In this thesis work, we propose a network-adaptive video signal transmission method for internet-based real-time video surveillance system. The internet-based video surveillance systems usually employ the internet protocol network camera(IPNC) systems for real-time video signal monitoring. Recent advances in high-definition(HD) video technologies expedite the deployment of the HD or full HD IPNCs in a very large scale. The large scale deployment of HD IPNCs, however, results in shortage of the IP network bandwidth because they require substantial amount of bandwidth for quality reproduction of the video signal at the moni-toring stations. Video quality degradation such as frame loss, block distortion, and blurring results when available network bandwidth is insufficient for transporting the video traffic.
Despite the rapid traffic increase with the HD IPNCs, the video surveillance systems require the unin-terrupted service to store and monitor video signals without loss of frames. For this purpose, we propose a flexible transmission strategy that adjust the video coding rate adaptive to the available bandwidth of the IP network. The available bandwidth of the IP network in measured in a passive manner by estimating the packet loss rate and the round trip time(RTT) of actual video stream. The measured bandwidth information is then used to allocate the bandwidth to the IPNC system. The video coding rate of an IPNC is determined depending upon the allocated network bandwidth using scalable video coding(SVC) to prevent the video frame loss. Transmission rate control is done in two ways, in the spatial and temporal domains. The rate control depends on the available bandwidth as well as the motions detected in the video scene. The proposed video transmission method is implemented and tested on TI’s DM365 based IPNC platform.
Operational experiments are done with the implemented IPNC over the IP network environment where the generated background traffic affects the network bandwidth. The experimental results show that the net-work camera smoothly changes video transmission bit rate according to estimated available bandwidth and effectively prevents video frame loss even when packet loss exists.
최근에 인터넷 기반의 영상 보안 시스템은 HD급과 full HD급 같은 큰 해상도를 가진 카메라들이 등장을 하고 있다. 영상의 해상도가 커짐에 따라 대용량의 대역폭을 소비하게 되고 이는 네트워크 상황이 실시간으로 가변이 되어 가용 대역폭 부족할 상황 까지 초래가 된다. 가용대역폭이 부족 할 경우 영상 끊김, 형태 왜곡 및 잔상과 같은 영상 품질 저하가 발생하게 된다. 항상 영상을 감시 및 데이터를 저장해야 하는 보안 시스템은 가용 대역폭이 부족 하더라도 영상의 끊김 현상과 사물을 식별하지 못할 정도의 왜곡이 일어나서는 안 된다. 본 논문은 영상의 전송률을 조절 할 수 있는 SVC(Scalble Video coding)을 사용하여 보안 시스템의 특성을 고려한 가용 대역폭 추정방식을 제안하고 영상의 전송률을 부드럽게 조절한다. 송신단에서 측정한 실제 영상 스트림의 패킷 손실율과 RTT(Round Trip Time)을 구하여 가용 대역폭을 추정을 하고, 만약 패킷 손실률이 급속히 증가 하면 영상의 끊김 현상을 사전에 방지하기 위해 최소 전송률을 할당을 한다. 그리고 본 논문에서 제안하는 전송률 제어 기법은 영상의 움직임을 식별을 하여 Frame rate를 조절을 하고 추정된 가용 대역폭에 의해 전송률을 제어하면서 움직임이 많은 영상의 품질 저하를 방지 한다. 인위적으로 발생 시킨 트래픽이 존재하는 네트워크 조건하에서 추정된 가용 대역폭에 따라 전송률이 부드럽게 변화가 되고, 이로 인해서 스트리밍의 품질을 보장 할 수 있음을 확인 하였다.
