[해외기술동향] 화상압축기술-트랙털.뉴벡방식 차세대기술

멀티미디어에서 빼놓을 수 없는 것이 화상압축기술이다. 이 분야에선 MPEG가 이미 국제규격으로 자리잡고 있다. 그러나 새로운 방식의 연구도 활발하다. 이와 관련 일본 "닛케이멀티미디어"지가 최근호에서 MPEG와 다른 방식의기술을 채용하는 2개 방식을 소개해 눈길을 끌고 있다. 이미 컨텐트제작에이용되는 프랙털과 뉴벡으로 요약, 게재한다.

프랙털이론은 1975년 수학자 브누아 망델브로(Benoit Mandelbrot)가 제창한"자기상사성을 갖는 복잡한 도형"의 총칭이다. 자기상사성이란 어떤 도형에서 임의의 한 부분을 확대하면 확대전의 도형과 같은 모양을 갖는 것을 말한다.

"프랙털"을 화상압축에 응용, 상품화에 성공한 곳은 마이클 밴슬리씨가 이끄는 미국 이터레이티드 시스템즈사이다.

화상을 그 자신의 축소화상에 회전.축소.왜곡.n차원 공간변환한 것을 결합시키고 그것을 반복함으로써 "수식화해 압축"하는 프래클라압축을 실현했다.

프래클라압축의 특징은 고압축률(고품질), 해상도에 의존하지 않는 화상,소프트웨어만의 고속신장등 3가지로 집약된다.

JPEG나 MPEG등 DCT(discrete cosine transform)변환을 사용한 것은 압축률을높임에 따라 블록왜곡이 두드러진다. 반면 프랙털에서는 사진 핀트를 흐릿하게 하기 때문에 보다 자연스러운 화상으로 볼 수 있다. 이 결과 프랙털압축방식으로는 고품질의 화상을 제공할 수 있다.

화상을 프랙털 압축했을 경우 데이터는 각 도트의 데이터 뿐아니라 최소의도형데이터와 수식데이터도 수록할 수 있다. 이 때문에 해상도라는 차원을갖지 않는다. 일반적으로 화상을 확대하면 픽셀이나 블록 자체를 확대할 뿐이지만 프랙털에서는 가는 부문의 화상을 보완하면서 확대해 간다.

또한 복원에 필요한 계산과정이 적기 때문에 비교적 고속의 신장을 실현한다.

이런 특징을 활용, 이터레이티드사는 정지화상이나 동화상을 압축하는 소프트웨어 디벨롭퍼즈 키트(SDK)등을 상품화했다. 동화압축용 SDK인 "프래털비디오 프로"는 PC탑재형 보드로 최대 3백20×2백도트, 30프레임/초의 음성동기부착 AVI파일을 생성할 수 있다. 또한 이들 제품에는 데이터의 압축시전용 보드가 필요하지만 신장은 동화상을 포함, 모두 소프트웨어만으로 가능하다.

실제로 이 프랙털압축을 사용한 컨텐트 제작이 구미를 중심으로 진행되고있다.

그러나 현재로서는 압축에 시간이 걸리는 비대칭 압축이기 때문에 실시간이요구되는 시스템보다는 CD롬타이틀등 축적형 미디어가 중심이 되고 있다.

프랙털압축은 MPEG4규격의 후보로 부상하고 있다. 이는 금후 프랙털방식의방향성에 큰 영향을 미친다. 이와 함께 미 매크로미디어사의 "오서웨어"가인터페이스를 갖는등 기존 애플리케이션 소프트웨어들이 프랙털을 지원하려는 움직임도 있다.

프랙털압축은 방식 자체가 새롭고 알고리듬에 개량의 여지가 많이 남아 있다.

앞으로 알고리듬의 개량에 의해 화질의 향상, 압축시간의 단축등을 꾀할것으로 기대된다.

NuVEQ(뉴벡)은 일본 겐텍사가 개발한 데이터압축기술이다. JPEG. MPEG등 DCT계열 알고리듬과는 달리 벡터양자화로 분류된다. 뉴벡이란 명칭은 뉴트럴네트(Neutral-net)기법을 사용하는 것과 벡터양자화를 진화시킨다는 의미를갖는다.

뉴벡은 동화.정지화.음성등 모든 데이터에 적용할 수 있는 기술이지만 현시점에서는 정지화상과 음성을 이용하는 시스템을 중심으로 전개하고 있다.

뉴벡은 벡터양자화와 n차원의 자기조직화특징맵(동물 뇌의 기억구조만을수식모델화한 것. 이것을 2차원에서 n차원으로 확대해 원래의 화상을 유한개의특징벡터로 일반화해 가는 과정에서 응용하고 있다)을 결합한 것이 특징이며최대장점은 신장프로그램이 작고(화상용 2KB, 음성용 1KB) 신장처리가 손쉽다는 점이다.

겐텍이 개발한 "FLOPPS"라는 멀티미디어 프리젠테이션 툴에서는 음성과 화상의 신장소프트웨어를 내장한 뷰어가 1백KB정도의 크기로 격납된다. 이 때문에 플로피디스크 1장에 뷰어와 30~1백60장의 풀컬러화상을 음성과 함께 축적할 수 있다.

이것을 이용해 회사안내.제품카탈로그.사진집출판.통신판매카탈로그.판촉툴등의 제작이 가능하게 된다.

또 전체량 1MB이하의 크기에서 작동하는 자기해동형(압축된 음성화상데이터에 해동용 소프트웨어를 부속시켜 두고 파일을 복원할 수 있는 압축파일을말함) 툴로서 완결하고 있다. 이 때문에 PC통신 인터네트등 현재의 통신인프라에서도 고속전송이나 배포가 가능하다. 위성을 이용한 PC통신서비스에도채용되고 있다.

한편 비교적 고압축률시의 화질이 JPEG에 의한 화질에 비해 우수한 점과해동속도가 빠르다는 점도 주목되고 있다.

또 문자를 그림으로 그대로 압축했을 경우(예를 들면 스캐너로 읽은 논문등)는 읽을 수 없는 경우가 많은데 뉴벡은 선명한 문자는 아니지만 문자로서인식할 수 있는 압축률 한계점이 높다. 이 특징을 활용해 과거의 방대한 논문집, 자료등을 스캐너로 읽어 디지털화 데이터베이스로 이용할 수 있다.

이같은 장점을 지닌 뉴벡은 특히 사진집 등에서 위력을 발휘하고 있다. 현재는 애니메이션이나 코믹등의 화상에 특별히 대응하는 제품이 개발되고 있다.

<신기성기자>