디지털 영상처리(Digital image processing)란?
영상은 카메라, 스캐너와 같은 디지털 영상 장치로부터 입력된다. 입력된 영상은 카메라 영상 센서인 포토 다이오드라는 센서에 모인다. 다이오드 센서는 평면의 배열 형식이다. 피사체에 반사된 빛의 강약에 따라 전기적 신호로 변환되는데 강한 빛은 높은 전압 신호로, 약한 빛은 낮은 전압 신호로 변환된다. 전기 신호로 변환된 포토 다이오드는 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 거쳐 디지털 신호로 변환된다. 디지털 변환기란 'Analog-to-Digital Convertor'이다.
ADC에는 샘플링과 양자화라는 중요한 두 가지 작업이 필요하다.
샘플링(Sampling)
연속적인 아날로그 신호를 일정한 간격 주기로 신호의 강도를 수집한는 것을 샘플링이라 한다. 주기가 짧을수록 선명한 영상을 얻을 수 있다. 영상 픽셀 수가 많다는 것은 짧은 주기로 신호를 샘플링했다는 것을 의미한다. 2차원 영상에서 포토 다이오드는 이차원 배열과 같다.
양자화(Quantization)
각 샘플링 단계에서 얻어진 신호값을 일정한 범위의 디지털 값으로 매핑시키는 과정이다. 할당되는 숫자의 범위에 따라 여러 양자화 수준(0~255)이 있을 수 있다. 이 과정을 통해 각 픽셀에 대한 강도(intensity)값을 얻을 수 있다. 양자화 수준에서 영상에 대해 1픽셀당 비트수를 다르게 할당하여 조정할 수 있다. 24비트, 8비트, 4비트, 1비트에 따라 영상의 질은 차이가 난다. 1비트는 흑과 백 두 색만이 있다.
샘플링 주기와 양자화 수준에 따라 영상의 크기를 알 수 있다. 640×480 크기의 영상의 경우 샘플링 주기가 2고 양자화 수준이 24비트라면 영상 파일의 크기는 (640×480)/2×픽셀당 바이트(3바이트)=230,400 바이트이다.
코랩 환경 구축은 다음 시간에
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