저작권기술 Newsletter 2018 년 13 호 2 저작권신기술동향 (Hot Issues on the R&D) 저작권관련최신특허기술 어도비, VR/AR 디지털저작권관리기술 해외저작권기술소개 VR 워터마크기술과 MPEG-DASH 기술 국내저작권기술소개 VR 스티칭기술과실감형콘텐츠 DRM 기술
해외저작권기술소개 VR 워터마크기술과 MPEG-DASH 기술 기술분야 : 저작권유통기술 적용시장 : VR/AR 콘텐츠서비스시장 기술개발의배경 가상현실 (Virtual Reality, VR) 은가상공간을현실처럼느낄수있도록영상, 음성등을구현해놓은것을말하며, 증강현실 (Augmented Reality, AR) 은현실공간에가상의물체를겹쳐보여주는것을말한다. 혼합현실 (Mixed Reality, MR) 은가상현실과현실이혼합된상태를말하는것으로증강현실, 증강가상 (Augmented Virtuality, AV) 등을모두포함하는개념이다. 이세가지기술은인간의감각과인지를활용하여가상의현실을구현해내는기술들이다. 그리고이기술들이실현되기위해서는콘텐츠 (Contents), 서비스및유통플랫폼 (Platforms), 네트워크 (Networks), 입출력인터페이스장치 (Devices) 가결합된 C-P-N-D 기술이필요하다. ( 그림 1) 현실, 증강현실, 혼합현실, 가상현실의개념도 2
VR/AR에서사용되는콘텐츠는 3차원영상, 360도촬영영상등고용량의영상이주로사용되고부가적으로텍스트, 음악, 촉각콘텐츠등이사용된다. VR/AR 영상콘텐츠는 2차원영상과는다르게주로 ( 그림 2) 와같은 360도촬영장비를활용하여촬영된다. 또한, 스티칭 (Stitching) 1) 이라는작업을통해다양하게촬영된영상을하나로결합하거나변환하는과정을거친다. 콘텐츠의불법적인유통을방지하는방법은크게두가지가있다. 첫째, 불법복제자체를차단하는방법으로써대표적으로 CP(Copy Protection) 기술 2) 이있다. 둘째, 사후에불법복제된콘텐츠를찾아내저작권자의권리를찾아주는방법으로써워터마크 (Watermark) 3) 기술이대표적이다. CP 기술을활용하기위해서는시스템에소프트웨어나하드웨어를설치해야한다. 이에따라네트워크를통해빈번하게콘텐츠가전송되는 VR 콘텐츠를보호하는데는적용하기는어렵다. VR 콘텐츠보호에는워터마크기술이저작권자의권리를지키는기술로적합하다. 4) ( 그림 2) 360 도 Rig 4) VR 워터마크기술 워터마크기술은용도에따라강성 (Robust), 연성 (Fragile), 핑거프린팅 (Fingerprinting), 스테가노그래피 (Steganography) 로분류할수있다. 그중기본이되는기술은강성워터마크기술이다. 강성워터마크기술은불법적인사용을위해워터마크를고의로훼손하는것을막는기술이다. 즉, 삽입된워터마크를변형하고자하는시도가있을때, 워터마크를유지할수있도록하는것이핵심이다. 연성워터마크기술은워터마크에변형이가해지면원본데이터또한변형을일으킨다. 따라서, 워터마크변형을통한원본데이터의불법사용을막는다. 핑거프린팅은 바코드 와유사한개념으로써, 고유한정보를파일에삽입하여정보의전송 / 배포경로등을확인하는데사용된다. 스테가노그래피기술은정보를은닉하거나다른형태로위장하여주고받을수있는기술로, 그림파일에음악파일 1) 스티칭은일반적인파노라마사진촬영의기법과유사하게여러사진또는영상을하나의흐름으로묶는작업 2) 소프트웨어, 영상물, 음악등의무형자산을복사하는것을방지하는기술 3) 사진이나동영상같은각종디지털데이터에삽입하는저작권정보와같은비밀정보 4) 출처 : https://virtual-reality.co.za/product/360-camera-rig-12-camera/ 3
을은닉하는등의기능을수행한다. 기존워터마크기술들은 2차원이미지대상으로워터마크를생성하는기술들이대부분이었다. 반면에, VR/AR 콘텐츠에서의워터마크는 3차원입체영상에대한워터마크가큰비중을차지한다. 3 차원영상워터마크기술은다양한방식으로연구가진행되고있는데, 그중 DIBR(Depth Image Based Rendering) 이미지기반방식은크게세가지장점을가진다. 첫째, 콘텐츠사용자가직접입체감을조절하는것이가능하고, 둘째, 해당콘텐츠를저장하는데필요한공간이적으며, 마지막으로전송을위한대역폭이작다는장점을갖고있다. Yu-Hsun Lin이개발한기법에서는 DIBR 이미지로부터생성된임의의시점에서, 영상에삽입된워터마크가훼손되지않게하는데초점을맞추고있다. 즉, DIBR 이미지로부터워터마크가삽입될배경영역이미지를추출하고이영역에워터마크를삽입하는방법이다. ( 그림 3) 은이러한프로세스를통한워터마크를삽입하는간단한예를보여준다. 5) 원본이미지와 DIBR 이미지로부터워터마크를삽입하기좋은영역과윤곽선을추출한후두이미지영역에서워터마크를삽입할영역후보를결정하는방법이다. ( 그림 3) DIBR 워터마크삽입의예 5) 5) 서영호외 2 명, (2014), 깊이및텍스텨영상기반의 3D 입체영상을위한워터마킹알고리즘, 한국정보통신학회논문지, 제 18 권제 3 호, p.551-561 4
3차원영상에워터마크를삽입하는방법은전통적인워터마크기술에 VR/AR 콘텐츠의특징인 3 차원화에맞추어활용하는것이다. 하지만현재개발된기술에는한계점이존재한다. 예를들면실시간워터마크삽입이어려워스포츠생중계등실시간스트리밍콘텐츠를제공하는 VR 콘텐츠에적용이어렵다. 또한, 스티칭되는 VR/AR 콘텐츠의특징을고려하면, 다양한합성에서도강력한성능을발휘할수있는새로운워터마크기술개발이필요하다. ISO 표준 MPEG-DASH DASH 6) 는 ISO 7) 표준 (ISO/IEC 23009-1) 으로개발된 HTTP 8) Adaptive Streaming의한종류이다. Adaptive Streaming은사용자의단말기네트워크트래픽상황에따라적절한비디오화질을선택하여서비스를제공하는기술이다. DASH 기술은실시간스트리밍환경에서의 VR 콘텐츠보호기술로주목받고있다. HTTP 기반의 Adaptive Streaming은스트리밍서비스에서크게활용할수있을것으로예상되어 2008년부터 MPEG 9) 에서주목받고있다. 이에따라 MPEG에서는 DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP) 그룹을만들어스트리밍포맷에대한표준화를진행했다. 어도비의 HTTP Dynamic Streaming, 애플의 HTTP Live Streaming (HLS), 마이크로소프트의 Smooth Streaming 등유사기술들이난립하고있었으나, DASH 그룹에서는이들을통합하여 MPEG-DASH를만들었다. MPEG-DASH는네트워크를통해전송되고활용되는콘텐츠보호를위한기술이다. 이기술의동작방식은 ( 그림 4) 와같다. 콘텐츠저작자가콘텐츠를업로드하면, 서비스저장소에서는암호화서버에인코딩을요청한다. 암호화서버는인코딩을위해 DRM 서버에키정보를요청하고암호화서버는제공받은키정보를활용해서콘텐츠를암호화한후, 서비스에제공한다. 콘텐츠사용자는먼저 DRM 서버에자신의권한을인증받아키를획득한다. 이후, 서비스에콘텐츠를요청할때키를활용해서콘텐츠를요청한다. MPEG-DASH는기존의 HTTP 기반을사용하는멀티미디어의쉬운스트리밍과효율성을위한표준솔루션을제공하고, 특별한인프라의추가없이인터넷만을활용하여서비스운영이가능하다는장점이있다. 이때스트리밍을위해먼저인코딩을해야하는 MPEG-DASH의특징이 VR/AR 콘텐츠보호에도움이된다. MPEG-DASH에서는전송되는데이터는미리암호화하고해당데이터에대한권리를가진사용자만암호를풀수있는키를가지기때문에콘텐츠보호에적합하다. 6) Dynamic Adaptive Streaming over HTTP 7) ISO 는여러나라의표준제정단체들의대표들로이루어진국제적인표준화기구임. 1947 년에출범하였으며나라마다다른산업, 통상표준의문제점을해결하고자국제적으로통용되는표준을개발하고보급함 8) HTTP(HyperText Transfer Protocol) 는 WWW 상에서정보를주고받을수있는프로토콜 9) Moving Picture Expert Group, 동화상전문가그룹표준화단체 5
( 그림 4) MPEG-DASH 기술의동작방식 Bitmovin이라는호주업체는 MPEG-DASH의 DRM 기능을활용한 VR 콘텐츠스트리밍서비스를제공하고있다. MPEG 표준이라는장점을앞세워구글의플레이레디, 애플의페어플레이, 어도비의프라임타임과호환가능한스트리밍서비스를제공하고있으며크롬, 파이어폭스, 익스플로러, MS 엣지등거의모든브라우저에서호환가능한서비스를제공하고있다. 시사점 VR/AR 콘텐츠를활용하기위해서는콘텐츠, 플랫폼, 네트워크, 장비가모두필요하다. 저작권보호측면에서보면콘텐츠자체의 DRM 관리기술, 플랫폼에서사용자인증을통한저작권보호, 네트워크전송데이터암호화를활용한전송콘텐츠보호, 장비의인증을활용한사용권한제어등 C-P-N-D 관련기술이모두사용될수있기때문에효과적인저작권보호가가능하다. 그러나아직까지 VR/AR 콘텐츠를위한저작권보호기술개발에대한논의는크게이루어지지않고있는실정이다. 더불어 VR/AR 콘텐츠의가장큰특징은실시간으로많은양의데이터가생성되고소비된다는것이다. 예를들면, 최근주목을받고있는스포츠중계 VR 콘텐츠의경우, 기존영상데이터와비교하여수십배이상의데이터가생성 / 소비된다. 이러한상황에서빠른처리와적절한대역폭을소모하는다양한저작권기술개발이시급한시점이다. [ 기획및편집 : 한국저작권위원회, 작성 : 엘엔제이테크 ] 6
참고문헌 1. Digital Right Management, Bitmovin, 2018 2. 깊이및텍스텨영상기반의 3D 입체영상을위한워터마킹알고리즘, 서영호, 김보라, 김동욱, JKIICE, 2014 2. HLS, MPEG-DASH DRM 전송 (CDN) 서비스, https://blog.wisen.co.kr/?p=2813 3. Bitmovin, https://en.wikipedia.org/wiki/bitmovin 4. What is virtual reality and how can you protect it from piracy?, custos, https://custostech.com/ 5. 멀티미디어저작권보호를위한디지털영상워터마킹, 윤철환, 류대현, 신승중, 정광호 6. 가상현실영상제작기술및사례, Broadcating Industry white paper 7. A Digital Blind Watermarking for Depth-Image-Based Rendering 3D Images, Yu-Hsun Lin and Ja-Ling Wu, IEEE Transaction on Broadcasting vol.57, no.2,pp.602-611, 2011. 7