낮이나 밤이나 선명한 사진을 선사하는 Tetrapixel™

스마트폰 덕분에 소중한 일상을 카메라에 담아내는 것이 그 어느 때보다도 쉬워졌다. 이제 누구나 주머니 속의 모바일 기기로 쉽게 사진을 찍을 수 있게 되었을 뿐만 아니라 사진의 화질 또한 최근 몇 년 동안 놀라울 정도로 발전했다. 고성능 카메라는 이미 모바일 업계의 표준이 되었지만 저조도 환경에서도 좋은 화질로 사진을 찍는 방법은 모바일 엔지니어에게 풀리지 않는 숙제였다. 이에 스마트폰 혁신을 선도하는 삼성의 테트라픽셀 기술은 한 차원 높은 섬세한 모바일 이미지를 선사한다. 저조도 사진 촬영의 어려움 테트라픽셀 기술의 동작 원리를 이해하려면 삼성이 이 기술을 통해 해결하고자 했던 문제부터 살펴봐야 한다. 그 모든 것은 이미지 센서로부터 출발한다. 사진의 최종 품질을 결정하는 것은 바로 카메라 렌즈를 통과하는 빛을 감지하고 처리하는 부품인 이미지 센서의 구조이다. 이미지 센서가 정교한 디테일의 선명한 고해상도 사진을 만들어내려면 탑재된 픽셀 수가 많아야 한다. 반면에 각 픽셀의 크기는 이미지 센서의 감도에 영향을 미치는데, 이는 픽셀이 클수록 빛 흡수력이 더 좋아지기 때문이다. 스마트폰은 휴대성이 중요하기 때문에 이미지 센서의 크기도 역시 작아야 한다. 그래서 엔지니어들은 딜레마에 빠지게 된다. 이미지 센서의 크기가 한정되기 때문에, 픽셀 수를 늘리면 각 픽셀 크기가 작아지고, 픽셀 크기를 늘리면 픽셀 수가 적어져야 하기 때문이다. 다시 말해 모바일 이미지 센서는 저조도에서 더 나은 사진을 찍기 위해 해상도를 포기하거나, 반대로 해상도를 높이기 위해 저조도 사진 품질을 포기해야 하는 것이 일반적이다. 픽셀을 변형시키다: 테트라픽셀 기술의 동작 원리 픽셀이 조도에 따라 크기를 바꿀 수 있다면 어떨까? 테트라픽셀 기술의 개발은 바로 이 질문에서 출발되었다. 물론 픽셀의 물리적 구조는 바꿀 수 없지만, 엔지니어들은 첨단 알고리즘을 사용하여 픽셀을 변화시키는 방법을 찾아냈고, 그게 바로 테트라픽셀 기술이다. RGB가 엇갈려 배치된 기존 센서와 달리, 동일한 컬러 필터가 인접 배치되어 이미지 센서 내 4개의 픽셀을 하나로 그룹화할 수 있게 된 것이다. 카메라가 저조도 환경에서 촬영되면 최적화된 알고리즘이 각 그룹에서 얻어진 정보와 데이터를 조합하여 작은 픽셀 4개가 하나의 큰 픽셀로 합쳐져 역할하게 된다. 조도가 높은 환경에서는 리모자이크 알고리즘이 픽셀을 전통적인 RGB 패턴으로 리매핑하여 고해상도 이미지를 구현해낸다.

이처럼 테트라픽셀 기술은 밝고 어두운 환경 모두에서 사진 품질을 높일 뿐만 아니라, 독특한 구조 덕분에 명암 대비가 높은 환경에서 HDR 성능을 향상시키기도 한다. 이는 각 그룹에 있는 픽셀의 노출 시간이 서로 달라 빛을 더욱 정확하게 포착할 수 있기 때문이다. 픽셀에서 수집된 정보가 HDR 처리 기술과 결합되면 이미지 센서가 더욱 정확한 색상과 높은 다이내믹 레인지의 사진을 만들어낼 수 있다. 테트라픽셀 기술이 적용된 아이소셀 이미지 센서에 대해 어떻게 생각하는가? 트위터에서 대화에 참여. 그리고 링크드인에서 삼성전자 반도체를 팔로우하면 재미있는 스토리를 더 찾아볼 수 있다. _{* 테트라픽셀(Tetrapixel) 명칭은 2022년 7월에 수정되었음}