M. Y. Sung1

멀티미디어 특론2000 년 2 학기

인천대학교 컴퓨터공학과성 미 영

http://marvel.inchon.ac.kr/~mysungmysung@lion.inchon.ac.kr

M. Y. Sung2

교재 및 참고서적

교재 Networked Multimedia Systems, S.V. Raghavan, Satish K. Tripathi,

Prentice-Hall, 1998. 참고서적

Ralf Steinmetz and Klara Nahrstedt, "Multimedia: Computing, Communications and Applications", Prentice Hall, 1995, 854 pages.

멀티미디어 전산 , 통신 및 응용 (Multimedia: Computing, Communication & applications), Ralf Steinmetz and Klara Nahrstedt 원저 , 송병호 역 , 도서출판 아진 , 1999.

Emerging Multimedia Computer Communication Technologies, Chwan-Hwa "John" Wu, J.David Irwin, Prentice Hall PTR, 1998.

Nalin K. Sharda, "Multimedia Information Networking", Prentice Hall, 1999.

Journals of IEEE MultiMedia, IEEE periodcals, 4 issues/1 year. Journals of ACM Multimedia Systems, ACM periodicals, 6 issues/1 year. Journals of Multimedia Tools and applications, Ed-in-Chef: Borko Furht,

Kluwer Academic Publishers, 12 issues/1 year.

M. Y. Sung3

수업 개요 교과목 개요

멀티미디어 정보를 컴퓨터에서 처리하는데 필요한 하드웨어 및 소프트웨어 기술 , 멀티미디어 정보 저장 방법 , 압축방법 , 동기화 방법 , 전송 방법 , 상영 방법 , 그리고 멀티미디어 프로그래밍 방법 등의 이론과 실제를 연구한다 .

수업 목표 이 교과목의 목표는 멀티미디어 시스템에 대하여 깊이 있게 이해하고 이를

바탕으로 하여 새로운 멀티미디어 시스템 또는 새로운 멀티미디어 응용 시스템을 개발할 수 있는 유능한 인재를 양성하는 것이다 . 이를 위하여 이 강의에서는 멀티미디어 정보를 다루기 위한 컴퓨터 구조 , 운영체제 , 통신 및 멀티미디어 데이터베이스 등의 응용 분야에 필요한 이론과 실제에 대하여 이해하고 현재 발표된 시스템들을 분석해봄으로써 멀티미디어 시스템을 깊이 있게 이해한다 . 또한 Term-Project 을 통하여 소규모 멀티미디어 시스템의 프로토타입을 구현해 봄으로써 새로운 멀티미디어 시스템을 설계하고 구현할 수 있는 기초능력을 기른다 .

수업 방식 : 강의와 세미나 학습 평가 방법 : Term Project: 30%, 시험 30%, 세미나 20%, 출석 : 20%

M. Y. Sung4

과제

세미나 9 월 15 일 ( 금 ) 까지 주제 제출 3 개 ( 적어도 하나는 textbook chapter 3~11 에서 ) 수업 내용과 관련하여 적절한 시간에 발표

개인별 Term Project 9 월 29 일 ( 금 ) 까지 주제 제출

M. Y. Sung5

세미나 및 Term Project 주제 예 . SMIL (Synchronized Multimedia Integration Language) VRML(Virtual Reality Management Language) DHTML(Dynamic HyperText Markup Language) XHTML(eXtensible HyperText Markup Language) CODEC(JPEG, MPEG, H.263 or H.263 Version 2 video codec,

H.320/H.323/H.324 video or voice conferencing, 등 ) 실시간 프로토콜 RTP(Real-time Transfer Protocol), RTCP(RTP Control Protocol) 멀티미디어 이동통신 IMT(International Mobile Telecommunication)-2000 MP3 MS MediaServer JMF (Java Media Framework) 2.0 PHP (Professional Hypertext Preprocessor) UMS (Unified Message System) Plug-in Program Open Group 의 DCE(Distributed Computing Environment) OMG(Object Management Group) 의 CORBA(Common Object Request Broker

Architecture) with Multimedia Extensions Sun Microsystems 의 RMI MS 의 DCOM

M. Y. Sung6

세미나 주제 예 ..

Spatial audio, 3D sound, computer music (e.g., MIDI) 3D graphics: OpenGL and VRML (Virtual Reality Modeling Language) DAVIC (Digital Audio-Visual Council) FIPA (Foundation for Intelligent Physical Agents) IETF (The Internet Engineering Task Force): Audio/Video Transport and Resource

Reservation Setup Protocol (RSVP) IMTC (International Multimedia Teleconferencing Consortium) Multimedia databases (e.g., content-based retrieval of images) User interfaces for multimedia access (e.g., video on demand) Others (Feel free to be creative!) 디지털 방송에 관련된 주제 게임에 관련된 주제 기타 멀티미디어 관련 창의적인 주제 환영 교재 chapter 들

M. Y. Sung7

멀티미디어란 ? 디지털 정보를 적절한 방법으로 사용자에게 전달할 수 있는 , 적어도

하나 이상의 연속 미디어 와 이산 미디어가 통합된 것 애니메이션 텍스트 사운드 이미지 비디오 그래픽 정보 전달과 인식에 오감 ( 시각 , 청각 , 촉각 , 후각 , 미각 ) 을 최대한

활용하는 것 여러 가지 미디어 자료가 함께 어우러져 의미 있는 정보로 새롭게

탄생한 것 우리가 멀티미디어라는 용어를 사용하는 경우

연속 미디어를 포함한 두 가지 이상의 매체를 사용 대화 기능 (interactivity): 사용자의 의사 반영 데이터는 디지털 형태 : 컴퓨터에서 데이터를 처리 , 분석 , 표현 위해

M. Y. Sung8

미디어의 분류 기준

1. Perception( 지각 ) Medium: 사람은 컴퓨터 환경으로부터 어떻게 정보를 지각하는가 ?시각 미디어 : text, still image(graphics 포함 ), motion image 등청각 미디어 : music, voice, noise 등( 촉각 미디어 ) ...

2. Representation( 내부표현 ) Medium: 컴퓨터 정보는 어떻게 부호화 (coding) 되는가 ?text: ASCII 나 EBCDIC 코드 문자의 sequencegraphics: CEPT 나 CAPTAIN videotext standard, GKS graphic standardaudio: wave, 16bit PCM, ADPCM, MP3 ...image: bitmap, facsimile G3, JPEGcombined AV sequence: TV standard(PAL, SECAM, NTSC), MPEG1,2,4,7,

AVI, …

M. Y. Sung9

미디어의 분류 기준

3. Presentation( 외부표현 ) Medium : 어떠한 미디어를 통해서 정보가 컴퓨터에 입출력 되는가 ? 출력 미디어 : 종이 , 스크린 , 스피커 , HMD ... 입력 미디어 : 키보드 , 마우스 , 카메라 , 마이크

4. Storage( 저장 ) Medium: 어디에 정보가 저장되는가 ? m icrofilm, floppy disk, hard disk(RAID), CD-ROM, DVD, holographic

storage, ...5. Transmission( 전송 ) Medium: 무엇을 통해서 정보가 전달되는가 ? 유선 : 전선쌍 (twisted pair), 동축 케이블 (coaxial cable), 광섬유 (optical fi

ber) 무선 : 공중파 , 적외선 , ...6. Information Exchange( 정보 교환 ) Medium: 상이한 지점간의 정보

교환에는 어떠한 정보 전달체계가 사용되는가 ?중간의 저장 미디어 경유전송 미디어로 직접 전송조합 ( 예 , e-mail)

M. Y. Sung10

멀티미디어 처리 미디어의 인식 (perception)

하드웨어 통해 입력하여 컴퓨터가 인식할 수 있는 형태로 저장 디지털 입력장치 : ASCII 키보드 , MIDI 키보드 , 펜 , 이미지 스캐너 , 디지털 카메라 , 오디오 /비디오

디지타이저 아날로그 미디어 입력장치 : 비디오 카메라 , 마이크

미디어의 표현 (representation) 컴퓨터에서의 처리 및 재생을 위하여 규약된 형식 필요 텍스트 , 그래픽 , 이미지 , 애니메이션 , 사운드 , 비디오별 다양한 표현 형식 MIME(Multipurpose Internet Mail Extensions): 인터넷 메일의 표준화 규격

7개 주타입 : 텍스트 , 비디오 , 이미지 , 오디오 , 메시지 , 멀티파트 , 응용 hypertext/hypermedia

미디어의 재생 (presentation) 재생시에 원래의 멀티미디어의 내용이 제대로 전달되어야 함 멀티미디어 출력 소프트웨어 : 윈도우즈의 출력 그래픽 출력 모듈인 GDI 멀티미디어의 출력 장치 : 컴퓨터 모니터 , 스피커 , 프린터 , 플로터 등

미디어의 저장 (storage) 데이터의 방대함 때문에 압축 및 큰 저장 매체가 필요 : CD-ROM, DVD 등

미디어 전송 (transmission) 등 분산 응용의 특성에 따라 멀티미디어 통신 , 실시간성 요구 및 서비스 품질 (QoS) 요구 연속 미디어 전송에 시간적인

제약성 : 음성 및 영상 서비스 미디어별로 요구되는 서비스 품질이 만족되도록 망에서의 미디어별 QoS 처리 지원 및 종단 컴퓨터에서의 효율적인 처리 필요 : 텍스트와 영상 동시에 보낼 때

M. Y. Sung11

멀티미디어 처리를 위한 기술적 요구 사항

처리해야 할 데이터 양이 방대 1 분 비디오 :

360x240(pixels/frame)x3(bytes/pixel)x18(frames/sec)x60(sec)==~280MBytes

음성 : 64Kbps( 전화품질 ) ~ 768Kbps(digital audio tape 모노 품질 ) 동영상 : 100Mbytes( 보통 TV 품질 ) ~ 1.2Gbps(HDTV 품질 )

다양한 미디어간의 상호 동기화가 필요 : 공간 및 시간 동기화 각 미디어별로 다른 QoS(Quality of Service) 충족 요구 실시간 처리의 요구 : 낮은 전송지연 (delay) 및 변화 (jitter), H/W 지원

및 S/W 지원 필요 복잡해진 표준화에 대한 요구 응용에 따른 다양한 대역폭 요구 : 미디어별로 낮은 전송지연 , 낮은 지

터 , 미디어간 동기 필요 멀티파티 (multiparty) 요구 :1-to-1, 1-to-many, many-to-many

M. Y. Sung12

멀티미디어 관련 하드웨어

처리 장치 : 그래픽 카드 , 사운드 카드 , 비디오 처리 보드 , DVI(Digital Video Interactive) 보드 등

캡쳐 장치 : 스캐너 , 디지털 카메라 , 비디오 카메라 , 마이크 등 출력 장치 : 컴퓨터 모니터 , 스피터 , 프린터 , 플로터 등 저장 장치 : CD-ROM (CD-DA, CD-ROM, CD-I. CD-ROM/XA),

DVD (Digital Video Disk), RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks) disk array, Optical Disk Library 등

USB (Universal Serial Bus): 12Mbps, PnP(Plug and Play) IEEE1394 High Performance Serial Bus: 400Mbps, PnPs 멀티미디어 프로세서 : MMX(Intel), MPact/6000 (Chromatic),

MediaProcessor (MicroUnity System Engineering)

M. Y. Sung13

멀티미디어의 발전 .

1945 Vannevar Bush , Memex(Memory Extension) 1965 Ted Nelson , Hypertext 라는 말 1968 Doug Engelbart, NLS 1960말 Ted Nelson , Andries Van Dam, IBM 360 기반

하이퍼텍스트 시스템 1967 Nicholas Negroponte, Architecture Machine Group 의

SMDS (Spatial Data Management System)http://www.media.mit.edu/~nicholas/

1970말 Andy Lippman, Robert Mohl, Aspen Project 1985 Nicholas Negrofonte, MIT Media Lab.

http://www.media.mit.edu 이후 폭발적 인기와 함께 활발한 연구가 진행 중

M. Y. Sung14

멀티미디어의 발전 ..

광 저장 매체의 등장 1980 필립스사와 소니사 광저장 디스크 CD-DA(Compact Disk-Digital

Audio) 1982 필립스사와 소니사 CD 플레이어 1985 CD-ROM(Read Only Memory)

CD-ROM XACD-I

최근 GB급 디지털 비디오 디스크 (DVD : Digital Video Disk) 영상 압축 기술의 발전

한시간 비디오 데이터를 CD-ROM 한장에 기록하려면 백분의 일 압축 필요 JPEG(Joint Photographic Experts Group): 사진 압축 국제 표준안 MPEG(Moving Picture Experts Group): 비디오 압축 국제 표준안 1991 애플사 소프트웨어만으로 비디오를 볼 수 있는 QuickTime 을 운영

체제에 포함 마이크로소프트사 VFW(Video for Windows) 소프트웨어 발표

M. Y. Sung15

멀티미디어의 발전 ... 멀티미디어 PC(MPC) 의 성장

1990 표준 규격의 멀티미디어 PC 등장 1 세대 MPC: 1991 산업체 콘소시엄 멀티미디어 PC 마케팅 위원회

(Multimedia PC Marketing Council : MPMC) 가 마이크로소프트사의 윈도우즈를 중심 멀티미디어 PC 사양 정의

2 세대 ~: IMA(Interactive Multimedia Association) 인터넷의 활성화

1991 년까지만 해도 컴퓨터와 통신을 통합한 응용이 구체화되지 못했다 HTML(HyperText Markup Language): 유럽 공동 입자 연구소 (CERN) 의 팀 버너스 리 ) 가 개발한 표준 문서 형식

WWW(World Wide Web): HTML 표준 문서 형식을 사용하여 서로 연결된 정보 시스템 웹 (Web)

1993 일리노이의 슈퍼컴퓨팅 센터의 Mosaic 프로그램 : graphical web browser

정보 고속도로 (information superhighway): 전 세계를 하나로 묶어 주는 유용한 정보의 전달 체계

통신 속도의 증가 멀티미디어는 인터넷을 축으로 발전

M. Y. Sung16

멀티미디어 저장매체 CD 의 이해 CD(Compact Disk)

600MB laser 이용 나선형 트랙 (spiral track): HD 보다 느림 CLV(Constant Linear Velocity) 로 회전 : (Cf.) HDD: CAV(Constant Angular Velocity) 포맷

물리적 포맷 : 저수준 데이터 구성 , SONY Yellow Book 논리적 포맷 : 파일 포맷 및 디렉토리 구조 정의 , ISO 9660(High Sierra)

CD-DA(CD Digital Audio) CD-ROM CD-ROM/XA CD-I(Interactive) Photo CD Video CD CD-R(Recordable) DVD(Digital Video Disc/Digital Versatile Disc)

M. Y. Sung17

CLV 와 CAV 의 구조

Spur 0

Spur 1

Spur 2

Sector 13512

Minute/Seconds/Sector3 0 12

Sector 0

Minute/Seconds/Sector0 0 0

CAV(Hard drive)

CLV(CD-ROM)

M. Y. Sung18

멀티미디어 PC(MPC) 의 사양

1 세대 MPC(1989 ~ 1991)

2 세대 MPC(1992 ~ 1994)

3 세대 MPC(1995 ~ 1996)

미디어( 오디오 /비디오 )

8bit DAC/ADC선형 PCM 샘플링640x480 해상도 /16색 애니메이션

16bit DAC/ADC선형 PCM 샘플링640x480 해상도 /65536색 비디오 15 프레임

16bit DAC/ADC선형 PCM 샘플링1280x768 해상도 /65536색 비디오 30 프레임

저작 기능 하이퍼텍스트하이퍼미디어

객체지향 멀티미디어

겍체지향멀티미디어와 운영체제의 통합

비디오압축 기술

DCT 변환JPEG

모션 JPEGMPEG-1

MPEG-2,4 

기반 플랫폼

25 MHz 80386SX 이상2MB 이상 메모리40MB 이상의 HDD1배속 (150KB) 이상 CD-ROM 드라이브

25 MHz 80486SX 이상4MB 이상 메모리160MB 이상의 HDD2배속 (300KB) 이상 CD-ROM 드라이브

75 MHz Pentium 이상8MB 이상 메모리540MB 이상의 HDD4배속 (600KB) 이상 CD-ROM 드라이브

전달 매체 1.5M 레이저디스크128MB CD-ROM

650MB CD-ROM 

500MB WORM128-500MB MO(R/W)

운영체제 MS-DOS v3.1 MS-Windows 3.1

MS-DOS 5.0 MS-Windows 3.1

MS-DOS 6.0Windows 3.1

네트워크 Ethernet(10Mbps)Token Ring(16Mbps)

FDDI(100Mbps) 

Ethernet/Token Ring(100Mbps)ATM

M. Y. Sung19

비시간 미디어 타입 (Nontemporal Media Types) 텍스트 /문서

unformatted text, plain text: ASCII, Unicode formatted text, rich text: 구조 기술 (TeX, HTML, SGML, XML), 페이지 기술 (PostScript) 무손실 압축 : run-length coding, Huffman coding(Unix bzip2), LZW(Lemoel-Ziv-Welch)

(Unix gzip) 파일 형식 : TXT, DOC, LST, TEX, PS 등 S/W: vi, emacs, 아래아 한글 , MS Word, LaTeX, Fontographer, Font Studio, Omnipage,

Perceive, Speed Reader 이미지

비트맵 방식 가로 세로로 동일한 간격의 격자 (grid) 로 구분하여 여러 개의 점으로 표시 나누어진 점 하나가 픽셀 (pixel), 컴퓨터 스크린의 해상도는 픽셀의 개수로 정의 색상의 점차적인 변화를 표현하는 데 유리 사진이나 사실적인 그림을 표현하는 데 적합

파일 형식 : BMP, GIF, JPG, TIFF, PCX, TGA 등 그래픽

벡터 방식 선의 종류 , 도형의 종류 , 위치 , 특성을 수학적으로 모델화 크기 조절 , 회전 , 선의 굵기 , 색상 등의 특성을 변경시키는 연산 수행 가능 임의의 배수로 확대하거나 축소하여도 그 형태를 그대로 유지

구조정보 (semantic content) 포함 파일 형식 : DXF, NAPLS, IGES, WMF S/W: Paint Brush, MacPaint, Corel Draw, Micrografx, Designer, Photoshop, PhotoStyler

등

M. Y. Sung20

시간 미디어 타입 (Temporal Media Types)

사운드 /오디오 음성 (voice 또는 speech), 음악 , 음향 디지털 음성 , CD-Audio, MIDI(Musical Instrument Digital Interface) 컴퓨터안 음성 표현방식

미디 (MIDI: Music Instrument Digital Interface): 인간의 사고방식에 가까운 개념적인 표현방식

음파 : 기계의 입출력 방식에 가까운 표현방식 파일 형식 : SND, WAV, AIF, MID, MP2, MP3 S/W: QuickRecorder, AudioShop, WaveStudio, Cakework(MIDI Sequencer)

비디오 및 애니메이션 최종 결과물에 소리를 포함

비디오와 소리의 특성이 다르므로 다른 방식으로 기록 재생할 때 동기화 ( 매체간에 재생 시간을 맞추는 것 ) 필요

비디오 : 디지털 이미지 프레임 세트 : 적어도 초당 24 프레임 ~ 30 프레임 비디오 파일 형식 : AVI, QuickTime, MPEG 애니메이션 : 여러 장의 정지화상을 연속적으로 재생 , 최소한 초당 15 프레임 이상

프레임 (frame) 기반 스프라이트 (sprite, 조각 그림 ) 기반

애니메이션 파일 형식 : MMM, FLI, FLC, FLX, QuickTime S/ W: Flash, AnimatorPro, VideoEditor, Premiere, QuickTime

M. Y. Sung21

멀티미디어 데이터 표준의 이해 법적 표준 (de jure)

국제 표준 기관 : ITU, ISO, IEC 국가 표준 기관 : ANSI( 미국 ), BSI( 영국 ), AFNOR( 프랑스 ), DIN(독일 ) 민간 사업체의 조직체 : ATM Forum, OSF, OMG 학술 단체 : IEEE

업계 표준 (de facto): IBM PC 표준 등 ITU(International Telecommunication Union)

ITU-T: Telecommunication, CCITT ITU-R: Radiocommunication 7개 SG(Study Group)

ISO(International Standard Organization) 200 여 TC(Technical Committee), SC(Sub Committee), WG(Working Group)

ISO/IEC(International Electrotechnical Commission) JTC(Joint Technical Committee)1

멀티미디어 부호화 (coding) 표준화 인터넷 관련 조직 IAB(Internet Architecture Board)

ARPANET(Advanced Research Projects Agency Network) 이 전신 RFC(Request For Comments) IRTF(Internet Research Task Force) 와 IETF(Internet Engineering Task Force)

M. Y. Sung22

ITU 조직도

사무국

WP 2/15( )신호처리

SG 8( )텔레마틱스

ITU-T

ITU-R

WP : Working Play SG : Study Group

ITU-D ( )개발에 관계하는 부문

WP 1/15 ( )오디오 비주얼

SG 9( TV )음향과 방송

SG 13( )네트워크

SG 15( )전송 시스템 장치

ITU SG 11( )음향방송

SG 11(TV )방송

SG 12

M. Y. Sung23

멀티미디어 표준

멀티미디어 부호화 표준 : 표 1.1 참조 문서의 표준화

SGML(Standard Generalized Markup Language) HTML(HyperText Markup Language) SMDL(Standard Music Description Language) ODA(Open Document Architecture) MHEG(Multimedia Hypermedia Expert Group) HyTime(Hypermedia/Time-based structuring language) SMIL(Synchronized Multimedia Integration Language) XHTML(eXtensible HTML)

M. Y. Sung24

멀티미디어 시스템 구조

Tools and Application

DocumentProgrammingAbstraction

UserInterface

Compression

Storage Network

AudioImage

GraphicsVedio

An omation

Syn

ch

ron

izati

on

Cross D

om

ain

Application Domain

System Domain

Device Domain

Computer Technology

DatabaseSystem

Communication

SystemOperating

System

Middleware

M. Y. Sung25

멀티미디어 분산 응용 프레임워크 모델

Distributed Application

Real-time OS andContinuous Media Transport Services

OSF DCE with MultimediaExtentions

PersonalComputer

IntergrationOrchestration

OtherDistributed

Services(Future)

Distributed File services

Continuous Media File Services

TIME NAMING

OtherFundametal

Services(Future)

Securi

ty

Remote Procedure Calland Presentation Services

Threads

Distributed Objcet Service(Object Request Brokers,IDL, Interface Repository)

API Extentions(Time,

Stream Objcets)

OMG CORBA with MultimediaExtentions

M. Y. Sung26

EmergingMultimediaComputer

Communication Technologies

Chwan-Hwa “John” WuJ. David Irwin

M. Y. Sung27

1. 개요

멀티미디어와 멀티미디어 통신 멀티미디어와 멀티미디어 통신 응용 멀티미디어와 압축 기술과 표준 통신 네트워크의 발전

M. Y. Sung28

멀티미디어의 중요성

멀티미디어 기술을 효율적이고 효과적으로 (efficient and effective manner) 활용하면 삶의 즐거움을 만끽할 수 있음

남녀노소 모두에게 , 모든 분야에 영향을 줌

멀티미디어의 기본적이고 중요한 기술을 잘 이해해야 멀티미디어를 더 잘 활용할 수 있을 것임

M. Y. Sung29

멀티미디어 배달 (Delivery). 멀티미디어 배달

CD-ROM 또는 DVD (Digital Video Disk) Multimedia Network

멀티미디어 이용 홈 컴퓨터 WebTV 등

멀티미디어 = Video and audio + interactivity Synthesized video + interactivity Audio and text + interactivity

멀티미디어 서비스 Interactive games Interactive TV program guide Videoconferencing with document sharing VoD(Video on Demand), News on Demand, Sports on Demand Distance Learning Home shopping Tourist guide Multimedia banking Digital Library 등

M. Y. Sung30

멀티미디어 배달 (Delivery)..

대용량 멀티미디어 자료 서버에 놓고 사용자들은 네트워크를 통해 접근

서버 예 : Video server 클라이언트 예 : 컴퓨터 또는 PDA (Personal Digital Assistant)

실시간 배달 (real-time delivery) 예 : videoconferencing

분산 컴퓨팅이 되면 멀티미디어 자료의 관리 , 수정 , 배달이 분산되므로 경제적

네트워크 성능이 최적화되면 마치 자신의 컴퓨터에서 수행되는 것 같은 느낌

통신 지연 줄이기 위해 대용량 멀티미디어 자료는 압축 (compression) 다중 업체 , 다중 플랫폼 , 다중 프로토콜 네트워크 환경에서의

상호연동성을 위해 표준 (standards) 이 중요 플랫폼 (OS) : PC, Mac, SUN, IBM 프로토콜 : NetWare, TCP/IP, Appletalk

M. Y. Sung31

멀티미디어 배달 (Delivery)… Multimedia Network

LAN (Local Area Network) WAN (Wide Area Network) ATM (Asynchronous Transfer Mode) : 작은 패킷 (53 octets 의

cell) 을 스위치하는 새로운 IC (Interated Circuit) 스위치 기반 BISDN (Broadband Integrated Service Digital Network) : 광대역 섬유 링크 (fiber link) 인 SONET (Synchronous Optical Networks) 에서 ATM 스위치를 이용

goal : telephone, Internet access, interactive TV, home shopping, telemedicine 등을 통합한 네트워크 서비스 제공

전송 요구 사항 data : delay 있더라도 error 없어야 음성과 비디오 : error 있더라도 delay 없어야

RSVP (Resource Reservation Protocol) : 필요한 bandwidth 를 예약

M. Y. Sung32

멀티미디어 생성과 전송

Multimediamaterial

Multimedia contentgeneration: video, audio, syn

thesized video, audio andtext as well as interactivity

Multimedia materialcompression

Removable storagedevices, such as

CD

Video server

Communication networksMultimedia

materialdecompression

Multimedia contentcomposition

Multimediamaterial withinteractivity

Removable storage

M. Y. Sung33

클라이언트 /서버 환경

Communication network

server

Pen computer

Set-top box

Terminal

ClientServer

Wireless link

M. Y. Sung34

표준과 상호연동성 (Interoperability)

SUN workstationMacintoshIBM Compatible

UNIX networkAppleTalk

Mac Classic

Netware-based network

Laptop computer

Netware server

IP-base wide area network

IBM workstation

M. Y. Sung35

멀티미디어 네트워크와 4 종류 네트워크

Local Area Networks

Internet

Cable TV Networks

Telco Networks

MultimediaNetworks

M. Y. Sung36

멀티미디어와 멀티미디어 통신 응용 . 오락 (Entertainment)

Telcos (Telephone companies) 와 cable TV 의 broadband networks Telcos : DSL (Digital Subscriber Lines) : 기존의 copper wires 이용 Cable TV : HFC (Hybrid Fiber Coax) + coaxial cables

homes : modem/set-top box 교육 (Education)

On demand : self-paced training Stanford : video server 와 고성능 ATM/BISDN 을 이용하는 EoD

(Education on Demand) Real-time : saving in both travel costs and time

University of Notre Dame : videoconferencing 을 이용한 live and interactive distance learning

예 ZDU (Ziff-Davis Net University)

http://cham.master.com/morror/www.zdu.com/ Marshall Industry 의 Ntseminar 와 live chat

http://www.marshall.com

M. Y. Sung37

멀티미디어와 멀티미디어 통신 응용 .. 산업 /경영 (Industrial/business)

Chrysler ATM 네트워크 상에서 CAD/CAE : designers, engineers Videoconferencing : manufacturing managers

Multimedia banking services electronic banking multimedia messages 보안 : IC cards 나 PIN(Personal Identification Number)s

의료 (Medicine) : 멀티미디어 기술이 돈 , 시간 , 생명을 구함 고화질 images 와 video 응용

X-ray, CAT scan, ultrasound, MRI video/images 등을 진단 센터로 실시간 전송하여 분석

telemedicine 고성능 videoconferencing

collaborative diagnosis medical distance learning : ( 예 ) surgical procedures

M. Y. Sung38

오락

HFC

DSL

Cable TV headend

Telco's central office

Fax

Fax

M. Y. Sung39

교육

Telco leased lines

ATM/BISDN

Internet

Video server

Server

VideoVideo

Videoconferencing Videoconferencing

M. Y. Sung40

멀티미디어와 압축 기술과 표준 .

주요 멀티미디어 기술 MPC (Multimedia PC) Level 3 Specification

H/W : processor, cache, memory, disks, CD-ROM, audio system, speakers,graphics, video, communication, drivers, input/output devices, USB (Universal Serial Bus), parallel port, serial port, MIDI (Musical instrument Digital Interface), joystick, fax/modem

S/W : video/audio capture, compression, decompression, transport, playback

Video for Windows (Microsoft), ActiveMovie (Microsoft), QuickTime (Apple)

motherboard 의 bus 대역폭은 멀티미디어 통신의 성능을 훨씬 능가

M. Y. Sung41

멀티미디어와 압축 기술과 표준 .. 표준

압축 (compression) 기술이 중요 ISO, ITU, IEC

GIF (Graphics Interchange Format) : CompuServe 의 generalized color raster images 와 animation 을 정의하는 명세 , graphics images 압축

JPEG (Joint Photographic Experts Group) : continuous tone color images 또는 gray scale images 압축

MPEG (Motion Picture Expert Group) MPEG-1 (1992) : 가변 속도 통신 네트워크와 1~1.5Mbps CD-ROM 등의

digital storage media 용 MPEG-2 (1996) : HDTV 와 고화질 digital storage media 용 MPEG-4 (1998) : interactive service 용 , AVO (Audio/Visual Object)

와 synthetic objects 지원 , QoS 명세 포함 MPEG-7 (2000) : 검색 강력하게 지원

MHEG (Multimedia and Hypermedia information coding Expert Group) : 압축된 멀티미디어 객체의 프레젠테이션과 대화형 멀티미디어 응용 지원

H.261 : videoconferencing H.263 : videoconferencing

M. Y. Sung42

MPEG-4

Video object 1

Video object 2

Video object 3: the

background

Music

Button

Button

Interactivity

Compressedvideo object and

compositioninformation

Compressedvideo object and

compositioninformation

Compressedaudio object andsynchronization

information

Compressedvideo object and

compositioninformation

Interactivity andcompositioninformation

A bitstream for representing the

multimedia presentation including synchronized

video and audio

M. Y. Sung43

통신 네트워크의 발전 .

데이터 통신 네트워크 Voice, telegraph 와 telex 로 시작 X .25 : 메인프레임과 터미널 사이 , 메인프레임 사이의 통신 1980 년대 LAN : PC 들의 파일과 프린터 공유

Netware : Network OS 를 가진 LAN, PC 통신 WAN : 1990 년대 LAN 의 급속한 확산으로 LAN 들을 연결

Telcos 의 WAN 패킷 스위칭 서비스 : X.25, frame relay, 53 바이트 패킷 기반 SMDS (Switched Multimegabit Data Service) 등의 cell relay

분산 통신 구조로 LAN 들을 연결하는 Internet 활성화 : Telcos 도 backbone 과 서비스 제공에 크게 기여

데이터 통신 기술이 무르익자 멀티미디어 통신 기술이 출현

M. Y. Sung44

통신 네트워크의 발전 ..

멀티미디어 네트워크 1970 년대 ISDN (Integrated Service Digital Network) 표준은 Internet

dialup service 에 한정 장거리 전화 대치위해 음성과 데이터 서비스를 결합하고자 WAN 시작 AT&T Bell Lab. (Lucent Technologies) 가 광대역 통신 네트워크 ATM 개발 ATM 기술을 LAN 에 결합하여 비디오와 오디오 지원 ATM 기술을 SONET (Synchronous Optical Network) 에 결합한

ATM/BISDN 기술로 모든 종류의 정보 통신 지원 Telcos 의 DSL (Digital Subscriber Lines) Cable TV 의 HFC (Hybrid Fiber Coax) MPEG-2 over ATM 기술과 videoconferencing protocols 의 발전으로

videoconferencing 과 videophone 서비스가 LAN, 모뎀과 결합된 정규 전화선 , ISDN, Internet, ATM 상에서 가능

같은 네트워크 상에서 서로 다른 프로토콜을 적용할 수 있어 videoconferencing 과 전화를 동시에 사용 가능

M. Y. Sung45

통신 네트워크의 발전 ...

멀티미디어 네트워크 ( 계속 ) MPEG-4 : 저속 무선 네트워크 (wireless network) 부터 고속 ATM 까지 다양한 네트워크에 scalable 한 표준

무선 통신은 오류가 많으므로 압축과 오류 제어를 위한 새로운 표준이 필요 다양한 종류의 네트워크 상에서 다양한 응용을 최적의 성능으로 사용자의 간섭 없이 자동적으로 지원할 수 있는 새로운 표준이 필요

MPEG-7 : 멀티미디어 데이터에서 특정 정보를 검색하여 활용할 수 있게 지원 MHEG

JPEG, MPEG 등으로 압축된 정보들을 프레젠테이션에 결합하고 프레젠테이션 제어

클라이언트에 MHEG 엔진 있어야 MHEG-6 : JVM (Java Virtual Machine) 지원 Object-oriented 접근으로 server, network, client 의 부담 감소 HTML (Hypertext Markup Language) 에서 MHEG 지원

M. Y. Sung46

Data Communication for LANs

LANLAN LAN

WAN: X.25, frame relay or SMDS

Internet

M. Y. Sung47

A Multimedia Network

ATM LAN ATM LAN ATM LAN

Telco's WAN: ATM/BISD

N

Internet based on ATM/BISDN

ATM over DSL ATM over HFC

M. Y. Sung48

Video Conferencing Systems

Internet

ATM LAN

Telco's networks

Fax

Telephone

Videoconferencing videoconferencing Videoonferencing

Videoonferencing

LAN LAN

Gateway

Videoonferencing

Phone lines

ISDN lines

GatewayGateway

M. Y. Sung49

Integrated Network

Internet

LANs

Cable TV networks

Telco's broadband network to

homes

Telco's WAN

Wireless networks

LANs

LANs

Pen computer Laptop computer

TV broadcast

Video

M. Y. Sung50

MHEG Standard

MHEG engine

Pen computer

MHEG engine

Laptop computer

MHEG engine

Server

Download multimedia information

of MHEG

Server Client

Communication network

M. Y. Sung51

Local area networks

Next generation of local areanetworks

Wide area networks

The Internet

Broadband networks tohomes

Communicationnetworks

Multimedia Multimedia ComputerTechnologies

Multimediacommunication

Multimedia overcommunication networks

Applicationexamples

Compression and MultimediaStandards/Techniques

Videoconferencing andtelephony