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쉽게 풀어본 IT 기술

압축의 원리 간단하게

알렉 알렉 2018. 9. 1. 18:37

압축이라는 것은 흔하게 많이 접해본 말이다. 원래 크기보다 줄인다라는 의미이다. 어떻게 하면 원래 크기보다 줄일 수 있을까? 압축이 되는 것이 무엇이 있을까? 원리는 무엇인가? 일반 생활에서 압축은 여유 있는 공간을 줄임으로 압축이 될 것이다. 압축을 하는 것은 부피를 줄이는 것이다.

컴퓨터에서의 압축의 대상은 파일이다. 파일의 크기를 줄이는 것이다. 예전에는 파일의 크기를 줄일 필요성이 더 컸다. 디스크 용량도 부족하고 네트워크 속도도 느리기때문에 줄여야 이동도 가능하고, 전송도 가능했다. 그래서 여러가지 압축 기술들이 나오기 시작했다. 외국 제품들이 많이 나왔는데, RAR, ZIP 이런 확장 파일을 갖는 파일들을 만들어주고, 해당 압축된 파일을 풀어주었다. 우리나라에서는 대표적으로 알집이 있었다. 알집도 동일한 기능을 수행한다.

그럼 어떻게 원래 크기보다 줄일 수 있을까? 데이터를 그대로 복구하는 방법은 무엇일까? 아주 간단하게 설명하면 ASCII 즉 알파벳이나 숫자는 이렇게 압축할 수 있다. AAAAA를 A5로 바꿨다가 복원을 할 때는 다시 AAAAA로 바꾼다면 저장공간이 줄었다가 다시 원래 데이터로 복구가 가능하다. 너무 쉬운 예이고 실제 이런 알고리즘을 쓰진 않지만, 기본적인 원리에 해당된다. 그런데, 압축 중에는 손실 압축도 있다. 손실 압축과 무손실 압축이 있는데, 정보나 문서 파일들의 압축은 절대적으로 무손실 압축을 써야 한다. 사실 우리가 알고 있는 압축 프로그램들은 모두 무손실 압축이라고 보면 된다. 손실 압축은 압축 프로그램으로 존재 한다기 보다 영상이나 음성을 압축 했을 때 MPEG과 같은 포맷으로 저장되는데 일종의 압축 기술이고, 이때 손실이 일어날 수 있다. 이는 동영상의 크기가 매우 커서 전송이나 저장이 어려울 때 줄여줄 수 있다.

급격히 발전을 해야 했던 니드는 초창기 핸드폰 덕분일 수 있다. 당시 네트워크 속도는 느린데 전송을 해야 하는 데 데이터 사용에 대한 부담감 그리고 속도에 대한 부담이 있었을 것이다. 그런 반면 핸드폰의 화면은 작아서 동영상의 화면이 손실되어도 볼만 했던 것이다. 동영상은 결국 연속된 화면이다. 그래서 얼마나 많은 화면을 저장하는 가에 따라서 프레임이라는 표현도 사용하고 해상도라는 것이다. 이러한 것이 데이터인데, MPEG과 같은 압축 기술은 프레임과 프레임 사이 화면과 화면사이에 움직임 정도의 차이를 기억하는 프레임을 둔다. 실제 화면보다 훨씬 적은 데이터로 저장이 가능하다. 그래서 사람이 클로즈업되어서 말하는 장면이라면 적은 데이터로 저장이 가능하다.

압축 기술은 계속 발전을 해와서 상당히 효율이 좋아졌다. 하지만 압축의 속도면에서는 발전을 계속할테지만, 엔트로피라는 개념이 있어서 절대로 더 줄어들 수 없는 마지노선도 존재한다. 이러한 것이 압축의 개념이다.


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