영상 압축의 주요 기술

JPEG

 

• Joint Photographic Experts Group • JPEG는 사진정보의 압축방식을 표준화한 그룹의 이름이다. • JPEG 손실 기법 표준에서는 서브샘플링과 주파수 변환기법을 함께 사용한다. • JPEG의 영상 압축 절차 • 화상을 8ⅹ8 pixel 단위로 분할 • 화상을 주파수 성분으로 분할 (DCT) • 자연화상에 저주파 성분이 많고 고주파 성분이 적음 •저주파는 조밀하게, 고주파는 엉성하게 처리 (비직선 양자화) • Huffman code 를 이용한 부호화

 

MPEG

 

• Moving Picture Experts Group • 동영상을 압축하고 코드로 표현하는 방법의 표준을 만드는 것을 목적으로 하는 동화상 전문가 그룹이다 (1988년 설립). • 정지된 화상을 압축하는 방법을 고안한 JPEG과는 달리, 시간에 따라 연속적으로 변화하는 동영상 압축과 코드 표현을 통해 정보의 전송이 이루어질 수 있는 방법을 연구하고 있다. • MPEG의 동영상 압축 기법은 시간적 중복 및 공간적 중복을 제거하는 기법에 그 기반을 두고 있다.

- MPEG • ISO/IEC SC29/WG11 • 비디오와 오디오의 코딩 관련 표준화 그룹 - 표준안 • MPEG-1 : 저장 미디어용. Video CD와 mp3 audio • MPEG-2 : 방송용. Digital TV, DVD • MPEG-3 : HDTV용으로 개발. 사용하지 않음 • MPEG-4 : 범용 멀티미디어용. HD DVD, 블루레이 • MPEG-7 : 멀티미디어 콘텐츠 기술(description) 표준 • MPEG-21 : 개방형 멀티미디어 프레임워크

 

PCM coding 시 전송 대역폭

 

 

동영상 정보는 음성정보에 비해 data 용량이 커서 전송 시 넓은 대역폭이 요구된다. 따라서, 전송시설의 대역폭 축소, memory 절약 등으로 압축은 필수적이다 (HDTV 압축 시 약 20Mbps).

 

MPEG의 동영상 압축 절차

 

전처리 : 색채 공간 (space) 변환, 필터링, 색채 서브샘플링 (subsampling) ▶ 색채 공간 (space) 변환 : RGB영상 데이터를 YIQ 영상 데이터로 변환하는 과정 ▶ 필터링 : 잡음을 제거하여 압축률을 높이기 위한 과정 ▶ 색채 서브샘플링 (subsampling) : 덜 민감한 색 성분을 가지고 있는 I와 Q성분에서 한 화소 또는 세 화소씩을 뛰어넘어 한 개의 화소만을 취하여 본래의 영상 데이터의 크기를 ½ 또는 ¼로 줄이는 과정 변환 : 영상이 가지고 있는 정보의 중복성을 찾아내는 과정 ▶ 파형 방식 : DPCM, ADPCM ▶ 변환 방식 : DCT

 

영상압축기법의 종류

 

• 서브샘플링 (subsampling) 기법 : 주어진 정보의 일부만을 사용하는 것 • 주파수 차원 변환기법 : DCT • 델타프레임 기법 : 새로운 화면 정보를 모두 다 기록하지 않고 앞의 화면과의 차이 (difference)만을 기록 • 동작보상기법 : 차의 움직임을 표시하는 벡터 정보를 기록함으로써 정보량을 줄일 수 있다. 화면 전체를 일정한 크기의 블록으로 세분하고 각각의 블록에 대해 앞 화면의 정보와 비교하여 가로 세로로 움직인 양을 기록하여 전체 정보량을 줄인다.