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이미지 데이터의 기록과 데이터베이스화
2020-08-31 1,425 22

이미지 데이터가 갖는 정보와 그의 활용 (9)


지난 호에서는 개인별, 성별, 문화적, 지역별 색인지 감수성의 차이를 소개하였다. 색의 언어적 표현의 불완성과 이를 해소하기 위한 색상표현의 표준화의 필요성을 제기하였다. 색상표현의 방법과 색상의 정량분석방법을 바탕으로 생물학 및 의학분야 이미지의 정량정보화의 일환으로 색상, 밝기, 형태, 분포 등에 관한 정보를 활용한 사례를 소개하였다. 아울러 이미지 정보의 효율적인 활용을 예시하고 적극적인 활용법을 제안하였다.
이번 호에서는 이미지 데이터의 내용, 생성목적, 생성방법에 따른 특성과 이미지 데이터의 여러가지 형식의 차이점과 장단점을 소개한다. 목적에 맞는 이미지 데이터의 기록과 데이터베이스화를 위해서 고려해야 할 사항들에 관해서도 소개하고자 한다. 데이터베이스를 효율적인 활용을 위해 필요한 이미지 데이터의 기록방법과 정보화시대의 이미지 데이터의 활용전망에 관하여 생각해보고자 한다. 이미지의 자동인식과 이미지 검색의 가능성에 관해서도 살펴본다.

 

■ 유우식 | 웨이퍼마스터스(WaferMasters)의 사장 겸 CTO이다. 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다.
이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com
홈페이지 | www.wafermasters.com
 



그림 1. 이미지 데이터의 생성과 보존형식에 따른 차이

 

1. 이미지 데이터의 속성과 보존형식
디지털 이미지 데이터는 여러가지 전자기기를 사용하여 생성할 수 있다. 디지털 카메라, 스마트 폰, 스캐너 등의 전자기기로 사진 또는 문서를 촬영하거나 스캔하여 여러가지 형식의 디지털 이미지 파일로 저장이 가능하다.(그림 1) 이미지 파일의 종류가 다양한 만큼 어떤 형식의 파일로 저장하는 것이 적합할지 한번쯤은 고민하게 된다. 이미지 파일의 생성과 활용목적에 알맞은 보존방법에 관해서 생각해보자. 디지털 이미지는 화소 하나하나의 정보를 기록하여 보존하는 Raster Image(래스터 이미지)인 Bitmapped graphics(비트맵 그래픽스)와 도면이나 글자의 특징을 좌표상의 점과 선의 속성으로 표현한 Vector graphics(벡터 그래픽스)로 크게 나눌 수 있다.(그림 2)

카메라, 스마트 폰, 스캐너 등을 사용하여 이미지 파일을 생성하는 경우에는 전자기기에 내장되어 있는 평면 또는 선형 이미지 센서의 정보가 XY 평면상에 모눈종이의 모눈처럼 나열된 각각의 화소의 밝기와 색상의 정보로 비트맵(Bitmap) 형식의 화소를 하나씩 채워 나가는 래스터 이미지로 저장된다. 이러한 형식의 이미지를 비트맵 그래픽스 또는 래스터 이미지라고 하며 이미지를 확대하면 화소도 확대되어 윤곽선이 사각형 모눈의 모양으로 나타나기 때문에 거칠게 표시된다. 모든 화소가 색상과 밝기의 정보를 가지고 있기 때문에 이미지 파일의 용량도 커질 수밖에 없다. 이미지 파일의 용량을 줄여 기억매체를 효율적으로 활용하기 위하여 이미지 정보를 압축하여 보존하는 여러가지 파일형식(JPG, JPEG, PNG, TIF, TIFF, GIF 등)이 개발되어 사용되고 있다. 이미지 파일을 압축하여 저장했다가 디스플레이 화면에 표시할 때는 최대한 원형으로 복원하여 표시하지만 이미지 파일의 압축보존 형식에 따라 일부 정보의 손실을 피할 수 없다. 도형이나 이미지상에서 부분적으로 색상이나 밝기의 변화가 큰 부분의 경계에서는 본래의 색상이나 밝기와 상당히 다른 왜곡된 정보가 표시되는 경우가 많다. 특히 해상도가 낮은 이미지의 경우에는 이러한 이미지의 정보손실이 확연하게 나타나게 된다.

사진이나 스캔된 이미지 이외의 문서 파일, 프레젠테이션 파일, 설계도면 등의 CAD(Computer Aided Design) 파일의 경우에는 문자나 도형을 몇개의 좌표와 좌표를 연결하는 선의 속성정보로 표현하는 벡터 그래픽스 이미지(Vector graphics image)가 사용된다. 벡터 그래픽스 이미지의 경우에는 이미지를 축소 또는 확대하는 경우에도 화소 단위로 근사한 윤곽선이 아닌 좌표와 좌표사이를 직선 또는 부드러운 곡선으로 표현해 주기 때문에 선명한 이미지를 얻을 수 있다. 이러한 이미지 파일의 확장자로는 AI, PDF, SVG, EPS, SVG, CDR 파일과 확장자가 DWG나 DXF와 같은 각종 CAD 파일 형식이 있다. PDF 파일의 경우에도 단순히 래스터 그래픽스 이미지(Raster graphics image)로 구성되거나 벡터 그래픽스 이미지와 혼재된 경우도 있다. 일반적으로 벡터 그래픽스 이미지는 모든 화소의 정보를 보존하는 것이 아니기 때문에 파일의 용량도 같은 크기의 래스터 이미지보다 작은 편이다. 

래스터 그래픽스 이미지라도 도형이나 윤곽선이 뚜렷한 이미지 데이터는 벡터 그래픽스 이미지로 변환하여 저장이 가능하고 벡터 그래픽스 이미지도 PDF, JPG, PNG, TIF, BMP등의 래스터 그래픽스 이미지로 변환하여 저장하거나 공유할 수 있다. 그러나 처음부터 용도에 맞는 이미지 파일 형식으로 이미지 파일을 생성, 보존, 공유하는 것이 바람직하다. 이미지 파일의 형식을 변환하는 것은 번거로울 뿐 아니라 정보의 손실이 동반되기 때문이다. 사진과 스캔된 이미지는 모든 화소의 색상과 밝기정보가 좌표의 순서대로 배열된 래스터 그래픽스 이미지임을 기억해 두자. 이번 호에서는 사진 이미지의 활용이 주된 대상이므로 래스터 그래픽스 이미지에 관한 이야기를 이어가도록 한다.

 


그림 2. 이미지의 종류와 특성에 맞는 저장형식(사용하는 소프트웨어에 따라서도 달라진다.)

유우식 woosik.yoo@wafermasters.com


출처 : 캐드앤그래픽스 2020년 9월호

포인트 : 1,000P (정기구독자 무료 다운로드)

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