CMOS 이미지 센서에서의 효율적인 불량화소 검출을 위한 알고리듬 및 하드웨어 설계 = An Efficient Dead Pixel Detection Algorithm Implementation for CMOS Image Sensor

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 이미지 센서에서 불량 화소를 자동으로 검출하기 위한 알고리듬을 제안하고, 그에 따른 하드웨어 구조를 제시하였다. 기존에 제안된 방법은 영상의 특징을 고려하지 않고 단순히 주위 화소들 값과의 차이가 일정 이상이면 불량 화소로 간주하였다. 그러나 이러한 방식은 영상에 따라서 불량 화소가 아닌 화소를 불량 화소로 간주하거나, 불량 화소를 정상 화소로 판단하는 일이 발생한다. 이러한 단점을 보완하기 위해 여러 프레임에 걸쳐 확인하는 방법도 제안되었으나, 불량 화소 검출시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 이러한 기존 방식의 단점을 해결하기 위해, 제안된 불량 화소 검출 기법은 단일화면 내에서는 경계 영역을 고려하여 불량 화소를 검출하고, 여러 프레임에 걸친 확인 과정을 거치되, 화면 전환 여부를 확인하여 화면 전환이 일어날 때마다 검출된 화소의 불량 화소 여부를 판단하고 확인한다. 실험 결과, 단일 화면 내에서의 검출률은 기존 대비 6% 향상되었고, 100%의 불량화소 검출까지 걸리는 시간은 평균적으로 3배 이상 단축되었다. 본 논문에서 제안된 알고리듬은 하드웨어로 구현되었고, 하드웨어 구현 시 색 보간 블록에서 사용되는 경계 영역 표시자를 그대로 활용함으로써 0.25um 표준 셀 라이브러리를 이용하여 합성했을 때, 5.4K gate의 낮은 복잡도로 구현할 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper proposes a defective pixel detection algorithm and its hardware structure for CCD/CMOS image sensor. In previous algorithms, the characteristics of image have not been considered. Also, some algorithms need quite a time to detect defective pixels. In order to make up for those disadvantages, the proposed defective pixel detection method detects defective pixels efficiently by considering the edges in the image and verifies them using several frames while checking scene-changes. Whenever scene-change is occurred, potentially defective pixels are checked and confirmed whether it is defective or not. Test results showed that the correct detection rate in a frame was increased 6% and the defective pixel verification time was decreased 60%. The proposed algorithm was implemented with verilog HDL. The edge indicator in color interpolation block was reused. Total logic gate count was 5.4k using 0.25um CMOS standard cell library.

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