H.264는 마법이다 (2016)

H.264는 덜 중요한 시각 정보를 버리는 손실 압축, 프레임 사이의 움직임을 활용하는 예측, 무손실 엔트로피 부호화를 결합해 영상 전송에 필요한 데이터량을 줄임 Apple 홈페이지를 캡처한 예시에서 300프레임짜리 5초 영상은 175KB인 반면, PNG 스크린샷 한 장은 1015KB임 양자화로 미세한 디테일을 줄이고, 색차 서브샘플링으로 밝기보다 사람의 눈이 덜 민감한 색상 정보의 해상도를 낮춤 움직임 보상은 매 프레임 전체를 저장하는 대신 기준 프레임과 블록의 움직임을 활용하며, 저장 공간을 줄이는 대신 프레임 복원에 계산이 필요함 마지막으로 엔트로피 부호화가 남은 중복을 무손실로 제거하며, 예시 영상은 비압축 계산값 약 1.2GB에서 175KB로 줄어듦 영상 압축이 필요한 이유 H.264는 동영상 전송 대역폭을 줄이려는 30년 이상의 연구가 축적된 영상 압축 표준임 2016년 기준 인터넷 영상, Blu-ray, 휴대전화, 보안 카메라, 드론 등에 널리 쓰임 여기서 다루는 여러 개념은 H.264뿐 아니라 영상 압축 전반에 적용됨 비압축 영상은 프레임별 2차원 픽셀 배열을 시간축으로 쌓은 데이터이며, RGB 각 성분에 1바이트씩 쓰면 픽셀당 3바이트가 필요함 1080p, 60Hz 영상은 1920 × 1080 × 60 × 3으로 약 370MB/초가 발생함 50GB Blu-ray에도 약 2분밖에 담지 못하며, 전송뿐 아니라 RAM에서 디스크로 기록하는 일도 부담이 큼 저장 장치 성능은 SSD 벤치마크를 참고할 수 있음 PNG 한 장보다 작은 300프레임 영상 Apple 홈페이지를 캡처한 PNG 스크린샷은 1015KB, 같은 페이지의 5초, 60fps H.264 영상은 175KB임 영상은 300프레임인데 파일은 단일 PNG의 약 5분의 1이므로, 프레임 수와 파일 크기만 비교하면 약 1500배 효율적으로 보임 이 차이를 이해하려면 손실 압축과 무손실 압축을 구분해야 함 PNG는 원본을 비트 단위로 복원할 수 있는 무손실 형식임 H.264는 덜 중요한 정보를 버리고 중요한 정보를 남기는 손실 압축을 사용함 디테일을 버리는 양자화 H.264는 화면의 특정 사분면이나 테두리를 잘라내는 대신 미세한 디테일 정보를 줄임 MacBook Pro 확대 예시에서는 압축 후 스피커 그릴의 작은 구멍이 사라짐 확대하지 않으면 차이를 알아보기 어렵지만, 해당 예시의 크기는 원본의 7% 임 정보 엔트로피는 단순한 데이터 크기가 아니라, ...