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본 기술은 방송 콘텐츠를 고가의 전문 편집 장비를 활용하지 않고 콘텐츠 제작자가 낮은 비용으로 HD 방송 콘텐츠를 쉽고 빠르게 제작할 수 있도록, 대용량 저장, 다양한 접속, 고성능 연산 기능을 제공하는 클라우드 컴퓨팅 환경 기반에서 HD 콘텐츠를 고속으로 압축, 편집하기 위한 핵심 기술 및 솔루션이다. 본 기술을 속도 및 압축률 차원에서 우수한 분산/병렬 코덱 기술(MPI 기반 분산/병렬 HEVC RExt HD 인코더/디코더)과 가상의 VM 클러스터상에서 인코딩/편집 작업을 수행할 수 있도록 하는 제작 서버/단말 기술로 구성된다. 기술의 주요 특징은 다음과 같다.
■ 오픈스택 플랫폼 상의 SW 형태로 구성
■ 개인 PC및 노트북에서 프록시 미디어 기반의 원격 편집작업 지원
■ 고속 HEVC RExt 부복호화 지원 (HD 422 10bits, 실시간 2배속(60fps))

최근 전 세계적으로 클라우드 컴퓨팅 기술이 급속하게 보급되고 있으며, 특히 ‘12년 이후 방송 산업계에 클라우드 컴퓨팅 기술이 꾸준히 확산되고 있다. 특히 Big Broadcast Survey 방송산업 글로벌 트렌드 지수에 따르면 클라우드 기반의 방송 서비스는 ‘15년에 사업 우선 순위 5위에 랭크될 만큼 그 영향력이 커지고 있다. 신속성, 유연성, 저비용이 가능한 클라우드 컴퓨팅 기술의 장점을 바탕으로 방송 미디어 제작, 전달, 유통, 소비에 이르는 전 과정에서 클라우드 컴퓨팅 기술은 진화하고 있다. 대표적으로 Netflix는 2008년부터 자사의 IDC를 AWS(Amazon Web Service)로 이전하였으며, 스트리밍, 트랜스코딩, 콘텐츠 저장 등 모든 운용을 AWS 상에서 처리하고 있다. 또한 국내에서도 KBS는 2015년 2월 오픈스택 클라우드 기반의 방송 제작 시스템 구축하고 외주 자막 제작 작업을 자사의 클라우드 상에서 수행할 수 있는 환경을 구축하였다. Devoncroft IBC2015에 따르면 향후 방송 장비 형태는 HW 전용 장비에서 SW 중심으로 패러다임이 이동할 것으로 예상되며, 이는 클라우드 환경에 매우 적합한 형태의 방송 제작 생태계가 점차 구축되고 있음을 의미한다.
그러나 방송 제작 중 가장 핵심 요소에 속하는 부호화 및 편집 작업은 상당한 연산량을 요구하는 작업으로 현 클라우드 플랫폼의 단일 가상머신(VM;Virtual Machine)상에서 작업을 수행할 경우 많은 시간이 소요된다. 특히 AVC 이후의 부호화 표준인 HEVC 부호화의 경우 제작용 고비트율 부호화에 매우 긴 작업시간이 소요되어 방송 현장에 적용하기 어려운 면이 있다. 위와 같은 기술 장벽을 해소하기 위해서는 속도 및 압축률 차원에서 우수한 분산/병렬 코덱 기술과, 분산/병렬 코덱의 작업을 지원하는 가상 VM 클러스터의 운용 기술이 필요하며, 이는 본 이전 기술을 통해 확보할 수 있다.

클라우드 기반 HD 미디어 제작 시스템은 다음과 같은 특징 및 장점을 가진다.
■ 스튜디오 편집용 고충실도 영상 분산/병렬 부호화 기술
- 최신 비디오 부호화 기술을 이용한 HEVC RExt 기반의 실시간 2배속 부/복호화 지원 (60fps, HD, 4:2:2, 10bit, 30p)
- 편집에 용이한 예측 구조를 이용하며, HEVC RExt All Intra 구조 대비 20~30% 압축률 향상
■ 클라우드 기반 HD 고속 편집 기술
- 낮은 성능의 단말에서도 고속 원격 편집 가능하도록 고속 미디어 출력 지원 (실시간 2배속, HD, 4:2:2, 10bit, 30p)
■ 실감미디어 제작플랫폼 기술
- 클라우드 자원 동적 분배를 통한 자원 효율성 증대
- OpenStack 기반 미디어 제작 플랫폼 구축 및 REST 기반의 자원관리 API 제공을 통한 다양한 플랫폼 및 응용분야에서의 활용성 제고

가. 기술이전의 내용


클라우드 기반 HD 미디어 제작 시스템(이하, 제작시스템)이 동작하는 클라우드 제작 플랫폼은 공개 클라우드 플랫폼인 OpenStack Icehouse 버전을 사용하고 있으며, 그림 2-1과 같이 구성되어 있다. 그림 2-1은 사설 클라우드를 이용하여 클라우드 제작 플랫폼을 구축한 경우이며, 10대의 컴퓨트 노드를 사용하는 예이다. 컴퓨트 노드의 수는 본 기술의 활용 시나리오에 따라 늘어나거나 줄어들 수 있다. 본 기술의 다른 활용 예로 퍼블릭 클라우드 서비스를 이용할 수 있다. 퍼블릭 클라우드 자원을 이용할 경우 복수의 가상머신에 본 기술의 S/W를 구동시켜 가상 클러스터를 구축할 수 있다. 즉 본 기술을 활용하기 위해서는 사설 클라우드 플랫폼을 직접 구축하거나 또는 퍼블릭 클라우드 서비스를 이용하여 클라우드 자원을 확보하여야 한다. 하나의 초저지연 GOP의 시간 길이는 0.2초 이내이며, 컷 편집이 용이 하도록 그림2-3에서와 같이 한 GOP 내의 모든 인터 프레임들은 동일한 인트라 프레임만을 참조하고 있다. 컷편집 용이성의 일 예로 GOP 중간인 b2부터 cut을 수행해야 할 경우를 예를 들어 설명한다. b2가 포함된 GOP보다 앞선 모든 GOP들을 버리고, 현재 GOP의 b1을 버린다. b2가 디코딩 되기 위해서는 I1이 필요하므로 cut된 데이터에서 I1을 그대로 포함한다.
편집 작업은 먼저 일반 PC에서 제작 단말 S/W를 사용하여 인터넷으로 제작 서버S/W에 접속을 한다. 접속이 성공하면 사용자는 단말 GUI를 이용하여, 클라우드 스토리지에 저장된 편집 미디어를 브라우징 하면서 필요한 구간을 선택을 통해 컷 편집 작업을 수행한다. 컷 편집 작업이 완료되면 편집 결과를 클라우드 스토리지에 출력한다. 이때 출력은 MPI 기반의 HD 컷 편집기 및 HEVC RExt HD 인코더/디코더를 통해 실시간 2배속이상으로 처리된다. 생성된 MXF 파일은 단말로 다운로드 할 수 있다. 이때 클라우드 스토리지에 저장된 HD 편집 대상 원본 미디어를 인터넷을 통해 원격으로 고속으로 편집할 수 있도록 qHD(960x540)프록시 미디어로 변환되어 스트리밍된다. 스트리밍 미디어는 AVC 기반 MP4 포맷으로 구성되며, 제작 단말에서는 이를 디코딩하고 화면에 디스플레이 한다.

더불어 본 시스템은 오픈스택을 기반으로 제작 단말의 요청에 따라 동적으로 HD 미디어 제작 플랫폼 상의 자원에 대한 운용 및 관리 기능을 제공하는 REST (Representational State Transfer) 타입의 API를 제공하며, 구체적으로 제공 기능은 다음과 같다.
- 계정 인증 기능
- VM 인스턴스 생성/삭제/일시정지/재실행 기능
- 네트워크 자원, 볼륨 스토리지 할당/삭제 기능
- 공용 스토리지 내 오브젝트 및 컨테이너 생성/획득/삭제 기능

나. 기술이전의 범위

■ 클라우드 기반 HD 미디어 제작 시스템 S/W: 소스 코드 및 실행 파일
- MPI 기반 분산/병렬 HEVC RExt HD 인코더/디코더 S/W
? MPI 기반 실시간 2배속 HEVC RExt HD 인코딩/디코딩 기능 제공
- MXF 패키저/디패키저 S/W
? MXF 패키징/디패키징 기능 제공
- 제작 서버 S/W
? 편집 명령 처리 기능 제공
? 동작 환경: . 오픈스택 클라우드(버젼 Icehouse)상의 가상 머신(Win7 64bit). 동작 가상 머신: Window 7 64bit. 개발 언어 및 도구: C/C++, Visual Studio 2010
- 제작 단말 S/W
? 컷편집 기능 제공
? 스트리밍 HD 미디어 재생 기능 제공
? 동작 환경: . Windows 7 이상 (Intel i7 프로세서 권장), FFMPEG 설치 필요
■ 관련 특허의 통상 실시권
■ 관련 기술 문서
■ 클라우드 기반 HD 미디어 제작 시스템 시험 절차 및 결과서

클라우드 기반 HD 미디어 제작 시스템은 아래 분야에 적용 가능하다.
■ 방송 콘텐츠 제작 분야
- 스튜디오용 영상 편집/압축/변환에 이용
- 낮은 성능의 단말에서도 고속 원격 편집을 지원함으로써 장비 구축 및 운용 비용 절감 가능
- 제작 미디어 압축률 향상을 통한 저장/네트워크 비용 절감 가능
■ 개인미디어 제작 분야
- 개인 제작용 영상 편집/압축/변환 서비스 제공 가능
- 제작 미디어 압축률 향상을 통한 저장/네트워크 비용 절감 가능