Transcript 제7장 비디오 멀티미디어의 이해 7.1 비디오의 개요     아날로그 비디오와 디지털 비디오 비디오와 애니메이션의 차이 TV의 기본 개념 TV의 방송 방식 7.1 비디오의 개요 개요  영상과 화상의 차이   화상: 정지된 이미지화면을.

제7장 비디오
멀티미디어의 이해
1
7.1 비디오의 개요




아날로그 비디오와 디지털 비디오
비디오와 애니메이션의 차이
TV의 기본 개념
TV의 방송 방식
2
7.1 비디오의 개요
개요

영상과 화상의 차이


화상: 정지된 이미지화면을 의미
영상: 이미지 화상들의 연속적인 집합체


화면에 비디오 자료를 보여주기 위해



대부분의 영상처리 기술은 화상처리 기술을 기반으로 발전
텔레비전 : 명도(Luminance)와 색상(Chrominance)를 사용
컴퓨터 : 비디오 신호를 처리하기 위해 RGB 세 가지색으로 표현
프레임(Frame)


비디오를 구성하고 있는 이미지 하나하나를 지칭
비디오의 크기 = 이미지 프레임의 크기 X 초당 프레임 수

컴퓨터나 TV 비디오는 초당 30프레임, 영화는 초당 24프레임이 필요
3
7.1 비디오의 개요
아날로그 비디오와 디지털 비디오

가장 보편적으로 사용되고 있는 비디오 파일 형태


AVI, MOV, MPEG, RM (Real Video 파일), WMV 등
아날로그 비디오


공중파나 cable등으로 신호 입력 ⇒ RGB모드로 복원 ⇒ TV 출력
외부의 잡음에 취약하고, 자료의 편집이나 수정에 어려움
4
7.1 비디오의 개요

디지털 비디오

비디오 보드가 입력 데이터를 처리하여 모니터 신호로 변환/출력




비디오 편집 소프트웨어를 이용하여 생성된 디지털 비디오 자료
비디오 카메라, VTR, TV등 외부 장치로부터 입력되는 비디오 신호
잡음이 적고 자료의 편집 및 수정이 용이
자료의 규모가 방대하여 많은 양의 데이터
5
7.1 비디오의 개요
TV의 기본 개념

주사방식



순차주사 (Noninterlace)방식 vs. 격행주사 (Interlace)방식
Flicker 현상 : 주사방식으로 인해 화면이 깜박거리는 현상
텔레비전의 색상 표현 방식

RGB 신호 대신에 YUV 색상 표현 방식을 이용



Y: 명도신호(Luminance)
U,V: RGB의 3원색에서 명도를
제외한 나머지를 표현하는
두 개의 색상신호(Chrominance)
적은 메모리, 빠른 속도로 처리

사람이 명도신호에는 민감하나
색상신호에는 덜 민감하다는 특징
6
7.1 비디오의 개요
TV의 방송 방식

구분




아날로그 방송, 디지털 방송, 데이터 방송
고화질 TV(HDTV)
DMB, 인터넷 방송, 인터넷 TV(IPTV)
아날로그 TV의 표준형식
구분
NTSC
PAL
수직
해상도
프레임
수
한국, 일본, 미국, 동남아
525
30 fps
영국, 유럽 일부, 중국, 호주, 중동
625
25 fps
625
25 fps
사용지역
SECAM 프랑스, 독일, 러시아, 중동
7
7.1 비디오의 개요

디지털 TV

표준방식(SDTV)과 고화질방식(HDTV)으로 구분




표준방식은 방송형태만을 기존의 아날로그 방송에서 디지털로 변환
많은 정보량을 정보손실 없이 전송, 컴퓨터를 통하여 저장도 가능
양방향 서비스: 상호대화식 제어 가능, 데이터 방송 서비스로 발전
우리나라: 2000년 시험방송, 2002년 광역시부터 서비스 실시
8
7.1 비디오의 개요

고화질 TV (HDTV: High-Definition TV)

1990년대 초 개발, 고화질과 고음질의 요구



화면의 크기가 커짐에 따라 주사선의 수가 현행보다 두 배 정도 증가
화면의 가로세로비가 현행 TV의 4:3에서 16:9로 변환
MPEG-2 압축표준 적용


화상은 35mm 영화를 목표
사운드는 CD 수준의 5.1채널 돌비 서라운드 음향을 제공
9
7.1 비디오의 개요

아날로그 TV와 디지털 TV의 비교
비교 항목
아날로그 TV
디지털 TV
SDTV
HDTV
채널(6MHz당)
1 채널
3~4 채널
1 채널
음성다중
2채널(스테레오)
5.1채널(돌비)
5.1채널(돌비)
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
외부잡음
약함
강함
강함
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7.1 비디오의 개요

데이터 방송

Video/Audio 데이터와 함께 멀티미디어 데이터를 전송



인터랙티브 방송 혹은 iTV



다양한 부가 정보를 제공 해주는 방송, 방송 콘텐츠의 다양화 가능
기존의 PC 기반의 그래픽스 기술을 방송에 응용할 수 있는 영역
시청자의 반응이나 선택을 반영할 수 있다는 특징
대표적인 장르: 쇼핑, 홈뱅킹, 게임, 뉴스, 날씨, 퀴즈, 교통정보 등
연동형 및 독립형
11

독립형
12
7.1 비디오의 개요

DMB(Digital Multimedia Broadcasting)

이동통신 단말기를 통해 24시간 듣고 볼 수 있는 멀티미디어 방송




CD 급의 오디오 음질
고속 이동 중에도 끊김 없는 비디오 서비스
방송 정보, 뉴스, 교통 정보와 같은 다양한 데이터 서비스
데이터 표준: MPEG-4 BIFS 그래픽스 기술 적용
13
7.2 비디오 처리 장치


비디오 보드
(비디오 저장장치)
14
7.2 비디오 처리장치
비디오 보드

비디오 보드


PC에서 비디오 영상을 처리하여 모니터 화면에 출력
비디오 오버레이(Video Overlay) 보드


영상중첩 기술을 이용하여 컴퓨터 내부의 정보와 외부에서 유입되
는 영상정보를 합성하여 모니터에 표현.
TV 수신카드


문자 및 그래픽 정보와 외부의 영상 정보를 동시에 제공
한 화면에서 텔레비전이나 비디오를 보면서 문서를 동시에 편집 가능
15
7.2 비디오 처리장치

프레임 그래버(Frame Grabber) 보드


아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 역할 수행
영상 압축(Compression)/복원(Decompression) 보드


영상 정보를 압축하여 기억 장치에 저장, 필요 시 복원하여 제공하
는 장치를 말한다
영상편집보드, 화상회의 시스템 등.
16
7.3 디지털 영상처리


(영상의 전환과 특수효과)
(디지털 영상합성)
크로마키 합성 : blue screen
17
7.4 비디오의 압축/복원

(비디오의 압축과정)


(비디오 압축기술)


기본 개념
비디오 압축방식
(코덱)
18
7.4 비디오의 압축/복원
기본 개념

비디오 압축(Compression) 또는 부호화(Encoding)



시간적 이웃 프레임, 공간적 이웃 화소 간에 매우 큰 연관성
비디오 데이터의 중복성(Redundancy) 제거
압축 방법 구분

무손실압축(Lossless Compression) 기법



X-ray, 단층촬영(CT) 등의 의료 영상과 같은 응용분야
원래 영상으로 완전한 복구, 압축율은 비교적 낮은 2:1 ~ 3:1 정도
손실압축(Lossy Compression) 기법

완전 복구는 불가능 (비교적 우수한 영상), 10:1~40:1의 높은 압축율
19
7.4 비디오의 압축/복원
비디오의 압축 과정

비디오 압축 시 고려사항



초당 프레임 수, 압축율에 따른 화질의 변화, 압축 및 복원 속도,
부가적인 HW / SW 소요 여부, 통신채널의 전송 속도의 한계 등
비디오의 압축과정 (생략)
(1) 전처리: 컬러 스페이스 변환, 필터링, 컬러 서브 샘플링 등
(2) 변형(Transformation) : 정보의 중복성을 찾아낸다
(3) 양자화(Quantization) : 유효자리의 비트수를 줄인다
(4) 가변길이 부호화(Variable Length Coding)
20
7.4 비디오의 압축/복원
비디오의 압축기술

압축 대상




프레임 크기(Number of Pixels)의 축소
픽셀당 컬러 비트 수(Color Bit Depth)의 축소
프레임 수(fps)의 축소
비디오의 부호화


프레임 사이에서 시각적 영향이 적은 부분의 정보량을 줄인다
프레임간 예측 부호화


전프레임의 동일 위치의 화소 값과 비교하여 차이값 만을 기록
움직임 보상 프레임간 예측 부호화법

전˙후 프레임에서 물체의 움직임을 검출하여 화소의 차이값을 기록
21
7.4 비디오의 압축/복원
비디오/영상 압축 형식

Intel DVI(Digital Video Interactive)




RCA사와 GE사가 디지털 TV를 목적으로 처음 개발
그 후 IBM사와 Intel사가 공동 개발하여 표준화한 영상 압축 기술
많은 양의 비디오 및 오디오 정보를 CD에 저장
JPEG(Joint Photographic Experts Group)


정지영상 압축전송기술의 국제표준
1982년 개발, 1992년 ISO 국제표준 인정
22
7.4 비디오의 압축/복원

MPEG(Moving Picture Experts Group)

1988년 동영상 표준 코드 방식을 위해 출범: ISO/IEC JTC1/SC29


Movie(또는 비디오 전화)와 CD수준의 사운드 표현이 목표
압축기법


시간적 중복과 공간적 중복을 제거
화면을 I Picture, P Picture, B Picture로 구분하여 부호화

I(Intra coded), P(Predictive coded), B(Bidirectional predictive coded)
23
7.4 비디오의 압축/복원
MPEG-1
TV 수준의 동영상과 CD 수준의 스테레오 음향을 CDROM에 저장할 목적 (1993)
MPEG-2
디지털 TV와 DVD 수준의 영상을 목적으로 제정 (1995)
MPEG-4
낮은 전송률에서의 비디오 전송을 목표로 제정(1998)
- 인터넷망, 화상회의 시스템, 비디오 전화, DMB 등
객체 기반 부호화 기법 포함
장면 그래프 표현 규약 포함
MPEG-7
내용기반 정보검색이 목적 (2001) : 콘텐츠 표현
MPEG-21 다양한 환경에서 컨텐츠의 교환, 전송, 유통, 보호 등 활
용 기술(2004~2006) : 전자상거래
24
7.4 비디오의 압축/복원

객체기반 부호화

장면그래프 표현
Paris 소개 장면
장면(Scene)을 객체들의 그래프로 표현
25
7.5 비디오 스트리밍


스트리밍 소프트웨어
스트리밍을 위한 웹 표준
26
스트리밍

사운드 또는 비디오의 전송


스트리밍이란 데이터를 수신하는 즉시 출력장치에 표시함으로써
송수신자 간의 정보 전달시간 지연을 줄이는 기법
파일 중 일정량의 데이터를 수신하면 바로 실행
27
7.5 비디오 스트리밍
스트리밍 소프트웨어

스트리밍



Web상에서 비디오/오디오 파일 전송과 실행을 병행
인터넷 방송이 가능해 짐
대표적인 소프트웨어



RealNetwork 사의 RealOne Player : Real Audio, Real Movie
Microsoft의 Windows Media Player : ASF, WMF
VDOLive, ViVoActive, TrueStream 등
28
멀티미디어의 동기화

멀티미디어 요소의 통합 및 동기화


기존의 스트리밍 솔루션은 각 미디어 요소들간 상호작용 불가능
W3C에서 멀티미디어 프리젠테이션 표준인 SMIL 제정



비디오, 사운드 및 정지화상 등의 각 미디어 요소들의 상호작용
즉, 공간적 배치와 시간적 배치를 표현
멀티미디어 데이터의 동기화

시간적 동기화 (Temporal Synchronization)


미디어간의 수행 순서의 동기화(Timing)
공간적 동기화 (Spatial Synchronization)

각 미디어의 공간적인 배치 방식(Layout)
29
7.5 비디오 스트리밍
동기화를 위한 웹 표준 SMIL

멀티미디어 프리젠테이션 표준


SMIL : W3C에서 제정
SMIL 예
<smil>
<head> … </head>
<body>
<par>
<img src=“rpsample.rp” />
<audio src=“adagio.rm” />
</par>
</body>
</smil>
30
7.6 비디오 편집 소프트웨어



Window Movie Maker
Premiere
비디오 파일 포맷
31
7.6 비디오 편집 소프트웨어
Window Movie Maker

Window Movie Maker



Windows XP에서 본격적으로 제공하기 시작
전문 편집도구는 아니나 아주 쉽게 비디오를 제작하고 편집할 수
있는 도구를 포함하고 있음
기존 이미지 파일과 오디오 파일을 이용하여 슬라이드 형태의 동
영상을 만들 수 있음
32
7.6 비디오 편집 소프트웨어
Premiere

특징




PC용 비디오 편집 소프트웨어 중 가장 많은 사람들이 이용
비디오 클립을 연속적인 필름 형식으로 보여주는 기능
화면전환 효과를 직접 보여 주며 다양한 필터들을 제공
주요 기능

필터링(Filtering)



화면전환(Transition)


비디오 작업결과에 적절한 효과
70여 가지의 필터링 효과 제공
두 동영상의 연결부분에 다양한 효과
수퍼임포즈(Superimpose)

하나의 영상 위에 또 다른 영상
33
7.6 비디오 편집 소프트웨어
비디오 파일 포맷





AVI : Microsoft
MOV : Quick Time Movie (Mac)
MPEG : ISO 표준
ASF(Active Stream Format) : Microsoft 스트림 형식
RM(RealMovie) : Real Networks 스트림 형식
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