디지털 영상의 개요(이론, 적용분야)

디지털 영상 1

디지털 영상처리란?
 

디지털 영상처리 기술이란 여러 가지 기법들을 이용해, 컴퓨터로 디지털 이미지를 처리하는 것이다. 컴퓨터가 알아보기 쉽게 만드는 것이 아닌, 사람이 눈으로 영상을 보고 이해할 수 있도록 하는 것이 디지털 영상처리 기술의 본질이다. 

 근 수십 년간 기술의 발전에 따라 디지털 영상처리 기술은 더욱 우리의 실생활 속으로 들어오게 되었다. 옛날에는 휴대폰에 카메라 기능이 탑재되어 있지 않았고, 카메라를 가진 사람들도 많이 없었다. 이후 시간이 지나며 휴대폰에 카메라 기능이 생겼고, 초기에는 ‘카메라폰’이라는 용어까지 있었다. 하지만 지금 우리의 핸드폰에 카메라 기능이 있다고 ‘카메라폰’이라고 부르는 경우는 없다. 어느 순간부터 휴대폰에는 카메라 기능이 탑재되어 있어야 한다는 것이 당연하게 여겨지고 있다. 현재는 거의 모든 사람이 휴대폰을 가지고 있고, 휴대폰으로 사진을 찍고 동영상을 찍는다. 모든 사람이 영상을 쉽게 만들고 편집하고 동영상 작가가 될 수 있다. 또한, 2021년 현재는 코로나19의 창궐로 인한 언택트 시대의 도래로 많은 사람이 유튜브나 넷플릭스 등 동영상 감상 플랫폼으로 영상을 보면서 하루를 보내는 사람들이 많다. 이처럼, 우리는 지금 디지털화된 세상 속에서 디지털 영상처리 기술과 함께 살고 있다고 해도 과언이 아니다. 

 현재, 디지털 영상처리는 생물학적, 군사적, 의료, 우주산업 등 수많은 분야에서 사용되고 있다. 위에서 설명하였듯, 디지털 영상처리는 우리의 생활과 동떨어진 기술이 아니다. 이처럼 수많은 분야에서 사용되고 있는 디지털 영상처리 기술은 지금도 놀라운 속도로 발전하고 있다. 본 보고서에서는 디지털 영상처리가 현재 어떻게 사용되는지, 어떻게 발전되고 응용되고 있는지를 실제 예시와 사례들을 통하여 알아보고자 한다.

 

디지털 영상처리가 사용되는 분야 및 사례

 

가. 생물학 분야

생물학 분야에서는 생물 샘플의 시각적인 분석을 위해 디지털 영상처리 기술을 사용한다. 세포를 현미경으로 확대해서 보더라도, 보이지 않는 특성들이 있다. 현미경만으로 관찰했을 때 나오는 불확실한 특성들을 좀 더 확실하게 하기 위해 디지털 영상처리 기술을 사용한다.
 세포 사진에 디지털 영상처리 기술을 적용하여 여러 관점에서 볼 수 있다.

 

나. 군사 분야

 

군사 분야에서는 위성사진을 분석하여 적을 탐지하고 목표물을 찾는다. 유도 미사일에 사용되기도 한다. 
       
위 사진은 2019년, IS의 테러리스트 아부 바크르 알바그다디를 미군이 사살하기 전의 사진이다. 미군 헬기와 교전 중인 모습인데, IS의 무장세력들이 검은색으로 보기 쉽게 나타나고 있다. 이렇게 군사 분야에서도 DIP 기술이 이용되는 것을 알 수 있다.

다. 감시 및 보안 분야

 

감시 및 보안 분야에서도 디지털 영상처리 기술이 사용된다. 오늘날에는 계속해서 생체인식 기술이 발달하고 있다. 지문인식부터 안면인식, 홍채인식 등 계속해서 새로운 기술이 나오고 있다. 안면인식의 원리는, 영상을 분석하여 수많은 점을 찍어 얼굴의 특성을 인식하고 가지고 있던 데이터베이스와 대조하여 비교하는 것이다.  안면인식의 원리를 보기 쉽게 나타낸 그림, 
안면인식 기술의 발전은 보안이 강해지는 데도 크게 이바지했다. CCTV에 포착된 수많은 인파 사이에서 AI 딥러닝을 통해 구축된 데이터베이스에 따라 범인을 포착해 내는 등 큰 역할을 하고 있다.

 

라. 농업

농업 분야에서도 디지털 영상처리 기술이 사용된다. 최근에는 영상분석 기술을 통해 식물의 병 진행 정도를 알 수 있다. 병 면적을 측정하여 진행 상황을 살피고, 시간에 따라 분석하면 병이 발생한 면적, 비율을 객관적으로 알 수 있다.  탄저병이 걸린 고추에 디지털 영상처리 기술을 적용해 병의 면적을 측정한 모습이다.

이러한 정확한 분석을 통하여, 농업 종사자들이 방제 시기를 결정하는 데 큰 도움이 된다. 디지털 영상처리 기술을 농업인들이 더 쉽게 활용할 수 있게 된다면 농업 분야에도 큰 발전이 있을 것이다.

 

마. 기상

기상 분야에서는 기상위성사진에 디지털 영상처리 기술을 사용하여, 날씨를 예측할 수 있고, 풍향, 풍속 등 여러 가지 기상요인을 알 수 있다. 날씨 레이더, 색깔이 있는 부분은 비가 오고 있음을 뜻함. 


이렇게 분석된 영상과 레이더는 누구나 인터넷을 통해 볼 수 있고, 미리 강수 여부나 바람, 기온 등을 상세히 알 수 있다. 물론 많은 변수가 존재하기에 100% 정확하다고는 할 수 없지만, 꽤 높은 적중률을 자랑한다.