RVC 표준의 개요

최근 다양한 종류의 영상 부호화 표준이 제정 및 활용되고 있다. 국제 표준화 기구인 MPEG이나 ITU-T 등은 지금까지 MPEG-2, MPEG-4, H.264 등 현재 여러 디지털 미디어 애플리케이션에서 사용되는 관련 국제 표준을 제정하여 왔고, 그 밖에 최근에는 SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers)나 AVS(Audio Video coding Standard)와 같은 지역별, 분야별 표준기구에 의한 영상 부호화 표준 제정 또한 활성화되고 있다. 그 외에도 최근 UCC 분야에서 널리 사용되는 Adobe사의 Flash Video(FLV) 등 민간업체에 의해 널리 사용되는 영상 포맷의 중요성 또한 계속해서 높아지는 등, 바야흐로 영상 부호화 기술의 홍수라 부를 수 있는 시대가 도래하고 있다.

<그림1> RVC 기술개요

이같이 범람하는 다양한 영상 부호화 기술을 통합하여 활용하고자 하는 시도들 중 하나로, MPEG에서는 RVC(Reconfigurable Video Coding)이라 부르는 영상 부호화 기술 프레임워크에 관한 표준의 제정에 착수하였다. RVC는 현재까지 개발되어 활용되고 있는 다양한 종류의 영상 부호화 및 복호화 기술들을 모듈 별로 나누어 활용 가능하도록 하는 코덱 프레임워크로, 하나의 시스템에서 복수의 영상 부호화 표준들이 보다 효율적으로 사용될 수 있도록 하고, 향후 개발될 수 있는 보다 뛰어난 영상 부호화 기술들을 손쉽게 코덱에 적용할 수 있도록 하기 위한 차세대 영상 부호화 기술이다.

기술의 기본 개념

RVC 표준 프레임워크는 다양한 부호화, 복호화 기술들을 기능 유닛(Functional Unit, FU)이라는 개별 모듈로 분할한 뒤 툴박스(Toolbox)라 불리는 저장 공간에 내장하여 사용하도록 하는 것을 핵심 내용으로 하고 있다. 툴박스는 MPEG에서 표준으로 제정하였거나 혹은 타 표준기관, 민간 개발자 등에 의해 제작된 다양한 FU들을 탑재할 수 있으며, RVC 프레임워크는 툴박스의 각 FU들을 CCR 표준에서 정의하고 있는 디코더 디스크립션(Decoder Description, DD) 등의 기술의 도움을 받아 조합하여, 하나의 완성된 코덱으로 사용할 수 있도록 한다. 디코더 디스크립션은 동영상 비트스트림을 복호화하기 위해 필요한 정보를 기록한 데이터로, 입력되는 영상 비트스트림의 구성과 해당 영상의 각 FU들 간의 데이터 흐름에 대한 정보를 담고 있다.

이 디코더 디스크립션 정보는 RVC 기반 코덱에 사전 내장될 수도 있지만 방송, 통신 환경에서 실시간으로 전송될 수도 있다. 또한, 부분적으로 전송된 디코더 디스크립션을 사전에 내장되어 있던 정보와 비교, 통합하여 사용할 수 있도록 지원하는 등 실시간 전송 환경에서의 효율적인 전송을 위한 장치도 마련되어 있다.

또한, FU에 기반한 모듈 차원에서의 접근을 통해, 서로 다른 코덱에서 공통적으로 사용될 수 있는 부분을 중복 구현하는 것을 최소화 할 수 있다. 예를 들어, MPEG-2와 MPEG-4는 Zigzag Scan, Huffman Coding, DCT와 같이 영상 부호화 분야에서 공통적으로 널리 쓰이는 기능들을 서로 공유하고 있으며, 이같이 공유되는 부분에 대해 두 표준을 위한 각각의 디코더 디스크립션이 동일한 FU를 사용하도록 통합하는 것이 가능하다.

현재 표준화 현황

RVC 기술은 MPEG의 Video Subgroup 산하 RVC AdHoc Group에서 논의되고 있다. 이 그룹은 이 그룹은 지난 2004년 3월 뮌헨 MPEG 총회에서 발족되었으며, 한양대학교의 장의선 교수 등 국내 표준화 대표단이 주도적인 역할을 다하고 있는 가운데 현재 미국, 일본, 스위스를 포함한 세계 10여 개 국가가 참여하여 표준화 활동을 진행하고 있다. 그 중 두드러진 활동 현황을 살펴보면, 국내 한양대학교와 휴맥스에서는 디코더 디크스립션의 압축에 관련된 기술을 개발 및 제안하고 있고, 스위스의 로잔연방공대(EPFL)에서는 FU 제작을 위한 표준 언어인 CAL에 기반한 기술들을 제안하고 있다. 또한, 일본의 미츠비시전기와 대만의 국립교통대학교 등은 실제 동작하는 FU 모듈의 작성을 진행하며 이를 표준에 반영시키고 있다.

RVC AdHoc Group에서는 RVC를 다음과 같은 3개 표준의 관점에서 국제 표준화하고 있다.

Ÿ ISO/IEC 23001-4 Codec Configuration Representation(CCR): MPEG System 표준 (MPEG-B) 에 소속된 기술로, RVC의 전체 프레임워크에 관련된 기술 표준이다. 2008년 3월 현재 CD 1.0 단계이다.

Ÿ ISO/IEC 23002-4 Video Tool Library(VTL): MPEG Video 표준 (MPEG-C) 에 소속된 기술로, RVC에서 사용되는 부호화 기술 모듈들을 표준화하고 있다. 2008년 3월 현재 CD 1.0 단계이다.

Ÿ FU Conformance Testing: 표준 번호는 확정되지 않았으며, ISO/IEC 23002-4 VTL에서 다루는 부호화 기술 모듈들의 표준 적합성 검증을 위한 표준안이다. 2007년 12월 현재 WD 3.0 단계이다.

상기 표준들 가운데 CCR과 VTL의 경우 오는 4월 열리게 될 84차 MPEG 총회(4/28~5/2, 프랑스)에서 FCD(Final Committee Draft, 최종 위원회표준안) 진입이 예상되며, 2009년 초 IS(International Standard, 국제표준) 확정을 목표로 표준화 일정이 진행되고 있다. 아울러, 현재 FU Conformance Testing 기술의 경우 향후 VTL 표준에 통합될 가능성이 있다.

특히 지난 83차 MPEG 총회에서는 RVC 관련 표준들이 향후 방송 통신 환경에서 사용될 수 있도록 하기 위해 System 표준과의 연계를 요하는 권고 사항이 결정되었다. 향후 84차 MPEG 총회까지 관련 기술이 Core Experiment를 통해 제시될 것으로 전망되는데, 이를 통해 은 향후 RVC 프레임워크가 실제 상업적 서비스에서 널리 활용될 수 있도록 한 단계 더 발전하는 계기를 맞을 것으로 보여진다.

예상되는 디지털 비디오 시장 응용분야

RVC 프레임워크의 가장 중요한 특징은 특정 코덱이 디코더 디스크립션에 의해 자동적으로 구성될 수 있다는 점이다. 기존의 코덱들이 하드웨어, 소프트웨어의 형태로 완성되어 제공되었던 것에 비해, RVC 프레임워크에 의한 코덱은 수신되는 비트스트림의 특성에 적합하게 내부 구조를 재구성하여 작동할 수 있게 된다. 특히 디코더 디스크립션 정보는 RVC 기반 코덱에 사전 내장될 수도 있지만 방송, 통신 환경에서 실시간으로 전송될 수도 있다. 따라서, RVC 기반으로 서비스되는 방송 통신 환경에서는 서로 다른 코덱을 사용하는 공중파 디지털 TV, 위성 TV, DMB 등의 다양한 매체를 단일 수신기로 시청하거나, 채널 별로 방송사의 선택에 따른 다양한 코덱을 적용하는 등의 폭넓은 응용 환경을 구성하는 것이 가능해진다. 예를 들어, 채널 A는 MPEG-2에 기반하여 방송을 송출하고, 채널 B는 MPEG-4에 기반하여 방송을 송출한다면, 각 채널이 영상 비트스트림과 함께 자신들이 사용하는 코덱의 정보를 담은 디코더 디스크립션을 전송함으로써 수신 측의 코덱이 능동적으로 각 채널에 적합한 코덱을 구성하여 영상 복호화를 진행할 수 있도록 할 수 있다. 뿐만 아니라, 송출 영상의 표준 규격은 각 국가 별로도 차이가 있는 바, RVC 프레임워크를 충분히 활용함으로써 내부 코덱 칩의 큰 수정 없이 세계 시장에 바로 적용이 가능한 방송 수신기 제품을 제작하는 것 또한 예측할 수 있는 제품화 가능성들 중 하나일 것이다.

<그림 2> RVC 장점

특히 장기적으로 전망할 때, 현재 디지털 TV용 Set-top Box가 PVR이나 DVD 플레이어와 통합되는 추세에 있는 것을 감안하면, 향후 디지털 TV, DMB 등 방송매체와 PVR, DVD 등 저장/재생매체, VOD, IPTV 등 IP기반 영상서비스 등을 모두 제공하는 범용 영상 서비스 플랫폼이 도래할 가능성이 점쳐지며, 이 때 각 서비스 별로 사용되는 서로 다른 코덱을 효율적으로 연동하기 위한 수단으로 RVC 프레임워크가 활용될 가능성이 매우 높다.

아울러, 각 사용자가 자신이 사용 가능한 코덱으로 부호화 한 동영상이 인터넷을 통해 공유되어야 하는 UCC 서비스의 경우에도, 사용자가 업로드 한 동영상을 서비스를 위해 다시 부호화 함으로서 화질의 열화를 일으키는 대신 각 동영상에 적합한 디코더 디스크립션을 함께 제공하여 동영상 공유 서비스를 보다 손쉽고 빠르게 제공할 수 있도록 하는 것이 가능해진다.

<그림 3> RVC의 future applications

결론

현재 MPEG의 주도로 진행 중인 RVC의 국제 표준화 과정은 2009년 1차적으로 국제 표준안을 확정 지을 것으로 예상되며, 이에 따른 표준화 기술의 활용과 RVC 응용 기술에 대한 추가적인 표준화 과정이 이어질 것으로 전망되고 있다. 디지털 기반 영상 서비스의 범위와 종류는 점차 다변화되고 있는 바, 나날이 복잡해지는 서비스 환경에 대응하기 위해 개발되는 RVC 프레임워크는 모듈 기반의 차별화된 접근법으로 향후 폭넓은 활용이 예상되고 있다.

또한 표준화 관점에 있어서, RVC는 아직 시작 단계에 있다고 볼 수 있으며, 현재 다루어지고 있는 국제 표준안들이 완성된 이후에도 보다 확장된 기술 영역에 대한 추가적인 표준화가 예상되고 있다. 이러한 점에서 국내 학계나 기업이 적극적으로 참여할 수 있는 여지가 매우 넓으며, 이러한 참여를 통한 표준기술 및 특허 등 지적재산권의 국내 확보 또한 기대되는 바이다.