본 논문에서는 내장형 리눅스 기반의 PDA(Personal Digital Assistants)를 위한 MPEG-4 비디오 재생기를 제안한다. PDA는 CPU 및 메인 메모리, 디스플레이 장치가 일반 PC에 비해 제한적이다. 현재 다양한 멀티미디어 데이터를 처리하기 위해 WinCE, Epoc, VxWorks과 같은 운영체제들이 개발되었으나, 운영체제의 크기가 크고 상용이라서 구입비용이 많이 드는 문제가 있다. 또, 기존의 MPEG-1, MPEG-2 같은 비디오 데이터는 1편의 영화를 감상하기에는 데이터의 크기가 커서 자원이 제한된 PDA에서 재생하기가 어렵다. 따라서, 본 논문에서는 실시간 운영체제인 내장형 리눅스를 탑재하여 PDA의 제한된 자원을 효율적으로 사용하도록 하며, 데이터 압축률이 뛰어난 MPEG-4 포맷의 비디오를 재생할 수 있는 내장형 리눅스기반의 MPEG-4 비디오 재생기를 제안한다. 제안하는 MPEG-4 비디오 재생기는 화상통신 및 화상회의를 이동 중에 할 수 있다. 또한 PDA를 위한 MPEG-4 스트리밍 서비스를 지원하는 시스템에 적용 가능하다.
본 논문에서는 MPEG-1,2로부터 객체 기반 MPEG-4로의 고속 변환을 위한 정보 추출 알고리즘을 소개한다. 객체 기반 MPEG-4로의 변환을 위한 정보로써 객체 영상과 형상 정보, 매크로블록 움직임 벡터, 헤더정보가 MPEG-4로부터 추출된다. 추출된 정보를 이용하면 객체 기반 MPEG-4로의 고속 변환이 가능하다. 가장 중요한 정보인 객체 영상 추출은 MPEG-2의 움직임 벡터와 워터쉐드 알고리즘을 이용하여 이루어진다. 사용자의 인지정보를 이용하여 프레임 내에서 객체를 추출하고, 추출된 객체로 연속된 프레임에서 객체를 추적하게 된다. 수행 중 객체의 빠른 움직임으로 만족스럽지 못한 결과를 내더라도, 사용자가 개입하여 다시 좋은 결과를 얻을 수 있도록 하였다. 객체 추적 과정은 크게 두 단계로 객체 추출 단계와 객체 추적 단계로 나누어져 있다. 객체 추출 단계는 블록분류와 워터쉐드 알고리즘으로 자동 분할된 영상에서 사용자가 직접 객체를 추출하는 단계이다. 사용자가 개입하는 단계이기 때문에, 번거로울 수 있으나 손쉽게 추출할 수 있도록 구현하였다 객체 추적 단계는 연속된 프레임에서 객체를 추적하는 단계로, MPEG-1,2 움직임 벡터와 객체 모양 정보를 이용하여 고속으로 구해지고 워터쉐드 알고리즘으로 윤곽선 보정작업을 하였다 실험 결과 MPEG-1,2 비트스트림으로부터 객체 기반 MPEC-4로의 고속 변환이 가능함을 알 수 있었다.
본 논문에서는 MPEG-2 비트열로부터 객체 기반 MPEG-4로의 고속 변환을 위한 정보 추출 알고리즘을 소개한다. 객체 기반 MPEG-4로의 변환을 위한 정보로써 객체 영상과 형상 정보, 매크로블록 움직임 벡터, 헤더정보가 MPEG-2로부터 추출된다. 추출된 정보를 이용하면 객체 기반 MPEG-4로의 고속 변환이 가능하다. 가장 중요한 정보인 객체 영상 추출은 MPEG-2의 움직임 벡터와 워터쉐드 알고리즘을 이용하여 이루어진다. 사용자의 인지정보를 이용하여 프레임 내에서 객체를 추출하고, 추출된 객체로 연속된 프레임에서 객체를 추적하게 된다. 수행 중 객체의 빠른 움직임으로 만족스럽지 못한 결과를 내더라도, 사용자가 개입하여 다시 좋은 결과를 얻을 수 있도록 하였다. 객체 추적 과정은 크게 두 단계로 객체 추출 단계와 객체 추적 단계로 나누어져 있다. 객체 추출 단계는 블록분류와 워터쉐드 알고리즘으로 자동 분할된 영상에서 사용자가 직접 객체를 추출하는 단계이다. 사용자가 개입하는 단계이기 때문에, 번거로울 수 있으나 손쉽게 추출할 수 있도록 구현하였다. 객체 추적 단계는 연속된 프레임 에서 객체를 추적하는 단계로 MPEG-2 움직임 벡터와 객체 모양 정보를 이용하여 고속으로 구해지고 워터쉐드 알고리즘으로 윤곽선 보정작업을 하였다. 실험 결과 MPEG-2 비트스트림으로부터 객체 기반 MPEG-4로의 고속변환이 가능함을 알 수 있었다.
기존에 개발된 MPEG-4 플레이어들을 살펴보면, 객체의 삽입, 삭제, 갱신과 같은 사용자 상호작용에 의한 시청각 장면 프리젠테이션시 전체 미디어 객체를 다시 프리젠테이션해야 하므로 화면이 껌뻑이거나 프리젠테이션 속도가 느렸다. 본 논문에서는 이를 개선하기 위해 객체 우선 순위 컴포지션 방법을 제안한다. 이는 복합 미디어 객체로 구성된 시청각 장면을 사용자 상호자용에 의해 실시간으로 객체가 삽입, 삭제, 갱신되는 장면 변화를 보다 효율적으로 프리젠테이션하는 방법이다. 제안된 방법으로 구현한 결과는 MPEG-4 스트림의 즉각적이고 자연스러운 프리젠테이션이 가능함을 보여준다
현재 서비스되고 있는 디지털 위성방송(DVB) 서비스의 경우 비디오는 SD급인 MPEG-2 방식을 이용하고 있다. [1] MPEG-2 비디오를 위성을 이용한 원격 교육 서비스에 적용할 경우 해상도 및 데이터량이 보이고자 하는 교육 데이터에 배해 상대적으로 커 비효율적이다. 이를 개선하고 위성을 이용한 원격교육 서비스를 효율적으로 구현하기 위한 MPEG-4 적용 방안 및 구현 기술을 제안한다. MPEG-4 비디오 프로파일은 심플 프로파일을 적용하며 오디오는 G.273.1을 사용하고 MPEG-4 데이터 및 mp4 파일 전송은 DVB 방식의 데이터 방송 규격인 MPE와 Data Carousel을 적용한다. MPEG-4를 이용한 위성 원격교육 서비스에서의 실시간 강의 서비스에 해당하는 라이브 캐스팅 외에 mp4 파일을 이용한 파일 캐스팅 및 비실시간 강의 서비스에 해당하는 mp4 파일의 캐로셀 전송 방안에 대해서 제안 하고자 한다.
MPEG-4 시스템은 다양한 멀티미디어 객체를 시공간에 배치하고, 사용자의 상호작용을 가능하게 하는 리치미디어 시스템의 표준을 정의하고 있다. MPEG-4 리치미디어 컨텐츠의 표현은 장면의 구성을 나타내는 BIFS와 장면 중에 스트림이 있을 때 이에 대한 보조정보 및 스트림의 물리적 위치를 연결하는 OD로 구성되며, 이는 MP4라는 표준 파일포맷형식으로 저장되어, 스트리밍 서비스나 저장매체 응용에 이용된다. 본 논문에서는 사용자가 용이하게 MPEG-4 리치미디어 컨텐츠를 저작할 수 있도록 도와주는 저작도구의 설계와 구현을 소개한다. 구현된 MPEG-4 컨텐츠 저작도구는 Windows20000 O/S환경에서 VisualStudio 6.0를 사용하여 C++로 구현하였다. 구현된 저작도구는 동영상, 오디오, 그래픽과 같은 다양한 미디어들을 사용자가 복잡합 MPEG-4 시스템을 의식하지 않고 편리한 사용자 인터페이스를 통해 공간과 시간에 배치하여 MPEG-4 리치미디어 컨텐츠 파일을 제작 할 수 있도록 한다.
최근 MPEG-4를 이용한 멀티미디어 응용이 활성화되고 있으나 아직까지는 단방향의 멀티미디어 스트리밍 전송이 대부분이다. 본 논문에서는 일반 사용자의 요구 사항을 서대 측에 전송할 수 있도록 하는 양방향의 멀티미디어 전송을 위한 시스템 설계에 대해 기술한다. 이 시스템은 서버측의 MPEG-4 컨텐츠를 클라이언트에서 키워드를 이용하여 원하는 부분의 내용을 검색하여 스트림 전송해서 받을 수 있도록 한다 검색하고자 하는 키워드를 입력하면 해당 키워드의 장면트리구조에서 검색된 위치에서부터 MPEG-4 파일을 재생할 수 있는 것이다. 본 논문에서는 이러한 키워드 입력 인터페이스를 포함하는 MPEG-4 저작 도구의 구성이 대해 소개한다.
IM1은 MPEG-4 시스템의 레퍼런스 소프트웨어로서, 많은 MPEG-4시스템들이 IM1을 기준으로 구현되고 있으나, 아직 이에 맞는 코덱의 부족으로 MPEG-4의 목표에 부합하는 다양한 스트링의 재생에 문제가 있다 다이렉트쇼우(DirectShow)는 마이크로소프트(Microsoft)사에서 개발된 멀티미디어 스트림을 재생하기 위한 프레임워크로서 다양한 형태의 코덱을 포함하고 있으며, 필요한 코덱을 개발하기 위한 프레임워크를 제공하여 앞으로도 많은 수의 코덱이 개발될 것으로 예측된다. 본 논문에서는 MPEG-4 컨텐트가 다양한 스트링을 포함하고. 이를 IM1에서 재생할 수 있도록 MI1시과 다이렉트쇼우를 통합하는 방법에 대해서 기술한다.
본 논문은 MPEG-4 컨텐츠의 객체 기반 특징을 이용하여 네트웍 환경의 대역폭 변화에 대처하는 적응적 MPEG-4 스트리밍 서비스를 제안한다. 이를 위해서 MPEG-4 컨텐츠를 구성하는 각 미디어 객체를 다양한 비트 레이트로 인코딩하여 계층화하고 미디어 객체가 서비스되어야할 때의 네트웍 대역폭에 적합한 비트 스트림의 계층을 선택하여 전송한다. 이 때 서비스되는 스트림의 품질을 최대로 유지하면서 동시에 대역폭에 적합한 스트림을 전송하는 상반된 목적을 달성하기 위해 대역폭을 제한 조건으로 하고 전송되는 스트림의 화질을 최대화하는 문제로 접근하고, 실험 결과를 통해서 제안한 MPEG-4 컨텐츠 적응 기술이 효과적임을 보인다.
본 논문은 실시간 운영체제 기반의 ITV 시스템에서 MPEG-4 멀티미디어 장면을 실시간으로 랜더링하는 방법을 제시한다. MPEG-4 멀티미디어 스트림의 랜더링을 위한 장면 구성은 ITV 시스템에서 네트워크를 통해 전송되는 멀티미디어 스트림을 파싱 및 해석하여 장면그래프를 구성하고, 장면 랜더러가 이 장면 그래프를 이용하여 화면에 실시간으로 랜더링한다. MPEG-4 장면 랜더링 화면에서 사용자의 객체 교체나 객체 속성 변환 랜더링 이벤트가 발생하면, MPEG-4 장면 그래프를 실시간으로 갱신시켜 사용자 인터페이스에 랜더링한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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