비디오/오디오에서 비트레이트(BitRate)란

비디오/오디오에서 비트레이트(BitRate)란    

 

전자 통신과 컴퓨팅에서 비트레이트(bitrate)는 특정한 1 초 마다 처리하는 비트의 수입니다.
비트레이트가 높다는 것은 1 초에 처리, 전송하는 데이터량이 많다는 것이므로 통신의 경우 전송 속도가 빠르고, 멀티미디어의 경우 품질이 우수하다는 것입니다.
비트레이트는 높을수록 좋지만 기계적인 처리 한계, 미디어의 용량에 따라 제한을 받게 됩니다.
따라서 좋은 화질로 비디오를 제작 하려면 비트레이트를 잘 이해하고 재생기기, 미디어 종류 등을 미리 정하고 거기에 최적화 된 비트레이트를 계산하여 사용 합니다.
 
-. 비트레이트 계산식
용 량 (byte) = bitrate(초) x 재생시간(초) / 8 (byte로 변환)
BitRate(bit) = 용량(byte) / 재생시간(초) x 8 (bit로 변환)
 
시중에서 판매되는 DVD, Blu-ray Disc는 호환성을 높이기 위하여 세계적으로 표준화 되어 있으며 플레이어도 이 기준에 따라 제작 됩니다.
아래는 많이 사용하는 용도별 표준 비트레이트 입니다.
 
-. 비디오
. 16k bps : 화상전화 품질
. 128 ~ 384k bps : 화상 회의 시스템 품질
. 9,200k bps : DVD MPEG2, DVD Standard 품질
. 13,000 ~ 19,000k bps : HDTV -> 일반적으로 HD 화질이라고 하는 것
. 50,000k bps : Blu-ray Disc 품질
 
-. 오디오
. 32k bps : AM 품질
. 96k bps : FM 품질
. 192k bps : DAB (디지털 오디오 방송) 품질
. 224 ~ 320k bps : CD 품질
. 96 ~ 640k bps : 손실 데이터 압축 중 돌비 디지털 (AC3)규격의 비트레이트 범위
. 1,536k bps : DTS, 콤팩트 디스크 디지털 오디오의 PCM 소리 포맷
. 6,000k bps : 손실 데이터 압축 중 DTS-HD High Resolution AUDIO 규격의 최대 비트레이트
. 18,000k bps : 무손실 데이터 압축 -> Dolby TRUE HD 규격의 최대 비트레이트 (VBR)
. 24,500k bps : 무손실 데이터 압축 -> DTS-HD MASTER AUDIO 규격의 최대 비트레이트 (VBR)
 
-. 비트레이트 종류
 
. CBR (Constant Bit Rate)
고정 전송률 : 고정된 bit rate를 사용하는 경우에는 재생시 안정적이긴 하지만, 데이터가 많이 필요 없는 부분에서는 데이터의 낭비가 일어나고 데이터가 많이 필요한 부분에서는 질이 떨어지는 문제가 있습니다.
재생시간 내내 비트레이트가 고정되어 있으므로 정확한 용량 계산에 용이 합니다.
 
. VBR (Variable Bit Rate)
가변전송률 : 가변적인 비트레이트를 사용하는 형식입니다.
비디오를 예로 들자면, 빠른 동작에서는 비트레이트를 높이고 느린 동작에서는 비트레이트를 낮추는 방법입니다.
재생시간 내내 비트레이트가 변하므로 정확한 용량계산이 어려워 평균 비트레이트를 활용 합니다.

 

 

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비트레이트(Bitrate)란 무엇인가?  
 
 비트레이트란 1초에 해당하는 동영상에 얼마의 비트(bit) 수를 집어 넣느냐를 의미합니다. 즉, 이 비트레이트가 높을수록 동영상은 더 많은 정보(비트)를 가지게 되므로 화질은 더 좋아지게 됩니다. 하지만 비트레이트를 많이 집어 넣으면 넣을 수록 비트의 수는 그만큼 커지게 되므로  용량 또한 더 커지게 됩니다.  

 

 

비트레이트는 크게 CBR과 VBR 방식 두가지로 나눠지는데 여기서 그 두가지 방식외에 요즘 유행 하는 SBC에 관해서도 알아보도록 하겠습니다.    

(1)CBR(Constant BitRate의 약어)   
이 방식은 고정 비트레이트로써 처음부터 끝까지 고정된 비트레이트를 사용해서 압축을 합니다. 보통 VCD(Video CD)의 경우가 그런데 이것은 초당 1150 kbit를 사용해서 모든 프레임을 압축 합니다. 이 방식의 장점은 인코딩(Encoding)을 하는데 걸리는 시간이 짧은데 반면 처음부터 끝까지 항상 고정된 비트레이트 만을 사용하기 때문에 움직임이 많은 곳에서는 화질저하가 생기게 됩니다. 그러므로 움직임이 많은 동영상(스포츠, 액션 영화 등)에는 사용상 부적절함이 있습니다.  

 

  [참고 : 인코딩(Encoding)이란 뜻은 용량이 큰 파일을 줄이기 위해 압축을 한다는 뜻으로 편집을 한 후 자막이나 기타 효과를 넣은 후 새로운 동영상을 만들 때 보통 인코딩 한다고 부릅니다.] 

 

(2) VBR(Variable BitRate의 약어)  
이 방식은 크게 세가지 방식으로 압축을 행하는데 Average(보통), Max(최대), Min(최소) 으로 나뉩니다. 평상시에는 보통(Average)의 비트만을 사용하다가 움직임이 빠른 곳에서는 최대(Max) 비트를 사용하고 움직임이 없는 곳에서는 가장 낮은 최소(Min)비트만을 사용해서 압축을 하게 됩니다. 그러므로 경우에 따라서 CBR 방식에 비해 더 작은 용량에 더 좋은 화질을 만들어 내므로 더 효율적이라고 볼 수 있습니다. 하지만 VBR방식은 압축할려는 비디오 전체를 한번 읽고 처음부터 다시 압축을 행하기 때문에 CBR 방식에 비해 보통 압축하는데 걸리는 시간이 두배이상 걸리게 됩니다.

 

  

 

[참고 : ABR(Average BitRate의 약어) - VBR 방식이 평균(Average), 최대(Max), 최소(Max)를 사용자가 지정해서 압축을 한다면 ABR 방식은 평균이 되는 수치만을 적용해 주면 자동으로 그 변동폭을 조절하여 압축을 하는 방식입니다. 이 방식은 주로 DivX 코덱의 VBR 방식과 유사하며, 그런 이유(비트레이트의 변동폭이 크지 않기 때문에)로 요즘은 DivX 코덱의 VBR 방식을 개선하여 SBC 라는 인코딩 방식을 통해 압축을 하기도 합니다.] 

SBC란 무엇을 말하는건가요? 

 
SBC는 Smart Bitrate Control의 약어로써 Virtual Dub의 변형인 Nandub 이나 Gordian Knot을사용해 좀 더 정교하게 DivX(버전 3.11 Alpha) 인코딩을 하는 방식을 말합니다. 그러므로 CBR이나 VBR에 대응하는 전혀 새로운 방식의 인코딩 방식이 아닌 DivX 코덱을 사용해서 최대한 용량 대 화질을 구현하기 위해 만들어진 인코딩 방법입니다. 요즘 인터넷 등에서 떠도는 DVDRip(DVD에 있는 영화를 추출한다는 의미)의 DivX 영화를 보면 일반적인 DivX 영화가 있고 최근에 들어선 SBC DivX 영화라고 되어 있는것들이 있는데 이런 영화들이 바로 이 방식을 사용해서 압축되어진 영화라는 뜻이됩니다. 
 하지만 SBC 방식의 인코딩법은 보통 한번의 가상 인코딩 과정을 거친 후에 실제 인코딩이 시작되기 때문에 보통 일반적인 DivX 인코딩 보다 약 2배 이상의 시간이 소비되고 프로그램의 사용법 또한 쉽지 않기 때문에 전문적인 지식이 없는 일반인들이 쉽게 제작하기에는 다소 어려운 점이 있습니다.  

 

 

Tip : 비트레이트에 따른 용량과 화질 비교
 
 다음과 같은 방법을 통해 각 비트레이트에 따른 용량과 화질을 비교 했습니다.
 사용된 파일은
 프레임 사이즈 : 720x486
 프레임 레이트 : 29.97fps
 파일 사이즈  : 200Mbyte
 파일 포맷    : QuickTime Animation
 압축 프로그램 : Adobe Premiere Windows Media

 

비트레이트	용량	화질
500 kbps	450KB	1
2000 kbps	1,770KB	2
6000 kbps	5,200KB	3

 

1번

 

 

2번

 

3번

 

각각의 다른 비트레이트를 적용해서 파일을 압축해 봤습니다. 500kbps에서 용량은 확실히 줄어들었지만 화질이 많이 깨져보입니다. 다시 2000kbps로 압축을 해 보았습니다. 용량은 4배정도 늘어났지만 화질은 500kbps 때 보다 선명해 졌습니다. 하지만 아직 화면 상단부분쪽은 화질이 뭉개져 보입니다. 마지막으로 6000kbps로 압축을 해 보았습니다. 화면상단부분은 약간 화질이 뭉개져 보이지만 전체적으로 만족할 만한 화질을 얻었습니다.

 

 

그럼 여기서 용량 대 화질을 고려했을 때 가장 적당하다고 생각되는 파일은 어떤게 좋을까요?

1번은 용량은 작으나 화질이 너무 떨어져서 제외하고 2번과 3번 중 아마도 화질을 크게 고려하지 않는다면 용량 대 화질을 비교했을때 2번이 괜찮아 보이고 화질을 최우선시 한다면 3번이 괜찮아 보입니다. 어째건 파일 전체길이가 30분, 1시간씩 될 경우 화질만 좋게한다면 최종 용량이 크게 늘어날 수 있으니 용량 대 화질을 고려해서 최적의 동영상을 만들어 보세요.

 

[출처] 비트레이트(Bitrate) 란 무엇인가? |작성자 문지용