최근, W3C에서는 웹을 통해서 스트리밍 서비스뿐 만아니라 다양한 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있는 기능을 포함한 HTML5에 대한 표준화가 추진 중이다. HTML5 이전의 웹 환경에서는 별도의 플러그인이 설치되어야 스트리밍 서비스를 이용할 수 있으나, HTML5 기반 웹 브라우저에서는 내장된 비디오 코덱을 이용하여 스트리밍 서비스를 직접 이용할 수 있다. 또한, 인터넷 방화벽에 의해 서비스되지 않는 RTP/UDP를 이용한 스트리밍 대신 HTTP/TCP를 이용하여 적응적으로 스트리밍하는 기술이 표준화 중이다. 본 논문에서는 현재 표준이 이루어지고 있는 HTML5 기반 적응적 HTTP 스트리밍 환경에서 스트리밍 서비스 세션 이동성을 보장할 수 있는 방안을 제시한다. 제안된 알고리듬과 구조를 이용하여 다양한 단말들 사이에 미디어 흐름, 미디어 흐름 제어, 세션 제어를 전달할 수 있도록 자바스크립트 언어로 모델링 및 구현하였으며 다양한 실험을 통하여 다양한 단말 간 HTTP 스트리밍 서비스를 효과적으로 전달할 수 있음을 보였다.
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.
MPEG-DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)는 MPEG(Moving Picture Experts Group)에서 표준화 중인 HTTP를 이용한 적응형 비디오 스트리밍 기술이다. MPEG-DASH는 인터넷 방화벽에 의해 차단되는 RTP/UDP를 이용한 AV 스트리밍 대신 현재 HTTP/TCP를 이용하여 AV 스트리밍을 하는 추세에 맞춰 유무선 인터넷에서 망 환경 및 단말 환경에 동적 적응적으로 AV 스트리밍을 달성하기 위한 기술에 대한 표준이다. HTTP를 이용한 AV 스트리밍은 서버의 부담을 최소화하고 클라이언트의 지능적 처리에 전적으로 의존하는 스트리밍 방식이다. MPEG-DASH 클라이언트는 HTTP의 파일 전송 요청 또는 파일 일부 전송 요청만을 사용하여 스트리밍을 달성한다. 2011년 7월 제97차 MPEG 회의에서 MPEG-DASH DIS(Draft International Standard) 2차 버전이 승인되었다. 본 논문에서는 이 DIS 2차 버전에 따라 MP4 파일 포맷 기반의 MPEG-DASH 클라이언트를 구현하고 그 동작을 실험을 통해 검증하였다.
HTTP 적응적 스트리밍은 네트워크 상태에 따라 비디오의 품질을 조절하여 사용자 체감 품질을 향상시키는 비디오 스트리밍 서비스이다. HTTP 적응적 스트리밍 서비스에서 비디오 콘텐츠는 여러 품질과 일정 길이를 가지는 비디오 세그먼트로 나누어지며, 클라이언트는 적절한 품질의 세그먼트를 요청한다. 그러나 기존의 세그먼트 스케줄러는 TCP에 대한 고려 없이 일정 간격으로 세그먼트를 요청하므로 TCP 연결이 초기화되어 Slow-start를 다시 수행해 비디오 전송률이 감소한다. 본 논문에서는 HTTP 적응적 스트리밍 서비스의 품질을 향상시키기 위한 TCP 인지형 세그먼트 스케줄링 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 TCP 연결이 초기화되는 것을 방지하기 위해 비디오 세그먼트의 요청 시간을 조절하며, 세그먼트를 요청하는 시점을 고려하여 안정적인 비디오 스트리밍을 수행한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 기법이 끊김 현상 없이 HTTP 적응적 스트리밍 서비스의 품질을 향상시키는 것을 확인하였다.
HTTP (Hypertext Transfer Protocol) 적응적 스트리밍은 네트워크 변화에 적응적으로 비디오 품질을 조절한다. HTTP 적응적 스트리밍은 TCP (Transmission Control Protocol)를 기반으로 비디오를 전송하기 때문에 높은 지연을 갖는 네트워크에서 가용대역폭을 부정확하게 측정하여 불필요하게 비디오 품질을 조절한다. 본 논문에서는 HTTP 적응적 스트리밍 서비스의 품질 향상과 부드러운 재생을 위해 버퍼 기반의 비디오 품질 조절 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 지연을 고려한 스트리밍 모델을 통한 정확한 가용대역폭 측정, 불필요한 품질 조절을 방지하기 위한 비디오 품질의 유지 가능성 계산, 버퍼상태에 적응적으로 비디오를 요청할 시간을 결정함으로써 비디오 품질을 조절한다. 시뮬레이션을 통해 제안한 기법이 높은 지연을 갖는 네트워크에서 HTTP 적응적 스트리밍 서비스의 품질을 향상시키고 부드럽게 비디오 품질을 조절하는 것을 확인하였다.
최근 QoS/QoE 기술의 일환으로 HTTP에 기초한 적응적 스트리밍 기술이 주목받고 있다. 이에 본 논문에서는, HTTP에 기초한 동적 적응적 스트리밍 기술에 대해 알아본다. 이를 기반으로 HTTP상에서 동적 적응적 스트리밍 시스템을 설계 및 구현 하였다. 이 시스템은 MPEG2-TS 파일의 비트율별 변환, Segment 분할, MPD(Media Presentation Description)의 생성과 서버와 클라이언트 간의 동적이고 적응적인 네트워크 환경에서 MPD File의 분석을 통한 비트율별 플레이어로 구성된다. 이는 다양한 네트워크 환경에서 지속적이고, 원활한 영상의 재생을 위해 다양한 멀티미디어 분야에 활용될 것이다.
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.
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.
최근 네트워크 기술과 스마트 단말의 보급으로 인해 비디오 스트리밍 서비스에 대한 수요가 증가하게 되었다. 네트워크를 효율적으로 사용하여 비디오 스트리밍 서비스를 제공하기 위해 적응적으로 전송률을 조절하는 HTTP (HyperText Transfer Protocol) 적응적 스트리밍 서비스가 주목 받게 되었다. UHD (Ultra High Definition) 콘텐츠는 HD (High Definition) 콘텐츠에 비해 적어도 4 배 이상의 크기를 갖기 때문에 끊김 없는 UHD 콘텐츠 스트리밍 서비스를 제공하기 위해서는 많은 가용 대역폭이 필요하다. 기존의 HTTP 적응적 스트리밍 방식은 정상 상태 (Steady State)에서 가용 대역폭보다 낮은 품질의 비디오 세그먼트를 일정 시간마다 주기적으로 요청하여 다운로드 받는다. 정상 상태에서는 가용 대역폭과 콘텐츠의 인코딩 율에 차이에 따라 On-Off 구간의 패턴이 반복되어 발생하고, 빈번한 Off 구간에 의해서 대역폭이 낭비되는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 HTTP 적응적 스트리밍에서 UHD 콘텐츠의 효율적인 대역폭 활용을 위한 세그먼트 전송 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 Off 구간의 빈도수를 줄이기 위한 집단 세그먼트 전송 방식과 대역폭 낭비를 최소화 하기 위한 세그먼트 품질 조절기법으로 구성되어 있다.
최근 QoE를 향상시키기 위한 비디오 스트리밍 프로토콜로 HTTP 적응적 스트리밍이 주목받고있다. 높은 지연을 갖는 네트워크에서 HTTP 적응적 스트리밍은 하나의 세그먼트 요청에 하나의 세그먼트를 응답 받는 형식으로 동작하기 때문에 Lost RTT Cycle에 의해 평균 비디오 비트율이 감소한다. 하나의 요청에 다수의 세그먼트를 다운로드하는 Server-push 기반의 스트리밍 기법은 버퍼 언더플로우에 의한 QoE 저하가 발생한다. 본 논문에서는 높은 지연을 갖는 네트워크에서 HTTP 적응적 스트리밍의 QoE를 향상시키기 위한 VSSDS(Video Streaming Scheme based on Dynamic Server-push) 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 가용대역폭을 예측하여 품질조절을 수행하고, 요청 주기마다 요청할 세그먼트의 개수를 결정한다. 실험을 통하여 제안하는 기법이 기존 기법에 비해 평균 비디오 비트율을 향상시키며, 버퍼 언더플로우를 방지하는 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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