국내 연구진이 영상을 다루는 온디바이스(On-Device) 장치의 핵심 소프트웨어(SW) 기반 기술을 개발해 우리나라 최초로 국제 표준 인증을 받았다. 온디바이스 장치는 기기 상에서 자체적으로 정보를 수집하고 연산하는 컴퓨터 시스템을 말한다.

본 기술을 활용하면 낮은 전력으로도 온디바이스 장치에서 비전처리 SW를 높은 성능으로 구동할 수 있고 개발 비용을 줄이는 데 큰 도움이 될 전망이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 '온디바이스 장치를 위한 고성능 저전력 비전(Vision) 처리 소프트웨어'를 개발, 국제표준 컨소시엄인 크로노스 그룹(Khronos Group)으로부터 'OpenVX' 표준 규격 적합성 인증을 획득했다고 26일 밝혔다.

해당 인증을 한 크로노스 그룹은 다양한 플랫폼과 디바이스에서 사용 가능한 그래픽스 및 미디어에 관련된 개방형 응용 프로그래밍 인터페이스(API) 표준을 제정하는 비영리 산업체 컨소시엄이다. 이 컨소시엄에는 애플, 구글, 화웨이, 인텔, 엔비디아 등의 글로벌 기업이 회원으로 속해 있으며, 국내 기업은 삼성전자, LG 등이 참여하고 있다.

최근 전 산업에서 '지능화'가 화두로 떠오르면서 온디바이스 장치를 통해 현장 상황을 실시간으로 이해하기 위해서는 기존 비전처리 기술과 인공지능(AI) 기술을 함께 활용하기 위한 성능 고도화가 필요한 상황이었다.

또한, 온디바이스 장치마다 탑재되는 SoC(System on Chip) 컴퓨팅 자원이 달라 기업에서는 매번 자사 제품에 맞는 SW를 개발해야 하는 ‘파편화 현상’이 심각했다. 특히, SW를 개발하려면 높은 전문지식과 기술력이 필요하고 많은 시간과 비용이 들어 산업 현장에서 어려움이 있었다.

예컨대 컴퓨터는 어떤 회사 제품을 사든 SW 호환이 잘 이뤄지는 편이지만 스마트폰의 경우, 제조사, 신제품마다 사용하는 하드웨어(HW) 칩과 그 특성이 달라 매번 SW 개발과 최적화가 필요했다.

ETRI가 개발한 컴퓨터 비전처리를 위한 가속 표준(OpenVX) 기반 결과물은 한 번의 응용 SW 개발로 다양한 하드웨어 상에서 동작이 가능하다. 아울러, 자동으로 최적화 실행 환경까지 갖췄다. 이로써 온디바이스 장치의 SW 이식성과 호환성 문제를 근본적으로 해결하는데 큰 도움이 될 전망이다.

ETRI는 총 6,162가지의 다양한 기능 테스트를 통과, 국내 최초로 'OpenVX' 국제표준 인증을 받았다. 이로써 국내 임베디드 비전처리 SW 기술 역량을 세계적으로 인정받는 계기를 마련했다는 평가다. 'OpenVX' 국제표준 인증은 엔비디아, AMD, 퀄컴, 인텔, TI 등 전 세계 13개 기관만 인증 받았을 정도로 고도의 기술을 요하는 인증이다.

연구진은 표준에 따라 제품 하드웨어 환경에 맞는 비전 모듈을 선정해 연결, 자동으로 성능을 최적화할 수 있도록 만들었다. 가장 좋은 코딩 방법들을 모듈로 만들어 구현코자 하는 기능을 일일이 코딩할 필요 없이 성능을 끌어올린 셈이다.

본 기술은 스마트 모빌리티, 스마트 팩토리, 자율 로봇, 드론 등 다양한 산업 분야에서 마치 사람의 두뇌 후두엽 처럼 활약, 머신비전 분야 수준을 한 단계 높일 수 있을 것으로 기대된다.

글로벌 기업들은 이미 'OpenVX' 표준을 다양한 스마트 기기에서 활용 중이다. 국내서도 'OpenVX' 표준을 차세대 프리미엄 자동차를 위한 운전자 보조시스템(ADAS, Advanced Driver Assistance System) 솔루션 개발 등에 도입하고 있다. 이로써 중소기업도 본 기술로 국제표준을 만족하는 비전 솔루션을 갖출 수 있게 된 셈이다.

연구진은 ‘OpenVX 응용 실행을 위한 런타임 환경 경량화 기술’도 추가 개발했다. Open VX 표준을 따르면서도 모바일 그래픽처리장치(GPU)의 병렬 컴퓨팅 연산 기능을 적용할 수 있도록 만든 기술이다.

이 기술을 적용하면 사용 환경에 따라 컴퓨팅 자원을 최적으로 활용해 연산할 수 있다. 덕분에 CPU만 쓰는 경우보다 GPU를 혼용하면서 성능을 향상하면서도 필요한 전력도 줄일 수 있음을 확인했다.

ETRI의 연구진은 "지난 10여 년간 온디바이스 GPU 활용 연구를 지속하며 쌓아온 노하우와 2017년부터 크로노스 그룹 'OpenVX' 표준화 활동을 지속적으로 병행하면서 이번 결실을 낼 수 있었다"고 말했다.

또한, ETRI 고성능디바이스 SW연구실 김정시 책임연구원은 "이번 기술 개발로 온디바이스 비전처리 환경에 필요한 저전력, 고성능 머신 비전을 응용한 다양한 서비스 개발을 발 빠르게 지원 할 수 있을 것으로 예상된다”고 밝혔다.

향후 연구진은 본 기술을 과제에서 개발 중인 ‘온디바이스 경량 딥러닝 프레임워크’와 연계, 데이터 전처리부터 딥러닝에 이르는 비전인식처리 전 과정을 아우르는 종합 온디바이스 AI 컴퓨팅 SW 플랫폼 기술로 확대할 예정이다.