KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권1호
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pp.308-324
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2018
HTTP adaptive streaming (HAS) is a promising technology for delivering video content over the Internet. HAS-based video streaming solutions rely on bandwidth estimation to select the appropriate video bitrate. Video streaming solutions that consider network conditions provide users with seamless video playback. However, when multiple clients compete for a common bottleneck link, conventional bandwidth estimation schemes that consider only one client overestimate the network bandwidth due to the ON-OFF traffic pattern. The bandwidth overestimation can cause Quality of Experience (QoE) degradation, such as unnecessary changes in video quality, and unfairness of video quality. In this paper, we propose a client-side bandwidth estimation scheme to obtain a better QoE of HAS in the multiple-client environment. The proposed scheme differentiates the client buffer status according to the buffer occupancy, and then estimates the available network bandwidth based on the buffer status and segment throughput. We evaluate the performance of HAS implemented in the ns-3 network simulator. Simulation results show that compared with the conventional schemes, the proposed scheme can enhance the QoE.
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.
본 논문에서는 HD급 멀티미디어 streaming을 처리할 수 있는 DSP 플랫폼을 개발하였다. DSP 플랫폼은 Tl사의 C6400계열 DSP를 사용하였고 다채널의 오디오와 HD급 화질의 비디오_ 데이터를 처리할 수 있다. DSP가 decoder의 기능을 부담함으로써 하드웨어의 재구성이 용이하며 코덱을 다운로드하기 때문에 유연한 멀티미디어 컨텐츠의 재생이 가능하다. 개발한 DSP 플랫폼을 호스트 PC에 설치하여 PC로부터 DSP Configuration 파일과 멀티미디어 스트리밍 데이터를 전송받는 구조를 가진다. 소프트웨어는 실시간으로 demux를 실행하여 오디와 비디오_ 데이터를 분리하석 DSP 플랫폼의 외부메모리에 저장하고 동시에 비디오와 오디오의 디코딩을 실행한다. 오디오와 비디오 데이터의 버퍼 언더런/오버런을 극할 수 있는 buffer control 기법을 적용하였다. 호스트 PC에서 DSP 플랫폼으로의 스트리밍을 하기 위하여 Open Architecture 기반의 Windows OS에서 스트리밍 서비스 프로그램을 구현 하였다. 마지막으로 MPEG-2 video MP@ML인 비디오 코덱과 5.1ch 48kHz AC3인 오디오 코덱으 구성된 streaming 데이터를 사용하여 DSP 플랫폼을 검증하였다.
The use of scalable video coding scheme has been regarded as a promising solution for guaranteeing the quality of service of the video streaming over the Internet because it is a capable coding scheme to perform quality adaptation depending on network conditions. In this paper, we use a streaming model that transmits base layer using TCP and enhancement layers using DCCP, which try to provide transmission reliability of the BL and TCP friendliness. Unlike pervious works, the proposed algorithm performs rate adaptation based on playout buffer status. The PoB status of the client is sent back periodically to the server and serves as a network congestion indicator. Experimental results show that our scheme improves streaming quality comparing with pervious scheme in the case of not only constant/dynamic background flows but also VBR-encoded video sequence.
본 논문에서는 새로운 미디어 관리 및 전송 운용에 적합한 네트워크 형태인 Hybrid CDN/P2P 아키텍처 기반 하에서 전송 지연과 패킷 손실을 최소화하는 동시에 안정적인 망 운용 정책을 제안한다. 또한 실시간으로 대용량, 고품질의 미디어를 효과적으로 전송하고 네트워크 품질을 향상시킬 수 있도록 하기 위해 전송 스케줄링과 사용자의 요구 패턴을 기반으로 한 끊김 없는 데이터 전송 그리고 이를 통한 트래픽 및 로드를 관리하는 방법을 함께 제안한다. 제안하는 영상 전송기법의 효율성 및 적용 적합도를 검증하기 위해 수행된 실험결과에 따라 제안하는 방법이 기존에 제안된 방법에 비해 비교적 좋은 성능 평가가 이루어졌음을 확인하였다. 이는 프록시 서버 간의 협력적 운용 방법을 통해 보유 데이터 정보를 상호 공유하고 이를 통해 각 노드가 원하는 데이터를 전송받도록 하는 동시에 실행 버퍼 전송 기법을 통해 데이터 전송 과정에서 전달된 데이터의 재사용성을 높이고 있기 때문이다.
MPEG는 멀티미디어 응용의 표준이며, 저작자, 서비스 제공자, 최종 수요자 모두의 요구에 부합할 수 있는 기술들을 제공한다. 본 논문에서는 이러한 MPEG-4 컨텐츠를 효과적으로 스트리밍하는 데 적합한 실시간형 다중원형버퍼(M4RM 버퍼) 모델을 제안한다. M4RM 버퍼는 전송된 정보에 따라 MPEG-4 컨텐트를 구성하는 각 객체에 적합한 버퍼 구조체를 생성하고 그 주소 값만으로 다중 읽기 쓰기 연산을 수행한다. M4RM 버퍼에서는 표준에 기술된 디코더 버퍼와 컴포지tus 버퍼를 프레임 단위로 분할하여 스트림의 접근 범위를 최소화한다. 이러한 프레임 버퍼는 객체 서술자 정보에 따라 할당된다. 또한 버퍼에 기술된 객체의 동기화 정보를 처리하며, 사용자 이벤트 처리를 위한 효율적인 버퍼관리 API를 제공한다. 실험 결과에 의해, M4RM 버퍼 모델이 연산 시 버퍼 프레임에 대기하는 시간을 단축시키고, 그 결과로 IM1-20 재생기 및 윈도우 미디어 재생기에 비해 소량의 메모리를 사용하여 실시간 MPEG-4 스트리밍이 가능함을 보여준다.
Recently, necessity and usage of the teleoperation have been increased in various fields from industrial automation to home application. Also, the internet is considered as a strong candidate far the transmission media of signals. However, it has an irregular transmission time delay and causes critical problems such as instability and poor performance. This paper presents a practical internet teleoperation system with a streaming buffer system which makes a variable time delay fixed. Validity of the proposed system is demonstrated by implementing the embedded system on a HILS(hardware in the loop system) which models a two-wheel mobile robot.
네트워크의 발전으로 인하여 초고화질 스트리밍 서비스에 대한 수요와 QoS (Quality of Service)에 대한 요구가 증가되었다. 멀티미디어 스트리밍 서비스의 QoS는 전송 프로토콜의 성능에 영향을 받는다. 대표적 전송 프로토콜인 기존의 TCP (Transmission Control Protocol)는 혼잡 윈도우 크기를 느리게 증가시키는 반면 패킷 손실 시 급격하게 감소시키는 특성을 갖고 있다. 이러한 기존 TCP의 특성은 초고화질 멀티미디어 스트리밍 서비스의 QoS를 보장하지 못하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 초고화질 스트리밍 서비스의 QoS를 위한 라우터 버퍼기반의 혼잡 제어 기법을 제안한다. 본 기법은 혼잡 정도에 따라 혼잡 윈도우 크기 증가율을 차등적으로 적용하여 가용대역폭 초과를 방지하고 높은 대역폭의 점유율 상태를 유지한다. 또한 지연의 변화에 따라 혼잡 윈도우의 크기를 적응적으로 조절한다. 실험을 통해 초고화질 스트리밍 서비스에 적합하다는 것을 확인하였다.
EXT3NS 파일 시스템은 Network-Storage Card(NS 카드)라는 전용 하드웨어를 기반으로 하는 멀티미디어 스트리밍 서버를 위한 파일 시스템이다. EXT3NS는 NS 카드 상의 PCI memory(PMEM)를 이용, 스트리밍 시 디스크에 있는 데이터를 메인 메모리를 거치지 않고 바로 네트워크 카드로 내보냄으로써 스트리밍 서버의 성능을 향상시킨다. 본 논문에서는 NS 카드에 있는 PMEM을 기반으로 한 버퍼 캐시를 추가 설계, 구현하고, 이 버퍼 캐시가 EXT3NS 파일 시스템을 채용한 서버의 멀티미디어 스트리밍의 성능을 개선시킬 수 있음을 보인다. 또한, 제안된 버퍼 캐시 상에서 다수의 동시 사용자를 지원하는 멀티 미디어 스트리 밍 서버를 위한 버퍼 캐시 교체 정책인 Old New Section(ONS) 교체 기법을 제안한다. 제안된 OSN 교체 기법은 멀티미디어 스트리밍 환경에서 기존의 교체 정책들 보다 좋은 성능을 보인다. 성능 평가 결과, 다시 읽기동작과 무작위 읽기 동작에서 기존의 EXT3NS 파일 시스템 보다 PMEM에 캐시를 사용한 EXT3NS가 각각 평균 33MB/sec, 2.4MB/sec의 성능이 향상 되었다. 또한, 다시 읽기 동작의 경우 기존의 Least Frequently Used(LFU) 교체 정 책을 사용한 경우보다 ONS 교체 정책을 사용한 경우가 약 600KB/sec의 성능 증가를 보인다. 이러한 결과는 동시에 여러명의 사용자 요구를 처리해야 하는 대용량 멀티 미디어 스트리밍 서버에서 보다 효과적인 읽기 동작을 처리할 수 있음을 나타낸다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제9권9호
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pp.3594-3610
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2015
Recent advancements in broadband wireless communication technologies enable mobile users to receive video streaming services with various smart devices. The long term evolution (LTE) network provides high bandwidth and low latency for several emerging mobile applications. This paper proposes the buffer aware scheduling (BAS) approach to schedule the downlink video traffic in LTE network. The proposed BAS scheme applies the weighting function to heuristically adjust the scheduling priority by considering the buffer status and channel condition of UE so as to reduce the time that UE stays in the connected state without receiving data. Both of 1080P and 2160P resolution video streaming sources were applied for exhaustive simulations to examine the performance of the proposed scheme by comparing to that of the fair bandwidth (FB) and the best channel quality indicator (CQI) schemes. The simulation results indicate that the proposed BAS scheme not only achieves better performance in power saving, streaming delivery time, and throughput than the FB scheme while maintaining the similar performance as the best CQI scheme in light traffic load. Specifically, the proposed scheme reduces streaming delivery time and generates less signaling overhead than the best CQI scheme when the traffic load is heavy.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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