픽셀 애스펙트비

Pixel aspect ratio
픽셀 애스펙트비 1:1
픽셀 애스펙트비 2:1

픽셀 애스펙트 비(PAR)는 디지털 이미지에서 픽셀의 폭과 픽셀의 높이를 비교하는 수학적 비율입니다.

대부분의 디지털 이미징 시스템은 이미지를 작은 정사각형 픽셀의 그리드로 표시합니다.그러나 일부 이미징 시스템(특히 표준 화질 텔레비전 동영상과 호환되어야 하는 시스템)은 픽셀 폭과 높이가 다른 직사각형 픽셀의 그리드로 이미지를 표시합니다.픽셀 애스펙트비는 이 차이를 나타냅니다.

픽셀 애스펙트비의 사용에는, 표준 화질 텔레비전이나 그 외의 예외적인 케이스에 관한 화상이 대부분 포함됩니다.SMPTE 표준 및 프랙티스에 준거한 시스템을 포함한 다른 대부분의 이미징 시스템은 정사각형 픽셀을 사용합니다.

PAR은 샘플 애스펙트 비(sample aspect ratio)라고도 불리지만 스토리지 애스펙트 비와 혼동될 수 있습니다.

서론

화상의 높이에 대한 폭의 비율은 애스펙트 비(DAR)라고 불리며, 보다 정확하게는 디스플레이 애스펙트 비(표시되는 화상의 애스펙트 비)라고 불립니다.TV의 경우 DAR는 종래 4:3(풀스크린)으로, 현재는 16:9(와이드스크린)가 표준이 되었습니다.디지털 화상에서는, 픽셀 치수의 비율인 스토리지 애스펙트 비(SAR)와의 구별이 있습니다.이미지가 정사각형 픽셀로 표시되는 경우 이 비율은 일치합니다.그렇지 않은 경우 정사각형 이외의 픽셀이 사용되며 이 비율은 일치하지 않습니다.픽셀 자체의 애스펙트 비는 픽셀 애스펙트 비(PAR)라고 불리며, 정사각형 픽셀의 경우 1:1입니다.이러한 비율은 아이덴티티에 의해 결정됩니다.

SAR × PAR = DAR.

재배치(PAR 해결):

PAR = DAR/SAR.

예를 들어 640 × 480 VGA 이미지의 SAR은 640/480 = 4:3이고 4:3 디스플레이에 표시되는 경우(DAR = 4:3) 정사각형 픽셀이므로 PAR은 1:1입니다.반면 720 × 576 D-1 PAL 이미지의 SAR은 720/576 = 5:4이지만 4:3 디스플레이에 표시됩니다(DAR = 4:3).

필름 등의 아날로그 이미지에서는 픽셀의 개념이나 SAR 또는 PAR의 개념은 없지만 아날로그 이미지의 디지털화에서는 결과 디지털 이미지가 픽셀을 가지므로 SAR(따라서 원본과 동일한 석면비로 표시되는 경우 PAR)가 됩니다.

사각형 이외의 픽셀은 아날로그 TV 신호의 디지털화와 관련된 초기 디지털 TV 표준에서 자주 발생합니다.아날로그 TV 신호의 수직 해상도와 "유효한" 수평 해상도는 다르므로 사각형 이외의 픽셀로 가장 잘 표현됩니다.또한 컬러 그래픽 어댑터(CGA)와 같은 일부 디지털 비디오 카메라 및 컴퓨터 디스플레이 모드에서도 마찬가지입니다.현재는, 다른 SAR를 가지는 해상도간의 트랜스코딩에서도 발생합니다.

실제 디스플레이에는 일반적으로 정사각형 이외의 픽셀이 포함되어 있지 않지만 디지털 센서는 해상도를 변환하기 위해 이미지를 재샘플링하는 데 사용되는 수학적 추상화입니다.

PAR를 이해하는 데에는 특히 아날로그 비디오의 디지털화와 관련된 몇 가지 복잡한 요소가 있습니다.

  • 첫째, 아날로그 비디오는 픽셀이 아니라 래스터 스캔을 가지고 있기 때문에 각 라인이 아날로그 신호이기 때문에 명확하게 정의된 수직 해상도(래스터의 라인)는 있지만 명확하게 정의된 수평 해상도는 아닙니다.그러나 표준화된 샘플링 레이트에 의해 다음과 같이 샘플링 정리에 의해 유효 수평 분해능을 결정할 수 있다.
  • 둘째, 오버스캔으로 인해 래스터의 상단과 하단의 일부 라인이 표시되지 않습니다.좌우 이미지도 마찬가지입니다.오버스캔을 참조하십시오. 아날로그에서 디지털 해상도의 문제.또, 해상도는 반올림 할 수도 있습니다(DV NTSC는 가능한 486 회선이 아닌 480 회선을 사용합니다).
  • 셋째, 아날로그 비디오 신호는 인터레이스됩니다.각 이미지(프레임)는 2개의 "필드"로 전송됩니다.각 필드에는 절반의 라인이 있습니다.따라서 픽셀의 높이가 인터레이스 없이 두 배로 증가하거나 이미지가 인터레이스 해제됩니다.

배경

비디오는 비디오 프레임이라고 불리는 일련의 영상으로 표시됩니다.과거에는 비디오 프레임이 아날로그 형식으로 생성되고 기록되었습니다.디지털 디스플레이 기술, 디지털 방송 기술, 디지털 비디오 압축이 따로 진화하면서 화소 가로세로비를 이용해 해결해야 하는 비디오 프레임 차이가 발생했다.디지털 비디오 프레임은 일반적으로 각 시퀀셜 이미지를 표시하기 위해 사용되는 픽셀의 그리드로 정의됩니다.수평 컴포넌트는 픽셀(또는 샘플)로 정의되며 비디오 라인으로 알려져 있습니다.수직 구성요소는 480줄과 같이 줄 수로 정의됩니다.

표준 화질 텔레비전 표준과 관행은 방송 기술로 개발되었으며 지상파 방송을 위해 의도되었기 때문에 디지털 비디오 프레젠테이션용으로 설계되지 않았습니다.이러한 표준에서는 이미지가 잘 정의된 수평 "라인", 잘 정의된 수직 "라인 지속 시간" 및 잘 정의된 픽쳐 센터 배열로 정의됩니다.다만, 화상의 엣지를 적절히 정의하거나, 라인 마다 일정한 수의 화소를 명시적으로 요구하는 표준 화질 텔레비전 규격은 없습니다.또한 NTSC 480iPAL 576i 등의 아날로그 비디오 시스템은 순차적으로 표시된 프레임을 사용하는 대신 필드 또는 인터레이스된 하프프레임을 사용하여 플리커를 줄이고 보다 부드러운 움직임을 위해 화상레이트를 2배로 한다.

아날로그에서 디지털로의 변환

컴퓨터가 비디오 편집 도구로 사용할 수 있을 만큼 강력해진 결과, 비디오 디지털-아날로그 변환기아날로그-디지털 변환기가 이러한 호환성을 극복하도록 만들어졌습니다.아날로그 비디오 라인을 일련의 정사각형 픽셀로 변환하기 위해 업계에서는 루마 값을 픽셀로 추출하는 기본 샘플링 속도를 채택했습니다.480i 사진의 luma 샘플링 레이트 .frac{white-space:nowrap}.mw-parser-output.frac.num,.mw-parser-output.frac .den{:80%;line-height:0;vertical-align:슈퍼 font-size}.mw-parser-output.frac .den{vertical-align:서브}.mw-parser-output .sr-only{.mw-parser-output다.국경:0;클립:rect(0,0,0,0), 높이:1px, 마진:-1px, 오버 플로: 숨어 있었다. 패딩:0;위치:절대, 너비:1px}12+3⁄11 MHz와576i 사진을 위한 것이었다 14+3⁄4 MHz.

픽셀 애스펙트비라는 용어ITU-R BT.601(일반적으로 "Rec. 601")에서 표준 화질 텔레비전 영상이 정사각형 픽셀이 아닌 720개의 선으로 만들어지도록 규정했을 때 처음 만들어졌습니다.ITU-R BT.601은 정확한 픽셀 애스펙트비를 정의하지 않았지만 업계 관례에 따라 정확한 픽셀 애스펙트비를 계산하기에 충분한 정보를 제공했습니다.정확히 13+1⁄2 MHz의 표준 Luma 샘플링 속도. 이 정보를 바탕으로:

  • 480i 의 픽셀 애스펙트비는, 다음과 같이 10:11 입니다.
  • 576i 의 픽셀 애스펙트비는, 다음과 같이 59:54 입니다.

SMPTE RP 187은 480i576i의 픽셀 애스펙트비 값을 표준화하려고 했습니다.480i의 경우 177:160, 576i의 경우 1035:1132로 지정되었습니다.그러나 업계별로 시행 중인 관행과 관련된 하드웨어에 부과되는 계산 부하와의 상당한 차이로 인해 SMPTE RP 187은 무시되었습니다.SMPTE RP 187 정보 부속서 A.4는 480i에 10:11 사용을 추가로 제안했습니다.

이 문서에서는, ITU-R BT.601-6의 최신판인 ITU-R BT.601-6은, 상기의 픽셀 애스펙트비가 올바른 것을 나타내고 있습니다.

디지털 비디오 처리

위에서 설명한 바와 같이 ITU-R BT.601은 표준 화질 텔레비전 영상이 720개의 정사각형 픽셀이 아닌 선으로 만들어지며, 정확히 지정된 샘플링 속도로 샘플링되도록 규정했습니다.간단한 계산 결과 704픽셀 폭은 480i 또는 576i 표준 4:3 사진을 포함하기에 충분합니다.

  • Rec. 601 권장 샘플링 속도로 디지털화된 4:3 480 라인 사진은 704 비제곱 픽셀이 됩니다.
  • Rec. 601 권장 샘플링 속도로 디지털화된 4:3 576 라인 사진은 702.915254 비제곱 픽셀이 됩니다.

그러나 모든 표준 TV 화상이 정확히 4:3인 것은 아닙니다.아날로그 비디오에서는 앞서 말한 바와 같이, 화상의 중앙은 잘 정의되어 있지만, 화상의 가장자리는 표준화 되어 있지 않습니다.그 결과 일부 아날로그 장치(대부분 PAL 장치이지만 일부 NTSC 장치)는 수평(약간) 폭이 넓은 동영상을 생성했습니다.이것은, 아나모픽 와이드 스크린(16:9)의 사진에도 비례해 적용됩니다.따라서 ITU-R BT.601에서는 안전한 오차범위를 유지하기 위해 라인당 16개의 비제곱 픽셀(각 모서리마다 8개씩)을 더 샘플링해야 했습니다.

그러나 이 요건은 PAL 동영상에 영향을 미쳤다.표준(4:3)과 아나모픽 와이드 스크린(16:9)의 PAL 픽셀 애스펙트비는 디지털 화상 처리, 특히 PAL과 NTSC 비디오 클립의 혼합에 있어서 어색했다.따라서 비디오 편집 제품에서는 각각 12:11과 16:11과 거의 동일한 값을 선택했습니다.이 값은 보다 우아하고 정확하게 704픽셀 폭의 PAL 디지털 이미지를 생성할 수 있습니다.

  • PAL 4:3의 경우:
  • PAL 16:9의 경우:

정의된 픽셀 애스펙트 비율 값의 불일치

인터넷이나 그 외의 다양한 공개 미디어에서는, 다양한 비디오 사진이나 비디오 시스템의 픽셀 애스펙트비로서 상이한 호환성이 없는 값을 도입하는 소스가 다수 있습니다.(「보조 소스」섹션을 참조해 주세요).

이러한 소스의 정확성이나 실현 가능성을 중립적으로 판단하기 위해 디지털 동영상은 종래의 영화보다 몇 년 후에 발명되었기 때문에 디지털이든 다른 것이든 표준 화질 텔레비전 및 호환 미디어를 대상으로 하는 모든 비디오 사진은 표준 화질과 호환되는 사양을 갖추고 있어야 합니다.n 텔레비전따라서 디지털 비디오의 픽셀 가로 세로 비율은 디지털 비디오의 사양이 아닌 일반적인 기존 장비의 사양에서 계산해야 합니다.그렇지 않으면 디지털 비디오 소스에서 계산되는 픽셀 애스펙트비는 동일한 종류의 비디오 소스에 대해서만 사용할 수 있으며 표준 화질 텔레비전 시스템의 일반적인 픽셀 애스펙트비로 간주/사용할 수 없습니다.

또, 화상의 엣지가 잘 정의된 디지털 비디오와는 달리, 종래의 비디오 시스템은 화상의 엣지를 제대로 표준화한 적이 없습니다.따라서, 일반적인 표준 텔레비전 시스템의 픽셀 가로 세로 비율은 화상의 가장자리에 근거해 계산할 수 없습니다.이렇게 계산된 석면비 값은 완전히 틀린 것은 아니지만 특정 비디오 시스템의 일반적인 픽셀 석면비로 간주할 수도 없습니다.이러한 값의 사용은 특정 경우에만 제한됩니다.

최신 표준과 프랙티스

현대의 디지털 이미징 시스템이나 고화질 텔레비전, 특히 SMPTE 규격이나 관행에 준거한 텔레비전에서는, 방송이나 디스플레이에는 정사각형 픽셀만이 사용됩니다.다만, 일부의 형식(HDV, DVCPRO HD등)에서는, 처리해야 할 데이터의 양을 삭감하기 위해서, 내부에서 정사각형 이외의 픽셀을 사용하고 있기 때문에, 필요한 전송 레이트를 제한해, 기존의 인터페이스와의 호환성을 유지할 수 있습니다.

정사각형 이외의 픽셀 문제

화소 애스펙트비가 다른 디바이스에서 화상을 특정 화소 애스펙트비로 직접 매핑하면 화상이 수평방향 또는 수직방향으로 비정상적으로 늘어나거나 찌그러져 보인다.예를 들어, 정사각형 픽셀이 있는 컴퓨터 디스플레이에 대해 생성된 원은 수직 직사각형 픽셀을 사용하는 표준 화질 NTSC TV에서 수직 타원처럼 보입니다.이 문제는 와이드스크린 TV에서 더욱 뚜렷하게 나타난다.

픽셀 애스펙트비는 비디오 편집 소프트웨어 제품에서는 특히 픽셀 애스펙트비가 다른 비디오 클립을 혼재시킬 때 고려해야 합니다.이것은, 다른 비디오 표준을 채용한 다양한 카메라로부터 비디오 몽타주를 작성하는 경우에 해당합니다(상대적으로 드문 경우).특수 효과 소프트웨어 제품은 픽셀 가로 세로 비율도 고려해야 합니다. 일부 특수 효과에서는 시각적으로 올바르게 보이도록 특정 지점으로부터의 거리를 계산해야 하기 때문입니다.이러한 효과의 예로는 방사상 흐림, 모션 흐림, 단순한 이미지 회전 등이 있습니다.

픽셀 애스펙트비 사용

픽셀 애스펙트 비율 값은 주로 디지털 비디오 소프트웨어에서 사용되며, 원본 이외의 비디오 시스템을 사용하려면 동영상을 변환하거나 재구성해야 합니다.비디오 플레이어 소프트웨어는 픽셀 애스펙트 비를 사용하여 디지털 비디오를 화면에 올바르게 렌더링할 수 있습니다.비디오 편집 소프트웨어는 픽셀 애스펙트비를 사용하여 비디오를 적절히 스케일링하고 새로운 형식으로 렌더링합니다.

또, 컴퓨터 표준의 레거시 디지털 이미지를 왜곡 없이 표시해, 80년대에 존재했던 비디오 게임을 실시하기 위해서도, 픽셀 애스펙트비의 서포트가 필요합니다.그 세대에 사각 픽셀은 너무 비싸서 SNES, CGA, EGA, 헤라클레스, C64, MSX, PC-88, X68000 등의 기계와 비디오 카드는 사각 [1]픽셀이 아니었다.

디스플레이 애스펙트 비율과 혼동

DVD 플릭 1.3.0.7: 화상의 애스펙트비가 픽셀의 애스펙트비로 잘못 표시된 컴퓨터 프로그램의 예

픽셀 애스펙트비는 이미지 폭과 높이의 비율 등 다양한 유형의 이미지 애스펙트 비와 혼동되는 경우가 많습니다.표준 화질 TV에서는 픽셀의 제곱도가 낮기 때문에 이러한 석면비에는 스토리지 석면비(SAR)와 디스플레이 석면비(약칭 DAR, 이미지 석면비 픽처 석면비)의 2종류가 있습니다.또한 일부 산업 표준(H.264[2] 등) 및 프로그램 출력(ffmpeg[3] 등)에서는 픽셀 애스펙트비(PAR)를 샘플 애스펙트비(SAR)라고도 합니다.약어 PAR 및 SAR의 재사용에 주의해 주십시오.이 문서에서는 애매함을 피하기 위해 픽셀 애스펙트비, 디스플레이 애스펙트비 및 스토리지 애스펙트비라는 용어만 사용합니다.

스토리지 애스펙트비는, 화상의 폭과 높이(픽셀 단위)의 비율로, 비디오 파일로부터 간단하게 계산할 수 있습니다.디스플레이 애스펙트비는 화면에 표시될 때의 이미지 폭과 높이(cm, 인치 등 길이 단위)의 비율로 픽셀 애스펙트비와 스토리지 애스펙트비의 조합으로 계산됩니다.

그러나 이러한 개념의 정의를 알고 있는 사용자도 혼동할 수 있습니다.사용자 인터페이스가 제대로 설계되지 않았거나 문서가 제대로 작성되지 않은 경우 이러한 혼란을 일으키기 쉽습니다.일부 비디오 편집 소프트웨어 애플리케이션은 사용자에게 비디오 파일의 "예상 비율"을 지정하도록 요구하며 "4:3"과 "16:9" 중에서 선택할 수 있습니다.경우에 따라서는, 「PAL 4:3」, 「NTSC 4:3」, 「PAL 16:9」, 및 「NTSC 16:9」를 선택할 수 있습니다.이러한 경우, 비디오 편집 프로그램은, 비디오 파일이 발신된 비디오 시스템에 관한 정보를 요구함으로써, 비디오 파일의 픽셀 애스펙트비를 암묵적으로 요구하고 있다.그런 다음 아래 표와 같은 표를 사용하여 올바른 픽셀 애스펙트 비율 값을 결정합니다.

일반적으로 비디오 편집 제품은 스토리지 애스펙트 비율을 직접 검색하거나 계산할 수 있으므로 혼란을 피하기 위해 스토리지 애스펙트 비율을 요구하지 않는다고 가정할 수 있습니다.정사각형 픽셀이 아닌 어플리케이션에서도 픽셀 애스펙트 비 또는 디스플레이 애스펙트 비 중 하나만 요구하면 다른 한쪽을 계산할 수 있습니다.

일반적인 비디오 형식의 픽셀 애스펙트비

일반적인 표준 화질 비디오 형식의 픽셀 애스펙트비 값은 다음과 같습니다.PAL 비디오 형식의 경우, 다음의 2 종류의 픽셀 애스펙트비 값이 표시됩니다.

  1. Rec.601. Rec.601 준거의 값으로, 이 타입의 표준 화질 비디오의 실제 픽셀 애스펙트비로 간주됩니다.
  2. 디지털 - Rec.601과 거의 동등하며 디지털 비디오 편집 소프트웨어에서 사용하기에 더 적합합니다.

공통 포맷의 PAR에서는 소스가 다릅니다.예를 들어, 4:3(DAR)에 표시되는 576 행(PAL)은 12:11(704×576, SAR = 11:9)의 PAR 또는 16:15(720×576, SAR = 5:4)의 PAR에 대응합니다.스토리지, 디스플레이, 픽셀 애스펙트비의 표에 대해서는, SDTV:해상도, 양쪽 모두의 자료를 참조해 주세요.또, CRT 텔레비전에는 픽셀이 아니고, 스캔 라인이 있는 것에 주의해 주세요.


일반적인 비디오 형식의 정사각형 이외의 석면비
비디오 시스템 DAR 사진.
치수
(px×px)
SAR PAR PAR (표준) 폭(px) 유형
PAL 4∶3 704 × 576 72∶59 59∶54 1.0925 769, 385 레퍼런스 601
11∶9 12∶11 1.09 768, 384 디지털.
720 × 576 5∶4 16∶15 1.06
16∶9 704 × 576 72∶59 118∶81 1.456790123 1026, 513 레퍼런스 601
11∶9 16∶11 1.45 1024, 512 디지털.
720 × 576 5∶4 64∶45 1.42
NTSC 4∶3 704 × 480 22∶15 10∶11 0.90 640, 320
16∶9 40∶33 1.21 853, 427
HDV/HDCAM 16∶9 1440 × 1080 4∶3 4∶3 1.3 1920
비디오 코덱의 H.26x 패밀리의 사전 정의된 인디케이터를 사용한 애스펙트비 샘플
색인 석면비
0 불특정
1 1∶1
2 12∶11
3 10∶11
4 16∶11
5 40∶33
6 24∶11
7 20∶11
8 32∶11
9 80∶33
10 18∶11
11 15∶11
12 64∶33
13 160∶99
14 4∶3
15 3∶2
16 2∶1
255 확장된

레퍼런스

주요 출처

  • International Telecommunication Union - Radiocommunication Sector (ITU-R) (January 2007). "Recommendation BT.601-6: Studio encoding parameters of digital television for standard 4:3 and wide screen 16:9 aspect ratios". ITU Online Bookstore. Retrieved October 1, 2008.
    취득일 현재, ITU 온라인 서점의 무료 회원으로, 최대 3개의 ITU-R 권장 사항을 무료로 다운로드할 수 있습니다.
  • Consumer Electronics Association (March 2008). "CEA Standard CEA-861-E: A DTV Profile for Uncompressed High Speed Digital Interfaces". Archived from the original on November 7, 2011. Retrieved September 1, 2009.
    • HDMI의 기초가 되는 이 규격에서는, 픽셀 애스펙트 비로서 16:15(1.0666)를 4:3 576i/p, 픽셀 애스펙트 비로서 8:9(0.888)를 4:3 480i/p로 규정하고 있습니다.
  • Pirazzi, Chris. "Square and Non-Square Pixels". Retrieved October 1, 2008.
  • Pirazzi, Chris. "Programmers' Guide to Video Systems". Retrieved October 1, 2008.
  • Poynton, Charles (2002). Digital Video and HDTV: Algorithms and Interfaces. San Francisco: Morgan Kaufmann Publishers. ISBN 1-55860-792-7.
  • European Broadcasting Union (1999). "EBU Technical Recommendation R92-1999: Active picture area and picture centring in analogue and digital 625/50 television systems" (PDF). Retrieved June 12, 2011.

보충 소스

메모들

  1. ^ "Dot clock rates". pineight.com. Retrieved 2018-09-23.
  2. ^ "Advanced video coding for generic audiovisual services". p. 25 (7). Retrieved 2022-06-10.
  3. ^ "ffprobe shows PAR as SAR". ffmpeg.org. Retrieved 2022-06-10.

외부 링크