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소개글

[동영상파일압축기술]동영상파일압축기술 MPEG(엠펙)의 정의, 동영상파일압축기술 MPEG(엠펙)의 종류, 동영상파일압축기술 MPEG(엠펙)의 구성, 동영상파일압축기술 MPEG(엠펙)와 DCT, HDTV, MP3 분석에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 개요

Ⅱ. 동영상파일압축기술 MPEG(엠펙)의 정의

Ⅲ. 동영상파일압축기술 MPEG(엠펙)의 종류
1. MPEG-1
1) 표준화 배경 및 목적
2) 구성
3) 응용분야
2. MPEG-2
1) 표준화 배경 및 목적
2) 구성
3) 응용
3. MPEG-4
1) 표준화 배경 및 목적
2) 구성
3) MPEG-4의 응용
4. MPEG-7
1) 표준화 배경 및 목적
2) 구성
3) 응용

Ⅳ. 동영상파일압축기술 MPEG(엠펙)의 구성
1. MPEG-System(11172-1)
2. MPEG-Video(11172-2)
3. MPEG-Audio(11172-3)

Ⅴ. 동영상파일압축기술 MPEG(엠펙)와 DCT(이산코사인변환)처리

Ⅵ. 동영상파일압축기술 MPEG(엠펙)와 HDTV(고선명TV)

Ⅶ. 동영상파일압축기술 MPEG(엠펙)와 MP3

참고문헌

본문내용

데 사용하는데 영상이나 음성에 관련된 재생을 보다 효율적으로 수행한다. 8시간 분량의 오디오 데이터를 MPEG 방식으로 압축하면 원음과 동일한 음질로 CD-ROM 1장에 담을 수 있다.
처음에 표준화된 MPEG1은 동영상과 오디오를 디지털 저장 장치에 최대 1.5Mbps로 압축, 저장하기 위한 코딩 기술로 모두 다섯 부분으로 구성되어 있다. 이중 하나인 오디오 부분에는 3가지의 오디오 코딩 기법이 정의되어 있으며 이를 각각 레이어1, 레이어2, 레이어3라고 부른다. 각 레이어는 계층적으로 하향 호환성이 있으며 레이어가 올라 갈수록 인코더의 복잡도와 함께 압축 성능도 증가한다. MPEG1과 MPEG2는 기본적으로 동일한 오디오 코딩 기법을 사용하며 단지 MPEG2에서는 제한된 대역폭의 전송을 위해 16, 22.05, 24㎑와 같이 낮은 샘플링 주파수를 사용할 수 있도록 확장됐고 서라운드 사운드와 다중 언어를 위해 채널이 확장된 것이 MPEG1과 다르다.
MPEG의 오디오 레이어들은 인식 코딩이라고 하는 동일한 코딩 기법을 사용한다. 이것은 사람의 청감 모델을 분석, 적용한 기법으로 마스킹 효과라고 하는 사람 귀의 둔감함을 이용한 일종의 트릭이라고 할 수 있다. 사람의 귀는 보통 20㎐에서 20㎑의 소리를 들을 수 있는데 이를 가청 주파수라고 한다. 각 주파수 범위마다 청각의 민감성이 달라진다. 특히 2㎑에서 5㎑의 대역에서 가장 민감한 것으로 연구되어 있다.
마스킹 효과는 다음과 같이 설명할 수 있다. 만약에 어떤 사람이 태양을 바라볼 때 그 위로 새가 지나간다면 그 사람은 태양의 빛이 너무 강하기 때문에 날아가는 새를 보지 못하게 된다. 사람의 귀도 마찬가지로 강력한 음을 듣고 있을 때에는 약한 음은 들리지 않게 된다.
예를 들어 여러 사람이 피아노 연주를 듣는다고 하자. 연주가가 피아노를 치지 않을 때에는 피아노의 현에서 울리는 여음을 들을 수 있지만 피아노 건반을 다시 치는 순간 사람들은 그 소리를 더 이상 들을 수 없게 된다. 이는 여음이 없어져서가 아니라 그 음이 건반을 칠 때 나는 소리에 비해 작기 때문이다. 즉 큰 음에 의해 어떤 임계값 이하의 작은 음이 가려진(마스킹) 것이다. 이러한 원리를 주파수 마스킹 효과라고 하며 주파수 대역에 따라 마스킹되는 음의 임계값도 달라진다. 귀에 민감한 부분에서는 마스킹되는 음의 임계값이 작게 되며 둔감한 부분은 큰 마스킹 임계값을 갖게 된다.
마스킹 효과에는 주파수 마스킹과 더불어 시간적(Temporal) 마스킹이 있다. 이는 어떤 큰 소리를 듣고 난 후에 이보다 작은 소리를 들을 수 있기까지 일정한 지연 시간이 있다는 것이다. 예컨대 60㏈의 소리를 5㎳동안 들려준 후 연속해서 40㏈의 소리를 들려줄 경우 약 5㎳ 이후에야 그 소리를 감지할 수 있다. 이 같은 지연 시간 역시 주파수 대역에 따라 다른 값을 갖게 된다.
mp3는 이러한 사람의 청각 심리 모델을 이용해서 주파수 대역에 따라 양자화에 의해 발생되는 양자화 잡음을 마스킹 임계값과 지연 시간 내에서 허용토록 하여 오디오 데이타의 비트율을 감소시킴으로써 음질의 손실 없이 압축할 수 있게 한다. 이 외에 디지털 데이터의 통계적인 특성을 이용하여 비트의 중복을 없애는 리던던시 리덕션(Redundancy Reduction), 주어진 압축률로는 압축할 수 없는 부분을 위한 비트 리저버 버퍼링(Bit Reservoir Buffering) 등과 같은 기법을 병행하여 음질 및 압축률 향상 효과를 얻는다.
오디오 입력은 32개의 필터 뱅크를 통해 32개의 주파수 대역으로 분할되며 각 주파수 대역마다 인접한 주파수 대역의 성분에 의한 마스킹 영향을 계산해서 마스킹 임계값 이상의 신호에 대해서만 양자화 비트를 할당하게 된다. 이때 양자화에 의한 잡음이 주어진 주파수 대역에서 마스킹 임계값 이하가 되도록 양자화 비트를 할당하게 되며 이를 mp3 포맷에 맞도록 출력하게 된다.
그럼 mp3의 압축율과 음질은 어느 정도나 될까. mp3는 음질에 따라 최대 96:1(전화 수준)부터 12:1(CD 수준)의 압축까지 가능하다. 일반적으로 오디오 CD에 적용되는 데이터는 44.1㎑의 샘플링 주파수와 16bit의 양자화 비트(bit)를 사용한 스테레오 데이터로써 분당 약 10MB의 데이터양을 갖는데 이를 mp3 코딩 기법을 이용하면 음질의 손실 없이 분당 약 9백80kB의 크기로 압축할 수 있다. 따라서 mp3 파일로 CD를 제작할 경우 CD 한 장에 오디오 CD 12장 분량을 담을 수 있게 된다.
또한 음질 면에 있어서도 mp3는 신뢰할 만 하다. ISO/IEC에서는 개발하는 오디오 시스템의 성능 평가를 위해 시험 방법을 정의하고 있다. 이에 따르면 청취자는 원음, mp3, 원음과 mp3음이 수시로 바뀌는 음 등 세 가지 테스트 음을 자유롭게 선택해서 반복 청취하도록 하고 청취 때마다 음질을 평가하는 방법을 취하도록 한다. 이 결과 청취자 대부분이 원음과 mp3음을 제대로 구별하지 못했다. 그만큼 mp3의 음질이 뛰어나다고 할 수 있다. mp3 외에도 현재 사운드VQ나 리얼오디오 등과 같은 오디오 압축 포맷이 사용되고 있으나 표준화된 기술이 아니며 그 응용 범위가 한정되어 있고 음의 충실도와 압축율 면에서 mp3를 능가하지 못하고 있다. 이 같은 mp3 파일을 컴퓨터에서 즐기려면 사운드 카드와 스피커, 그리고 윈앰프(WinAmp)나 윈플레이(winplay) 등과 같은 mp3 플레이어가 필요하며 인터넷이나 PC 통신에서 쉽게 구할 수 있다.
참고문헌
강전호 외 4명, MPEG-C part.3를 이용한 고화질 3D HDTV 전송방안, 한국방송공학회, 2010
김문철, MPEG-A 포준화 동향 : 차세대 MP3 및 포토 앨범 표준화, 대한전자공학회, 2005
김해광, MPEG 특허료 없는 표준 제정 검토 시작, 한국정보통신기술협회, 2006
송영원 외 1명, MPEG-21 표준화 기술, 한국정보과학회, 2001
이준표, 효율적인 MPEG 시퀀스 편집 방법, 한양대학교, 2003
임용순 외 1명, 양자화된 DCT 영역에서의 MPEG-2 비디오 워터마킹, 한국인터넷방송통신학회, 2011

키워드

동영상파일압축기술,   MPEG,   엠펙,   파일압축,   압축기술