<시리즈> MPEG와 정보혁명 (19);MPEG2 오디오

MPEG2 비디오의 고품질화에 대응하여 MPEG2 오디오도 다채널 고품질화를목표로 표준화가 진행되었다. 그리하여 MPEG2 오디오는 1994년 11월에 IS(In ternational Standard, 국제규격) 13818-3으로 승인되어 표준화가 완결되었다. MPEG2 오디오는 MPEG1 오디오를 바탕으로 하여 압축효율을 높이기 위한 몇가지 새로운 기법들이 도입되고 있다. MPEG1 오디오와 비교할 때 MPEG2 오디 오에는 특히 다음과 같은 특징들이 포함되어 있다.

우선 멀티 채널화되었다는 점이다. MPEG1 오디오의 스테레오 기능이 MPEG2 오디오에서는 6채널까지 확장되어 영화관에서의 입체음향을 그대로 만끽할 수 있게 되었다. 6채널의 성분을(즉 스피커의 위치를) 살펴보면 C(Center),L (Left), R(Right), LS(Left Surround), RS(Right Surround)의 5개 광대역신 호(20KHz)와 저주파 성분(1백20KHz)만을 별도로 제공하는 LFE(Low Frequency Enhancement) 신호로 이루어져 있다. 통상 이를 5.1 채널이라고 부르는데, L, R, LS, RS의 4채널로 이루어진 기존의 돌비 서라운드 입체음향에 비해 더욱 입체감이 향상되었다.

또 멀티 링궐(Multi lingual) 기능이 강화되었다. 아시아.유럽 등의 여러 지역의 위성방송에서도 볼 수 있듯이 멀티미디어 및 정보통신기술의 만개에 따라 지구촌이 점차 하나가 되어가고 있다. 이에 대응하여 MPEG2 오디오는 5. 1 채널 외에 별도로 7개 국어까지의 부가 음성을 보낼 수 있는 기능이 들어있다. MPEG2 오디오는 또한 MPEG1 오디오에서 사용된 표본화 주파수의 반인 16KH z, 22.05KHz, 24KHz의 표본화 주파수를 사용할 수 있도록 하고 있다. 이는한정된 비트율에서 멀티채널 및 멀티링궐의 많은 데이터를 효과적으로 압축 하기 위해서는 입력신호의 대역이 좁을 경우 표본화 주파수를 줄이는 것이유리하기 때문이다.

또 하나의 고려사항으로 MPEG1 오디오와의 역방향 호환성이 있다. 이는 MPEG2 오디오 비트열이 MPEG1 오디오 수신기에서 제한적이나마 재생될 수 있음을 의미한다. 구체적으로는 5.1 채널의 MPEG2 오디오가 MPEG1 오디오 수신기 에서는 스테레오로 재생된다. 예를 들어 무궁화호 위성을 이용한 디지털 방송의 경우 MPEG2를 표준으로 하고 있는데, MPEG1 오디오 복호기를 장착하는 보급형 모델도 MPEG2 비트열을 받아 스테레오 음향을 재생한다. 이는 컬러 TV방송이 흑백TV에서도 흑백으로나마 수신되고 FM스테레오 방송이 모노 수신 기에서 모노로나마 수신되는 것과 같은 개념이다.

오디오에 있어서 이 역방향 호환성은 비디오에 있어서의 MPEG2 비디오 수신기가 MPEG1 비디오 비트열을 수신할 수 있는 순방향 호환성과 대비된다.

보다엄밀하게는 오디오에 있어서는 MPEG2 오디오 복호기를 설계할 때 MPEG1 오디오 비트열을 복호할 수 있도록 설계하는 것이 일반적이므로 사실상 양방 향 호환성이 모두 유지된다.

이 호환성을 위해 MPEG2 오디오는 MPEG1 오디오의 비트열에서 오디오 데이터부분에 스테레오 성분을 넣고, 이어지는 부가 데이터 부분에 MPEG2 오디오 의추가 성분을 싣고 있다. 비트 여유가 없어 부족할 때는 비트열의 포맷(신 택스)을 확장하여 여기에 나머지 데이터를 싣는다. 이렇게 하다보니 MPEG2 오디오의 비트열 포맷이 매우 비효율적이 되어버렸고 이것이 MPEG2 오디오의 성능을 저하시키는 하나의 요인으로 작용하고 있다.

이를 보완하기 위해서 MPEG에서는 MPEG1과의 역방향 호환성을 버리고 대신 성능이 향상된 NBC(Non Backward Compatible) 모드의 표준화가 진행되고 있다. NBC는 97년 국제표준을 완성할 예정인데, 미국 HDTV 및 영화업계에 표준 으로 채택되고 있고 최근의 디지털 비디오 디스크에도 채택 가능성이 높은돌비사의 AC3 등이 그 후보가 되고 있다. 정제창<한양대 교수>