중앙기록물관리기관의 종이기록물 영구보존용 마스터 파일로서 JPEG 포맷의 표준화에 대한 연구 A Study on the Standardization of JPEG Format as a Long-Term Preservation Master File for Paper Archives in the Central Archives of Korea원문보기
중앙기록물관리기관이 제정한 원내표준 NAK/G 8-1:2013(v.1.0)에는 종이기록물의 영구보존용 마스터파일 포맷으로 TIFF, PNG, PDF/A, JPEG 2000 파일 등을 명시하고 있다. 본 연구는 기존 포맷들과 함께 마스터 파일의 요건을 갖춘 JPEG 포맷을 추가하는 표준화 가능성에 대해 검토하였다. 먼저 JPEG 포맷이 갖고 있는 고유의 특징을 소개하고, 대표적인 마스터 파일 표준 포맷인 TIFF 포맷과의 특징 등을 비교 분석과정을 통하여, JPEG 포맷이 마스터 파일 포맷의 기능상의 요건이라는 대전제를 만족하므로 중앙기록물관리기관의 원내표준 내 JPEG 포맷을 추가하는 표준화 필요성을 주장하였다. 본 연구의 의의는 최근 가장 범용적으로 생산되어 지고 있는 JPEG 포맷을 영구보존용 마스터 파일 기본 요건을 충족하는 원내표준 포맷에 추가함으로써, 디지털화 된 종이기록물 원본의 진본성, 범용성, 편의성, 실용성 및 호환성 등 다양한 편익을 이용자들에게 제공할 수 있는 표준 환경을 마련했다는 것이다.
중앙기록물관리기관이 제정한 원내표준 NAK/G 8-1:2013(v.1.0)에는 종이기록물의 영구보존용 마스터 파일 포맷으로 TIFF, PNG, PDF/A, JPEG 2000 파일 등을 명시하고 있다. 본 연구는 기존 포맷들과 함께 마스터 파일의 요건을 갖춘 JPEG 포맷을 추가하는 표준화 가능성에 대해 검토하였다. 먼저 JPEG 포맷이 갖고 있는 고유의 특징을 소개하고, 대표적인 마스터 파일 표준 포맷인 TIFF 포맷과의 특징 등을 비교 분석과정을 통하여, JPEG 포맷이 마스터 파일 포맷의 기능상의 요건이라는 대전제를 만족하므로 중앙기록물관리기관의 원내표준 내 JPEG 포맷을 추가하는 표준화 필요성을 주장하였다. 본 연구의 의의는 최근 가장 범용적으로 생산되어 지고 있는 JPEG 포맷을 영구보존용 마스터 파일 기본 요건을 충족하는 원내표준 포맷에 추가함으로써, 디지털화 된 종이기록물 원본의 진본성, 범용성, 편의성, 실용성 및 호환성 등 다양한 편익을 이용자들에게 제공할 수 있는 표준 환경을 마련했다는 것이다.
It is defined in the internal standard of the NAK namely a NAK/G8-1:2013(v.1.) such as TIFF, PNG, PDF/A, JPEG 2000 as a Long-Term Preservation Master File for internal Standardization of Paper Archives in the Central Archives of Korea. This study reviewed the possibility that JPEG format could be a ...
It is defined in the internal standard of the NAK namely a NAK/G8-1:2013(v.1.) such as TIFF, PNG, PDF/A, JPEG 2000 as a Long-Term Preservation Master File for internal Standardization of Paper Archives in the Central Archives of Korea. This study reviewed the possibility that JPEG format could be a standard as a Long-Term Preservation Master File for internal Standardization of Paper Archives in the Central Archives of Korea. I pointed to the unique characteristics of JPEG file format and analysed and compared with TIFF format that is a representative master file. Through this study, I suggested that JPEG format also should be additionally included in the standard, as a master file, because it meets a qualification and functional requirements of master file and can guarantee the authenticity, reliability, integrity and usability. The meaning of this study is that JPEG format, be added to master file standard, can set up a environment that has lots of benefit in the domain of usability, compatibility to user as well as the authenticity, reliability, integrity.
It is defined in the internal standard of the NAK namely a NAK/G8-1:2013(v.1.) such as TIFF, PNG, PDF/A, JPEG 2000 as a Long-Term Preservation Master File for internal Standardization of Paper Archives in the Central Archives of Korea. This study reviewed the possibility that JPEG format could be a standard as a Long-Term Preservation Master File for internal Standardization of Paper Archives in the Central Archives of Korea. I pointed to the unique characteristics of JPEG file format and analysed and compared with TIFF format that is a representative master file. Through this study, I suggested that JPEG format also should be additionally included in the standard, as a master file, because it meets a qualification and functional requirements of master file and can guarantee the authenticity, reliability, integrity and usability. The meaning of this study is that JPEG format, be added to master file standard, can set up a environment that has lots of benefit in the domain of usability, compatibility to user as well as the authenticity, reliability, integrity.
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문제 정의
그 이유는 이들이 현재 중앙기록물관리기관의 원내표준으로 적시되어 있고, 본고의 연구 목적은 이러한 포맷들과 함께 JPEG을 ‘추가’ 적시하자는 것이기 때문이다.
마스터 파일을 확보하면 이후 기록물관리시스템에 의한 파일포맷 변환 자동화 프로세스를 거쳐 열람․활용용 접근 파일(access file)로, 미리보기용 썸네일 파일(thumb nail file)등으로 자동포맷 변환을 할 수 있기 때문에 본고에서는 마스터 파일만을 대상으로 표준화 가능성을 논하고자 한다.
본 연구 목적은 “영구보존용 마스터 파일의 기본 요건을 충족하는 종이기록물 디지털화 파일 포맷이라면 마스터 파일로서의 표준 포맷으로 삼을 수 있다”라는 대전제 하에 JPEG 포맷을 정식 원내 표준으로 추가 명시하는 것이다.
본 연구의 의의는 최근 가장 범용적으로 생산되어 지고 있는 JPEG 포맷을 영구보존용 마스터 파일 기본 요건을 충족하는 원내표준 포맷에 추가함으로써, 디지털화 된 종이기록물 원본의 진본성, 범용성, 편의성, 실용성 및 호환성 등 다양한 편익을 이용자들에게 제공할 수 있는 표준 환경을 마련한 것이다.
현재까지 JPEG 포맷은 손실 압축(lossy compression), 무손실 압축(lossless compression)을 모두 지원하는 단계까지 개발되었고, 이 두 가지 압축방식에 대해 살펴보자.
가설 설정
1. 현실적으로 지원될 수 있는 최상의 기술규격을 디지털화 과정에 적용하는 것이 좋다
7. 계속적 관리와 필요할 경우 마이그레이션 역량을 보장할 수 있는 적절한 기술 지원이 이루어지는 것이 좋다
8. 마스터 사본은 지원할 수 있는 최상의 기술표준에 따라서 생산하는 것이 좋다
9. 마스터 사본은 안전한 저장소에서 불가침의 상태로 보유하는 것이 좋다
둘째, 무손실 압축(lossless compression)은 인접한 화소 값들의 차이를 손실 없이 부호화하는 것이다. 이를 ‘무손실 JPEG’이라하는데 1993년 정지화상전문가 그룹이 무손실 압축을 위해 만든 JPEG 표준의 신규버전이다.
제안 방법
그 이유는 이들이 현재 중앙기록물관리기관의 원내표준으로 적시되어 있고, 본고의 연구 목적은 이러한 포맷들과 함께 JPEG을 ‘추가’ 적시하자는 것이기 때문이다. 기존 여러 포맷 중 마스터 파일 포맷으로 가장 광범위하게 채택되어 마스터파일로서의 대표성이 강한 TIFF 포맷과의 비교만을 시도하였다.
마스터 파일로서 JPEG 포맷 파일을 이미지 처리 응용프로그램을 통해 모니터에 이미지를 현시하여 색 재현력과 기록 내용의 식별성과 시인성 정도를 육안으로 확인해 보았다. <표 6>에서 보는 바와 같이, 동일한 조건에서 생산된 JPEG과 TIFF 파일 원본 이미지를 85%확대하여 1,691×1,067 픽셀 크기로 자르기를 한 후 색 재현력과 파일 용량을 살펴보았다.
본고의 연구방법은 첫째, 국내 디지털화 표준 정의에 대한 국가표준 및 중앙기록물관리기관의 원내표준의 현황을 살펴보고 그 문제점을 지적하였다. 둘째, JPEG 포맷의 기본구조 등을 설명하고 이 포맷이 갖고 있는 고유의 특징과 장점을 제시하였고, 마지막으로 대표적인 표준 포맷인 TIFF 포맷과 비교․분석과정을 통하여, JPEG 포맷이 중앙기록물관리기관의 원내표준으로서 선제 조건인 마스터 파일 포맷의 기본 요건을 만족한다는 것을 증명함으로써, JPEG 포맷이 다른 포맷들과 함께 마스터파일의 표준으로 추가할 것을 주장하였다.
에서 보는 바와 같이, 동일한 조건에서 생산된 JPEG과 TIFF 파일 원본 이미지를 85%확대하여 1,691×1,067 픽셀 크기로 자르기를 한 후 색 재현력과 파일 용량을 살펴보았다.
01mm, 광원은 White LED램프이다. 이미지 응용프로그램명은 Batch Scan Wizard를 사용했으며, 색상 공간은 sRGB, 밝기 127, 색대비 127, 비트심도 컬러 24bit, 감마값 22, 해상도 600dpi로 캘리브레이션을 설정하여 스캐닝 하였다. 작업 전 화이트 밸런스(white balance) 설정과 스티칭(stitching) 작업을 통해 스캐너 작동환경도 동일하게 설정하였다.
이미지 크기가 12,010×9,866 픽셀인 종이기록물 원본 지적원도를 TIFF와 JPEG 포맷의 해상도별 이미지 파일용량 간 효율성을 좀 더 검토하기 위해, 동일한 스캐닝 작업환경에서 해상도를 300dpi, 600dpi, 900dpi, 1,200dpi로 다양하게 스캐닝을 실시하여 와 같은 결과 값을 얻었다.
이미지 응용프로그램명은 Batch Scan Wizard를 사용했으며, 색상 공간은 sRGB, 밝기 127, 색대비 127, 비트심도 컬러 24bit, 감마값 22, 해상도 600dpi로 캘리브레이션을 설정하여 스캐닝 하였다. 작업 전 화이트 밸런스(white balance) 설정과 스티칭(stitching) 작업을 통해 스캐너 작동환경도 동일하게 설정하였다.
대상 데이터
사용한 스캐너 모델명은 WideTEK 25-600 Flach bett scanner이고 정밀도는 ±0.01mm, 광원은 White LED램프이다.
이론/모형
JPEG 포맷은 다양한 색상영역을 갖는 자연 풍경 등 연속 톤으로 이뤄진 일상의 화상에서 인간의 시각이 정확하게 구분하기 힘든 부분에 대한 정보를 중심으로 DCT(Discrete Cosine Transformation) 압축알고리즘을 사용하여 화소를 제거하거나, 또는 그 영역을 하나로 합쳐 이미지의 크기를 줄이는 압축방식을 사용한다. <그림 1>은 JPEG 이미지 파일 구조를 나타낸 것인데 5단계 구조 중 4단계의 DHT(Huffman Table)의 호프만 알고리즘 즉, DCT 알고리즘을 이용하여 압축을 진행한다(강영재 2003).
성능/효과
10. 파생사본은 업무요건(예를 들면, 인터넷상의 배포를 위한 썸네일)에 가장 편리한 포맷으로 제작할 수 있어야 한다.
2. 포맷은 공개소스(즉, 소유권이 없는)이거나 개방형 표준을 채택하여야 하며, 공공영역에서 사용할 수 있고 공표된 기술규격을 가지고 있고, 관련 부문에서 광범위하게 사용되는 것이 좋다
3. 포맷은 임베디드(Embeded)객체를 포함하거나 해당 포맷의 특정 버전 이외의 외부 객체와 링크되지 않는 것이 좋다
4. 다수의 응용 소프트웨어와 운영체제에 의하여 지원되는 포맷이 바람직하다.
5. 모든 이용자가 특정 소프트웨어 제품을 이용하지 못 할 경우, 사용이 용이한 조회용 플러그 인을 활용하여 읽을 수 있는 포맷이 바람직하다.
마스터 파일을 생산하는 목적은 앞서 언급했듯이 스캐닝 시점 상의 종이기록물 열화 상태와 기록의 실제 내용 정보를 최대한 획득하는 것이었다. TIFF 포맷은 물론 JPEG 포맷도 모두 이러한 목적을 달성하기에 충분한 해상도와 이미지 품질을 나타내었다.
결론적으로 말하자면, 마스터 파일로서의 JPEG 포맷은 종이기록물 원본의 내용과 형상을 최상의 해상도와 이미지 품질로 변환된 최적의 개체이다. JPEG 포맷은 무손실 비압축 방식과 불가역적 손실 압축 기능을 제공하고 있으며 다양한 기술메타데이터가 임베디드 되어 있다.
결론적으로, 진본성과 무결성을 보장하는 시점의 개체라는 관점에서 본다면 최초 생산된 JPEG 무손실 압축률 0%를 적용한 J0이 종이기록물 원본이 갖고 있는 색상 속성정보를 최대로 보유한 유일한 마스터 파일이라고 할 수 있다. 이러한 JPEG 포맷의 ‘불가역적인 무손실 압축률 0%’라는 근원적 특징은 마스터 파일로서 진본성과 무결성을 보장하는 아이러니한 장점으로 작용하고 있다.
<표 6>에서 보는 바와 같이, 동일한 조건에서 생산된 JPEG과 TIFF 파일 원본 이미지를 85%확대하여 1,691×1,067 픽셀 크기로 자르기를 한 후 색 재현력과 파일 용량을 살펴보았다. 두 포맷 모두 모니터 상에서 표현된 황변 등 열화 정도나 색 재현력, 그리고 확대 시 기록 내용의 식별성과 시인성이 모두 우수하였다. 마스터 파일을 생산하는 목적은 앞서 언급했듯이 스캐닝 시점 상의 종이기록물 열화 상태와 기록의 실제 내용 정보를 최대한 획득하는 것이었다.
본고의 연구방법은 첫째, 국내 디지털화 표준 정의에 대한 국가표준 및 중앙기록물관리기관의 원내표준의 현황을 살펴보고 그 문제점을 지적하였다. 둘째, JPEG 포맷의 기본구조 등을 설명하고 이 포맷이 갖고 있는 고유의 특징과 장점을 제시하였고, 마지막으로 대표적인 표준 포맷인 TIFF 포맷과 비교․분석과정을 통하여, JPEG 포맷이 중앙기록물관리기관의 원내표준으로서 선제 조건인 마스터 파일 포맷의 기본 요건을 만족한다는 것을 증명함으로써, JPEG 포맷이 다른 포맷들과 함께 마스터파일의 표준으로 추가할 것을 주장하였다.
따라서 이미지 품질로서 모든 디지털화 규격이 동일한 환경에서 TIFF의 무손실 압축파일이나 JPEG의 무손실 압축률 0%을 적용한 마스터 파일은 모두 색상 속성정보의 손실 없이 종이기록물 원본의 원형을 동일하게 재현해 낼 수 있다.
셋째, ‘서비스용 이미지 생성을 위한 디지털화 기준’의 비현실성과 기술오류이다.
스캐닝 시점 상의 종이기록물 열화 상태와 기록의 실제 내용 정보를 최대한 획득한다는 것이라는 마스터 파일 생산 목적이라면 저장 공간 대비 비용, 웹 상에서 높은 이용성, 접근성, 범용성, 활용성 및 호환성 측면으로 보아 JPEG 포맷도 적합할 것으로 판단된다.
<그림 4>에서 보듯이 TIFF와 JPEG 포맷의 4가지 해상도에 따른 파일의 용량은 평균 10:1로 JPEG 이미지 파일이 훨씬 적은 용량을 차지하였다. 그 이유는 TIFF는 원 이미지 픽셀 데이터를 그대로 보존하고 각각의 픽셀에 태그를 부여하여 값을 저장함으로써, 한 필셀당 태그정보가 상대적으로 많이 담길 수밖에 없는 파일의 구조적인 특징이 있기 때문이다.
첫째, 손실 압축(lossy compression)은 디지털화 개체(예: J0)을 압축하였을 때 원래 갖고 있던 정보량이 지정된 압축률에 따라 손실된 체로 압축(인코딩)되며 그 반대로 압축을 원래 크기(100%)로 디코딩하면 원래 갖고 있던 픽셀 정보는 잊어버린 체 이미지 품질이 원본에 비해 떨어지는 불가역적(irreversible)인 속성을 지닌다.
후속연구
그러나 마스터 파일의 기능요건을 보다 더 구체적으로 명시하고, 이 마스터 파일의 요건에 맞는 대표적 포맷의 사례를 좀 더 세분화하여 국가표준으로서 명시하였다면, 각 급 기록관 및 영구기록물 관리기관에서는 이를 참고로 각 기관의 현실에 맞는 마스터 파일 포맷을 결정하고 일관된 매체수록 작업을 수행할 수 있게 됨으로써, 기록관리 영역에서 국가표준 본연의 기능과 역할을 할 수 있을 것이다.
따라서 JPEG 포맷은 영구보존용 마스터 파일의 표준으로서 그 기능과 역할을 충분히 충족시킬 수 있는 파일이므로 추가 표준화 논의가 하루 빨리 이뤄져야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
무손실 압축이란 무엇인가?
그 포맷으로 TIFF, PNG, PDF/A, JPEG 2000만 한정하고 있다. ‘무손실 압축’이란 압축을 할 때 최초 획득된 원본의 색상 속성정보를 손실 또는 제거 없이 파일의 크기를 줄이는 기능을 말한다.
마스터 파일의 기능상의 요건에는 무엇이 있는가?
마스터 파일의 기능상의 요건은 이미지의 장기보존성, 신뢰성 및 고재현성을 지원하는 파일 포맷으로, 특허권 문제에 자유롭고, 오픈소스이며, 넓은 색상공간과 ‘비압축’(uncompressed)이며 파일구조 일정부분 내에 기술메타데이터(technical metadata)가 획득될 수 있어야한다(BCR 2008, 23).
JPEG2000의 문제점은 무엇인가?
JPEG2000은 손실압축의 대표적인 JPEG 포맷의 단점을 극복하고자 나온 파일포맷으로서 웨이블릿 압축알고리즘을 사용하여 압축 시 손실이 발생하지 않는다. 그러나 JPEG 그룹의 특허 문제가 잠재적으로 존재하고 있어 상업적 종속성이 발생할 우려가 있으며, W3C에서 지원하지 않는 포맷으로 플러그인 기능이 지원되지 않으며, 웹페이지에 이미지 삽입이 불가능하며 인터넷 상에 자유롭게 전송될 수 없다. 또한 이미지를 모니터에 현시하려면 상업적으로 개발된 전용코덱이 임베디드된 어플리케이션을 구동해야 한다(NTIS 2004).
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