멀티미디어콘텐츠 제작전문가 필기 | 4. 멀티미디어 제작기술 ①

 

멀티미디어콘텐츠 제작전문가 4과목 멀티미디어 제작기술의 영상 기초이론, 영상 신호처리, 디지털 압축기술에 대한 요약글입니다.

 

 

목차

 

 

1. 영상 기초이론

 

1-1. 영상이란

이미지 화상들의 연속적인 집합체로 비디오를 구성하고 있는 이미지 하나 하나를 프레임이라고 한다.

 

1-2. 빛 / 가시광선

빛은 입자이자 파장이며 질량이자 에너지인 자연 존재. 빛이 갖는 파장에 따라 색깔이 설정되고 파장 자체는 아무런 색을 갖지 않는다.

 

1-3. 색 온도란?

아무런 색을 갖지 않는 완변한 흑체를 전제로 이 흑체를 가열하면 온도변화에 따라 여러 가지로 나타내는 색의 정도를 의미

 

광원의 개략적인 색 온도

• 촛불 : 1500-1900 K
• 백열전구 : 2600-2900 K

 

1-4. 화이트 밸런스의 색보정 필터

1) 화이트 밸런스의 필요성 - 필름의 경우 필터를 이용해 정확한 칼라를 재생시키며, 비딩 카메라의 경우에는 화이트 카드를 이용해 광선의 색온도를 입력시켜 정확한 칼라를 재현할 수 있게 한다.

2) 화이트 밸런스 맞추는 요령 - 여러 광원 중에서 가장 영향이 큰 광원을 고려하여 화이트 밸런스를 세팅

3) 색보정 필터의 사용 - 카메라에 색보정 필터를 끼워 넣음으로써 광원의 색온도를 바꾸지 않고 정확한 컬러를 재생

 

1-5. 조명의 주요 특성들

1) 광선의 질

• 강한광선 : 선명하고 힘찬 강한 광선은 윤곽이 뚜렷하고 짙은 그림자를 나타내고 피사체의 표면의 윤곽과 질감을 드러나게 하여 강한 입체감을 느끼게 해준다.
• 부드러운 광선 : 분산된 그림자를 안 만드는 광선으로 형광등이나 천장에서 반사되어 오는 광선

2) 광선의 방향 - 정면조명은 그림자를 만들지 않고 평면적인 그림을 만들어 내며 촉감도 나타나지 않는다.

 

1-6. 피사계 심도

화면에서 초점이 맞는 가장 가까운 거리와 가장 먼 거리까지의 길이를 말한다.

 

 

2. 영상 신호처리

 

2-1. 영상 신호처리

1) 영상처리 개요 - 영상을 더욱 높은 질의 영상으로, 영상의 특징들을 더욱 두드러지게, 새로운 영상을 만들어 내고, 변질된 영상을 복원시키는 등의 기술

2) 영상 처리 분야

• 영상조작 : 원하는 영상을 얻기 위해 조작을 하는 것
• 영상분석 : 영상조작에 읳여 보정된 영상 안의 특징을 찾아내는 것
• 영상인식 : 미세한 영상물의 차이점을 발견하고 다른 영상과 비교분석하여 특징을 찾아 영상을 인식할 수 있도록 하는 영역
• 영상 통신 : 영상을 전송함에 있어 어떻게 효율적으로 전송할 것인지 연구하는 분야

3) 영상의 구분

• 아날로그 방식 : 영상의 질이 떨어지고 영상을 찾는데 시간이 많이 걸림
• 디지털 방식 : 원하는 장면을 프레인 단위로 쉽게 검색

 

2-2. 텔레비전 방송의 규격

1) NTSC - FCC와 미국 컬러 TV표준을 제정한 국제 TV시스템위원회 또한 그 방식

2) PAL - 컬러 부호화/전송시스템으로 대부분의 국가들이 NTSC방식과 PAL방식 둘 중 하나를 선택해서 쓴다

3) SECAM - 주사선마다 색차신호를 순차적으로 교차시키는 TV방송 표준방식

 

2-3. 영상 처리 도구

멀티미디어 시스템은 용도에 따라 제작용과 재생용으로 구분

 

1) 제작용 시스템의 경우 - 비디오 카메라, 디지타이저 등과 같은 영상 입력 장치와 모니터, VCR등의 출력 장치가 필요

2) 재생용으로만 이용하는 경우 - 주로 출력 장치 위주로 시스템을 구성

• Video Camera : Stile Video Camera(스튜디오 제작용)와 Camcoder(카메라와 마이크, 녹화기가 하나)로 분류
• 영상 보드 : Frame Gabber Board, Video Overlay Border, Mpeg Decoder Board
• 영상 기록 매체 : 정보 저장의 형태에 따른 분류 (CD-G, CD-V, Video-CD) 와 정보의 저장 용량에 따른 분류 (CD-ROM, DVD)

 

 

 

 

3. 디지털 압축기술

 

3-1. 디지털 압축 기술 개요

멀티미디어의 핵심기술은 영상, 음향, 음성, 문자, 도형, 일반 데이터 등의 정보를 정보의 특성에 따라 압축하는 일

 

3-2. 압축 과정

영상이란 비슷한 밝기와 색상을 가진 점들이 부분적으로 모여 이루어진 집합체로 이것을 데이터의 중복성이라 하는데 이 중복성을 제거함으로써 전체 데이터 량을 줄이는 것. 영상 데이터의 중복성을 제거하는 일을 영상압축 또는 부호화라고 한다.

 

1) 전처리 - 압축을 하기 위한 준비작업을 수행하는 과정으로 필터링은 잡음을 제거하여 압축율을 높이기 위한 과정

2) 변환 - 영상이 가지고 있는 정보의 중복성을 찾아내는 과정으로 파형방식(DPCM)과 변환방식(DCT)이 있다.

3) 양자화 - DPCM이나 DCT 과정을 통해서 얻은 영상값을 어떤 상수값으로 나누어 유효자리의 비트 수를 줄이는 과정

4) 가변길이 부호화 - 데이터의 출현 빈도에 따라 자주 등장하는 데이터의 표현은 적은 비트수로 표현하고 자주 등장하지 않는 데이터는 상대적으로 큰 비트수로 표현해 전체적인 파일의 크기를 줄이는 방법

 

3-3. 데이터 압축기술

1) JPEG

• Gray scale 및 Color 영상을 포함한 모든 정지영상 압축전송기술의 국제표준 규정안
• 압축 과정 : 손실 압축은 압축 과정동안 얼마의 데이터를 손실
• JPEG의 압축율 : 보통 1/10 ~ 1/20 범위로 압축이 가능

2) MPEG - 시간적 중복 및 공간적 중복을 제거하는 기법에 기반

• MPEG-1 : 주로 가정용 TV 수준의 비디오와 CD 수준의 스테레오 음향을 CD-ROM에 저장하고 재생하기 위해 만들어짐
• MPEG-2 : 디지털 TV와 DVD 수준의 영상을 목적으로 제정
• MPEG-3 : HDTV를 목표
• MPEG-4 : 1994년 음성과 비디오 합성을 목표로 출발한 영상압축 표준

 

3-4. 영상화일 포맷

1) AVI - 마이크로소프트가 개발한 파일 형식

2) MOV - QuickTime에서 사용하는 파일 포맷으로 윈도우와 맥 모두 사용 가능

3) MPEG - 비디오 신호의 압축과 재생 시 실시간 알고리즘 개발에 주목적을 두고 활동하는 표준화 그룹에서 제안한 파일 형식

4) ASF - 마이크로소프트사에서 제안한 스트림 포맷

5) RA - 리얼 미디어라는 비디오 스트림 방식에서 사용되는 파일 포맷

6) Video Streaming - 웹상에서 비디오 및 오디오 파일을 처리할 때의 효율을 높이기 위한 방법

 

3-5. 압축코덱

1) RLE - 2차원 애니메이션 제작에 효과적

2) Microsoft Video - RLE와는 다르게 8비트, 16비트, 24비트 영상까지 압축

3) Intel Indeo - 인텔에서 개발한 코덱으로 압축 시간이 시네팩보다 빠르다.

4) Cinepak - 래디우스에서 개발된 코덱으로 압축에 많은 시간이 소모되나 가장 높은 압축을 할 수 있다.

 

3-6. 문자 데이터 압축

1) 문자 데이터의 압축 가능성

• 문자 표현의 정보 과잉성 : 문자나 단어가 나오는 빈도수를 고려하여 코드를 만듦으로써 정보 과잉성을 줄이는 것
• 정보의 엔트로피 크기 : 문자 데이터 내의 정보가 갖는 자유도 혹은 정보의 내용을 추정할 때 발생하는 부정확의 정도

2) 문자 데이터 압축을 위한 기법

• 제한적인 코드 길이를 갖는 압축 기법 : 몇 개의 코드 길이를 갖는 코드 집합을 미리 정해두고, 각 집합에 속하는 코드들은 나타나는 빈도수에 따라 정하는 방식
• 자유로운 코드 길이를 갖는 압축 기법 : 코딩하려고 하는 모든 문자들의 빈도를 모두 반영하도록 하는 방법

 

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