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GIST ‘컬러→흑백 사진’ 보정 AI 기술 개발

AI대학원 전해곤 교수팀

2024년 04월 15일(월) 19:35
왼쪽부터 GIST AI대학원 전해곤 교수, 신지수 석박통합과정생, 신승현 석박통합과정생
광주과학기술원(GIST) 연구팀이 기존의 컬러 사진·영상을 전문가 수준 처럼 흑백으로 보정할 수 있는 인공지능(AI) 기술을 개발했다.

15일 GIST에 따르면 AI대학원 전해곤 교수 연구팀이 인공지능(AI) 기술을 활용해 흑백 사진작가들의 포트폴리오로부터 흑백 사진의 보정 기법을 모사하는 알고리즘을 개발했다.

흑백 사진은 컬러 사진과 달리, 색으로부터 벗어나 질감, 선, 패턴, 대비 등에 초점을 맞춰 사진을 표현할 수 있다.

이 같은 특징을 살려 최근 인스타그램 등 소셜 네트워크 서비스(SNS)에서 심미적 효과를 연출하는 데 널리 활용되면서 흑백 사진이 새롭게 주목받고 있다.

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

학습 데이터를 구축하기 위해 3명의 국내 전문 사진작가를 섭외해 그들 고유의 스타일로 컬러 사진을 흑백으로 변환하는 작업을 의뢰했고, 작가 특유의 개성이 담긴 흑백 사진 데이터셋(작가별 5,000장, 총 1만 5,000장)을 구축했다.

연구팀은 이를 바탕으로 사진 데이터셋을 각각 어느 사진작가가 보정했는지와 작가별 사진 중에서도 대상 피사체가 무엇인지에 따른 계층화 분류 작업을 추가로 수행했다.

이후 연구팀은 딥매트릭러닝(Deep Metric Learning) 기반의 인공신경망을 적용해 심미적으로 뛰어난 흑백 사진을 생성했다.

알고리즘은 사진작가의 포트폴리오로부터 작가 고유의 스타일 특징을 추출하는 ‘제1신경망’과 실제 전문가의 보정 방법에 매우 근접한 수준의 리터칭(retouching)을 미학적 요소로 재현하는 ‘제2신경망’으로 구성된다.

학습된 알고리즘은 사용자가 개인적으로 선호하는 사진들에 맞춰 ‘제1신경망’을 미세조정 할 수 있다.

즉, 제안한 데이터셋으로 학습한 네트워크의 파라미터를 기반으로 새로운 사진작가의 스타일을 모사하는 것이 가능하다.

GIST AI대학원 전해곤 교수 연구팀이 개발한 흑백 보정 AI 기술과 어플리케이션들의 필터들과의 비교 사진.
연구팀이 개발한 알고리즘을 통해 얻은 흑백 사진과 갤럭시·아이폰·인스타그램 필터들의 일반인 선호도를 조사한 결과, 대부분의 사람들이 연구팀에서 제안한 알고리즘의 결과를 선호하는 것으로 확인됐다.

설문조사는 20~50대 남녀 80명을 대상으로 진행했으며, AI를 통해 보정한 사진이 4.58점을 받아 가장 높았다.

전해곤 교수는 “이번 연구 성과를 통해 기존 사진에 대한 높은 배경지식과 고가의 카메라를 사용해야 얻을 수 있던 미학적으로 가치가 높은 흑백 사진을 우리 알고리즘을 통해 일반인도 쉽게 얻는 것이 가능해졌다”며 “향후 사진 보정 어플리케이션 및 미디어 산업계의 영상 후처리 과정 등에서 활용될 것으로 기대된다”고 말했다.

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