1. 스캐닝(Scanning)
우선 디지털화는 3개의 개별 과정으로 이루어 진다. 스캐닝, 표본화, 양자화이다.
한 장의 영상을 떠올려봅시다. 디지털화의 첫 단계는 그림을 작은 영역으로 나누는 것이다. 즉, 스캐닝이다. 그림의 작은 영역 각각은 화소, 즉 픽셀이다. 스캐닝의 결과, 행과 열로 특징지어지는 격자 모양이 생긴다. 격자의 크기는 대개 격자 각 면에 있는 픽셀의 수에 따라 달라진다. 행과 열은 특정 픽셀에 주소를 부여함으로써 각 픽셀을 식별한다. 행과 열은 매트릭스를 구성하며 이 경우 매트릭스는 9 * 9이다. 픽셀의 수가 증가하면 영상은 더욱 인식하기가 쉬워지고 영상의 섬세함을 인지하기가 더욱 용이해진다.
영상디지털화의 두 번째 단계는 표본화인데, 이것은 전체 영상에서 픽셀의 밝기를 도량화하는 것이다. 작은 빛 한 점이 슬라이드에 투사되면 투과된 빛은 영상 뒤에 위치한 광전자증배관에 의해 검출된다. 광전자증배관에서는 전기(아날로그) 신호가 출력된다.
2. 아날로그 - 디지털 변환(Analog-to-Digutal Conversion)
아날로그 신호를 디지털 정보로 변환하려면 아날로그-디질털 변환기 (ADC)가 필요하다. ADC는 아날로그 신호를 여러 번 표본화하여 다양한 지점에서 신호의 강도를 측정한다. 측정하는 지점이 많을수록 신호를 더 잘 나타낼 수 있다. 이 표본화 과정 다음에는 양자화 과정이 온다. ADC의 두 가지 중요한 특징은 속도와 정확성이다. 정확성은 신호의 표본화를 뜻한다. 더 많은 표본을 취할수록 디지털영상은 더 정확하게 표현된다. 표본을 충분히 취하지 못하면, 최초의 신호는 컴퓨터처리 과정을 거친 후에 부정확하게 나타날것이다. 표본화 오류를 얼라이징(Aliasing) 컴퓨터그래픽에서 해상도의 단계로선 등이 추출되는 현상이라고 하며, 영상에서 아티팩트로 나타난다. 얼라이징 아티팩트는 영상에서 물결무늬(moire pattern)로 나타난다. 표본화는 신호분할이라는 결과를 가져온다. 신호에 더 많은 부분이 생길수록 ADC의 정확도는 커진다. 이 부분에 대한 측정 단위가 비트이다. 비트는 0이거나 1이다. 1 bit ADC에서 신호는 두 부분으로 나뉜다. 2비트 ADC는 4개의 동일한 부분을 만들어낸다. 8비트 ADC는 256개의 동일한 부분을 만들어낸다. 비트의 수가 높을수록 ADC는 더 정확해진다. 또한 ADC는 영상에 표현되는 회색도나 회색음영의 수치를 결정한다. 1비트 ADC의 결과는 두 개의 정수(0과 1)이며, 이것은 검정색과 흰색으로 나타난다. 2비트 ADC의 결과는 4개의 숫자이고 이것은 4개의 음영이 있는 회색조를 만들어낸다. 8비트 ADC는 256개의 정수라는 결과를 낳고, 그 범위에는 0에서 255까지로 256개의 회색음영을 가진다.
ADC의 나머지 특징은 속도, 아날로그 신호를 디지털화하는 데에 걸리는 시간이다. ADC에서 속도와 정확성은 역관계를 가지고 있다. 즉, 정확도가 높을수록 신호를 디질털화하는 데 시간이 더 오래 걸린다.
재래식저련별 CT 스캐너 방식과 비교했을 때 단일절편이든 다중절편이든 나선형 CT에서 나온 체적스캐닝은 방대한 양의 자료를 생성해낸다.
3. 양자화 (Quantization)
양자화는 표본화된 각 픽셀의 밝기 값에 회색도라고 하는 정수 (0 혹은 양수나 음수)를 지정하는 단계이다. 그 결과 일정한 범위의 수 혹은 회색도가 나타나고, 각각은 픽셀의 직사각형 격자에 정확한 위치를 갖게 된다. 회색도의 전체 수를 회색조라고 하며, 회색조는 회색도 값에 바탕을 둔다. 즉 0은 검은색을, 255는 횐색을 나타낸다. 0과 255 사이의 숫자가 회색음열을 나타내는 것이다. 회색도가 2개인 경우 그림은 희색과 검은색만을 보여준다. 따라서 영상은 비트 깊이에 따라 어떤 수의 회색도로도 구성될 수 있다. 양자화에서 표본화로부터 획득한 전기 신호는 신호의 강도에 바탕을 둔 정수를 지정받는다. 보편적으로 정구 값은 신호강도에 비례한다.
이 양장화 과정의 결과로 나타나는 것이 바로 디지털영상이며, 이것은 아날로그영상이 스캐닝, 표본화, 양자화를 거쳐 숫자의 배열로 표시되는 것이다. 이렇게 배열된 숫자는 추가적인 처리 과정을 위해 컴퓨터로 보내진다.
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