인터넷 속도 느려도 고화질 영상 끊김없이 본다

2018.10.30 15:11
KAIST 연구진이 개발한 기술을 적용하면 인터넷 속도가 느려도 고화질 전송이 가능하다. 일반 동영상 회질(왼쪽)과 관련기술을 적용한 화질(우). KAIST 제공.
KAIST 연구진은 인공지능(AI)을 이용해 인터넷 속도가 느려도 고화질 전송할 수 있는 기술을 개발했다. 사진은 일반 동영상 회질(왼쪽)과 관련기술을 적용한 화질(우). KAIST 제공.

인터넷으로 TV나 영화를 시청할 때 영상이 수시로 뚝뚝 끊어지거나 화질이 떨어지는 현상을 막는 방법이 국내에서 개발됐다. 인터넷 속도가 떨어지는 환경에서도 고화질(HD) 비디오 시청이 가능하고 UHD 방송은 물론 가상현실, 증강현실 콘텐츠에서 쓰일 핵심 기술이 될 것으로 기대된다.

 

KAIST 전기및전자공학부 신진우·한동수 교수 연구진은 인공지능(AI)의 핵심기술인 딥러닝(심화학습)을 이용해 동영상을 끊김없이 전송하는 기술을 개발했다고 30일 밝혔다.

 

동영상 서비스인 유튜브와 넷플릭스에서 사용하는 동영상 전송 기술은  ‘적응형 스트리밍’이란 기술을 이용한다. 영상을 실시간 전송하는 기술로, 인터넷 속도가 느려지면 화질을 낮춰 끊어지지 않게 한다. 하지만 최대한 고화질을 유지하면서도 영상은 중도에 끊기지 않도록 하는데는 한계가 있다.

 

연구진은 적층형 스트리밍에 ‘심층 콘볼루션 신경망’이라 불리는 인공망 기술을 얹어 이 문제를 해결했다. 기존에 긴 영상을 짧은 시간의 여러 비디오 조각으로 나눠서 받는다는 점에 착안하고, 컴퓨터 AI 신경망 소스를 여러 개로 쪼갠  다음 비디오 조각과 함께 보낸다. 영상을 재생할 컴퓨터는 이렇게 보내준 소스를 분석하고, 인터넷 속도가 느려 일부 영상이 유실되거나 늦게 도착해도 고화질 영상을 복원해 재생할 수 있다. 실험 결과 최대 속도의 26.9%에 머무는 인터넷 환경에서도 똑같은 체감품질(QoE)의 영상을 볼 수 있었다. 속도가 동일할 경우 화질을 40%더 높일 수 있다.

 

한 교수는 “지금은 책상용 컴퓨터에서 구현했지만 향후 스마트폰 등 모바일 기기에서도 작동하도록 발전시킬 예정”이라며 “현재 기업에서 사용하는 비디오 전송 시스템의 성능을 그대로 높일 수 있기 때문에 실용화 가치가 크다”고 말했다.

 

이번 연구 결과는 이달 10일 열린 컴퓨터 시스템 분야의 학술회의 ‘유즈닉스 OSD’에서 공개된데 이어 최근 국제 특허 출원을 완료했다.
 

서버로부터 영상이 전송된 후 저화질의 비디오가 고화질의 비디오로 변환되는 과정. KAIST 제공.
서버로부터 영상이 전송된 후 저화질의 비디오가 고화질의 비디오로 변환되는 과정. KAIST 제공.

 

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