등방성(isotropic) 이미지와 이방성(anisotropic) 이미지란?

영상처리 관련 논문을 읽다보면 isotropic, anisotropic 두 단어를 종종 보곤 합니다. 두 단어는 서로 반의어입니다.

isotropic <-> anisotropic

isotropic은 사전적으로 "등방성의"라는 뜻을 갖고, anisotropic은 "이방성의"라는 뜻을 지닙니다. 뜻을 풀어보면 등방성은 "같은 방향 성질을 갖는"이고, 이방성은 "다른 방향 성질을 갖는"이 됩니다. 이렇게 풀어봐도 전혀 이해가 안되죠. 이해가 안되는 것이 어쩌면 당연합니다. 

 

일단 넘어가서, 영상처리 분야에서 이 단어들이 사용되는 경우에 대해 생각해보겠습니다. 등방성이 강한 이미지와 이방성이 강한 이미지는 어떤 이미지를 뜻하는 것일까요??

 

특정 방향에 대한 정보를 다른 방향에 대한 정보보다 유독 더 많이 담고 있는 이미지는 이방성이 강하다(=등방성이 약하다)고 말할 수 있습니다. 반면, 모든 방향에 대한 정보가 고루게 분포되어 있는 이미지라면 등방성이 강하다(=이방성이 약하다)고 말할 수 있습니다. 

 

 

 

기본적으로 자연 경관 이미지는 등방성이 강합니다. 다양한 방향의 엣지들이 골고루 존재합니다. 반면 건물, 도시경관 등 사람이 만든 구조물 이미지는 이방성이 강합니다. 수직 방향, 수평 방향 등 특정 방향의 엣지 정보가 다른 방향의 엣지보다 많습니다. 

 

예를 들어, 아래 두 이미지를 비교해보겠습니다. 왼쪽 이미지가 오른쪽 이미지보다 이방성이 더 강하다고 말할 수 있습니다. 왜냐하면 왼쪽 이미지에는 건물들로 인해 특정 방향의 엣지 정보가 많이 포함되어 있기 때문입니다. 

 

 

이미지 분야에 있어서 등방성, 이방성이 어떤 의미를 갖는지 이해 되셨나요? 도움이 되셨길 바라며 글을 마칩니다.