프레임 드롭 (Frame Drop), 영상 프레임이 소수점으로 떨어지는 이유

 

안녕하세요. SDudio 입니다. 이번 시간에는 지난번 NTSC와 PAL을 설명하면서 프레임이 소수점으로 떨어지는 이유를 간단히 이야기했었는데요. 오늘은 왜 소수점으로 떨어지게 되었는지 이야기를 간단히 해보고자 합니다. NTSC와 PAL의 차이점은 무엇인지 알고 싶으시다면 이전 글을 보고 오세요.

 

참고 자료 : 신호 흐름의 차이, NTSC와 PAL 이해하기

 

 

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PAL은 멀쩡한데
NTSC에서만 발생하는 문제라고…!?

우선 프레임이 떨어지는 이유는 NTSC 신호에서만 해당합니다. PAL 신호는 유럽의 전력 주파수인 50Hz에 맞춰 설계되었으며, 이에 따라 프레임 속도가 25fps로 설정되었습니다. 또한, NTSC 신호와 다르게 색상 부반송파와 오디오 신호 사이에 간섭 문제가 발생하지 않기 때문에 소수점 없이 유지될 수 있습니다.

 

여기서 색상 부반송파는 아날로그 TV 신호에서 색상 정보를 전달하는 방법입니다. 기본 흑백 이미지(루미넌스 신호)에서 색상 데이터를 추가하는 역할을 합니다.

 

 

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NTSC가 해결한 방법,
프레임을 소수점으로 낮추기

NTSC 시스템에서는 색상 부반송파와 오디오 신호가 비슷한 주파수를 사용하기 때문에 색상 왜곡이나 불필요한 점무늬 패턴이 생길 수 있습니다. NTSC는 원래 525라인, 초당 30프레임의 프레임 속도를 갖고 있으나, 색상 부반송파의 주파수는 약 3.579545MHz인데요.

 

색상 부반송파의 주파수를 조정하기 위해 ‘프레임 속도를 (프레임)/1,001’로 줄이게 되었습니다. 이에 따라 30fps는 29.97fps (29.970029fps), 24fps는 23.976fps (23.976023fps)로 줄어들게 되었습니다.

 

 

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드롭 프레임 (Drop Frame),
소수점 프레임을 관리하는 방법

이러한 소수점 프레임(.97fps)은 물리적으로 어떻게 관리할지 궁금하실 텐데요. 이는 드롭 프레임 타임코드 방식을 사용하게 됩니다. ‘드롭 프레임 타임코드’는 실제 시간과 동기화를 유지하기 위해 특정 프레임을 생략(Drop)하는데요.

 

예를 들어, 29.97fps에서는 10분마다 18개의 프레임을 생략합니다. 1초에 0.03fps니까 1분에 1.8개, 10분에 18개의 프레임이 사라지는 겁니다. 이렇게 되면 오차를 보정하고 실제 시간과 타임코드 간의 동기화를 유지할 수 있게 됩니다.

 

 

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처음에는 NTSC 신호가 소수점으로 변한 이유를 설명하려고 했으나 ‘프레임 드롭 타임코드’까지 이야기했습니다. 다음 시간에는 조금 더 유익한 소식으로 찾아뵙겠습니다. 감사합니다.

 

@Sdudio /  SDudio@daum.net