In wireless ad-hoc network, knowing the available bandwidth of the time varying channel is imperative for live video streaming applications. This is because the available bandwidth is varying all the time and strictly limited against the large data size of video streaming. Additionally, adapting the encoding rate to the suitable bit-rate for the network, where an overlarge encoding rate induces congestion loss and playback delay, decreases the loss and delay. While some effective rate controlling methods have been proposed and simulated well like VTP (Video Transport Protocol) [1], implementing to cooperate with the encoder and tuning the parameters are still challenging works. In this paper, we show our result of the implementation experiment of VTP based encoding rate controlling method and then introduce some techniques of our parameter tuning for a video streaming application over wireless environment.
최근, 비디오 스트리밍에 대한 수요가 급증함에 따라서 무선 자원의 효율성을 높일 수 있는 스트리밍 기법에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 논문에서는 무선 네트워크에서 수신단 캐싱 기능을 활용하여 비디오 스트리밍의 전송 효율을 획기적으로 개선할 수 있는 적응형 비디오 스트리밍 기법을 제안한다. 두 클라이언트가 동시에 동일한 비디오를 요청하는 경우에만 브로드캐스팅 기법으로 비디오 데이터를 전송할 수 있는 기존 방식과 달리, 제안 방식은 두 클라이언트들이 서로 다른 비디오를 요청하는 경우에도 각 클라이언트의 캐싱 정보가 특정 조건을 만족하면 브로드캐스트 기법으로 비디오를 전송할 수 있다. 본 논문에서는, 수학적 분석을 통하여 제안 방식의 평균 전송 시간을 분석하고 그 근사치를 제시한다. 또한, 다양한 시뮬레이션을 통하여 수학적 분석의 정확성을 검증한다. 수학적 분석과 시뮬레이션 결과에 따르면, 제안 방식은 기존 방식 대비 평균 전송 시간을 획기적으로 감소시킬 수 있다.
최근 네트워크 기술과 모바일 기기의 발달로 인해 네트워크를 효율적으로 사용하여 비디오 스트리밍 서비스를 제공하기 위해 HTTP 적응적 스트리밍 서비스가 주목 받게 되었다. 사용자 중심 방송에 대한 관심이 증가함에 따라 대화형 멀티미디어에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 대화형 멀티미디어 서비스는 사용자가 선택하는 시나리오에 따라 영상을 재생하는 방식이다. 기존의 HTTP 적응적 스트리밍 방식으로 대화형 멀티미디어 서비스를 제공하면 사용자가 시나리오를 선택하는 시점에 따라 시나리오 변환에 의한 지연 및 버퍼 언더플로우를 유발하여 사용자 체감 품질을 저하시킨다. 따라서 본 논문에서는 끊김 없는 대화형 멀티미디어 스트리밍 서비스를 제공하기 위해 HTTP 적응적 스트리밍 기반의 대화형 멀티미디어 전송 기술을 제안한다. 제안하는 기법은 대화형 멀티미디어 스트리밍 서비스를 위한 시스템 구조와 프리패칭 기법이다.
As further Studies on 4th generation mobile telecommunication are progressed, the importance of a Cross-Layer is being increased. However, it has focused on coordination model only between MAC layer and PHY layer. It is necessary to expand into II' layer and upper layers. In this paper, we introduce a Cross-layer optimization which can be used to transmit video data with effect by managing resources among layers. It can gives further more adaptive method to solve QoS model problem than single layer.
모바일 기기에서 Wi-Fi와 Bluetooth 연결이 일상화 되면서, Wi-Fi, Bluetooth 등의 두 개 이상의 이기종 무선 라디오를 하나의 칩에 통합한 Wi-Fi 및 Bluetooth 콤보 모듈이 보편화 되었다. 콤보칩 기법의 핵심 요건은 통합칩 사용으로도 사용자 경험(QoE)의 품질을 저하되는 등의 성능저하가 있어서는 안되며, 따라서 다양한 환경에서 이 요건을 보장하기 위해서는 콤보모듈의 행동을 특성화하고 이해하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 Wi-Fi / Bluetooth 콤보 통신 모듈을 장착한 모바일 기기에서 모바일 스트리밍을 이용할 경우, Bluetooth 사용이 사용자 체감 품질(Qualty-of-Experience)에 미치는 영향을 조사한다. 실측을 통한 실험 결과, Wi-Fi와 블루투스를 동시에 사용하는 환경에서는 Wi-Fi만을 이용하는 환경에 비해 최대 55%의 성능 저하를 보인 것으로 나타났다. 본 연구 이기종 통신 모듈의 사용에 따른 물리 및 링크 계층의 전송 스케쥴링이 최상위 사용자 계층의 성능에 미치는 영향을 밝혀냈다는 중요성을 갖는다.
본 논문은 패킷 기반 네트워크의 유동적인 환경 변화와 전송하는 비디오 데이터의 특성을 함께 고려하여 비디오 데이터를 스트리밍하는 적응적 전송 미들웨어를 구현하고 성능을 평가하였다. 적응적 전송 미들웨어는 SR-RTP 기반의 스트리밍 모듈과 TFRC 기반의 전송률 제어 모듈로 구성되며, SR-RTP 기반의 스트리밍 모듈은 패킷 손실에 의해 손실된 비디오 데이터 중에서 중요도가 높은 데이터만을 선별적으로 재전송하여 패킷 재전송에 따른 전송 지연의 부담을 줄임과 동시에 패킷 손실에 따른 에러를 크게 감소시킨다. TFRC 기반의 전송률 제어 모들은 TCP 기반의 데이터 전송과 정당하게 네트워크의 전송 대역폭을 공유하면서 최적의 전송 대역폭을 산출하여 전송률을 제어함으로써 유동적으로 변하는 전송 대역폭에 적응적으로 비디오 데이터의 전송률을 제어한다. 외부 인터넷 환경에서 적응적 전송 미들웨어를 적용하여 비디오 스트리밍을 실험하고 패킷 손실에 대한 복구 성능과 스트리밍 지터 정도를 측정하여 분석한 결과, 적응적 전송 미들웨어를 적용하지 않은 경우와 비교하여 상대적으로 높은 스트리밍 성능을 보였다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권8호
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pp.3856-3872
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2018
HTTP-based adaptive streaming (HAS) has recently been widely deployed on the Internet. In the HAS system, a video content is encoded at multiple bitrates and the encoded video content is segmented into small parts of fixed durations. The HAS client requests a video segment and stores it in the playout buffer. The rate adaptation algorithm employed in HAS clients dynamically determines the video bitrate depending on the time-varying bandwidth. Many studies have shown that an efficient rate adaptation algorithm is critical to ensuring quality-of-experience in HAS systems. However, existing algorithms have problems estimating the network bandwidth because bandwidth estimation is performed on the client-side application stack. Without the help of transport layer protocols, it is difficult to achieve accurate bandwidth estimation due to the inherent segment-based transmission of the HAS. In this paper, we propose an alternative approach that utilizes the playout buffer occupancy rather than using bandwidth estimates obtained from the application layer. We start with a queueing analysis of the playout buffer. Then, we present a buffer-aware rate adaptation algorithm that is solely based on the mean buffer occupancy. Our simulation results show that compared to conventional algorithms, the proposed algorithm achieves very smooth video quality while delivering a similar average video bitrate.
최근 웹 기반의 적응적 스트리밍 서비스인 DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)가 주목 받고 있다. 그러나 기존 DASH 환경에서 네트워크와 버퍼 기반의 품질 조절 기법은 콘텐츠의 VBR (Variable Bit Rate) 특성을 고려하지 않아 세그먼트 처리량의 변화가 크며 이로 인해 잦은 품질 변화, 영상의 끊김과 같은 사용자 체감품질이 저하되는 문제점을 발생시킨다. 본 논문에서는 DASH 환경에서 사용자 체감품질을 향상시키기 위해 C-DASH (Content Characteristics based Dynamic Adaptive Streaming over HTTP) 기법을 제안한다. C-DASH 기법은 세그먼트의 처리량과 버퍼 상태, 그리고 콘텐츠의 세그먼트 크기를 고려하여 끊김 없고 비디오 품질 변화가 적은 품질 조절을 수행한다. 실험 결과를 통해 제안한 기법이 기존 품질 조절 기법들에 비해 사용자 체감품질을 향상시킴을 확인하였다.
VR (Virtual Reality)은 최근 스마트 폰 기반 HMD (Head Mounted Displays)에 대한 개발 및 관심이 급증 함에 따라 360 비디오에 대한 표준화에 대한 요구가 급증하고 있다. 본 논문에서는 MPEG 산하에서 진행되는 360 미디어를 지원하기 위한 미디어 포맷인 Omnidirectional Media Format 에서 다루는 핵심 표준 기술에 대하여 자세히 소개한다. 360 미디어를 위한 OMAF 아키텍처를 소개하고 OMAF 에서 다루는 360 비디오 처리 및 메타데이터에 대해 자세히 설명한다. 그리고 360 미디어를 파일 혹은 세그먼트 내에 저장하기 위한 미디어 포멧 및 MPEG DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)기반 360 미디어에 대한 스트리밍 기법에 대해 자세히 언급한다.
최근 HTTP (Hypertext Transfer Protocol) 적응적 비디오 스트리밍 서비스가 주목 받고 있다. 기존 HTTP 적응적 비디오 스트리밍 서비스의 비디오 품질 조절 기법은 세그먼트 처리량을 표본으로 대역폭을 예측하고 평탄화 (Smoothing)를 한다. 그러나 기존 기법은 고정된 표본 개수로 평탄화를 하기 때문에 버퍼 언더플로우와 빈번한 품질 변화가 발생하여 QoE (Quality of Experience)를 저하시키는 문제가 있다. 본 논문에서는 이 문제를 해결하기 위해 세그먼트 처리량과 버퍼 점유율 기반의 비디오 품질 조절 기법을 제안한다. 제안 기법은 세그먼트 처리량 변화에 따라 표본의 개수를 적응적으로 결정하고 안정적인 버퍼 점유율을 유지할 수 있는 비트율의 임계값을 기반으로 비디오 품질 조절을 한다. 실험을 통해 제안 기법이 기존 기법에 비하여 버퍼 언더플로우 발생을 방지하고 품질 변화를 감소시켜 QoE를 향상시키는 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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