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[전자부품연구원] H.264_AVC_SVC_비디오_코덱 보유기술 이전

 

차세대 비디오 압축기술, H.264/AVC SVC 비디오 코덱

■ 기술의 개요

 

○ 최근 디지털방송 뿐만 아니라 디지털이동방송(DMB), 무선이동통신(WLAN, HSDPA, Wibro, UWB 등), 홈네트워크 등과 같은 다양한 형태의 통신망의 구축과 각 망을 이용하는 다양한 단말의 등장으로, 동일한 멀티미디어 콘텐츠를 통신망과 단말의 성능에 따라 적응적으로 서비스할 수 있는 미디어 스트림을 제공하기 위한 새로운 코덱 기술에 대한 요구가 높아지고 있음

 

○ 이러한 요구사항을 충족시키기 위해 H.264/AVC 비디오 압축 표준은 최신 버전으로 H.264/AVC Scalable Video Coding (SVC) 기술을 제정하였음. 이러한 SVC 기술을 이용한 멀티미디어 스트리밍 서비스를 하기 위해서는 사용자 요구에 맞는 화질, 해상도, 그리고 프레임율을 갖는 비디오 데이터를 각 요구 조건에 따라 적응적으로 추출할 수 있는 방법과 서비스 방식과 응용 시스템의 성능을 고려한 스트리밍 서비스 프레임워크가 요구됨

 

[H.264/AVC SVC 코덱 기술 서비스 개요도]

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○ 본 연구원의 H.264/AVC Scalable Video Coding (SVC) 기술은 하나의 비트스트림에서 다양한 해상도, 프레임율, 화질을 갖는 비디오 콘텐츠를 모두 제공함으로서 성능과 규격(화면 크기 등)이 다른 다양한 단말기에 적용 가능한 스케일러블 영상을 지원할 수 있는 차세대 비디오 압축 기술임

 

○ SVC 코덱은 H.264/AVC와 하방 호환(backward compatibility)을 지원하며, 유비쿼터스 환경과 같이 네트워크와 연동하는 홈 네트워크, 디지털방송, 영상보안, 모바일 TV, 화상회의, N 스크린 등의 다양한 응용 분야에서 끊김 없는(seamless) 멀티미디어 서비스를 지원하는 핵심 모듈 및 시스템 기술을 제공할 수 있음

■ 기술의 현황

 

○ 세계적으로 선진국 일부에서만 양산 초기 단계임

 

○ 기술 구현수준

 

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○ KETI의 SVC 코덱 SW 및 HW IP는 여러 건의 기술이전 실적으로 보유하고 있으며, 즉시 사업화가 가능한 수준임

 

- SVC 인코더 SW

ESS (Extended Spatial Scalability) 지원

SIMD (Single Instruction Multiple Data) 최적화

멀티코어 최적화

․싱글코어에서 SD급 영상 (3개의 공간 레이어) 실시간 인코딩 (30 fps) 가능

멀티코어를 이용하여 HD급(720p) 영상 (3개의 공간 레이어) 실시간 인코딩 (30 fps) 가능

 

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- SVC 디코더 SW

Interlace와 FMO를 제외한 SVC의 모든 기능 지원

국제 표준 conformance bitstream 디코딩 테스트 통과

레이어간 예측 알고리듬 속도 최적화

SIMD (Single Instruction Multiple Data) 최적화

Full-HD급(1080p) 영상 (3개의 공간 레이어) 실시간 디코딩 (30 fps) 가능

[전자부품연구원] H.264_AVC_SVC_비디오_코덱 보유기술 이전

기술의 장점 (경쟁기술과의 차별성)

 

기존의 비디오 코덱 기술들이 비디오 압축 기술에 중점을 둔 반면, H.264/AVC SVC 기술은 비디오 압축 및 네트워크/통신을 고려한 네트워크 지향적인 비디오 압축 기술임

기존의 H.264/AVC 표준과 하방 호환을 지원하고 있기 때문에, 기존의 H.264/AVC Baseline, Main, High profile 스트림을 정확하게 디코딩할 수 있음

인터넷 스트리밍에 특화되어 있으며 한번의 인코딩으로 다양한 해상도(CIF, SD, HD 등), 화질(35, 38, 40 dB 등), 프레임율(7.5, 15, 30 fps 등)의 콘텐츠를 하나의 동영상 파일로 저장 가능

 

[N-스크린 서비스를 위한 동영상 인코딩 방법 비교]

N-스크린 동영상 인코딩 기술

방법

장점

단점

병렬 인코딩 (Simulcast)

하나의 영상을 여러 스크린 크기로 보간한 후에, MPEG-4, H.264/AVC 등의 코덱으로 서로 독립적인 병렬 인코딩

(1) [클라이언트] 기존 표준과 완벽하게 호환되므로 새로운 디코더가 필요 없음

(1) [서버] 비디오 저장 공간이 많이 필요함

(2) [서버] 하나의 영상에 대해서 여러 개의 비디오 파일을 관리해야 하는 비용 증가

트랜스코딩 (Transcoding)

하나의 비디오 파일에 대해 실시간으로 비디오를 디코딩한 후, 클라이언트의 요구에 맞게 영상 크기를 보간한 후 재인코딩

(1) [서버] 비디오 저장 공간이 적게 필요함

(2) [서버] 비디오 파일 관리가 수월함

(1) [서버] 영상의 크기를 조절하기 위해서는 실시간으로 비디오의 디코딩, 보간과 재인코딩을 반복해야 하므로 서버의 연산량이 크게 증가함. 따라서 동시에 서비스할 수 있는 클라이언트의 수에 커다란 제약이 있음

SVC

한번의 인코딩으로 하나의 비디오 파일 안에 여러 해상도/화질의 영상을 저장

(1) [서버] ‘병렬 인코딩’에 비하여 저장공간이 적게 필요하고, 비디오 파일 관리가 수월함

(2) [서버] ‘트랜스코딩’에 비해 연산량이 대폭 줄어듦

(1) [클라이언트] 새로운 SVC 디코더가 필요함

(※ 기존의 H.264/ AVC 표준과 하방 호환을 지원하기 때문에 기존 클라이언트에게도 기본 영상 서비스는 제공할 수 있음)

 

KETI SVC 인코더 SW는 멀티코어를 지원하며, HD급(720p) 영상(3개의 해상도)의 실시간 인코딩 (30 fps) 가능

 

KETI SVC 디코더 SW는 멀티코어를 지원하며, 인터레이스/FMO를 제외한 국제표준 AVC/SVC conformance 비트스트림 검증을 통과함

 

KETI SVC 디코더 SW는 x86 CPU에서 Full-HD급(1080p) 영상(3개의 해상도 또는 화질)의 실시간 디코딩(45 fps)이 가능하고, ARM CPU에서 SD급(480p) 영상(3개의 해상도)의 실시간 디코딩 (30 fps) 가능

 

활용범위 및 응용분야

 

모바일 방송용 비디오 코덱 (AT-DMB, ATSC-M/H 등)

N-스크린용 비디오 코덱

영상보안 분야의 비디오 코덱 (digital video surveillance)

○ IPTV 2.0, 화상회의, 영상통화용 비디오 코덱

기타 영상 전송이 필요한 모든 분야

 

시장동향 및 전망

 

응용분야 중의 하나인 영상보안 및 디지털 방송 시장 전망

(억원)

구분

2010년

2011년

2012년

2013년

2014년

영상보안

시장규모(A)

1181

1278

1383

1497

1619

디지털방송

시장규모(B)

30.5

39.5

51.3

66.1

85.8

산출근거

- A : 국내DVR제조업체 생산/매출[한국전자산업진흥회, ‘07. 4] 자료기반 연평균 증가 8.2%를 적용/예측

- B : ‘07년 국내 디지털콘텐츠산업 시장조사 보고서[KIPA, 2008] 자료기반 연평균 성장률 21% 예측

 

■ 지식재산권 현황 및 기술이전 내용

 

○ 지식재산권 현황

구분

발명의 명칭

출원번호(출원일)

등록번호(등록일일)

특허

스케일러블 영상 코딩 방법 및 장치

 

10-1066117

(2011.05.18)

특허

크로블록 기반의 2단계 디블록킹 필터링 장치 및 방법

 

10-1205998

(2012.11.22)

특허

액세스 유닛 단위 처리를 이용한 스케일러블 비디오 코딩의 복호화 장치 및 방법

 

10-1212227

(2012.12.07)

특허

H.264 SVC를 위한 효율적인 부호화 방법 및 그 장치

 

10-1040087

(2011.06.02)

 

○ 기술이전 내용 및 방법

구 분

기술이전 내용

형식

제공방법

KETI SVC 비디오 인코더 SW

- H.264/AVC Scalable High profile

인코더

- 바이너리 (DLL) 또는 소스 (C/C++)

파일

- SVC 인코더 성능 평가서

- PDF

문서

KETI SVC 비디오 디코더 SW

- H.264/AVC Scalable High profile

디코더

- 바이너리 (DLL) 또는 소스 (C/C++)

파일,

- SVC 디코더 성능 평가서

- PDF

문서

- SVC 알고리듬 해설서

- PDF

문서

KETI SVC 비디오 디코더 IP

- H.264/AVC Scalable Simple profile

디코더 RTL

- 바이너리 또는 소스

(Verilog)

파일

- SVC 디코더 HW IP 데이터 쉬트

- PDF

문서

- SVC 디코더 HW IP 시뮬레이션 모델

- C 또는 MATLAB

파일

KETI SVC 비디오 인코더 IP

- H.264/AVC Scalable Simple profile

인코더 RTL

- 바이너리 또는 소스

(Verilog)

파일

- SVC 인코더 HW IP 데이터 쉬트

- PDF

문서

- SVC 인코더 HW IP 시뮬레이션 모델

- C 또는 MATLAB

파일

 

 

파일 다운로드 : H264_AVC_SVC_비디오_코덱.hwp
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