주문형 비디오 시스템에서 영화는 다중 엑세스를 지원하기 위하여 비디오 서버의 디스크 배열에 스트라이프 된다. 영화의 블록들은 비디오 서버의 디스크 배열들간의 부하 불균형을 피할 뿐만 아니라 저장 공간과 장치 대역폭을 최대로 이용하기 위하여 비디오 서버의 디스크 배열에 신중히 배치되어야 한다. 본 논문에서는 영화의 인기도를 고려한 동적 디스크 스트라이핑에 기초한 그룹교대 라운드로빈(GARR: group-alternation round-robin)이라 부르는 영화 배치 방법을 제안한다. GARR은 영화 선택 정책으로 그룹교대와 영화 배치정책으로 라운드로빈을 사용한다. 여기서 그룹교대는 인기 영화 그룹과 비인기 영화의 그룹을 교대로 디스크에 할당한다. GARR의 성능은 시뮬레이션을 통하여 평가된다.
인터넷 웹 기반의 Home Securiy, ITS(Intelligent Traffic System), 관광산업, 생산현장 등 여러 분야에서 네트워크 카메라를 이용한 영상정보 시스템이 각광을 받고 있으며, 이에 따른 네트워크 카메라의 수요가 급속하게 증가하고 있다. 또한 이를 제어하기 위해서 비디오 서버가 복잡해짐에 따라 많은 비용이 드는 문제를 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 카메라 수의 증가에 따른 비디오 서버의 복잡성과 비용 문제를 해결하고자 다중 채널을 통해 입력되는 카메라의 영상 정보를 1채널 멀티플랙스 스위칭 처리를 하고 또한 영상 데이터를 자동으로 스위칭하는 시스템을 구현 하였다.
본 논문에서는 H.263 비디오 코덱을 사용한 인터넷 스트리잉 서버와 클라이언트의 구현을 기술한다. 서버와 클라이언트간의 데이터 전송은 RTP 실시간 프로토콜을 사용하여 이루러진다. 스트리밍 서버는 저장된 H.263 파일 또는 입력 받은 비디오를 실시간으로 H.263으로 엔코딩하여 멀티캐스팅하고, 클라이언트는 멀티캐스트 세션에 접속하여 서버가 전송한 H.263 데이터를 받아 실시간으로 디코딩한다.
멀티미디어 데이터는 크기가 크고 실시간성의 특징을 가지고 있다. 특히 HDTV 서버는 많은 수의 비디오를 저장하기 위해서 대용량의 저장 능력이 필요하며 동시에 많은 수의 사용자를 지워하기 위해서 높은 전송율을 보장하여야 한다. 따라서 HDTV 서버는 확장성 있는 하드웨어 구조를 가져야 하고 데이터를 효과적으로 저장 관리할 수 있는 소프트웨어가 지원되어야 한다. 본 논문에서는 HDTV의 비디오 데이터를 저장 관리하기 위한 확장성 있는 HDTV 저장 서버 구조, 고성능 입출력시스템에서 기본적으로 사용하는 데이터 분할 방법, 데이터 배치 방법, 캐싱 정책, admission control 방법과 성능 분석에 대한 내용을 기술한다.
인터넷을 통한 멀티미디어의 유통이 광범위하게 이루어지면서 저작권 보호에 대한 요구가 점점 높아지고 있다. 디지털 워터마키을 저작권보호를 위한 DRM의 수단으로 사용하는 시도도 있어왔다. 특히, 비디오 매체에 대한 워터마킹이 현실적으로 가장 효과적이고 현실적이다. MPEG 압축 비디오를 이용하는 방송환경의 워터마킹 기술은 많은 연구가 되어지고 있지만 실제 STB(Set Top Box)에서 동작하는 워터마킹 기술은 아직 일반적이지 못하다. 본 논문에서는 서버(방송국) 및 클라이언트(STB)에서 제공자와 이용자의 정보를 각각 삽입하는 다중 워터마킹 구조를 제안한다. STB에서는 비디오 스트림 수신 후 제공자의 정보(서버 워터마크)를 검출 및 확인 후 인증 시 비디오카드를 통하여 모니터 및 장치들로 비디오신호를 전송하게 된다. 이때 STB의 정보를 포함한 클라이언트 비디오 워터마크를 삽입함으로서 2차적 저작권보호를 시도하게 된다. 이러한 기술은 IPTV 환경에서 발생할 수 있는 멀티미디어의 불법 사용에 대한 저작권보호의 수단으로 사용하는 것이 가능하다.
본 논문은 단일 주문형 비디오 환경에서의 서버/클라이언트 미디어 서비스 모델을 분석하고 이를 병렬 주문형 비디오 환경에 적용함으로써 보다 나른 사용자 QoS(Quality of Service)를 제공하고자 한다. 미디어 서비스 모델로는 클라이언트가 데이터를 요청하고 서버가 전달해주는 Client Pull 모델과 서버 측에서 일방적으로 데이터를 전달해 주는 Server Push 모델 그리고 두 모델을 통합한 IPP(Interleaving Pull & Push) 서비스 모델로 크게 나뉜다. 병렬 주문형 비디오 환경을 위해 병렬형 미디어 스트리밍 서비스, 즉 단일 클라이언트를 위해 다수의 서버들이 동시에 서버에 참여하는 PMSS(Parallel Media Streaming Service) 시스템을 구축하였으며, 단일/병렬 주문형 비디오 환경에서 네트워크상 전달지연과 클라이언트 버퍼 내 데이터 잔여량 인자를 통하여 각 서비스 모델간 성능을 비교 분석하였다. 실험을 통해 병렬 주문형 비디오 환경에서 IPP 서비스 모델이 가장 적은 전달지연과 안정적인 클라이언트 버퍼를 유지함을 알 수 있었다. 이를 통해 사용자에게 보다 나은 서비스를 제공할 수 있음을 확인하였다
True VOD 시스템은 클라이언트들이 서비스 요청을 할 때마다 통신망을 통하여 즉시 비디오서비스를 제공할 수 있는 대화형 시스템이다. 그러나 멀티미디어 스트리밍 응용은 비디오나 오디오 클립들이 높은 대역과 긴 재생시간을 요구하기 때문에 많은 서버 및 네트워크 자원을 요구한다. 패칭기법은 클라이언트들의 요청에 대해 미디어 스트림을 멀티캐스트 전송함으로써 요구되는 서버 및 네트워크 자원을 줄이는 동적 멀티캐스트 방법이다. 하지만 패칭은 클라이언트의 요청을 즉시 처리하기 위해 많은 량의 버퍼링을 필요로 하며 높은 디스크 대역을 요구한다. 본 논문에서는 비디오 서버의 입출력 요청을 동적으로 감소시키며, 인기 있는 비디오에 대한 요청을 즉시 처리할 수 있도록 정규채널과 패칭 채널을 예약해 두는 True VOD 시스템을 위한 개선된 패칭 알고리즘을 제안한다.
본 논문에서는 네트워크 상태, 사용자 단말 성능, 지원 가능한 비디오 포맷등 사용자 정보들을 서버와 공유하여 원활한 비디오스트리밍이 가능한 클라이언트를 기술한다. 이러한 사용자 정보는 MPEG-21 멀티미디어 프레임워크를 이용하여 서버와 통신하며, 기존의 VoD의 단방향 스트리밍이 아닌 양방향의 스트리밍 구조로 설계하였다. 양방향 스트리밍은 사용자 환경뿐만 아니라 이전에 재생된 비디오 시퀀스 및 사용자 이동성에 따른 적응형 재생이 가능하도록 스트리밍과 다른 통신채널을 이용하여 단말의 정보를 서버에게 보낼 수 있다. 실제 응용과 검증을 위해 본 논문에서는 PC를 이용한 단말 시스템과 PDA를 이용하여 동작시험 결과를 얻었다.
주문형 비디오(Video On Demand) 서버를 구현하는데, 현재까지도 많은 부분에서 한계에 부딪치고 있으며, 이를 해결하기 위한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 주문형 비디오 서비스에서의 한계는 대부분이 자원(디스크, 버퍼)의 제한 때문에 발생하고 있으며, 디스크어레이나, 메모리 뱅크와 같은 특수한 하드웨어를 사용하여 해결하고 있다. 또한, 이에 맞추어 여러 가지 소프트웨어적인 방법도 제안되었다. 본 논문에서는 주문형 비디오 서버의 한계 중 디스크대역폭과 버퍼 공간의 한계점에 의한 문제를 해결하기 위하여 기존의 연구분야인 버퍼 공유 및 관리 방법을 제안한다. 제안하는 버퍼 공유 및 관리 방법은 버퍼의 크기 및 디스크의 대역폭 가용량에 따른 적응적 병합, 분할 방식을 사용한다. 제안한는 병합, 분할방식은 피기백킹(piggybacking) 개념을 도입한 방법을 사용한다. 이러한 적응적 버퍼관리의 효율성을 보기 위해 주워진 환경을 설정한 시뮬레이션을 통해 제안방법의 성능을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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