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Programming/기타 / 알고리즘

MP4 (MPEG-2 AAC)

Namioto 파도소리 2007. 1. 18. 05:05
MP4 (MPEG-2 AAC)


MP4는 MP3과 성격이 비슷하면서도 뿌리가 다르다.

MP4의 공식 명칭은 MPEG-2 AAC(Advanced Audio Coding)로 MPEG-2 NBC(Non Backwards Compatibility)라고도 부른다. 이처럼 복잡해 보이는 이름이 MP4로 탈바꿈한 것은 사용자들의 이해를 돕기 위해서이다.

MPEG-2 AAC는 이름부터 길며, MP3과는 다른 파일처럼 오해할 수 있어 국내의 모 기업에서 인터넷 서비스를 시작하면서 붙인 이름이다. 공식 이름은 아니지만 친근감 있고 MP3의 상위 버전처럼 느껴진다.

MPEG-2 AAC(이하 AAC라고 한다)는 MP3처럼 압축된 오디오 테이터이지만 탄생 배경은 틀리다. 이름에서 알 수 있듯이 MPEG-1이 아닌 MPEG-2에서 파생되었다.

DVD 비디오에서 사용되는 MPEG-2는 MPEG-1에 비해 4배의 화질과 다중 언어 지원 등으로 성능이 우수하다. AT&T나 톰슨, Fraunhofer 등의 업체가 공동으로 만든 이 규격은 MP3에 비해 음질이 우수하고 압축률이 높다. 이유는 다음과 같다. MP3의 데이터 구조가 고정적인 반면 AAC의 데이터는 유동적이다. 자세히 설명하면 MP3은 곡 전체의 정보를 담는 헤더 뒤에 데이터가 프레임이라는 단위로 저장된다.



이 프레임의 크기는 고정되어 있어 압축률이 높은 부분에서도 쓸모 없는 용량을 차지한다. 이에 반해 AAC의 프레임은 가변 구조로 압축률에 따라 크기가 변하므로 전체 파일의 용량이 훨씬 줄어든다.

실제로 MP3 파일과 비교하면 최대 30%까지 용량을 줄일 수 있다. AAC의 두 번째 장점은 음질에 있다.

MP3에 비해 AAC는 TNS와 프레딕션이라는 두 가지 기법을 통해 음질을 향상한다. TNS(Temporal Noise Shaping)는 양자화 보정 기술로 아날로그의 연속적인 음악 데이터를 0과 1의 디지털 데이터로 만들 때 생기는 오차를 지능적으로 줄여 잡음을 감소시키고 원음에 가깝게 만든다. 프레딕션(Prediction)이란 TNS로 보정된 수치를 기억하는 것으로 앞에서 보정된 정보를 기억하여 다음에 같은 데이터가 나타날 때 기억된 데이터를 사용한다. 만일 양자화 단계에서 같은 음의 보정치가 다르면 다른 소리로 들리게 되므로 이를 같게 만드는 기술이다. 이처럼 AAC는 압축률과 음질 면에서 MP3과 비교된다.



전문가들은 이런 기술로 볼 때 MP4는 순식간에 MP3를 대체할 것으로 보고 있다. 하지만 MP4는 시작 단계이기 때문에 해결해야할 문제도 적지 않다. 가장 대표적인 것이 호환성이다. MP3이 저작권 문제를 해결하지 않고 대중화되어 각 나라에서는 골머리를 앓고 있다. 이를 보완하기 위해 MP4는 처음부터 저작권 복제 방지 시스템을 강화했다. 사용자마다 인증된 키를 주고 곡을 다운로드할 때 키에 맞는 암호를 걸어 배포한다. 즉 인증된 소프트웨어에서는 음악 파일을 재생할 수 있지만, 인증받지 못한 플레이어에서는 잡음만 들리는 식이다. 인증 키는 한번 설치하면 없어지므로 한 사용자에게만 유효하다. 이와 유사한 방법으로 업체들은 복제 방지에 신경을 쓰고 있지만 그들간의 호환성이 결여되어 파일에 맞는 플레이어에서만 음악을 들을 수 있다. 예를 들어 A2b 서비스를 통해 다운로드 받은 MP4 파일은 m4you 서비스용 플레이어에서는 들을 수 없다. 이처럼 데이터간의 호환성이 없어 사용자는 그에 맞는 플레이어를 모두 설치해야 하는 불편함이 있다. 또 한 가지는 인코딩 시간이다.



원음을 AAC 포맷으로 만드는 인코딩 시간이 MP3에 비해 최대 10배 이상 느리다. 물론 인코딩 소프트웨어의 성능 향상으로 이 문제는 차츰 개선되겠지만 인코딩 시간이 느려 AAC 데이터를 만드는데 많은 시간이 소요된다는 것은 치명적인 약점이 된다. 현재 국내에서는 삼성전자가 유일하게 MP4 서비스를 실시하고 있으며(www.m4you.com), 외국에서는 A2b(www.a2bmusic.com)가 서비스를 하고 있다. MP4 플레이어로는 삼성전자의 뮤직드라이브, 홈보이 소프트웨어의 AAC Play, A2b 등이 있지만 데이터의 호환성은 장담하지 못한다. 이런 문제가 해결된다면 MP4가 표준화되는 날도 머지 않았다.


MP2나 MP4는 MP3와 어떻게 다른가?



MPEG 기술은 PC 사용자라면 누구나 한 번쯤 들어본 적이 있을 만큼 대중화됐다. 동영상이나 오디오 파일을 압축하는 데 가장 널리 사용되는 방법이 MPEG(Moving Picture Experts Group)이기 때문이다. 특히 비디오 CD들은 MPEG1이라는 방식을 사용하고 있으며, 화질과 압축률이 높은 DVD는 MPEG2를 사용하고 있다. 영화나 비디오 테이프를 비디오 CD나 DVD로 만들 경우 동영상 부분과 오디오 부분을 구분해 데이터를 저장하게 된다. 이 때 사용되는 기술이 바로 MP2, MP3, MP4와 같은 것이다. 즉, 동영상 부분을 제외하고 오디오 부분만을 압축해서 저장한 파일 형식을 의미한다.

MPEG1은 오디오를 압축하고 저장할 때 세 가지 방법 중 하나를 사용한다. 이를 '레이어(Layer)'라고 부르는데, 현재 Layer-1부터 3까지 나와 있다. 즉, MP1, MP2, MP3 기술이 적용되는 것이다. Layer-1(MP1)의 경우 현재 거의 사용되지 않고 있으며, MP2는 Layer-2 방식을 이용해 압축한 오디오 파일을 의미한다. 당연히 MP1보다는 MP2가, 그리고 MP2보다는 MP3가 압축률이 높다. 마찬가지로 MP3는 Layer-3를 적용해 오디오 파일을 압축하는 방법이다. 그렇다면 MP4는 무엇일까?

MP4는 DVD에서 사용되는 MPEG2의 오디오 부분으로, 공식 명칭은 MPEG2 AAC(Advanced Audio Coding) 또는 MPEG2 NBC(Non Backwards Compatibility)이다. 하지만 기존의 MP3보다 상위 버전이라는 의미에서 MP4라는 별칭으로 불리고 있는 것이다. 따라서 엄밀히 따지자면 MP3와 MP4 기술은 유사한 기술이라고 할 수 없다. MP3보다는 MP4가 최대 30% 정도 높은 것으로 알려져 있다.

그렇다면 MP2와 MP3, MP4의 압축률은 어느 정도 차이가 날까? 오디오 CD에 수록된 스테레오 음악에서 1초 분량만큼만 WAV 방식으로 저장하면 1,411.2Kbit의 저장 공간이 필요하다. 하지만 MP2 방식을 이용하면 약 256∼192Kbit로, 6∼8배까지 압축할 수 있다. MP3의 경우는 128∼112Kbit로, 약 10∼12배 작게 압축할 수 있다. MP4는 CD 수준의 음질을 거의 동일하게 유지하면서 MP3보다도 30% 작은 96Kbit 정도로 압축할 수 있다. 이런 이유로 MP4는 MP3를 대체할 오디오 파일 포맷으로 주목받고 있다. 게다가 MP4는 저작권 문제로 많은 논란을 빚고 있는 MP3와는 달리 복제 방지 시스템을 채택하고 있어, 앞으로 새로운 음반 매체로 부상할 수 있는 가능성을 지닌 오디오 파일 포맷이다.
1 Comments
  • 프로필사진 Favicon of http://www.myhyuny.net/ 화현 2007.01.18 07:45 틀린것 지적. DVD에 사용하는건 Dolby Digital 스리즈, DTS, LPCM등 이야 다른 회사의 오디오 방식을 사용하지. 그리고 나중에 aacPlus에 대해서도 조사해봐 일반 AAC보다 압축율이 더 좋다 ㅎㅎ
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