• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제6권4호
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• pp.270-274
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• 2006

A color filter array (CFA) helps a single electrical image sensor to recognize color images. The Red-Green-Blue (RGB) Bayer CFA is commonly used, but the amount of the light which arrives at the photodiode is attenuated with this CFA. Red-White-Blue (RWB) CFA increases the amount of the light which arrives at photodiode by using White (W) pixels instead of Green (G) pixels. However, white pixels are saturated earlier than red and blue pixels. The pseudo multiple capture scheme and the corresponding RWB CFA were proposed to overcome the early saturation problem of W pixels. The prototype CMOS image sensor (CIS) was fabricated with $0.35-{\mu}m$ CMOS process. The proposed CIS solves the early saturation problem of W pixels and increases the dynamic range.

• 한국광학회지
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• 제31권3호
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• pp.148-154
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• 2020

본 논문에서는 주기적인 구멍배열(periodic hole array, PHA) 패턴을 가진 나노금속구조 컬러필터의 문제점인 입사광의 각도에 따른 컬러필터 중심파장의 이동을 해결하기 위해 새로운 구멍 패턴인 polyperiodic hole array (PPHA)를 제시한다. 먼저 녹색파장대역 컬러필터를 만들기 위해 구멍의 직경과 주기를 정했으며 propagation length와 skin depth를 고려해 단위셀의 크기, 금속과 유전체의 두께를 설정했다. PPHA 패턴을 만들기 위해 주기적인 구멍배열을 국부적으로 회전시켜 전체적으로는 비주기적이지만 부분적으로 주기적인 패턴을 만들었다. 그 결과 PHA 패턴과 대비하여 PPHA 패턴 나노금속구조 컬러필터는 입사광각이 0°에서 30°까지 증가하였을 때 파장의 이동도가 최대 40% 개선되었다. 본 연구를 통해 나노금속구조 컬러필터의 성능을 향상시킬 수 있으며 디스플레이, 이미지 센서 등 이미징 디바이스 분야에 접목시켜 산업적으로 활용할 수 있을 것으로 예상한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권3호
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• pp.1011-1025
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• 2014

A demosaicing method for a Bayer-like W-RGB color filter array (CFA) is proposed. When reproducing images from a W-RGB CFA, conventional color separation methods for W-RGB CFA are likely to cause blurring near the edges due to rough averaging using a color ratio of neighboring pixels. Moreover, these methods cannot be applied to real-life digital cameras with W-RGB CFA because the methods were proposed under an ideal situation, W=R+G+B, not a real-life situation, $W{\neq}R+G+B$. To improve edge performance, we propose a method of constant color difference assumption with inversed weight, which uses information from all edge directions for interpolating all missing color channels. The proposed method calculates the correlation between W, R, G, and B to enable its application to real-life digital cameras with W-RGB CFA. Simulations were performed to evaluate the proposed method using images captured from a real-life digital camera with W-RGB CFA. Simulation results shows that we can demosaic by using the proposed algorithm compared with the conventional one in about +34.79% SNR, +11.43% PSNR, +1.54% SSIM and 14.02% S-CIELAB error. Thus, the proposed method demosaics better than the conventional methods.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.205-207
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• 2009

디지털 카메라를 이용한 영상 취득은 일반적으로 한 픽셀에서 세 가지 색상(적색, 녹색, 청색)의 값을 얻는 것을 목표로 한다. 하지만, 비용의 문제로 한 픽셀에서 한 가지의 색상만을 얻어 나머지 두 색상을 복원하는 방식을 널리 사용한다. 이를 demosaicking이라 하는데, 이 과정에는 1)각 색상 영상 내의 상관관계와 2)세 가지 색상 사이의 상관관계가 동시에 이용된다. 본 논문에서는 이 두 가지 상관관계를 이용하여 각 채널의 고주파 성분과 밝기 성분의 고주파 성분을 반복적으로 향상시키는 방법을 제안하였다. 첫 번째 단계에서는 밝기 성분을 이용하여 각 채널의 고주파 성분을 강화하고, 두 번째 단계에서 관측값을 이용하여 밝기 성분의 고주파 성분을 복원한다. 제안된 방법이 기존 방법과 주관적인 방법과 객관적인 방법으로 비교하여 우수함을 보인다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제11권2호
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• pp.13-21
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• 2022

In this paper, we propose a learning based joint demosaicing and super-resolution framework which uses only the mosaiced color filter array(CFA) image as the input. As the proposed method works only on the mosaicied CFA image itself, there is no need for a large dataset. Based on our framework, we proposed two different structures, where the first structure uses one deep image prior network, while the second uses two. Experimental results show that even though we use only the CFA image as the training image, the proposed method can result in better visual quality than other bilinear interpolation combined demosaicing methods, and therefore, opens up a new research area for joint demosaicing and super-resolution on raw images.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권12C호
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• pp.1004-1009
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• 2010

대부분의 디지털 카메라에선 크기와 가격을 줄이기 위해 컬러 필터 어레이를 포함한 단일 이미지 센서를 사용하고 있다. 이렇게 얻어진 이미지들은 각 픽셀 당 하나의 색상 정보만을 가지고 있기 때문에 사람이 볼 수 있는 이미지로 만들기 위해서는 나머지 두 개의 손실된 색상 정보를 복원해야 하며, 이 과정을 디모자이킹(Demosaicing) 혹은 컬러 필터 보간법(Color Filter Interpolation)이라 부른다. 본 논문에서는 방향성을 고려한 새로운 디모자이킹 알고리듬을 제안하고 있으며, 이 알고리듬에서는 개선된 가중치 함수를 통해 화질을 개선하고 있다. 보간 성능이 개선되었음을 보여주기 위해 기존의 방법들과 비교를 했으며, PSNR과 주관적인 화질 비교를 통해 더 나은 성능을 보여주는 것을 입증하였다.

• Current Optics and Photonics
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• 제7권5호
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• pp.485-495
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• 2023

The pixel size in high-resolution complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) image sensors continues to shrink due to chip size limitations. However, the pixel pitch's miniaturization causes deterioration of optical performance. As one solution, a quad color filter (CF) array with pixel binning has been developed to enhance sensitivity. For high sensitivity, the microlens structure also needs to be optimized as the CF arrays change. In this paper, the covered microlens, which consist of four microlenses covered by one large microlens, are proposed for the quad CF array in the backside illumination pixel structure. To evaluate the optical performance, the suggested microlens structure was simulated from 0.5 ㎛ to 1.0 ㎛ pixels at the center and edge of the sensors. Moreover, all pixel structures were compared with and without in-pixel deep trench isolation (DTI), which works to distribute incident light uniformly into each photodiode. The suggested structure was evaluated with an optical simulation using the finite-difference time-domain method for numerical analysis of the optical characteristics. Compared to the conventional microlens, the suggested microlens show 29.1% and 33.9% maximum enhancement of sensitivity at the center and edge of the sensor, respectively. Therefore, the covered microlens demonstrated the highly sensitive image sensor with a quad CF array.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제47권1호
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• pp.53-61
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• 2010

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.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.293-296
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• 2007

본 논문에서는 벡터 미디언 값을 계산하기 위한 시스톨릭 어레이 구조의 벡터 미디언 필터 구조를 제안하였다. 컬러영상처리에서 벡터 신호는 빨강, 녹색 파랑의 3개의 요소로 이루어져 있다. 벡터 미디어 필터는 빨강, 녹색 파랑 요소로 이루어진 벡터 신호들 중에서 벡터 신호를 크기 순서대로 나열하였을 때 가운데 값을 갖는 벡터 신호를 구하는 필터로, 컬러 영상처리에서 기본적으로 많이 사용되는 필터이다. 벡터 신호가 N 개가 있을 때, 지금 까지 제안된 구조에서는(3N+1) 클럭이 필요하나, 제안된 구조에서는 (N+2) 클럭이 소요된다. 그리고 기존의 구조에서는 N 개의 입력 벡터 신호는 미디언 필터에 병렬로 입력되어야 하나 제안된 구조에서는 입력 신호는 직렬로 인가된다. FPGA를 사용하여 구현하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.1398-1415
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• 1996

Instead of using three charge-coupled devices (CCDs) for the corresponding color channels, most consumer's most consummer's color macmorders reconstruct color images by using only one CCD with a color filter array (CFA), which periodically samples different color signals. By this reson the resulting image cannot produce the full resolution of the input image. More sepecifically, a single-CCD color camcorder reconstructs red, greed, and blue color channels from a color filter array followed by a CCD. During the reconstruction process, color cross-talk among channels (interchannel distortion) and eriodically space-verying blur (intrachannel distortion) occur. The proposed restoration system reduces distortions due to interchannel interference, and then restores each color channel by removing the corresponding intrachannel distortion. Experimental results show that the proposedsystem provides the improved image in oth objective and subjective senses. A major advantage of the proposed system is feasible to real-time image improvement because it can be implemented by a finite impulse response (FIR) filter structure.