AI 기술 적용해 ‘Full HD→4K UHD’ 실시간 변환

AI 기술 적용해 ‘Full HD→4K UHD’ 실시간 변환

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김문철 카이스트 연구팀, AI 통한 UHD 영상 변환 기술 개발

[방송기술저널 백선하 기자] 한국과학기술원(KAIST) 전기및전자공학부 김문철 교수 연구팀이 딥러닝 기술을 이용해 Full HD 비디오 영상을 4K UHD 영상으로 변환할 수 있는 기술을 개발했다고 1월 16일 밝혔다.

최근 영상 화질 개선 연구에 인공지능(AI)의 핵심 기술인 심층 콘볼루션 신경망을 적용시키려는 노력이 활발히 이뤄지고 있다. 그러나 심층 콘볼루션 신경망 기술은 연산 복잡도가 매우 높고 사용되는 메모리도 커 작은 규모의 하드웨어를 통해 UHD 영상으로 실시간 변환하는 데 한계가 있다.

특히 기존의 프레임 단위로 영상을 처리하던 방식은 DRAM과 같은 외부 메모리 사용이 필수적인데 이로 인해 영상 데이터를 처리할 때 지나친 외부 메모리 접근으로 인한 메모리 병목현상과 전력 소모 현상이 발생했다.

이에 김 교수 연구팀은 프레임 단위 대신 라인 단위로 데이터를 처리할 수 있는 효율적인 심층 콘볼루션 신경망 구조를 개발했다. 외부 메모리를 사용하지 않고도 작은 규모의 하드웨어에서 초당 60 프레임의 4K UHD 초해상화를 구현할 수 있도록 한 것이다.

김 교수는 “이번 연구는 심층 콘볼루션 신경망이 작은 규모의 하드웨어에서 초고품질 영상 처리에 실질적으로 응용 가능한 기술임을 보인 매우 중요한 사례”라며 “현재 프리미엄 UHD TV 및 UHD 방송 콘텐츠 생성, 360도 VR 콘텐츠, 4K IPTV 서비스에 매우 효과적으로 적용할 수 있다”고 말했다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 정보통신기술진흥센터(IITP) ICT 기초연구실지원사업의 지원으로 수행됐다.

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