동영상 콘텐츠가 급증하면서 ‘코덱’의 역할이 중요해지고 있습니다. 코덱은 영상을 압축해 같은 네트워크 또는 저장 공간에서 더 많은 영상을 사용할 수 있게 만들어주는 기술로, ‘h.264’, ‘hevc’ 등이 대표적인데요. 최근 아마존, 구글, MS, 그리고 넷플릭스 등이 설립한 비영리 단체인 ‘AOMedia’가 기존 ‘h.264’코덱보다 압축 효율이 2배 좋은 ‘AV1’을 직접 개발해 이전에 사용하던 코덱에 변화를 줄 필요가 있음을 암시하는 듯 합니다.

그래서 이번 포스팅에서는 우리에게 익숙한 단어이지만 개념은 낯선 ‘코덱’이 무엇인지 살펴보고, 코덱이 우리 일상에 어떤 영향을 주고 있는지에 대해 알아보려고 합니다. 코덱을 전공해 멀티미디어 분야에서 17년간 종사하고, 얼마 전 세계 4위로 선정된 ‘AV1’ 코덱을 개발한 전문가의 인터뷰에서 내용을 발췌했습니다.

Q. 코덱, 쉽게 설명해주세요.

코덱은 Coder와 Decoder가 합쳐진 용어로, Coder는 부호화기 그리고 Decoder는 복호화기라고 부르며 부호화 과정은 Encoding, 복호화 과정은 Decoding입니다. 코덱은 Raw Data(로우 데이터)를 줄이기 위해 개발되었는데요. 현재 신호의 주변 정보들을 활용해 예측 신호를 만들고, 원본 신호와 예측 신호간 차이(잔차 신호)를 변환한 이후, 양자화와 부호화 과정을 거쳐 데이터를 압축합니다. 즉, 우리는 코덱 덕분에 Raw Data의 용량을 줄이고 스토리지와 네트워크 전송 비용을 절약할 수 있습니다.

Q. 로우 데이터(Raw Data)의 용량을 어느 정도까지 줄일 수 있나요?

예를 들어, 60fps로 구성된 1시간 분량의 FHD 영상을 압축없이 저장할 경우 필요한 저장공간은 최소 670GB이며, 이는 1TB의 저장 공간에 영상 1개만 저장이 가능할 정도로 엄청난 크기의 영상입니다. 하지만 코덱을 적용하면, 사용자가 초당 10Mbps의 고화질 영상을 압축한다고 가정했을 때, 670GB 용량의 영상을 약 4.3GB로 줄일 수 있습니다. 따라서 용량을 약 167배 줄여 1TB의 저장 공간에 1개만 저장할 수 있었던 영상을 232개까지 저장할 수 있게 됩니다. 만약 용량을 더 줄이고 싶다면 비트레이트를 낮춰 압축률을 높일 수 있겠지만, 데이터 손실이 발생하는 만큼 화질 저하 현상도 나타날 수 있습니다.

Q. 압축 과정에서 데이터 손실이 많이 발생하면 어떤 부작용이 발생하나요?

원본의 데이터 손실은 압축 과정에서 발생하는데, 주로 ‘양자화’로 인해 발생하게 됩니다. 대표적으로 ‘Blocking Artifact’, ‘Blurring Artifact’, 그리고 ‘Ringing Artifact’가 있는데요. 먼저 ‘Blocking Artifact’는 블록 기반으로 부호화되는 코덱 특성상 각 주변 블록들간 양자화 오차로 인해 블록 경계에 정보 손실이 발생하는 잡음 현상으로, 흔히 ‘깍두기 현상’이라고 불리우는 화질 저하 현상을 이야기합니다. 그리고 ‘Blurring Artifact’는 우리가 잘 알고 있는 블러 현상으로, 세부적인 텍스처가 포함된 영역에서 고주파 성분이 손실되어 뿌옇게 보이는 현상을 말합니다. 마지막으로 ‘Ringing Artifact’는 객체의 엣지(edge) 주변에 지저분한 잡음이 발생하는 현상입니다.

Q. 좋은 코덱을 개발하기 위해서는 어떤 기능에 집중해야 하나요?

좋은 코덱은 ‘높은 압축률’, 즉 화질은 높으면서 용량은 낮은 영상을 만들어주는 코덱입니다. 동영상 콘텐츠가 급증하면서 시장은 점점 높은 압축률을 필요로 하기 때문에 새로운 코덱에 대한 관심도 나날이 높아지고 있는데요. 하지만 새로운 코덱 제품이 등장하더라도 서비스 시장에서의 활용도, 새로운 코덱에 대한 디코더(Decoder)의 보급률이 높아져야 합니다. 때문에 결국에는 다가올 시장을 위해 뛰어난 성능과 높은 압축 효율을 갖는 코덱에 대한 지속적인 연구가 필요하며, 또한 현재 시장에서 널리 사용되고 있는 코덱들을 활용한 PerTitle, Pershot과 같은 새로운 인코딩 시스템에 대한 연구도 필요하다고 생각합니다.

이번 인터뷰에서 전문가가 반복적으로 강조하고 있는 부분은 ‘높은 압축률’입니다. 콘텐츠는 계속해서 증가하는 추세이며 소비자들은 더 큰 해상도, 보다 많은 서비스 채널을 통해 콘텐츠를 즐기고 있기 때문인데요. 우리가 일상에서 즐기는 콘텐츠는 데이터센터를 통해 전송되고, 콘텐츠가 증가할수록 데이터센터의 컴퓨팅 비용과 네트워크 전송 비용이 기하급수적으로 증가하며 그만큼 전력 소모가 크게 증가하기 때문에 환경 문제로 이어질 수 있습니다. 때문에 우리 일상을 보존하기 위해서라도 좋은 성능의 코덱은 반드시 필요합니다.

더 많은 정보는 영상을 통해 확인할 수 있습니다.