기록물 보존복원 제5호, PP.47~62 2012 영상 압축 기술 및 현황 김 상 국* 인터넷을 통한 엄청난 자료의 유통, 스마트폰을 통한 고화질의 영화 감상, 아울러 2012년 말 HDTV 시대가 도래하면서 기록으로서 시청각 자료가 갖는 의미와 기록유산으로서 후대 전승을 위한 보존이 중요하게 되었으며, 또한 IT기술의 발전과 함께 보존된 기록의 활용이라는 측면도 고려해야 하는 시대가 되었다. 디지털 동영상 기록의 보존과 활용을 위해서 가장 먼저 해야 할 부분이 형식이라고 할 수 있는 디지털 포맷(digital format) 을 만드는 과정인데, 이때 기록관리의 원칙인 무결성에 위배되는 현상이 발생하게 된다. 그 러나 디지털 동영상 기록물의 생산부터 보존 관리 및 활용을 위해 적용하는 기술들은 방송 및 민간 분야에서 사용하는 것과 전혀 다른 기술이 아니기 때문에, 현재 또는 미래의 방송기술들을 적용함에 있어 원본성 유지와 효율성이라는 기술의 경계선상에서 기록 관리의 기조를 유지하기 위한 방안이 무엇인지 또는 불가피하다면 어떤 개념의 변화가 있어야 하는지를 살펴보고, 디지털로 보존된 동영상 기록이 미래에도 특정 기술에 종속되지 않기 위한 구체적 방안을 제시해 보았다. Ⅰ. 서론 디지털 동영상이라고 하는 표현에는 여러 가지 의미가 내포 되어 있다. 작은 차이지만 이 분야의 전문가들조차도 서로 다 른 시각에서 이야기할 수 있을 정도로 다양하고 세밀한 내용 을 함축하고 있으나, 최소한 기록관리에 종사하는 사람들이 생각하는 의미는 같아야 하겠기에, 이러한 개념을 이해하기 위한 내용부터 기술하고자 한다. 1956년 6월 1일 흑백TV 방송 시작 이후 56년간 시행된 아날 로그 방송이 완전히 막을 내리고 2012년 12월 31일 새벽 4시를 기해 본격적인 디지털 방송 시대가 시작되었다. 모든 지상파 방송국들은 최첨단의 디지털 방송설비를 갖추고 고화질의 풍 부한 콘텐츠를 제공하기 시작하였으며, 초고속 인터넷 사업자 및 스마트폰으로 대표되는 모바일 인터넷 사업자 역시 고화질 의 동영상 서비스를 제공하기 위하여 치열한 경쟁을 벌이고 있 다. 이러한 모든 노력에는 최소비용 최대효과 라는 경제 원 칙이 철저하게 근간을 이루고 있다. 가장 대표적인 예로 디지털 데이터의 마법사인 압축기술 (compression technology)을 사용하는 것인데, 이 기술은 보 고 듣는 사람들이 느끼기에 불편하지 않을 정도로 원본을 압 축함으로써 저장공간의 문제, 전송(transmission)의 문제, 방 송전파의 효율적 사용 등을 목적으로 한다. 이러한 경제 원칙은 원본을 가장 최우선시하는 기록관리의 원칙과 부분적으로 상 충되고 있는 반면, 차츰 디지털 기록으로 전환되는 기록관리 측면에서도 유사한 고민을 할 수밖에 없다는 현실이 다가오고 있는 것이다. 디지털 동영상 기록물의 생산부터 보존 관리 및 활용을 위해 적용하는 기술들은 방송 및 민간 분야에서 사용하는 것 과 전혀 다른 기술이 아니기 때문에, 현재 또는 미래의 방송 기술들을 적용함에 있어 원본성 유지와 효율성이라는 기술의 경계선상에서 기록관리의 기조를 유지하기 위한 방안이 무엇 인지 또는 불가피하다면 어떤 개념의 변화가 있어야 하는지를 살펴보고자 한다. 국가기록원 복원연구과 일반계약직 southkang@korea.kr * CONSERVATION OF THE ARCHIVES 47
Ⅱ. 디지털 동영상 기록 1. 광의의 디지털 의미 디지털이란 아날로그와 대응되는 의미로, 컴퓨터에서는 0과 1의 이진수로 표현하며, 넓은 개념으로는 이산적(discrete)인 물리량으로 표현한다. 동영상 기록의 아날로그 디지털 구분 은 동영상 기록이 만들어질 때 결정되는데, 일반적으로는 표 1과 같이 어떤 저장매체에 담겨지느냐에 따라 구분할 수 있다. 그러나 엄격하게는 최초 만들어지는 신호가 아날로그 형태인 경우는 아날로그 저장매체에 수록하게 되는 것이고, 디지털 형태인 경우에 한하여 촬영장비의 기종에 따라 테이프, 디스크 또는 메모리에 저장할 수 있다. 표1. 저장매체에 따른 동영상 기록의 구분 시기 저장매체 저장형식 아날 로그 디지털 아날로그 자기테이프 디지털 자기테이프 광디스크 자기디스크 반도체 메모리 VHS, Betamax, Betacam 등 DigiBeta, DV, DVCAM 등 CD, DVD, Blu-ray 하드디스크, 외장형 하드디스크 SSD, USB, CF 등 컴퓨터가 인식하지 못하는 독자적인 형식 컴퓨터가 인식하는 파일 형식 2. 협의의 디지털 의미 디지털이라 하더라도 컴퓨터가 직접 인식할 수 있는 경우는 우리가 익히 알고 있는 파일 형식으로 저장되어 있으나, 컴퓨 터가 인식하지 못하는 독자적인 형식을 갖는 자기테이프의 경 우는 그림1과 같이 일련의 신호 변환과정을 거쳐야만 컴퓨터가 인식할 수 있다. 아날로그 테이프와 디지털 테이프의 신호 변환 과정에서 차이점은 A/D 컨버터(아날로그 신호를 디지털 신호로 변 환시켜 주는 기능)의 유무이다. 이후 디지털 신호는 인코딩 (encoding) 과정을 거치게 되는데, 인코딩이란 정보의 형태나 형식을 변환시켜 주는 기능으로, 파일의 용량을 줄이거나 화 면크기의 변경 등 다양한 용도로 사용할 수 있다. 여기서는 컴퓨터가 인식할 수 있는 파일 형식으로 변환하는 것을 의미 한다. 따라서 좁은 의미에서 디지털이란 컴퓨터가 인식할 수 있는 파일 형태를 말하며, 이는 특정한 프로그램이 구동할 수 있는 확장자를 갖는 파일 포맷(format)을 의미한다. 결국 디지털 동영상 기록이라 함은, 컴퓨터가 인식할 수 있는 포맷을 갖는 디지털 파일로서, 최초 생산 당시부터 파일로 만 들어지는 경우와 그림1과 같이 신호변환 과정을 거쳐 파일 형 태로 만들어지는 모든 것을 의미한다. 단, 디지털 자기테이프 자체만으로는 컴퓨터가 인식할 수 없고, 신호 변환을 거쳐 파일 형태로 변환하여야 하는 관계로 편의상 디지털 동영상기록에서 제외하였다. 그러나 넓은 범주에서는 디지털 동영상기록으로 포함시켜도 무방하다. 이를 도식화하면 표2와 같이 구분할 수 있다. 아날로그 신호 디지털 신호 파일 포맷 아날로그 테이프 A/D 컨버터 인코딩 컴퓨터 디지털 신호 파일 포맷 디지털 테이프 인코딩 컴퓨터 그림1. 자기테이프의 신호 변환 과정 48 CONSERVATION OF THE ARCHIVES
표2. 디지털 동영상 기록의 구분 분 류 저장매체 수록 형태 신호 변환 신호 변환 후 형태 아날로그 아날로그 자기테이프 아날로그신호 필요 파일 포맷 디지털 자기테이프 디지털 신호 필요 파일 포맷 디지털 광디스크 파일 포맷 불필요 파일 포맷 자기디스크 파일 포맷 불필요 파일 포맷 반도체 메모리 파일 포맷 불필요 파일 포맷 ( 디지털 동영상 기록) Ⅲ. 디지털 동영상 기록의 파일 포맷 1. 파일 포맷의 의미 컴퓨터에서 사용하는 파일 포맷이란 정보(데이터)를 파일로 저장할 때 그 파일의 구조를 말하는 것으로 일반적으로 그 림2와 같은 형태를 갖는다. 헤더는 파일 전체의 내용을 식 별하기 위해서 필요한 모든 정보를 포함하고 있는 부분으로, 확장자명이 무엇인지도 이 헤더 정보를 분석하면 알 수 있 으며, 이외에 작성일, 작성자, 수정일 등등 포맷별로 서로 다른 구조를 갖고 있기 때문에 포맷 간 호환이 어렵다. 일부 포맷들은 서로의 구조를 공개하여 상호 호환이 가능한 경우도 있다. 내용(body)은 정보(콘텐츠)를 담고 있는 부분이다. 쉽게 표현하면 포맷이란 정보를 감싸고 있는 상자(box)라고 이해 하면 된다. 헤더(header) 우리가 일상적으로 접하는 아래아한글 포맷(확장자-hwp), PDF파일 포맷(확장자-pdf), 그림 파일 포맷(확장자-jpg, bmp, gif 등), 음성 파일 포맷(확장자-mp3, wav, AAC 등), 동영상 파일 포맷(확장자-avi, mxf, mp4, mov 등) 등, 그 수를 헤아리 기 힘들 정도로 다양한 종류가 존재한다. 이러한 파일 포맷을 컴퓨터에서 해석하여 화면으로 보여주고, 내용을 수정, 추가하 기 위해서는 포맷별로 전용의 응용 소프트웨어가 그 역할을 수 행하게 된다. 따라서 해당 포맷에 해당하는 응용 소프트웨어가 존재하지 않는다면 파일을 읽거나 수정하기가 매우 어려운 것 이 사실이다. 왜냐하면 이러한 응용 소프트웨어들은 상업용으 로 만들어진 것들이 대부분이어서 포맷 구조를 공개하지 않는 것이 일반적이며, 의도적인 목적으로 구조를 해석하였다 하더 라도 원 상태를 재현하는 것이 쉬운 일은 아니다. 컴퓨터 발전 과정에서 파일 포맷은 다양한 정보를 표현하는 수단임과 동시에 컴퓨터의 응용 산업을 이끌어가는 중요한 요 소이나, IT 기술 변화의 속도는 응용 소프트웨어의 소멸과 등 장을 가속화시키는 만큼 기록관리 관점에서 파일 포맷은 전자 기록 자체의 미래 이용 가능성(availability)을 제한하는 독소 적 조항임을 부인할 수 없다. 2. 디지털 동영상 기록의 파일 포맷 구조 내용(body) 그림2. 파일 포맷의 일반적 구조 위에서 언급한 바와 같이 파일 포맷을 만드는 것은 컴퓨터에서 인식하기 위함이다. 광디스크와 같이 컴퓨터와 연결 가능한 매체 에 저장된 경우는 이미 특정 파일 포맷 형태를 가지고 있으며, 그 림1과 같이 테이프에 저장된 기록들은 신호 변환 과정을 거쳐 컴 퓨터에서 인식할 수 있는 파일 포맷 형태로 바꾸어야 한다. CONSERVATION OF THE ARCHIVES 49
2.1 컨테이너 포맷 영상정보와 음성정보로 구성된 동영상 파일의 포맷을 컨테 이너 포맷(container format) 또는 랩퍼 포맷(wrapper format) 이라고 하는데, 컨테이너 포맷을 도식화하면 그림3과 같다. 그림3. AVI 동영상의 컨테이너 포맷 컨테이너 포맷은 단순히 해당 재생 소프트웨어가 인식할 수 있도록 형태(확장자)를 알려주는 것일 뿐, 구성요소인 영상과 음성정보를 재생하기 위해서는 영상과 음성의 코덱(codec)이 무엇인지를 알아야 한다. 그림3은 AVI 동영상의 컨테이너 포 맷이 담고 있는 구성요소로 영상(video)의 코덱은 x264, 음성 (audio)의 코덱은 DTS라는 것을 보여주고 있다. 컨테이너 포맷 은 영상과 음성정보를 담고 있는 상자(box)이며, 기타 여러 가 지 메타정보를 포함할 수 있다. 따라서 동영상 파일을 말할 때 는 컨테이너 포맷, 영상 코덱, 음성 코덱 에 대한 모든 정보 를 이야기하여야 정확한 표현이라 할 수 있다. 동일한 컨테이 너 포맷이라 할지라도 그 안에 들어가는 영상 및 음성 코덱은 서로 다를 수 있기 때문이다. 2.2 코덱 동영상에서 코덱(codec)이란 음성 또는 영상의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 코더(coder)와 디지털 신호 를 음성 또는 영상으로 변환하는 디코더(decorder)의 합성어 (co+dec)로, 부호기와 복호기의 역할을 동시에 수행하는 장치 로도 사용된다. 용량을 줄여서 효율적으로 보관하고 전송 시 부담을 줄이기 위해 파일을 압축하고 또 그 파일의 압축을 풀 때는 압축 프로그램이 필요하듯이 동영상, 음악을 압축하고 그 것을 해제하는 데 필요한 것이 코덱이다. 각자 다른 코덱으로 압축한 데이터는 그에 따른 고유한 확 장자를 가지는데, 각각 압축과 복원에 사용되는 계산법이 다르 므로 일반적으로 서로 호환되지 않고 그 확장자에 맞는 코덱으 로만 압축을 풀 수 있다. 따라서 컴퓨터에서 동영상을 재생하 려면 그 동영상이 제작될 때 사용된 코덱이 해당 컴퓨터에 설 치되어 있어야 한다. 또한 영상과 음성정보가 하나의 컨테이너 포맷으로 이루어져 있다 할지라도 영상과 음성의 코덱은 각각 존재하게 된다. 코덱은 종류에 따라 손실압축(lossy compression) 과 무손 실압축(lossless compression) 으로 나눌 수 있다. 손실압축은 용량을 줄여 저장 또는 전송의 효율성을 높일 수는 있으나 원 래의 정보를 되살릴 수 없는 비가역( 非 可 逆 ) 방법이며, 무손실 압축은 손실압축보다 상대적으로 용량이 줄어들지만 원래의 정보를 복원할 수 있는 가역( 可 逆 ) 방법이다. 따라서 기록관리 측면에서 어떤 코덱을 사용하였는지가 기록속성(진본성, 무결 성)의 원칙 유지를 위한 중요한 요소가 될 수 있다. 그러나 현 실적으로 동영상을 생산하는 대부분의 장비(카메라, 방송장비 등)는 손실압축을 사용하고 있고, 국가기록원으로 이관되는 대 부분의 동영상 기록 역시 손실압축 코덱을 사용하고 있는 것으 로 나타났다. 2.3 컨테이너 포맷 및 코덱의 종류 컨테이너 포맷에는 음성만 보관하거나 또는 이미지 전용으로 사용하거나, 음성 및 영상을 같이 보관하는 경우가 있다. 표3에 현재 사용되는 대표적인 포맷 및 코덱의 종류를 열거하였다. 그 러나 실제 사용되는 것들은 이보다 훨씬 더 많으며, 국제표준과 같은 비영리 표준보다는 상업 용도 및 특수한 목적으로 개발된 것들이 주류를 이루고 있는데, 이러한 배경에는 영상산업이 갖 는 규모와 기술개발로 이루어진 결과의 특허권 등 경제적 이해 관계가 복잡하게 얽혀 있기 때문에 유독 영상과 관련된 기술분 야는 국제표준과 같은 규격의 제정이 어려운 것이 현실이다. 동영상 분야에서 포맷과 코덱의 진화는 압축성능과 고화질 동영상 확보라고 하는 단순히 기술적 차원만 강조되는 것은 아 니다. 보다 뛰어난 성능을 갖는 코덱의 등장은 필연적으로 더 좋은 하드웨어 기반을 요구하기 때문에, 영상장비 산업을 주 도하는 기업 입장에서는 새로운 제품의 출시 및 시장 확대, 즉 50 CONSERVATION OF THE ARCHIVES
경제 논리 차원에서 의도적으로 새로운 포맷과 코덱을 개발하 고 적용한다고 해도 감히 틀린 말은 아닐 것이다. 동영상 기록을 생산하는 주체에서 보면 보다 좋은 장비, 고 품질을 보장하는 코덱 등의 사용은 당연할 것이다. 기록관리의 편의성을 위해서 이러한 다양성을 제한하는 것보다는 어떻게 보존하고 어떤 방법으로 이러한 문제점을 극복해 나가야 할 것 인지를 고민해야 할 것이다. 다음은 표3에 열거된 것 중 많이 사용되는 종류에 대하여 세 부적으로 설명하였다. (1) 컨테이너 포맷 AVI(Audio Video Interleave) 1992년 마이크로소프트사에서 개발한 컨테이너 포맷으로 윈 도우용 멀티미디어 파일 표준이다. 영상과 음성 데이터가 내 부적으로 교차되면서 기록되어 하나의 동영상을 구성하며, 어 떤 코덱으로 인코딩 했느냐에 따라서 파일 크기, 품질이 달라 진다. AVI 컨테이너 포맷은 압축되지 않은 영상 음성 데이터 와 Intel Real Time(Indeo), Cinepak, Motion JPEG, Editable MPEG, VDOWave, ClearVideo / RealVideo, QPEG, and MPEG-4 영상 데이터 등을 포함할 수 있다. 표3. 컨테이너 포맷 및 코덱의 종류 구 분 등록기관 종 류 ISO/IEC MPEG-PS, MPEG-TS, ISO base media file format, MPEG-4 Part 14, Motion JPEG 2000, MPEG-21 Part 9 컨테이너 포맷 ITU-T H.222.0, T.802 기타 3GP and 3G2, AMV, ASF, AIFF, AVI, AU, Bink, DivX Media Format, DPX, EVO, Flash Video, GXF, M2TS, Matroska, MXF, Ogg, QuickTime File Format, ratdvd, RealMedia, REDCODE, RIFF, Smacker, MOD and TOD, VOB, IFO and BUP, WAV, WebM ISO/IEC MJPEG, Motion JPEG 2000, MPEG-1, MPEG-2(Part 2), MPEG-H Part 2/HEVC MPEG-4 (Part 2/ASP, Part 10/AVC), 영상 코덱 ITU-T 기타 H.120, H.261, H.262, H.263, H.264, H.HEVC AVS, Bink, CineForm, Cinepak, Dirac, DV, Indeo, Microsoft Video 1, OMS Video, Pixlet, ProRes 422, RealVideo, RTVideo, SheerVideo, Smacker, Sorenson Video, Spark, Theora, Uncompressed, VC-1, VC-2, VC-3, VP3, VP6, VP7, VP8, VP9, WMV, XEB ISO/IEC MPEG-1 Layer III(MP3), MPEG-1 Layer II(Multichannel), MPEG-1 Layer I, AAC, HE-AAC, MPEG Surround, MPEG-4 ALS, MPEG-4 SLS, MPEG-4 DST, MPEG-4 HVXC, MPEG-4 CELP, USAC 음성 코덱 ITU-T 기타 G.711, G.718, G.719, G.722, G.722.1, G.722.2, G.723, G.723.1, G.726, G.728, G.729, G.729.1 ACELP, AC-3, AMR, AMR-WB, AMR-WB+, ALAC, Asao, ATRAC, CELT, Codec2, DRA, DTS, EVRC, EVRC-B, FLAC, GSM-HR, GSM-FR, GSM-EFR, ilbc, isac, Monkey s Audio, TTA(True Audio), MT9, A-law, -law, Musepack, OptimFROG, Opus, OSQ, QCELP, RCELP, RealAudio, RTAudio, SD2, SHN, SILK, Siren, SMV, Speex, SVOPC, TwinVQ, VMR-WB, Vorbis, VSELP, WavPack, WMA CONSERVATION OF THE ARCHIVES 51
MKV(Matroska Video) 2003년 Matroska 프로젝트를 통해 개발되었으며, 소스가 공개된 컨테이너 포맷으로 개수 제한 없이 영상, 음성, 그림, 자막 트랙을 한 파일 안에 담을 수 있는 파일 형식으로, 흔히 쓰이는 영화 드라마 등의 멀티미디어 콘텐츠를 담기 위한 보 편적인 컨테이너 포맷이다. 최신 고화질 압축 코덱인 H.264를 사용한 대부분의 영상들은 MKV 포맷 형식으로 지원하고 있어 MKV 코덱이 HD급 동영상의 표준으로 자리 잡고 있다. AVI, MP4 혹은 ASF 등의 비디오 포맷을 대체하기 위해 만들어졌으 며 Matroska 파일 확장자로서, 영상 파일에는.MKV를 쓰고, 음성 파일에는.MKA를 쓴다. MPEG(Motion Picture Experts Group) MPEG는 컨테이너 포맷의 명칭이 아니고, ISO/IEC 산하에 서 영상 및 음성 압축 표준을 개발하는 Motion Picture Experts Group이란 모임의 명칭이며, 일반적으로 MPEG이란 컨테이너 포맷은 이 그룹에 의해 개발된 표준 포맷들을 가리킨다. 동영 상에 관련된 거의 모든 압축 방식에 관한 내용을 포괄할 정도 로 다양한 압축 방식과 포맷을 규정하고 있다. 그 중 많이 사 용되는 것은 비디오 CD에 주로 사용되는 MPEG1과 DVD에 사 용되고 있는 MPEG2, 인터넷 등의 네트워크용 영상 포맷으로 사용되는 MPEG4 등이 있다. MP4(MPEG-4 Part 14) ISO/IEC JTC 1의 동영상 압축부호화의 표준규격인 MPEG-4의 part 14로 규정된 컨테이너 포맷이며, MPEG에 의 해 정의된 디지털 음성 데이터나 디지털 영상 데이터를 저장 하기 위해 사용한다. MPEG-4 기술은 매우 작은 파일 크기의 DVD 품질의 오디오 및 그림을 제공하기 위해 개발되었기 때문 에, 아이팟 비디오와 같은 휴대용 기기나 인터넷 스트리밍 용 도로 사용한다. (2) 영상 코덱 MEPG-1 1.0~1.5 Mbps의 전송 속도를 가지는 디지털 저장 매체 (Video CD)에 저장하기 위한 압축기술로, 전자출판, 여행안내 시스템, 비디오 교육시스템, 원거리 교육, 비디오 CD 등에 사 용된다. MPEG-2 DVD 타이틀에 자주 사용되는 방식으로 텔레비전 방송을 위 한 표준이다. 디지털 위성 방송, 디지털 유선 방송, 고화질 TV 방송, 컴퓨터 멀티미디어 서비스에도 사용된다. 표준 해상도는 720 480, 1280 720 이며 30프레임/초이다. ASF(Advanced Systems Format) ASF는 마이크로소프트사에 의해 개발된 컨테이너 포맷으 로 동기화된 디지털 미디어 스트림을 저장, 재생하고, 네트워 크상에서 실시간으로 멀티미디어 서비스를 받는 데 최적화되 어 있다. 이 포맷은 음성 데이터를 위해 WMA(Windows Media Audio) 코덱을, 영상 데이터를 위해 WMV(Windows Media Video) 코덱을 사용했으나 현재는 거의 사용되지 않는다. MOV 1991년 애플(Apple)사가 영화나 기타 비디오 파일을 저장하기 위해 멀티미디어 포맷으로 개발하였고, 독자적인 압축 알고리즘 을 사용한다. 원래는 Mac PC용으로 개발된 포맷이나, 애플 시 스템에 국한되지 않고, 다른 컴퓨팅 플랫폼에도 사용 가능하다. MOV와 MP4 컨테이너 포맷은 모두 MPEG-4 코덱을 사용할 수 있어서 QuickTime 환경에서 대부분의 경우 변환할 수 있다. MPEG-3 HDTV 방송을 위해 고안되었으나, MPEG2 표준에 내용이 흡수, 통합되었다 MPEG-4 MPEG-2를 확장하여 저속 비트율 인코딩을 지원하면서 인 터넷, 이동통신상에서도 원활하게 멀티미디어 통신을 이용할 수 있도록 하기 위해 개발되었다. 매초 64Kbps, 192Kbps의 저 속 전송으로 동화상을 구현할 수 있으며, 인터넷 유선망과 이 동통신망 등 무선망에서 멀티미디어 통신, 화상회의 시스템, 방송, 영화, 교육, 오락, 원격감시 등의 분야에 널리 사용된다. MPEG-4 동영상 표준은 MPEG-4 Part 2 Visual에 해당되며, MPEG-4 AVC (MPEG-4 Part 10 또는 H.264)는 HD DVD와 Blu-ray 디스크를 위해 제안되었다. 52 CONSERVATION OF THE ARCHIVES
H.261 최초의 실질적인 비디오 코딩 표준안으로 1990년에 발표되 었다. ISDN의 기본 속도인 64Kbps 회선을 하나에서 최대 30 개까지 이용하여 화상회의를 할 수 있도록 설계되었다. 지원되 는 해상도는 176 144 화면 크기를 제공하는 QCIF를 기본으로 CIF(352 288) 방식을 선택적으로 지원하며 60프레임/초 단위 로 전송 및 재생한다. H.262 MPEG과 VCEG 사이에 joint partnership에 의해 공동으로 개발되어 MPEG-2 Part 2와 동일하다. 발표를 목표로 기술 개발이 진행 중이다. Divx(Digital internet video express) Jomigo Visual Technology 사가 개발한 MPEG-4 코덱으로 ISO/IEC 14496-2(MPEG-4 part 2 또는 MPEG-4 ASP)의 명 세 가이드라인을 따른다. HDX4 코덱이 표준 마이크로소프트 윈도 인터페이스를 지원하기 때문에, 업계 외 많은 소비자 가 전제품에서도 쓰이고 있다. 예를 들어, MovieJack과 같은 어플 리케이션은 HDX4 코덱을 이용하여 여러 다양한 비디오 포맷 을 휴대전화(3GPP)나 아이팟, 플레이스테이션 포터블 등에 맞 는 비디오 콘텐츠로 변환할 때 사용된다. H.263 화상 회의와 화상 전화를 응용하기 위한 영상 압축 코딩 표 준 문서이다. H.263은 초당 20K~24K비트처럼 낮은 대역폭 에서 스트리밍 미디어를 위해 H.261 기반으로 개발되었다. H.261에 비해 절반의 대역폭으로 같은 화질을 얻을 수 있기 때 문에 H.261을 대신해 범용으로 사용되며 비디오 스트리밍 전 송을 위한 실시간 전송 프로토콜(RTP)에 사용되고 있다. H.264 2003년에 발표된 영상 코덱기술로서, 매우 높은 데이터 압 축률을 가지며, MPEG-4 part 10 또는 H.264/MPEG-4 AVC 라고 부른다. H.264 코덱은 초당 1Mbps 이하의 속도에서 DVD 수준의 고화질 동영상을 제공할 수 있다. 또한 기존의 표준 (MPEG-2, H.263, MPEG-4 Part 2)과 비교했을 때, 절반 이하 의 낮은 bit rate에서 비슷하거나 더 좋은 화질을 얻을 수 있도 록 개발되었다. HEVC(High Efficiency Video Coding) H.264의 성공에 힘입어 개발에 착수한 차세대 동영상 부 호화 기술이다. H.264의 2배 압축률을 목표로 MPEG-2 의 HD 기준 4배 압축을 위해 준비 중이며, HEVC 초안 규격 은 QVGA(320 240)부터 1080p(1920 1080),4320p (7680 4320), 4K 비디오를 훨씬 넘는 7,680 4,320 화소 수준을 지 원한다. 기존에 H.264/AVC를 개발했던 MPEG과 ITU-T의 CVEG가 2010년 1월 팀(Joint Collaborative Team on Video Coding)을 결성 하여 현재 작업 중이며, 현재 2012년 표준안 Xivd DixX5.1 버전부터 상용화되어 이에 반대하는 일부 사람들 에 의해 개발된 코덱으로, MPEG-4 표준을 따르는 영상 코덱 라이브러리이다. Xivd 코덱의 화질은 DivX 코덱보다 약간 떨 어지며, 비트레이트 조정으로 인코딩된 파일 용량을 조정하는 DivX와 달리 원하는 용량을 미리 정해 놓고 가변적으로 비트 레이트를 조정하는 방식을 사용하고 있다. 또한, Xvid는 자유/ 오픈 소스 소프트웨어로 마이크로소프트 윈도우와 맥 OS X만 을 지원하는 DivX와는 대조적으로 다양한 플랫폼과 운영 체제 에서 사용될 수 있다. 시네팩(Cinepak) 수퍼맥 테크놀러지사의 피터 브렛이 개발한 코덱으로 윈도 우에 기본적으로 포함되어 있고, 가장 오랫동안 사용되고 있는 코덱이다. 압축 시간이 많이 걸리나 가장 높은 압축을 할 수 있고, 256 색상을 사용할 경우 특히 효과적이다. 압축 시간이 다른 코덱에 비해 비교적 오래 걸린다는 단점이 있지만 압축된 영상을 재생할 때 다른 코덱에 비해 빠르게 풀어주고, 뛰어난 압축률과 좋은 화질을 얻을 수 있어 주로 CD-ROM 타이틀 제 작 시 많이 사용되었다. MPEG-4와 H.264 코덱의 출현 이후 에는 거의 사용되지 않는다. CONSERVATION OF THE ARCHIVES 53
Ⅳ. 동영상 관련 기술(technique)과 기록속성과의 연관성 산업 분야에서는 동영상의 원본 보존보다는 디지털 동영상 을 보다 작은 용량으로 압축하면서 동시에 더 좋은 화질을 확 보하기 위한 코덱 기술 개발 등에 많은 관심을 가지고 있다. 손실압축은 원본 정보의 손실을 감수하는 것을 전제로 하고 있 는데, 이러한 점은 기록관리의 속성 중 하나인 무결성 과 배치 되는 것이라 할 수 있다. 이 절에서는 디지털 동영상의 컨테이너 포맷과 코덱이라고 하는 기술(technique)을 기록관리에 적용함에 있어 어떤 연관 성이 있는지 그리고 기록의 보존 차원에서 어떤 문제점을 가지 고 있는지를 살펴보았다. AVI 포맷의 동영상 파일이 MOV 포맷의 동영상 파일로 변경 되는 순간, 비록 내용은 변하지 않았더라도 포맷 형태를 포함 하여 일부 속성 정보값이 변했기 때문에 공학적인 관점에서는 전자기록의 특성인 무결성이 유지되었다고 볼 수 없으며, 이 에 따라 진본성 및 신뢰성 역시 보장되었다라고 할 수 없을 것 이다. 이처럼 기록관리의 모든 속성을 엄격히 적용해야 한다면 그 어떤 경우라도 포맷 변경을 해서는 안 된다. 그러나 기술 변화에 따라 포맷을 받아들이고 재생할 수 있는 도구(응용 소 프트웨어 등)가 사라진다면 문제가 될 수 있을 것이다. 일부에 서는 기록관리에 필요한 모든 하드웨어 및 소프트웨어 일체를 보존하는 방법으로 해결할 수 있다고 하지만, 부분적으로 가능 할지 몰라도 지속적인 비용 및 관리상의 문제를 고려할 때, 해 법이라고 보기는 어려울 것이다. 1. 컨테이너 포맷의 변경 아래아한글(hwp 포맷)로 만들어진 파일을 열어서 내용만을 복사하여 마이크로소프트의 워드 문서(doc 포맷)로 변경할 수 있듯이, 동영상에서도 어떤 포맷을 다른 포맷으로 변경할 수 있는데, 이런 경우는 수집 및 이관되는 동영상 기록이 갖는 다 양한 컨테이너 포맷을 구성요소인 영상과 음성의 코덱정보는 변경하지 않고 컨테이너 포맷만 변환하여 보존하고자 할 때 발 생할 수 있다. 그림4는 마이크로소프트의 AVI 컨테이너 포맷을 애플의 MOV 컨테이너 포맷으로 변경하는 예를 보여주고 있 다. 즉 상자 안의 내용물은 그대로 둔 채 포장 상자만 변경하 는 것이기 때문에 전달하고자 하는 정보의 변경은 이루어지지 않았다고 할 수 있다. 그러나 엄밀히 말하자면 컨테이너 포맷이 만 들어질 때 자동으로 생성되는 일부 메타데이터는 변경이 이루 어질 수밖에 없다. 예를 들면 포맷의 확장자, 시간정보 및 해당 포맷만 가지고 있는 정보(reserved metadata) 등의 변경은 어 쩔 수 없는 항목들이다. AVI 포맷을 MOV 포맷으로 변환하는 예를 다른 관점에서 살 펴보면, 그림2의 파일 포맷 구조에 맞추어 디지털 비트로 형 식으로 그림5와 같이 표현할 수 있다. 포맷 변환이 이루어졌 으나, 영상과 음성정보가 들어 있는 내용(body) 부분의 정보는 변하지 않고 헤더 부분의 일부 정보가 변했는데, 큰 틀에서 보 면 무결성이 훼손되었지만 중요한 내용 정보의 변경이 없기 때 문에 내용의 전달에는 문제가 없다고 할 수 있다. 오늘날 컴퓨 터에 사용되는 응용 소프트웨어의 발전 및 변화 속도를 감안할 때, 다양한 포맷과 호환을 위한 포맷 변환이 필연적인 과정이 라는 것을 이해한다면 기록관리 차원의 원칙과 판단기준이 보 다 유연할 필요가 있다고 하겠다. AVI MOV 영상 인코딩 음성 MP3 영상 H.264 음성 MP3 (AVI 파일) (MOV 파일) 그림4. 동영상 컨테이너 포맷 변환 그림5. AVI MOV 포맷 변환 시 디지털 비트 표현(예) 54 CONSERVATION OF THE ARCHIVES
이와 관련, 검찰 및 경찰에서 사건의 증거물로 컴퓨터에서 관련 자료를 취득, 분석 후 범죄 사실에 대한 법정 증거 자료 로 제출하는 과학적 절차인 디지털 포렌식의 예를 들면, 자료 의 취득 및 분석 등 수사 과정에서도 증거 자료의 변경 등에 관해서는 엄격한 기준을 가지고 있다. 그러나 자료의 해석 과 정에서 어쩔 수 없는 변경이 이루어지는 경우, 변경 사유에 대 한 논리적 기술적 설명이 뒷받침되는 경우라면 법정 증거 능 력 유지에 큰 결격 사유가 없다고 하는 것이 일반적 견해이다. 2. 코덱의 변경 기록 관점에서 컨테이너 포맷의 변경은 코덱의 변경보다 매 우 가벼운 사안이라 할 수 있다. 결론적으로 코덱의 변경은 기 록물 자체의 무결성을 전면적으로 위배하는 결과를 가져오기 때문이다. 그림2의 구조에서 내용(body)에 해당하는 디지털 정 보의 변형을 가져오는 것뿐만 아니라, 파일 크기(용량)의 변화 도 가져올 수 있다. 동영상에서 사용되는 압축손실 방식의 코 덱 기술은 변경 전 후의 영상을 시각적으로만 동일하게 보이 게 할 뿐, 상호 정보를 비교해 보면 상당히 다르다는 것을 알 수 있다. 만약 기록 관점에서 변경 전 후의 과정을 신뢰할 수 있는 기록으로 남기도록 하고, 시각적으로 또는 청각적으로 인 지되는 것에 대하여 동일성이 부여된다면 대부분의 문제가 해 결될 것이다. 제기된 문제에 대한 논의를 하기 위해서는 어떤 과정을 거 쳐 동영상이 만들어지고 코덱이 어떤 역할을 하는지를 살펴보 는 것이 우선이다. 1) 디지털 동영상이 만들어지는 과정 과거의 아날로그 방식부터 최근의 디지털 방식까지 동영상 이 만들어진 과정을 보면 그림6, 7과 같이 구분할 수 있다. 그림6. 아날로그 카메라를 이용한 동영상 생성 과정 그림7. 디지털 카메라를 이용한 동영상 생성 과정 CONSERVATION OF THE ARCHIVES 55
그림6과 같이 아날로그 카메라에서 촬영된 피사체의 영상 은 카메라 내부에서 복잡한 신호 변환 과정을 거친 후, 최종적 으로 아날로그 전기 신호 형태로 변환되어 아날로그 테이프에 수록되게 된다. 그림7의 디지털 카메라에서 촬영된 피사체는 처음에는 아날로그 카메라와 동일한 과정을 거쳐 아날로그 신 호가 만들어지고, 이후 디지털 카메라의 ADC(아날로그신호를 디지털 신호로 변환시키는 회로)에 의하여 디지털 신호(SDI, Serial Digital Interface)가 만들어지는데, 디지털 테이프를 사 용하는 카메라의 경우 이때 만들어진 SDI 신호를 저장한다. 최근의 디지털 카메라는 SDI 신호를 카메라에 내장된 압축기 (Coder)에 의하여 직접 컴퓨터가 인식할 수 있는 파일 형태로 만든 후 메모리카드에 저장하는데, 이러한 동영상 파일은 별도 의 신호 변환 과정을 거치지 않고 컴퓨터의 해당 응용 소프트 웨어로 재생할 수 있다. 그림6, 7에서 영상을 수록한 아날로그 및 디지털테이프는 그림1과 같이 신호 변환 과정을 거쳐야만 컴퓨터가 인식할 수 있는 동영상 파일을 얻을 수 있다. 아날로그 신호와 디지털 신호 중 어느 것이 원래의 영상에 더 충실한가라고 하는 질문에는 당연히 아날로그 신호이다. 그 림8과 같이 두 신호를 과장하여 표현하면 아날로그 신호는 연 속적인데 비해 디지털 신호는 계단형처럼 표현하므로 아날로 그 신호에 비해 일부를 제거하는 형태로 표현한다. 신호 자체 로만 봐서는 아날로그 신호의 재생도는 어떤 신호도 따라올 수 없는 우수한 것임에 틀림없다. 그러나 우리가 보는 컴퓨터 화면이라든가 디지털 TV 화면에 서는 그림9와 같이 왼쪽의 디지털 신호가 더 선명하게 느껴지 는데, 그 이유는 디지털 장비들이 과거의 아날로그 장비들보다 보여주는 능력 면에서 월등히 뛰어나기 때문이다. 만약 아날로 그 장비의 해상도가 현재의 디지털 장비만큼 뛰어나다면 당연 히 아날로그 신호가 보다 선명하게 표현할 것이다. 그림9. 아날로그 신호와 디지털 신호의 해상도 비교 2) 코덱의 역할 그림1, 6, 7로부터 신호의 종류에 관계없이 컴퓨터에서 인식 할 수 있는 동영상 파일이 만들어지기 위해서는 인코딩 또는 코더라는 과정을 거침을 알 수 있다. 인코딩(encoding)은 일련 의 디지털 신호(데이터스트림이라고도 함)를 특정 형태(포맷) 의 데이터로 만드는 것을 의미하고, 이 역할을 하는 회로 또 는 기기를 코더(coder)라고 한다. 반대로 동영상 파일을 화면 에 재생하기 위해서는 그림6, 7에서 보여준 과정을 역으로 따 라가면 되는데, 동영상 파일을 해석하여 디지털 신호로 만드는 것을 디코딩(decoding)이라 하고, 이 역할은 디코더(decoder) 가 하게 된다. 코더(COder)와 디코더(DECoder)를 합하여 코덱 (CODEC)이라고 부르고 있다. 아날로그 방식의 파형 일련의 데이터스트림(디지털 신호)을 특정 형태의 포맷으로 만든다는 것은 그림10의 왼쪽과 같이 연속적인 데이터를 각각 의 코더들이 갖고 있는 나름의 방법에 의하여 그림2와 같은 형 태의 구조로 변경시켜 주는 것을 의미한다. 디지털 방식의 파형 그림8. 아날로그 신호와 디지털 신호의 비교 56 CONSERVATION OF THE ARCHIVES
영상신호의 디지털 데이터 영상신호의 파일 형태(포맷) 그림10. 코덱의 기능 3) 손실압축과 무손실압축 코덱의 가장 중요한 기능은 그림10 왼쪽의 영상신호 데이 터를 파일 포맷의 내용(body)으로 변환하는 과정에서 압축 (compression)을 하는 것인데, 압축을 하는 이유는 저장장치 용량의 한계, 통신 네트워크의 한계 등을 극복하기 위한 것이 다. 실제 1920 1080 해상도(HD급)를 갖는 1시간 동영상의 디 지털 데이터를 계산해보면 다음과 같다. 해상도 : 1920 1080 1픽셀 비트수 : 24bit 1초당 프레임수 : 30 frame 용량 = 1920 1080 24bit x 30f 3,600초 / 8bit = 671,846,400,000 byte = 625.7GB (1k = 1,024) 록원이 소장하고 있는 아날로그 및 디지털 테이프의 경우에도 보존처리 과정에서 디지털 동영상을 만들 때에는 압축코덱을 사용하는 것이 현실이다. 만약 무손실 압축코덱을 사용하여 보 존처리 한다면 저장을 위한 시설(스토리지) 규모는 최소 현재 의 수 십배 규모는 되어야 할 것이다. 이러한 이유로 인해 동영상의 압축은 손실압축을 전제로 하 지 않는다면 저장시설, 유통(전송) 및 예산 확보 등의 조건이 성 립되지 않는다고 보아도 무방하다. 지난 15년간 국가기록원이 영화 필름 및 다양한 테이프에 수록된 동영상 기록을 디지털 동 영상으로 변환한 이래 지금까지 아무런 의심 없이 mpeg2라고 하는 손실압축 코덱을 사용해 오고 있었다는 사실은 동영상 기 록에 있어서만은 정보의 손실을 인정하는 것인지 아니면 적용 한 압축코덱의 기술이 무결성과 같은 기록관리의 원칙에 위배 되고 있음을 알지 못했기 때문인지 궁금한 것이 사실이다. 원본 필름, 테이프 등은 아무리 좋은 보존서고에서 엄격한 관리가 이루어진다 하더라도 점점 보존력이 약해질 뿐 아니라, 보다 심각한 문제는 재생을 위한 방송장비의 생명주기가 매체 보다 훨씬 짧다는 사실은 상식이기 때문에 한편으로 디지털 동 영상으로 변환하여 보존관리가 되고 있음은 적절한 방법이라 고 보여진다. 그러나 전자기록을 만들 때부터 적용된 엄격한 원칙(무결성)이 있음에도 불구하고 상당한 양의 디지털 동영상 기록이 만들어질 때까지, 왜 이러한 원본 정보의 손실과 같은 문제에 대해 의문을 제기하지 않았을까? 필름, 테이프라고 하 는 물리적 원본이 서고에 보관되어 있기 때문에? 그렇다면 최 근의 디지털 동영상 파일에 대해서는 어떻게 할 것인가? 4) 압축코덱과 무결성 카메라의 렌즈를 통해 들어온 영상을 단순히 디지털 데이 터로만 변환하면 너무 큰 용량이기 때문에 압축기술을 사용하 여 625GB라고 하는 1시간 동영상의 크기를 수분의 1에서 수백 분의 1까지 줄이는 것이다. 영상 복원(디코딩) 시, 원래의 정보 (그림10의 왼쪽 디지털 데이터)로 손실 없이 돌아가도록 압축 한 방법을 무손실 압축이라고 하며, 이에 비해 손실 압축은 복 원 시 일부 데이터가 손실되어 원래의 정보와 일치하지 않는 방법을 말한다. 무손실 압축은 손실 압축에 비해 압축률이 낮 은 관계로 동영상 분야에서의 사용은 극히 제한적이다. 디지털 카메라에서 파일 형태로 만들어진 동영상 기록의 수 집 및 이관의 경우 100% 압축코덱을 사용하고 있으며, 국가기 압축코덱은 원본 정보의 일부 손실을 감수하면서 시각적으 로는 차이가 없는 영상을 만들어내는 기술이며, 역으로 원본정 보를 회복할 수 없는 특징을 가지고 있다고 설명하였다. 그림11~13과 같이 유형에 따라 기술적으로는 동영상 기록이 만들어지기 이전 또는 만들어지는 시점에 이미 원본 정보가 훼 손되고 있음을 알 수 있다. 따라서 동영상 기록에 관하여 원본 이라고 판단할 수 있는 시점이 언제이며, 이를 국가기록원의 관리시스템 내에 저장하는 시점에서 디지털 기술의 특징을 반 영한 최소한의 변경을 인정할지에 대한 고민과, 인정할 경우 기록의 신뢰성이 유지되기 위한 적절한 조치 및 방법이 무엇일 까에 대한 연구는 별도로 이루어져야 할 것이다. CONSERVATION OF THE ARCHIVES 57
1차 손실 2차 손실 아날로그신호 디지털신호 파일포맷 A/D 컨버터 인코딩 스토리지 그림11. 아날로그 테이프의 영상정보 훼손 지점 1차 손실 2차 손실 디지털신호 파일포맷 인코딩 스토리지 그림12. 디지털 테이프의 영상정보 훼손 지점 1차 손실 2차 손실 3차 손실 컴퓨터 다양한 파일포맷 코덱 트랜스코딩 지정된 파일포맷 코덱 스토리지 그림13. 디지털 영상파일의 영상정보 훼손 지점 위의 3가지 유형에서 1차 손실은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정에서 발생하는 것으로, 공학적 관점에 서 정보의 손실이 있다고 말하지 않는다. 2차 손실이 발생하 는 이유는 압축코덱을 사용하기 때문이며, 그림13의 3차 손실 은 디지털 카메라에서 이미 다양한 파일 포맷으로 압축 동영 상이 만들어진 후, 이를 보존처리 하는 과정에서 지정된 파일 포맷 및 코덱(국가기록원의 경우 mpeg-ps/mpeg으로 지정)으 로 다시 변환할 때 일부 정보의 훼손이 발생하게 된다. 특정 포맷(코덱)을 다른 포맷(코덱)으로 변환하는 것을 트랜스코딩 (transcoding)이라고 한다. 58 CONSERVATION OF THE ARCHIVES
Ⅴ. 특정 포맷, 코덱에 독립적인 보존 포맷 제안 디지털 동영상의 코덱기술은 압축으로 인한 효율성을 최우 선으로 하기 때문에, 이를 연구하는 공학자들은 끊임없이 새로 운 압축기술을 개발하며, 카메라 등 방송장비와 영상 관련 응 용 소프트웨어를 만드는 회사들은 지속적으로 새로운 기술을 채택한 제품을 출시하여 경쟁우위를 유지하려고 한다. 새로운 압축기술의 등장은 기록 관점에서 무결성과 미래 이 용 가능성을 유지하는 데 상당한 어려움이 예상되며, 상업 목 적의 경쟁은 해당 기술의 국제표준 채택을 어렵게 하는 결과를 야기하게 된다. 그러나 중요 기록의 보존과 후대 계승이라고 하는 의무를 짊어지고 있는 중추기관으로서 기술 변화에 최소한의 독립적 인 방법으로 그리고 미래에도 특정 포맷 및 코덱 기술에 의존 하지 않는 방식으로 보존할 필요가 있기에, 아날로그 테이프에 서부터 최근의 디지털 영상파일에 이르는 모든 동영상 기록을 디지털 방식으로 저장하기 위한 디지털 동영상 보존 포맷에 관 한 제안을 기술하고자 한다. 1. 전제조건 그림11에서 언급된 1차 손실은 아날로그를 디지털로 변환하 는 과정에서 발생되는 당연한 현상이며, 그림12의 1차 손실은 카메라 내부의 변환 과정에서 생기는 현상이다. 마찬가지로 그 림13의 1차 및 2차 손실 역시 카메라가 최종의 디지털 동영상 파일을 생산하는 과정에서 수반되는 과정이므로, 이러한 불가 피한 과정 및 이로 인한 손실에 대해서는 합리적으로 설명되는 부분이라 할 수 있다. 따라서 표4와 같이 보존 포맷을 만들기 위한 입력기록(소스, source)의 구분을 다음과 같이 규정한다. 표4. 보존 포맷 생성을 위한 입력 소스의 구분 구 분 입력 소스 신호 형태 아날로그 테이프 A/D 컨버터 출력 신호 SDI(디지털 데이터) 디지털 데이프 테이프 출력 신호 SDI(디지털 데이터) 디지털 파일 디지털 파일 포맷 신호 2. 보존 포맷 생성 흐름도 그림14에 3가지 유형의 동영상 기록에 대한 보존 포맷 생성 을 위한 처리과정을 나타내었다. 입력 소스가 아날로그 테이프인 경우 A/D 컨버터를 통하여 디지털 데이터(비트스트림)로 변환하고, 디지털 테이프는 재생 장비에서 직접 디지털 데이터를 출력한다. 아날로그 디지털 테이프의 디지털 데이터는 무손실 압축(lossless compression) 을 거쳐 용량을 줄이게 된다. 이때 적용될 수 있는 무손실 압 축기법은 다음과 같으며, 이들 압축기법은 교과서에서 서술되 어 있을 정도로 검증된 기법들이다. 1) RLE(Run-Length Encoding) 자료의 반복성을 이용하는 가장 간단한 자료 압축 기법. Run-length 압축은 어느 값이 얼마나 지속되는지 runlength로 표현하는 기법으로 동일한 값이 연속될수록 데 이터 압축률도 높아짐. Run은 자료의 개수와 원본의 해당 문자가 표현됨. 예) ABCDDDDDDDDEEEEEEEEE ABC8D9E RLE를 사용하는 파일 형식 : PCX(PC Paintbrush), JPEG(Graphics Interchange Format), TIFF(Tragged Image File Format) 등. 2) 허프만 코딩(Huffman Coding) 허프만 코딩은 가변 길이 코딩(variable length coding) 방 식임. 가변길이 코딩 : 빈번하게 발생하는 값의 표현에 적은 수 의 비트를 사용하고, 발생 빈도가 낮은 자료의 경우 보다 많은 비트들을 사용. 문자당 비트들의 평균 수치를 최소화할 수 있는 코드들을 생성하는 알고리즘. 전치특성(prefix property)을 가진 코드를 보장하기 위하 여 이진트리(binary tree)를 사용. 허프만 압축을 활용하는 파일 형식 : 팩스, JPEG(Joint Photographic Experts Group) 등. CONSERVATION OF THE ARCHIVES 59
3) LZW(Lempel Ziv Welch) 인코딩하면서 새로 나오는 값을 사전식으로 코드북 (codebook)에 기억시켜 다음 값의 인코딩에 이용하는 on-the-fly 방식. 파일의 크기를 1.5:1에서 2:1의 비율로 압축하여 파일의 크기를 축소. 영상에 사용된 색의 수에 따라 파일의 크기가 결정. 빈번하게 발생하는 값들을 활용. LZW를 활용하는 파일 형식 : GIF(Graphics Interchange Format), TIFF 등. 4) 산술 압축(Arithmetic Coding) 전체 자료 스트림을 하나의 특정 코드워드(codeword)를 출력. 0과 1 사이의 부동소수점 코드워드를 사용. 입력 자료군이 커지면 더 많은 숫자 코드가 출력되고 이 코드워드는 디코딩될 때 정확한 입력자료 스트림을 출력 하도록 인코딩됨. 입력 소스가 디지털 파일 포맷인 경우, 컨테이너 포맷 분 석을 통하여 영상과 음성에 사용된 각각의 코덱정보 및 부 가적으로 포함된 메타데이터가 무엇인지를 분석하는 과정 을 거친 후, 컨테이너 포맷이라고 하는 상자에서 영상, 음 성 및 메타데이터를 각각 분리해낸다. 분리된 영상과 음성 을 비트스트림으로 디코딩하기 위한 사전 절차로, 영상과 음성의 코덱이 라이브러리에 존재하는지를 확인하고, 존 재하지 않는 경우 코덱 라이브러리에 필요한 코덱을 추가 시킨 후, 디코딩을 실시한다. 상기의 과정을 거쳐 출력되 는 비트스트림은 데이프에서 출력된 비트스트림과 동일한 신호 형태를 가지게 되며 이후의 과정은 무손실 압축을 통 하여 정보의 용량을 줄이는 과정을 진행하게 된다. 그림14. 디지털 동영상 보존 포맷 생성 흐름도 그림15. 보존 포맷 구조 60 CONSERVATION OF THE ARCHIVES
3. 보존 포맷 구조 제안하는 보존 포맷의 구조는 그림14의 무손실 압축 과정을 거쳐 만들어지는 영상, 음성 데이터 스트림에 기 추출 또는 추 가 메타데이터 및 검증 데이터와 함께 나열식으로 구성된다. 그림15의 하단에 포맷 구조의 개념을 도식화하였다. 보존 포맷은 헤더, 메타데이터, 음성, 영상, 검증정보의 5 개 요소로 구분하며, 각 요소들은 0 f0f0f0f0로 구분한다. 각 요소의 크기는 가변적이며, 데이터의 변조 또는 인터레이싱 (interlacing) 등을 허용하지 않는다. 2008~2009년 국가기록원의 R&D를 통하여 제시된 MPEG- 21 part9의 멀티미디어 프레임 구조에 MPEG-7의 메타데이 터 스키마 구조를 적용하는 방안이 하나의 대안이 될 수 있 을 것으로 생각한다. 그림16은 제안한 표준 포맷을 MPEG-21 및 MPEG-7의 기술을 적용한 장기 보존 포맷 개념을 나타내 었다. 다만, 장기 보존 포맷을 이론적으로 보다 구체화시키고 실용화하는 문제는 다음 연구과제로 남겨 놓는다. Ⅵ. 결 론 그림16. 디지털 동영상의 장기 보존 포맷 구조 디지털 동영상에서 기록관리의 중요한 원칙인 진본성 및 무 결성을 완벽히 유지하기 어려운 이유는 방송장비 및 응용 소 프트웨어 등의 기술에 대한 의존도가 지나치게 크기 때문이다. 그렇다고 해서 독자적 기술 개발을 통한 디지털 보존의 방법은 비용과 기술의 난이도 등을 감안할 때 실효성이 떨어질 수밖에 없다. 따라서 본 보고서에서는 기록관리의 원칙과 디지털 동 영상기술 간의 연관성을 검토하면서, 최소한의 기술을 수용하 되 기록의 신뢰성을 유지하기 위한 방안 그리고 미래에 특정 포맷 또는 코덱에 의존하지 않는 보존방안을 제시하였다. 제안 내용에 대한 구체적인 기술검증은 보다 많은 고민이 필요하겠 지만, 이론적으로는 이미 검증된 그리고 교과서 등에서 제시된 방법을 적용하였기 때문에 큰 문제점은 없을 것으로 판단한다. 본 보고서에서 제시된 방안은 동영상 기록의 표준 포맷에 해당된다고 볼 수 있으며, 아카이빙을 위한 장기 보존 포맷은 CONSERVATION OF THE ARCHIVES 61
참고문헌 1. 국가기록원. 2008. 시청각 기록물 디지털 아카이빙을 위한 기반기술 연구개발. 2. 국가기록원. 2009. 시청각 기록물 디지털 아카이빙을 위한 핵심기술 연구개발. 3. Wikipedia. Multimedia compression and container formats. en.wikipedia.org/wiki/compression_of_video_codecs. 62 CONSERVATION OF THE ARCHIVES