인터넷 느려도 "고화질영상 재생 가능"
인터넷 느려도 "고화질영상 재생 가능"
  • 이상진
  • 승인 2018.10.31 13:35
  • 조회수 4008
  • 댓글 0
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달팽이 속도 같은 인터넷 환경 탓에 고화질 영상을 보기 어려웠던 독자 여러분께 희소식이 도착했습니다. 네트워크 환경이 좋지 않아도, 대역폭이 좁아도, 초고화질 영상을 볼 수 있는 기술이 개발됐다고 합니다.

 

으악! 출처:https://www.youtube.com/watch?v=Sb-124LIpGc
으악 느려! 출처: 유튜브/nurinori

신진우, 한동수 교수가 이끄는 KAIST 전기및전자공학부 연구팀은 열악한 환경에서도 고품질, 고화질의 비디오 시청이 가능한 새로운 기반 기술 개발에 성공했다고 30일 밝혔습니다. 이번 연구는 컴퓨터 시스템 분야의 유명 학술회의인 <유즈닉스 OSDI>에 지난 10일 발표됐고 현재 국제 특허 출원을 완료한 상태라고 합니다.

 

관련 전문가들은 이번에 개발된 기술이 열악한 인터넷 환경에서도 고품질·고화질(HD)의 비디오 시청이 가능할 뿐 아니라, 4K·AV·VR 등을 시청할 수 있는 기반 기술이 될 것이라 전망하고 있습니다. 정말 대단하죠?

 

짝!짝!대단해요! 출처:https://www.youtube.com/watch?v=zAE9YIWbWEo
박수 쳐줄게 짝!짝! 출처: 유튜브/Scopian01

KAIST 연구팀은 시시각각으로 변하는 인터넷 대역폭에 맞춰 스트리밍 중인 비디오 화질을 실시간으로 조절하는 기존의 '적응형 스트리밍'의 알고리즘 개발에 한계가 있다고 진단했습니다. 

 

그래서 연구팀은 새로운 알고리즘을 찾기보다 다른 접근 방향을 모색했습니다. 치열한 연구 끝에 연구팀은 '딥러닝기술'에 주목했고, 마침내 '적응형 스트리밍'에 딥러닝 기반의 '초해상화 기술'을 접목해 대역폭에 의존하는 기술적 한계를 극복해냈어요.

 

원리는 '게릴라전' 비슷

 

비디오 서버에서 비디오와 신경망이 동시에 전송되는 과정. 출처:KAIST
비디오 서버에서 비디오와 신경망이 동시에 전송되는 과정. 출처: KAIST

기존의 '적응형 스트리밍'은 비디오를 재생할 때 짧은 시간 여러 비디오 조각으로 나눠 다운받는데요. 이를 위해 비디오를 제공하는 서버에서는 비디오를 미리 일정 시간 길이로 나눠 준비합니다. 

 

이런 과정에 비디오 서버가 실시간 비디오를 전송하는 동시에, 잘게 잘린 비디오를 다운받는 사용자PC의 GPU에 '신경망'을 보내 심는 것이죠. 이렇게 사용자 진영으로 보내진 '신경망'들이 불안정한 네트워크 탓에 저화질로 전송되는 비디오 조각들을 고화질로 바꿉니다. 신경망은 최대 2MB 크기인데요. 사용자의 컴퓨터 사양을 고려해 다양한 크기의 신경망이 제공된다고 합니다.

 

저화질의 비디오가 고화질의 비디오로 변환되는 과정. 출처:KAIST
저화질의 비디오가 고화질의 비디오로 변환되는 과정. 출처:KAIST

이때 전달되는 '신경망'들은 각 비디오에 대해 미리 학습된 상태여서 실시간 병렬 처리가 가능하다고 해요. 위의 사진과 같이 GPU에 저장된 학습된 신경망들이 1080p가 아닌 상태의 모든 비디오들을 1080p로 변환합니다. 

 

연구팀은 '초해상화 기술' 시스템을 이용하면 최대 26.9%의 적은 인터넷 대역폭으로도 최신 적응형 스트리밍과 같은 품질을 체감할 수 있고, 동일한 인터넷 대역폭의 조건에서는 사용자들에게 최신 적응형 스트리밍보다 평균 품질이 40%가 높은 비디오 서비스를 제공하게 된다고 설명했습니다. 

 

비디오 시청 중 다운받은 저화질 비디오(왼쪽) 초해상화 기술을 이용해 복원한 비디오(오른쪽). 출처:KAIST
비디오 시청 중 다운받은 저화질 비디오(왼쪽) 초해상화 기술을 이용해 복원한 비디오(오른쪽). 출처: KAIST

위의 사진은 KAIST 연구팀이 개발한 '초해상화 기술'을 이용해 복원한 실시간으로 전송되는 농구 경기의 비디오입니다. 차이가 느껴지시나요? 

 

연구팀은 현재 데스크톱에서만 구현되는 기술을 모바일 기기에서도 작동하도록 발전시킬 예정이라고 밝혔는데요. 데스크톱 보다 네트워크 사양이 낮은 모바일 기기에 더욱 적합한 기술인 만큼, 업계의 관심이 쏠립니다.


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