Digital Video Parsing system development

* 과제기간 : 2001. 7. 1 ~ 2002. 6. 30

 

1. 연구의 목표

 

- 본 과제에서는 최근 점점 다양화되고 방대해지는 디지털 비디오 데이터를 보다 효율적으로 저장, 관리 및  검색할 수 있는 디지털 비디오 시스템의

  파싱 시스템을 개발하고자 한다.

 

- 개발하고자 하는 비디오 파싱 시스템은 기존에 개발중인 비디오 편집기와 비교하여 다음과 같은 특징 및 목표가 있다.

 

- 자동으로 추출된 디지털비디오의 키 프레임(Key Frame)에 비디오 인식모듈을 연결하여 프레임을 파싱하고, 파싱된 결과를 기반으로 내용별,

  장르별로 비디오를 분류/저장 기능을 지원할 수 있는 시스템의 설계 및 구현을 목표로 한다.

 

2. 연구의 내용(범위)

 

 1. 디지털 비디오 파싱 기능 설계

 

- 비디오 파싱 시스템을 위하여 본 과제에서는 비디오의 분석 및 파싱 작업을 국제 표준 기술에 근거하여 설계함으로써 개발된 시스템이 국제표준이

  적용된 환경에서 쉽게 적용되어 상품화 가치를 높일 예정.

 

2. 디지털 비디오 manipulator 에 대한 소프트웨어 최적화 및 라이브러리화 수행 : S/W(with libraries)

 

- 디지털 비디오/오디오 라이브러리를 개발에서는, MPEG 비디오의 압축 및 비 압축 영역으로부터 비디오/오디오의 특징을 추출할 수 있는 비디오/

  오디오 라이브러리의 개발.

 

- 또한 오디오와 비디오 기능을 모두 제공하는 소프트웨어는 상품화에 최적화된 라이브러리의 개발을 포함한다. 디지털 비디오는  MPEG 및 AVI형

  식의 처리도 포함한다. 사용자의 다양한 요구에 부합하기 위하여, 다양한 비디오 형식을 포함하는 것이 수용한다. 또한 오디오 코덱에 포함되는

  라이브러리의 기능으로는 WAV 형식과, MPEG-1 Audio Layer-1/2/3를 포함한다.

 

3. MPEG-7 내용 기반 검색 알고리즘을 이용한 디지털 비디오 파싱 시스템 구현 : S/W and System

 

- 본 과제에서는 이렇게 개발된 디지털 비디오 라이브러리를 이용하여, 디지털 비디오를 파싱하기 위하여 비디오 특징을 추출하고  멀티미디어 국제

  표준인 MPEG-7 포맺으로 그 결과를 XML로 표현

 

- XML 기반위에 최종적으로 디지털 비디오의 파싱 시스템을 구현한다.

 

4. 연구의 필요성

- 디지털 비디오의 압축 표준인 MPEG 파일 형식은 비디오 신호의 압축과 재생 시에, 실시간 알고리즘 개발에 주된 목적을 두고 활동하는 ISO/IEC

  표준화 그룹에서 제안한 파일 형식으로, 별도로 MPEG 보드가 설치된 컴퓨터에서 운용되는 동영상 압축 표준이다.

 

- 여기서 MPEG-2는 MPEG-1을 능가하는 넓은 적용 영역과 고품질의 영상을 제공한다는 점에서, 이미 여러 응용분야에 적용되기  시작하여,

  HDTV, 디지털 위성 방송, VOD(주문형 비디오), DVD 등에 이미 채택되는 등 다양한 분야에 사용되고 있다.

 

- 또한 최근 다양하고 방대한 멀티미디어 데이터를 효율적으로 저장, 관리 및 검색할 수 있는 멀티미디어 데이터베이스 시스템이 정보화 사회의 중

  요한 핵심 기술로 대두되고 있다. WWW의 폭넓은 사용과 함께, 디지털 라이브러리(Digital Libraries)는 시간이 지나면 지날수록 점점 더 많은

  오디오/비디오 정보로 차고 있으며, 이제 정보의 가치는 어떻게 그것을 손쉽게 발견하고 검색하고 다루는가에 달려있게 되었다. 이에, 다양한 형

  식의 멀티미디어 Contents를 어떻게 효과적으로 표현-관리할 것인가에 대한 관심이  증대하고 있는 상황이다.

 

- 이를 위해 방대한 디지털 비디오를 파싱하는 시스템의 개발은 필수적이라 할 수 있다. 또한 이를 위해 디지털 비디오를 물리적 또는 구문적으로

  파싱기능을 지원해줄 수 있는 최적화된 디지털 비디오 라이브러리 개발이 요구된다.

 

- MPEG 파일은 보통 펜티엄 100MHz 이상의 컴퓨터에 RAM 16MB 이상이면 소프트웨어적으로도 재생이 가능하지만, MPEG 전용 보드를 사용하

  여야 완벽한 재생이 이루어진다는 한계점을 가지고 있다. 따라서 MPEG-1/2 파일을 재생할 수 있는 가능한 한 하드웨어에 독립적으로 동작하는

  라이브러리 개발이 필요하다.

 

- 이를 위해 소프트웨어의 최적화를 통해 실시간 디코딩이 가능한 라이브러리를 개발함으로써, 하드웨어 의존적인 MPEG 디코딩의 한계를 극복하

  는 방법이 제시될 필요성이 있다.

 

- 최종적으로는, 이러한 라이브러리를 이용하여 디지털 비디오의 파싱을 위해 특징을 추출하고, 추출된 특징을 이용하여 비디오를 파싱함으로써 인

  터넷 비디오 클립제작, 디지털방송, 비디오 인식분야에 본 과제에서 개발된 파싱 라이브러리가 적용될 수 있을 것이다.

 

5. 연구추진 방법

단계

세부 연구내용

수행 방법과 계획된 연구 과정

1단계

수행 방법과 계획된 연구 과정

Unix용 MPEG, AVI 소스 분석 및 이해

2단계

압축 영역 파싱 기능 구현

Windows 기반 디지털비디오 Decoder 구현과
파싱 알고리즘에 대한 라이브러리화 수행

3단계

비디오 editing 기능용 모듈

키 프레임의  내용 분석 통한 파싱

4단계

디지털 비디오 파싱
알고리즘 개발

디지털비디오 내용의 XML 기반
비디오 파싱 시스템 구현

5단계

시스템 구현

비디오 압축 영역에서 비디오 파싱 알고리즘을

이용한 통합 시스템 구현

6단계

성능 보완 및 Test

구현 시스템 버그 수정 및 보완

 

6. 기대효과

 

- 최근 다양하고 방대한 멀티미디어 데이터를 효율적으로 저장, 관리 및 검색할 수 있는 멀티미디어 데이터베이스 시스템이 정보화  사회의 중요한

  핵심 기술로 대두되고 있는 시점에서, 본 과제에서 제안한 디지털 비디오 파싱 시스템을 이용하여 인터넷/디지털 방송, 멀티미디어 DB, 컨텐츠 처

  리시장에 보다 적극적으로 접근이 가능하게 된다.

 

- 디지털 비디오 파싱 시스템을 구현하기 위한 디지털 비디오 파싱 알고리즘 라이브러리를 이용하여 사용자가 보편적으로 고화질의 재생 및 파싱 기

  술을 제공.

 

- 디지털 컨텐츠 이용분야의 활성화를 위하여 최적화된 디지털 비디오 파싱 라이브러리의 개발 및 다양한 멀티미디어 데이터를 수용하기 위한 디지

  털 비디오 파싱 시스템 제공

 

- 디지털 비디오 정보, 실시간 디코딩등 다양한 사용자 요구를 만족해야하는 시장에 기본 솔루션제공.