1.2.1 영상의 획득과 표현 방법

일반적인 디지털 카메라에서 사진을 촬영하는 과정을 그림 1-3에 나타냈습니다. 카메라로 사진을 찍을 때, 그 대상이 되는 풍경이나 사물을 피사체라고 합니다. 태양의 가시광선 또는 특정 광원에서 발생한 빛이 피사체에 부딪혀 반사되고, 그 반사된 빛이 카메라 렌즈(lens)를 통해 카메라 내부로 들어오게 됩니다. 그림 1-3에는 매우 단순하게 렌즈를 표현했지만, 실제 카메라에는 여러 개의 렌즈를 복합적으로 사용하여 좋은 화질의 사진을 얻을 수 있도록 설계됩니다. 렌즈는 카메라 바깥으로부터 들어온 빛을 굴절시켜 이미지 센서(image sensor)로 모아 주는 역할을 합니다.

이미지 센서는 빛을 전기적 신호로 변환하는 포토 다이오드(photodiode)가 2차원 평면상에 배열되어 있는 장치입니다. 렌즈에서 모인 빛이 이미지 센서에 닿으면 이미지 센서에 포함된 포토 다이오드가 빛을 전기적 신호로 변환합니다. 빛을 많이 받은 포토 다이오드는 큰 신호를 생성하고, 빛을 적게 받은 포토 다이오드는 작은 크기의 신호를 생성함으로써 명암이 있는 2차원 영상을 구성합니다. 포토 다이오드에서 생성된 전기적 신호는 아날로그-디지털 변환기(ADC, Ananlog-to-Digital Convertor)를 거쳐 디지털 신호로 바뀌게 되고, 이 디지털 신호는 다시 카메라의 ISP(Image Signal Processor) 장치로 전달됩니다. ISP 장치는 화이트밸런스 조정, 색 보정, 잡음 제거 등의 기본적인 처리를 수행한 후 2차원 디지털 영상을 생성합니다. 이렇게 구성된 영상은 곧바로 컴퓨터로 전송되거나 또는 JPG, TIFF 등의 영상 파일 형식으로 변환되어 저장됩니다.

▲ 그림 1-3 디지털 카메라에서 영상 획득 과정