1. 차세대 비디오 코덱 표준, ECM의 개요
(1) ECM(Enhanced Compression Model)의 개념 및 특징
| 개념 | 기존 VVC 표준 이후 구현 복잡도를 개선하여 DIMD/TIMD, ARM-CTM, NSPT, CCSAO 등을 적용한 차세대 비디오 코덱 기술 |
|---|---|
| 특징 | 템플릿 활용, 참조/탐색영역 확장, 예측블록 융합, 움직임 보정, 보간필터, 샘플 단위 예측, 엔트로피 부호화 확률 예측 개선 등 기존 VVC 표준 대비 개선된 기술 적용 |
(2) 비디오 코덱 표준화 동향
- ISO/IEC, ITU-T에서 JVET(Joint Video Experts Team) 구성하여 HEVC, VVC 이후 구현 복잡도로 인해 미채택 및 개선된 기술 실험 중이며, ECM 버전이 높아질수록 BD(Bjøntegaard Delta)-Rate 향상 중
2. ECM의 메커니즘 및 기술 요소
(1) ECM의 메커니즘
(2) ECM의 동작 요소 별 주요 기술
| 동작 요소 | 주요 기술 | 세부 동작 방식 |
|---|---|---|
| 화면 내 예측 (Intra Prediction) | DIMD | – 템플릿 필터 기반 기울기 계산하여 예측 |
| TIMD | – 템플릿 매칭 비용에 따라 현재블록 예측 | |
| 화면 간 예측 (Inter Prediction) | 템플릿 매칭(TM) | – 템플릿 매칭(TM)으로 움직임 벡터(MV) 보정 |
| ARM-CTM | – TM 비용 기반 후보 재정렬 및 MV 보정 | |
| 변환 및 양자화 (Transform and Quantization) | MTS/LFNST 개선 | – VVC의 1차 변환(MTS), 2차 변환(LFNST) 개선 |
| NSPT | – 작은 블록 1/2차 변환을 비분리 변환으로 대체 | |
| 인루프 필터 (In-Loop Filtering) | CCSAO | – 휘도·색차 통합 오프셋 결정, 새로운 에지 분류 |
| ALF | – 샘플 기반 필터 활용으로 부호화 향상 | |
| 엔트로피 부호화 (Entropy Coding) | CABAC 개선 | – 정확도 15비트 확장 및 LPS 갱신 과정 개선 – 적응 가중치 기반 문맥 모델 초기화 |
- ECM은 최신 비디오 부호화 표준인 VVC 대비 높은 부호화 효율 향상과 높은 구현 복잡도를 보이며, 향후 ECM의 추가적인 압축률 향상과 함께 본격적인 차세대 비디오 코덱 표준화 예상
3. ECM 소프트웨어 성능 및 표준화 일정
(1) ECM 소프트웨어 성능
| 부호화 구성 | BD-Rate | 인코딩 시간 | 디코딩 시간 |
|---|---|---|---|
| AI(All Intra) | -15.22% | 9.4배 증가 | 4.7배 증가 |
| RA(Random Access) | -25.51% | 8.3배 증가 | 9.1배 증가 |
| LDB(Low-Delay B) | -21.11% | 7.3배 증가 | 6.8배 증가 |
- 부호화 구성 별 VTM-11(VVC Test Model) 대비 ECM-13 성능 개선 비율이며, 동일 객관적 화질 기준 BD-Rate 만큼 데이터양 감소, 인코딩/디코딩 시간 증가
(2) ECM 표준화 추진 일정
| 표준화 업무 | 추진 일정 |
|---|---|
| Call for Proposals (CfP) | April or July, 2025 |
| Responses to the call to be evaluated | January or April, 2026 |
| Version 1 finalization | July or October, 2028 |
- AR, VR 및 자율주행 환경에 따른 공간 비디오 수요가 증가하고 있고, VVC 표준 제정 이후 영상 코덱 표준 선점 위한 글로벌 경쟁 심화, 코덱 생태계 확장이 가속되고 있으므로, AI 결합 연구 및 인력 양성을 통해 국제 경쟁력 향상 필수
[주요 기술 명칭]
- DIMD: Decoder-Side Intra Mode Derivation
- TIMD: Template-based Intra Mode Derivation
- TM: Template Matching
- ARM-CTM: Adaptive Reordering of Merge Candidates with Template Matching
- MTS: Multiple Transform Selection
- LFNST: Low-Frequency Non-Separable Transform
- NSPT: Non-Separable Primary Transform
- SAO: Sample Adaptive Offset
- CCSAO: Cross-Component SAO
- ALF: Adaptive Loop Filter
- CABAC: Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding
- LPS: Least Probable Symbol
[참고]
- 한국특허전략개발원(KISTA), 차세대 비디오 코덱 표준화 동향: ECM Overview