http://www.bbc.co.uk/rd/blog/2017-04-radio-3-high-quality-flac-dash

 

Delivering Radio 3 Concert Sound

BBC 라디오 3의 콘서트 음향을 송출하다

 

 Last week, BBC Radio 3 and BBC R&D launched what we believe is another world-first for a classical radio network: audio delivered directly to your web browser with completely lossless compression. We've brought together various technologies including MPEG DASH, FLAC compression, HTML5 and the Media Source Extensions to offer you a bit-perfect representation of Radio 3's live output, exactly as it left the studio. Radio 3 makes considerable investment in music performance and technical excellence, and this pilot enables the most transparent listening experience possible.

지난 주, BBC 라디오 3와 BBC 연구소에서는 저희가 확신하기에 전통적인 라디오 방송에 있어서 세계 최초라고 할 수 있는 기술을 사용했습니다. 무손실 압축을 이용하여 직접 웹 브라우저로 오디오를 송출합니다.  BBC 라디오 3의 생동감이 넘치는 콘서트 현장을 마치 스튜디오에 있는 것처럼 비트 퍼펙트 수준으로 제공하기 위하여 저희는 다양한 기술들을 적용했습니다. MPEG-DASH 프로토콜, FLAC 코덱, HTML5, 그리고 Media Source Extensions (이하 MSE)와 같은 다양한 기술들이 사용되었습니다. BBC 라디오 3는 음악 공연과 기술적인 탁월함에 막대한 예산을 투자합니다. 그리고 이런 방송 프로그램은 현장에 있는 것처럼 느껴지는 라디오 청취 경험을 가능하게 합니다.

 

 This post describes BBC R&D's involvement in bringing this pilot to our audiences.

 이 포스트에서는 이 프로그램을 라디오 청취자들에게 송출하는 것에 대하여 BBC 연구소가 연구했던 것들에 대해서 다룹니다. 

 

 

Standardisation

표준화 과정

 

 We’ve blogged about our work with MPEG-DASH a number of times, and it is our streaming technology of choice on which to innovate.

 저희는 MPEG-DASH 프로토콜에 대해서 많이 블로깅을 했습니다. 그리고 혁신하고자 하는 것에 대하여 저희들의 채택된 스트리밍 기술입니다.

 

 Lossless audio is something we’ve been talking about with other parts of the BBC for some time and here at R&D we had been doing some exploratory work around possible formats, but were unable to find a format totally suitable for delivery to the wide range of target devices the BBC serves.

 무손실 음원은 한동안 BBC의 다른 부서와 함께 논의했던 것입니다. 그리고 여기 연구실에서 저희는 채택 가능한 포멧들에 대해서 실험을 했습니다. 그러나 BBC가 제공하고자 하는 다양한 범위의 단말기들에 송출할 수 있는 완전히 적절한 포멧을 찾을 수 없었습니다.

 

 Open, royalty-free and well supported in both software and hardware, FLAC was an obvious choice for compression.

 그럼에도 불구하고 오픈 소스이고 로열티가 없으며 소프트웨어 수준에서와 하드웨어 수준에서 전부 다 완벽하게 지원되는 FLAC 코덱은 압축 방식에 있어 확실한 해답이 되었습니다.

 

 MPEG-DASH requires media to be encapsulated using either the ISO Base Media File Format (ISOBMFF), the format that underlies MP4, or MPEG2 Transport Stream. In reality only ISOBMFF has seen wide adoption, and that is the file format we use to distribute our existing video and audio streams. Unfortunately, until recently, there was no way to carry FLAC in a DASH-compliant manner. Additionally, without ISOBMFF encapsulation, we’d have to standardise, register and encourage implementation of a new bytestream format for use with the Media Source Extensions.

 MPEG-DASH 프로토콜은 ISO 기반 미디어 파일 포멧 (이하 ISOBMFF)이나 MP4 컨테이너에 근거한 파일 포멧, 혹은 MPEG2 송출 스트림 파일 포멧 (이하 MPEG2-TS)에 미디어를 캡슐화하는 것을 필요로 합니다. 하지만 최근까지도 FLAC 코덱을 DASH 프로토콜과 호환되는 방식으로 송출할 방법이 없었습니다. 더구나 ISOBMFF 캡슐화가 없었다면 MSE를 위한 새로운 바이트 스트림 포멧을 이식하고 등록하고 표준화를 했을 것입니다.

 

 We shared our frustrations with some contacts from Mozilla when they were in London last year, and they kindly agreed to do the standardisation work required. This has subsequently been published by Xiph as part of the latest release of FLAC in January 2017.

저희는 모질라 제단이 작년에 런던에 있을 때에 그들에게 이러한 에로 사항을 전달했습니다. 그리고 그들은 친절하게도 저희에게 필요한 표준화 작업을 하는 데에 대해서 공감했습니다. 이것은 결국 Xiph (FLAC의 저작권자)에 의하여 FLAC의 2017년 표준에 반영되었습니다.

 

 

Technical Details

기술적인 사항들

 

 We are taking a raw uncompressed feed of Radio 3 from the BBC’s Audio Factory project and we’ve built a prototype that performs the FLAC encoding and ISOBMFF packaging in the cloud before forwarding the resulting stream to our standard media distribution platform.

 저희는 BBC 오디오 펙토리 프로젝트에서 BBC 라디오 3의 무압축 원본을 가져오고, 결과물이 저희의 표준 송출 플렛폼으로 넘어가기 전에 사내 서버 내에서 FLAC 인코딩과 ISOBMFF 패키징을 수행하는 프로토 타입을 설계하고 있습니다.

 

 Distributing uncompressed Radio 3 to the home would require bandwidth of around 1.5Mbit/s, considerably more than is typically used even for high quality audio distribution over broadcast or the Internet.

 BBC 라디오 3 채널을 무압축 상태 (* 무손실 압축도 거치지 않음)로 송출하는 것은 1.5Mbps의 대역폭을 요구합니다. 일반적인 방송이나 인터넷 스트리밍 상에서 일반적으로 고음질 오디오 방송을 하는 것보다 상당히 높은 대역폭입니다.

 

 To reduce the data rate to something more practical for distribution, we have traditionally used a compression codec, AAC, that delivers high quality audio at much lower bitrates.  For Radio 3, we offer a very high quality stream at a fixed rate of 320kbit/s for internet listeners,  which is a significant saving both in terms of bandwidth and storage compared to the 1.5 Mbit/s original. Experts expect that, for the vast majority of material, this should be indistinguishable from the uncompressed source.

 송출 단계에 있어서 더 실용적인 수준으로 대역폭을 줄이기 위하여 저희는 전통적으로 AAC 코덱을 사용했습니다. 그 코덱은 훨씬 낮은 비트레이트에서 고음질의 오디오를 전달합니다. BBC 라디오 3에 있어서 저희는 인터넷 청취자 여러분들에게 320Kbps의 고정 대역폭으로 고음질의 오디오 스트림을 제공합니다. 결과적으로 1.5Mbps의 무압축  원본에 비하여 대역폭과 저장 용량을 상당히 절약합니다. 전문가들은 많은 장르에서 이러한 압축된 오디오 스트림이 무압축 원본과 차이가 없다고 주장합니다. 

 

 Lossy codecs such as AAC do change the audio signal, and there is the potential for noticeable artifacts with some material, whereas FLAC will always encode the signal transparently by employing a combination of channel decorrelation, linear prediction and residual and run-length encoding.

 AAC와 같은 손실 압축 코덱은 오디오의 신호를 왜곡합니다. 그리고 일부 장르에서는 손실 압축 코덱을 사용한다면 체감할 수 있는 아티펙트가 생길 수 있는 여지가 있습니다. 반면에 FLAC 코덱은 채널 비상관화 (Channel Decorrelation), 선형 예측 (Linear Prediction),  잔차 인코딩 (Residual Encoding)과 런-렝스 인코딩 (Run-Length Encoding) 기술을 이용하여 오디오 신호를 무손실로 압축합니다.

 

 Our FLAC stream appears to average around 550kbit/s over an extended period, though this is highly variable, peaking up to around 1Mbit/s, and is dependant on the average complexity of the input. This is significantly lower than the uncompressed source, but some way off even the high bitrate AAC version.

 저희의 FLAC 오디오 스트림은 매우 가변적인 대역폭을 갖으며 약 1Mbps까지 대역폭이 오르기도 하지만 대체적인 오디오 타임라인에서 평균적으로 약 550Kbps의 대역폭을 갖습니다. 무압축 원본 오디오의 평균 복잡도에 의하여 저희의 FLAC 오디오 스트림의 대역폭이 변합니다. 이정도의 대역폭은 무압축 원본에 비하여 상당히 낮지만 고비트레이트의 AAC 음원에 비해서 훨씬 대역폭 문제에서 자유롭지 못합니다.

 

 Several modern browsers now feature a built-in FLAC decoder and, once the audio data has been removed from its ISOBMFF wrapper, the decoder reconstitutes the original linear PCM samples bit-for-bit.

 몇몇 최신의 브라우저들은 FLAC 디코더가 내장되어있고 저희의 FLAC 오디오 스트림이 ISOBMFF 래퍼에서 디플렉싱이 되기만 한다면 디코더에서 원본의 선형 PCM 샘플들로 토시하나 틀리지 않고 완벽하게 무손실로 재구성합니다.

 

 

How To Listen

청취 방법

 

 Mozilla have implemented the FLAC encapsulation specification provided by Xiph, and this is publicly available from Firefox 51 upwards, on the desktop. Other browsers are considering support for FLAC in ISOBMFF and we hope that in time they will follow suit, and that mobile devices will also add the necessary functionality.

 모질라는 Xiph가 제공한 FLAC 캡슐화 표준을 이식하였습니다. 그리고 이것은 데스크탑 용의 파이어폭스 버전 51이나 그 이상에서 존재합니다. 다른 브라우저도 FLAC의 ISOBMFF 캡슐화 표준에 대한 지원을 고려하고 있습니다. 그리고 그들이 결국 이 표준을 따르고 모바일 기기에서도 FLAC 스트리밍을 위한 선행 조건들을 기능적으로 지원하기를 바랍니다.

 

 To demonstrate implementation on embedded devices, we’ve also contributed a patch to the GStreamer open source multimedia framework. This is available in 1.11 releases and above, which can be downloaded as pre-built binaries from the GStreamer website or built from source. We’ve had great success playing the stream with a Raspberry Pi with a digital output board.

 임베디드 기기에서의 FLAC 스트리밍을 이식하기 위하여 저희는 GStreamer 오픈 소스 멀티미디어 프레임워크 (이하 GStreamer)에 대한 새로운 업데이트에 큰 기여를 했습니다. 이것은 버전 1.11이나 그 이상의 버전에서 존재합니다. GStreamer 웹사이트로부터 프리빌트 바이너리를 다운받거나 소스코드를 이용하여 컴파일링을 할 수 있습니다. 저희는 라스베리 파이에서 디지털 출력 보드를 사용하여 매우 성공적으로 FLAC 스트림을 재생하였습니다. 

 

 We’re also in discussions with internet radio manufacturers, many of whom have expressed an interest in supporting lossless streaming.

 저희는 또한 인터넷 라디오 제조사들과 논의하고 있고 그들 중 대부분은 무손실 스트리밍에 큰 관심을 보였습니다.

 

 

Future Work

앞으로의 작업

 The purpose of the pilot is to determine whether listeners in real-world listening environments find any perceptible difference listening to the lossless stream compared to our standard high-quality streams, and whether they attribute value to that. We are also keen to find out how they are listening. There’s a questionnaire accompanying the pilot on BBC Taster, and feedback on your experience is really important to us.

 이 프로그램의 목적은 실제 청취 환경에서 청취자들이 무손실 음원과 표준화된 고음질 손실 음원을 들었을 때에 체감할 수 있는 차이가 있는지 확인하고 청취자들이 무손실 음원에 큰 가치를 두는지 평가하는 것입니다. 저희는 또한 그들이 어떻게 듣고있는지 파악하는 데에 심혈을 기울이고 있습니다.  BBC 테스터들에게 이 프로그램에 관한 설문조사가 진행되고 있습니다. 그리고 여러분의 피드백은 저희에개 매우 중요합니다.

 

 Whilst we currently have no plans to launch any service using lossless compression, data from this pilot will inform future strategy.

 당분간 저희는 무손실 압축을 사용한 어떠한 서비스도 론칭할 계획이 없지만 이 프로그램에서 수집되는 설문조사 자료는 앞으로의 저희의 전략하고 상관이 있습니다. 

 

 

Acknowledgements

감사의 말씀

We’re really grateful to Mozilla and Xiph.org Foundation for their efforts standardising FLAC encapsulation and providing support and early implementation in Firefox.

 FLAC 캡슐화에 대한 표준화를 했던 노고와 파이어폭스에 최초 FLAC 오디오 디코딩을 이식하고 기술적인 지원을 제공해 준, 모질라 제단과 Xiph.org 재단에 정말로 감사합니다.