Codec(Coder and Decoder)

숭실대학교 일반대학원 미디어연구실 김상민2001 년 11 월 10 일

compute@nownuri.nethttp://media.ssu.ac.kr/~compute

용어에 대한 이해

동영상 : 움직이는 영상이란 뜻이지만 , 사실 정지 영상들의 집합이며 , 일반적으로 음성까지 포함한 것을 말한다 .프레임 : 동영상에서 한 장의 정지 영상FPS(Frame Per Second) : 초당 프레임 수 . TV 및 영화 등에 따라 FPS 는 달라진다 .

Codec( 코덱 ) : 압축과 복원을 의미한다 .초당 데이터 발생량 (bit rate, data rate) : 압축 시 초당 발생되는 비트 데이터량 , 보통 bps 혹은 bits/s 로 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 TV 가 같은 FPS 를 사용하지 않음으로써 이들간의 동기화 문제가 발생 특히 29.97FPS 와 30FPS 간의 미묘한 차이로 인한

동기화 문제가 제일 많이 발생 예 ) 29.97FPS 의 영화를 30FPS 로 재생할 경우 시간이

지남에 따라 비디오 쪽이 빨리 재생됨오디오는 재생 속도가 일정하기 때문에 동기화 문제가 거의 없음 . 그러나 , 녹음 혹은 재생 시 잘못된 오디오 정보로

인하여 빨리 재생되거나 느리게 재생되는 문제 발생

동영상을 압축하는 이유

TV 혹은 비디오 영상은 압축하지 않은 아날로그 형태로 동영상 저장MPEG, AVI, ASF, MOV 등 모든 동영상 파일들은 압축된 형태로 동영상 데이터를 저장동영상 파일들이 압축하는 이유는 ? 멀티미디어 데이터의 대용량 문제 해결

비압축 시 데이터량

압축하지 않은 디지털 형태로 음성 및 동영상을 저장할 경우의 데이터량 예 1) 44KHz, 스테레오 , 16bit 로 샘플링된 오디오

60 분짜리 음성을 저장하는데 필요한 용량은 ?44K(Hz) x 2( 스테레오 ) x 16bit/2 * 60( 초 ) * 60( 분 ) = 633,600,000(633 메가 바이트 )

예 2) 640x480 의 해상도와 24 비트의 색상심도를 가진 컬러 영상을 30fps 로 60 분간 저장할 경우 데이터량은 ?

640( 가로 픽셀 )x480( 세로 픽셀 )x3 바이트 (24 비트 )x30fpsx60 초 x60 분 = 99,532,800,000(99 기가 바이트 )

압축 시 데이터량

압축된 디지털 형태로 음성 및 동영상을 저장할 경우의 데이터량 예 3) 예 1) 의 음성 데이터를 초당 데이터 발생량

(bit rate) 을 192kbps 로 설정한 MPEG Layer-3 로 압축한 용량은 ? (192kbps * 60 초 * 60 분 )/8 비트 = 86 메가 바이트 (1

/7 로 압축 ) 예 4) 예 2) 의 동영상 데이터를 초당 데이터

발생량을 900kbps 로 설정한 MPEG-4 로 압축한 용량은 ? (900kbps * 60 초 * 60 분 )/8 비트 = 405 메가 바이트

(1/244 로 압축 )

중간 복습

FPS(Frame Per Second) : 초당 프레임 수 매체별로 FPS 가 다르기 때문에 동기회 문제 발생

초당 데이터 발생량 (data rate) : 압축 시 초당 발생되는 비트 데이터량 , 보통 bps 혹은 bits/s 로 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 ) 예 5) 640x480 해상도의 24bit 칼라의 심도를

가진 BMP 형식의 이미지를 quality 100%, 80%, 60%, 40%, 20%, 10% 로 저장했을 경우 화질 차이는 ? 홈페이지 참고http://media.ssu.ac.kr/~compute/soongeui/jpeg.html

예 6) 예 1) 번의 오디오를 128kbps(bits/s), 64kbps, 32kbps, 16kbps 의 mp3 방식으로 각각 압축했을 경우 음질의 차이는 ? 홈페이지 참고http://media.ssu.ac.kr/~compute/soongeui/mp3.html

압축으로 인한 단점

질적인 손실 ( 화질 혹은 음질의 저하 ) 예 7) 예 2) 번의 동영상을 900kbps, 600kps,

300kbps, 150kbps, 100kbps, 50kbps 의 MPEG4(MS MPEG V3) 방식으로 각각 압축했을 경우 화질 차이는 ?

홈페이지 참고http://media.ssu.ac.kr/~compute/soongeui/mpeg4.html

결론압축으로 인하여 질적인 손해를 볼 수도 있다 .

압축은 항상 손실을 감수해야 하나 ?

답 : No! 대부분의 멀티미디어 압축인 경우는 손실

압축 멀티미디어 압축이 아닌 경우는 대부분

비손실 압축 비손실 압축인 경우 데이터가 손상되지

않는다 .

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 그렇다면 적게 하면 무조건 질은 좋아지나 ?

답 : No!( 경우에 따라 다르지만 ) 예 1) 번의 오디오를 1000kbps 의 mp3

방식으로 압축하고 예 2) 의 동영상 10000kbps 의 MPEG4 방식으로 압축을 해보자 . 질이 좋아지는가 ? 아니다 ! 압축하기 이전의 질보다는 떨어지면서

저장용량만 늘어난다 . 즉 , 손실 압축인 경우 적절한 압축 가이드

라인이 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/W 가 필요없다 . 따라서 제품 단가를 줄일 수 있다 .

음성 (PCM) 음악 시디 , 전화

이유 : 복원 과정이 필요 없으므로 복원 칩 혹은 S/W 가 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 등그림 파일 JPEG, GIF 코덱 사용 : *.jpg, *.gif 등등

적절한 초당 데이터 발생량 (bps) 은 ?

비디오 해상도가 3xx*2xx 이고 오디오는 44kHz, 16bit, Stereo 인 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

Premiere 의 장단점

장점 Timelayer 를 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 가능 ) 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…

Premiere 에서의 코덱 설정 방법

실습을 통해서 확인해 봅시다 .자 ! 다들 프리미어 띄우세염 !

질문 및 답변

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