동영상 인코딩에서 Two-Pass 라는 것은 뭘까? 일반 적인 인코딩과의 차이

1. 인코딩이란 무엇인가?

동영상 인코딩은 디지털 영상 데이터를 압축하고 변환하여 저장하거나 스트리밍하기 적합하게 만드는 과정이다. 인코딩을 통해 파일 크기를 줄이고, 다양한 장치에서 재생할 수 있도록 포맷을 변환한다.

하지만 압축률과 화질 사이의 균형을 맞추는 것은 기술적으로 중요한 문제다. 인코딩 방식에 따라 화질, 용량, 처리 시간 등이 달라지기 때문이다.

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2. 1-Pass와 2-Pass 인코딩의 차이

2.1. 1-Pass 인코딩

• 1-Pass 인코딩은 비디오를 인코딩하는 동안 한 번만 데이터를 분석하고 압축한다.
• 속도가 빠르지만, 장면마다 비트레이트를 최적화하지 않기 때문에 화질이 일정하지 않을 수 있다.
• 빠르게 결과를 얻을 수 있으나, 복잡한 장면에서 화질 저하가 발생할 수 있다.
• 주로 실시간 스트리밍이나 빠른 작업이 필요할 때 사용된다.

2.2. 2-Pass 인코딩

• 2-Pass 인코딩은 두 번에 걸쳐 인코딩을 진행하는 방식이다.
• 첫 번째 패스에서는 영상 전체를 분석해 장면별로 복잡도를 평가하고,
• 두 번째 패스에서는 분석한 데이터를 바탕으로 최적화된 비트레이트를 적용해 인코딩한다.
• 이 방식은 시간이 오래 걸리지만, 화질을 최대한 유지하면서도 용량을 최소화할 수 있다.

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3. 2-Pass 인코딩의 동작 방식

1. 1차 패스 (First Pass)

• 동영상을 분석하는 과정이다.
• 실제로 인코딩이 진행되지는 않으며, 각 장면의 복잡도와 움직임을 평가해 데이터로 저장한다.
• 이 과정에서 생성된 데이터는 비트레이트 할당 계획을 수립하는 데 사용된다.

2. 2차 패스 (Second Pass)

• 1차 패스에서 생성된 데이터를 바탕으로 본격적으로 인코딩이 진행된다.
• 복잡한 장면은 비트레이트를 높게 할당하고, 단순한 장면은 낮게 할당해 전반적인 화질을 최적화한다.

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4. 2-Pass 인코딩의 장점

4.1. 화질과 용량의 균형

• 복잡한 장면에서는 높은 비트레이트, 단순한 장면에서는 낮은 비트레이트를 할당하여 전체적인 화질을 균일하게 유지한다.
• 이를 통해 화질 저하가 적고 파일 크기가 효율적으로 관리된다.
• 예를 들어, 액션 장면에서는 비트레이트를 높이고, 정적인 장면에서는 낮춰 불필요한 데이터 낭비를 막는다.

4.2. 비트레이트 최적화

• 1-Pass 방식은 비트레이트를 고정하거나 단순하게 조절하지만, 2-Pass는 프레임 단위로 비트레이트를 조정할 수 있다.
• 전체 비트레이트가 동일해도, 비디오의 복잡도에 따라 비트레이트가 다르게 분배되기 때문에 화질 저하가 덜하다.

4.3. 고품질 스트리밍

• 스트리밍 서비스에서는 화질과 용량이 중요한 요소다. 2-Pass 인코딩은 고화질을 유지하면서도 스트리밍 데이터 용량을 줄여 대역폭을 절약할 수 있다.

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5. 2-Pass 인코딩의 단점

• 시간 소모: 두 번의 인코딩 과정이 필요하기 때문에, 1-Pass 방식보다 시간이 두 배로 오래 걸린다.
• 실시간 처리 불가: 실시간 스트리밍이나 빠른 처리가 필요한 경우에는 적합하지 않다.
• 리소스 사용량: 2-Pass 인코딩은 CPU와 GPU를 더 많이 사용하기 때문에, 저사양 장치에서는 부담이 될 수 있다.

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6. 2-Pass 인코딩의 사용 사례

• 블루레이 디스크 제작: 고화질 영상을 압축해 저장해야 하기 때문에 2-Pass 인코딩이 필수적이다.
• 온라인 스트리밍 서비스: 넷플릭스, 유튜브 등은 2-Pass 인코딩을 사용해 다양한 화질로 영상을 제공한다.
• 비디오 아카이브: 영상 파일을 장기간 보관하는 경우, 높은 화질을 유지하면서도 용량을 줄이기 위해 사용된다.
• 방송 및 영화 후반 작업: 영화나 TV 프로그램의 후반 제작 과정에서도 2-Pass 인코딩이 활용된다.

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7. 1-Pass vs 2-Pass 인코딩: 비교표

항목1-Pass 인코딩2-Pass 인코딩

속도	빠름	느림
화질	일관되지 않음	일관되고 최적화됨
파일 크기	큼	작음
리소스 사용량	적음	많음
실시간 인코딩	가능	불가능
스트리밍 품질	보통	우수
사용 사례	실시간 방송, 간단한 인코딩	블루레이 제작, 고화질 스트리밍, 영화

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8. 결론

2-Pass 인코딩은 시간이 오래 걸리지만, 최적화된 화질과 용량으로 영상을 압축할 수 있는 강력한 기술이다.
특히 고해상도 비디오, 영화, 스트리밍 서비스에서 널리 사용되며, 비트레이트 조절과 화질 향상에서 뛰어난 성능을 발휘한다.

화질과 용량의 균형이 중요한 프로젝트라면 2-Pass 인코딩은 훌륭한 선택이 될 것이다. 하지만 인코딩 시간이 중요한 경우에는 1-Pass 방식이 더 적합할 수 있다. 상황에 맞게 두 가지 인코딩 방식을 적절히 선택하는 것이 중요하다.