오디오 데이터와 이미지 데이터 양자화 GIF 나이퀴스트이론

1. 오디오 데이터

- 음악이나 목소리처럼 사람이 들을 수 있는 데이터

- 목소리나 새소리처럼 자연 상태의 오디오는 아날로그 신호로 크게 두가지 속성으로 나뉜다.

#첫 번째 속성 : 저음과 고음
- 고음과 저음의 값을 나타내는 단위 : 헤르츠(Hz) - 1초에 한 번만 변하면 1Hz, 10Hz는 100Hz보다 저음
- 자연 상태의 소리는 다양한 주파수를 가진다.
- 인간이 들을 수 있는 소리 범위 : 20Hz~20KHz(1초에 20000번) = 가청주파수

#두 번째 속성 : 큰 소리와 작은 소리
- 작은 소리와 큰 소리는 에너지의 양으로 표현한다.
- 오디오 볼륨을 올리거나 내리는 것은 파형을 그대로 두고 에너지의 양만 늘리거나 줄이는 것이다.

#아날로그 신호의 디지털 변환
- 조밀하게 샘플링을 하여 원래 음을 충실히 재현 가능 -> 데이터 양이 많아져 파일 크기가 너무 커지는 단점이 있다.

#나이퀴스트 이론
- 소리의 가장 높은 주파수는 2배 이상의 샘플링 주기를 사용하면 정확하게 디지털로 변환할 수 있다.
- 1KHz -> 막대 2000개 이상, 20KHz -> 40KHz(40000개) 이상으로 샘플링 하면 된다.

#양자화
- 눈금을 사용하여 디지털 값으로 변환하는 것이다.
- 눈금은 보통 16비트를 사용한다.
- 눈금 수가 2의 16제곱(65535)개 있다는 의미
- 양자화를 위해 사용된 값 : 양자화 비트, 비트 깊이
- 샘플링 주기와 양자화 비트를 늘리면 좀 더 고음질의 디지털 파일 확보 가능하다.
- 96KHz로 샘플링하고 24비트의 양자화 값을 사용하는 CD를 출시 : Super Audio CD, HDCD, XRCD

# 비트 전송률
- 음악 파일이 얼마나 많은 정보량을 가지는지 나타내는 데 사용한다.
- kbps, 1초 동안 사용하는 데이터의 양을 표시
- 비트 전송률 = 샘플링 주기*양자화 비트*채널 수 #오디오 파일의 압축 포맷
- WAV 파일은 압축을 사용하지 않는 파일 -> 파일 크기가 크다는 단점이다.
- WAV와 음질은 같고 파일 크기는 작은 포맷이 FLAC
- FLAC는 무손실 압축을 사용하기 때문에 WAV와 음질은 같지만, 크기는 30% 이상 줄어든다.
- FLAC 와 유사한 비손실 압축 포맷으로 OGG와 애플에서 쓰는 ALE 포맷
- 가장 많이 사용하는 오디오 포맷은 MP3
- MP3는 MPEG라는 손실 압축 알고리즘을 적용한 포맷
- 네트워크 속도가 많이 느려서 파일 크기를 크게 줄이려고 만든 포맷 = MP3 - MP3는 64, 128, 192, 256, 320kbps로 압축률 조절 가능 -> 원음과 차이 있다.
- MP3와 유사한 손실 압축을 사용하는 포맷 = 애플의 AAC #무압축 오디오 포맷
- WAV #비손실 압축 오디오 포맷
- FLAC, OGG, ALE

#손실 압축 오디오 포맷
- MP3, ACC

 

2. 이미지 데이터

- 2차원 평면 위에 나타나는 시각적 표현물 의미다.

- 모니터 화면에 표시되는 이미지는 무수히 많은 점으로 구성한다.

- 이미지를 구성하는 각각의 점을 픽셀 또는 화소라고 한다.

- 픽셀은 빛의 삼원색인 빨, 녹, 파로 구성 # 픽셀의 파일 크기

- RGB 각각의 농로를 나타내는 데 1바이트 사용, 가장 어두울 때가 0 가장 밝을 때가 255

- 트루컬러 : RGB 각각이 256가지 농도를 가지므로 하나의 픽셀이 표현할 수 있는 색상 = 255*255*255=16777216

- 이미지를 압축하지 않고 그대로 저장하는 파일 포맷 : BMP (비트맵)

#GIF
- 압축을 사용하지 않으나, 파일 크기가 작은 특이한 포맷
- PNG, JPEG와 함꼐 웹에서 사용 가능한 팡리 포맷
- 픽셀 하나당 3바이트 사용, 색상이 1바이트로 제한한다.
- 전체에서 사용할 256색을 미리 정해놓고 그 색상만으로 이미지를 구성하는 방식이기 때문에 파일 크기는 매우 작다
- 색상이 적은 아이콘이나 버튼, 배너광고 등에 사용한다.
- PNG처럼 투명한 배경색을 지원함 - 움직이는 사진 만들 수 있다.