Transcript codec [94 KBytes]

Codec(Coder and Decoder)
숭실대학교 일반대학원 미디어연구실 김상민
2001년 11월 10일
[email protected]
http://media.ssu.ac.kr/~compute
용어에 대한 이해
동영상 : 움직이는 영상이란 뜻이지만, 사실 정지 영
상들의 집합이며, 일반적으로 음성까지 포함한 것을
말한다.
프레임 : 동영상에서 한 장의 정지 영상
FPS(Frame Per Second) : 초당 프레임 수.

TV 및 영화 등에 따라 FPS는 달라진다.
Codec(코덱) : 압축과 복원을 의미한다.
초당 데이터 발생량(bit rate, data rate) : 압축 시 초
당 발생되는 비트 데이터량, 보통 bps 혹은 bits/s로
표시된다.


bps 량이 높으면 질이 좋다.
주의 : 바이트 단위가 아닌 비트 단위, 따라서 바이트로
변환이 필요하다.
코덱(Codec)


동영상 파일은 코덱을 활용하여 압축 또는 복원되며,
압축 시 사용한 코덱을 이용해야 복원이 가능하다.
대표적인 비디오 코덱
 MPEG-I, MPEG-II, MPEG-4(Microsoft MPEG4, DivX),
Cinepak, mJPeg

대표적인 오디오 코덱
 AD-PCM, MPEG Layer-1, MPEG Layer-2, MPEG Layer-3,
Windows Media Audio V1, Windows Media V2(DivX Audio)
동영상에서
오디오와 비디오에 대한 이해
오디오 : 소리 부분을 의미한다.
비디오 : 영상 부분을 의미한다.
영화와 TV가 같은 FPS를 사용하지 않음으로써 이들
간의 동기화 문제가 발생


특히 29.97FPS와 30FPS간의 미묘한 차이로 인한 동기
화 문제가 제일 많이 발생
예) 29.97FPS의 영화를 30FPS로 재생할 경우 시간이
지남에 따라 비디오 쪽이 빨리 재생됨
오디오는 재생 속도가 일정하기 때문에 동기화 문제
가 거의 없음.

그러나, 녹음 혹은 재생 시 잘못된 오디오 정보로 인하
여 빨리 재생되거나 느리게 재생되는 문제 발생
동영상을 압축하는 이유
TV 혹은 비디오 영상은 압축하지 않은
아날로그 형태로 동영상 저장
MPEG, AVI, ASF, MOV 등 모든 동영상
파일들은 압축된 형태로 동영상 데이터
를 저장
동영상 파일들이 압축하는 이유는?

멀티미디어 데이터의 대용량 문제 해결
비압축 시 데이터량
압축하지 않은 디지털 형태로 음성 및 동영상
을 저장할 경우의 데이터량

예1) 44KHz, 스테레오, 16bit로 샘플링된 오디오
60분짜리 음성을 저장하는데 필요한 용량은?
44K(Hz) x 2(스테레오) x 16bit/2 * 60(초) * 60(분) =
633,600,000(633메가 바이트)

예2) 640x480의 해상도와 24비트의 색상심도를
가진 컬러 영상을 30fps로 60분간 저장할 경우 데
이터량은?
640(가로 픽셀)x480(세로 픽셀)x3바이트(24비
트)x30fpsx60초x60분= 99,532,800,000(99기가 바이트)
압축 시 데이터량
압축된 디지털 형태로 음성 및 동영상을 저장
할 경우의 데이터량

예3) 예1)의 음성 데이터를 초당 데이터 발생량(bit
rate)을 192kbps로 설정한 MPEG Layer-3로 압축
한 용량은?
 (192kbps * 60초 * 60분)/8비트 = 86메가 바이트(1/7로
압축)

예4) 예2)의 동영상 데이터를 초당 데이터 발생량
을 900kbps로 설정한 MPEG-4로 압축한 용량은?
 (900kbps * 60초 * 60분)/8비트 = 405메가 바이트
(1/244로 압축)
중간 복습
FPS(Frame Per Second) : 초당 프레임 수

매체별로 FPS가 다르기 때문에 동기회 문제 발생
초당 데이터 발생량(data rate) : 압축 시 초당
발생되는 비트 데이터량, 보통 bps 혹은
bits/s로 표시된다.

데이터의 질(화질, 음질)을 결정하는 중요 요소
코덱을 통해 압축하는 이유

멀티미디어 데이터의 대용량 문제 해결 위해
압축으로 인한 단점
질적인 손실(화질 혹은 음질의 저하)

예5) 640x480 해상도의 24bit 칼라의 심도를 가진
BMP 형식의 이미지를 quality 100%, 80%, 60%,
40%, 20%, 10% 로 저장했을 경우 화질 차이는?
 홈페이지 참고
http://media.ssu.ac.kr/~compute/soongeui/jpeg.html

예6) 예1)번의 오디오를 128kbps(bits/s), 64kbps,
32kbps, 16kbps의 mp3 방식으로 각각 압축했을
경우 음질의 차이는?
 홈페이지 참고
http://media.ssu.ac.kr/~compute/soongeui/mp3.html
압축으로 인한 단점
질적인 손실(화질 혹은 음질의 저하)

예7) 예2)번의 동영상을 900kbps, 600kps,
300kbps, 150kbps, 100kbps, 50kbps의
MPEG4(MS MPEG V3) 방식으로 각각 압축했을
경우 화질 차이는?

홈페이지 참고
http://media.ssu.ac.kr/~compute/soongeui/mpeg4.html
결론
압축으로 인하여 질적인 손해를 볼 수도 있
다.
압축은 항상 손실을 감수해야 하나?
답: No!



대부분의 멀티미디어 압축인 경우는 손실
압축
멀티미디어 압축이 아닌 경우는 대부분 비
손실 압축
비손실 압축인 경우 데이터가 손상되지 않
는다.
손실 압축의 대표적인 예
정지화상

JPEG : *.jpg 파일
동화상


MPEG-1, 2 : *.mpg 파일
MPEG-4(DivX, MS MPEG-4) : *.avi 파일
음성


MPEG Layer-1, 2, 3 : *.mp2, *.mp3 파일
Window Media Audio V1, V2 : *.wma 파일
비손실 압축의 대표적인 예
정지화상

GIF, PCX, PNG
 참고) BMP(비트맵) 파일은 압축되지 않은 파일
동화상

없는 것 같음
음성

ADPCM
파일 압축

윈집(WinZip), 알집, WinRAR, WinACE
(손실)압축을 많이 하면 질은 나빠진다 그렇
다면 적게 하면 무조건 질은 좋아지나?
답 : No!(경우에 따라 다르지만)

예1)번의 오디오를 1000kbps의 mp3 방식
으로 압축하고 예2)의 동영상 10000kbps
의 MPEG4방식으로 압축을 해보자. 질이
좋아지는가?
 아니다! 압축하기 이전의 질보다는 떨어지면서
저장용량만 늘어난다.
 즉, 손실 압축인 경우 적절한 압축 가이드 라인
이 필요하다.
압축 안된 형태는?
정지화상

BMP(비트맵)
동화상

VHS(일반 비디오 테이프)
음성

PCM
압축 안된 형태의 용도는?
정지화상(BMP)

윈도우의 바탕화면
 이유 : 복원 과정이 필요 없으므로 빨리 읽어올 수 있다.
동화상(VHS)

비디오
 이유 : 복원 과정이 필요 없으므로 복원 칩 혹은 S/W가
필요없다. 따라서 제품 단가를 줄일 수 있다.
음성(PCM)

음악 시디, 전화
 이유 : 복원 과정이 필요 없으므로 복원 칩 혹은 S/W가
필요없다. 따라서 제품 단가를 줄일 수 있다.
압축된 실제 예제
인터넷 방송

대부분 MPEG-4(Microsoft Mpeg4 V2, V3 코덱
사용) : *.avi, *.asf, *.wmv
디지털 방송 및 DVD

MPEG-2 코덱을 사용
음악 파일

MPEG Layer-2, 3, Window Media V1, V2 코덱
사용 : *.mp2, *.mp3, *.wma 등
그림 파일

JPEG, GIF 코덱 사용 : *.jpg, *.gif 등등
적절한 초당 데이터 발생량(bps)은?
비디오 해상도가 3xx*2xx이고 오디오는
44kHz, 16bit, Stereo인 경우

MPEG-1
 비디오 : 1200kbps
 오디오(MPEG Layer –3) : 128kbits/s

MPEG-4(DivX, MS MPEG-4 V1, V2, V3)
 바디오 : 300kbps
 오디오(DivX Audio, Window Media Audio V1,
V2) : 64kbits/s
Premiere의 장단점
장점




Timelayer를 통한 편집이 가능하기 때문에
편집이 쉽다.
다양한 장면 전환 효과를 줄 수 있다.
자막 편집이 가능하다.
다양한 영상 효과를 연출할 수 있다.
단점

비디오 압축 속도가 느리다.
다른 프로그램의 장단점
Virtual Dub(대부분의 동영상 포멧을
AVI 파일로 변환)

장점
 프리웨어이기 때문에 금전적인 문제가 없다.
 비디오 인코딩 속도가 프리미어 보다 빠르다.
 다양한 영상 효과를 연출할 수 있다.
 자막 삽입이 가능하다.(Plug-in 설치 시)

단점
 사용하기 불편하다.
다른 프로그램의 장단점
Web Flix Pro(MPEG-I 파일만 편집 가
능)

장점
 비디오 압축을 하지 않기 때문에 속도가 매우
빠르다.

단점
 사용하기 불편하다.
 비디오 압축을 할 수 없다.(단순히 MPEG 파일
편집만 가능)
각 비디오 코덱의 장단점
DivX, Microsoft MPEG-4 V1, V2, V3)

장점
 압축률이 뛰어나서 파일 크기가 작다
 화질이 좋다.

단점
 압축, 복원 속도가 다른 코덱에 비해 느리다.
Microsoft Video1

장점
 압축, 복원 속도가 빠르다.
 특히 프리미어에서 최상의 압축 속도를 자랑한다.

단점
 압축률이 떨어진다.
 화질이 안 좋다.
각 비디오 코덱의 장단점
CinePak

장점
 잘 안 써봐서 잘 모르겠다.^^; 긁적긁적

단점
 압축, 복원 속도가 느리다.
 특히 압축 속도가 매우 느리다.
 프리미어에서 피하는 것이 좋을 듯…
Premiere에서의 코덱 설정 방법
실습을 통해서 확인해 봅시다.
자! 다들 프리미어 띄우세염!
질문 및 답변
질문 있습니까?