기술은 해가 거듭될수록 눈부신 속도로 발전해 왔습니다. 매년 더 강력해지고, 빨라지며, 효율적으로 변화하는 가운데 언제나 같은 질문이 따라옵니다. “그다음은 무엇일까?”
최근 국제 사진 전문가 그룹(JPEG)이 이미지 압축의 새로운 미래인 JPEG XS를 공개했습니다. 그렇다면 JPEG XS란 정확히 무엇일까요? 기존 JPEG을 대체하는 형식일까요, 아니면 완전히 다른 목적을 가진 기술일까요? 이 글에서는 JPEG XS가 우리에게 어떤 변화를 가져다줄지 자세히 살펴보겠습니다.
JPEG XS는 WiFi와 5G 네트워크를 통해 실시간 영상과 VR 콘텐츠를 스트리밍하기 위해 설계된 저전력 형식입니다. 대형 디스플레이에서 HD 콘텐츠를 더 빠르게 감상할 수 있게 해주며, 차세대 포맷으로 주목받고 있습니다. 이는 곧 스테레오 VR 스트리밍의 고속화는 물론, 드론과 자율주행차를 통한 영상 전송까지 가능하다는 의미입니다. 이 새로운 코덱의 표준화 작업은 JPEG 위원회(공식 명칭: ISO/IEC SC29 WG1)가 담당했습니다.
혼동하지 않으셔야 할 부분이 있습니다. JPEG XS는 영상 스트리밍용이고, 기존 JPEG은 파일 다운로드·저장용이라는 점입니다. 즉, 두 형식은 경쟁 관계가 아니라 서로 다른 용도로 공존하게 됩니다.
새로운 형식의 핵심 목표는 파일을 스마트폰 등 기기에 저장하는 대신 실시간으로 스트리밍하여 소중한 저장 공간을 아끼는 데 있습니다.
여기까지가 JPEG XS의 개요였고, 지금부터 좀 더 깊이 있게 알아보겠습니다.
JPEG XS란 무엇인가?
JPEG XS(ISO/IEC 21122) 표준은 매우 낮은 지연 시간과 복잡도를 특징으로 하는 압축 알고리즘으로 정의됩니다. FPGA, ASIC, CPU, GPU 등 다양한 플랫폼에서 구현할 수 있으며, 반복적인 인코딩·디코딩 과정에서도 품질이 유지되는 뛰어난 다중 세대 견고성(multi-generation robustness)을 자랑합니다.
JPEG 위원회 의장 투라지 에브라히미(Touradj Ebrahimi)는 "우리는 품질을 더 잘 보존하기 위해 압축률을 줄이고, 더 적은 에너지로 더 빠른 처리 속도를 구현했다"고 밝혔습니다.
기존 JPEG 이미지 파일 형식과 비교했을 때, JPEG XS는 JPEG의 10배 대비 6배 수준의 압축률을 적용합니다. 이는 화질을 극대화하기 위한 전략으로, 자연 영상과 합성 영상 모두에 대해 ISO/IEC 29170-2에서 정의한 '시각적 무손실(visual lossless)' 품질에 최적화되어 있습니다.
이러한 특성 덕분에 JPEG XS는 비압축 이미지 데이터를 다루는 다양한 응용 분야에 활용될 수 있습니다. 구체적으로는 다음과 같습니다.
- 3G/6G/12G-SDI 방송 장비 및 IP 전송(SMPTE 2022-5/6, SMPTE 2110)
- 실시간 영상 저장소와 메모리 버퍼
- 옴니디렉션(360도) 영상 촬영 시스템
- VR·AR용 헤드마운트 디스플레이(HMD)
- 자동차 산업의 센서 데이터 압축
이를 통해 JPEG XS는 높은 해상도와 프레임 레이트를 제공하면서도 시각적으로 손실이 느껴지지 않는 화질을 동시에 실현합니다. 또한 무선 네트워크를 통한 무손실 영상, VR 콘텐츠, 게임 스트리밍에 활용될 예정이며, 기존 시스템은 소프트웨어 업데이트만으로 대응 가능하고, 소형 기기는 '次세대' 하드웨어가 필요하다고 알려져 있습니다.
다른 영상 표준과 달리, JPEG XS는 추가적인 연산력과 시간을 들여 최대 압축률을 추구하지 않습니다. 대신 기기가 고대역폭 5G 셀룰러 또는 Wi-Fi 네트워크 환경에서 사용된다는 것을 전제로, 초저지연과 우수한 에너지 효율에 초점을 맞춥니다.
JPEG XS는 어떻게 작동하는가?
JPEG XS는 오픈 소스 기반으로, 전문 영상 트랜스코딩에 적합한 범용 HDR 코딩 형식을 갖추고 있습니다. 영화 편집, 우주 영상 처리, 전문 카메라 분야에서 활용될 것으로 기대됩니다.
JPEG XS 코덱의 핵심 특징
- 자연 영상과 화면 콘텐츠 모두에서 최대 6:1 압축률까지, 그리고 최소 7회의 인코딩·디코딩 사이클까지 시각적 무손실 품질 유지
- CPU, GPU, FPGA, ASIC에서 저복잡도로 구현 가능하며, 인코딩·디코딩 과정에 직렬 병목 현상 없음
- 1회 인코딩·디코딩 사이클의 지연 시간이 32라인을 초과하지 않음
- FPGA 구현 시 외장 메모리가 필요 없으며, 4K 60fps 4:4:4 영상 콘텐츠(8비트 색상 정밀도) 기준으로 Artix7 XC7A200T의 50% 또는 Cyclone5 5CEA9의 25% 이내의 리소스만 사용
- i7 프로세서 하나로 4K 4:4:4 8비트 60p 콘텐츠를 최적화된 소프트웨어 구현으로 실시간 처리 가능
JPEG XS 형식의 주요 장점
JPEG이 탄생한 지 25년이 지났지만, 새로운 형식 JPEG XS는 미래의 표준으로 불립니다. 그 주요 장점은 다음과 같습니다.
- 광대역 및 5G 네트워크의 효율을 높이고, 소중한 디스크 공간을 절약
- 압축 후에도 이미지 품질 저하를 걱정할 필요 없음
- 원본 영상과 압축 영상의 차이를 육안으로 식별하기 어려움
- 영화 편집, 우주 영상, 전문 카메라 등 전문 분야에서 활용 가능
- 향후 소비자 가전 제품으로도 확산될 전망
분명히 말씀드릴 수 있는 것은, 이 새로운 이미지 형식이 영상 산업에 혁명을 일으키고 널리 사용될 것이라는 점입니다. 오래된 기술이 새로운 발견으로 대체되고 사람들이 변화에 적응해 온 역사처럼, JPEG XS도 마찬가지의 과정을 거치게 될 것입니다. 드론, AR, VR, 자율주행차 등 상상할 수 있는 모든 소비자 가전에서 활용되겠지요. 화질 저하 없이 고품질을 유지하는 만큼, 누구나 선호하는 형식으로 자리 잡을 것이 확실합니다.
디스크 공간이 점점 비싸지고 관리가 어려워지는 요즘, 공간을 절약하고 광대역과 5G 네트워크의 효율을 높여주는 형식은 자연스럽게 첫 번째 선택지가 됩니다. JPEG이 그 이름값을 충분히 했던 것처럼, 새로운 형식 역시 큰 기대를 받을 만합니다. 개발자들은 물론 영상 편집 종사자들까지 이 형식의 도입을 손꼽아 기다리고 있습니다.