1.2 아날로그 TV에서 디지털 방송으로

#왜 신호의 역사를 알아야 하는가

현재의 영상 파일 포맷 중 상당수는 아날로그 TV 시절의 제약을 그대로 물려받았습니다. 대표적인 것이 인터레이스(Interlaced) 주사 방식, 29.97fps 같은 어색한 프레임레이트, 4:2:2 같은 색차 샘플링입니다. 이유를 모르면 "왜 영상 파일이 이렇게 복잡한지" 납득하기 어렵습니다.

#아날로그 TV

#주사 방식: 프로그레시브와 인터레이스

TV 화면은 가로줄(주사선)을 위에서 아래로 그려서 만듭니다. 이 줄을 그리는 방식이 두 가지입니다.

• 프로그레시브(Progressive, p): 한 프레임의 모든 줄을 차례대로 그립니다. 컴퓨터 모니터와 같은 방식입니다.
• 인터레이스(Interlaced, i): 한 프레임을 홀수 줄 필드와 짝수 줄 필드 두 개로 나누어 번갈아 그립니다. 같은 대역폭으로 화면 깜박임을 줄이기 위한 방식입니다.

1080i 방송이 "초당 29.97프레임"이라고도, "초당 59.94필드"라고도 불리는 이유가 여기에 있습니다. 인터레이스 영상은 필드마다 시간이 다르기 때문에, 이를 프로그레시브 화면(스마트폰, 웹 플레이어)에서 그대로 재생하면 움직이는 물체의 가장자리에 빗살무늬가 생깁니다. 이럴 때는 디인터레이스(Deinterlace) 처리가 필요합니다(4장 FFmpeg 변환에서 다시 다룹니다).

#컬러 신호 방식

아날로그 컬러 TV는 밝기(휘도)와 색(색차)을 하나로 합치느냐에 따라 분류됩니다.

• 컴포짓(Composite): 휘도와 색차를 하나의 선으로 합친 신호. 연결이 간단하지만 화질이 떨어집니다.
• S-Video: 휘도(Y)와 색(C)을 분리.
• 컴포넌트(Component, YPbPr): 휘도와 두 개의 색차 신호를 각각 별도 선으로 전달. 방송 장비의 기본 형태입니다.

우리나라는 아날로그 시절 NTSC 계열의 컬러 방식을 사용했고, 지상파 아날로그 방송은 2012년 12월 31일에 종료되었습니다.

#디지털 영상 신호

디지털 전환은 영상 신호를 숫자로 표현하는 것에서 시작합니다. 방송 스튜디오에서는 지금도 SDI(Serial Digital Interface) 가 표준 연결 방식입니다.

가장 단순한 영상 저장 방식은 SDI로 들어온 신호를 압축 없이 그대로 파일에 담는 것입니다. 하지만 HD 비압축 영상은 1시간에 대략 450~670GB(비트 심도에 따라)를 차지합니다. 그래서 방송 장비는 편집 품질을 유지하면서 용량을 줄이는 방송용 코덱(XDCAM HD, DNxHD, ProRes 등)을 사용합니다.

#색차 샘플링 4:2:2

사람의 눈은 밝기 변화에는 민감하지만 색 변화에는 상대적으로 둔감합니다. 그래서 색차 정보는 밝기보다 해상도를 낮춰 저장합니다.

영상 파일 분석 도구(MediaInfo 등)에서 Chroma subsampling : 4:2:2라는 항목을 볼 수 있는 이유입니다.

#디지털 방송과 전송 규격

디지털 지상파 방송에서는 영상을 MPEG-2나 H.264 같은 코덱으로 압축하고, 오디오와 부가 정보를 함께 묶어 MPEG-2 Transport Stream으로 전송합니다. 우리나라 지상파 디지털 방송은 미국식 ATSC 규격을 기반으로 하며, 기존 HD 방송은 이 MPEG-2 TS 방식으로 전송됩니다. UHD 방송은 2017년부터 ATSC 3.0으로 시작되었는데, ATSC 3.0은 HEVC 영상과 IP 기반 전송(ROUTE/DASH 등)을 쓰므로 기존 TS 방식과 전송 구조가 다릅니다. MPEG-2 TS는 2장에서 파일 포맷의 하나로 다시 만나게 됩니다.

#정리

• 인터레이스, 29.97fps, 4:2:2는 모두 아날로그 TV 시절의 제약에서 온 유산입니다.
• 스튜디오 내부는 SDI, 파일은 방송용 코덱, 송출은 Transport Stream이라는 세 단계 구조가 일반적입니다.
• 이 배경을 알면 MediaInfo의 출력 항목이 훨씬 잘 읽힙니다.

#참고 자료

• ATSC 3.0 표준 목록

링크는 2026-10-28에 열람이 되는 것을 확인했습니다. 규격과 도구 문서는 개정될 수 있으므로 적용하기 전에 최신 판을 확인하세요.