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비디오 발표 8조 OS의 발전: Microsoft, Mac, Unix, Linux,… 9조, 11조 게임의 장르 및 역사 10조, 12조 차세대 게임기 영상 VS. 화상 화상: 정지된 이미지 영상: 화상들의 연속적인 집합체 프레임(Frame) 완전화면(Full screen) 완전모션(Full motion) 아날로그 비디오 텔레비전, VTR 잡음에 취약 자료의 편집, 수정이 어려움 디지털 비디오 TV 주사방식 순차주사 (Noninterlace)방식 격행주사 (Interlace)방식 프레임, 필드 Flicker 현상 YUV(YIQ) VS. RGB 명도신호(Luminance) (Y) 색상신호(Chrominance) (U, V) (I,Q) RGB의 3원색에서 명도를 제외한 나머지 텔레비전 신호의 송수신 YUV<-> RGB Y U V 0 . 299 0 . 147 0 . 615 0 . 587 0 . 289 0 . 515 왜 YUV로 송신할까? 0 . 114 R 0 . 436 G 0 . 100 B YUV VS. RGB RGB 포맷 R (640 * 512) 327,680 bytes G (640 * 512) 327,680 bytes B (640 * 512) 327,680 bytes 합계 983,040 bytes YUV 포맷 Y U V 합계 (640 * 512) (1/4 * 640 * 512) (1/4 * 640 * 512) 327,680 bytes 81,920 bytes 81,920 bytes 491,520 bytes TV의 방송 방식 아날로그 TV의 표준형식 NTSC, PAL, SECAM NTSC National Television Standards Committee 최초 흑백 텔레비전의 송신 규격을 위해 창설 1953년 미국: 칼라 텔레비전 시스템을 위한 규격으로 확장 525 주사선(Lines per Frame), 59.94 Fields per Second Y 0 . 299 I 0 . 596 Q 0 . 212 0 . 587 0 . 275 0 . 523 YUV vs. YIQ 0 . 114 R 0 . 321 G 0 . 311 B YIQ VS. YUV Y 0 . 299 I 0 . 596 Q 0 . 212 Y U V 0 . 299 0 . 147 0 . 615 0 . 587 0 . 275 0 . 523 0 . 587 0 . 289 0 . 515 0 . 114 R 0 . 321 G 0 . 311 B 0 . 114 R 0 . 436 G 0 . 100 B YIQ VS. YUV R 1 . 000 G 1 . 000 B 1 . 000 R 1 . 000 G 1 . 000 B 1 . 000 0 . 956 0 . 272 1 . 105 0 . 000 0 . 396 2 . 029 0 . 621 Y 0 . 649 I 1 . 702 Q 1 . 140 Y 0 . 581 U 0 . 000 V PAL, SECAM Phase Alternation Line 1967년 색상 변환 시 오류(Hue Errors)를 최소화 SECAM 보다 Sound면에서 우월 Systeme Electronique Couleur Avec Memorre 2가지 색도 신호를 동시에 보내지 않고 연속적으로 보냄 전송 경로에서 일어나는 왜곡에 강점 구분 사용 지역 수직해상도 프레임 수 NTSC 한국, 북미, 동남아 525 30 fps 영국, 유럽 625 25 fps 프랑스 625 25 fps PAL SECAM Digital TV 선명한 화질, 정보 왜곡 최소화 상호대화식 제어 가능 Analog TV VS. Digital TV 비교 항목 Analog TV Digital TV SDTV HDTV 채널(6MHz당) 1 채널 34 채널 1 채널 음성다중 2채널(스테레오) 5.1채널(돌비) 5.1채널(돌비) 부가서비스 가능(단순) 가능(다양) 가능(다양) 화면비 4:3 4:3 또는 16 : 9 16 : 9 주사선수 525(저화질) 480 x 704 480 x 640 (중화질) 1080 x 1920 720 x 1280 (고화질) 양방향성 단방향 양방향 양방향 수상기가격 낮음 중간 높음 외부잡음 약함 강함 강함 송신전력 높음 낮음 낮음 Analog TV VS. Digital TV 디지털 TV의 전송방식 구분 미국방식(ATSC) 유럽방식(DVB) HDTV방송 유리 불리 특징 기존의 NTSC와 공존가능 PAL 방식에 기반 이동수신 어려움 가능 서비스 영역 넓음 좁음 송,중계시설 투자비용 저렴 상대적으로 높음 다중경로수신 성능 중간 좋음 표준화의 일관성 지상파 위주 지상파방송, 위성방송, 케이블방송 간의 일관성 디지털 전환의 용이성 높음 낮음 가정내 전자파 잡음 내성 강함 약함 국내기술 경쟁력 높음(일본과 동등 이상) 낮음 고화질 TV(HDTV: High-Definition TV) 고화질 TV(HDTV: High-Definition TV) 1980년대 말에서 1990년대 초에 개발 화면비 16:9 MPEG-2 파일 형식과 압축표준사용 화상: 35mm 영화 음향: 돌비 디지털 데이터 방송 방송 + 데이터 iTV (Interactive TV) 쇼핑, 홈뱅킹, 게임, 뉴스, 날씨 연동형 데이터 방송 독립형 데이터 방송 비디오 저장장치 CD DVD BD 디스크 어레이(Disk Array) VOD 디지털 영상 처리 영상 전환 화면전환: Fade 디지털 영상합성 필름 합성 크로마키(ChromaKey) 합성 마스크에 해당하는 키 화상(Key Image)을 실시간에 획득 블루스크린, 그린스크린 그린스크린 비디오의 압축 압축의 필요성 파일 용량 네트웍 데이터 전송속도 기타 주변기기(CPU, 그래픽, 시스템 버스, ...)의 부하 감소 비디오 데이터의 특성 중복성(Redundancy): 영상신호는 각 데이터간의 연관성이 매우 크다. 압축(Compression) 또는 부호화(Encoding) 중복성 제거 비디오의 압축방법 무손실압축(Lossless Compression) X-ray, 단층촬영(CT) 등의 의료용 영상 압축률: 2:1 ~ 3:1 손실압축(Lossy Compression) 대부분의 압축방식 하드웨어에 의한 압축 (JPEG, MPEG, P*64,...) 소프트웨어에 의한 압축 (Indeo, Cinepak, Divx, ...) 비디오 압축기술 기본적인 방법 픽셀당 컬러 비트 수(Color Bit Depth) 축소 프레임 크기(Number of Pixels)의 축소 프레임 수(fps)의 축소 30 FPS 25 FPS 15 FPS 비디오의 압축과정 1. 전처리(Preprocessing) 2. 변형(Transformation) 3. 양자화(Quantization) 4. 가변길이 부호화(Variable Length Coding) 1. 전처리(Preprocessing) 1) 컬러 스페이스(Color Space) 변환 RGB YIQ 2) 필터링(Filtering) 잡음 제거 3) 컬러 서브 샘플링(Color Subsampling) I,Q성분에만 실시 2. 변형(Transformation) 정보의 중복성을 찾아내는 과정 파형(Waveform)방식 DPCM (Differential Pulse Code Modulation) ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation) 변환(Transform)방식 DCT (Discrete Cosine Transform) 3. 양자화(Quantization) 영상값을 상수값으로 나누어 비트수를 줄이는 과정 손실 압축 기법 4. 가변길이 부호화(Variable Length Coding) Huffman 부호화 JPEG (Joint Photographic Experts Group) 정지영상 압축방법을 이용 MPEG과는 달리 Data의 저장을 Frame간 독립적으로 실행 압축률: MPEG의 1/4 MPEG (Moving Picture Experts Group) 가장 널리 쓰이는 동영상의 표준 ISO / IEC JTC1/SC29/WG11로 공식화(1996. 6) 시간적 중복(Temporal Redundancy) 제거 이동보상 압축 기법 공간적(Spatial Redundancy) 중복 제거 DCT 압축 기술 MPEG (Moving Picture Experts Group) GOP (Group of Picture) I (Intra coded) Picture: 독립적 부호화 P (Predictive coded) Picture: 순방향 예측 부호화 B (Bidirectional predictive coded) Picture: 쌍방향 예측 부호화 MPEG (Moving Picture Experts Group) MPEG (Moving Picture Experts Group) GOP (Group of Picture) I (Intra coded) Picture: 독립적 부호화 P (Predictive coded) Picture: 순방향 예측 부호화 B (Bidirectional predictive coded) Picture: 쌍방향 예측 부호화 MPEG (Moving Picture Experts Group) MPEG (Moving Picture Experts Group) MPEG-1 1993년 국제 표준 가정용 TV나 VHS 수준의 영상 CD 수준의 스테레오 음향 데이터 전송속도 < 1.5Mbps CD-ROM에 저장 및 재생 Video CD MPEG-2 1995년 국제 표준 디지털 TV 와 DVD 수준의 영상 돌비 디지털 음향 데이터 전송속도 > 15Mbps 순차주사(Noninterlace), 격행주사(Interlace)방식 720p, 1080i MPEG-3 MPEG-1 VS. MPEG-2 구분 MPEG-1 MPEG-2 주요 응용 분야 디지털 저장 매체 디지털 저장 매체, 방송, 통신 전송로 특성 오류가 없는 환경 오류가 큰 분야 포함 전송률 1.5 Mps 이하 2 ~ 45Mbps 영상의 해상도 360 * 240 * 30 720 * 480 * 30 1,920 * 1,080 * 60 주사 방식 순차 주사 순차 주사, 격행 주사 호환성 - MPEG-1에 대한 호환성 지원 MPEG-4 1998년 국제 표준 낮은 전송률의 높은 화질 객체 기반 부호화(Object-based Coding) 포함 H. 261 (P*64) 1988~1990년 CCITT(International Telegraph and Telephone Consultative Committee)에서 정한 원격 화상회의를 위한 표준안 MPEG 방식과 기본적으로 동일(순방향 예측만 사용) 데이터 전송속도: 64kbps ~ 2Mbps 실시간의 고압축률(100:1∼200:1) ISDN 전화선을 이용한 국제 Video-Conferencing, VideoTelephone에 이용 코덱 (Codec) CODEC : COmpress + DECompress 소프트웨어에 의한 비디오 데이터 압축 Divx (Digital internet video eXpress) MPEG-4를 변형하여 개발 비디오 스트리밍(Video Streaming) Web에서 비디오/오디오 파일을 처리할 때 효율을 높이기 위한 방법 저장/시간상의 이점 Remote site에서 실시간으로 데이터를 봄 스트리밍 소프트웨어 Real Network사의 RealOne Microsoft사의 Windows Media기술 SMIL (Synchronized Multimedia Integration Language) XML기반의 웹표준 .smil, .smi Ex) 자막, 배너광고, 프리젠테이션 등에 이용 비디오 편집 소프트웨어 Windows Movie Maker Windows XP에서 제공하는 비디오 편집 툴 간단한 기능, 쉬운 사용법 Adobe사의 비디오 편집 소프트웨어 Premiere Pro PC용 비디오 편집 소프트웨어 중 가장 많은 사람들이 이용하는 프로그램 필터링, 화면전환, 수퍼임포즈, 타이틀 및 모션 기능 등을 지원 AfterEffects Premiere 보다 훨씬 다양한 영상 특수 효과 지원 Virtual Dub 여러 가지 영상 특수 효과 비디오 파일 포맷 .AVI (Audio Video Interleaved) Windows 기반 환경에서 널리 쓰임 .MOV Mac에서 널리 쓰임 .MPG, .MPEG .ASF (Active Stream Format)