코덱 (Codec)?  H.264/MPEG-4 AVC 와 H.265/HEVC

최근 스마트폰이나 테블릿을 통해 FULL HD 급의 선명한 영상을 끊김 없이 보는 것은
더 이상 새롭지 않은 일상이 되었다. 불과 몇 년 전까지만해도 HD 급의 화질은 커녕
별로 좋지 않은 SD 급 화질의 영상을 유선망에서 조차 버퍼링이 발생하는 것을 참으며
영상을 감상했던 것을 떠오르면 놀라운 기술의 발전이 아닐 수 없다.

언제부터 우리는 이런 고화질의 영상을 무선망에서도 끊김 없이 볼 수 있게 된 것일까?

네트워크 환경이 2G, 3G 망에서 FTTH, LTE 로 좋아지고, 클라이언트 기기의 스펙이
좋아진 것도 있겠으나, 영상 서비스의 핵심이라 할 수 있는 코덱(Codec)에 대해 살 펴보고자 한다.

코덱(Coedc) 의 사전적 의미는  어떠한 데이터 스트림이나 신호에 대해, 인코딩이나 디코딩,
혹은 둘 다를 할 수 있는 하드웨어나 소프트웨어를 일컫는다. 또, 이를 위한 알고리즘을 가리키는
용어로도 쓰인다. 전기 통신분야의 용어로는 디지털 회신, 곧 송수신 장치를 뜻하였으며,
“부호기”, “복호기”를 합쳐 불렀다. 코덱에는 데이터 압축 기능을 사용하여 자료를 압축하거나
압축을 푸는 소프트웨어나, 소리, 동영상 등의 자료를 다른 형식으로 변환하는 장치 및 소프트웨어가
포함된다.

일반적으로 코덱 이라고 하면 영상, 음향등 미디어 정보를 압축하는 기술을 가리킨다.

압축하는 기술이 세대를 거듭하면서 보다 높아진 성능의 버전이 나오고 있으며, 관련 표준은 아래와
같이 제정되고 있다.

현재 H.264/MPEG4 기술 표준 외에도  Google 의 WebM (2009년 VP8 동영상 코덱 개발 업체인 On2 테크놀로지 인수),
Xiph.org 재단에 의해 개발된 오픈 포맷인 손실 압축 비디오 압축 포맷인 Theora,
MS사 주도로 만든 SMPTE 조직에서 표준으로 채택한 코덱 VC-1 (H.264/AVC 코덱을 바탕으로 만듬) 등이 있다.

그렇다면, 압축률이 높아지면 무엇이 좋아지는 것일까?
최근 스마트폰과 테블릿 보급의 영향으로 H.264 와 근래 이슈가 되고 있는 HEVC (Hight Efficiency Video
Coding / H.265) 의 성능 차이를 그림으로 비교해보면 다음과 같다.

위 그림에서 볼 수 있듯이 성능이 좋은 코덱이란 적은 자원을 가지고도 동일한 품질의 영상을 서비스
할 수 있게 해 주는 것이다.  그러므로써 스토리지, 네트워크에 들어가는 비용은 절검하고 높은 품질의
서비스를 제공할 있게 된다.

H.264/MPEG-4 파트 10 또는 AVC(Advanced Video Coding, 고급 영상 부호화)는 영상 압축 표준의 하나로,
현재 고선명 비디오의 녹화, 압축, 배포를 위한 가장 일반적인 포맷 가운데 하나이다.
H.265 표준이 도래하기 전까지 매우 높은 데이터 압축률을 자랑하였다.

현재 비메오, 유튜브, 아이튠즈 스토어 영상 등의 인터넷 스트리밍 서비스와 어도비 플래시 플레이어 및
MS 실버라이트 등의 웹 소프트웨어, 다양한 HDTV 방송에 널리 사용되고 있다.

H.264는 영상 코딩 기술을 사용 환경에 맞게 특정 기술들만을 사용하도록 설정한 프로파일을 이용한다.
최초 표준에는 Baseline, Main, Extended 프로파일이 있으며, 추후에 확장되면서 High 프로파일이 추가되었으며,
세부적으로는 약 21개 이상의 프로파일이 존재한다.

•Baseline Profile
최초 표준에 포함되었으며, 모바일 방송과 같은 저전력, 저 해상도에 적합한 기술들로 이루어진 프로파일

•Main Profile
압축률을 최대한 높이기 위한 기술들로 이루어진 프로파일

•Extended Profile
스트리밍 환경에 적합한 기술들로 이루어진 프로파일

•High Profile
High Profile은 확장 표준안이며, 세부적으로 다양한 프로파일이 존재
High Profile은 고선명 영상을 얻을 수 있게하고, 높은 해상도와 색상 정보를 포함하면서도 낮은 대역폭을 요구하는 것이 특징

H.265 / HEVC 고효율 비디오 코딩(High Efficiency Video Coding)는 H.264/MPEG-4 AVC의 성공에 힘입어 개
발에 착수한 차세대 동영상 부호화 기술이다.  현재 표준으로 확정된 HEVC Main Profile은
H.264/AVC High Profile 과 비교하여 주관 화질 기준 두배, 객관 화질 기준 1.5배 가량의 압축률을 보여주고 있다.

하지만, 이러한 기술적인 잇점에도 불구하고 지금 바로 H.265 를 도입하여 인코딩을 하기 위해서는
지나치게 많은 인코딩 시간, 높은 스펙의 인코딩 하드웨어가 필요하다는 점, 그리고, 이를 재생하기
위한 전용 플레이어 모듈을 별도로 도입해야 한다는 점들로 인해 상당수의 동영상 서비스 회사들이
본 기술을 사용하는데 주저하고 있는 것이 현실이다.

다음 시간에는 디지털 음성 스트림과 영상 스트림에 대해 다양한 종류의 형태로
기록하고 변환할 수 있는 FFmpeg 프로그램에 대해 알아보도록 하겠다.

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