[예습] Basics of a Digital Image/Video

Digital Image

• made up of pixels
• Pixel (picture element)
  • 영상(image)에 대한 정보를 담고 있는 가장 작은 단위
  • 여러 개의 값 때로는 하나의 값을 가질 수 있음
  • 픽셀의 위치는 2차원 좌표로 표현
    
  • 컬러영상의 경우, 빛의 3원색(RGB)으로 색상을 표현
    -> 하나의 픽셀이 3개의 값을 가짐 (흑백은 하나의 값)
  • alpha blending - 4가지의값

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Digital Video

• made up of images
• 짧은 간격으로 영상을 촬영
• Normally 비디오를 구성하는 영상들 간의 간격 33ms
  -> 1초/33ms = 30.30303.., 대략 1초에 30개의 영상 존재(fps)
• Frame rate
  • 1초간 촬영된 images(frames)의 수(단위: fps Frame Per Second)
  • High frame rate일 때 더 보기가 편하고 자연스럽, 하지만 데이터의 양이 많아짐

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Intensity Level

• 하나의 픽셀이 표현할 수 있는 값의 개수
  • if) L=256, 0~255까지 표현 가능
• 보통 2의 지수승으로 존재(2^k)
• 하나의 픽셀에 해당하는 intensity level은 보통 256, 2의 8승
• 크면 클수록 촬영하는 피사체를 더 정교하게 표현

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Pixel Resolution (해상도)

• 하나의 영상을 구상하는데 사용되는 픽셀의 개수
• 물체의 디테일을 표현하기 위해서는 해상도가 높아야함

• 해상도	픽셀	축약
  VGA	640X480
  HD	1280X720	1k
  FHD	1920X1080	2k
  QHD	2560X1440
  UHD	3840X2160	4k

• 3840(width, column), 2160(height, row)
• 해상도와 PPI(Pixels Per Inch)가 영상 전체의 퀄리티를 좌우한다
  • 해상도가 같더라도 PPI가 작으면(TV vs Phone) 퀄리티가 올라간다

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Total number of bits to store a digital image

M: 세로 방향 픽셀 수
N: 가로 방향 픽셀 수
k: 하나의 픽셀에 대한 데이터를 표현하기 위해 필요한 비트 수
bits = M X N X k

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Assignment

Assume that you have a video that is

• Color video
• FHD pixel resolution
• 1 Hour
• 30 fps
• What is the total amount of bits?

Solution)

• Color video: 하나의 픽셀당 RGB 세개의 값 -> 각각의 RGB의 intensity level = 256 -> bit = 8
  -> RGB => 3byte = 24bit: k
• FHD: 1920X1080 -> M: 1080, N: 1920
• 1 Hour: 30fps X 3600 = 108000

=> 1080 X 1920 X 24 X 108000 = 5,374,771,200,000 bits = 625.70GB