【ProAV Lab】introAVoIP#03 - AVoIP의 압축 알고리즘 소개
Written by Kieron Seth, Product Marketing Director at Lumens
7월 01, 2022 26933
▶ 압축은 AVoIP를 가능하게 하는 기술입니다.
AVoIP 산업에서 압축은 오디오-비디오 데이터를 고속으로 이동하는 상용 Ethernet 프레임으로 압축하는 기술입니다. 네트워크 기술의 발전과 압축 알고리즘의 발전 덕분에 이제 AV over IP를 만드는 것이 가능해졌습니다. 실현됩니다.
가장 널리 사용되는 AVoIP 프로토콜은 NDI, SDVOE, Dante AV 및 IPMX입니다 . 대기 시간, 이미지 품질 및 비트 전송률 간의 균형이 필요한 다양한 압축 알고리즘을 조정합니다. 압축 기술은 더 나은 효율성을 달성하기 위해 지속적으로 발전해 왔지만 기본 규칙은 여전히 대역폭 부족이 적용된다는 것을 의미하며, 압축률이 높고 컴퓨팅 환경이 더 복잡하면 일반적으로 더 많은 대기 시간이 발생합니다. 위의 프로토콜 중 SDVOE만 10G Ethernet을 대상으로 합니다. 나머지는 모두 가장 비용 효율적인 선택인 1G Ethernet을 선택합니다. 압축 기술의 선택은 10G 또는 1G Ethernet 환경의 요구 사항에 따라 다릅니다. 자세한 내용은 아래 타임라인과 표 1을 참조하십시오.
▼압축 표준 타임라인
▼표 1: 다양한 해상도 및 비트 전송률에 대한 압축률
▶ NDI(네트워크 장치 인터페이스)
NDI는 2015년 9월 8일 NewTek에 의해 공개적으로 발표되었습니다. SHQ(MPEG-2와 유사하지만 정확히 동일하지는 않음), H.264 및 HEVC 비트 스트림과 같은 다양한 종류의 압축 데이터 형식을 전달할 수 있는 IP 프로토콜입니다. SHQ는 Intra picture 코딩 전용이며 H.264/HEVC는 Intra 및 Inter picture 코딩을 채택합니다.
NDI 기술은 IP 네트워크를 통한 비디오 신호 전송을 위해 설계되었으며 1G Ethernet을 기반으로 합니다. 비디오 신호는 정의상 컴퓨터 그래픽 및 스프레드 시트와 다른 자연 장면을 캡처하여 카메라에서 생성된 일련의 비디오 이미지를 의미합니다. 프레임 기반 압축으로 인해 대기 시간은 약 100ms입니다. NDI에는 HX2, HX3 및 HB와 같은 다양한 프로토콜 변형이 있습니다. 서로 다른 압축 체계를 기반으로 하며 비트 전송률 요구 사항이 다릅니다. 자세한 내용은 그림 2 및 표 2를 참조하십시오.
▼그림 2: NDI 프로토콜 변형
▼ 표 2: NDI 프로토콜 목표 비트 전송률
▶ SDVoE(소프트웨어 정의 비디오 over Ethernet)
SDVoE는 시각적 무손실 긴 케이블 전송을 위해 설계되었습니다. 이미지 품질과 대기 시간을 최우선으로 생각하고 10G Ethernet이 미래의 주류 네트워크 인프라가 될 것이라고 베팅합니다.
4K@30 콘텐츠는 압축되지 않은 상태로 이동하고 4K@60 콘텐츠만 압축하려면 1.5 lite 독점 압축이 필요하며 최대 대기 시간은 100마이크로초입니다.
목표는 HDbaseT HDMI 신호 긴 케이블 기술과 경쟁하는 동시에 컴퓨터 스프레드시트 및 그래픽 콘텐츠의 요구 사항을 충족하는 것입니다. HDbaseT는 IP 기술이 아니라 비디오 신호가 CAT6 케이블 내에서 이동하기 위한 신호 변조 메커니즘입니다.
▶ Dante AV
Dante AV는 표준 1Gbps 네트워크를 위한 혁신적인 새로운 AV 솔루션으로, 제조업체는 업계 최고의 Dante Audio-over-IP 플랫폼에 네트워크 비디오를 추가할 수 있습니다. 고객이 Dante에서 기대하는 사용 편의성, 원활한 다중 공급업체 상호 운용성 및 통합 제어 경험을 제공합니다.
비디오용 NDI와 동일한 대상 응용 프로그램을 사용하는 Dante AV는 대신 JPEG 2000 압축 기술을 사용합니다. JPEG2000는 JPEG보다 압축률이 높은 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 위한 공통적이고 유비쿼터스한 표준 기반 프로토콜 세트의 채택을 촉진하는 비영리 무역 동맹인 AIMS(Alliance for IP Media Solutions)에 의해 만들어졌습니다.
IPMX는 프로 AV 시장을 위해 IP 네트워크를 통해 압축 및 비압축 비디오, 오디오 및 데이터를 전송할 수 있도록 제안된 개방형 표준 및 사양 세트입니다. IPMX는 1G Ethernet Network 기반 비디오 처리를 위한 압축 기술로 ISO 표준 JPEG-XS를 제안합니다.
▶ 요약
다양한 각도에서 4가지 AVoIP 프로토콜을 비교하기 위해 아래와 같이 요약된 표가 생성되었습니다.
IPMX는 방송 산업에서 유래한 최고의 상호 운용성을 갖는 개방형 표준이며 일부 수정을 거친 후 Pro-AV 산업에 완벽하게 들어맞습니다. 우리는 확실히 이 미래 지향적인 기술을 믿을 수 있습니다.
NDI는 6년 전의 시장 개발과 정교한 SDK 개발 환경으로 인해 현재 널리 받아들여지고 있는 가장 인기 있는 표준입니다. H.264 및 HEVC 코덱을 채택하여 기존 SOC 솔루션을 사용하여 최고의 비용 성능을 제공합니다.
Dante AV는 신생 기업이며 오디오 인기를 활용하여 프로 AV AVoIP 시장을 다루려고 노력해 왔기 때문에 NDI의 강력한 경쟁자가 될 것입니다.
SDVoE는 고품질, 낮은 대기 시간 및 고대역폭 기능으로 제어실 애플리케이션을 지배하는 고급 시장에서 자리매김하고 있습니다.
▼ 표 3: AVoIP 프로토콜 비교 차트
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