이다.FIG. 8 is a block diagram illustrating an imaging sensing device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

도 8을 참조하면, 이미지 센싱 장치(100)는 광학 신호를 전기 신호로 변환하는 CIS(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor)일 수 있다. 이미지 센싱 장치(100)는 이미지 신호 프로세서(Image Signal Processor, ISP)(50)에 의해 온/오프(on/off), 동작 모드, 감도 등이 조절될 수 있다. Referring to FIG. 8, the image sensing device (100) may be a CIS (Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor) that converts an optical signal into an electrical signal. The image sensing device (100) may be turned on/off, have an operation mode, and have sensitivity, etc., controlled by an image signal processor (ISP) (50).

이미지 센싱 장치(100)는 픽셀 어레이(pixel array, 110), 로우 드라이버(row driver, 120), 상관 이중 샘플러(Correlate Double Sampler; CDS, 130), 아날로그-디지털 컨버터(Analog-Digital Converter; ADC, 140), 출력 버퍼(output buffer, 150), 컬럼 드라이버(column driver, 160) 및 타이밍 컨트롤러(timing controller, 180)를 포함할 수 있다. 여기서, 이미지 센싱 장치(100)의 각 구성은 예시적인 것에 불과하며, 필요에 따라 적어도 일부의 구성이 추가되거나 생략될 수 있다.The image sensing device (100) may include a pixel array (110), a row driver (120), a correlated double sampler (CDS) 130, an analog-to-digital converter (ADC) 140, an output buffer (150), a column driver (160), and a timing controller (180). Here, each configuration of the image sensing device (100) is merely exemplary, and at least some of the configurations may be added or omitted as needed.

픽셀 어레이(110)는 복수의 로우들(rows) 및 복수의 컬럼들(columns)로 배열된 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 픽셀들은 로우들 및 컬럼들을 포함하는 2차원 픽셀 어레이로 배열될 수 있다. 예를 들어, 픽셀 어레이(110)는 RGB-IR 패턴을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 복수의 단위 이미지 픽셀들은 3차원 픽셀 어레이로 배열될 수 있다. 복수의 픽셀들은 픽셀 단위로 또는 픽셀 그룹 단위로 광 신호를 전기적 신호로 변환할 수 있으며, 픽셀 그룹 내 픽셀들은 적어도 특정 내부 회로를 공유할 수 있다. 픽셀 어레이(110)는 로우 드라이버(120)로부터 로우 선택 신호, 픽셀 리셋 신호 및 전송 신호 등을 포함하는 구동 신호를 수신할 수 있으며, 구동 신호에 의하여 픽셀 어레이(110)의 해당 픽셀은 로우 선택 신호, 픽셀 리셋 신호 및 전송 신호에 대응하는 동작을 수행하도록 활성화될 수 있다.The pixel array (110) may include a plurality of pixels arranged in a plurality of rows and a plurality of columns. In one embodiment, the plurality of pixels may be arranged in a two-dimensional pixel array including rows and columns. For example, the pixel array (110) may have an RGB-IR pattern. In another embodiment, the plurality of unit image pixels may be arranged in a three-dimensional pixel array. The plurality of pixels may convert an optical signal into an electrical signal on a pixel-by-pixel basis or on a pixel-by-pixel-group basis, and pixels within a pixel group may share at least a specific internal circuit. The pixel array (110) may receive a driving signal including a row selection signal, a pixel reset signal, and a transmission signal from the row driver (120), and a corresponding pixel of the pixel array (110) may be activated to perform an operation corresponding to the row selection signal, the pixel reset signal, and the transmission signal by the driving signal.

로우 드라이버(120)는 타이밍 컨트롤러(180)에 의해 공급되는 명령들 및 제어 신호들에 기초하여 해당 로우에 포함된 픽셀들에 대해 특정 동작들을 수행하도록 픽셀 어레이(110)를 활성화할 수 있다. 일 실시예에서, 로우 드라이버(120)는 픽셀 어레이(110)의 적어도 하나의 로우에 배열된 적어도 하나의 픽셀을 선택할 수 있다. 로우 드라이버(120)는 복수의 로우들 중 적어도 하나의 로우를 선택하기 위하여 로우 선택 신호를 생성할 수 있다. 로우 드라이버(120)는 선택된 적어도 하나의 로우에 대응하는 픽셀들에 대해 픽셀 리셋 신호 및 전송 신호를 순차적으로 인에이블시킬 수 있다. 이에 따라, 선택된 로우의 픽셀들 각각으로부터 생성되는 아날로그 형태의 기준 신호와 영상 신호가 순차적으로 상관 이중 샘플러(130)로 전달될 수 있다. 여기서, 기준 신호는 픽셀의 센싱 노드(예컨대, 플로팅 디퓨전 노드)가 리셋되었을 때 상관 이중 샘플러(130)로 제공되는 전기적 신호이고, 영상 신호는 픽셀에 의해 생성된 광전하가 센싱 노드에 축적되었을 때 상관 이중 샘플러(130)로 제공되는 전기적 신호일 수 있다. 픽셀 고유의 리셋 노이즈(reset noise)를 나타내는 기준 신호와, 입사광의 세기를 나타내는 영상 신호는 픽셀 신호로 통칭될 수 있다.The row driver (120) can activate the pixel array (110) to perform specific operations on pixels included in a corresponding row based on commands and control signals supplied by the timing controller (180). In one embodiment, the row driver (120) can select at least one pixel arranged in at least one row of the pixel array (110). The row driver (120) can generate a row selection signal to select at least one row among a plurality of rows. The row driver (120) can sequentially enable a pixel reset signal and a transmission signal for pixels corresponding to the at least one selected row. Accordingly, an analog reference signal and an image signal generated from each of the pixels of the selected row can be sequentially transmitted to the correlated double sampler (130). Here, the reference signal may be an electrical signal provided to the correlated double sampler (130) when the sensing node (e.g., the floating diffusion node) of the pixel is reset, and the image signal may be an electrical signal provided to the correlated double sampler (130) when the photocharge generated by the pixel is accumulated in the sensing node. The reference signal representing the reset noise unique to the pixel and the image signal representing the intensity of incident light may be collectively referred to as pixel signals.

CMOS 이미지 센서는 두 샘플들 사이의 차이를 제거하기 위해 픽셀 신호를 두 번 샘플링 함으로써, 고정 패턴 노이즈와 같은 픽셀의 원치 않는 오프셋 값을 제거할 수 있도록 상관 이중 샘플링을 이용할 수 있다. 일 예로, 상관 이중 샘플링은 입사광에 의해 생성된 광전하가 센싱 노드에 축적되기 전후로 획득된 픽셀 출력 전압들을 비교함으로써, 원치 않는 오프셋 값을 제거하여 오직 입사광에 기초하는 픽셀 출력 전압이 측정될 수 있다. 일 실시예에서, 상관 이중 샘플러(130)는 픽셀 어레이(110)로부터 복수의 컬럼 라인들 각각에 제공되는 기준 신호와 영상 신호를 순차적으로 샘플링 및 홀딩(sampling and holding)할 수 있다. 즉, 상관 이중 샘플러(130)는 픽셀 어레이(110)의 컬럼들 각각에 대응하는 기준 신호와 영상 신호의 레벨을 샘플링하고 홀딩할 수 있다.CMOS image sensors can utilize correlated double sampling to remove unwanted offset values of pixels, such as fixed pattern noise, by sampling a pixel signal twice to remove the difference between the two samples. For example, correlated double sampling removes unwanted offset values by comparing pixel output voltages acquired before and after photocharges generated by incident light are accumulated at a sensing node, so that only pixel output voltages based on incident light can be measured. In one embodiment, the correlated double sampler (130) can sequentially sample and hold a reference signal and an image signal provided to each of a plurality of column lines from the pixel array (110). That is, the correlated double sampler (130) can sample and hold levels of a reference signal and an image signal corresponding to each of the columns of the pixel array (110).

상관 이중 샘플러(130)는 타이밍 컨트롤러(180)로부터의 제어 신호에 기초하여 컬럼들 각각의 기준 신호와 영상 신호를 상관 이중 샘플링 신호로서 ADC(140)로 전달할 수 있다.The correlated double sampler (130) can transmit the reference signal and image signal of each column to the ADC (140) as a correlated double sampling signal based on a control signal from the timing controller (180).

ADC(140)는 상관 이중 샘플러(130)로부터 출력되는 각 컬럼에 대한 상관 이중 샘플링 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 일 실시예에서, ADC(140)는 램프 비교 타입(ramp-compare type) ADC로 구현될 수 있다. 램프 비교 타입 ADC는 시간에 따라 상승 또는 하강하는 램프 신호와 아날로그 픽셀 신호를 비교하는 비교 회로, 및 램프 신호가 아날로그 픽셀 신호에 매칭(matching)될 때까지 카운팅 동작을 수행하는 카운터를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, ADC(140)는 컬럼들 각각을 위한 상관 이중 샘플러(130)에 의해 생성된 상관 이중 샘플링 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력할 수 있다. The ADC (140) can convert the correlated double sampling signal for each column output from the correlated double sampler (130) into a digital signal and output it. In one embodiment, the ADC (140) can be implemented as a ramp-compare type ADC. The ramp-compare type ADC can include a comparison circuit that compares a ramp signal that rises or falls over time with an analog pixel signal, and a counter that performs a counting operation until the ramp signal matches the analog pixel signal. In one embodiment, the ADC (140) can convert the correlated double sampling signal generated by the correlated double sampler (130) for each of the columns into a digital signal and output it.

ADC(140)는 픽셀 어레이(110)의 컬럼들 각각에 대응하는 복수의 컬럼 카운터들을 포함할 수 있다. 픽셀 어레이(110)의 각 컬럼은 각 컬럼 카운터에 연결되며, 이미지 데이터는 컬럼 카운터들을 이용하여 컬럼들 각각에 대응되는 상관 이중 샘플링 신호를 디지털 신호로 변환함에 의해 생성될 수 있다. 다른 실시예에 따라, ADC(140)는 하나의 글로벌 카운터를 포함하고, 글로벌 카운터에서 제공되는 글로벌 코드를 이용하여 컬럼들 각각에 대응되는 상관 이중 샘플링 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.The ADC (140) may include a plurality of column counters corresponding to each of the columns of the pixel array (110). Each column of the pixel array (110) is connected to each column counter, and image data may be generated by converting a correlated double sampling signal corresponding to each of the columns into a digital signal using the column counters. According to another embodiment, the ADC (140) may include one global counter, and may convert a correlated double sampling signal corresponding to each of the columns into a digital signal using a global code provided by the global counter.

출력 버퍼(150)는 ADC(140)에서 제공되는 각각의 컬럼 단위의 이미지 데이터를 일시적으로 홀딩하여 출력할 수 있다. 출력 버퍼(150)는 타이밍 컨트롤러(180)의 제어 신호에 기초하여 ADC(140)로부터 출력되는 이미지 데이터를 일시 저장할 수 있다. 출력 버퍼(150)는 이미지 센싱 장치(100)와 연결된 다른 장치 사이의 전송(또는 처리) 속도 차이를 보상해주는 인터페이스로서 동작할 수 있다.The output buffer (150) can temporarily hold and output image data of each column provided from the ADC (140). The output buffer (150) can temporarily store image data output from the ADC (140) based on a control signal of the timing controller (180). The output buffer (150) can operate as an interface that compensates for the difference in transmission (or processing) speed between the image sensing device (100) and another device connected thereto.

컬럼 드라이버(160)는 타이밍 컨트롤러(180)의 제어 신호에 기초하여 출력 버퍼(150)의 컬럼을 선택하고, 출력 버퍼(150)의 선택된 컬럼에 일시 저장된 이미지 데이터가 순차적으로 출력되도록 출력 버퍼(150)를 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 컬럼 드라이버(160)는 타이밍 컨트롤러(180)로부터 어드레스 신호를 수신할 수 있으며, 컬럼 드라이버(160)는 어드레스 신호를 기반으로 컬럼 선택 신호를 생성하여 출력 버퍼(150)의 컬럼을 선택함으로써, 출력 버퍼(150)의 선택된 컬럼으로부터 이미지 데이터가 외부(예컨대, 이미지 신호 프로세서(50))로 출력되도록 제어할 수 있다.The column driver (160) can select a column of the output buffer (150) based on a control signal of the timing controller (180), and control the output buffer (150) so that image data temporarily stored in the selected column of the output buffer (150) is sequentially output. In one embodiment, the column driver (160) can receive an address signal from the timing controller (180), and the column driver (160) can generate a column selection signal based on the address signal to select a column of the output buffer (150), thereby controlling image data to be output from the selected column of the output buffer (150) to the outside (e.g., the image signal processor (50)).

변환부(170)는 RGB-IR 패턴에 관한 이미지 데이터를 베이어 패턴에 관한 이미지 데이터로 변환할 수 있다. 따라서, 이미지 센싱 장치(100)는 베이어 패턴에 관한 이미지 데이터를 생성할 수 있다.The conversion unit (170) can convert image data regarding the RGB-IR pattern into image data regarding the Bayer pattern. Accordingly, the image sensing device (100) can generate image data regarding the Bayer pattern.

타이밍 컨트롤러(180)는 로우 드라이버(120), 상관 이중 샘플러(130), ADC(140), 출력 버퍼(150) 및 컬럼 드라이버(160) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.The timing controller (180) can control at least one of the row driver (120), the correlated dual sampler (130), the ADC (140), the output buffer (150), and the column driver (160).

타이밍 컨트롤러(180)는 이미지 센싱 장치(100)의 각 구성의 동작에 요구되는 클럭 신호, 타이밍 컨트롤을 위한 제어 신호, 및 로우 또는 컬럼을 선택하기 위한 어드레스 신호들을 로우 드라이버(120), 상관 이중 샘플러(130), ADC(140), 출력 버퍼(150) 및 컬럼 드라이버(160) 중 적어도 하나에 제공할 수 있다. 일 실시예에 따라, 타이밍 컨트롤러(180)는 로직 제어회로(Logic control circuit), 위상 고정 루프(Phase Lock Loop, PLL) 회로, 타이밍 컨트롤 회로(timing control circuit) 및 통신 인터페이스 회로(communication interface circuit) 등을 포함할 수 있다.The timing controller (180) may provide clock signals required for the operation of each component of the image sensing device (100), control signals for timing control, and address signals for selecting a row or column to at least one of the row driver (120), the correlated dual sampler (130), the ADC (140), the output buffer (150), and the column driver (160). According to one embodiment, the timing controller (180) may include a logic control circuit, a phase lock loop (PLL) circuit, a timing control circuit, and a communication interface circuit.

이미지 신호 프로세서(50)는 이미지 센싱 장치(100)로부터 입력되는 이미지 데이터를 처리하고, 처리 결과에 따라 또는 외부 입력 신호에 따라 촬영 장치(10)의 각 구성을 제어할 수 있다. 이미지 신호 프로세서(50)는 이미지 데이터에 대해 노이즈를 저감하고, 감마 보정(Gamma Correction), 색 필터 배열 보간(color filter array interpolation), 색 매트릭스(color matrix), 색 보정(color correction), 색 향상(color enhancement) 등의 화질 개선을 위한 영상 신호 처리를 수행할 수 있다. 또한, 화질 개선을 위한 영상 신호 처리를 수행하여 생성한 이미지 데이터를 압축 처리하여 영상 파일을 생성할 수 있고, 또는 상기 영상 파일로부터 이미지 데이터를 복원할 수 있다. 영상의 압축 형식은 가역 형식 또는 비가역 형식일 수 있다. 압축 형식의 예로서, 정지 영상의 경우, JPEG(Joint Photographic Experts Group) 형식이나 JPEG 2000 형식 등이 이용될 수 있다. 또한, 동영상의 경우, MPEG(Moving Picture Experts Group) 표준에 따라 복수의 프레임들을 압축하여 동영상 파일이 생성될 수 있다. 영상 파일은 예를 들면 Exif(Exchangeable image file format) 표준에 따라 생성될 수 있다.The image signal processor (50) processes image data input from the image sensing device (100), and can control each component of the photographing device (10) according to the processing result or according to an external input signal. The image signal processor (50) can reduce noise on the image data and perform image signal processing for improving image quality, such as gamma correction, color filter array interpolation, color matrix, color correction, and color enhancement. In addition, the image data generated by performing image signal processing for improving image quality can be compressed to generate an image file, or the image data can be restored from the image file. The compression format of the image can be a reversible format or an irreversible format. As an example of the compression format, in the case of a still image, the JPEG (Joint Photographic Experts Group) format or the JPEG 2000 format can be used. In addition, in the case of a moving image, a moving image file can be generated by compressing a plurality of frames according to the MPEG (Moving Picture Experts Group) standard. Image files can be created, for example, according to the Exif (Exchangeable image file format) standard.

이미지 신호 프로세서(50)로부터 출력된 이미지 데이터는 사용자의 요청에 따라 또는 자동적으로 이미지 센싱 시스템의 내부 메모리 또는 외장 메모리에 저장되거나, 디스플레이를 통해 표시될 수 있다. Image data output from the image signal processor (50) may be stored in the internal memory or external memory of the image sensing system or displayed through a display according to a user's request or automatically.

또한, 이미지 신호 프로세서(50)는 불선명 처리, 블러 처리, 엣지 강조 처리, 영상 해석 처리, 영상 인식 처리, 영상 이펙트 처리 등을 수행할 수 있다. Additionally, the image signal processor (50) can perform blur processing, edge emphasis processing, image interpretation processing, image recognition processing, image effect processing, etc.

아울러, 이미지 신호 프로세서(50)는 디스플레이를 위한 표시 영상 신호 처리를 행할 수 있다. 예를 들어, 이미지 신호 프로세서(50)는 휘도 레벨 조정, 색 보정, 콘트라스트 조정, 윤곽 강조 조정, 화면 분할 처리, 캐릭터 영상 생성 및 영상의 합성 처리 등을 행할 수 있다.In addition, the image signal processor (50) can perform display image signal processing for display. For example, the image signal processor (50) can perform brightness level adjustment, color correction, contrast adjustment, outline emphasis adjustment, screen split processing, character image generation, and image synthesis processing.

이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 개시에 개시된 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative description of the technical idea of the present disclosure, and those skilled in the art to which the present disclosure pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present disclosure. Therefore, the embodiments disclosed in the present disclosure are not intended to limit the technical idea of the present disclosure but to explain it, and the scope of the technical idea of the present disclosure is not limited by these embodiments. The protection scope of the present disclosure should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within a scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of rights of the present disclosure.

Claims (16)

RGB-IR 패턴의 픽셀 어레이를 통해 RGB-IR 패턴 이미지를 획득하는 단계;
상기 RGB-IR 패턴 이미지에 기초하여 IR 성분이 포함된 제1 RGB 이미지를 생성하는 단계;
상기 RGB-IR 패턴 이미지 및 상기 제1 RGB 이미지에 기초하여 상기 IR 성분이 제거된 제2 RGB 이미지를 생성하는 단계;
상기 제1 RGB 이미지의 밝기 성분 및 상기 제2 RGB 이미지의 컬러 성분에 기초하여 제3 RGB 이미지를 생성하는 단계; 및
상기 제3 RGB 이미지를 베이어 패턴 이미지로 변환하는 단계를 포함하는 이미지 처리 방법.
A step of acquiring an RGB-IR pattern image through a pixel array of RGB-IR patterns;
A step of generating a first RGB image including an IR component based on the above RGB-IR pattern image;
A step of generating a second RGB image from which the IR component has been removed based on the RGB-IR pattern image and the first RGB image;
A step of generating a third RGB image based on the brightness component of the first RGB image and the color component of the second RGB image; and
An image processing method comprising the step of converting the third RGB image into a Bayer pattern image.
제1 항에 있어서,
상기 제1 RGB 이미지를 생성하는 단계는,
상기 RGB-IR 패턴 이미지의 R 채널, G 채널 및 B 채널에 대한 보간(interpolation)을 수행함으로써 상기 제1 RGB 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 방법.
In the first paragraph,
The step of generating the first RGB image is:
An image processing method, characterized by comprising a step of generating the first RGB image by performing interpolation on the R channel, G channel, and B channel of the RGB-IR pattern image.
제1 항에 있어서,
상기 제1 RGB 이미지를 생성하는 단계는,
베이어 패턴에 대응되도록 상기 RGB-IR 패턴의 IR 픽셀 위치에 대한 R 픽셀 값, G 픽셀 값 또는 B 픽셀 값을 추정함으로써 추정 이미지를 생성하는 단계; 및
상기 추정 이미지에 디모자이킹(demosaicing)을 수행함으로써 상기 제1 RGB 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 방법.
In the first paragraph,
The step of generating the first RGB image is:
A step of generating an estimated image by estimating an R pixel value, a G pixel value, or a B pixel value for an IR pixel location of the RGB-IR pattern so as to correspond to a Bayer pattern; and
An image processing method, characterized by further comprising a step of generating the first RGB image by performing demosaicing on the estimated image.
제1 항에 있어서,
상기 제2 RGB 이미지를 생성하는 단계는,
상기 RGB-IR 패턴 이미지의 IR 채널에 대한 보간을 수행함으로써 IR 이미지를 생성하는 단계; 및
상기 IR 이미지 및 상기 제1 RGB 이미지에 기초하여 상기 제2 RGB 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 방법.
In the first paragraph,
The step of generating the above second RGB image is:
A step of generating an IR image by performing interpolation on the IR channel of the above RGB-IR pattern image; and
An image processing method, characterized by comprising a step of generating the second RGB image based on the IR image and the first RGB image.
제4 항에 있어서,
상기 제2 RGB 이미지를 생성하는 단계는,
상기 IR 이미지를 이용하여 상기 제1 RGB 이미지에서 상기 IR 성분을 제거함으로써 제4 RGB 이미지를 생성하는 단계; 및
상기 제4 RGB 이미지의 컬러 세츄레이션(color saturation)을 높임으로써 상기 제2 RGB 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 방법.
In the fourth paragraph,
The step of generating the above second RGB image is:
A step of generating a fourth RGB image by removing the IR component from the first RGB image using the IR image; and
An image processing method, characterized by comprising a step of generating the second RGB image by increasing color saturation of the fourth RGB image.
제4 항에 있어서,
상기 제2 RGB 이미지를 생성하는 단계는,
상기 IR 이미지를 이용하여 상기 제1 RGB 이미지에서 상기 IR 성분을 제거함으로써 제4 RGB 이미지를 생성하는 단계; 및
상기 제4 RGB 이미지에 디노이징(denoising)을 수행함으로써 상기 제2 RGB 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 방법.
In the fourth paragraph,
The step of generating the above second RGB image is:
A step of generating a fourth RGB image by removing the IR component from the first RGB image using the IR image; and
An image processing method, characterized by comprising a step of generating the second RGB image by performing denoising on the fourth RGB image.
제4 항에 있어서,
상기 제2 RGB 이미지를 생성하는 단계는,
상기 RGB-IR 패턴의 픽셀 어레이에 포함되는 R 픽셀, G 픽셀, B 픽셀 및 IR 픽셀 사이에 발생되는 크로스톡(crosstalk)을 고려하여 상기 제1 RGB 이미지에서 상기 IR 성분을 제거하는 행렬, 상기 제1 RGB 이미지의 픽셀 값 및 상기 IR 이미지의 픽셀 값을 이용하여 상기 제2 RGB 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 방법.
In the fourth paragraph,
The step of generating the above second RGB image is:
An image processing method, characterized by comprising: a matrix for removing the IR component from the first RGB image by considering crosstalk occurring between R pixels, G pixels, B pixels and IR pixels included in the pixel array of the RGB-IR pattern; and a step of generating the second RGB image by using pixel values of the first RGB image and pixel values of the IR image.
제7 항에 있어서,
상기 행렬은,
상기 IR 성분이 제거된 RGB 이미지를 목표 RGB 이미지로 설정하여 회귀 분석을 수행함으로써 획득된 행렬인 것을 특징으로 하는 이미지 처리 방법.
In Article 7,
The above matrix is,
An image processing method characterized in that the matrix is obtained by performing regression analysis by setting the RGB image from which the IR component has been removed as a target RGB image.
제1 항에 있어서,
상기 제3 RGB 이미지를 생성하는 단계는,
상기 제1 RGB 이미지의 상기 밝기 성분인 Y 값을 연산하는 단계;
상기 제2 RGB 이미지의 상기 컬러 성분인 U 값 및 V 값을 연산하는 단계; 및
상기 Y 값, 상기 U 값 및 상기 V 값을 이용하여 R 값, G 값 및 B 값을 연산함으로써 상기 제3 RGB 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 방법.
In the first paragraph,
The step of generating the third RGB image is:
A step of calculating the Y value, which is the brightness component of the first RGB image;
A step of calculating the U value and the V value, which are the color components of the second RGB image; and
An image processing method characterized by comprising a step of generating the third RGB image by calculating the R value, the G value, and the B value using the Y value, the U value, and the V value.
RGB-IR 패턴의 픽셀 어레이를 통해 생성된 RGB-IR 패턴 이미지에 기초하여 R 채널, G 채널 및 B 채널에 대한 보간(interpolation)을 수행함으로써 제1 RGB 이미지를 생성하도록 구성된 RGB 보간부;
상기 RGB-IR 패턴 이미지에 기초하여 IR 채널에 대한 보간을 수행함으로써 IR 이미지를 생성하도록 구성된 IR 보간부;
상기 제1 RGB 이미지의 밝기 성분 값을 연산하도록 구성된 밝기 성분 처리부;
상기 제1 RGB 이미지 및 상기 IR 이미지에 기초하여 IR 성분이 제거된 제2 RGB 이미지를 생성하고, 상기 제2 RGB 이미지의 컬러 성분 값을 연산하도록 구성된 컬러 성분 처리부;
상기 제1 RGB 이미지의 밝기 성분 값 및 상기 제2 RGB 이미지의 컬러 성분 값을 병합함으로써 제3 RGB 이미지를 생성하도록 구성된 병합부; 및
상기 제3 RGB 이미지를 베이어 패턴 이미지로 변환하도록 구성된 패턴 변환부를 포함하는 이미지 센싱 장치.
An RGB interpolation unit configured to generate a first RGB image by performing interpolation for an R channel, a G channel, and a B channel based on an RGB-IR pattern image generated through a pixel array of an RGB-IR pattern;
An IR interpolation unit configured to generate an IR image by performing interpolation for an IR channel based on the above RGB-IR pattern image;
A brightness component processing unit configured to calculate a brightness component value of the first RGB image;
A color component processing unit configured to generate a second RGB image from which an IR component has been removed based on the first RGB image and the IR image, and to calculate color component values of the second RGB image;
A merging unit configured to generate a third RGB image by merging the brightness component value of the first RGB image and the color component value of the second RGB image; and
An image sensing device comprising a pattern conversion unit configured to convert the third RGB image into a Bayer pattern image.
제10 항에 있어서,
상기 RGB 보간부는,
베이어 패턴에 대응되도록 상기 RGB-IR 패턴의 IR 픽셀 위치에 대한 R 픽셀 값, G 픽셀 값 또는 B 픽셀 값을 추정함으로써 추정 이미지를 생성하고, 상기 추정 이미지에 디모자이킹(demosaicing)을 수행함으로써 상기 제1 RGB 이미지를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이미지 센싱 장치.
In Article 10,
The above RGB interpolation part,
An image sensing device characterized in that it is configured to generate an estimated image by estimating an R pixel value, a G pixel value, or a B pixel value for an IR pixel location of the RGB-IR pattern so as to correspond to a Bayer pattern, and to generate the first RGB image by performing demosaicing on the estimated image.
제10 항에 있어서,
상기 컬러 성분 처리부는,
상기 IR 이미지를 이용하여 상기 제1 RGB 이미지에서 IR 성분을 제거함으로써 제4 RGB 이미지를 생성하고, 상기 제4 RGB 이미지의 컬러 세츄레이션(color saturation)을 높임으로써 상기 제2 RGB 이미지를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이미지 센싱 장치.
In Article 10,
The above color component processing unit,
An image sensing device characterized in that it is configured to generate a fourth RGB image by removing an IR component from the first RGB image using the IR image, and to generate the second RGB image by increasing color saturation of the fourth RGB image.
제10 항에 있어서,
상기 컬러 성분 처리부는,
상기 IR 이미지를 이용하여 상기 제1 RGB 이미지에서 IR 성분을 제거함으로써 제4 RGB 이미지를 생성하고, 상기 제4 RGB 이미지에 디노이징(denoising)을 수행함으로써 상기 제2 RGB 이미지를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이미지 센싱 장치.
In Article 10,
The above color component processing unit,
An image sensing device characterized in that it is configured to generate a fourth RGB image by removing an IR component from the first RGB image using the IR image, and to generate the second RGB image by performing denoising on the fourth RGB image.
제10 항에 있어서,
상기 컬러 성분 처리부는,
상기 RGB-IR 패턴의 픽셀 어레이에 포함되는 R 픽셀, G 픽셀, B 픽셀 및 IR 픽셀 사이에 발생되는 크로스톡(crosstalk)을 고려하여 상기 제1 RGB 이미지에서 상기 IR 성분을 제거하는 행렬, 상기 제1 RGB 이미지의 픽셀 값 및 상기 IR 이미지의 픽셀 값을 이용하여 상기 제2 RGB 이미지를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이미지 센싱 장치.
In Article 10,
The above color component processing unit,
An image sensing device characterized in that the device comprises a matrix for removing the IR component from the first RGB image by considering crosstalk occurring between the R pixels, G pixels, B pixels and IR pixels included in the pixel array of the RGB-IR pattern, and configured to generate the second RGB image using pixel values of the first RGB image and pixel values of the IR image.
제14 항에 있어서,
상기 행렬은,
상기 IR 성분이 제거된 RGB 이미지를 목표 RGB 이미지로 설정하여 회귀 분석을 수행함으로써 획득된 행렬인 것을 특징으로 하는 이미지 센싱 장치.
In Article 14,
The above matrix is,
An image sensing device characterized in that the matrix is obtained by performing regression analysis by setting the RGB image from which the IR component has been removed as a target RGB image.
제10 항에 있어서,
상기 병합부는,
상기 제1 RGB 이미지의 상기 밝기 성분 값인 Y 값, 상기 제2 RGB 이미지의 상기 컬러 성분 값인 U 값 및 V 값을 이용하여 R 값, G 값 및 B 값을 연산함으로써 상기 제3 RGB 이미지를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이미지 센싱 장치.
In Article 10,
The above merger part,
An image sensing device characterized in that it is configured to generate the third RGB image by calculating the R value, the G value, and the B value using the Y value, which is the brightness component value of the first RGB image, and the U value and the V value, which are the color component values of the second RGB image.
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