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디지털 데이터의 압축 1118 이동현 - Coggle Diagram
디지털 데이터의 압축 1118 이동현
디지털 데이터 압축의 이해
압축의 개념
디지털 데이터의 압축은 원본 데이터를 보다 작은 크기로 변환하여 표현하는 것이다. 즉, 전체 비트 수를 줄여서 정보를 다시 표현하는 것이다. 압축 기술은 일반적으로 문자, 이미지, 소리, 동영상 등 다양한 디지털 데이터에 적용한 것이다.
다양한 압축 방법
손실 압축과 무손실 압축
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손실 압축: 통신 속도나 저장 공간 등이 제한된 환경 속에서 원활하게 데이터를 저장하거나 전송하기 위하여 품질을 낮추어 사용하는 방법이다.
중요한 정보는 보존하면서 일부 데이터를 제거함으로써, 파일 용량을 비교적 크게 낮출 수 있다.(주로 용량의 멀티미디어 데이터에 사용함)
무손실 압축: 원본 데이터의 모든 정보를 보존하면서 파일 크기를 줄이는 방법이다. 원본 데이터의 손상은 없으며, 압축률은 낮지만 원본 데이터로 복원이 가능하다.
문자 데이터의 압축
문자 데이터의 압축: 반복되는 문자의 중복을 줄이거나, 긴 코드를 짧은 코드로 대체하여 문자를 표현할 때 데이터의 양을 줄이는 것이다. 종류로는 ZIP 파일: 폴더의 계층 구조를 그래도 유지한다.
반복 길이 압축: 동일한 문자가 연속적으로 반복되는 부분을 '문자*반복 횟수'로 표현한다.
허브만 압축: 데이터에서 각 문자의 발생 빈도를 분석하여 문자를 표현하는 방법이다.
트리: 계층적인 구조로, 노드와 이들을 연결하는 간선으로 구성한다. 종단 노드는 직접 연결된 하위 노드가 없는 노드를 의미한다.
이미지 데이터의 압축
이미지 데이터 압축은 이미지 표현에 필요한 저장 공간을 최소화하면서 시각적 품질을 최대한 유지하는 기술이다. 종류로는 GIF, PNG, JPEG 등이 있다. GIF: 웹에서 작은 크기의 이미지를 표현할 때 주로 사용한다. 색을 잃을 수도 있다.
PNG: 24비트 값을 사용하여 트루 컬러까지 표현할 수 있다.
JPEG: 이미지의 효율적인 저장 및 전송을 위한 압축의 국제 표준이며, 압축률과 영상의 품질을 지정하여 압축할 수 있다.
트루 컬러: 컴퓨터 화면상에 픽셀의 색상을 나타내는 규격으로, 24비트값울 사용하여 16,777,216가지의 색상을 표현할 수 있다.
소리 데이터의 압축
소리 데이터의 압축은 더 적은 저장 공간을 사용하여 소리를 표현하면서 음질을 최대한 보존하는 형식으로, FLAC, MP3등이 있다.FLAC는 원본 오디오 데이터를 압축하면서도 동일한 품질을 유지한다.
MP3: 사람의 귀로는 감지할 수 없는 주파수 대역과 중복 데이터를 제거하고, 주로 소리가 변화하는 부분을 저장한다.
주파수: 단위 시간 내에 진동하는 횟수로, 주파수의 단위는 헤르츠(Hz)이다. 1Hz는 1초 동안의 진동 횟수를 나타낸다.
주파수 대역: 특정 주파수 범위를 가리키며, 이 범위 내에서만 통신이 가능하다.
비트율: 디지털 데이터가 전송하는 속도로, 단위 시간당 전송되는 비트 수를 의미한다. 단위는 보통 비트/초(bps)로 표현한다.
인코딩: 영상이나 이미지, 소리 데이터를 생성할 때 데이터 양을 줄이기 위해 데이터를 코드화하고 압축하는 방법
동영상 데이터의 압축
동영상 데이터는 일반적으로 비슷한 데이터가 반복적으로 나타낸다. 동영상 데이터의 압축은 연속된 이미지 구성 중 움직임이 생겨 이전 장면과 차이가 생기는 경우 그 변화만을 저장하는 것이다. 종류로는 MPEG만 있다. MPEG: 비디오, 오디오 등의 데이터를 효율적으로 압축하는 대표적인 방법이다. 변화하는 부분만 저장하는 방식으로, 이전 장면과의 차이에 따라 압축의 효과는 다르다.
압축 코덱: 압축 및 압축의 해제를 위해 사용되는 소프트웨어이다. 코덱은 무결성과 품질을 유지하면서 데이터 파일의 크기를 줄여 디지털 콘텐츠의 저장, 전송 등을 쉽게 한다.
압축의 효율성 분석
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압축을 통한 디지털 탄소 다이어트, 탄소 중립 실천하기
이산화 탄소인 디지털 탄소 발자국이 전체 탄소 발자국의 14% 이상을 차지할 것이다. 디지털 탄소를 줄이기 위해서는 불필요한 메일함 비우기, 스팸 광고 등 불필요한 메일 지구기 등이 온실가스 줄이는 방법 중 하나이다.