이미지 처리의 원리와 구현

컴퓨터에는 크게 비트맵과 vector graphics의 2가지 형태인 그래픽 이미지가 있다.

 

1) 비트맵 이미지

컴퓨터 스크린 상에서, 비트맵 이미지는 수천 수만개의 픽셀로 구성이 되고, 각각 흑백이나 컬러로 나타내게 되는데, 만약 이미지가 흑백인 경우에는 이미지 표현에 단지 한 비트가 필요하다. 즉, 각 픽셀은 단지 두개 중의 하나의 값을 나타내게 된다. 그레이스케일이나 컬러 이미지로 작업하는 경우,픽셀당 정확히 이미지를 표현 하는데 많은"비트 심도"가 필요하게 된다. 이 경우 각각의 픽셀은 8비트로 나타 내는데, 이것은 256컬러나 회색의 음영, 또는 65,536 컬러를 호함할 수 있다. 프로페셔널한 양질의 색깔은 24비트 픽셀이 사용되고, 1680만 컬러를 사용할 수 있다. 이것을 "진정한 색깔"이라고 하는데 1680만 칼라야 말로 인간이 구별할 수 있는 개발적인 색깔이기 때문이다. 비트맵 이미지에는 몇가지의 문제점이 있다. 그것은 특별한 크게에 대한 것으 로 비트맵 이미지 즉, 24비트 컬러 스크린이미지는 사이즈(VGA스크린 사이즈)안 에 640 x 480 픽셀이 필요로 한다는 점이다. 이에 따른 필요로하는 메모리 용량은 다음과 같다.

640 x 480 =307,200 픽셀 총 x 픽셀당 24비트=7,372,800 비트/8비트/바이트 =921,600 바이트 나 (7,372,800/1,024)=7200킬로바이트나 (7,372,800/1,048,576)=저장공간의 7메가바이트

그 크기는 각 파일상에 트랙에 대한 헤더 정보를 포함하지 않고, 파일 포맷에 의존한다. (파일의 헤더는 파일 포맷과 때때로 컬러 파렛트에 특별한 정보를 포함 한다.)저장 공간에 따라서, 당신은 7메가바이트 이미지로 작업하는 시간과 많은 양의 램과 프로세싱 파워를 필요로 하게 될 것이다.

2) 해상도

이러한 문제를 다루는데 있어 두가지 종류의 해상도가 있다. 그것은 모니터나 스크린 해상도와 프리터 해상도를 말한다. 스크린 해상도ㄹ 경우 매우 다양하다. 매킨토쉬의 경우 표준적으로 인치당 72픽셀이며, 현재 DOS상에서 대중적으 로 쓰이는 VGA 스탠다드는 480의 수직 픽셀의 640의 수평픽셀의 해상도를 가지고 있으며 14" 모니터 상에는 인치당 64픽셀로 나타낸다.

프린터의 해상도 또한 다양하며, 현재 대분분의 레이져프린터 해상도의 표준은 인치당 300 도트(dpi)이다. 대분분의 페이트와 포토 조정 프로그램은보다 효과적인 높은 해상도에서 스 크린상에 보여줄수 있는 이미지를 만들어 준다. 여기서 인치당 300픽셀의 해상 도는 일반적으로 사용이 되고 있고,레이져프린터에서는 최대의 효과를 얻을 수 있다. 프로레셔널 포토 리터칭 소프트웨어는 높은 해상도로하여 프로페셔널 프 린팅 이미지를 인치당 2,400도트로 출력하게 된다.

물질적인 소스에서 디지타이즈 한 모든 이미지는 비트맵 형태로 저장된다. 이경우 디지타이즈하는데 사용하는 스캐너에 의해 디지타이즈된 소스의 해상도가 중요하게 된다. 데스크 탑 스캔너는 일반적으로 인치당 300이나 600 도트를 스캔하는데 프로 페셔널 스캔너는 약 240dpi까지 스캔한다. 어떤 경우에는, 해상도가 이미지 작 업 후에 사용하는 소프트웨어에 의해 증진되지는 않고, 오히려 떨어질수도 있다.

비트맵 이미지는 여러가지의 파일 포맷으로 저장할 수 있다. 일반적으로 다른 여러가지 파일 포맷은 주어진 공간안에 주소를 정할 수 있고 이미지 (파렛트)안 에서 사용되는 색깔의 범위에 대한 정보를 저장하고 전송하는 방법을 사용한다. 8비트 컬러로 작업할 경우, 좋은 그래픽 프로그램은 당신이 컬러의 파렛트를 선택할 수 있게 한다. 24비크 포맷으로 사용할 수 있는 16,800,000만 컬러이상 을 사용할 수 있지만, 실제로는 256칼러를 정의하여 사용한다. 이 파렛트에 대한 정보는 이미지 그 자체에 따라 저장되고, 이미지를 열면 동일하게 보이게 된다. 그러나 다른 프로그램이나 포맷으로 작업할 경우 때때로 사용하는 파렛트가 무시되어 이미지는 본래의 컬러 셋트와 다르게 나타난다. 이런 바람직하지 않는 현상을 color shift라고 한다.

3) Vector Graphics

Vector Graphics(때로 라인 아트라고 부름)는 대상체(백터)를 수학적으로 기 술한 모임으로 만들어지고 저장된다. 사실, 라인 아트의 파일은 "x,y에서 출발한 사각을 그리고, 15cm 폭과 10cm의 깊이이고, 색깔을 솔리드 블랙"과 같은 명 령을 포함하고 있다. 자, 대략적으로 볼때,실제의 명령은 보다 수학적이고 그것 보다 덜 투과적이다. 어떤 경우에는,이미지의 각 픽셀에 1비트나 8비트 또는 24 비트에 해당하는 공간보다 더 작은 메모리를 차지 한다. 그러나 보다 나은 것은 이미지의 해상도가 디바이스에 대해 독립적이라는 점이다. 이러한 점은 당신의 모니터나 프린터로 퍼리할 때 해상도면에서 잘 디스플레이되고 프린티할 수 있게 한다.

라인 아트는 몇가지의 이미지에서 쉽게 작업을 할 수 있다. 이것은 기술적이고 건축 제도 (CAD-computer Aided Design)에 실제로 효과적이고, 이미지의 수학적인 면에서 대단히 유리한다. 대상체는 수학적으로 만들어지고 조작된다. (13 x 24 센티미터의 박스의 대상체를 작업헤서도 나타난다.). 각 대상체는 페 이지 상에서 분리되어 기술하기 때문에, 대상체는 쉽게 이동하고 변경이 다른 대상체에 영향을 주기 않고도 가능하다.

4) 포스트스크립트

PostScript는 page-description language이다. 그것은 페이지나 스크린상에 이미지와 텍스트를 기술한다. 그것은 벡터 그랙픽으로 만들어지고 대상체를 기술하는데 있어 수학적인 용어를 사용한다는 의미이며, 독립적인 디바이스이다. 예를 들어 , PostScript 폰트는 특별한 타입페이스와 스타일의 글자셋트이지만, 선택하는 모든 크기로 셋팅할 수 있다. 이것은 단지 수학적인 문제이다. PostScript파일은 페이지를 기술하는 명령의 셋트를 포함하는데, 프린트되기 전에(프린터에서)PostScript 보드에 의해 해석된다. 프로페셔널 타이프세팅 머 쉰의 수가 증가함에 따라 많은 레이져 프린터에서 PostScript을 이해하고 있고, 모든 PostScript가 정착된 기종는 모든 포스트 스크립 파일을 프린트할 수 있 다. PostScript는 또한 그래픽에서 널리 사용이 된다. 이제 PostScript에 대한 그랙픽 파일 포맷에 대해 설명하기로 한다.

5) 이미지 포맷

이제 컴퓨터 이미지의 세계는 두개의 기본적인 형태로 나누어 보자. 우리는 서로 다른 이미지 파일 포맷으로 세분하기로 한다. 또한 각각에 대해 짧은 서술을 하면서 어떤 것이 가장 좋다는 것은 언급하지 않을 것이다. 어떤것이 가장 좋은 것이라는 것인가, 어떤 플랫폼을 사용하는가, 그리고 어떤 플랫폼을 사용 하는가 , 그리고 어떤 소프트웨어를 사용하는가 하는 것은 각 사용자가 결정해 야 할 것이다. 가음의 리스트는 완전 하지 않으며 몇가지의 포맷에 대한 것이고 CD-ROM 어플리게이션에 사용하는 것은 좋지 않다.

1. TIFF

"Tagged 이미지 File Format"은 디지탈 이미지를 저장하는데 있어 현재까지 널리 사용되는 것이다. 그것은 원래 black과 white의 그레이스캐일 이미지로 발전되었다. 그러나 위원회에 의해 표준화가 모니터되고 갱신되었다.(Aldus Corp 에 의해 인정됨) 그것이 TIFF인데, TIFF는 사용자들의 다영한 요구에 변경, 확장하기에 좋은 조건들을 갖추고 있다. 단색 TIFF는 픽셀당 한개의 비트를 사용 하여 흑백 이미지를 기술하는데, 이것은 회색의 레벨의 시뮬레이트하여 흥분하 게 만듭니다. Grayscale TIFF 는 8비트(256gray)이며, 컬러 TIFF는 24비트 투루 컬러 이미지에 사용된다. TIFF의 가장 유리한 점은 Mac과 DOS세계에서 호환된다는 것이다. 전형적인 TIFF파일은 양 플랫폼에서 판독할 수 있다. 드로우백은 스탠다드 TIFF의 여러가 지 버젼이 가지고 있다. 우리는 현제 6.0번전으로 이 버전 후에, 소프트웨어 개 발자들은 작지만 아주 중요한 그들의 소프트웨어의 필요에 맞는 형태로 변경을 했다. 그 결과는 특별한 프로그램을 만들때 TIFF버전을 분석하기 힘든 형태로 가지고 와서 어떤 다른 프로그램에서는 읽을 수 없게 되기도 한다.

2. PICT2

Mac의 PICT포맷의 확장으로, PICTS는 두가지 버전이 있는데, 하나는 24비트 컬러이고,다른 것은 8비트 컬러이다. PICT2는 모든 해상도에서 이미지를 처리할 수 있으나, 제작 소프트웨어의 능력에 따라 한계가 있다.

3. PICT3

MacroMind Director 와 SuperCard(Mac환경)와 같은 멀티미디어 통제프로그램 에서 사용되며, PICS 의 종류에는 애니메이션에 사용하는 PICT나 PICT2 파일의 버전이 있다. PICT파일은 "영화"로서 프로덕션을 위한 연속적으로 배열된 PIC이 미지의 모임이다.

4. PCX

PCX는 윈도우에서 일반적으로 사용하는 이미지 모맷으로 압축을 위한 run-length 암호 프로그램이 포함되어 있다.

5. CD-I

이미지 포맷 CD-I는 특허 이미지 포맷의 여러가지 타입을 사용한다. - 포토그래픽 이미지를 사용하기 위한 DYUV - RGB5 : 5 : 5, 5비트컬러 포맷(32,768컬러) - CLUT(Color Look-Up Table),4,7,이나 8비트의 비트 심도로 이용가능 이들 각각의 포맷은 압축된 몇가지의 형태로 사용한다. CD-I통제시스템은 전 환기를 장착하고 이미지를 매킨토쉬, DOS, 와 UNIX플랫폼으로 전환할 수 있다.

6. EPS

Encapsulated PostScript 는 객체 지향아트를 기술하는 대중적이 포맷이다. EPS파일은 디바이스에 독립적인 프린트를 하게 한다. 그러나 EPS파일은 일반적으로 스크린 시야에 이미지의 비트 맵 버전으로 이용되며, DOS와 맥에서 사용이 가능하다. 그러나 동일한 파일이 양쪽에서 사용되지는 않는다.

7. 디지타이징 스틸 이미지

이미지는 150에서 2,400dpi의 해상도에서 디지타이즈 할 수 있고, 스캐너의 성 능에 의존한다. 보다 성능이 좋은 스캐너는 매우 비사지만, 서비스 부서에서 구 입하거나 시간제로 빌릴 수 있다. 그러나 최종적인 출력 장치(일반적으로 모니터 나 텔리비전 스크린)보다 높은 해상도로 디지타이즈 할 수 없다. 하지만 시간과 돈과 디스크 공간을 절약하게 될 것이다.