단답형>HEVC

Multimedia/압축기술 2015. 9. 22. 10:26

1. 개요

2. 고화질 영상 압축 기술의 필요성과 목적

3. JCT-VC의 고화질 영상 압축 표준기술 개발

4.  H.265 특징

5.  H.264와 H.265 비교

 

 

 

1. 개 요

  - HEVC(High Efficient Video Coding)은 고화질 영상 압축 표준

  - MPEG의 차세대 압축표준으로 AVC대비 2배의 압축율을 가짐

  - HEVC는 UHDTV 영상(동영상) 압축기술임

 

2. 고화질 영상 압축 기술의 필요성과 목적

  - 고화질 영상 서비스를 위해 해결해야 할 문제점 중 하나는 데이터양의 증가이다.

  - 해상도가 커지고, 색공간 및 색깊이 프레임율이 증가할 수록 데이터양이 기하급수적으로 증가

  - 실감미디어 시대를 위해서는 고화질 영상을 효과적으로 압축할 수 있는 비디오 압축 표준의 역할이 매우 중요

 

3. JCT-VC의 고화질 영상 압축 표준기술 개발

         - 2003년 H.264/AVC 표준화가 끝난 이후에도 영상 압축 표준화의 양대 기구인 ISO/IEC MPEG과 ITU-T VCEG에서는 각각 차세대 비디오 압축 표준 연구를 계속 진행

         - ITU-T VCEG(Video Coding Experts Group)과 ISO/IEC MPEG(Moving Picture Experts Group)은 H.264/AVC보다 더 개선된 압축률과 더 낮은 복잡도를 갖는 새로운 차세대 동영상 압축 표준의 필요성을 느끼고, JCT-VC(Joint Collaborative Team on Video Coding)를 구성, 2010년 초 HEVC( High Efficiency Video Coding)라는 새로운 표준화 활동을 시작

        - 마침내 2013년 1월 스위스 제네바 회의에서 HEVC 최종 표준안(FDIS: Final Draft International Standard)이 완성

        - HEVC는 H.264/AVC에 비해 약 35%의 부호화 효율을 보이는 차세대 영상 압축 표준으로, HD급 영상과 UHD급 영상의 방대한 데이터를 효과적으로 압축하기 위한 핵심 기술로 사용될 것으로 예상

 

4.  H.265 특징 

             - 부호화 효율이 향상됨

             - 다양한 블록 파티션을 사용함

             - 저복잡도 엔트로피 부호화를 사용함

             - 화면내 예측 성능이 향상됨

             - 향상된 움직임 예측 기술 AMVP(Advanced Motion Vetor Prediction) 사용


5.  H.264와 H.265 비교

 


H.264

H.265

일반사항 

명칭

MPEG 4 Part 10 AVC

MPEG-H, HEVC, Part 2

Key improvements

MPEG-2에 비교하여 약 40~50% 비트레이트 감소

HD 콘텐츠 전달을 위한 주요 압축 기법

H.264에 비교하여 약 40~50% 비트레이트 감소

UHD, 2K, 4K를 위한 주요 압축기법으로 사용될 것으로 기대됨

진화

MPEG-2/4 후속

MPEG-4 Part 10 AVC 후속

기술적인 사항 

압축 기본 단위

Macro Block(16*16)

CTU(Coding Tree Unit, 64*64)

다양한 분할구조 지원

화면내 예측(Intra-Prediction)

- 화면 내 공간적 중복성 제거

9개 예측모드

35개 예측 모드

화면간 움직임 예측 기술

Motion Vector Prediction

AMVP(Advanced Motion Vector Prediction), Merge

Entropy Coding

CABAC or CAVLC

CABAC

루프 필터

디블록킹 필터

디블록킹 필터+SAO(Sample Adaptive Offset)

해상도 및 프레임레이트

4K까지 지원

 59.97fps까지 지원

8K까지 지원

300fps까지 지원

 단점  UHD에 부적합

 알고리즘 복잡

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단답형>MMT(MPEG Media Transport) 계층 구조

Multimedia/압축기술 2015. 9. 21. 18:11

1. 개요

  - MPEG에서는 향후 UHDTV(Ultra-High-Definition TV) 시대에 사용될 멀티미디어 부호화 표현 및 다중화 전달 표준인 MPEG-H를 표준화 중에 있음

 - MPEG-H는 기존 MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 등의 체제와 유사하게 파트 1(Part 1) 시스템, 파트 2 비디오, 파트 3 오디오 등의 체제로 구성되어 한 세트의 표준으로 발간될 예정

 - MPEG-H(High efficiency coding and dynamic media delivery)의 파트 1은 MMT(MPEG Media Transport), 파트 2는 HEVC(High-Efficiency Video Coding), 파트 3는 미정

 - MMT는 MPEG-2 TS(Transport Stream) 표준(공식 표준 번호 ISO/IEC 13818-1)의 후속으로 MPEG에서 표준화 중인 차세대 멀티미디어 다중화 전달 표준

 - HEVC는 ISO와 ITU-T가 공동으로 표준화 중인 UHDTV에의 적용을 고려한 차세대 비디오 압축 부호화 표준

 

2. MMT 계층 구조

 

 - MMT는 크게 포장(Encapsulation, E) 기능, 전달(Delivery, D), 제어(Control, C) 기능의 세 기능으로

 - E 기능에서는 멀티미디어 콘텐츠를 하나의 개체로 포장

 - D 기능에서는 이렇게 포장된 콘텐츠를 IP 프로토콜에 맞게 패킷화하여 전송

 - C 기능은 이러한 멀티미디어 서비스 검색 정보를 비롯한 각종 제어 정보를 전달

 

3. Protocol stack

 

  - MMT에는 기본적으로 MPU(Media Processing Unit), GFD(Generic File Delivery)모드, 시그널링 메시지 모드의 세가지 모드가 있음

  - MPU 모드는  비디오 조각인 MPU나 이미지 파일을 패킷화하여 스트리밍 하는 데에 최적화되어 있음

  - GFD(Generic File Delivery) 모드는 일반적인 파일들을 다운로드방식으 로 유연하게 전달할 수 있게 함

 

 

4. MPEG의 표준화 동향

 

 

MMT 표준화 현황_TTA.pdf

 

 

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증강현실

Multimedia/차세대방송 2015. 9. 20. 10:43

1. 개요

2. 증강현실과 가상현실의 상호 비교

3. 증강현실 시스템 구성

4. 전망

 

 

 

 

 

1. 개요

  - 증강현실이란 사용자가 눈으로 보는 현실세계에서 가상의 사물을 합성하여 현실세계만으로는 얻기 어려운 부가적인 정보를 보강해주는 기술임

  - 즉, 현실을 기반으로 가상정보를 실시간으로 결합하여 보여주는 기술임

  - 현실세계에서 실시간으로 부가정보를 갖는 가상세계를 겹쳐 하나의 영상으로 보여주는 혼합현실(Mixed Reality)임

  - 예를 들어 스마트폰 카메라로 주변을 비추면 인근에 있는 상점의 위치, 전화번호 등의 정보가 입체영상으로 표기됨

  - 축구 경기 중계 방송 중 프리킥 위치와 골대까지의 거리 표시

 

2. 증강현실과 가상현실의 상호 비교

  - 가상현실(Virtual Reality)은 사용자를 현실 세계의 감각으로부터 완전히 차단하고, 컴퓨터가 만들어낸 가상의 공간을 체험하는, 즉 현실세계를 완전히 대체하는 형태의 미디어

  - 반면 증강현실은 사용자가 현실세계를 그대로 경험하는 가운데, 컴퓨터가 재현해 내는 가상의 정보공간을 현실 상황에 맞춰어 부가적으로 보고 체험할 수 있는 점이 다르다

 

 항목

가상현실 

증강현실 

 정보이 형태

 현실에 존재하지 않음

 현재의 환경+가상 정보

 현실감

 작다

 크다

 공간인식

 가상공간

 현실+가상현실

 

3. 증강현실 시스템 구성

  - 실제 환경에 가상의 물체를 정합하여 보여주는 AR 시스템은 영상 및 가상 물체의 처리를 위한 AR 브라우저와 관련장치들의 인터페이스로 구성됨

  - 카메라를 통해 획득되어진 영상은 AR 브라우저에서 영상 처리를 통해 가상물체와 정합이 이루어짐

  - 정합된 영상 정보는 모니터 또는 HMD(Head Mounted Display)와 같은 디스플레이 장치를 통해서 사용자에게 전달

http://www.cadgraphics.co.kr/education/upload/156-160_AR_Technology.pdf

 - 획득된 영상정보를 기반으로 가상물체를 생성하기 위한 영상처리를 수행하는 AR브라우저는 3가지 모듈로 구성됨

    가. 트래킹 모듈

        - 실제 영상에서 가상물체를 생성하기 위해서는 가상물체와 실제 영상 사이의 매개체가 필요

        - AR 브라우저는 이러한 매개체를 지속적으로 추적하고 인식함으로써 가상물체의 생성을 위한 기준 좌표계를 설정

    나. 렌더링 모듈

        - 트래킹 모듈을 통해 생성된 좌표계를 기반으로 가상물체의 생성 및 제거   

    다. 측정 모듈

        - 생성된 가상물체들간의 거리 측정 및 가상 물체간의 간섭여부를 확인

 

http://www.cadgraphics.co.kr/education/upload/156-160_AR_Technology.pdf

4. 전망

  - 현재 증강현실이 활발히 적용되고 있는 분야는 대부분 정밀함이 비교적 덜 요구되는 분야임(스마트폰에서의 증강현실 애플리케이션)

  - 산업이나 의료 현장에서 실제적으로 적용되기 위해서는 정밀도와 안정성이 개선되어야 함

  - 기존의 PC 플랫폼에서나 가능했던 인터랙티브 리치 미디어 형태의 증강현실서비스가 모바일 환경에서도 적용이 가능할 것임

 - 착용형 컴퓨터(Wearable Computer) 기술의 발달은 모바일 환경에서의 증강현실 서비스의 질을 높여줄 것으로 보임

 - 미국 시장 조사기관 주니퍼에 따르면 모바일 AR 시장은 엄청난 속도로 시장이 확대될 것으로 전망


 

<참조>

http://www.cadgraphics.co.kr/education/upload/156-160_AR_Technology.pdf

http://www.slideshare.net/firehj/2013-29547809

 

1-1.증강현실(AR__Augmented_Reality).hwp


 

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스마트 TV의 주요 특징과 서비스 기술, Smart TV 1.0과 2.0을 비교 설명

Multimedia/차세대방송 2015. 9. 19. 07:26

1. 개요

 - 스마트TV는 디지털 TV에 운영플랫폼(OS) 탑재

 - 실시간 방송뿐만 아니라 웹브라우징 기능을 제공하며, 다양한 인터넷 콘텐츠를 활용할 수 있는 OS 기반 TV

 - PC, Smart Phone에서 제공하는 기능 및 서비스를 TV/STB에서 가능하도록 구현한 제품

 

2. 스마트 TV의 등장배경

 

3. 스마트 TV의 주요 특징

 - 서비스적 측면 - 기존 방송 프로그램 시청

                      - 웹 콘텐츠 검색, 이용가능 (동영상, 플래시, 전자책 등)

                      - 양방향 인터넷 서비스 (검색, 인터넷 전화, 웹쇼핑, 게임, 이메일, 위치정보 등)

                      - 각종 애플리케이션 이용 가능

 - 디바이스적 측면 - PC나 모바일, 타 단말과의 호환성이 높음 (N-스크린)

 - 기존 TV 매체와의 차이점

 

4. 스마트 TV 구조

 

5. 스마트 TV 주요 서비스

 가. 인터넷 서비스

    - IP-VoD 기능:KBS/SBS/EBS VOD 유/무료 서비스 제공

    - 앱스토어 기능: 앱스토에 접속하여 다양한 데이터 서비스 제공

    - SNS(Social Network Service) 기능

 나. 미디어 서비스 기능

    - 실시간 TV 방송 시청 및 녹화 기능

    - 멀티미디어 동영상/MP3/사진 보기 기능: 외부 장치로부터 멀티미디어 파일 가져와서 재생

 

6. 스마트 TV 발전방향

 

7. 스마트 TV가 극복해야할 과제

 

8. 스마트 TV 1.0과 2.0 비교

 

 

 스마트 TV 1.0

 스마트 TV 2.0

 UI/UX

 키보드, 리모콘

 터치스크린, 음성, 동작

 지향점

 TV 단말의 스마트화

 경험의 스마트화

 컨텐츠 공유방식

 DLNA: Digital Living Network Alliance

  (노트북이나 데스크톱에 있는 동영상을 TV에서 바로 볼 수 있는 것)

 cloud

 

 

 

 

 

 

<참조>

http://tech.kobeta.com/news/articleView.html?idxno=1848

 

 

2.안드로이드 기반의 스마트TV STB 기술 및 전략_Kaonmedia_120920_V1.1.pdf

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<References>

http://tech.kobeta.com/news/articleView.html?idxno=1848

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3DTV

Multimedia/차세대방송 2015. 9. 19. 07:25

1. 개요

2. 입체감 지각 원리

  2.1 양안에 의한 입체감

     2.1.1 양안 시차에 의한 입체감

     2.1.2 폭주에 의한 입체감

 2.2 단안에 의한 입체감

    2.2.1 초점 조절

    2.2.2 운동 시차

    2.2.3 시야의 크기

    2.2.4 대기원근법적 투시

    2.2.5 선원근법적 투시

    2.2.6. 중복 또는 차폐, 음영과 그림자

3. 3D 입체영상 구현 원리(Stereoscopic)

4. 3D 기술의 구성

5. 3D 방송 전송 시스템

  5.1  3D 방송 시스템 구성도

  5.2 매체별 3D 시범 방송 규격 

6. 3D Display 종류와 특징

  6.1 Stereoscopic display

       6.1.1 안경방식

             6.1.1.1 편광안경방식

             6.1.1.2 셔터안경방식

 

             6.1.1.3 적청안경방식(애너그리프 방식, Anaglyph 방식)

       6.1.2 무안경 방식

             6.1.2.1 패럴렉스 베리어(Parallax Barrier 방식)

             6.1.2.2. 렌티큘러(Lenticular) 방식

   6.2 Integral imaging display

   6.3 Volumetric display

   6.4 Holographic display

 

 

 

1. 개요

  - TV는 발명 이후 현재까지 두 번의 큰 기술적인 진보를 이루어 왔다. 그 첫번째는 흑백 TV로부터 컬러 TV로의 전환이며, 그 두번째는 아날로그 TV로부터 디지털 HDTV로의 전환이다

  - 다음 세대의 예측되는 TV의 혁명은 HD급 고화질 TV를 넘어서는 실감방송인 3DTV 및 UHDTV 가 될 것으로 예상

  - 3D TV는 기존의 2차원 모노 영상에 깊이 정보를 부가하여 시청자가 시청각적 입체감을 느끼게 함으로써 생동감 및 현실감을 제공하는 새로운 개념의 텔레비전 방송임

  - 현재 3DTV 방송은 UHDTV(Ultra High Definition Television) 방송과 더불어 차세대 방송기술로써 인식되고 있으며, 한국, 미국, 유럽 등 선진국을 중심으로 다양한 방식의 3DTV 실험방송 및 상용서비스가 활발히 진행


2. 입체감 지각 원리

  - 다양한 깊이 인지 요인이 결합해 발생

  - 단안 요인(Monocular cues)과 양안요인(Binocular cues)의 결합

  - 인구의 4~5%는 시차에 의한 깊이감을 인지하지 못함, 나이가 들수록 깊이감 인지력이 약해짐

 Physiological(생리적 요인)  Psychological(심리, 경험적) 
 Binocular(양안)  Monocular(단안)  Monocular(단안)
 Convergence(폭주, 안구수렴)
 Binocular Disparity(양안시차)		 Accommodation(초점 조절)
Motion parallax(운동 시차)   		 시야(Visual Field Size)
선원근법적 투시
대기원근법적 투시
중복 또는 차폐
음영과 그림자       


 

 

 

  2.1 양안에 의한 입체감

     2.1.1 양안 시차에 의한 입체감

           - 사람에 왼쪽 눈과 오른쪽 눈은 서로 약 6.5㎝ 떨어져 있음으로써, 어떤 물체를 바라보았을 때 양안의 망막에는 서로 다른 2차원의 상이 인식

           - 양안에서의 이와 같은 간격의 차이가 양안시차라고 함다

           - 뇌는 망막을 통해 전달된 2개의 상을 서로 융합하여 3차원의 입체감을 느낄 수 있도록 한다

     2.1.2 폭주에 의한 입체감

           - 사람의 눈이 어떠한 물체를 바라보게 되면 우리 눈이 그 물체와 특정한 각을 이루는데 이를 폭주 각이라고 한다

           - 우리 눈은 폭주각을 통하여 대상 물체와의 거리를 느끼게 됨

 

 

  2.2 단안에 의한 입체감

    2.2.1 초점 조절

          - 초점 조절은 대상물과의 거리에 따라서 수정체의 초점 거리가 변하는 것

          - 먼 거리에 있는 사물을 볼 때는 수정체가 얇게 이완되고, 가까운 거리의 물체를 볼 때는 수정체가 두껍게 수축

    2.2.2 운동 시차

          - 관측자가 이동하면서 물체를 바라볼 때, 시야내에서 멀리 있는 것은 느리게 움직이고 가까이 있는 것은 빠르게 움직이는 현상을 운동 시차

          - 우리 눈은 운동 시차를 통하여 물체들의 깊이를 결정할 수 있게 된다

    2.2.3 시야의 크기

          - 눈이 영상을 동시에 관찰할 수 있는 범위가 넓어질수록 실제의 공간 속에 있는 것과 같은 현장감이 강해짐

          - 이와 같이 시야의 크기로 심도감을 높이는 방법은 영화관이나 고화질 TV등에서 이미 실현되고 있음

    2.2.4 대기원근법적 투시

          - 일반적인 자연 상태에서는 먼지, 물방울, 안개등을 통해서 보기 때문에 멀리 있는 물체의 경우에는 희미하게 보이고 가까이 있는 물체의 경우에는 뚜렷하게 보인다

          - 이러한 원리를 이용하여 멀리 있는 물체를 희미하게하거나 콘트라스트를 약하게 한다

    2.2.5 선원근법적 투시

          - 시각 이미지는 눈과 보이는 대상을 서로 잇는 직선에 의해서 만들어 진다

          - 이 직선이 우리 눈에서 나와 물체까지 이어진다고 하면 그 선들은 원추형의 사각 피라미드를 만들게 된다. 거리가 멀면 멀수록 수렴의 정도가 커진 다

    2.2.6. 중복 또는 차폐, 음영과 그림자

          - 윤곽이 있는 사물의 경우 빛이 있는 경우 그림자가 생기게 되는데 이로 인해 입체감을 느낀다.

          - 여러 물체가 중첩되어 있는 경우에 뒤쪽에 있는 물체는 앞쪽에 있는 물체에 의해 가려져서 상대적인 거리를 느끼게 해준다


3. 3D 입체영상 구현 원리(Stereoscopic)

 

4. 3D 기술의 구성

 

5. 3D 방송 전송 시스템

 5.1  3D 방송 시스템 구성도

 

 

 

   5.2 매체별 3D 시범 방송 규격 

 

 

 

6. 3D Display 종류와 특징


 

<참조> Stereoscopic과 Autostereoscopic 차이점

 


 

  6.1 Stereoscopic display

      - 2장의 좌우 영상으로 입체를 구성하는 방식

      - 양안 시차의 방법을 이용하여 물체까지의 거리감을 인식할 수 있는 것처럼 좌, 우 눈으로 본 이미지와 같은 영상을 적절한 방법으로 각각의 눈에 보일 수 있도록 하는 방식

     6.1.1 안경방식

           - 안경을 통하여 영상을 필터

           - 좌안 영상과 우안 영상이 완벽히 분류되지 못하는 데서 오는 Crosstalk가 문제가 되며 장시간 착용 시 눈의 피로감을 불러오고 불편하다는 단점이 있음

           6.1.1.1 편광안경방식

                     - 편광안경 방식은 편광 회전방향에 따라 좌우 영상을 분리하는 방식으로 편광필름을 디스플레이 전면에 부착해 좌우영상을 디스플레이 하면 편광안경을 통해 좌우영상이 분리돼 눈에 보여지게 된다.

                     - 편광방식에서 쓰는 편광(Polarisation) 필터란, 다양한 방향으로 산란되는 빛 중 특정한 한 방향으로 진동하는 빛만 통과시키고 나머지 방향으로 진동하는 빛은 흡수하는 필터

                     - Full HD 해상도의 영상을 Line by Line으로 좌우 영상을 할당하여 디스플레이에 표현하기 때문에 수직 방향의 해상도가 반으로 낮아지는 단점이 있음, 또한 서로 90도의 위상차 편광 필터를 이용하고 있기에 누워서 볼 경우 입체효과가 떨어지는 단점이 있음

                     - 셔터안경방식에 비해 안경 구조가 간단하고 플리커 및 크로스토크 현상이 적음


           6.1.1.2 셔터안경방식

                     - 셔터안경방식은 입체영상 신호를 그림과 같이 Frame 단위로 구성하여 좌우 영상 신호를 번갈아 가면서 디스플레이 하고, 관측자가 좌우신호에 맞추어 동기 on/Off 하는 shutter 안경을 착용하고 3D 입체 영상을 감상할 수 있게 하는 방식

                     - 이 방식의 디스플레이는 Full HD의 3D 입체영상을 손실없이 디스플레이 할 수 있어 고해상도, 고품질의 3D 영상을 선보일 수 있고, 편광방식에 비해 넓은 시야각을 보유

                     - 편광안경방식과는 다르게 안경에 부가적인 전자 장치가 필요, 플리커 및 크로스토크 현상이 있음


           6.1.1.3 적청안경방식(애너그리프 방식, Anaglyph 방식)

                     - 색상 차를 이용해 좌우 영상을 분리하는 방식으로 컬러의 왜곡과 손실문제가 있어 점점 쇠퇴하고 있는 추세




   6.1.2 무안경 방식

         - 필터 기능을 영상측에서 하는 방식, 오토스테레오스코픽 방식

        6.1.2.1 패럴렉스 베리어(Parallax Barrier 방식)

                  - 단순히 좌우 채널을 패럴렉스 베리어로 막아 구분시키는 것

                  - 패럴렉스 베리어로 불리는 앞의 벽 때문에 일정 시점에서 바라볼 때 오른쪽 눈은 왼쪽 화상을 못보며 왼쪽 눈은 오른쪽 화상을 볼 수 없게되고, 따라서 결과적으로 안경을 착용하지 않고도 두 채널의 이미지를 적절히 구분시킬 수 있게 된 다

                  - 좌우 시야각이 7도 정도로 별로 좋지 못하고 베리어가 빛을 차단해 영상의 밝기가 저하



        6.1.2.2. 렌티큘러(Lenticular) 방식

                  - 기둥렌즈를 영상물 앞에 부착하여 사용

                  - 렌티큘러 방식은 렌티큘러 렌즈를 세로로 배열시킨 렌티큘러 스크린을 통해 좌우 화상을 굴절시켜 양 눈으로 각각의 화상을 보내는 방법

                  - 렌티큘러는 픽셀에 맞게 제작되어지는 관계로 구현하는데 기술적인 어려움이 있으며, 2D에서 렌즈에 의한 화면 왜곡현상이 발생할 수 있다.

                  - 패럴렉스 베리어 방식에 비하여 밝기의 저하가 덜함

 방식  패럴렉스 베리어  렌티큘러
 입체원리   


 


 일정한 간격마다 공간이 있는 배리어를 통해 가시영역 제한 볼록한 형태의 렌로 빛의 굴절을 일으켜 가시역역 분할 
 해상도  3D 해상도가 1/2로 저하  상대적으로 고해상도
 화면 밝기  수직슬릿이 빛을 차단해 영상밝기가 저하  투과율이 높아 화면이 밝음
 시야각  상대적으로 좁음  상대적으로 넓음
 가격  상대적으로 저가  상대적으로 고가
 2D/3D 전환  LCD 화면에서 2D/3D 전환이 용이  렌즈에 의한 왜곡 현상 발생


  6.2 Integral imaging display

      - 집적영상 방식은 파리 눈 모양의 렌즈로 여러 각도에서 영상을 촬영해, 이를 반대로 보여준다. 눈의 피로감이 줄어든 자연스러운 입체 영상을 얻을 수 있다는 것이 장점이다

  6.3 Volumetric display

      - 회전하는 스크린에 프로젝터를 이용하여 표시하고자 하는 3차원 영상의 단면 영상을 투사

      - 스크린을 빠른 속도로 회전시키고 또 그에 동기되어 적절한 단면 영상을 투사하면, 잔상효가에 의하여 스크린이 회전하는 체적안에서 3차원 영상을 관측하게 됨 

  6.4 Holographic display

      - 홀로그래픽은 광파의 간섭과 회절현상을 교묘하게 이용한 파면의 기록 기술

      - 레이저를 이용해 물체의 상을 허공에 완벽히 재현하는 방식이다. 가장 이상적이라는 평가가 있지만, 고해상도 표시 소자와 막대한 계산이 필요해 아직 연구 단계에 머물러 있다


 




http://article.joins.com/news/article/article.asp?total_id=5065091&ctg=1105

http://m.blog.daum.net/creb01/12413422

http://www.krx.co.kr/m2/m2_1/m2_1_2/JHPKOR02001_02.jsp?isu_cd=A056730

http://www.opencg.co.kr/32

http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=ultriko&logNo=10078162321

http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=jegalcsh&logNo=80135856958

http://www.kocca.kr/knowledge/publication/3dcg/1773401_4458.html



 

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MMS

Multimedia/차세대방송 2015. 9. 19. 07:22

1. 개요

  - 영상 압축 기술의 발전으로 영상 전송을 위한 채널당 소요 데이터 용량은 감소함

  - 과거에는 HD 1채널 전송에 17~18Mbps 전송이 가능

  - 최근에는 13~15Mbps용량으로 HD 전송이 가능, SD 1채널 전송에는 3~5Mbps 소요됨

  - 지상파 디지털 방송 송신기의 추가나 수신기의 교체없이, 기존 ATSC 방식 지상파 디지털방송 채널의 payload 용량 19.39Mbps 안에서 HD방송(13~15Mbps)과 SD방송(3~5Mbps), Audio, Data 등의 다양한 방송 서비스를 제공하는 기술

 

2. MMS 채널 구성

 - MMS는 지상파 디지털방송에서 방송하는 채널의 수를 한 개로 고정하지 않고 다양하게 운영하는 서비스를 말함

 - HD 1개 채널과 SD 1개 채널 또는 SD 다채널 서비스 운영을 시간적으로 변동하며 운영하는 방법, 복수의 오디오 채널 운영도 가능

 과거 Encoder 기술 현재 Encoder 기술(Mode 2)  현재 Encoder 기술(Mode 3) 
 Null Null  Null 
 EPG 0.5Mbps EPG 0.5Mbps  EPG 0.5Mbps 
 DATA 방송 1Mbps 이하 DATA 방송 1Mbps 이하 DATA 방송 1Mbps 이하
      HD-1
(1ch 17~18Mbps)		  Audio 다채널 방송 Audio 다채널 방송 
 SD-1
(1CH 3~5Mbps)		  SD-1
HD-1
(1ch 13~15Mbps)    		  SD-2
 SD-3
 SD-4
 SD-5

  - MMS 사례

 

                                                                                                                                     <출처: 방송과 기술 2월호>

3. MMS 의의와 전망

 - 고효율 압축을 통해 한정된 전송 용량(대역폭)을 효율적으로 사용

 - 보다 많은 채널과 부가서비스 제공으로 시청자 복지 제고

 - 향후 압축 기술이 발달함에 따라 더 많은 채널 방송 가능

 - 무료 보편적인 서비스 확대와 시청 선택권 보장

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UHDTV(Ultra High Definition TV)

Multimedia/차세대방송 2015. 9. 19. 06:52

1. 개요

2. UHDTV video resolution

3. UHDTV와 HDTV 비교

4. UHDTV 주요 기술 분야

  4.1 콘텐츠 획득 기술

  4.2 부호화 기술(HEVC(High Efficient Video Coding) 고화질 영상 압축 표준)

  4.3. 전송 기술

  4.4 STB 기술 및 디스플레이 기술

5. 향후 전망



1.개요

  - 60인치 이상의 대형 디스플레이에서 기존의 HD(High Definition)급 해상도로 사람의 얼굴을 크게 비추면 사각형의 화소가 보여 화질이 매끄럽지 못하다

  - 따라서 기존의 HD급 영상보다 4배 이상, 16배까지 선명한 초고화질 UHD(Ultra High Defintion) 영상 서비스가 차세대 방송기술로 새롭게 주목받고 있다

  - 가정에서 70mm 영화보다 좋은 화질과 음질을 제공하는 차세대 방송 규격.

  - 차세대 고선명 텔레비전(HDTV) 규격으로 일본에서는 슈퍼 하이비전(SHV)이라고 부른다.

 

2. UHDTV video resolution

 

3. UHDTV와 HDTV 비교

  구분 HDTV     UHDTV
 4K  8K
 해상도  1920×1080 3840×2160  7680×4320 
 화면주사율  30Hz   60Hz
 컬러당 비트수  8, 10 bits   10, 12 bits
 컬러 포맷  4:2:0   4:4:4, 4:2:2, 4:2:0
 가로세로 화면비  16:9   16:9
 오디오 채널 수  5.1   10.1~22.2
 수평 시야각  30도  55도  100도


  - 화질은 기존의 HDTV보다 16배 높은 화소 수(7680×4320)와 10 내지 12비트로 색을 표현하고, 컬러 포맷도 4:2:2 이상으로 큰 화면에서 더욱 섬세하고 자연스러운 영상 표현이 가능하다.

  - 시청 거리가 짧아져 100도 이상의 시야각을 확보할 수 있어 극장과 같은 입체감을 느낄 수 있다.

  - 오디오도 22.2채널을 사용하여 수평, 수직에서의 서라운드 효과로 실제 현장과 같은 음향을 느낄 수 있다.


4. UHDTV 주요 기술 분야

 - UHDTV 서비스 기술은 서비스 제공 경로에 따라 콘텐츠 획득 기술, 부호화 기술, 전송 기술, 디스플레이 및 STB 기술 분야로 분류할 수 있다

 4.1 콘텐츠 획득 기술

    - 4K, 8K UHD camera 지속적으로 개발 중

 4.2 부호화 기술(HEVC(High Efficient Video Coding) 고화질 영상 압축 표준)

    4.2.1 고화질 영상 압축 기술의 필요성과 목적

          - 고화질 영상 서비스를 위해 해결해야 할 문제점 중 하나는 데이터양의 증가이다.

          - 해상도가 커지고, 색공간 및 색깊이 프레임율이 증가할 수록 데이터양이 기하급수적으로 증가

          - 실감미디어 시대를 위해서는 고화질 영상을 효과적으로 압축할 수 있는 비디오 압축 표준의 역할이 매우 중요

    4.2.2 JCT-VC의 고화질 영상 압축 표준기술 개발

         - 2003년 H.264/AVC 표준화가 끝난 이후에도 영상 압축 표준화의 양대 기구인 ISO/IEC MPEG과 ITU-T VCEG에서는 각각 차세대 비디오 압축 표준 연구를 계속 진행

         - ITU-T VCEG(Video Coding Experts Group)과 ISO/IEC MPEG(Moving Picture Experts Group)은 H.264/AVC보다 더 개선된 압축률과 더 낮은 복잡도를 갖는 새로운 차세대 동영상 압축 표준의 필요성을 느끼고, JCT-VC(Joint Collaborative Team on Video Coding)를 구성, 2010년 초 HEVC( High Efficiency Video Coding)라는 새로운 표준화 활동을 시작

        - 마침내 2013년 1월 스위스 제네바 회의에서 HEVC 최종 표준안(FDIS: Final Draft International Standard)이 완성

        - HEVC는 H.264/AVC에 비해 약 35%의 부호화 효율을 보이는 차세대 영상 압축 표준으로, HD급 영상과 UHD급 영상의 방대한 데이터를 효과적으로 압축하기 위한 핵심 기술로 사용될 것으로 예상

 


      4.2.3 H.265 특징 

             - 부호화 효율이 향상됨

             - 다양한 블록 파티션을 사용함

             - 저복잡도 엔트로피 부호화를 사용함

             - 화면내 예측 성능이 향상됨

             - 향상된 움직임 예측 기술 AMVP(Advanced Motion Vetor Prediction) 사용


      4.2.4 H.264와 H.265 비교

 


H.264

H.265

일반사항 

명칭

MPEG 4 Part 10 AVC

MPEG-H, HEVC, Part 2

Key improvements

MPEG-2에 비교하여 약 40~50% 비트레이트 감소

HD 콘텐츠 전달을 위한 주요 압축 기법

H.264에 비교하여 약 40~50% 비트레이트 감소

UHD, 2K, 4K를 위한 주요 압축기법으로 사용될 것으로 기대됨

진화

MPEG-2/4 후속

MPEG-4 Part 10 AVC 후속

기술적인 사항 

압축 기본 단위

Macro Block(16*16)

CTU(Coding Tree Unit, 64*64)

다양한 분할구조 지원

화면내 예측(Intra-Prediction)

- 화면 내 공간적 중복성 제거

9개 예측모드

35개 예측 모드

화면간 움직임 예측 기술

Motion Vector Prediction

AMVP(Advanced Motion Vector Prediction), Merge

Entropy Coding

CABAC or CAVLC

CABAC

루프 필터

디블록킹 필터

디블록킹 필터+SAO(Sample Adaptive Offset)

해상도 및 프레임레이트

4K까지 지원

 59.97fps까지 지원

8K까지 지원

300fps까지 지원

 단점  UHD에 부적합

 알고리즘 복잡


<참조>

HEVC 표준 주요 기술

        HEVC 부호화기의 블록도

         HEVC Main profile

                  - HEVC에는 H.264/AVC와 달리 하나의 프로파일만 존재

                  - 아래표는 HEVC의 유일한 프로파일인 Main Profile에 포함된 기술들을 정리한 것이다.

<참조> H.264와 H.265 비교

http://www.mediaentertainmentinfo.com/2013/10/4-concept-series-what-is-the-difference-between-hevc-h-265-and-h-264-mpeg-4-avc.html/


<참조>

            가. 계층적 부호화 구조

                 - HEVC의 가장 큰 특징은 유연하고 효과적인 블록 분할 방식

                 - HEVC 세가지 종류의 부호화 단위를 적용하고, 계층적 구조의 부호화를 수행

                 - CTB(Coding Tree Block)은  HEVC에서 선보인 개념으로 64×64 화소 블록을 의미

                 - MPEG-2를 비롯해 MPEG-4, H.263, H.264/AVC 등 기존의 영상 압축 표준에서는 하나의 화면을 16×16크기의 화소 블록인 매크로 블록으로 분할해 부호화해으나, HEVC에서는 부호화 기본 단위로 CTB를 사용한다.

                 - 각 CTB는 부호화 트리의 루트로, 하나의 CTB는 하나 또는 다수의 부호화 블록(Coding Block, CB)으로 분할된다.

                 - CB의 크기는 쿼드트리 분할 방법을 통해 적응적으로 선택

                 - 각 CB는 예측 블록(Prediction Block, PB)과 변환 블록(Transform Block, TB)으로 분할된다


            나. 화면내 예측 부호화 기술

                - 33개의 방향성을 갖는 각도 기반 화면내 예측
                - 평탄한 영역을 효율적으로 부호화하기 위한 DC 예측과 Planar 예측

            다. 화면간 움직임 예측 기술

                - HEVC 화면간 움직임 예측의 주요 특징은 AMVP (Advanced Motion Vector Prediction) 기술과 Merge 기술이다.

                - H.264/AVC에서는 주변 블록들의 움직임 벡터들의 중간값(median) 을 이용해 하나의 움직임 벡터 예측값을 생성하고, 실제 움직임 벡터 와 이 예측값의 차를 부호화한다.

                - HEVC에서는 다양한 움직임 벡터 예측값들을 경쟁시켜 현재 움직임 벡터와 최소의 차이를 갖는 움직 임 벡터 예측값을 이용하는 AMVP 기술을 사용한다 
            라. 루프 필터 기술

                - HEVC는 복원영상의 화질 향상을 위해 디블록킹 필터와 SAO(Sample Adaptive Offset), 두 가지 루프필터를 사용한다.

                - 디블록킹필터는예측및양자화로 덕분에 발생하는 블록 경계의 왜곡을 효과적으로 제거함으로써 복호영상의 주관적 화질을 향상하는 기술

                - SAO는 양자화 등의 부호화 과정을 통해 발생하는 원본 영상과 복호 영상 간의 왜곡을 화소 단위의 오프셋(offset)을 통해 보상함으로써, 주관적 화질 및 부호화 효율을 함께 향상시키는 기술

            마. 엔트로피 부호화 기술

                - H.264/AVC에서 두 개의 엔트로피 부호화 기술을 사용했던 것과 달리, HEVC는 문맥 기반 적응적 이진 산술 부호화(context-based adaptive binary arithmetic coding, CABAC)를 엔트로피 부호화 기술로 사용한다. 

                - 처리량 및 메모리 효율을 향상시키기 위해 다양한 최적화 알고리즘을 추가


 4.3. 전송 기술

     - 고화질 대용량 영상 데이터를 지상파, 디지털케이블망,  위성망등을 이용하여 전송하기 위해서 고효율 변복조 기술, 채널 왜곡 보상 및 오류 정정 기술 등이 요구된다

     - 지상파 TV의 경우 DVB-T2 방식으로 실험 방송을 진행 중이고, 케이블 방송은 Opencable(변복조:256QAM) 을 전송 규격으로 4K-UHDTV를 상용화 함

 

 

 

<참조> CJ Hello vision UHD 상용방송 구성

 

 4.4 STB 기술 및 디스플레이 기술

     - 각 가정에서 전달망을 통해 서비스된 대용량의 UHD TV를 수신하여 신호를 복원하고 이를 디스플레이 시키기 위한 디코더 기술, 초고해상도가 가능한 디스플레이 소자 기술 등이 요구됨

 

5. 향후 전망

  - 큰 해상도와 뛰어난 선명함이 특징인 UHD 고화질 영상 서비스는 3차원 입체영상 서비스와 더불어 차세대 방송 기술로 주목받고 있다

  - 이미 업계에서는 소비자들의 요구를 반영해 고화질 영상을 지원하는 다양한 전자 기기들을 출시하고 있음

  - 안정적인 고화질 영상서비스를 위해서는 큰 데이터 양에 따른 데이터 처리 속도와 전송대역의 문제점을 해결해야 한다

  - 가까운 미래에 HEVC 표준이 다양한 응용 분야에서 광범위하게 사용될 것으로 기대됨

  - 지상파의 경우 DVB-T2, HEVC 등의 최신 전송 및 압축 기술을 활용하여 지상파 4K UHDTV 실헙방송을 진행 중

  - 케이블 방송의 경우 2014년 4월 세계최초로 4K-UHDTV를 상용화

 

 

 

<References>

http://www.stuff-review.com/2012-04/what-is-4k-and-qfhd-resolution/

http://vclab.gist.ac.kr/papers/02/2013/IDEC_Newsletter_YHo_1.pdf

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IPTV 1.0/2.0에 대하여 설명

Multimedia/인터넷방송과 IPTV 2015. 9. 19. 06:48

1. 개요

 - IPTV란 '일정한 수준의 QoS/QoE, 보안과 상호작용성, 신뢰성이 보장되는' 광대역 IP 네트워크를 통하여 다양한 TV 서비스를 제공하는 인터넷 멀티미디어 방송서비스  

- 브로드밴드와 같은 네트워크 인프라 상으로 IP 기반 하에 디지털 방송 서비스를 제공하는 시스템

- 초고속 인터넷망을 이용하여 이용자의 요청에 따라 실시간 방송, VOD, 인터넷 서비스 등 다양한 양방향 멀티미디어 컨텐츠를 제공하는 서비스

 

2. IPTV의 진화

 2.1 IPTV 1.0

    - Real-time IPTV, VoD IPTV

    - 레거시 인터넷망 환경에서 실시간 방송 재전송 서비스, VoD 서비스 등 가장 기본적인 IPTV 서비스

    - 전화회사 중심의 방송 서비스

    - 유선 기반 광대역/고품질 네트워크

 

 2.2 IPTV 2.0

    - Mobile IPTV

    - IPTV 2.0은 언제 어디서나 임의의  IP 단말을 이용하여 이동 중에도 임의의 IP 콘텐츠를 최적 품질로 끊김 없이 사용할 수 있는 멀티미디어 서비스

   - 다양한 사업자 존재(이동통신사, 방송사업자, ISP 등)

   - 유무선 통합 인프라

   - IPTV 2.0, 이른바 모바일 IPTV가 가능하려면 이동 중에도 100메가 이상의 데이터 전송이 가능한 4세대 이동통신 기술이 뒷받침되어야 함

 

  2.3 IPTV 3.0

     - Realistic/UHD IPTV

     - Ubiquitous IPTV(Globally Interoperable)

 

 

 3. IPTV 1.0과 IPTV 2.0 비교

                                                                                                                               <출처: ETRI>

4. Mobile IPTV 장, 단점


 

 

 

http://www.slideshare.net/RockyS11/nextgeneration-iptv-iptv-20

http://support.oullim.co.kr/portal/Techletter/20090915/news4.htm

 

http://www.google.co.kr/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=web&cd=3&sqi=2&ved=0CEgQFjAC&url=http%3A%2F%2Fdbworld.tistory.com%2Fattachment%2Fcfile2.uf%40204DB4214A7B66C537B08F.ppt&ei=kkCPU6-yG4XRkwWQmIDQDg&usg=AFQjCNFzM1rPRpyD4OhsFvW6ZtcyPDAD3w&sig2=Cp7xwvGnvqoaeXhgnL1W7w&bvm=bv.68235269,d.dGI&cad=rjt

 

http://www.google.co.kr/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=web&cd=1&sqi=2&ved=0CDcQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.tta.or.kr%2Fdata%2FreportDown.jsp%3Fnews_num%3D2558&ei=kkCPU6-yG4XRkwWQmIDQDg&usg=AFQjCNGSsi0HP-KQsVMEXVzs8ncVCDKykA&sig2=9vtkJLx8qG4U_7AxTERTLA&bvm=bv.68235269,d.dGI&cad=rjt


 

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IPTV 서비스 및 기술진화에 대하여 설명하시오

Multimedia/인터넷방송과 IPTV 2015. 9. 19. 06:47

1. 개요

2. IPTV 서비스 개념도

3.  IPTV의 서비스 구조

  3.1 IPTV Headend

  3.2 Backbone(Core) Network

  3.3 Access Network

  3.4 Subscriber Premise

4. IPTV 서비스 주요 기술

  4.1 콘텐츠  

  4.2 Head-end(platform) 기술

     4.2.1 동영상 압축기술

     4.2.2 디지털 콘텐츠 보호 기술

     4.2.3 데이터 방송기술

  4.3 네트워크 기술

     4.3.1 Core망 기술

           가. 인터넷의 전송방식

           나. IP 멀티캐스트 Protocol

           다. QoS

     4.3.2 Access망 기술

5. IPTV 서비스의 발전 전망

6. 향후 전망

 

 

 

1. 개요

 - IPTV란 초고속 인터넷망을 이용하여 방송 및 정보서비스를 TV 수상기로 제공하는 서비스를 말함

 - '일정한 수준의 QoS/QoE, 보안과 상호작용성, 신뢰성이 보장되는' 광대역 IP 네트워크를 통하여 다양한 TV 서비스를 제공하는 인터넷 멀티미디어 방송서비스

 - IPTV는 인터넷과 TV의 융합이라는 점에서 디지털 컨버젼스의 한 유형으로 리턴채널이 확보된 양방향성을 기반으로 방송서비스외에 다양한 부가서비스를 제공할 수 있음

 - QoS 보장 유무에 따라 IPTV와 인터넷TV를 구분함

 

2. IPTV 서비스 개념도 

 

 

3.  IPTV의 서비스 구조

  - IPTV 서비스 플랫폼은 헤드엔드, 백본 네트워크, 액세스 네트워크, 가입자 장치로 구성

  - 클라이언트-서버 모델로 동작

 

 3.1 IPTV Headend

    - 수신된 방송/데이터/부가 서비스 신호를 압축하고 암호화하여 IP망에 전달하는 역할 수행

     가. 수신(베이스밴드 신호처리)

        - 지상파 및 PP 신호를 source 신호를 수신, 광고 또는 자막 삽입 등의 편집을 거쳐 압축/다중화 시스템에 전달

        - Routing Switch를 통해 방송신호 분배

    나. 압축/다중화

        - SDI 및 ASI 방송 신호를 H.264로 압축하고 전송을 위해서 스트림(MPEG-2 TS)화

        - 비디오 및 오디오 MPEG-2 TS와  Data 신호를 다중화

     다. 암호화 및 IP 패킷화

        - 다중화된 TS를 Scramble에 입력하여 암호화하고, IP Packet화

        - IP packet화 한 신호는 네트워크 스위치로 입력되고, 최종 송출

     라. 운영관리

        - 채널정보 관리 등 전반적 시스템의 운용 및 고객관리, 상품관리

     마. 부가 서비스 시스템

         - EPG(Electronic Program Guide System)

         - DBS(Data Broadcasing System)

 

 3.2 Backbone(Core) Network

    - Multicast streaming, QoS 보장

 

 3.3 Access Network

    - Core Network에서는 모든 채널이 전송되나 가입자망에서는 원하는 채널만 선택되어 전달

    - 가입자별 QoS 보장

 

 3.4 Subscriber Premise

    - IP-STB(Set-top Box)

 

 

 <참조> IPTV 구조 예

 <참조> IPTV UHDTV 서비스 개념도

 

4. IPTV 서비스 주요 기술

 - IPTV 서비스를 위한 주요 기술 요소는 크게 콘텐츠, 플랫폼 기술, 네트워크 기술, 단말장치 기술로 구분

 4.1 콘텐츠

    - IPTV 성공하기 위해서는 다양한 형태의 서비스가 제공되어야하고 이를 위해서는 기존 방송 콘텐츠는 물론이고 국내외 주요 콘텐츠 제공자들과의 연계가 필수적

 

 4.2 Head-end(platform) 기술

    4.2.1 동영상 압축기술

          - IPTV에 사용되는 동영상 압축기술로는 MPEG2, MPEG4, WM-9, 그리고 H.264가 있다

          - WM-9(Windows Media 9)은 마이크로소프트사가 개발한 스트리밍 오디오/비디오 포맷 멀티미디어 압축 방식으로 보통 파일을 내려 받기하고 재생하거나 내용을 스트리밍 하는데 사용

          - 현재 다수의 IP사업자가 H.264 기술 적용하고 있다

          - 음성 압축의 경우 MPEG-2 AAC 기술 적용

    4.2.2 디지털 콘텐츠 보호 기술

          - 각종 컨텐츠 및 방송미디어가 고화질화, 디지털화 되어감에 따라, CP(Contents Provider) 최대 고민은 디지털 컨텐츠를 어떻게 보호할 것이냐에 있다

          - 보편적으로 인터넷 기반의 컨텐츠 유통분야(VOD)에서는 DRM(Digital Right Management) 기술을 많이 사용해 왔으며, Cable TV, 위성방송 등 방송 분야에서는 수신제한시스템, 즉 CAS(Conditional Access System) 솔루션을 많이 사용

          - CAS와 DRM 비교

 구분  CAS  DRM
 개요  인증된 사용자만이 사용할 수 있도록 통제  암호화 기술을 이용, 디지털 콘텐츠의 불법 복제 및 유통을 방지
 암호화 방식  다단계 키 or 알고리즘  일반적으로 1개의 License key로 복호화
 장단점 비교

 장점

 - 다양한 비즈니스 모델 수용 가능

 - 하드웨어 및 소프트웨어 방식의 이중 암호화  적용으로 보안성 우수

 단점

 - 비용 고가

 - 다양한 권한 제어 불가능

 장점

- 콘텐츠 접근/배포 권한 제어 우수

- 솔루션 비용 저가

 단점

- 소프트웨어 방식의 단일 암호화 적용으로 보안성 취약

 적용사례  Cable, 위성, IPTV  VoD 사업자

 

     -CAS 인증 절차

 

    4.2.3 데이터 방송기술

          - IPTV에서의 양방향 데이터 방송 기술은 현재 표준화 진행 중에 있으며, 유럽중심의 DVB-MHP 기반의 미들웨어와 한국, 미국 중심의 ACAP 미들웨어 표준을 수용하는 방향으로 표준화 논의가 진행 중

          - 사용자의 서비스 유인 및 유지를 위한 다양한 Killer Application 발굴 및 구현이 미들웨어의 API를 기반으로 이루어지므로 안정적인 미들웨어 솔루션을 확보하는 것은 IPTV를 포함한 차세대 방송시장의 핵심 경쟁력

 

  4.3 네트워크 기술

     4.3.1 Core망 기술

           가. 인터넷의 전송방식

               - Unicast, Multicast, Broadcast

               - Unicast: 송신자와 수신자가 1:1로 데이터를 주고 받는 방식, 현재 인터넷에서 주로 사용하는 방식

               - Multicast: 멀티캐스팅을 요청하는 특정 수신자에게만 보내는 1:N 방식, 네트워크에서 데이터 수신을 원하는 수신자에게만 데이터를 전송하는 방식으로 다수의 수신자가 수신할 때 사용하며 유니캐스트보다 훨씬 효율적인 방식

               - Broadcast: 제한된 범위 내에서 모든 수신자에게 보내는 1:ALL 방식임, 송신자가 수신자의 주소를 알 수 없을 때 송신자가 사용하는 방식

 

 

              

           나. IP 멀티캐스트 Protocol

              - 멀티캐스트 패킷을 네트워크에서 전송하기 위해서는 네트워크 장비에 멀티캐스트 프로토콜이 구동되어야 함

              - 액세스망 장비: IGMP, IGMP Snooping Protocol

              - 백본/전송망:PIM-SM Protocol 

 

             <참고>

             ▶ IGMP(Internet Group Management Protocol)

               - 하나의 라우터와 여러 호스트로 구성되는 서브 네트워크 상에서 라우터 및 호스트들이 어떤 멀티캐스트 그룹에 속하는 가를 알게하기 위한 일종의 그룹 관리용 프로토콜, 즉 서브넷(로컬 네트워크) 상의 멀티캐스팅 멤버십 제어를 위한 프로토콜

               - IPTV가 Cable TV와 달리 가입자 망을 효율적으로 사용할 수 있게하는 프로토콜

             ▶IGMP Snooping

               - IGMP Snooping은 라우터와 호스트 사이에 있는 스위치가 IGMP 메세지들을 들을 수 있게하는 기능을 말함

             ▶멀티캐스트 라우팅 프로토콜

               - DVMRP(Distance Vector Multicasting Router Protocol)

               - MOSPF(Multicasting Open Shortest Path First)

               - CBT(Core Based Tree)

               - PIM-SM/DM(Protocol Independent Multicast-Sparse Mode/Dense Mode)

               - SSM(Source Specific Multicast)

  

           다. QoS

              - 현재 네트워크는 Best-Effort형 네트워크로 QoS 기능 미적용

              - 품질 보장형 Unicast 서비스(영상전화 등) QoS 적용 필요성 대두

              - IPTV의 경우 전체 네트워크 구간에 QoS 적용 필요

 

     4.3.2 Access망 기술

           - Access망의 주요 기술은 전화선(xDSL), 동축케이블(HFC), UTP케이블(LAN), 광케이블(FTTH) 등이 있으며, 가정에서 인근 통신국사까지 연결

           - 코어 네트워크에서는 모든 채널이 전송되나 가입자 망에서는 원하는 채널만 선택되어 전달되므로 가입자망의 좁은 대역을 효율적으로 사용할 수 있다

           - FTTH(Fiber To The Home)은 광섬유를 각 가정까지 직접 연결하는 것으로 IPTV서비스 뿐만 아니라 BcN의 융합 서비스가 다양화, 고도화되면서 증가되는 개인별 사용 대역폭을 쉽게 수용할 수 있는 망 구성방법이다

           - FTTH 기술은 현재 가입자당 50~100Mbps를 제공할 수 있으며, QoS를 보장하기 위한 최소 대역 보장도 다른 가입자망 기술에 비해 효과적으로 제공할 수 있어 IPTV를 위한 최종 네트워크 기술이라 볼 수 있음 

 

5. IPTV 진화

  - IPTV 1.0: Real-time IPTV, VoD IPTV

  - IPTV 2.0: Mobile IPTV

  - IPTV 3.0: Realistic/UHD IPTV, Ubiquitous IPTV(Globally Interoperable)

 

 

6. 향후 전망

 - IPTV서비스는 3A(Any time, Any device, Any place)로 정의되는 미래 유비쿼터스 미디어 환경의 기반 서비스로 발전할 것임

 - IPTV 사업자들은 기존의 비디오 채널의 고품질 프리미엄화와 VOD, PC 연계 서비스등을 통해  케이블 사업자와 차별화를 강조, 시장점유율 확대에 노력하고 있음

 - 사업자들의 노력이 국내외적으로 본격화 되고 있지만 IPTV 활성화를 위해서는 컨텐츠와 서비스 확보 등 소프트웨어적인 측면, 네트워크
인프라와 셋탑박스 등 하드웨어적인 측면 그리고 통신∙방송 융합제도 수립 등 제도적인 측면에서 해결되어야 할 과제가 산적해 있음

 - 대표적인 방송통신 융합 서비스로서 IPTV 서비스의 보급이 빠르게 확산되면서 전 세계적으로 IPTV 기술에 대한 표준화 작업이 국가별, 지역별, 그리고 관련 산업체 중심의 포럼 등을 통해 활발하게 추진

 - 미주 지역을 중심으로 한 ATIS 표준, 유럽 지역을 중심으로 한 DVB 표준이 대표적이며, IPTV 사업자 및 산업체를 중심으로 한 OIPF 표준
이 또한 개발되고 있다. 이러한 표준화 작업을 글로벌 표준으로 묶어주기 위한 활동이 ITU-T 주도로 추진되고 있는 IPTV-GSI 표준화 작업임

 

 

 

 

 

 

 

http://www.knom.or.kr/conf/knom2007/tutorials/Tutorial4.pdf

http://www.scienceall.com/contents/contents.sca?todo=archiveraw&bbsid=33&articleid=35425

http://iptv.commres.org/wp-content/uploads/service_woong.JPG

http://smartniptv.tistory.com/entry/IPTV-%EA%B8%B0%EC%88%A0%EA%B0%9C%EC%9A%94-22

http://www.scienceall.com/contents/contents.sca?todo=archiveraw&bbsid=33&articleid=35481

https://www.kocca.kr/knowledge/internal/insu/1212884_4393.html

http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?m_temp1=1716&m_search=IGMP

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Posted by 둔탱이
,

인터넷 방송

Multimedia/인터넷방송과 IPTV 2015. 9. 19. 00:20
 

1. 개요

2. 인터넷 방송 서비스 종류

3. 인터넷 방송 기술

4. 인터넷 방송시스템 구조

5. 인터넷 방송 트래픽 전송 구조

 

 

 

 

 

1. 개요

 - 인터넷 방송이란 동영상, 데이터 정보 등의 콘텐츠를 푸시(Push) 및 스트리밍(Streaming) 기술을 기반으로 인터넷 또는 고속망을 통해 실시간으로 전송하는 기술

 - 인터넷 방송은 기존 방송과는 달리 사용자 스스로가 원하는 방송 시간과 내용을 선정, 재구성하여 시간/공간의 제약 없이 수신할 수 있음

 - 인터넷 방송은 Best Effort Multicasting 방식인 반면 IPTV는 QoS가 보장된 Multicasting 방식이다

 - 인터넷 방송이 기존 공중파 방송보다는 서비스 이용자가 한정돼 있지만, 주문형 뉴스/교육 서비스, 원격 진료, 원격 강의 등의 분야에서 활발히 이용됨



2. 인터넷 방송 서비스 종류

  - 인터넷 방송을 통해 제공되는 서비스는 전송방식에 따라 크게 다음 두 가지로 구분된다

 2.1 주문형(On-demand) 서비스

     - 'Pull 서비스' 모델

     - 개별고객의요구에따라컨텐츠종류,타입및전송 속도등이달라질수있으며,고객은원하는 시간대에 원하는 콘텐츠를 수신할 수있다. 또한,고객의 요구에 따라 반복재생 등의 콘텐츠 조작이 가능

  2.2 생중계(live broadcasting) 서비스

      - 인터넷 생중계 서비스는 “push service” 모델에 해당

      - 방송으로 비유하면 녹화방송이 아닌 특정 이벤트의 실황중계에 해당

  

3. 인터넷 방송 기술

 3.1 영상/오디오 압축 기술

 3.2 IP Multicasting

 3.3 Push 및 Streaming 기술

     가. Push 기술

        - 이용자가 정보를 얻기 위해 웹사이트를 일일이 찾아볼 필요가 없이 정보제공자가 주기적으로 컴퓨터 화면에 직접 밀어넣어(Push)주는 기술

        - 현재 PC 통신사들이 제공하고 있는 뉴스 속보와 유사한 형식의 서비스를 가능하게 해줌

     나. Streaming 기술

        - 실시간 영상 압축복원기술

        - 인터넷상에서 동영상, 오디오 및 멀티미디어를 보고 듣는데 필수적 기술로 파일을 다운로드 함과 동시에 재생해주므로 실시간 효과를 극대화시키는 기술임      


4. 인터넷 방송시스템 구조

 - 서버의 경우 실제 배치에 따라 약간씩 차이가 있겠지만 대개 웹 서버와 스트리밍 전송을 담당하는 스트림 서버로 구성된다

 - 또한, 콘텐츠를 생성 혹은 가공하는 인코더와 생성된 콘텐츠를 저장하는 스토리지 디바이스 등이 요구

 - 주문형 서비스의 경우, 스토리지 디바이스에 저장된 컨텐츠가 스트림 서버를 통해 고객에게 전달되며, 생방송 서비스의 경우 인코더를 통해 생성된 컨텐츠는 곧바로 스트림 서버를 통해 고객에게 전송된다.

 - 고객이 CP(Contents Provider)의 웹 서버에 접속하 여 관련 컨텐츠를 요청하면, 웹 서버는 생방송/주문형서비스 및 콘텐츠요구에 따라 적절한 스트림서버를 선택하고, 선택된 스트림 서버는 인터넷을 통해 고객에게 데이터를 전송


5. 인터넷 방송 트래픽 전송 구조

  - 인터넷 데이터 전송방식은 크게 유니캐스트와 멀티캐스트로 구분


  - 주문형 서비스처럼 개별 고객의 특성화에 기초한 콘텐츠 전송에는 유니 캐스트 전송이 적합하지만, 생방송 서비스의 경우 동시에 수많은 가입자에게 콘텐츠를 전송해야 함에 따라 네트워크 자원의 효율성 측면에서 멀티캐스트 전송이 절실히 요구

 5.1 Unicast

     - 현재 인터넷 방송 서비스에서 가장 많이 사용되는 전송 방식으로, 송신자와 각 개별 수신자간에 TCP/IP 혹은 UDP/IP 유니캐스트 연결을 통해 데이터 패킷이 전송

     - CP 송신자와 각 수신 고객간에 개별적인 유니캐스트 연결을 통해 데이터가 전송된다. 각 수신자는 CP의 웹 서버에 접속하여 콘텐츠를 요청하고 CP는 스트림 서버를 이용하여 해당 콘텐츠를 전송

     가. 장점

        - CP와 고객간에 직접적인 연결이 설정되므로 CP 입장에서 개별 고객에 대한 접속 정보, 콘텐츠 이용 정보 및 트래픽 통계자료 등을 쉽 게 얻을 수 있어 과금 및 고객관리 정책을 수립하기에 유리하다.

      나. 단점

        - 접속자 수 만큼의 유니캐스트 연결이 설정되므로 많은 네트워크 대역폭이 요구되며, 송신 서버 시스템의 부하가 많이 걸린다

        - 대규모 그룹으로 구성되는 인터넷 방송서비스 및 생방송 서비스에 적용하기에는 많은 한계를 지닌다.

    

 

  5.2 중계기 서버 기반 유니캐스트 중계(Relay Server based Unicast Relay)

      - 지역별 혹은 ISP 도메인별 중계기 서버(relay server)가 위치하여, CP의 송신 트래픽을 수신자에게 중계해 주는 방식이다. CP에서 중계기 서버 및 중계기서버에서 수신 고객간에는 모두 유니캐스트 연결을 사용한다.

      - 송신 트래픽은 각 중계기 서버에 유니캐스트로 전송되며, 개별 고객들을 지리적으로 가까운 위치의 중계기서버로부터 유니캐스트 연결을 통해 인터넷 방송 데이터 스트림을 수신하게 된다.

      - 최근 주목을 받고 있는 CDN 기술은 “중계기 서버 기반 유니캐스트 중계” 방식의 대표적인 예

      가. 장점

         - 기존의 ‘Pure Unicast’ 방식에 비해 네트워크 대역폭 및 송신시스템 자원의 이용 측면에서 효율적이다

         - 가까이에 있는 중계기 서버로부터 데이터를 수신하기 때문에 데이터 전송의 품질을 향상시킬 수 있다

         -CDN의 경우 각 CP는 콘텐츠들을 미리 여러 대의 CDN 중계기서버에 분배해 놓는다. 고객이 웹 서버 등을 통해 컨텐츠 전송을 요구하면 CP는 고객과 가까이에 위치한 최적의 CDN 중계기서버를 찾아 고객에게 응답하고 고객은 해당 중계기서버에 접속하여 콘텐츠를 수신
      나. 단점

         - 생중계 서비스의 특징은 수많은 동시 접속자와 실시간 데이터의 seamless 전송에 있는데 비해, CDN은 기본적으로 유니캐스트 중
계 전송에 의존하므로 동시 접속자 수가 급격히 증가하는 경우 대처 능력에 한계


  5.3 멀티캐스트(Pure Multicast)

       - CP는 웹 서버를 통해 멀티캐스트 세션을 생성하고, 고객들에게 멀티캐스트 데이터를 수신하기 위해 필요한 세션 정보를 공지한다. 고객들은 CP의 웹 서버로부터 관련 정보를 얻은 후 멀티캐스트 세션에 가입하고 네트워크에서 멀티캐스트 연결을 설정한다. 이러한 과정을 통해 네트워크 라우터간에 멀티캐스트 트리가 형성 

       - CP가 전송한 데이터는 네트워크의 멀티캐스트 트리를 통해 각 고객들에게 전달된다. 별도의 중계기서버는 사용되지 않는다.

      가. 장점

         - 멀티캐스트 방식은 수많은 동시 접속자를 갖는 인터넷 생중계 방송 서비스에 매우 적합한 전송방식이며, 이론적으로 무대의 수신자들에게 전달될 수 있다. 또한, 수신자에 도달하기까지 패킷 전송이 모두 네트워크 계층에서 이루어지므로 패킷 전송시간이 매우 짧다.

      나. 단점

         - 생중계 서비스에는 적합한 반면에, 개별 고객에게 특성화된 콘텐츠 및 품질을 제공하는 주문형 방송 서비스에는 적합하지 않은 측면이 있다


  5.4 중계기서버 기반 멀티캐스트 (Relay Server based Multicast)

      - 멀티캐스트가 지원되지 않는 인터넷 백본망에서는 — ISP 간 IX(Internet eXchange)포함 — 유니캐스트 연결을 사용하고, 멀티캐스트가 지원되는 지역 망에서는 중계기서버를 이용하여 개별 고객과의 멀티캐스트 연결을 사용

      - CP에서 각 지역 망의 중계기서버까지는 유니캐스트 연결을 이용하여 데이터를 전송하고, 중계기서버는 개별 고객들에게 멀티캐스트 연결을 통해 데이터를 전송

      - 유니캐스트와 멀티캐스트의 혼합 전송 방식으로서, 멀티캐스트 도입 전망에 따른 현실적인 대안


  5.5 전송방식별 비교 분석

   유니캐스트  중계기서버 기반
유니캐스트		  멀티캐스트  중계기서버 기반
멀티캐스트
 Target service  주문형  주문형  생중계  생중계
 자원 이용 효율성  매우 낮음  낮음  매우 높음  높음
 동시 접속자 수  매우 적음  적음  매우 많음  많음
 콘텐츠 및 고객 관리  용이함  비교적 용이함  별도관리 요구됨  별도관리 요구됨
 전송서비스 품질  낮음  높음  매우 높음  높음
 



 



http://protocol.knu.ac.kr/pub/2002-6-trend.pdf

인터넷방송을 위한 멀티캐스트 기술동향.pdf


http://linuxism.tistory.com/1267

Steaming_기술_이해.pdf



 

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