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비트레이트(Bitrate) 이해하기
비트레이트는 디지털 데이터가 전송되는 속도를 나타내는 지표이다. 단위는 bps(bit per second)로 표현되며, 이는 1초 동안 얼마나 많은 비트(bit)가 전송되었는지를 나타낸다.
비트(Bit)와 바이트(Byte)는 디지털 데이터의 단위로, 비트는 ‘b’로 표기되고, 바이트는 ‘B’로 표기된다. 1바이트는 8비트로 구성된다. 예를 들어, 파일 크기가 8MB(Megabytes)라면 이는 64Mb(Megabits)와 동일하다.
오디오의 비트레이트
오디오 파일의 비트레이트(Bitrate)는 오디오 데이터가 일정 시간 동안 얼마나 전송되었는지를 나타내는 지표이다. 예를 들어, 16비트 44.1KHz의 오디오 파일은 1초에 16비트의 데이터가 44,100번 들어있다는 것을 의미한다. Mono와 Stereo의 차이에 따라 전송률이 다르며, 스테레오는 모노의 두 배의 전송률을 가진다.
비트레이트 예시
Mono 16비트 44.1KHz: 16 x 44100 = 초당 705,600비트
Stereo 16비트 44.1KHz: 16 x 44100 X 2 = 초당 1,411,200비트
비트레이트(Bitrate)는 데이터 전송률을 나타내는 주요한 지표 중 하나이다. 주로 bps (비트 당 초)의 단위로 표현되며, 전송률을 나타낸다.
192Kbps의 MP3 파일은 1초당 192,000비트의 데이터 전송률을 가진다는 뜻으로, PCM wave 파일(1411Kbps)에 비해 약 1/10의 손실 압축률을 가진다.
많은 곳에서 이러한 비트레이트(Kbps)와 샘플링 레이트(KHz)가 혼동되어 사용되는 경우가 많기때문에 주의 해야한다.
오디오 파일의 크기 계산
예를 들어, 320Kbps의 비트레이트로 오디오를 녹음한다고 가정해보자.
1초 동안의 오디오 크기 계산
320Kbps는 320,000 bits per second를 의미한다. 이 값을 bytes로 바꾸기 위해 8로 나눈다(1 byte = 8 bits).
320,000bits ÷ 8 = 40,000 bytes = 40KB
따라서, 320Kbps의 비트레이트로 녹음된 오디오는 1초에 약 40KB의 크기를 가진다.
1분 동안의 오디오 크기 계산
1분은 60초이므로,
40KB/s × 60초 = 2,400KB = 2.4MB
즉, 1분 동안의 오디오는 약 2.4MB의 크기를 가진다.
1시간 동안의 오디오 크기 계산
1시간은 60분이므로,
2.4MB/m × 60분 = 144MB
이러한 계산으로 1시간 동안의 오디오는 약 144MB의 크기를 가진다.
비디오의 비트레이트
이와 유사하게, 비디오의 비트레이트 역시 그 품질과 크기를 결정짓는 중요한 요소이다.
비디오의 경우, 이러한 비트레이트는 더 복잡한 시각적 데이터를 처리해야하기 때문에 Mbps(메가비트 퍼 세컨드)와 같은 더 큰 단위로 측정될 수 있다. 비디오의 비트레이트는 영상의 해상도, 프레임 레이트, 색상 깊이와 같은 여러 요소와 함께 그 품질을 결정짓는다.
이어서, 비디오의 비트레이트에 대해 더 자세히 알아보자.
해상도와 픽셀
비디오의 해상도와 프레임 레이트에 따라 비트레이트가 결정된다. 1080p 해상도는 1920×1080의 픽셀로 구성되며, 각 픽셀은 RGB 색상 정보를 담고 있다. RGB는 각각 8bit의 데이터로 이루어져 있기 때문에, 하나의 픽셀은 24bit의 데이터를 필요로 한다.
따라서 화면 전체 1 frame 의 용량은 1920 x 1080 x 24bit 의 용량을 가진다.
프레임의 비트레이트 계산
1080p 동영상의 경우, 1프레임은 약 50Mbit의 데이터를 필요로 한다. 만약 24프레임의 영상이라면, 1초 동안 필요한 데이터는 약 1200Mbps이다.
동영상의 압축
순수한 8bit 색상 포맷의 1080p 24fps 동영상은 압축되지 않았을 때 1,200Mbps의 비트레이트를 가진다. 그러나 대부분의 현대 동영상 장치나 미러리스 카메라는 데이터 저장 공간과 전송 속도를 최적화하기 위해 동영상을 압축한다. 예를 들면, 1080p 24fps 동영상이 50Mbps나 25Mbps로 저장되면, 이는 원본 데이터에 비해 상당한 압축률을 가진 것으로 볼 수 있다.
압축률은 동영상의 품질과 파일 크기를 결정하는 핵심 요소이다. 높은 압축률은 파일 크기를 줄이지만, 영상의 품질도 함께 저하될 수 있다. XAVC는 소니가 개발한 동영상 코덱 중 하나로, 효율적인 압축률과 높은 품질을 동시에 제공한다.
동영상 파일의 크기 계산
영상 코덱의 비트레이트를 기반으로 동영상의 크기를 예측할 수 있다.
예를 들어, 100Mbps의 비트레이트로 영상을 찍는다고 가정해보자.
1초 동안의 영상 크기 계산
100Mbps의 비트레이트는 1초 동안 100,000,000 bits의 데이터를 생성한다. 이 값을 bytes로 바꾸기 위해 8로 나눠준다(1 byte = 8 bits).100,000,000bits/8 = 12,500,000 bytes = 12.5MB
따라서 100Mbps의 비트레이트로 찍힌 영상은 1초에 약 12.5MB의 크기를 가진다.
1분 동안의 영상 크기 계산
1분은 60초이므로,12.5MB/s x 60초 = 750MB
즉, 1분 동안의 영상은 약 750MB의 크기를 가진다.
1시간 동안의 영상 크기 계산
1시간은 60분이므로,750MB/m x 60분 = 45,000MB = 45GB
이러한 계산으로 1시간 동안의 영상은 약 45GB의 크기를 가진다.
이 계산은 압축되지 않은 동영상의 데이터 크기를 나타낸다. 실제 동영상은 코덱을 통해 압축되기 때문에, 이론적인 계산보다 훨씬 작은 비트레이트를 가질 수 있다.