대역폭은 쉽게 말해 데이터가 지나다닐 수 있는 길의 너비이다. 넓은 길에는 많은 데이터가 오갈 수 있을 것이고, 좁은 길에는 많은 데이터가 오가지 못하고 교통 체증이 발생할 것이다. 이 글에서는 영상 데이터에 대해 길의 너비와 교통량을 간단하게 어림해 비교하는 방법을 알아본다.
RGB (3 channel) 모두가 INT8 데이터타입으로 영상을 표현하는 카메라를 640x480 해상도와 30FPS 로 세팅하여 데이터를 전송한다면 전송하는 통로에 이론적으로 요구되는 대역폭은 얼마일까?
계산
640x480(해상도)x3(채널)x8(데이터타입)x30(FPS)
=221184000bit
=221.184Mbit(메가비트) (참고1)
대역폭을 따질 때에는 메가바이트가 아닌 메가비트 단위를 주로 사용한다. Mbps 는 Megabit per second 이다. MegaByte 을 표시할 때에는 Mb 가 아니라 MB 라고 작성한다 (참고2).
색상값을 채널과 각 채널의 픽셀값으로 나누어보지 않고 bit per pixel (bpp) 단위를 사용하기도 한다 (참고5). 이 경우에는 HxWxbpp 로 대역폭을 계산하면 된다. 하나의 공간을 표현하는 메모리에 색상 표현을 위해 몇 개의 비트를 할당할 것인가의 문제이다. 예를 들면 다음과 같다.
하나의 픽셀을 10bit (총 개의 색상) 로 표현하는 영상을 표현하는 카메라를 640x480 해상도와 30FPS 로 세팅하여 데이터를 전송한다면 이 카메라에 이론적으로 요구되는 대역폭은 얼마일까?
계산
640x480(해상도)x24(bpp)x30(FPS)
=221184000bit
=221.184Mbit(메가비트) (참고6)
카메라가 만든 221 메가비트짜리 데이터를 매초 전송하기 위해서 어떤 케이블을 사용해야 할까? USB2.0 의 대역폭은 480Mbps 이다 (참고3). 따라서 이론적으로는 USB A type 을 사용하더라도 카메라를 원활하게 사용할 수 있는것이다. 당연 5Gbit 의 대역폭을 가지는 USB3.0 과 type C 를 사용해도 좋다 (참고4).
Linux 에서는 아래 커맨드를 통해 연결된 USB 케이블의 대역폭 정보를 출력해볼 수 있다.
lsusb -t
Python
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참고