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VBR 비디오 스트리밍을 위한 대역폭 활용 기반의 QoE 인지형 품질 적응 기법

강정호, 김민수, 정광수

http://doi.org/10.5626/JOK.2020.47.6.612

최근, 네트워크의 발전으로 비디오 스트리밍에 대한 수요가 증가하면서 HTTP 적응적 스트리밍 (HTTP Adaptive Streaming)이 주목받고 있다. HTTP 적응적 스트리밍은 네트워크의 상황에 맞춰 적응적으로 품질을 결정하기 때문에 QoE (Quality of Experience)를 보장할 수 있다. 그러나 기존의 품질적응 기법들은 비디오를 스트리밍할 때 VBR (Variable Bit Rate) 특성을 고려하지 않아 재생 끊김과 평균 품질 저하와 같은 문제들이 발생한다. 본 논문에서는 VBR 비디오 스트리밍을 위한 대역폭 활용 기반의 QoE 인지형 품질 적응 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 비디오 세그먼트의 실제 크기, 과거에 요청한 품질 정보, 그리고 버퍼 점유량의 변화를 이용해 품질을 결정한다. 실험 결과, 제안하는 기법이 기존 기법들과 비교했을 때 재생 끊김이 발생하지 않고 적은 품질 변경 횟수와 높은 평균 품질로 QoE를 향상시키는 것을 확인하였다.

무선 환경에서 HTTP 적응적 스트리밍의 QoE 향상을 위한 안정성 기반의 품질 적응 기법

김민수, 김희광, 정광수

http://doi.org/10.5626/JOK.2019.46.3.268

최근, 네트워크의 발전으로 비디오 스트리밍에 대한 수요가 증가하면서 HTTP 적응적 스트리밍(HTTP Adaptive Streaming)이 주목받고 있다. HTTP 적응적 스트리밍은 클라이언트가 네트워크 상황에 적응적으로 품질을 선택하기 때문에 QoE(Quality of Experience)를 보장할 수 있다. 그러나, 무선환경에서는 높은 지연과 패킷 손실률로 인해 대역폭이 부정확하게 측정된다. 기존의 품질 적응 기법들은 측정된 대역폭을 이용해 품질을 선택하기 때문에 QoE가 저하되는 문제가 있다. 본 논문에서는 무선 환경에서 HTTP 적응적 스트리밍의 QoE 향상을 위한 안정성 기반의 품질 적응 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 요청 품질과 버퍼의 변화를 이용해 재생 끊김 확률과 불안정성을 계산하고 품질 적응 영역에 따라 품질을 다르게 선택한다. 실험 결과, 제안하는 기법이 기존 기법들과 비교해 적은 품질 변경과 높은 평균비디오 품질로 QoE를 향상시키는 것을 확인하였다.

높은 지연을 갖는 네트워크에서 QoE 향상을 위한 HTTP 적응적 스트리밍 기법

김상욱, 정광수

http://doi.org/10.5626/JOK.2018.45.2.175

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.

CoAP 기반의 스트리밍 환경에서 사용자 체감품질 향상을 위한 전송량 조절 기법

강현수, 박지우, 정광수

http://doi.org/10.5626/JOK.2017.44.12.1296

최근 사물인터넷 이용자수의 증가에 따라 IETF(Internet Engineering Task Force)에서 CoAP(Constrained Application Protocol) 표준을 발표하면서 활발한 연구가 진행되고 있다. 그러나 기존 연구들은 자원이 제한적인 사물인터넷 환경에 맞게 전송 단위인 블록을 한 개씩 전송하기 때문에, 낮은 전송량으로 인한 버퍼 언더플로우의 발생으로 스트리밍 서비스에 적용되기 어렵다. 제안하는 기법은 전체 메시지 중 CON(Confirmable) 메시지의 비율을 적응적으로 조절하여 정확한 네트워크 상황을 예측하고, 이를 기반으로 버퍼 점유율, 콘텐츠 다운로드율을 이용하여 블록의 개수를 결정한다. 따라서 버퍼 언더플로우에 의한 재생 끊김을 완화하여 사용자 체감품질을 향상시킨다. 실험 결과를 통하여 제안하는 기법이 네트워크 상황에 따른 전송량 조절로 인해 사물인터넷 스트리밍 환경에서 버퍼 언더플로우 문제를 해결함을 확인하였다.

무선 환경에서 끊김 없는 HTTP 적응적 스트리밍을 위한 지터 기반 전송률 조절 기법

김윤호, 박지우, 정광수

http://doi.org/10.5626/JOK.2017.44.6.628

HTTP 적응적 스트리밍(HTTP adaptive streaming)은 서버가 다양한 품질의 비디오를 저장해놓고 클라이언트가 세그먼트 처리량을 기반으로 가용대역폭을 예측하여 알맞은 품질을 요청함으로 체감 품질을 향상시키는 기법이다. 그러나 대역폭 변화가 빈번하고 높은 손실률을 갖는 무선 환경에서는 실제 네트워크의 대역폭을 측정하는데 어려움이 있다. 대역폭 측정 오류로 인한 빈번한 품질 변화와 재생 끊김 현상은 체감 품질을 저하시킨다. 본 논문에서는 지연의 편차인 지터를 패킷 단위로 측정하고 지터에 따라 가중치를 부여하여 가용대역폭을 측정하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 급격한 대역폭 변화로 인해 높은 지터가 발생하는 경우 대역폭 변화를 적게 반영하여 비디오 품질 변화를 줄이고 버퍼 언더플로우를 완화시킨다. 실험을 통해 제안하는 기법이 무선 환경에서 버퍼 언더플로우를 완화시키고 빈번한 품질 변화를 감소시켜 체감 품질을 향상시키는 것을 확인하였다.

HTTP 적응적 스트리밍 서비스의 QoE 향상을 위한 세그먼트 특성 기반의 비디오 품질 조절 기법

김명우, 정광수

http://doi.org/

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. SCDASH는 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.

DASH 환경에서 QoE 향상을 위한 콘텐츠 특성 기반의 비디오 품질 조절 기법

윤기명, 정광수

http://doi.org/

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.


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