• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권11호
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• pp.4519-4533
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• 2015

Hypertext Transfer Protocol (HTTP) adaptive streaming has become a new trend in video delivery. An HTTP adaptive streaming client needs to effectively estimate resource availability and demand. However, due to the bitrate of the video encoded in variable bitrate (VBR) mode, a bitrate mismatch problem occurs. With the rising demand for mobile devices, the likelihood of cases where two or more HTTP adaptive streaming clients share the same network bottleneck and competing for available bandwidth will increase. These mismatch and competition issues lead to network congestion, which adversely affects the Quality of Experience (QoE). To solve these problem, we propose a video rate adaptation scheme for the HTTP video streaming to guarantee and optimize the QoE. The proposed scheme estimates the available bandwidth according to the bitrate of each segment and also schedules the segment request time to expedite the response to the bandwidth variation. We used a multi-client simulation to prove that our scheme can effectively cope with drastic changes in the connection throughput and video bitrate.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권11호
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• pp.4585-4603
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• 2015

Video streaming services make up a large proportion of Internet traffic on both fixed and mobile access throughout the world. Adaptive streaming allows for dynamical adaptation of the bitrate with varying network conditions, to guarantee the best user experience. Adaptive bitrate algorithms face a significant challenge in correctly estimating the throughput as it varies widely over time. In this paper, we first evaluate the throughput estimation techniques and show that the method that we have used offers stable response to throughput fluctuations while maintaining a stable playback buffer. Then, we propose an adaptive bitrate scheme that intelligently selects the video bitrates based on the estimated throughput and buffer occupancy. We show that the proposed scheme improves viewing experience by achieving a high video rate without taking unnecessary risks and by minimizing the frequency of changes in the video quality. Furthermore, we show that it offers a stable response to short-term fluctuations and responds swiftly to large fluctuations. We evaluate our algorithm for both constant bitrate (CBR) and variable bitrate (VBR) video content by taking into account the segment sizes and show that it significantly improves the quality of video streaming.

• 방송공학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.104-114
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• 2018

최근 HTTP 기반 비디오 스트리밍 트래픽이 계속해서 증가함에 따라 HTTP 기반 적응적 스트리밍(HTTP-based Adaptive Streaming : HAS) 기술 중 하나인 DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)가 주목받고 있다. 이에 따라 DASH 환경에서 클라이언트에게 높은 QoE(Quality of Experience)를 제공하기 위한 많은 비디오 품질 조절 기법들이 제안되어왔다. 본 논문에서는 뉴로 퍼지 시스템의 구조 중 하나인 ANFIS(Adaptive Network based Fuzzy Inference System)를 이용한 새로운 품질 조절 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 ANFIS를 이용하여 클라이언트에게 적절한 세그먼트 비트율을 선택하는 퍼지 파라미터를 찾고, VBR(Variable Bit-Rate) 비디오의 특성을 고려하여 실제 세그먼트의 크기를 이용해 다음 세그먼트 다운로드 시간을 보다 정확하게 예측한다. 그리고 이를 이용해 시변 네트워크에서 적절하게 비디오 품질을 조절한다. NS-3를 이용한 모의실험에서 제안된 기법이 기존 기법들에 비해 높은 평균 세그먼트 비트율과 낮은 비트율 변화 횟수를 보여 클라이언트에게 향상된 QoE를 제공함을 보인다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권6호
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• pp.635-644
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• 2013

Adaptive hypertext transfer protocol (HTTP) streaming has become a new trend to support adaptivity in video delivery. An HTTP streaming client needs to estimate exactly resource availability and resource demand. In this paper, we focus on the most important resource which is bandwidth. A new and general formulation for throughput estimation is presented taking into account previous values of instant throughput and round trip time. Besides, we introduce for the first time the use of bitrate estimation in HTTP streaming. The experiments show that our approach can effectively cope with drastic changes in connection throughput and video bitrate.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제21권7호
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• pp.458-463
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• 2015

최근 스트리밍 이용자는 자신이 처한 채널 상황에 따라 적응적으로 가장 적당한 비디오율(video rate)을 선택적으로 요청하여 서비스 받는 ABR(Adaptive Bitrate) 기법을 주로 이용하고 있다. 결과, 대부분의 ABR 비디오율 적응 기법 관련 연구는 채널 상황에 따른 실시간 비트율 적응에만 초점을 맞춘 나머지 모바일 기기의 배터리 의존성에 따른 에너지 제한적 특성을 놓치고 있다. 이는 모바일 장치의 중요한 특성을 고려하지 않은 것으로, 이에 따른 많은 에너지 소모는 궁극적으로 스트리밍 서비스 불만족의 원인이 될 수 있다. 본 논문에서는 ABR 적응 기법의 최신 연구인 버퍼 기반 비트율 적응 방법에 모바일 장치의 배터리 제한적 특성을 고려하여, 기존의 최신 연구와 동일한 성능을 내면서도 불필요하게 소모 되는 에너지를 절약하는 기법을 제안한다. 에너지 소비를 줄이기 위해 버퍼에 스트리밍이 충분히 있으면 에너지 전원을 끄고 (off), 버퍼에 스트리밍이 충분히 있지 않은 경우 에너지 효율적 Prefetching통해 동적 적응 비디오 스트리밍을 서비스한다. 성능평가 결과, 세계 평균 모바일 다운로드 속도에서 기존 기법에 비해 에너지 소비율이 60%절약됨을 보였다.

• 정보과학회 논문지
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• 제44권1호
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• pp.95-106
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• 2017

최근 높은 품질의 멀티미디어 콘텐츠를 제공하고 급증하는 트래픽을 처리하기 위해 HTTP 적응적 스트리밍이 등장하였다. HTTP 적응적 스트리밍 서비스의 QoE (Quality of Experience; 사용자 체감 품질)를 향상시키기 위해서는 평균적인 비디오 품질을 최대화해야 하며 품질 변경 주기, 품질 감소 폭, 그리고 끊김 현상을 최소화해야 한다. 최근 제안되었던 HTTP 적응적 스트리밍의 품질 조절 알고리즘들은 QoE 관련 특성을 세밀하게 고려하지 않아 높은 QoE를 제공하기 어렵다. 본 논문에서는 HTTP 적응적 스트리밍의 QoE 향상을 위해 SQA (Smooth Quality Adaptation) 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 일정 기간 품질을 유지하고 비디오 품질의 급격한 감소를 방지함으로써 부드러운 사용자 체감 품질을 제공한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 알고리즘이 대역폭 감소 구간에서 품질 변경 폭을 감소시키고 품질 변경을 최소화하는 것을 확인하였다.

• 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.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제8권3호
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• pp.245-250
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• 2010

To support various bandwidth requirements for many kinds of devices such as PC, notebook, PDA, cellular phone, a transcoding proxy is usually necessary to provide not only adapting multimedia streams to the client by transcoding, but also caching them for later use. Due to huge size of streaming media, we proposed the 3 kinds of segmentation - PT-2, uniform, bitrate-based segmentation. And to reduce the CPU cost of transcoding video, we proposed the DQS service policy. In this paper, we simulate the combined our previous two researches that are bitrate-based segmentation and DQS(Degraded Quality Service) policy. Experimental results show that the combined policy outperforms companion schemes in terms of the byte-hit ratios and delay saving ratios.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.488-490
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• 2012

오늘날 QoS/QoE 기술의 일환인 HTTP를 활용한 동적 적응적 스트리밍 기술이 이슈화 되고 있다. 본 논문에서는 HTTP를 활용한 동적 적응적 스트리밍 기술에 대해 연구하였다. 이를 기반으로 HTTP를 활용한 동적 적응적 스트리밍 시스템을 설계 및 구현하였다. 본 시스템에서는 MPEG2-TS 파일에 대해 비트율별 변환, 일정 시간 별 Segment의 분할, 앞에서의 파일들을 참고하여 최종적으로 전송에서 활용되는 MPD(Media Presentation Description) File의 생성과 서버와 클라이언트 간의 스트리밍에 대해 HTTP를 활용한 동적이고 적응적인 네트워크 환경에서의 비트율별 스트리머로 구성된다. 이는 불특정 다수의 네트워크 환경에서 끊김없는 지속적인 영상의 재생을 위한 다양한 스트리밍 분야와 멀티미디어 분야에 활용될 것이다.

• 정보과학회 논문지
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• 제44권4호
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• pp.423-432
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• 2017

최근 HTTP 적응적 스트리밍 서비스의 표준인 DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)를 기반으로 하는 비디오 스트리밍 서비스의 QoE(Quality of Experience) 향상을 위해 비디오 품질 조절 기법들이 연구되고 있다. 그러나 기존 기법들은 비디오의 VBR(Variable Bitrate) 특성에 대한 고려가 부족하여 불필요한 품질 변화로 인해 QoE가 저하되는 문제를 발생시킨다. 본 논문에서는 세그먼트 특성을 기반으로 품질을 조절하는 SC-DASH(Segment Characteristics-based DASH)를 제안한다. SC-DASH는 다음에 요청할 세그먼트의 크기, 세그먼트 처리량, 그리고 버퍼 점유율을 기반으로 비디오 품질을 조절하여 불필요한 품질 변화가 발생하는 것을 방지한다. 실험 결과를 통해 SC-DASH가 기존 기법보다 불필요한 품질 변화를 감소시킴으로써 QoE를 향상시키는 것을 확인하였다.