디지털 줌
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1. 개요
디지털 줌은 광학 줌 카메라에서 광학적 한계를 넘어 이미지를 확대하는 기술이다. 이미지의 중앙 영역을 사용하여 이미지 크기를 줄임으로써 화질 저하 없이 줌을 구현하며, 카메라의 이미지 센서 크롭을 활용하여 손실 없는 디지털 줌을 구현하기도 한다. 일부 카메라는 "화질 저하 없음" 모드 또는 화질 저하 표시기를 가지고 있으며, 펌웨어 기능 및 하이브리드 줌 형태로도 구현된다. 사진 작가는 디지털 줌의 낮은 충실도 외관을 의도적으로 활용하여 사진에 독특한 미적 효과를 부여할 수 있다.
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| 디지털 줌 | |
|---|---|
| 디지털 줌 | |
| 유형 | 이미지 확대 |
| 작동 방식 | 이미지 처리 기술을 사용해 이미지를 확대 |
| 특징 | 이미지 품질 저하를 동반할 수 있음 광학 줌에 비해 품질이 떨어짐 |
| 기술적 측면 | |
| 작동 원리 | 이미지를 확대하기 위해 이미지 센서의 데이터를 보간함 픽셀 수를 늘려 이미지를 확대 |
| 사용 알고리즘 | 양선형 보간법 쌍3차 회선 보간법 최근접 이웃 보간법 |
| 단점 | 이미지 품질이 떨어지고 흐릿해질 수 있음 |
| 활용 | |
| 사용처 | 디지털 카메라 스마트폰 카메라 기타 이미지 처리 장치 |
| 용도 | 피사체를 더 크게 보이도록 확대 |
| 관련 용어 | |
| 관련 용어 | 광학 줌 이미지 센서 이미지 처리 보간법 |
2. 화질 저하 없는 줌 한계
광학 줌 카메라는 광학적 한계까지 줌이 가능하며, 디지털 줌을 통해 추가적인 줌이 가능하다. 디지털 줌은 이미지 크기를 줄임으로써 화질 저하 없이 이루어지기도 한다. 일부 카메라는 "화질 저하 없음" 모드 또는 화질 저하 표시기를 가지고 있다.[2][3]
아래 표는 광학 줌 24배 및 최대 4배의 디지털 줌 기능을 가진 특정 카메라의 몇 가지 메가픽셀 (MP) 이미지 크기에 대한 화질 저하 없는 줌 한계를 보여준다.
| 이미지 크기 | 최대 줌 배율 | 화질 저하 없는 줌 한계 | 디지털 줌 배율 |
|---|---|---|---|
| 16 MP | 96.0× | 24.0× | 1.0× |
| 10 MP | 121.2× | 30.2× | 1.3× |
| 5 MP | 172.8× | 43.2× | 1.8× |
| 3 MP | 215.5× | 54.0× | 2.25× |
| VGA | 382.6× | 172.8× | 7.2× |
일부 카메라는 광학 줌 외에 2.0배의 추가 배율을 허용하는 지능형 줌 기능을 가질 수 있다. 많은 카메라가 1.4배 및 2.0배의 두 가지 옵션을 가지고 있다. 지능형 줌은 이미지 센서의 중앙 부분만 사용하며 원본 해상도를 보간하지 않으므로, 결과 이미지 품질은 축소된 해상도에서도 양호하다.[5]
2. 1. 펌웨어 기능
일부 카메라 펌웨어는 원본 래스터 해상도로 업스케일링하는 대신, 손실 압축된 디지털 줌 이미지를 해당 축소된 크기(너비 및 높이)로 저장한다. 이는 파일 크기를 줄이고, 이미지의 메타데이터에 포함되지 않은 경우 이미지 크기에서 줌 레벨을 계산할 수 있다는 장점이 있다.2. 2. 하이브리드 줌
하이브리드 줌은 렌즈의 물리적 기능을 넘어 추가로 줌을 할 때 광학 줌, 디지털 줌, 그리고 소프트웨어를 활용하여 개선된 결과를 얻는 데 사용되는 개념이다.[4] 광학 줌을 가진 스마트폰은 3배 또는 5배 배율의 렌즈를 가지고 있는데, 이 한계를 넘어 추가 줌을 시도하면 카메라가 디지털 줌으로 전환되면서 화질이 저하될 수 있지만, 하이브리드 줌은 이를 완화할 수 있다. 휴대폰 카메라를 포함한 많은 카메라들은 이미지 센서의 남는 해상도를 이용하여 손실 없는 디지털 줌을 사용하기도 한다. 이는 사용되는 비디오 프레임 해상도가 이미지 센서의 사용 가능한 해상도보다 훨씬 낮기 때문에 이미지 센서 크롭을 활용하는 것이다.[5]카메라 하드웨어와 소프트웨어에서 올바르게 구현된 경우, 예를 들어 2160p 이미지 센서는 1080p 비디오 녹화에 대해 최대 2배, 720p 비디오에 대해 3배, 480p 비디오에 대해 4.5배의 손실 없는 디지털 줌을 이미지 센서 크롭을 통해 가능하게 한다.
카메라 및 이미지 센서 제조업체에서 사용되는 용어는 "스마트 줌"(소니), "세이프 줌"(캐논), "센서 크롭"(시스코)[5], "인텔리전트 줌"(파나소닉) 등이다.[6] 16MP 해상도에서 7MP를 사용하는 경우 총 줌 약 30배(광학 줌 20배 및 디지털 줌 1.5배), VGA 640x480 해상도에서는 총 144배 줌(광학 줌 20배 및 디지털 줌 7.2배)도 가능하다.[7]
3. 심미적 활용
사진 작가는 디지털 줌이 생성하는 이미지의 특징적인 낮은 충실도 외관을 의도적으로 사용할 수 있다.[8] 사진의 낮은 품질의 모습은 사진 작가의 부주의를 암시하고 사진에 자연스러운 느낌을 주기 위해 의도적으로 사용될 수 있다.
참조
[1]
웹사이트
Image Zooming Using Corner Matching
https://ieeexplore.i[...]
2018-05-05
[2]
서적
Casio EXILIM EX-H50 User Manual: Shooting With Zoom
[3]
서적
Casio EXILIM EX-H50 User Manual
[4]
웹사이트
Camera zoom explained: How optical, digital, and hybrid zoom work
https://www.androida[...]
2020-05-05
[5]
블로그
Getting lossless zoom with sensor crop
https://meraki.cisco[...]
[6]
웹사이트
Optical vs. Digital Zoom
http://www.photoxels[...]
2015-02-27
[7]
웹사이트
Pentax Optio VS20Hot
http://www.tabloidpu[...]
2015-06-06
[8]
웹사이트
How I Learned to Love Digital Zoom
http://nymag.com/sel[...]
2016-07-12
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