KR101283791B1 - 동영상 파일의 분할을 통한 고속 인코딩 시스템과 인코딩 방법 - Google Patents

동영상 파일의 분할을 통한 고속 인코딩 시스템과 인코딩 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고화질의 동영상 원본 파일을 여러 서브 파일로 분할하여 여러 대의 인코딩 서버에서 개별적으로 인코딩(트랜스코딩)하고 인코딩한 각 서브 파일을 다시 수집하여 하나의 동영상 파일로 합성함으로써 사용자로부터 동영상 파일의 요청이 있으면 합성한 하나의 동영상 파일을 서브 파일 단위로 분산하여 CDN 서버를 통해 사용자에게 전송하는 고속 인코딩 시스템과 방법 및 이를 이용한 동영상 파일 전송 방법을 제공한다.

Description

동영상 파일의 분할을 통한 고속 인코딩 시스템과 인코딩 방법{SYSTEM FOR ENCODING DISTRIBUTED MOVING PICTUR FILE AND METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 동영상 인코딩 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 고화질의 동영상 원본 파일을 여러 서브 파일로 분할하여 여러 대의 인코딩 서버에서 개별적으로 인코딩(트랜스코딩)하고 인코딩한 각 서브 파일을 다시 수집하여 하나의 동영상 파일로 합성함으로써 사용자로부터 동영상 파일의 요청이 있으면 합성한 하나의 동영상 파일을 서브 파일 단위로 분산하여 사용자에게 전송하는 고속 인코딩 시스템과 인코딩 방법에 관한 것이다.
최근 주문형 비디오 시스템 및 각종 포털의 동영상 서비스가 확대됨에 따라 서비스를 제공하는 시스템에 맞게 동영상 콘텐츠를 트랜스코딩(인코딩)할 필요성이 증가하고 있다.
일반적으로 동영상 서비스 업체에서는 별도의 인코딩 서버를 두어 엠펙2(MPEG2) 또는 H.264와 같은 압축 알고리즘을 통해 인코딩 및 트랜스코딩을 하고 있다.
이때, 동영상 인코딩은 특히 고화질의 동영상에 대한 인코딩은 막대한 CPU 부하를 차지하기 때문에 종래 인코딩 시스템은 하나의 인코딩 서버에서 하나의 동영상 파일만을 인코딩하고 있다.
그런데, 상기의 구성 때문에 유료 방송 사업자의 경우 실시간 방송 콘텐츠를 주문형 비디오 서비스로 제공하고자 할 때 신속한 서비스의 요구에 차질을 주게 된다. 예를 들어, 지상파 방송의 드라마를 주문형 비디오(VOD)로 제공하는데 방송 후 최소한 2~3시간이 소요되는데, 이 소요 시간 중 가장 많이 차지하는 부분이 인코딩 시간 및 CDN(Content Delivery Network) 배포 시간이다. 인코딩 시간이 가장 크지만 전국에 있는 CDN에 배포하는 시간도 상당히 걸린다.
따라서, 종래 동영상 서비스에서는 인코딩 및 트랜스코딩하는데 소요되는 시간과 CDN 배포 시간의 증가로 원활한 서비스를 제공하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 동영상 원본 파일을 여러 서브 파일로 분할하여 여러 대의 인코딩 서버에서 개별적으로 인코딩(트랜스코딩)하고 인코딩한 각 서브 파일을 다시 수집하여 하나의 동영상 파일로 합성함으로써 신속한 동영상 변환으로 동영상 인코딩의 시간을 단축할 수 있는 고속 인코딩 시스템과 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 사용자로부터 동영상 파일의 요청이 있으면 인코딩 및 트랜스코딩을 완료한 하나의 동영상 파일을 서브 파일 단위 또는 시간 단위로 분산하여 CDN 서버에 전달하고 사용자가 가까운 CDN 서버를 통해 제공받을 수 있도록 배포함으로써 대용량의 동영상 전송과 서비스 개시에 소요되는 시간을 단축시키고자 한다.
이를 위하여 본 발명의 제1 측면에 따르면, 본 발명의 동영상 파일의 분할을 통한 고속 인코딩 시스템은, 동영상 파일을 인코딩 및 트랜스코딩하는 적어도 하나 이상의 인코딩 서버; 콘텐츠 제공 장치로부터 동영상 파일을 입력받으면 입력받은 동영상 파일을 다수의 서브 파일로 분할하고, 분할한 다수의 서브 파일을 상기 적어도 하나 이상의 인코딩 서버에 각각 할당하여 인코딩 및 트랜스코딩을 요청하며, 상기 적어도 하나 이상의 인코딩 서버로부터 인코딩 및 트랜스코딩을 완료한 각 서브 파일을 전달받아 다시 하나의 동영상 파일로 합성하는 인코딩 관리 서버; 및 상기 인코딩 관리 서버로부터 인코딩 및 트랜스코딩을 완료한 하나의 동영상 파일 또는 다수의 서브 파일을 전달받고 전달받은 동영상 파일을 서브 파일 단위로 분산시켜서 가입자 단말로 전송하는 파일 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 본 발명의 동영상 파일의 분할을 통한 고속 인코딩 방법은, (a) 하나의 동영상 파일을 다수의 서브 파일로 분할하는 단계; (b) 분할한 다수의 서브 파일을 적어도 하나 이상의 인코딩 서버에 각각 할당하여 인코딩 및 트랜스코딩을 요청하는 단계; (c) 상기 적어도 하나 이상의 인코딩 서버로부터 인코딩 및 트랜스코딩을 완료한 각 서브 파일을 전달받아 다시 하나의 동영상 파일로 합성하는 단계; 및 (d) 합성한 하나의 동영상 파일 또는 상기 인코딩 및 트랜스코딩을 완료한 다수의 서브 파일을 전달받아 가입자 단말로 상기 동영상 파일을 분산시켜서 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 하나의 동영상 파일을 여러 서브 파일로 분할하여 다수의 인코딩 서버에서 병렬적으로 인코딩 및 트랜스코딩이 이루어지기 때문에 기존에 하나의 인코딩 서버에서 하나의 동영상 파일을 변환하는 방식보다 훨씬 신속하게 동영상 변환이 가능한 효과가 있다.
또한, 인코딩 및 트랜스코딩한 대용량의 동영상을 사용자에게 배포할 때 동영상 파일을 전체 파일 용량, CDN 서버의 환경에 따라 재분할하거나 또는 인코딩을 완료한 서브 파일 단위로 순서 정보와 함께 CDN 서버에 전달함으로써 동영상 파일의 전송 속도를 향상시킬 수 있으며 사용자의 요구에 따라 동영상 파일 전체를 다운로드 받지 않더라도 동영상 파일을 빨리 재생할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 고속 인코딩 시스템의 망 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 고속 인코딩 시스템에서 인코딩 관리 서버의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 고속 인코딩 시스템에서 동영상 파일을 분할하는 구성의 개념을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 고속 인코딩 시스템에서 인코딩 서버의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 고속 인코딩 시스템에서 파일 서버의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 고속 인코딩 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 도 6의 상세 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 인코딩을 통해 트랜스코딩(인코딩)한 동영상 파일을 사용자에게 전송하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고속 인코딩을 통해 트랜스코딩(인코딩)한 동영상 파일을 사용자에게 전송하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 동일한 구성요소에 대해서는 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호로 표시하며, 공지된 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 구체적인 설명은 생략하기로 함에 유의한다.
도 1은 본 발명에 따른 고속 인코딩 시스템의 망 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 고속 인코딩 시스템은 콘텐츠 제공 서버(100), 인코딩 관리 서버(200), 적어도 하나 이상의 인코딩 서버(300), 파일 서버(400), CDN(Content Delivery network) 서버(500)를 포함한다.
콘텐츠 제공 서버(100)는 방송 프로그램, 주문형 비디오(VOD: Video On Demand) 콘텐츠 등을 포함하는 동영상 파일과 이의 동영상 서비스를 제공하는 그룹을 의미한다. 예를 들어, TV 방송국, 라디오 방송국, VoD/AoD(Audio On Demand) 서비스, EPG(Electronic Program Guide) 서버, 포털 서버 등이 있다.
인코딩 관리 서버(200)는 적어도 하나 이상의 인코딩 서버(300)의 상태 정보 및 스케쥴링 정보를 관리하며, 콘텐츠 제공 서버(100)로부터 입력받은 동영상 파일을 다수의 서브 파일로 분할하고 분할한 서브 파일들을 적어도 하나 이상의 인코딩 서버(300)에 할당하여 인코딩(encoding) 및 트랜스코딩(transcoding)을 요청한다.
이때, 인코딩 관리 서버(200)는 적어도 하나 이상의 인코딩 서버(300)의 상태 정보 및 스케쥴링 정보에 따라 할당 가능한 인코딩 서버(300)를 결정하고 이를 근거로 서브 파일을 분할하고 할당한다. 예를 들어, 제1 및 제3 인코딩 서버(310, 330)는 시스템 용량이 작거나 다른 작업에 의해 부하가 걸려 있어서 분할된 하나의 서브 파일만 할당하고, 제2 인코딩 서버(320)는 성능이 좋아서 하나 이상의 서브 파일을 할당할 수 있다.
또한, 인코딩 관리 서버(200)는 적어도 하나 이상의 인코딩 서버(300)로부터 인코딩 및 트랜스코딩을 완료한 서브 파일을 전달받아 원래의 동영상 내용과 같은 내용의 동영상 파일로 합성하고, 합성한 하나의 동영상 파일을 파일 서버(400)로 전송한다.
적어도 하나 이상의 인코딩 서버(300)는 인코딩 관리 서버(200)로부터 할당받은 서브 파일을 수신하여 인코딩 및 트랜스코딩의 변환을 수행하고, 변환을 완료한 서브 파일을 다시 인코딩 관리 서버(200)로 전송한다.
파일 서버(400)는 인코딩 관리 서버(200)로부터 전송받은 동영상 파일을 CDN 서버(500)에 전송하여 가입자 단말(600)로 분산 배포한다.
CDN 서버(500)는 파일 서버(400)에 구축된 동영상 파일의 내용을 캐쉬에 저장해 두고, 해당 지역 내에 위치한 가입자 단말(600)로부터 동영상 파일에 대한 요청이 있으면 통신망을 통해 해당 동영상 파일을 파일 서버(400) 대신 제공해 준다. 이러한 CDN 서버(500)는 전체 파일 용량이 큰 고화질의 동영상 파일이나, 가입자로부터 요구가 잦은 동영상 파일에 대하여 가입자 단말(600)에게 빠르게 전달하기 위한 구성이다.
이때, 파일 서버(400)는 인코딩 관리 서버(200)로부터 하나의 동영상 파일로 전송받아 전체 파일 용량, 재생 지속 시간 등에 따라 다시 동영상 파일을 재분할하고 재분할한 여러 파일들을 CDN 서버(500)로 분산 전송할 수 있다.
또는, 파일 서버(400)는 인코딩 관리 서버(200)로부터 동영상 파일에 대한 다수의 서브 파일을 전송받아 서브 파일을 그대로 또는 서브 파일간 재분할하여 CDN 서버(500)에 분산할 수 있다.
따라서, 가입자 단말(600)은 통신망을 매개로 CDN 서버(500)를 통해 원하는 동영상 파일의 일부(서브 파일)를 먼저 다운로드하고 순차적으로 재생함으로써 동영상 파일의 전체를 다운로드하기 전에 서비스를 개시할 수 있다.
이때, CDN 서버(500)에서나 가입자 단말(600)에서는 사용자의 요청에 의해 제공할 또는 다운받을 동영상 파일에 대하여 순서 정보(시간 정보)를 참조하여 분산된 파일을 확인함으로써 빠짐없이 순차적으로 제공하거나 또는 다운받는다.
가입자 단말(600)은 IP를 기반으로 방송 프로그램의 수신이 가능한 IPTV(610), 일반 TV 수상기와 연결되어 IP 기반의 방송 프로그램을 수신하는 IP STB(Set Top Box)(620), 개인 휴대 단말기와 같이 IP 기반의 방송 프로그램을 수신하는 IP phone(630), PC(640), 테블릿 PC 등을 포함한다.
또한, 통신망은 일반적으로 유선 인터넷망일 수 있지만, 가입자 단말(600)이 IP phone(630)인 경우 이동 통신망(CDMA, W-CDMA 등)을 통해 연결되는 무선 데이터망(인터넷망, IMS 등), 위성통신망, 또는 Wi-Fi들의 근거리 통신을 통해 연결되는 인터넷망 등을 포함할 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 고속 인커밍 시스템은 동영상 원본 파일을 다수의 서브 파일로 분할하여 적어도 하나 이상의 인코딩 서버(300)에서 개별적으로 트랜스코딩(인코딩)하고, 트랜스코딩을 완료한 각 서브 파일을 다시 수집하여 원래의 동영상 내용과 같은 하나의 동영상 파일로 합성한 다음, 합성한 하나의 동영상 파일을 재분할하거나 또는 트랜스코딩을 완료한 각 서브 파일을 단위로 가입자 단말에게 분산 배포한다.
이를 구현하기 위한 각 서버의 세부 구성은 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 고속 인코딩 시스템에서 인코딩 관리 서버의 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 고속 인코딩 시스템에서 동영상 파일을 분할하는 구성의 개념을 나타낸 도면이다.
먼저 도 2를 참조하면, 본 발명의 인코딩 관리 서버(200)는 통신 인터페이스부(210), 동영상 파일 분할부(220), 인코딩 서버 할당부(230), 인코딩 서버 상태 관리부(240), 동영상 파일 합성부(250)를 포함한다.
통신 인터페이스부(210)는 콘텐츠 제공 서버(도 1의 100)와 적어도 하나 이상의 인코딩 서버(도 1의 300) 및 파일 서버(도 1의 400)와의 데이터 통신을 수행한다.
즉, 통신 인터페이스부(210)는 콘텐츠 제공 서버(도 1의 100)로부터 동영상 파일을 수신하고, 분할한 서브 파일을 할당받은 각 인코딩 서버(도 1의 300)로 전송하여 인코딩 및 트랜스코딩을 요청하며, 상기 요청에 응답하여 각 인코딩 서버(도 1의 300)로부터 인코딩 및 트랜스코딩을 완료한 서브 파일을 수신한다. 또한, 통신 인터페이스부(210)는 각 인코딩 서버(도 1의 300)로부터 상태 정보를 수신하며, 인코딩 및 트랜스코딩을 완료한 동영상 파일을 파일 서버(도 1의 400))로 전달한다.
동영상 파일 분할부(220)는 통신 인터페이스부(210)를 통해 수신한 동영상 파일을 키 프레임(key frame)을 기준으로 분할하여 하나의 동영상 파일에 대하여 다수의 서브 파일을 생성한다. 여기서, 키 프레임은 엠펙2(MPEG2) 또는 H.264와 같은 압축 알고리즘을 적용하는 경우 I-프레임이 될 수 있다.
또한, 동영상 파일을 서브 파일로 분할하는 기준은 동영상 파일의 길이, 인코딩 서버의 개수, I-프레임 등을 포함할 수 있다.
이처럼 동영상 파일을 분할하여 인코딩을 하게 되면 분할된 부분의 인코딩 효율이 저하되고 분할되는 부분이 앞 프레임에 대하여 참조할 게 없으므로 화면 연결이 부자연스러울 수 있다. 따라서, 본 발명의 동영상 파일 분할부(220)는 동영상 파일을 분할할 때 키 프레임을 기준으로 임의의 구간을 분할하고, 분할한 각 구간의 첫 프레임에 이전 구간의 키 프레임을 삽입하여 해당 구간에 대한 서브 파일을 생성한다.
예를 들어, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이 동영상 파일이 I₁-B-B-P-B-B-P-B-B-I₂-B-B-…-I₃-B-…인 경우, 키 프레임인 I₁프레임, I₂ 프레임, I₃ 프레임을 기준으로 분할하고, I₂ 프레임이 포함된 구간의 첫 프레임에는 이전 구간의 키 프레임인 I₁프레임을 삽입하여 하나의 서브 파일을 생성한다. I₃ 프레임이 포함된 구간의 첫 프레임에는 이전 구간인 I₂ 프레임을 삽입하여 하나의 서브 파일을 생성한다.
일 예로, 도 3에서는 각 키 프레임을 기준으로 분할한 구간에 대응하여 하나의 서브 파일을 생성한 것을 도시하였으나, 동영상 파일의 길이나 인코딩 서버의 개수 등에 따라 I₂ 프레임이 포함된 구간과 I₃ 프레임이 포함된 구간을 하나의 서브 파일로도 생성할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 인코딩 서버 상태 관리부(240)는 적어도 하나 이상의 인코딩 서버에 대한 성능, 스케쥴링 등의 상태 정보를 관리한다. 상태 정보는 일정 주기마다 또는 특정 이벤트마다 각 인코딩 서버로부터 제공받을 수 있다.
인코딩 서버 할당부(230)는 동영상 파일 분할부(220)에서 생성한 다수의 서브 파일을 적어도 하나 이상의 인코딩 서버에 대한 개수 및 상태 정보에 따라 할당하여 인코딩 및 트랜스코딩을 요청한다.
이때, 인코딩 서버 할당부(230)는 각 인코딩 서버의 상태 정보로부터 부하가 적은 인코딩 서버에 우선적으로 서브 파일을 할당한다.
예를 들어, 시스템 용량이 작거나 다른 작업에 의해 부하가 걸린 인코딩 서버에는 작은 사이즈의 서브 파일을 할당하고, 성능이 좋거나 시스템의 부하가 적은 인코딩 서버는 상대적으로 큰 용량의 서브 파일을 할당할 수 있다.
동영상 파일 합성부(250)는 통신 인터페이스부(210)를 통해 적어도 하나 이상의 인코딩 서버로부터 인코딩 및 트랜스코딩을 완료한 서브 파일을 수신하여 원래의 동영상 내용과 같은 내용의 동영상 파일이 되도록 합성한다.
동영상 파일 합성부(250)는 각 서브 파일에 대하여 각 프레임의 순서 정보 또는 시간 정보를 가지고 있어서 합성 시 참조한다. 특히, 각 서브 파일의 첫 프레임에 있는 I-프레임에 대하여 순서 정보 또는 시간 정보를 참조하여 합성함으로써 서브 파일의 합성 위치를 결정하고 합성으로 인해 부자연스러운 화면 연결을 방지하고자 한다.
이후, 동영상 파일 합성부(250)는 합성한 하나의 동영상 파일을 파일 서버로 전송한다.
또한, 동영상 파일 합성부(250)는 합성한 하나의 동영상 파일과 함께 적어도 하나 이상의 인코딩 서버로부터 인코딩 및 트랜스코딩을 완료한 서브 파일을 파일 서버로 전송할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 고속 인코딩 시스템에서 적어도 하나 이상의 인코딩 서버의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 인코딩 서버(300)는 통신 인터페이스부(310)와, 인코딩 및 트랜스코딩부(320), 상태 관리부(330) 등을 포함한다.
통신 인터페이스부(310)는 인코딩 관리 서버(도 1의 200)와의 데이터 통신을 수행한다. 즉, 통신 인터페이스부(310)는 인코딩 관리 서버(도 1의 200)로부터 할당받은 서브 파일와 함께 인코딩 및 트랜스코딩에 대한 요청을 받고, 인코딩 및 트랜스코딩을 완료한 서브 파일을 다시 인코딩 관리 서버(도 1의 200)로 전송하며, 자신의 상태 정보를 인코딩 관리 서버(도 1의 200)에 전달한다.
인코딩 및 트랜스코딩부(320)는 통신 인터페이스부(310)를 통해 요청받은 서브 파일을 인코딩 및 트랜스코딩한다.
상태 관리부(330)는 자신의 성능(부하 정도), 스케쥴링 등의 상태를 체크하여 인코딩 서버의 상태 정보를 관리한다. 상태 관리부(330)는 정해진 일정 주기마다 서버의 상태 정보를 업데이터하는 동시에 인코딩 관리 서버로 전달하고, 또는 인코딩 관리 서버로부터 상태 정보의 요청이 있으면 최근 업데이트한 상태 정보를 인코딩 관리 서버로 전달한다.
도 5는 본 발명에 따른 고속 인코딩 시스템에서 파일 서버의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 파일 서버(400)는 파일 수신부(410), 파일 분할부(420), CDN 서버 관리부(430), 파일 전송부(440) 등을 포함한다.
파일 수신부(410)는 인코딩 관리 서버로부터 인코딩 및 트랜스코딩을 완료한 동영상 파일을 수신한다. 인코딩 및 트랜스코딩을 완료한 동영상 파일은 하나의 동영상 파일일 수 있지만, 하나의 동영상 파일에 대한 서브 파일들을 포함할 수 있다.
파일 분할부(420)는 파일 수신부(410)를 통해 수신한 하나의 동영상 파일을 전체 파일 용량, 재생 지속 시간 등을 고려하여 재분할한다. 재분할은 동영상 파일의 시각 정보를 이용하여 시간 단위로 분할하는 방법을 이용할 수 있다. 또한, 동영상 파일의 서브 파일을 단위로 재분할하는 방법을 이용할 수 있다. 이 경우 각 서브 파일을 분할 과정을 거치지 않고 그대로 이용할 수 있지만 전체 파일 용량이나 재생 지속 시간에 따라 두 개 이상의 서브 파일을 합하여 재분할할 수도 있다.
CDN 서버 관리부(430)는 동영상 서비스를 제공할 수 있는 다수의 CDN 서버에 대한 주소를 관리한다.
파일 전송부(440)는 파일 분할부(420)에서 분할한 동영상 파일을 또는 파일 수신부(410)로부터 수신한 동영상 파일의 서브 파일을 각 CDN 서버의 주소로 동시에 전송한다.
그럼 이상의 시스템 구성을 이용하여 고속 인코딩을 하여 분산 전송하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명에 따른 고속 인코딩 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 7은 도 6의 상세 흐름도이다.
먼저 도 6을 참조하면, 인코딩 관리 서버(도 1의 200)가 콘텐츠 제공 서버로부터 동영상 서비스를 위한 동영상 파일을 수신한다(S100).
이후, 인코딩 관리 서버는 수신한 동영상 파일을 다수의 서브 파일로 분할한다(S110).
구체적인 분할 방법으로서, 도 7에 도시한 바와 같이 먼저 동영상 파일을 키 프레임 즉, I-프레임을 기준으로 구간을 분할하고(S112), 분할한 각 구간의 첫 프레임에 이전 구간의 키 프레임(I-프레임)을 삽입하여 해당 구간에 대한 서브 파일을 생성한다(S114, S116). 이후, 생성한 구간별 서브 파일 단위로 인코딩 및 트랜스코딩을 요청한다.
이후, 인코딩 관리 서버가 각 인코딩 서버의 상태 정보를 체크하여 할당 가능한 인코딩 서버를 결정하고, 이 인코딩 서버에 분할한 서브 파일을 할당한다(S120).
이후, 인코딩 관리 서버가 각 인코딩 서버로부터 인코딩 및 트랜스코딩을 완료한 서브 파일을 수신하고, 동일한 동영상 파일에 대한 서브 파일을 모두 수신하면 이들을 합성하여 하나의 동영상 파일을 구성한다(S130, S140).
이후, 인코딩 관리 서버가 합성한 하나의 동영상 파일 또는 하나의 동영상 파일에 대한 서브 파일을 포함하여 파일 서버로 전송한다(S150).
그러면, 파일 서버에서 가입자 단말로부터 요청이 있으면 해당 동영상 파일을 분산시켜 가입자 단말로 배포한다(S160).
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 인코딩을 통해 트랜스코딩(인코딩)한 동영상 파일을 사용자에게 전송하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에서는, 파일 서버가 인코딩 관리 서버로부터 하나의 동영상 파일을 수신한 경우의 전송 방법을 도시하고 있다.
즉, 파일 서버가 인코딩 관리 서버로부터 인코딩 및 트랜스코딩을 완료한 하나의 동영상 파일을 수신하면, 동영상 파일의 전체 파일 용량, 재생 지속 시간 등을 고려하여 하나의 동영상 파일을 재분할한다(S200, S210).
이때, 재분할은 동영상 파일의 타임 스탬프(time stamp)와 같은 시간 정보를 이용하여 시간을 기준으로 재분할할 수 있다. 에를 들어, 하나의 동영상 파일이 전체 2시간 50분 정도 재생하는 파일 용량의 경우 한 시간 단위로 재분할하여 3개의 파일을 재구성할 수 있다. 또는 1시간 10분 정도 재생하는 파일 용량의 경우 한 시간 단위로 재분할하여 제1 파일은 10분 분량, 제2 파일은 10분 후속으로 1시간 분량을 갖도록 구성할 수 있지만 이 경우 후속으로 다운로드할 제2 파일의 파일 용량 및 이로 인한 스트리밍 버퍼링 시간 등을 고려하여 제1 파일을 1시간 분량, 제2 파일을 10분 분량, 또는 제1 파일 및 제2 파일을 각각 40분, 30분 분량으로 재분할할 수도 있다.
이처럼, 재분할은 CDN 서버의 개수, 환경, 동영상 파일의 전체 파일 용량, 재생 지속 시간 등을 포함하여 고려할 수 있다.
이후, 파일 서버는 재분할한 각 파일(이하, 재분할 파일)을 순서 정보(또는 시각 정보)와 함께 각 지역의 CDN 서버로 분산 배포한다(S220). 따라서, 가입자 단말이 재생하고자 하는 동영상 파일을 요청하면 가입자 단말과 가까운 또는 가입자 단말이 속하는 CDN 서버에서 해당 동영상 파일의 재분할 파일을 전송한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고속 인코딩을 통해 트랜스코딩(인코딩)한 동영상 파일을 사용자에게 전송하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 파일 서버가 동영상 파일에 대한 서브 파일을 기준으로 분산 배포하는 방법을 도시하고 있다.
즉, 파일 서버가 인코딩 관리 서버로부터 하나의 동영상 파일에 대한 인코딩 및 트랜스코딩을 완료한 서브 파일을 수신한다(S300).
그러면, 파일 서버가 수신한 각 서브 파일을 그대로 순서 정보(또는 시각 정보)와 함께 각 지역의 CDN 서버로 분산 배포한다(S310).
또는 파일 서버가 수신한 각 서브 파일을 전체 파일 용량, 재생 지속 시간 등에 따라 재분할하여, 재분할한 파일과 함께 순서 정보(또는 시각 정보)를 각 지역의 CDN 서버로 분산 배포한다.
이때, CDN 서버는 재분할한 파일의 순서 정보를 참조하여 재분할한 파일을 빠짐없이 순차적으로 전송한다.
따라서, 상기의 과정을 포함한 본 발명은 동영상 원본 파일을 다수의 서브 파일로 분할하여 적어도 하나 이상의 인코딩 서버에서 개별적으로 인코딩 및 트랜스코딩하고, 인코딩 및 크랜스코딩을 완료한 동영상 파일을 시간 단위 또는 서브 파일 단위로 재분할하여 CDN 서버로 분산시킴으로써 가입자의 요청이 있으면 해당 동영상 파일을 CDN 서버를 통해 분산 배포하는 것에 특징이 있다. 이로써, 기존에 하나의 인코딩 서버에서 하나의 동영상 파일을 변환하는 방식보다 훨씬 신속하게 동영상 변환이 가능하고, 가입자 단말은 대용량의 동영상 파일 전체를 다운로드 받지 않더라도 원하는 동영상 파일을 빨리 재생할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
100: 콘텐츠 제공 서버 200: 인코딩 관리 서버
300: 인코딩 서버 400: 파일 서버
500: CDN 서버 600: 가입자 단말기
610: IPTV 620: IP STB
630: IP Phone 210: 통신인터페이스부
220: 동영상 파일 분할부 230: 인코딩 서버 할당부
240: 인코딩 서버 상태 관리부 250: 동영상 파일 합성부
310: 통신인터페이스부 320: 인코딩 및 트랜스코딩부
330: 상태 관리부 410: 파일 수신부
420: 파일 분할부 430: CDN 서버 관리부
440: 파일 전송부

Claims (19)

  1. 동영상 파일을 인코딩 및 트랜스코딩하는 적어도 하나 이상의 인코딩 서버;
    콘텐츠 제공 장치로부터 동영상 파일을 입력받으면 입력받은 동영상 파일을 다수의 서브 파일로 분할하고, 분할한 다수의 서브 파일을 상기 적어도 하나 이상의 인코딩 서버에 각각 할당하여 인코딩 및 트랜스코딩을 요청하며, 상기 적어도 하나 이상의 인코딩 서버로부터 인코딩 및 트랜스코딩을 완료한 각 서브 파일을 전달받아 다시 하나의 동영상 파일로 합성하는 인코딩 관리 서버; 및
    상기 인코딩 관리 서버로부터 인코딩 및 트랜스코딩을 완료한 하나의 동영상 파일 또는 다수의 서브 파일을 전달받고 전달받은 동영상 파일을 서브 파일 단위로 분산시켜서 가입자 단말로 전송하는 파일 서버를 포함하고,
    상기 파일 서버로부터 동영상 파일의 서브 파일을 수신하여 상기 동영상 파일을 요청한 가입자 단말로 전송하는 CDN(Content Delivery Network) 서버
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동영상 파일의 분할을 통한 고속 인코딩 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 인코딩 관리 서버는
    상기 적어도 하나 이상의 인코딩 서버에 대한 상태 정보를 관리하는 인코딩 서버 상태 관리부;
    상기 동영상 파일에 포함된 키 프레임을 기준으로 분할하여 하나의 동영상 파일에 대하여 다수의 서브 파일을 생성하는 동영상 파일 분할부;
    상기 인코딩 서버 상태 관리부에서 관리하는 각 인코딩 서버의 개수 및 상태 정보에 따라 상기 동영상 파일 분할부에서 생성한 다수의 서브 파일을 각 인코딩 서버에 할당하여 인코딩 및 트랜스코딩을 요청하는 인코딩 서버 할당부;
    상기 인코딩 서버 할당부에서 할당한 각 서브 파일을 해당 인코딩 서버로 전달하고 상기 인코딩 서버로부터 인코딩 및 트랜스코딩을 완료한 각 서브 파일을 수신하는 통신 인터페이스부; 및
    상기 통신 인터페이스부를 통해 상기 인코딩 서버로부터 수신한 각 서브 파일을 합성하여 하나의 동영상 파일로 구성하는 동영상 파일 합성부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 동영상 파일의 분할을 통한 고속 인코딩 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 동영상 파일 분할부는
    상기 동영상 파일을 키 프레임을 기준으로 구간을 분할하고, 분할한 각 구간의 첫 프레임에 이전 구간의 키 프레임을 삽입하여 해당 구간에 대한 서브 파일을 생성하는 것을 특징으로 하는 동영상 파일의 분할을 통한 고속 인코딩 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 동영상 파일 분할부는
    상기 동영상 파일을 키 프레임을 기준으로 분할할 때 상기 인코딩 서버 상태 관리부에서 관리하는 인코딩 서버의 개수를 고려하여 분할하는 것을 특징으로 하는 동영상 파일의 분할을 통한 고속 인코딩 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 인코딩 서버 할당부는
    상기 각 인코딩 서버의 개수 및 상태 정보로부터 부하가 적은 인코딩 서버를 우선적으로 할당하는 것을 특징으로 하는 동영상 파일의 분할을 통한 고속 인코딩 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 인코딩 서버는
    상기 인코딩 관리 서버로부터 할당받은 서브 파일을 인코딩 및 트랜스코딩하는 인코딩 및 트랜스코딩부; 및
    각 인코딩 서버의 성능, 스케쥴링을 포함한 상태 정보를 관리하고 상기 인코딩 관리 서버에 제공하는 상태 관리부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 동영상 파일의 분할을 통한 고속 인코딩 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 파일 서버는
    상기 인코딩 관리 서버로부터 인코딩 및 트랜스코딩을 완료한 하나의 동영상 파일 또는 상기 하나의 동영상 파일에 대한 서브 파일을 수신하는 파일 수신부;
    상기 파일 수신부를 통해 수신한 하나의 동영상 파일을 전체 파일 용량, 재생 지속 시간에 따라 재분할하는 파일 분할부; 및
    상기 파일 분할부에서 재분할한 각 파일을 각 지역의 CDN 서버로 동시에 전송하여 분산시키는 파일 전송부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 동영상 파일의 분할을 통한 고속 인코딩 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 파일 분할부는 상기 동영상 파일의 시각 정보를 이용하여 시간 단위로 재분할하는 것을 특징으로 하는 동영상 파일의 분할을 통한 고속 인코딩 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 파일 분할부는 상기 하나의 동영상 파일에 대한 서브 파일을 기준으로 재분할하는 것을 특징으로 하는 동영상 파일의 분할을 통한 고속 인코딩 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 동영상 파일에 포함된 키 프레임은 I프레임인 것을 특징으로 하는 동영상 파일의 분할을 통한 고속 인코딩 시스템.
  12. (a) 하나의 동영상 파일을 다수의 서브 파일로 분할하는 단계;
    (b) 분할한 다수의 서브 파일을 적어도 하나 이상의 인코딩 서버에 각각 할당하여 인코딩 및 트랜스코딩을 요청하는 단계;
    (c) 상기 적어도 하나 이상의 인코딩 서버로부터 인코딩 및 트랜스코딩을 완료한 각 서브 파일을 전달받아 다시 하나의 동영상 파일로 합성하는 단계; 및
    (d) 합성한 하나의 동영상 파일 또는 상기 인코딩 및 트랜스코딩을 완료한 다수의 서브 파일을 전달받아 가입자 단말로 상기 동영상 파일을 분산시켜서 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 (d) 단계는
    상기 인코딩 및 트랜스코딩한 다수의 서브 파일을 수신하는 경우,
    상기 다수의 서브 파일을 시각 정보(또는 순서 정보)와 함께 각 지역의 CDN 서버로 동시에 전송하여 상기 CDN 서버를 통해 상기 가입자 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 동영상 파일의 분할을 통한 고속 인코딩 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는
    상기 동영상 파일을 키 프레임을 기준으로 구간을 분할하는 단계;
    분할한 각 구간의 첫 프레임에 이전 구간의 키 프레임을 삽입하는 단계; 및
    삽입된 이전 구간의 키 프레임을 포함하여 해당 구간의 서브 파일을 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 동영상 파일의 분할을 통한 고속 인코딩 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 서브 파일은 상기 인코딩 서버의 개수에 따라 하나의 키 프레임 또는 하나 이상의 키 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 동영상 파일의 분할을 통한 고속 인코딩 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는
    상기 각 인코딩 서버의 개수 및 상태 정보를 모니터링하여 부하가 적은 인코딩 서버에 우선적으로 상기 서브 파일을 할당하는 것을 특징으로 하는 동영상 파일의 분할을 통한 고속 인코딩 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는
    상기 합성한 하나의 동영상 파일을 수신하는 경우,
    상기 하나의 동영상 파일을 전체 파일 용량, 재생 지속 시간에 따라 분할하는 단계; 및
    분할한 파일을 시간 정보와 함께 각 지역의 CDN 서버로 동시에 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 동영상 파일의 분할을 통한 고속 인코딩 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 하나의 동영상 파일을 분할하는 단계는
    상기 동영상 파일의 시각 정보를 이용하여 시간 단위를 기준으로 분할하는 것을 특징으로 하는 동영상 파일의 분할을 통한 고속 인코딩 방법.
  18. 삭제
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 동영상 파일에 포함된 키 프레임은 I프레임인 것을 특징으로 하는 동영상 파일의 분할을 통한 고속 인코딩 방법.
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