ETTR 노출 방법을 활용한 디지털 카메라의 화질 향상

Abstract

디지털 카메라의 센서는 각각의 픽셀에 대응하는 휘도 값을 저장한 것이다. 이러한 상태의 기록을 로파일이라고 한다. 로파일은 가장 밝은 하이라이트 한 스톱부터 이미지가 갖는 레벨 값의 절반을 할당하고 그 나머지의 절반을 그 다음 스톱에 할당하는 방식으로 가장 어두운 섀도에는 가장 적은 레벨을 분배하는 특성을 갖는다. 그러므로 가장 많은 레벨 정보를 갖고 있는 가장 밝은 하이라이트 한 스톱을 촬영 시 반드시 확보하면 디지털 카메라의 향상된 화질을 구현할 수 있을 것이다. 즉 이러한 디지털 이미지의 정보 기록 분배 방식으로 인하여 촬영 시 노출이 매우 중요하다고 판단할 수 있다. 본 논문은 디지털 카메라의 최적노출을 위하여 가장 많은 레벨 값이 할당되는 하이라이트 한 스톱을 가능한 한 최대한도로 유지하기 위하여 얼마만큼의 노출 과다 조정과 감도가 효과적인지 실험을 통하여 밝혀냈다. 이를 위하여 디지털 카메라를 적정 노출에서부터 1/3스톱씩 2스톱까지 7단계의 노출 과다로 촬영하고 적정 노출을 기준으로 노출이 과다된 로파일을 노출 부족으로 컨버팅 하여 화질을 향상시키는 ETTR(Exposure to the right) 노출 방법의 효용성을 검증하였다. 그 결과 다이내믹 레인지를 확장시키고 비주얼 노이즈를 최소화시키는 디지털 카메라의 최적 화질 구현을 위하여 가장 적정한 노출은 약 <TEX>$1\frac{2}{3}$</TEX> 스톱 정도 노출을 과다하였을 때이며 고감도로 갈수록 그 효과가 높았다. 이와 같은 논문은 카메라 사용자와 제조사에게 실용적인 ETTR 노출 정보를 제공함으로써 넓은 다이내믹 레인지를 구현하는 동시에 노이즈를 최소화시켜 최적화된 디지털 카메라의 화질 구현할 수 있게 할 것이다. Raw files record luminance values corresponds to each pixel of a digital camera sensor. In digital imaging, controlling exposure to capture the first highlight stop is important on linear-distribution of raw file characteristic. This study sought to verify the efficiency of ETTR method and found the optimum over-exposure amount to maintain the first highlight stop to be the largest number of levels. This was achieved by over-exposing a scene with a raw file and converting it to under-exposure in a raw file converting software. Our paper verified the efficiency of ETTR by controlling the exposure range and ISOs. Throughout the results, if exposure increases gradually 6 steps, dynamic range is also increased. And it shows that the optimized exposure value is around + <TEX>$1\frac{2}{3}$</TEX> stop over compared to the normal exposure with the high ISOs simultaneously. We compared visual noise value at <TEX>$1\frac{2}{3}$</TEX> stop to the normal exposure visual noise. Based on the normal exposure's visual noise, we can confirm that visual noise decrement is increased by increasing ISOs. In this experimental result, we confirm that overexposure about + <TEX>$1\frac{2}{3}$</TEX> stop is the optimum value to make the widest dynamic range and lower visual noise in high ISOs. Based on the study results, we can provide the effective ETTR information to consumers and manufacturers. This method will contribute to the optimum image performance in maximizing dynamic range and minimizing noise in a digital imaging.