AI 어디까지 가나..."사진이나 영상 흐려도 말끔하게 복원"

인공지능(AI)이 한없이 진화하고 있다. 이번엔 활영 사진이나 영상 등이 흐릿해도 말끔하게 복원하는 기술이 개발돼 관심을 끈다. KAIST는 바이오및뇌공학과 장무석 교수와 김재철AI대학원 예종철 교수 연구팀이 움직이는 산란 매질(신호복제 환경) 너머의 숨겨진 영상을 복원할 수 있는 '비디오 디퓨전 기반 영상 복원 기술을 세계 처음 개발했다고 31일 밝혔다. 이 기술은 시간상으로 변한 영상 이미지 환경을 통해 흐릿하거나 손상된 부분을 디퓨전 모델 같은 생성형 AI모델로 되살린다. 안개·연기·불투명 유리·피부 조직 등과 같은 산란매질 때문에 '무엇인가에 가려 흐릿하게 보이는' 이미지를 마치 가려진 유리 뒤를 들여다보듯 복원한다. 연구팀은 기존 인공지능 복원 기술이 훈련된 데이터 범위에서만 성능을 발휘하는 한계를 극복하기 위해, 광학 모델과 비디오 디퓨전 모델을 결합했다. 특히 시간에 따라 산란 환경이 변하는 경우(바람에 흔들리는 커튼 너머 풍경 등)에도 안정적으로 복원할 수 있도록 연속된 영상의 시간적 상관관계를 학습한 디퓨전 모델을 적용했다. 이로인해 다양한 거리·두께·잡음 조건에서도 기존 대비 월등히 뛰어난 복원이 가능하다는 것. 기존 최고 성능의 복원 모델을 뛰어넘는 결과를 얻었다. 권성태 연구원은 "별도의 추가 학습 없이도 안개 제거, 영상 화질 개선(고해상도 프레임 생성), 블라인드 디블러링(흐린 영상 선명화) 등 다양한 상황에서 영상을 복원할 수 있는 최적화 기법을 도입해, 범용 복원 프레임워크로 확장할 가능성을 입증했다"고 설명했다. 장무석 교수 및 예종철 교수는 "혈액이나 피부 속을 들여다보는 비침습적 의료 진단, 화재 현장 연기 속 인명 구조, 벽에서 반사된 빛으로 영상을 복원하는 비시선 영상, 안개 낀 도로에서의 안전 운전 보조, 불투명 유리나 플라스틱 내부의 산업 검사, 흐린 물속 시야 확보 등 일상과 산업 전반에 활용될 수 있을 것"으로 기대했다. 연구는 KAIST 바이오및뇌공학과 권태성·송국호 박사과정이 공동 제1 저자로 참여했다. 인공지능 국제 학술지 IEEE TPAMI에 지난 13일 게재됐다. 과학기술정보통신부 및 한국연구재단 우수신진 연구자 사업, 뇌선도연구센터사업, 삼성미래기술육성사업, AI 스타펠로우십으로부터 연구 지원을 받았다.