기존의 영상 기반 질문-응답(VQA) 문제들과는 달리, 새로운 영상 기반 상식 추론(VCR) 문제들은 영상에 포함된 사물들 간의 관계 파악과 답변 근거 제시 등과 같이 추가적인 심층 상식 추론을 요구한다. 본 논문에서는 영상 기반 상식 추론 문제들을 위한 새로운 심층 신경망 모델인 KG_VCR을 제안한다. KG_VCR 모델은 입력 데이터(영상, 자연어 질문, 응답 리스트 등)에서 추출하는 사물들 간의 관계와 맥락 정보들을 이용할 뿐만 아니라, 외부 지식 베이스인 ConceptNet으로부터 구해내는 상식 임베딩을 함께 활용한다. 특히 제안 모델은 ConceptNet으로부터 검색해낸 연관 지식 그래프를 효과적으로 임베딩하기 위해 그래프 합성곱 신경망(GCN) 모듈을 채용한다. VCR 벤치마크 데이터 집합을 이용한 다양한 실험들을 통해, 본 논문에서는 제안 모델인 KG_VCR이 기존의 VQA 최고 모델과 R2C VCR 모델보다 더 높은 성능을 보인다는 것을 입증한다.
Nowadays, VCR(Video Cassette Recorder) has various functions, but users use to fail operating these function because of the complexity of operation. The process of operating VCR contains user's cognitive characteristics. It is necessary for designing it that we must identify a user's mental process in the behind of operational behaviors. This effort, as well as considering physical dimensions and layout, can make VCR easy to use. In this research, VCR remote controller are analyzed by the cognitive method and experiments. Three types of VCR remote controllers, cognitive VCR models and two non-cognitive(typical) VCR models, are adopted as experimental objects to test the validation of the suggested user's cognitive mode of VCR. As results, when VCR was operated by the cognitive prototype of remote controller, task completion time was reduced to 80.5%, and the number of errors was reduced to 96.8%.
본 논문에서는 패칭 방식의 멀티캐스트 주문형 비디오 시스템에서 VCR 서비스를 지원하는 방법을 제시한다. 지원하는 VCR 서비스로는 점프와 일시 정지/해제가 있으며, 각 서비스에 대하여 채널 및 세션 관리에 대한 허용제어 알고리즘을 제안한다. VCR 서비스를 지원하는 과정에서 채널 조인이 필요한 경우, 서비스되고 있는 정규 채널을 공유하게 하고 공유 불가능한 부분에 대하여 패칭 채널을 할당하는 패칭 기법을 적용함으로써 서비스에 대한 대기시간을 줄였다. 이 방법은 VCR 서비스 지원을 위해 별도의 전용 채널을 사용하는 기존의 연구와 비교하여 공유 가능한 채널 크기만큼 네트워크 대역폭을 절약할 수 있다. 또한 패칭 과정에서 디스크에 저장된 데이타를 우선적으로 사용하여 불필요한 패칭 채널의 할당을 방지함으로써 네트워크 대역폭을 추가로 절감하였다. 이를 위하여 기존의 패칭 기법에서 관리해야 하는 정보를 확장하여 디스크 데이타의 유효성을 검사할 수 있는 방법을 제시하였다. 본 논문에서는 선착순 스케줄링을 사용하여 허용 제어 단계에서 VCR 동작에 필요한 대기시간을 클라이언트에게 즉시 알려주는 방식을 사용한다.
멀티캐스트 기법은 큰 규모의 VOD 서비스에서 비용을 줄이기 위한 방법 중에 하나다. 그러나 멀티캐스트 전송 시스템에서 사용자의 편의를 위한 VCR 기능(VCR-like Interaction)을 구현하는 것은 복잡한 문제들을 내포하고 있어 이에 대한 해법이 필요하다. 따라서 본 연구는 P2P 개념과 패칭(Patching)을 혼합 적용한 P2Patching 기법을 제안한다. P2Patching 은 VCR 기능 수행 주기 동안에 빈번한 멀티 캐스트 트리의 이탈(Departure)과 참여(Join) 행위에 대한 문제를 개선하기 위하여 다수의 피어(Peer)들이 협력적으로 VCR 기능 스트림을 VCR 기능을 수행하는 클라이언트에게 전송하고 VCR 기능 수행 후에는 이 클라이언트가 원하는 위치의 멀티 캐스트 세션으로 점프를 허용하는 CISS(Collaborative Interaction Streaming Scheme) 알고리즘으로 네트워크의 트래픽을 분산시키고 컨트롤 오버헤드와 지연 (Latency) 을 줄일 수 있다. 그리고 제안 기법의 성능 평가를 위하여 P2Cast[10] 그리고 DSL[11]에 대하여 스트림 전송 토플러지 성능과 컨트롤 오버헤드 그리고 스트리밍 질 (Streaming Quality)을 실험하여 제안한 방법과 비교하였다. 이 실험에서 VCR 기능 수행 시에 DSL 보다 P2Patching이 컨트롤 오버헤드는 약 30% 정도 감소시켰으며 스트리밍의 질은 $25{\sim}30%$ 정도를 향상시켰다.
VOD(Video-On-Demand) 시스템에서 제한 없는 VCR 서비스는 클라이언트들의 개별 서비스 요청에 대하여 유일한 비디오 스트림을 할당함으로서 제공될 수 있다. 이 방식은 서버 부하의 증가와 부족한 네트워크 자원의 고갈 등과 같은 중대한 문제점을 갖고 있으나 클라이언트의 셋톱박스에 버퍼를 구현함으로서 매우 제한된 VCR 기능을 제공하게 된다. 본 논문에서는 대화형 VOD 시스템에서 제한 없는 VCR 기능을 제공할 수 있는 새로운 MBA(Multicast Buffering Algorithm) 알고리듬을 제안한다. MBA 알고리듬 하에서 VCR 서비스는 버퍼가 동적으로 확장되어 비디오 데이터를 저장하기 때문에 사용자에게 제한 없이 제공되어진다. 또한 MBA 알고리듬은 버퍼의 사용 효율을 증대시키는 방법을 제공하며 모든 클라이언트들의 서비스 요청을 지연 없이 즉시 처리하므로 사용자들에게 진정한 대화형 VOD 서비스를 제공하게 된다. 본 논문에서는 MBA 알고리듬을 이용하여 지연 없는 VCR 기능을 갖춘 VOD 서비스를 구현하였으며 시뮬레이션 결과는 MBA 알고리듬이 다른 버퍼링 방식과 비교하여 매우 우수한 성능을 갖고 있음을 보여주고 있다.
본 논문은 네트워크 환경과 유/무선 통신망에 적합하며 구현상의 크기 및 재구성을 수행할 수 있으며 TCP/IP 프로토콜 구조에 적합한 VCR 암호알고리즘을 제안하고 하드웨어 칩 레벨로 구현하였다. 제안된 VCR 암호알고리즘은 TCP/IP 프로토콜의 보안 취약성을 보강하며 네트워크 환경에서 가변 라운드 횟수기능을 가짐으로 다수의 사용자에 대한 보안을 유지하는데 주요한 목적이 있기 때문에 실시간 처리 및 대용량 데이터의 암호화 및 다자간 통신에 매우 유리하다.
최근 VOD 시스템에서 cost를 줄이기 위해 사용되는 멀티캐스트 전송 방법은 각 사용자의 대화형 서비스를 지원하기에는 많은 어려움이 있다. 따라서 본 논문에서는 많은 사용자를 서비스하는 VOD 시스템에서 VCR 기능을 보장하고 동시에 초기지연을 줄일 수 있는 프레임 기반 멀티캐스트 전송 기법을 제안한다. 이 기법은 일반 재생과 VCR 재생 모두를 동일한 채널로 지원한다. 이때 세그먼트를 구성하고 있는 프레임의 종류에 따라 개별적인 채널로 프레임을 전송하고 있다. 실험 결과를 통해 제안한 기법이 다른 기법보다 VCR blocking 확률 면에서 보다 나은 성능을 가짐을 보여준다.
This paper examines a significant example of accumulation of technology in post war Japan - the development process of the videocasstte recorder (VCR) for home use, and the dynamic evolution process of the mass market. The purpose of analyzing the Japanese home VCR industry is to clarify how and why only the Japanese makers had succeeded in developing home VCR and dominated. the global mass market and to make clear the dynamic process of industrial evolution. This study found out the following facts; 1) Japanese inter-firm interactions in the VCR have been carried out by the structure of "the competition and cooperation among the engaged players" form the initial stage, to growing, and maturing stage. 2) The process of competition and cooperation produced the revolutionary innovation through a continuous systematic development process in the R&D phase. 3) The process of competition and cooperation accelerated the speed of technological progress and the rapid growth of the industry in the growing and maturing stage.
VOD(Video On Demand) 시스템은 실시간으로 사용자의 요구를 받아들여 동영상 서비스를 제공하는 시스템으로서 크게 서비스를 제공하는 서버와 사용자의 요구를 처리하는 클라이언트로 구성된다. 하나의 서버에서 다수의 사용자에게 1:1로 서비스를 제공하기에는 네트워크 대역폭의 제약이 크기 때문에 이를 해결하기 위한 다양한 연구들이 진행되어왔다. 그 동안 제안된 다양한 멀티캐스트 기반의 VOD시스템들 중에서 Batching방식의 VOD시스템이 단순하면서 네트워크 부하가 적은 것으로 알려져 있다. 하지만 Batching방식에 의한 VOD시스템에서는 VCR(Video Cassette Recorder)기능을 제공하기 어렵기 때문에 VOD시스템의 On-Demand 특성을 제대로 제공하지 못하는 단점이 있다. 본 논문에서는 대표적인 동영상 압축표준인 MPEG의 특성을 이용하여 VCR기능을 제공하기 위해 필요한 대역폭을 최소화하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법에서는 MPEG로 압축된 동영상에서 독립적 재생이 가능한 I픽쳐만 추출하여 빠른 재생을 위한 데이터를 별도로 구성한다. 이렇게 구성된 빠른 재생을 위한 데이터와 일반적인 재생을 위한 데이터 모두 Batching방식으로 멀티캐스팅으로 전송한다. 성능분석을 통하여 제안된 기법을 사용할 경우 클라이언트의 버퍼요구량과 네트워크 사용량을 줄이고 이와 더불어 CPU사용량도 줄어드는 것을 확인하였다.
스트리밍 서버의 대역폭 부담으로 인해 멀티캐스트 스트리밍이 개발되었지만 이는 서비스제공자가 정한 일정에 따라 일방적으로 방송을 청취하게 된다는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 Partitioned Broadcast를 통해 VCR기능을 제공하는 연구가 진행되었다. 그러나 기존의 방법은 전체 네트웍의 트래픽을 많이 사용하게 되는 문제점이 있었다. 본 논문에서는 Partitioned Broadcast Streamer의 개념을 제시하고 이를 구현해 봄으로서 전체 네트웍의 대역폭을 절약하면서 멀티캐스트 라이브 스트림상에서 VCR기능을 제공할 수 있는 방안을 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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