JPEG XS의 개요

JPEG는 수십년 동안 이미지에 대한 압축 표준 이었지만 파일 형식은 곧 더나은 가상 현실 체험에서 더 안전한 무인 항공기 및 자가 운전 차량에 이르기까지 스트리밍하는 동안 지연 시간을 없애기 위해 설계된 JPEG XS을 곧 확보하게 될 것입니다. JPEG의 조직인 Joint Photographic Experts Group은 최근에 적은 에너지를 사용하도록 설계된 압축된 사진 및 비디오 파일 형식인 JPEG XS를 도입했습니다.

JPEG XS는 파일 크기가 실제로 JPEG보다 작지 않기 때문에 약간의 잘못된 표현입니다. 실제로 압축 파일은 더 많은 공간을 차지합니다. XS는 파일의 압축 프로세스를 나타냅니다. JPEG XS는 원본 JPEG보다 빠르고 간단하게 압축합니다. 따라서 JPEG XS는 하드 드라이브나 스마트폰에서 더 많은 공간을 차지하지만 파일은 Wi-Fi 또는 5G를 사용하여 더빨리 스트리밍됩니다. 파일이 실제로 일반 JPEG보다 크기 때문에 파일 유형은 고품질인 동시에 스트리밍 프로세스의 속도를 높입니다.

일반 조직은 JPEG를 대체하려고 하지않고 있습니다. 원본 JPEG의 작은 파일 크기는 스트리밍하지 않고 파일이 저장되는 응용프로그램에 원래의 이상적인 형태를 만듭니다. 대신 JPEG XS는 스트리밍 컨텐츠와 관련된 여러가지 문제를 완화하는 것을 목표로 합니다. 예를 들어 더 빠른 스트림을 만들어 JPEG XS는 무인 항공기 카메라가 보는 것과 무인 항공기 조종사가 실제로 같은 것을 보는 시각 사이의 지연 시간을 줄일 수 있습니다. 이와 같은 아이디어로 비슷하게 자가 운전 자동차를 더욱 안전하게 만드는데 도움이 될 수 있습니다.

그렇지만 스트림이 빨라지고 대기 시간이 짧아지는 것은 실시간 스트리밍 콘텐츠에만 국한되지 않습니다. 이 그룹은 가상 현실에서 움직임과 움직임에 대한 거의 감지할 수 없는 반응간의 지연이 일부 헤드셋 사용자가 경험에서 구역질을 느낄 수 있는 이유중 하나라고 설명합니다. 이 파일 형식을 사용하면 스마트폰에서 화면으로 (무선으로) 더 빨리 비디오를 공유할 수 있습니다.

또한 압축 속도가 빠를수록 해상도가 높아지고 8K로 스트리밍하는 것과 같이 프레임 속도가 높아질 수 있다고 합니다. 이 파일 포맷은 심지어 유럽 우주국 (European Space Agency)의 눈을 사로 잡았습니다. 이 그룹은 이 포맷이 더 적은 에너지를 사용하기 때문에 우주 프로브에서 이 포맷을 사용하는 것에 관심이 있습니다.

Touradj Ebrahimi 교수는 스위스의 기술 대학인 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne에서 공학부의 일원으로 이 그룹의 업무를 이끌고 있습니다. "이미지 코딩의 역사에서 처음으로 우리는 품질을 더 잘 유지하기 위해 압축을 줄이고 에너지를 적게 사용하면서 프로세스를 더 빠르게 만들고 있습니다"라고 Ebrahimi는 성명서에서 말했습니다. "아이디어는 더 적은 리소스를 사용하고 더 현명하게 사용하는 것입니다. 이것은 진정한 패러다임의 변화입니다. "

원본 JPEG와 마찬가지로 JPEG XS도 오픈소스 파일 형식으로 예정되어 있습니다. 이러한 접근성은 오픈소스 때문에 보편적으로 허용되는 파일 형식이 될 수 있기 때문에 편집을 위한 형식을 고려하는 영화 및 텔레비전 학회 (Society of Motion Picture and Television Engineers)가 있습니다.

JPEG XS가 널리 채택되기 전에 국제 표준화기구 (International Organization for Standardization)는 아직 파일 형식을 승인하지 않았습니다. 일단 승인되면 Ebrahimi는 새로운 하드웨어가 이 형식을 채택할 수 있고 소프트웨어는 업데이트해야 한다고 말합니다.

"곧 JPEG XS는 영화 편집, 우주 화상 및 전문 등급 카메라와 같은 전문 응용 프로그램에 사용될 예정입니다. 자동차, 가상 현실, 증강 현실, 멀티미디어 장치와 TV 모니터 또는 프로젝터간의 무선 연결을 포함하는 가전 제품이 다음에 나올 것입니다".

"JPEG XS를 사용하려면 소비자가 차세대 장치를 보유해야 합니다. 소프트웨어 측면에서 볼때, 그들은 어쨌든 컴퓨터와 스마트폰에서 수시로 업데이트하는 것처럼 업데이트를 해야할 필요가 있습니다.".

HRA (High Resolution Audio) : 고해상도 오디오

고해상도 오디오 (HRA)는 디지털 음악 팬들을 위한 최고의 음향 선택입니다.

지난 몇년 동안 고해상도 오디오 플레이어, 스트리밍 및 음악 서비스가 출시되어 고해상도 오디오 (HRA)가 주류를 이루었습니다.

새로운 Sony Walkman 및 Astell & Kern 플레이어와 같은 전용 장치에서 PS4와 같은 게임 콘솔, LG G6 및 Samsung Galaxy S8과 같은 스마트폰, CD보다 우수한 품질의 Qobuz 및 Tidal과 같은 스트리밍 서비스에 이르기까지 모두가 참여하고 있습니다.

Amazon 및 iTunes와 같은 사이트의 다운로드 및 Spotify와 같은 스트리밍 서비스는 Apple Music의 256kbps AAC 파일과 Spotify의 320kbps Ogg Vorbis 스트림과 같이 상대적으로 낮은 비트율의 압축 파일 형식을 사용합니다.

손실 압축의 사용은 인코딩 프로세스에서 데이터가 손실된다는 것을 의미합니다. 이는 편의성과 파일 크기가 작기 때문에 해상도가 희생됨을 의미합니다. 음질에 관해서는, 이러한 형식은 우리가 가장 좋아하는 노래에 대해서만 언급하는 것은 아닙니다.

저렴한 이어폰을 사용하여 휴대 전화로 음악을 듣고 있을때 이것은 좋지만 심각한 음악팬이 더 좋아야 합니다. 이것은 고해상도 오디오가 재생되는 곳이기 때문입니다.

Astell & Kern, LG, Samsung, Sony, FiiO 및 Pioneer는 고해상도 오디오 호환 제품을 출시한 회사중 일부에 지나지만 일부 다운로드 사이트에서는 CD 음질이 우수한 음악 파일을 제공합니다. HRA는 또한 주요 음반사와 음악가들의 지원을 받고 있습니다.

고해상도 오디오 (HRA : High Resolution Audio)의 정의

고해상도 오디오의 정의는 현재 명확히 설정되어 있지 않습니다. 특정 기준을 충족해야 하는 고선명 비디오와 달리 고해상도 오디오에는 보편적인 표준이 없습니다.

그러나 이 용어는 CD-16 비트/44.1kHz보다 높은 샘플링 주파수와 비트 심도를 갖는 오디오를 의미하는 경향이 있습니다. 고해상도 오디오 파일은 일반적으로 24비트에서 96kHz 또는 192kHz의 샘플링 주파수를 사용하지만 88.2kHz 및 176.4kHz 파일도 있을 수 있습니다.

샘플링 주파수는 아날로그 음파가 디지털로 변환될때 초당 샘플을 얻는 횟수를 나타냅니다. 비트수가 많을수록 신호가 더 정확하게 측정될 수 있으므로 16비트에서 24비트로 품질이 크게 향상될 수 있습니다.

디지털 엔터테인먼트 그룹, 소비자 전자 제품 협회 및 녹음 아카데미는 음반사와 함께 고해상도 오디오에 대한 정의를 아래와 같이 제시합니다.

"CD 품질 음악 소스보다 우수한 품질의 음악을 재생할 수 있는 무손실 오디오"라는 정의뿐 아니라 파일 소스를 기반으로 한 4가지 녹음 범주가 있습니다.

선택할 수 있는 고해상도 오디오 파일 형식이 여러가지 있는데, 모두 위에서 언급된 샘플링 속도와 비트 심도를 지원합니다. 여기에는 압축되어 있지만 정보가 손실되지 않는 방식으로 FLAC (무료 무손실 오디오 코덱)과 ALAC (Apple Lossless Audio Codec)가 포함됩니다.

다른 형식으로는 Super Audio CD에 사용되는 WAV, AIFF 및 DSD 형식이 있습니다. 형식의 상대적인 장점이 논의될 수 있지만 가장 중요한 것은 특정 제품 및 시스템과의 호환성입니다.

미국 음반 업계 협회 (RIAA)는 고해상도 오디오로 분류될 수 있는 모든 트랙과 앨범에 표시되는 로고를 발행했습니다.

FLAC은 WAV보다 더 나은 메타 데이터 지원 (즉, 트랙에 아티스트 및 타이틀 정보가 있음)을 위해 가장 인기있는 추세입니다. 또한 WAV 파일보다 저장 공간이 적습니다. 휴대용 플레이어에 많은 고해상도 앨범을 담아서 저장하려는 경우 매우 중요합니다.

고해상도 오디오 (HRA : High Resolution Audio)의 장점

분명히 고해상도 오디오 파일의 장점은 압축 오디오 포맷보다 뛰어난 음질입니다.

왜 고해상도 오디오가 MP3보다 더 좋은지 상대적인 비트 전송률을 비교해 보면, 최고 품질의 MP3는 320kbps의 비트 전송률을 갖지만 24 비트/192kHz 파일은 9216kbps의 전송률로 전송됩니다. 음악 CD는 1411kbps로 전송됩니다.

따라서 24 비트/96k 또는 24 비트/192kHz 파일은 뮤지션과 엔지니어가 스튜디오에서 작업하는 음질을 보다 가깝게 재현해야 합니다.

더 많은 정보를 가지고 고해상도 오디오를 사용하면 디테일과 질감이 뛰어나 청취자는 원래의 퍼포먼스에 가깝게 접할 수 있습니다.

고해상도 오디오 스트리밍 (High Resolution Audio Streaming)

Qobuz 및 Tidal 스트리밍 서비스는 현재 CD 수준 이상의 파일과 함께 고해상도 오디오 파일을 제공합니다. 이것은 스트리밍 라이벌인 Google Play Music, Spotify 및 Apple Music보다 한발 앞서 있습니다.

Android 및 Apple 아이폰에서 고해상도 오디오를 스트리밍할 수도 있습니다. 물론 Sony Xperia Z5, Huawei P10 및 P10 Plus, LG G6 또는 Samsung Galaxy S8 및 S8 Plus와 같은 고해상도 오디오 형식을 지원하는 스마트폰이 필요합니다.

Apple iPhone은 기본적으로 고해상도 FLAC 파일을 지원하지 않으며 ALAC (Apple Lossless Audio Codec)만 지원합니다. 그러나 FLAC 파일을 iPhone에 저장할 준비가 되면 올바른 소프트웨어를 통해 FLAC 파일을 스트리밍할 수 있습니다. Onkyo의 HF 플레이어 앱은 HD 섹션의 잠금을 해제하려면 비용을 지불해야하지만, 신뢰성 덕분에 선택의 여지가 있습니다.

고해상도 음악에는 파일 크기와 같은 단점이 있습니다. 고해상도 파일은 일반적으로 크기가 수십메가 바이트가 될 수 있으며 일부 트랙은 장치의 저장 공간을 빠르게 차지할 수 있으며 Wi-Fi 및 모바일 데이터를 스트리밍하기가 어려울 수 있습니다. 고맙게도 원래 Meridian의 공동 설립자인 Bob Stuart가 개발한 MQA (Master Quality Authenticated)라는 새로운 파일 형식이 있습니다.

MQA 파일의 목적은 완전히 통합된 고해상도 오디오 트랙을 가져 와서 MP3와 비슷한 파일 크기로 압축하는 것입니다. 그결과 대부분의 모바일 및 홈 네트워크에서 고해상도 트랙을 쉽게 스트리밍할 수 있습니다.

모바일용 고해상도 음악 (High Resolution Music)

고해상도 오디오는 전용 하이파이 시장에만 국한되지 않습니다. 최신 스마트폰은 LG G6, OnePlus 5 및 Samsung Galaxy S8을 포함해 24 비트/192kHz 오디오 품질을 지원합니다.

아이폰 7은 안타깝게도 고해상도 오디오를 지원하지 않지만, 고해상도 파일 포맷을 전송하고 재생할 수 있는 앱 (예 : Onkyo HF Player)이 있습니다. iPhone에서 고해상도 오디오 파일을 처리할 수 있는 응용 프로그램이 있어도 내부 DAC이 형식을 지원하지 않기 때문에 추가 하드웨어가 필요합니다.

그렇치 않으면 아이폰의 DAC를 거치지 않고도 고해상도 DAC를 사용할 수 있는 Lightning 헤드폰을 사용할 수도 있습니다. 또는 Chord Mojo와 같은 외부 DAC를 연결할 수도 있습니다.

안드로이드 모바일 사용자는 Qobuz이 제공하는 고화질 음악을 휴대 전화로 전송할 수 있습니다.

4K 디스플레이 및 HDR 디스플레이의 비교

4K란 무엇인가?

소비자 디스플레이와 관련하여 4K는 일반적으로 3840x2160 해상도 패널과 동일합니다. 즉, 전형적인 4K 스크린은 3,840 수평 픽셀과 2,160 수직 픽셀을 제공합니다. 이 숫자를 곱하면 800만개이상의 픽셀이 있는 패널을 얻을 수 있습니다. 이는 기존 1080p HD 패널의 픽셀 밀도의 4배입니다.

▶ 3840x2160 = 8,294,400 픽셀

▶ 1920x1080x4 = 8,294,400 픽셀

4K라는 용어는 영화 산업이 409x2160 해상도 표준 (1.9:1 종횡비)에 도달했지만 대부분의 가정용 모니터와 TV가 16:9 비율을 사용하기 때문에 해상도가 3840x2160p로 축소되었습니다. 일반적으로 Ultra HD라고도 합니다.

연구에 따르면 2020년까지 미국 가정의 대다수가 4K 지원 UHD TV를 가질 것으로 예상됩니다.

화질 측면에서 볼 때 해상도가 높아지면 이미지 선명도가 향상됩니다. 또한 큰 화면에 표시되는 1080p 화면은 낮은 픽셀 밀도로 인해 선명하지가 않습니다.

대부분의 블록버스터 영화는 앞으로 4K 블루레이 디스크 (4K HDR 블루레이 영화의 목록)를 제공할 예정이지만 웹상의 UHD 콘텐츠는 여전히 성장할 필요가 있습니다. YouTube, Amazon, Vimeo 및 Netflix와 같은 스트리밍 서비스에서 2160p 비디오가 널리 보급되고 있습니다.

현재 4K 콘텐츠의 상대적으로 적은 라이브러리 이외에도 2160p 비디오를 스트리밍하려면 좋은 인터넷 연결이 필요합니다. 또한 4K는 1080p보다 4배가량 빠르기 때문에 빠른 영상처리가 요구됩니다.

HDR이란 무엇인가?

HDR은 High Dynamic Range의 약자이며, 카메라에서도 같은 용어가 있지만, 디스플레이 기술에 관해서는 실제로는 다소 다릅니다.

카메라가 HDR로 촬영하는 경우 일반적으로 한 장면의 어둡고 밝은 정보를 강조 표시하기 위해 여러번 노출됩니다. 거기에서부터 처리는 노출을 하나의 그림으로 결합하여 사람들이 빛과 색을 잘 인지하도록 잘 표현된 균형잡힌 이미지를 전달하는데 사용됩니다.

TV의 HDR은 보다 현실적인 방법으로 색상을 표현하는 것을 목표로 하지만 노출을 결합하는 이미지 처리를 사용하는 대신에, 표준 RGB TV와 비교하여 훨씬 넓은 색상 범위를 제공하는 패널을 사용합니다.

엔비디아에 따르면 HDR은 색상 범위를 2배 확대할 수 있는데 이는 가시적인 색상 스펙트럼의 약 75%에 해당합니다.

검은색 삼각형이 HDR을 나타내는데, 대략적으로 전체 사람눈으로 볼 수 있는 범위의 약 75%입니다. 노란색 삼각형은 전형적인 sRGB 영상을 나타냅니다.

이미지 품질면에서 HDR은 전통적인 RGB 디스플레이에 비해 흑백간의 대비를 높입니다. 즉, 백인은 매우 밝게 보이고 검정은 매우 어둡게 보일 것입니다. 색상도 훨씬 더 밝고 활기차게 보일 것입니다. 예를 들어, 화면상의 화재 효과는 훨씬 더 뜨겁게 보일 것입니다. 이 기술은 1080p에서 4K로의 업그레이드보다 눈에 띄는 기술입니다.

많은 HDR TV에는 4K 패널이 있지만 모든 4K TV에서 HDR을 지원하는 것은 아닙니다. 그것들은 별개의 기술입니다. 말하자면, HDR은 2160p와 매우 잘 조화를 이루며 더 큰 픽셀 밀도를 잘 활용하여 더욱 역동적이고 풍부한 이미지를 만듭니다.

HDR을 이용하기 위해서는 HDR 지원 TV외에도 HDR 지원 플레이어와 HDR 콘텐츠가 필요합니다 (영화 및 게임의 경우). 그리고 HDR을 작동시키려면 HDMI 2.0 케이블이 필요합니다.

HDR 콘텐츠는 여전히 4K에 비해 아직 초기 단계에 있지만 Amazon Prime Instant Video와 Netflix는 더 많은 HDR 비디오 콘텐츠를 통합하기 위해 노력하고 있습니다.

OLED TV는 깊은 블랙 레벨을 제공하며, 각 픽셀이 자체 광원으로 사용되며, HDR이 가능할 수 있지만 인기있는 LED TV와 동일한 방식으로 백라이트를 사용하지 않기 때문에 일반적으로 밝지는 않습니다. 이것은 HDR의 1,000 니트의 밝기 요구 사항을 충족시키지 못한다는 것을 의미합니다. OLED TV가 HDR의 요구 사항을 충족하려면 540 니트이상의 밝기와 0.0005 니트 미만의 블랙 레벨이 필요합니다.

UHD 얼라이언스는 HDR TV에 대한 표준을 만들기 위해 구성되었습니다. 하나의 표준은 TV가 특정 피크 밝기에 도달할 수 있는지 여부 (니트 단위로 측정)에 기반합니다. OLED TV에 더 유리한 또다른 표준은 패널이 흑인과 백인사이의 특정 명암비를 충족시키는데 촛점을 둡니다.

Encrypted Media Extensions (EME)

W3C (World Wide Web Consortium)는 웹을 미디어 및 엔터테인먼트의 최우선 플랫폼으로 만들기 위한 목표를 달성하기 위해 W3C 권장 사항 또는 웹 표준으로 Encrypted Media Extensions (EME)을 게시했습니다. EME는 모든 주요 플랫폼에서 원활하게 작동하는 웹 브라우저에서 보호된 (암호화된) 컨텐츠를 플러그인없이 재생할 수 있는 API (Application Programming Interface)입니다. W3C의 Media Source Extensions (MSE)는 스트리밍 비디오용 API를 제공하며, Encrypted Media Extensions (EME)는 암호화된 콘텐츠를 처리하기 위한 API를 제공합니다. MSE와 EME의 결합은 오늘날 웹 개발자가 플러그인을 사용하지 않아도 웹을 통해 상용 품질의 비디오를 제공할 수있는 가장 보편적인 방법입니다.

"EME는 이미 Google, Microsoft, Netflix, Mozilla, Apple, CableLabs, Adobe와 같은 주요 조직간의 W3C에서의 광범위한 협력의 직접적인 결과로 널리 채택되었으며 웹 브라우저에서 중요한 기능을 제공합니다."라고 W3C 프로젝트 책임자인 Philippe Le Hegaret는 말했습니다.

웹에서 영화 및 TV 프로그램을 시청하는 시청 경험은 이제 성가시고 불안정한 모듈에서 Open Web Platform의 보안 모듈로 이동했습니다. EME API를 Open Web에 통합하면 웹 브라우저가 보호된 콘텐츠를 재생할 수 있는 소프트웨어와 통신할 수 있습니다.

EME의 사용자 이점

EME는 웹에서 암호화된 비디오를 볼 때 상호 운용성, 개인 정보 보호, 보안 및 액세스 가능성을 향상시켜 보다 나은 사용자 환경을 제공합니다.

"EME 사양은 사용자의 보안 및 개인 정보 보호에 중점을 두고 개발되었습니다. 웹에서 암호화된 비디오를 보는 이전 방법과 비교하여 EME는 브라우저 내에서 모든 상호 작용이 발생하는 이점이 있습니다. EEM은 암호화된 비디오와의 상호 작용의 역할을 플러그인에서 진정한 사용자 에이전트의 역할을 하는 브라우저로 옮겼습니다."라고 Philippe Le Hegaret은 말했습니다.

브라우저 제어 내에서 보안 상호 작용을 유지하는 것이 EME의 핵심 요소입니다. EME 권고안은 네트워크 공격, 불법 추적 및 장치측 사용자 정보의 손상과 같은 보안 및 개인 정보 위협을 완화하는 중요성에 대해 명확하게 주의를 환기시킵니다. EME 개발중 광범위한 검토 덕분에 모든 보안 및 개인 정보 보호 요구 사항이 이제는 별개의 섹션에 문서화되었습니다. 또한 EME 사양은 구현자가 웹 사용자의 보안과 개인 정보를 향상시키기 위해 수행해야하는 작업에 대한 명확한 로드맵을 제공합니다.

역사적으로 플러그인은 웹에서 기능이 가능하지 않을때에 사용되었습니다. 이제 하나씩 Open Web Platform 구현은 이러한 플러그인을 제거했습니다. 일부 사이트는 이미 플러그인에서 EME로 이동했지만 이 표준은 사이트 마이그레이션에 긍정적인 영향을 미칩니다. 비디오 재생을 위한 플러그인 설치가 이제 과거의 일인 것처럼 웹이 개선되었습니다. 모든 상호 작용을 브라우저로 이동시킴으로써 플러그인의 보안 취약점으로부터 보호됩니다. 마찬가지로 웹 개발자는 더이상 외부 플러그인 프로그래밍 환경에 필요한 독점적인 도구를 사용할 필요가 없습니다. 이제는 웹 응용프로그램을 개발하고나면 웹에 배포할 수 있습니다.

EME를 사용하면 사용자가 보호된 콘텐츠와 상호 작용하는 방식을 보다 효율적으로 제어할 수 있지만 EME는 DRM (Digital Rights Management)을 만들거나 의무화하지 않습니다. 특정 Content Decryption Module (CDM) 구현을 강제하지는 않지만 Clear Key 공통 키 시스템 (Common Key System)만 지원하므로 브라우저에 공통 기본 기능 수준이 제공됩니다. 장점은 오픈 소스 및 프리 소프트웨어 브라우저에서 EME를 구현할 수 있다는 것입니다. 또한 모든 W3C 권장 사항과 마찬가지로 EME를 구현하는 것은 자발적입니다. Open Web Platform의 확장인 EME는 HTML 규정 준수를 요구하지 않으며 브라우저는이를 구현하지 않을 수 있습니다. 이경우 브라우저 자체가 암호화되지 않은 콘텐츠를 완벽하게 지원할 수 있어야 합니다.

EME는 접근성 정보의 전송 또는 제어를 방해하지 않는 수준에서 작동함으로써 기존 메커니즘과 달리 암호화된 온라인 비디오의 액세스 가능성을 향상시킵니다. 이는 보호된 컨텐트를 재생하는 기능을 격리하고 이를 Open Web Platform에 통합함으로써 가능해집니다. W3C 표준 개발에는 접근성에 대한 장벽과 접근성 지원을 위한 새로운 기회를 식별하기 위한 접근성 검토가 포함됩니다. W3C의 EME 분석 및 테스트 결과는 비디오의 캡션, 트랜스크립트 (Transcript) 또는 오디오에 액세스하는데 방해가 되지 않습니다. EME에 부합하는 애플리케이션은 접근성 정보가 명확하게 전달되도록 합니다. 또는 암호화된 경우 기본 비디오 파일과 함께 해독됩니다.

브라우저간 EME의 실질적인 상호 운용성은 사양 개발의 일환으로 입증되었습니다. EME는 여러 브라우저에서 비디오 컨텐츠를 완벽하게 재생할 수 있을뿐만 아니라 최신 웹 스택 전체에 대한 최첨단 모델의 혜택을 누릴 수 있습니다.

카메라와 사람 눈의 차이 (시야각, 해상도 및 세부 정보, 감도 및 동적 범위)

현재 사람이 보고 있는 대상과 카메라가 기록하고 있는 것과는 분명한 차이가 있습니다. 이를 위해서는 카메라가 빛을 어떻게 기록하는지 뿐만 아니라 사람의 눈이 어떻게 그리고 왜 그렇게 작동하는지에 대한 탐구가 필요합니다. 이러한 질문에 대처하면 우리가 일상 생활에서 보다 나은 사진 작가가 될 뿐만 아니라 세상에 대한 놀라운 인식을 알 수 있습니다.

우리의 눈은 장면을 둘러볼 수 있고 환경에 따라 동적으로 조정할 수 있지만 카메라는 단일 정지 이미지를 캡처합니다. 이 특성은 카메라에 비해 우리가 일반적으로 이해하는 많은 이점을 설명합니다. 예를 들어, 우리는 다양한 밝기의 영역에 초점을 맞추고 넓은 시야각을 둘러볼 수 있으며 또는 다양한 거리에서 물체를 번갈아 초점을 맞출 수 있습니다.

그러나 최종 결과는 스틸 카메라가 아닌 마음속의 이미지로부터 관련 스냅 샷을 편집하는 비디오 카메라와 유사합니다.

우리가 실제로 보는 것은 눈에 의해 제공된 입력을 기반으로 한 마음의 재구성입니다. 우리의 눈으로 받은 실제 빛이 아닙니다.

아래의 예는 사람의 마음이 다른 사람의 눈과 다른 것을 보게 속일 수있는 상황을 보여줍니다.

거짓 색상 (False Color) : 마우스를 이미지의 모서리로 이동하고 중앙 십자가를 응시합니다. 누락된 점은 원을 중심으로 회전하지만 잠시 후에는 이미지에 녹색이 실제로 나타나지 않더라도이 점이 녹색으로 표시됩니다.

마흐 밴드 (Mach Band) : 이미지 위에서 마우스를 움직입니다. 각 밴드는 각각 균일하게 회색이지만 위아래 가장자리 근처에서 약간 더 어둡거나 가벼운 것처럼 보입니다.

그러나 이것은 우리의 눈과 카메라를 비교하지 못하게 합니다. 여러 조건에서 공정한 비교가 가능하지만, 우리가 보고있는 것과 우리 마음이 이 정보를 처리하는 방법을 모두 고려할때에만 가능합니다.

차이점 개요

차이점에 대한 비교를 다음과 같은 시각적 범주로 분류해 봅니다.

▲ 시야각

▲ 해상도 및 세부 정보

▲ 감도 및 동적 범위

위의 내용은 종종 우리의 눈과 카메라가 가장 다른 부분으로 이해되며 대개 의견 차이가 가장 큰 부분이기도합니다. 다른 항목에는 피사계 심도, 스테레오 비전, 화이트 밸런싱 및 색상 영역이 포함될 수도 있습니다.

1. 시야각

카메라의 경우, 이는 렌즈의 초점 거리 (카메라의 센서 크기와 함께)에 의해 결정됩니다. 예를 들어, 망원 렌즈는 표준 포트레이트 (Portrait) 렌즈보다 긴 초점 거리를 가지므로 좁은 화각을 포함합니다.

불행히도 우리의 눈은 똑바로되지 않습니다. 인간의 눈은 약 22mm의 초점 거리를 가지고 있지만, 이것은 (i) 우리의 눈 뒤쪽이 휘어져 있고, (ii) 시야 주변이 센터보다 점차적으로 덜 상세하고, (iii) 우리가 인식하는 장면은 두 눈의 결합된 결과이기 때문에 오해의 소지가 있습니다.

각 눈은 보여지는 것을 얼마나 엄격하게 물체로 인식하는지에 따라 120~200도의 시야각을 가지고 있습니다. 마찬가지로, 양쪽 눈의 오버랩 영역은 약 130도 또는 어안 렌즈와 거의 동일합니다. 그러나 진화론적 이유 때문에 우리의 극한의 주변 시력은 움직임과 큰 물체 (예를 들어, 사자가 당신 편에서 뛰는 것과 같은)를 감지할 때만 유용합니다. 또한, 그러한 광각은 카메라에 의해 포착된 경우 매우 왜곡되고 부자연스럽게 보일 것입니다.

40-60도 정도의 우리의 중앙 시야각은 우리의 지각에 가장 큰 영향을 미칩니다. 주관적으로, 이것은 눈을 움직이지 않고 물체를 볼 수 있는 각도와 일치합니다. 부수적으로 이것은 풀 프레임 카메라 (정확히 43mm)의 50mm "보통"초점 거리 렌즈 또는 1.6X 자르기 인자 (Crop Factor)가 있는 카메라의 27mm 초점 거리에 가깝습니다. 이것이 우리가 볼 수 있는 전체적인 화각을 재현하지는 않지만, 우리는 서로 다른 종류의 왜곡들 사이에서 최상의 트레이드 오프를 갖는 것으로 인식합니다 :

너무 넓은 시야각과 물체의 상대적인 크기는 과장된 반면, 너무 좁은 시야각은 물체가 거의 같은 상대적인 크기를 의미하고 깊이 감각을 상실함을 의미합니다. 또한 매우 넓은 각도는 프레임의 가장자리 근처에 있는 물체가 늘어나는 것처럼 보입니다.

비교해 보면, 비록 우리의 눈이 왜곡된 광각 이미지를 포착하더라도, 우리는 이것을 재구성하여 겉으로 왜곡이 없는 3D 마음속의 이미지를 형성합니다.

2. 해상도 및 세부 정보

현재의 대부분의 디지털 카메라는 5-20 메가 픽셀을 가지고 있으며, 이는 종종 사람 눈의 시각 시스템에 훨씬 못 미치지 못합니다. 이것은 20/20 비전에서 인간의 눈이 52 메가 픽셀 카메라 (60도의 시야각을 가정할때)와 같은 것을 해결할 수 있다는 사실에 근거합니다.

그러나 그러한 계산은 오해의 소지가 있습니다. 우리의 중심 시야는 20/20이므로, 우리는 한 눈에 그 많은 세부 사항을 실제로 결코 해결하지 못합니다. 중심에서 멀리 떨어지면 우리의 시각 능력은 극적으로 감소합니다. 즉, 중심에서 20도 떨어져서 우리의 눈은 단지 1/10의 세부 사항만을 해결합니다. 주변부에서, 우리는 단지 큰 콘트라스트와 최소한의 컬러만을 검출합니다.

위의 내용을 고려할때, 한 눈에는 5-15 메가 픽셀 카메라 (시력에 따라)에 필적하는 디테일만 인식할 수 있습니다. 그러나 우리의 생각은 이미지를 픽셀 단위로 실제로 기억하지 않습니다. 대신에 이미지 단위로 기억할 수 있는 질감, 색 및 대비를 기록합니다.

상세한 마음속 이미지를 모으기 위해서, 우리의 눈은 관심있는 여러 영역에 빠르게 연속적으로 초점을 맞춥니 다. 이것은 효과적으로 우리의 지각을 그립니다.

최종 결과는 관심사에 따라 세부 사항이 효과적으로 우선 순위에 따른 마음속 이미지입니다. 이것은 중요하지만 종종 사진 작가들에게 간과되는 암묵적인 의미를 가지고 있습니다. 사진이 카메라 세부 묘사의 기술적 한계에 다다랐다고 하더라도, 그 세부 묘사 자체가 기억에 남지 않으면 그 세부 사항은 궁극적으로 중요하지 않습니다.

우리의 눈으로 세부 사항을 해결하는 방법과 다른 중요한 차이점은 다음과 같습니다.

비대칭 : 각 눈은 위에서 보는 것보다 우리의 시선 아래에서 세부적인 것을 더 잘 인지 할 수 있으며 주변 시야는 코쪽으로부터 멀어지는 방향으로 훨씬 더 민감합니다. 카메라는 이미지를 거의 완벽하게 대칭적으로 기록합니다.

저조도보기 : 달빛이나 별빛과 같이 극히 낮은 빛에서는, 우리의 눈은 실제로 단색으로 보입니다. 이러한 상황에서 우리의 중심 비전은 단순한 중심이 아닌 세부 사항을 묘사하기 시작합니다. 많은 천문 사진가들은 이것을 알고 있으며, 희미한 별빛 주변을 바라 보면서 유리한 잇점으로 사용합니다.

미묘한 그라데이션 : 해결할 수 있는 가장 세밀한 세부 사항에 너무 많은 주의를 기울이게 되지만 미묘한 색조 변화 또한 중요합니다. 눈과 카메라가 가장 다른 부분이 중요합니다. 카메라를 사용하면 확대된 디테일을 항상 쉽게 해결할 수 있습니다. 그러나 반직관적으로 확대된 디테일은 실제로 눈에 잘 보이지 않을 수 있습니다. 아래 예제에서 두 이미지는 같은 양의 대비를 가진 텍스처를 포함하지만 텍스처가 확대되었기 때문에 오른쪽 이미지에는 보이지 않습니다.

3. 감도 및 동적 범위

동적 범위는 눈이 종종 큰 이점을 갖는 부분입니다. 우리가 다른 밝기 영역에 대해 열리고 닫히는 상황을 고려한다면, 우리의 눈은 하나의 카메라 이미지의 능력을 훨씬 능가하게됩니다 (그리고 24 f-stop를 초과하는 범위를 가질 수 있습니다). 그러나 이러한 상황에서 우리의 눈은 비디오 카메라처럼 동적으로 조정되므로 틀림없이 공정한 비교는 아닙니다.

차라리 우리의 눈의 순간 동적 범위를 고려한다면, 카메라는 훨씬 더 편리합니다. 이것은 장면내의 한 영역을 보고, 눈을 조정하고 다른 곳을 보지 않는 것과 유사합니다. 이 경우, 우리의 눈은 대부분의 컴팩트 카메라 (5-7 stop)를 능가하는 동적 범위의 10-14 f-stop에서 볼 수 있지만, 놀랍게도 디지털 SLR 카메라 (8-11 stop)와 유사합니다.

반면에 우리의 눈의 동적 범위는 밝기와 피사체의 대비에 따라 다르므로 위의 것은 일반적인 주간 상황에만 적용됩니다. 어두운 별을 볼때, 우리의 눈은 더 높은 순간 동적 범위에 접근할 수 있습니다.

동적 범위 정량화 : 사진에서 동적 범위를 측정하는데 가장 일반적으로 사용되는 단위는 f-stop입니다. 이 값은 장면의 가장 밝은 부분과 가장 어두운 부분사이의 비율을 2의 제곱으로 나타냅니다. 따라서 동적 범위가 3 f-stop인 장면은 검정색보다 8배 더 밝은 흰색을 갖습니다 (2의 3제공 = 2x2x2 = 8이므로).

감도 : 이것은 또 다른 중요한 시각적 특성이며 매우 희미하거나 빠르게 움직이는 피사체를 해결하는 능력을 설명합니다. 밝은 빛이 나오는 동안, 현대의 카메라는 빠르게 움직이는 피사체를 인지하는 데 더 뛰어납니다. 예를 들어, 보기 드문 고속 사진 촬영이 그 예입니다. 이것은 종종 3200을 초과하는 카메라 ISO 속도로 가능합니다. 인간의 눈에 동등한 주간 ISO는 심지어 1만큼 낮을 것으로 생각됩니다.

그러나 조명이 약한 환경에서는 우리의 눈이 훨씬 더 민감해 집니다 (30분 이상 조정해야 한다고 가정). 천체 사진 작가는 이것을 ISO 500-1000에 가까운 것으로 추정합니다. 여전히 디지털 카메라만큼 높지는 않습니다. 반면에 카메라는 약한 물체를 가져오기 위해 더 긴 노출을 취할 수 있는 이점이 있지만 눈은 약 10-15초 이상을 쳐다본 후에는 추가 세부 정보를 보지 못합니다.

결론

카메라가 인간의 눈을 이길 수 있는지 여부는 중요하지 않습니다. 왜냐하면 카메라에는 다른 표준이 필요하기 때문이다. 현실감있는 인쇄물을 만들어야 하기 때문입니다. 인쇄된 사진은 눈이 어느 영역에 집중할 것인지를 알지 못하므로 장면의 모든 부분에 최대한의 세부 사항을 포함시켜야 합니다. 이것은 크거나 밀접하게 보이는 인쇄물에 특히 해당됩니다.

전반적으로 우리의 시각 시스템의 장점은 우리의 마음이 우리의 눈에서 정보를 지능적으로 해석할 수 있다는 사실에서 비롯되는 반면, 카메라의 경우 모두가 원시 이미지라는 사실에 기인합니다. 그렇더라도 현재의 디지털 카메라는 놀라울 정도로 잘 작동하며 여러 가지 시각적 기능을 위해 우리 눈을 능가합니다. 진정으로 승자는 여러 카메라 이미지를 지능적으로 조합할 수있는 사진 작가입니다.

HEIF (High Efficieny Image Format)의 개요

이미지 파일 형식의 궁극적인 표준에 대해 이야기할때 JPEG는 PNG 및 GIF와 함께 널리 사용되는 표준들중 하나이지만 모두 HEIF라는 알려지지 않은 표준에 의해 폐기될지도 모릅니다.

JPEG의 간략한 역사

JPEG는 80년대 이후로 25년전의 오래된 이미지 파일 형식입니다. 이것은 기술 분야에서 매우 오랜 시간입니다. 오늘날 널리 사용되고있는 이유중 하나는 아직 간단하게 대체할 수 있는 것이 없기 때문입니다.

JPEG는 Joint Photographic Experts Group의 약자로, 디지털 이미지, 특히 디지털 사진으로 제작된 이미지의 경우 손실 압축 방식으로 널리 사용됩니다. 압축 정도는 조정할 수 있어 저장 공간 크기와 이미지 품질간에 선택이 가능합니다. JPEG는 일반적으로 이미지 품질에서 거의 감지할 수 없는 손실로 10:1 압축을 수행합니다.

당시 사용 가능한 컴퓨터의 처리 능력으로 활용하기 위해 이 형식이 만들어졌습니다. 기술 발전 속도에 발맞춰 진화해 왔지만 JPEG는 오래된 표준이고 오늘날 사용자의 요구에 부합할 수 없고 현재 사용 가능한 기술 발전을 충분히 활용할 수 없습니다.

BPG의 실패한 시도

JPEG를 대신 할 더 나은 이미지 형식을 도입하려는 노력이 있습니다. 그 노력으로 새로운 HEVC 비디오 코덱의 단일 비디오 프레임을 기반으로 한 형식인 BPG (Better Portable Graphic)가 소개되었습니다. 미디어 프로세싱을 위한 대중적인 플랫폼인 FFmpeg를 제작한 유명 소프트웨어 엔지니어인 Fabrice Bellard가 개발했습니다.

BPG는 표준 이미지 압축 형식으로 JPEG를 대체할 모든 요소를 갖추고 있습니다. HVEC 기반의 "슈퍼 프로그래머"로 알려진 존경받는 소프트웨어 엔지니어가 개발한 오픈 소스는 이전의 비디오 압축 형식보다 2배 효율적이며 모든 주요 브라우저에서 지원됩니다. Forbes, The Register 및 DPReview의 기사를 포함하여 포괄적인 언론 지지를 얻었음에도 불구하고 확고한 마케팅 캠페인이나 업계 후원의 부재로 인해 표준으로서의 필요한 견인력을 얻지 못했습니다.

Apple과 새로운 표준 설정

모두가 오랫동안 사용하고 있는 것을 대체하는 것이 쉽지 않은 것으로 나타났습니다. 그러나 항상 대중에게 더 나은 표준을 제시하고자 하는 회사인 Apple의 노력으로 조금씩 많은 사용자의 마음 속에 새로운 시각을 넣을 수 있었습니다.

사탕 색깔의 아이맥 (iMac)과 아이북 (iBooks)이 출시될 때까지 컴퓨터가 어둡고 어두운 상자와 어떻게 똑같은지 아직도 기억하고 있습니다. 또는 물리적인 키패드가 iPhone까지는 핸드폰의 분리 할 수 없는 부분이었습니다. 아무도 iPad 이전에 태블릿을 일상 생활의 일부로 사용하는 것에 대해 이야기하지 않았습니다. 그리고 표준 플로피 디스크와 광학 드라이브를 버리는 방법에 대해 세계의 조롱을 받았습니다.

WWDC 기조 연설에서 2017년 6월 5일, 애플은 iOS11을 실행하는 iPhone 및 iPad에서 HEIF라는 새로운 이미지 표준을 채택할 것이라고 발표했습니다. 일반 대중에게 새로운 iPads, iMac, HomePod , 증강현실 및 가상현실, 출시 예정인 iOS 및 macOS 업데이트와 함께 제공되는 모든 기능을 제공합니다. 오래된 표준을 없애는데 있어 Apple의 실적을 감안할 때 이것은 이미지 포맷의 새로운 시대를 의미할 수 있습니다.

HEIF와 모든 영광

HEIF는 고효율 이미지 형식 (High-Efficiency Image Format)의 약자입니다. JPEG 또는 TIFF와 같은 이미지 "Wrapper"입니다. 이 새로운 "Wrapper"에는 MPEG에서 개발된 HEVC라는 새로운 압축 알고리즘 또는 코덱이 포함되어 있습니다. HEIF 파일은 단일 HEVC 비디오 프레임을 저장할 수 있으며 JPEG 파일보다 약 50% 작습니다. HEIF는보다 효율적인 압축 코덱을 사용하여 이를 수행할 수 있습니다.

HEIF가 JPEG보다 나은 또다른 이점은 이미지, 비디오, 이미지 버스트, 오디오 및 텍스트를 랩핑 패키지내에 모두 동기화하여 저장하는 것입니다. 손실 압축 및 무손실 압축 옵션을 사용자에게 제공하고 이미지 편집 기능 (예 : 회전, 자르기, 제목 및 오버레이)을 파일의 개별 부분으로 저장합니다.

더 간단하게 말해서, HEIF는 JPEG, GIF, PNG 및 MP4 형식보다 작은 파일 크기 패키지로도 모든 기능을 갖추고 있습니다. 현재 표준 이미지 형식을 사용하면 128GB iPhone에 약 50,000장의 사진을 저장할 수 있습니다. HEIF로 하면 약 2배가 많은 사진을 저장할 수 있습니다. 또한 보너스로 사용자는 오늘처럼 원본 이미지를 저장하지 않고도 비파괴 편집을 할 수 있습니다.

도전 과제

Apple과 수백만의 충성스러운 사용자들로부터 지원을 받고 있기 때문에 HEIF는 다른 형식의 포맷보다 우위에 있으며, 다른 모든 이미지 형식을 대체할 수 있을지도 모릅니다.

이렇게 되기 위해서는 디지털 카메라, 컴퓨터, 전자 메일, 전화, 웹 브라우저, TV, 저장 장치, 인쇄 및 과거 25년 이상동안 JPEG를 표준으로 사용했던 모든 것을 새 이미지 형식으로 지원하도록 업데이트해야 합니다. 또한 Adobe Photoshop, Microsoft Word, Chrome과 같은 업데이트해야 하는 소프트웨어 응용 프로그램이 있으며, Flickr, 500px, Facebook, Google Photos와 같은 사진 공유 웹 사이트에 이르기까지 업데이트해야할 목록은 끝이 없습니다.

그리고 HEIF가 왕좌를 차지할 유일한 형식이 아니라는 것도 하나의 과제입니다. Google의 WebP 이미지 압축 코덱은 Android 및 Chrome 플랫폼에서 조용히 사용되고 있습니다. 현재의 Android 단말기기의 숫자를 볼때 여전히 WebP 이미지 압축 코덱도 경쟁자의 하나일 것입니다.

HEVC (High Efficiency Video Coding : H.265) 개요

H.265/High Efficiency Video Coding (HEVC)는 ISO/IEC Moving Picture Experts Group과 ITU-T Video Coding Experts Group (VCEG)이 공동으로 개발한 H.264 의 후속 코덱입니다. 새로운 코덱의 주된 목표는 H.264보다 50% 향상된 압축 효율이며 최대 8192x4320의 해상도를 지원합니다.

HEVC 기술 배경

배경으로 ITU-T는 2004년에 H.264의 후속 버전을 개발하기 시작했으며 ISO/IEC는 2007년에 작업을 시작했습니다. 2010년 1월에 공동 작업한 공동 제안서가 MPEG 및 VCEG Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC)의 모임에서 완료되었고, 2010년 4월에 HEVC (High Efficiency Video Coding)라는 이름이 코덱에 채택되었습니다.

2010년 10월 JCT-VC는 2012년 7월에 승인된 8가지 작업 초안 규격을 기반으로 초안 표준을 사용하여 첫번째 작업 초안 규격을 작성했습니다. 2013년 1월 25일 ITU는 HEVC가 ITU-T Alternative Approval Process에서 첫번째 단계 승인 (동의)을 발표했습니다. 반면 MPEG은 HEVC가 MPEG 표준화 과정에서 FDIS (Final Draft International Standard) 상태로 승격되었다고 발표했습니다.

본질적으로 이는 여러 공급 업체가 첫 번째 HEVC 제품을 마무리할 수 있도록 초기 버전의 사양이 확정되었음을 의미합니다. 현재 구현에는 비디오 "인트라 (intra)"비디오와 동일한 코딩 도구를 사용하는 8비트 4:2:0 비디오을 지원하는 메인 프로필, 10비트 지원 Main 10 프로필 및 스틸 디지털 그림을 위한 메인 스틸 픽처 (Main Still Picture) 프로필을 포함됩니다.

HEVC는 이미 12 비트 비디오 및 4:2:2 및 4:4:4 크로마 포맷의 확장을 시작으로 확장 가능한 비디오 코딩 및 3D 비디오를 사양에 통합하면서 계속 발전할 것입니다.

HEVC (H.265) 작동 방식

H.264 및 MPEG-2와 마찬가지로 HEVC는 프레임간 및 프레임내 압축 요소를 모두 포함하는 I, B 및 P 프레임의 3가지 프레임 유형을 사용합니다. HEVC는 다음과 같은 수많은 기술들을 가지고 있습니다.

▲ 코딩 트리 블록 (Coding Tree Block) : H.264가 최대 크기가 16x16인 매크로 블록을 사용하는 반면, HEVC는 최대 64x64 픽셀 크기의 코딩 트리 블록 (CTB)을 사용합니다. 블록 크기가 클수록 4K 해상도와 같이 더 큰 프레임 크기를 인코딩할 때 더 효율적입니다 (그림1 참조).

그림1. 블록 크기가 클수록 인코딩 효율이 향상됩니다. Elemental Technologies의 HEVC 웹비나 이미지.

▲ 더 많은 인트라 예측 방향 (More intra-prediction direction) : H.264가 9개의 인트라 예측 방향 (Intra Prediction Direction)을 사용하는 반면, HEVC는 35개 이상을 사용하여 더 효율적인 인트라 프레임 압축을 제공하는 잠재적인 참조 픽셀 블록 (Potential Reference Pixel Block)을 추가할 수 있습니다 (그림2, Ateme 프레젠테이션 참조). 물론 검색하는데 추가적인 인코딩 시간이 필요합니다.

그림2. 검색이 확장되어 더 많은 참조 픽셀 블록을 찾습니다.

다른 진보된 기술도 포함됩니다.

▲ 적응형 모션 벡터 예측 (Adaptive Motion Vector Prediction) : 코덱이 더 많은 프레임간 중복을 찾을 수 있게 합니다.

▲ 멀티 코어 환경에서보다 효율적인 인코딩을 위한 Wavefront 병렬 처리 포함하는 우수한 병렬 처리 도구.

▲ 엔트로피 코딩 (Entropy Coding)은 더이상 CAVLC가 아닌 CABAC 전용입니다.

▲ 디블로킹 필터 (Deblocking Filter) 향상 및 샘플 가장자리 오프셋을 통해 아티팩트 (Artifact)를 더욱 제한하는 Sample Adaptive Offset이라는 두번째 필터 생성

HEVC (H.265) 결과

HEVC와 H.264 및 MPEG-2의 품질을 비교하는데 초점을 맞춘 수많은 백서와 프레젠테이션이 있습니다. 가장 자주 인용 소스중 하나는 제목의 기사입니다 "비디오의 코딩 효율성의 비교 표준을 포함 고효율 비디오 코딩 (HEVC) 코딩 : Comparison of the Coding Efficiency of Video Coding Standards-Including High Efficiency Video Coding (HEVC)"인데, 모두 PSNR (최대 신호 대 잡음비 : Peak Signal to Noise Ratio)의 비교와 주관적인 평가의 결과에 대한 내용입니다. 이 보고서는 대화형 및 엔터테인먼트 애플리케이션을 포함한 여러 시나리오를 검토했습니다.

엔터테인먼트 관련 비교를 위해 이 연구에서는 832x480 (480p)에서 1920x1080 (1080p) 해상도의 여러 클립을 인코딩했습니다. PSNR 관련 테스트의 경우 모든 파일의 PSNR 값이 같아질 때까지 HEVC, H.264, MPEG-4 및 H.263의 네가지 기술을 사용하여 파일을 인코딩했습니다.

표1. 엔터테인먼트 애플리케이션에서 PSNR 값을 사용하는 H.264, H.263 및 MPEG-4와 비교된 HEVC 효율성.

이 연구는 시청자에게 H.264 및 HEVC로 여러 데이터 속도로 인코딩된 여러 파일을 보여주고 결과 등급을 매기도록 요청했습니다. 이들 시험에서, 연구자들은 "H.264/MPEG-4 AVC HP 인코딩보다 평균적으로 53퍼센트보다 낮은 비트 레이트의 HEVC으로 인코딩된 테스트 결과, 거의 동일한 주관적 품질을 달성"한다고 결론지었습니다.

PSNR과 주관적인 비교를 모두 사용하여 H.264 및 HEVC를 비교한 또 다른 기사인 "다가오는 HEVC 비디오 압축 표준의 주관적 품질 평가 : Subjective Quality Evaluation of the Upcoming HEVC Video Compression Standard"에서

AVC와 비교 시험 결과는 압축 성능에서 상당한 개선을 보여줍니다. PSNR 값에 기초한 예측된 비트 레이트 감소 (Bit Rate Reduction)는 28~38 퍼센트이었지만 주관적 결과에 기초하여 51~74 퍼센트까지 범위의 비트 레이트 감소를 이룰 수 있습니다. 이 차이는 주로 PSNR이 인간 시각 시스템의 채도 효과 (Saturation Effect)를 고려하지 않기 때문에 발생합니다. PSNR은 또한 아티팩트 (Artifact)의 모든 특성을 나타내지는 못합니다. HEVC 압축은 콘텐츠를 부드럽게하는 경향이 있는 반면 AVC 압축 시퀀스는 뭉퉁하게 보여줍니다. 이 연구에서 고려한 합성 콘텐츠의 경우 주관적인 결과를 기준으로 75%의 비트 전송률 감소를 달성할 수 있었지만 PSNR 값을 기반으로 한 예측 감소율은 68%였습니다.

비교 결과는 판매용으로 또는 대부분의 경우 범용 베타 테스트용으로 출시되지 않은 인코더를 사용하여 HEVC에 기여한 기술자에 의해 행해졌기 때문에 그러한 결과에 대해 회의적일 수는 있습니다. 익명성의 조건에서 말하자면 주요 인코딩 업체의 한 CTO는 HEVC가 1080p 해상도에서 동일한 품질 수준으로 파일 크기를 30% 줄이고 더 높은 해상도에서 추가로 증가시킬 수 있다고 예측했습니다.

FLAC (Free Lossless Audio Codec) 이란?

FLAC은 Free Lossless Audio Codec의 약자이며 MP3와 같은 오디오 압축 형식이지만 MP3는 사람이 들을 수없는 오디오 정보를 기본적으로 버리는 "손실이 많은" 압축을 사용하지만 FLAC은 무손실 압축을 사용합니다.

즉, 오디오 CD 트랙을 FLAC 파일로 추출하면 WAV 파일과 같은 원본 품질 (CD 품질)을 유지하지만 공간 (일반적으로 해당 Wav의 1/3 정도)이 줄어 듭니다. MP3 파일은 훨씬 적은 공간 (해당 Wav 파일의 약 10 분의 1)을 차지하지만 MP3 (Ogg Vorbis나 WMA와 같은 다른 손실 가능한 조합)처럼 압축률을 높이기 위해 사운드 정보의 일부를 버립니다. 물론 손실 압축 알고리즘은 평범한 사람이 들을 수 없는 정보를 버립니다. 그러나 청력이 좋고 잘 훈련된 경우 FLAC 무손실 압축의 높은 품질을 인정할 것입니다.

최근까지도 음악 형식 FLAC (Free Lossless Audio Codec)은 DRM (Digital Rights Management)이 없기 때문에 MP3와 비슷한 "해적판 전용"평판을 얻었지만 FLAC은 오디오 애호가 및 기술 애호가 이상으로 확대될 가능성을 가지고 있습니다. 현재 대부분의 레코드 레이블에 이 포맷이 포함되어 있으며, 소비자는 iTunes Store와 동일한 가격으로 주요 및 인디 악보에서 무손실 음악을 구입할 수 있습니다.

FLAC은 처음에는 당시 출현한 다른 무손실 형식에 대한 오픈소스 대안으로 2001년에 출현했습니다. 여기에는 Apple Lossless (ALAC), Microsoft의 WAV (Waveform Audio Format) 및 WMA Lossless가 포함됩니다. 그러나 이러한 경쟁 형식에는 단점이 있습니다. ALAC은 iPod 및 iPhone 사용자들에게 충성스러운 성향을 보이고 있지만 Apple 외부에서는 그다지 볼 수 없습니다. WAV 형식도 인기가 있으며 iOS 기기와 호환되지만 가장 큰 문제는 파일 크기가 매우 커서 아티스트, 앨범 이름, 가사 등 "태그" 데이터를 보관할 수 없다는 것입니다. 반면에 FLAC은 태그를 지원할뿐만 아니라 대부분의 음악 플레이어와 호환됩니다.

MP3와 마찬가지로 FLAC은 음악 산업계에서 CD보다 품질이 좋은 음악을 배포하는 비용 효율적인 방법으로 받아 들여졌으며 MP3의 왜곡 문제는 없습니다. FLAC은 무손실이며 ZIP 파일과 비슷합니다. 이전에는 "무손실" 파일을 얻는 유일한 방법은 비압축 CD 형식인 CDA 또는 WAV를 사용하는 것이었지만 FLAC만큼 공간 효율적이지 않았습니다.

비디오 파일 형식 mp4 개요

MP4 파일 (MPEG-4 Part 14)은 멀티미디어 파일입니다. MP4는 비디오, 오디오 및 자막 데이터 등을 저장할 수 있는 컨테이너 형식입니다. iTunes와 같은 사이트에서 이 컨테이너 형식을 사용하고 iPod 및 PSP (PlayStation Portable)와 함께 사용되기 때문에 MP4 파일이 더욱 보편화되었습니다.

MPEG-4 Part 14 또는 형식적으로 ISO/IEC 14496-14:2003인 MP4는 MPEG-4의 일부로 지정된 멀티미디어 컨테이너 형식 표준입니다. 특히 MPEG로 정의된 디지털 비디오 및 디지털 오디오 스트림을 저장하는데 가장 일반적으로 사용되지만 자막 및 정지 이미지와 같은 다른 데이터를 저장하는 데에도 사용할 수 있습니다.

대부분의 최신 컨테이너 형식과 마찬가지로 MPEG-4 Part 14는 인터넷을 통한 스트리밍을 허용합니다. 별도의 힌트 트랙을 사용하여 스트리밍 정보를 파일에 포함시킵니다. MPEG-4 Part 14 파일의 유일한 공식 파일 이름 확장자는 .mp4입니다.

mp4 파일에 대한 MIME 타입은 아래와 같습니다.

- audio/mpeg

비디오 파일 형식 m4v 개요

M4V 파일 형식은 Apple에서 개발했습니다. MP4 파일 형식과 매우 유사하지만 가장 큰 차이점은 M4V에 Apple의 DRM 보호 기능인 Fairplay가 포함되어 있다는 점입니다.

iTunes Store에서 다운로드한 비디오 컨텐츠는 M4V 형식일 가능성이 높습니다. M4V 파일에 DRM이 활성화되어 있으면 파일을 구입하는데 사용된 iTunes 계정이 파일을 재생하는 컴퓨터에서 인증되어야 합니다.

M4V 파일은 오디오 및 비디오를 허용하는 컨테이너입니다. Apple의 DRM이 파일에 적용되지 않는 특정 상황에서는 m4v에서 mp4로 파일 확장명을 수정하여 다른 인증되지 않은 컴퓨터에서 파일을 재생할 수 있습니다. 또한 m4v는 MP4에서 불가능한 챕터 정보 (Chapter Information)를 생성하는 기능을 제공합니다.

m4v 파일에 대한 MIME 타입은 아래와 같습니다.

- video/x-m4v

비디오 파일 형식 flv 개요

Flash Video 형식은 Adobe Systems에서 정의한 비디오 형식입니다. Flash Video는 많은 사이트에서 기본 온라인 비디오 형식으로 채택되었습니다.

주목할만한 사용자로는 YouTube, Hulu, VEVO, Yahoo! Video, metacafe, Reuters.com 및 기타 많은 뉴스 제공 업체가 있습니다. Flash Video는 iOS를 제외한 대부분의 운영 체제에서 Adobe Flash Player 및 웹 브라우저 플러그인 또는 여러 써드파티 프로그램중 하나를 통해 볼 수 있습니다.

Flash Video FLV 파일에는 Sorenson Spark (FourCC FLV1)라는 이름으로 H.263 비디오 표준의 독점적인 변형인 비디오 비트 스트림이 포함되어 있습니다. Sorenson Spark는 FLV 파일용 구버젼의 코덱이지만 Flash Player에서 지원되는 첫번째 비디오 코덱이기 때문에 폭넓게 호환되고 호환됩니다.

Flash Video FLV 파일 형식은 스크린 캐스트 용도으로 설계된 인코딩 형식인 '스크린쉐어 (Screenshare)' (스크린 비디오) 코덱의 2가지 버전을 지원합니다. 이 두 형식 모두 비트맵 타일 기반이며 색 농도를 줄임으로써 손실이 발생할 수 있으며 zlib을 사용하여 압축됩니다.

두번째 버전은 Flash Player 8 이상에서만 재생할 수 있습니다. Flash Video의 오디오 파일은 일반적으로 MP3로 인코딩됩니다. 그러나 사용자의 마이크에서 녹화된 Flash Video FLV 파일의 오디오는 독점적인 Nellymoser Asao Codec을 사용합니다. FLV 파일은 비압축 오디오 또는 ADPCM 형식 오디오도 지원합니다.

flv 파일에 대한 MIME 타입은 아래와 같습니다.

- video/x-flv

비디오 파일 형식 avi 개요

AVI는 Audio Video Interleave의 약자입니다. 이 형식의 파일은 확장자가 .avi입니다.

1992년 Microsoft에서 개발한 이 기술은 널리 보급되어 많은 사람들이 비디오 및 오디오 정보를 PC에 저장하기위한 사실상의 표준으로 간주합니다. AVI는 오디오 및 비디오를 표준 컨테이너의 단일 파일로 결합하여 동시 재생을 허용합니다.

AVI는 Windows, Mac, Linux, Unix 등 다양한 시스템에서 실행되며 가장 널리 사용되는 모든 웹 브라우저에서 지원되는 단순한 아키텍처입니다.

AVI는 RIFF (Resource Interchange File Format)의 파생물로, 파일의 데이터를 블록 또는 청크 (Chunk)로 나눕니다. 각 청크 (Chunk)는 FourCC 태그로 식별됩니다.

AVI 파일은 RIFF 형식의 파일에서 단일 청크 (Chunk)의 형태를 취하고 2개의 필수 청크와 1개의 선택적인 청크로 세분됩니다. 첫번째 서브 청크는 hdrl 태그로 식별됩니다. 이 서브 청크는 파일 헤더이며 너비, 높이 및 프레임 속도와 같은 비디오에 대한 메타 데이터를 포함합니다. 두번째 서브 청크는 movi 태그로 식별됩니다. 이 서브 청크는 AVI 동영상을 구성하는 실제 오디오/비쥬얼 데이터를 포함합니다. 세번째 선택적인 서브 청크는 파일내의 데이터 청크의 오프셋을 나타내는 idx1 태그로 식별됩니다.

avi 파일에 대한 MIME 타입은 아래와 같습니다.

- video/avi

- video/vnd.avi

- video/msvideo

- video/x-msvideo

비디오 파일 형식 asf 개요

ASF는 이전에 Active Streaming Format 또는 Advanced Streaming Format으로 알려진 Microsoft에서 만든 파일 형식입니다. ASF는 오디오 및 비주얼 컨텐츠 스트리밍을 위해 특별히 설계되었습니다. ASF 파일은 스트리밍 미디어의 컨테이너이며 일반적으로 Windows Media 비디오 또는 Windows Media 오디오 파일이 스트리밍 미디어 내에 있습니다. 이 형식은 WMV로 대체되었습니다.

asf 파일에는 비디오 및 오디오가 포함될 수 있으며 MP3 파일과 동일한 방식으로 메타 데이터가 포함될 수도 있습니다. 이것은 아티스트, 앨범 등의 정보들이 포함될 수 있습니다. 이 파일 형식을 사용하면 다른 형식과 유사한 방식으로 스트리밍할 수 있으므로 사용자가 특정 바이트수가 다운로드되면 파일을 볼 수 있습니다. 이 파일은 사용자가 시청하는 동안 계속 다운로드됩니다. 스트리밍을 위해 설계되었기 때문에 ASF의 한 가지 단점은 최대 해상도가 비교적 작은 352x288이라는 것입니다.

asf 파일에 대한 MIME 타입은 아래와 같습니다.

- video/x-ms-asf

- application/vnd.ms-asf

비디오 파일 형식 3g2 개요

3g2는 원래 3GPP (3rd Generation Partnership Project 2)에서 개발했습니다. 3G 휴대전화용 오디오 및 비디오 형식입니다. 또한 2G 및 4G 휴대 전화에서도 재생할 수 있습니다. 그것은 인터넷을 통해 멀티미디어 파일을 전송하기 위해 설계되었으며 주로 휴대전화에서 비디오를 보는데 사용됩니다. 3G2는 Apple의 QuickTime에서 파생 된 MPEG-4 표준을 기반으로하는 3GPP2로도 알려져 있습니다. 아이폰을 가지고 있다면 아마 익숙할 것입니다.

3g2는 MPEG-4 Part 14 (MP4)와 매우 비슷하지만 훨씬 단순화된 버전입니다. 휴대전화를 수용하기 위해 대역폭 요구사항을 줄이기 위해 고안되었습니다. 또한 저장장소를 줄이기 위해 고안되었는데, MPEG-4 Part 2 또는 MPEG-4 part 10으로 비디오 스트림을 저장합니다. 또한 AMR-WB, AMR-NB, AMR-WB+, HE-AAC 또는 AAC-LC와 같은 오디오 스트림을 저장합니다.

3g2 파일에 대한 MIME 타입은 아래와 같습니다.

- video/3gpp