JP4884451B2 - 交換符号化プロキシのための方法およびシステム - Google Patents

Description

本発明は、文書内に埋め込まれるイメージ・オブジェクトを変換するブラウザ・プロキシに関し、より一般的には、ＭＩＭＥカプセル化オブジェクト及びワールド・ワイド・ウェブを処理する任意のプロキシまたはゲートウェイ・システムに関する。

交換符号化（transcoding）プロキシは、時にウェブ・サーバと、諸特性と通信リンクを介して接続される様々なクライアント装置間の媒介として作用する。一般に、交換符号化プロキシは、２つの主な利点を提供し、それらは、低帯域幅リンクにおけるダウンロード時間の劇的な短縮と、クライアント装置へのウェブ・データの個別の適合化である。

モバイル装置はしばしば、低帯域幅ワイヤレス・モデム・リンクまたは中間帯域幅ワイヤレス・モデム・リンクを介して接続され、イメージなどの豊富なウェブ内容を見ることを、その非常に長いダウンロード時間の必要性により、厄介にする。更に、こうしたダウンロードのコストは、有料広域ワイヤレス・ネットワークを介すると法外に高くなる。交換符号化ウェブ・プロキシは、そのほとんどのセマンティック値を維持しながら、ウェブ・データのサイズを縮小できる。多くの一般的なウェブ・イメージにおいて、６倍乃至１０倍のダウンロード時間の短縮が、それらの了解度を失うことなく、達成され得る。

第２の重要な利点は、こうした中間プロキシは時に、小型で優柔不断に接続されるものの、現在入手可能なウェブ対応の多数のモバイル装置のために、テキスト及びイメージを個別に適合化できることである。ウェブ内容を受信、処理、記憶及び表示するこれらのモバイル装置の能力は様々である。様々なクライアント装置が存在すると、インターネット内容発行者にとって、個々の装置のために内容を個別に適合化することは困難である。結果的に、稼働中のウェブ・プロキシがウェブ内容を交換符号化または変更し、それにより小型画面の装置の解像度、色深度、及びサイズ制限に最適に適合化させたり、記憶データのサイズをそのオリジナル・サイズの一部に縮小するために使用される。

典型的な交換符号化ウェブ・プロキシは、ＨＴＴＰプロキシ内に交換符号化モジュールを追加することにより実現され得る。交換符号化モジュールは、データ・オブジェクト（例えばイメージまたはＨＴＭＬページ）を入力として受け取り、それを一連の選択パラメータに従い、低解像オブジェクト（例えば低品質イメージまたは要約ＨＴＭＬページ）に変換する入出力システムである。これらのパラメータは交換符号器に入力され、交換符号器がオブジェクトの解像度損失及びサイズ縮小を決定する。以下の議論は主として、イメージ・オブジェクトに関する。

交換符号化の利点を最大化するために、最高の品質のイメージがユーザにより指定される遅延許容内で送信されるように、品質対サイズのトレードオフを選択することが重要である。しかしながら、交換符号化パラメータの適切なセットの選択は、困難である。第１に、交換符号化されるイメージのサイズを推定することは困難である。なぜなら、交換符号化を通じて達成される圧縮度合いは、内容に依存するからである。例えば、あるＪＰＥＧファイルは最大８０％圧縮され得るが、他のものは５％以下の圧縮を達成するに過ぎなかったりする。同じことが、ＧＩＦ−ＧＩＦ変換またはＧＩＦ−ＪＰＥＧ変換が適用されるときにも当てはまる。交換符号化は計算集中型のプロセスであるので、処理は高圧縮率が達成され得る場合だけ、価値がある。既に高度に圧縮された（または低品質の）イメージの場合、交換符号化は無駄である。

たとえ交換符号化された出力のサイズが予測できても、ネットワーク可変性がイメージのダウンロード時間の予測を困難にする。ユーザにより感知される品質及び待ち時間は、最終的な性能指標なので、品質対サイズのトレードオフの最適ポイントを選択するためには、ダウンロード時間の正確な推定が必要となる。インターネットなどの最善的サービス・ネットワーク上では、ネットワーク特性（帯域幅、遅延、損失率）の正確な推定値を計算するのは困難である。しばしば、相違が非常に大きくなり、品質調整を実行する上で、統計的推定値が意味の無いものになる。

ポリシ（policy）決定を複雑なタスクにする別の問題は、ネットワーク内のボトルネックの位置である。ウェブ・サーバとプロキシ間の経路がボトルネックの場合、交換符号化は全く役に立たない。それどころか、オペレーションの蓄積転送の性質により事態を一層悪化させる。理想的には、ウェブ・サーバからウェブ・プロキシへの経路がボトルネックの場合、ウェブ・プロキシは常に、イメージをウェブ・サーバからクライアントに転送すべきである。プロキシからクライアントへの経路がボトルネックの場合でさえも、サイズ縮小による利点が、交換符号化により生じる蓄積転送遅延に対して、重み付けされなければならない。

ネットワーク特性及びイメージ内容の推定が困難なことにより、交換符号化プロキシはしばしば、非常に粗いレベルで、適応化をサポートするだけである。適応化には、通常、予め定義されたデフォルト値のセットから選択される、またはユーザにより選択される、交換符号化パラメータの変更が含まれる。両方のアプローチに関わる問題は、交換符号化の完全な可能性が利用されないことである。予め定義された静的ポリシは、ネットワーク帯域幅の変化には応答せず、ユーザ選択可能なポリシ決定は、ネットワークの状態に関する知識の欠如により、準最適となりがちである。ネットワークとプロキシの結合状態に関するフィードバックをユーザに提供する方法は存在しない。反復改良を用いることにより、ユーザは交換符号化パラメータの最適な選択に向けて収束することができるが、こうしたプロセスは時間を要し、余りユーザフレンドリではない。

図１は、様々なリンク及び様々なクライアント装置を有する交換符号化プロキシ状況１００の例を示す。図１に示されるように、ここではクライアント１３０乃至１３４のための全てのウェブ要求及び応答が、総称的なＨＴＴＰ（ハイパテキスト転送プロトコル）プロキシ１９０を介して転送される状況について考える。図１の状況では、最後のリンク１６０乃至１６４を介して、プロキシからクライアントへ大きなデータ・オブジェクト、主にイメージをダウンロードすることが、クライアント１３０乃至１３４により経験される終端間応答時間の遅延の主な原因である。

交換符号化プロキシ１９０はウェブ・データの大量のデータ間引きを提供し、低速広域ワイヤレス・リンクを介して、ウェブ・データのリアルタイム・ブラウジングを可能にする。こうしたワイヤレス・リンクには、リンクを共用するクライアント数に応じて、１０ｋｂ／秒以下のスループットを提供するセルラ・デジタル・パケット・データ（ＣＤＰＤ）１６３などが含まれる。終端クライアントは、優れたカラー表示装置を有する全機能ＰＣ１３４などであり、従って主な問題は帯域幅の減少である。或いは、クライアントは小型のウェブ対応のモバイル装置１３０乃至１３２であり、この場合、ウェブ・データを特定のクライアント装置のために、特にクライアントの表示装置特性のために、個別に適合化することが有利である。交換符号化プロキシ設計の異なる態様は異なる状況（すなわち、有料プロキシ−クライアント間リンク、或いは強力なまたは貧弱なクライアント表示装置など）のために役立つが、全てが同一のプロキシ・アーキテクチャ１００内で良好に処理される。

図２は、ユーザ指定選択及び静的ポリシにもとづき、オブジェクトを変換するために使用される交換符号化プロキシ１９０の実施例のブロック図を示す。交換符号化プロキシ１９０は、交換符号化モジュール２４０とＨＴＴＰプロキシ・エンジン２２０とを結合することにより構成される。ＨＴＴＰ要求２２２がクライアント２３０から生成され、プロキシ１９０により、ウェブ・サーバ２１０に転送される（２２４）。応答データ２２６（すなわちＨＴＭＬページ及びＧＩＦ及びＪＰＥＧイメージ）が交換符号器２４０により変換され、クライアント２３０に転送される（２２８）。一般に、多数の交換符号化パラメータが交換符号器２４０に対して指定され、応答データ２２６内に含まれるオブジェクトの所望の品質及びサイズ縮小を達成する。今日使用される交換符号化プロキシは、静的ポリシ・セット２５０を使用するか、経路２６５を介して特定形式のユーザ指定選択２６０を使用することにより、交換符号化パラメータを決定する。交換符号化パラメータの固定セットが全てのオブジェクトに適用されるとき、結果は常に有利であるとは限らない。実際、多くの場合、交換符号化は性能の劣化を生じる。

本発明の目的は、交換符号化の利点を増加させるように、交換符号化パラメータを動的に調整する方法、装置及びシステムを提供することである。適応化の方法が、ネットワーク特性及び交換符号化されるイメージのサイズの可変性を処理するように設計される。

１実施例では、本発明は３つの新たな要素、すなわちイメージ・サイズ予測器、ネットワーク帯域幅分析器、及びポリシ・モジュールを含む。交換符号化活動を開始する前に、ポリシ・モジュールがイメージ・サイズ予測器に、出力イメージのサイズを推定するように問い合わせる。帯域幅分析器は、サーバからプロキシへの、及びプロキシからクライアントへの、イメージ伝送時間の推定値を収集するように問い合わされる。収集された推定値にもとづき、プロキシはイメージを交換符号化するか否かを判断する。更にポリシ・モジュールが、ユーザ指定性能基準（例えば短縮された応答時間、または向上された品質）を提供する、品質対サイズのトレードオフの最適ポイントを計算する。

本発明の別の態様は、交換符号化プロキシが１イメージまたは１クライアントごとに、品質対サイズのトレードオフを調整することを可能にする方法及び装置を提供する。適応交換符号器が、各オブジェクトに対して異なるパラメータを選択し、性能改善を提供する。

更に本発明の別の態様は、有効帯域幅、イメージの内容及びタイプ、及びユーザ選択を考慮して、ポリシ決定を行う汎用フレームワークを提供する。プロキシの管理者は、システムから改善された性能を獲得するために、様々な最適化目標の中から選択する。１実施例では、プロキシ交換符号器のスループットがボトルネックの場合、全ユーザに対する応答時間を短縮するために、ポリシ・モジュールが賢明にＣＰＵ資源を使用するように命令される。本発明の有利な要素は、方針決定の自動化の性質であり、ユーザをプロキシのポリシ・エンジンの活動的な制御から解放する。

更に本発明の別の態様では、最適な交換符号化パラメータの選択に関するフィードバックを、ユーザに生成する方法が提供される。１実施例では、交換符号化システムが、ユーザ選択スライダ・バーの位置を動的に調整することにより、フィードバックをユーザに提供する。ユーザ選択スライダ・バーは、入力装置及び出力装置の両方として作用する。

図３は、本発明に従う、交換符号化プロキシ１９０に対する変更の実施例のブロック図３００を示す。図３を図２と比較すると、図２の静的ポリシ・モジュール２５０が、図３では動的ポリシ・モジュール３７０により置換されているのが分かる。動的ポリシ・モジュール３７０の目的は、交換符号化をオン／オフする時期、及び使用する交換符号化ポリシ（すなわち交換符号化アルゴリズム及びそのパラメータ）を決定することである。動的ポリシ・モジュール３７０はまた、イメージ・サイズ及び遅延予測器３７５、帯域幅推定器３８０、及びユーザ・フィードバック・プロバイダ３９０とインタフェースする。図示の実施例では、ポリシ・モジュール３７０は次の多数の基準を使用する。
１．内容分析フロー図（図５に示される）により決定されるデータの特性（例えばイメージのサイズ、現符号化効率、ＨＴＭＬページの構造的役割）
２．プロキシ−クライアント間リンク及びサーバ−プロキシ間リンクの帯域幅の現推定値
３．クライアントの特性、特にクライアント表示装置の能力
４．データの好適なレンダリング（描画）に関するユーザ選択（図１１にユーザ・スライド・バー選択として示される）

図５、図１０及び図１１に示される項目について、以下で述べる。特に、図１１のユーザ・スライド・バー選択は、交換符号化プロキシと対話し、イメージ品質とダウンロード時間の間のトレードオフを動的に変更する方法を提供する。入力インタフェースとして作用することに加え、スライド・バー（図１１の１１４０、１１５０、１１６０）は出力インタフェースとしても作用し、動的ポリシ・モジュール３７０から受信されるフィードバック３９０を表示する。

図４は、本発明に従う交換符号化ＨＴＴＰプロキシ・システム４００内の、多重解像度キャッシュ４１０の機能例を示すブロック図である。キャッシュは、同一のデータ・オブジェクトに対する（同一のまたは異なるクライアントによる）反復データ要求に対して、短縮された応答時間を提供するために、ＨＴＴＰプロキシ内で有用である。キャッシュされるデータが最新であることを保証するために、様々な方法が使用され得る。キャッシュ方式交換符号化システムの例４００では、多重解像度キャッシュ４１０が、データのオリジナル・バージョンの他に、特定の装置タイプのために交換符号化された解像度低下バージョンなどの、他の可能な形式のデータを記憶する。

例えば、再度イメージ・データ・オブジェクトの場合について考慮するが、当業者であれば、これらの方法が他のデータ・タイプにも適用され得ることが理解できよう。ここではキャッシュ方式交換符号化プロキシ・システムの状況において、様々な形式のデータを記憶、タグ付け、及び検索する方法について述べる。

図４を参照すると、クライアント２３０による要求に応答して、ＪＰＥＧイメージがサーバ２１０から受信される場合が想定される。このイメージは有損失のＪＰＥＧ符号化形式から、イメージのビットマップ表現に復号される。イメージ処理に関わる当業者であれば、ＪＰＥＧ符号化規格が、離散コサイン変換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transforms）を重み付けする係数を用いてイメージを記述し、従って各画素の実際の色を獲得するために、計算集中型の復号ステップが一般に要求されることが理解できよう。このビットマップは、オリジナルＪＰＥＧイメージよりも大きな記憶サイズを要求する。しかしながら、十分なサイズのキャッシュが提供される場合、この拡張サイズのイメージを（データ経路４２０を介して）記憶することが価値がある。それにより、同一イメージの交換符号化バージョンが、後に、最初の要求と異なる交換符号化パラメータにより要求されるとき、ＪＰＥＧ復号のための計算集中型のステップを回避することができる。第２のステップでは、交換符号化パラメータ（例えば色深度、スケーリング・ファクタ、及びＪＰＥＧ品質係数）にもとづき、ＪＰＥＧイメージが再符号化される。イメージはＪＰＥＧイメージとして、または別の符号化形式で再符号化される。イメージの最後の交換符号化バージョンもまた、データ経路４２０を介して、多重解像度キャッシュ４１０に記憶される。

実施例では、追加のデータ要求が発生するとき、ＨＴＴＰプロキシ２２０が最初に、そのキャッシュ４１０をチェックし、データ・オブジェクトの"最新の"バージョンが、要求解像度または交換符号化レベルにおいて、入手可能か否かを確認する。多重解像度キャッシュ４１０内の各オブジェクトは、ＵＲＬ記述、データ・オブジェクトのタイム・スタンプ、及びオブジェクト特性を含むバージョン指定子と共に記憶される。ＪＰＥＧイメージの場合、オブジェクト特性は色深度、スケーリング・ファクタ、及びＪＰＥＧ品質係数を含む。別の実施例は、ＪＰＥＧイメージが復号され、そのビットマップ形式で記憶されたこと、またはＪＰＥＧイメージが変換され、ＧＩＦとして様々な特性と共に記憶されたことの指示を有する。

要求タイプ及び解像度を有するオブジェクトの最新のバージョンが入手可能な場合、そのバージョンがクライアントに返却される。これが入手可能でないけれども、オブジェクトの最新のバージョンが、そのオリジナルＪＰＥＧ形式または復号ビットマップ形式で存在する場合、このバージョンが変換符号器２４０に、その特性の指示と共に返却される。これにより変換符号器２４０はオブジェクトの所望のバージョンを生成することができ、それがクライアント２３０に返却され、データ経路４２０を介して、多重解像度キャッシュ４１０に記憶される。

この機構には、当業者には明らかな幾つかの拡張が存在する。ある拡張では、オリジナル・データ・オブジェクトではなく、オブジェクトの既に交換符号化されたバージョンを使用し、オブジェクトの解像度低下バージョンを生成する。キャッシュ内でデータ・オブジェクトの異なる解像度バージョンを管理する方法は、R．O．LaMaire及びJ．T．Robinsonによる１９９８年２月１３日付けの米国特許出願第１０２９４４号"Conserving
Storage Spase by Means of Low Resolution Objects"（出願人整理番号：ＹＯ９９７３０８）で述べられている。

図５は、図３及び図４の動的ポリシ・モジュール３７０のフロー図の例を示す。図５はまた、ポリシ・モジュール３７０が、図３のＨＴＴＰプロキシ・エンジン２２０及びオブジェクト変換符号器２４０とインタフェースする様子を示す。後述の方法は、テキスト、イメージ、音声及びビデオを含む多くの内容タイプに当てはまる。しかしながら、以下の議論は、イメージ・データ・タイプにだけ着目する。しかしながら、当業者であれば、この概念及び動的ポリシが、他の媒体タイプにも適用可能であることが明らかであろう。

図５は、サーバ２１０から受信される応答ヘッダにもとづき、ＨＴＴＰプロキシ・エンジン２２０が最初に、オブジェクト５１０のサイズを決定することを示す。応答の内容タイプが"image/*"の場合（ステップ５２０）、プロキシ・エンジン２２０は更に分析のために、オブジェクトのハンドルを動的ポリシ・モジュール３７０に受け渡す。ポリシ・モジュール３７０内では、入力オブジェクトのサイズが、"size_threshold"と呼ばれる予め構成済みのしきい値と比較される（ステップ５３０）。オブジェクトが"size_threshold"よりも小さいか、内容タイプが"image/*"でない場合（ステップ５２０）、オブジェクトは交換符号化されず、代わりに内容変更無しにクライアントに転送される（ステップ５１５）。ウェブ上で見いだされる小さなオブジェクト（ブレット（bullet）、サムネイル（thumbnail）、ロゴ（logo）など）は一般に、既にＧＩＦ符号化により十分に圧縮されたＧＩＦオブジェクトである。こうしたオブジェクトの交換符号化は、一般にそれ以上の圧縮を生成しない。

ここではＧＩＦイメージを、サイズ的にまたは色深度的に低減されたＧＩＦまたはＪＰＥＧイメージに変換する（最終形式としてのＧＩＦまたはＪＰＥＧの選択は、イメージ特性に依存する）。更にＪＰＥＧイメージを、ＪＰＥＧ品質、サイズ、または色深度的に低減されたＪＰＥＧイメージに変換する。ＪＰＥＧ品質は、ＪＰＥＧ符号化規格で使用される離散コサイン変換の係数が量子化される度合いを決定するために使用される、交換符号化パラメータを指し示す。ＪＰＥＧ品質パラメータはまた、知覚されるイメージ品質の良き予測子であることが判明している。このパラメータは１乃至１００の範囲内で変化し、１００は非常に高い品質を表す。ウェブ上で見いだされるＪＰＥＧイメージは、通常、７５のＪＰＥＧ品質パラメータを有する。

大きなイメージの場合、イメージ符号化のタイプ（ＪＰＥＧまたはＧＩＦ）及び符号化の効率は、交換符号化の方針決定において重要なファクタである。ＪＰＥＧは有損失圧縮法であるので、サイズ縮小は品質係数を低減することにより、常に可能である。しかしながら、類似の品質低下はＧＩＦファイルには適用できない。なぜなら、ＧＩＦは無損失圧縮法であるからである。品質低下を達成するためには、ＧＩＦファイルは最初に復号され、次に品質低下されたＪＰＥＧイメージとして、再符号化されなければならない。しかしながら、この方法は常にサイズの縮小を提供するとは限らない。ＧＩＦ形式は通常、地図、ロゴ、及び図を符号化するために、より効率的であるのに対してＪＰＥＧは自然画を符号化するために、より効率的である。ＧＩＦからＪＰＥＧへの変換は、オリジナルＧＩＦイメージが効率的に符号化されない場合のみ有用である。

ここでは圧縮効率の指標として、１画素当たりのビット数（ｂｐｐ：bit perpixel）を定義する。ｂｂｐは、イメージ領域に対するイメージ・ファイル・サイズの比率として、画素を単位として計算される。処理ステップ５４０で、イメージ・ヘッダを解析することにより、入力イメージのＸ及びＹ寸法、及びｂｐｐ値が計算される。入力オブジェクトが"image/jpg"タイプの場合（ステップ５５０）、交換符号化が常に実行される。しかしながら、内容タイプが"image/gif"の場合（ステップ５２５）、"gif_threshold"よりも大きいｂｐｐ比率を生じるオブジェクトだけが交換符号化される（ステップ５３５）。ＧＩＦファイルは余り効率的に符号化されず、"gif_threshold"よりも大きなｂｐｐ値を生成する。従って、判断ステップ５３５は、圧縮可能なＧＩＦファイルを高精度で識別する上で、非常に効果的である。図５では示されていないが、当業者であれば、（進行的に符号化されるデータに対する）スケーリング及びファイル打ち切り（filetruncation）などの、他の交換符号化ポリシも十分に圧縮されたＧＩＦに対して使用され得ることが明らかであろう。

本発明の重要な態様は、決定ステップ５１０乃至５６５が、イメージ・ヘッダが受信されると直ちに実行されることである。交換符号化しないことが決定される場合、イメージ・セグメントはそれらがサーバから受信されると直ちに、蓄積転送遅延を招くことなく転送される。同様に、交換符号化が実行される場合、イメージがバッファリングされ、続いて交換符号化されるか（蓄積転送交換符号化法）、各セグメントがオンザフライ式に交換符号化される（ストリーム式交換符号化法）。

圧縮可能なイメージを識別後、次のステップは、選択イメージが交換符号化さ
れるべき程度を決定する。ポリシ関数５６５は、３つの異なるソース（イメージ・サイズ予測器３７５、帯域幅推定器３８０、ユーザ選択セレクタ２６０）から入力を収集し、続いて図８に示されるステップに従い、交換符号化パラメータを選択する役目をする。選択されたパラメータは、オブジェクト交換符号器２４０により実行される圧縮の程度及びタイプを決定する。例えば、スケーリング・パラメータは、あるイメージがどのくらいダウンサンプリングされるかを決定する。量子化パラメータは、イメージが画素領域内または周波数領域内で、どのように量子化されるかを制御する。カラー・マップド・イメージ内の色の数が低減されるか、２４ビット・カラー・イメージが８ビット・グレースケールまたはモノクロ表現に変換され得る。交換符号化のプロセスはステップ５７０で実行され、交換符号器の出力がクライアント２３０に転送される。

ポリシ関数５６５の重要な態様は、交換符号化方針を決定する分析フレームワークである。分析フレームワークは、有効帯域幅、イメージのタイプ及びサイズ、ユーザ選択などのファクタを考慮し、交換符号化方針を決定するための目標基準を提供する。例えば、ここではユーザにとっての応答時間の最小化を目標と見なすが、当業者であれば、同一のフレームワークを使用することにより、他の最適化基準も適用され得ることが理解できよう。ここではいつ交換符号化するのが有利か、またどの程度まで交換符号化が適用されるべきかを決定する方法について述べる。ここで述べられる実施例は、交換符号化パラメータの動的適応化と呼ばれる。

図６は、ウェブ要求−応答サイクル例、及び蓄積転送交換符号化プロキシ１９０を介して、サイズＳのオブジェクトをフェッチする応答時間を示す。ここではイメージ交換符号器として、蓄積転送イメージ交換符号器を定義し、これはイメージに対して交換符号化を開始する前に、入力イメージ全体を蓄積するのを待機しなければならず、またイメージが出力可能になる前に、交換符号化イメージ全体を生成するのを待機しなければならない。図６に示されるように、サイズＳ（バイト）６７０のオリジナル・イメージ６２０が、有効帯域幅Ｂsp（ビット／秒）のサーバ−プロキシ間接続を介して、蓄積転送プロキシにダウンロードされる。交換符号器は遅延Ｄx（Ｓ）６５０を導入し、サイズＳx（Ｓ）６８０の出力イメージ６３０を生成する。交換符号化遅延６５０及び出力イメージのバイト・サイズ６８０の両方が、入力イメージのバイト・サイズＳ６７０に依存して表される。交換符号化イメージが次に、有効帯域幅Ｂpcを有するプロキシ−クライアント間接続を介して、伝送される。

ポリシ関数は、交換符号化により達成される任意のサイズ縮小に対して、交換符号化の犠牲（遅延）を重み付けする必要がある。交換符号化が利点を提供するために、交換符号化により導入される遅延が、圧縮による伝送時間の短縮により相殺されなければならない。非常に低い帯域幅のプロキシ−クライアント間アクセス・リンクでは、一般に、積極的なイメージ圧縮による応答時間の短縮が、計算集中型の交換符号化に起因する応答時間の追加を遥かに上回る。しかしながら、図７はプロキシ−クライアント間リンクの帯域幅が増加すると、もはや交換符号化が有利でなくなるポイント（交換符号化しきい値７１０）に達することを示している。なぜなら、積極的な圧縮による応答時間の短縮は、ボトルネック・リンクの帯域幅の関数として減少するが、交換符号化時間は一定に維持されるから
である。

ここでＲoを、交換符号化がオフ状態において、サイズＳのウェブ・オブジェクトをウェブ・サーバからフェッチする応答時間とする。同様に、Ｒpを同一のウェブ・オブジェクトの交換符号化バージョンを、交換符号化プロキシを介してフェッチする応答時間とする。以下の議論のために、ここではキャッシングがプロキシにおいてサポートされていないものと仮定する。

交換符号化がオフ状態において、クライアントにより感知される応答時間は、次の３項の合計である。
[数１]
Ｒo＝２ＲＴＴpc＋２ＲＴＴsp＋Ｓ／min（Ｂpc、Ｂsp）

ＲＴＴpcは、クライアントとプロキシ間のネットワーク往復待ち時間であり、同様にＲＴＴspはプロキシとサーバ間の待ち時間である。ウェブ・オブジェクトのフェッチは、ＨＴＴＰ要求／応答の他に、ＴＣＰ ＳＹＮ／ＡＣＫ交換を要求するので２ＲＴＴpc＋２ＲＴＴspが遅延項として寄与する。更に、ウェブ・イメージは、その最初のビットと最後のビット間の時間の広がりに等しい伝送遅延を招く。ここでmin（Ｂpc、Ｂsp）は、クライアントとサーバ間のボトルネック帯域幅を示すものとする。プロキシが不在の場合、イメージの最初と最後のビットは、Ｓ／min（Ｂpc、Ｂsp）だけ時間的に広がる。この広がりは、サーバ−プロキシ−クライアント間連結接続を介する、イメージの有効伝送時間に対応する。

交換符号化がオン状態の時、プロキシは蓄積転送モードで動作する。２ＲＴＴpc＋２ＲＴＴspが再度、応答時間の固定要素である。Ｄp（Ｓ）は、交換符号化遅延を表す追加の項である。交換符号化オブジェクトにおける結果の応答時間は、次のように表される。
[数２]
Ｒp＝２ＲＴＴpc＋２ＲＴＴsp＋Ｄp（Ｓ）＋Ｓ／Ｂsp＋Ｓp（Ｓ）／Ｂpc

Ｒp＜Ｒoの場合、すなわち次式が成立する場合、交換符号化は応答時間を短縮する。
[数３]
Ｄp（Ｓ）＋Ｓ／Ｂsp＋Ｓp（Ｓ）／Ｂpc＜ｓ／min（Ｂpc、Ｂsp）

明らかに、Ｂpc＞Ｂspの場合、Ｒpは常にＲoよりも大きい。他方、Ｂpc＜Ｂsp の場合には、交換符号化は次の場合に限り有用となる。
[数４]
Ｄp（Ｓ）＋Ｓ／Ｂsp＜（Ｓ−Ｓp（Ｓ））／Ｂpc

前記式は、交換符号化が応答時間を短縮する状態を正確に特徴化する。図８は、上述した分析フレームワークを用いて構成されるポリシ関数のフロー図を示す。ステップ８１０は、ポリシ関数の入口ポイントを記す。ポリシ関数８００は図５のステップ５６５で呼ばれ、オリジナル・イメージ・オブジェクト・サイズがポリシ関数への入力の１つとして選択される。変数Ｓは入力オブジェクト・サイズに等しくセットされ、品質係数ｑは、可能な最善の初期イメージ品質（例えば入力イメージの品質）に初期化される。ステップ８３０で、ポリシ関数８００は帯域幅推定器３８０に問い合わせを発行し、指定サーバからプロキシへのオブジェクト・サイズＳの推定ダウンロード時間、すなわちＴ_１（Ｓ）を尋ねる。ポリシ関数８００はまた、プロキシからクライアントへの同一のオブジェクトの推定ダウンロード時間、すなわちＴ_２（Ｓ）も問い合わせる。選択された宛先への以前の接続のログにもとづき、帯域幅推定器はＴ_１（Ｓ）及びＴ_２（Ｓ）の推定値を返却する。次のステップ８４０で、ポリシ関数はイメージ・サイズ及び遅延予測器３７５に、交換符号化イメージ・サイズＳp（Ｓ）の推定値を見いだすように問い合わせる。ポリシ関数は次にステップ８５０で、Ｔ_２（Ｓ）から、交換符号化イメージ・サイズのダウンロード時間推定値Ｔ_２（Ｓp（Ｓ））を減算することにより、推定ダウンロード時間節約を計算する。最後に、ステップ８７０で、２つの量（交換符号化遅延＋Ｔ_１（Ｓ）−ダウンロード節約）、及び目標応答時間短縮が比較される。第１の項が第２の項よりも小さい場合、ステップ８８０で計算は中止され、選択された品質係数ｑが出力として返却される。それ以外では、ｑ値が低減され、ループ８４０乃至８７０に再入力する。

当業者によれば、より効率的な探索技法または目的関数の変形が、本発明において提供されるポリシ関数フレームワークの趣旨から逸れることなく、設計され得ることであろう。１つの拡張は、ポリシ方程式内の項を次のように再編成することである。
[数５]
応答時間短縮（ｑ）＝｛Ｓ−Ｓp（Ｓ）｝／Ｂpc−Ｄp（Ｓ）−Ｓ／Ｂsp

上記式では、Ｓp（Ｓ）もまた品質係数の関数である（出力サイズが小さいほど、品質が低下する）。交換符号化遅延は実際上、品質係数に無関係であることが判明している。上記式内には２つの独立変数、すなわち品質係数ｑ及び目標応答時間短縮が存在する。上記式のフレームワーク内において、幾つかの異なるポリシが生成され得る。それらは例えば、
全てのユーザに対して、応答時間を最小化するポリシ
ユーザ指定の応答時間制限において、品質を最大化するポリシ
１ユーザに対してだけでなく、全体的なシステム性能を最適化するポリシ
などである。

交換符号化は計算集中型のタスクであり、プロキシだけがＣＰＵ能力を制限したので、プロキシのＣＰＵサイクルは、全体的なユーザの満足を最大化するタスクのセットに対して消費された。ピーク利用期間中に、あらゆるユーザが交換符号化をオンすると、全ての交換符号化要求を満足するのに十分なＣＰＵサイクルが、使用可能でなくなり得る。パラメータ選択の責任をポリシ関数８００に委任することにより、システムは自動的に最適な交換符号化パラメータを選択し、エンドユーザに対して、一貫した予測可能な応答を提供することができる。ユーザがこれらのパラメータを独立に選択する場合、交換符号化システムは最適な性能レベルで動作し得ないであろう。

次に、交換符号化遅延及びサイズ推定について考えてみよう。判断ステップ８７０は２つの追加の入力、すなわち、交換符号化イメージのサイズの推定値Ｓp （Ｓ）、及び交換符号化プロセスの間に導入される交換符号化遅延Ｄp（Ｓ）を要求する。これらの２つの量の正確な予測は、獲得するのが困難である。なぜなら、それらはイメージ内容、使用される符号化のタイプ、オリジナル品質係数、プロセッサ・スピード、及びプロキシの負荷に依存するからである。帯域幅推定器の場合同様、本発明は統計的方法を使用し、これら２つの量を推定する。

図９は、本発明に従うイメージ・サイズ予測モジュールの例のブロック図である。ブロック９１０に示されるように、ここではシステムを、イメージの大きなベンチマーク・セットにもとづく、Ｓx（ｑ）の統計的特性により初期化する。ブロック９１０に示される方法は、パラメータｂｐｐ及びｑに依存する交換符号化イメージ・サイズ分布関数を初期化するために使用される。プロキシは新たなイメージ・オブジェクトをフェッチし、交換符号化するとき、頻繁に新たなサンプル・ポイントを分布関数に追加する（ブロック９２０）。ブロック９２０の関数は、イメージ・サイズ予測器３７５がその振舞いを、クライアントがアクセスしているかも知れない異なるデータ・セットに適応化することを可能にする。

従って、ブロック９３０で述べられる方法では、統計的方法により、遅延及び出力サイズを推定し、ｂｐｐ比率をイメージのより正確な分類を実行するための、従って結果の交換符号化ファイル・サイズのより良い推定値を形成するための基準として使用する。この方法は特にＧＩＦファイルに対して良く作用する。

類似の統計的方法を使用することにより、Ｄp（Ｓ）が統計的モデルのベンチマーク初期化及びオンライン更新にもとづき推定され得る。また、統計的作業から、交換符号化遅延が、（ファイル・サイズではなく）画素数の線形関数として、良く特徴化されることが判明した。

次に、帯域幅及びダウンロード時間推定について考えてみよう。判断ステップ８７０の精度は、イメージ・ダウンロード時間推定値の精度にも大きく依存する。図３乃至図５に示される帯域幅推定器３８０は、これらの時間推定値を提供する責任がある。帯域幅推定器３８０は、プロキシにおけるあらゆるパケット送受信事象を記録し、収集されたトレースに対して統計分析を実行し、ネットワークの状態に関して決定を行う。ネットワーク・モニタリングの当業者であれば、ネットワーク・モニタリング機能が、幾つかの異なる方法により実現され得ることが理解できよう。１技法は、プロキシ・アプリケーションとソケット層間のシム層（shim layer）である。別の技法は、任意のパケット・フィルタリング・ソフトウェア上の処理層である。一般に、パケット・フィルタリング・ソフトウェア上で構成される技法は、帯域幅及びダウンロード時間のより正確な推定値を提供する。本発明は、帯域幅モニタ３８０及びポリシ決定ステップ８７０の両方が、同一のマシン上で実行されることを要求しないが、２つのモジュールを一緒に配置することが、それらの間の通信のオーバヘッドを最小化する。

図１０は、本発明に従う帯域幅予測モジュール３８０の例を示す。このモジュールは２つの構成要素、すなわちトレース・モニタ１０１０及び統計分析器１０２０から成る。トレース・モニタは、クライアントとプロキシ間の全ての接続を連続的にモニタする。同一のトレース・モニタ（または別のトレース・モニタ）が、プロキシと全てのウェブ・サーバ間のトラフィックをモニタするために使用される。モニタされる各接続に対して、次の情報が記録される。
新たな接続が確立される時刻
各ネットワーク接続の出所アドレス、出所ポート番号、及び宛先アドレス、宛
先ポート番号
各接続上で送受信されるバイト数、及び各送受信事象のそれぞれのタイムスタ
ンプ
接続が閉じられる時刻

統計分析器１０２０は、過去の全ての及び現在の全ての活動接続のデータベースを保持する。各接続に対して、統計分析器はまた、何時どのように多数のバイトがその接続上で送信または受信されたかの履歴を保持する。この履歴にもとづき、統計分析器１０２０は将来の接続のダウンロード時間に関して予測を行うことができる。サーバからプロキシへのダウンロード時間、及びプロキシからクライアントへのダウンロード時間を予測するために異なる発見的方法を使用する。

サーバからプロキシへのトレースは、広域ＴＣＰ接続間で一般的な振舞いを示す。シーケンス対タイムスタンプのトレースは非線形であることが観測され、平均すなわち中央帯域幅などの線形予測の概念は、正確な予測を生成しないことが見い出された。所与のサイズのオブジェクトのダウンロード時間を予測するために、帯域幅予測器は、選択された宛先への接続の履歴を参照し、おおよそ同一サイズを有する全てのオブジェクトに対する、ダウンロード時間の分布関数を計算する。この分布の中央値（median）または他の適切な統計関数が、ダウンロード時間推定値として返却される。

それとは対象的に、プロキシ−クライアント間のＴＣＰ振舞いは、一般に最終ホップ１６０乃至１６４に相当する帯域幅制限リンクを有する影響により、支配される。ボトルネック・リンクが存在するので、クライアントへの全ての活動ＴＣＰ接続の集合体は、一般にボトルネック・リンクを飽和状態にする。従って、プロキシからクライアントへのダウンロード時間予測を提供するために、帯域幅推定器はクライアントへの全ての活動接続を、単一のグループに集合させる。各接続グループに対して、帯域幅推定器は時間対バイト数をプロットし、次にデータに対して線形曲線近似を実行する。この技法は、プロキシとクライアント間の現在使用可能な帯域幅の正確な推定値を提供する。この値は時間と共に変化するが、変動はほとんどの場合制限される。例えば、帯域幅モニタは、曲線近似アルゴリズムの出力において分析することにより、クライアントが１０Ｍｂのイーサネット（登録商標）、１４．４モデム、または２８．８モデムのいずれにより接続されるかを、容易に検出できる。予測値は正確ではないが（正確な値から２０％乃至３０％の偏差を有する）、当業者であれば、帯域幅推定の精度が推定アルゴリズムを改良することにより、改善され得ることが理解できよう。

次に、交換符号化ユーザ・インタフェースについて考えてみよう。交換符号化ユーザ・インタフェースは、ユーザがイメージ品質とダウンロード時間の間のトレードオフを動的に変更するためのインタフェースである。これは図２乃至図５のアイテム２６０として表される。図１１は、本発明によるユーザ選択インタフェースの１実施例を示す。このユーザ・インタフェースは、Ｊａｖａ（登録商標）アプレットとして実現され得る直線スライド・バーとして表され、ユーザが連続的にイメージ品質を変更することを可能にする。図１１に示されるように、（グレースケールに対して）カラーを選択するオプションも提供される。更に、オートパイロットを選択するオプションも、次の２つの態様で使用され得る。すなわち、（１）上述のように、プロキシがクライアント−プロキシ間及びプロキシ−サーバ間リンク帯域幅の現予測、及び現在使用可能なＣＰＵ資源にもとづき、交換符号化を実行するか否かを自動的に決定できることを、プロキシに伝えるための指示として、或いは（２）プロキシに、ユーザが現在経験している現ダウンロード時間を試行し、維持するように伝える指示として（すなわち、プロキシにおいてイメージ品質を変更することにより、帯域幅推定サブシステムにより検出される動的帯域幅変化を補償する）、または前記（１）及び（２）の両方としてである。ユーザが完全忠実度のデータ・バージョンを要求するとき、彼らはスライド・バーを（下方に）調整し、より高品質のデータを要求することにより、改良データを容易に要求することができる。一般に、ほとんど全てのウェブ・ブラウジングが、イメージをそれらのオリジナル・サイズの６分の１または１０分の１に交換符号化することにより実行され、改良を要求する必要のある地図などのオブジェクトは、実際には稀に見い出されるだけであることが判明した。別のＨＴＭＬ専用インタフェースは、ウィンドウズ（登録商標）ＣＥベースのプラットフォームなどの、非Ｊａｖａ（登録商標）装置をサポートするために考案されたことも述べておく。

次に、ストリーム式イメージ交換符号化について述べる。上述の説明は一般に、蓄積転送交換符号化プロキシに当てはまる。以下では、ストリーム式イメージ交換符号器にとって、交換符号化に従事することが有利である条件について述べる。ストリーム式イメージ交換符号器は、入力形式に符号化されたイメージ全体に対応する完全な入力ストリーム・バイトを完全に読込む前に、出力形式に符号化されたイメージ・データの書出しを開始する、イメージ交換符号器である。

図１２は、タイミング図により、アルゴリズムの背後にある論拠を示す。入力イメージは、１／Ｂspの間隔をあけたビット・ストリームとして到来する。ストリーム式イメージ交換符号器が、交換符号化のためにＧビットのグループを受信し、小さな蓄積転送遅延Ｄ_１を生じる。ビット・グループが次にＧp出力ビットのグループに交換符号化され、遅延Ｄ_２が生じる。Ｄ_２＜Ｄ_１の場合、イメージ交換符号器は、各入力グループＧを次の入力グループＧが処理される必要がある以前に、その対応する出力グループＧpに変換できる。この場合、ストリーム式イメージ交換符号器の内部メモリ要求は制限される。しかしながら、Ｄ_２＞Ｄ_１の場合、イメージ交換符号器は入力ビットを十分に速く処理することができない。この後者の場合、連続入力ストリームが供給されると、イメージ交換符号器の内部メモリ要求が制限無しに成長する。すなわち、イメージ交換符号器の有限長内部ＲＡＭバッファがオーバフローする。従って、交換符号化遅延Ｄ_２が、Ｄ_２＜Ｄ_１を満足することが望まれる。明らかに、Ｄ_１＝Ｇ／Ｂspである。Ｄ_２を見いだすために、Ｄp（Ｓ）をＳビットのイメージの予測イメージ交換符号化時間とする（Ｄp
（Ｓ）は実際、イメージ内容及び寸法などの他のパラメータに依存するが、ここでは表記上の簡略化のため、Ｄp（Ｓ）を使用する）。従って、Ｄ_２＝Ｄp（Ｓ）／（Ｓ／Ｇ）となる。ＲＡＭバッファのオーバフローを回避するため、グループ交換符号化遅延は、Ｄp（Ｓ）／（Ｓ／Ｇ）＜Ｇ／Ｂsp、または次式を満足しなければならない。
[数６]
Ｄp（Ｓ）＜Ｓ／Ｂsp （条件Ａ）

条件Ａが真を維持すると仮定すると、出力交換符号化グループＧpがＤ_１に等しい遅延により、均一に間隔をあけられる。伝送チャネルは各交換符号化ビット・グループＧpを、時間Ｄ_３＝Ｇp／Ｂpc内に送信することができる。ケース（ｉ）すなわちＤ3（ｉ）＜Ｄ1では、各出力グループＧpが、次の出力グループが伝送準備完了となる前に送信され得る。ケース（ｉｉ）すなわちＤ_３（ｉｉ）＞Ｄ1では、出力伝送リンクは生成ビットを出力キューを空に維持する程、十分に速く送信することができない。ケース（ｉｉ）では、交換符号化ビットの連続ストリームが供給される場合、伝送リンクの出力キューが制限無しに成長し、有限長リンク・バッファのオーバフローを生じる。従って、交換符号化出力グループ・サイズにより引き起こされる遅延が、Ｄ_３（ｉ）＜Ｄ_１であることが所望される。明らかに、Ｄ_３（ｉ）＝Ｇp／Ｂpcである。伝送リンクの出力バッファのオーバフローを回避するために、交換符号化出力イメージ・グループ・サイズＧpは、Ｇp／Ｂpc＜Ｇ／Ｂsp、または次式を満足しなければならない。
[数７]
γ＞Ｂsp／Ｂpc （条件Ｂ）

ここで、γ＝グループ・イメージ圧縮率Ｇ／Ｇpであり、これは平均的に、全体的なイメージ圧縮率に等価であると仮定する。要するに、ストリーム式イメージ交換符号器は、条件Ａ及び条件Ｂの両方が満足される場合にだけ、交換符号化を実行すべきである。プロキシ−サーバ間リンクがボトルネックの場合、すなわちＢcp＜Ｂpcの場合、条件Ｂがγ＞Ｎに軽減される。ここでＮは１未満の数である。通常、圧縮率は常に１よりも大きい。従って、条件Ｂは常に満足される。この場合、交換符号化が不利にならないために、条件Ａだけが満足されなければならない。実際、プロキシ−サーバ間リンクがボトルネックの場合、条件Ｂは交換符号化イメージに対して許容される拡張率、すなわち１／γ＜Ｂpc／Ｂspの上限を提供するものと解釈される。イメージの拡張は、例えばＧＩＦからパーム（Palm）・フォーマットへの変換などの、フォーマット変換が強要されるとき、時折必要とされる。前記の式は、こうしたフォーマット変換がバッファ・オーバフローの機会を増す場合、及びフォーマット変換がバッファ・オーバフローを生じない場合の判断を可能にする。例えば、Ｂsp＝１ｂｐｓ、Ｂpc＝２ｂｐｓ、及びＧ＝１ビットの場合、条件Ｂは、出力グループＧpが最大２ビットに拡張し得ることを示す。クライアント−プロキシ間リンクがボトルネック、すなわちＢsp＞Ｂpcの場合、条件Ｂは、交換符号化が価値あるためには、イメージ圧縮率γが、クライアント−プロキシ間帯域幅に対するプロキシ−サーバ間帯域幅の比率よりも、大きくなければならないことを示す。更に、条件Ａが依然満足されなければならない。

条件Ａ及び条件Ｂは、バッファが決してオーバフローを許可されてはならないとする厳格な制限である。当業者であれば、イメージが前記分析において仮定された連続ストリームではなく、有限長と仮定すれば、緩和された制限が導出され得ることが理解できよう。より緩和された制限は、交換符号化のためにより長い時間を許容し、大して活発でない計算を可能にする。

従って、本発明の１態様は、通信ネットワークを介して接続されるクライアント装置とサーバ間のブラウジングを容易にする、交換符号化プロキシのための方法を提供することである。本方法は、クライアント装置から、サーバの１つに記憶されるオブジェクトに対するＨＴＴＰ獲得（GET）要求を受信するステップと、オブジェクトに対する獲得要求をサーバに転送するステップと、サーバからオブジェクトを受信するステップと、クライアント装置のユーザにより指定される選択を調査するステップと、オブジェクトの内容を調査するステップと、通信ネットワーク特性を調査するステップと、交換符号化パラメータのセットを選択するステップと、オブジェクトの交換符号化形式を形成するステップと、交換符号化形式をクライアントに送信するステップとを含む。ネットワーク特性を調査するステップは、サーバとプロキシ間の、及びプロキシとクライアント間のネットワーク帯域幅を推定するステップと、サーバとプロキシ間の遅延、及びプロキシとクライアント装置間の遅延を推定するステップと、オブジェクトに対して実行される交換符号化のレベルに関し、ユーザにフィードバックを提供するステップとを含む。調査するステップは、オブジェクトのサイズを決定するステップと、オブジェクトの寸法を決定するステップと、オブジェクトの圧縮率を計算するステップとを含む。オブジェクトがイメージ・タイプの場合、イメージ・オブジェクトの寸法は、正方形の画素によるイメージの領域により決定され、圧縮率がイメージ・オブジェクトのｂｐｐ比率により決定される。本発明は、蓄積転送及びストリーム式交換符号化の両方を可能にし、それにより、オブジェクトをサーバから受信するステップが完了する前に、交換符号化形式を形成することを可能にする。この方法はＪＰＥＧ、ＧＩＦ、及び他のイメージ・タイプにも適用可能である。本発明の別の態様は、オブジェクトの交換符号化形式を形成するステップが完了する前に、交換符号化形式を送出することを可能にする。

他の重要な幾つかの考慮すべき点が存在する。本発明の概念の上述の例は、イメージ及びビデオなどにとっては、普通である。インターネットの広範な利用は、ＪＰＥＧ及びＭＰＥＧ圧縮イメージ・データの価値を示した。音声符号化データもまた伸張され、特殊な音響効果と混合され、他の音声データと併合され、実領域において編集及び処理される必要がある。類似の技法が、他の産業、商業、及び軍事アプリケーションにおいても実行される。

本発明はプロセス、製造物、装置、システム、アーキテクチャ、またはコンピュータ製品としても提供される。例えば、本発明は、コンピュータに本発明の方法を実行するように指示する、コンピュータ読出し可能プログラム・コード手段を有するコンピュータ使用可能媒体を含む製造物として実現される。本発明の説明は、特定のステップの構成に関して述べられたが、本発明の趣旨及び概念は、他の構成にも適しており、適用可能である。例えば、ここで述べた実施例はウェブ・ブラウジングだけに関連したが、本発明は任意のブラウザに適用可能である。主な重点は動的技法に向けられたが、本発明は静的、準動的及び動的技法の組み合わせと共に使用され得る。当業者には、ここで開示された実施例の他の変更も、本発明の趣旨及び範囲から逸れることなく、可能であることが明らかであろう。従って、これらの全ての変形及び変更が、本発明の範囲内に含まれるように意図される。

まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。

（１）通信ネットワークを介して接続される複数のクライアント装置と複数のサーバ間のブラウジングを容易にする、交換符号化プロキシのための方法であって、
前記クライアント装置の１つから、前記サーバの１つに記憶されるオブジェク
トに対する要求を受信するステップと、
前記オブジェクトに対する要求を前記サーバの１つに転送するステップと、
前記サーバの１つから前記オブジェクトを受信するステップと、
前記クライアント装置の１つのユーザにより指定される選択を調査するステッ
プと、
前記オブジェクトの内容を調査するステップと、
通信ネットワーク特性を調査するステップと、
交換符号化パラメータのセットを選択するステップと、
前記オブジェクトの交換符号化形式を形成するステップと、
前記交換符号化形式を前記クライアント装置の１つに送信するステップと
を含む、方法。
（２）前記ネットワーク特性が帯域幅を含み、前記ネットワーク特性を調査するステップが、前記サーバの１つと前記プロキシ間の、及び前記プロキシと前記クライアント装置の１つとの間のネットワーク帯域幅を推定するステップを含む、前記（１）記載の方法。
（３）前記ネットワーク特性が遅延を含み、前記ネットワーク特性を調査するステップが、前記サーバの１つと前記プロキシ間の遅延、及び前記プロキシと前記クライアント装置の１つとの間の遅延を推定するステップを含む、前記（１）記載の方法。
（４）前記交換符号化形式を形成するために、前記オブジェクトに対して実行される交換符号化のレベルに関するフィードバックを、ユーザに提供するステップを含む、前記（１）記載の方法。
（５）前記調査するステップが、前記オブジェクトのサイズを決定するステップを含む、前記（１）記載の方法。
（６）前記オブジェクトがイメージ・オブジェクトを形成するイメージ・タイプであり、前記方法が、
前記イメージ・オブジェクトの寸法を決定するステップと、
前記イメージ・オブジェクトの圧縮率を計算するステップと
を含む、前記（１）記載の方法。
（７）前記イメージ・オブジェクトの寸法が、正方形の画素によるイメージの
領域により決定され、前記圧縮率が前記イメージ・オブジェクトのｂｐｐ比率に
より決定される、前記（６）記載の方法。
（８）前記交換符号化形式を形成するステップが、動的適応化を使用する、前記（１）記載の方法。
（９）前記オブジェクトを前記サーバの１つから受信するステップが完了する前に、前記交換符号化形式を形成するステップが開始される、前記（１）記載の方法。
（１０）受信される前記オブジェクトのタイプが、ＪＰＥＧオブジェクトを形成するＪＰＥＧタイプである、前記（９）記載の方法。
（１１）前記交換符号化形式を形成するステップが、ＪＰＥＧ−ＪＰＥＧイメージ交換符号化を実行するステップを含み、前記交換符号化形式を送信するステップが、前記オブジェクトが完了する前に、ＪＰＥＧ符号化出力イメージ・データの少なくとも１つのＭＣＵの書出しを開始する、前記（１０）記載の方法。
（１２）前記交換符号化形式を送出するステップが、前記受信オブジェクトの初期部分の処理後に、且つ前記サーバの１つから前記イメージ・オブジェクトを受信するステップが完了する前に開始される、前記（１）記載の方法。
（１３）前記交換符号化形式を送出するステップが、前記オブジェクトの交換符号化形式を形成するステップが完了する前に開始される、前記（１）記載の方法。
（１４）サーバから入手可能なオブジェクトに対するクライアントからの要求
に応じて、前記サーバから受信されるオブジェクトの交換符号化形式を形成するプロキシのための方法であって、
前記クライアントのために前記オブジェクトを交換符号化するためのパラメータを、動的に適応化するステップと、
前記オブジェクトの交換符号化形式を形成するステップと、
前記交換符号化形式を前記クライアントに送信するステップと
を含む、方法。
（１５）前記パラメータを適応化するステップが、前記オブジェクトの少なくとも１つの特性を決定するステップを含む、前記（１４）記載の方法。
（１６）前記特性の１つが、前記オブジェクトのサイズ及びタイプに関する情報を提供するオブジェクト・ヘッダである、前記（１５）記載の方法。
（１７）前記オブジェクトのサイズを"size_threshold"と呼ばれるしきい値パラメータと比較するステップを含む、前記（１６）記載の方法。
（１８）前記パラメータを適応化するステップが、前記サーバと前記プロキシ間、及び前記プロキシと前記クライアント間の現ネットワーク特性を収集するステップを含む、前記（１４）記載の方法。
（１９）前記特性の１つがネットワーク帯域幅であり、前記適応化するステップが、前記サーバと前記プロキシ間、及び前記プロキシと前記クライアント間のネットワーク帯域幅を推定するステップを含む、前記（１８）記載の方法。
（２０）前記交換符号化形式が前記推定帯域幅に依存する、前記（１９）記載の方法。
（２１）前記適応化するステップが、ユーザの選択を取り出すステップを含み、前記交換符号化形式が前記選択に依存する、前記（１４）記載の方法。
（２２）前記適応化するステップが、前記オブジェクトの内容を調査するステップを含む、前記（１４）記載の方法。
（２３）前記オブジェクトがイメージ・オブジェクトを形成するイメージ・タイプであり、前記イメージ・オブジェクトの内容を調査するステップが、前記イメージの寸法を決定するステップを含む、前記（２２）記載の方法。
（２４）前記適応化するステップが、前記イメージ・オブジェクトの圧縮率の決定に依存する、前記（２３）記載の方法。
（２５）前記イメージ・オブジェクトのタイプがＧＩＦであり、前記適応化するステップが、前記圧縮率と"gif_threshold"と呼ばれる所定のポリシしきい値
の比較に依存する、前記（２４）記載の方法。
（２６）前記オブジェクトの前記交換符号化形式の少なくとも１つのパラメータを予測するステップを含む、前記（１４）記載の方法。
（２７）前記交換符号化形式が、前記オブジェクトのオリジナル形式と同一である、前記（２６）記載の方法。
（２８）前記パラメータの少なくとも１つが、前記交換符号化形式のサイズを含む、前記（２６）記載の方法。
（２９）前記パラメータの少なくとも１つが、前記オブジェクトを交換符号化するのに費やされる時間を含む、前記（２６）記載の方法。
（３０）オブジェクトの交換符号化形式のパラメータを予測する方法であって、前記オブジェクトが初期サイズ及び寸法を有し、前記オブジェクトに対するクライアントからの要求に応じて、前記オブジェクトがサーバから受信されるものにおいて、
前記オブジェクトのｂｐｐ比率を計算するステップと、
複数の以前に交換符号化されたオブジェクトの統計のセットを収集するステップと、
前記統計のセット及び前記ｂｐｐ比率を使用し、前記パラメータを予測するステップと
を含む、方法。
（３１）前記パラメータの少なくとも１つがサイズであり、前記統計のセットが複数の以前に交換符号化されたオブジェクトの統計のサイズを含む、前記（３０）記載の方法。
（３２）前記オブジェクトがイメージ・タイプであり、前記統計のセットがイメージ品質を含む、前記（３０）記載の方法。
（３３）前記複数の以前に交換符号化されたオブジェクトが、イメージの所定のベンチマーク一式から選択される、前記（３２）記載の方法。
（３４）前記予測するステップが、現交換符号化オブジェクトの統計を用いて、前記統計のセットを動的に更新するステップを含む、前記（３１）記載の方法。
（３５）前記パラメータの少なくとも１つが、オブジェクトの交換符号化形式を形成する期間であり、前記統計のセットが、複数の以前に交換符号化されたオブジェクトを形成する期間を含む、前記（３０）記載の方法。
（３６）通信ネットワークを介して接続される複数のクライアント装置と複数のサーバ間のブラウジングを容易にする、交換符号化プロキシ・システムであって、
前記クライアント装置の１つから、前記サーバの１つに記憶されるオブジェク
トに対する要求を受信するＨＴＴＰプロキシ・エンジンと、
交換符号化のためのパラメータのセットを用いて、前記オブジェクトの交換符
号化形式を形成するオブジェクト交換符号器と、
交換符号化のための前記パラメータのセットを決定する動的ポリシ・モジュールと、
前記オブジェクトの特性を収集するイメージ・サイズ及び遅延予測器モジュー
ルと、
前記クライアント装置の１つのユーザにより指定される品質選択を収集するユーザ選択モジュールと、
有効ネットワーク帯域幅を推定する帯域幅推定モジュールと
を含み、前記動的ポリシ・モジュールがユーザの満足を改善するために、前記イメージ・サイズ及び遅延予測器モジュール、前記ユーザ選択モジュール、及び前記帯域幅推定モジュールから受信される入力を用いて、交換符号化のための前記パラメータを動的に調整し、前記交換符号化プロキシ・システムが、実行される交換符号化のレベルに関するフィードバックをユーザに提供する、システム。
（３７）前記ユーザ選択モジュールが、
前記クライアント装置の１つの表示サイズ、解像度、及びＣＰＵスピードなどの特性を収集するステップと、
前記特性を前記動的ポリシ・モジュールに提供するステップと
を含む、前記（３６）記載のシステム。
（３８）前記帯域幅推定モジュールが、
前記サーバの１つと前記プロキシ間で、以前に確立されたネットワーク接続のトレースを収集するステップと、
前記プロキシと前記クライアント装置の１つとの間で、以前に確立されたネットワーク接続のトレースを収集するステップと、
収集された前記トレースに対して統計分析を実行することにより、前記オブジェクトのダウンロード時間を推定するステップと
を含む、前記（３６）記載のシステム。
（３９）前記サーバの１つと前記プロキシ間の帯域幅を推定するために使用される統計分析が、収集された前記トレースから決定される、以前にフェッチされたオブジェクトのダウンロード時間の中央値、平均またはモードなどの統計指標の計算にもとづき実行される、前記（３８）記載のシステム。
（４０）前記プロキシと前記クライアント装置の１つとの間の帯域幅を推定するために使用される統計分析が、前記プロキシと当該クライアント装置間の全ての活動状態の接続の総帯域幅の計算にもとづき実行される、前記（３８）記載のシステム。
（４１）前記クライアント装置の１つの表示装置上に、ユーザ指定選択を収集
するためのスライド・バーを表示するステップを含む、前記（３６）記載のシステム。
（４２）前記クライアント装置の１つのユーザが、スライド・バーを有するグラフィカル・ユーザ・インタフェースを使用することにより、ダウンロード時間とデータ品質間のトレードオフを指定できる、前記（３６）記載のシステム。
（４３）前記クライアント装置の１つのユーザが、スライド・バーを有するグラフィカル・ユーザ・インタフェースを使用することにより、ダウンロード時間とイメージ品質間のトレードオフを指定でき、カラーまたはグレースケールを所望の出力形式として選択するための特定のスイッチを含む、前記（４１）記載のシステム。
（４４）前記クライアント装置の１つのユーザが、スライド・バーを有するグラフィカル・ユーザ・インタフェースを使用することにより、前記システムが自動的にデータ品質（従ってデータ・ダウンロード・サイズ）を低下し、当該クライアントへの帯域幅の動的変化を補償するように、目標応答時間を維持する要求
を指定できる、前記（４１）記載のシステム。
（４５）前記グラフィカル・ユーザ・インタフェースの前記スライド・バーが、前記交換符号化パラメータの最適な選択をユーザに示すための出力インタフェースとしても使用される、前記（４１）記載のシステム。
（４６）交換符号化プロキシにおいて、オブジェクトの交換符号化形式の動的適応化を指示する、コンピュータ読出し可能プログラム・コード手段を有するコンピュータ使用可能媒体を含む製品であって、前記コンピュータ読出し可能プログラム・コード手段が、
ユーザに関連付けられるオブジェクトをサーバから受信するように、コンピュータに指示する手段と、
前記オブジェクトのパラメータを決定するように、前記コンピュータに指示する手段と、
ユーザの選択を取り出すように、前記コンピュータに指示する手段と、
現ネットワーク特性を収集するように、前記コンピュータに指示する手段と、
交換符号化ポリシしきい値を獲得するように、前記コンピュータに指示する手段と、
前記オブジェクト・パラメータ、前記ユーザ選択、前記ネットワーク特性、及び前記ポリシしきい値にもとづき、ポリシ決定を実行するように、前記コンピュータに指示する手段と、
交換符号化オブジェクトを形成するように、前記コンピュータに指示する手段と、
前記オブジェクトに実行される交換符号化のレベルのフィードバックを、ユーザに提供するように、前記コンピュータに指示する手段と、
交換符号化オブジェクトをユーザに送信するように、前記コンピュータに指示する手段と
を含む、製品。
（４７）通信ネットワークを介して接続される複数のクライアント装置と複数のサーバ間のブラウジングを容易にするように、交換符号化プロキシに指示する、コンピュータ読出し可能プログラム・コード手段を有するコンピュータ使用可能媒体を含む製品であって、前記コンピュータ読出し可能プログラム・コード手段が、
前記クライアント装置の１つから、前記サーバの１つに記憶されるオブジェクトに対する要求を受信するように、コンピュータに指示する手段と、
前記オブジェクトに対する要求を前記サーバの１つに転送するように、前記コンピュータに指示する手段と、
前記サーバの１つから前記オブジェクトを受信するように、前記コンピュータに指示する手段と、
前記クライアント装置の１つのユーザにより指定される選択を調査するように、前記コンピュータに指示する手段と、
前記オブジェクトの内容を調査するように、前記コンピュータに指示する手段と、
通信ネットワーク特性を調査するように、前記コンピュータに指示する手段と、
交換符号化パラメータのセットを選択するように、前記コンピュータに指示する手段と、
前記オブジェクトの交換符号化形式を形成するように、前記コンピュータに指示する手段と、
前記交換符号化形式を前記クライアント装置の１つに送信するように、前記コンピュータに指示する手段と
を含む、製品。
（４８）前記コンピュータ読出し可能プログラム・コード手段が、前記交換符号化形式を形成するために、前記オブジェクトに対して実行される交換符号化のレベルに関するフィードバックをユーザに提供するように、前記コンピュータに指示する手段を含む、前記（４７）記載の製品。
（４９）前記コンピュータ読出し可能プログラム・コード手段が、
前記オブジェクトの寸法を決定するように、前記コンピュータに指示する手段と、
前記オブジェクトの圧縮率を計算するように、前記コンピュータに指示する手段と
を含む、前記（４７）記載の製品。
（５０）前記コンピュータ読出し可能プログラム・コード手段が、前記オブジェクトを前記サーバの１つから受信するステップが完了する前に、前記交換符号化形式を形成するステップを開始するように、前記コンピュータに指示する手段を含む、前記（４７）記載の方法。
（５１）サーバから入手可能なオブジェクトに対するクライアントからの要求に応じて、前記サーバから受信されるオブジェクトの交換符号化形式を形成するように、プロキシに指示するコンピュータ読出し可能プログラム・コード手段を有する、コンピュータ使用可能媒体を含むコンピュータ・プログラム製品であって、前記コンピュータ・プログラム・コード手段が、
前記クライアントのために前記オブジェクトを交換符号化するためのパラメータを動的に適応化するように、コンピュータに指示する手段と、
前記オブジェクトの交換符号化形式を形成するように、前記コンピュータに指示する手段と、
前記交換符号化形式を前記クライアントに送信するように、前記コンピュータに指示する手段と
を含む、コンピュータ・プログラム製品。
（５２）前記コンピュータ・プログラム・コード手段が、前記サーバと前記プロキシ間、及び前記プロキシと前記クライアント間の現ネットワーク特性を収集するように、前記コンピュータに指示する手段を含む、前記（５１）記載のコンピュータ・プログラム製品。
（５３）前記コンピュータ・プログラム・コード手段が、推定帯域幅及びユーザ選択にもとづき、交換符号化のためのパラメータを適応化するように、前記コンピュータに指示する手段を含む、前記（５２）記載のコンピュータ・プログラム製品。
（５４）オブジェクトの交換符号化形式のパラメータを予測する方法を実行す
る、マシンにより実行可能な命令のプログラムを実現するマシンにより読出し可能なプログラム記憶装置であって、前記オブジェクトが初期サイズ及び寸法を有し、前記オブジェクトに対するクライアントからの要求に応じて、前記オブジェクトがサーバから受信されるものにおいて、前記方法が、
前記オブジェクトのｂｐｐ比率を計算するステップと、
複数の以前に交換符号化されたオブジェクトの統計のセットを収集するステップと、
前記統計のセット及び前記ｂｐｐ比率を使用し、前記パラメータを予測するステップと
を含む、プログラム記憶装置。
（５５）前記予測するステップが、現交換符号化オブジェクトの統計を用いて、前記統計のセットを更新するステップを含む、前記（５４）記載のプログラム記憶装置。

様々なリンク及び様々なクライアント装置を有する交換符号化プロキシ状況を示す図である。 ユーザ指定選択及び静的ポリシにもとづき、オブジェクトを変換するために使用される交換符号化プロキシのブロック図である。 本発明に従い、イメージ・サイズ予測器、帯域幅推定器、動的ポリシ・モジュール、及びユーザ・フィードバック発生器を含むように変更された、交換符号化プロキシのブロック図である。 本発明に従い、キャッシング・モジュール及び交換符号化モジュールを有するＨＴＴＰプロキシのブロック図である。 本発明に従う交換符号化動的ポリシ・モジュールのフロー図である。 本発明に従う交換符号化プロキシを使用する、ウェブ要求−応答サイクルを示す図である。 本発明に従い交換符号化が有用である状態を示す図である。 本発明に従うポリシ関数のフロー図である。 本発明に従うイメージ・サイズ予測モジュールのブロック図である。 本発明に従う帯域幅予測モジュールのブロック図である。 本発明に従う入力／フィードバック・ユーザ・インタフェースを示す図である。 本発明に従うストリーム式交換符号化のタイミング図である。

符号の説明

１００ 交換符号化プロキシ状況
１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、２３０ クライアント
１６０、１６１、１６２、１６３、１６４ リンク
１９０ 交換符号化プロキシ
２１０ ウェブ・サーバ
２２０ ＨＴＴＰプロキシ・エンジン
２２２ ＨＴＴＰ要求
２２６ 応答データ
２４０ 交換符号化モジュール
２５０ 静的ポリシ・モジュール
２６０ ユーザ指定選択
２６５ 経路
３７０ 動的ポリシ・モジュール
３７５ 遅延予測器
３８０ 帯域幅推定器
３９０ ユーザ・フィードバック・プロバイダ
４００ 交換符号化ＨＴＴＰプロキシ・システム
４１０ 多重解像度キャッシュ
４２０ データ経路
５６５、８００ ポリシ関数
６２０ オリジナル・イメージ
６３０ 出力イメージ
６５０ 遅延Ｄx（Ｓ）
６７０ サイズＳ
６８０ サイズＳx（Ｓ）
１０１０ トレース・モニタ
１０２０ 統計分析器

Claims (11)

1. 通信ネットワークを介して接続される複数のクライアント装置と複数のサーバ間のブラウジングを容易にする、交換符号化プロキシのための方法であって、
   前記クライアント装置の１つから、前記サーバの１つに記憶されるオブジェクトに対する要求を受信するステップと、
   前記オブジェクトに対する要求を前記サーバの１つに転送するステップと、
   前記サーバの１つから前記オブジェクトを受信するステップと、
   前記サーバの１つから受信した前記オブジェクトがイメージ・オブジェクトを形成するイメージ・タイプであるか否かを判断するステップと、
   前記クライアント装置の１つのユーザにより指定されるイメージ品質選択を調査するステップと、
   前記オブジェクトのサイズを調査するステップと、
   通信ネットワーク特性を調査するステップと、
   前記オブジェクトのイメージ品質選択、前記オブジェクトのサイズおよび前記通信ネットワーク特性に基づいて交換符号化パラメータのセットを選択するステップと、
   前記交換符号化パラメータのセットに従って前記オブジェクトの交換符号化形式を形成するステップと、
   前記交換符号化形式を前記クライアント装置の１つに送信するステップと
   を含み、
   前記オブジェクトがイメージ・タイプでない場合、または、イメージ・タイプであるがそのサイズが所定のしきい値パラメータよりも大きくない場合には、交換符号化を行うことなく該オブジェクトを前記クライアントに転送するステップと、
   前記オブジェクトがイメージ・タイプであり、且つ、そのサイズが前記所定のしきい値パラメータよりも大きい場合には、イメージ・ヘッダを解析することにより前記イメージ・オブジェクトの圧縮率を計算するステップと、
   前記イメージ・オブジェクトのタイプがＧＩＦであって、前記圧縮率が所定のポリシしきい値よりも大きくない場合には、交換符号化を行うことなく該オブジェクトを前記クライアントに転送するステップとを含み、
   前記交換符号化パラメータのセットを選択するステップは、
   前記イメージ・オブジェクトのタイプがＪＰＥＧである場合、または、ＧＩＦであるが前記圧縮率が所定のポリシしきい値よりも大きい場合に実行され、
   前記ネットワーク特性が帯域幅を含み、前記ネットワーク特性を調査するステップが、前記サーバの１つと前記プロキシ間の、及び前記プロキシと前記クライアント装置の１つとの間のネットワーク帯域幅を推定するステップを含む、
   方法。
2. 前記ネットワーク特性が遅延を含み、前記ネットワーク特性を調査するステップが、前記サーバの１つと前記プロキシ間の遅延、及び前記プロキシと前記クライアント装置の１つとの間の遅延を推定するステップを含む、請求項１記載の方法。
3. 前記交換符号化形式を形成するために、前記オブジェクトに対して実行される交換符号化のレベルに関するフィードバックを、ユーザに提供するステップを含む、請求項１記載の方法。
4. 前記イメージ・オブジェクトのサイズが、正方形の画素によるイメージの領域により決定され、前記圧縮率が前記イメージ・オブジェクトのｂｐｐ比率により決定される、請求項１記載の方法。
5. 前記交換符号化形式を形成するステップが、動的適応化を使用する、請求項１記載の方法。
6. 前記オブジェクトを前記サーバの１つから受信するステップが完了する前に、前記交換符号化形式を形成するステップが開始される、請求項１記載の方法。
7. 受信される前記オブジェクトのタイプが、ＪＰＥＧオブジェクトを形成するＪＰＥＧタイプである、請求項６記載の方法。
8. 前記交換符号化形式を形成するステップが、ＪＰＥＧ−ＪＰＥＧイメージ交換符号化を実行するステップを含み、前記交換符号化形式を送信するステップが、前記オブジェクトが完了する前に、ＪＰＥＧ符号化出力イメージ・データの少なくとも１つのＭＣＵの書出しを開始する、請求項７記載の方法。
9. 前記交換符号化形式を送出するステップが、前記受信オブジェクトの初期部分の処理後に、且つ前記サーバの１つから前記イメージ・オブジェクトを受信するステップが完了する前に開始される、請求項１記載の方法。
10. 前記交換符号化形式を送出するステップが、前記オブジェクトの交換符号化形式を形成するステップが完了する前に開始される、請求項１記載の方法。
11. コンピュータに請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法のステップを実行させるためのプログラム。

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