광학 및 디지털 이미지 안정화의 차이점은 무엇입니까?

걷는 동안 휴대 전화에서 동영상을 찍으려고 한 적이 있다면 이미지를 여전히 까다롭게 유지하는 것이 좋습니다. 저기 흔들리는 캠 효과를 줄이기 위해 설계된 몇 가지 깔끔한 기술이 있으며이를 구현하는 데는 두 가지 접근 방식이 있습니다..

광학 이미지 안정화는 정지 사진 촬영의 세계에서 가져온 것입니다. 렌즈 내부의 복잡한 하드웨어 메커니즘을 사용하여 이미지를 계속 유지하고 선명한 캡처를 가능하게합니다. 오랜 기간 동안 있었지만 비디오 용으로 채택되었으며 최근에는 스마트 폰용으로 소형화되었습니다. 디지털 이미지 안정화는 "디지털 줌"과 같은 소프트웨어 트릭이지만, 센서에서 이미지의 올바른 부분을 적극적으로 선택하여 피사체처럼 보이게하고 카메라가 덜 움직이는 것처럼 보입니다. 둘 다 어떻게 작동하는지, 최신 사진 가젯에서 어떻게 적용되는지 살펴 보겠습니다..

광학 이미지 안정화 : 렌즈 안정제

How-To Geek은 이미 광학 이미지 안정화가 작동하는 방식을 설명하는 기사를 이미 가지고 있습니다. 그러나 완전성을 위해 간단히 OIS라고 부르는 광학 이미지 안정화, 카메라 브랜드에 따라 "IS"또는 "진동 감소"(VR, 가상 현실과 관련 없음)라고도합니다. 하드웨어에 관한 모든 것.

광학 손떨림 보정 기능이있는 카메라 렌즈에는 카메라가 초점을 맞추고 촬영할 때 렌즈 내부의 유리 요소 중 하나 이상을 물리적으로 움직이는 내부 모터가 있습니다. 이것은 안정화 효과를 가져 오며, 렌즈와 카메라의 움직임 (예를 들어, 조작자의 손을 흔들기)에 대항하여보다 선명하고 덜 흐릿한 이미지를 기록 할 수있게합니다. 이것은 잘 정의 된 상태에서 더 낮은 조명이나 낮은 F 스톱 값으로 사진을 찍을 수있게합니다.

이 재료에 적용되는 엔지니어링은 놀랍습니다. 스테디캠과 같은 시스템에서 사용되는 다축 짐벌과 같은 외부 하드웨어의 초소형 버전입니다. 스포츠 이벤트 나 영화 세트에서 볼 수있는 대형 어깨 장착형 카메라 버팀대입니다. 인 - 렌즈 또는 인 - 카메라 안정화 시스템의 결과는 외부 자이로 스코프 안정기에서 얻은 결과만큼 극적이지는 않지만 여전히 인상적입니다. 광학 손떨림 보정 기능이있는 렌즈가있는 카메라는 손떨림이없는 것보다 낮은 밝기로 더 선명한 정지 이미지를 캡처 할 수 있으며 동일한 기술을 사용하여 손떨림 카메라로 비디오를 녹화하는 흐리고 흔들리는 효과를 약간 향상시킬 수 있습니다. 큰 단점은 광학 이미지 안정화에는 렌즈에 많은 추가 구성 요소가 필요하며 OIS 장착 카메라와 렌즈는 덜 복잡한 디자인보다 훨씬 비쌉니다..

광학 이미지 안정화는 고급 스틸 및 비디오 카메라로 제한되어 왔습니다. 그러나이 기술은 소비자 수준의 DSLR 카메라와 미러리스 카메라에서 충분히 얻을 수 있도록 반복되었습니다. OIS 렌즈가 스마트 폰 카메라 모듈에 들어갈 수 있도록 축소되었습니다. 그렇습니다. 즉, 두께가 0.5 인치 미만인 일부 스마트 폰에는 작고 움직이는 유리 요소가 있음을 의미합니다. 휴대 전화에 OIS 렌즈가있는 경우 상단 끝을 귀에 고정하고 조금 흔들면 후면 카메라 모듈에서 흔들리는 소리가 들립니다. (음, 너무 열심히하지 마라.)

다음은 전화 카메라 모듈의 작은 OIS 구성 요소의 예입니다. 렌즈 어셈블리의 윗부분이 이미지 센서와 독립적으로 어떻게 움직일 수 있는지 주목하십시오.

훨씬 더 작은 렌즈와 센서를 사용하는 휴대 전화의 OIS 기능은 대형 카메라보다 그다지 뛰어난 기능이 아닙니다. 하지만 여전히 선명한 사진과 덜 흔들리는 동영상을 촬영하는 데 도움이됩니다. 광학 이미지 안정화를 특징으로하는 주목할만한 전화 디자인에는 iPhone 6 이상, Samsung Galaxy S7 이상, LG G 시리즈 및 Google Pixel 2.

수동 이미지 안정화 : 안정화를위한 비디오 자르기

디지털 이미지 안정화는 모두 소프트웨어로 수행됩니다. 광학 줌과 디지털 줌의 차이점을 잘 알고 있다면 (예 : 이미지의 픽셀을 개선하지 않고 이미지를 날려 버리는 경우), 이와 유사합니다. 그러나 디지털 안정화는 비디오에 훨씬 더 즉각적이고 측정 가능한 영향을줍니다..

불안정한 사전 녹화 된 비디오를 안정화하려면 각 프레임에서 "움직이는"경계 부분을 잘라 내고 더 안정적인 비디오를 만듭니다. 환상적입니다. 비디오가 흔들리는 동안 이미지의 각 프레임의 자르기가 흔들림을 보정하기 위해 조정되고 부드러운 비디오 트랙을 볼 수 있습니다. 이를 위해서는 이미지 프레임을 확대하고 (이미지 품질을 희생 시키거나) 프레임 자체를 축소해야합니다 (결과적으로 이동하는 검은 색 테두리가있는 더 작은 이미지가 생성됩니다).

환자 비디오 편집자는 완성 된 녹음을 프레임 단위로 수동으로 수행 할 수 있습니다. 스타 워즈 에피소드 7의 짧은 장면에 대한 극적인 예가 있습니다..

이것은 안정화 효과를 위해 자르기의 과장된 예이지만 피사체 (선박) 또는 배경에 상대적으로 비디오 프레임 주위로 이미지를 움직이는 것이보다 부드러운 비디오를 생성하는 방법을 보여줍니다. 다음은 실제 사례와 함께 더 일반적인 예제 모음입니다..

디지털 이미지 안정화 : 소프트웨어 자르기 비디오

고급 소프트웨어가 추가 됨으로써 컴퓨터는이 자르기 및 이동 기술을 비디오에 자동으로 적용 할 수 있습니다. Adobe Premiere, Final Cut Pro 및 Sony Vegas와 같은 비디오 편집 소프트웨어는 일반적으로 전체 크기 비디오를 작은 크기로 잘라내거나 확대하여 프레임 단위로 동적으로 안정화함으로써이 효과를 얻을 수 있습니다. 다음은 Final Cut Pro에서 수행되는 비디오의 자동 안정화 효과의 예입니다 (아직 설정되지 않은 경우 3:34로 건너 뛰십시오).

광학 이미지 안정화와 마찬가지로이 사후 처리 소프트웨어는 저렴 해지고 분산되어 가고 있습니다. YouTube 및 Instagram과 같은 무료 비디오 서비스에 기본 줌 - 및 - 자르기 안정화 기능을 내장 할 수도 있습니다. 비디오 프레임의 가장자리에 검정 영역을 표시하지 않고 카메라 흔들림을 보완하기 위해 확대해야하기 때문에이 효과를 적용 할 수있는 한계가 있습니다. 확대 할수록 최종 비디오의 화질은 떨어집니다. 다음 비디오는 안정화 된 영상의 프레임 (상단)이 안정화 효과에 필요한 작물로 인해 원래의 비 안정화 된 비디오 (하단)의 전체 프레임보다 작음을 유의하십시오.

이것이 이미지 안정화를 기존 비디오에 적용하는 방법입니다. 이제는 움직이는 및 자르기 안정화 기술, 스틸 카메라 센서의 픽셀 그리드에서 약간의 여유 공간이있는 비디오 캡처 및 이미지와 모션의 일부를 감지하는 고급 고급 소프트웨어를 결합하면 자동으로 안정화 작업을 수행 할 수 있습니다. 비디오가 녹화되는 바로 그 순간! 이 소프트웨어는 모든 프레임에 대해 카메라의 센서에 전체 이미지를 기록하고 주 피사체와 배경과의 관계에서 카메라가 흔들리는 것을 자동으로 감지하고 이미지를 움직여 4K 또는 1080p 크기로 잘라내어 이미지를 움직여서 움직임을 보완합니다. 카메라 자체.

이것이 바로 "디지털 이미지 안정화"가 의미하는 것입니다. 비디오 녹화 후 여분의 소프트웨어가 필요없이 자동으로 카메라에서 비디오에 자르기 도구를 적용하는 것입니다..

이 기술은 렌즈 메커니즘에 여분의 움직이는 부품을 필요로하지 않으므로 제조 비용이 저렴합니다. 광학적으로 안정화 된 렌즈만큼 기술적으로 효율적이지는 않습니다. 자르기 도구를 실시간으로 적용하기 위해 고급 컴퓨터 처리가 필요하기 때문입니다. 그러나 하드웨어와 소프트웨어의 올바른 조합을 통해 효과가 극적으로 나타날 수 있습니다. 새로운 GoPro 7 시리즈의 최신 디지털 이미지 안정화 기술 비디오.

이전 버전과 마찬가지로 GoPro 7에는 카메라 자체에서 움직이는 안정화 부품이 없으며 위의 비디오는 Premiere 또는 Final Cut과 같은 추가 소프트웨어로 안정화되지 않았습니다. 해당 비디오는 모두 카메라에서 직접 찍은 것이므로 떨림과 진동을 보정하기 위해 자르기가 자동으로 적용됩니다. 완벽하지는 않습니다. 계단을 내려가는 자전거에서 진동을 완전히 제거하는 것은 좋지 않습니다. 예를 들어 비디오 프레임에 약 10 %의 자르기가 있습니다. 그러나 OIS 또는 소프트웨어 전용 안정화에 필요한 비용이나 시간없이 안정화되지 않은 카메라에 비해 인상적인 향상입니다. GoPro는 Hero 5 시리즈 이후 카메라 내장 디지털 이미지 안정화 기능을 갖추고 있으며 다른 액션 카메라에서도 사용할 수 있습니다..

디지털 이미지 안정화는 휴대폰의 비디오에도 적용될 수 있습니다. Google은 원래 Pixel ( "전자 이미지 안정화"를 위해 "EIS"라고 함)에 소프트웨어 전용 시스템을 사용했으며 현재 대부분의 고급형 휴대 전화에는 명시 적으로 또는 어느 정도의 디지털 안정화 수준이 적용되어 있습니다. 삼성은 갤럭시 노트 8, 갤럭시 S9와 갤럭시 S9 +, 광학 모두 과 디지털 이미지 안정화가 동시에 사용됩니다. 그러나 디지털 이미지 안정화에는 큰 단점이 있습니다. 광학 안정화 시스템과 달리 스틸 이미지에는 적용 할 수 없습니다. 디지털 이미지 안정화는 일련의 스틸 비디오 프레임을 자르기에 의존하기 때문에 한 번에 하나씩 만 작동합니다.

이미지 크레딧 : Canon, GoPro