[Multimedia] Lecture 13. Image Data Representation

본 포스팅은 인하대학교 안남혁 교수님의 [202601-EEC4410-001] Multimedia을 수강하고 공부한 내용을 정리하기 위한 포스팅입니다.

 

1. Digital Image

 이미지는 시각적 표현이며, Digital Image는 이를 이진법(Binary) 데이터로 표현한 것이다.

 

• Vector graphics: 점, 선, 곡선의 수학적 공식으로 표현하는 방법이다.
  
  • 장점: 확대해도 깨지지 않고 매끄럽게 유지된다.
  • 단점: 계산량이 많아 처리가 복잡하다
• Raster of Bit-map graphics: 픽셀(Pixel)이라는 점들의 배열로 구성한다.
  • 장점: 처리 속도가 빠르고 실사 사진 표현에 적합하다.
  • 단점: 확대 시 화질이 저하된다.

 

2. Digital Camera 

 카메라는 비트맵(bit-map) 형태의 수용체(receptor) 배열을 기반으로 작동한다.

• 각 수용체는 노출 시간동안 자신에게 들어오는 광자(Photons)의 수를 세는 방식으로 하나의 픽셀 값을 기록한다.
• 각 수용체 앞에는 컬러 필터가 위치해있다. 이를 통해 R, G, B 성분의 빛이 개별적으로 기록한되며, 이 세 가지 수용체의 그룹이 모여 이미지 상의 한 점(픽셀)을 만들어낸다.

 

3. Image

 Raw Bit-Mapped Images는 픽셀들의 배열로 이루어져 있다. 하나의 픽셀은 RGB 세 가지 색상의 조합으로 구성된다. 이 RGB 색상 시스템은 빛의 가산 혼합(additive primary colors) 방식을 사용한다. 이 세 가지 기본 색을 섞어서 다른 모든 색상을 만들어낼 수 있다.

 

 

• 벡터 형식(Vector): SVG, EPS, AI, CDR 등의 확장자가 있다. 주로 고품질의 일러스트레이션이나 그래픽 작업 등 특수 목적에 많이 사용된다.
• 래스터 형식(Raster): 압축을 지원하는 JPEG, 투명도와 애니메이션 기능이 있는 GIF, 웹에서 널리 쓰이는 PNG, 인쇄용 고화질인 TIFF, 비압축 형식이라 용량이 매우 큰 BMP 등이 있다. 사진을 포함하여 우리가 일상적으로 보는 거의 모든 이미지에 흔하게 사용된다.

 

 

 

 Storing Bitmap Images는 메모리에 이진수(Binary) 형태로 저장된다. 이미지가 오직 흑백으로만 이루어져 있다면, 픽셀당 1비트 만으로도 이미지를 저장할 수 있다.

 

 Grayscale Images는 검은색부터 흰색까지 다양한 음영의 회색으로 구성된다. 총 256단계의 명암을 표현하기 위해 픽셀당 8비트를 사용한다. 이진수 값이 11111111이면 흰색을, 00000000이면 검은색을 의미한다.

 

 

 색상 이미지도 8비트 시스템으로 표현할 수 있다. RGB 색상 요소마다 8비트씩 할당되어, 하나의 픽셀을 표현하는 데 총 24비트가 사용된다. 

 

 

• Black & White Image: 1 bit per pixel
• Grayscale Image: 8 bits per pixel
• Color Image: 24 bits per pixel

이처럼 이미지 크기가 커질수록 효율적으로 저장하고 전송하기 위해서 이미지 압축(Compression) 기술이 필수적임을 알 수 있다.