영상입력장치 2

이전 블로그에서 영상입력장치는 CMOS 기반의 카메라 센서가 빛을 디지탈 정보인  YUV 형태로 만들어 전달한다고 했다.

영상입력장치에 대해서 조금 더 이야기해볼텐데 제품홍보문구를 보면 화각이니 HD급, VGA급이라는 용어가 사용된다.

블랙박스에서 사용하되는 영상입력장치는 흔히 접하게 되는 디지탈 카메라와 유사하고 좀 더 크게 생각하면 Digital이라는 점을 제외하고는 일반 아날로그 카메라와 일맥상통한다고 할수 있다.

제품을 접하게 되면 시제품의 녹화된 영상을 보면 번호판이 잘 보이는지, 아니면 어두운곳(암부)의 영상의 화질은 어떠한지 같은 영상화질에 대한 논의를 많이 하게되는데, 카메라(디지탈카메라)에 대한 경험이 있다면 어떤 부분을 중심으로 해결책을 찾아야 할지 도움이 된다.

촛점이 맞지 않고 어두운 부분에서는 노이즈와 계단현상이 보인다면 어디를 살펴봐야할까 ?


촛점거리


촛점거리란 사람의 눈에서는 홍체와 망막사이의 거리를 말하고 블랙박스나 카메라에서는 렌즈와 렌즈를 통해 들어오는 영상이 맺히는 지점까지의 거리를 뜻한다. 여기서 맺히는 지점에는  일반 카메라의 필름 또는 RGB 신호 센서(CCD,CMOS)가 있다.


간략히 정리하면 촛점거리가 길면 화각이 좁고 멀리있는 사물이 제대로 보이고, 촛점거리가 짧으면 화각이 넓고 가까이 있는 사물이 제대로 보이게 된다.


줌기능이 있는 디지탈 카메라를 써본 사람이면 줌기능이 동작했을때 보여지는 영상의 범위(화각)가 달라진다는것을 알 수있다. Zooming을 하면 줌렌즈 내부에 포함되어 있는 여러개의 렌즈(오목,볼록)가 조합하는것하여 결과적으로 촛점거리가 멀어지고 보여지는 영상에 영향을 준다.



줌, 단렌즈 와 줌렌즈

디지탈 카메라를 사용해본적 있는 분들은 줌(ZOOM)기능을 알고 사용해본 적이 있을 거다. 휴대폰에 장착되어 있는 카메라도 대부분 광학 또는 디지털 줌기능을 제공하고 있기 때문에 카메라가 탑재된 휴대폰이나 집안의 똑딱이 디카를 사용해본 사람이라면 다 아는 기능입니다. 자 그럼 차량용 블랙박스에서는 줌기능이 있을까? 이 글을 쓰고 있는 시점에는 현재 줌기능을 탑재한 렌즈를 사용하는 블랙박스를 접하지 못했지만 필요한 곳이 있다면 생길지도 모르지만 최소한 아는 범위안에서는 줌기능이 없었다.

현재까지는 줌기능이 없는 단렌즈를 사용되고 있다. 단렌즈란 앞서 이야기한 촛점거리가 고정되어 있는 렌즈다. DSLR에서 사용되는단렌즈들은 24mm, 28mm, 30mm, 50, 85mm 등의 고정된 촛점거리를 가진 단렌즈를 성능을 구분하는 단위를 가진다. 촛점거리가 각기 다른 렌즈들은 각기 다른 화각을 보여주게 된다.

줌렌즈는 단렌즈와는 반대로 여러개의 렌즈를 조합하여 화각을 만들어 낼 수 있지만, 여러개의 렌즈를 빛이 거치면서 화질과 선예도, 밝기가 감소하게된다.

화각

카메라를 촬영한다고 생각해보자. LCD나 뷰파인더에 보이는 영상이 카메라 렌즈앞에 있는 모든 영상을 담고 있지 않다. 카메라앞에 존재하는 실체를 평면으로 압축했을때 이중 일부만 일부만 보여지고 통상 사람들은 정면의 46도 정도를 본다고 한다. 그리고 디지탈 카메라 렌즈쪽에서는 표준렌즈라고 한다. 블랙박스 제품은 사용되는 목적이 주행전방과 주행환경을 기록하는 것이기 때문에 장착되는 렌즈는 디지탈 카메라의 표준렌즈보다는 좀 더 큰 화각이 필요하다. 정면의 영상도 중요하고 옆차선의 차도 영상안에 담아야 하기 때문인데, 광각이 되기위해서는 동일한 센서면적을 기준으로 앞서 설명한 촛점거리가 짧아야 한다. 참고로 디지탈 카메라에서는 60도 이상이면 준광각, 80도 이상이면 초광각으로 분류하는데, 블랙박스 제품을 과 디지탈 카메라 제품을 비교하면 렌즈와 RGB 센서면과 아주 가깝다. 따라서 넓은 화각을 제공한다.


블랙박스 제품을 개발하는 중에 영상의 초점이 맞지 않는 것 같다면 Digital Sensor와 렌즈사이의 거리를 확인해보아야 한다. Digital Camera이론에 대해 알면 아무것도 아닌 내용이지만 프로그래밍만 열심히 하고 있으면 무엇이 흐린 영상을 만들어 내는 원인이지 간파하지 못한다.