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디지털 데이터의 압축
1410 민태현 - Coggle Diagram
디지털 데이터의 압축
1410 민태현
압축의 개념
디지털 데이터의 압축은 원본 데이터를 보다 작은 크기로 변환하여 표현하는 것이다. 즉, 전체 비트 수를 줄여서 정보를 다시 표현하는 기술이다. 이러한 압축 기술은 일반적으로 문자, 이미지, 소리, 동영상 등 다양한 디지털 데이터에 적용된다.
디지털 데이터를 압축하면 한정된 저장 공간에 더 많은 정보를
보관할 수 있으며, 데이터 전송의 효율성도 향상할 수 있다.
특히, 크기가 큰 이미 지, 소리, 동영상 등의 멀티미디어 데이터를
전송 하거나 다운로드할 때, 압축을 통해 데이터의 크 기를 줄이면
전송 속도가 빨라지고 효율성이 높아 진다.
문자 데이터의 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.
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문자 데이터 압축은 반복되는 문자의 중복을 줄이거나 긴 코드를 짧은 코드로 대체 함으로써 문자를 표현하는 데 필요한 저장 공간을 최소화하는 기술이다. 문자 압축 방법에는 ZIP, 반복 길이 압축, 허프만 압축 등이 있다. ZIP 파일은 폴더의 계층 구 조를 그대로 유지한다. 따라서 압축을 해제하면 원래의 데이터가 완벽하게 복원된다.
동영상 데이터의 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.
MPEG(Moving Picture Experts Group)은 손실 압축 방식으로 비디오, 오디오 등의 데이터를 효율적으로 압축하는 대표적인 방법이다. 변화하는 부분만 저장하는 방식으로, 이전 장면과의 차이에 따라 압축의 효과가 다르다. 예를 들어, 운동 영상 을 촬영하여 저장한다고 할 때, 오래 매달리기나 플랭크와 같이 움직임이 적은 운동 의 경우 이전 장면과 다음 장면이 크게 다르지 않아 일부 데이터를 손실하며 저장할 수 있다
02 다양한 압축 방법
반면, 무손실 압축은 원본 데이터의 모든 정보를 보존하면서 파일 크기를 줄이는 방법이다. 이 방식은 원본 데이터의 손상이 없으며, 압축률은 낮지만 원본 데이터로 복원이 가능하다.
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손실 압축은 주로 통신 속도나 저장 공간 등이 제한된 환경 속에서 원활하게 데이터를 저장하거나 전 송하기 위하여 품질을 낮추어 사용하는 방법이다.
중요한 정보는 보존하면서 일부 데이터를 제거함으로써, 파일 용량을 비교적 크게
줄일 수 있다. 이 방식은 주로 대 용량의 멀티미디어 데이터를 전송하거나 처리할 때 사용된다.
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소리 데이터의 압축
소리 데이터 압축은 더 적은 저장 공간을 사용하여 소리를 표현하면서 음질을 최대 한 보존하는 방식으로, FLAC(Free Lossless Audio Codec)와 MP3(MPEG audio layer-3) 등이 있다. FLAC는 무손실 압축 방식으로, 원본 오디오 데이터를 압축하면 서도 동일한 품질을 유지한다. 파일 크기가 크게 줄어들지는 않지만, 음질이 중요한 환경에서 이 방식을 사용한다.
MP3는 손실 압축 방식으로, 사람의 귀로는 감지할 수 없는 주파수 대역과 중복 데 이터를 제거하고, 주로 소리가 변화하는 부분을 저장한다. 따라서 품질이 일부 손실 되지만, 원본보다 낮은 비트율로 데이터를 저장하므로 데이터를 표현하기 위해 사용 하는 비트 수를 줄일 수 있다.
이미지 데이터 압축
이미지 데이터 압축은 이미지 표현에 필요한 저장 공간을 최소화하면서 시각적 품 질을 최대한 유지하는 기술이다. 대표적인 압축 방식에는 GIF, PNG, JPEG(JPG) 등이 있다.
GIF는 무손실 이미지 압축 방식으로, 웹에서 작은 크기의 이미지를 표현할 때 주로 사용된다. 단, 표현 가능한 색상이 최대 256색으로 제한되어 색상의 세부 정보를 잃을 수 있다.
png는 무손실 이미지 압축 방식으로, 24비트 값을 사용하여 트루 컬러까지 표현할 수 있다.
JPEG는 손실 이미지 압축 방식으로, 이미지의 효율적인 저장 및 전송을 위한 압축의 국제 표준이며, 압축률과 영상의 품질을 지정하여 압축할 수 있다. 사람의 눈으로 확인하기 어려운 세부적인 내용을 일부 제거하고 픽 셀 색상에 대한 정보를 변환하여 용량을 줄인다.