본 연구에서는 비디오 영상데이터로부터 인간의 행동패턴의 인식기술 및 상황인식 기법을 소개하고 이를 활용한 실용적 응용으로서 지능형 감시시스템을 제안한다. 순차적 영상신호에서 형태기반의 정적 특징과 목표물의 움직임 요소를 측정한 동적 특징을 결합한 형태의 특징 표현 및 추출기법과 행동패턴 및 상황패턴에 대한 인식 모델을 제시하고 구현한다. 모듈구조의 시스템에서 영상처리 모듈과 패턴인식 모듈은 특징추출 및 인식과정을 수행하며, 감시영상에 대한 상황판단 기능은 데이터베이스 모듈과 연동하여 효과적인 검색기능과 경보기능 등을 지원한다. 이러한 기능은 기존의 시스템에서 운영자의 지속적인 감시작업과 상황판단 작업을 보조 또는 대행하여 수행할 수 있을 뿐만 아니라 데이터저장 공간을 획기적으로 줄이고 부수적으로 효율적인 영상의 조회기능 및 추적기능 등의 유용한 인터페이스를 지원한다.
무선 통신상의 비디오 전송은 가정과 사무실 같은 실내 환경에서 많은 활용성을 가지고 있다. 무선 데이터 통신에는 블루투스를 사용하였으며, 블루투스의 낮은 대역폭으로 인하여 MPEG-2 압축기술을 사용하였다. 블루투스를 사용하여 영상을 전송하는데 MPEG기술이 가지는 효율성과 필요성을 압축된 영상 전송과 압축되지 않은 영상의 전송을 비교하여 보여준다.
최근 무선 인터넷의 이용이 급격히 증가하고 있을 뿐만 아니가 사용사의 요구도 텍스트 기반의 무선 인터넷 데이터 서비스에서 그릴, 사운드, 영상 등의 무선 멀티미디어 데이터 서비스로 변하고 있다. 이러한 흐름에 따라, 본 논문에서는 기존에 많이 사용되는 무선 인터넷 프로토콜인 WAP(Wireless Application Protocol) 기반의 무선 인터넷 환경에서 어디서든지 원격지의 영상 이미지를 모니터링 할 수 있는 시스템을 제안하였고, 이는 기존의 고가의 인터넷 카메라 시스템과는 달리, 인터넷에 직접 연결 가능한 비디오 모듈과 PC로 구축된 서버를 사용한 저가의 효율적인 모니터링 시스템이다. 본 논문에서는 이러한 WAP 기반의 원격 화상 모니터링 시스템에 대한 설계와 구현 방법에 대해 서술하였다.
예전에 일반적인 DC모터제어 또는 전류 량 제어 분야에만 사용되던 펄스 폭 변조기 형태의 부품이 근래에는 멀티미디어 단말장치의 한 부품으로 사용되고 있는데 본 논문에서는 비디오 신호처리 및 영상보드에서 간편하게 사용될 수 있는 PWM 모듈을 설계하였다. 단말장치의 주변 칩에서 사용되는 일반적인 내장형 모듈을 사용하게 되면, 멀티채널을 요하는 시스템에서 채널의 부족으로 인해 여러 개일 마이크로 콘트롤러를 사용해야 하는 단점이 있다. 이 때문에 내장형으로 사용될 수도 있으며, 독립적으로도 동작할 수 있는 구조가 필요하며 정적으로 동작해야 하는 시스템에도 이식될 수 있는 기능도 동시에 가지고 있어야 한다. 본 논문에서는 이러한 기능을 만족시키기 위한 진보된 PMW 모듈의 구조를 제안하였으며, 이를 VHDL로 기술하여 기능을 검증하고, XC4010XL-PC84 FPGA로 구현하였다.
스마트 폰과 같은 모바일 기기에서 사용자의 다양한 요구 사항을 충족해야하는 요구가 늘어남에 따라, Wi-Fi, Bluetooth 등의 이종 무선 라디오가 단일 칩에 통합된 Wi-Fi 및 Bluetooth 콤보 모듈이 보편화 되었다. 본 연구에서는 Wi-Fi / Bluetooth 콤보 통신 모듈을 장착한 모바일 기기에서 모바일 스트리밍을 이용할 경우, Bluetooth 사용이 사용자 체감 품질(Qualty-of-Experience)에 미치는 영향을 조사한다. 실측을 통한 실험 결과, Wi-Fi와 블루투스를 동시에 사용하는 환경에서는 Wi-Fi만을 이용하는 환경에 비해 최대 55 %의 성능 저하를 보인 것으로 나타났다. 이 연구는 이기종 통신 모듈의 사용에 따른 물리 및 링크 계층의 전송 스케쥴링이 최상위 사용자 계층의 성능에 미치는 영향을 밝혀냈다는 중요성을 갖는다.
차량 내부에서는 컨트롤러, 센서, 텔레매틱스 단말기, 내비게이션, 오디오 및 비디오 등 다양한 모듈들이 CAN이나 MOST와 같은 차량 네트워크를 통해 연결되어 있다. 게다가, 사용자는 이동 중에 무선 모바일 네트워크를 이용하여 ITS나 인터넷에 접속할 수도 있다. 이러한 네트워크의 다양한 활용은 데이터 해킹, 프라이버시 침해, 위치 추적 등과 같은 많은 보안 문제를 야기하게 된다. 또한, 차량 운영 데이터(센서, 제어 데이터)를 해킹함으로써 차량을 고장 내거나 사고를 유발할 수 있는 가능성도 점차 커지고 있다. 본 논문에서는 CAN이나 MOST와 같은 차량 네트워크에 적용할 수 있는 암호화 기능을 가지는 보안 모듈을 제안한다. 이 보안 모듈은 DES, 3-DES, SEED, ECC 및 RSA와 같은 일반적인 암호화 알고리듬과 전자서명 기능을 제공하게 된다.
일반적인 영상감시시스템은 비디오 녹화 및 전송 방식을 채택하고 있기에 특성상 다량의 데이터를 전송하고 저장하여 시스템의 부담이 크다. 하지만, 쓰레기 불법투기나 불법 주차현장의 포착 및 기록을 같은 용도에서는 비디오가 아닌 정지영상을 이용하는 감시가 충분할 것이다. 본 논문에서는 움직임 센서와 정지 영상을 이용한 영상감시시스템을 제안한다. 우리의 시스템에서는 움직임 이벤트의 발생을 센서값 변화로 인식한 후, 현장을 기록하는 정지영상을 캡처하고 원격지의 데이터베이스에 저장하는 하는 기능을 제공한다. 따라서 제안된 시스템은 기존 비디오 기반의 감시 시스템과 비교해서 감시 상황의 발생을 보다 신속하면서도 정확하게 인식할 뿐만 아니라 처리하는 데이터의 양을 현저히 줄이는 장점이 있다. 또한, 우리의 시스템은 에이전트 기반으로 동작하기에, 이후 새로운 모듈을 추가하거나 기존 모듈을 수정하는 작업을 쉽게 할 수 있도록 한다.
본 논문에서는 사물인터넷 환경에서 저전력 동작과 에너지 하비스팅이 가능한 스마트 비디오 디바이스의 구조와 에너지 제어모델을 제안한다. 스마트 비디오 디바이스는 프로세서, 이미지 센서, 비디오 코덱, 네트워크 제어기 모듈들로 구성된다. 제안하는 에너지 제어 모델은 이미지 센싱, 비디오 부호화, 전송 시 에너지 소비량 출력과 태양전지를 통한 하비스팅 에너지 입력을 이용하여 에너지 버퍼인 배터리 입출력 관계로 정의된다. 화면률, 양자화 계수, 프로세서 동작 주파수를 에너지 레벨과 기능 블록들의 에너지 소비 제어 계수로 사용한다. 제안하는 에너지 제어 모델은 스마트폰 기반으로 에너지 제어 계수들에 따른 에너지 소비량 측정을 통해 검증되었으며, 에너지 하비스팅 기능을 이용한 지속 가능한 스마트 비디오 디바이스 설계에 활용될 수 있다.
본 논문에서는 MPEG-2 비디오 인코더의 프레임 인터페이스 모듈에 대한 효율적인 하드웨어 구조를 제안한다. 인코더 모듈과 SDRAM 사이의 메모리 버퍼 크기를 줄이기 위해, 한 매크로 블록에 필요한 메모리액세스 시간을 dual-bank 동작과 버스트 길이 변화를 사용하여 필요 클럭 수를 최소화 한다. 이 최소화된 메모리 액세스 방법으로 인해 남는 클럭 사이클을 랜덤 액세스 횟수로 할당함으로써, 내부버퍼 크기, 데이터버스의 폭과 제어논리회로의 크기를 줄일 수 있었다. 제안된 프레임 메모리 모듈은 54㎒의 주파수에서 동작하며 설계된 라이브러리는 VTI/sup тм/ 0.5㎛ CMOS TLM 표준셀공정을 사용하였다. 제안된 구조를 C-code하드웨어 모델에 의해 생성된 테스트 벡터와 합성된 회로의 모의실험 결과를 비교함으로써 검증하였다. 제안된 구조의 버퍼 면적은 기존 구조의 버퍼 면적의 40%로 줄일수 있었다.
본 논문은 UPnP 기반의 홈 네트워크 환경에서 사용자가 가정 내에서 위치에 상관없이 다양한 AV 서비스를 제공받기 위한 UPnP AV 프레임워크의 재생모듈을 제안 한다. 현 UPnP AV 아키텍처의 미디어 서버, 미디어 렌더러, 컨트롤 포인트를 통합한 비디오 재생 모듈을 분석하여 현재 통용되는 시스템에서의 불필요한 점을 제거하고 문제점을 해결하였다. 뿐만 아니라 가정에 존재하는 미디어 컨텐츠를 분류하여 보여주는 효율적인 GUI를 제공함으로써, 사용자는 UPnP AV 서비스를 편리하게 이용할 수 있다. 논문에서 제안하는 UPnP AV 프레임워크의 재생모듈은 미디어 컨텐츠를 제공하는 미디어 서버와 이를 재생하는 미디어 렌더링, 사용자 인터페이스를 제공하는 컨트롤 포인트에서 미디어 렌더링과 컨트롤 포인트가 같은 셋탑에서 동작하는 통합된 UPnP 미디어 플레이어이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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