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미디어 특성과 네트워크 상태에 적응적인 스케일러블 비디오 스트리밍 기법에 관한 연구
정영하(Young H. Jung),강영욱(Young Wook Kang),최윤식(Yoonsik Choe) 한국통신학회 2009 韓國通信學會論文誌 Vol.35 No.6
인터넷을 통하여 다른 서비스에 비해 상대적으로 많은 대역폭을 필요로 하는 비디오 스트리밍 서비스를 제공할 경우, 다른 플로우들과의 형평성을 제공하면서 비디오 서비스의 품질을 보장해야한다. 이를 위하여 본 논문에서는 스케일러블 비디오 압축 스트림에 대한 멀티채널 TCP-friendly 스트리밍 기법을 제안하였다. 제안 구조는 스케일러블 비디오 코딩으로 압축된 비디오 정보를 기본계층(baseline layer)은 TCP를 이용하여 손실 없이 전송하고 상위계층(enhancement layer)는 TFRC (TCP friendly rate control)을 이용하여 전송하도록 하였다. 이때, TFRC로 전송되는 상위계층 레이어에 대한 전송률은 수신측 재생버퍼의 상태와 전송 미디어의 계층별 부호화율을 고려하여 적응적으로 결정되도록 제안하였다. 시뮬레이션 결과를 통하여, 이러한 적응적 전송률 제어를 통하여 제안 스트리밍 방식이 기존 방식에 비해 네트워크 상황변화에 신속히 적응하고 혼잡상황에서도 일정수준의 서비스 품질을 보장함을 확인 할 수 있다. We propose a quality guaranteed scalable video streaming service over the Internet using a new rate adaptation algorithm. Because video data requires much more bandwidth rather than other types of service, therefore, quality of video streaming service should be guaranteed while providing friendliness with other service flows over the Internet. To successfully provide this, we propose a framework for providing quality-guaranteed streaming service using two-channel transport layer and rate adaptation of scalable video stream. In this framework, baseline layer for scalable video is transmitted using TCP transport for minimum quality service. Enhancement layers are delivered using TFRC transport with layer adaptation algorithm. The proposed framework jointly uses the status of playout buffer in the client and the encoding rate of layers in media contents. Therefore, the proposed algorithm can remarkably guarantee minimum quality of streaming service rather than conventional approaches regardless of network congestion and the encoding rate variation of media content.
DiffServ 네트워크에서 비디오 스트리밍을 위한 적응적 트래픽 마커 알고리듬 연구
정영하(Young H. Jung),강영욱(Young Wook Kang),최윤식(Yoonsik Choe) 한국통신학회 2007 韓國通信學會論文誌 Vol.32 No.12B
본 논문에서는 DiffServ 네트워크에서 비디오 스트리밍 서비스의 품질을 보장하기 위한 적용방법의 하나로서 채널변화에 적응적인 패킷 사전 마킹 알고리듬을 제시하였다. 전통적인 패킷 마커들이나 기존에 제안된 TMS(Two Marker System, ETBTCM)은 다수의 비디오 소스가 존재하는 네트워크 상황에서는 혼잡현상 발생 시 패킷내에 포함된 비디오 정보의 중요도에 대한 고려 없이 패킷이 드롭되는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 적응적 사전마킹 알고리듬을 제안하였다. 제안 알고리듬에서는 네트워크의 채널상태와 GOP내에서의 전송 프레임의 중요도를 고려하여 확률적으로 패킷 드롭 우선순위를 결정하여 이를 서버 단에서 사전에 마킹 하게 된다. 이를 통하여 다수의 비디오 트래픽간의 경쟁이 발생한 상황에서도 화질 저하를 최소화 되도록 할 수 있다. We propose an effective packet marking algorithm for video streaming in DiffServ network. Because legacy packet markers such as srTCM(single rate three color marker) cannot distinguish the importance of packet, these markers can cause quality degradation of streaming during the network congestion period. Recently proposed TMS (Two Marker System) [4] shows effectiveness in such scenario that video streaming service is struggling with other types of service traffic. However, if many video streaming services co-exist in DiffServ network and result in competition among themselves, then both legacy packet markers and even TMS cannot prevent drastic streaming quality degradation. To cope with this, we suggest A-TCPM (Adaptive time sliding window Three Color Marker) algorithm. In this algorithm, an A-TCPM module decides the color of a packet based upon the probability which is lead by current channel status and frame importance ratio. Simulation results show that proposed A-TCPM algorithm can enhance streaming service quality especially when overbooked video streaming sessions struggle with themselves.