인코딩 - GOP란? (I프레임, B프레임, P프레임)

 

GOP (Group of Pictures)

MPEG standard 비디오 압축 기술에서 사용되는 표현으로써 "인코딩된 이미지 프레임 그룹"입니다.

기술 미팅 때 한국 사람들은 흔히 GOP(지오피)라고 표현하는데,

영어 원어민들은 "곱"이라고 발음해서 아하-! 싶었습니다. 

 

여러 장의 연속 나열된 이미지 프레임들 ▶ 하나의 이미지 프레임 그룹(GOP)로 인코딩

 

이미지 출처: https://www.wikiwand.com/en/Inter_frame

GOP의 구성

I-frame, P-frame, B-frame을 포함하며 I프레임과 I프레임 사이엔 위와 같이 B프레임, P프레임들이 나열되어 있습니다. 보통 업무용으로는 2개~15개의 프레임들이 하나의 GOP로 구성되며 경우에 따라서 B프레임 없이 I프레임과 P프레임들만로만으로 이뤄진 GOP도 있습니다. 

 

I프레임 (Intra Frame)	일명 '키프레임(Key frame)'으로 불리며, GOP의 기준이 되는 핵심 프레임. 가장 모든 GOP의 첫 프레임은 반드시 I프레임으로 시작합니다. I프레임은 B,P프레임처럼 이전 다른 프레임들을 참조하지도 않고 JPEG와 같이 입력 원본 그대로 저장된 프레임입니다. #가장_화질좋은프레임 #가장_큰용량 #단독_프레임_인코딩 가능
P프레임 (Predicted Frame)	순방향 예측 프레임. 바로 이전의 위치한 I프레임을 기준으로 차이가 나는 부분 데이터만 예측하여 저장한 프레임. #용량이_I프레임의_33%
B프레임 (Bidirectional Frame)	양방향 예측 프레임. I프레임과 P프레임 사이에 껴서 양쪽 프레임 모두를 참조하여 이 두 프레임 사이의 움직임을 추측 데이터로 저장한 프레임. #용량이_P프레임의_33%

 

좀 더 이해하시기 쉽게 설명해보면 다음과 같습니다! :D

 

이미지 출처: https://www.bhphotovideo.com/explora/video/tips-and-solutions/compression-a-basic-understanding

위 첫번째 줄의 이미지들은 원본을 그대로 저장한 I프레임들의 모음입니다.

용량이 큰 I프레임들의 모음일테니 저 영상은 분명 용량이 GOP 압축 대비 크겠지요!

 

두번째 줄의 이미지를 보면 첫 번째 이미지가 바로 I프레임이며,

4번째가 P프레임이라치면, 맨 앞의 I프레임과 P프레임을 참고하여 예측된 B프레임들이 그 사이에 위치합니다.

 

이렇게 이미지의 똑같은 메인 뼈대는 i프레임에 남겨두고, 변경되는 부분 데이터를 상대적으로 용량이 적은 B,P로 저장하면 전체 비디오의 영상이 효과적으로 줄어들어 압축의 효과를 증대할 수 있습니다!

 

이렇게 하나의 그룹(GOP)로 묶인 프레임의 수를 "GOP 수(GOP nubmer, GOP N)라고 하며 이 GOP의 수가 커질수록 압축률을 올라가지만 화질이 상대적으로 떨어집니다. (GOP의 수가 6이하인 경우, Short GOP. 12이상인 경우는 Long GOP라고 표현합니다.)

 

참고 도서: 비디오 코덱과 동영상 포맷 (2017 개정판)