본 논문에서는 MPEG-4 데이터를 MPEG-2 A/V 스트림에 효율적으로 삽입하기 위한 방안을 제안한다. 제안된 방법은 mp4 파일로부터 MPEG-4 객체인 IOD(Initial Object Descriptor), OD(Object Descriptor), BIFS(Binary Format for Scene) 및 미디어 데이터를 추출해 낸 후, MPEG-2 TS 프로토콜을 이용하여 사용자가 원하는 시간에 MPEG-4 데이터를 재생할 수 있도록 MPEG-2 A/V 스트림과 동기화하여 전송하는 기술이다.
본 논문에서는 디지털 TV 방송에서 대화형 방송 서비스를 제공하기 위한 MPEG-4 기반 대화형 방송 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 ATSC(Advanced Television Systems Committee) 플랫폼 기반 데이터 방송 시스템에 MPEG-4 데이터를 저작하는 기능. MPEG-4 데이터를 MPEG-2 TS(Transport Stream)로 캡슬화하는 기능, MPEG-4 데이터를 MPEG-2 프로그램과 동기화하는 기능. MPEG-4 데이터를 MPEG-2 TS에서 역다중화하는 기능, MPEG-4 데이터를 복호화/출력하는 기능 및 IP 망을 통한 대화형 기능을 지원할 수 있도록 설계하였다. MPEG-4 기반 대화형 방송 시스템은 사용자에게 강력한 대화형 기능을 제공할 수 있으며. 데이터 방송 국제 규격인 ATSC. DVB 플랫폼(platform)을 대체할 수 있는 장점이 있다.
본 논문에서는 MPEG-2 시스템 층의 하나인 방송 및 전송을 위한 트랜스포트 스트림(TS)상에 MPEG-4 데이터를 구조화하여 MPEG-4 Over MPEG-2 TS 비트 스트림을 만드는 방법과 이를 저장 매체 포맷중 하나인 MP4 파일로 변환하는 방법에 관한 연구이다. MPEG-4는 객체 단위의 부호화 비트 스트림으로 구성되기 때문에 이들 객체의 속성을 표현하는 객체 기술자, 객체들간의 시공간 관계를 표현하는 장면 기술자가 필요하며 또한 모든 객체들간의 복호화 정보와 객체간의 동기화를 위해 다양한 여러 가지 기술자들이 필요한데 이런 다양한 MPEG-4 비트 스트림을 어떻게 MPEG-2 TS 규격에 맞게 전송하는가에 초점을 두었다. 또한 설계한 MPEG-4 Over MPEG-2 TS 비트 스트림을 저장매체를 대상으로 하는 새로운 파일 규격인 MP4 파일로 변환하는 알고리듬을 제시하고 구현 방법을 소개한다.
Our study focus on the investigations of the effect of IPRs, the relationship Digital TV with MPEG-2, and the MPEG LA stands. MPEG LA, which build up the strong patent pool, manage to IPRs system of MPEG-2. And we examine the influence of the effect for the. patent of Digital TV and IPRs based on MPEG LA Licensing agreement. Results of this study shows that to be valuable the IPRs of MPEG-2 related to Digital TV, Korea needs the strategies for effective IPRs negotiations and technical accumulation through offensive patent management, and so on.
본 논문에서는 MMT(MPEG Media Transport)와 MPEG-2 TS(Transport Stream)의 전달 오버헤드(overhead)를 비교한다. MPEG-2 TS는 DTV(Digital Television), IPTV(Internet Protocol Television), DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 등 디지털 방송 분야에서 압축된 오디오 및 비디오 데이터를 다중화하여 전송하기 위한 프로토콜로서 전 세계적으로 널리 사용되고 있다. MPEG-2 TS 표준은 1990년대 초에 제정되었으며, 그 후 20여 년이 지나면서 MPEG-2 TS의 많은 부분들이 오늘날의 방송과 통신 환경에 적합하지 않게 되었다. 이러한 상황에서, 2014년 MPEG(ISO/IEC JTC 1 SC 29/WG 11)에서는 MPEG-2 TS를 대체할 수 있는 차세대 멀티미디어 전달 표준으로서 MMT를 표준화하였다. 본 논문에서는 방송 서비스 시나리오를 가정하고, MMT와 MPEG-2 TS를 적용하여 그에 따른 전달 오버헤드를 계산하였다. 본 논문을 위해 연구실에서 제작한 전달 오버헤드 계산 소프트웨어를 사용하였으며, 계산 결과를 바탕으로 이 두 방식의 전달 오버헤드를 비교, 분석하였다.
성능이 우수한 H.264동영상압축표준이 발표된 이후, 기존 동영상압축표준인 MPEG-2에서 H.264표준으로 대체되었고, 이로 인하여 기존에 MPEG-2표준으로 압축된 콘텐츠들은 H.264표준을 따르는 디바이스에 적합한 트랜스 코딩 방법들이 연구되어왔다. 또한 H.264표준으로 압축된 동영상은 현재 IPTV 및 DMB 등 서비스를 제공하고 있으나 MPEG-2 표준 디바이스를 사용하고 있는 사용자들은 시청할 수 없게 되었다. 따라서 본 논문에서는 MPEG-2 표준 디바이스를 사용하고 있는 사용자들은 H.264표준을 이용할 수 있는 H.264 to MPEG-2 트랜스코딩을 제안한다. 제안한 알고리즘은 H.264인코더의 특징인 가변블록의 움직임벡터를 MPEG-2의 매크로블록에 적합한 한 개의 움직임벡터를 예측하여 MPEG-2인코더의 계산량을 향상시키는 방법이다. 이때 물체의 경계와 배경의 특성을 파악하여 수정된 경계정합알고리즘을 사용하여 최적의 움직임벡터를 예측한다. 실험 결과, 제안한 방법은 MPEG-2 인코더의 "전역탐색"보다 PSNR은 거의 비슷하면서 부호화 계산 속도는 평균적으로 약 65% 감소하였다.
H.264표준으로 압축된 동영상들은 IPTV, DMB, 디지털콘텐츠서비스 등 다양한 응용분야에 사용되고 있다. 기존 MPEG-2표준으로 압축된 동영상들은 H.264표준을 따르는 디바이스에 적합한 트랜스코딩 방법들이 연구되어왔다. 반대로 H.264표준으로 압축된 동영상은 MPEG-2표준 디바이스를 사용하고 있는 사용자들은 시청할 수 없게 되었다. 따라서 본 논문에서는 MPEG-2표준 디바이스를 사용하고 있는 사용자들은 H.264표준을 이용할 수 있는 H.264 to MPEG-2 트랜스코딩을 제안한다. 제안한 알고리즘은 H.264부호기의 특징인 가변블록의 움직임벡터를 MPEG-2의 매크로블록에 적합한 한 개의 움직임벡터를 예측하여 MPEG-2부호기의 계산량을 향상시키는 방법을 제안한다. 이때 H.264표준의 매크로블록안에 존재하는 다양한 움직임벡터들 간의 거리에 따라 MPEG-2부호기에서 최적의 움직임벡터를 예측한다. 실험결과, 제안한 방법의 PSNR은 MPEG-2 부호기의 "전역탐색"과 거의 비슷하면서, 부호화 계산 시간은 평균적으로 약 68% 감소하였다.
MPEG 오디오 표준은 고품질 오디오를 제공하기 위해 인간 청각계의 지각현상을 이용한 오디오 압축 알고리듬이다. 다수의 표준안 중 MPEG-2 BC와 MPEG-2 AAC에 대한 공용 복호화 시스템은 아직 발표되어 있지 않다. 본 논문에서는 BC/AAC의 공용 시스템을 구축하여 복호화 과정에서 공통된 구조로 연산을 수행하고 면적감소, 비용절감 등을 목표로 한다. 본 논문에서는 공통된 연산구조를 가지기 위해서 recursive 구조를 이용하여 복호화 과정중 합성 필터링 과정을 공통된 구조로 연산을 수행할 수 있는 공용 합성 필터 구조를 제안한다. 제안한 구조는 연산시간의 개선을 위하여 고속 알고리듬을 적용하였으며 기존의 MPEG-2 AAC 함성 필터링에 대한 recursive 알고리듬을 2단 recursive 구조로 변경, 적용하였고 그 결과 같은 구조로 MPEG-2 BC의 서브밴드 합성필터링도 연산 가능함을 보였다.
현재 MPEG(Moving Picture Expert Group)은 1998년에 시작되어 멀티미디어 콘텐츠에 관한 압축 및 표현기술에 대한 표준규격을 제정하는 기구로, 그간 MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-7 규격에 대한 표준 규격을 제정해 왔다. MPEG의 표준들 중에서 3차원 비디오와 관련된 규격으로는 1996년 MPEG-2 Video 표준에 포함된 Multi-View Profile을 들 수 있다. 하지만 MPEG-2 Multi-View Profile은 주 대상이 양안시점 영상에 대한 압축규격으로, 다시점 비디오 기술을 만족시키기에는 충분하지 않다. 그리고 MPEG-2는 시점 변경에 대한 기술이 없어 다시점 비디오를 이용한 시점전환(interactive)과 같은 서비스를 제공하지 못하는 한계를 지니고 있다. 따라서 본 논문에서는 기존의 MPEG-4 시스템에 추가적으로 비디오 스위칭을 위해 특정시점을 기술할 수 있는 구조를 제안한다.
현재의 디지털산업 하에서 MPEG-2 기술에 의한 주요한 핵심사업으로 부상한 디지털 TV의 현황과 디지털 TV와 MPEG-2와의 관계, 지적재산권 효과를 살펴보았다. MPEG-2는 MPEG LA라는 강력한 특허풀을 통해 지적재산권 체계를 운영하고 있는데, MPEG-2의 대표적인 어플리케이션이라고 할 수 있는 디지털 TV의 지적재산권 효과를 MPEG LA의 라이센싱 체계에 기준하여 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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