Media/Media Science
[디지털영상] MPEG 압축 이해하기
MPEG (Moving Picture Experts Group) 일반적으로 MPEG을 코덱이나 동영상 파일 확장자라고 생각하지만, 풀네임에서 알 수 있듯이 MPEG이란 ISO/IEC 산하의 그룹이다. 1988년에 설립된 이후 비디오와 오디오, 네트워크 등 멀티미디어 표준의 개발을 담당하고 있다. MPEG은 MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-7, MPEG-21 등의 압축 포맷을 개발하고 표준화시켜왔다. MPEG 종류 MPEG-1 1993년 표준화된 압축 기술로 CD에 동영상을 담기 위해 사용되었다. CD-ROM 속도에 맞췄기 때문에 최대 1.5Mbps의 전송률을 지원하며, 표준 해상도는 352x240(30fps)이다. CD 1장에 74분의 영상을 담을 수 있으며 2채널 Stereo를 지원..
[디지털이미지] JPEG 압축 이해하기
JPEG (Joint Picture Expert Group) JPEG은 비트맵 방식의 이미지 압축 표준 중 하나이다. 손실 압축 기법을 사용하는 압축 알고리즘이며, 손실의 정도를 압축 매개변수들을 이용하여 조정할 수 있다. 당연히 손실이 심할수록 이미지 품질은 떨어지지만 압축률은 높아진다. 파일 크기가 작기 때문에 GIF, PNG와 함께 웹에서 가장 많이 사용되는 이미지 파일 형식이다. JPEG 압축 알고리즘 1. 이미지 준비 (Sampling & Quantization) 아날로그 이미지에 표본화와 양자화를 수행하여 디지털 이미지로 변환한다. 이미지에서 표본화란 2차원 이미지의 x축과 y축을 일정한 표본으로 나누는 것이다. 우리가 흔히 말하는 해상도란 표본화의 결과이다. 인쇄 출력용 단위로는 DPI(Do..
[디지털오디오] 부호화(Coding) - DPCM 및 ADPCM
이전 글에서 오디오 신호의 표본화(Sampling)와 양자화(Quantization에 대해 설명했다. 부호화(Coding)는 표본화 및 양자화된 데이터를 비트 스트림으로 변환하는 작업이다. 우리는 이제 표본화율과 양자화 bit를 참고하여 오디오 데이터의 크기를 계산할 수 있다. A. CD 품질로 디지털화한 4분 길이의 스테레오 음악 한곡의 크기는 얼마인가? Q. 44100(Hz) * 16(bit) * 2(stereo) * 4(min) * 60(sec) = 338688000bit ≈ 40MB 음악 한곡에 40MB라니... 너무 크다. 100곡을 저장하려면 약 4GB의 저장공간이 필요하다. 따라서 우리는 부호화를 하는 과정에서 이 데이터를 압축할 필요가 있다. 압축의 종류에는 크게 무손실 압축과 손실 압축 ..
[디지털오디오] 양자화(Quantization) - Linear vs Non-Linear PCM
양자화 (Quantization) 이전 글에서 표본화(Sampling)란 연속 신호를 이산 신호로 변환하는 것이라고 하였다. 양자화 또한 아날로그 신호의 연속된 값을 이산 값으로 변환하는 것이다. 그렇다면 표본화와 양자화의 차이는 무엇일까? 오디오 신호에서 표본화는 시간축을 따라 연속된 시간을 이산 값으로 변환한다. 양자화는 진폭 축을 따라 연속된 진폭(파형의 높이)을 이산 값으로 변환한다. 일반적으로 아래 그림과 같이 샘플링을 통해 일정한 주기로 표본을 나누고, 양자화를 통해 표본 각각의 진폭 값(파형의 높이)을 구해 디지털화를 수행한다. 오디오 신호를 8bit로 양자화한다면 256(2^8) 단계의 음으로 소리를 표현할 수 있다. 만약 16bit로 양자화한다면 65536(2^16) 단계의 음으로 소리를..
[디지털오디오] 표본화(Sampling) - 나이키스트(Nyquist) 이론
표본화 (Sampling) 표본화(Sampling)란 연속 신호를 이산 신호로 변환하는 것이다. 즉, 연속된 시간 또는 공간에서 일정한 주기(간격)로 표본 값을 추출하는 것을 의미한다. 오디오 신호의 경우, 연속된 아날로그 파형의 시간축을 샘플링하여 디지털 신호로 변환한다. 이때 1초 동안의 샘플링 횟수를 나타내는 수치를 Sampling Rate 라고하며, Hz 단위를 사용한다. (20Hz는 초당 20개의 샘플을 가진다는 뜻이다.) Under Sampling vs Over Sampling Sampling Rate가 높을수록 아날로그 신호에 가깝게 디지털화할 수 있을 것이다. 그러나, 이에 비례하여 디지털 데이터의 크기 또한 커질 것이다. 그렇다고 Sampling Rate를 줄이면, 데이터의 품질이 떨어질..