일반 콘텐츠 저작에 비해 데이터방송용 콘텐츠 저작은 방송만의 특성에 맞도록 기획, 구성되어야 하고, 제약 요소들을 고려해야 함 등으로 많은 비용을 필요로 한다. 저작의 효율성을 위해 일차적으로 고려할 수 있는 기존의 저작도구는 데이터방송을 위한 체계적이고 효율적인 제작 환경에는 적합치 않기에, 본격적인 데이터방송의 전개를 위해서는 데이터방송의 저작 환경에 적합한 전문적인 저작도구가 필요하다. 본 연구는 국내 방송 환경에 적합하도록, 표준화규격(DVB-MHP(Multimedia Home Platform)와 ATSC-DASE(Digital TV Application Softwa.e Envoronment))에 부합하는, 데이터방송용 콘텐츠 저작도구를 개발하는 것이다.

디지털 방송의 등장과 더불어 지상파, 위성, 케이블 등을 통한 다매체 다채널 방송 시청환경에서 시청자가 선택해야 되는 프로그램의 수는 폭발적으로 증가했으며 다양한 시청자의 요구에 부응할 수 있는 시청자 중심의 방송 서비스가 요구되고 있다. 특히 이러한 다채널의 디지털 방송 환경에서는 시청자가 일일이 채널을 바꿔가며 자신이 원하는 프로그램을 찾는 것이 매우 번거롭고 어려워짐에 따라 시청자를 대신하여 시청자의 선호도에 기반한 프로그램을 자동으로 찾아 제시해 줄 수 있는 지능형 프로그램 가이드(intelligent program guide)의 필요성이 대두되었다. 기존의 전자 프로그램 가이드(EPG:Electronic Program Guider)는 단순히 프로그램 관련 정보를 패널별로 정렬된 형태로 사용자 인터페이스를 통해 제시하는 수준에 불과하였다. 본 논문에서는 사용자 선호도 정보에 기반하여 프로그램 정보를 사용자에게 제시하고, 사용자의 프로그램 시청에 대한 액션을 모니터링하여 자동적으로 시청자의 변화하는 선호도를 갱신하는 지능형 프로그램 가이드(IPG:Intelligent Program Guide) 에 대한 연구 결과를 제시한다.

본 논문에서는 데이터 방송 송출 시스템 구조와 작동 방법에 관하여 기술한다. 또한 본 시스템을 통하여 다중화되어 전송된 비동기/동기화 비스트림(Non-stream)을 분석하고 데이터 방송 단말 화면에 재생되는 결과에 대하여 서술한다. 본 논문에서는 데이터 방송 서비스를 위하여 프로그램 다중화기 모듈을 변경하지 않고, 비동기/동기화 데이터를 전송할 수 있도록 데이터 인젝터라는 모듈을 개발하였다. 이와 관련하여 데이터 방송 송출 시스템을 제어하는 다중화 관리기/프로그램 스케줄러, 부가 데이터를 MPEG-2 부호화하는 데이터 서버, PSI/PSIP/SDF 테이블을 생성하는 PSIP 서버 모듈과의 연동을 통해 비동기/동기화된 비스트림 데이터를 전송할 수 있도록 데이터 방송 송출 시스템을 구현하였다.

지상파 디지털방송에서는 기존 아날로그 방송에 비해 뛰어난 품질의 영상/음성 서비스가 제공될 뿐만 아니라 신문이나 잡지에서 볼 수 있었던 프로그램 정보를 TV 화면상에서 바로 받아 볼 수 있는 EPG(Electronic Program Guide) 서비스와 각종 데이터 서비스도 함께 제공된다. 이러한 EPG 정보와 함께 수신기에 필요한 각종 시스템 정보를 수신측에 전달하려면 ATSC(Advanced Television Systems Committee)의 PSIP(Program and System Information Protocol)에 따라 정보를 가공하는 장비가 필요하며 데이터 서비스를 위해서는 ATSC A/90의 송출 규격에 따라 데이터를 가공하는 장비가 필요하게 된다. 데이터서버 시스템은 PSIP의 생성과 데이터의 스케줄링을 담당하는 Data/PSIP 제어기와 데이터를 ATSC 송출 규격에 맞추어 가공하는 데이터 인젝터로 구성된다. 데이터서버 시스템은 방송 편성 정보를 담고 있는 KBS 편성 DB, 각종 콘텐츠를 관리하는 콘텐츠 DB, 그리고 실시간 독립정보 서비스를 제공하기 위한 실시간 어플리케이션 에이전트와의 인터페이스를 갖추고 있다. Data/PSIP 제어기와 데이터 인젝터에서는 편성된 PSIP 정보와 콘텐츠 데이터를 ASI(Asynchronous Serial Interface) 인터페이스를 통해서 다중화기로 전송한다. 다중화기는 PSIP 정보와 인코딩된 데이터 정보를 A/V TS(Transport Stream)와 함께 다중화하여 최종적으로 디지털 데이터 방송용 TS를 출력시킨다.

사용자에게 적합한 프로그램을 추천하거나 필터링을 수행하는 지능형 방송 단말 응용 소프트웨어 에이전트에서 필수적으로 사용되는 사용자 선호도 (User Preference)를 추출하는 알고리즘을 연구하였다. 시청자 선호도 추출 알고리즘으로는 시청자의 프로그램 장르나 출연 배우 등에 대한 선호도, 프로그램 시청 시간 등에 대한 선호도나 시청 프로그램에 대한 사용자의 인터랙션 습성 분석에 의한 프로그램 선호도 등을 probabilistic framework과 rule-based framework을 근간으로 추출하는 알고리즘 연구에 대한 결과를 본 논문에서 제시한다.

최근 급속하게 발전하고 있는 컴퓨터, 인터넷 분야의 디지털 기술과 함께 방송 환경도 기존의 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 바뀌어 가고 있다. 최근 이러한 디지털 방송 환경의 도입으로 A/V 프로그램의 고화질 서비스 제공과 더불어 다양한 멀티미디어 콘텐츠를 방송망을 통해 전송할 수 있는 데이터방송 기술에 대한 관심이 고조되고 있다. 현재 실시간 운영체제(Real Time O/S)를 이용한 독립형 데이터방송 셋톱박스들의 성능은 Java 나 XML을 기반으로 저작된 콘텐츠들을 처리할 수 있으나 MPEG-4와 같은 객체 기반의 멀티미디어 콘텐츠를 처리하기에는 연산 능력의 한계를 가지고 있다. 그러나 앞으로 데이터방송 서비스의 발전 방향은 시청자가 직접 방송 내용에 대해 활발하게 상호 작용을 할 수 있는 대화형 방송 서비스로 발전할 것이다. 이러한 대화형 방송에서 사용되는 콘텐츠는 복잡하고 계산량이 많이 요구되며 이를 처리하기 위해서 셋톱박스는 높은 연산량을 가진 다양한 멀티미디어 기능을 처리할 수 있어야 한다. 따라서 본 논문에서는 디지털 지상파 데이터방송시 ATSC-DASE 기반의 콘텐츠와 MPEG-4 콘텐츠를 수신하고 처리할 수 있는 PC 기반의 고성능 셋톱박스에 대한 설계 방안을 제안한다.

본 논문은 현재 다각적으로 논의되는 디지털 위성방송 및 데이터 방송 서비스를 제공하기 위해 랜 기반의 IP 망과 DVB 에서 규정한 위성망을 연결시켜 줌으로써 위성을 통한 다양한 멀티캐스트 및 유니캐스트 서비스를 제공할 수 있도륵 해주는 데이터 인코더의 하드웨어/소프트웨어 설계 및 구현에 관하여 기술한다. 다양한 위성 방송 서비스를 제공하기 위해서 데이터 인코더는 IP 데이터를 이더넷을 통해 입력받아 DVB 데이터 방송[2] 규격에서 규정한 MPE 포맷으로 켑슐화 한 후 MPEG-2 TS 패킷으로 변환하여 DVB-ASI 신호로 바꾸어 다중화기로 출력한다. 아울러 사용자 단말에서 서비스 수신을 위해 필요한 PSI/SI 정보와 서비스 형태에 따라 부가적으로 발생하는 사설 데이터를 처리해야 한다. 본 논문에서 기술하는 데이터 인코더는 4096개의 PID 할당이 가능하며 20M0ps 이상의 데이터 처리가 가능하여 동시에 여러 개의 서비스 제공이 가능하다.

본 논문에서는 실제 카메라 영상으로 획득하기 어려운 화재, 살인 등의 뉴스 사건을 시청자들에게 효과적으로 전달하기 위해서 다수의 가상캐릭터가 등장하는 애니메이션을 신속, 편리하게 제작할 수 있는 사건 재연 시스템의 개발 기법을 소개한다. 본 시스템은 미리 구축된 동작 및 모델 라이브러리를 이용하여 다수의 가상캐릭터 움직임을 제어함으로써 고가의 동작 포착 장비와 연기자가 없어도 신속한 가상캐릭터 애니메이션 제작이 가능하다. 사건 재연 시스템의 가상 캐릭터 동작 제어는 동작 지정, 동작 생성, 동작 편집의 세 단계로 구성된다. 동작 지정 단계에서는 사건 시나리오에 따라 모델 라이브러리부터 가상캐릭터와배경 모델을 선택하고, 동작 라이브러리부터 가상캐릭터의 동작을 선택한다. 동작 생성 단계에서는 지정된 특정 사건을 기술하는 동작에 이동 동작을 연결함으로써 가상캐릭터의 부드러운 동작을 생성한다. 동작편집 단계에서는 가상캐릭터 사이의 상호 작용 또는 가상캐릭터와 가상환경의 상호작용을 보다 정확하게 제어하기 위해서 특정한 시간에서의 가상캐릭터 위치와 자세 등을 조정한다. 본 시스템은 편리한 사용을 위해 대화형과 스크립트 기반의 인터페이스를 적용하였으며, 3차원 그래픽 소프트웨어인 Maya의 플러그인(Plug-in) 소프트웨어 형태로 개발하여 Maya의 고성능 그래픽 기능을 활용하였다.

최근에 TV 방송에서 가상스튜디오나 가상캐릭터와 같은 가상현실(VR:Vinual Reality) 기술이 자주 사용되고 있으며, 증강현실(Ah: Augmented Reality) 기술에 대한 관심도 높아지고 있다. 본 논문에서는 증강현실 기술을 방송에 응용한 가상스크린 시스템에 대해 소개한다. 가상스크린 시스템은 움직이는 색상패턴 패널을 추적하여 실시간으로 그 위에 동영상을 합성하는 증강 영상 시스템이다. KBS 기술연구소에서는 가상스크린 시스템을 개발하고 'K-비전'이라 이름지었다. 이 시스템은 사용자가 들고 움직이는 패널에 동영상이나 그래픽 영상 등을 보여줄 수 있는데, 보여지는 모든 영상은 카메라의 움직임과 패널의 움직임에 따라 정확하게 입혀진다. 패널 추적을 위하여 블럽분석(blob analysis)이나 특징추적(feature tracking)과 같은 영상처리 기술을 이용한다. K-비전은 모든 타입의 카메라와 사용 가능하며, 특별한 부가장치가 필요하지 않다. 센서를 부착하지 않아도 되고, 캘리브레이션(calibration) 과정 또한 필요하지 않다. K-비전은 선거개표방송, 다큐멘터리, 오락 프로그램 등 생방송 프로그램에서 활용한다.

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.

입체음향의 구현은 21세기 멀티미디어 콘텐트 관련 산업의 핵심기술 중 하나로 인식되고 있으며, 그 응용분야가 매우 넓기 때문에 이에 대한 투자가 점차 늘어가고 있는 실정이다. 본 논문은 한국인의 표준형 두상에 맞는 HRTF(Head-Related Transfer Function)를 이용한 입체음향의 구현 및 현장효과의 인공적 재현 방법에 대한 연구 결과이다.

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)의 단점인 높은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)을 개선하기 위한 방법 중에서 SDT(Signal Distortion Technique)는 전송시스템의 규격 및 수신기의 변경 없이도 적용 가능한 이점이 있다. 본 논문에서는 SDT에 속하는 clipping과 peak windowing 기법을 Eureka 147 DAB(Digital Audio Broadcasting) 시스템에 적용하여 얻은 BER 및 PSD 성능결과를 토대로 PAPR 개선 정도에 따른 시스템의 요구 $Es/N_0$ 및 out-of-band의 PSD 열화 정도를 분석하였다. Hamming windowing을 적용한 경우, PAPR 4㏈에서 clipping에 비해 요구 $Es/N_0$는 비슷한 열화정도가 나타났으나, out-of-band의 PSD는 5dB 정도 개선되는 성능을 보였다.

본 논문은 현재 국내 디지털 오디오 방송의 잠정 표준으로 채택된 Eureka-147 시스템에서의 멀티미디어 전송 프로토콜 규약인 MOT(Multimedia Object Transfer) 프로토콜을 적용하여 멀티미디어 파일을 전송할 경우의 성능 분석 및 파라미터 최적화 방법을 제시하였다. MOT 프로토콜은 멀티미디어 파일을 전송하는 세그먼트 크기, 세그먼트 반복횟수와 같은 파라미터 설정값에 따라서 FER(File Error Ratio)이 변화하므로, 성능을 최적화하기 위한 파라미터 설정이 중요하다. 세그먼트 내에서 비트 사이의 오류 사건이 독립이라는 가정하에서 MOT 파라미터 설정값을 찾는 이론적 수식을 제안하였고, 이동 채널 환경의 시뮬레이션을 통하여 이론식과 비교하였다.

최근 ITU-R에서는 디지털 AM 라디오 방송과 관련하여 DRM(Digital Radio Mondiale)의 권고안을 채택하였다. 본 논문은 표준화된 DRM 방송 방식에 대하여 알아보고, 경쟁 관계에 있는 IBOC(In-Band On-Channel) DSB(Digital Sound Broadcasting) 방송 방식과 비교 분석하여 국내 디지털 AM 방송 방식의 결정과 실용화 전략 수립 과정에 도움이 되고자 한다.

MPEG-4 시스템은 장면 자체를 하나의 구성 요소로 여기는 기존의 시스템과는 달리, 그 장면을 구성하는 부호화 또는 복호화된 A/V 객체(Audio/visual Objects)들을 하나의 단위로 인식하여, 다양한 멀티미디어 컨텐츠의 장면을 구성(Scene Composition)하고 표현 하는 것에 그 특징이 있다. 이러한 MPEG-4 시스템의 객체 기반 특징은 다양한 사용자와의 대화성(Interactivity)을 가능하게 하며 , 또한 편리한 컨텐츠 편집 및 재사용 등이 가능하기에 차세대 디지털 방송 컨텐츠 제작에 중요하게 활용될 전망이다. 객체 기반 A/V 편집 도구는 MPEG-4를 기반으로 차세대 디지털 방송 컨텐츠 제작을 용이하게 하기 위한 제작/편집 도구로써 , 장면을 표현하기 위하여 BIFS(Binary Format for Scene description)와 XMT(eXtensible MPEG-4 Textual format) 포맷을 모두 사용하고 있다. BIFS 포맷은 저작된 결과물을 바이너리 형태로 표현하기 때문에, 저작된 결과물을 전송하는 데에는 용이하나, 중간에 저작된 결과물을 확인하기 어렵고, 또한 기존의 다른 어플리케이션과의 상호 작용(Interoperability)과 교환(Exchange)에도 어려움이 따른다. 이에 반해, XMT는 차세대 마크업 언어로 각광 받고 있는 XML 에 그 기반을 두고 있기에 저작된 결과물을 제작자가 쉽게 저작물을 이해할 수 있으며, SMIL 과 X3D 같은 다른 어플리케이션과의 상호작용과 교환 또한 용이하게 한다 XMT는 기술 방법에 따라 XMT-A 와 XMT-0 두 가지 형태가 있으며, XMT-A 포맷은 VRML에서 발전한 X3D(extensible 3D)를 바탕으로 MPEG-4 시스템의 특징들을 수용하여 구성되고 BIFS와 일대일로 대응된다. 반면에 XMT-0는 멀티미디어 문서를 웹문서로 표현하는 SMIL 2.0 을 그 기반으로 하였기에 MPEG-4 시스템의 특징보다는 컨텐츠를 저작하는 제작자의 초점에 맞추어 개발된 형태이다. XMT를 이용하여 컨텐츠를 저작하기 위해서는 사용자 인터페이스를 통해 입력되는 저작 정보들을 손쉽게 저장하고 조작할 수 있으며, 또한 XMT 파일 형태로 출력하기 위한 API 가 필요하다. 이에, 본 논문에서는 XMT 형태의 중간 자료형으로의 저장 및 조작을 위하여 XML 에서 표준 인터페이스로 사용하고 있는 DOM(Document Object Model)을 기반으로 하여 XMT 문법에 적합하게 API를 정의하였으며, 또한, XMT 파일을 생성하기 위한 API를 구현하였다. 본 논문에서 제공된 API는 객체기반 제작/편집 도구에 응용되어 다양한 멀티미디어 컨텐츠 제작에 사용되었다.

본 논문에서는 동영상 압축 방식에서 압축 효율을 증가시키는 움직임 벡터 추정 방식의 개선된 방법에 대해 제안한다. 움직임 벡터 추정 방식의 하나인 BMA(block matching algorithm) 중에 가장 좋은 성능을 보이는 FSA(full search algorithm)은 움직임의 정도를 예측하지 않고 모든 블록에 대해 고정적인 탐색 영역이 결정되어 있다. 이는 계산량을 상당히 크게 하는 원인이 된다. 제안된 방식은 블록 사이의 움직임이 유사한 특성을 이용하여 블록 단위의 동적인 탐색 영역을 결정하여 계산량을 효율적으로 줄이면서 FSA와 유사한 특성을 유지하게 된다.

MPEG-4 시스템은 객체기반 코딩을 통하여 각각의 객체들이 독립적으로 운용될 수 있다. 객체들은 ES(Elementary Stream)로 구성되며 DMIF(Delivery Multimedia Integration Framework)를 통해 전송된다. DVB-Data Carousel은 데이터의 반복적인 전송을 통해 서비스의 안정성 및 효율성을 향상시킬 수 있다. 본 논문은 MPEG-4 시스템에서 주기적으로 갱신이 필요한 정보나 반복적인 전송을 필요로 하는 객체에 대해서 DMIF를 이용하여 DVB-Data Carousel을 전송하는 방법에 대하여 기술하며 각각의 시스템은 DMIF의 Descriptor를 이용하여 상호 연동할 수 있다. 본 논문은 MPEG-4시스템 객체의 일부를 DVB-Data Carousel을 이용하여 위성을 통하여 클라이언트에게 전달하는 시스템을 기술한다.

본 논문에서는 MPEG2비디오 스트림에서 직접 얻을 수 있는 정보들을 활용하여 카메라의 움직임을 추정하여 이를 기반으로 하여 움직이는 객체를 추정하고자 한다. 이를 위해, 먼저 MPEG2의 움직임 벡터는 압축의 효율성 때문에 움직임의 예측이 순서적이지 못한데, 예측 프레임들의 속성을 이용하여 이를 광 플로우(Optical Flow)를 갖는 움직임 벡터(Motion Vector)로 변환하였다. 그리고 이러한 벡터들을 이용하여 카메라의 기본적인 움직임인 팬(Fan), 틸트(Tilt). 줌(Zoom) 등을 정의하였다. 이를 위하여 팬, 틸트-줌 카메라 모델의 매개변수와 같은 의미의 $\Delta$x, $\Delta$y, $\alpha$값을 정의하고자 움직임 벡터 성분의 Hough변환을 이용하여 $\Delta$x, $\Delta$y, $\alpha$값들을 구하였다. 또한 이러한 카메라 움직임(Camera Operation)은 시간적으로 연속적으로 발생하는 특징을 이용하여 각 프레임마다 구한 카메라의 움직임을 보정하였다. 마지막으로 움직이는 객체의 추정은 우선 사용자가 원하는 객체를 바운딩박스 형태로 정의한 후 카메라 움직임이 보정된 객체의 움직임 벡터를 한 GOF(Group of Pictures) 단위로 면적 기여도에 따라 누적하여 객체를 추적하고 해석하였으며 DCT 질감 정보를 이용하여 객체의 영역을 재설정 하였다. 물론 압축된 MFEG2비디오에서 얻을 수 있는 정보들은 최대 블록 단위이므로 객체의 정의도 블록단위 이상의 객체로 제한하였다. 제안된 방법은 비디오 스트림에서 직접 정보를 얻음으로써 계산속도의 향상은 물론 카메라의 움직임특성과 움직이는 객체의 추적들을 활용하여 기존의 내용기반의 검색 및 분석에도 많이 응용될 수 있다. 이러한 개발 기술들은 압축된 데이터의 검색 및 분석에 유용하게 사용되리라고 기대되며 , 특히 검색 툴이나 비디오 편집 툴 또는 교통량 감시 시스템, 혹은 무인 감시시스템 등에서 압축된 영상의 저장과 빠른 분석을 요구시 필요하리라고 기대된다.

최근 들어 디지털 이동통신 시스템은 음성 통신 뿐만 아니라 멀티미디어 통신에도 그 적용범위를 확장시키고 있다. 그러나 이러한 시스템에서 한정된 채널 대역폭의 사용은 멀티미디어 정보의 대용량성을 고려할 때, 그 적용범위를 심각하게 축소시키는 가장 큰 제한요소이다. 일반적인 통신 시스템의 소스 부호화기는 채널 잡음을 고려하지 않고 설계되며, 채널 부호화기는 소스 신호의 특성과 무관하게 채널 환경의 극복에만 중점을 두고 설계된다. 그러나 대역폭 제한적인 통신 환경에서 보다 효율적인 대역폭 사용을 위해서는 채널 환경에 따라 소스 부호율과 채널 부호율을 가변적으로 운용하여야 한다. 본 논문에서는 영상을 부대역 부호화하여 각 부대역 영상이 원래의 영상 재구성에 기여하는 중요도에 따라 한정된 채널 자원을 최적으로 할당하는 공동 소스/채널 부호화(Joint Source-channel Coding)에 관하여 연구하였다. 부대역 영상의 소스 부호화로는 DPCM과 PCM을 사용하였고, 채널 부호화는 TCM 부호화기를 사용하였으며 상이오류보호(Unequal Error Protection)를 위해 3가지 채널 부호율에 따라 각각 TCQPSK, TC8PSK, TC16PSK 변조방식을 사용하였다. 모의실험에 사용된 채널 환경은 랜덤잡음 환경과 이동수신의 경우에 발생하는 Rayleigh 페이딩 환경을 고려하였으며, 각 환경에서의 채널 SNR에 따라 동일오류보호(Equal Error Protection) 시스템과 상이오류보호(Unequal Error Protection) 시스템의 성능을 비교하였다.

지상파 DTV 방송의 전환 및 도입에 있어 문제점 중의 하나는 지형이나 건물에 의해 전계가 약해지는 곳에서의 낮은 수신성공률이다. NTSC의 경우는 화면이 심하게 열화되더라도 시청 자체는 가능했으나 DTV의 경우에는 수신 한계점보다 낮은 전계이거나 처리한계를 넘는 다중경로 성분이 들어오는 경우 수신자체가 불가능해진다. 또한 NTSC와의 동시방송 기간 중에는 재전송을 위한 주파수 채널의 배치도 쉽지 않은 것이 현실이다. 이 문제에 대한 대안으로 KBS 기술연구소에서는 1999년 하반기부터 DTV 중계기 개발과 더불어 동일 채널 중계기술에 대한 연구를 수행하였다. 본 논문에서는 동일 채널 중계 개념과 이에 따른 중계시스템의 구현 방법을 도출하고 실제 필드테스트 수행 결과를 다양한 각도에서 분석한다.

본 논문에서는 절단 전력 제어를 사용하는 위성통신 시스템에서 부호율을 채널 상황에 따라 적응시켜 최대의 전송 효율을 얻는 하이브리드 ARQ 타입1 부호율 제어 기법을 제안한다. 제안된 기법의 성능을 분석하기 위하여 먼저 하이브리드 ARQ 타입 1 시스템에서 부호율을 채널 상황에 따라 적응적으로 제어했을 때의 전송 효율과 패킷 오율을 유도한다. 또한, 유도된 패킷 오율식으로부터 절단 전력 제어에서 필요한 목적 수신 SNR값을 사용되는 각 부호율에 대해 구하고, 전송 효율을 최대화하는 최적의 부호율 제어변수를 효율적으로 구할 수 있는 방식을 제안한다. 전송효율 측면에서 분석한 결과 제안된 방법이 기존의 방식에 비하여 우수한 성능을 보여줄 수 있음을 확인하였다.

영상에 포함된 잡음은 화질 및 영상의 압축효율을 저하시킨다. 최근 들어, 영상의 에지 성분을 효율적으로 고려하면서 잡음을 제거하기 위하여 다양한 비정적(nonstationary) 영상 모델에 근거한 잡음제거 알고리즘이 제안되어 왔다. 하지만, 기존의 비정적 영상모델에서는 연산량의 부담을 덜기 위하여 각 화소들 사이에 상관관계(correlation)가 없다는 가정을 하고 있어 영상의 미세한 정보들이 필터링에 의하여 훼손된다. 본 논문에서는 영상의 비정적 상관관계를 고려한 적응적 잡음제거 알고리즘을 제시한다. 영상신호는 비정적 평균을 가진다고 가정되며, 또한 각기 다른 정적(stationary) 상관관계를 가지는 부분 영상으로 분리된다고 가정된다. 제안된 영상 모델에서의 공분산(co-variance) 행렬의 특수한 구조를 이용하여 계산적으로 효율적인 FFT에 기반한 선형 minimum mean square error 필터를 유도한다. 제안된 영상 모델의 정당성 및 알고리즘의 효율성을 제시한다.

위성에 탑재된 전자광학 카메라(Electro-Optical Camera)로부터 획득된 영상에서는 카메라의 스캔 방향과 통일한 방향으로 "줄무늬잡음"이 발생하게 된다. 이는 센서의 특성이 통일하지 않고, 우주라는 열악한 환경에서 영상의 획득이 일어나기 때문이다. 똔 논문에서는 줄무늬잡음을 제거하기 위해 비선형 보정방법을 제안한다. 영상의 준균일성(quasi-homogeneous)과 센서특성의 시불변성(time-invariancy) 가정을 바탕으로, 보정하려는 열의 이웃 열을 참조하여 줄무늬잡음에 의한 오차를 추정하고 이를 최소화한다. 줄무늬 잡음 정도를 추정하기 위해 줄무늬잡음을 바이어스에 의한 것과 특성곡선의 경향 차이에 의한 것으로 나눈다. 바이어스에 의한 오차는 센서가 스캔하는 방향과 통일한 방향으로 통계적 특성을 이용하여 추정한다. 특성곡선의 경향차에 의한 오차는 보정하려는 열에서 동일한 박기 레벨을 갖는 화소들을 조사하고, 이들과 이웃하는 열의 동일 위치에 있는 화소의 밝기 레벨의 통계적 특성을 파악하여 추정한다. 이렇게 추정된 오차를 최소화함으로써, 줄무늬잡음을 효과적으로 제거하였다.적으로 제거하였다.

본 논문에서는 공간 영역의 제약 정보를 이용한 적응 영상 복원 방식을 제안한다. 공간 영역의 제약 정보로는 국부 정보의 평균, 분산 및 최대 값을 이용하였다 반복 기법을 이용하여 매 반복 해에서 얻어진 복원 영상으로부터 상기 제약 정보를 설정하게 되고, 위의 제약 정보는 임의의 입력 값에 의해 정의되는 매개 변수와 더불어 복원 영상의 국부 완화 정도를 결정하게 된다. 제안된 방식을 이용하여 복원 영상을 얻기 위해 비적응 복원 방식보다 빠른 수렴 속도를 갖게 됨을 알 수 있었다. 또한, 국부적으로 제어된 완화 정도를 지닌 복원 영상을 얻을 수 있었다.

HDTV(high-definition television)와 개인용 컴퓨터의 발전에 따라 비월주사(interlaced scanning) 방식의 신호와 순차주사(progressive scanning) 방식의 신호 상호간의 변환에 대한 요구가 점점 늘어나고 있다. 이에 따라 비월주사 방식을 순차주사 방식으로 바꾸어주는 순차주사화(deinterlacing)가 활발히 연구되고 있다. 본 논문에서는 부화소(sub-pixel) 단위의 움직임 정보를 고려한 영상재결합 방법을 기반으로 한 순차주사화 알고리즘을 제안한다. 그러나 국부 움직임이 있는 영역에서는 영상재결합이 효과적이지 않으므로 적절한 문턱값을 이용하여 이러한 영역을 결정하고 에지를 이용한 보간 방법으로 순차주사화 한다. 또한 잘못된 움직임 추정으로 야기되는 문제들을 해결하기 위해, 각 영역과 입력 영상에 따라 다른 움직임 에러를 고려해서 정규화 값(regularization parameter)을 결정함으로 움직임 에러를 효율적으로 제거하였다 제안된 방법은 주관적 측면과 객관적인 측면에서 모두 우수한 결과를 실험적으로 보였다.

멀티미디어 정보표현 기술인 MPEG-7 표준이 빠른 속도의 진전을 보임에 따라 이를 활용한 검색 기술 개발도 활발히 진행 중에 있다 방대한 량의 동영상 내용 검색 기술 연구에 있어서 우선적으로 고려되어야 할 부분이 내용이 연속되는 프레임들의 분류이다. 이를 위해서는 물리적인 장면전환이 이루어지는 부분에 대한 실시간 자동 cut detection 기술 및 이 컷 프레임 영상에 대한 내용 기술을 자동적으로 수행할 필요성이 있다. 각 컷 프레임의 자동 내용 기술의 전처리로써 본 논문에서는 장면전환이 생기는 프레임의 영상의 어떠한 정보도 사전 정보로 취하지 않고 사용자의 개입이 없는 상황에서 영상의 컬러 특성 및 에지 정보만을 가지고 shape 영역 segmentation을 자동으로 실행하는 방법을 제안한다. 제안한 방법의 성능은 segmentation된 영상과 원 영상과의 영역비교를 통한 유사도에 의해 평가하며, 시뮬레이션 결과에서 제안한 알고리즘은 평균 90%이상의 영역 분할이 정확하게 됨을 알 수 있었고, 컬러의 구분이 명확하지 않은 자연영상에서도 robust한 segmentation 결과를 나타냄을 본 연구를 통하여 알 수 있었다.

대부분의 자동 영상분할 방법은 한 화면에서 개별 객체를 추출하기가 어렵고, 비디오 객체의 명확한 모델이 없어 자동분할 방법에는 한계가 존재한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 극복하기 위해 Active contour를 이용한 반자동 영상분할 방법을 제안한다. 일반적인 Active Contour 알고리즘은 유한개의 제어점을 설정하고 그 차이로 곡선의 특성을 묘사하므로 곡선 위의 제어점 사이의 모양 정보를 표현하는데 불충분하다 또한, 대부분의 Active Contour 알고리즘은 단순한 배경을 갖는 객체에는 잘 적용되도록 설계되었으나, 복잡한 배경을 갖는 객체에는 부적절한 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문은 B-Spline을 이용하여 곡선을 표현하고, 복잡한 영상에서도 좋은 성능을 갖도록 곡의치 외부 에너지는 SUSAN 연산자를 이용하여 추출하였다.

본 논문은 인터넷을 이용한 방송 서비스에서 저작권 보호 및 저작물 식별을 위한 고유 식별 정보(unique identification)를 삽입, 추출하는 기술을 제안한다. 인터넷을 통한 방송 서비스의 활성화를 위해서는 저작권의 보호와 저작물의 불법 사용 방지, 저작물에 대한 저작권료 지불, 그리고 차후에 불법 사용자의 적발 등을 할 수 있는 기술이 필요하다. 본 논문에서 제안하는 기술은 디지털 음악을 소비자에게 서비스할 때, 사용자의 아이디(ID)와 신상 정보를 이용해서 생성된 정보와 음악의 식별 정보를 같이 저작물에 삽입하여 다운로드 받은 음악 파일이나 또는 청취 중에 녹음한 음악 파일을 불법으로 유통시킬 경우에 유통된 음악 파일에서 삽입된 식별코드를 추출하여 음악 파일의 불법 유통경로를 추적하여 불법 사용자를 적발할 수 있는 기능을 갖고 있다. 이러한 기능을 만족시키기 위해서 인터넷 서비스에서 널리 이용되는 MP3, AAC, WMA 등과 같은 손실 압축을 거친 이후에도 삽입된 워터마크를 검출할 수 있으며, 일반 사용자들이 손쉽게 접할 수 있는 여러 신호처리에도 강인한 특성을 갖는 기술을 제안한다.

본 논문에서는 패치워크 방식을 변형한 공간영역상의 블라인드 이미지 워터마킹을 제안한다. 패치워크 알고리즘에 기반한 기존의 방식에서는 샘플당 화소수가 1로 제한되었으나, 여기서 제시한 알고리즘에서는 1 보다 큰 샘플당 화소수를 가질 수 있도록 샘플 확장계수를 도입하여 기존 방식을 개선하였다. 또한 이미지 특성에 따라 워터마크를 삽입하기 위해 샘플군의 평균값에 비례하도록 워터마크 삽입강도를 조절하였다. 샘플 확장계수에 의해 샘플당 4화소 이상을 할당하는 다양한 조건하에서 모의실험을 수행하였고, 샘플 확장계수의 도입으로 인한 성능개선을 확인할 수 있었다.

본 논문에서는 디지털 오디오 데이터에 부가 정보를 삽입하는 기술로써 계층적 워터마크를 사용하여 시간 변형을 감지할 수 있고, 필요에 따라 검출 복잡도를 조절할 수 있는 기법을 제안한다. 1계층 워터마크는 오디오 데이터의 시간축 변형을 감지할 수 있도록 오디오 데이터의 반향을 이용하고, 2계층 워터마크는 1계층 워터마크된 오디오 데이터를 기준으로 대역 확산 기법을 이용하여 저작권 정보 등의 요구량이 많은 부가 정보를 삽입한다. 이 때, 2계층 워터마크는 프레임의 동기 확보를 위한 동기 수열, 부가 정보 삽입을 위한 데이터 수열, 두 개를 이용한다. 검출기에서는 시스템의 요구 사항에 따라 1계층, 2계층 전단계, 2계층 본 단계 등의 계층적 순서로 검출할 수 있으며, 각 계층은 데이터에 가해진 변형 정도를 추정하여 다음 계층의 검출단에 정보를 제공한다. 여러 가지 실험 결과를 통하여 제안한 방식이 다양한 신호 처리에 강인함을 보였다.

본 논문에서는 오디오 워터마킹 기술을 방송 동기화 시스템에 적용하여 방송시스템을 자동화하기 위한 시스템을 구현했다. 방송시스템은 대개의 경우 1개의 중앙방송과 다수의 지역방송국으로 구성된다. 방송동기화 시스템은 방송소재가 중앙방송에서 지방방송으로 전환하는 시점을 알리는 신호에 워터마크를 삽입하여 방송하고 다수의 지방 방송에서는 워터마크를 검출해서 방송소재의 전환을 자동으로 하고자 한다. 본 논문에서 구현한 방송동기화 시스템은 방송시스템의 특성을 중시하여 설계 제작되었다. 방송시스템의 오류는 바로 방송사고로 이어지는 만큼 동기신호를 잘못 검지하는 오류는 없어야 한다. 즉 워터마크가 없는 오디오에서 워터마크가 있다고 검출되는 경우가 0% 이어야 한다. 본 논문에서 제안된 알고리즘으로 실제 방송되는 라디오 신호를 갖고 실험해본 결과 위의 조건을 만족하고 다양한 환경 즉 압축 및 A/D, D/A, 노이즈 삽입에 대한 신뢰성 테스트를 수행하여 우수한 결과를 얻었다.

In this paper, we propose a method of loaming user preference for set-top box scenario. Our proposed method analyzes user history data to learn user preference and then automatically suggest the list of TV programs to the user under the assumption that the TV programs are regularly repeated on time and daily basis. We used MPEG-7 MDS to describe user history data. The experiment results show the proposed method yielded a good performance.

최근 대용량 디지털 비디오의 효율적인 이용 및 관리를 위한 데이터 베이스 구축이 절실히 요구되고 있다. 이를 위해서 , 디지털 비디오의 내용 기반 요약이 필요하며, 선행 기술로서 비디오의 샷 경계 검출이 이루어져야 한다. 기존의 샷 경계 검출 방법들은 압축 파일로 저장된 비디오 데이터에 대해 샷 경계 검출을 수행한다. 이러한 기존 방법과 달리, 본 논문에서는 디지털 비디오 카메라로부터 비디오 데이터를 얻어 저장하면서, 실시간으로 샷 경계 검출을 수행하고자 한다. 그리고, 실시간 샷 경계 검출에 있어서 본 논문은 MPEG-7의 Homogeneous Texture와 Edge Histogram 기술자를 적용하여 추출된 각 비디오 프레임의 질감과 에지 정보를 이용한다 이 방법은 비디오의 샷 경계 검출에 있어서 시간적으로 기존 방법들보다 효율적이고, 내용 기반 검색에 유용하다.

ISO/IEC 15938-1(MPEG-7 Systems)에서는 멀티미디어 컨텐츠에 대한 메타데이터의 효율적인 전송과 저장을 위한 이진 표현 방법인 BiM(binary format for MPEC-7)을 제공한다. 멀티미디어 컨텐츠를 기술(description)하는 메타데이터의 텍스트 표현은 대체로 많은 저장 용량과 전송 리소스를 요구하기 때문에 효율적인 압축을 위해서는 이진 형식으로의 변환이 요구된다. 또한 텍스트 형식은 방송 환경과 같은 스트리밍 전송에는 적절하지 못한 단점이 있다. BiM은 컨텐츠에 대한 기술을 전체 또는 2개 이상의 AU(access units) 단위로 분할하며 부호화하는 방법을 지원함으로써 스트리밍 전송을 가능하게 한다. 이러한 구조는 이진 포맷 형태로 표현되는 헤더를 가지는 패킷 기반 형태이며, 융통성이 있는 전송 순서를 제공한다. 또한, 비트 스트림의 전체를 해석(parsing)하지 않고 랜덤 엑세스 기능을 제공하는 장점이 있다. BiM이 지닌 이러한 장점들로 인하여 현재 방송산업계를 중심으로 메타데이터를 방송에 활용하기 위한 기술을 표준화하는 국제 민간 표준화 기구인 TV-Anytime 포럼에서는 방송 컨텐츠에 대한 메타데이터의 압축에 관한 요구사항을 만족하는 하나의 방법으로 BiM을 고려하고 있다 본 논문에서는 이러한 MPEG-7 시스템의 BiM을 소개하고, 이를 이용하여 TV-Anytime 포럼의 메타데이터를 이진 포맷으로 부호화한 실험과 그 결과를 기술한다.

최근 스포츠 중계를 중심으로 가상광고가 큰 주목을 받고 있다. 가상광고는 현실에 존재하지 않는 광고를 실영상 내에 삽입하여 마치 실제로 존재하는 물체처럼 보여주는 기술이다. 본 논문에서는 한 대의 카메라로 촬영한 영상으로부터 실시간으로 특징점 추출 및 추적을 행하여, 카메라 Projection 행렬을 복원하고, 이를 이용하여 범용적인 크로마키(chroma-key) 기법으로 영상합성 함으로써 센서와 같은 부가장비가 필요없는 영상기반의 가상광고 시스템을 구현하였다. 일반 PC상에서 알고리즘의 유효성과 실시간 동작성을 확인하였다.

본 논문은 기존의 MPEG-4 시스템을 기반으로 양안식 3차원 동영상을 효율적으로 처리하기 위하여 부호화된 기초스트림을 다중화 하는 처리 모듈과 싱크 패킷 헤더부에 3차원 동영상 데이터 처리를 위해 요구되는 헤더정보를 포함하는 확장 MPEG-4 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 기존 2차원 동영상 처리와 호환성을 유지하면서 3차원 동영상의 디스플레이 방식 및 사용자 시스템 환경에 적합한 데이터만을 선택적으로 전송함으로써, 전송 효율 및 디코딩 속도를 향상시킨다.

본 논문에서는 파동분할(Wavepartitioning) 방식을 기반으로 꼭지점들간의 특징적인 관계(Vertex Pedigree)를 이용한 순차적(Sequential) 메쉬 부호화 방식을 제안한다. 파동분할 방식은 호수에 물방울이 퍼져 나가는 자연 원리를 이용하여 초기 삼각형의 주위에 삼각형을 덧붙여 가면서 하나의 SPB(Small Processing Block)을 만들어내는 방식이다. 이 방식을 이용하여 하나의 모델을 서로 독립적인 SPB로 분할하고, 각각의 SPB내에서 초기 삼각형을 중심으로 그것에 덧붙여진 삼각형에 의해 만들어진 원 또는 반원을 찾는다. 또한, 그 원주를 따라 순차적으로 꼭지점을 구하면 각각의 꼭지점들은 서로의 관계에 따라 일정한 패턴으로 늘어서게 되고, 이것을 이용하여 연결성 정보 없이 부가 정보만으로 모델을 순차적으로 무손실 부호화한다.

논문은 리눅스를 기반으로 하여 디지털 방송 컨텐츠를 브라우징하는 기술과 서비스에 필요한 기술들을 제시하고 이를 활용한 서비스 모델을 제시한다. 사용자에게 방송 프로그램의 정보의 습득과 검색을 위해 EPG(Electronic Program Guide)를 이용하여 방송 컨텐츠를 장르와 채널 카테고리로 자동 분류한다. 각 프로그램에서 키 프레임을 추출하여 사용자에게 빠르게 탐색하게 하고 줄거리 파악을 쉽게 하였다. 비순차적인 재생 요구를 수용하기 위해 랜덤 엑세스와 컨텐츠와 추출된 키 프레임을 동기화 하여 하이라이트 모드로 재생하고 연속 재생을 할 수 있게 한다. 사용자와의 상호 작용에서 얻어진 채널과 장르 선호도 정보를 이용하여 컨텐츠를 개인의 성향에 맞게 장르와 채널별로 분류하여 개인화된 프로그램 가이드를 제공한다. 컨텐츠의 획득에서 누적된 취향에 따른 분류, 브라우징을 위한 키프레임 추출과 샷 분류를 통한 가공, Payper-View를 위한 사용정보에 이르기까지 리눅스 기반의 로컬 스토리지를 활용한 디지털 방송 브라우징 모델을 제시한다.

시청자의 취향에 맞는 방송 컨텐츠를 제공하는 쌍방향 방송 서비스에 대한 요구가 증가하면서 방송용 컨텐츠의 요약, 검색, 색인 기술의 개발이 필요하게 되었다. 이런 필요에 의해 만들어진 MPEG-7 과 TV-Anytime과 같은 국제 표준들은 영상/비디오의 효율적인 내용 특징 추출 기술 및 추출된 특징을 바탕으로 멀티미디어 데이터를 검색하는 기술을 제공할 수 있다. 본 논문에서는 상위의 MPEG-7기술자들을 사용하여 골프 비디오의 내용기반 특징을 추출하고, 이들을 통합하여 골프 비디오의 구조적 내용 정보를 기술하는 요약문(Hierarchical Summary)을 생성하였다. 제안한 방법은 국제 표준으로써 그 성능을 인정받은 MPEG-7 기술자들을 사용하여 각 기술자 모듈의 정확성을 확보하고 필요에 따라 기술자 모듈의 성능을 개선하여 효율성을 높였다.

Due to the current limitation on network bandwidth, it is difficult to get the video files of interests from the server by downloading/streaming. To solve this problem, we propose a scheme for generating a virtual single video in the client side by downloading the selected video segments and the corresponding metadata from the server. Our system is based MPEG-7 standard on the multimedia metadata. The experimental system demonstrates the feasibility of our approach.