자글자글한 야간 사진 노이즈 제거

입자 노이즈는 스마트폰의 결함이 아닙니다. 센서에 닿는 빛이 너무 적을 때 사진이 원래 이렇게 보이며, 모든 카메라에서 나타납니다. 스마트폰은 다만 더 일찍 이 한계에 부딪힐 뿐입니다.

빛은 무작위로 조금씩 들어옵니다. 낮에는 각 픽셀이 충분한 빛을 모으므로 이웃 픽셀 사이의 무작위 편차가 신호에 비해 아주 작습니다. 밤에는 각 픽셀이 모으는 빛이 훨씬 적어서, 같은 무작위성이 기록된 값의 큰 부분을 차지하고 자잘한 점으로 나타납니다. 이를 샷 노이즈라고 하며, 촬영 단계에서는 어떤 기술로도 없앨 수 없습니다. 진짜 해결책은 빛을 더 확보하는 것뿐입니다.

스마트폰 센서와 픽셀은 작습니다. 스마트폰 센서는 카메라 센서의 몇 분의 일 크기이고 픽셀 하나하나도 아주 작아서, 같은 장면에서 픽셀마다 받는 빛이 적습니다. 같은 밤거리가 풀프레임 카메라에서는 깨끗하고 스마트폰에서는 자글자글하게 보이는 이유입니다. 자세한 내용은 스마트폰 사진이 확대하면 별로인 이유 가이드에서 다룹니다.

스마트폰은 게인을 높입니다. 어두운 장면을 밝게 보이게 하려고 카메라는 ISO를 올리고, 이때 신호와 노이즈가 함께 증폭됩니다. 또 손떨림이나 장면 속 사람의 움직임으로 흐려지지 않도록 셔터를 짧게 유지하므로, 받는 빛은 더 줄어듭니다.

색이 가장 먼저 무너집니다. 그림자 부분에서는 카메라가 얻는 색 정보가 아주 적어서, 노이즈가 빨강·초록·보라색 얼룩으로 나타납니다. 특히 어두운 하늘, 벽, 옷에서 눈에 띕니다.

스마트폰은 야간 사진에 노이즈가 많다는 것을 알기 때문에, 사용자가 사진을 보기도 전에 노이즈를 지웁니다. 이 노이즈 감소는 무엇이 노이즈이고 무엇이 디테일인지 추측해야 하는데, 어두운 곳에서는 보수적으로 판단해 미세한 질감까지 입자와 함께 평평하게 만듭니다. 그 결과가 익숙한 수채화 같은 모습입니다. 나뭇잎은 초록색 반죽이 되고, 얼굴은 밀랍처럼 보이며, 벽돌 벽은 줄눈이 사라집니다.

야간 모드는 여러 장을 찍어 합치는 방식으로 도움을 줍니다. Apple에 따르면 iPhone 11 이상에서는 카메라가 어두운 환경을 감지하면 야간 모드가 자동으로 켜지고, 노란색 아이콘이 표시되며, 촬영에 잠깐에서 몇 초까지 걸릴 수 있습니다. 카메라 앱의 더보기 메뉴에 있는 Samsung의 야간 모드도 여러 장을 한 장의 사진으로 합칩니다. 여러 장을 합치면 무작위성의 상당 부분이 평균화되므로 야간 모드 사진이 더 깨끗합니다. 하지만 그 몇 초 동안 움직이는 것은 손을 포함해 무엇이든 흐려지거나 잔상이 생길 수 있고, 스마트폰은 그 위에 자체적인 스무딩을 또 적용합니다.

게다가 사진은 공유되는 경우가 많습니다. 메신저 앱은 사진을 줄이고 JPEG로 다시 저장하는데, 이때 어두운 부분에 블록이 생기고 색 얼룩이 더 커집니다. 사람들이 고치고 싶어 하는 자글자글한 야간 사진 대부분에는 센서 노이즈, 스마트폰의 스무딩, 압축이라는 세 겹의 손상이 모두 쌓여 있습니다.

컴퓨터에서 사진을 열거나 스마트폰에서 100%로 확대한 뒤, 어두운 부분과 윤곽을 살펴보세요.

• 입자 노이즈: 그림자에서 가장 심한, 종종 색이 섞인 자잘한 점. 화질 개선이 잘 없애는 손상입니다.
• 뭉개짐: 나뭇잎, 머리카락, 옷감처럼 질감이 있어야 할 곳이 평평하게 칠해진 듯한 부분. 화질 개선은 이런 부분에 자연스러운 질감을 되살립니다.
• 압축 블록: 어두운 하늘에 나타나는 네모난 패턴과 계단 모양. 화질 개선이 이것도 없앱니다.
• 모션 블러: 모든 광점이 같은 방향의 짧은 선으로 늘어나고 윤곽이 이중으로 보입니다. 노출 중의 움직임 때문에 생긴 것이라 대부분 복구할 수 없습니다.
• 초점 흐림: 피사체 전체가 흐릿하고 둥근 조명이 원반처럼 보입니다. 약간 흐릿한 정도는 나아지지만, 초점이 실제로 빗나간 사진은 나아지지 않습니다.

몇 가지 습관이 어떤 설정보다 큰 차이를 만듭니다.

• 빛을 찾으세요. 가로등, 상점 쇼윈도, 조명이 켜진 건물 외벽이 피사체를 비추는 곳에 서세요. 빛이 조금이라도 더 있으면 어떤 후처리보다 노이즈가 줄어듭니다.
• 움직이지 말고 야간 모드가 끝날 때까지 기다리세요. 팔꿈치를 몸에 붙이거나 벽에 기대고, 촬영이 끝날 때까지 스마트폰을 고정하세요. 삼각대나 단단한 표면 위에서는 더 긴 노출을 사용할 수 있습니다.
• 메인 카메라를 쓰세요. 메인(1×) 카메라는 보통 스마트폰에서 가장 큰 센서와 가장 밝은 렌즈를 갖추고 있습니다. 밤에 줌을 사용하면 더 어두운 렌즈나 디지털 크롭으로 찍히는 경우가 많아 노이즈가 늘어납니다.
• 카메라에서 그림자를 밝게 하지 마세요. 어두운 부분을 탭하면 스마트폰이 사진 전체를 더 밝게, 더 노이즈 많게 만듭니다. 대신 빛을 받은 피사체를 탭하고, 필요하면 노출을 조금 낮추세요. 조금 어두운 야간 사진이 더 자연스럽고 깨끗해 보입니다.
• 렌즈를 닦으세요. 렌즈에 묻은 지문은 가로등 빛을 뿌연 안개와 빛 번짐으로 퍼뜨려 화질이 나빠 보이게 합니다.
• 고화질이나 파일로 보내세요. 사진을 공유할 때는 원본(고화질) 옵션을 쓰거나 파일로 보내면 메신저 앱이 압축을 더하지 않습니다. 카카오톡 사진 화질 저하 해결 방법을 참고하세요.

1. 가장 큰 사본을 사용하세요. 메신저나 SNS에서 받은 사본보다 스마트폰 갤러리의 원본이 낫습니다.
2. 화질 개선에 업로드하세요. 사진 전체를 처리하며 가로·세로 크기를 그대로 유지합니다. 강도를 고르거나 영역을 지정할 필요가 없습니다.
3. 100%로 비교하세요. 가장 어두운 부분과 창틀, 난간 같은 윤곽을 확인한 뒤 다운로드하세요.
4. 선택: 크기를 키우세요. 인화하려면 깨끗해진 사진을 4배 업스케일로 처리하고 인쇄용 해상도 계산기로 크기를 확인하세요. 노이즈까지 확대되지 않도록 먼저 깨끗하게 만든 다음 업스케일하세요.

화질 개선은 장면의 빛을 그대로 유지합니다. 야간 사진은 야간 사진으로 남습니다. 조명은 빛을 간직하고 하늘은 어두운 채로 있습니다. 사진을 더 밝게 하고 싶다면 화질 개선 후에 사진 편집 앱에서 노출을 조정하세요. 노이즈 낀 사진이 아니라 깨끗한 사진을 밝히게 됩니다.

야간 사진은 장면에 따라 다른 방식으로 망가집니다. 내 사진이 어떤 경우인지 알면 복구로 얼마나 나아질지 알 수 있습니다.

• 밤의 거리와 건물. 주로 하늘과 그림자의 입자 노이즈와 색 얼룩, 그리고 뭉개진 벽돌과 나뭇잎입니다. 화질 개선이 가장 효과적인 경우로, 조명, 창문, 난간이 깨끗하게 되살아납니다.
• 실내 파티와 레스토랑. 따뜻하고 어두운 조명, 높은 ISO, 움직이는 사람들. 노이즈와 뭉개진 피부·머리카락은 잘 정리되지만, 촬영 중 움직인 얼굴은 흐린 채로 남습니다.
• 콘서트와 무대 공연. 어두운 관객석을 배경으로 한 밝은 무대 조명이며, 줌으로 찍는 경우가 많습니다. 어두운 부분의 노이즈는 정리되지만, 공연자의 모션 블러와 하얗게 날아간 스포트라이트는 달라지지 않습니다.
• 저녁 실내의 반려동물과 아이. 가만히 있는 경우가 드물어 노이즈와 모션 블러가 섞여 있습니다. 노이즈는 사라지지만 흐림은 대부분 남습니다.
• 밤하늘과 불꽃놀이. 아주 작은 광점이 있는 매우 어두운 장면입니다. 화질 개선은 하늘의 노이즈를 정리하지만 별을 더하지는 않으며, 장노출로 생긴 빛의 궤적도 그대로 남습니다.

모든 야간 사진이 엉망인 것은 아닙니다. 최신 스마트폰으로 찍은 저녁 사진은 대부분 괜찮고, 그림자에 옅은 입자 노이즈만 있는 경우가 많습니다. 확대해 봐도 이미 깨끗한 사진이라면 화질 개선은 사진을 사실상 그대로 둡니다. 시도해서 잃을 것은 없지만, 큰 변화도 보이지 않을 것입니다.

옅은 입자 노이즈 외에는 상태가 좋은 사진이라도 시도할 도구는 화질 개선입니다. 같은 크기에서 입자 노이즈와 색 반점을 없애며, 1크레딧을 사용합니다. 사진이 필요한 용도에 비해 작기도 하다면 화질 개선을 마친 파일을 4배 업스케일로 확대하세요.

스마트폰 편집 앱과 대부분의 데스크톱 도구에 있는 전통적인 노이즈 감소는 이웃 픽셀을 섞어 흐리게 만듭니다. 입자 노이즈와 미세한 디테일을 구별하지 못하므로 노이즈를 많이 지울수록 질감도 함께 사라지고, 결국 스마트폰이 이미 만든 것과 같은 그림 같은 모습이 됩니다.

화질 개선은 깨끗한 사진과, 스마트폰과 메신저 앱이 실제로 손상시키는 방식대로 손상시킨 사본의 쌍으로 학습한 신경망입니다. 그래서 입자 노이즈 아래의 실제 질감이 어떤 모습인지 학습했습니다. 노이즈와 압축 손상을 없애고, 사진에서 사라진 부분에는 자연스러운 미세 질감을 더합니다. 갤러리의 니트, 털실, 나뭇잎이 노이즈가 사라진 뒤에도 구조를 유지하는 이유입니다. 사진의 스타일을 바꾸는 것이 아니라 복구하도록 설계되었으므로 색과 구도는 그대로입니다.

예시에 대해: 이 페이지의 모든 "보정 전" 사진은 시뮬레이션입니다. Unsplash의 깨끗한 사진을 실제 스마트폰 야간 사진으로 보정한 스마트폰 시뮬레이터에 통과시키기 때문에, 원본을 함께 보여 드리고 무엇이 복구되었는지 증명할 수 있습니다. 실제 사진의 결과는 다를 수 있으니, 비용을 내기 전에 무료로 먼저 시도해 보세요.