Effective Method of Video Services over QoS Controlled Network

QoS 서비스 모델에서의 비디오 서비스의 효과적 적용 기법

  • Jeong, Jun-Ho (School of Electronics and Information in Kyunghee University) ;
  • Suh, Doug-Young (School of Electronics and Information in Kyunghee University) ;
  • Shin, Ji-Tae (School of Information and Communication Engineering of Sungkyunkwan University) ;
  • Seok, Joo-Myoung (Electronics and Telecommunications Research Institute) ;
  • Lee, Kyou-Ho (Electronics and Telecommunications Research Institute)
  • Published : 2002.11.01

Abstract

현재 단대단(End-to-End) 비디오 서비스의 질을 높이기 위해 많은 연구가 각 계층별로 진행되고 있다. 전송계층에서의 오류 제어(Error Control), 네트워크계층에서의 QoS (Quality of Service)모델, 표현 및 응용계층에서의 오류 강인성(Error resilience)/오류 은닉(Error concealment) 등이 연구 개발되고 있다. 그러나 계층 간의 연관성이 높은 부분에서의 통합을 통한 성능향상에 관한 연구는 그 필요성과 효율에 비해 아직도 미흡하다. 본 논문은 QoS 서비스 모델하에서의 적응적 FEC(Forward Error Correction) 적용 및 우선순위에 따른 비디오패킷(VP ,VideoPacket)을 통하여 효율적인 계층화 비디오 스트리밍을 단대단 QoS성능의 향상에 관점을 맞추어 제안한다. 제안하는 방식은 최소 화질 보장과 같은 효율에서 보다 적은 가격에서의 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여 통합형 서비스(IntServ, IS, Integrated Service) 의 자원예약을 사용하는 방법과 높은 가격의 자원 예약을 사용하지 않는 차별화 서비스(DiffServ, DS, Differentiated Service)를 적용했으며 이에 보장형 서비스의 특징을 공통을 가지기 위해 계층화 FEC를 적용하였으며 적절한 가격의 조절을 위하여 비디오패킷을 통한 데이터 분할을 적용하였다. 본 논문은 또한 최종 사용자의 만족도를 PSNR(Picture Signal to Noise Ration)과 PSNR에서 표현하지 못하는 부분의 평가를 위해 손상프레임율(DFR, Damaged Frame Ratio)과 오류프레임율(EFR,Error Frame Ratio)을 제안 이를 통해 평가하고자 한다. 제안하는 방식의 실험 결과는 비디오 코딩계층과 전송 계층, 네트워크 계층의 결합된 성능이며 이는 또한 화질의 개선뿐만 아니라 사용자의 가격문제에 대하여서도 비교 분석하였다.

Keywords

References

  1. R.Branden, D.Clark, and S.Shenker, 'Integrated services in the Internet architecture: an overview', RFC1633, IETF, June 1994
  2. R.Branden et al., 'Resource reservation protocol (RSVP) version 1, function specification', RFC2205, IETF, Sep. 1997
  3. S. Blake, D. Black, M. Carlson, E. Davies, Z. Wang, and W.Weiss, 'An Architecture for Differentiated Services', RFC2475, IETF, Dec. 1998
  4. F.Leannec, F.Toutain, and C.Guillemot, 'Packet loss resilient MPEG-4 compliant video coding for the Internet', Signal Processing:Image Communication 15, 1999 https://doi.org/10.1016/S0923-5965(99)00023-5
  5. Y. Wang and Q. F. Zhu, 'Error Control and Concealment for Video Communication: A Review,' Proc. IEEE, vol. 86, pp. 974-997, May. 1998 https://doi.org/10.1109/5.664283
  6. J.Boyce, 'Packet loss resilient transmission of MPEG video over the Internet', Signal Processing:Image Communication 15, pp. 7-24, 1999 https://doi.org/10.1016/S0923-5965(99)00021-1
  7. H. Zheng, J. Boyce, 'An Improved UDP Protocol for Video Transmission Over Internet-to-Wireless Networks', IEEE Tr. On Multimedia, pp. 356-365, September 2001 https://doi.org/10.1109/6046.944478
  8. J. Rosenberg, H. Schulzrine, 'An RTP Payload Format for Generic Forward Error Correction', IETF RFC 2733, December 1999
  9. G. Liebl et al., 'An RTP Payload Format for Erasure-Resilient Trans. of Progressive Multimedia Streams', IETF Internet Draft draft-ietf-avt-uxp-02.txt, September 1, 2002
  10. A. Li, et al., 'An RTP Payload Format for Generic with Uneven Level Protection', IETF Internet Draft draft-ietf-avt-ulp-04.txt, expires on August 15, 2002
  11. R.Liao and A.Campbell, 'Dynamic edge provisioning for core IP networks', in Proc. IEEE IWQoS, June 2000 https://doi.org/10.1109/IWQOS.2000.847947
  12. I. Stoica and H. Zhang, 'Providing guaranteed services without per flow management'. in Proc. SIGCOMM, Boston. MA, pp. 81-94, Sept. 1999 https://doi.org/10.1145/316194.316208
  13. C.Cetinkaya, E.Knightly, 'Scalable services via egress admission control', in Proc. IEEE INFOCOM, Israel, Mar. 2000 https://doi.org/10.1109/INFCOM.2000.832545
  14. C.Dovrolis, D.Stilliadis, and P.Ramanathan, 'Proportional differentiated services :delay differentiation and packet scheduling', Proc. ACM SIGCOMM, September, 1999 https://doi.org/10.1145/316194.316211
  15. J.Shin, J.Kim, and C.-C.Kuo, 'Quality-of-service mapping mechanism for packet video in differentiated services networks', IEEE Trans. on Multimedia, 3(2), pp. 219-231, 2001 https://doi.org/10.1109/6046.923821
  16. J. Heinanen, F. Baker, W. Weiss, and J. Wroclawski, 'An Assured Forwarding {PHB}', RFC2597, IETF, June 1999
  17. 'MPEG-4 Video Verification Model Version 12.1', ISO/IEC JTC1/SC29/WG11, N2552
  18. M. Zink,; J. Schmitt, R. Steinmetz, 'Retransmission scheduling in layered video caches', Proceedings of ICC 2002,. Vol. 4, pp. 2474-2478, 2002 https://doi.org/10.1109/ICC.2002.997288
  19. D. Loguinov, H. Radha, 'On retransmission schemes for real-time streaming in the Internet', IEEE INFOCOM 2001, pp. 1310-1319, 2001 https://doi.org/10.1109/INFCOM.2001.916626