[영상처리] 영상 생성 과정 : 핀홀 카메라, 칼라 영상 획득 ( CCD / CMOS /Bayer filter / Demosaicing )

*본 포스팅은 세종대학교 '서재규' 교수님의 강의자료와 '매트랩을 이용한 디지털 영상처리의 기초' 교재를 참고하였습니다.

 

이번엔 영상 생성 과정에 대해 간단하게 알아보자

 

 

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핀홀(pinhole) 카메라

 

빛이 들어오지 않는 상자와 작은 구멍으로 구성된 간단한 형태의 카메라

 

--> pinhole 카메라엔 trade-off가 있다

(하나가 좋아지면 하나가 나빠지는 것)

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카메라에 렌즈가 필요한 이유는?

 

위의 그림은 작은 구멍으로 봐서 선명하지만, 빛이 적게 들어와 어두운 상을 만들고

 

아래의 그림은 큰 구멍으로 봐서 상은 밝지만, 구멍이 커져서 상이 여러개가 겹쳐보이게 되고, blur가 생긴다.

 

 

위 pinhole 아래 lens

 

렌즈는 빛의 굴절을 이용하여 빛을 모아주는 역할을 하는 광학기구로,

선명하면서 밝은 상을 얻을 수 있게 도와준다.

 

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칼라 영상 획득 방법 2가지

- CCD 3개 사용

- CCD / CMOS 1개 + Bayer filter 사용

 

 

1. CCD 3개 사용

 

아래와 같이 R,G,B 채널의 각각의 밝기 값이 필요하기 때문에

서로 다른 3개의 CCD가 필요하다.

 

--> 품질이 좋으나 고가여서 주로 영화 찍을때 등 품질이 좋은 영상을 찍을 때 사용함

 

하나의 CCD만 사용해서 영상을 얻을 수 있을까?

 

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2. CCD / CMOS 1개 + Bayer filter 사용

Bayer filter을 사용하여 각 파장에 맞는 color 를 통과시켜줌.

 

문제는 여기서 발생한다. 색깔을 띄엄띄엄 받으므로 색깔별로 빈공간이 생긴다.

그렇다면 Demosaicing을 수행하면 된다 !!

 

비어있네 ? 주변 값들의 평균으로 채워주자 !!!!!!

 

깔끔하게 잘 나온다 !

(좌) Demosacing 전 (우) Demosaicing 후