Semi-Dynamic Digital Video Adaptation System for Mobile Environment

모바일 환경을 위한 준-동적 디지털 비디오 어댑테이션 시스템

  • Published : 2004.10.01

Abstract

A video adaptation system translates the source video stream into appropriate video stream while satisfying the network and client constraints and maximizing the video quality as much as possible. This paper proposes a semi-dynamic video adaptation scheme, in which several intermediate video streams and the information for the measuring of video quality are generated statically. The intermediate video streams are generated by reducing the resolution of the video stream by a power of two several times, and they are stored as the intermediate video streams on the video server. The statically generated information for the input video stream consists of the degrees of smoothness for each frame rate and the degree of frame definition for each pixel bit rate. It helps to dynamically generate the target video stream according to the client's QoS at run-time as quickly as possible. Experimental result shows that the proposed adaptation scheme can generate the target video stream about thirty times faster while keeping the quality degradation as less than 2% comparing to the target video stream that is totally dynamically generated, although the extra storages for the intermediate video streams are required.

동영상 어댑테이션 시스템은 네트워크 제약, 클라이언트 제약 등을 만족하면서, 동영상의 품질이 최대가 되도록 동영상을 변환해 주는 시스템을 말한다. 본 논문에서는 정적으로 중간 동영상과 품질측정에 관한 정보를 생성해두는 준-동적 어댑테이션 시스템을 제안한다. 중간 동영상은 원본 동영상의 해상도를 반으로 줄여가며 생성되어, 서버에 저장된다. 품질 측정에 관한 정보는 프레임 율 별 부드러운 정도의 수치와, 픽셀 당 비트 량 별 선명한 정도의 수치에 대한 테이블을 정적으로 생성해 둔 것이다. 이런 중간 결과물들은 클라이언트에서의 서비스 품질을 고려하며 동적으로 동영상을 변환 할 때 가능한 빠르게 동영상 변환이 수행될 수 있도록 해준다. 실험 결과 제안된 어댑테이션 시스템은 기존의 동적 어댑테이션 시스템에 비해 약 30배정도 빠르게 어댑테이션을 수행하는 반면, 약 2%정도의 품질 저하가 있었고 중간동영상을 저장하기 위한 추가적인 서버공간이 필요하다는 것을 확인 할 수 있었다.

Keywords

References

  1. Ingo E. et al., 'Streaming Technology in 3G Mobile Communication Systems,' IEEE Computer Magazine, Volume: 34, No.9, 2001, pp. 46-52 https://doi.org/10.1109/2.947089
  2. C. Kuhmuench, G. Kuehne, C.Schremmer and T. Haenselmann, 'A Video-Scaling Algorithm Based on Human Perception for Spatio-Temporal Stimuli,' Proc. of SPIE Multimedia Computing and Networking, 2001
  3. R. Mohan, J.R, Smith and C.-S. Li, 'Adapting multimedia Internet content for universal access,' IEEE Trans. Multimedia, Volume: 1, no. 1, Mar 1999, pp. 104-114 https://doi.org/10.1109/6046.748175
  4. Metso M, Koivisto A and Sauvola J, 'Content model for mobile adaptation of multimedia information,' Proc. of 3rd IEEE Workshop on Multimedia Signal Processing, 1999, pp. 39-44 https://doi.org/10.1109/MMSP.1999.793795
  5. Metso M, Koivisto A and Sauvola J, 'Multimedia adaptation for dynamic environments,' Proc. of 2nd IEEE Workshop on Multimedia Signal Processing, 1998, pp. 203-208 https://doi.org/10.1109/MMSP.1998.738935
  6. ARM, ARM7TDMI 32-bit Rise core,http://www.arm.com/armtech/ARM7TDMI?OpenDocument, 2002
  7. A. Krikelis, 'Enhancing visual quality in mobile multimedia,' IEEE Concurrency, Volume: 8, No.3, 2000, pp. 82-84 https://doi.org/10.1109/4434.865897
  8. D. Tian, L. Shen and Z.Yao, 'Motion Activity Based Wireless Video Quality Perceptual Metric,' Proc. of 2001 International Symposium on Intelligent Multimedia, Video & Speech Processing, 2001 https://doi.org/10.1109/ISIMP.2001.925449
  9. M. Sonka, V. Hlavac and R. Boyle, Image Processing, Analysis, and Machine Vision, PWS, 1999
  10. S. E. Umbaugh, Computer Vision and Image Processing, Prentice-Hall, 199
  11. Z. Lei and N.D. Georganas, 'Context-based Media Adaptation in Pervasive Computing,' Proc. of Con. Canf. on Electr. And Camp. Engg (CCECE 2001), 2001 https://doi.org/10.1109/CCECE.2001.933563
  12. 홍승욱, MC-DCT영역에서의 비디오 요약시스템, 서강대학교 박사학위 논문, 2000