H.264는 마법이다
H.264란?
- H.264는 비디오 압축 코덱 표준임.
- 인터넷 비디오, 블루레이, 휴대폰, 보안 카메라, 드론 등 거의 모든 곳에서 사용됨.
- 30년 이상의 연구 결과로, 풀 모션 비디오 전송에 필요한 대역폭을 줄이는 것이 목표임.
왜 압축이 필요한가?
- 비압축 비디오 파일은 엄청난 양의 데이터를 포함함.
- 예를 들어, 1080p @ 60Hz 비디오는 초당 약 370MB의 데이터를 생성함.
- 50GB 블루레이 디스크는 약 2분의 비디오만 저장할 수 있음.
- 따라서 압축이 필요함.
왜 H.264 압축인가?
- H.264는 매우 효율적임.
- 예를 들어, Apple 홈페이지의 PNG 스크린샷은 1015KB, 같은 화면의 5초짜리 H.264 비디오는 175KB임.
- H.264 비디오는 PNG보다 1500배 더 효율적임.
H.264의 주요 기술
무게 줄이기 (Lossy Compression)
- H.264는 중요하지 않은 비트를 버리고 중요한 비트만 유지하는 손실 압축을 사용함.
- PNG는 무손실 압축으로, 모든 비트를 유지함.
정보 엔트로피
- 정보 엔트로피는 데이터를 표현하는 데 필요한 최소 비트 수를 의미함.
- 데이터를 압축하여 중복성을 줄이는 방법임.
주파수 도메인 (Frequency Domain)
- 데이터를 주파수 도메인으로 변환하여 고주파 성분(세부 정보)을 제거함.
- 이렇게 하면 이미지의 세부 정보는 줄어들지만, 공간을 절약할 수 있음.
크로마 서브샘플링 (Chroma Subsampling)
- 인간의 눈은 색상보다 밝기 변화를 더 잘 감지함.
- YCbCr 색상 모델을 사용하여 색상 정보를 줄이고, 밝기 정보는 유지함.
- 이를 통해 대역폭을 절반으로 줄일 수 있음.
모션 보상 (Motion Compensation)
- 비디오의 대부분은 정적이고, 일부만 움직임.
- H.264는 정적 이미지를 저장하고, 움직이는 부분만 별도로 저장함.
- 이를 통해 공간을 절약함.
엔트로피 인코더 (Entropy Coder)
- 손실 압축 후 남은 중복 정보를 제거함.
- 일반적인 무손실 인코더로 모든 데이터를 복구할 수 있음.
GN⁺의 의견
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H.264의 효율성: H.264는 비디오 압축에서 매우 효율적이며, 대역폭과 저장 공간을 크게 절약할 수 있음.
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기술의 복잡성: H.264의 다양한 기술적 요소는 이해하기 어려울 수 있지만, 기본 원리를 이해하면 많은 도움이 됨.
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다른 코덱과의 비교: H.265와 같은 최신 코덱은 H.264보다 더 높은 압축 효율을 제공함. 하지만, H.264는 여전히 널리 사용되고 있음.
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실제 적용: 비디오 스트리밍, 저장 및 전송에서 H.264의 사용은 매우 일반적이며, 이를 통해 많은 비용 절감 효과를 볼 수 있음.
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미래 전망: 비디오 압축 기술은 계속 발전 중이며, 더 효율적인 코덱이 등장할 가능성이 큼. H.264의 원리를 이해하면 새로운 기술을 배우는 데 도움이 됨.