영상 데이터

영상 데이터의 구조

• 영상이란 픽셀이 바둑판 모양의 격자에 나열되어 있는 형태(2차원 행렬)
• 픽셀 : 영상의 기본 단위, picture element, 화소

영상에서 사용되는 좌표계

• (0,0) 부터 시작 - zero base
• 영상에서의 좌표계와 행렬에서의 표현 방법에서 가로 세로가 서로 반대 -> 무엇이 가로/세로인지 확인
  

영상 데이터의 종류

그레이스케일 영상(grayscale image)

• 흑백 사진처럼 색상 정보가 없이 오직 밝기 정보만으로 구성된 영상
• 밝기 정보를 256단계로 표현
  

트루컬러 영상(truecolor image)

• 컬러 사진처럼 색상 정보를 가지고 있어서 다양한 색상을 표현할 수 있는 영상
• RGB 색 성분을 각각 256단계로 표현 -> $256^{3}$ = 16,777,216 색상 표현 가능
  

그레이스케일 영상의 특징

• 그레이스케일 영상의 픽셀 값 표현

  • 밝기 성분을 0 ~ 255 범위의 정수로 표현
    - 0 : 완전히 어두운 상태(검정색)
    - 255 : 완전히 밝은 상태(흰색)
    

• 프로그래밍 언어에서 표현 방법 : 1btye 사용

  • C/C++ -> unsigned char
  • Python -> numpy.uint8

• 픽셀 값 분포의 예
  

트루컬러 영상의 특징

• 컬러 영상의 픽셀 값 표현
  • R, G, B 색 성분의 크기를 각각 0 ~ 255 범위의 정수로 표현
    - 0 : 해당 색 성분이 전혀 없는 상태
    - 255 : 해당 색 성분이 가득 있는 상태
    

• 프로그래밍 언어에서 표현 방법 : 3btyes 사용
  • C/C++ -> 구조체, 클래스
  • Python -> 튜플, numpy.ndarray
• 픽셀 값 분포의 예
  

영상 파일 형식과 특징

주요 영상 파일 형식 특징

영상 데이터 용량 분석

• 그레이스케일 영상 : (가로 $\times$ 세로) bytes
• 트루컬러 영상 : (가로 $\times$ 세로 ) $\times$ 3bytes

파일 형식에 따른 파일 용량

• BMP, PNG, JPG 파일 용량 비교
• 압축할 때 영상 데이터가 어떻게 구성되어 있는지에 따라 용량이 달라짐
  • 평탄한 이미지(저주파 성분이 강함)
  • 복잡한 이미지(고주파 성분이 강함)