Video & Audio Codec Types

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INDEX

 

1. Video Codec Types

2. Audio Codec Types

3. Reference

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1. Video Codec Types

MPEG 란?

 

MPEG은 Moving Picture Experts Group(동화상 전문가 그룹)의 약어로 비디오와 오디오 등 멀티미디어 표준 개발을 담당하는 그룹이다.

코덱이나 파일 확장자를 의미하기도 하고 넓은 의미로는 표준 규격 자체를 포괄하는 단어로 쓰이기도 한다.

 

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MPEG 비디오 코덱 종류

 

MPEG-1 (MPEG-1 Part 2 Visual, H.261)

- 가장 초창기에 나온 코덱으로 비디오와 오디오의 인코딩 규격을 제공한다.

- 저장 미디어인 비디오, CD 등에 적용되었었지만 현재에는 사용되지 않고 최초의 동영상 압축 방식이란 의미만 남았다.

 

MPEG-2 (MPEG-2 Part 2 Visual, H.262)

- MPEG-1에서 지원하는 순행주사(순차주사) 뿐만 아니라 격행주사(비월주사) 영상을 다룰 수 있게 된 코덱으로 프로파일과 레벨 개념이 적용되었다.

- 기존 하드웨어 호환성 때문에 방송업체에서는 아직도 많이 사용한다. 하지만 점점 고화질 영상을 다룰수록 사라질 것으로 예상한다.

 

MPEG-4 (MPEG-4 Part 2)

- MPEG-4는 MPEG-2 보다 두 배정도 효율적인 인코딩을 지원한다.

- MPEG-2에서 MPEG-4로 발전하면서 객체 기반 압축(한 장의 화면 전체를 각각 압축 부호화하지 않고 화면을 구성하는 자동차 사람과 같은 객체 단위로 압축 부호화 할 수 있는 기능)을 지원한다.

 

MPEG-4 Part 10 (H.264 / AVC)

- ITU-T와 ISO/IEC가 공동으로 표준화를 진행한 움직임 보상 기반 압축 코덱. 현재 가장 일반적인 비디오 코덱이라 할 수 있다.

- 장점 : 이전 코덱과 비교해 화질과 압출 효율을 둘다 높였으며 표준인 만큼 대부분 환경에서 지원이 가능하며 높은 호환성을 가지고 있다.

- 단점 : 4K 이상의 영상들을 지원하기에는 대역폭이 감당하기 힘들다. 압축률이 높아 저 사양 컴퓨터에서는 끊김 현상이 발생할 수 있다. 상업용으로는 돈을 내야 한다.

 

MPEG-H Part 2 (H.265 / HEVC)

- 4K 이상의 영상을 지원하기 위해 이산 코사인 변환(DCT, Discrete Cosine Transform)을 기반으로 한 압축 기법으로 H.264 코덱보다 압축과 품질을 더 향상시켰다. 또한 프로파일과 레벨에 티어(Tier) 라는 개념이 추가되었다.

- 장점 : H.264와 비슷한 화질을 유지하지만 두 배 높은 압축률을 지원한다.

- 단점 : H.264보다 인코딩 시간이 최대 4배까지 길어졌으며 디코딩에 약 5배 더 많은 연산이 필요하여 전용 하드웨어 디코더를 이용해야만 안정적으로 재생할 수 있다. 이와 같은 단점 때문에 보급률도 낮은 편이다.

 

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MPEG이 아닌 비디오 코덱

 

VP8, VP9 (Video Processor 8, 9)

- 구글에 인수된 On2 테크놀리지에서 개발한 오픈소스 코덱으로 MKV, WebM 컨테이너에서 지원한다. VP9은 VP8 보다 높은 화질을 보장함과 동시에 50% 가까운 압축률을 보이며 스트리밍용으로 개발되었다.

- 장점 : 로얄티를 지불해야 하는 H.264, H.265와 달리 무료다.

- 단점 : VP8은 H.264와 비슷한 품질을 보여 주기 위해서 두 배 이상의 용량이 필요하여서 많이 사용하지 않는다. 구글이 VP9을 버리고 AV1으로 갈아탔다.

 

AV1 (AOMedia Video 1)

- 구글을 포함한 오픈미디어 연합(Alliance for Open Media)이 함께 개발한 차세대 오픈소스 코덱

- 장점 : 무료인 오픈소스 코덱임에도 많은 회사가 참여하여 발전시키고 있다.

- 단점 : 아직 지원하지 않는 곳이 많다. 또한, 현재 인코딩 속도도 매우 느린 편이라고 한다.

 

DivX, Xvid

- DivX사가 독자적으로 MPEG-4 Part 2 기반으로 개발한 영상 코덱. Xvid는 DivX가 상용화를 하자 이에 반발하며 나온 오픈소스 

- 장점 : 원본 영상 크기의 약 15~20% 까지 압축이 가능할 정도로 높은 압축률을 자랑한다.

- 단점 : H.264와 비교해 덜 선명하다.

 

VC-1 (WMV9)

- MS에서 개발한 코덱으로 Windows Media Video나 윈도우 SDK를 통해 인코딩할 수 있다.

- 장점 : 압축률이나 품질면에서 H.264와 비슷하다.

- 단점 : 윈도우 이외의 플랫폼에서는 호환성 문제가 있어 거의 사용되지 않는다.

 

Theora

- Xiph Org 재단에서 개발한 오픈소스 비디오 코덱으로 VP3 코덱을 기반으로 설계되었음.

- 장점 : 오픈 소스

- 단점 : MPEG-4 Part 2와 비슷하지만 B-프레임과 비월 주사 방식을 지원하지 않음

 

Daala

- Xiph Org 재단과 모질라 재단이 함께 만든 코덱으로 오픈소스이며 로열티가 없음.

- 장점 : VP9이나 H.265와 달리 중복변환 (Lapped Transforms)을 기반으로 한 압축 방식을 이용하기 때문에 특허 리스크가 없음.

- 단점 : VP9과 마찬가지로 AV1으로 갈아타는 중이다.

 

 

 

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2. Video Codec Types

 

MP3 (MPEG 1 Audio Layer 3)

- MP3는 Fraunhofer 연구소에서 MPEG-1의 오디오 규격으로 개발한 손실압축 포맷으로 가장 대중적인 오디오 코덱이다.

- 장점 : 오랫동안 널리 펴져 보편화된 포맷인 만큼 대부분 환경에서 지원하며 아직도 쓰이고 있다.

- 단점 : MP3보다 압축률도 좋고 음질도 좋은 AAC가 등장했다.

 

AAC (Advanced Audio Coding, MPEG 2 Audio)

- MP3 코덱을 개선하기 위해 프라운호퍼, 돌비, 소니가 함께 개발한 오디오 코덱으로 현재 스트리밍에서 표준 방식이다.

- 장점 : MP3에서 발생한 기술적인 문제를 대부분 개선한 완벽한 상위 호환이라 볼 수 있다.

- 단점 : 아직 MP3만큼 보편화되지 못했고 더 높은 품질의 코덱들이 등장하고 있다.

 

Vorbis (Ogg Vorbis)

- MP3가 유료화된 후 이를 대체하기 위해 Xiph.Org 재단에서 Ogg와 함께 개발한 오픈소스 오디오 포맷이다.

- 장점 : 사용료가 없다는 장점에 많은 개인 회사가 사용한다(WOW, Minecraft 등).

- 단점 : 지원하는 플랫폼과 장치가 부족하고 MP3로 트랜스코딩하는 과정에서 음질이 많이 저하된다.

 

Opus

- 국제인터넷표준화기구 (IETF)가 표준화한 오픈소스 코덱으로 기존의 VoIP 용도로 사용되는 음성 통화용 코덱 Speex를 대체할 용도로 개발되었다. 하지만 음악의 저장이나 스트리밍에서도 탁월한 성능을 발휘한다.

- 장점 : 최고 품질의 손실 오디오 포맷으로 실시간으로 샘플링과 채널을 변경할 수 있다.

- 단점 : 인코딩 속도가 다른 코덱에 비해 매우 느리고 지원하는 플랫폼과 장치가 부족하다.

 

WMA (Windows Media Audio)

- MS에서 개발한 손실 압축 오디오 포맷으로 WMV와 함께 사용한다.

- 장점 : MP3와 비교해 동일 음질 대비 훨씬 높은 압축률을 보여 준다. 높은 압축률로 인해 작은 용량을 가질 수 있어 실시간 감상이 가능하다.

- 단점 : 윈도우를 제외한 플랫폼에서는 사용하지 않는 코덱. 더 좋은 코덱들이 등장하면서 점차 사용되지 않고 있다.

 

WAV (Waveform Audio Format)

- MS에서 개발한 무손실 무압축 포맷이다. 녹음/음원 작업에서는 사실상 표준처럼 사용되고 있다.

- 장점 : CD 파일을 압축하지 않고 그대로 가져오기 때문에 음질이 매우 좋다.

- 단점 : 압축을 하지 않아서 용량이 매우 크다.

 

FLAC (Free Lossiess Audio Codec)

- Xiph.Org에서 개발한 오픈소스 코덱으로 무손실 압축 코덱이다. 태그, 앨범아트, 건너뛰기 같은 기능을 첨부할 수 있어 음악 재생과 보관에 용의하다.

- 장점 : 무손실 무압축 포맷보다 용량을 줄일 수 있으면서 손실 압축 포맷과 달리 오디오 스트림에 손실이 발생하지 않는다. 또한, 오픈소스이다.

- 단점 : 다른 최신 인코더보다 압축 효율이 떨어진다.

 

AC3 (Dolby Digital AC-3 )

- Dolby에서 개발한 코덱으로 최대 5.1 채널(5개의 오디오 채널과 1개의 저주파 효과 채널)까지 지원하는 손실 압축 코덱이다.

- 장점 : 5.1 채널은 입체감 있는 소리를 들려줄 수 있어 영화 감상에 최적화되어 있다. 현재 극장에서 가장 많이 사용되는 코덱이다.

- 단점 : 각 채널 하나하나의 음질은 CD 보다 떨어져 음악 전용으로는 적합하지 않다.

 

 

 

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3. Reference

 

[Video & Audio Codec Types]

→ https://bradbury.tistory.com/

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