KR101416901B1 - 손실된 영상 패킷을 복구하는 방법 및 장치 - Google Patents

손실된 영상 패킷을 복구하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

방화벽 장치에서, 손실된 영상 패킷의 재전송을 요청하는 방법은 영상 송신 장치로부터 영상 패킷을 수신하는 단계, 수신한 영상 패킷의 헤더를 분석함으로써, 영상 송신 장치로부터 전송된 원본 영상 패킷 중 손실된 영상 패킷이 존재하는지 여부를 판단하는 단계, 영상 송신 장치로 손실된 영상 패킷의 재전송을 요청하는 단계, 영상 송신 장치로부터 손실된 영상 패킷의 전부 또는 일부를 재수신하는 단계, 수신한 영상 패킷 및 상기 재수신한 전부 또는 일부를 영상 수신 장치로 전송하는 단계를 포함한다.

Description

손실된 영상 패킷을 복구하는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE RESTORING MISSED IMAGE PACKETS}
손실된 영상 패킷을 복구하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 모바일폰 비디오를 포함해 어플리케이션 분야에서 영상 압축 기술이 요구되고 있다. 인코딩된 영상 데이터는 네트워크 RTP 패킷을 통해 수신 측으로 전달되어 디코딩 후 재생되는데, 디코딩 과정에서 RTP 패킷이 손실될 경우, 영상 압축 기술에서는 손실 복구 알고리즘을 이용하거나 RTP 패킷 손실 감지를 통해 재전송 요청하는 방식을 이용하여 영상 품질을 보존한다. 영상 압축 기술의 손실 패킷 복구 알고리즘 과정은 CPU 연산 비용이 소요되므로 모바일 기기와 같은 CPU, 배터리 자원이 제한적인 임베디드 장비에서는 추가적인 비용이 들 수 있다.
영상 프레임의 오류 정정 처리와 관련하여, 한국 등록 특허 제1125846에는 부호화된 인트라 프레임에 대하여 전방향 오류 정정(FFC: Forward Error Correction)을 수행하는 구성이 개시되어 있다.
방화벽에 영상 패킷의 I_Frame 손실 판단 과정을 추가하여 전체적인 디바이스 시스템의 연산 비용 절감을 제공하고자 한다. 또한, 모바일 디바이스와 같은 CUP, 배터리 자원이 한정적인 디바이스에서 손실된 I_Frame에 대한 효과적인 재전송 방식을 제공하고자 한다. 또한, 누적된 패킷 전송 데이터를 바탕으로 손실이 예상되는 환경을 극복할 수 있는 전송 속성값을 사전에 제공하고자 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제 중 적어도 하나 이상을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는 영상 송신 장치로부터 영상 패킷을 수신하는 단계, 수신한 영상 패킷의 헤더를 분석함으로써, 영상 송신 장치로부터 전송된 원본 영상 패킷 중 손실된 영상 패킷이 존재하는지 여부를 판단하는 단계, 영상 송신 장치로 손실된 영상 패킷의 재전송을 요청하는 단계, 영상 송신 장치로부터 손실된 영상 패킷의 전부 또는 일부를 재수신하는 단계, 수신한 영상 패킷 및 상기 재수신한 전부 또는 일부를 영상 수신 장치로 전송하는 단계를 포함하는 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 영상 송신 장치로부터 영상 패킷을 수신하는 수신부, 수신한 영상 패킷의 헤더를 분석함으로써, 영상 송신 장치로부터 전송된 원본 영상 패킷 중 손실된 영상 패킷이 존재하는지 여부를 판단하는 판단부영상 송신 장치로 손실된 영상 패킷의 재전송을 요청하는 요청부, 수신부는 영상 송신 장치로부터 손실된 영상 패킷의 전부 또는 일부를 재수신하고, 수신한 영상 패킷 및 상기 재수신한 전부 또는 일부를 영상 수신 장치로 전송하는 전송부를 포함하는 방화벽 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는 영상 송신 장치로부터 영상 패킷을 수신하는 단계, 수신한 영상 패킷의 헤더를 분석함으로써, 영상 송신 장치로부터 전송된 원본 영상 패킷 중 손실된 영상 패킷이 존재하는지 여부를 판단하는 단계, 영상 송신 장치로 손실된 영상 패킷의 재전송을 요청하는 단계, 영상 송신 장치로부터 손실된 영상 패킷의 전부 또는 일부를 재수신하는 단계, 수신한 영상 패킷 및 재수신한 전부 또는 일부를 복호화하는 단계를 포함하는 방법을 제공할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 방화벽의 DPI(Deep Packet Inspection)과정에 추가적으로 I_Frame 손실 판단 과정을 추가하면 전체적인 시스템의 연산 비용을 줄일 수 있다. 또한, 누적된 패킷 전송 데이터를 바탕으로 추후 전송될 패킷의 타입을 결정하여 손실이 예상되는 패킷을 예방할 수 있다. 또한, 손실된 I_Frame의 수신 대기 시간 동안 가상의 I_Frame을 구성하고 이를 제공함으로써 사용자의 영상 체감에 대한 품질을 보존할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 송수신 장치 시스템의 구성도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방화벽 장치(20)의 구성도이다.
도 3은 DPI(Deep Packet Inspection) 방화벽 기술 아키텍처의 일 예이다.
도 4는 영상 패킷의 중요도에 따른 영상 패킷의 분할 속성값의 일 예이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 손실된 영상 패킷의 재전송을 요청하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 가상 I_Frame의 생성과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 수신 장치(31~32)의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 손실된 영상 패킷의 재전송을 요청하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 TCP를 이용한 손실된 영상 패킷(I_Frame)의 재전송 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 손실된 슬라이스 처리 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 손실된 영상 패킷 재전송 요청 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 손실된 영상 패킷 재전송 요청 방법을 나타낸 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 송수신 장치 시스템의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 영상 송수신 장치 시스템은 영상 송신 장치(10), 방화벽 장치(20), 영상 수신 장치(30)를 포함한다. 다만, 영상 송수신 장치 시스템의 구성은 도 1에 도시된 것들로 한정 해석되는 것은 아니며, 도 1의 구성 이외의 구성들이 영상 송수신 장치 시스템에 더 포함될 수도 있다.
영상 송수신 장치 시스템을 구성하는 도 1의 각 구성요소들은 무선 네트워크를 통해 연결된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 영상 송신 장치(10)는 무선 네트워크를 통하여 방화벽 장치(20)와 영상 수신 장치(30)에 연결된다. 일반적으로, 무선 네트워크는 단말 및 서버와 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 무선 네트워크의 일 예에는 WLAN(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
도 1을 참조하면, 영상 송신 장치(10)는 영상 압축 기술을 이용하여 영상 데이터를 인코딩할 수 있다. 영상 압축 기술의 일 예는 MPEG, MPEG2, MPEG-1, MPEG-2, MPEG4, JPEG, H.261, H.263, H.264, H.265 등일 수 있다.
영상 송신 장치(10)는 인코딩된 영상 패킷의 슬라이스를 전송 시간별로 복사하여 버퍼에 저장할 수 있다. 또한, 영상 송신 장치(10)는 인코딩된 영상 데이터를 영상 패킷에 캡슐화할 수 있다.
방화벽 장치(20)는 DPI(Deep Packet Inspection) 기술을 이용하여 영상 패킷의 헤더를 분석할 수 있으며, 분석된 영상 패킷 헤더의 Sequence Number로부터 손실된 영상 패킷의 슬라이스를 탐지할 수 있다. 여기서 DPI(Deep Packet Inspection) 기술은 패킷의 헤더와 데이터 스트림 전부를 분석하여 트래픽의 의도를 파악하고 해킹의 탐지 및 악성 코드를 필터링하기 위한 기술이다.
방화벽 장치(20)는 손실된 영상 패킷의 NAL_Unit_Type 내용을 데이터베이스화하고 누적된 영상 패킷의 NAL_Unit_Type을 바탕으로 전송 환경에 적합한 영상 패킷의 형태를 결정할 수 있다. 여기서, NAL(Network Abstraction Layer)은 H.264에서 비디오 컨텐츠의 효율적인 전송을 위해 구성된 Network에 독립적인 영상 Layer이다.
방화벽 장치(20)는 손실된 영상 패킷의 재수신 대기 시간 동안 가상 영상 패킷을 생성하여 영상 수신 장치(30)로 전송할 수 있다.
방화벽 장치(20)는 영상 수신 장치(30)와 물리적으로 이격된 위치에 존재할 수 있다. 이 때, 방화벽 장치(20)는 네트워크를 통해 영상 수신 장치(30)와 연결될 수 있다. 일반적으로, 패킷은 방화벽 장치(20)를 경유하여 영상 수신 장치(30)로 전달될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 방화벽 장치(20)는 영상 수신 장치(30)에 포함될 수도 있다. 이 때, 방화벽 장치(20)는 영상 수신 장치(30)에 포함된 일부 모듈로서, 방화벽 장치(20)의 기능이 구현된 하드웨어 또는 소프트웨어 장치일 수 있다.
영상 수신 장치(30)는 영상 압축 기술을 이용하여 영상 데이터를 디코딩할 수 있다.
영상 송신 장치(10)와 영상 수신 장치(30)는 무선 네트워크를 통해 영상 데이터를 송수신할 수 있는 휴대용 단말기로 구현될 수 있다. 여기서 휴대용 단말기는 휴대성과 이동성이 보장되는 이동 통신 장치로서, 예를 들면, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communication), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(SmartPad), 태블릿 PC등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있다. 다만 도1에 개시된 영상 송신 장치(10)와 영상 수신 장치(30)의 형태는 설명의 편의를 위해 예시된 것에 불과하므로, 본원에서 이야기하는 영상 송신 장치(10)와 영상 수신 장치(30)의 종류 및 형태가 도 1에 도시된 것으로 한정 해석되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방화벽 장치(20)의 구성도이다.
도 2를 참조하면 방화벽 장치(20)는 수신부(21), 판단부(22), 요청부(23), 전송부(24), 생성부(25)를 포함한다. 다만, 도 2에 도시된 구성 요소들을 기초로 하여 여러 가지 변형이 가능함은 본원의 일 실시예가 속하는 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
수신부(21)는 영상 송신 장치(10)로부터 영상 패킷을 수신할 수 있다. 이 때, 제 1 프로토콜을 통해 영상 패킷을 수신할 수 있다. 여기서 제 1 프로토콜은 UDP(User Datagram Protocol)일 수 있다. UDP는 인터넷 상에서 서로 정보를 주고받을 때 정보를 보낸다는 신호나 받는다는 신호 절차를 거치지 않고, 보내는 쪽에서 일방적으로 데이터를 전달하는 통신 프로토콜이다.
판단부(22)는 수신한 영상 패킷의 헤더의 시퀀스 번호(Sequence Number)를 분석함으로써, 영상 송신 장치(10)로부터 전송된 원본 영상 패킷 중 손실된 영상 패킷이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 시퀀스 번호는 아이프레임에 포함된 복수의 슬라이스에 대응하는 것일 수 있으며 영상 패킷은 인코딩된 영상 데이터가 포함된 RTP 패킷일 수 있다. 여기서 RTP(Real Time Transprot Protocol)는 실시간 데이터 전송을 위한 표준 패킷 형식으로 오디오, 비디오 등 실시간 데이터를 멀티캐스트나 유니캐스트로 전송하기 적합한 기능을 제공한다. 또한, RTP 패킷의 헤더에는 실시간 세션 정보가 포함되어 있어서 잘못된 패킷 순서 및 삭제된 패킷을 쉽게 확인할 수 있다.
예를 들어, 판단부(22)는 DPI(Deep Packet Inspection) 기술을 이용하여 RTP 패킷의 헤더 정보, 영상 컨텐츠의 내용, 프로토콜 종류 등을 분석할 수 있으며 악성 컨텐츠 수신 여부를 판단할 수 있다.
도 3은 DPI(Deep Packet Inspection) 방화벽 기술 아키텍처의 일 예이다.
도 3을 참조하면, DPI 방화벽 기술(41)과 전송 계층에 따른 SI(Stateful inspection) 방화벽 기술(42~44), 일반적인 네트워크 패킷 구조(45)를 포함한다. SI 방화벽 기술(42~44)은 전송 계층에 따라 네트워크 패킷의 헤더만을 분석한다. 예를 들어, SI 방화벽 기술(42~44)은 Network계층에서는 IP Header를 분석하고, Transprot 계층에서는 TCP Header를 분석하며, Application계층에서는 HTTP Header를 분석한다.
DPI 방화벽 기술(41)은 각 네트워크 패킷의 모든 헤더와 데이터를 검사할 수 있다. 또한, DPI 방화벽 기술(41)은 프로토콜을 분석하여 프로토콜로 전송되는 worm이나 virus가 있는지 검사할 수 있다. 여기서 프로토콜은 HTTP, TELNET, FTP 등 일 수 있다.
다른 예로, 판단부(22)는 DB화된 영상 패킷의 NAL_Unit_Type 데이터를 바탕으로 전송 환경에 적합한 영상 패킷의 형태를 자동적으로 결정할 수 있다. 여기서 NAL_Unit_Type은 영상 패킷의 헤더 정보, 영상 패킷의 종류, 영상 패킷의 시컨스 정보, 스터핑(stuffing) 데이터 삽입 정보 등 데이터의 전송 속성을 결정하는 속성값이 포함될 수 있다.
도 4는 영상 패킷의 중요도에 따른 영상 패킷의 분할 속성값의 일 예이다.
도 4를 참조하면, 영상 패킷의 전송 형태를 결정짓는 속성들을 포함한다. 중요도가 높은 영상 패킷은 에러 내성이 높은 전송 수단을 이용해야 하기 때문에 Partition A slice로 분할될 수 있다. 반면, 중요도가 낮은 영상 패킷은 상대적으로 에러 내성이 높지 않은 전송 수단이 이용되기 때문에 Partition C slice로 분할될 수 있다. 예를 들어, 영상 패킷 안에 슬라이스 헤더, MB 부호화 유형, 예측 정보가 포함되어 있는 경우, 판단부(22)는 Partition A slice 형태로 분할 결정을 내릴 수 있다. 또는 영상 패킷안에 화면 내 부호화에 있어서 예측 오차의 부호화 데이터가 포함되어 있는 경우, 판단부(22)는 Partition B slice 형태로 분할 결정을 내릴 수 있다. 또는 영상 패킷안에 화면간 부호화에 있어서 예측 오차의 부호화 데이터가 포함되어 있는 경우, 판단부(22)는 Partition C slice 형태로 분할 결정을 내릴 수 있다.
요청부(23)는 영상 송신 장치로 손실된 영상 패킷의 재전송을 요청할 수 있다. 이 때, 요청부(23)는 판단부(22)에 의해 결정된 영상 패킷의 전송 형태로 요청할 수도 있다.
수신부(21)는 영상 송신 장치로부터 손실된 영상 패킷의 전부 또는 일부를 재수신할 수 있다. 이 때, 제 2 프로토콜을 통해 영상 패킷을 재수신할 수 있다. 여기서 제 2 프로토콜은 TCP(Transmission Control Protocol)일 수 있다. TCP는 정보를 보내는 쪽과 받는 쪽이 서로 의사 소통을 할 수 있도록 설계된 통신 프로토콜이다. 예를 들어, TCP 프로토콜이 이용되면 이메일을 주고받을 때 '수신 확인'통해 상대방이 메일을 읽었는지 읽지 않았는지를 알 수 있다.
전송부(24)는 수신한 영상 패킷 및 재수신한 전부 또는 일부를 영상 수신 장치(30)로 전송할 수 있다. 이 때, 수신한 영상 패킷 및 재수신한 전부 또는 일부는 복수의 프레임 중 아이프레임(I-Frame)에 대응하는 제 1 영상 패킷일 수 있다. 여기서, 아이프레임(I-Frame)은 다른 프레임을 레퍼런스 하지 않고 독립적으로 인코딩된 프레임이기 때문에 아이프레임(I-Frame)만으로도 원본의 이미지를 재생하거나 복원시킬 수 있다. 또한, 아이프레임(I-Frame)은 데이터스트림의 어느 위치에도 올 수 있으며, 데이터의 임의 접근을 위해 사용되고 다른 이미지들의 참조 없이 부호화된다.
수신부(21)는 수신한 영상 패킷 및 재수신한 전부 또는 일부를 영상 수신 장치로 전송한 이후에, 복수의 프레임 중 아이프레임 이외의 프레임에 대응하는 제 2 영상 패킷을 영상 송신 장치로부터 수신할 수 있다. 이 때, 제 1 프로토콜을 통해 제 2 영상 패킷을 영상 송신 장치(10)로부터 수신할 수 있다. 여기서 아이프레임 이외의 프레임은 피프레임(P_Frame) 또는 비프레임(B_Frame)일 수 있다. 피프레임(P_Frame)은 프레임 전체를 기록하지 않고 선행하는 I_Frame 또는 P_Frame의 변화량을 기록하기 때문에 피프레임을 재생하려면 선행하는 I_Frame 또는 P_Frame을 먼저 처리해야 한다. 비프레임(B_Frame)은 앞뒤 양방향의 I_Frame 또는 P_Frame으로부터 정보를 얻기 때문에 앞뒤의 I_Frame 또는 P_Frame을 먼저 처리해야만 비프레임을 재생할 수 있다.
생성부(25)는 손실된 영상 패킷의 재전송을 요청한 후 재수신의 대기 시간 동안, 가상 영상 패킷을 생성할 수 있다. 여기서 가상 영상 패킷은 손실 직전의 마지막 영상에 기초하여 사용자가 인지할 수 없을 정도의 마이크로세컨드 단위 시간으로 생성될 수 있다. 생성부(25)는 손실된 영상 패킷의 NAL_Unit_Type 데이터와 전송 당시 전송 환경에 대한 속성값을 데이터베이스화할 수 있다. 생성부(25)는 영상 송신 장치(10)로 하여금 전송 환경에 적합한 영상 패킷을 전송하도록 하는 영상 패킷 분할 가이드라인을 생성할 수도 있다.
전송부(24)는 생성한 가상 영상 패킷을 영상 수신 장치로 전송할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 손실된 영상 패킷의 재전송을 요청하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 방화벽 장치(20)가 영상 송신 장치(10)로부터 인코딩된 영상 패킷이 포함된 RTP 패킷을 수신(S501)하면, 방화벽 장치(20)는 RTP 패킷의 헤더를 분석(S502)한다. 방화벽 장치(20)는 RTP 헤더의 Sequence Number를 이용하여 손실된 영상 슬라이스가 있는지 판단(S503)한다. 손실된 영상 슬라이스가 발견될 경우, 방화벽 장치(20)는 손실된 영상 슬라이스의 NAL_ Unit_ type을 데이터베이스화(S504)하고 영상 송신 장치(10)로 손실된 영상 슬라이스의 재전송을 요청(S305)한다.
영상 송신 장치(10)는 방화벽 장치(20)의 손실된 영상 슬라이스의 재전송 요청에 대응하여 손실된 영상 슬라이스를 검색(S506)한 후 검색된 영상 슬라이스를 방화벽 장치(20)로 재전송(S507)한다.
방화벽 장치(20)에서 손실된 영상 슬라이스를 재수신하면, 방화벽 장치(20)는 수신 완료 응답 메시지를 생성한 후, 수신 완료 응답 메시지를 영상 송신 장치(10)로 전송(S508)한다.
방화벽 장치(20)는 재수신된 영상 슬라이스와 수신된 영상 슬라이스를 재조합(S509)하여 영상 수신 장치(30)로 전송(S510)한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 가상 I_Frame의 생성 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 방화벽 장치(20)의 생성부(25)는 방화벽 장치(20)의 전송부(24)로부터 손실 직전의 마지막 영상 프레임을 수신(S601)한 후, 손실 영상 프레임에 대한 움직임 벡터를 생성(S602)한다. 방화벽 장치(20)의 생성부(25)는 방화벽 장치(20)의 전송부(24)로부터 수신된 영상 프레임에 기초하여 I_Frame의 움직임 유형을 분석한 후, 가상 I_Frame을 생성(S603)한다. 방화벽 장치(20)의 전송부(24)는 생성된 가상 I_Frame을 영상 수신 장치(20)로 전송(S604)한다.
다른 실시예는 영상 수신 장치(30)는 움직임 벡터를 생성한 후, 손실 직전의 마지막 영상 프레임에 기초하여 I_Frame에 대한 움직임의 유형을 분석한다. 영상 수신 장치(30)는 I_Frame 움직임 유형 분석을 통해 가상 I_Frame을 생성한다. 영상 수신 장치(30)는 영상 송신 장치(10)로부터 I_Frame을 재전송 받기 까지 대기 시간 동안 가상 I_Frame을 디코딩하여 영상을 재생한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 수신 장치(30)의 구성도이다.
도 7을 참조하면 영상 수신 장치(30)는 수신부(31), 판단부(32), 요청부(33), 생성부(34), 복호화부(35)를 포함한다. 다만, 도 7에 도시된 구성 요소들을 기초로 하여 여러 가지 변형이 가능함은 본원의 일 실시예가 속하는 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
수신부(31)는 영상 송신 장치(10)로부터 영상 패킷을 수신한다. 판단부(32)는 수신한 영상 패킷의 헤더를 분석함으로써, 영상 송신 장치(10)로부터 전송된 원본 영상 패킷 중 손실된 영상 패킷이 존재하는지 여부를 판단한다. 요청부(33)는 영상 송신 장치(10)로 손실된 영상 패킷의 재전송을 요청한다. 수신부(31)는 영상 송신 장치(10)로부터 손실된 영상 패킷의 전부 또는 일부를 재수신한다.
복호화부(35)는 수신한 영상 패킷을 해석하여 영상과 소리를 재생할 수 있다. 이 때, 영상 패킷 해석으로 코덱(CODEC)이 이용될 수 있다. 코덱(CODEC)의 일 예는 인디오(indeo), 엠펙(MPEG), MOV, Divx, AVI 등일 수 있다. 또한, 복호화부(35)는 수신한 영상 패킷을 영상 수신 장치(30)의 시스템 환경에 맞게 재생하는 호환프로그램이 내장되어 있을 수 있다.
생성부(34)는 손실된 영상 패킷의 재전송을 요청한 후 상기 재수신의 대기 시간 동안, 가상 영상 패킷을 생성할 수 있다. 이 때, 복호화부(35)는 생성한 가상 영상 패킷을 복호화한다.
이와 같은 수신부(31), 판단부(32), 요청부(33) 및 생성부(34) 각각의 동작은 도 2의 수신부(21), 판단부(22), 요청부(23) 및 생성부(25) 각각의 동작에 대응한다. 따라서, 이하에서 수신부(31), 판단부(32), 요청부(33) 및 생성부(34) 각각에 대하여 설명되지 아니한 내용은 도 2의 수신부(21), 판단부(22), 요청부(23) 및 생성부(25) 각각에 대해 설명된 내용을 준용한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 손실된 영상 패킷의 재전송을 요청하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 영상 수신 장치(30)가 영상 송신 장치(10)로부터 인코딩된 영상 패킷이 포함된 RTP 패킷을 수신(S801)하면, 영상 수신 장치(30)는 RTP 패킷의 헤더를 분석(S802)한다. 영상 수신 장치(30)는 RTP 헤더의 Sequence Number를 이용하여 손실된 영상 슬라이스가 있는지 판단(S803)한다. 손실된 영상 슬라이스가 발견될 경우, 영상 수신 장치(30)는 손실된 영상 슬라이스의 NAL_ Unit_ type을 데이터베이스화(S804)하고 영상 송신 장치(10)로 손실된 영상 슬라이스의 재전송을 요청(S805)한다.
영상 송신 장치(10)는 영상 수신 장치(30)의 손실된 영상 슬라이스 재전송 요청에 대응하여 손실된 영상 슬라이스를 검색(S806)한 후 검색된 영상 슬라이스를 영상 수신 장치(30)로 재전송(S807)한다.
영상 수신 장치(30)에서 손실된 영상 슬라이스를 재수신하면, 영상 수신 장치(30)는 수신 완료 응답 메시지를 생성한 후, 수신 완료 응답 메시지를 영상 송신 장치(10)로 전송(S808)한다.
영상 수신 장치(30)는 재수신된 영상 슬라이스와 수신된 영상 슬라이스를 재조합(S809)한 후, 영상 패킷을 디코딩한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 TCP를 이용한 손실된 영상 패킷(I_Frame)의 재전송 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 영상 송신 장치(10)가 영상 수신 장치(30)로부터 손실된 I_Frame에 대한 재전송 요청 메시지를 수신(S901)하면, 영상 송신 장치(10)는 손실된 I_Frame 패킷을 생성(S902)한 후, TCP를 통해 영상 수신 장치(30)로 전송(S903)한다.
영상 수신 장치(30)는 전송받은 I_Frame을 버퍼에 저장(S904)한 후, 수신된 I_Frame에 대응하는 수신 완료 메시지를 TCP를 통해 영상 송신 장치(30)로 전달(S905)한다.
영상 송신 장치(10)가 수신 완료 메시지를 영상 수신 장치(30)로부터 전달받으면, 영상 송신 장치(10)는 I_Frame 패킷 이외의 영상 패킷(P_Frame, B_Frame)을 생성(S906)한 후, UDP를 통해 영상 수신 장치(30)로 전송(S907)한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 손실된 슬라이스 처리 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 영상 송신 장치(10)가 영상 수신 장치(30)로 영상 데이터를 전달하기 위하여 영상 데이터를 인코딩(S1001)할 때, 영상 송신 장치(10)는 방화벽 장치(20) 또는 영상 수신 장치(30)로부터 영상 슬라이스의 재전송 요청에 대비하여 Newest 슬라이스를 생성(S1002)하고 기존 생성된 oldest 슬라이스를 일정 기간 동안 저장(S1003)한다.
영상 송신 장치(10)는 생성된 Newest 슬라이스를 영상 수신 장치(30)로 전송(S1004)한다.
방화벽 장치(20) 또는 영상 수신 장치(30)로부터 손실 슬라이스에 대한 재전송 요청이 들어오면(S1005), 영상 송신 장치(10)는 손실 슬라이스의 Sequence Number에 해당하는 oldest 슬라이스를 검색(S1006)하면서 oldest 슬라이스 유무를 판단(S1007) 한다. 요청 받은 손실 슬라이스에 대응하는 oldest 슬라이스가 있을 경우, 검색된 oldest 슬라이스를 영상 송신 장치(10)로 재전송(S1008)한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 손실된 영상 패킷 재전송 요청 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 11에서 설명되는 방화벽 장치(20)의 손실된 영상 패킷의 재전송 요청 방법은 본 발명의 일 실시예에 불과하므로 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 실시예들이 더 존재할 수 있다.
도 11을 참조하면, 단계(S1101)에서 방화벽 장치(20)는 영상 송신 장치(10)로부터 영상 패킷을 수신할 수 있다.
단계(S1102)에서 방화벽 장치(20)는 수신한 영상 패킷의 헤더를 분석함으로써, 영상 송신 장치(10)로부터 전송된 원본 영상 패킷 중 손실된 영상 패킷이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.
단계 (S1103)에서 방화벽 장치(20)는 영상 송신 장치(10)로 손실된 영상 패킷의 재전송을 요청할 수 있다.
단계 (S1104)에서 방화벽 장치(20)는 영상 송신 장치(10)로부터 손실된 영상 패킷의 전부 또는 일부를 재수신할 수 있다.
단계 (S1105)에서 방화벽 장치(20)는 수신한 영상 패킷 및 재수신한 전부 또는 일부를 영상 수신 장치(30)로 전송할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 손실된 영상 패킷 재전송 요청 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 12에서 설명되는 영상 수신 장치(30)의 손실된 영상 패킷의 재전송 요청 방법은 본 발명의 실시예에 불과하므로 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 실시예들이 더 존재할 수 있다.
도 12를 참조하면, 단계(S1201)에서 영상 수신 장치(30)는 영상 송신 장치(10)로부터 영상 패킷을 수신할 수 있다.
단계(S1202)에서 영상 수신 장치(30)는 수신한 영상 패킷의 헤더를 분석함으로써, 영상 송신 장치(10)로부터 전송된 원본 영상 패킷 중 손실된 영상 패킷이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.
단계 (S1203)에서 영상 수신 장치(30)는 영상 송신 장치(10)로 손실된 영상 패킷의 재전송을 요청할 수 있다.
단계 (S1204)에서 영상 수신 장치(30)는 영상 송신 장치(10)로부터 손실된 영상 패킷의 전부 또는 일부를 재수신할 수 있다.
단계 (S1205)에서 영상 수신 장치(30)는 수신한 영상 패킷 및 재수신한 전부 또는 일부를 복호화할 수 있다.
도 11 내지 도 12를 통해 설명된 일 실시예에 따른 손실된 영상 패킷의 재전송을 요청 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10:영상 송신 장치
20:방화벽 장치
30:영상수신장치

Claims (13)

  1. 방화벽 장치에서, 손실된 영상 패킷의 재전송을 요청하는 방법에 있어서,
    영상 송신 장치로부터 영상 패킷을 수신하는 단계;
    상기 수신한 영상 패킷의 헤더를 분석함으로써, 상기 영상 송신 장치로부터 전송된 원본 영상 패킷 중 손실된 영상 패킷이 존재하는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 영상 송신 장치로 상기 손실된 영상 패킷의 재전송을 요청하는 단계;
    상기 영상 송신 장치로부터 상기 손실된 영상 패킷의 전부 또는 일부를 재수신하는 단계; 및
    상기 수신한 영상 패킷 및 상기 재수신한 전부 또는 일부를 영상 수신 장치로 전송하는 단계를 포함하는, 손실된 영상 패킷의 재전송 요청 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신한 영상 패킷 및 상기 재수신한 전부 또는 일부는 복수의 프레임 중 아이프레임(I-Frame)에 대응하는 제 1 영상 패킷이고,
    상기 수신한 영상 패킷 및 재수신한 전부 또는 일부를 영상 수신 장치로 전송하는 단계 이후에, 상기 복수의 프레임 중 상기 아이프레임 이외의 프레임에 대응하는 제 2 영상 패킷을 상기 영상 송신 장치로부터 수신하는 단계를 더 포함하는, 손실된 영상 패킷의 재전송 요청 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 영상 패킷을 수신하는 단계는 제 1 프로토콜을 통해 상기 영상 패킷을 수신하는 것이고,
    상기 재수신하는 단계는 제 2 프로토콜을 통해 상기 손실된 영상 패킷의 전부 또는 일부를 재수신하는 것인, 손실된 영상 패킷의 재전송 요청 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 프로토콜은 UDP(User Datagram Protocol)이고, 상기 제 2 프로토콜은 TCP(Transmission Control Protocol)인 것인, 손실된 영상 패킷의 재전송 요청 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는 상기 수신한 영상 패킷의 헤더의 시퀀스 번호(Sequence Number)를 분석함으로써, 상기 손실된 영상 패킷이 존재하는지 여부를 판단하는 것인, 손실된 영상 패킷의 재전송 요청 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 시퀀스 번호는 상기 아이프레임에 포함된 복수의 슬라이스에 대응하는 것인, 손실된 영상 패킷의 재전송 요청 방법.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 영상 패킷을 영상 송신 장치로부터 수신하는 단계는 제 1 프로토콜을 통해 상기 제 2 영상 패킷을 영상 송신 장치로부터 수신하는 것인, 손실된 영상 패킷의 재전송 요청 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 손실된 영상 패킷의 재전송을 요청한 후 상기 재수신의 대기 시간 동안, 가상 영상 패킷을 생성하는 단계; 및
    상기 생성한 가상 영상 패킷을 상기 영상 수신 장치로 전송하는 단계를 더 포함하는, 손실된 영상 패킷의 재전송 요청 방법.
  9. 방화벽 장치에 있어서,
    영상 송신 장치로부터 영상 패킷을 수신하는 수신부;
    상기 수신한 영상 패킷의 헤더를 분석함으로써, 상기 영상 송신 장치로부터 전송된 원본 영상 패킷 중 손실된 영상 패킷이 존재하는지 여부를 판단하는 판단부;
    상기 영상 송신 장치로 상기 손실된 영상 패킷의 재전송을 요청하는 요청부; 및
    영상 송신 장치로부터 재수신한 상기 손실된 영상 패킷의 전부 또는 일부를 영상 수신 장치로 전송하는 전송부를 포함하되,
    상기 수신부는 상기 영상 송신 장치로부터 상기 손실된 영상 패킷의 전부 또는 일부를 재수신하는 것인, 방화벽 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 수신부는 상기 수신한 영상 패킷 및 재수신한 전부 또는 일부를 영상 수신 장치로 전송한 이후에, 복수의 프레임 중 아이프레임 이외의 프레임에 대응하는 제 2 영상 패킷을 상기 영상 송신 장치로부터 수신하는 방화벽 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 손실된 영상 패킷의 재전송을 요청한 후 상기 재수신의 대기 시간 동안, 가상 영상 패킷을 생성하는 생성부를 더 포함하고,
    상기 전송부는 상기 생성한 가상 영상 패킷을 상기 영상 수신 장치로 전송하는 방화벽 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
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