안개 속 모습도 선명하게 복원하는 영상 기술 나왔다

UNIST, 고가 전문장비 없이도 영상 복원법 개발
자율주행용이나 몸속 살펴보는 의료용으로 가능

울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 박정훈 교수팀이 일그러진 장면(왼쪽)을 촬영한 동영상 속에 숨어있는 정보를 추출해 고해상도 영상으로 복원했다. UNIST 제공

[파이낸셜뉴스] 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 박정훈 교수팀이 안개에 가려져 일그러진 영상을 고가의 전문 장비 없이 프로그램만으로 쉽게 복원하는 방법을 개발했다. 이 방법은 자율주행차에 적용할 수도 있으며, 피부조직에 가려진 장기를 고해상도로 살펴보는 의료용으로도 활용할 수 있다.

박정훈 교수는 4일 "이 기술은 궂은 날씨에도 안정적인 자율주행은 물론 원거리 감시, 천문학 등에 적용 가능할 것"이라고 말했다. 또한 "더 나아가 살아있는 동물의 내부를 고해상도로 자세히 관찰할 방법을 제시했다"며 "생명현상의 비침습적 관찰을 가능케하는 데에 도움을 줄 것"이라고 덧붙였다.

연구진은 우선 왜곡된 영상에서 '해상도를 저하하는 성분'과 '위치만 변화시키는 성분'을 나눴다. 그런 다음 위치 변화의 효과를 컴퓨터로 제거했다. 영상 하나를 기준으로 위치 성분을 모두 옮겨 제자리에 둔 것이다. 이 상태에서는 해상도를 저하하는 성분만 모아 평균값을 낼 수 있다. 무작위적인 해상도 저하 원인 요소들의 평균을 구해 제거하는 개념으로, 실제 물체의 정보만 추출해 고해상도 영상이 복원된다.

안개나 연기, 아지랑이 등에 의해 가려진 현상은 '시간'을 두고 촬영한 동영상을 이용한다. 제1저자인 황병재 UNIST 바이오메디컬공학과 박사는 "동영상은 시간이 흐름에 따라 여러 장의 이미지가 모여서 만들어진다"며 "장면마다 서로 다른 왜곡이 나타났을 뿐 필요한 정보는 숨어있으므로 이를 추출해 선명한 영상을 얻을 수 있다"고 설명했다.

이 방법은 생체조직처럼 빛의 산란이 훨씬 심한 물체에도 적용이 가능하다. 이때에는 왜곡의 정도가 심한 점을 역이용해, 이미지 한 장의 '공간'을 임의로 쪼개서 필요한 정보를 얻을 수 있다. 각 공간을 조각난 채로 들어있는 이미지 정보를 모아서 평균값을 내고, 함수 처리하는 것이다.

박정훈 교수는 "대기나 생체조직에 의한 영상 왜곡은 시간이나 공간에 대해 무작위적으로 변하며, 이런 현상은 우리 일상과 밀접하다"고 설명했다.

한편, 연구진은 이번 연구결과를 국제학술지 '레이저 앤 포토닉스 리뷰(Laser & Photonics Reviews)'에 지난 1일 발표했다.
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