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디지털콘텐츠·디자인

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실감방송 콘텐츠
* 발행 년도 : 2017년
1. 기술로드맵

실감방송 콘텐츠 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위
  • 정의 : 실감방송 콘텐츠 기술이란 DTV 보다 4~16배 선명한 초고화질(4K/8K UHD) 및 3D 등과 같은 입체영상과 10채널 이상의 서라운드 음향을 통해 사람의 5감(感)을 만족시켜주는 고품격 방송 서비스
  • 범위 : 방송용 비디오 서버 기술은 방송용 카메라의 비디오 출력 신호 및 마이크로의 오디오 신호를 멀티미디어 코덱을 통해 압축한 후 저장하고 다양한 방식의 네트워크를 통해 클라이언트에게 방송하거나 혹은 주문형 비디오를 전송하는 역할을 담당하는 필수적인 기술
나. 주요 제품

[ 제품분류 관점 기술범위 ]

주요제품 분류표
기술개발 테마제품분류 관점세부기술
실감방송
콘텐츠
스마트
실감방송
기술
입체방송
기술
  • 입체 비디오 및 오디오를 획득하고 3D CG 비디오를 생성하여 처리하는 기술
  • 입체 영상 콘텐츠 생성기술, 입체 비디오 렌더링 기술
  • 2D 디스플레이 기기에서 가상적으로 입체감을 느끼게 하는 스테레오스코픽 디스플레이(Stereoscopic display) 기술
  • HMD(Head Mounted Display)방식과 안경방식 및 무안경방식으로 구분
  • 3D 영상을 효율적으로 압축 부호화하고, 대용량의 콘텐츠 정보를 고속으로 전송하는 기술 포함
  • 다시점 입체영상 부호화, 3D 객체 및 배경 부호화, 입체음향 부호화, 체감정보 부호화 기술
UHD방송
기술
  • 초고화질 비디오 및 오디오를 획득하고 신호를 변환하여 광색역 컬러 처리 등을 위한 UHD 비디오 및 오디오 처리 기술
  • 실시간 영상 및 오디오 처리, 실시간 대용량 저장, 고압축 알고리즘, 실시간 다중화 기술
  • UHD 영상 및 음향을 지상파방송, 위성방송, 케이블방송 등을 위해 전송하는 기술
  • 채널 부호화 기술, 변조 기술, 프로토콜 기술, 실시간 역다중화 및 복호화 기술
방송용
비디오
서버 기술
제작용
비디오 서버
기술
  • 카메라 등의 장비로부터 영상, 오디오 신호를 획득하여 녹화하거나, 또는 재생된 영상, 오디오 신호를 외부 장비로 출력하기 위한 신호 인터페이스 기술
  • 영상 또는 오디오 신호의 효율적인 저장을 위한 압축 및 복원하는 기술
  • 저장된 미디어의 편집, 재생을 위해서 압축된 미디어를 디코딩하여 출력 인터페이스(모니터 등)로 신호를 렌더링하는 기술
  • 녹화, 인제스트된 콘텐츠의 효율적 관리를 위한 콘텐츠 인덱싱, 분류, 검색 등 미디어 정보를 관리하는 기술
송출용
비디오 서버
기술
  • 재생된 영상, 오디오 신호를 외부 장비로 출력하거나 또는 네트워크 인터페이스를 통해서 압축된 데이터를 외부로 출력하기 위한 신호 인터페이스 기술
  • 압축된 미디어를 디코딩하여 재생하여 출력 인터페이스로 신호를 렌더링하는 기술
  • 미디어 송출을 위해서 미디어 스케줄링, 검색, 분류 등을 효율적으로 관리하는 기술
  • 미디어의 관리 또는 송출을 위한 유무선 네트워크를 통한 미디어 제어 및 전송 기술
라이블
방송용
비디오 서버
기술
  • 스포츠 중계 등에서 실시간으로 하이라이트 장면 등을 편집하기 위한 컷 편집 등의 미디어 제작 기술
  • 콘텐츠 편집 기술의 일종으로 자막, CG, 광고 콘텐츠 등을 실시간으로 합성하여 오버레이, 페이드아웃 등 효과를 주면서 출력하는 기술

[ 공급망 관점 기술범위 ]

주요제품 분류표
기술개발 테마제품분류 관점세부기술
실감방송
콘텐츠
스마트
실감방송
기술
실감미디어
획득 기술
  • 입체 비디오 및 오디오를 획득하고 3D CG 비디오를 생성하여 처리하는 기술
  • 비디오 및 오디오를 획득하고 신호 처리를 통해 실감 영상이나 음향을 획득하기 위한 기술
실감미디어
저작 기술
  • 획득한 실감 영상 및 음향, 촉감 정보 합성 및 콘텐츠 제작 기술
  • 자동적으로 객체 추출하는 기술과 특수효과를 비롯한 다양한 편집/저작 기술
실감 미디어
전송 기술
  • 실감미디어 콘텐츠 전송을 위한 대용량 미디어 정보 압축 기술
  • 실감 영상, 음향, 촉감정보 등의 부호화 기술
  • 계위적(scalable)으로 표현하여 네트워크 상황에 따라 전송량을 조절하고, 대용량 정보를 고속으로 전송하는 기술
실감미디어
재현 기술
  • 적합한 단말기에서의 체감 데이터를 이용한 촉감재현 기술
  • 사용자와 실감미디어 사이의 상호작용 지원 기술
방송용
비디오
서버 기술
입출력
인터페이스
기술
  • 입출력 인터페이스 보드 설계 기술, 입출력 인터페이스 D/D 설계 기술, 입출력 인터페이스 API 기술 등
멀티미디어
코덱 기술
  • 멀티미디어 코덱 HW IP 설계 기술, 코덱 D/D 및 API 설계 기술, 멀티미디어 SW 코덱 구현 기술 등
미디어
플레이어
기술
  • 미디어 프레임워크 기술, 멀티미디어 디코더 기술, 파일 포맷 기술, 미디어 렌더링 기술, 미디어 분산 고속화 기술 등
미디어 관리
및 편집 기술
  • 고속 파일 처리 기술, 미디어 인덱싱 및 검색 기술, 파일 스케줄링 기술, 고속 분산 처리 기술, 미디어 믹싱/하이라이트 기술, 멀티채널 모니터링 기술 등
서버 시스템
설계 기술
  • 서버 시스템 사양 설계 기술, 데이터 제어 기술, 서버 애플리케이션 구현 기술, 서버 통합 구현 기술 등
신뢰성 평가
기술
  • 서버 시스템 동작 평가 기술, 모니터링 기술, 영상 및 오디오 품질 평가 기술 등
3. 시장현황 및 전망분석
가. 세계시장

유럽, 미국, 일본 등을 중심으로 HD TV의 다음세대로 3D HD TV 방송의 실용화 연구에 대한 집중투자가 이루어지고 있으며, 각국의 독자기술에 대한 특허권 확보 등 주도권 경쟁이 활발한 실정

  • 3D-Ready TV 중심으로 형성되어 연평균 52% 성장, 2020년에 225억 달러 규모의 매출 전망
세계적인 디지털 방송 전환정책, 방송․미디어의 다채널화, TV의 융복합․다기능화에 따라서 방송 산업 전체 시장 규모는 지속적으로 증가하고 있으며, 이에 따라 콘텐츠의 제작과 분배에 핵심적인 기능을 수행하고 있는 비디오 서버 분야에 대한 수요 및 시장 규모도 증가하고 있는 추세
실감방송 콘텐츠 시장과 직결된다고 볼 수 있는 세계 스마트 실감방송 시장은 전반적으로 2016년 약 201억 달러 규모에서 연평균 13.8%의 고성장세로, 2022년 약 436억 달러 규모에 이를 것으로 전망

이제 개발 초입부에 들어선 8K UHD TV의 경우, TV 시장 전체에서의 비중은 2018년 0.1%, 2019년 0.8% 수준이 될 것으로 예상

[ 스마트 실감방송 세계 시장규모 및 전망 ]

(단위 : 백만 달러, %)

스마트 실감방송 세계 시장규모 및 전망
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
세계시장 20,100 23,200 26,200 29,900 33,800 38,400 13.8

* 출처 : ABI research(2013.3), “Over the Top and Multiscreen Video Services”

나. 국내시장
실감방송 콘텐츠와 관련된 국내시장의 규모는 정확히 집계되지 않아 이를 간접적으로 추론할 수 있는 UHD TV 시장규모를 통해 성장세를 예측

UHD 방송을 위한 UHD TV 판매는 2016년 약 1조 3,399억 원에서 2021년 약 1조 5,044억 원으로 성장(연평균 2.3%)하여 전체 TV 매출액의 46.6%를 차지할 것으로 예상

  • UHD 방송서비스의 확산을 위해 국내 콘텐츠 제작의 주축을 담당하는 지상파방송사의 UHD 도입 중요성이 대두됨
  • TV 판매 자체의 성장률 감소와 더불어 UHD TV 매출액 역시 2018년 이후 감소세가 예상되나, TV 전체에서 UHD TV가 차지하는 비중은 높아질 전망

3D 영상 시청을 위한 기본 매체인 3DTV용 모니터 시장과 더불어 국내 3D방송 서비스 시장은 2015년 전년대비 약 2배 가까운 162억 원의 폭발적인 증가를 기점으로 2020년에는 1,149억 원의 대규모 시장을 형성할 것으로 예상

  • 3D 영상 방송 서비스 시장성장 지수는 3D 영상 산업의 수요 니즈를 얼마나 충족시키고 있는지에 대한 중요한 지표가 될 수 있음

[ UHD TV 국내 시장규모 및 전망 ]

(단위 : 억 원, %)

UHD TV 국내 시장규모 및 전망
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
TV 24,306 22,312 23,151 19,841 18,489 17,229 -6.7
UHD TV 13,399 16,686 18,498 16,908 15,949 15,044 2.3
비중 55.1 74.8 79.9 85.2 86.3 87.3 9.6

* 출처 : 시장조사기관 IHS (2015, 2016)

4.기술분석
가. 기술환경 분석

향후 미디어는 촉각, 후각 등 오감, 입체영상과 물리적 효과 등 생생한 현장감과 실감을 전달하는 스마트 실감 미디어로 진화될 것이라는 기대가 높아지는 추세

  • 실감 미디어는 현재의 오디오 및 비디오 중심 콘텐츠로부터 중장기적으로 촉각, 후각, 나아가서는 미각까지 가미되는 오감 형으로 발전될 것
  • 현재 극장에서 4D영화로 지칭하고 있는 4차원 공간 기술은 3D입체 영상과 함께 물리적 효과(물방울 반사, 객석의 진동 및 움직임, 섬광 조명, 냄새 발산 등)를 제공함으로써 영화 관람객이나 놀이 공원 이용자의 실감을 더해 주는 기술로써, 이용자가 보다 구체적으로 느끼는 체감형 서비스로 진화할 것으로 기대
  • 더 나아가 다감각 콘텐츠를 대화면, 3D+UHD 이상의 고해상도 및 실감 디스플레이를 통해 현장감을 증대시키고, 콘텐츠와의 자연스런 상호작용을 위하여 음성, 시선 및 제스처 인식을 포함한 인간중심적 멀티모달 UI/UX에 기반한 사용자의 오감 체험을 통해 몰입감을 극대화 시키는 고품질 실감형 방송으로 진화할 것
  • 증강현실은 카메라를 통해 입력된 영상에 가상의 정보를 사실적으로 포함시켜 현실 세계에 실시간으로 부가정보를 갖는 가상세계를 합쳐 하나의 영상으로 제공해 주면서 크게 주목 받고 있으므로, 스마트폰 기반 응용 서비스에서 위치기반 상황인지 기술을 반영하는 방향으로 발전될 것으로 판단

실감방송 콘텐츠는 사실감과 현장감을 표현하는 초고품질 입체 콘텐츠를 방송망 자체 또는 방송망과 유무선 통신망과의 연동을 통해 제공하는 방송 콘텐츠로 전 세계 각국에서 전송 규격에 대한 표준화 적극 추진

  • 초고속 인터넷 망의 확대와 통신 위성의 개발 보급에 힘입어 정보의 디지털화가 가속되면서 방송과 통신기술이 융합되고 그 경계가 점차 모호
  • 최근 다양한 멀티미디어에 대한 요구가 날로 늘어나고 있으며, 각종 방송 서비스에 대한 시청자의 활발한 참여 요구를 수용하는 입체TV 방송을 비롯한 실감방송 서비스 시대 도래 기대감 증대
  • 스마트 실감방송 분야에 Full HD(1920X1080) 3D 입체TV, 현재보다 4~16배 선명한 초고화질 (4K/8K UHD) TV, 10채널 이상의 서라운드 음향을 통해 사람의 5감(感)을 만족시켜 주는 고품격 실감화 기술 등이 해당

미국 지상파디지털방송표준위원회(ATSC)는 UHD에서의 3D 방송 서비스에 대한 부호화 및 전송 규격에 대한 표준화를 진행 중

  • ITU-T는 UHD 방송서비스 표준 이후 케이블 기반 3D UHD 표준화를 수행할 것으로 예상
  • ATSC는 IP 기반의 새로운 변복조 및 채널코딩 기술을 바탕으로 기존 디지털TV 표준과 호환성을 고려하지 않은 새로운 디지털방송표준인 ATSC 3.0을 완료할 것으로 예상
  • UHDTV 비디오 코딩기술이 포함된 HEVC 비디오 코딩기술의 표준화는 합동표준화회의인 JCT-VC에서 SCC(screen contents coding) 표준화를 중심으로 진행 중
  • 이와 별도로 MPEG에서 HEVC 기반의 HDR 비디오 코딩기술의 표준화가 완료될 것으로 전망

UHD 서비스가 본격화됨에 따라, 제작 및 유통단계에서 대용량의 UHD 콘텐츠를 효율적으로 처리할 수 있는 저장 포맷에 대한 표준개발 필요성 요구

  • UHD 관련 대부분의 표준은 영화텔레비전기술자협회(SMPTE)에서 제정하고 있으므로 차세대방송 표준포럼과 국내 산학연이 협력해 SMPTE에 신규 제안을 통한 표준화에 대응하는 노력이 필요
  • 대부분의 방송장비 간 인터페이스 표준도 SMPTE에서 제정하고 있으므로 이에 대응하는 국내 산업계의 기술 수준은 매우 뒤처지는 수준으로, 국제표준이 정해짐에 따라 이를 수용한 제품 개발에 집중하는 방어적 수용의 자세가 필요한 시점

비디오 신호를 100배로 압축하여 전송할 경우 4K UHD 비디오는 약 30~180Mbps, 8K UHD 비디오는 약 120~720Mbps의 전송 대역폭이 요구됨

  • UHDTV 신호의 전송 대역폭 문제를 해결하기 위해서는 상대적으로 쉽고 단기적으로 접근 가능한 방법은 기존 전송 인프라를 최대한 활용하는 것임
  • 장기적으로는 자원이 한정된 방송통신망의 매체를 이용하여 대용량 데이터를 효율적으로 전송하기 위해서 매체별로 고효율 대용량 전송 방식에 대한 기술개발이 필수적

기존의 DVB-T2에서 최신 지상파 전송 표준인 ATSC3.0 방식이 등장함

  • ATSC3.0 방식을 기반으로 구현된 실험용 송신 엑사이터 장비와 수신 텔레비전의 출시로, 국내에서도 실험방송이 가능하게 됨
  • 미국 표준화 단체인 ATSC에서 UHD 고정수신과 HD 이동수신을 UHD 방송 도입의 첫 번째 특징으로 선택함으로써, 실내외 어디서나 직접수신이 가능한 환경을 시청자에게 제공할 수 있을 것으로 기대
5. 핵심요소기술 선정

[ 실감방송 콘텐츠의 핵심요소기술 ]

실감방송 콘텐츠의 핵심요소기술
분류핵심요소기술키워드
실감방송 기술 다시점/지유시점 방송 시스템 개발 다시점 방송, 자유시점 방송
360도 리얼 홀로그램 기술 홀로그램, 360도 홀로그램
UHD 방송기술 UHD 영상 및 음향 신호처리 기술 8k UHD급 영상 신호처리, 8k UHD급 음향 신호처리
UHD 영상 및 음향 송수신 기술 8k UHD급 영상 송수신, 8k UHD급 음향 송수신
지능형 방송서버 기술 UHD급 미디어 입출력 기술
(12G-SDI, 10G-IP)
8k UHD급 콘텐츠 인터페이스, 8k UHD급 미디어 입출력
네트워크 적응형 스트리밍 기술 사용자 환경 기반, 네트워크 적응형 스트리밍
미디어 관리 및
편집기술
UHD 콘텐츠 편집기술 UHD 콘텐츠 인제스트, UHD 콘텐츠 편집
지능형 영상 분석 및 검색 기술 지능형 영상 분석, 지능형 영상 검색