카메라의 Video Format과 영상화질

  영상에서 TV방송과 영화, 컴퓨터 등이 서로 관계를 가지고 영상정보를 공유하는데 편리한 방법을 선택할 가능성이 크다.  TV방송에서 비월주사 방식을 채택한 이유는 앞서 여러 번 설명했다. HDTV에서 60i(59.94Hz) 또는 60p로 표시 되는 데  여기서 i로 표시된 것은 비월주사(Interlaced Scanning) 방식을 나타내는 것이고 p는 순차주사(Progressive Scanning) 방식을 나타낸다.

  디지털이 되면서 순차주사 방식의 처리가 도입될 수 있는 가능성을 내포하고 있다. 물론 순차주사 방식이 화질을 좋게 한다. 1080의 24p는 24 Frame으로 촬영하여 영화로 변환하기 편리하도록 선택할 수 있다.

  영상의 화질은 주사선 수, 주사방법, 디지털 Sampling 방법, bit rate 등 여러 가지 방법에서 차이가 난다. 지금 UHDTV 방식이 출현하고 있는데 물론 HDTV 영상 화질보다 4배정도 선명하다고 할 수 있다. 그러나 그 선면도는 적어도 60인치 이상의 TV모니더, TV수상기에서 일어날 수 있는 경우다.

  다음 표를 참고로 확인하기 바란다.

  

  캠코더 카메라 영상의 video format

카메라 종류 (sony 카메라)	형식	해상도	양자화 bit	sampling(Y:r-y:b-y)	bit rate	기타
PMW-EX3	HDV	1440x1080	8 bit	4 : 2 ; 0	25 Mb/s
	HD	1920x1080			35 Mb/s	Lens 교체식
PMW-200 PMW-300	HD	1920x1080	8 bit	4 : 2 ; 2	50 Mb/s
						Lens 교체식
FDR-AX100 (가정용)	HD	1920x1080	8 bit	4 ; 2 ; 0	50 Mb/s
	UHD	3840x1080			60 Mb/s
FDR-AX1	HD	1920x1080	8 bit	4 : 2 ; 0	50 Mb/s
	UHD	3840x1080			150 Mb/s
PXW-Z100	HD	1920x1080	10 bit	4 : 2 ; 2	223 Mb/s
	UHD	4096x2160			600 Mb/s
파나소닉 카메라 DMC-GH4	HD	1920x1080	10 bit	4 : 2 : 2	200 Mb/s	Mirrerless
	UHD	4096x2160			500 Mb/s	Mirrerless
PXW-X180	HD	1920x1080	10 bit	4 : 2 : 2	50 Mb/s

 

 

이미지Sensor(촬상소자)의 성능, 크기에 따라 크게 달라질 수 있다. CCD나 CMOS의 성능과 크기가 매우 중요한 역할을 한다. 같은 성능이라면 그 크기가 클 수록 많은 피사체의 정보를 받아들일 수 있다.

 그리고 표에서 보면 디지털로 변화시킬 때 Sampling을 어떻게 할느냐에 따라 영상의 컬러표현의 충실도가 달라진다. 컴퓨터 그래픽스 장치에서는 흑백과 색차 신호를 Y : r-y : b-y = 4 : 4 : 4로 함으로서 컬러를 충실하게 사용하고 있지만  방송용은  데이터 정보량 때문에 Y : r-y : b-y = 4 : 1 : 1 또는  Y : r-y : b-y = 4 : 2 : 0으로 처리하거나  좀더 좋은 Y : r-y : b-y = 4 : 2 : 2 의 비률로 처리한다.

  그리고 양자화 bit를 어떻게 잡느냐에 따라 화질이 달라질 수 있다. 일반적으로 8bit라면 256 단계로 양자화하고, 10 bit라면 1024 단계, 12 bit라면 4096 단계로 양자화 하기 때문에 양자화 단계가 높을수록 좋다, 그래서 Sampling 방법에 따라  얻어진 영상 데이터의 초당 전송율인 bit rate가 달라진다.

  또한 1초동안 몇 frame영상을 전송하는가도 화질에 중요한 역할을 한다. 만화가 20 Frame/sec보다 30 Frame/sec용이 훨씬 화질이 좋게된다. 여기서 알 수 있듯이 전송되는 Frame/sec가 동일하다면 bit rate가 클 수록 영상의 화질은 좋아진다. 특히 4K(UHD) 카메라로 촬영된 영상을 비록 HD로 변환해 방송해도 HD카메라로 촬영한 영상보다 좋은 영상의 화질을 감지 할 수 있다. 그 이유는 앞서 설명했기 때문에 생략한다.  따라서 8K 카메라로 촬영 후 편집해서 최종적으로 변환해 HDTV방송에 사용 한다면 더 좋은 영상화질을 얻을 수 있게 된다.

  정리하면 영상의 화질은 다음과 같은 조건에 따라 달라질 수 있다.

1, 이미지 sensor인 CCD나 CMOS의 질과 크기

2. 양자화 bit의 크기

3. Sampling 방식

4. 디지털 압축방식 

5. bit rate의 크기

6. 매 초당 Frame 수의 구성

7. 주사방법

8. 주사선 수