최근 대용량 영상데이터로부터 정보 수집, 영상 처리를 위한 클라우드 관련 연구들이 활발하다. 그러나 공개 소프트웨어를 이용한 클라우드 연구의 대부분은 라이브러리 수준이 아닌 단순히 프로그램 수준의 조합으로 작동한다. 이런 이유로 단순 조합에 따른 비효율성에 의한 성능문제는 크게 다루어지지 않는다. 본 논문에서는 이 비효율성을 해결하는데 중점을 두고 FFmpeg과 Hadoop을 라이브러리 수준으로 결합하여 기존보다 더 나은 성능의 영상클라우드 환경을 구축하였다. C기반의 영상처리 라이브러리인 FFmpeg와 JAVA기반의 클라우드 환경 Hadoop의 결합을 위해 JNI(Java Native Interface)를 이용하였다. 상세구현으로는 HDFS(Hadoop Distributed File System)을 확장하여 Hadoop MapReduce가 직접 FFmpeg을 통한 영상파일 접근이 가능하게 하였다. 이로써 FFmpeg과 Hadoop간 상이한 파일 접근 방식에서 발생하는 불필요한 작업에 의한 시스템의 성능저하를 막았다. 또한 응용의 확장성을 위해 영상작업시 작업영상을 영상처리의 최소단위인 GOP(Group of Pictures)단위로 잘라 클라우드의 노드들에게 분산시켰다. 결과적으로 기존에 존재하는 Hadoop과 FFmpeg을 프로그램적으로 결합한 영상처리 클라우드보다 총 처리시간을 앞당겼고, GOP 단위의 영상 처리는 영상기반 작업에 안정성과 응용의 확장성을 보장해주었다.
본 논문에서는 고화질 IP 카메라로부터 입력되는 영상으로부터 실시간으로 화염을 검출할 수 있는 시스템을 제안한다. 먼저 FFmpeg 라이브러리를 이용하여 비디오 파일을 오픈하는 것처럼 IP 카메라로부터 전송되는 RTSP 스트림을 직접 오픈한다. 두 번째는 입력영상으로부터 혼합 가우시안 모델을 이용하여 배경영상을 추출한다. 그 다음에는 입력 영상과 배경영상간의 차신호로부터 전경영상을 구한다. 분리된 전경영상은 수학적 모폴로지 연산을 거쳐 후보영역으로 간주한다. 후보영역의 색정보와 화염의 동적 특성을 분석하여 최종적으로 화염을 검출한다. 실험 결과를 통하여 제안하는 방법이 화염을 검출하는 데 효과적인 것을 보인다.
In this Paper, We proposed the HLS(Http Live Streaming) transmitter which is operated easily and cheap in all networks and client environments compared to the exist video live streaming transmitter. We analyzed the HLS protocol and then implemented for making the HLS transmitter cheaper and portable. After designing the HLS transmitter hardware using the RISC processor of Arm11 core, we ported the Linux Operating System and implemented the HLS protocol using the open source FFmpeg and Segmenter. For the performance evaluation of the developed HLS transmitter, we made the testing environment which is including the notebook, iPhone, and aroid Phone. In this testing environment, we analysed the received video data at the client displayer. As a results of the performance evaluation, we could certify that the proposed HLS transmitter has a higher performance than the Apple company's HLS.
기존 비디오 라이브 스트리머에 비해서 매우 저렴하고 저전력으로 휴대용으로 쉽게 동작하는 HLS(Http Live Streaming) 전송기를 임베디드 리눅스 기반으로 개발 및 구현하였다. HLS 전송기를 저렴하게 구현하기 위해 Arm11 프로세서 위에 임베디드 리눅스를 운영체제로 포팅 하였고 오픈 소스인 FFmpeg와 Segmenter을 이용하여 HLS 프로토콜을 구현하였다. 노트북, iPhone, android phone, 노트북을 수신단말기로 이용하여 개발한 임베디드 리눅스 기반의 휴대용 HLS 전송기의 성능을 평가하였다. 본 논문에서 개발한 HLS 전송기는 애플사가 제안한 HLS 권고 규격 이상의 성능을 구현하였음을 성능평가 실험을 통해 확인하였다. 본 논문에서 개발한 제품의 활용분야는 실시간으로 현장의 위급상황을 현지 지휘소나 원거리 사령부에 전달해야하는 경우 HLS를 개인이 착용하여 이동하면서 실시간으로 상황영상을 전달하는 분야에 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
본 논문에서는 고화질 IP 카메라로부터 입력되는 영상으로부터 실시간으로 연기를 검출할 수 있는 시스템을 제안한다. 실시간 처리를 위해 FFmpeg 라이브러리를 이용하여 비디오 파일을 오픈하는 것처럼 IP 카메라로부터 전송되는 RTSP 스트림을 직접 오픈한다. 연기 검출을 위해 연기 후보 영역에 대해 연기의 색정보 및 형태학적 특성은 물론, 연기의 동적 특성까지 고려한다. 최종적으로 다양한 연기의 특성들을 효율적으로 결합하기 위해 부스팅 알고리즘으로 Adaboost 알고리즘을 사용한다. 실험 결과를 통하여 제안하는 방법이 연기를 검출하는 데 효과적인 것을 보인다.
고해상도의 동영상 서비스가 보편화 되면서 동영상을 빠르게 처리를 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 멀티코어 프로세서의 사용이 증가하고 멀티코어 시스템에서 H.264/AVC 디코더를 구현하기 위하여 다양한 병렬화 방법이 제안되고 있다. 하지만 H.264/AVC 디코더를 병렬화 하는 경우, 각 스레드에서 처리하는 데이터의 처리 시간 차이로 인하여 지속적으로 스레드의 동기를 확인해야 하는데, 이는 병렬화를 통한 디코더의 성능 향상의 걸림돌이 된다. 이러한 병렬화 과정에서 발생하는 문제점을 해결하기 위해 우리가 제안하는 Multi -Threaded Parallelization(MTP) 방법은 프레임을 매크로 블록 묶음으로 나누어 병렬화 한다. 그리고 병렬화 과정에서 스레드를 처리하는 방법을 개선하고, 메모리를 재사용함으로써 디코더의 성능을 향상 시켰다. 본 논문에서는 FFmpeg H.264/AVC 디코더를 인텔 쿼드 코어 기반의 멀티코어 시스템에서 멀티 스레드로 구현하여 실험이 진행되었다. 그 결과, MTP 방법을 적용하여 병렬화 방법 적용하지 않은 H.264/AVC 디코더와 비교하여 최대 53%의 성능향상을 보였으며, 2Dwave 병렬화 방법의 메모리 사용량에 비해 HD 영상에서 65%, FHD 영상에서 81%의 메모리 사용량을 줄 일 수 있었다.
본 논문은 DJI 사의 Phantom4 드론이 촬영한 라이브 영상을 여러 사용자에게 스트리밍하는 시스템을 구현한 사례를 소개한다. 스트리밍 서버는 라즈베리파이3 보드로 만들어 이동성을 높였으며, HTML5 표준 웹 브라우저를 탑재한 어떤 기기에서도 실시간으로 비디오 스트림을 재생할 수 있도록 구현하였다. 스트리밍 서버는 FFmpeg 오픈 소스를 컴파일하여 사용하였고, 전체를 제어하는 소프트웨어는 자바로 작성하였으며, 드론으로부터 비디오를 받아 스트리밍 서버로 전송하는 모듈은 안드로이드 앱으로 구현하였다. 본 논문에서 구현된 시스템은 스트리밍 서버의 낮은 처리능력에 맞추어 148x112의 해상도에서 초당 24프레임으로 성공적으로 실시간 스트리밍을 달성하였다.
H.264/AVC의 디블록킹 필터는 복호화기 전체의 계산 복잡도 중 큰 비중을 차지하기 때문에, H.264/AVC 복호화기의 실시간 구현을 위해서는 디블록킹 필터의 계산 복잡도를 줄이는 것이 매우 중요하다. 디블록킹 필터의 계산 복잡도가 높은 이유는 여러 단계의 조건 분기문이 많고 메모리 접근이 자주 일어나기 때문이다. 따라서, 본 논문에서는 분기문과 메모리 접근을 최소화하는 디블록킹 필터의 구조를 제안하고, 필터 연산의 병렬화를 위해 소프트웨어 파이프라이닝이 가능하도록 하는 최적화 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 TMS320C64x+ 계열의 DSP의 TMS320DM6467 EVM 보드에 구현하여 최적화를 진행하였다. 실험 결과, 최적화된 디블록킹 필터는 FFmpeg의 디블록킹 필터와 비교하였을 때 평균 약 46%의 사이클이 감소되었다.
스마트폰이 급속히 보급됨에 따라 사용자들은 언제 어디서나 동영상 콘텐츠에 쉽게 접근할 수 있다. 따라서 최근에는 자신만의 동영상 매쉬업에 대한 요구가 증가하고 있으며, 이러한 요구를 반영하여 다양한 동영상 매쉬업 프로그램이 등장했다. 그러나 기존의 동영상 매쉬업 프로그램들은 대부분 저장된 동영상 파일만을 매쉬업할 수 있기 때문에 기억장소가 제한되는 스마트폰에서 여러 개의 동영상을 매쉬업하는 것은 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 저장된 동영상뿐만 아니라 네트워크상에서 우연히 발견한 동영상도 쉽게 매쉬업해서 자신만의 동영상을 만들 수 있는 동영상 매쉬업 어플리케이션을 개발하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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