오늘날 QoS 기술의 일환의 하나인 스트리밍 서비스의 기술들이 이슈화 되고 있다. 하지만 현재의 스트리밍 서비스는 한가지 화질의 영상으로 제공되며, 버퍼링과 같은 기술적인 문제점이 존재한다. 본 논문에서는 전송되는 스트림 데이터의 무결성을 위한 TCP와 스트림 데이터의 빠른 전송을 위한 UDP를 활용, 적응적 듀얼 스트리밍 시스템을 설계한다. 본 시스템에서는 실시간으로 들어오는 영상을 인코딩 과정을 통해 H.264기반의 여러 비트율의 영상을 바탕으로 서버와 클라이언트 간 TCP와 UDP를 통해 적응적인 네트워크 환경에서의 스트리밍 서비스를 제공한다. 이는 불특정 다수의 네트워크 환경에서 버퍼링의 최소화를 통해 지속적인 영상의 재생을 위한 다양한 스트리밍 분야와 멀티미디어 분야에 활용될 것이다.
본 논문은 HMm (High-speed Mobile Multimedia, 초고속 이동멀티미디어) 시스템의 서브시스템인 이동단말시스템 중 RC(Radio Control), SC(Session Control), MC(Mobility Control) 등의 계층 3(Layer 3, 이하 L3) 제어 프로토콜과 VOD, FTP, VoIP 등의 응용 서비스가 구현된 L3 이동단말 플랫폼의 연구 결과를 설명한다. 하드웨어 플랫폼은 PXA255 기반으로 다양한 인터페이스와 멀티미디어 장비들이 지원되도록 제작되었고, 자체적으로 개발된 크로스 툴체인으로 생성된 임베디드 리눅스가 설치되었으며, 이 위에 L3 제어 프로토콜과 응용 서비스가 탑재되었다. L3 이동단말 플랫폼은 HMm 시스템 테스트베드에서 호처리 뿐만 아니라 영상 지원 SIP 서비스, 웹브라우징 서비스, 스트리밍 서비스 등을 성공적으로 지원하였다. 이 플랫폼은 향후 멀티미디어 기능이 강화될 4세대 이동통신단말을 개발하는데 참고가 될 수 있을 것이다.
앞으로 도래될 유비쿼터스(Ubiquitous) 사회는 보다 효율적이고 편리한 삶을 추구하는 인간의 열망으로 부터의 시작이다. 20세기의 컴퓨터의 발전으로부터 21세기인 지금은 1가구 1PC의 시대를 열었고 현재 사회 구성원 대부분은 모바일 기기를 소지하고 있으며, 모바일 기기로 동영상 및 멀티미디어 콘텐츠를 즐긴다. 하지만 용량의 문제, 네트워크의 문제 등 내재된 문제점들이 불거져 나오게 되었다. 본 논문에서는 핸드폰 내에서의 동영상 재생에 있어서 기존의 동영상 및 멀티미디어 콘텐츠의 다운로드 방식에서 벗어나 스트리밍 방식을 제안하고자 하며, 유무선간 호환성의 제고를 통한 통신업체의 MMS 서버를 경유하지 않은 P2P방식을 제안한다. 또한 동영상 서비스를 이용하여 과금하였던 결제시스템 프로그램의 예기치 못한 에러를 사전에 예방하고 새로운 화폐의 개념을 도입하여 결제 시 일어날 수 있는 중대한 문제점을 해결하고자 하며, 앞으로 다가올 유비쿼터스 시대의 쟁점이 될 것으로 예상되는 네트워크 트래픽에 대한 문제점을 P2P방식의 분산처리로서 해결을 제시한다.
인터넷의 급속한 확산과 통신 기술의 발전으로 이용자들은 더욱 많은 컨텐츠를 요구하고 있고 이에 멀티미디어 스트리밍 기술이 많은 관심을 받고 있다. 이에 본 논문에서는 기존에 연구되어진 MPEG-4 Layering 기술을 바탕으로 용량이 큰 멀티미디어 데이터를 환경의 스트림으로 전송하는 방법이 아닌 여러 개의 스트림으로 분할하여 가변적인 네트웍 환경에 맞추어 전송할 수 있도록 하였으며, 클라이언트 측에서 QoS Level을 측정하여 이후 수신되는 스트림에 적용될 수 있도록 구현하였다.
웹 사용자들 중 멀티미디어로 제공되는 동영상 Streaming 정보에 접근하는 사람의 비율이 매우 빠르게 증가하고 있는 요즘 이러한 멀티미디어 Streaming 서비스를 좀 더 많은 사람들에게 양질의 서비스를 하려면 어떤 부분의 개선이 요구되어지며, 또 이 Streaming 서버가 어떠한 형태의 서비스를 하는지, 어느 정도의 시스템을 필요로 하는지에 대하여 알아보기 위하여 Streaming 서비스를 해주는 일반적인 서버를 보통의 하드웨어성능을 가지는 PC에 설치하여 실험하여 보았고 그 결과로 서버를 구성하는데 있어서 Streaming Server들이 가질 수 있는 문제 즉 Load가 발생되는 부분을 알아보고 있다. 실험의 결과로 볼 때 현재 일반적인 PC나, Streaming Server Hosting을 하는 업체에서 사용하고 있는 서버하드웨어는 Streaming service를 하기에는 적합하지 않지만, 문제점을 알고 적절한 하드웨어 Resource의 추가로 좀 더 효과적인 서비스를 할 수 있도록 하고자 한다.
기존의 비디오 파일 시스템에서는 비디오 파일들이 대용량의 하드디스크 혹은 디스크 어레이를 보유한 고성능 서버에 저장되어 있다. 3D 인터넷 방송을 위해서는 비디오 파일을 다수의 클라이언트들에게 전송하는 과정에서 실시간 처리가 요구된다. 본 논문에서는 5G 환경에서 많은 사용자에게 실시간으로 서비스를 제공할 수 있는 3D 인터넷 방송 시스템의 설계를 보여준다. IP 멀티캐스트 기술은 라우터 환경의 제약으로 인하여 실제 대부분의 인터넷을 통한 동영상 콘텐츠 전송은 유니캐스트 기반의 서비스가 대부분이다. 또한 VOD와 같은 On-Demand 환경의 멀티미디어 방송 서비스 등은 서비스 제공자에게 막대한 시스템과 네트워크 자원을 요구하므로 3D 인터넷 방송 환경에 적용하기 어렵다. 사용자 시스템 자원을 통한 전송 방법으로서 활발히 연구가 진행되고 있는 오버레이 멀티캐스트 기법은 라이브 방송, 화상회의 등의 다수의 사용자 그룹 전송에 적합한 응용을 위해 최적화 되어 있어 IP 멀티캐스트 대안으로서 각광 받고 있다. 본 연구에서는 호스트 기반 멀티캐스트에서 발생하는 성능 저하 요인들을 최소화하여 효율적인 데이터 전송을 제공하는 3D 인터넷 방송 시스템을 구성한다.
본 논문에서는 디지털방송과 인터넷의 융합에 따른 MPEG-2/4/7 방송 및 인터넷 콘텐츠를 비롯한 게임등과 같은 다양한 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 차세대 지능형 고품질 홈 엔터테인먼트 시스템 Platform 개발에서 사용될 MPEG-4 오디오를 개발한다. 인터넷 상에서의 스트리밍 서비스를 위해서는 저 전송률과 고 품질의 비디오/오디오 알고리즘이 필요하다. 이러한 서비스를 제공하기 위하여 MPEG-4 오디오는 음성에서 고품질의 다중 채널의 오디오까지, 그리고 자연음(Natural Sound)에서 합성음에 이르기까지 다양한 알고리즘을 제공한다. 본 논문에서는 지능형 고품질 미디어 에이전트 시스템에 적합한 MPEG-4 AAC, MPEG-1 Layer-3인 MP3, G.723.1을 구현하고, 이 시스템에 알맞은 7㎑ 대역폭을 가지는 광대역(Wideband) 음성신호를 16kbps로 압축하는 음성 압축기를 제안 및 개발한다.
인터넷 인프라의 발달로 인터넷 서비스의 분야는 점차 넓어지고 서비스 대상 데이터도 과거의 문자, 숫자형에서 멀티미디어 데이터로 확장되고 있다 특히 비디오와 같은 대용량의 컨텐츠를 QoS에 맞게 서비스하기 위해서 새로운 제품들이 등장하게 되었는데 한국전자통신연구원에서는 스트리밍 가속화가 가능한 NS (network-storage) 카드를 개발하였다. 이 논문은 NS 카드를 장착한 시스템에서 인기 많은 비디오 데이터를 QoS와 저장공간의 효율을 위해 부분 컨텐츠 복제 기법을 제안한다. 이 방범은 기존의 전체 컨텐츠를 복제하여 서비스하는 방법과는 달리 컨텐츠의 부분을 복제하고 서비스 시정에서 나머지 부분을 복제함으로써 사용자의 서비스 지연시간이 늘어나지 않으면서 저장공간의 효율성을 높일 수 있다.
DRM이 최근에 많은 사이트에서 제거되어짐에 따라 비디오 서버 상에서 콘텐츠 보호는 중요해졌다. 그러나 기존에 존재하는 보호 방법들은 한계 들을 가지거나 스트리밍 성능을 저하시키므로 사용되어지지 않는다. 본 논문은 eCryptFS와 SELinux를 사용하는 콘텐츠 보호 방법을 제안하고 다양한 벤치마크들을 사용하여 제안한 방법의 성능을 측정한다. 그런 후 본 논문은 제안한 방버이 다른 성능 들은 저하시키지만 스트리밍 성능은 저하시키지 않아서 콘텐츠 보호를 위하여 사용할 수 있다는 것을 증명한다.
데이터의 증가 추세와 중요성을 고려할 때, 효율적인 대용량의 백업시스템이 필요하다. 그러나 기존의 백업시스템들은 저장매체의 속도와 기술적인 문제 등을 갖고 있다 이러한 문제들을 해결하기 위하여 제안하는 고성능, 대용량 백업 및 복구시스템은 고속화, 압축 기술 및 백업 가속기 등을 이용하여 설계 및 구현하였다. 구현된 백업 및 복구시스템은 고속화를 위하여 멀티 쓰레딩 기술과 멀티 프로세싱 기술 그리고 멀티 스트리밍 기술을 적용하였다. 그리고 기존의 백업미디어가 테이프 기반이지만 제안하는 백업운영모델은 디스크기반으로 설계하였다. 때문에 구현된 백업시스템은 백업미디어의 한계를 극복하면서, 고속화 및 고용량이 가능하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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