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디지털 데이터의 압축
1211 박정우 - Coggle Diagram
디지털 데이터의 압축
1211 박정우
압축의 개념
디지털 데이터의 압축은 원본 데이터를 보다 작은 크기로 변환하여 표현하는 것이다.
즉, 전체 비트 수를 줄여서 정보를 다시 표현하는 기술이다.
다양한 압축 방법
- 손실 압축
손실 압축은 주로 통신 속도나 저장 공간 등이 제한된 환경 속에서 원활하게 데이터를 저장하거나 전송하기 위하여 품질을 낮추어 사용하는 방법이다.
손실 압축의 특징으로는 데이터 용량이 줄어들 수 있고, 원본 데이터가 손실되지만 압축 효과가 뛰어나다는 특징이 있다.
- 무손실 압축
무손실 압축은 원본 데이터의 모든 정보를 보존하면서 파일 크기를 줄이는 방법이다.
무손실 압축의 특징으로는 데이터 용량이 줄어들 수 있고, 원본 데이터가 손실되지 않지만 압축 효과가 상대적으로 떨어진다는 특징이 있다.
문자 데이터의 압축
문자 데이터 압축은 반복되는 문자의 중복을 줄이거나 긴 코드를 짧은 코드로 대체함으로써 문자를 표현하는 데 필요한 저장 공간을 최소화 하는 기술이다.
문자 압축 방법에는 ZIP, 반복 길이 압축, 허프만 압축 등이 있다.
- ZIP
ZIP 파일은 폴더가 계층 구조를 그대로 유지한다. 따라서 압축을 해제하면 원래의 데이터가 완벽하게 복원된다.
- 반복 길이 압축
반복 길이 압축은 동일한 문자가 연속적으로 반복되는 부분을 '문자*반복 횟수' 로 표현하는 방법이다.
예) AAAABBCCC => A4B2C3
- 허프만 압축
허프만 압축은 데이터에서 각 문자의 발생 빈도를 분석하여 문자를 표현하는 방법으로, 문자별 사용 빈도가 다르다는 점을 활용한 것이다.
높은 빈도의 문자에는 비트 수를 적게 할당하고, 낮은 빈도수의 문자에는 상대적으로 비트 수를 많이 할당한다.
A:0, B: 100, C: 101, D:11
AAABAACDD => 000100001011111
이미지 데이터의 압축
이미지 데이터 압축은 이미지 표현에 필요한 저장 공간을 최소화하면서 시각적 품질을 최대한 유지하는 기술이다. 대표적 압축 방식에는
GIF, PNG, JPEG(JPG) 등이 있다
- PNG
PNG는 무손실 이미지 압축 방식으로, 24비트 값을 사용하여 트루 컬러까지 표현할 수 있다.
- JPEG (JPG)
JPEG는 손실 이미지 압축 방식으로, 이미지의 효율적인 저장 및 전송을 우한 압축의 국제 표준이며, 압축률과 영상의 품질을 지정하여 압축할 수 있다. 사람의 눈으로 확인하기 어려운 세부적인 내용을 일부 제거하고 픽셀 색상에 대한 정보를 변환하여 용량을 줄인다.
- GIF
GIF는 무손실 이미지 압축 방식으로, 웹에서 작은 크기의 이미지를 표현할 때 주로 사용된다. 단, 표현 가능한 색상이 최대 256 색으로 제한되어 색상의 세부 정보를 잃을 수 있다.
소리 데이터의 압축
소리 데이터 압축은 더 적은 저장 공간을 사용하여 소리를 표현하면서 음질을 최대한 보존하는 방식으로, FLAC와 MP3 등이 있다.
- FLAC
FLAC는 무손실 압축 방식으로, 원본 오디오 데이터를 압축하면서도 동일한 품질을 유지한다. 파일 크기가 크게 줄어들지는 않지만, 음질이 중요한 환경에서 이 방식을 사용한다.
- MP3
MP3는 손실 압축 방식으로, 사람의 귀로는 감지할 수 없는 주파수 대역과 중복 데이터를 제거하고, 주로 소리가 변화하는 부분을 저장한다. 따라서 품질이 일부 손실되지만, 원본보다 낮은 비트율로 데이터를 저장하므로 데이터를 표현하기 위해 사용하는 비트 수를 줄일 수 있다.
동영상 데이터 압축
동영상 데이터는 일반적으로 비슷한 데이터가
반복적으로 나타난다.
동영상 데이터의 압축은 연속된 이미지 구성 중 움직임이 생겨 이전 장면과 차이가 생기는 경우 그 변화만을 저장하는 것이다.
즉 사람이 차이를 인식하기 어려운 정도의 데이터를 일부 손실하며 저장하는 것이다.
동영상 데이터의 압축 방법으론
MPEG(Moving Picture Experts Group)으로
비디오, 오디오 등의 데이터를 효율적으로 압축하는 손실 압축
방법이다.
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