<시리즈> MPEG와 정보혁명 (3);데이터 압축기술

멀티미디어는 영상과 음향을 중심으로 문자, 도형, 음성등의 정보를 디지털 기술에 의해 압축하여 결합한 것이다. 각각의 정보를 단순히 PCM에 의해 디지털로 표현하면 데이터 양이 방대해진다. 전화 음성은 64Kbps(8KHz 표본화 주파수에 표본당 8비트), 스테레오 음악을 담는 CD는 1.5Mbps (44.1MHz 표본화 주파수에 표본당 16비트로 2채널), 미국과 일본, 한국등지 에서 채택하고 있는 NTSC컬러 TV의 복합 영상신호는 114.5Mbps(1 4.3MHz 표본화 주파수에 표본당 8비트)이다(D-2 VTR).

또 전세계에서 쓰이는 세가지 컬러 TV방식인 NTSC, PAL, SEC AM의 스튜디오 디지털 규격인 ITU-R 601에서는 휘도와 색 신호를 성분 별로 처리하는데, 휘도성분은 13.5MHz표본화 주파수에 표본당 8비트이고 두 색 성분은 각각 6.75MHz 표본화 주파수에 표본당 8비트여서 합계 2백16Mb ps가 된다(D-1VTR). 한편 차세대 TV로서 영화관에서의 감동을 안방 에 전해줄 것으로 기대되면서 서기 2000년을 전후하여 실용화될 예정인 고선명 HD TV의 경우, 그 스튜디오 규격인 SMPTE 2백40M에 의하면 휘도 성분은 74.25MHz로 표본화되고 두 색성분은 그 반의 주파수로 표본화되 는데 각각 표본당 8비트이므로 발생하는 데이터량은 총 1.2Gbps에 이른다. 멀티미디어의 실현에 열쇠가 되는 것은 바로 이렇게 많이 발생하는 각종 데이터를 어떻게 압축하는가에 달려 있다. 세계 각국은 영상, 음성등의 정보 유형에 따른 효율적인 데이터 압축방식의 개발을 위하여 치열한 경쟁을 벌이면서 또 한편으로는 국제 표준데이터 압축 방식의 제정을 위하여 국제표준 화기구(ISO)나 국제전기통신연합(ITU)등을 통해 공동의 노력을 기울여왔다. 대체적으로 가전과 컴퓨터에 뿌리를 둔 멀티미디어 상품은 개별적 컨소시엄 형태 포함)기술개발 경쟁의 성향을 보이고 있고, 통신에 뿌리를 둔 멀티미디어의 경우에는 국제표준화를 위한 공동 노력의 성향을 보여 왔다.

전자의 예로서는 멀티미디어의 시초라고 할 수 있는 필립스의 CD-I, 인텔 의 DVI, 그리고 최근의 CD-롬을 바탕으로 게임과 멀티미디어를 접목시키고 있는 3DO등이 있다. 컨소시엄에 의해 제안되어 업계의 "사실상의"표 준으로 자리잡은 예로서는 전자악기와 컴퓨터의 인터페이스를 위한 MIDI , CD-롬과 오디오 카드를 중심으로 컴퓨터와 멀티미디어를 접목시킨 멀티미디어 PC(93년에 지금의 레벨2 발표), MPEG1에 의해 영화를 CD에담는 비디오 CD(94년에 대화형으로 개량한 버전 2.0발표)등이 있다.

후자인국제표준화의 대표적 예를 정보 유형별로 살펴보면 다음과 같다.

우선 팩스용 이진 데이터 압축을 위한 표준으로서는 현재 전화선에 연결되어 널리 보급되어 쓰이고 있는 G3 팩스용인 ITU-T T.4(MR/MH 방식)와, ISDN망 에 연결되어 쓰이는 고속의 G4 팩스용인 ITU-T T.6(MMR 방식)이 있다.

영상 압축 표준으로는 이진 영상 압축을 위한 JBIG(ISO 11544, ITU-T T.82), 컬러 정지화 압축을 위한 JPEG(ISO 10918, ITU-T T.81), ISDN망을 이용한영상전화나 영상회의를 위한 ITU-T H.261(px 64Kbps), 현재의 전화망을이 용한 영상전화를 위한 ITU-T H.263(61Kbps), CD에 1.5Mbps로 동영상을 담기 위한 목적의 MPEG1(ISO 11172), 고품질 영상 부호화를 위한 MPEG2(ISO 13818, ITU-T H.262), 방송국에서 프로그램을 제작하는데 쓰일 소재를 고품 질로 전송하기 위한 ITU-R CMTT 721(1백40Mbps)및 723(34-45Mbps)등이 있다. 음성 압축 표준으로서는 PCM방식인 ITU-T G.711(64Kbps), ADPCM방식 인 ITU-T G.721(32Kbps), 저지연 CELP방식인 ITU-T G.728 (16Kbps)등이 있다. 최근의 이동통신을 위한 음성압축에서는 압축률이더 욱 높아져, 유럽의 GSM에서는 13Kbps, 북미의 VSELP에서는 8K bps, 퀄컴사의 QCELP에서는 8.4.2.1Kbps의 가변률이 적용되고있다. 음향 압축 표준으로서는 AM방송 품질의 ITU-T G.722(48-64Kbps), FM방송 품질의 ITU-T J.41(3백84Kbps), CD수준의 MPEG-1, 오디오, 이를 5.1채널(5개의 채널과 1개의 저주파 채널)로 확장한 MPEG2 오디오가 있다. 또다른 5.1채널 음향 압축방식으로서 아직 국제표준은 아니지만 미국의 고선명TV에 채택됨으로써 "사실상의"업계 표준중 하나로자리 잡은 돌비사의 AC-3이 있다.

한편 차세대 멀티미디어 통신및 데이터베이스 액세스를 위한 데이터 압축 표준으로서 MPEG4가 오는 98년에 완성될 예정이다.