고해상도 영상 통신을 위한 공간 적응적 정칙화 영상보간 기법

Abstract

본 논문에서는 저해상도 영상을 처리하여 손실되었던 고주파 성분을 복원하여 고해상도 영상을 얻을 수 있는 공간 적응적 영상보간 알고리즘을 제안한다. 우선 보간과정에 정칙화 이론(regularization theory)을 적용하기 위해서, 저해상도 영상시스템을 정의하는 이차원 분리 가능한(two-dimensional separable) 영상 해상도 저하모델을 제안한다. 이 모델에 따라서 공간 적응적인 다섯가지의 제약조건을 사용하여, 정칙화 과정에서 방향성을 갖는 고주파를 유지시킴으로써 고해상도 영상이 포함하는 에지 방향을 복원할 수 있다. 또한 영상을 고주파와 저주파 성분으로 구분한 후 각 대역에 서로 다른 정칙화매개변수를 적응적으로 적용함으로써 영상이 복잡한 영역에서는 고주파 성분을 강조하고 단순평탄한 영역에서는 고주파를억제하여 인간시각체계(HVS : Human Visual System)에 가장 적합한 보간방식을 적용하였다. 또한 제안한 반복적 알고리즘의 수렴성을 해석하여, 실용단계에서 고려해야할 사항들을 정리하였다. 실험에서는 기존의 영상보간 방법들을 사용한결과를 비교 제시하였으며, 정칙화 기반의 알고리즘도 비적응적인 방법과 적응적인 방법으로 분류하여 실험을 수행하였다. 결과적으로 기존의 영상보간 방법이나 비적응적 정칙화 보간방법보다도 공간 적응적 정칙화 영상보간 방법을 사용한 결과가방향성 고주파 성분을 적절히 보존하는 동시에 잡음 및 기타의 바람직하지 못한 효과들을 억제할 수 있기 때문에 주관적으로나 객관적으로 우수한 해상도를 나타낸다.