JPEG,BMP,GIF의 구조

소개글

JPEG,BMP,GIF의 구조에 대한 보고서 자료입니다.

목차

○ JPEG 파일의 구조
○ BMP 파일의 구조
○ GIF파일의 구조

본문내용

G파일을 나타내는 헤더와 JPEG파일을 출력하기 위해 필요한 허프만 테이블, 그리고 양자화 테이블 등이 있고 영상의 기본 정보를 가지고 있는 프레임(Frame)과 연결된다.　각종 테이블은 보통 프레임 앞에 있을 수도 있고 때로는 프레임 다음에 연결될 수도 있다. 테이블과 프레임 헤더 뒤로 스캔이 연결된다. 스캔 헤더에는 DC와 AC계수, 엔트로피 코딩 테이블(Entropy Coding Table)등의 정보가 저장되있다. 스캔 헤더 뒤로 실질적인 데이터 정보를 포함하고 있는 MCU가 존재한다. JPEG 파일은 어떤 프레임 뒤에 순차적으로 다른 프레임이 연결되는 형식이 아니라 마커 코드를 확인해 그 코드에 대한 데이터가 뒤로 연결돼는 형식이다. 예를 들어 파일안의 어떤 장소에서 \'FFC4h\'(h는 16진수임을 의미한다.)\'가 튀어나오면 이 코드 다음부터는 테이블이 있다는 뜻이 되고, \'FFC0h\'코드가 나오면 프레임이 시작되는 것을 알리면서 기본적인 베이스라인 DCT를 채택하고 있다는 의미이다.마커코드　JPEG은 정보를 기록하기 전, 최상단에 마커 코드를 위치시킨다. 이 마커 코드에 의해서 필요한 정보를 읽을 수 있는데, 이것은 2바이트 형태로서 첫째 코드는 ‘FF’로 시작하고 그 이후에 ‘C0 ~ FE’까지의 코드를 사용한다. ‘02-BF’까지의 코드와 ‘00’,‘FF’는 둘째 코드로 사용되지 않는다. ‘00’,\'FF\'는 허프만 부호 중에 \'FF\'가 생길 경우 \'FF\'뒤에 \'00\'을 삽입, 마커 코드가 아님을 알려준다. 아래표는 마커코드의 일람표이다.
프레임 마커　JPEG 파일에서 제일 먼저 읽어야 할 것이 프레임 정보이다. PC에서 사용하는 표준 JPEG파일은 프레임이 1개이다. 프레임 마커를 찾은 후에는 각 데이터를 저장한다. 주의해야 할 것은 세로크기에 해당하는 Y값이 128일 경우 저장되는 형태는 0x80값으로 저장된다는 것. 이것을 short int값으로 읽었을 경우 0x8000의 값이 되어 Y값에는 32768이 설정된다. 이것을 방지하기 위해 공용체를 이용한다. 공용체의 기능은 상위 비트와 하위비트를 바꾸는 역할한다.프레임 안의 컴포넌트 　프레임안에서는 수평 샘플링 인자와 수직 샘플링 인자값인 H, V와 컴포넌트 식별 정보 C 및 양자화 테이블 번호인 Tq가 있다. 이것은 FrameHeader에 설정돼 있는 Nf값만큼 연속적으로 배열되있다. JPEG의 압축에 관하여　다른 압축 방법과는 달리 JPEG는 어떤 특정한 압축 알고리즘을 지칭하는 말이 아니다. JPEG에는 여러 가지 압축에 관련된 국제 표준이 규정돼 있으며, 압축하고자 하는 대상 영상의 성질에 따라 적합한 알고리즘을 선택해 사용할 수 있다. JPEG에 규정 되있는 압축 방법은 크게 네 가지로 나눠볼 수 있다.
▧ DCT(Discrete Cosine Transform)압축 방법　JPEG의 기본 압축 방법으로 DCT에 기반한 유손실 압축 방법이다.▧ 점진적 전송이 가능한 압축 방법　영상 파일을 읽어오는 중에 화면 출력을 할 수 있도록 한 압축 방법이다. 전송 속도가 낮은 네트 워크를 통해 영상을 전송받아 화면에 출력할 때 유용한 모드로서 영상의 일부를 전송받아 저해상 도의 영상을 출력할 수 있으며, 영상 데이터가 전송됨에 따라 영상의 화질을 개선하면서 화면 출 력이 가능하다.▧ 계층 구조적 압축 방법　피라밋 코딩 방법이라고도 하며, 하나의 영상 파일에 여러 가지 해상도를 갖는 영상을 한번에 저 장하는 방법이다.▧ 무손실 압축 방법　JPEG표준에는 DCT가 아닌 2D-DPCM을 이용한 압축 방법을 이용해 무손실로 영상을 압축할 수 있는 방법도 들어있다.
　JPEG표준에는 이와 같은 여러 가지 압축 방법이 규정돼 있지만 일반적으로 JPEG으로 영상을 압축해 저장한다고 하면 DCT를 기반으로 한 기본 압축 방법으로 압축해 저장하는 것을 의미한다. 이 방법을 \'베이스라인JPEG’이라고도 하며 JPEG을 지원하는 모든 애플리케이션은 반드시 이 방법을 기본적으로 지원해야 한다. 나머지 방법은 확장 기능 개념으로 표준에 들어가 있는 선택 사항이므로 반드시 지원해야 하는 것은 아니다.　베이스라인 압축 방법은 유손실 압축 방법이기 때문에 영상에 손실을 많이 주면 화질은 좋지 않지만 압축이 많이되고, 손실을 적게 주면 좋은 화질을 유지할 수 있는 대신 압축이 조금밖에 되지 않는다. 손실의 정도를 규정하는 값을 ‘Q벡터’라고 하는데, 이것은 1부터 100까지의 값으로 표현할 수 있다. Q벡터가 1이면 최대의 손실을 내면서 가장 많이 압축을 하는 것이며, Q벡터가 100이면 최소의 손실을 내면서 가장 적게 압축을 한다. 여기서 한가지 주의할 것은 Q벡터가 100이어도 손실이 발생한다는 점이다. DCT를 기반으로 한 압축 방법은 영상의 손실을 막을 수 없고 무손실로 압축해야 할 때는 DCT가 아닌 2D-DPCM에 기반한 무손실 압축 방법을 사용해야 한다.베이스라인 JPEG　베이스라인 JPEG은 JPEG압축의 최소 사양으로, 모든 JPEG관련 애플리케이션은 적어도 이 압축 방법만큼은 반드시 지원해야 한다. 베이스라인 JPEG은 DCT에 기반한 압축 방법인데, 앞서도 여러 차례 언급했듯이 유손실 압축 방법이어서 압축 후 복원된 영상은 원 영상과 동일하지 않고 미세한 손실이 발생한다. 그러나 사람의 눈에 잘 안띄는 정보만 손실시키기 때문에 어느 정도 손실이 발생해도 시각적으로는 거의 차이를 느끼지 못한다. 얼마만큼의 손실을 주고 JPEG 압축은 다음과 같은 과정을 거친다.
▧ 영상의 컬러 모델을 YIQ모델로 변환한다.▧ 2 * 2 영상 블록에 대해 평균값을 취해 색차신호 성분을 다운 샘플링한다.▧ 각 컬러 성분의 영상을 8 * 8 크기의 블록으로 나누고 각 블록에 대해 DCT를 수행　한다.▧ 각 블록의 DCT계수를 시각에 미치는 영향에 따라 가중치를 둬 양자화한다.▧ 양자화된 DCT계수를 허프만 코딩 방법에 의해 코딩해 파일로 저장한다.
BMP 파일의 구조
BMP화일은 이미지 파일중에 가장 간단한 파일중 하나입니다. 기본적으로 bmp화일은 1,4,8,16,24 및 32비트를 지원합니다. 하지만 16과 32비트는 거의 사용하는 예가 드

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