• 한국항행학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.67-73
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• 2014

통신 기술의 발달과 고성능 무선 단말기들의 출시로 무선 환경에서 비디오 스트리밍 서비스 사용자 수는 빠른 속도로 증가하고 있다. 제한된 네트워크 환경에서 많은 사용자에게 UHD급 화질의 비디오 스트리밍 서비스를 제공하기 위해서는 오류 제어 기술은 필수적이다. 이전에 지연에 민감한 비디오 서비스의 오류 제어를 위해서 packet-level FEC(Forward Error Control)기법이 사용되었지만, 이 기술은 중복 데이터에 의한 네트워크 자원 점유가 크다는 단점이 존재한다. 따라서 본 논문에서는 제한된 대역폭을 가진 네트워크 환경에서 기존 FEC 기법들이 제공하는 비디오 서비스 품질은 유지하면서 FEC 데이터에 의한 네트워크 점유를 줄이는 packet-level FEC 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 비디오 압축 기술의 전송 특성을 이용하여 FEC 중복비율을 조정하며, 실험 결과 이전 기법과 비교하여 약 33% 정도의 전송량을 줄임으로써 네트워크 자원 효율을 향상시킬 수 있다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제16권5호
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• pp.548-558
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• 2014

Load distribution is vital to the performance of multipath transport. The task becomes more challenging in real-time multimedia applications (RTMA), which impose stringent delay requirements. Two key issues to be addressed are: 1) How to minimize end-to-end delay and 2) how to alleviate packet reordering that incurs additional recovery time at the receiver. In this paper, we propose sub-packet based multipath load distribution (SPMLD), a new model that splits traffic at the granularity of sub-packet. Our SPMLD model aims to minimize total packet delay by effectively aggregating multiple parallel paths as a single virtual path. First, we formulate the packet splitting over multiple paths as a constrained optimization problem and derive its solution based on progressive approximation method. Second, in the solution, we analyze queuing delay by introducing D/M/1 model and obtain the expression of dynamic packet splitting ratio for each path. Third, in order to describe SPMLD's scheduling policy, we propose two distributed algorithms respectively implemented in the source and destination nodes. We evaluate the performance of SPMLD through extensive simulations in QualNet using real-time H.264 video streaming. Experimental results demonstrate that: SPMLD outperforms previous flow and packet based load distribution models in terms of video peak signal-to-noise ratio, total packet delay, end-to-end delay, and risk of packet reordering. Besides, SPMLD's extra overhead is tiny compared to the input video streaming.

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제12권3호
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• pp.171-190
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• 2008

With growing applications of wireless video streaming, an efficient video traffic model featuring modern high-compression techniques is more desirable than ever, because the wireless channel bandwidths are ever limited and time-varying. We propose a modeling and analysis method for video traffic by a class of stochastic processes, which we call '$GEO^Y/G/{\infty}$ input processes'. We model video traffic by $GEO^Y/G/{\infty}$ input process with gamma-distributed batch sizes Y and Weibull-like autocorrelation function. Using four real-encoded, full-length video traces including action movies, a drama, and an animation, we evaluate our modeling performance against existing model, transformed-M/G/${\infty}$ input process, which is one of most recently proposed video modeling methods in the literature. Our proposed $GEO^Y/G/{\infty}$ model is observed to consistently provide conservative performance predictions, in terms of packet loss ratio, within acceptable error at various traffic loads of interest in practical multimedia streaming systems, while the existing transformed-M/G/${\infty}$ fails. For real-time implementation of our model, we analyze G/D/1/K queueing systems with $GEO^Y/G/{\infty}$ input process to upper estimate the packet loss probabilities.

• 한국항행학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.523-531
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• 2009

본 논문에서는 패킷 손실 채널로의 전송을 위한 비디오 부호기의 소스/채널 부호화율 통합 제어 방식을 제안한다. 비디오 전송 시스템의 지연 제약에 따른 소스 부호화율 상한을 구하고, 부호화되거나 스킵된 화면에 대한 소스 왜곡과 패킷 손실에 의한 채널 왜곡을 기반으로 일정 부호화 구간에 대한 평균 왜곡을 정의한다. 주어진 채널률과 패킷 손실률에 대해 비디오 부호화 계수와 FEC 블록 크기를 제어계수로 하는 평균 왜곡 최소화 문제를 정의하고, 실시간 해결 알고리즘을 제안한다. 모의실험에서 제안방식은 40% 이하의 패킷 손실률과 30 프레임 이상의 인트라 매크로블럭 갱신률에서 TMN8에 비해 PSNR과 주관적 화질에서 우수한 성능을 보였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.349-350
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• 2009

In this paper, we describe an error concealment techniques based on image inpainting for the image impairments due to the packet loss. Image inpainting is to remove or restore the damaged sections from the images, which is usually old images, paintings, or video films. Inpainting has a long history which goes back to the era when the paintings come out. Manual inpainting is no more used, and we can use digital inpainting for the digitally impaired images and video sequences. In this paper, we review the error concealment techniques for the packet loss recovery and propose our inpainting based image impairment recovery scheme for video communication over packet networks.

• ETRI Journal
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• 제26권6호
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• pp.535-544
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• 2004

With video compression standards such as MPEG-4, a transmission error happens in a video-packet basis, rather than in a macroblock basis. In this context, we propose a semantic error prioritization method that determines the size of a video packet based on the importance of its contents. A video packet length is made to be short for an important area such as a facial area in order to reduce the possibility of error accumulation. To facilitate the semantic error prioritization, an efficient hardware algorithm for face tracking is proposed. The increase of hardware complexity is minimal because a motion estimation engine is efficiently re-used for face tracking. Experimental results demonstrate that the facial area is well protected with the proposed scheme.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제54권11호
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• pp.673-679
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• 2005

This Paper presents the 3D wavelet transformation based video compression system, which possesses the capability of progressive transmission by increasing resolution and increasing rate for multimedia applications. The 3D wavelet packet based video compression system removes the temporal correlation of the input sequences using the motion compensation filter and decomposes the spatio-temporal subband using the spatial wavelet packet transformation. The proposed system allocates the higher bit rate to the low frequency image of the 3D wavelet sequences and improves the 0.49dB PSNR performance of the reconstructed image in comparison with that of H.263. In addition to the limitation on the propagation of the motion compensation error by the 3D wavelet transformation, the proposed system progressively transmits the input sequence according to the resolution and rate scalability.

• 방송공학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.796-806
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• 2009

SVC(Scalable Video Coding)는 시간-공간-화질의 다양한 스케일러빌러티를 통하여 이종의 망과 다양한 단말 환경에서 컨버전스 미디어 서비스를 제공하기 위한 새로운 비디오 부호화 표준이다. 본 논문에서는 IP 망에서의 패킷 손실(packet loss)로 인한 SVC의 성능을 분석하고 이를 바탕으로 버퍼 넘침(buffer overflow)으로 인한 패킷 손실에 대한 효과적인 SVC 적응(adaptation) 기법을 제시 한다. 특히, IP 망을 통하여 전송되는 SVC는 시간, 공간 스케일러빌리티뿐만 아니라 많은 수의 화질 계층을 포함하여 패킷 기반의 적응에 효과적인 MGS(Medium-Grained Scalability) 기반의 화질 스케일러빌리티를 포함하는 것으로 가정한다. MGS를 포함한 SVC의 패킷 손실로 인한 품질의 영향을 분석한다. 본 논문의 MGS SVC 적응 기법은 접근단위(AU: Access Unit) 또는 GOP 단위로 적응단위를 설정하고 적응단위의 지연이 허용된다는 가정 하에 적응단위내에서 패킷 간의 의존성이 낮은 패킷부터 선택적으로 제거함으로써 패킷 손실로 인한 화질 열화를 최소화하도록 한다. 모의실험을 통하여 패킷 손실로 인한 품질 성능을 정량적으로 분석하고 제안한 적응 기법이 패킷 손실에 효과적으로 대응할 수 있음을 보인다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제4권3호
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• pp.341-357
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• 2010

Forward Error Correction (FEC) techniques have been adopted to overcome packet losses and to improve the quality of video delivery. The efficiency of the FEC has been significantly compromised, however, due to the characteristics of the wireless channel such as burst packet loss, channel fluctuation and lack of Quality of Service (QoS) support. We propose herein an Adaptive Cross-layer FEC mechanism (ACFEC) to enhance the quality of video streaming over 802.11 WLANs. Under the conventional approaches, FEC functions are implemented on the application layer, and required feedback information to calculate redundancy rates. Our proposed ACFEC mechanism, however, leverages the functionalities of different network layers. The Automatic Repeat reQuest (ARQ) function on the Media Access Control (MAC) layer can detect packet losses. Through cooperation with the User Datagram Protocol (UDP), the redundancy rates are adaptively controlled based on the packet loss information. The experiment results demonstrate that the ACFEC mechanism is able to adaptively adjust and control the redundancy rates and, thereby, to overcome both of temporary and persistent channel fluctuations. Consequently, the proposed mechanism, under various network conditions, performs better in recovery than the conventional methods, while generating a much less volume of redundant traffic.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제39권12호
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• pp.539-546
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• 2002

본 논문에서의 패킷 스케줄러는 무선 채널 환경에서 실시간 비디오 트래픽과 비실시간 인터넷 트래픽을 동시에 서비스한다. 그리고 실시간 트래픽에 대한 지연을 감소 시기키 위하여 누적카운터와 SIR값을 동시에 고려하는 새로운 패킷 스케줄링 알고리즘을 제안한다. 본 알고리즘에서는 실시간 트래픽을 비실시간 트래픽에 비하여 우선적으로 처리한다. 시뮬레이션 결과를 고찰할 때, 실시간 비디오 트래픽과 같이 지연성능에 민감한 서비스의 경우에는 AC(Accumulation Counter) 방식이 기존의 M-LWDF방식보다 더 적합한 알고리즘으로 관찰되었다. 본 논문에서는 HSDPA 시스템과 유사한 구조를 채택하여 시간 축으로는 프레임 주기를 가지며 동시에 코드 축으로는 OVSF 코드를 사용할 수 있는 구조를 채택하여 모의 실험을 수행하였다.