The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지

Design and Implementation of Network-Adaptive High Definition MPEG-2 Streaming employing frame-based Prioritized Packetization

프레임 기반의 우선순위화를 적용한 네트워크 적응형 HD MPEG-2 스트리밍의 설계 및 구현

  • 박상훈 (광주과학기술원 정보통신공학과 네트워크미디어 연구실) ;
  • 이승주 (광주과학기술원 정보통신공학과 네트워크미디어 연구실) ;
  • 김종원 (광주과학기술원 정보통신공학과 네트워크미디어 연구실) ;
  • 김우석 (한국전자통신연구원 이동멀티미디어방송 연구팀)
  • Published : 2005.10.01
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Abstract

As the networked media technology have been grown in recent, there have been many research works to deliver high-quality video such as HDV and HDTV over the Internet. To realize high-quality media service over the Internet, however, the network adaptive streaming scheme is required to adopt to the dynamic fluctuation of underlying networks. In this paper, we design and implement the network-adaptive HD(high definition) MPEG-2 streaming system employing the frame-based prioritized packetization. Delivered video is inputted from the JVC HDV camera to the streaming sewer in real-time. It has a bit-rate of 19.2 Mbps and is multiplexed to the MPEG-2 TS (MPEG-2 MP@HL). For the monitoring of network status, the packet loss rate and the average jitter are measured by using parsing of RTP packet header in the streaming client and they are sent to the streaming server periodically The network adaptation manager in the streaming server estimates the current network status from feedback packets and adaptively adjusts the sending rate by frame dropping. For this, we propose the real-time parsing and the frame-based prioritized packetization of the TS packet. The proposed system is implemented in software and evaluated over the LAN testbed. The experimental results show that the proposed system can enhance the end-to-end QoS of HD video streaming over the best-effort network.

최근 네트워크 미디어 기술의 발달로 인터넷 망에서 HDTV급의 고화질 비디오를 스트리밍하는 시도가 많이 이루어 지고 있다. 그러나 최선형 서비스(best-effort service)를 기반으로 하는 인터넷 망에서 고화질 비디오를 안정적으로 스트리밍하기 위해서는 네트워크 상황에 적응할 수 있는 전송 기법이 요구된다. 본 논문에서는 MPEG 프레임(I, P, B)기반의 패킷 우선순위화를 적용한 네트워크 적응형 HD MPEG-2 스트리밍 시스템을 설계 및 구현한다. 전송 비디오는 JVC HDV 카메라로부터 실시간으로 입력받으며 19.2 Mbps의 비트율과 MPEG-2 TS (MPEG-2 MP@HL) 형식을 갖는다. 네트워크 상태의 측정은 스트리밍 클라이언트에서의 RTP 패킷 헤더의 파싱을 이용한 패킷 손실율과 평균 지터의 측정을 통해 이루어지며 이 정보는 주기적으로 스트리밍 서버로 피드백 된다. 스트리밍 서버의 네트워크 적응 관리자(network adaptation manager)에서는 네트워크 상태에 따라 프레임의 중요도에 따른 프레임 폐기(frame dropping)를 함으로서 전송률 적응을 수행한다. 이와 관련하여 TS 패킷의 실시간 파싱 및 프레임 기반 패킷 우선순위화 기법이 제안된다. 제안 시스템은 소프트웨어로 구현되며 LAN 환경에서의 실험을 통해 네트워크의 이용 가능한 대역폭이 변동하는 상황에서 HD 스트리밍의 종단 간 서비스 품질을 향상시킴을 보여준다.

Keywords

References

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