데이터 압축

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데이터 압축에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

된다.
(2) 비정형 멀티미디어 데이터의 vyus법과 압축법은 구분이 모호하며 보통은 부호법이라고 통칭한다.
(3) 표본추출(sampling) : 값이 연속해 나타나는 패턴에서 주기적으로 값을 추출하여 이산적인 값으로 만드는 작업을 말한다.
(4) 정량화(quantization) : 표본값 하나하나도 아날로그 값이기 때문에 주어진 비트의 수에 맞추어 어느 값으로 나눈 나머지는 버리고 디지털 값으로 표현하게 되는 작업.
(5) 정량화 수준(quantization level) : 포본추출 빈도를 표본화율(sampling rate)이라고 하고 정량화를 하는 정도, 즉 나누는 값이 크고 작은 정도를 말한다.
12.5.1 오디오
(1) 기본 개념
(가) 자연의 소리는 아날로그로서 주파수(frequency)와 진폭(amplitude)로 표현된다.
(나) 주파수는 1초당 주기의 반복 횟수인 Hz(헤르즈)로 계산된다.
(다) 오디오(audio) : 소리 중에서 사람이 들을 수 있는 20Hz～20KHz의 주파수 범위, 즉 가청 대역폭에 속하는 소리를 말한다.
(라) 펄스-부호 변조(PCM ; Pulse Code Modulation) : 표본추출을 통해 아날로그 신호를 시간별 디지털 절대 강도값으로 표현하는 방식
- 일반적인 음악용 CD, 즉 CD-DA에서 이 방식을 사용하고 있다.
- 가청 대역폭이 20KHz임을 감안하여 44.1KHz로 표본추출하여 표본당 16비트로 정량화하고 있다.
(마) 차분 PCM(DPCM ; Differential PCM) : 아날로그 신호는 일반적으로 값의 변화가 완만하므로 이전 표본값과의 차이만 부호화하면 데이터량을 줄일 수 있는 표현 방식
(바) 적응 DPCM(ADPCM ; Adaptive DPCM) : 차분이 큰 구간에서는 표현 단위를 크게 하고 작은 구간에서는 표현 단위도 작게 하여 동일한 데이터량으로 더 미세한 변화도 표현할 수 있는데 이러한 표현 방식을 말한다.
(2) MP3
(가) 동영상 압축 표준인 MPEG에서는 동영상에 들어가는 비디오의 부호법 뿐만 아니라 오디오의 부호법도 규정해 놓고 있다. 이 오디오 부호법 중에서 가장 낮은 수준을 MP1이라고 하며 중간 수준을 MP2, 가장 높은 제 3수준을 MP3라고 한다.
(나) MP3는 동영상과는 상관없이 오디오만 압축할 때에도 사용하고 있다.
(다) 착안점 : 사람이 들을 수 없는 가청범위의 소리를 제외하고 압축한다. 때문에 사람이 압축된 것을 복원한 오디오를 사람이 들으면 차이를 못느끼지만 기계나 동물이 들으면 차이점을 느낄 수 있다.
(3) 오디오 압축 파일
(가) 오디오를 표준적인 악기들의 건반 조작 정보로 표현할 수 있다면 데이터를 훨씬 더 줄일 수 있다. 이러한 파일을 MIDI(Musical Instrument Digital Interface)화일이다.
(나) MIDI 파일은 음색의 차이를 묘사할 수 없기 때문에 일반적인 오디오용으로는 적합하지 않다.
(다) 기타 파일 형식으로는 .ra, .rm, .wav, .aif, .aiff 등이 있다.
15.5.2 이미지
(1) 기본 개념
(가) 넓은 의미의 이미지(영상)에는 움직이지 않는 이미지 즉정지영상(still image)과 움직이는 이미지 즉 동영상(moving image)이 포함
(나) 일반적인 이미지 : 정지영상만을 말하고 동영상은 비디오로 분류한다.
(다) 디지털 이미지 : 평면 그림의 한 점 한 점을 의미하는 화소(픽셀의 2차원 배열로 표현)
(라) 깊이 : 픽셀당 데이터의 비트 크기
(마) 디지털 이미지에 대한 데이터의 양 : 가로 픽셀수 × 세로 픽셀수 × 깊이
(바) 회색단계(gray level) : 8비트를 사용하면 흑색(0)부터 백색(255)까지 회색의 여러 단계로 구분할 수 있다.
(사) RGB 부호법 : 흑백이 아닌 컬러 이미지를 표현하려면 픽셀별로 빛의 3원색인 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 3요소의 강도값으로 표현
(아) YUV 부호법, YIQ 부호법 : 색상차는 U와 V값이라는 요소로 계산하는 방법이 대중적이지만 I와 Q값이라는 요소로 계산하는 부호법을 말한다.
(2) JPEG
(가) JPEG : JPEG(Joint Photographic Experts Group)그룹이 사진으로 대표되는 정지영상 즉 이미지를 효율적으로 압축할 세계 표준을 JPEG 형식을 만듬
(나) 그림과 같에 네 단계를 거쳐서 압축
- 임의의 크기와 표현의 2차원 이미지에서 각 성분 추출
- 각 선분에서 비례에 따라 약간씩의 블록들을 모아서 MCU(Minimum coded Unit)들을 구성
(다) DCT 계수 : DCT 변환법을 적용하여 64개의 DCT
(3) 이미지 압축 파일
(가) GIF(Graphics Interchange Format) : 애니메이션 효과도 어느정도 줄 수 있는 장점이 있어서 현재까지도 웹페이지를 구성할 때 사용한다.
12.5.3 동영상
(1) 기본개념
(가) 동영상 : 약간씩 다른 정지 연상을 빨리 연속시킴으로써 눈의 잔상 효과에 의한 움직임 착각을 일으키는 매체이다.
(2) MPEG
(가) MPEG-1 : 전통적인 MPEG은 비디오 CD를 목표로 하였기 때문에 CD-ROM 의 전송율 1.2MBPS를 기준으로 그만한 속도의 전송 및 복원을 목표로 개발한 압축법
(나) I-프레임(Intra-coded frame) : 그 자체로 압축하였기 때문에 다른 프레임에 대한 정보를 참조할 필요 없이 자체만 보고 다시 복원할 수 있는 프레임
(다) P-프레임(Predictive-coded frame) 직전의 I-프레임이나 P-프레임으로부터 달라진 점만을 부호화하는 예측 부호화 매크로 블록을 사용하기 때문에 압축률이 더 높다
(라) B-프레임(Bi-directional pridictive-coded frame) : 직전과 직후의 I-프레임 또는 P-프레임을 이용하여 평균값을 구해 예측 부호화하는 프레임
(3) 동영상 압축 파일
보통 동영상 정보는 국제 표준인 MPEG를 사용하지만 프레임 하나 하나를 조작하기 편하도록 모든 프레임을 JPEG으로 압축한 파일도 있다.
기타 .qt, .mov, .avi 등의 형식이 있다.

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