컴퓨터비전및인공지능 1주차

디지털 이미지 기초 [Digital Image Fundamentals]

 

디지털 과 아날로그

아날로그 신호

왼쪽은 아날로그 신호, 오른쪽은 디지털 신호이다.

 

아날로그 신호

자연계에서 일어나는 물리적인 양은 시간에 따라 연속적으로 변화한다. 즉. 온도, 습도, 소리 빛 등은

시간에 따라 연속적인 값을 가지게됨. 정수값이 아니고 0~1사이에서의 무한한 수가 존재함.

디지털 신호

분명히 구분되는 두 레벨의 신호 값을 가진다.  논리적인 숫자표현이 가능하다.

0과 1로 구분되는 신호로 2진수 표현이 된다.

0과 1로 구분됨 , 예 아니오, 있음과 없음

 

아날로그 = 연속적인 신호

디지털 = 불연속적인 단발성 신호

 

디지털 신호에서의 데이터 최대 출력값은 bit단위수에 따라 달라진다. [2bit] ,[4bit] , [8bit] 

 

자연계에서 발생하는 신호는 전부 아날로그 신호이다. 그러나 컴퓨터는 전부 디지털로 동작한다. 아날로그 신호를 컴퓨터에 넣기 위해서는 디지털로 변환해야 한다.

 

이러한 중간 중계기를 ADC [ Analog to Digital Converter ] 라고 한다.

 

 빛의 밝기 -> ADC -> 디지털 신호

아날로그 신호 -> ADC -> 디지털 신호

 

[    빛의 밝기라는 아날로그 신호    ]

Light Source -> Scene -> Camera -> ADC -> 

 

사진 이미지 상에서는 X축을 기준으로 밝기가 아날로그로 변하게 되는데, 카메라에서는 아날로그 신호를 처리할 수 없음.

차트 상에서의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시켜서 동작시켜야함. 아날로그 상에서는 밝기 데이터가 연속적인 float 값으로 저장 될 수 있음. 예를들면 1픽샐 내부에 111.9라는 밝기 데이터가 들어온다면, 8bit로 표현하면 255까지의 밝기 데이터를 저장해야 하는데 연속된 값을 저장 할 수 없어서 값을 올려112라는 숫자로 8bit에 저장한다. 0100 1010 으로 저장된다.

 

카메라의 저장경로

디지털 카메라에도 아날로그 디지털 컨버터가 있다.

카메라의 컬러 필터는 베이어 패턴(Bayer Pattern) 이라고 한다.

백색 라이트를 분리하면 7가지 색으로 분해가 된다. 여기서 프리즘은 빛을 걸러주는 역활을 한다.

Bayer Filter Array 에 있는 필터는 들어오는 색상중 일정 색상만 걸러서 표시한다. Bayer Filter Array 필터에서 RGB 단위로 걸러서 표시한다. 필터 내부에 들어온 색상을 R은 빨강만 G 는 초록만 B는 파랑만 통과시킨다. 각 필터의 밝기를 0 에서 100까지 추산하여 밝기를 매핑하여 출력한다.