멀티미디어표준과규격 - 1 -
학습목표 이미지와그래픽의차이점을이해한다. 이미지파일의확장자종류를알아본다. 이미지생성과처리를위한장치를이해한다. - 2 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지와그래픽의이해 이미지와그래픽의차이 아날로그로구성된연속적인그림을위치좌표와색상값으로일정한간격으로나누는작업을함으로써디지털파일의형태로변환한다. 이러한방식을가리켜래스터 (Raster) 방식이라고함 그래픽함수로표현된그래픽은점, 선, 곡선, 원으로표현되며벡터 (Vector) 방식이라고부름 [ 그림 4-1] 래스터방식의이미지확대하면이미지가깨짐 [ 그림 4-2] 벡터방식의그래픽확대해도그래픽이선명 - 3 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지와그래픽의이해 픽셀과비트 컴퓨터에서화면을구성하는최소단위 이미지는픽셀의집합으로표시 표현가능한색상의수는픽셀에할당된비트의수에의해결정 비트가많이배정되면색상값이더커져더다양한컬러로표현이가능 [ 표 4-1] 비트의수와색상 비트색상참고 1 2 1 = 2 흑백 2 2 2 = 4 팔레트 4 2 4 = 16 팔레트 8 2 8 = 256 팔레트 16 2 16 = 65,536 하이컬러 24 2 24 = 16,777,216 트루컬러 32 16,777,216 + 8Bit 알파채널트루컬러 + 알파채널 - 4 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지와그래픽의이해 픽셀과비트 [ 그림 4-3] 모니터등록정보에서설정하는색품질 [ 그림 4-4] 비트수에따른픽셀의색상수의변화 - 5 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지와그래픽의이해 컬러모델의종류 컬러를표현하는방식 : RGB, CMY, HSV 빛의성질 색상은주파수의파장길이로결정 빛은세가지의성질을가지고있음 색상 (Color, Hue): 빛의파장 ( 우세주파수 ) 에의해결정 명도 (Brightness, Luminance): 진폭에의해결정되며, 진폭이크면빛의밝기 ( 에너지 ) 가큼 채도 (Purity, Saturation): 흰색이섞이지않은색의순도 [ 그림 4-5] 전자기스펙트럼의구성 - 6 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지와그래픽의이해 RGB 모델 Red, Green, Blue 를말하며빛의 3 원색 컬러는 RGB 의기본색상이혼합되어결정되며가산모델 (Additive Model) 이라고도부름 [ 그림 4-6] 빛의 3 원색에의한 RGB 컬러 - 7 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지와그래픽의이해 CMY 모델 CMY 는 Cyan, Magenta, Yellow 를기본으로하는컬러모델로, 감법혼색 (Subtractive Mixture) 에의해컬러가결정 [ 그림 4-7] 잉크의 3 원색으로구성된 CMY 컬러 - 8 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지와그래픽의이해 HSV 모델 Hue, Saturation, Value를뜻하는컬러모델로, 인간의시각에기초를둠 RGB 모델의색을색상, 채도, 명도로변환하여사용 [ 그림 4-8] 육각뿔모형의 HSV - 9 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지확장자의이해 래스터방식의포맷 JPEG (Joint Picture Experts Group) 24Bit 의트루컬러를지원하며최대 1/20 까지화질의저하없이파일을압축 [ 그림 4-9] 압축률을조정해서화질의손실을임의로조정가능한 JPEG - 10 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지확장자의이해 래스터방식의포맷 GIF (Graphics Interchange Format) 사진의압축효과는크지않지만, 벡터그래픽을비트맵 (Bitmap) 으로변환해서사용할때적합 JPEG 은사진을손실없이압축하는데적합 GIF 는색상수가적은드로잉이미지를압축하는데효과적임 [ 그림 4-10] 이미지여러장을이용해움직이는애니메이션효과를줄수있는 GIF - 11 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지확장자의이해 래스터방식의포맷 PCX BMP TIF RAW Zsoft 사의 PC Paintbrush 에서사용하던포맷 마이크로소프트 (Microsoft) 에서지원하는파일포맷 Tag Image File Format 이란뜻으로다양한압축방법을지원하는파일포맷 RAW 는파일의확장자를뜻하는것이아니라디지털카메라에서사용하는파일의압축없는원본사진데이터를지칭함 - 12 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지확장자의이해 벡터방식의포맷 WMF Windows Meta File 의약자로, 윈도우의표준그래픽파일 [ 그림 4-11] 클립아트로주로이용되는 WMF 포맷 - 13 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지확장자의이해 벡터방식의포맷 AI PSD CDR 어도비 (Adobe) 의일러스트레이터, 혹은포토샵에서사용하는포맷 포토샵에서사용하는이미지파일로, 비트맵과벡터방식의혼합형 코렐드로우에서사용하는파일로, 벡터방식의포맷 - 14 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지확장자의이해 저자한마디 텍스트확장자 아스키코드로구성된텍스트파일의확장자에는 TXT 외에 HTML, XML, CSS, BAT, JAVA 등이있음 [ 그림 4-12] TXT 로저장된아스키파일 ( 글자속성이나이미지등을사용할수없다 ) [ 그림 4-13] 바이너리로저장된 DOC 파일 ( 다양한문서꾸미기가가능하다 ) - 15 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지파일의처리기술 이미지의압축 픽셀의비트수와해상도를줄이면화질이떨어짐 데이터를압축함으로써이미지의화질손실을최소화하고파일의용량을줄이는기법이연구되었음 대표적인이미지압축기술로 GIF 압축과 JPEG 압축이있음 GIF 압축 비손실압축기법으로, 256 색이외의색은버림으로써압축을하는방법 - 16 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지파일의처리기술 JPEG 압축 손실압축기법으로, 모든색상을 1,677 만색상으로줄여서압축하는방식 [ 그림 4-14] WMF 와 JPEG 파일을비교한모습 - 17 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지파일의처리기술 표본화와양자화 일반적으로이미지를픽셀단위로쪼개어아날로그신호를디지털신호로변환하는과정 변환된디지털신호의양을수치로변환하는것을양자화 (Quantization) 라함 양자화된수치를 2 진수의부호로변환하는것을부호화 (Coding) 라함 [ 그림 4-15] 아날로그신호와디지털신호의차이점 - 18 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지파일의처리기술 이미지필터링 평균값필터 평균값필터 (Average Filter) 는잡음을감소할때사용 [ 그림 4-16] 다양한필터링효과 - 19 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지파일의처리기술 이미지필터링 히스토그램평준화 히스토그램평준화 (Histogram Equalization) 는자주사용하는필터링으로, 이미지의대비 (Contrast) 를고르게분포시켜줌 [ 그림 4-18] 윤곽선추출필터적용모습 - 20 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지파일의처리기술 이미지필터링 윤곽선추출 이미지에서밝기가급격하게변하는부분은경계선부분을뜻함 경계선부분을감지하여이미지의윤곽만을추출 [ 그림 4-16] 다양한필터링효과 - 21 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지파일의처리기술 이미지필터링 세피아, 네거티브 세피아 (Sepia) 는빛바랜옛날사진의느낌이들도록이미지의전체색을갈색톤으로변환시킬때사용 [ 그림 4-19] 세피아필터적용모습 - 22 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지파일의처리기술 이미지필터링 샤프닝, 엠보싱 샤프닝 (Sharpening) 필터는주변픽셀간의대비를높일때사용되는필터 엠보싱 (Embossing) 필터는뒷배경에비해두드러져보이거나들어가보이게하는이미지처리방식 [ 그림 4-20] 엠보싱필터적용모습 - 23 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지파일의처리기술 디더링과앤티앨리어싱 디더링 디더링 (Dithering) 은제한된색상을섞어다양한색상을만들어내는 2D 그래픽기법 디더링을조절하는옵션 : 디퓨전 (Diffusion) 과패턴 (Pattern) 디퓨전은여러픽셀을섞어색상을표현할때에픽셀의위치를임의로흩어놓아색상간경계를자연스럽게하는방식 패턴은픽셀을특정한패턴에따라배치함으로써거칠게만드는방식 [ 그림 4-21] 디더링효과 - 24 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지파일의처리기술 디더링과앤티앨리어싱 앤티앨리어싱 앤티앨리어싱 (Anti-aliasing) : 계단모양을없애는기법 [ 그림 4-22] 앨리어스로계단모양의왜곡현상이발생 - 25 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지파일의처리기술 모델링과렌더링 모델링 3D 그래픽을생성하기위해사용하는대상물을모델이라하고, 이러한대상을만들어가는것을모델링이라함 와이어프레임모델 : 2D 나 3D 곡선만으로물체를표현하며, 물체의뼈대나윤곽만을나타냄 솔리드모델 : 부피를이용해물체를나타냄 다각형표면모델 : 곡면을이용해물체의표면을표현함 [ 그림 4-23] 와이어프레임모델 - 26 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지파일의처리기술 모델링과렌더링 렌더링 3D 모델에그림자, 색상, 농도의변화와같은질감을더해현실감을추가하는과정 [ 그림 4-24] 텍스쳐매핑으로 3D 모델에질감을표현 - 27 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지편집소프트웨어의종류 이미지뷰어 윈도우에서기본적으로제공되는그래픽뷰어프로그램은내컴퓨터, 탐색기내에내장되어있음 [ 그림 4-25] 윈도우탐색기를이용한폴더유형변경 - 28 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지편집소프트웨어의종류 이미지뷰어 [ 그림 4-26] 탐색기를이용한이미지뷰어기능 [ 그림 4-27] AcdSee - 29 -
Section 1: 이미지의이해와규격 이미지편집소프트웨어의종류 이미지편집기 대표적으로널리애용되는것으로포토샵, 페인트샵이있음 국내포털사이트에서무료로공개한프로그램 네이버 (Naver) 의포토매니저 (http://photom.naver.com) 다음 (Daum) 의멀티킷 (http://multikit.daum.net) [ 그림 4-28] 다양한필터가제공되는포토샵 [ 그림 4-29] 손쉬운사진관리프로그램포토매니저 - 30 -
Section 2: 이미지의이해와규격 디지털카메라 디지털카메라촬영법 플래시사용금지 조명의밝기 배경의조화 손떨림방지 줌, 접사기능의활용 [ 그림 4-30] 다양한고급기능을제공하는디지털카메라 - 31 -
Section 2: 이미지의이해와규격 디지털카메라 USB 인터페이스 USB는이론상으로총 127개의장치를연결할수있으며운영체제의지원을받는경우플러그앤플레이 (Plug And Plug, PnP) 기능을지원 PC의전원이켜진상태에서도얼마든지연결하고제거할수있음 연결시에는플러그앤플레이기능이자동으로동작하므로시스템재시작없이바로장치를사용할수있다는장점 ( 핫플러깅 (Hot Plugging)) [ 그림 4-31] USB 포트와 IEEE1394 포트 - 32 -
Section 2: 이미지의이해와규격 프린터 프린터의종류 레이저프린터 (Laser Printer), 잉크젯프린터 (Inkjet Printer) 잉크젯의경우에는다시분사방식에따라다시버블방식과압전방식, 마하방식으로구분 [ 그림 4-32] 잉크젯프린터 - 33 -
Section 2: 이미지의이해와규격 프린터 프린터의평가지표 인쇄속도 프린터인쇄속도를평가하는단위는초당문자출력속도인 CPS(Character Per Second), 혹은분당페이지인쇄속도인 PPM(Page Per Minute) 이사용됨 인쇄품질 프린터의인쇄품질을가늠하는척도로사용되는 DPI(Dot Per Inch) 는가로세로 1인치면적에찍히는도트의수를말함 - 34 -
Section 2: 이미지의이해와규격 스캐너 스캐너의종류 스캐너의형태 핸드스캐너 (Hand Scanner), 플랫베드스캐너 (Flat Bed Scanner), 시트피드스캐너 (Sheet Feed Scanner) 로구분 [ 그림 4-33] 핸드스캐너 [ 그림 4-34] 플랫베드스캐너 - 35 -
Section 2: 이미지의이해와규격 스캐너 스캐너의종류 스캐너의인터페이스 프린터와달리인터페이스에따라스캔속도에큰차이가있음 과거에는스카시 (SCSI) 방식의스캐너가널리사용 최근에는빠르면서일반적인 USB 방식의스캐너들이개발되어시장의주류를이룸 - 36 -
Section 2: 이미지의이해와규격 스캐너 스캐너의평가지표 스캔속도와스캔한문서의화질, 품질등 [ 그림 4-35] 휴렛패커드의 TWAIN 드라이버 OCR(Optical Character Recognition) 은문자인식프로그램 - 37 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 디지털비디오 아날로그비디오 vs 디지털비디오 수평해상도 TV : 330~340라인 VHS와 8mm 비디오 : 240라인 베타방식 : 250라인이상 LDP : 425라인 ED-Beta 방식 : 450라인이상 S-VHS : 480라인 DV : 500라인 공식 : 수평해상도 = 전체수직선수 75% 화소 CCD 디지털카메라와마찬가지로아날로그비디오카메라, 디지털비디오카메라모두 CCD를사용 공식 : 화소수 = 수평해상도 수직해상도 - 38 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 디지털비디오 아날로그비디오 vs 디지털비디오 비월주사방식 모든아날로그 TV 방식에사용되는비월주사방식은아날로그대역폭을증가시키지않고영상장치에표시되는이미지의화질을개선하기위한방식 [ 그림 4-36] 순차주사방식과비월주사방식의비교 - 39 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 디지털비디오 아날로그 TV vs 디지털 TV TV 신호의송수신방식 1초에 60번을주사하면한화면을보여주기위해 1초에 60장의그림이사용되었음을뜻하고 60 프레임이라고함 [ 그림 4-37] 브라운관의구조 - 40 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 디지털비디오 아날로그 TV vs 디지털 TV 비월주사방식 제한된주파수대역으로해상도를효율적으로향상시킬수있는장점 순차주사방식 : 525개의주사선을한번에주사하여초당 60프레임을재생 순차주사방식을가리켜논인트레이스방식이라고도부르며최근에는순차주사방식으로통일됨 [ 그림 4-38] 비월주사방식 - 41 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 디지털비디오 아날로그 TV vs 디지털 TV 순차주사방식 525개의주사선을한번에주사하여초당 60프레임을재생 논인트레이스방식이라고도부르며최근에는순차주사방식으로통일됨 [ 그림 4-38] 비월주사방식 - 42 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 디지털비디오 아날로그 TV vs 디지털 TV TV 신호의송수신방식 1초에 60번을주사하면한화면을보여주기위해 1초에 60장의그림이사용되었음을뜻하고 60프레임이라고함 [ 그림 4-39] 순차주사방식 - 43 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 디지털비디오 아날로그 TV vs 디지털 TV 아날로그 TV 방송의방식 1초에 60번을주사하면한화면을보여주기위해 1초에 60장의그림이사용되었음을뜻하고 60프레임이라고함 NTSC : 1953년컬러TV 시스템을위한규격으로확장되었으며미국에서채택 PAL : 1967년독일이제안한방식으로 NTSC의색상변환시오류를최소화하기위한규격으로등장 [ 표 4-2] 아날로그 TV 방송표준 표준지역프레임수직해상도 NTSC 한국, 미국, 일본, 동남아 30fps 525 PAL 유럽, 영국, 중국, 호주, 뉴질랜드, 중동일부 25fps 625 SECAM 프랑스, 독일, 러시아, 중동일부 25fps 625-44 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 디지털비디오 아날로그 TV vs 디지털 TV 디지털 TV 방송의방식 디지털 TV 방송은 ATSC( 미국 ), DVB( 유럽 ), ISDB( 일본 ) 방식의표준으로구분 ATSC : 적은출력으로도서비스가능지역이넓고기존방송을디지털로전환하기가용이하며수신기의가격또한상대적으로저렴하다는특징 DVB : 이동수신과다중경로수신이우수하고산악지형에적합하다는특징 ISDB : DVB의한계였던 HDTV 수신을개선하였으며 MPEG-2 표준의비디오, 오디오부호화와전송스트림에기반 [ 표 4-2] 아날로그 TV 방송표준 - 45 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 디지털비디오 아날로그 TV vs 디지털 TV HDTV 주사라인 (Scan Line) 수 순차주사방식 (p), 비월주사방식 (i) 초당프레임 1080p30 으로표시된형식이라면 1902 1080 픽셀이순차주사방식으로초당 30 프레임으로전송되는신호 720i50 은 1280 720 픽셀에비월주사방식으로초당 50 필드 (25 프레임 ) 로전송되는신호 [ 그림 4-40] 16:9 의대화면, 고화질을제공하는 HDTV - 46 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 디지털비디오 아날로그 TV vs 디지털 TV HDTV [ 표 4-3] 아날로그 TV, SDTV, HDTV 비교 항목아날로그 TV(NTSC) SDTV HDTV 주사선수 525 480 704 480 640 1080 1902 720 1280 화면비 4:3 4:3 혹은 16:9 16:9 오디오 2 채널 5.1 채널 5.1 채널 채널 1 채널 3~4 채널 1 채널 - 47 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 디지털영상처리 비디오영상처리기술 페이드인, 페이드아웃 페이드인 (Fade In) 은화면에아무것도없는검은 (Black) 상태에서서서히영상이나타나게하는기법 페이드아웃 (Fade Out) 은영상이있는상태에서검은상태로장면이전환되는기법 [ 그림 4-41] 페이드효과를적용하는모습 - 48 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 디지털영상처리 비디오영상처리기술 크로마키합성 청색혹은녹색의배경세트를가리켜크로마라함 가상현실기법을이용한가상스튜디오를통해 TV 방송으로뉴스, 다큐멘터리가제작 영화에서도이용됨 [ 그림 4-42] 가상스튜디오 - 49 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 디지털영상처리 비디오의압축과복원 MPEG 규격은비디오와오디오압축, 그리고비디오, 오디오간의동기화에대한표준 CD-Audio 수준의사운드를목표로시작됨 MPEG 표준이요구하는사항 0.5초내원하는동영상프레임으로임의접근이가능 프레임의편집가능 역방향플레이가가능 압축시간과복원시간이빨라야하며단순알고리즘으로구현가능 - 50 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 디지털영상처리 비디오의압축과복원 MPEG 의압축기법 MPEG-1 CD-ROM 에 VHS 영상을저장할목적으로제정된규격 [ 그림 4-43] 비디오 CD 로고 - 51 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 디지털영상처리 비디오의압축과복원 MPEG-2 디지털 TV 와 DVD 수준의영상을목적으로제정 [ 그림 4-44] MPEG-2 를이용하는 DVD 타이틀 - 52 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 디지털영상처리 비디오의압축과복원 MPEG-4 1993년 3월에기본규격이정해짐 휴대전화와전화회선처럼통신속도가낮은회선에적합한동영상압축규격 [ 그림 4-44] MPEG-2 를이용하는 DVD 타이틀 - 53 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 디지털영상처리 비디오의압축과복원 코덱 비디오압축과복원을지원하고다양한압축방법을지원하는소프트웨어모듈 [ 그림 4-45] MPEG-4 의변형코덱인 DivX 코덱 - 54 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 디지털영상처리 비디오의압축과복원 동영상파일포맷 동영상파일포맷 : 윈도우에서동영상의기본포맷으로가장많이사용 ASF/WMV : Advanced Streaming Format 라는뜻의 ASF 는 V3 라는비디오코덱으로압축된동영상 MPG : MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 에의해만들어진동영상 - 55 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 디지털영상처리 비디오의압축과복원 동영상파일포맷 MOV : 애플 (Apple) 이매킨토시용표준멀티미디어확장파일로발표한확장자 [ 그림 4-46] 퀵타임 - 56 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 디지털영상처리 비디오의압축과복원 RA/RV 실시간인터넷방송에사용되는규격 [ 그림 4-47] 리얼플레이어 - 57 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 디지털영상처리 비디오의압축과복원 DAT, VOB MPEG-1 규격으로압축된비디오 CD 의확장자 [ 그림 4-48] DVD 타이틀에저장된파일목록 - 58 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 디지털영상처리 비디오의압축과복원 VOD [ 그림 4-49] VOD 를제공하는 TV 포털서비스인하나 TV - 59 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 비디오처리장치 프레임그래버보드 프레임그래버보드 (Frame Grabber Board) 는캠코더와 VTR 같은장치로부터입력되는영상신호를컴퓨터에서조작가능한디지털비디오형태로변환해주는장치 저자한마디 IEEE1394 는애플컴퓨터가개발한접속장치인터페이스의표준 최대 63 개까지의장치를연결 최고 400Mbps 의전송속도를갖는 IEEE1394 는발표와동시에디지털캠코더와같은디지털영상기기에서앞다투어 PC 와의인터페이스방법으로채택 [ 그림 4-51] IEEE1394 를지원하는디지털캠코더 - 60 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 비디오처리장치 비디오편집소프트웨어 윈도우무비메이커 (Windows Movie Maker) [ 그림 4-52] 윈도우무비메이커 - 61 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 비디오처리장치 비디오편집소프트웨어 윈도우무비메이커 (Windows Movie Maker) [ 그림 4-53] 포토스토리 - 62 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 비디오처리장치 비디오편집소프트웨어 어도비프리미어 [ 그림 4-54] 프리미어 - 63 -
Section 3: 디지털영상처리와기술 비디오처리장치 비디오편집소프트웨어 무료공개소프트웨어 뮤비 (MUVEE, http://www.muvee.com) [ 그림 4-55] 직관적인영상편집프로그램뮤비 - 64 -