내부표정 (Interior Orientation)

한 줄 정의: 카메라 렌즈와 필름(또는 센서) 사이의 기하학적 관계, 즉 초점거리, 주점 위치, 렌즈 왜곡 등 카메라 내부의 고유한 특성을 정의하는 사진측량 요소입니다.

쉽게 풀면

사진측량으로 정확한 위치를 계산하려면 먼저 사진을 찍은 카메라 자체의 특성을 알아야 합니다. 내부표정은 카메라 렌즈의 초점거리가 얼마인지, 사진의 중심점이 정확히 어디인지, 렌즈가 상을 얼마나 왜곡시키는지와 같은 카메라 고유의 성질을 나타냅니다. 사람으로 비유하면 안경의 도수와 렌즈의 휘어짐 정도를 미리 재두는 것과 비슷합니다. 이 정보를 알아야 사진 속 상의 위치를 실제 광선의 방향으로 정확히 되돌릴 수 있습니다.

왜 중요한가

내부표정 값이 부정확하면 이후의 상호표정, 절대표정, 삼각측량 등 모든 후속 계산에 오차가 전파됩니다. 따라서 정밀한 사진측량을 위해서는 카메라 검정(camera calibration)을 통해 내부표정 요소를 정확히 구하는 것이 선행되어야 합니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"카메라 검정을 통해 초점거리, 주점 좌표, 렌즈 왜곡계수 등 내부표정 요소를 산출하였다."

사용한 카메라의 고유한 특성 값들을 미리 측정했다는 뜻입니다.

"저가형 드론 카메라의 내부표정 안정성을 반복 촬영을 통해 검토하였다."

같은 카메라로 여러 번 찍어도 내부 특성이 일정하게 유지되는지 확인했다는 의미입니다.

조금 더 깊게 보면

내부표정 요소에는 대표적으로 초점거리, 주점의 위치, 방사 및 접선 방향의 렌즈 왜곡계수가 포함됩니다. 이 값들은 별도의 카메라 검정 절차나, 최근에는 자체검정 방식의 다발조정법을 통해 다른 표정 요소와 함께 추정되기도 합니다.

주의할 점

내부표정은 외부표정(카메라의 위치·자세)과는 별개의 개념이므로 혼동해서는 안 되며, 같은 카메라라도 초점 거리를 바꾸거나 시간이 지나면 내부표정 값이 달라질 수 있습니다.