chapter 1 컴퓨터 비전 입문 - 4절 이미지 입력

1. 회색조 이미지의 표현

 이미지는 2차원 영역을 정의하는 두 변수 x와 y의 함수 형태로 나타낼 수 있다.

 

 디지털 이미지는 픽셀(pixel)을 기본 단위로 이루어져 있다. 컴퓨터는 모든 이미지를 이미지를 구성하는 각 픽셀들의 빛의 강도(intensity light)를 나타내는 행렬로 이해한다. 그리고 빛의 강도는 0부터 255 사이의 값으로 나타낸다. 따라서 이미지는 이미지를 구성하는 픽셀들의 좌푯값을 정의역으로 하고, 빛의 강도를 나타내는 0부터 255 사이의 값을 공역으로 하는 함수의 형태로 나타낼 수 있다. 가령 이미지가 회색조이고 (20, 7) 위치에 있는 픽셀이 검정색이라면, F(20, 7) = 0과 같은 형태로 나타낼 수 있다.

 

2. 컬러 이미지의 표현

컬러 이미지는 빨간색의 강도를 나타내는 행렬, 녹색의 강도를 나타내는 행렬,

파란색의 강도를 나타내는 행렬 등 총 3개의 행렬이 중첩된 하나의 3차원 행렬이 필요하다.

 

 만약 이미지가 컬러라면 하나의 행렬으로는 이미지를 충분히 표현할 수 없다. 모든 색은 빛의 삼원색인 RGB로 표현할 수 있기 때문에 각 픽셀에 해당하는 RGB의 강도를 모두 표현하면 컬러 이미지를 표현할 수 있다. 따라서 컬러 이미지를 표현하기 위해서는 각 픽셀의 빨간색, 녹색, 파란색의 강도를 각각 표현하기 위해서 총 세 개의 행렬이 필요하고, 이 세 개의 행렬을 중첩시켜 3차원의 행렬로 나타낸다. 컬러 이미지를 함수로 나타내면 f(x, y) = [red(x,y), green(x, y), blue(x, y)]가 된다.

 

3. 함수로 나타낸 이미지의 이점

이미지를 함수로 표현하면 수학적 연산을 통해 이미지에 변환을 가할 수 있다.

 

 이미지를 함수로 표현하면 얻을 수 있는 이점이 많다. 특히, 수학적 연산을 통해 이미지를 변환할 수 있다는 점이 가장 유용한 점이다. 가령 이미지를 어둡게 하기 위해서는 함수값을 줄이는 연산을 하면 된다. 혹은 이미지 속 사물의 위치를 옮기기 위해서 함수에 평면이동을 가할 수 있다. 이미지를 수학적 연산을 통해 변환할 수 있다는 것은, 컴퓨터가 이미지를 조정하기 유용하다는 의미이다.