KR100903457B1 - 실시간 데이터 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패킷네트워크(예: 인터넷)를 통해서 실시간 데이터(예: 비디오)를 스트리밍 하는 것에 관한 것이며, 스트림 비디오 데이터를 보기 위해서 데이터 패킷의 도착시간 사이의 변화에 의해서 발생하는 지터의 영향을 줄이기 위한 데이터의 축적이 만들어지며, 그 결과 상기 축적이 채워지면서 상기 비디오를 볼 수 있을 때까지는 지연을 경험하게 된다. 본 발명은 상기 비디오 뷰어가 데이터를 소모하는 속도보다 더 빠르게 비디오 스트리머로부터 상기 비디오 뷰어에 데이터를 전송함으로써, 그리고 상기 비디오 뷰어에 버퍼를 설치하기 위한 여분의 데이터를 사용함으로써 상기 기동지연 없이 스트림 비디오를 제공하는 것에 관련되며, 적당한 크기의 버퍼가 설치되면 상기 버퍼로의 데이터 전송률은 감소될 것이다. 상기 가용한 대역폭에 대해서 최고 품질의 비디오를 전송하기 위해서는 비디오 데이터의 공급이 상기 데이터 축적이 채워질 때 더 높은 비트율의 소스로 전환된다. 네트워크 처리능력의 변동은 상기 데이터 전송을 조정함으로써 데이터 전송 동안에 정밀하게 그리고 상이한 비트율로 부호화된 데이터 스트림 사이에서 스위칭함으로써 정밀하지 않게 수용될 수 있다. 네트워크 처리능력의 변동은 상기 비디오 뷰어에서 손실된 패킷의 숫자를 계산함으로써 결정되며, 다음에 그 정보는 그에 따라서 데이터의 흐름을 조정하기 위해서 상기 비디오 스트리머로 재 입력된다.

Description

실시간 데이터 송수신 방법 및 장치{TRANSMITTING AND RECEIVING REAL-TIME DATA}

본 발명은 패킷교환망에서 타임 센시티브(time-sensitive) 데이터를 처리하는 것에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 인터넷에서 비디오 데이터를 송수신하는 것에 관한 것이다.

본 발명은 버퍼를 가용상태로 유지하면서 보통 한 버퍼의 데이터를 준비하는데 관련된 기동지연을 줄이면서 패킷네트워크를 통해서 클라이언트에 스트리밍 비디오 서비스를 제공하는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 네트워크에서 정체현상(congestion)에 적응시키기 위해서 상기 스트리밍 비디오의 전송률을 제어하는 방법에 관한 것이다.

종래 인터넷은 FTP, 전자메일 그리고 웹서핑과 같은 트래픽을 지원해 왔으며, 여기서 전체 지연은 본질적으로 상기 미디어의 최종 표시 때문은 아니다. 처리속도가 더 빠른 멀티미디어 PC의 출현은 인터넷 상에서 비디오를 포함하는 멀티미디어의 전송을 촉진해왔다. 그러나 타임 센시티브 애플리케이션은 연속적인 서비스품질의 보증, 광대역 데이터채널을 요구하는데, 그것은 표면상으로는 패킷을 기반으로 하는 인터넷의 성질상 불가능한 일이며, 가변적인 라우팅에 의한 패킷 도달시간의 변화와 정체현상에 따른 전송률의 변화와 같은 어쩔 도리가 없는 패킷 지터 때문에 전송을 중단시킬 가능성을 가지고 있다. 현재, 상업적인 스트리밍 기술은 비디오물 재생을 시작하기 전에 커다란 버퍼(5-30초)를 설치하여 지터 문제를 해결한다. 이러한 기동지연은 요청한 컨텐츠가 잘못된 것을 알기 전까지는 이 지연시간 동안 기다려야 하는 사용자에게는 최선은 아니며, 보통은 사용자가 상기 멀티미디어 프레젠테이션을 경험할 수 없게 한다.

본 발명의 제 1 측면에 의하면, 실시간 데이터 송신기, 저장영역을 갖는 실시간 데이터 표시장치, 그리고 상기 송신기와 상기 표시장치를 연결하는 네트워크를 구비하는 실시간 통신장치를 조작하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 다음의 단계를 구비한다.

실시간 프레젠테이션의 초반부를 나타내는 복수의 제1부호화율(first-encoding-rate) 데이터 패킷을 상기 표시장치로 전송하도록 상기 송신기를 조작하는 단계로서, 전송률은 부호화율보다 더 높은 송신기 조작 단계;

상기 제1부호화율 데이터 패킷을 상기 저장영역에 수신하고,

제 1 레벨의 품질로 상기 사용자에게 상기 실시간 프레젠테이션을 제공하기 위해 복호화하기 위해서 상기 제 1 부호화율로 상기 저장영역으로부터 제 1 부호화율 데이터 패킷을 제거하도록 상기 표시장치를 조작하는 단계;

소정의 레벨로 상기 제 1 부호화율 데이터로 채워진 상기 저장영역에, 상기 레벨에 도달되었다는 표시를 상기 송신기에 송신하는 단계;

상기 표시의 수신시에, 상기 실시간 프레젠테이션의 후속부분을 나타내는 제 2 부호화율 데이터 패킷을 상기 표시장치로 송신하기 위해서 상기 송신기를 조작하는 단계로서, 상기 제 2 부호화율은 상기 제 1 부호화율보다 더 높은 송신기 조작단계;

실시간 프레젠테이션의 후속하는 부분을 나타내는 제 1 부호화율 데이터 패킷을 상기 저장영역으로 수신하고,

상기 제 1 레벨의 품질보다 더 높은 제 2 레벨의 품질로 상기 사용자에게 상기 실시간 프레젠테이션을 제공하기 위해 복호화하기 위한 상기 제 2 부호화율로 상기 저장영역으로부터 제 2 부호화율 데이터 패킷을 제거하도록 상기 표시장치를 조작하는 단계.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 타임 센시티브 데이터의 버퍼를 구성하여 클라이언트에 타임 센시티브 데이터를 표시하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 상기 클라이언트에 전송된 타임센시티브 데이터를 수신하는 단계, 상기 타임센시티브 데이터를 데이터 버퍼로 전달하는 단계; 그리고, 상기 데이터 버퍼 내의 타임센시티브 데이터의 양을 모니터링하는 단계; 시각 처리될 상기 시간 종속적인 데이터를 상기 데이터 버퍼로부터 판독하는 단계를 구비하며; 여기서 상기 방법은 상기 타임 센시티브 데이터가 상기 데이터 버퍼로부터 판독되는 속도가 상기 타임 센시티브 데이터가 상기 데이터 버퍼로 전달되는 속도보다 더 낮다는 특징이 있다; 그리고 상기 타임 센시티브 데이터는 상기 데이터 버퍼에 도착할 때 상기 데이터 버퍼로부터 판독되어 실질적으로 상기 타임 센시티브 데이터를 수신하는 클라이언트와 상기 타임 센시티브 데이터를 이용 가능하게 하는 클라이언트 사이에 지연이 없으며; 상기 타임 센시티브 데이터를 표시한다.

상기 데이터 버퍼가 충분히 채워지는 순간이 올 것이다. 그러면 상기 전송률이 감소되어 상기 감상수단(viewing means)에 의한 소모율과 같게 될 수 있으며, 이에 의해서 데이터 버퍼 내의 데이터 양은 평형상태가 될 것이다. 그러나, 이 상황에서 상기 접속의 대역폭은 최대 용량으로 사용되지 않을 것이다.

본 발명의 또 다른 측면으로는 클라이언트에 타임 센시티브 데이터를 제공하는 방법으로, 여기서 소정 량의 데이터가 상기 데이터 버퍼를 채울 때까지 제1 비트율(bit-rate)로 부호화 된 타임 센시티브 데이터가 수신되며, 그 후에 제2 비트율로 부호화 된 타임 센시티브 데이터가 수신된다. 여기서 상기 제2 비트율은 제1 비트율보다 더 높다.

본 발명의 또 다른 측면은 클라이언트에 타임 센시티브 데이터를 제공하는 방법으로, 여기서 제1 비트율로 부호화된 타임 센시티브 데이터가 상기 클라이언트로 전송되기 위해서 제1 전송률로 제1 데이터 버퍼로부터 판독된다; 그리고 요구에 따라서, 제2 비트율로 부호화된 타임 센시티브 데이터가 제2 데이터 버퍼로부터 제2 비트율로 판독된다.

고비트율 비디오 데이터일수록 재생 품질이 좋기 때문에 데이터를 전송하는 링크의 이용가능한 대역폭을 가능한 많이 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 네트워크에서 데이터 손실은 서비스 질의 심각한 저하를 초래하며- 증가된 비트율의 이점을 훨씬 초과한다. 예를 들면, H.263 및 MPEG와 같은 예측형 코딩기법(predictive coding scheme)을 가지고 비디오스트림 500kbits^-1의 절반을 수신하는 것은 250kbits^-1 스트림 전체를 수신하는 것 보다 품질이 훨씬 안 좋을 수 있다. 그러므로, 데이터를 네트워크에서 분실하는 것보다 전송률을 제어방법으로 감소시키는 것이 중요하다. 인터넷 프로토콜 TCP는 자체의 제어메커니즘을 가지고 있으며, 그에 의해서 패킷 손실이 발생할 때까지 데이터 전송률이 꾸준히 증가된다. 그 다음 상기 데이터율은 패킷 손실이 다시 일어날 때까지 다시 증가된다. 가변적인 전송률은 탄력 있다고 하고 네트워크의 상황에 따라서 데이터 전송률을 제어할 수 있는 애플리케이션은 TCP에 적합하다고 한다. 임의의 특정 시간에 이용 가능한 대역폭만큼 이용되도록 비디오 데이터를 TCP에 적합한 방법으로 제공하는 것이 바람직하다. TCP에 적합한 데이터 전달의 추가적인 이점은 네트워크에서의 정체현상이 개별 애플리케이션 자체가 각각이 상기 대역폭을 공평하게 분배할 때까지 데이터율을 감소하여 관리된다.

MPEG4 또는 H.263과 같은 표준 압축기술은 TCP에 적합한 행동을 보이도록 관리될 수 있으며, 예로서 상기 출원인의 출원계속중인 특허출원 제 GB9928023.2호를 참조하라. 그러나 이 솔루션은 비디오스트림마다 고속의 전용 PC를 필요로 한다. 네트워크 정체현상이 검출될 때 부호화된 데이터 스트림을 고비트율에서 저비트율로 코드변환하는 것은 역시 컴퓨터상으로 요구하는 문제를 겪는다. 또 다른 접근은 비디오 스트림의 레이어링을 사용하는 것이며, 그에 의해서 비디오 스트림 레이어를 추가하거나 제거하여 품질 적응이 달성된다. 이 방법의 단점은 상기 이용가능한 대역폭의 일정 비율이 상기 레이어를 통합하는 명령에 할당되어야 하기 때문에 비효율적이라는 것이다.

또한 본 발명은, 타임 센시티브 데이터가 제1 및 제2 버퍼로부터 판독되는 속도가 상기 클라이언트에 대한 링크의 조건에 따라서 동적으로 변경될 수 있고, 또한 제1 비트율로 부호화된 타임 센시티브 데이터가 상기 클라이언트로 전송될 제1 전송률로 제1 데이터 버퍼로부터 판독되고; 또는 제2 비트율로 부호화된 타임 센시티브 데이터가 상기 클라이언트에 대한 링크의 조건에 따라서 제2 비트율로 제2 데이터 버퍼로부터 판독되는 방법을 제공하며, 여기서 상기 제1 비트율은 상기 제2 비트율보다 더 낮다.

이제 도면을 참조하여 단지 예로서 본 발명의 실시예가 기술될 것이다.

도 1은 인코더(encoder), 비디오 스트리머(video streamer) 및 클라이언트 사이의 관계를 나타내는 개략도,

도 2는 상기 비디오 스트리머를 나타내는 구성도,

도 3은 클라이언트의 구성도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 대한 단계적 조작을 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예는 압축 비디오 데이터의 소스와, 예를 들어, 500kbits^-1 값을 갖는 저비트율(R_L)과 1500kbits^-1값을 갖는 고비트율(R_H)로 부호화하는 인코더(1)를 포함한다. 사용된 코덱은 H.263이지만 MPEG4와 같은 다른 어떤 코덱이 될 수도 있다. 인코더(1)는 입력으로서 예를 들어 스포츠 행사의 방송과 같은 라이브(live) 비디오 데이터를 취한다.

상기 두개의 부호화된 데이터 스트림이 분리된 논리 연결선을 통해서 전송률 T_E로 상기 비디오 스트리머(2)로 전송된다. 상기 비디오 스트리머(2)는 상기 인코더(1)와 같은 구역에 있을 수 있으며 인트라넷을 통해서 링크된다. 상기 비디오 스트리머(2)는, 예를 들어 펜티엄 Ⅲ 700MHz, 256MB RAM을 갖고 인터넷에 연결된 서버 컴퓨터 상에서 실행된다. 지금까지 클라이언트로 일컬어진, 인터넷에 접속하기에 적합하게 구성된 PC(도1의 a, b, c 등)에서 실행되는 비디오 뷰어는 인터넷을 통해서 상기 비디오 스트리머(2)에 연결되고, 그리하여 상기 클라이언트는 컨텐츠를 액세스할 수 있다. 적합한 PC 단말기는 266MHz 펜티엄 Ⅱ 랩탑 PC이다. 상기 비디오 스트리머(2)는 동일한 스트림을 보는 다수의(보통 1000 이상) 클라이언트를 지원한다.

실시간 방송을 위해서, 상기 인코더(1)는 실시간 전송률 T_E로 전송할 것이다. 상이한 비트율로 부호화된 두개의 데이터 스트림 R_L 및 R_H는 다른 품질의 재생 비디오를 제공하지만, 각 데이터 스트림은 같은 전송률(T_E)을 가진다. 상기 프로그램을 실시간으로 재생하기 위해서는 상기 데이터가 이 속도로 복호화 되어야 한다.

도 2는 비디오 스트리머(2)의 구성을 보여준다. 인코더(2)로부터 저비트율(R_L)로 부호화된 저품질 부호화 비디오 데이터와 고비트율(R_H)로 부호화된 고품질 비디오 데이터는 각각 입력선(21, 22)에서 수신되고 각각 버퍼(23, 24)로 들어간다. 상기 비디오 스트리머(2)에 의해서 수신된 부호화된 비디오 데이터의 채널당 하나의 버퍼가 제공되는 것을 주목해야 한다. 부호화된 데이터는 어느 부호화된 비디오 데이터가 출력선(27)으로 보내질 것인지를 선택하는 스위치(26)를 경유하여 각 버퍼(23, 24)로부터 판독된다. 상기 버퍼(23, 24) 각각으로부터 데이터가 판독되는 속도를 제어할 수 있고, 그리하여 상기 비디오 스트리머(2)의 전송률(Ts)을 정의하는 버퍼관리자(25)가 제공된다. 상기 버퍼관리자는 스위치(26)와 연결되어 있고 또한 연결선(28)으로부터 신호를 수신할 수 있다. Ts는 각 패킷의 전송간 시간지연을 변화시킴으로써 Ts가 상기 인코더 전송률(T_E)보다 작게, 같거나 더 크게 선택될 수 있다. 당업자는, Ts > T_E 인 경우의 전송의 지속에 대한 제한 인자는 버퍼(23, 24)의 크기이므로 버퍼 크기 S kbits는 버퍼 크기 S/2 kbits보다 2배 오래 동안 전송률 Ts=2T_E를 유지할 수 있을 것이다. 스위치(26)와 전송률(Ts) 두개의 제어를 통해서 상기 버퍼관리자는 두 개의 스케일로 상기 비디오 스트리머로부터 출력되는 상기 비트율을 제어할 수 있는데; 상기 전송률(Ts)을 조정함으로써 상기 비트율의 정밀 제어가 달성되며, 그리고 비트율 R_L 및 R_H로 부호화된 상기 2개의 부호화된 데이터 스트림 사이를 스위칭함으로써 정밀하지 않은 스케일의 비트율 제어가 달성될 수 있다. 상기 버퍼관리자(25)는 연결선(28)으로부터 수신된 신호에 대응하여 Ts를 조정하거나 버퍼 사이에서 출력을 스위칭한다.

도 3은 PC(3)(a, b, c 등) 상에서 실행되는 클라이언트의 구성을 보여준다. 비디오 스트리머(2)로부터 송신된 부호화된 비디오 데이터는 연결선(27)을 통해서 클라이언트에 수신되고 패킷손실검출기(31)에 의해서 완전성이 체크된다. 그리고 상기 데이터는 네트워크의 처리능력(throughput)의 변화를 흡수하기에 적당한 크기를 갖는 클라이언트 버퍼(32)로 보내진다. 상기 클라이언트 버퍼(32)는 디코더(33)에 직접 연결되고 그것으로부터 부호화된 데이터가 상기 클라이언트 스크린(도시되지 않음)에 보내져 표시된다. 클라이언트 상태 모니터(34)는 패킷손실검출기(31)와 클라이언트 버퍼(32)에 연결된다. 상기 클라이언트 상태 모니터 (34)는 연결선(28)을 통해서 신호를 보낼 수 있다.

상기 패킷손실검출기(31)는 유입하는 패킷을 모니터한다. 만일 패킷 손실이 검출되면, 신호가 클라이언트 상태 모니터(34)에 보내지며, 연결선(28)을 통해서 비디오 스트리머(2)에 있는 버퍼관리자에 통지된다. 손실 패킷은 재 전송될 수 있다. 상기 버퍼관리자(25)는 최대 대역폭이 사용되고 있음을 표시하는 일정한 패턴의 패킷 손실이 일어날 때까지 전송률(Ts)을 꾸준히 증가시킨다. 정체현상이 없는 네트워크를 유지하기 위해서 그 다음 전송률(Ts)은 지수적으로 감소된다. 상기 클라이언트 상태 모니터(34)는 상기 클라이언트 버퍼(32)의 데이터 양을 모니터하여 상기 클라이언트 버퍼(32)가 충분히 데이터로 채워진 때 비디오 스트리머(2)에 있는 버퍼관리자(25)로 연결선(28)을 통해서 신호가 보내진다.

상기한 비디오 스트리머(2)와 클라이언트 시스템은 사용자에 친숙한 비디오 스트리밍을 허용하는데, 즉 클라이언트 버퍼(32)가 네트워크 조건의 변화에 불구하고 고품질의 비디오를 가능하게 하며, 그렇지 않으면 상기 미디어의 전체적인 지각 품질에 불리한 영향을 줄 수 있다.

이제 본 발명의 실시예의 동작이 도 4를 참조하여 설명될 것이다.

비디오 스트리머(2)가 초기화되는데, 여기에는 인코더(1)로부터의 일정량의 데이터로 버퍼(23, 24)를 채우는 것을 포함한다. 생방송을 위해서, 데이터는 버퍼(23, 24)로 끊임없이 입력되고 그 다음에 상기 버퍼의 크기와 수신되는 데이터의 질에 의해 정의된 일정 시간 후에 버려진다.

인터넷 상에서 웹페이지를 브라우징하는 브라우저 스프트웨어를 실행하는 PC 는, 예를 들면 스트림 비디오를 제공하는 엔터티에 의해서 호스팅되는 사이트의 생방송에 한 링크를 선택하기 위해서 사용될 것이다. 특정한 클립(clip) 또는 방송을 보는데 관심이 있을 때 사용자는 상기 링크를 클릭(선택)한다. 상기 브라우징 소프트웨어는 스트림 비디오가 요구된 것을 확인하고 클라이언트(3)를 구현하는 상기 비디오 감상 클라이언트 소프트웨어를 가동시킨다. 상기 클라이언트(3)는 연결선(28)을 통해서 상기 버퍼관리자(25)로 "데이터 송신" 명령을 발행하고, 버퍼 관리자는 스위치(26)에 저비트율 데이터 버퍼(23)으로부터 부호화된 비디오 데이터를 판독하도록 하며 Ts = 2T_E 의 전송률을 요구한다. 데이터는 데이터 연결선(27)에 전송되고 그 다음에 클라이언트(3)로 전송된다. 예로서 상기 인용된 R_L 부호화 비트율 500kbits^-1을 사용하면, 데이터는 네트워크의 클라이언트에 1000kbits^-1로 흘러들어간다.

클라이언트(3)는 상기 부호화된 비디오 데이터를 수신하고 그것을 상기 패킷 손실 검출기를 통해서 클라이언트 버퍼(32)로 2T_E의 속도로 보낸다. 데이터가 버퍼(32)내에서 발견되면 상기 부호화된 비디오 데이터는 상기 디코더(33)로 T_E의 속도로 신속하게 판독된다. 그러므로, 버퍼(32)는 디코더(33)로부터 복호화된 데이터가 디스플레이 되면서 T_E의 속도로 채워진다. 이와 같이, 상기 클라이언트 버퍼(32)가 채워지는 것을 기다릴 필요 없이 사용자에게 비디오 픽쳐가 제공된다.

상기 클라이언트 모니터(34)는 클라이언트 버퍼(32)내의 R_L 데이터 양이 지정된 수준에 도달하는 것을 기다리며, 도달하는 즉시 "스위칭 버퍼" 명령이 상기 연결선(28)을 통해서 상기 비디오 스트리머(2)에 있는 버퍼관리자(25)로 보내진다. 그 다음 상기 버퍼관리자(25)는 데이터의 흐름을 저비트율 데이터 버퍼(23)로부터 고비트율 데이터 버퍼(24)로 스위칭하고 Ts = T_E의 속도로 전송을 지시한다. 상기 인용된 예의 부호화율을 사용하여, 데이터는 네트워크에 1500kbits^-1로 전송된다.

그 다음 클라이언트 버퍼(32)는 저품질의 데이터의 뒤에 위치하게 되는 고품질의 데이터로 채워지기 시작할 것이다. 일정한 시간 후에 상기 R_H 데이터는 디코더(33)로 판독되기 시작할 것이며, 그 즉시 사용자는 화질의 향상을 지각하게 될 것이다. 이때, 클라이언트(3)는 가득한 버퍼를 가지며 사용자는 상기 네트워크 링크의 용량에 일치하는 품질의 이미지를 감상하게 된다.

상기 비디오 스트리머(2)는 다수(보통 1000)의 클라이언트를 지원할 수 있다. 각 클라이언트는 초기에 기동단계를 위한 고유의 판독 포인트가 주어지며, 그래서 상기 클라이언트 버퍼(32)의 평형상태에 도달되어 상기 비디오 스트리머(2)가 상기 버퍼(24)로부터 고비트율 데이터를 공급하고 있는 중에 상기 판독하는 포인트는 다른 클라이언트의 판독하는 포인트와 병합될 수 있다. 판독하는 포인트는 특정 클라이언트에 대한 전송률을 증가시키거나 감소시키는 네트워크 용량 요구에서 불일치점으로서 간주되어야만 할 것이다.

당업자는 상기 저비트율 데이터 버퍼(23)가, 상기 클라이언트 버퍼(32)에 적합한 양의 데이터를 제공하기에 충분히 긴 시간동안 그것으로부터 2T_E의 속도로 데이터가 판독되는 것을 가능하게 하는 크기를 가져야만 한다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 클라이언트(3)에서 500 kbits^-1에 해당하는 5초 동안 버퍼하기 위해서, 상기 비디오 스트리머(2)는 5초 동안 1000 kbits를 공급해야 하며, 그 중 500 kbits는 초당 상기 디코더에 의해서 소모될 것이며, 500 kbits는 5초가 경과할 때까지 초당 버퍼 내에 쌓일 것이다. 그러므로, 저비트율 데이터 버퍼는 적어도 5 Mbits (5x1000kbits)의 데이터를 유지할 수 있거나, 또는 단지 0.5Mb 이상이어야 한다.

당업자는 데이터가 초기에 버퍼에서 판독될 때 부호화된 데이터 스트림을 도청하는 것과 관련된 문제가 있음을 인식할 것이다. 상기 인코더(1)에 의해서 보통 채용된 압축기술은 앵커프레임(anchor frame) 또는 I-프레임이라고 하는 비디오 데이터 프레임을 부호화하는 것을 포함하며, 이 프레임으로부터 그 다음 프레임은 어떨 것인가에 대한 추측이 이루어지며, 이 추측된 프레임은 B-프레임이라고 한다. 이런 식으로 일련의 프레임을 나타내는 데이터 양은 크게 줄어들 것이다. 그러나, 데이터 버퍼(23 또는 24)로부터 판독될 첫 번째 프레임이 B-프레임이라면, 부호화된 데이터의 처음 몇 프레임은 상기 디코더가 추측을 토대로 프레임을 재구성하려고 하기 때문에 알기 어려울 것이다. 본 발명의 또 다른 실시예에서는, 여분의 데이터 버퍼가 오로지 I-프레임으로만 구성되는 데이터 버퍼(23, 24)와 병행하여 제공된다. 전송될 첫 번째 프레임은 상기 I-프레임 버퍼로부터 판독되고 그리하여 상기 디코더에게 복호화를 시작할 신뢰할 수 있는 포인트를 제공한다. 그 다음 데이터는 데이터 버퍼(23, 24) 중 어느 하나로부터 판독되도록 스위칭된다.

상기 시스템은 사용자에 친숙한 비디오 스트리밍을 허용한다, 즉 비디오 품질이, 상기 미디어에 대해서 전체적으로 지각된 품질에 불리한 영향을 미칠 수 있는 네트워크 상황의 변화에 따라 급격하게 변동하지 않는다. 클라이언트에 의해서 통지되는 패킷손실의 경우에, 상기 시스템은 전송률을 지수적으로 감소시킬 수 있다. 이것은 클라이언트에 버퍼된 데이터가 있을 수 있으므로 상기 비디오 소스로 즉시 스위칭할 필요가 없다. 패킷손실 후 즉시, 전송률이 부호화율보다 낮은 것이 가능하고, 클라이언트는 클라이언트 버퍼가 비어있는 결과에 따라 상기 비디오 디코더의 요구를 충족시키기 위해서 수신된 데이터를 버퍼 데이터로 보충한다. 격리된 패킷손실의 경우에, 상기 시스템은 다시 전송률을 급격히 증가시킬 수 있는데, 처음에는 클라이언트 버퍼가 비워지는 속도를 늦추고 궁극적으로 가득 채우는 상태로 복귀한다.

당업자는 일정시간 동안 가변적인 속도로 데이터를 전송할 수 있는 능력이 상기 스트림 데이터를 탄력적이게 하고 TCP에 적합한 전송을 허용한다고 인식할 것이다. 상기 패킷손실검출기(31)에 의한 지속된 패킷손실의 검출은 네트워크 정체현상을 표시한다. 상기 비디오 스트리머(2)의 버퍼관리자(25)는 상기 고비트율 데이터 버퍼(24)로부터 데이터의 전송률을 낮추도록 하여 패킷 손실의 통지에 반응한다. 상기 고비트율 데이터 버퍼(24)는 이와 같은 상황을 잘 처리하도록 규모를 적절히 하여야 한다. 만일 패킷 손실이 상기 고비트율 데이터 버퍼가 지탱할 수 있는 것보다 오랫동안 감소된 전송률에서 지속되면, 상기 버퍼관리자(25)는 저비트율 데이터 버퍼(23)으로부터 데이터를 공급하는 것으로 스위칭된다. 네트워크의 데이터 용량이 변동함에 따라서 데이터 버퍼(23, 24) 사이에서 급격한 스위칭을 방지하기 위해서는 효과적인 관리프로토콜이 필요한데, 이는 재생된 비디오의 지각된 품질에서 변화를 초래하기 때문이다. 사용자는 저품질의 재생을 인내할 수 있지만, 품질의 급격한 변화는 사용자를 짜증나게 할 수 있다.

상기 비디오 스트리머에게 제공될 수 있는 부호화된 데이터 스트림의 수에 제한은 없다. 최대 대역폭 이용은 이와 같이 저비트율 데이터 버퍼로부터 데이터를 판독하기 시작하면서 전송률이 증가되는 것으로 달성될 것이다. 이 전송률에서는 손실되는 패킷이 없다는 것을 알면 출력은 고비트율 데이터 버퍼로 스위치되며, 그 후에 전송률이 증가된다. 만일 이 전송률이 아무런 장애를 만나지 않으면 더 높은 정지 비트율 데이터 버퍼로 스위치될 수 있으며, 최대 대역폭이 이용될 때까지 계속된다.

상기 비디오 스트리머(2)에 위치한 버퍼관리자(25)는 전송률을 어떻게 조절할 것인지 그리고 언제 버퍼를 스위치할 것인지를 결정하기 위해 작동된다. 그와 동시에, 전송률(Ts)과 어느 데이터를 입력할 것인지에 대한 명령이 클라이언트(3)로부터 비디오 스트리머(2)로 보내질 것이다. 상기 기술된 실시예에서 상기 버퍼관리자(25)의 위치는, 상기 서비스에 대해서 요금을 부과할 책임이 있는 센터에 가까운 제어센터에 위치하는 것이 실용적이기 때문에 선택되었으며, 이 경우에는 ISP이다.

비디오 데이터의 예는 상기 실시예를 설명하기 위해서 멀티미디어 데이터의 예로서 선택되었다. 본 발명은 오디오 데이터 또는 멀티미디어 프레젠테이션과 같은 어떤 다른 타임 센시티브 데이터 형태에 동등하게 적합하다.

상기한 실시예에서, 데이터는 인코더(1)에 의해서 공급된다. 마찬가지로, 압축된 비디오 데이터가 프로그램 데이터 파일의 라이브러리(예를 들면 영화 라이브러리)에 보관될 것이며, 필요할 때 액세스 될 것이다.

비디오 스트리머(2)와 인코더(1)는 인터넷을 통해서 연결되도록, 상기 비디오 스트리머(2)는 인코더(1)로부터 떨어져 있게 된다. 비디오 스트리머(2)는 ISP(Internet Service Provider)에 의해서 운영되고 비디오 스트리머(2)와 인코더(1)의 원격지 접속은 상기 ISP가 인코더로부터의 컨텐츠를 클라이언트가 이용할 수 있도록 허용할 수 있다.

Claims (17)

1. 데이터 송신기, 저장영역을 갖는 데이터 표시장치, 및 상기 데이터 송신기와 상기 데이터 표시장치를 연결하는 네트워크를 구비하는 통신장치를 구동하는 방법에 있어서,

   상기 데이터 송신기가 제 1 부호화율로 부호화된 복수의 제 1 데이터 패킷을 상기 제 1 부호화율보다 더 빠른 전송율로 상기 데이터 표시장치로 전송하는 단계,

   상기 데이터 표시장치가, 상기 복수의 제 1 데이터 패킷을 상기 저장영역으로 수신하고, 제 1 레벨의 품질로 사용자에게 표시되도록 복호화하기 위해, 상기 저장영역에 데이터 패킷들이 처음 도달할 때부터 개시하여 상기 저장영역으로부터 상기 데이터 패킷을 제 1 부호화율로 제거하고, 상기 저장영역의 데이터 패킷의 양을 감시하고, 상기 저장영역이 미리 정해진 레벨까지 상기 데이터 패킷으로 채워지면 상기 미리 정해진 레벨까지 채워졌음을 표시하는 표시자를 상기 데이터 송신기에 전송하는 단계;

   상기 데이터 송신기가, 상기 데이터 표시장치로부터의 상기 표시자의 수신시에, 제 1 부호화율보다 더 높은 제 2 부호화율로 부호화된 복수의 제 2 데이터 패킷을 제 2 부호화율과 동일한 전송율로 상기 데이터 표시장치로 전송하는 단계; 및

   상기 데이터 표시장치가, 상기 복수의 제 2 데이터 패킷을 상기 저장영역으로 수신하고, 상기 제 1 레벨의 품질보다 더 높은 품질인 제 2 레벨의 품질로 상기 사용자에게 표시되도록 복호화하기 위해, 상기 제 2 부호화율로 상기 저장영역으로부터 제 2 데이터 패킷을 제거하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 통신장치 구동 방법.
2. 저장영역을 가지는 데이터 표시장치 상에 데이터를 표시하는 방법에 있어서,

   상기 데이터 표시장치에서 데이터를 수신하고, 상기 데이터를 기록 속도로 상기 저장영역으로 기록하는 단계,

   표시를 위해, 상기 기록 속도보다 느린 판독 속도로 상기 데이터를 상기 저장영역에서 판독하는 단계,

   상기 데이터를 표시하는 단계, 및

   상기 저장영역 내의 데이터의 양을 모니터링하는 단계를 포함하고,

   상기 데이터가 상기 저장영역에 처음 기록되는 때에 상기 저장영역으로부터 상기 데이터의 판독이 개시되고,

   상기 수신되는 데이터의 부호화율은 상기 저장영역 내의 데이터 양에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 데이터 표시 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   제 1 부호화율로 부호화된 데이터는 상기 저장영역 내의 데이터 양이 미리 정해진 문턱값에 도달할 때까지 수신되고, 그 후에 제 2 부호화율로 부호화된 데이터가 수신되고, 상기 제 1 부호화율은 상기 제 2 부호화율보다 더 낮은 것을 특징으로 하는 데이터 표시 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 2 부호화율로 부호화된 데이터는 상기 저장영역 내의 데이터 양이 미리 정해진 문턱값에 도달할 때까지 수신되고, 그 후에 상기 제 1 부호화율로 부호화된 데이터가 수신되는 것을 특징으로 하는 데이터 표시 방법.
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 기록 속도는 상기 저장영역 내의 데이터 양에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 데이터 표시 방법.
6. 이용자에게 데이터를 표시하는 장치에 있어서,

   수신된 데이터를 저장하는 저장 수단,

   기록 속도로 상기 데이터를 상기 저장 수단으로 기록하는 기록 수단,

   상기 기록 속도보다 느린 판독 속도로 상기 데이터를 상기 저장 수단으로부터 판독하고 상기 데이터를 이용자에게 표시하는 판독 수단, 및

   상기 저장수단에 저장된 데이터 양을 모니터링하는 모니터링 수단을 추가로 포함하고,

   상기 판독 수단은 상기 데이터가 상기 저장 수단에 처음 기록되는 때에 상기 저장 수단으로부터 상기 데이터를 판독하고,

   상기 수신되는 데이터의 부호화율은 상기 저장영역 내의 데이터 양에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 데이터 표시 장치.
7. 부호화된 데이터를 클라이언트로 공급하는 장치에 있어서,

   같은 소스로부터 각각 상이한 부호화율로 부호화된 데이터를 포함하는 복수의 데이터 스트림을 수신하는 수신수단,

   일정한 시간 동안 부호화된 데이터의 각 스트림을 저장하는 복수의 저장 수단,

   상기 클라이언트의 저장 수단에 저장된 부호화된 데이터의 양을 표시하는 표시자를 상기 클라이언트로부터 수신하는 클라이언트 피드백 수신장치, 및

   상기 클라이언트의 저장 수단에 저장된 부호화된 데이터 양에 따라, 상기 복수의 저장 수단 중 어느 것이 상기 클라이언트로 부호화된 데이터를 공급하는데 사용될 것인지를 제어하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 공급장치.
8. 부호화된 데이터를 클라이언트로 공급하는 방법에 있어서,

   같은 소스로부터 각각 상이한 부호화율로 부호화된 데이터를 포함하는 복수의 데이터 스트림을 수신하는 단계,

   복수의 데이터 스트림을 복수의 저장 수단에 저장하는 단계,

   상기 클라이언트의 저장 수단에 저장된 부호화된 데이터의 양을 표시하는 표시자를 상기 클라이언트로부터 수신하는 단계, 및

   상기 클라이언트의 저장 수단에 저장된 부호화된 데이터 양에 따라, 상기 복수의 저장 수단 중 하나로부터 상기 클라이언트로 부호화된 데이터를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 공급방법.
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