트랜스코딩이란

트랜스코딩이란, 하나의 미디어 포맷에서 다른 미디어 포맷으로 변환하는 작업을 의미합니다. 예를 들어, 아날로그 영상 데이터를 H.264 압축 포맷으로 변경하거나, Full HD(1080p) 영상을 이보다 작은 크기의 720p 포맷으로 변경하는 작업 등이 있습니다. 트랜스코딩 기술은 이와 같이 아날로그에서 디지털 데이터로 변환하거나, 다양한 사용자 환경을 지원하기 위해 주로 사용됐습니다.

트랜스코딩 기술의 활용

초고속 인터넷이 활성화되기 이전에는 네트워크 환경이 좋지 않았기 때문에 영상 서비스를 위한 네트워크 대역폭이 부족했습니다. 그리고 PC 성능이 떨어지거나 원본 영상이 아날로그인 경우가 많았는데요. 그래서 사용자에게 영상 서비스를 제공하기 위해 원본 영상을 사용자 환경에 맞는 영상으로 트랜스코딩하거나, 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 트랜스코딩하고 인터넷을 통해 서비스를 제공했습니다.

초기 트랜스코딩 기술은 주로 VOD 서비스를 제공하는 OTT 서비스 제공사나 아날로그 데이터를 받아 네트워크로 재전송하는 지역 케이블 사업자가 주로 사용했습니다.

보안 환경에서 트랜스코딩 기술의 필요성

지방 자치 단체 및 기업들은 보안/안전을 모니터링 하기 위해 꾸준히 CCTV를 설치했으며, 설치된 CCTV가 증가할수록 네트워크 비용은 이와 비례해 증가했습니다.

CCTV는 영상 데이터의 특성상 웹/메일 등의 일반 데이터에 비해 대량 네트워크 대역이 필요합니다. 그래서 CCTV 설치 증가로 인해 네트워크 대역이 부족하게 됐는데요. 이로 인해 문제 해결을 위한 네트워크 대역폭을 증설하는 등 많은 비용을 치르고 있습니다. 하지만 네트워크 대역을 증설한다고 해도 한계가 있으며, 관제용 PC의 성능에 따라 동시에 처리할 수 있는 영상에 제약이 따르는 등 구조적인 한계를 가지고 있습니다.

예를 들어 2020년 말 서울시 CCTV 설치 운영 현황표를 보면 다음과 같습니다.

각 구별로 평균 3,000대의 CCTV가 설치돼 있는데요. 현재 많이 사용되고 있는 FHD CCTV(4Mb/s)로 가정했을 때, 모든 영상을 관리하기 위해 필요한 네트워크 대역은 최소 12Gbps (3,000 * 4Mbps )입니다. 또한 네트워크 대역 및 관제용 PC의 한계에 따라 10%만 실시간으로 모니터링 한다고 해도 1.2Gbps의 대역폭이 필요하게 됩니다.

현재는 1Gbps 이상의 네트워크 환경도 구성이 가능하지만, 이는 여전히 고가이며 전체 CCTV의 10%도 동시에 확인할 수 없는 상황입니다. 또한, 일반적으로 관제용 PC로 사용 중인 PC의 성능은 GPU 등의 고성능 처리 장치의 부재로 1%(약 30여 대)의 CCTV영상을 동시에 재생하는 것도 어려운 수준입니다.

이런 상황에서 필요한 것이 바로 트랜스코딩 기술입니다. 네트워크 대역을 최적으로 사용하고 PC의 부하를 최소로 줄여 대량의 CCTV를 다수의 사용자가 최대한 많이 모니터링을 할 수 있도록 하는 기술이죠.

LG CNS SecuXper Intelli-VMS의 트랜스코딩 기술

트랜스코딩 기술을 사용하지 않는 일반적인 환경에서는 CCTV 모니터링을 위해 아래와 같은 구성이 사용되고 있습니다.

이 경우 영상을 모니터링 하기 원하는 사용자가 많아질수록 이와 비례해 네트워크 사용량은 증가하게 됩니다. 한정된 네트워크 환경에서 사용량이 몰릴 경우 데이터 지연과 끊어짐이 발생할 수 있는데요. 그렇게 되면 보안/안전 사고에 즉각적으로 대응할 수 없기 때문에 심각한 사고로 이어질 수 있습니다.

또한 해상도가 높을수록 영상을 출력하기 위해 많은 시스템 자원(CPU, GPU, Memory)을 필요로 하기 때문에 하나의 PC에서 동시에 출력할 수 있는 영상의 수도 제한이 될 수밖에 없습니다.

LG CNS SecuXper Intelli-VMS는 네트워크 트래픽을 절감하고 관제용PC의 영상 출력 시 발생하는 부하를 줄이기 위해 실시간 트랜스코딩 기술을 제공하는데요. 아래 예시 이미지를 통해 알아보겠습니다.

해당 제품은 한 대의 장비에 FHD CCTV를 최대 32대까지 등록해 녹화/재생할 수 있는데요. 각각의 CCTV 영상을 여러 해상도로(HD, D1, VGA 등) 트랜스코딩해 전송합니다. 그리고 이를 이용해 모니터링 PC의 상황에 맞는 최적의 해상도로 영상을 제공해 상황에 맞는 최대 효율을 경험할 수 있도록 합니다.

이렇게 최적의 해상도로 실시간 트랜스코딩해 전송하는 방법은 네트워크 트래픽을 감소시키는데요. 이뿐만 아니라 표출을 담당하는 PC에 필요한 적절 해상도로 전달함에 따라 PC의 부하(영상 수신 및 적절 해상도로 변환)를 줄임으로써 다채널 동시 모니터링을 더욱 효율적으로 가능하게 합니다.

트랜스코딩 기술의 전망

단순 도난 방지 및 증적 확보를 위해 최소한으로 설치해 녹화하던 기존의 CCTV와 달리, 현재 CCTV는 보안/안전을 위한 선제적인 대응 및 원격 모니터링 등 다양하게 활용되고 있습니다. 이로 인해 CCTV 설치 숫자는 지속적으로 증가하고 있는데요.

AI 영상 분석, 안전/환경 모니터링 솔루션 등 다양한 영상 활용 솔루션들이 많아지면서 영상 데이터 공유 등의 영상 소비는 증가 추세를 이어갈 것으로 보입니다. 그리고 영상 모니터링 사용자는 한 대의 장비로 더 많은 영상을 확인할 수 있는 저비용 고효율 제품을 찾게 될 겁니다. 그렇기 때문에 이제 대규모 환경에서의 실시간 트랜스코딩 기술은 선택이 아닌 필수 요소로 자리매김하게 될 것으로 예상됩니다.

이에 LG CNS SecuXper Intelli-VMS 솔루션은 녹화/재생을 지원하는 기존 VMS 고유의 기능과 함께 실시간 트랜스코딩을 제공합니다. 그뿐만 아니라 사용자의 원활한 영상 모니터링을 위해 동시 트랜스코딩 성능을 강화하고 새로운 영상 표준(4K, H.265 등)을 지원합니다. 그리고 LG CNS SecuXper Intelli-VMS 솔루션은 다양한 솔루션(PSIM, AI영상분석, 출입통제 솔루션 등)과 연계하는 등 더욱 효율적인 통합 모니터링 서비스를 제공하기 위해 지속적으로 발전시키고 있습니다.

글 ㅣ LG CNS 융합보안팀