듀얼카메라, 사람 눈처럼 3D 파악.. 안면인식도 척척

[스마트폰서 자율주행차로 영역 확장.. '듀얼카메라'의 진화]
스마트폰 AP 처리속도 빨라지자 한쪽은 광각, 다른쪽은 망원렌즈
두 畵角이 화상 폭넓게 잡아내 먼 곳 풍경도 선명하게 촬영
무인車가 전후방 도로 인식 가능.. 얼굴 입체감도 정확히 감지해내

최근 출시되는 프리미엄 스마트폰에는 듀얼(dual) 카메라가 탑재되는 추세다. 듀얼 카메라는 스마트폰 뒷면에 두 개의 카메라를 탑재한 것을 말한다. LG전자는 지난 21일 출시한 프리미엄 스마트폰 V30의 차별화 포인트로 듀얼 카메라를 장착했고 삼성전자도 같은 날 자사 스마트폰으로는 처음으로 듀얼 카메라를 탑재한 갤럭시노트8을 출시했다. 애플, 중국 화웨이가 판매하고 있는 스마트폰에도 모두 듀얼 카메라가 쓰이고 있다. 시장조사기관 테크노시스템리서치는 올해 전 세계에서 생산되는 스마트폰(15억6600만대) 중 18.5%인 2억8905만대의 스마트폰에 듀얼 카메라가 탑재될 것이라고 내다봤다. 듀얼 카메라 탑재 스마트폰 비중은 오는 2021년 전체 스마트폰의 32.7%까지 늘어날 전망이다.

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◇'찰칵' 한 번에 사진 두 장

듀얼 카메라를 장착한 스마트폰의 뒷면에는 두 개의 렌즈가 좌우 혹은 상하로 나란히 붙어 있다. 듀얼 카메라의 두 렌즈는 화각(畵角)이 서로 다르다. 화각은 렌즈가 볼 수 있는 각도를 뜻한다. 화각이 클수록 더 많은 풍경을 담을 수 있다. 화각이 작으면 시야가 좁아지지만 먼 곳까지 찍을 수 있다. 화각이 작은 렌즈가 망원렌즈, 큰 게 광각 렌즈다. 듀얼 카메라는 각 렌즈가 담은 장면을 하나의 이미지로 합성해 기존 스마트폰 카메라로는 얻을 수 없던 사진을 촬영할 수 있다. 예를 들어 스마트폰으로 촬영할 때 화면에 사람이 가득 나오게 잡은 뒤 셔터를 눌러도 저장된 사진에는 스마트폰 화면에는 보이지 않았던 뒷배경까지 담긴다. 한 개의 카메라가 피사체에 초점을 잡고 다른 광각 렌즈가 주변 배경을 찍어 카메라 시야각이 한층 넓어지는 광각 효과가 나타나는 것이다.

듀얼 카메라는 스마트폰 개발 초창기에도 나왔지만 당시엔 상용화에 한계가 있었다. 좁은 기판 위에 카메라 두 개를 설치하기도 쉽지 않지만, 두 개의 렌즈가 찍은 사진을 촬영과 동시에 하나의 이미지로 합칠 만큼 스마트폰의 성능이 따라주지 못했다. 최근 들어 스마트폰의 두뇌에 해당하는 AP(중앙처리장치)의 정보 처리 속도가 빨라지면서 듀얼 카메라 장착이 가능해졌다. 듀얼 카메라는 두 장의 다른 사진을 한 장으로 만들 수 있고, 한 차례 촬영으로 광각·망원렌즈로 찍은 사진 2장을 얻을 수도 있다.

듀얼 카메라의 구성은 제조사별로 조금씩 차이가 있다. 삼성의 갤럭시노트8과 애플의 아이폰8에는 광각 렌즈와 망원 렌즈가 각각 탑재됐다. 노트8은 광각 렌즈로 가까운 곳에 있는 인물을 찍고, 망원 렌즈로 뒷배경을 선명하게 찍은 다음 두 렌즈의 촬영 결과를 한 장의 사진으로 합성한다. 이런 원리를 이용해 인물은 선명하게 유지하면서 뒷배경은 흐리는 '라이브 포커스' 기능을 구현했다.

LG의 V30은 광각 렌즈와 일반 화각 렌즈로 구성돼 있다. 사용자는 사진작가들이 여러 개의 렌즈를 번갈아 쓰는 것처럼 두 렌즈 중 하나를 선택해 촬영할 수 있다. 올해 초에 나온 화웨이 P10은 한 렌즈가 색상을, 다른 렌즈가 흑백으로 명암을 각각 감지해 더욱 섬세한 화질의 사진을 찍을 수 있다.

듀얼 카메라는 렌즈가 한 개 있을 때보다 더 많은 빛을 받아들이기 때문에 밤처럼 어두운 환경에서도 비교적 선명한 사진을 담아낼 수 있다. 또 망원 렌즈로 비교적 먼 지점까지 담을 수 있어서 먼 곳을 확대해 봐도 화질이 선명하다. 한 개의 카메라를 사용한 스마트폰은 먼 곳의 풍경을 찍기 위해 디지털 줌 방식으로 렌즈를 당기면 화질이 크게 떨어졌다.

◇자율주행차·안면 인식에도 활용

듀얼 카메라가 가진 또 하나의 강점은 3D(입체) 인식이 가능하다는 점이다. 각 렌즈가 서로 다른 각도에서 한 피사체를 바라보기 때문에 원근감을 정확하게 파악할 수 있다. 튀어나온 부분을 가깝게 인식하고 움푹 들어간 부분을 멀게 감지하기 때문에 3차원 정보를 얻을 수 있다. 사람이 두 눈으로 보면 한 눈으로만 볼 때보다 정확하게 거리감을 알 수 있는 것과 같은 원리다. 듀얼 카메라는 3차원 정보를 읽음으로써 향후 자율주행차와 안면 인식 기술 등에도 활용할 수 있다. 무인(無人) 자동차는 자동차 전·후방과 측면에 설치된 카메라가 차량 주변 도로를 촬영해 주변 공간을 인식하기 때문에 정확한 3차원 정보가 중요하다. 또 사람 얼굴 부위의 입체감을 정확히 감지해 안면 인식에 활용할 수 있다.

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