제5장 멀티미디어 기초

제 5 장 멀티미디어 기초

5.3.3 비월주사 (Interlaced Scan) 자연스러운 동영상을 위한 비디오는 초당 30 개의 프레임이 필요

수직주사선의 주사방식이 홀수 주사선과 짝수 주사선으로 나누어 주사하기 때문에 실제로 하나의 프레임을 위해서는 2 개의 필드가 필요

30 개의 프레임을 위해서는 30 개의 짝수 필드와 30 개의 홀수 필드가 필요하므로 1/60 초 마다 하나의 필드를 주사한다 .

하나의 프레임을 두개의 필드로 나누어 주사하는 주사방식을 비월주사라 한다 .

비월주사 방식을 텔레비전에 사용되는 기본적인 주사방식으로 NTSC 는 초당 60개의 필드 , PAL 은 초당 50 개의 필드로 나누어짐 .


5.3.4 프로그레시브 스캔 (Progressive Scan)

디지털 TV 인 HDTV, 일부 DVD플레이어에 지원되는 방식

컴퓨터 모니터에서 사용 1/60 초에 한번씩 전체 프레임을 주사 비월주사 방식보다 선명한 화질 제공 기존 비월주사방식의 아날로그 비디오를

컴퓨터에서 실행하는 경우에는 편집 프로그램을 이용하여 프로그레시브 형식으로 변환하여 사용

컴퓨터에서 작업한 프로그레시브 형식의 비디오를 아날로그 텔레비전을 이용하여 출력하려면 비월주사 방식으로 변환하는 디인터레이스 (Deinterlace) 작업을 통해 변환


5.4 비디오의 디지털화 비디오 또한 아날로그 신호를 디지털

신호로 변화하여야 컴퓨터에서 활용가능

비디오 각각 프레임의 이미지를 구성하는 픽셀의 결합방식을 수치로 표시하는 해상도와 색상을 기준으로 변환

5.4.1 픽셀

컴퓨터 이미지의 최소 단위로서 벽돌이나 타일을 조합하여 벽을 쌓은 것과 같다 컴퓨터 그림을 확대하여 보면 조그만 점으로 구성되어 있다 . 픽셀 수의 증가가 화질의 향상과 비례한다 . 디지털 카메라나 캠코더의 60 만 혹은 100 만 화소와 같은 수치는 정지화상의 화질을

결정하는 픽셀수의 수치를 의미


5.4 .2 해상도 픽셀의 결합방식을 수치로 표시한 것 640 * 480 과 같이 행 방향의 픽셀수와 열 방향의 픽셀수로 표기 인터넷 활용을 위한 동영상은 320 * 240 이하의 해상도로 표현하는 것이 적당 . 대표적인 컴퓨터 비디오 방식 CGA(Computer Graphic Adapter) - 해상도 320*240 : 초기컬러 모니터 - 색상 4 색

VGA(Video Graphic Adapter) - 해상도 640*480 - 색상 256 색

SVG(Super VGA) - 해상도 1024*768 - 색상 1600 만 색 : 자연색 (True Color)


5.4 .3 색의 표현 컬러텔레비전 방송 초기 흑백 호환 문제 제기 흑백텔레비전의 흑백에 관한 정보가 단지 밝기라는 점에 고안해 흑백신호를 컬러의

밝기로 계산 Y = a * Red + b * Green + c * Blue - 따라서 RGB 신호에 관한 정보를 a, b, c 의 상수를 이용하여 하나의 밝기 신호 Y(luma) 로 변환하여 컬러 이미지를 흑백신호로 변환이 가능

컬러텔레비전을 위해서는 색상에 관한 정보가 필요 밝기신호를 이용한 두 개의 다른 색차신호 (chroma) 를 이용하여 색상을 표현하게 됨 색차신호는 밝기신호 Y 에서 빨강과 파란색을 제외한 정보를 포함 Y 에서 빨강을 뺀 색차신호를 U 혹은 Cb 라 표기 Y 에서 파랑을 뺀 색차신호를 V 혹은 Cr 이라 표기 RGB 를 YUV 혹은 YCbCr(YCrCb) 로 표기 하기도 함


5.4 .3 색의 표현 Y, U 와 V 에 관한 공식은 (RGB 값이 주어졌을 때 ) 밝기신호 : Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B 색차신호 : U(Cb) = (B-Y) * 0.493 색차신호 : V(Cr) = (R-Y) * 0.877

YUV 값이 주어졌을 때 R = Y + 0.956U + 0.621V G = Y + 0.272U + 0.647V B = Y + 1.1061U + 1.703V

RGB 를 YUV 방식으로 표현하는 또 다른 이유는 RGB 로 표현한 색상신호를 위한 RGB 의 3 개의 채널이 기존의 방송 대역폭에 적합하지 않은 것은 물론

기존의 방송과 호환성에도 문제가 발생 YUV 방식으로 대역폭의 효율성을 높일 수 있는 것은 물론 컬러방송을 위한 대역폭을 조정하여 기존의 방송과의 호환성을 유지할 수 있다 .


5.4 .3 색의 표현 Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B 4.0Mhz R-Y = 0.70R – 0.59G – 0.11B 1.5Mhz B-Y = -0.30R – 0.59G + 0.89B 0.5Mhz

RGB 의 3 가지 모두 밝기의 정보를 포함하기 위한 방법으로 RGB 각각의 신호에 4.0Mhz 모두 12Mhz 의 대역폭이 요구

사람의 눈이 색에 민감하지 않은 원리를 이용하여 RGB 에서 밝기 정보를 분리하면 색정보는 보다 낮은 대역폭을 이용하여 효율적으로 전송이 가능

RGB 를 밝기와 색상신호를 분리하여 전송할 수 있기 때문에 현재 TV 채널의 주파수인 6Mhz 대역폭을 갖게 되었다 .


5.4 .4 데이터 샘플링 (Data Sampling) RGB 방식을 이용하여 디지털 데이터로 코딩하는 경우 자연색을 표현하기 위해서는

각각의 색상을 위해 8 비트씩 전체 24 비트가 필요 YUV 는 사람의 눈이 밝기보다 색상정보에 민감하지 않다는 이론에 기반 색상정보인 U(Cb) 와 V(Cr) 정보는 밝기 정보를 나타내는 Y 보다 적게 샘플링한다

하여도 크게 무리는 없다 . 따라서 YUV 방식은 RGB 방식에 필요한 24 비트 전부를 샘플링 하는 것이 아니라 색상정보는 밝기 정보의 절반정도의 데이터만을 샘플링 한다 . 코딩방식에 따라 YUV(4:2:2) 혹은 YUV(4:2:0) 와 같이 색상과 밝기 크기의 비례를

수치로 표현하고 있다


5.4 .4 데이터 샘플링 (Data Sampling) MPEG-2 의 비디오 해상도를 기준으로 한 줄에 720 개의 픽셀씩 480 개의 선으로

구성되어 720 * 480 의 해상도를 지원하기 때문에 RGB 방식을 사용한다면 픽셀당 24비트씩

초당 30 프레임을 지원하기 위해서는 240Mbits 정도의 데이터를 기록하여야 한다 .

YUV 방식을 이용하면 밝기에 대한 정보는 색상정보에 절반 정도만 샘플링 하면 되기 때문에 한 줄에 360 개 정도만을 샘플링하면 되므로 전체정보는 160Mbits 정도로 줄일 수 있다 .

예 ) 해상도 720 * 480 의 초당 30 프레임의 비디오 데이터양 - RGB(Red, Green, Blue) 샘플링 Red – 8 비트 Green – 8 비트 Blue – 8 비트 720 비트 * 480 줄 * 30 프레임 * 24 비트 = 240Mbits/sec


5.4 .4 데이터 샘플링 (Data Sampling) YUV(YCbCr) 4:2:2 샘플링 - 밝기 (Luminance) : Y 720 샘플 / 줄 * 480 줄 * 30 프레임 / 초 * 8 비트 / 샘플 = 80Mbits/sec

- 색상 (Chrominance) : U(Cb) 360 샘플 / 줄 * 480 줄 * 30 프레임 / 초 * 8 비트 / 샘플 = 80Mbits/sec

- 색상 (Chrominance) : V(Cr) 360 샘플 / 줄 * 480 줄 * 30 프레임 / 초 * 8 비트 / 샘플 = 80Mbits/sec

전체 160Mbits/sec 정도

YUV(4:2:2) 외에 YUV(4:2:0) 과 같이 보다 다양한 비율로 샘플링이 이루어진다 .

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