국내 연구팀이 인공지능(AI)를 통해 풀 HD영상을 4K UHD로 변환할 수 있는 기술을 개발했다.

KAIST 전기및전자공학부 김문철 교수 연구팀은 딥러닝(컴퓨터가 사람처럼 생각하고 배울 수 있도록 하는 기술)을 이용해 풀 HD 비디오 영상을 4K UHD 초고화질 영상으로 변환할 수 있는 기술을 개발하는 데 성공했다. 연구팀은 현재 개발 기술에 대한 특허 출원을 준비하고 있다.

최근 영상 화질 개선 연구에 인공지능의 핵심 기술인 심층 콘볼루션 신경망을 적용시키려는 노력이 이뤄지고 있지만 이 기술은 연산 복잡도가 매우 높고 사용되는 메모리가 커 작은 규모의 하드웨어를 통해 초고해상도 영상으로 실시간 변환하는 데 한계가 있다. 기존 프레임 단위로 영상을 처리하던 방식은 DRAM과 같은 외부 메모리 사용이 필수적인 데 이로 인해 영상 데이터를 처리할 때 지나친 외부 메모리 접근으로 인한 메모리 병목현상과 전력 소모 증가 현상이 발생한다.

연구팀은 프레임 단위 대신 라인 단위로 데이터를 처리할 수 있는 효율적인 심층 콘볼루션 신경망(DCNN) 구조를 개발, 외부 메모리를 사용하지 않고도 작은 규모의 하드웨어에서 초당 60 프레임의 4K UHD 초해상화를 구현해냈다. 또 기존 소프트웨어 방식의 심층 콘볼루션 신경망 기반 고속 알고리즘과 비교해 필터 파라미터를 65% 정도만 적용하고도 유사한 화질을 유지했다. 이는 딥러닝 기술을 이용한 고해상도 영상 변환 기술이 진행되는 가운데 초당 60프레임의 4K UHD 초해상화를 하드웨어로 실현한 첫 사례다.

김 교수는 “개발된 기술을 현재 프리미엄 UHD TV 및 UHD 방송 콘텐츠 생성, 360도 VR 콘텐츠, 4K IPTV 서비스에 적용할 수 있다”고 설명했다.

강정의 기자 justice@ggilbo.com