흐릿한 CCTV화면도 3초만에 또렷…‘계산사진학’의 진화

포스텍 이승용 교수팀은 물체의 외곽선을 예측하는 기법을 도입해 3초 만에 흐릿한 사진을 선명하게 바꾸는 소프트웨어를 개발했다. 이 소프트웨어를 이용하면 흔들린 사진(왼쪽)을 또렷하게 보정할 수 있다. 사진 제공 포스텍 이승용 교수

흔들린 피사체 외곽선 추적해 복원
얼굴인식 유용… 범죄수사 활용 가능
내시경 화면 조명바꿔 암세포 찾기도

17일 막을 내린 드라마 ‘아이리스’는 극중 등장한 첨단기술로도 많은 화제를 낳았다. 국가안전국(NSS) 소속 요원들은 폐쇄회로(CC)TV나 휴대전화 카메라가 찍은 영상을 첩보 활동에 활용했다. 공항 CCTV로 입국자의 얼굴을 확인하고 필요하면 언제든지 흐릿한 화면도 선명하게 바꿨다.

실제로 컴퓨터그래픽 분야에서는 드라마처럼 흔들린 영상을 선명하게 바로잡아 주는 연구가 활발하다. 바로 ‘최첨단 과학 포토샵’으로 불리는 ‘계산사진학’이다. CCTV 화면을 이 방법으로 처리하면 범죄 수사에 큰 도움이 된다. 암세포를 지금보다 더 정확하게 찾아내는 기술도 가능할 것으로 기대되고 있다.

○ 10분 이상 걸리던 영상복원 3초로 단축

포스텍 컴퓨터공학과 이승용 교수는 3초 만에 흐릿한 사진을 선명하게 바꾸는 소프트웨어를 최근 개발했다. 이 교수는 18일 일본 요코하마에서 열리는 컴퓨터그래픽 분야의 최고 학술대회인 ‘시그래프 아시아 2009’에서 이 기술을 처음 공개한다.

영상이 흔들리는 이유는 촬영하는 순간 카메라가 살짝 움직였기 때문이다. 화소 하나당 영상 정보가 하나만 입력돼야 하는데 카메라가 흔들리면서 한 화소에 여러 개의 영상 정보가 겹쳐 사진이 뿌옇게 나타나는 것이다. 카메라가 움직인 경로만 찾아낼 수 있다면 이 경로를 역추적해 사물의 원래 윤곽도 알아낼 수 있다.

하지만 화소 하나를 점으로 보고 사물의 윤곽을 찾을 경우 컴퓨터가 일일이 점을 계산하느라 시간이 너무 많이 걸린다. 이 교수팀은 사물의 색상 등 경계정보를 이용해 사물의 외곽선을 예측하는 기술을 적용했다. 이렇게 하면 카메라가 움직인 경로를 단숨에 찾을 수 있다. 이 교수는 “10분 이상 걸리던 영상 복원 시간이 3초로 확 줄었다”면서 “흐릿한 얼굴을 70% 수준으로 선명하게 보정할 수 있다”고 말했다. 경찰청은 이 교수팀의 기술을 CCTV 분석에 적용해 내년 여름부터 범죄 수사에 적극 활용할 계획이다.

○ 가상 조명으로 암세포 실시간으로 찾는다

한양대 컴퓨터공학부 박종일 교수는 내시경으로 촬영한 화면의 조명을 바꿔 암세포를 정확하게 찾아낼 수 있는 소프트웨어를 개발하고 있다. 암세포와 정상세포는 표면에서 빛을 반사하는 정도가 비슷해 색 차이가 거의 없다. 내시경으로 몸속 암세포를 찾을 경우 색만 봐서는 두 세포를 구분하기가 매우 어렵다는 뜻이다.

하지만 조명을 조절할 수 있다면 얘기가 달라진다. 일부 위암세포는 빨간색 조명 아래에서 정상 세포와 잘 구분이 된다. 박 교수는 진짜 조명을 비추는 대신 내시경으로 촬영한 사진의 조명을 바꿔 암세포의 색깔도 함께 변하게 하는 소프트웨어를 개발했다. 사용자가 컴퓨터를 보며 암세포를 정확하게 찾아낼 수 있도록 하기 위해서다. 조명만 지정하면 컴퓨터가 스스로 화면에서 암세포를 찾아낼 수도 있다.

이 소프트웨어는 현재 1초에 영상 한 장을 처리하는 수준이다. 박 교수는 1초에 30장까지 계산 속도를 높일 계획이다. 이렇게 되면 의사가 내시경으로 검진하는 도중 의심 가는 부위가 발견될 때 버튼 하나만 눌러 조명을 바꿀 수 있다. 암세포를 실시간으로 찾아낼 수 있는 셈이다. 박 교수는 “눈으로는 하나 찾을 암세포를 10개까지 한 번에 찾을 수도 있다”면서 “영화나 드라마에서 조명이 서로 다른 영상을 합성하는 데도 활용할 수 있다”고 말했다.

이현경 동아사이언스 기자 uneasy75@donga.com