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[국내논문] 모바일 환경에서 오프로딩 기술 기반 인터넷 방송 영상 처리에 관한 연구
A Study on the Internet Broadcasting Image Processing based on Offloading Technique on the Mobile Environments 원문보기

The journal of the institute of internet, broadcasting and communication : JIIBC, v.18 no.6, 2018년, pp.63 - 68  

강홍규 (중부대학교 방송영상학과)

초록
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오프로딩(offloading)은 컴퓨팅 자원 및 계산 속도의 한계를 극복하기 위해 로컬 컴퓨터에서 수행하는 어플리케이션의 일부를 컴퓨팅 자원과 처리능력이 우수한 원격지 컴퓨터에 전달하여 처리한 후 결과를 반환받는 방식이다. 최근에는 컴퓨팅 자원과 처리능력에 한계를 갖고 있는 모바일 컴퓨팅 분야에서 처리속도를 높이고 배터리 소모를 줄이기 위해 모바일 게임, 멀티미디어 데이터, 360도 동영상 처리, 인터넷 방송용 이미지 처리 분야에서 응용되고 있다. 본 논문에서는 모바일 장치에서 촬영된 360도 구면 영상을 사용자가 쉽게 영상 내용을 이해할 수 있도록 다양한 평면 영상을 변환하고 내용을 확인할 수 있는 뷰어를 무선 인터넷 환경에서 오프로딩 기술을 적용하여 구현하고 실제 실험 결과를 제시한다. 360도 구면 영상은 인터페이스를 통해 360도 카메라의 영상 획득 위치에 따라 Double Panorama, Quad, Single Rectabgle, 360 Overview + 3 Rectangle로 평면영상으로 변환이 성공적으로 수행된다. 실험과정에서 100가지 이상의 360도 구면 영상을 아래 인터페이스를 통해 평면 영상으로 변환을 성공적으로 진행하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Offloading is a method of communicating, processing, and receiving results from some of the applications performed on local computers to overcome the limitations of computing resources and computational speed.Recently, it has been applied in mobile games, multimedia data, 360-degree video processing...

Keyword

#360 Degree Image Processing   #Mobile Internet Environment   #Offloading   #Internet of Things  

표/그림 (7)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 모바일 장치에서 촬영된 360도 구면 영상을 일반사용자가 쉽게 영상 내용을 이해할 수 있도록 다양한 평면 영상을 변환하고 내용을 확인할 수 있는 뷰어를 무선 인터넷 환경에서 오프로딩 기술을 적용하여 구현하고 실제 실험 결과를 제시한다. 360도 구면 영상은 인터페이스를 통해 360도 카메라의 영상 획득 위치에 따라 Double Panorama, Quad, Single Rectabgle, 360 Overview + 3 Rectangle로 평면영상으로 변환이 성공적으로 수행된다.
  • MAUI(Mobile Assistance Using Infrastructure): MAUI는 .NET CLR을 기반으로 동작하는 오프로딩 기술로서 모바일 디바이스(예, 스마트폰)와 원격 서버(예, MAUI 서버)간에 RPC 방식으로 어플리케이션을 실행하여 스마트폰의 계산시간을 줄이고 이를 통해 부가적으로 배터리 소모를 줄이는 것을 목적으로 하고 있다. 어플리케이션 개발자가 원격지 서버에서 실행할 수 있는 함수를 지정(“remoteable”)하면 로컬 지역의 MAUI 환경에서 함수가 원격지 서버에서 실행되는 데에 필요한 정보를 주고받을 수 있도록 소스코드를 변경한다.
  • CloneCloud: CloneCloud는 안드로이드 OS의 DVM에서 실행되는 어플리케이션의 일부 함수를 오프로딩을 통해 실행속도 향상시키고 이를 통해, 모바일 디바이스의 에너지 소비 부담을 줄이는 것을 목적으로 하고 있다. Clonecloud 시스템은 원격지 클라우드 서버에 로컬과 동일한 실행환경(Clone VM)을 생성한 후 실행에 필요한 정보를 전달한다.
  • 특히, 모바일 디바이스에서 360 영상을 촬영하고 사용자의 요구에 따라 평면영상 변화, 움직임 감지, 자동차 또는 동물과 같은 특정 이동 물체를 추적하는 수요가 급상승하고 있지만, 모바일 디바이스가 같은 자원의 한계 (처리속도, 메모리, 전력소모 등등) 때문에 무선통신이 발달한 환경에서는 오프로딩 기술이나 모바일 엣지 컴퓨팅 기술과 접목하여 한계를 극복할 수 있다. 본 논문에서는 모바일 디바이스의 360 영상 처리에서 속도 등의 계산 집중적 요소를 초고성능 원격지 서버에 전달하여 시간소비 요소, 전력소비 요소 등을 절감하기 위해 모바일 클라 우드 컴퓨팅 분야와 VR/AR, 인터넷 방송 영상 처리 분야 등과 접목하여 360 영상에 대한 다양한 가공 요구를 고성능 원격지 서버에서 실행하여 모바일 디바이스의 계산 및 전력 소비 부담을 줄이고자 한다.
  • 본 논문에서는 모바일 장치에서 촬영된 360도 영상을 일반 사용자가 쉽게 영상 내용을 이해할 수 있도록 다양한 평면 영상을 변환하고 내용을 확인할 수 있는 뷰어를 무선 인터넷 환경에서 오프로딩 기술을 적용하여 구현하고 실제 실험 결과를 제시하였다. 이를 통해, 모바일 장치에서 영상 처리에 필요한 시간과 배터리 소모를 줄일 수 있으며, 안정적인 고화질의 평면 영상을 획득하는 효과를 확인하였다.

가설 설정

  • Over View는 구면의 접면을 가정하고 해당 접면에 평행 투영을 수행하여 영상 시점을 획득하였다. 회전에 따라 다양한 시점을 획득할 수 있으며, 이러한 Over View는 Hemispherical 파노라마라고도 불리며 Raw 비디오에서 절반만 취득한 것이라고도 볼 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
오프로딩은 무엇인가? 오프로딩(offloading)은 컴퓨팅 자원 및 계산 속도의 한계를 극복하기 위해 로컬 컴퓨터에서 수행하는 어플리케이션의 일부를 컴퓨팅 자원과 처리능력이 우수한 원격지 컴퓨터에 전달하여 처리한 후 결과를 반환받는 방식이다. 최근에는 컴퓨팅 자원과 처리능력에 한계를 갖고 있는 모바일 컴퓨팅 분야에서 처리속도를 높이고 배터리 소모를 줄이기 위해 모바일 게임, 멀티미디어 데이터, 360도 동영상 처리, 인터넷 방송용 이미지 처리 분야에서 응용되고 있다.
오프로딩은 어느 분야에서 응용되고 있는가? 오프로딩(offloading) [2] 은 컴퓨팅 자원 및 계산 속도의 한계를 극복하기 위해 로컬 컴퓨터에서 수행하는 어플리케이션의 일부를 컴퓨팅 자원과 처리능력이 우수한 원격지 컴퓨터에 전달하여 처리한 후 결과를 반환받는 방식으로서 “cyber foraging”, “surrogate computing”과도 동일한 의미를 갖는다. 최근에는 컴퓨팅 자원과 처리능력에 한계를 갖고 있는 모바일 컴퓨팅 분야에서 처리속도를 높이고 배터리 소모를 줄이기 위해 모바일 게임, 멀티미디어 데이터, 360도 동영상 처리, 인터넷 방송용 이미지 처리 분야에서 활발하게 응용되고 있다 [3] .
모바일 디바이스에서 한계점은 무엇인가? 최근까지 모바일 디바이스는 CPU 연산 속도, 메모리 용량, 네트워크 대역폭 및 속도 등에서는 비약적인 성장을 거듭하고 있다. 하지만 모바일 디바이스에서 많은 컴퓨팅 자원과 고성능을 요구하는 동영상 코드변환 (transcoding), 3D 랜더링, 인식(recognition) 등과 같은 영상처리 어플리케이션은 계산속도 향상, 대용량 메모리, 4G 네트워크, 고해상도 등의 지원에도 불구하고 처리 실행시간과 배터리 사용시간의 제한을 극복하지 못하고 있다.
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참고문헌 (11)

  1. Hoang T. Dinh, Chonho Lee, Dusit Niyato, and Ping Wang, "A survey of mobile cloud computing: architecture, applications, and approaches". in Wireless Communications and Mobile Computing, John Wiley & Sons, Ltd., 2011. 

  2. Alexey Rudenko, Peter Reiher, Gerald J. Popek and Geoffery H. Kuenning, "Saving Portable Computer Battery Power through Remote Process Execution", Mobile Computing and Communication Review, Vol. 2, pp.19-26, 1998. 

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  3. Karthik Kumar, Jibang Liu, Yung-Hsiang Lu, Bharat Bhargava, "A Survey of Computation Offloading for Mobile Systems", Journal of Mobile Networks and Applications, Vol. 18, Issue 1, pp.129-140, 2012. 

  4. Eduardo Cuervo, Aruna Balasubramanian, Dae-ki Cho,Alec Wolman, Stefan Saroiu, Ranveer Chandra, Paramvir Bahl, "MAUI: Making Smartphones Last Longer with Code Offload", International Conference on Mobile Systems, Applications, and Services(MobiSys '10), pp.49-62 2010. 

  5. Byung-Gon Chun, Sunghwa Ihm, Petros Maniatis, "CloneCloud: Elastic Execution between Mobile Device and Cloud", International Conference on Mobile Systems, Applications, and Services(MobiSys '11), pp.301-314, 2011. 

  6. R.Kemp, N. Palmer, T. Keilman, and H. pal, "Cuckoo: A Computation Offloading Framework for Smartphones", In Proc. of MobiCASE, 2010. 

  7. Sokol Kosta, Andrius Aucinas, Pan Hui, Richard Mortier, Xinwen Zhang, "ThinkAir: Dynamic resource allocation and parallel execution in the cloud for mobile code offloading", In Proc. of INFOCOM'12, pp. 945-953, 2012. 

  8. Aki Saarinen, Matti Siekkinen, Yu Xiao, Jukka K. Nurminen, Matti Kemppainen, Pan Hui, "SmartDiet: offloading popular apps to save energy", In Proc. of ACM SIGCOMM '12, pp. 297-298, 2012. 

  9. G. Tong, J. Gu, "Locating objects in spherical panoramic images," IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics, pp. 818-823, 2011. 

  10. Gabriele Fangi, "Photogrammetric Processing of Spherical Panoramas," The Photogrammetric Record, Vol. 28, Issue 143, pp. 293-311, September. 2013. 

    상세보기 crossref

  11. J. Cruz-Mota, I. Bogdanova, B. Paquier, M. Bierlaire, J.-P. Thiran, Scale invariant feature transform on the sphere: Theory and applications, IJCV, Vol. 98(2), pp. 217-241, 2012. 

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