PureVideo Vs AVIVO, nVIDIA와 ATi의 동영상 화질 비교 벤치마크 Page 2:: 보드나라

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전송 2006-12-18 00:00

[벤치]
PureVideo Vs AVIVO, nVIDIA와 ATi의 동영상 화질 비교 벤치마크

1. 처음	2. 인터레이스 때문에 화질 개선이 필요
3. AVIVO와 PureVideo의 화질 개선기능	4. HQV Benchmark DVD 소개와 테스트 정보
5. HQV Test : 디인터레이싱 테스트 항목	6. HQV Test : 디테일, 노이즈, 인버스 텔레시네
7. 1080i HD 영상 테스트 결과	8. 활용도/기능, PureVideo가 앞서지만 색감은 ATI

2. 인터레이스 때문에 화질 개선이 필요

영상과 관련된 정보에 관심이 있던 유저라면 인터레이스와 프로그래시브 방식에 대해 알고 있을 것이다.

영상에 관련된 두 기술 중 인터레이스 방식은 초당 30장으로 이루어진 영상을 홀수줄과 짝수줄로 나눠 표시하여 60장으로 표현하는 방식이고 프로그래시브는 홀수짝수가 아닌 한 장 그대로를 한번에 표현하는 순차적인 표현 방식이다.

이 두가지 방식은 지금까지도 영상과 관련된 모든 분야에서 사용되고 있는 방식이다.

사실 인터레이스 방식이 등장한 것은 과거 CRT 브라운관 TV의 한계 때문이었다. 초기의 브라운관 TV들은 한번에 하나의 프레임을 표현할 정보를 처리할 수 있는 능력이 되지 못했다. 그래서 홀수 짝수 필드만을 번갈아 표현하는 인터레이스 방식을 사용하여 TV의 부족한 능력으로도 화면을 표현할 수 있게 만든 것이 지금까지도 계속 이어지고 있으며 아날로그 뿐만 아니라 디지털까지도 인터레이스 방식을 그대로 사용하고 있다.

디지털에서도 존재하는 인터레이스

지금까지의 아날로그 방송의 경우 송출 소스 자체도 인터레이스고 디스플레이 장치인 TV도 인터레이스 방식을 사용하기 때문에 아무런 문제가 되지 않았지만 디지털 방송이 시작된 지금도 인터레이스 방식과 프로그래시브 방식의 차이로 인해 화질 개선이 꾸준히 요구되고 있다.

일반적으로 PC의 모니터 뿐만 아니라 이제는 디지털 TV 제품들 모두 인터레이스 방식이 아닌 프로그래시브 방식으로 화면을 표현하게 되어 있다. 홀수 필드와 짝수 필드는 나누어서 표현하는 것이 아니라 하나의 프레임 전체를 한번에 표현하는 프로그래시브 방식으로 영상을 표현하게 되어 있어 인터레이스 영상을 그대로 표현하면 프레임마다 다른 필드의 공백이 보이게 된다.

물론 영상 소스 자체가 프로그래시브 방식으로 제작되고 송출된다면 아무런 문제가 없지만 아직까지도 대부분의 영상소스는 프로그래시브가 아닌 인터레이스 방식으로 제작되어 송출되고 있다.

가장 많은 디지털 영상 컨텐츠가 공급되고 있는 국내의 디지털 방송의 경우만 하더라도 프로그래시브 방식을 뜻하는 1080P가 아닌 1080i가 표준규격으로 정해져있어 아무리 고화질 HD 방송이라도 인터레이스 방식을 프로그래시브 방식에 맞게 전환시켜주는 작업인 디인터레이싱 작업을 거치게 되어 있다.

인터레이스를 변환하기 위한 디인터레이싱 기법

위에서 간단히 설명하였듯이 디인터레이싱 기술은 인터레이스 방식의 소스를 프로그래시브 방식으로 표현할 수 있도록 변환시켜주는 작업이며 일반적으로 크게 두가지 기술이 적용되고 있다.

첫 번째 기술은 Weave 라는 기술로써 이 기술은 첫 번째 화면의 홀수필드와 두 번째 화면의 짝수 필드를 합쳐 출력시켜주는 기술로써 두 개의 필드로 나눈 것을 다시 하나로 합치는 기술이다.

이론적으로는 원본 그대로를 재현시켜주는 기법이지만 그 소스가 인터레이스 방식으로 촬영된 소스냐 아니면 프로그래시브 방식으로 촬영된 소스냐에 따라 화질 차이가 발생한다

두 번째 기술은 Bob 이라는 기술이다. 이 기술은 Weave와 달리 홀수와 짝수 필드를 하나로 합치는 것이 아니라 필드 각각의 빈공간을 이웃한 필드로 복사해 넣어 화면에 표시하는 방식이다. 즉 홀수 필드만 표현되는 첫화면의 짝수 필드를 홀수 필드 화면을 복사해 넣어 하나의 프레임을 만드는 것이다.

이 방법을 사용하면 어떤 방식으로 촬영되었더라도 별다른 문제가 없지만 디테일이 낮아질 수밖에 없다. 즉 화질이 떨어진다는것인데 홀수나 짝수 필드만으로 하나의 화면을 만들어내니 당연히 화질이 떨어질 수밖에 없다.

촬영 방식에 따른 화질 문제

Weave와 Bob 기술이 인터레이스 소스를 프로그래시브 방식으로 출력할 수 있게 변환시켜준다고 소개하였지만 그 소스를 촬영한 방식에 따라 더 고급 디인터레이싱 기법이 필요하게 된다.

일반적으로 촬영된 소스가 프로그래시브 방식으로 촬영된 것이라면 Weave 방식만 사용하면 된다. 하나의 프레임을 홀수짝수로 나누었으니 다시 합치면 원본과 동일하기 때문에 Weave 방식만 사용하면 문제가 없지만 그 소스가 인터레이스 방식으로 촬영되었다면 문제가 심각하다.

인터레이스 방식의 촬영은 한번은 홀수 필드만 찍고 한번은 짝수 필드만 찍는 방식이다. 한번에 한 화면씩 찍는 프로그래시브 방식의 촬영은 서로 다른 프레임이더라도 각각의 프레임이 완성된 하나의 화면이기 때문에 아무런 문제가 되지 않지만 인터레이스 방식으로 촬용되면 서로 다른 프레임에 찍힌 대상도 다르면서 각각의 프레임은 반쪽의 화면만 가진 영상이 저장되게 된다.

정지영상이나 움직임이 적은 영상물의 경우 인터레이스 방식으로 촬영해도 문제가 없지만 움직임이 빠른 스포츠 경기를 인터레이스 방식으로 촬영하게되면 각 필드마다 촬영된 영상의 위치 변화가 크기 때문에 단순히 홀수와 짝수 필드를 조합해서는 제대로된 화면을 표시하기가 어렵다.

가끔 스포츠 경기중에 선수 외곽부분에 가로줄이 보이는 이유가 이런 이유 때문이다.

이 때문에 과거에는 Weave가 아닌 Bob 기법을 인터레이스 방식으로 촬영된 소스에 적용시켜왔지만 디인터레이싱 기법의 발전으로 화면을 분석하여 선택적으로 적용하는 적응형 기법이 많이 개발되었다.

어댑티브 디인터레이싱이나 스마트 디인터레이싱으로 불리우고 있는 이들 디인터레이싱 기법은 화면을 분석하여 화면의 여러 부분중 움직임이 적어 홀수와 짝수 필드를 그대로 조합해도 문제가 없는 부분은 Weave 방식을 부분적으로 적용하고 움직임이 많은 나머지 부분은 Bob을 적용하거나 물체의 이동 위치를 계산하여 중간 화면을 계산해 넣어 프로그래시브로 촬영한 영상물에 근접한 화면을 재생시켜준다.

인터레이스 방식으로 촬영된 영상물은 대부분 방송사들이 만든 영상물들이다. 디지털 시대로 넘어와 HD 방송까지 하고 있지만 HD 디지털 방송의 규격이 1080P가 아닌 1080i로 정해져있기 때문에 굳이 프로그래시브 방식의 촬영이 가능한 고가 장비가 필요가 없다.

24프레임 영화와 인터레이스 문제

인터레이스 방식으로 제작된 소스의 경우 모니터나 TV의 영상 처리 부분에서 디인터레이스 작업을 거치면 어느정도 원본에 가깝게 복원된 영상을 표현되지만 영화 소스의 문제가 또하나의 화질 개선 부분을 차지하고 있다.

영화의 경우 지금까지 설명하였듯이 프로그래시브 방식으로 촬영된 영상물이기 때문에 CRT TV에 맞춰 인터레이스 방식으로 송출하거나 저장시켜 놓아도 Weave 같은 기법만 사용하면 쉽게 원본 영상을 재현해낼수가 있다.

그러나 영화의 경우 초당 24장의 프레임으로 구성되어 있어 1초에 60번 화면을 표시하는 인터레이스 방식 CRT TV에 재생하려면 24 프레임을 60 번 표시할 수 있게 변환하는 3:2 풀다운 혹은 텔레시네라는 작업을 거쳐 부족한 프레임을 새롭게 만들어 집어넣게 된다.

텔레시네 작업을 거치면 4개의 프레임을 5개로 만들어 24개의 프레임이 30개의 프레임으로 증가되고 이것을 인터레이스 방식으로 출력하여 60번 표시할 수가 있지만 원본에 없던 프레임을 추가하기 때문에 위의 이미지처럼 C프레임이 B나 D화 합쳐진 이상한 프레임으로 만들어지게 된다.

이 작업은 어긋난 프레임과 화면 재현 빈도의 차이를 미리 보정하여 영상물을 제작하는 기법이기 때문에 별다른 기능이 없던 CRT 브라운관 TV에서도 부드럽게 영화를 감상할 수 있지만 원본에도 없던 부적합한 프레임이 표현되기 때문에 디지털 방식에서는 이 프레임을 제거하여 보여주는 기능이 적용되고 있다.

이 기능은 인버스 텔레시네로 불리우는 기법으로 텔레시네 작업으로 생성되어 삽입된 프레임을 원본으로 복원하도록 텔레시네의 역으로 처리하여 원본 프레임만 표시해주는 기능이 제공된다.

현재 가정용 영화 시장의 대부분을 차지하고 있는 DVD 영화 타이틀이 24프레임의 원본에 텔레시네 작업과 인터레이스 방식을 적용하여 저장한 타이틀이다.

디지털 방송으로 송출되는 영화들도 원본은 24 프레임일지라도 송출단계에서 30프레임의 인터레이스 방식으로 송출되기 때문에 디인터레이싱작업과 인버스 텔레시네 작업이 모두 필요한 경우도 있다.

물론 완전 소스 자체가 프로그래시브 방식으로 촬영되고 프로그래시브 방식으로 출력되게 저장되어 있다면 디인터레이싱이나 인버스 텔리시네 작업이 필요치 않지만 이런 소스는 Blu-Ray와 HD-DVD 영화 또는 해외의 디지털 방송 소스 뿐이다.

디인터레이싱, 인버스 텔레시네 누가 처리하나?

과거의 TV는 단순히 방송국에서 송출한 신호를 수신하여 화면에 뿌려주는 역할만 했지만 지금의 TV들은 전달된 영상을 전용 영상 처리 프로세서를 통해 더욱 좋은 화질로 재생하도록 만들고 있다.

TV의 경우 TV에 내장된 영상 처리 장치가 이 기능을 담당하지만 PC의 모니터는 과거의 CRT TV처럼 그래픽카드에서 전달된 영상을 재생하는 역할만한다. 최근에는 외부 콤포넌트 입력등이 가능한 LCD 모니터 제품이 등장해 TV처럼 이미지 프로세서로 외부 입력에 대한 영상처리를 담당하지만 아직도 PC의 화면에 표현되는 영상의 처리는 그래픽카드에 좌우된다.

좀더 자세히 구분하자면 그 컨텐츠를 재생하는 소프트웨어에 좌우된다고 볼수 있지만 가전에 이미 적용되고 있던 인버스 텔레시네 같은 기능이 지원되기 시작한 것은 ATI와 nVIDIA가 AVIVO와 PureVideo 기능을 지원하면서 본격적으로 적용되기 시작했다.

최근의 DVD 재생 소프트웨어들도 고급 디인테리이싱 기법들을 지원하기 시작했지만 TV수신카드용 소프트웨어등은 아직도 Bob 위주의 기능만 지원하고 있어 그래픽카드에서 제공하는 고급디인터레이싱 기법과 화질 개선 기능은 아주 유용하게 사용될 수 있다.