ETRI 기술이전 홈페이지

제안하는 기술은 HEVC 표준 기반의 부호화 기술을 이용하여 HEVC Main 10 프로파일 기반으로 UHD(4K) 영상을 고속으로 부호화 할 수 있는 기능을 제공한다.
HEVC에서 제공하는 참조 SW인 HM (HEVC Test Model)은 4K UHD 영상에 대한 실시간 또는 고속 부호화를 위해 매우 큰 복잡도를 요구하는 반면, 본 기술은 화질의 열화를 최소화 하면서 단일 UHD 영상에 대해서는 평균 8fps 이상, 8 Slice로 나누어 1 서버당 2개의 Slice를 처리하도록 할 경우, 약 35fps 이상으로 고속 부호화가 가능하다.
또한 HEVC Main 10 프로파일을 지원하여 8비트는 물론 10 비트 색상 공간을 가진 영상을 HEVC로 부호화할 수 있으며 HDR/WCG 같은 차세대 영상 색상 공간에 대한 대응도 가능하다.

- 일본, 미국, 유럽 등 선진국에서는 Post-HD 시장을 선점하기 위해 3DTV 및 UHDTV (Ultra High Definition TV) 방송 분야에서 치열한 기술개발 경쟁이 진행 중이며, 향후 수년 이내 UHD급 화면 해상도를 가지는 UHD 방송 서비스 시대가 본격적으로 도래 할 것으로 예상된다. 특히, 국내외 전시회 및 케이블/위성/IP망에서 UHDTV 서비스가 시범적으로 시연됨에 따라 관련 시장이 조기에 열릴 것으로 예상되고 있으며, 이로 인해 UHDTV 서비스를 위한 핵심 기술인 HEVC 실시간 또는 고속 부호화기의 필요성이 날로 증대 될 것으로 예상된다.
- HEVC 부호화기는 UHD급 방송 서비스에 필수적으로 요구되는 핵심 기술이며, 최근 출시되는 고성능의 모바일 단말(Tablet 및 Smart Phone)을 통해 Full-HD 이상의 화면 해상도를 제공할 수 있는 UHD급 고품질 콘텐츠에 대한 수요가 늘어나고 있기 때문에 HEVC 부호화기 개발이 국내외적으로 활발히 전개될 것으로 예상된다.
- 제안하는 “HEVC Main 10 프로파일 지원 UHD 비디오 고속 부호화 기술”의 목적은 조속한 시점에 열릴 것으로 기대되는 UHDTV 관련 방송통신융합 환경에서 핵심 기술로 요구되는 UHD(4K) 고속 부호화 SW를 개발하여 기술 종속성이 심한 국내 방송장비 산업의 활성화 및 중소기업의 차세대 방송시장 진입 기회를 확대하기 위한 것이다. 또한, 기존 방송산업 분야나 방송장비 제조업체뿐만 아니라 유무선 인터넷을 기반으로 하는 IP 기반의 각종 콘텐츠 솔루션 업체들에게도 한정된 네트워크 자원 하에서 HD급 혹은 UHD급의 고품질 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있는 HEVC 부호화 기술을 제공함으로써 국내 방송통신 융합 산업의 활성화에 기여하고자 한다.

- 소프트웨어로 구성된 고속 영상 부호화기 기술로서 기술의 유지 및 보수가 용이하며 성능 업그레이드 등이 용이함과 동시에, HW 플랫폼에 따라 다양한 응용 및 제품을 만들 수 있다.

단계 : 6 기술의 성숙도란?

<적용 분야>
- UHD(4K) 지원 실시간 지상파/케이블/위성 방송 서비스
- 네트워크 기반 UHD(4K) 지원 IPTV/VoD 서비스
- UHD(4K) 지원 각종 멀티미디어 서비스

<기대 효과>
- 본 이전기술은 다수의 서버로 구성된 네트워크 기반 분산처리 구조의 고성능 HEVC 실시간 인코더 시스템 개발에 적용 가능하며, 이를 통해 UHD(4K)급 방송 서비스를 제공할 수 있음

제안하는 기술은 HEVC에서 제공하는 참조 SW인 HM (HEVC Test Model)을 기반으로 화질 열화를 최소화 시키면서 최대한의 속도를 구현할 수 있도록 HEVC 인코더 고속 부호화 알고리즘 기술, Frame/GOP/Tile 기반 병럴처리 기술, Slice 기반 분산 처리 처리 기술, Intel SIMD 기반의 인코더 Acceleration 기술 및 기타 SW 최적화로 구성되어 있다. 상기 기술을 적용함에 따라, “HEVC Main 10 프로파일 지원 UHD 비디오 고속 부호화 기술”은 Intel Xeon(2-way) HW Platform 환경에서 UHD(4K) 영상을 평균 8fps 이상 부호화 할 수 있는 성능을 제공한다.
A. 기술명 : HEVC 인코더 고속 부호화 알고리즘 기술
- HEVC는 입력된 영상을 HEVC에서의 블록 단위인 CU (Coding Unit) 블록으로 분할하고, 분할 된 CU 블록에서 최적의 화면내 예측 (Intra Prediction) 또는 움직임 예측 (Motion Estimation) 기반의 화면간 예측 (Inter Prediction)을 결정하는 PU (Prediction Unit) 예측을 통해 최종적으로 잔차신호 (Residual Signal)를 생성한다. 생성된 잔차신호는 변환 및 양자화 블록으로 보내지고 예측 신호는 참조 영상을 만드는데 쓰인다.
- 제안기술의 세부기술인 HEVC 인코더 고속 부호화 알고리즘 기술에는 HEVC 인코더에서 가장 많은 복잡도를 차지하는 화면내/화면간(INTRA/INTER) 예측 및 최적 모드 결정에 소요되는 인코더 복잡도를 최소화 하기 위한 CU 및 PU 레벨의 고속 부호화 결정 알고리즘들이 아래와 같이 적용되어 있다
(a) Fast Intra SKIP
(b) Fast ESD (Early Skip mode Decision)
(c) Pass Inter Prediction
(d) Pass Intra Predicition
(e) Merge/INTRA RDOQ SKIP
(f) Merge/INTER RDOQ SKIP
(g) INTER/INTRA RDOQ SKIP
(h) Fast CU Depth Decision for Homogeneous Mode
(i) Fast CU Mode Decision at Inter Mode
B. 기술명 : 멀티코어 기반 병렬 부호화 기술
- HEVC 부호화에 있어 병렬화 효율을 최대한 높이기 위하여 본 기술에서는 Tile, Frame, GOP 단위의 병렬화를 통해 하나의 영상에 대한 병렬 고속화의 효율을 최대한 높이도록 하였으며 동시에 Slice 단위로 병렬 컴퓨팅을 수행하여 다수의 컴퓨터에서 Slice 분할된 영상에 대한 HEVC 부호화를 수행, 병렬 연산에 의한 속도 향상을 극대화 할 수 있도록 하였다.
(a) GOP/Frame 단위 병렬 부호화
C. 기술명 : 초고해상도 영상 저지연 부호화를 위한 분산 부호화 기술
(a) 슬라이스 기반 분산 부호화 설계
(b) 분산 인코더 출력 병합 기술
(c) 분산 부호화를 위한 슬라이스 간 참조 불허 기술

- 기술이전 내용을 포함하는 “HEVC Main 10 프로파일 지원 UHD 비디오 고속 부호화 기술” 소스 코드
(기술이전 업체의 선택에 따라 소스 코드가 아닌 DLL 형태의 라이브러리 제공 가능함)
- 관련 기술문서

비독점적 통상실시권 계약체결일로부터 5 년간 ※ 착수기본료(단위:천원)

구분	중소기업	중견기업	대기업
착수기본료	120,000	240,000	240,000
매출정률사용료(%)	1.25	3.75	5

1 개월 / 480 천원정(부가세 별도) ㅇ 소스코드 배제된 DLL 형태로 기술이전시 착수기본료 50% 할인
ㅇ Full-HD 실시간 HEVC 복호화 기술, UHD(4k) 지원 HEVC 부호화 기술, HEVC 기반 UHD 영상신호 인코더 기술을
기이전 받은 기업은 별도 확인 요망

기술개발 발표당시	영상미디어연구실 석진욱 (042-860-6365, jnwseok@etri.re.kr)
현재	AI컴퓨팅시스템SW연구실 석진욱 (042-860-6365, jnwseok@etri.re.kr)

기술이전실 서교웅 (042-860-4981, kwseo@etri.re.kr)