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전술정보통신체계(TICN)에서의 효율적인 영상정보 공유를 위한 H.264 Scalable Video Coding 기반 비디오 스트리밍 기법 = Video streaming for effective imagery intelligence distribution based on H.264 scalable video coding in TICN
서명 / 저자 전술정보통신체계(TICN)에서의 효율적인 영상정보 공유를 위한 H.264 Scalable Video Coding 기반 비디오 스트리밍 기법 = Video streaming for effective imagery intelligence distribution based on H.264 scalable video coding in TICN / 김중희.
저자명 김중희 ; Kim, Joong-Hee
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2012].
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초록정보

Recently, several studies have been conducted on network centric warfare (NCW) because it can enable massive tactical information to be distributed to all of the units in the battlefield. NCW consists of intelligence, surveillance and reconnaissance (ISR), Command, Control, Communication and Computer (C4), and precision-guided munition (PGM). These systems improve the efficiency of tactical operations by constructing the all-IP communication network. Among these systems, video information which would compass the acquisition of video data from ISR assets shows a powerful evidence, as a result commander can increase the speed and precision decision making and apply appropriate force the battle field. With distribution of video information, private soldier as well as command post can improve the capability of situational awareness and do appropriate response. For video information to be effectively shared and transmitted in IP-based network environment in the future, it is necessary to research more about video streaming techniques which is suitable for the military environments. A video streaming is a direct data transfer between end-users who want the requested videos to be streamed from video storage servers or real time systems like IP cameras. The video streaming should support at least video compression, reliable networking, and quality of service (QoS). The video itself can be distinguished by three factors: resolution, frame rate, and color depth. When we analyze visual information based on the requirements for the operation of battle fields, we can see that the required characteristics of the information are different depending on mission types. There have been many developments for the video compression. H.264 AVC showing the highest coding efficiency, but it is difficult to adaptively stream to various client terminals over time-varying network. If it is applied above conditions, it is required different encoders and take a lot of encoding time. As a result, SVC is appropriate for military network environment and requirements can be applied to video streaming technology. Joint video team (JVT) of the ISO/IEC moving picture experts group (MPEG) and ITU-T video coding experts group (VCEG) have standardized a scalable video coding (SVC) extension of the H.264/advanced video coding (AVC). SVC can encode video bitstreams in different scalable layers and allow the partial bitstream to be appropriately extracted as a specific target bitrate. SVC is an effective video coding method that can effectively be adaptive to both the networks with different bandwidth and a variety of terminals. This benefit of SVC are expected to encompass the military applicability, as the military requires the simultaneous transmission of tactical video from command post to soldiers for situational awareness in battlefield. This paper presents an overview of SVC and discusses a hypothetical military application usage scenario concentrating on the requirements needed for a tactical operation.

네트워크 중심전의 구성요소 가운데 특히 전장감시체계 분야에서 전장 영상정보의 획득은 효과 위주의 작전에서 필수적인 선결 조건으로 전장에서의 상황을 직접 눈으로 확인함으로써 결심의 명확한 근거를 제시해주어 지휘결심의 속도와 적시 적절한 전력운용을 가능하게 한다. 향후 군 네트워크 환경은 all-IP 기반이 될 것이며 영상정보는 video streaming을 통하여 공유될 것이다. 영상정보를 공유하기 위한 통신 인프라인 군 전술 네트워크 환경의 특징을 살펴보면 임의의 지역에서 대용량 노드가 격자망 형태로 전개되고, 이를 기반으로 여러 감시, 공격자산 체계들이 연결하면서 네트워크를 형성한다. 이에 따라 항상 기동하는 전술환경에서 네트워크 토폴로지는 상당히 dynamic 할 수 밖에 없으며 노드간의 대용량 연결은 전송보장이 될 수 있지만 대부분의 하급제대까지의 연결환경은 무선을 기반으로 하고 있기 때문에 작전상황에 따른 혼잡구간 발생과 물리적 packet loss 가능성이 있다. 본 논문에서는 변동이 심하고 상대적으로 작은 대역폭에서 영상정보를 전송시켜야 하는 군 전술 네트워크 환경의 특징을 기반으로 video streaming과 관련한 전반적인 분야에서 H.264 SVC를 적용할 때 고려해야할 사항을 고찰한다. 지금까지 영상압축을 위한 발전이 있어 왔으며 H.264 AVC는 가장 많은 압축률을 보이고 있으나 단일 해상도 및 프레임 율만을 인코딩할 수 있어 위의 상황에 적용하기에는 개별 인코더 등의 비용 및 인코딩 시간을 고려할 때 비효율적일 수 있다. 이에 따라 H.264 AVC의 확장인 SVC는 군 네트워크 환경과 요구사항에 적합한 비디오 스트리밍 기술로 적용될 수 있다. 변동이 심하고 상대적으로 작은 대역폭에서 영상정보를 전송시켜야 하는 군 전술 네트워크 환경의 특징을 기반으로 video streaming과 관련한 전반적인 분야에서 H.264 SVC를 적용할 때 고려해야할 사항을 제시한다. 먼저 인코딩 분야에서 SVC는 군 네트워크 환경에 적합한 부호화 기법이지만 복잡도로 인하여 인코딩 시간이 길어져 delay에 의한 적시 적절한 영상정보의 공유가 제한될 수 있기 때문에 인코딩 시간을 줄이기 위한 기법을 제시한다. 둘째는 다양한 종류의 클라이언트 해상도에 대응하여 클라이언트 해상도 정보를 기준으로 가용대역폭에 맞는 적응적인 스트리밍 기법에 대해 제시하며 마지막으로 주어진 대역폭을 효율적으로 사용할 수 있는 multicast 기법 중 application multicast 기법의 적용이 타당함을 고찰하고 기존 기법을 기준으로 개선된 알고리즘을 제안하여 성능을 측정한다. 향후 연구로 제안된 성능에 대하여 개선된 결과를 확인할 수 있었지만 측정성능에 대한 기준을 더 확장하여 비교할 필요가 있으며 이를 기준으로 더욱 개선된 성능을 구현할 수 있는 기법을 연구한다.

서지기타정보

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청구기호 {MEE 12130
형태사항 vii, 82 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 한국어
일반주기 저자명의 영문표기 : Joong-Hee Kim
지도교수의 한글표기 : 이황수
지도교수의 영문표기 : Hwang-Soo Lee
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 전기및전자공학과,
서지주기 참고문헌 : p. 76-79
주제 영상정보
전술네트워크
가용대역폭
해상도
멀티캐스트
H.264 SVC
video streaming
encoding time
available bandwidth
application layer multicast
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