동영상 압축 기술을 공부하려면 여러 가지 중요한 개념들을 이해해야 합니다. 동영상은 매우 많은 양의 데이터로 구성되어 있기 때문에, 이를 효과적으로 압축하여 저장하거나 전송하는 기술이 필수적입니다. 아래는 동영상 압축 기술을 이해하는 데 필요한 주요 개념들입니다: ### 1. **손실 압축 vs. 무손실 압축** - **손실 압축 (Lossy Compression)**: 동영상의 품질을 약간 희생하더라도 데이터 크기를 대폭 줄이는 방식입니다. 일부 정보가 제거되지만, 육안으로는 거의 차이가 느껴지지 않는 경우가 많습니다. 예: **H.264**, **H.265(HEVC)**. - **무손실 압축 (Lossless Compression)**: 데이터의 손실 없이 압축하는 방식입니다. 이 방식은 품질을 유지하지만 압축 효율이 낮아서 파일 크기가 크다는 단점이 있습니다. 예: **Apple ProRes**. ### 2. **코덱 (Codec)** - **코덱**은 **코더(coder)와 디코더(decoder)** 의 합성어로, 영상을 **압축하고(decode)** 다시 **재생할 수 있게(compress)** 하는 기술을 의미합니다. 동영상 압축에서 가장 흔히 쓰이는 코덱은 **H.264**, **H.265(HEVC)**, **AV1** 등이 있습니다. - 코덱은 주로 **압축 효율**과 **영상 품질** 사이에서 균형을 맞춥니다. ### 3. **비트레이트 (Bitrate)** - 비트레이트는 **초당 처리되는 데이터 양**을 의미하며, 비트레이트가 높을수록 품질이 좋지만 파일 크기도 커집니다. 압축 효율을 높이기 위해 **가변 비트레이트 (VBR)** 또는 **고정 비트레이트 (CBR)** 방식을 사용할 수 있습니다. - **VBR**은 장면의 복잡도에 따라 비트레이트를 유동적으로 변경하여 압축 효율을 극대화하는 방식입니다. **CBR**은 일정한 비트레이트를 유지합니다. ### 4. **프레임 간 압축 vs. 프레임 내 압축** - **프레임 간 압축 (Inter-frame Compression)**: 여러 프레임 간의 차이를 이용해 데이터를 효율적으로 압축합니다. 예를 들어, 변화가 거의 없는 프레임 간에는 중복 정보를 줄입니다. **H.264, H.265** 같은 최신 코덱에서 자주 사용됩니다. - **프레임 내 압축 (Intra-frame Compression)**: 각 프레임을 독립적으로 압축하는 방식입니다. 이 방식은 더 많은 데이터를 필요로 하지만, 편집 시 더 효율적일 수 있습니다. ### 5. **GOP (Group of Pictures)** - **GOP**는 한 묶음의 프레임을 의미하며, **I-frame(독립 프레임)**, **P-frame(예측 프레임)**, **B-frame(양방향 예측 프레임)** 로 구성됩니다. - **I-frame**은 독립적으로 압축된 프레임으로, P 및 B 프레임의 참조 포인트가 됩니다. - **P-frame**과 **B-frame**은 이전 또는 다음 프레임의 데이터를 참조해 효율적으로 압축합니다. ### 6. **샘플링 비율 (Chroma Subsampling)** - **4:4:4**, **4:2:2**, **4:2:0**과 같은 표현은 색상 정보를 얼마나 많이 저장하는지를 나타냅니다. 예를 들어, **4:2:0** 방식은 색상 정보를 더 적게 저장하지만, 그만큼 압축률을 높일 수 있습니다. - 이 방법은 인간의 눈이 밝기 정보에 더 민감하다는 점을 이용하여, 색상 정보를 줄여도 품질 저하가 크지 않게 만들 수 있습니다. ### 7. **동영상 압축 표준** - 여러 가지 압축 표준이 있으며, 가장 대표적인 것이 **MPEG (Moving Picture Experts Group)** 에서 개발한 방식입니다. 대표적으로 **MPEG-2**, **MPEG-4**, 그리고 최신의 **HEVC (H.265)** 등이 있습니다. - 최신 표준으로는 **AV1**이 있으며, 이는 더 나은 압축 효율을 제공하고 오픈소스로 무료로 사용할 수 있습니다. ### 8. **화질 지표 (PSNR, SSIM)** - **PSNR (Peak Signal-to-Noise Ratio)**: 압축된 동영상과 원본 동영상 간의 차이를 수치화하여 품질을 평가하는 지표입니다. 숫자가 높을수록 원본과 압축된 파일이 유사하다는 의미입니다. - **SSIM (Structural Similarity Index)**: 인간의 시각적인 감각을 고려한 품질 평가 지표로, 이미지의 구조적 유사성을 측정하여 동영상의 품질을 평가합니다. ### 9. **지연 시간 (Latency)** - 동영상을 실시간으로 스트리밍하거나 처리할 때 중요한 요소입니다. 특히, **실시간 회의**나 **게임 스트리밍**에서는 **낮은 지연 시간**이 매우 중요합니다. JPEG XS 같은 코덱들은 **미세한 지연 시간**을 특징으로 합니다. ### 10. **동영상 파일 형식** - 동영상 파일 형식은 코덱과는 다르게, 데이터를 어떻게 패키징하는지에 대한 것입니다. 가장 흔한 파일 형식으로는 **MP4**, **MKV**, **MOV**, **AVI** 등이 있으며, 각 형식은 다양한 코덱을 지원합니다. 이러한 개념들을 먼저 이해하면 동영상 압축 기술의 원리와 다양한 응용 분야에서 어떻게 사용되는지 더 잘 이해할 수 있을 것입니다.