내 안에 갯지렁이가 날뛴다.

Aliasing / Foldover (앨리어싱) 현상

Aliasing이란 결과물에서 약간의 차이가 있지만 소리와 영상에서 모두 쓰이는 용어입니다.

백문이 불여일견이라고 아래의 영상을 먼저 보시면 앨리어싱 현상에 대해서 보다

쉽게 이해할수 있습니다.

위의 영상에서 화살표는 같은 방향으로 계속 흘러가고 있으나, 그 속도에 비해

캡춰하는 프레임수가 적어 마치 반대로 가는것처럼 보이는데요.

초당 30프레임으로 제작된 영상에서 어떻게 앨리어싱 효과가 일어나는지 확인이 가능합니다.

참고로, 영화를 볼때 자동차 바퀴나, 헬리콥터의 프로펠러가 이와 같이 아주 느리게

반대로 가는것처럼 보이는데, 그것 역시 앨리어싱 현상입니다.

헬리콥터의 프로펠러가 초당 24프레임을 가지는 영화필름보다 너무 빠르게 돌아가기

때문입니다.

이것을 소리에 간단히 대입하면 됩니다.

소리에는 샘플링 주파수가 존재합니다. (Sample Rate)

녹음하려는 샘플링 주파수가 기존 파형을 전부 샘플링하지 못한 데이터를 아날로그 신호로

재구성 하는 단계에서 Pitch나, 잡음이 생기게 되는 것입니다.

( 영화처럼 소리가 거꾸로 가지는 않습니다. 와글거리는 소리가 납니다. )

이것을 Foldover, 혹은 Aliasing이라고 합니다.

앨리어싱 에러의 예. 검은색 선은 샘플링하려는 소리이며, 붉은색이 샘플링된 RATE입니다.

위의 그림은 서로 다른 SAMPLE RATE SIGNAL이 RATE가 낮아질때 어떻게 변화되는가를 보여주는 그래프입니다.

Anti-Aliasing (안티-앨리어싱)

안티-앨리어싱이란 Digital Signal Process (DSP)의 일종으로 그 앨리어싱 현상이 오는 모든 분야에서 사용됩니다. Digital Photography, Digital Audio, Computer Graphics 등에서 사용되는데, 혹 게임의 옵션중에 Anti-Aliasing이란것을 보신분도 있을겁니다. 적용을 누르면 해당 어플리케이션의 CPU점유율은 늘어나지만 그래픽은 보다 부드러워진것을 알수 있는데요. 이것 역시 Anti-Aliasing 테크닉입니다.

그림으로 보는 것이 더 이해를 도울것으로 생각되어집니다.

위의 그림중 왼쪽 그림이 앨리어싱현상이 일어난 그림이라고 생각하신다면,

가운데에 있는 그림이 안티-앨리어싱을 적용한 그림입니다.

그리고, 오른쪽 큰 그림은 안티-앨리어싱을 적용한 그림을 확대한 것입니다.

간단하게 설명하여,

기존의 다이아몬드를 표현하고 싶었지만, 지원하는 픽셀수가 커서 왼쪽과 같이 울퉁불퉁한

형태의 다이아몬드가 되었다면 안티-앨리어싱을 통하여 부드럽게 만들어 줄수 있습니다.

여기에서 생기는 오류는, 가운데 그림은 왼쪽그림보다 손상된 그림이라는 것입니다.

단순히 시각적,청각적으로 하여금 앨리어싱 현상을 두드러지지 않게 바꾸어 주는 것입니다.

원문 출처:http://ziokami.blog.me/50031225044

원본 출처:http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=njiomk&logNo=90043797507

이미지에 대한 화소는 M개의 행과 N개의 열로 이루어진 행렬로 표현될수 있다. 각 행렬의 좌표에 해당되는 화소는 명암도 정보가 저장되어있는데, 화소의 좌표 (M,N > 0 , 정수값) 조건은 까다롭지 않지만, 화소가 가지는 명암도는 상대적으로 제한적인 조건( )을 가진다. 이유인즉, 이미지를 처리하는 기계가 이진법을 쓰는 컴퓨터이기 때문이다.

위의 정의를 보았을때 이미지정보를 저장하기 위해 필요한 비트 수는  m, n, k 값에 따라 달라진다.

한가지 재밌는 사실은, 같은 화소수를 가진 사진이라도, k의 값을 감소시키면 이미지의 분명한 대비를 증가시키는 경향이 있고 인간의 눈은 이를 종종 향상된 화질로 인식하는 착시효과를 일으킨다. 쉽게 예기해서 적절할 명암비 감소는 이미지가 선명해진것 처럼 우리눈이 착각을 한다는 것이다.

디지털 영상이란,

물체로부터 광원에 반사되어오는 에너지의 세기를 감지기가 받아들여서, 그에 해당되는 아날로그값을 표준화하여 이산값으로 만들고, (여기서 표준화란, 물체로부터 반사되어온 에너지 세기의 연속된 값을 샘플링하여 뽑아내는것을 뜻함) 각 샘플링된 값은 각자 명암도범위에 따른 명암도를 갖게 되어 양자화 된다.