의료 기관용 실시간 고화질 비디오 전송 시스템 개발

Abstract

[영문]

[한글]

원격의료는 시간과 공간을 초월하여 원거리에 위치한 환자를 진단하고 적절한 처치를 내

리는데 사용된다. 원격지의 환자를 보다 정확히 진단하기 위해서는 고화질 동영상 비디오

신호를 실시간으로 전송할 수 있는 기술이 필요하다. 현재의 통신기술과 멀티미디어 압

축 기법으로는 범용의 통신 서비스에서도 고품질 멀티미디어 비디오 전송 기술을 구현할

수 있다.

본 논문에서는 이러한 전송 환경과 미디어 압축기술을 바탕으로 한국의 기간 통신망들에

서 사용 용도에 따라 자동으로 동영상 압축 포맷과 비트율을 설정할 수 있는 의료용 실시

간 고화질 비디오 전송 시스템을 개발하였다. 시스템 구현에는 DirectShow와 DirectPlay

기술을 사용하였다. 동영상 압축 표준으로는 MPEG1, MPEG2, MPEG4를 사용하였다. DirectS

how 기반에서 동작하기 위해 개별적 기능 모듈을 Filter로 구성하였다. 연구 과정에서 MP

EG1, MPEG2 인코딩 Filter, 네트웍 전송 Filter, 비디오 제어 Filter를 직접 구현하여 소

프트웨어적인 재사용성을 극대화시켰다.

동영상 압축 포맷과 비트율에 대한 자동 설정 기능을 구현하기 위하여 기술적 측면과 임

상적 측면의 2가지 부분에서 수동적으로 여러 조건을 주면서 테스트하였다. 테스트에는

세브란스 병원의 내부 LAN 망과, 한국에서 상용 서비스되고 있는 E1, ADSL망을 사용하였

다. 테스트 결과 내부 LAN, E1 망에서는 상당히 양호한 결과가 도출되었다. ADSL망에서는

MPEG4 포맷이 가장 좋은 결과를 보였다. MPEG2 포맷은 ADSL 망에서 제공하는 대역폭이

충분하지 못하여 화질이 많이 떨어졌다. 평균 지연 시간은 1초 이내로 실시간 서비스를

만족하였다. 테스트한 결과를 자동설정 기능에 적용하여 원활히 동작하는 것을 확인하였

다.

본 연구를 통해 한국의 네트웍 여건에 맞는 의료용 실시간 비디오 전달 시스템을 개발하

였다. 구현한 의료용 고화질 비디오 전송 시스템은 환자의 영상 정보를 고화질 실시간으

로 전달할 수 있게 하여 원격 의료 서비스의 품질을 크게 향상시켰다.

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핵심되는 말 : 원격진료 시스템, 고화질 비디오, 실시간 전송, DirectX, MPEG

Development of the Real-time High-quality Video Transfer System for Medical

Facilities

We can use a telemedicine system to diagnose and treat a remote patient.

High-quality real-time video transmission techniques are necessary for effective

diagnosis of remote patient. With current communication techniques and multimedia

compression methods, it is possible to implement a high-quality video transmission

system upon the general communication network services of Korea.We can use a

telemedicine system to diagnose and treat a remote patient. High-quality real-time

video transmission techniques are necessary to effective remote patient diagnosis.

With current communication techniques and multimedia compression methods, it is

possible to implement a high-quality video transmission system upon the general

communication network services of Korea.

This thesis depicts the implementation and testing of a real-time high-quality

medical video transmission system in Korean network environment. A user can set the

compression format and bit rate automatically in this system.

DirectShow and DirectPlay techniques were adopted in the system implementation and

MPEG1, MPEG2 and MPEG4 standards were used in the video signal compression. For the

DirectShow architecture, I have implemented some individual function modules as

Filters: MPEG1 and MPEG2 Encoding Filter, Network Transmission Filter, and Video

Control Filter. DirectShow Filter is a highly reusable software module.

Today, the internal LAN, E1 and ADSL line are suitable for a real-time video

transmission system in Korea. To determine the most appropriate video format and

bit rate for these three network types and four medical usages (emergency

monitoring, surgical operation, endoscopy and ultrasonography), I have done

technical and clinical tests on each case. MPEG2 showed the best quality in the

internal LAN and leased line whereas MPEG4 showed the best quality in the ADSL line

as a result of the test. When applied to the ADSL line, the quality of MPEG2 format

was relatively lower than others because of the insufficient network bandwidth.

Because the average time delay is under 1 second, the implemented system is

suitable for real-time services.

When I applied the test results to the automatic control module, the system

operated well enough and showed good result.

I have developed a real-time medical video transmission system appropriate for

Korean network environment and the quality of the telemedicine in Korea can be

improved with this real-time high-quality video transmission system.