비디오 압축 - 빠르고 쉬움!

22.11.18 03:40 PM By Nils Finger

intoPIX의 전문가들은 웹사이트에 게시된 비디오 압축에 대한 가장 자주 묻는 질문에 대하여 답변을 드리고 있습니다.


왜 비디오 압축이 필요한가요?

비디오는 엄청난 양의 데이터를 생성하기 때문입니다. 예를 들어, 휴대폰으로 약 300~400 장의 휴가 사진을 찍으면 "저장 용량이 거의 찼습니다" 라는 메시지가 나타납니다. 여기서 스틸 이미지는 일반적으로 이미 JPEG로 10:1로 압축된 "손실" 된 이미지입니다. 압축되지 않은 상태에서는 30-40 개의 이미지만 찍을 수 있습니다. 시네마 영화는 종종 초당 24 또는 48 프레임으로 촬영됩니다. 압축하지 않으면 휴대 전화의 저장 용량을 가득 채운 것과 동일한 양의 RAW 데이터가 1초 내에 생성됩니다. 그런 다음 전체 영화의 데이타가 얼마나 많은지 상상해보십시오. 일반적으로 계산할 필요가 없도록 평균 90분 블록버스터는 최대 1TB의 원시 비디오 데이터를 생성합니다. 그리고 아무도 실제로 시청을 위해 소파에 앉기 이틀 전부터 Netflix 스트리밍을 시작하고 싶지 않기 때문에 비디오 압축이 필요합니다.

비디오 압축은 어디에서 사용합니까?

앞서 언급 한 데이터 양 문제로 인해 압축은 기본적으로 비디오를 관리, 전송 또는 저장해야 하는 모든 곳에서 사용됩니다.

비디오가 압축되었는지 여부는 최종 사용자에게 표시되지 않는 경우가 많습니다. 다음은 압축이 사용되는 예와 압축이 특별히 사용되는 이유들에 대한 목록입니다:

디지털 시네마

최상의 품질, 더 큰 해상도, 더 높은 프레임 속도, 더 높은 동적 범위 (HDR)를 제공하는 동시에 영화 스튜디오에서 영화관으로 보내는 하드 드라이브의 양을 줄입니다.

고급 운전자 지원 시스템 (ADAS)

안전하고 고도로 연결된 자율 주행 차량을 구축하는 것 - 자동차 내부에서, 그리고 외부에서 - 전력 소비를 낮게 유지하면서.

브로드캐스트

비용이 많이 드는 인프라 개조 없이 HD에서 4K 또는 8K 비디오로 업그레이드하고 전 세계의 모든 장치 (TV에서 태블릿, 휴대폰)에 비디오를 제공합니다.


프로페셔널 AV 설치

케이블에 대한 투자를 최소화하고 (예 : Cat6 대신 Cat5) 사무실 건물, 강의실, 예배당, 스마트 홈, 교통 단말기 등에서 케이블 (예 : 여러 개의 케이블이 아닌 단일 1GB 이더넷 케이블)에 필요한 공간을 줄입니다.


VR/AR 기어

가장 반응성이 좋은 비디오 압축을 사용하여 개인 Wi-Fi 또는 5G 기술을 통해 사용자가 무선 환경을 경험할 수 있도록 합니다.


위성 이미지

적절한 시간 내에 고해상도 이미지 (예 : 16K x 16K 픽셀)를 캡처하여 지구까지 전송합니다.


가전 제품

장치 내에서 전송, 관리 및 저장되는 전자 신호의 양을 줄여 메모리, 인터페이스, 크기 및 전력 소비를 줄입니다.

    

그리고 많은 다른 응용 프로그램!


비디오 압축은 어떻게 작동합니까?

간단히 말해, 비디오 데이터를 대량의 픽셀 정보 스트림에서보다 효율적인 비트 스트림으로 변환하려고합니다.


대부분의 알고리즘은 다음과 같은 3가지 주요 단계를 사용합니다:

1.

정보의 상관관계 저하

사진의 픽셀은 엔트로피 코딩 효율성을 용이하게 하고, 데이터를 정렬하고, 데이터를 분류하기 위해 재구성됩니다. 가장 널리 사용되는 메커니즘은 "이산 코사인 변환" (DCT) 및 "이산 웨이블릿 변환" (DWT)입니다. 

2.

엔트로피 코딩

중복 정보를 비트로 코딩하여 더 작게 만듭니다. 간단하게 토마토 이미지가 있다고 가정해 보겠습니다. 여기에서 알고리즘은 가장 짧은 코드를 매우 빈번한 빨간색에 할당하고 덜 나타나는 색상에는 더 긴 코드를 할당합니다. 이렇게하면 전체적으로 최종 코드를 최소화할 수 있습니다.

3.

속도 제어

여기서는 결국 손실 압축과 무손실 압축을 구분합니다. 대상 압축 비율 또는 대상 비트 전송률에 따라 최상의 결과를 얻기 위해 가장 관련성이 높은 데이터만 유지합니다.


올바른 비디오 코덱을 선택하는 방법은 무엇입니까?

가장 중요한 것은 모두 다른 목적을 수행하는 코덱들이 많기 때문에 먼저 해결하려는 요구 사항과 문제를 식별하는 것입니다. 좋은 코덱을 찾는 것은 쉽습니다: 


JPEG, MPEG2, MPEG4, JPEG2000,JPEG2000 ULL,HEVC, TICO , VP9, AV1, JPEG-XS, TICO-RAW, FlinQ 등. 


...하지만 어려운 작업은 요구 사항에 맞는 코덱을 찾는 것입니다. 어쨌든 intoPIX와 같은 압축 전문가에게 연락하여 옵션을 평가하는 것이 가장 좋습니다.

제품에서 비디오 압축을 구현하려면 어떻게 해야 합니까?

보드에 이미 내장된 COTS 코덱을 얻거나 솔루션을 사용자 정의한 다음 플랫폼을 선택할 수 있습니다. FPGA에서 실행하거나 ASIC에 임베드하거나 GPU 또는 CPU 기반 소프트웨어를 사용할 수도 있습니다.

왜 우리는 항상 비디오 압축을 사용하지 않습니까?

사실, 압축은 생각보다 더 자주 사용됩니다. 

이것은 특히 최종 사용자 응용 프로그램의 경우입니다. 그러나 대부분의 전문 장비는 품질 손실 및 지연에 대한 두려움으로 인해 여전히 압축되지 않은 비디오에 의존하고 있습니다. 이는 오늘날의 초저 지연, 무손실 품질 비디오 코덱의 가용성을 고려할 때 정당하지 않습니다. 그러나 결국 HDR, 4K 및 8K 비디오가 접어 들면서 오랫동안 비 압축 비디오만 다루던 방송사조차 이제 TICO 또는 TICO-XS와 같은 경량 압축 기술을 채택하기 시작했습니다. 라인 기반 대기 시간과 무손실 품질 덕분에 압축되지 않은 것처럼 작동하지만 기존 대역폭의 6분의 1만 필요합니다.


그래서 여전히 압축되지 않은 비디오를 사용하고 있습니까? 압축으로 비디오 전송을 단순화하고 큰 비용 절감으로 이어질 수 있는 방법을 찾으시려면 당사에 문의하십시오.

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