본 논문에서는 전 세계 스마트폰 기기 시장을 양분하고 있는 안드로이드 스마트폰을 이용하여 원격지에 있는 영상을 실시간으로 확인할 수 있는 시스템을 설계하고 제안하였다. 이 무선 영상 전송 시스템은 개인이 실시간 현지 상황을 서버에 접속한 단말들에 전달하거나 이동 가능한 드론, 로봇 차량 등의 장치에 설치하여 현장 확인, 영상을 통한 보안 감시로 이용할 수 있을 것이다. 보안 감시 및 재난안전 예방을 위해 데이터를 긴급히 보내야하는 경우도 있다. 이러한 이용 분야들에 적용하면 응급상태나 재난예방, 보안감시에 있어 중요한 역할을 한다. 따라서 효율적인 실시간 스트리밍 전송을 위해서 본 논문에서는 병렬 TCP 통신 (parallel stream)을 이용하여 구현하였다. 결론적으로, 병렬 TCP 통신을 이용한 시스템의 효과를 다양한 환경에서 평가하고 성능 분석도 하였다.
본 논문에서는 전 세계 스마트폰 기기 시장을 양분하고 있는 안드로이드 스마트폰을 이용하여 원격지에 있는 영상을 실시간으로 확인할 수 있는 시스템을 설계하고 제안하였다. 이 무선 영상 전송 시스템은 개인이 실시간 현지 상황을 서버에 접속한 단말들에 전달하거나 이동 가능한 드론, 로봇 차량 등의 장치에 설치하여 현장 확인, 영상을 통한 보안 감시로 이용할 수 있을 것이다. 보안 감시 및 재난안전 예방을 위해 데이터를 긴급히 보내야하는 경우도 있다. 이러한 이용 분야들에 적용하면 응급상태나 재난예방, 보안감시에 있어 중요한 역할을 한다. 따라서 효율적인 실시간 스트리밍 전송을 위해서 본 논문에서는 병렬 TCP 통신 (parallel stream)을 이용하여 구현하였다. 결론적으로, 병렬 TCP 통신을 이용한 시스템의 효과를 다양한 환경에서 평가하고 성능 분석도 하였다.
This paper proposed an efficient multiple TCP mechanism using Android smartphones for remote control video Wi-Fi stream transmission via network communications in real time. The wireless video stream transmission mechanism can be applied in various area such as real time server stream transmissions,...
This paper proposed an efficient multiple TCP mechanism using Android smartphones for remote control video Wi-Fi stream transmission via network communications in real time. The wireless video stream transmission mechanism can be applied in various area such as real time server stream transmissions, movable drones, disaster robotics and real time security monitoring systems. Moreover, we urgently need to transmit data in timely fashion such as medical emergency, security surveillance and disaster prevention. Our parallel TCP transmission system can play an important role in several area such as real time server stream transmissions, movable drones, disaster robotics and real time security monitoring systems as mentioned in the previous sentence. Therefore, we designed and implemented a parallel TCP transmission (parallel stream) for an efficient real time video streaming services. In conclusion, we evaluated proposed mechanism using parallel TCP transmission under various environments with performance analysis.
This paper proposed an efficient multiple TCP mechanism using Android smartphones for remote control video Wi-Fi stream transmission via network communications in real time. The wireless video stream transmission mechanism can be applied in various area such as real time server stream transmissions, movable drones, disaster robotics and real time security monitoring systems. Moreover, we urgently need to transmit data in timely fashion such as medical emergency, security surveillance and disaster prevention. Our parallel TCP transmission system can play an important role in several area such as real time server stream transmissions, movable drones, disaster robotics and real time security monitoring systems as mentioned in the previous sentence. Therefore, we designed and implemented a parallel TCP transmission (parallel stream) for an efficient real time video streaming services. In conclusion, we evaluated proposed mechanism using parallel TCP transmission under various environments with performance analysis.
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문제 정의
본 논문에서는 병렬 TCP 통신 이용한 스마트폰 카메라 스트리밍을 구현하고 실험 후 그 결과를 평가했고 프레임 수 및 딜레이로 전달되어 출력될 수 있음을 보였다. 이는 움직이는 로봇 등에 장착하거나 사람이 직접 이동하여 현장의 상황을 알 수 있는데 쓰일 수 있을 것이다.
제안 방법
본 논문에서 사용된 개발환경에서는 해당 포맷의 출력을 직접적으로 지원하지 않으므로 영상 정보를 받을 때 NV21으로 받을 경우 24bit RAW 포맷으로 변환하고 다시 Bitmap으로 변환하여 출력한다. 반면 JPG 양식으로 받을 경우 이러한 변환 과정 없이 출력할 수 있다.
영상 데이터를 캡처하기 위해서 안드로이드에서 제공하는 API를 사용했다. 안드로이드 API21에부터 기존에 있던 Camera API는 중요도가 떨어져 더 이상 사용되지 않고 앞으로는 사라지게 될 예정으로 사용이 권장되지 않지만 개발환경상의 문제로 사용되었다.
이 논문에서는 실시간 영상을 병렬 스트리밍으로 전달하기 위해 그림 1과 같이 구조화 했다.
실시간 영상 전송 프로토콜에는 스트리밍 미디어 서버를 제어하는, 엔터테인먼트와 통신 시스템 분야에서 사용되기 위해 고안된 RTSP (Real Time Streaming Protocol)이 있으며 이 프로토콜은 양단 사이의 미디어 세션 제어와 생성을 위해 사용된다. 하지만 이 논문에서는 이 프로토콜을 사용하지 않고 패킷 양식과 프로토콜을 구현하고 사용했다 [1-3].
대상 데이터
안드로이드 API21에부터 기존에 있던 Camera API는 중요도가 떨어져 더 이상 사용되지 않고 앞으로는 사라지게 될 예정으로 사용이 권장되지 않지만 개발환경상의 문제로 사용되었다. 영상 데이터의 포맷은 NV21이라 불리는 YUV420sp이며 바이트의 배열로 얻을 수 있다.
후속연구
향후과제로서 제시된 병렬 TCP 시스템과 RTSP (Real Time Streaming Protocol) 를 이용한 시스템과의 비교 분석이 필요하다. 또한 빅데이터 분석 및 전송 모델 예측에 사용될 전망이다.
이 영상 포맷은 같은 해상도의 영상을 기준으로 보았을 때 상대적으로 JPG와 같은 손실 압축 포맷에 비해 용량이 약 3배 가까이 차이가 난다. 만약 모바일 장치의 성능이 영상 데이터를 빠르게 압축할 수 있으며 그 시간이 데이터를 전송하는 시간보다 짧고 결과로 얻는 압축 영상이 사람에게 충분하게 유용하다면 영상을 압축하여 보내는 것이 영상의 초당 프레임을 늘리는 것으로 좀 더 부드러운 화상을 전달할 수 있을 것이다.
이는 움직이는 로봇 등에 장착하거나 사람이 직접 이동하여 현장의 상황을 알 수 있는데 쓰일 수 있을 것이다. 향후과제로서 제시된 병렬 TCP 시스템과 RTSP (Real Time Streaming Protocol) 를 이용한 시스템과의 비교 분석이 필요하다. 또한 빅데이터 분석 및 전송 모델 예측에 사용될 전망이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
안드로이드란 무엇인가?
안드로이드는 리눅스 커널에 기반한 모바일 운영체제로 자바로 모바일 디바이스 앱을 만들기 위해 구글이 제공하는 어플리케이션 프레임워크이다. 2013년 7월 기준으로 구글 플레이에서 백만 개의 어플리케이션이 발매되었고 50억 어플리케이션이 다운로드 되었으며 모바일 개발자들의 71%가 안드로이드 위에서 개발하고 있는 것으로 집계되었다.
병렬 스트림을 이용하면 큰 용량의 영상을 지원할 수 있는 이유는 무엇인가?
병렬 스트림은 멀티 소켓 연결을 이용하여 구현하며 이를 이용하면 처리량이 증가한다. 이를 이용한 대역폭의 향상으로 화질의 향상 및 프레임 수의 증가로 인해 늘어나는 영상의 용량을 지원할 수 있을 것이다 [4, 5].
실시간 영상 전송 프로토콜에는 무엇이 있는가?
실시간 영상 전송 프로토콜에는 스트리밍 미디어 서버를 제어하는, 엔터테인먼트와 통신 시스템 분야에서 사용되기 위해 고안된 RTSP (Real Time Streaming Protocol)이 있으며 이 프로토콜은 양단 사이의 미디어 세션 제어와 생성을 위해 사용된다. 하지만 이 논문에서는 이 프로토콜을 사용하지 않고 패킷 양식과 프로토콜을 구현하고 사용했다 [1-3].
참고문헌 (8)
L. Keller, A. Le, and B. Cici, "MicroCast: Cooperative Video Streaming on Smartphones," in Proceeding of the 10th international conference on Mobile systems, applications and services (MobiSys '12), pp. 55-70, June 2012.
M. Hoque, M. Siekkinen, and J. Nurminen, "Energy Efficient Multimedia Streaming to Mobile Devices - A Survey," IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 16, no. 1, pp. 579-597, Nov. 2012.
P. Yavandara, "The Video Streaming over Wi-Fi Network Application Client on the Android Platform," International Journal of Computer Science and Information Technology & Security (IJCSITS), vol. 3, no.4, pp. 297-302, Aug. 2013.
T. Hacker, B. Athey, and B. Noble, "The End-to-End Performance Effects of Parallel TCP Sockets on a Lossy Wide-Area Network," in Proceeding of IEEE International Symposium on Parallel and Distributed Processing (IPDPS'02), pp. 434-443, 2002.
R. Kusching, I. Kofler, and H. Hellwagner, "Improving Internet Video Streaming Performance by Parallel TCPbased Request-Response Streams," 7th IEEE Consumer Communications and Networking Conference, pp. 1-5, Jan. 2010.
J. Kim, E. Yildirim, and T. Kosar, "A highly-accurate and low-overhead prediction model for transfer throughput optimization," in Proceeding of Data-Intensive Scalable Computing Systems (DISCS) Workshop, pp. 787-795, Nov. 2012.
E. Yildirim, J. Kim, and T. Kosar, "How GridFTP Pipelining, Parallelism and Concurrency Work: A Guide for optimizing large dataset transfers," in Proceeding of IEEE/ACM Supercomputing'12 Workshop on Network- Aware Data Management (NDM 2012), pp. 506-515, Nov. 2012.
E. Yildirim, D. yin, and T. Kosar, "Prediction of optimal parallelism level in wide area data transfers," IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, vol. 22, no. 12, pp. 2033-2045, Dec. 2011.
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