【ProAV Lab】introAVoIP#03 - AVoIP의 압축 알고리즘 소개

By Kieron Seth & Seaco Wei, Lumens

7월 01, 2022 16179

 
 

▶ 압축은 AVoIP를 가능하게 하는 기술입니다.

AVoIP 산업에서 압축은 오디오-비디오 데이터를 고속으로 이동하는 상용 이더넷 프레임으로 압축할 수 있는 기술입니다. 네트워크 기술의 발전과 압축 알고리즘의 발전 덕분에 이제 AV over IP를 실현할 수 있게 되었습니다.

가장 널리 사용되는 AVoIP 프로토콜은 NDI, SDVOE, Dante AV 및 IPMX입니다. 그들은 대기 시간, 이미지 품질 및 비트 전송률 사이의 절충안이 필요한 다양한 압축 알고리즘을 적용합니다. 압축 기술은 더 나은 효율성을 달성하기 위해 끊임없이 발전해 왔지만 여전히 대역폭의 부족을 적용하는 기본 규칙은 더 높은 압축률을 의미하며 더 복잡한 컴퓨팅 환경은 일반적으로 더 많은 대기 시간을 유발합니다. 위의 프로토콜 중에서 SDVOE 만 10G 이더넷을 대상으로합니다. 나머지는 모두 가장 비용 효율적인 선택 인 1G 이더넷을 선택합니다. 압축 기술의 선택은 10G 또는 1G 이더넷 환경의 요구 사항에 따라 다릅니다. 자세한 내용은 아래 타임라인과 표 1을 참조하십시오.

 

▼압축 표준 타임라인

 

▼표 1 : 다른 해상도와 비트 전송률에 대한 압축비

 

NDI (네트워크 장치 인터페이스)

NDI는 NewTek에 의해 2015년 9월 8일에 공개적으로 발표되었습니다. SHQ (MPEG-2와 비슷하지만 정확히 동일하지는 않음), H.264 및 HEVC 비트 스트림과 같은 많은 종류의 압축 데이터 형식을 수행 할 수있는 IP 프로토콜입니다. SHQ는 인트라 픽처 코딩에만 사용되며 H.264 / HEVC는 인트라 및 인터 픽처 코딩을 채택합니다.

NDI 기술은 IP 네트워크를 통한 비디오 신호 전송을 위해 설계되었으며 1G 이더넷을 기반으로합니다. 비디오 신호는 정의상 컴퓨터 그래픽 및 스프레드 시트와는 다른 자연 장면을 캡처하여 카메라에서 생성 된 일련의 비디오 이미지를 의미합니다. 대기 시간은 프레임 기반 압축으로 인해 약 100ms입니다. NDI에는 HX2, HX3 및 HB와 같은 다양한 프로토콜 변형이 있습니다. 그들은 다른 압축 체계를 기반으로하며 다른 비트 전송률 요구 사항을 가지고 있습니다. 자세한 내용은 그림 2 및 표 2를 참조하십시오.

 

▼그림 2: 프로토콜 변형 NDI

 

▼ 표 2 : NDI 프로토콜 목표 비트 전송률

 

SDVoE (이더넷을 통한 소프트웨어 정의 비디오)

SDVoE는 시각적 무손실 긴 케이블 전송을 위해 설계되었습니다. 이미지 품질과 대기 시간을 최우선 과제로 삼고 미래의 주류 네트워크 인프라가되기 위해 10G 이더넷에 베팅합니다.

콘텐츠4K@30 압축되지 않고 4K@60 콘텐츠로만 이동하려면 1.5 lite 독점 압축이 필요하며 최대 대기 시간은 100 마이크로 초입니다.

그 목표는 HDbaseT HDMI 신호 긴 케이블 기술과 경쟁하는 동시에 컴퓨터 스프레드 시트 및 그래픽 콘텐츠의 요구를 충족시키는 것입니다. HDbaseT는 IP 기술이 아니라 비디오 신호가 CAT6 케이블 내에서 이동하기 위한 신호 변조 메커니즘입니다.

 

단테 AV

Dante AV는 표준 1Gbps 네트워크를 위한 혁신적인 새로운 AV 솔루션으로, 제조업체가 업계 최고의 Dante 오디오 오버 IP 플랫폼에 네트워크 비디오를 추가할 수 있도록 합니다. 이 제품은 사용 편의성, 원활한 다중 공급업체 상호 운용성 및 고객이 Dante에서 기대하는 통합 제어 경험을 제공합니다.

비디오용 NDI와 동일한 대상 응용 프로그램을 사용하는 Dante AV는 JPEG 2000 압축 기술을 대신 사용합니다. JPEG2000은 JPEG보다 높은 압축률을 갖는 ISO 표준 웨이블릿 변환입니다. 최근 Audinate는 Dante AV 프로토콜과의 통합을 위해 H.264 및 HEVC와 같은 다른 압축 기술을 채택하기 위해 Dante AV Control을 추가로 개발했습니다.

 

IPMX(인터넷 프로토콜 미디어 환경)

DIPMX는 미디어 및 엔터테인먼트(M&E) 및 전문 오디오/비디오 산업에서 IP를 통한 상호 운용성을 위해 공통적이고 유비쿼터스적인 표준 기반 프로토콜 집합의 채택을 촉진하는 비영리 무역 동맹인 AIMS (Alliance for IP Media Solutions)에 의해 창설되었습니다.

IPMX는 프로 AV 시장을 위해 IP 네트워크를 통해 압축 및 비압축 비디오, 오디오 및 데이터를 운반 할 수 있도록 제안 된 개방형 표준 및 사양 세트입니다. IPMX는 ISO 표준 JPEG-XS를 1G 이더넷 네트워크를 기반으로 한 비디오 처리를위한 압축 기술로 제안합니다.

 

▶ 요약

서로 다른 각도에서 네 개의 AVoIP 프로토콜 간의 비교를 위해 아래와 같이 요약 된 테이블이 작성되었습니다.

IPMX는 방송 업계에서 유래하고 몇 가지 수정 사항을 작성한 후 Pro-AV 업계와 완벽하게 어울리는 최고의 상호 운용성을 갖는 개방형 표준입니다. 우리는 확실히이 미래 지향적 인 기술에 의지 할 수 있습니다.

NDI는 현재 6년 전 시장 개발과 정교한 SDK 개발 환경으로 인해 널리 채택되고 있는 가장 인기 있는 표준입니다. H.264 및 HEVC 코덱을 채택하여 기존 SOC 솔루션을 사용하여 최상의 비용 성능을 제공합니다.

Dante AV는 새로운 이민자이며 프로 AV AVoIP 시장을 해결하기 위해 오디오 인기를 활용하려고 노력했으며 따라서 NDI에 강력한 경쟁자가 될 것입니다.

SDVoE는 제어실 애플리케이션을 지배하기 위해 고품질, 낮은 대기 시간 및 높은 대역폭 기능을 갖춘 하이 엔드 시장에 자리 매김하고 있습니다.

 

▼ 표 3 : AVoIP 프로토콜 비교 차트



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