압축률과 영상코덱에 관하여

코덱이란 영상이나 음성 등의 신호를 펄스 부호 변조(PCM)를 사용하여 전송에 적합한 디지털 방식으로 변환하여,

역으로 수신측에서 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 기기나 장치를 코덱(Codec)이라고 합니다.

즉, 코덱은 COder(부호화) DECoder(부호번역화) 혹은 COmpression(압축) DECompression(해제)의 약자이며

영상 또는 음성 등의 아날로그 신호를 디지털 방식으로 변환하는 코더(Coder)와 디지털 신호를

영상이나 음성으로 바꿔주는 디코더(Decoder)의 합성어이기도 합니다.

비디오 영상의 경우 대개 1초에 30장의 그림이 나타났다 사라지면서 사람 눈의 착시현상을 일으켜서

움직이는 장면처럼 보이게합니다.

일반적으로 가로640*세로480픽셀 크기의 그림이 1초에 30장이 움직인다고 가정해보세요.

 만일 그 그림파일이 BMP 포맷으로 되어 있는경우 1장의 파일크기는 대략 1M 정도일겁니다.

따라서 1초동안의 영상을 여러분 하드 디스크에 저장한다고 하면 30M 정도의 공간이 필요합니다.

1분이면 1800M, 10분이면 약 18000M(18G) 정도의 어마어마하게 많은 하드디스크 공간이 있어야 할겁니다.

즉 영상을 압축하지 않고 그대로 처리하게 된다면, 사용자 입장에서도 편집 시스템을 구축하려고 할때,

저장공간을 마련하는 비용으로 많은 낭비가 발생될것입니다.

따라서 보다 저렴한 편집 시스템이나 프로그램을 보다많은 사람들에게 판매할 수 있도록

제조회사측에서는 화질 손상을 최소화 시키면서 용량을 적게할수있는 코덱을 개발하고있는 것입니다.

비디오신호를 각각의 컴퓨터 편집시스템에 맞게 입력해서 압축하는 것을 인코딩(Encoding)이라고 합니다.

압축률이 높으면 데이터 용량은 줄지만 화질이 나빠지는것이 일반적입니다.

가장 훌륭한 효율적인 코덱은 압축률을 높이면서 화질 저하를 최소화 시킬수있 것이겠지요.

▲ DV(Digital Video) :

DV방식은 아날로그방식으로 촬영된 소재를 컴퓨터에서

캡쳐(컴퓨터에서 영상을 디지털로 전환하여 데이터로서 저장하는 것)할 때

압축비와 캡쳐포맷을 설정하는 M-JPEG방식과 달리 촬영시 비디오 카메라에서

이미 5:1의 고정 압축비와 720X480, 29.97fps(NTSC)의 포맷으로 압축저장 된다는 특징이 있습니다.

이로 인해 캡쳐의 과정이 IEEE-1394인터페이스에 의한 파일전송 수준으로 간단해졌다는 것과

포맷이나 압축비의 설정이 필요없다는 장점이 있습니다.
M-JPEG와 마찬가지로 공간적 압축방식만을 사용하므로 디지털 비디오 편집에 적당한 포맷이며

초당 3.6MB의 전송률도 최근 PC의 비약적인 발전으로 충분히 소화가능한 데이터량이 되었습니다.

IEEE-1394인터페이스의 사용으로 디지털 방식의 연결을 사용하므로 장비특성에 의해 호환이 되지 않는

비디오 장비가 있다는 것이 단점입니다만,

최근 OHCI라는 IEEE-1394 인터페이스 관련 칩셋의 표준화가 완성됨에 따라 가장 각광받고 있는

편집용 디지털 비디오 포맷이 되어가고 있습니다.

▲ M-JPEG(Motion JPEG) :

디지털 비디오 편집에 있어서 가장 많이 사용되고 있는 압축방식이며 스틸이미지 압축의 대명사인

JPEG포맷을 동영상용으로 확장한 개념입니다. 압축비를 자유롭게 설정할 수 있는 가변압축비가 지원되고

관련된 하드웨어도 절대다수를 차지하고 있습니다.
압축개념에 있어서 공간적 압축방식만을 사용하기 때문에 임의의 프레임에 접근이 용이하여 디지털 비디오 편집에 적당하며

실사간 압축을 지원하는 하드웨어들이 많이 출시되어 있어 관련된 장비가 많은 편입니다.

단, 하드웨어 칩셋을 사용한 압축방식(최근 고성능 CPU를 사용한 소프트웨어 방식도 있음)의 특성상

칩셋과 드라이버가 다르면 같은 M-JPEG방식이라도 호환이 되지 않는 것이 단점이라고 볼 수 있습니다.

DV방식이 보편화되기 전까지 절대적인 위치였으나 PC사양의 고성능화와 IEEE-1394인터페이스의 보급에 힘입은

 DV방식의 약진에 주춤하고 있는 추세입니다.

▲ Indeo(Intel Video) :

인텔사에서 개발한 소프트웨어 방식 압축포맷인데 초기엔 별로 각광받지 못하다가

인텔사의 강력한 드라이브와 버전업에 따른 기능 및 화질의 향상으로 최근 들어

멀티미디어 CDROM타이틀 및 화상회의, 자료용 영상등에 많이 사용되고 있습니다.

압축속도가 크게 향상됨은 물론 다양한 포맷에 적용이 가능하고 가변압축비와 용량대비 화질도 우수해졌습니다.

수많은 압축방식이 있으며 각 방식의 특성을 파악하고 목적에 알맞은 압축방식을 사용하는 것이

디지털 비디오 편집의 기본이 됩니다.

 애플사가 정한 동화상처리 알고리즘의 집합인 퀵타임의 경우에도 수많은 압축방식이 존재하며

VFW(Video for Windows)나 퀵타임 비호환의 독자적인 방식을 가진 전용기기용의 압축방식도 존재합니다.

▲ 시네펙(Cinepak) 코덱

Radius사에서 개발한 소프트웨어 방식의 압축포맷으로 해상도와 압축비의 자유로운 설정이 가능하며

하프사이즈(320X240)에서 용량대비 화질이 우수하고 재생시 시스템에 걸리는 부하가 작아 멀티미디어

 CDROM타이틀에 가장 많이 사용되었습니다. 최근에는 사용빈도가 많이 줄었으며 압축시 시간이 많이 소요된다는 단점이 있습니다

▲ MPEG(Moving Picture Experts Group) :

디지털 비디오 편집보다는 매체용 포맷으로 더 각광받고 있는 디지털 비디오 포맷으로 동영상에 관련된

거의 모든 압축방식에 관한 내용을 포괄할 정도로 다양한 압축방식과 포맷을 규정하고 있습니다.

수많은 내용중 많이 사용되는 것은 VideoCD에 주로 사용되는 MPEG1과 DVD에 사용되고 있는 MPEG2,

인터넷등의 네트워크용 영상포맷으로 사용되는 MPEG4등이 있습니다.

공간적 압축방식과 더불어 시간적 압축방식을 사용하여 화질에 비해 압축효율이 월등하며,

 관련된 하드웨어와 소프트웨어가 가장 많은 포맷입니다.

MPEG1은 352x240 29.97fps (NTSC VCD기준)의 포맷으로 요즈음의 기준으로는

그다지 고화질이 아니지만 PC수준에서 다루기 용이한 데이터 사이즈로 현재도 가장 많은 사용자층을 가지고 있습니다.
MPEG2는 720X480, 29.97fps(NTSC 표준DVD기준)의 포맷으로 현재 실용화된 가장 고화질의 매체용 포맷이라고 할 수 있습니다.

MPEG4는 현재 인터넷방송에 주로 사용되고 있으며 네트워크 전송대역폭에 따라

압축비가 결정되며 현재까지 최고의 압축비를 자랑하는 포맷입니다.

▲ ASF(Microsoft MPEG-4)
ASF(Advenced Streaming Format)의 약자이며 Microsoft사가 mpeg-4 기술을 사용하여 새롭게 내놓은 스트림 방식의 코덱입니다.

높은 고품질 영상 과 압축률 그리고 지능형 스트리밍을 사용하는 방식이며

최근 들어 인터넷을 통한 실시간 방송 과 오프라인에서도 동영상 및 오디오 포맷으로 각광 받고 있습니다.

특히 하나의 파일에 이미지, 비디오, 오디오, URL 등 여러 가지 멀티 미디어 요소를 정보화 하여 압축할 수 있어

동영상 제공에 상당히 유리한 형태입니다.실시간으로 멀티미디어 서비스를 받는데 최적화되어 이는 코덱입니다.

이 코덱은 제작툴 버전에 따라 확장자 가 달라 질수 있습니다.Windows Media Encoder 4.1을 사용할 경우

asf 확장자를 가지고 있으며 Windows Mdeia Encoder 7을 사용할 경우 wmv, wma 의 확장자를 가지고 있습니다.

▲ 리얼미디어(RM/RAM)
Real Network사에서 개발한 인터넷상의 비디오 스트리밍 코덱입니다. 압축기술은 좋은 편입니다.

인코딩은 리얼프로듀서라는 프로그램을 사용하고, 재생은 리얼G2플레이어로 할 수 있습니다.

Real Network사의 홈페이지에서 다운받아서 사용하면 됩니다.

몇 년전 까지만 해도 대부분의 인터넷상 스트리밍은 RM이 사용되었습니다.

▲ 퀵타임 MOV
애플의 퀵타임(QuinckTime) 동영상 포맷으로서 퀵타임 무비 플레이어로 재생합니다.

원래 매킨토시 컴퓨터에서 활용되었으나 윈도우 환경에서도 구현하도록 개발하여 지원하고 있습니다.

매킨토시와 윈도 환경에서 함께 동작하도록 하는 CD-ROM은 MOV 포맷 기본으로 사용합니다.

매킨토시 환경을 많이 사용하는 일본의 경우는 주로 이 포맷 방식을 거의 표준 방식으로 사용하다가

최근 인터넷 의 영향으로 많이 사용하지 않고 있는 추세입니다

▲ 디빅스(DVIX)코덱
DivX(Digital video eXpress) 포맷은 앞 설명에서 말씀드린 MPEG-4 기반에 변형을 하여 개발한 포맷이며

요즘 우리가 가장 관심 있어하는 DivX영화들이 공통으로 사용하는 포맷입니다.또한 많은 종류의 압축 코덱을 가지고 있습니다.
MPEG-4의 ASF 방식을 이용해 영상 정보를 압축하고 사운드 트랙은 MPEG-1 Layer-3(MP3)로 압축해 제작한 파일 포맷으로

기술적으로는 MPEG-4와 MPEG-3를 이용한 것입니다.확장자는 AVI 가지며

 DivX의 가장 큰 장점은 뛰어난 압축률을 가지고 있고 파일의 용량을 크게 줄이면서도

원본 소스와 비교해 화질의 저하가 거의 되지 않는다는 매우 좋은 강점을 가지고 있습니다.

따라서 CD 1～2장에 DVD의 뛰어난 화질을 유지하면서 저장할 수 있는 가장 획기적인 방법 입니다. .

▲ H.264 압축
H.264는 이전 방식에 비해 현저히 큰 압축률을 제공하는 새로운 비디오 압축 표준으로서,

MPEG-4 AVC 라고도 불립니다. H.264 표준은 기존의 MPEG-4 ASP보다 두 배정도 더 많은 압축률과,

보다 개선된 인식 품질을 제공할 것으로 기대되죠.

H.264 표준은 1 Mbps 이하의 속도에서 DVD 수준의 고품질 비디오를 제공할 수 있으며,

무선이나 위성 및 ADSL 인터넷 접속을 통해 동작을 완벽하게 재생하는 비디오를 제공할 수 있을 것으로 여겨지고 있습니다.

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