‘슈퍼레졸루션’을 알고 있나요? ‘슈퍼레졸루션’이란 인공지능을 기반으로 한 화질 개선 기술입니다. 동영상의 수요가 급증하면서 자연스럽게 과거 콘텐츠가 주목받게 되었고, 현재 디스플레이로 시청하기에는 다소 미흡한 화질로 시청자들은 불편함을 느껴 인공지능 화질 개선 ‘슈퍼레졸루션’에 관심을 갖기 시작했습니다. 이번 포스팅에서는 ‘슈퍼레졸루션’이 무엇인지, 이를 통해 화질을 개선하면 어떤 장점과 단점이 있는지에 대해 블루닷의 화질 개선 전문가를 통해 알아보려 합니다.

AI가 화질을 개선하면 좋은 점

‘슈퍼레졸루션’이 등장하기 전, 영상의 화질을 높이기 위한 다양한 방법들이 있었습니다. 그 중 가장 대중적인 방법으로는 화소와 화소 사이에 비슷한 화소를 채워 넣는 방법이 있습니다. 영상은 수많은 화소로 이루어져 있는데 크기가 커지게 되면 영상을 구성하는 화소와 화소 사이에 빈 공간이 생기게 되고, 그 공간에 ‘사람이 생각했을 때 가장 적절한’ 화소를 채워 넣는 ‘rule-based’ 방식입니다. 하지만 이 방법으로 영상을 개선할 경우 디테일한 부분까지 개선이 어려워 영상이 전체적으로 흐릿해 보이기도 합니다.

하지만 인공지능으로 영상의 화질을 개선할 경우 수많은 영상을 통해 학습한 인공지능 모델이 입력 영상을 확인하고, 화소와 화소 사이 빈 공간을 채울 수 있는 최적의 화소를 스스로 찾아줘 자연스럽게 영상의 화질을 선명하게 개선해줍니다. 특히 노이즈 제거, 조도 개선 등 영상의 디테일한 부분까지 수정해주기 때문에 기존의 방식과 비교했을 때 심미적으로 더 좋은 퀄리티의 고화질 영상으로 만들어줍니다.

저해상도 영상을 입력하고, 출력 영상에 고해상도 영상을 삽입해 ‘이런 영상일때는 이렇게 만들어줘’라고 인공지능 모델을 학습시키는데요. 어떤 영상에 적용하더라도 최적의 화소를 찾기 위해서는 정말 다양한 종류의 영상을 수도 없이 재생하며 훈련시켜야 할 것으로 예상됩니다. 인공지능으로 화질을 개선하면 워낙 자연스러워서 기술을 적용한 영상인지, 원래부터 고화질 영상인지 착각할 정도로 퀄리티가 좋아지기 때문입니다.

인공지능 화질 개선의 단점

하지만 슈퍼레졸루션을 적용해 화질을 개선할 경우, 시간이 오래 걸린다는 치명적인 단점이 있습니다. 게다가 영상의 화질을 개선하기 위해 오랜 시간 컴퓨터를 사용하게 되면 시간을 많이 투자해야 할 뿐 아니라 컴퓨팅 비용까지 높아져 부담이 되곤 합니다. 하지만 슈퍼레졸루션은 인공지능을 기반으로 한 화질 개선 기술이기 때문에 딥러닝의 근본적인 연산으로 인해 시간이 오래 걸릴 수 밖에 없다고 하는데요.

AI는 인간의 ‘뉴런’을 모방한 것으로, 신호를 전달해주는 역할을 합니다. 그리고 뉴런 1개 당 곱하기, 더하기 한 번과 같은 연산이 필요한데, 인간의 몸에 수억개가 존재하는 뉴런을 AI가 모방하기 위해서는 곱셈과 덧셈 연산을 수억 번 해야 하는 것입니다. 때문에 인공지능 모델의 크기가 커질수록 연산의 양이 급격하게 증가하게 되고, 이러한 인공지능 모델을 기반으로 화질을 개선하는 슈퍼레졸루션은 수많은 연산으로 인해 시간이 오래 걸릴 수 밖에 없습니다.

특히 텍스트에 비해 인풋 데이터 양이 방대한 동영상의 경우 화소 하나 하나를 신호로 보기 때문에 더욱 많은 양의 연산이 필요하다고 합니다. 보통 FHD 화질의 영상 1시간 당 약 4GB의 데이터가 필요하다고 하니 동영상, 이미지를 인공지능으로 처리하는 것은 시간이 오래 걸리고 다소 까다로운 작업이라고 볼 수 있겠습니다.

슈퍼레졸루션의 경쟁력은 ‘속도’.

영상의 화질을 개선하기 위해 상당한 컴퓨팅 자원을 필요로 하기 때문에, 슈퍼레졸루션 기술을 개발하는 입장에서는 ‘속도’가 경쟁력이 된다고 합니다. 슈퍼레졸루션의 가장 기본적인 역할은 ‘선명한 화질 개선’이고, 이를 기본적인 과제라고 하면, 우수한 퀄리티의 화질 개선을 ‘얼마나 적은 컴퓨팅 리소스를 가지고 할 수 있는가?’, ‘비용효율적인 면에서 강점을 가지고 있는지?’ 부분도 함께 염두에 두고 개발해야 비로소 경쟁력을 지닌 기술로 거듭날 수 있습니다.

이런 측면에서 블루닷의 인공지능 화질 개선 기술은 충분한 경쟁력을 지니고 있다고 보여지는데요. 블루닷이 개발한 ‘FHD 실시간(real-time) 화질 개선 솔루션’은 타 슈퍼레졸루션 기술이 거의 가지고 있지 않은 빠른 영상 처리 속도를 자랑하며, 실시간(30fps) 수준의 화질 개선이 가능합니다. 게다가 품질 역시 타 슈퍼레졸루션 기술에 비해 결코 뒤지지 않기 때문에 시간과 비용의 효율, 여기에 우수한 품질까지 모두 갖췄습니다.

*오늘 이야기 한 인공지능 화질 개선, ‘슈퍼레졸루션’에 대해 보다 자세하게 알고 싶다면 블루닷의 유튜브 영상을 참고하세요.