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천체촬영하는 기술이 AI 만나...누구나 전문가급 인물사진 찍는다

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2018년 02월 28일 15:01 프린트하기

화사한 인물모드, 그늘진 역광 사진도 보정해 주는 HDR… 최근 스마트폰 시장을 선도하는 카메라 기술의 배경에는 인공지능(AI)이 있다. 구글코리아는 자체 개발한 스마트폰 픽셀2에 적용된 새로운 컴퓨터 사진 기술의 세부사항을 개발자의 설명과 함께 28일 오전 공개했다.

 

최근 인기를 모으고 있는 스마트폰 카메라 기술은 인물모드다. 대부분의 인물모드는 두 개의 렌즈를 지닌 후방카메라를 이용해 주요 피사체와 배경을 구분한 뒤 배경을 흐릿하게 처리하는 방법을 쓴다. 사람이나 동물의 눈처럼, 두 개의 렌즈를 이용하면 대상과 비경 사이의 거리감을 정확히 인지할 수 있다는 점을 응용했다.

 

구글 픽셀2로 촬영한, 인물모드 적용 전(왼쪽)과 후의 HDR+ 사진. - 구글코리아 제공
구글 픽셀2로 촬영한, 인물모드 적용 전(왼쪽)과 후의 HDR+ 사진. - 구글코리아 제공

문제는 렌즈가 하나뿐인 픽셀2 같은 스마트폰 카메라. 이에 대해 픽셀2 카메라의 인물모드를 개발한 마크 르보이 구글 디스팅귀시드 엔지니어 (미국 스탠퍼드대 컴퓨터공학과 명예교수)는 구글코리아 대회의실에서 진행된 화상 강연을 통해 “두 가지 기술을 이용해 렌즈 하나만으로 전문가급 카메라에 준하는 인물사진 촬영을 할 수 있게 했다”고 밝혔다.

 

 

먼저 인공지능을 이용해 인물과 배경을 인위적으로 구분해 내는 기술이 있다. 르보이 엔지니어는 “레이블이 있는 인물 이미지와 모자나 잔, 아이스크림콘 등 액세서리 이미지 총 100만 개를 학습시켰다”며 “이를 통해 촬영 이미지에서 인물 부분만 떼어내고, 나머지를 흐릿하게 처리할 수 있다”고 말했다. 이 때 초점이 맞는 범위(피사계심도)를 사람의 머리 앞뒤 길이에 해당하는 약 13cm 정도로 해, 인물 외의 배경을 소프트웨어적으로 흐릿하게 만들었다.

 

화상 강연을 통해 컴퓨테이셔널 포토 기술을 설명 중인 르보이 구글 디스팅귀시드 엔지니어(화면 왼쪽). - 윤신영 기자 제공
화상 강연을 통해 컴퓨테이셔널 포토 기술을 설명 중인 르보이 구글 디스팅귀시드 엔지니어(화면 왼쪽). - 윤신영 기자 제공

 

하지만이 기술만으로는 한계가 있다. 인물과 비슷한 거리에 있는 다른 사물들마저 흐릿하게 처리돼, 부자연스러운 인물사진이 된다. 이 문제를 해결하기 위해 두 번째 기술이 개발됐다. 하나의 렌즈를 좌우 두 개로 나눠 촬영해, 마치 두 개의 렌즈를 썼을 때와 비슷한 방식으로 깊이감을 계산하는 기술이다. 렌즈의 좌우 시점 사이의 간격은 1mm가 채 되지 않지만, 전경(인물)과 배경 사이의 거리를 계산하는 데에는 충분하다는 게 르보이 엔지니어의 설명이다.

 

그 외에도 피사체의 표면에 드리운 그림자를 보정을 통해 밝게 만드는 HDR+ 기술의 원리도 소개됐다. 원래 HDR은 노출값을 다양하게 바꿔 어두운 부위와 밝은 부위의 최적 영상을 합치는 방식을 쓴다. 하지만 기술적으로 어려울 뿐만 아니라, 하이라이트 부분 처리가 어렵다는 단점이 있다.

 

대안으로 구글은 어두운 노출값에서 9~10장 정도의 사진을 빠르게 촬영한 뒤 이들을 평균화해 노이즈가 적은 한 장의 사진으로 완성하는 기술을 개발했다. 이렇게 만든 화상에서 그림자 부분을 밝게 처리하고, 마지막으로 콘트라스트를 조절(전체적인 대조를 줄이고 부분적인 대조는 높임)해 자연스럽고 밝은 사진을 완성한다. 이 기술은 어두운 밤하늘에서 선명한 천체사진을 촬영하기 위해 사용되던 기술과 같은 원리다.

 

르보이 엔지니어는 “일안반사식(SLR) 카메라가 우위에 섰던 (인물 사진에 필요한) 얕은 피사계심도나 어두운 곳에서 좋은 사진을 얻게 하는 다이나믹레인지 등의 기술은 인물모드와 HDR+ 등으로 극복했다”며 “아직 줌(확대축소) 비율이 낮다는 단점이 있지만, 이 역시 곧 극복할 수 있을 것”이라고 말했다.

 

 

구글 픽셀2 후면 카메라 부분 - amazone.com
구글 픽셀2 후면 카메라 부분 - amazone.com

 

 

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