전문가, 비싼 카메라 없이 '심미적' 흑백사진 AI 보정

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 일반인도 인공지능 기술의 도움으로 심미적 목적의 흑백사진을 정교하게 변환할 수 있는 기술을 내놨다.

광주과학기술원(GIST)은 전해곤 AI대학원 교수 연구팀이 인공지능 기술을 활용해 흑백 사진작가들의 포트폴리오로부터 흑백 사진의 보정 기법을 모사하는 알고리즘을 개발했다고 15일 밝혔다.

광주과학기술원의 전해곤 교수, 신지수 석박통합과정생, 신승현 석박통합과정생.(사진=광주과학기술원)

흑백 사진은 컬러 사진과 달리 색으로부터 벗어나 질감, 선, 패턴, 대비에 초점을 맞춰 사진을 표현할 수 있다. 최근 인스타그램 등 소셜 네트워크 서비스(SNS)에서 심미적 효과를 연출하는 데 활용되면서 주목받고 있다.

그동안 컴퓨터 비전 분야 연구에서 컬러 영상을 흑백 영상으로 변환하는 것은 심미적 완성도를 높이기 위한 것보다 단순히 다른 과업을 수행하기 위한 전처리 단계로 활용하거나 변환 과정에서 정보를 잃지 않는 것을 목표로 했다.

심미적 목적의 흑백 사진을 얻으려면 일반 카메라보다 비싼 흑백 사진 전용 카메라를 구입하거나 전문가에게 보정을 의뢰해야 한다. 일반 컬러 사진보다 더 많은 시간과 비용이 드는 작가 수준의 흑백 사진은 실용성 측면에서 아쉬운 점이 있었다.

연구팀은 이점에 착안해 컬러 사진으로부터 전문 사진사의 미학적 요소를 정밀하게 재현하는 흑백 사진 생성 알고리즘을 개발했다.

우선 3명의 국내 전문 사진작가를 섭외해 그들 고유의 스타일로 컬러 사진을 흑백으로 변환하는 작업을 의뢰해 작가 특유의 개성이 담긴 흑백 사진 데이터셋(총 1만5000장)을 구축했다.

이후 사진 데이터셋을 각각 어느 사진작가가 보정했는지와 작가별 사진 중에서도 대상 피사체가 무엇인지에 따른 계층화 분류 작업도 했다. 이후 딥매트릭러닝(Deep Metric Learning) 기반 인공신경망을 적용해 심미적으로 뛰어난 흑백 사진을 생성했다.

입력 영상(a)을 기본 흑백변환 알고리즘을 활용한 결과물(b), 사진 전체에 동일한 보정 효과를 진행한 결과물(c), 영역별로 다른 보정 효과를 줄 수 있는 우리 알고리즘의 결과물(d)의 비교 그림.(자료=광주과학기술원)

연구팀이 개발한 알고리즘을 통해 얻은 흑백 사진과 갤럭시, 아이폰, 인스타그램 필터들과 일반인 선호도를 조사한 결과, 대부분의 사람들이 연구팀에서 제안한 알고리즘의 결과를 선호하는 것으로 확인됐다.

영화 ‘기생충’과 ‘매드맥스’ 대상 원본 흑백판과 연구팀의 알고리즘으로 두 영화의 컬러판을 재생성한 흑백 영상에 대한 선호도를 비교한 결과, 연구팀이 개발한 알고리즘에 따른 결과물의 선호도가 높게 나왔다.

전해곤 교수는 “사진에 대한 높은 배경지식과 고가의 카메라를 사용해야 얻을 수 있던 흑백 사진을 이번 알고리즘으로 일반인도 쉽게 얻을 수 있다”라며 “향후 사진 보정 어플리케이션과 미디어 산업계의 영상 후처리 과정에서 활용될 것으로 기대한다”라고 말했다.

연구 결과는 컴퓨터 비전 분야 국제 학회 ‘CVPR(Computer Vision and Pattern Recognition)’에서 오는 6월 19일에 발표될 예정이다.