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디랙 (코덱)

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목차

1. 개요

디랙은 BBC가 개발한 비디오 코덱으로, HDTV 이상의 해상도를 지원하며 웨이블릿 압축 방식을 사용한다. Ogg, Matroska, ISO 기본 미디어 파일 형식 등 다양한 컨테이너 형식을 지원하며 손실 및 무손실 압축 모드를 제공한다. 디랙 프로는 디랙 규격의 I-프레임 전용 부분 집합으로, SMPTE에 VC-2로 표준화되었다. 초기의 디랙은 MPEG-4 Part 2와 유사한 압축 성능을 보였으나, 이후 VP8, VP9, AV1과 같은 오픈 소스 코덱의 등장으로 인해 사용이 줄어들었다. 디랙은 VLC 미디어 플레이어 등에서 재생 가능하며, FFmpeg 등을 통해 인코딩할 수 있다.

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디랙 (코덱) - [IT 관련 정보]에 관한 문서
일반 정보
이름디랙
종류비디오 압축 포맷
확장.drc
개발BBC 연구 부서
발표일2008년 3월 6일
최신 버전2.2.3
최신 버전 발표일2008년 9월 23일
포함 가능MPEG-TS
Ogg
AVI
MKV
MOV
MPEG-4 Part 12
등.
확장 대상VC-2
표준SMPTE 2042-1-2022, SMPTE 2042-2-2017 (디랙의 하부 집합)
자유 여부예

2. 기술

디랙은 HDTV (1920×1080) 이상의 해상도를 지원하며, MPEG-2 Part 2, MPEG-4 Part 2와 같은 비디오 압축 형식 및 Theora, WMV와 같은 경쟁 기술에 비해 데이터 전송률을 절감하고 품질을 향상시키는 것을 목표로 한다. 개발자들은 고화질 비디오에 대해 MPEG-2보다 비트 전송률을 2배 줄인다고 주장했는데, 이는 VC-1 및 H.264의 단순 프로파일과 비교할 만하다.[11]

고정 비트 전송률과 가변 비트 전송률 작동을 모두 지원하며, 낮은 지연 시간 구문을 통해 일정한 대기 시간을 보장한다. 또한 손실 압축 및 무손실 압축 모드를 모두 지원한다.[8]

JPEG 2000, PGF 이미지 형식, Cineform 전문 비디오 코덱과 같이 웨이블릿 압축을 사용하며, MPEG 압축 형식에서 사용되는 이산 코사인 변환은 사용하지 않는다. 디랙이 사용하는 웨이블릿은 JPEG 2000의 웨이블릿(5/3 및 9/7 웨이블릿)과 거의 동일하며, 이들로부터 파생된 두 개의 웨이블릿도 있다.[12]

Ogg, Matroska 컨테이너 형식으로 사용할 수 있으며, ISO 기본 미디어(MP4) 파일 형식 및 MPEG 전송 스트림에서도 사용하도록 등록되어 있다.[13][14]

2. 1. 특허

BBC는 디랙에 대한 어떠한 특허도 소유하고 있지 않다. 과거에는 디랙 관련 특허에 대해 모든 사람에게 로열티 없는 라이선스를 영구적으로 부여할 계획으로 일부 특허 출원을 했으나, 해당 출원은 만료되었다.[4] 또한, 개발자들은 디랙이 제3자 특허를 침해하지 않도록 노력하여, 누구나 어떤 목적으로든 디랙을 사용할 수 있도록 할 것이라고 밝혔다.[4]

3. VC-2

BBC 연구소에서 개발된 오픈 소스 기반의 자유 소프트웨어 범용 비디오 코덱인 디랙 프로(Dirac Pro)는 디랙 규격의 I-프레임 전용 부분 집합으로, 표준화를 위해 SMPTE에 제안되었다.[3][15] 디랙 프로는 고비트 전송률 응용 분야에서 고화질 비디오의 전문적이고 스튜디오 사용을 위해 설계되었다.[5] 2010년, SMPTE는 디랙 프로를 VC-2로 표준화했다.[7][16]

원래 디랙 코덱에 대한 작업은 대부분 중단되었지만, VC-2 코덱은 HD 및 UHD 후반 제작 환경에 맞게 지속적으로 적용 및 업데이트되었다. SMPTE 표준(ST) 및 권장 관행(RP)은 다음과 같다:[17][18]

표준/권장 관행설명
SMPTE ST 2042-1:2022VC-2 비디오 압축
SMPTE ST 2042-2:2017VC-2 레벨 정의
SMPTE RP 2042-3:2022VC-2 적합성 규격
SMPTE ST 2042-4:2018VC-2 스트림을 MXF 일반 컨테이너에 매핑
SMPTE RP 2047-1:20231080P 고화질 비디오 소스의 VC-2 메자닌 레벨 압축
SMPTE ST 2047-2:2010HD-SDI를 통한 VC-2 압축 비디오 전송
SMPTE RP 2047-3:2023표준 해상도 인프라와 함께 사용하기 위한 고화질 비디오 소스의 VC-2 레벨 65 압축
SMPTE ST 2047-4:2011SDTV SDI를 통한 레벨 65 VC-2 압축 비디오 전송
SMPTE RP 2047-5:2022고화질 인프라와 함께 사용하기 위한 초고화질 비디오 소스의 VC-2 레벨 66 압축
IETF RFC 8450VC-2 고품질(HQ) 프로파일을 위한 RTP 페이로드 형식


4. 소프트웨어 구현

초기에 두 개의 소프트웨어 구현이 개발되었다. BBC의 레퍼런스 구현은 처음에 "Dirac"으로 불렸지만 혼동을 피하기 위해 "dirac-research"로 이름이 변경되었으며, C++로 작성되었고 모질라 공용 허가서, GNU GPL 2 및 GNU LGPL 자유 소프트웨어 라이선스로 배포되었다. 이 구현의 버전 1.0.0은 2008년 9월 17일에 출시되었으며 Dirac 비트스트림 형식을 정의한다.[6]

두 번째 구현인 "Schrödinger"는 BBC의 자금 지원을 받았으며 코덱의 고성능, 이식 가능한 버전을 제공하는 것을 목표로 하면서 100% 비트스트림 호환성을 유지했다. Schrödinger는 ANSI C로 작성되었으며 dirac-research와 동일한 라이선스, 그리고 매우 관대한 MIT 라이선스로 배포되었다. GStreamer 플러그인이 포함되어 해당 프레임워크와 함께 라이브러리를 사용할 수 있었다. 2008년 2월 22일, Schrödinger 1.0.0이 출시되었으며, Core Duo 노트북에서 HD720/25p를 실시간으로 디코딩할 수 있었다.[19]

2010년 3월 Schrödinger 버전 1.0.9가 출시되면서 dirac-research보다 "인코딩 속도와 시각적 품질 모두에서 대부분의 인코딩 상황에서" 성능이 향상되었다.[20] 해당 릴리스에서 dirac-research의 대부분의 인코딩 도구가 Schrödinger로 포팅되어 Schrödinger는 dirac-research와 동일하거나 더 나은 압축 효율성을 보였다. Schrödinger 개발은 2012년 1.0.11 릴리스 이후 중단되었다.

Dirac Pro가 SMPTE VC-2로 표준화된 후, 오픈 소스 레퍼런스 VC-2 인코더 개발이 시작되었다. 코드는 BBC에서 git 저장소로 제공하며 GitHub에서 사용할 수 있다.[21]

BBC에서는 새로운 인코딩 도구의 성능을 확인하고 품질에 영향을 미치는 버그를 신속하게 수정하기 위해 인코더 품질 테스트 시스템을 구축했다.[22]

4. 1. 데스크톱 재생 및 인코딩

VLC 미디어 플레이어는 0.9.2 버전(2008)부터, GStreamer 프레임워크를 사용하는 애플리케이션과 FFmpeg은 디랙 비디오 재생을 지원한다. FFmpeg, MediaCoder, LiVES, OggConvert 등에서 디랙으로 인코딩할 수 있다.[23]

5. 성능

원래 디랙 규격의 알고리즘은 당시 주류 비디오 압축 표준과 비슷한 압축 성능을 제공하기 위해 고안되었다. 2009년, 2008년 2분기 구현을 사용한 디랙과 H.264 코덱 비교에서 x264가 디랙보다 약간 높은 점수를 기록했다.[24] 다른 2009년 비교에서는 표준 화질 콘텐츠에 대해 유사한 결과를 보였지만, 고화질(HD) 비디오 콘텐츠는 비교하지 않았다.[25]

이러한 연구들은 디랙의 압축 성능이 MPEG-4 Part 2 고급 단순 프로파일(ASP, DivX로 널리 알려짐)과 유사하다는 것을 보여준다. 또한 낮은 복잡도의 H.264 인코딩에 근접하지만, 고품질 프로파일 H.264로 인코딩된 비디오는 동일한 체감 품질에서 더 나은 압축을 제공한다.

2010년 이후, VP8, VP9, AV1과 같은 로열티가 없는 오픈 소스 비디오 코덱이 개발되어 더 나은 압축 성능과 더 광범위한 채택을 보이고 있으며, 유튜브와 넷플릭스와 같은 지배적인 스트리밍 서비스가 포함된다.[26][27]

참조

[1] 간행물 Worlds first high performance Dirac video codec implementation available http://schrodinger.s[...] SourceForge 2021-12-14
[2] 웹사이트 White Paper 124: Dirac video compression https://www.bbc.co.u[...] BBC 2023-12-18
[3] 웹사이트 White Paper 159: Open Technology video compression for production and post production https://www.bbc.co.u[...] BBC 2023-12-18
[4] 웹사이트 Frequently Asked Questions https://web.archive.[...] BBC Research & Development 2009-08-30
[5] 웹사이트 Project: VC-2 https://www.bbc.co.u[...] BBC 2023-12-18
[6] 웹사이트 Dirac 1.0.0 released. https://lwn.net/Arti[...] 2017-07-07
[7] 웹사이트 SMPTE Standard: 2042-1:2022, VC-2 Video Compression https://pub.smpte.or[...] Society of Motion Picture and Television Engineers 2023-12-18
[8] 웹사이트 Dirac Specification, Version 2.2.3 https://web.archive.[...] BBC Research & Development 2009-07-05
[9] 웹사이트 Dirac Pro to bolster BBC HD links https://www.broadcas[...] East Midland Allied Press 2023-12-18
[10] 뉴스 And now, Dirac from the Olympics, a new free codec! https://www.eetimes.[...] UBM Tech 2023-12-18
[11] 웹사이트 Dirac Overview https://web.archive.[...] BBC Research & Development 2009-01-14
[12] 웹사이트 Dirac: Wavelet transform http://dirac.sourcef[...] 2015-09-09
[13] 웹사이트 Codecs https://mp4ra.org/#/[...] International Standards Organisation 2023-12-18
[14] 웹사이트 List of Registered MPEG TS Identifiers https://smpte-ra.org[...] Society of Motion Picture and Television Engineers 2023-12-18
[15] 간행물 Advancements in Compression and Transcoding 2008 and Beyond – Supporting the March to 8K with Dirac and Dirac Pro (SMPTE VC2): The Dirac Family https://ieeexplore.i[...] IEEE 2023-12-18
[16] 웹사이트 Schroedinger-1.0.9 Released, Other news – SMPTE VC-2 https://web.archive.[...] BBC Research & Development 2010-10-18
[17] 웹사이트 SMPTE 2042 family of documents (VC-2) https://pub.smpte.or[...] Society of Motion Picture and Television Engineers 2023-12-18
[18] 웹사이트 SMPTE 2047 family of documents (VC-2) https://pub.smpte.or[...] Society of Motion Picture and Television Engineers 2023-12-18
[19] 웹사이트 Schroedinger 1.0.0 released https://lwn.net/Arti[...] Eklektix 2023-12-18
[20] 웹사이트 "Schrödinger-1.0.9 Released" https://web.archive.[...] BBC Research & Development 2010-03-11
[21] 웹사이트 VC-2 Reference Encoder and Decoder https://github.com/b[...] BBC 2023-12-18
[22] 웹사이트 VC-2 Video coding: Getting it right https://www.bbc.co.u[...] BBC 2023-12-18
[23] 웹사이트 Wiki: Dirac Compatibility Matrix https://web.archive.[...] BBC Research & Development 2009-01-14
[24] 웹사이트 A performance assessment of the royalty-free and open video compression specifications Dirac, Dirac Pro, and Theora and their open-source implementations https://archive.toda[...] 2009-03-01
[25] 논문 Performance Analysis and Comparison of the Dirac Video Codec with H.264/MPEG-4 Part 10 AVC https://www.worldsci[...] 2023-12-18
[26] 웹사이트 Google's new VP9 video technology reaches public view https://www.cnet.com[...] 2023-12-19
[27] 웹사이트 You can see Netflix's new AV1 streaming tech on select TVs and the PS4 Pro https://www.theverge[...] Vox Media 2023-12-19
[28] 간행물 Worlds first high performance Dirac video codec implementation available http://schrodinger.s[...] SourceForge 2021-12-14
[29] 웹사이트 White Paper 124: Dirac video compression https://www.bbc.co.u[...] BBC 2023-12-18
[30] 웹인용 디랙 사양 https://web.archive.[...] 2011-01-04


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