[영상처리] 카메라 기본용어 정리

 

 

개요 : 

 

이미지를 이용한 머신러닝 딥러닝 공부를 하다보니 성능을 결정하는데 input이미지가 매우 큰 영향을 미침을 알게됐다.

 

학습과 추론시에는 이미지의 전처리도 중요하지만 raw input자체가 원하는 영상과 비슷하다면 연산이 줄게되어 속도,정확도면에서 모두 장점이 생길것이다.

 

개발 및 검증시에도 기본적인 카메라 환경을 이해하고 있어야 하는데,

 

얼굴인식을 예로 들면

 

간단하게만 생각해도 실험에 아래와 같은 통제변인들이 생긴다.

• 어떤 조도, 빛의 파장 등의 외부 환경인지?
• 카메라와 피사체의 초점거리, 감도와 셔터스피드 등의 장비 환경인지?

 

이는 실제 설치 후 운용 뿐 아닌 모델 학습시에도 충분히 고려해야 될 변인들이라 생각한다.

( 알아두면 사진찍을때도 도움이 될거같다ㅎㅎ )

 

 

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카메라 기본용어 : 

 

ISO : 카메라 감도

(International Organization for Standardization)

 

• 카메라센서가 빛에 반응하는 정도를 나타내는 수치로 노출을 결정하는 한가지 요소이다.
• 일반적으로 저감도(ISO25~100) 중감도(ISO100~200) 고감도(ISO200~400) 초고감도(ISO800~)
• 조리개, 셔터스피드 등의 다른 조건들을 동일하게하고 ISO만 변경할 시 저감도에선 어두운사진이, 고감도에선 밝은 사진이 나온다.
• ISO값이 높아질수록 결과값에 노이즈가 발생하게 된다. 따라서 어두운장소가 아닌이상 낮은 감도 촬영이 좋다.

ISO100(노이즈적음) / ISO25600(노이즈많음)

• 빛의 움직임을 이용한 사진을 찍을때는 표준 ISO감도에 느린 셔터스피드를 이용하면 될것
• 스포츠 사진은 빠른 움직임을 파악해야하기때문에 빠른 셔터스피드가 필요하다. 빠른 셔터스피드는 빛을 많이 받아들이지 못하기 때문에 감도가 높아야 밝은 사진으로 찍힐것이다. 대신 고감도는 노이즈를 증가시킨다는 단점존재!

 

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초점거리

 

https://blog.naver.com/PostView.nhn?isHttpsRedirect=true&blogId=astalw&logNo=100169734052

 

• 제2주점에서 디지털센서까지의 거리이다
• 초점거리에 따라 화각과 렌즈명칭은 아래와 같다.
• 5~40mm : 광각렌즈 (넓은 화각을 가진 렌즈)
• 70~200mm : 망원렌즈 (좁은 화각을 가진 렌즈)
• 40~70mm : 표준렌즈
• 초점거리가 고정된 렌즈를 단렌즈라고 한다.

 

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셔터스피드

 

• 셔터스피드도 사진의 밝기를 결정하는 중요한 요소이다.
• 빛이 조리개를 통과하여 이미지 센서에 도달하기 까지의 시간을 조절해 빛의 양을 결정한다.
• 셔터가 열렸다 닫히는 데 걸리는 시간을 말한다.
• 초점거리 x 2 이상의 셔터속도는 확보해줘야한다. (50mm렌즈라면 1/100초)

셔터스피드가 느린 사진 / 셔터스피드가 빠른 사진

• 스피드가 빠르면 빛을 덜받게되어 어두운 사진이 찍힐것 (다른방법으로 보정)
• 역동적인 장면에서 흔들림을 최소화하려면 빠른 셔터스피드를 확보해주면된다.

 

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조리개

 

• 렌즈에서 빛의 양을 조절할 수 있는 장치로 즉 렌즈가 열릴 수 있는 정도를 뜻한다.
• 숫자가 작을수록 조리개가 크게 열린다는 뜻이다.

조리개값이 낮은 사진 / 조리개값이 높은 사진

• 최대개방시 장점 : 어두운데에서 충분한 셔터스피드를 확보할 수 있다.
• 심도에도 영향을 주는데 조리개값이 작을수록 얕은심도를 더 잘 표현한다. (피사체강조)

 

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심도

• 얕은 심도 : 아웃포커싱기법으로 이해하자.
• 깊은 심도 : 전체배경에 초점을 맞추는것. 또렷한 화면이 필요할때 사용한다.

위의 조리개 사진을 참조하면 이해하기 쉽다.

 

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화이트밸런스

 

• 흰색을 흰색답게 표현해 주는 것
• 색온도가 높을수록 푸른계열이고 낮을수록 붉은계열의 색이 난다.

카메라엔 자동으로 아래와 같은 모드가 있기도 하는데 이의 기본 원리는 색온도 조정이다.

https://www.yoondesign-m.com/242

색온도는 아래와 같다.

 

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광학에 대해서 전반적으로 알고싶다면 아래 링크를 참고하면 좋을것 같다.

Photo Engineering 기본 : 비전 시스템, 카메라, 조명, 광학