데이터 과학 관점에서 이미지 데이터 이해하기

이미지 데이터의 종류

비트맵(Bitmap)

비트맵은 비트의 지도(map of bits)란 뜻이며 래스터(Raster) 와 동의어 입니다. 각 픽셀에 저장된 비트 정보의 집합으로 그려지는 이미지 표현 방식입니다.

정교하고 화려한 색상 표현이 가능하여, 주로 사진이나 이미지에 활용되며 크기를 늘리거나 줄이면 원본 이미지에 손상이 발생하는 특징이 있습니다. 파일 형식에는 JPG, PNG, GIF 가 있습니다.

 

벡터(Vector)

벡터는 수학적인 함수관계로 점과 점을 연결해 이미지를 표현해 선과 면을 만들어 내는것을 말합니다. 점과 점을 연결하면 선을 만들 수 있고 선이 3개 이상 모이면 면이 만들어지게됩니다. 벡터는 선의 두께, 색상, 곡률 값을 갖게 되고 면은 색상 값을 가질 수 있습니다. 이러한 점,선,면 이 모여 벡터 이미지가 됩니다.

로고나 서체, 그래픽 요소에 사용되며 이미지를 키우거나 줄여도 원본 이미지에 손상이 발생하지 않습니다.

파일 형식에는 AI, PDF, SVG 가 있습니다.

 

비트맵 과 벡터 차이점 예시

비트맵과 벡터

 

비트맵(래스터) 에서 이미지가 표현되는 방식 이해하기

픽셀(Pixel)

픽셀이란 그림(picture) 와 원소(element) 의 합성어 입니다.

이미지 데이터는 픽셀(pixel)  이 모여 하나의 형태를 표현하는 것입니다. 즉 픽셀이란 이미지 데이터를 구성하는 최소 단위의 점 이며 픽셀에는 색을 표현하는 스칼라 값이나 벡터를 저장합니다.

 

색공간(Color Space)

픽셀의 색을 숫자로 표현하는 방식이며, 아래 표에서 대표적인 색공간 방식을 확인할 수 있습니다.

type	description
그레이 스케일 (gray scale)	0 - 255 의 8bit 숫자로 표현되며 모든 색이 흑백이고 0 = 검은색, 255 = 흰색 으로 0 에서 숫자가 커질수록 명도가 증가합니다.
RGB (Red-Green-Blue)	적,녹,청 3가지 색의 명도를 뜻하며 0 - 255 의 8bit 숫자로 표현될 때, (255, 0, 0) 은 적색, (0, 255, 0) 은 녹색, (0, 0, 255) 는 청색 입니다. 이미지 데이터는 (가로 픽셀 수 * 세로 픽셀 수 * 색채널) 형태의 3차원 배열로 저장됩니다.
HSV (Hue, Saturation, Value)
CMYK (Cyan-Magenta-Yellow-Key plate)	인쇄물에 사용되며 색 공간에 흰색이 없는것이 특징입니다.

 

파일 형식

.bmp 확장자를 가지는 비트맵(bitmap) 파일은 다차원 배열정보를 저장하고 있다. 비트맵 파일의 용량은 크기 때문에 압축을 통해 용량을 줄인 JPG, GIF, PNG 등의 압축 파일 형식로 많이 사용한다.

 

type	description
JPEG (Joint Picture Experts Group)	RGB 모드와 CMYK 모드 둘다 지원되며, 손실 압축 방식을 사용하며 투명 이미지, 레이어와 알파 채널을 지원하지 않는다.
GIF (Graphics Interchange Format)	하나의 파일에 여러 비트맵을 저장하여 다중 프레임 애니메이션을 구현할 수 있다. 투명 이미지를 지원한다. 컬러 표현 방식이 8bit 의 256개로 제한된다.
PNG (Potable Network Graphics)	비손실 압축방식으로 원본에 손상 없이 파일의 크기를 줄일 수 있고 모든 컬러 정보와 알파 채널 정보를 보존하고 있어, 포토샵에서 활용하기 용이하다. jpeg 와 gif 보다 용량이 크다.