Media

📺 Media

📌 미디어 트래픽

Cisco Forecast ➡ 2017년 전체 IP 트래픽의 75%는 Video
OTT Market ➡ 국내 OTT 시장도 예측보다 더 빠르게 성장하고 있다. 

🔌 OTT 시장 특징

• 방송 서비스보다 OTT 서비스 사용
• 사라진 TV 시청률
• 다양한 매체를 통한 컨텐츠 전체 이용 시간 증가
• 코드 커팅
• 제로 TV가구

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📌 미디어 기본 지식

⏯ 동영상 정의

정의 : 화면에 영화처럼 연속적으로 움직이는 상태로 나타나는 영상
원리 : 조금씩 변하는 화면을 빠르게 보여줌으로써 마치 연속된 것처럼 느끼게 하는 것

✨ Coder

압축 수행

• 동영상을 압축하고 해체하는 App
• Coder와 Decoder의 합성어 (Compress와 Decompress)

✨ Container

압축된 것을 담는 것

• 코텍으로 압축된 동영상 데이터를 담는 그릇
• 동영상 파일 형식, 포맷, 확장자

Video는 H.264,
Audio는 AAC 코덱을 사용하여 압축하고,
Container는 mp4 입니다.

video + Audio ⊂ container 

Resolution (해상도)

• SD / HD / Full HD / UHD(4K)
  
  

Bitrate (전송률)

• 동영상에서 초당 사용되는 Data(bps), 대역폭과 유사
• 동영상의 화질을 결정하는 중요한 부분

 

Frame

• 동영상 하나의 정지 된 화면

 

Frame Rate

• 초당 표현되는 화면 수 (fps)

 

Encoding

• 동영상을 압축

 

Transcoding

• 동영상을 서로 다른 Container와 Codec으로 변환 하는 기술

 

Transrating

• 동영상의 bitrate(전송률)와 resoultion(해상도)만을 변경하는 기술

 

Transmuxing (Packaging, Trranswrapping)

• 동영상의 Container 만을 변환하는 기술
• HTTP 기반 HLS가 보편화 되면서 널리 활용

 

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동영상 종류

• JPEG : 사진, 그림 같은 이미지를 디지털화 하여 압축
• MPEG-1 : video CD, MP3
• MPEG-2 : H.262
• MPEG-4 : 멀티미디어 통신을 전제
• MPEG-7
• MPEG-21
• H.264 : MPEG-4 파생
• HEVC : H.264/AVC를 이을 차세대 비디오 Codec, 보편적 사용 아직 ❌
• AAC Audio Codec : MPEG-4 AAC LC, HE-AAC, OPUS, AC3
  
  

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동영상 압축 원리

핵심 원리  
: 픽셀은 옆 픽셀과 유사하고, 프레임은 이전 프레임과 유사하다.

압축하는 이유? ➡ 거대 용량 컨텐츠 소비하기에는 infra가 완벽하진 않다.

 

무손실 압축과 손실 압축

 

무손실 압축

• 압축된 데이터 다시 복원시, 압축되기 이전 원래 데이터와 모든 비트 일치

손실 압축

• 중복되거나 상대적으로 덜 중요한 부분의 정보 제거하여 압축
• 손실 압축 영상은 원본 영상 복구 불가능

 

기본 컨셉

앞부분과 차이나는 데이터만 저장

화면 간 상관관계에 따른 정보 압축, 현재 프레임은 바로 이전 프레임과 유사

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동영상 서비스 종류

Legacy Streaming 서비스

• 현재 시장에서 거의 사용 ❌
• streaming : 다운로드와 플레이를 동시에 할 수 있도록 개선한 기술

 

HTTP 기반 Streaming 서비스

• HTTP에 의한 미디어 파일 전송
• Download 와 streaming 서비스의 중간적 서비스
• HTTP 사용으로 일반 Web 서버 사용 및 캐시 구조 가능 ➡ 확장성 및 유연성 향상
• Player 기능 발전 ➡ Random Seek 가능 
  
  

HTTP Streaming

• Progressive Download ➡ MP4 파일을 별다른 가공 없이 그대로 전송하는 classic방식
• HLS (HTTP Live Streaming)
  • 동영상 파일을 물리적으로 여러 개 파일로 나눔 ➡ 효율적
  • 각각의 나눠진 파일을 HTTP 프로토콜 이용해 순차적 전송 
  • HLS 서비스 종류 : m3u8, TS
• DASH ➡ Live 서비스에 이용 가능

 

Adpative Streaming

• 사용자의 네트워크 속도에 따라 적합한 Bitrate 선택하여 동영상을 끊기지 않고 재생할 수 있는 기술
• 아직 완벽하지 ❌

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Live Service Workflow

Camera → Encoder → Origin → Edge → Player → Display

HTTP 기반 Live Service Workflow

특징

• 장점 : HTTP 사용하여 캐시 구조 가능 ➡ 확장성 및 유연성 향상
• 단점 : 아직 Live Latency가 길다. 현재 보완되는 중

Encoder (동영상 압축)

• h/w
• s/w
• Packaging 필요

 

전체 workflow

 

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VOD Service Workflow

VOD → mp4 → Origin → Cache → Player → Display

HTTP 기반 VOD Service Workflow

특징

• HTTP 사용하여 캐시 구조 가능 ➡ 확장성, 유연성 향상

 

전체 workflow

• VOD Service Workflow, HTTP 기반 Live Service Workflow 와 다른점 ➡ 데이터 수집 (MP4 ↔ Encoder)

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📌 미디어 기술 Trend

미디어 포맷

CMAF (fMP4)

• MS와 Apple이 통일성 필요에 만든 표준화한 동영상 규격

 

Quality Based VBR

• CBR (Constant-Bit-Rate) : 고정 전송률, 효율 ❌, 파일 사이즈 비교적 정확하게 예측 ✔
• VBR (Variable-Bit-Rate) : 가변 전송률, 비교적 화질 우수
• CRF (Constant Rate Factor) : 고정 화질 방식
• QVBR by AWS (Quality-Defined Variable Bitrate Rate) : 비디오 인코딩 효율과 비디오 인코딩 화질이 크게 향상, Dramatic

 

WebRTC 

• Web Real-Time Communication
• 웹 표준 영상통화 및 화상회의 서비스
• 구글 주도

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💿 Player

Player 시장

• 데스크탑 영역, 모바일 영역
• FFmpeg 기반, HTML5의 브라우저 기반, 모바일의 Native 기반 분류
• 데스크탑 기반 경우, FFmpeh의 app보다는(설치 필요)  ➡ HTML5 Player에 대한 활용(브라우저 기반)

 

HTML5

• video 태그는 동영상 재생을 웹 브라우저에서 Native로 지원
• JavaScript 나 CSS 등과 자연스럽게 융화

 

MSE (Media Source Extensions)

• HTML Media Element의 확장
• HTML5 비디오 재생을 위한 입력 소스 확대를 위해 W3C에서 규격화한 JavaScript API