프레임 레이트와 비트 레이트에 대해서

항상 궁금했지만, 미지의 늪과 같은^^,,, 비디오 기술에 대해서 학습할 기회가 생겨 정리해보려 합니다.
기본 용어에 대한 개념도 거의 없는 것 같아 오늘은 프레임 레이트와 비트 레이트에 대해서 알아보겠습니다.

 

프레임 레이트 FRAME RATE
영상은 여러 장의 이미지로 구성되어 있으며, 각각의 이미지를 프레임이라고 합니다.
(프레임이란 영상의 가장 작은 단위)
프레임을 나타내는 단위는 fps(frame per second)이고, 1초 동안 재생되는 이미지의 수를 의미합니다.
예를 들어 24프레임이라고 하면 1초당 24장의 이미지가 있는 것이고 30 프레임이라고 하면 1초당 30장의 이미지가 있는 것입니다.

아래와 같이 fps가 높다는 것은 1초 동안 재생되는 이미지의 수가 많아 자연스러운 영상을 얻을 수 있지만 용량이 큽니다.

비트 레이트 BIT RATE
단위는 (bps: bits per second)이고, 1초 동안 재생하는 데 사용되는 데이터의 양을 말합니다.
bps가 클수록 많은 데이터를 포함하고 화면을 나타나는 것에 있어서 유리할 것입니다.
초당 192Kbps 인코딩 된 동영상과 초당 26Mbps로 인코딩된 동영상의 품질은 당연히 큰 차이가 날수밖에 없습니다.
또한 크기에 따라 단위의 앞 접두어가 달라집니다.
비트의 단위가 메가일 때는 Mbps로 나타냅니다. (영상에서는 기본으로 Mbps)
Kbps, Gbps, Tbps 등등

아래와 같이 bps(Mbps)가 높다는 것은 데이터가 많고 용량이 크지만 화질이 좋다는 의미입니다.

추가로 파일을 인코딩할 때 두 가지로 추출할 수 있습니다.
비트 레이트가 일정한 경우 CBR(CONSTANT BIT RATE)이라 부르고
비트 레이트가 가변인 경우 VBR(VARIABLE BIT RATE)이라 부릅니다. 

CBR은 고정된 비트 레이트를 사용하여 영상을 압축하는 것이고
VBR은 영상의 변화에 따라 비트 레이트를 사용하여 압축하는 방식입니다.

위와 같이 CBR은 영상을 10Mbps로 인코딩하고 추출합니다.
하지만 모든 영상이 항상 10Mbps를 FULL로 필요하진 않을 수 있습니다.
모션이 적거나 블랙 스크린인 경우 프레임을 인코딩하는데 굳이... 10Mbps를? (적은 데이터를 사용 가능)
VBR을 사용하면 영상의 변화에 따라 비트 레이트를 사용해 파일 사이즈를 효율적으로 줄일 수 있습니다. 

resource: 
https://www.youtube.com/watch?v=vLIznXy27Pc
https://github.com/leandromoreira/digital_video_introduction/
https://bwessay.tistory.com/200