UHD 방송산업발전방안연구 (A Study on the Introduction of Terrestrial UHD transmission) 2015. 12 연구기관 : 한국전파진흥협회
미래창조과학부장관귀하
요약문 제 장서론 제 장 방송산업현황및경쟁력분석 제 장 방송산업발전방안 제 장결론및시사점 참고문헌 - i -
< 표 2-1> HDTV 와 UHDTV 주요특징비교 4 < 표 2-2> 다양한비디오포맷에따른데이터양비교 6 < 표 2-3> HD/UHD 비디오부호화율 15 < 표 2-4> HEVC 표준화회의역사 15 < 표 2-5> 국내지상파 UHD 실험방송 17 < 표 2-6> 지상파국제표준전송기술 (DVB) 19 < 표 2-7> 지상파국제표준전송기술 (ATSC) 19 < 표 2-8> 케이블국제표준전송기술 19 < 표 2-9> 위성국제표준전송기술 19 < 표 2-10> UHDTV에사용되는디스플레이기술 21 < 표 2-11> ITU-R BT.1769 에정의된신호규격 26 < 표 2-12> UHDTV 및 HDTV 칼라파라미터비교 26 < 표 2-13> HEVC 주요표준요구사항 30 < 표 2-14> HEVC Main Profile 31 < 표 2-15> 실험영상 43 < 표 2-16> HEVC Main Profile의부호화성능 43 < 표 2-17> UHD 실험방송추진현황 46 < 표 2-18> 촬상소자개발현황 66 < 표 2-19> 카메라개발현황 67 < 표 2-20> 4K/UHD 지원카메라 68 < 표 2-21> 4K/UHD 카메라비교 69 < 표 2-22> DVB-T2 기반 4K UHDTV 실험방송전송파라미터비교 72 < 표 2-23> DVB-T/DVB-T2 기술비교 76 < 표 2-24> DVB-T/DVB-T2 기술특징 77 < 표 2-25> ITU-R BT.1769 에정의된신호규격 83 < 표 2-26> DVB와관련한 ETSI 표준 85 < 표 3-1> UHDTV 가격전망 ( 단위 : 만원 ) 88 < 표 3-2> UHD 콘텐츠수급계획 94 < 표 3-3> 미국내 UHDTV 용콘텐츠제공업체 99 < 표 3-4> 기술적측면의지표 ( 안 ) 108 - ii -
< 표 3-5> 경제적측면의지표 ( 안 ) 109 < 표 3-6> 방송서비스적측면의지표 ( 안 ) 109 - iii -
[ 그림 2-1] HDTV 해상도와 UHDTV 해상도비교 3 [ 그림 2-2] 8Bit 및 10Bit 칼라비교 5 [ 그림 2-3] 해상도에따른표준시청거리및표준시야각비교 5 [ 그림 2-4] UHDTV 가격전망 7 [ 그림 2-5] 글로벌 UHDTV 시장수량기준규모전망 7 [ 그림 2-6] 글로벌 UHDTV 시장금액기준규모전망 8 [ 그림 2-7] TV 방송발전방향 9 [ 그림 2-8] UHDTV 요소기술 11 [ 그림 2-9] Sony 4K 카메라 F65 (NAB 2012) 12 [ 그림 2-10] UHD 콘텐츠제작워크플로우 12 [ 그림 2-11] UHD 콘텐츠용인제스트 / 편집및전송용비디오서버시스템구성도 13 [ 그림 2-12] 비디오압축표준기술의발전 14 [ 그림 2-13] NHK-Panasonic 145인치 8K PDP TV 20 [ 그림 2-14] 영상해상도에따른이미지크기 24 [ 그림 2-15] 영상압축표준의발전 28 [ 그림 2-16] HEVC 부호기의구조 33 [ 그림 2-17] HEVC 계층적부호화구조 33 [ 그림 2-18] CTU(Coding Tress Unit) 의개념 34 [ 그림 2-19] CTU, CTB(Coding Tree Block), CB(Coding Block) 의관계 35 [ 그림 2-20] CU와 CB의관계 36 [ 그림 2-21] PB(Prediction Block) 분할 36 [ 그림 2-22] TB(Transform Block) 분할 37 [ 그림 2-23] 화면내예측모드 38 [ 그림 2-24] 화면간예측을위한후보군 39 [ 그림 2-25] 디블록킹필터를통한블록왜곡 (block artifact) 완화. ((a) 필터사용전 (b) 필터사용후 ) 41 [ 그림 2-26] 문맥기반적응적이진산술부호화 42 [ 그림 2-27] 비트율과 PSNR 비교곡선 44 [ 그림 2-28] BBC 런던올림픽위성방송시연개념도 61 [ 그림 2-29] DG 촬상방식카메라, UHD 포맷재구성 67 - iv -
[ 그림 2-30] 방송용실시간 UHD 부호화기 70 [ 그림 2-31] NHK의 8K UHDTV 전송실험 71 [ 그림 2-32] 프랑스 SFN 실험방송장비구성도 72 [ 그림 2-33] 파나소닉의 55인치 8K 디스플레이, CES2015 73 [ 그림 2-34] 회전성상도 (16QAM 변조방식의예 ) 75 [ 그림 2-35] DVB-T2 프레임구조 75 [ 그림 2-36] DVB-UHDTV 표준화기술진행계획 78 [ 그림 2-37] 지상파디지털방송표준화일정 79 [ 그림 2-38] ATSC 3.0 표준그룹조직도 81 [ 그림 2-39] ATSC 3.0 물리계층블록도 82 [ 그림 3-1] 대화면 TV의가격하락및인치당가격하락 89 [ 그림 3-2] 세계TV 및 UHDTV 시장전망 90 [ 그림 3-3] UHDTV 판매대수전망및 UHDTV 비중 90 [ 그림 3-4] 유료방송사업자별 UHD 콘텐츠보유량 95 [ 그림 3-5] 지상파방송사 UHD 제작현황 96 [ 그림 3-6] 콘텐츠수출입비교 ( 단위 : 억달러 ) 96 [ 그림 3-7] 향후 3년내제작환경변화에대한스포츠제작자답변 98 [ 그림 3-8] UHD 방송망도 102 [ 그림 3-9] 지상파 UHD 로드맵 102 [ 그림 3-10] 지상파 UHD 콘텐츠투자계획 103 [ 그림 3-11] 지상파 UHD 시설투자구현방안 104 [ 그림 3-12] EBS UHDTV 인프라투자계획 105 [ 그림 3-13] EBS UHDTV 인프라투자계획 106 [ 그림 3-14] 지상파 UHD 방송표준방식 107 - v -
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As the time being, the United States, Europe, and Japan are all in competition, all are hoping to lead the UHD TV market and widen the technology gap from the newly entering competitors from other countries. In the meanwhile, UHD will be the core technology to integrate with other services such as education, health care, entertainment, and smart-work industries, and it will contribute to improve our life by creating values in program content and TV broadcasting industries. However, developing the UHD eco-system should be the prerequisite for the sustainable growth of the technology and industry. All in the consideration, this study suggests us to find ways to keep our superior position in the TV device market, incubate small and venture companies, and establish a strategical plan for development of UHDTV broadcasting industry - x -
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1) 박구만 이영주 이광직 전동산 최진수 김진웅 (2011). UHDTV 영상기술 - 서비스개발고려사항및정책적방안, 정보과학회지, 29(12), 45-54. - 1 -
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그림 해상도와 해상도비교 - 3 -
표 와 주요특징비교 2) ITU BT.2020 Parameter values for UHDTV systems for production and international programme exchange, 2012 인용 - 4 -
그림 및 칼라비교 24 비트 (8 비트채널 ) 칼라 30 비트 (10 비트채널 ) 칼라 그림 해상도에따른표준시청거리및표준시야각비교 - 5 -
표 다양한비디오포맷에따른데이터양비교 3) 호요성, UHD 고화질영상서비스와 HEVC 영상압축표준, 방송과기술 Vol. 209, pp. 154-159. - 6 -
그림 가격전망 그림 글로벌 시장수량기준규모전망 4) 유진투자증권, UHD 방송생태계구축에따른수혜주분석, 2015.06 5) Displaysearch - 7 -
그림 글로벌 시장금액기준규모전망 - 8 -
방송기술로 기술의진화 그림 방송발전방향 6) UHDTV 방송기술동향및전망, PM Issue Report 2013. - 9 -
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그림 요소기술 7) 조숙희, 전동산, 최지수, UHDTV 기술및표준화현황, TTA Journal Vol.140-11 -
그림 카메라 그림 콘텐츠제작워크플로우 8) KETI, 8K UHD 및 4K S3D 콘텐츠의획득 / 저장 / 인제스트및전송용비디오서버기술, 방송과미디어제 20 권 4 호 - 12 -
그림 콘텐츠용인제스트 편집및전송용비디오서버시스템구성도 9) KETI, 8K UHD 및 4K S3D 콘텐츠의획득 / 저장 / 인제스트및전송용비디오서버기술, 방송과미디어제 20 권 4 호 - 13 -
그림 비디오압축표준기술의발전 - 14 -
표 비디오부호화율 표 표준화회의역사 10) 호요성, UHD 고화질영상서비스와 HEVC 영상압축표준, 방송과기술 Vol. 209, pp. 154-159. - 15 -
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표 국내지상파 실험방송 - 17 -
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표 지상파국제표준전송기술 표 지상파국제표준전송기술 표 케이블국제표준전송기술 표 위성국제표준전송기술 - 19 -
그림 인치 - 20 -
표 에사용되는디스플레이기술 방송도입필요성 - 21 -
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방송서비스의특징 11) 사실감 (Sense of reality) 은해상도와밀접하게관련되어있으며, 화면속사물이현실 에서보는것과동일한느낌을말하며, 현장감 (sense of presence) 는화면크기와시야각 에비례하며, 시청자가현장에있는것같은느낌을말한다. - 23 -
방송서비스의요소기술 그림 영상해상도에따른이미지크기 12) UHDTV 시장전개양상과본격확산의전제조건, 동향과전망 : 방송, 통신, 전파통 권제 61 호, 2013.04-24 -
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표 에정의된신호규격 표 및 칼라파라미터비교 ITU-R BT.2020 : Parameter values for ultra-high definition television systems for production and international programme exchange ITU-R BT.709 : Parameter values for the HDTV standards for production and international programme exchange 13) UHDTV 기술및표준화현황, TTA Journal Vol. 140, 2012-26 -
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그림 영상압축표준의발전 14) 호요성, HEVC 고화질영상압축표준기술, IDEC Newletter, vol.161, 2013 년 5 월. - 28 -
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표 주요표준요구사항 15) 김제우, 박지호, 김용환, 최병호, HEVC 비디오코덱기술의응용과전망, 한국방송공 학회지, 15 권 4 호, 2010 년 12 월. - 30 -
표 16) 호요성, HEVC 고화질영상압축표준기술, IDEC Newletter, vol.161, 2013 년 5 월. - 31 -
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그림 부호기의구조 그림 계층적부호화구조 17) 호요성, HEVC 고화질영상압축표준기술, IDEC Newletter, vol.161, 2013년 5월. 18) 호요성, UHD 고화질영상서비스와 HEVC 영상압축표준 2, 방송과기술, vol.210, 2013년 6월. - 33 -
그림 의개념 19) 호요성, UHD 고화질영상서비스와 HEVC 영상압축표준 3, 방송과기술, vol.210, 2013 년 7 월. - 34 -
그림 의관계 20) 호요성, UHD 고화질영상서비스와 HEVC 영상압축표준 3, 방송과기술, vol.210, 2013 년 7 월. - 35 -
그림 [ 와 2-20] CU 의 관계21) CB CB는 예측 유형을 결정하기에는 충분하지만, 화면간 예측에서의 움직임 벡터 또는 화 면내 예측 모드를 결정하기에는 너무 크다. 예를 들어 8 8 CB의 중간 부분에 눈과 같은 매우 작은 물체가 움직이고 있다면 8 8 CB에 대해 하나의 움직임 벡터(Motion Vector, MV)를 사용하는 것보다 CB를 좀 더 작게 나누어 각 부분에 대해 서로 다른 움직임 벡터 를 사용하는 것이 더 나을 것이다. 그 결과로 사용되는 것이 바로 PB이다. 임의의 CB는 시 /공간적 예측 가능성에 따라 PB로 분할될 수 있다. 그림 2-27는 사용 가능한 PB 분할을 보여준다. 그림 [ 2-21] PB(Prediction Block) 분할22) 21) 호요성, UHD 고화질 영상 서비스와 HEVC 영상 압축 표준 3, 방송과 기술, vol.210, 2013년 7월. 22) 호요성, UHD 고화질 영상 서비스와 HEVC 영상 압축 표준 3, 방송과 기술, vol.210, 2013년 7월. - 36 -
그림 분할 23) 호요성, UHD 고화질영상서비스와 HEVC 영상압축표준 3, 방송과기술, vol.210, 2013 년 7 월. - 37 -
그림 화면내예측모드 24) 호요성, UHD 고화질영상서비스와 HEVC 영상압축표준 3, 방송과기술, vol.210, 2013 년 7 월. - 38 -
그림 화면간예측을위한후보군 25) 호요성, UHD 고화질영상서비스와 HEVC 영상압축표준 3, 방송과기술, vol.210, 2013 년 7 월. - 39 -
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그림 디블록킹필터를통한블록왜곡 완화 필터사용전 필터사용후 (a) (b) 26) 호요성, UHD 고화질영상서비스와 HEVC 영상압축표준 3, 방송과기술, vol.210, 2013 년 7 월. - 41 -
그림 문맥기반적응적이진산술부호화 27) 호요성, UHD 고화질영상서비스와 HEVC 영상압축표준 3, 방송과기술, vol.210, 2013년 7월. - 42 -
표 실험영상 표 의부호화성능 28) 호요성, HEVC 고화질영상압축표준기술, IDEC Newletter, vol.161, 2013 년 5 월. 29) 호요성, HEVC 고화질영상압축표준기술, IDEC Newletter, vol.161, 2013 년 5 월. - 43 -
그림 비트율과 비교곡선 실험방송현황 30) 호요성, HEVC 고화질영상압축표준기술, IDEC Newletter, vol.161, 2013 년 5 월. - 44 -
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표 실험방송추진현황 31) 김국진, 최정일, 지상파 UHD 방송도입방안연구, 미디어미래연구소, 2013.11. - 46 -
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차세대방송시장및서비스동향 - 48 -
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그림 런던올림픽위성방송시연개념도 32) 서창호외 3 명, 차세대방송기술로드맵마련을위한방안연구, 미래창조과학부, 2013, p.16. - 61 -
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국내외기술개발동향 - 65 -
표 촬상소자개발현황 33) 서경열, UHD-TV 용디지털카메라기술개발동향, 방송공학회지 17 권 4 호, 2012. - 66 -
표 카메라개발현황 그림 촬상방식카메라 포맷재구성 34) 서경열, UHD-TV 용디지털카메라기술개발동향, 방송공학회지 17 권 4 호, 2012. - 67 -
표 지원카메라 35) 김상일, 2/3 센서를활용한 4K/UHD 카메라활용방안연구 : HD 렌즈활용을중심으 로, 한국디지털콘텐츠학회논문지, 16(2), 2015. - 68 -
표 카메라비교 - 69 -
그림 방송용실시간 부호화기 36) 안용조, 박세진, 심동규, HEVC 코덱구현및상용화기술, 전자공학회지, 2014. - 70 -
그림 의 전송실험 37) ETRI, 지상파디지털방송기술개발및표준화동향, 2014. - 71 -
그림 프랑스 실험방송장비구성도 표 기반 실험방송전송파라미터비교 38) KBS, 연세대학교, 4K UHDTV 송수신장비개발및실험방송현황, 방송공학회지 19 권 2 호, 2014. - 72 -
그림 파나소닉의 인치 디스플레이 - 73 -
국내외표준화동향 - 74 -
그림 회전성상도 변조방식의예 그림 프레임구조 39) ETRI, 지상파 DTV 표준화동향, 전자통신동향분석제 25 권제 2 호, 2010. - 75 -
표 기술비교 40) 서창호, 이주남, 오혜란, 지상파 UHD 전송방식도입을위한방안연구, 한국전파진흥 협회, 2014. - 76 -
표 기술특징 - 77 -
그림 표준화기술진행계획 41) 김경수, UHD 현황과전망, 그리고 EBS, 미디어와교육제 5 권제 1 호, 2015. - 78 -
그림 지상파디지털방송표준화일정 42) ETRI, 지상파디지털방송기술개발및표준화동향, 2014. - 79 -
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그림 표준그룹조직도 - 81 -
그림 물리계층블록도 43) 한국전자통신연구원, ATSC 3.0 물리계층표준기술, 방송과미디어제 20 권제 4 호, 2015. - 82 -
표 에정의된신호규격 - 83 -
44) LG 전자와삼성전자, 소니픽쳐스엔터테인먼트와발렌스 (Valens) 에의해 2010 년에 설립되었고, 소비자가전및전문 AV 시장을선도하는연합 - 84 -
표 와관련한 표준 45) http://www.etsi.org/technologies-clusters/technologies/broadcast/dvb - 85 -
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방송산업현황및전망 - 87 -
표 가격전망 단위 만원 46) 지상파 UHD 방송도입방안연구, 김국진, 최정일, 2013, p.66. - 88 -
그림 대화면 의가격하락및인치당가격하락 47) Naver 쇼핑, 기사, BNK 투자증권 - 89 -
그림 세계 및 시장전망 그림 판매대수전망및 비중 48) 2013~2017 년은 Quarterly Advanced Global TV Shipment and Forecast Report DisplaySearch (2013.2) 데이터재정리, 2018~2020 년은이의성장추세를기반으로 ETRI 산업전략연구부추정 - 90 -
콘텐츠제작현황 - 91 -
49) 전자신문, 2015. 5. 파이낸셜뉴스, 2015. 3. - 92 -
50) 매일경제신문, 2015. 2. - 93 -
표 콘텐츠수급계획 51) 2015 년방송협회추산 52) 유진투자증권, 2015. - 94 -
그림 유료방송사업자별 콘텐츠보유량 53) 전자신문, 2015. 2. - 95 -
그림 지상파방송사 제작현황 그림 콘텐츠수출입비교 단위 억달러 54) 전자신문, 2015. 6. 55) 방송협회, 차방특위국민행복 UHD 플랜, 2014. - 96 -
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그림 향후 년내제작환경변화에대한스포츠제작자답변 56) Gosh Gordon Group, 2014. - 98 -
표 미국내 용콘텐츠제공업체 57) 해외 ICT R&D 정책동향, IITP, 2015. 58) 디지털트렌드, 2014. - 99 -
방송장비현황 - 100 -
인프라구축현황 - 101 -
그림 방송망도 그림 지상파 로드맵 59) 김경수, UHD 현황과전망, 그리고 EBS, 미디어와교육제 5 권제 1 호 - 102 -
방송사별자체도입및투자계획 그림 지상파 콘텐츠투자계획 60) 방송협회, 차방특위국민행복 UHD 플랜, 2014 61) 방송협회, 차방특위국민행복 UHD 플랜, 2014-103 -
그림 지상파 시설투자구현방안 62) 김경수, UHD 현황과전망, 그리고 EBS, 미디어와교육제 5 권제 1 호 - 104 -
그림 인프라투자계획 63) 김경수, UHD 현황과전망, 그리고 EBS, 미디어와교육제 5 권제 1 호 - 105 -
그림 인프라투자계획 64) 김경수, UHD 현황과전망, 그리고 EBS, 미디어와교육제 5 권제 1 호 - 106 -
방송표준방식 그림 지상파 방송표준방식 - 107 -
표 기술적측면의지표 안 - 108 -
표 경제적측면의지표 안 표 방송서비스적측면의지표 안 그림 방송표준결정시나리오 안 - 109 -
방송콘텐츠시장활성화 65) 미디어이슈리포트, BNK 투자증권, 신건식 - 110 -
방송장비육성 - 111 -
방송인프라고도화 - 112 -
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, UHD HEVC, Vol. 209, pp. 154-159., UHD, 2015.06 Displaysearch UHDTV, PM Issue Report 2013.,,, UHDTV, TTA Journal Vol.140 KETI, 8K UHD 4K S3D / /, 20 4 UHDTV, :,, 61, 2013.04 UHDTV, TTA Journal Vol. 140, 2012, HEVC, IDEC Newletter, vol.161, 2013 5.,,,, HEVC,, 15 4, 2010 12., UHD HEVC 2,, vol.210, 2013 6., UHD HEVC 3,, vol.210, 2013 7.,, UHD,, 2013.11. 3,,, 2013, p.16., UHD-TV, 17 4, 2012., 2/3 4K/UHD : HD,, 16(2), 2015.,,, HEVC,, 2014. ETRI,, 2014. KBS,, 4K UHDTV, 19 2, 2014. - 118 -
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York 2015 12 30 2015 12 30 미래창조과학부장관 47 Homepage: www.msip.go.kr