디지털

Digital Cinema using Super High Definition Images

The digital movie using Super High Definition (SHD) images of 3840x2048 pixel resolution provides new format of digital cinema systems. The SHD movie system is able to store, transmit, and display extra-high quality video called 2048P/24 (2048 scanning lines, progressive, 24 frame per second.) Special devices, a motion JPEG decoder and a LCD projector are connected with a 4.5 Gbps digital video link to show full color movies of true 3840 x 2048 pixel resolution with 96 Hz refresh rate.


SHD Image
SHD images are categorized to an high-end image media that achieves the excellent digital image quality needed to satisfy professional users in various industries, e.g. printing, medicine and image archives such as electronic art galleries and museums. The SHD images have at least 2048 pixel resolution, 24-bit color separation, progressive scanning mode, refresh rate of over 60 Hz to avoid perceptible flicker, and square pixel alignment. The SHD images surpass the quality of 35-mm films in terms of spatial resolution, and have approx. 2 to 4 times better image quality than that of HDTV.



Movie System
The quality of the SHD images satisfies the requirements of archiving 35-mm films as well as distributing brand-new commercial films. The current SHD movie system is one of video on demand (VoD) system, and consists of three devices: video server, real-time SHD decoder, and LCD projector. Since video cameras to capture SHD movies are not yet available, we assume that all the data has been digitized from original films by a film digitizer, then compressed and stored in advance. The SHD decoder decompresses the video streams transmitted from the server using Gigabit Ethernet (GbE), and outputs digital video data to the LCD projector with a display resolution of 3840x2048 pixels.



Prototype System Components for 2048p/24 Digital Cinema
Video Server: The original data, usually available by digitizing films, amount to 380G bytes for an 11-minute long movie. They are encoded by JPEG with 15:1 compression ratio. The compressed 25G byte data are transmitted from the video server running on a PC/LINUX as 300M bps IP/GbE data streams.
SHD Decoder: The decoder receives the IP data streams at a front-end PC/LINUX, then performs the real-time JPEG decompression at a speed of 200M pixels per second, using special circuit boards equipped with 32 parallel JPEG processing elements.
LCD Projector: The projector uses 3 pieces of 3840x2048 pixel reflective-type LCD panels, which luminance exceeds 5000 ANSI lumens. To improve the image quality by eliminating the limitation of video frequency pass-band and additive noises, the projector utilizes special digital video interface of 4.5G bps to the decoder.



Technical Demonstration Schedule

24일 삼성전자, 포스데이타 등 장비 제조업체들이 기존 이동통신 수준 이동성 확보 기술을 해결하는 등 실제 서비스와 유사한 수준 시험이 속속 성공하고 있다.

삼성전자는 29, 30일 이틀간 제주 신라호텔에서 열리는 ‘삼성 4G 포럼 2005’에서 세계 최초로 핸드 오버를 구현한 와이브로를 공개 시연할 예정이다.

이미 삼성전자는 최근 4G 포럼을 앞두고 실시한 내부 시연에서 모바일 와이맥스 기술 규격인 IEEE802.16e에 따라 핸드 오버 구현에 성공한 것으로 전해졌다.

핸드 오버는 이동통신 가입자가 이동중에도 자유롭게 서비스를 사용할 수 있도록 기지국과 기지국을 서비스의 끊김 없이 이동하게 해주는 기술이다.

와이브로 핸드 오버 구현에 성공한 것은 삼성전자가 세계에서 처음으로, 와이브로 시스템이 기존의 이동통신 시스템 수준으로 이동성을 완벽하게 지원할 수 있음을 의미한다.

삼성전자는 행사 기간동안 제주 신라호텔 주변 거리에서 세계 주요 통신사업자 관계자들을 대상으로 차량이동중 웹 검색 서비스 및 VOD 서비스를 이용할 수 있도록 하는 한편, 4G 포럼을 실시간 중계하는 방안을 검토중이다.

와이브로 부문에서 삼성전자와 경쟁하고 있는 포스데이타도 휴대인터넷 장비의 성능 시연과 현장 테스트를 강화하기 위한 차량을 제작, 본격 운영에 들어갔다.

포스데이타는 현장테스트를 통해 고속 주행중 고화질 VOD, 리얼타임 비디오, 인터넷전화(VoIP) 기능 등의 사용을 시연중이다. 특히 고속주행중에도 기지국간 이동시 서비스의 끊기지 않는 핸드 오버 구현 등 셀(Cell)간 이동성 지원에 중점을 두고 테스트 중이다.

포스데이타측은 외부에 장비를 공개할 수 있을 정도로 완성도를 높였다는 자신감에서 다음달 초 언론 및 관계자들을 초청, 현장 시연회를 가질 예정이다.

업계 관계자는 “장비 개발업체들이 외부에 자신있게 성능을 공개할 수 있을 만큼 장비 개발이 일정 수준 이상에 도달했다”며 “특히 삼성전자가 그동안 개발해온 와이브로 기술을 세계 통신업계 및 표준화 단체 등에 공개적으로 첫 선을 보인다는 점에서 의미가 있다”고 말했다.

홍기범기자@전자신문, kbhong@

여러 가지 언어를 자유자재로 구사하는 '똑똑한' 인스턴트 메신저 웜이 등장했다.

켈비르.HI(Kelvir.HI)로 명명된 이번 메신저 웜은 효과적인 공략을 위해 공격 대상 시스템 사용자들의 언어로 메시지를 보낸다고 C넷이 24일(현지 시간) 보도했다.

이 웜은 영어를 비롯해 네덜란드어, 프랑스어, 독일어, 그리스어, 이탈리아어, 포르투갈어, 스웨덴어, 스페린어, 터키어 등으로 메시지를 보낼 수 있는 것으로 알려졌다.

보안업체인 아코닉스 시스템즈의 데이비드 자로스 마케팅 담당 이사는 "이 웜은 공격 대상 PC의 윈도가 어떤 언어를 사용하는지 체크하는 기능이 있다"면서 "시스템 세팅을 체크해 특정 메시지를 보내는 웜이 발견된 것은 이번이 처음이다"라고 강조했다.

이 웜은 영어를 사용하는 시스템에는 "haha i found your picture!"란 메시지와 함께 링크를 보낸다. 이 링크를 클릭할 경우에는 백도어를 인스톨하는 악성 소프트웨어를 다운받게 된다.

켈비르.HI는 현재 마이크로소프트(MS)의 MSN 메신저를 통해 확산되고 있으며 윈도2000, 윈도95, 윈도98, 윈도ME, 윈도NT, 윈도 서버 2003, 윈도XP 사용 PC에 골고루 영향을 미친다.

켈비르는 지난 2월 첫 등장했으며 지금까지 103종의 변종이 발견됐다.

일본디지털시네마의메카,SKIPCITY|해외극장

미국에는헐리우드와USC대학의d-cinema연구소가미국디지털시네마의원동력을이끄는곳이라면
일본의SKIPCITY는일본내의디지털시네마의메카로부상하고있는곳입니다.
정확한명칭은스킵시티사이타마가와구치인텔리전트파크(SkipcitySaitamaKawaguchiIntelligentPark)입니다.

뭐든일본은우리나라와비교를하면빨리이해가되는데
우리나라와비교하면양수리에있는서울종합촬영소와비슷한곳입니다.
서울종합촬영소가영화진흥위원회의주도아래설립된곳이고필름현상소를비롯한필름영화중심의작업환경에주로촬영스튜디오를운영하는방식으로운영되고있다면
Skipcity는일본내영화기관뿐만아니라일본의대표적인통신기업인NTT와일본의국영방송NHK,Sony,SECOM,일본IBM등일본의대표적인정보통신,방송,보안업체들이출자한컨소시엄이사이타마현과지역특성화정비사업으로만든디지털영상컴플렉스입니다.
그런면에서는어쩌면상암에생기는디지털미디어시티와더가까울런지모르겠습니다.
서울종합촬영소와비슷한점이있다면
애니메이션센터가있고영화영상박물관을운영하고있으며자체상영관이있고영화인력교육프로그램을운영하고있는점입니다.

그와는별도로skipcity에는영상관련학교와영상도서관도있으며
이곳은full-digital을염두에두고제작된곳이라거의완벽하게디지털제작환경을갖추고있습니다.
스튜디오와후반작업시설은HD환경을기본으로하고있고
디지털시네마를본격적으로겨냥하여거기에맞춰시설과인력을운용해나가고있습니다.

아직우리나라에디지털시네마를고려한본격화된제작시설이없이몇몇업체에의해서만겉돌고작년에출범한디지털시네마포럼도그리뚜렷한움직임은없어보이는것과는달리
일본은영화계뿐만아니라방송,통신업계와의긴밀한협조체제아래에서착실히미래대안적시스템을준비해나가는모습이아주인상적입니다.

이곳Skipcity에는매년디지털시네마의보급과축진을위해
'Skipcity국제디지털시네마영화제'가열리고있는데
이행사에서많은디지털시네마의영역에서제작된작품들이선보이고있고
앞으로의이분야의지향점을찾아많은사람들이머리를맞대는기회를마련하고있습니다.






국제디지털시네마영화제가열리는Skipcity의상영홀입니다.
크리스티의디지털영사기와Qubit의서버가설치되어있고
디지털시네마상영뿐만아니라24P,HD멀티포맷,SD,베타,디지베타등모든포맷의상영이가능하며
기존TV채널과위성채널까지연동이가능합니다.
(HD로제작된드라마나쇼프로그램을상영할수있다는예기입니다.거기다가위성을통한D-Cinema의실험은이미오래전에일본은끝낸단계입니다.)

음향은각종멀티채널사운드에대응할수있도록되어있고HD스튜디오의사운드시설과온라인으로링크되어있다고합니다.
좌석은어윈사의모델을사용하고있고객석수는325석입니다.
상영관의모든체계역시HD스튜디오와연동이되어있어
단순한상영관이아닌자체방송센터의기능을하기에도충분한시설을갖추고있는것같습니다.

외부에대관도해주는데
관에서운영하는측면도있기때문에대관료는그다지비싸지는않네요.

우리나라도본격적으로디지털시네마환경으로돌입했으니
이런디지털시네마를지향하는영상복합시설의마련에도관심을가져야하지않나생각이듭니다.
이미영화시장은아시아의최고를달리고있지만
정작디지털화된작업과후반작업들은국내에서보다태국과뉴질랜드에서해결해야하는현상황에서
제대로디지털환경에맞춰제작을지원하고거기에걸맞는원천이될수있는그런것이빠른시일안에갖춰져야하지않나하는생각이듭니다.
상암디지털미디어시티가그런역할을해줄런지는모르겠지만말입니다...

초청연사로 참석한 박기영 대통령 정보과학기술보좌관은 "의료산업을 선진화해 차세대 성장엔진으로 삼아야 한다"며 "제약,의료기기,의료서비스가 한데 모여 시너지를 내도록 병원 중심의 첨단복합의료 클러스터를 조성하겠다"고 밝혔다.

이에 대해 참석자들은 의료산업이 새 경제 동력으로 유망하다는 데 동의하면서도 특정지역에 인위적으로 복합단지를 만들 경우 오히려 비효율을 초래할 수 있다고 우려했다.

◆조병희 서울대 보건대학원 교수

국내 의료계에서 기술발전보다 더 시급한 것은 인적 서비스(human service) 향상이다.

국내 의료 현실이 흔히 '3분 진료'로 대변된다는 것은 인적 서비스의 부재를 단적으로 보여준다.

의료부문에도 비민주적이고 가부장적인 일종의 파시즘이 존재한다.

의료산업을 과거사 청산 없이 경제살리기라는 관점에서만 접근하는 것은 위험하다.

인적서비스 강화방안을 먼져 찾아야 한다.

◆홍성화 삼성서울병원 임상시험센터장

우리나라는 고급 인력과 첨단 장비,풍부한 임상치료 노하우를 보유한 세계 의료 연구개발의 보고다.

2000년 이후부터 국내에서도 외국 제약사의 임상투자가 시작됐다.

삼성서울병원의 경우 1년에 외국 15∼20개 투자팀이 방문한다.

정부와 유관기관의 체계적인 지원과 전략적인 투자가 뒷받침되는 복합의료클러스터가 설립될 경우 한국의 의료산업이 고부가화할 가능성은 충분하다.

◆유일호 한국개발연구원 국제정책대학원 교수

의료기술이 발달한 미국은 국민 의료비 지출은 높은데 평균적인 건강수준은 낮다.

정부가 추구하는 의료선진화 모델이 의료양극화 모델일 수도 있다.

공적의료체계와 민간 의료체계를 어떻게 재정비할 계획인가.

◆박 보좌관

의료제도와 의료기술을 함께 풀려면 진도가 나가기 어렵다.

공공의료체계,의료수가 문제까지 얽히면 더욱 어려워진다.

정부는 의료선진화라는 큰 그림을 그리고 있다.

그 중 발전 여지가 큰 기술 부문을 우선 발전시키는 방안을 추진하겠다는 것이다.

◆이영선 연세대 교수(경제학)

현재 정부 그림대로라면 막대한 돈을 들여 신도시 하나를 더 만드는 게 아닌가 하는 우려가 든다.

백지에서 새로 시작하기보다는 현재 있는 병원 인프라에 집중 투자하는 방안이 바람직하다.

◆이필상 고려대 교수(경영학)

정부가 어차피 병원 중심의 클러스터를 추진한다면 현재 수준 높은 병원들이 밀집한 도시에서 동떨어져 새로운 클러스터를 만드는 것은 비효율적이다.

나라도 넓지 않은데 IT네트워크를 이용한 클러스터를 구축하는 방안도 있을 것이다.

◆이진순 숭실대 경상대 학장

한정된 재원을 투입해서 뒤처진 부문의 경쟁력을 끌어올리려면 선택과 집중을 해야 할텐데 종전의 'n분의 1'식 나눠먹기 지원이 되풀이되면 경쟁력은 갖추지 못한 채 국가 재정만 낭비할 수 있다.

◆박 보좌관

국내 임상시험의 경우 세계적으로 실력을 인정받고 있다.

임상부문을 더 발전시키기 위해서는 전반적인 제약·병원·의료기기 수준이 함께 높아져야 한다.

초기에는 의료기기나 백신 신약 부문 등을 집중 지원하고 제약회사와 병원이 컨소시엄을 이루면 우선 지원하는 방안도 검토하고 있다.

정부차원으로는 인·허가나 특허 쪽 역량을 강화하겠다.

◆이종욱 서울여대 교수(경제통상학)

국제 수준에 비춰 국내 의료부문 임금이 낮은데 클러스터를 만들면 해외 고급 인력을 끌어들일 수 있으리라는 정부 구상은 안이해 보인다.

◆박 보좌관

국내에서 배출되는 석·박사 중 생명공학 부문이 20%에 육박하는데 산업비중은 3% 이하다.

그만큼 국내에 자리가 적다는 의미다.

석·박사들이 자리를 못잡고 외국에서 연구직으로 떠도는 경우가 많다.

민간 부문이 우수한 인력을 합당한 보수를 주고 쓸 수 있도록 민간 시장 확대를 지원하겠다는 것이다.

◆장세진 인하대 교수(경제학)

클러스터를 조성하기에 앞서 신중한 디자인이 필요하다.

그동안 정부가 추진해온 클러스터의 상당수가 실패했다.

클러스터가 성공하려면 주변 관련산업이 적정한 비용으로 생태학적 균형을 이뤄야 하는데 정부가 판단하기는 사실상 불가능한 문제다.

정부 그림에는 투자에서 배제된 자들의 냉소에는 어떻게 대처할지,추진 과정을 어떻게 모니터링할지 등을 책임있게 따지는 역할이 빠져있는 것 같다.

◆박 보좌관

충분한 시간을 가지고 사업성을 검토하겠다.

도시와 동떨어진 어느 한 지역을 염두에 두고 있는 것도 아니다.

제도적 틀과 기술적 틀을 어떻게 연계시킬지 계속 고민하겠다.

◆현오석 한국무역협회 무역연구소장

정부가 개입하면 기술 업그레이드 속도가 빨라질 수도 있다.

스케줄 구상은 어떤가.

◆박 보좌관

클러스터가 일정 모양을 갖추는 데만 적어도 10년 이상 걸린다고 본다.

참여정부가 끝나기 전에 스케줄 디자인 정도는 끝내겠다는 구상이다.

정리=김혜수·김동윤 기자 dearsoo@hankyung.com
입력시각 08/21 18:08

디지털카메라의 LCD창이 점점 커지고 있다. 올해 초까지만해도 대부분 1.5인치, 1.8인치가 주류를 이루던 것이 2.0인치, 2.5인치로 옮겨가고 있는 것이다.

지난 5월 출시된 삼성테크윈의 슬림형 디카 '샾1'의 LCD창 크기는 2.5인치다. 이번 달 말에 출시되는 하이엔드급 디카인 프로 815는 3.5인치짜리 LCD를 채용했다.

지난 6월 출시된 올림푸스의 뮤800과 이전모델인 뮤500도 2.5인치 창을 채용했으며 소니의 T시리즈와 W시리즈 모델도 LCD창의 크기가 2.0인치 이상이다.

니콘과 캐논도 최근모델에 2.0인치 이상의 LCD 창을 채택하는 경향이 있으며, 코닥 역시 2.2인치 LCD를 채용한 dx 시리즈 모델을 보유하고 있다.

LCD창이 커지면 일단 메뉴보기가 수월해지고 조작이 편해진다. 또 찍으려는 장면을 크게 담아 구도를 잡을 수 있기 때문에 좁은 시야로 보는 답답함도 줄일 수 있다. 이 때문에 많은 디카업체들이 후속모델 사양을 결정하는 데 있어서 '보다 큰 LCD창'을 선호하고 있는 추세다. 또 현재까지로만 보면 LCD 창의 크기와 제품 가격과는 큰 상관관계를 보이지 않고 있다. 큰 LCD창을 채택했다고 반드시 가격이 비싼 것은 아니라는 얘기다.

또 화소수 경쟁이 한계에 다다르면서 외관 경쟁으로 옮겨가는 추세도 LCD창이 커지는 배경으로 해석된다.

디카업체의 한 관계자는 "디카가 많이 보급되면서 소비자들에게 어필할 만한 새로운 특징을 찾다보니 LCD 창 크기도 중요한 사항으로 고려되고 있다"고 말했다.

그러나 LCD창이 커지는 데에도 한계가 있다. 창이 커질수록 LCD가 소모하는 전력량이 많아지고 그만큼 배터리 수명 역시 빨리 줄어들기 때문이다. LCD창 크기에 따라 어쩔 수 없이 카메라 크기도 함께 커져야 한다는 문제도 있다.

창이 커지면서 편리해지긴 했으나 그렇다고 '크면 클수록 좋다'는 대대익선(大大益善)만 추구할 수는 없는 형편인 것이다.

업계에서는 보급형 디카의 경우 3인치 이상의 LCD는 필요도 없고, 무리라는 게 중론이다. LCD창 크기 경쟁도 조만간 한계에 봉착할 것이라는 얘기.

업계의 한 관계자는 "LCD창이 커질수록 전력관리 측면에서 부담되는 점은 분명히 있을 것"이라며 장단점을 따져보고 개인 선호도에 맞춰 소비자들이 선택할 것을 조언했다.

/김지연기자 hiim29@inews24.com

디지털 시네마의 표준 포맷인 JPEG2000에 대한 설명입니다.

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모션 JPEG2000: 디지털 시네마의 기본
질 헌터/Amphion Co., 기술 마케팅 부장

초기 JPEG 이미지 코딩 표준은 디지털 사진과 인터넷, 멀티미디어 데스크탑 간행 등에 폭넓게 사용되어 왔다. 그러나 느린 비트 레이트에서의 심각한 블록킹 효과와 스케일 능력에 대한 불충분한 지원, 부정확한 레이트 컨트롤, 그리고 낮은 오류 복구 능력과 같은 결점을 갖고 있다. JPEG은 약 20:1 정도의 압축 비율에서 실패를 보였다. 1989년에 처음 소개된 이후로 JPEG에 대하여 많은 발전이 이루어졌다.

JPEG2000은 풀-프레임 이미지 압축에 대한 새로운 표준이다. 그것은 강력한 새로운 특성뿐 아니라 더 작은 파일 사이즈로 더 우수한 영상을 제공한다. 이 글에서는 디지털 시네마와 홈 시어터 애플리케이션에서 JPEG2000을 응용하는 것에 대하여 살펴보게 된다. 지금까지 가장 성공적인 영상 및 비디오 표준인 JPEG 및 MPEG은 현재 및 차기 애플리케이션에 대한 정보호환성을 가져다 주었다. 표준은 급속도로 변화하고 있는 하이-테크 환경에 대하여 차세대 장비가 계속 호환성을 가질 수 있도록 보장하여 준다.

데이터에 의한 복구

디지털 영상 데이터는 많은 저장 용량을 필요로 한다. 전형적인 JPEG 컬러 영상은 디스크 공간의 6MB를 차지한다. 디지털 비디오의 경우는 더 심하다. 30fps와 데이터 전송 속도 6Mbps에서 650MB 용량을 가진 전형적인 CD-R은 겨우 30초의 풀-모션 비디오만을 제공할 수 있다. MPEG2나 최근의 MPEG4가 최대 100:1의 압축 레이트를 얻도록 사용된다. 이들 덕분에 주로 DVD나 PVR 시스템과 같은 가전기기가 역사상 그 어느 애플리케이션보다도 빠르게 판매될 수 있었다. 간단히 말하자면 MPEG은 하나의 장면 안에서 변하지 않는 물체에 대한 불필요한 데이터를 제거함으로써 고도의 압축을 가능하게 한다.
많은 애플리케이션에서 이것은 매우 뛰어난 기술인 반면 하나의 치명적인 제약을 안고 있다-프레임 대 프레임 기준으로 볼 때, 프레임이 완성되지 않는다는 점이다. 편집이나 압축을 하기 위하여 임의적으로 프레임을 선택할 수 있는 능력이 없어진다. 이것은 특히 디지털 시네마를 지원하는 애플리케이션에서 중요하다. 전형적인 35mm 특성 필름을 압축되지 않은 디지털 포맷에 저장하는 것은 대체적으로 1 테라비트의 디스크 공간을 필요로 한다. 손실없는 시네마 압축을 위하여 보다 높은 해상도의 스캔을 도입하는 것은 취급해야 할 데이터의 양을 증가시키게 된다. 이것은 홈 시어터 시스템 시장의 증가에 부정적인 영향을 준다. 소비자는 실제 영화관과 같은 스케일이나 해상도를 기대하지는 않지만 최대한 비슷한 경험을 하길 바라고 있다.
JPEG2000 포맷은 디지털 시네마를 가정에서 즐길 수 있도록 스튜디오 시스템과 가전기기를 구축하는데 적합하게 개발 되었다. JPEG2000은 지금까지 고해상도 디지털 시네마 및 홈 시어터 보급 증대의 걸림돌이었던 정보 호환성의 문제와 표준화 부족, 컨텐츠 보호 이슈, 대형 스토리지 요건 및 고대역폭 네트워크에 대한 필요성을 해결하도록 해준다.

첨단 기술 JPEG2000

JPEG2000은 압축 효율성면에서 JPEG에 비하여 100퍼센트의 향상을 보여, 최대 40:1의 압축을 제공할 수 있다. JPEG2000의 핵심에는 JPEG에서 사용되었던 DCT(Discrete Cosine Transform) 압축 방식에 비하여 많은 장점을 갖고 있는 새로운 wavelet-기반의 압축 방식이 있다. Wavelet은 연속적인 스트림으로 이미지를 인코딩한다.
이것은 DCT가 이미지를 디스크리트 압축 블록으로 나눌 때 생기는 결과를 피하여 준다. 극단의 압축 레벨에서 소개된 wavelet 결과는 대비 라인(contrast line)이 흐릿한 형태를 띄게 되며 관람자에게 영상이 더 부드럽게 보이도록 해줄 뿐이다 - 이것은 기존의 JPEG나 MPEG 포맷과 비교할 때 뛰어난 장점이다.

타고난 스케일 기능

JPEG2000에서의 한 가지 흥미로운 혁신은 멀티-해상도의 압축이다. 하나의 이미지 파일 내에서, 정보는 밴드 시리즈 형태로 저장되며 각각의 밴드는 전체 이미지의 표현을 포함하고 있다. 밴드는 Coarse 해상도와 구성에서부터 세부 사항에 대하여 스케일 한다. 대부분의 중요한 세부 사항이 파일의 앞에 저장되어 있기 때문에 영상은 연속적으로 액세스될 수 있다. 그림은 Coarse 해상도를 가진 이미지로서 처음 나타나고 그후 세부사항이 점차로 채워지면서 더 높은 해상도가 나타난다. 대개, 이미지 데이터의 약 10퍼센트로 사용자는 어떤 이미지가 올 지 미리 알게 되며 더 높은 해상도의 이미지를 기다릴 것인지 아닌지를 결정하게 된다. JPEG2000은 대기 시간을 제거한 영상의 디스플레이나 다운로드를 위하여 보다 효율적인 방식을 제공한다. 이것은 특히 웹-기반의 애플리케이션에서 중요하다.
또한 JPEG2000은 ROI(Region of Interest) 코딩을 제공한다. 사용자는 영상의 나머지 부분보다 더 높은 품질로 코딩될 필요가 있는 영역을 영상내에서 정할 수 있다. 이 ROI 는 그들이 디코딩 과정상 처음부터 디코딩되거나 정제되도록 코드스트림(codestream)의 초기에 배치된다.

Lossy와 Lossless

JPEG2000은 같은 파일에서 lossy와 lossless 압축을 모두 지원한다. 한 데이터의 어느 한 세트의 동일한 엔트로피 인코딩을 가지고 9/7 wavelet과 quantiser은 lossy 압축에 사용되며 quantization이 없는 5/3 wavelet은 lossless에 사용된다. Lossless 압축에 대하여 wavelet은 대개 파일 사이즈를 절반으로 줄여줄 수 있다. 이것은 디지털 시네마나 홈 시어터에 있어 중요한 점이다.
JPEG2000를 통하여 lossy레벨의 압축이 가정에서의 송수신 및 디스플레이에 사용될 수 있는 한편 최고 품질의 lossless 압축이 35mm 릴과 새로운 다이렉트-디지털 컨텐트를 압축하는데 사용될 수 있다. 서로 다른 기기로의 분배를 위하여 영화가 인코딩되는 상황에서 트랜스코딩에 대한 필요 없이 그리고 데이터 리던던시 없이 컨텐트가 추출될 수 있는 경우에 하나의 파일이 만들어질 수 있다..

유연성 및 디지털 저작권

JPEG2000은 대형 이미지(최대 2행 ^32열, 지원 가능한 메가픽셀에 대한 제약 없음)와 다양한 이미지 비트 depth, 그리고 최대 256채널의 정보를 허용한다. 이것은 JPEG2000이 하나의 파일 포맷내에서 CMYK나 LAB와 같은 완전한 컬러 모델을 표현할 수 있다는 것을 의미한다. 더욱이 파일 포맷에 메타-데이터(그래픽 소유권이나 저작권과 같은)를 포함할 수 있어 지적 재산권 정보를 파일 포맷으로 유지할 수 있다.

모션 JPEG2000에 대하여 정의된 포맷

JPEG와는 달리, JPEG2000은 JPEG2000 표준의 파트 3인, 모션 애플리케이션에 대하여 특별히 정의된 파일 포맷을 갖고 있다. 이 유연한 파일 포맷은 MP4/ QuickTime 포맷에 기반하고 있으며 음성 및 다른 메타-데이터와 함께 압축된 이미지 데이터의 간편한 동기화를 허용한다. 이미지 시장에 있어서 모션 JPEG2000과 MPEG이 서로 공존하게 될 것으로 전망된다: MPEG은 모션 JPEG2000에 비하여 보다 효율적인 압축을 제공하는 한편, JPEG2000은 스케일이 가능하고 네트워크나 포인트-투-포인트 환경에 더 적합하다.
또한 JPEG2000은 random frame access와 관련된 장점들을 제공한다. 디지털 편집에 있어 이것은 영화가 빠르고 끊어짐 없이 그래픽 아트와 같은 애플리케이션에 대하여 여전히 재타겟되도록 해준다. 또한 영화촬영기법에 있어 컴퓨터 생성-애니메이션 패키지를 디지털로 사용하여 창의적인 영화 컨텐츠가 더욱더 많이 만들어지고 있다. 이러한 애니메이션을 내장하기 위하여, 원래 필름이 디지털적으로 스캐닝되고, 애니메이션이 컨텐츠에 통합되며 디지털 조작후에 모든 내용이 다시 필름에 녹화된다. 모든 디지털 프레임 기반의 파일 포맷으로 바꾸는 것은 시간과 비용 면에서 커다란 이점을 가져다 줄 것이다.

오류 복구

JPEG2000의 오류 복구는 주로 패킷화된 코드스트림(codestream)을 통하여 얻어진다. 이 데이터의 패킷은 코드스트림내에서 세그먼트화될 수 있으며 오류 복구를 향상시키기 위하여 동기화 마커(marker)들이 삽입될 수 있다. 두 가지 특성 모두 영상의 한 영역에서 발생할 수 있는 오류가 디코딩 동안에 영상의 다른 부분으로 전파되지 않도록 막아준다.
또한 코드스트림은 헤더와 같은 가장 중요한 정보가 코드스트림의 특정 위치에 국한되도록 하기 위하여 재구성 가능하다. 그리고 나서 이 정보는 적절한 채널-코딩 구조에 의하여 전송되는 동안 보호될 수 있다. 많은 홈 시어터 애플리케이션은 가정 주변에서 비디오를 무선으로 전송하는 것을 목표로 하고 있다. JPEG2000의 오류 복구 기능은 이 목표를 가능하게 해줄 것이다.

하드웨어-가속화된 JPEG2000

JPEG2000은 JPEG에 비하여 대략 5배 이상 복잡하다. 초기 연구에 의하면 이러한 대부분의 시스템 시장에서 현재의 실리콘 테크놀로지를 가지고 소프트웨어로만 구축된 솔루션이 원하는 수준의 성능을 제공하는 것은 불가능하다는 것을 알 수 있다. 디지털 영상 촬영기법에 있어 JPEG2000을 최대한 활용하기 위하여 하드웨어의 가속이 필수적이다.
JPEG2000 알고리즘은 웹 브라우징과 싱글-이미지 인코딩/디코딩과 같은 경량급 애플리케이션에서 소프트웨어 상으로 동작될 수 있지만 그러나 고해상도 풀-모션 JPEG2000은 중량급 스트리밍 애플리케이션이다.
JPEG2000의 특성을 가진 대부분의 시스템은 범용 프로세서 또는 DSP도 갖고 있을 것이다. 설계자는 이러한 프로세서가 뛰어난 성능을 보이는 반면 첨단 DSP 시스템을 코딩하는 것이 더욱 복잡해지고 성능 목표를 얻는 것이 보다 힘들어진다는 것을 알게 될 것이다. 계산적으로 집약적인 JPEG2000 알고리즘을 시스템 프로세서에서 전용 코어로 옮김으로써 시스템 프로세서는 오디오 프로세싱이나 간단한 작동과 같은, 시스템상에서 보다 부가 가치적인 기능을 수행할 수 있게 된다.
암피온사는 최적화된 시그널 프로세싱 알고리즘을 실리콘상에서 커스텀 스트림-기반의 아키텍쳐에 직접 매핑하는 방식을 취하였다. 대상 반도체 디바이스의 테크놀로지가 무엇이든지 그 특성을 활용함으로써 성능은 더욱 최적화되었다. JPEG2000 하드웨어 아키텍쳐에 대하여 효율적인 메모리 활용은 성능에 영향을 미치는 중요한 이슈이다. 프로그래머블 로직 구현에 있어 많은 양의 메모리 블록과 임베디드 DSP 특성(알테라의 Stratix 디바이스의 M4K 메모리 블록이나 DSP 블록과 같은)은 이러한 문제를 완화시켜준다.
JPEG2000의 wavelet 엔진에 대하여 8개의 DSP 블록과 24개의 M4K 블록은 Stratix 프로그래머블 디바이스에서 초당 최대 50M샘플의 처리 성능을 가진 솔루션을 제공한다. 이 처리효율은 5M픽셀의 압축이 300msec이하 동안에 여전히 이미지를 생성할 수 있도록 해준다. 그러므로 알테라의 Stratix 디바이스와 같은 고성능 FPGA(field-programmable gate array)를 사용하여 프로페셔널 시네마 인코더의 강력한 JPEG2000 성능을 얻을 수 있다.
그림 1은 Stratix FPGA의 JPEG2000 인코더 구현을 보여준다. 두 스테이지의 동작을 통하여 이미지들이 인코딩된다. CS6510 JPEG2000 인코더를 사용하여 각 이미지의 초기 스테이지(Tier-1)가 완성된다. 이 인코더는 DMA 동작에 대하여 컨피규레이션 가능한 소스와 목적지 메모리 주소를 가진 버스 마스터의 역할을 하는 사용자의 시스템 CPU-예를 들어 Nios 임베디드 프로세서-와 직접적으로 인터페이스한다. Tier-2 프로세싱의 경우, 컨트롤 소프트웨어는 이미지 요소를 통하여 반복하고 출력 비트스트림(JP2 파일)을 구성하여야 한다.
이미지를 압축하기 위하여 모든 컬러 스페이스 포맷의 소스 데이터가 CS6510 코어에 읽혀진다. Forward discrete wavelet transform이 입력 데이터를 분석하고 그것을 데이터 압축의 첫번째 단계가 가능해진 quantizer로 전달한다. 충분한 데이터가 quantization되었을 때 한번에 한 코드블록씩 읽혀지며 그것은 많은 엔트로피 인코더중 하나에게로 전달된다. JPEG2000에 대하여, 엔트로피 인코딩이 이미지 코드블록의 horizontal bit-plane이상으로 활동하며 따라서 시스템의 처리효율을 높여 주기 위하여 병렬화가 필요하다. 표준 암피온 JPEG2000 솔루션은 세가지 엔트로피 인코더를 포함하고 있으며, 각각은 개별 코드블록에 지정되어 있으며 라운드-로빈 구조에 스케쥴되어 있다.
엔트로피 코딩은 효율적으로 이미지 데이터를 압축하며 인코딩된 비트스트림이 압축된 데이터에 대한 변형 매트릭스(distortion metrics)와 함께 병렬로 출력된다. 이 변형 매트릭스는 시스템 메인 프로세서에서 구동되는 Tier-2 소프트웨어에 의하여 검사되고 레이트 컨트롤을 제공하기 위하여 압축된 이미지 데이터를 구성하고 절단하는데 사용된다. 그리고 나서 소프트웨어는 속도-변형 정보에 기초하여 SNR 프로그레시브와 같은 사용자 정의된 순서로 비트스트림의 순서를 다시 정한다.
인코딩을 완성하기 위하여 소프트웨어는 파일 헤더와 파일 마커 정보를 구축하고 선택된 엔트로피 코딩된 데이터와 함께 이것을 코드 스트림에 배치한다. 출력은 JPEG2000 표준의 파트1을 완벽하게 따르는 완전한 JPEG2000 비트스트림이다. 파트 1은 기본 JPEG와 유사한 JPEG2000을 따르는 정규 레벨을 지정하고 있다. 곧 출시될 예정인 표준의 파트 2는 JPEG2000에 비하여 더 많은 유연성과 확장을 규정하고 있다.
그러한 하나의 확장으로서 사용자-정의된 wavelet 변형의 사용을 허용하여 특정 이미지 타입에 대하여 압축 효율성을 증대시켜 준다. 그리고 나서 JPEG2000의 프로그래머블 로직 구현이 서로 다른 wavelet 엔진을 포함하도록 현장에서 재 컨피규레이션될 수 있으며 따라서 사용자가 원하는 대로 압축 효율성을 변경할 수 있도록 해준다.

앞으로의 과제

JPEG2000 단독으로는 테라비트의 데이터를 소비하는 모션 픽쳐를 압축하는 데 있어 모든 과제를 해결할 수 없다. 40:1 의 압축 비율에서조차 데이터는 25기가바이트를 초과할 수도 있다. 대중이 사용할 수 있을 만큼 경제적이고 쉬운 디지털 시네마 공급에 블루 레이저나 홀로그래피의 사용과 같이 디스크 저장 테크놀러지에서의 지속적인 발전이 필수적이다.
표준화된 디지털 포맷 필름 생산 체인으로의 전환이 필름 품질 저하 및 유통, 해적판과 관련된 문제를 최소화해줄 것이다. JPEG2000은 다른 압축 구조에 비하여 획기적인 장점을 제공하는 컴퓨팅-집약적인 DSP 서브-시스템이다. 디지털 시네마 및 디지털 홈 시어터와 같은 애플리케이션에서 하드웨어-가속화된 성능이 실-시간 JPEG2000 솔루션의 성공적인 개발을 위한 주요 열쇠이다.