본 논문은 MPEG-4 스트리밍을 위한 서버 디멀티플렉싱 기법을 제안한다. 일반적인 스트리밍 서비스에서 클라이언트가 수행하는 디멀티플렉싱을 서버에서 수행한다. 이 기법은 클라이언트의 부하를 감소시킨다. 또한, 다수의 클라이언트에게 스트리밍 서비스를 제공할 경우 데이터 중복 전송에 대한 네트워크 자원 낭비를 막고, 서버 시스템의 부하를 줄일 수 있다. 그러므로, 서버 디멀티플렉싱 기법을 사용할 경우, 기존의 PC 환경에서 뿐 만 아니라 무선환경과 같이 자원이 부족한 환경에서 동작하는 멀티미디어 재생기 개발에 응용될 수 있다.
최근 컴퓨터 기술과 네트웍 기술의 급속한 발전과 보급으로 유선환경에서뿐만 아니라 무선환경에서도 이동단말기를 이용하여 네트웍에 접속하여 다양한 작업을 수행할 수 있게 되었다. 본 연구에서는 멀티미디어 스트리밍 서비스시에 이동단말기의 에너지 상태에 따라 단말기로 전송되는 프레임의 수를 조절하는 기법을 이용함으로써 적은 컴퓨팅 자원을 사용하면서 동적으로 스트리밍을 조절하는 기법을 제시한다. 이를 위해 기존의 연구에서 사용하던 트랜스코딩방식 대신 실시간 스트리밍 서비스를 위해 개발된 RTP를 이용하여 프레임율을 조절하는 시스템을 설계 및 구현하여 성능을 측정하였다.
본 논문에서는 MPEG-4의 표준 압축/복원방식을 기반으로 한 멀티미디어 스트리밍 클라이언트 설계 및 구현을 기술한다. 스트리밍 프레임 워크 내에서 클라이언트가 QoS 관리를 위해서 할 수 있는 성능적 측면을 기술한다. JAVA를 기반으로 구현한 클라이언트 내부 시스템 설계 및 구현부분과 네이티브 코드로 구성된 MPEG-4 표준 코덱과 RTP/RTSP/RTCP 부분을 JNI를 통해서 연동되는 기술적 측면을 보여준다. 스트리밍 프레임 워터 내에서 클라이언트의 향후 발전해야 할 과제를 제시한다.
오늘날 QoS/QoE 기술의 일환인 HTTP를 활용한 동적 적응적 스트리밍 기술이 이슈화 되고 있다. 본 논문에서는 HTTP를 활용한 동적 적응적 스트리밍 기술에 대해 연구하였다. 이를 기반으로 HTTP를 활용한 동적 적응적 스트리밍 시스템을 설계 및 구현하였다. 본 시스템에서는 MPEG2-TS 파일에 대해 비트율별 변환, 일정 시간 별 Segment의 분할, 앞에서의 파일들을 참고하여 최종적으로 전송에서 활용되는 MPD(Media Presentation Description) File의 생성과 서버와 클라이언트 간의 스트리밍에 대해 HTTP를 활용한 동적이고 적응적인 네트워크 환경에서의 비트율별 스트리머로 구성된다. 이는 불특정 다수의 네트워크 환경에서 끊김없는 지속적인 영상의 재생을 위한 다양한 스트리밍 분야와 멀티미디어 분야에 활용될 것이다.
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.
현재 대다수 스트리밍 서비스들은 특정 S/W나 별도의 프로그램 설치를 통해 실시간 스트리밍 서비스를 지원하는 실정이고, 저장되는 영상에 대해 저장의 종료 전까지는 영상에 대해 편집 및 사용이 불가능 하였다. 이에 본 논문에서는 사용자가 저장하고 있는 영상에 대해 멀티스레드 기법을 적용한 시스템을 기반으로 별도의 플러그인이나 프로그램의 설치 없이 HTML5을 활용하여 웹 콘텐츠를 제작, 웹 브라우저를 이용한 실시간 스트리밍 시스템을 기술한다. 이는 스트리밍 실시간으로 저장되는 영상에 대해 편집 및 사용이 가능하며, 실시간 커뮤니케이션 및 미디어 공유를 필요로 하는 웹 서비스 및 스트리밍 분야에 활용될 것이다.
클라이언트-서버 구조의 스트리밍 시스템은 서버의 가용 능력에 따라 클라이언트의 개수가 제한되는 단점을 가진다. 본 논문에서는 인터넷 방송 시스템의 확장성과 안정성을 지원하기 위해 P2P에 기반한 모델을 제시한 후, 프로토타입 시스템을 설계 및 구현하였다. 본 논문에서 구현한 시스템 OmniCast264는 H.264 비디오 스트림을 제공하는 인코딩서버와 스트리밍서버, 피어노드, 프록시 서버로 구성된다. OmniCast264는 스트리밍 부하의 분산화, 실시간성, 에러 발생에 따른 강건함, 계층의 모듈화등의 개념을 가지고 있기 때문에 대용량의 인터넷 방송에 적합하다고 할 수 있다. 마지막으로 PC들을 병렬 및 직렬 구조의 유형으로 나누어 P2P를 구성한 후, OmniCast264의 성능을 평가하여 실시간 재생이 가능함을 검증하였다.
본 논문에서 모바일 환경에서의 VOD 스트리밍 서비스를 위한 DRM 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 모바일 환경에서 사용되어지기 위해 독자적으로 구축된 클라이언트 서비스를 위한 핵심요소인 DRM 클라이언트 매니저(컨슈머)와, DRM 서비스를 제공하는 DRM 서버로 구성된다. 컨슈머는 이러한 모바일 환경에서 효율과 처리능력을 극대화하기 위해 클라이언트에서 독립적으로 존재하고, 라이센스 서비스, 컨텐츠 서비스, 접근 서비스 그리고 트랙킹 서비스로 구성된다. DRM 서버는 VOD 스트리밍을 위한 스트리밍 서버, 분배자, 라이센스 서버, 그리고 프로바이더로 구성된다. 제안하는 시스템은 기존의 DRM 시스템에서 처리하는데 어려운 모바일 환경에 적합한 구조를 가지고 있으며, 클라이언트 매니저에서 라이센스 매니저를 이용해서 2차 배포문제를 풀 수 있다.
소프트웨어 스트리밍 기술은 네트워크에서 스트리밍을 통하여 여러 응용 소프트웨어를 지원할 수 있는 서비스 방법이다. 본 논문에서는 플랫폼 독립적인 성능 개선 소프트웨어 스트리밍(PESS: Performance Enhanced Software Streaming) 기술을 제안한다. 이 기술은 자바 언어를 기반으로 설계하고 구현하였다. 구현 시스템에서의 주요 특정은 윈도우 시스템 이외의 다중 운영 체제에서 사용될 수 있는 플랫폼과 개선된 성능이다. 구현된 스트리밍 방법에서, 응용 소프트웨어는 서버에 위치하며 단지 필요한 팩들만 순간적으로 전송된다. 필요한 경우, 가장 파일 시스템과 클라이언트의 가상 레지스터리에 의하여, 사용자 요청이 매우 작은 팩 단위를 전송함으로써 처리된다. 그러므로 서버 부하가 감소될 수 있고 스트리밍 속도 또한 개선될 수 있다. 본 논문에서는 제안 시스템에 대한 구현 결과를 제시하고 여러 가지의 성능 특성을 분석한다.
프록시 시스템에서의 QoS는 혼잡 (congestion), 지연 (delay), 재전송 (retransmission) 등과 같은 간섭에 의해 많은 영향을 받는다. 또한 멀티-레벨 스트리밍 서비스는 시간 동기화에 의해 영향을 받으며, 이로 인하여 서비스 성능이 저하된다. 본 논문에서는 프록시 시스템에서 발생하는 스트리밍 서비스의 성능 저하를 개선하고 스트리밍 처리율을 향상시키기 위한 세그먼트 기반의 버퍼 관리 메커니즘을 제안한다. 제안된 논문의 목적은 다음과 같다. 1) 세그먼트 기반의 버퍼관리 메커니즘을 이용하여 다중 스트리밍 서비스를 최적화한다. 2) 혼잡, 간섭 등으로 인해 발생되는 오버헤드를 줄인다. 3) 끊김 현상, 지연 등으로 인해 발생하는 재전송의 문제를 최소화한다. 이러한 목적을 수행하기 위해 우리는 퍼지 값 $\mu$와 비용 가중치 $\omega$를 이용한다. 시뮬레이션 결과 제안된 메커니즘은 버퍼 캐시 제어율, 평균 패킷 손실률, 그리고 스트림 적합성 척도에 따른 지연 절약율에 있어서 기존의 고정길이 세그먼트기법, 피라미드 (pyramid) 세그먼트 기법, 그리고 스카이스크렙퍼 (skyscraper) 세그먼트 기법보다 성능이 효율적임을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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