An Efficient Smoothing Algorithm Using the Change of Frame Sequence in GOP

GOP를 구성하는 프레임들의 순서 변경을 이용한 효율적인 스무딩 알고리즘

Smoothing is a transmission plan where variable rate video data is converted to a constant bit rate stream. Among them are CBA, MCBA, MVBA, PCRTT and others. But, in these algorithm, a transmission plan is made in according to stored frame sequence in these algorithms. In case that the number of bytes in frames in GOP differs greatly each other, this may cause unnecessary transmission rate changes and may require high transmission rates abruptly when frame's byte is large. In result, it is difficult to use efficient network resource. In this paper, we proposed a smoothing algorithm that find the optimal frame sequence in short time by using backtracking method and smoothing's structure for the proposed smoothing algorithm. This algorithm decides the sequence of frames which requires the lowest variance of frame's bytes in GOP and make a transmission plan. In order to show the performance, we compared with MVBA algorithm by various evaluation factors such as the number of rate changes, peak rate, rate variability.

스무딩은 가변 비트율로 저장된 비디오 데이터를 클라이언트로 전송할 때 일련의 고정 비트율로 전송할 수 있도록 전송 계획을 세우는 것으로 이러한 스무딩 알고리즘에는 CBA, MCBA, MVBA, PCRTT 등이 있다. 그러나 이 알고리즘들에서는 GOP내에서 프레임들간의 바이트 수의 차이가 심한 경우에도 이 순서대로 전송 계획을 세우기 때문에 불필요하게 전송률이 변화되거나 급격하게 높은 전송률이 요구될 수 있다. 이는 네트워크 자원의 효율적 인 사용을 어렵게 할 수 있다. 이를 개선하기 위하여 본 논문에서는 빠른 시간안에 최적의 해를 찾을 수 있는 백트랙킹 방법을 이용하여 GOP 내에서 가장 완만하게 프레임의 바이트 수가 변화되는 프레임들의 순서를 검색하여 이 순서대로 전송 계획을 세우는 스무딩 알고리즘과 이를 위한 구조를 제안한다. 제안 알고리즘의 성능은 다양한 비디오 소스를 가지고 MVBA 알고리즘과 전송률 변화 횟수, 첨두 전송률, 전송률 변화량을 비교 분석하여 평가한다.