KR102392383B1 - Method and apparatus for transmitting video data - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 동영상 데이터 전송 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 신경망을 이용한 강화학습 기반 동영상 데이터 전송 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for transmitting video data, and more particularly, to a method for transmitting video data based on reinforcement learning using a neural network.
기존 당업계에서는 동영상을 제공하기 위한 방법 중 하나로써 '적응형 비트레이트 스트리밍(Adaptive Bitrate Streaming)' 방식이 사용되어 왔다. 적응형 비트레이트 스트리밍이란 사용자의 네트워크 환경, 컴퓨팅 환경 등을 기반으로 대역폭이 소화할 수 있는 수준에서 최고의 화질을 갖는 동영상 데이터 조각을 전송하는 기술이다. 즉, 전송하고자 하는 동영상을 다양한 비트레이트로 인코딩하여 사용자의 상황에 맞게 각 동영상 데이터 조각마다 비트레이트를 조절하여 전송하는 기술을 말한다. 도 1은 컨텐츠의 비트레이트를 조절하는 적응형 비트레이트 스트리밍 방식을 도시한 예시도이다.In the existing industry, as one of the methods for providing a video, an 'Adaptive Bitrate Streaming' method has been used. Adaptive bitrate streaming is a technology that transmits a piece of video data with the highest quality at a level that bandwidth can digest based on the user's network environment and computing environment. That is, it refers to a technology for encoding a video to be transmitted at various bit rates, and then adjusting the bit rate for each piece of video data according to the user's situation and transmitting it. 1 is an exemplary diagram illustrating an adaptive bitrate streaming method for adjusting a bitrate of content.
그러나 기존의 적응형 비트레이트 스트리밍과 같은 동영상 데이터 전송 방법은 사용자의 선호(preference)를 고려한 최적의 비트레이트를 제공할 수 없다는 문제점이 있었다. 기존의 방식들은 대부분 사용자가 비트레이트 값을 지정하면 그에 맞춰 동영상 데이터를 전송할 뿐이어서, 사용자의 선호를 고려한 최적의 동영상 데이터 전송 방법에 대한 수요가 당업계에서는 존재해왔다. 또한, 비트레이트 값이라는 하나의 요소에 대한 선호 뿐만 아니라 다양한 요소들에 대한 다차원적인 선호에 있어서도 그에 맞는 최적의 동영상 데이터 전송 방법이 요구되어 왔다.However, the existing video data transmission method such as adaptive bitrate streaming has a problem in that it cannot provide an optimal bitrate in consideration of user preferences. Most of the existing methods only transmit video data according to a user's designation of a bit rate value, so there has been a demand in the art for an optimal video data transmission method in consideration of the user's preference. In addition, there has been a demand for an optimal video data transmission method suitable for not only a preference for one element, such as a bitrate value, but also a multidimensional preference for various elements.
한국등록특허 "KR1840685"는 '가변 비트율 미디어 전송을 위한 보장 비트율 반환 방법 및 장치'를 개시하고 있다.Korean Patent Registration "KR1840685" discloses 'a method and apparatus for returning a guaranteed bit rate for variable bit rate media transmission'.
본 개시는 전술한 배경기술에 대응하여 안출 된 것으로, 효율적인 동영상 데이터 전송 방법의 제공을 목적으로 한다.The present disclosure has been devised in response to the above background art, and an object of the present disclosure is to provide an efficient video data transmission method.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따라 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는 동영상 데이터 전송 방법이 개시된다. 상기 방법은: 동영상 품질을 나타내는 둘 이상의 품질 지표들 각각에 대한 가중치를 포함하는 사용자 선호도(user preference)를 획득하는 단계; 및 강화학습 결정 모델을 통해 상기 획득된 사용자 선호도가 반영된 통합 품질이 타겟 품질에 도달하도록 하기 위한 단위 시간당 데이터 전송량을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.Disclosed is a video data transmission method performed by a computing device including at least one processor according to an embodiment of the present disclosure for realizing the above-described problem. The method includes: obtaining a user preference including a weight for each of two or more quality indicators indicating video quality; and determining a data transmission amount per unit time for the integrated quality reflecting the acquired user preference to reach a target quality through a reinforcement learning decision model.
대안적인 실시예에서, 상기 둘 이상의 품질 지표들에는 비트레이트(bitrate) 값, 프레임레이트(framerate) 값, 버퍼를 채우는데 요구되는 시간을 나타내는 리버퍼링(rebuffering) 시간값 및 서버에서 동영상 데이터가 전송된 시간과 클라이어트가 동영상 데이터를 수신한 시간의 차이를 나타내는 딜레이(delay) 시간값 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.In an alternative embodiment, the two or more quality indicators include a bitrate value, a framerate value, a rebuffering time value indicating the time required to fill the buffer, and video data transmitted from the server. At least one of a delay time value indicating a difference between the received time and the time at which the client receives the moving picture data may be included.
대안적인 실시예에서, 상기 통합 품질은, 상기 사용자 선호도를 나타내는 가중치 벡터와 동영상 품질을 나타내는 품질 벡터 사이의 연산 결과에 기초하여 산출될 수 있다.In an alternative embodiment, the integrated quality may be calculated based on a result of an operation between a weight vector indicating the user preference and a quality vector indicating video quality.
대안적인 실시예에서, 상기 강화학습 결정 모델은 적어도 하나의 노드를 포함하는 인공 신경망 레이어를 포함하며 상기 강화학습 결정 모델의 학습 방법은: 상기 강화학습 결정 모델이 환경(Environment)으로부터 동영상 품질과 관련한 상태 정보를 획득하는 단계; 상기 강화학습 결정 모델이 둘 이상의 품질 지표들 각각에 대한 가중치를 포함하는 사용자 선호도를 획득하는 단계; 상기 강화학습 결정 모델이 상기 상태 정보 및 상기 사용자 선호도에 기초하여 단위 시간당 데이터 전송량을 결정하는 단계; 및 상기 강화학습 결정 모델이 환경으로부터 보상을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.In an alternative embodiment, the reinforcement learning decision model comprises an artificial neural network layer comprising at least one node, and the learning method of the reinforcement learning decision model comprises: wherein the reinforcement learning decision model relates to video quality from an Environment. obtaining status information; obtaining, by the reinforcement learning decision model, a user preference including a weight for each of two or more quality indicators; determining, by the reinforcement learning decision model, a data transmission amount per unit time based on the state information and the user preference; and obtaining, by the reinforcement learning decision model, a reward from the environment.
대안적인 실시예에서, 상기 강화학습 결정 모델은, 상기 획득된 사용자 선호도가 반영된 통합 품질이 타겟 품질에 도달하도록 하기 위한 단위 시간당 데이터 전송량을 파레토 최적 솔루션에 기초하여 결정할 수 있다.In an alternative embodiment, the reinforcement learning decision model may determine, based on a Pareto optimal solution, a data transmission amount per unit time for the integrated quality reflecting the obtained user preference to reach a target quality.
대안적인 실시예에서, 상기 사용자 선호도에 포함된 둘 이상의 품질 지표들 각각에 대한 선호 가중치 값 중 적어도 하나에 대한 선호 가중치 값이 획득되지 않은 경우, 적어도 하나의 기 입력된 사용자 선호도들을 포함하는 사용자 선호도 집합에 기초하여 사용자 선호도 분포 데이터를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.In an alternative embodiment, when the preference weight value for at least one of the preference weight values for each of the two or more quality indicators included in the user preference is not obtained, the user preference including at least one pre-entered user preference The method may further include obtaining user preference distribution data based on the set.
대안적인 실시예에서, 상기 사용자 선호도 분포 데이터는, 준지도학습(Semi-Supervised Learning)된 예측 모델을 통해 상기 사용자 선호도 집합에 기초하여 획득될 수 있다.In an alternative embodiment, the user preference distribution data may be obtained based on the user preference set through a semi-supervised learning prediction model.
대안적인 실시예에서, 상기 획득된 사용자 선호도 분포 데이터에 기초하여 상기 사용자 선호도 집합을 사전 결정된 N 개의 선호도 부분 집합으로 나눈 후, 제 1 선호도 부분 집합에 대한 제 1 사용자 선호도 및 제 2 선호도 부분 집합에 대한 제 2 사용자 선호도를 산출하는 단계; 강화학습 결정 모델을 통해 상기 제 1 사용자 선호도가 반영된 통합 품질이 타겟 품질에 도달하도록 하기 위한 제 1 후보 단위 시간당 데이터 전송량을 산출하는 단계; 강화학습 결정 모델을 통해 상기 제 2 사용자 선호도가 반영된 통합 품질이 타겟 품질에 도달하도록 하기 위한 제 2 후보 단위 시간당 데이터 전송량을 산출하는 단계; 및 상기 제 1 후보 단위 시간당 데이터 전송량 및 상기 제 2 후보 단위 시간당 데이터 전송량에 기초하여 최종 단위 시간당 데이터 전송량을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.In an alternative embodiment, after dividing the user preference set into N predetermined preference subsets based on the obtained user preference distribution data, a first user preference for a first preference subset and a second preference subset for the first preference subset calculating a second user preference for calculating a data transmission amount per first candidate unit time so that the integrated quality reflecting the first user preference reaches a target quality through a reinforcement learning decision model; calculating a data transmission amount per second candidate unit time so that the integrated quality reflecting the second user preference reaches a target quality through a reinforcement learning decision model; and determining a final data transmission amount per unit time based on the first candidate data transmission amount per unit time and the second candidate data transmission amount per unit time.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따라 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 개시된다. 상기 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 프로세서에서 실행되는 경우, 동영상 데이터를 전송하기 위한 이하의 동작들을 수행하도록 하며, 상기 동작들은: 동영상 품질을 나타내는 둘 이상의 품질 지표들 각각에 대한 가중치를 포함하는 사용자 선호도(user preference)를 획득하는 동작; 및 강화학습 결정 모델을 통해 상기 획득된 사용자 선호도가 반영된 통합 품질이 타겟 품질에 도달하도록 하기 위한 단위 시간당 데이터 전송량을 결정하는 동작을 포함할 수 있다.A computer program stored in a computer-readable storage medium is disclosed according to an embodiment of the present disclosure for realizing the above-described problems. When the computer program is executed on one or more processors, it causes the following operations to be performed for transmitting video data, wherein the operations include: a user preference (user preference) including a weight for each of two or more quality indicators indicating video quality preference); and determining a data transmission amount per unit time so that the integrated quality in which the acquired user preference is reflected through the reinforcement learning decision model reaches a target quality.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따라 동영상 데이터를 전송하기 위한 장치가 개시된다. 상기 장치는 하나 이상의 프로세서; 메모리; 및 네트워크부를 포함하고, 그리고 상기 하나 이상의 프로세서는, 동영상 품질을 나타내는 둘 이상의 품질 지표들 각각에 대한 가중치를 포함하는 사용자 선호도(user preference)를 획득하고, 그리고 강화학습 결정 모델을 통해 상기 획득된 사용자 선호도가 반영된 통합 품질이 타겟 품질에 도달하도록 하기 위한 단위 시간당 데이터 전송량을 결정할 수 있다.Disclosed is an apparatus for transmitting video data according to an embodiment of the present disclosure for realizing the above-described problems. The apparatus may include one or more processors; Memory; and a network unit, wherein the at least one processor obtains user preference including a weight for each of two or more quality indicators indicating video quality, and obtains a user preference through a reinforcement learning decision model. It is possible to determine the amount of data transmission per unit time for the integrated quality reflecting the preference to reach the target quality.
본 개시는 강화 학습된 네트워크 함수를 통해 효율적인 동영상 데이터 전송 방법을 제공할 수 있다.The present disclosure may provide an efficient method for transmitting video data through a reinforcement learned network function.
도 1은 컨텐츠의 비트레이트를 조절하는 적응형 비트레이트 스트리밍 방식을 도시한 예시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 동영상 데이터를 전송하기 위한 컴퓨팅 장치의 블록 구성도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따라 네트워크 함수를 나타낸 개략도이다
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 강화학습 결정 모델의 강화학습 방법을 설명하기 위해 에이전트와 환경을 예시적으로 도시한 개념도이다
도 5는 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 강화학습 결정 모델의 강화학습 방법을 설명하기 위해 에이전트와 환경을 예시적으로 도시한 개념도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 파레토 최적 솔루션을 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따라 컴퓨팅 장치가 강화학습 결정 모델을 이용하여 동영상 데이터를 전송하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 개시의 다른 일 실시예에 따라 컴퓨팅 장치가 강화학습 결정 모델을 이용하여 동영상 데이터를 전송하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도이다.1 is an exemplary diagram illustrating an adaptive bitrate streaming method for adjusting a bitrate of content.
2 is a block diagram of a computing device for transmitting video data according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a schematic diagram illustrating a network function according to an embodiment of the present disclosure;
4 is a conceptual diagram illustrating an agent and an environment for explaining a reinforcement learning method of a reinforcement learning decision model according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a conceptual diagram exemplarily illustrating an agent and an environment in order to explain a reinforcement learning method of a reinforcement learning decision model according to another embodiment of the present disclosure.
6 is a graph for explaining a Pareto optimal solution according to an embodiment of the present disclosure.
7 is a flowchart illustrating a process in which a computing device transmits video data using a reinforcement learning decision model according to an embodiment of the present disclosure.
8 is a flowchart illustrating a process in which a computing device transmits video data using a reinforcement learning decision model according to another embodiment of the present disclosure.
9 is a simplified, general schematic diagram of an example computing environment in which embodiments of the present disclosure may be implemented.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명된다. 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 개시의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나, 이러한 실시예들은 이러한 구체적인 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다.Various embodiments are now described with reference to the drawings. In this specification, various descriptions are presented to provide an understanding of the present disclosure. However, it is apparent that these embodiments may be practiced without these specific descriptions.
본 명세서에서 사용되는 용어 "컴포넌트", "모듈", "시스템" 등은 컴퓨터-관련 엔티티, 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 소프트웨어 및 하드웨어의 조합, 또는 소프트웨어의 실행을 지칭한다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서상에서 실행되는 처리과정(procedure), 프로세서, 객체, 실행 스레드, 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치에서 실행되는 애플리케이션 및 컴퓨팅 장치 모두 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트는 프로세서 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있다. 일 컴포넌트는 하나의 컴퓨터 내에 로컬화 될 수 있다. 일 컴포넌트는 2개 이상의 컴퓨터들 사이에 분배될 수 있다. 또한, 이러한 컴포넌트들은 그 내부에 저장된 다양한 데이터 구조들을 갖는 다양한 컴퓨터 판독가능한 매체로부터 실행할 수 있다. 컴포넌트들은 예를 들어 하나 이상의 데이터 패킷들을 갖는 신호(예를 들면, 로컬 시스템, 분산 시스템에서 다른 컴포넌트와 상호작용하는 하나의 컴포넌트로부터의 데이터 및/또는 신호를 통해 다른 시스템과 인터넷과 같은 네트워크를 통해 전송되는 데이터)에 따라 로컬 및/또는 원격 처리들을 통해 통신할 수 있다.The terms “component,” “module,” “system,” and the like, as used herein, refer to a computer-related entity, hardware, firmware, software, a combination of software and hardware, or execution of software. For example, a component can be, but is not limited to being, a process running on a processor, a processor, an object, a thread of execution, a program, and/or a computer. For example, both an application running on a computing device and the computing device may be a component. One or more components may reside within a processor and/or thread of execution. A component may be localized within one computer. A component may be distributed between two or more computers. In addition, these components can execute from various computer readable media having various data structures stored therein. Components may communicate via a network such as the Internet with another system, for example, via a signal having one or more data packets (eg, data and/or signals from one component interacting with another component in a local system, distributed system, etc.) may communicate via local and/or remote processes depending on the data being transmitted).
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the term “or” is intended to mean an inclusive “or” rather than an exclusive “or.” That is, unless otherwise specified or clear from context, "X employs A or B" is intended to mean one of the natural implicit substitutions. That is, X employs A; X employs B; or when X employs both A and B, "X employs A or B" may apply to either of these cases. It should also be understood that the term “and/or” as used herein refers to and includes all possible combinations of one or more of the listed related items.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 다만, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Also, the terms "comprises" and/or "comprising" should be understood to mean that the feature and/or element in question is present. However, it should be understood that the terms "comprises" and/or "comprising" do not exclude the presence or addition of one or more other features, elements and/or groups thereof. Also, unless otherwise specified or unless it is clear from context to refer to a singular form, the singular in the specification and claims should generally be construed to mean “one or more”.
그리고, “A 또는 B 중 적어도 하나”이라는 용어는, “A만을 포함하는 경우”, “B 만을 포함하는 경우”, “A와 B의 구성으로 조합된 경우”를 의미하는 것으로 해석되어야 한다. And, the term “at least one of A or B” should be interpreted as meaning “includes only A”, “includes only B”, and “combined with the configuration of A and B”.
당업자들은 추가적으로 여기서 개시된 실시예들과 관련되어 설명된 다양한 예시적 논리적 블록들, 구성들, 모듈들, 회로들, 수단들, 로직들, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양쪽 모두의 조합들로 구현될 수 있음을 인식해야 한다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호교환성을 명백하게 예시하기 위해, 다양한 예시적 컴포넌트들, 블록들, 구성들, 수단들, 로직들, 모듈들, 회로들, 및 단계들은 그들의 기능성 측면에서 일반적으로 위에서 설명되었다. 그러한 기능성이 하드웨어로 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 전반적인 시스템에 부과된 특정 어플리케이션(application) 및 설계 제한들에 달려 있다. 숙련된 기술자들은 각각의 특정 어플리케이션들을 위해 다양한 방법들로 설명된 기능성을 구현할 수 있다. 다만, 그러한 구현의 결정들이 본 개시내용의 영역을 벗어나게 하는 것으로 해석되어서는 안된다.Those skilled in the art will further appreciate that the various illustrative logical blocks, configurations, modules, circuits, means, logics, and algorithm steps described in connection with the embodiments disclosed herein may be implemented in electronic hardware, computer software, or combinations of both. It should be recognized that they can be implemented with To clearly illustrate this interchangeability of hardware and software, various illustrative components, blocks, configurations, means, logics, modules, circuits, and steps have been described above generally in terms of their functionality. Whether such functionality is implemented as hardware or software depends upon the particular application and design constraints imposed on the overall system. Skilled artisans may implement the described functionality in varying ways for each particular application. However, such implementation decisions should not be interpreted as causing a departure from the scope of the present disclosure.
제시된 실시예들에 대한 설명은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예 들로 한정되는 것이 아니다. 본 발명은 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다. Descriptions of the presented embodiments are provided to enable those skilled in the art to use or practice the present invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to those skilled in the art of the present disclosure. The generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the present disclosure. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments presented herein. This invention is to be interpreted in its widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 동영상 데이터를 전송하기 위한 컴퓨팅 장치의 블록 구성도이다.2 is a block diagram of a computing device for transmitting video data according to an embodiment of the present disclosure.
도 2에 도시된 컴퓨팅 장치(100)의 구성은 간략화 하여 나타낸 예시일 뿐이다. 본 개시의 일 실시예에서 컴퓨팅 장치(100)는 컴퓨팅 장치(100)의 컴퓨팅 환경을 수행하기 위한 다른 구성들이 포함될 수 있고, 개시된 구성들 중 일부만이 컴퓨팅 장치(100)를 구성할 수도 있다. The configuration of the
컴퓨팅 장치(100)는 프로세서(110), 메모리(130), 네트워크부(150)를 포함할 수 있다.The
프로세서(110)는 하나 이상의 코어로 구성될 수 있으며, 컴퓨팅 장치의 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 범용 그래픽 처리 장치 (GPGPU: general purpose graphics processing unit), 텐서 처리 장치(TPU: tensor processing unit) 등의 데이터 분석, 딥러닝을 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서(110)는 메모리(130)에 저장된 컴퓨터 프로그램을 판독하여 본 개시의 일 실시예에 따른 기계 학습을 위한 데이터 처리를 수행할 수 있다. 본 개시의 일실시예에 따라 프로세서(110)는 신경망의 학습을 위한 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(110)는 딥러닝(DL: deep learning)에서 학습을 위한 입력 데이터의 처리, 입력 데이터에서의 피처 추출, 오차 계산, 역전파(backpropagation)를 이용한 신경망의 가중치 업데이트 등의 신경망의 학습을 위한 계산을 수행할 수 있다. 프로세서(110)의 CPU, GPGPU, 및 TPU 중 적어도 하나가 네트워크 함수의 학습을 처리할 수 있다. 예를 들어, CPU 와 GPGPU가 함께 네트워크 함수의 학습, 네트워크 함수를 이용한 데이터 분류를 처리할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에서 복수의 컴퓨팅 장치의 프로세서를 함께 사용하여 네트워크 함수의 학습, 네트워크 함수를 이용한 데이터 분류를 처리할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치에서 수행되는 컴퓨터 프로그램은 CPU, GPGPU 또는 TPU 실행가능 프로그램일 수 있다.The
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(130)는 프로세서(110)가 생성하거나 결정한 임의의 형태의 정보 및 네트워크부(150)가 수신한 임의의 형태의 정보를 저장할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the memory 130 may store any type of information generated or determined by the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(130)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 인터넷(internet) 상에서 상기 메모리(130)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다. 전술한 메모리에 대한 기재는 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present disclosure, the memory 130 is a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, or a card type memory (eg, SD or XD memory, etc.), Random Access Memory (RAM), Static Random Access Memory (SRAM), Read-Only Memory (ROM), Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM), Programmable Read (PROM) -Only Memory), a magnetic memory, a magnetic disk, and an optical disk may include at least one type of storage medium. The
본 개시의 일 실시예에 따른 네트워크부(150)에는 임의의 형태의 데이터 및 신호 등을 송수신할 수 있는 임의의 유무선 통신 네트워크가 포함될 수 있다. The
본 개시에서 네트워크부(150)는 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 단거리 통신망(PAN: Personal Area Network), 근거리 통신망(WAN: Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 네트워크는 공지의 월드와이드웹(WWW: World Wide Web)일 수 있으며, 적외선(IrDA: Infrared Data Association) 또는 블루투스(Bluetooth)와 같이 단거리 통신에 이용되는 무선 전송 기술을 이용할 수도 있다.In the present disclosure, the
본 명세서에서 설명된 기술들은 위에서 언급된 네트워크들뿐만 아니라, 다른 네트워크들에서도 사용될 수 있다.The techniques described herein may be used in the networks mentioned above, as well as in other networks.
본 개시에 있어서 컴퓨팅 장치(100)에 의해 수행되는 동영상 데이터 전송 방법은, 동영상 품질을 나타내는 둘 이상의 품질 지표들 각각에 대한 가중치를 포함하는 사용자 선호도(user preference)를 획득하는 단계 및 강화학습 결정 모델을 통해 상기 획득된 사용자 선호도가 반영된 통합 품질이 타겟 품질에 도달하도록 하기 위한 단위 시간당 데이터 전송량을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.In the present disclosure, the video data transmission method performed by the
본 개시에 있어서 '단위 시간당 데이터 전송량'은 동영상 서비스를 제공할 수 있는 서버 또는 업로더 등의 주체가 전송하는 동영상 데이터의 단위 시간당 크기를 의미한다. 단위 시간당 데이터 전송량은 예를 들어 초당 비트수(bps, bit per second), 초당 프레임수 등의 단위를 갖는 값으로 표현될 수 있다. 본 개시에 있어서 '단위 시간당 데이터 전송량'은 '비트레이트(bitrate)'와 상호 교환적으로 사용될 수 있다.In the present disclosure, 'data transmission amount per unit time' means the size per unit time of video data transmitted by a subject such as a server or uploader capable of providing a video service. The data transmission amount per unit time may be expressed as a value having units such as, for example, the number of bits per second (bps, bit per second) and the number of frames per second. In the present disclosure, 'data transmission amount per unit time' may be used interchangeably with 'bitrate'.
본 개시에 있어서 '동영상 품질'은 복수의 품질 지표에 의해 표현될 수 있다. 동영상 품질을 나타내는 둘 이상의 품질 지표들에는 비트레이트(bitrate) 값, 프레임레이트(framerate) 값, 버퍼를 채우는데 요구되는 시간을 나타내는 리버퍼링(rebuffering) 시간값 및 서버에서 동영상 데이터가 전송된 시간과 클라이어트가 동영상 데이터를 수신한 시간의 차이를 나타내는 딜레이(delay) 시간값 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. 비트레이트(bitrate) 값은 동영상 데이터를 송신 또는 수신하기 위한 컴퓨팅 장치가 특정 단위 시간마다 처리하는 비트의 수를 의미한다. 프레임레이트 값은 동영상 데이터에 있어서 단위 시간당 처리되는 프레임 수를 의미한다. 리버퍼링 시간값은 컴퓨팅 장치(100)가 동영상을 재생하기 위하여 동영상 데이터로 버퍼를 채우기 위한 시간을 의미한다. 딜레이 시간값은 서버에서 동영상 데이터가 전송된 시간과 클라이어트가 동영상 데이터를 수신한 시간의 차이값을 나타내며, 네트워크의 상태를 반영한 값일 수 있다. 본 개시의 실시예들에서 동영상 품질을 나타내는 둘 이상의 품질 지표들에는 동영상 품질을 정량적으로 측정하기 위한 다른 구성들이 포함될 수 있고, 상기 개시된 구성들 중 일부만이 동영상 품질을 나타내기 위한 품질 지표들을 구성할 수도 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 상술한 바와 같이 동영상 품질을 나타내는 둘 이상의 품질 지표들 중 적어도 일부는 그 값이 증가할수록 동영상 서비스에 대한 'QoE(Quality of Experience, 체감 품질)'를 증가시킬 수 있다. 예를 들어 비트레이트 값 또는 프레임레이트 값의 경우 그 값이 증가할수록 동영상 화질이 좋아지므로 QoE는 증가할 수 있다. 반대로 품질 지표들 중 적어도 일부는 그 값이 증가할수록 QoE를 감소시킬 수 있다. 대표적으로 리버퍼링 시간값 또는 딜레이 시간값은 그 절대적인 수치가 증가할 경우 대기 시간이 증가하므로 사용자의 QoE를 감소시킨다. 본 개시에 있어서 '동영상 품질'이라는 용어는 '체감 품질(Quality of Experience)', 'QoE' 또는 '서비스 품질(Quality of Service)' 등과 상호 교환적으로 사용될 수 있다.In the present disclosure, 'video quality' may be expressed by a plurality of quality indicators. Two or more quality indicators indicating video quality include a bitrate value, a framerate value, a rebuffering time value indicating the time required to fill the buffer, and the time the video data is transmitted from the server. At least one of a delay time value indicating a difference in time at which the client receives the moving picture data may be included. A bitrate value refers to the number of bits that a computing device for transmitting or receiving video data processes for each specific unit time. The frame rate value means the number of frames processed per unit time in video data. The rebuffering time value means a time for the
본 개시의 사용자 선호도는 동영상 품질을 나타내는 둘 이상의 품질 지표들 각각에 대한 선호 가중치(Preferred weight)를 포함할 수 있다. 사용자 선호도에 포함된 각 품질 지표에 대한 선호 가중치는 사용자에 따른 해당 품질 지표의 중요도를 의미하는 것으로 해석될 수 있다. 상기 각 품질 지표에 대한 선호 가중치의 비율은 사용자에 따른 각 품질 지표의 중요도의 비율을 의미하는 것으로 해석될 수도 있다. 사용자 선호도는 둘 이상의 품질 지표들 각각에 대한 선호 가중치를 벡터 형태로 표현될 수 있다. 상기 사용자 선호도에 대한 벡터 표현은 '선호 가중치 벡터'와 상호 교환적으로 호칭될 수 있다. 일 실시예에서, A 사용자가 비트레이트, 딜레이 시간값의 선호 가중치를 각각 '10' 및 '1'로 입력한 경우, [비트레이트, 딜레이 시간값]에 대한 사용자 선호도는 '(10,1)'과 같은 선호 가중치 벡터로 표현될 수 있다. 또한 위 실시예에서 선호 가중치 벡터(즉, (10,1))는 “A 사용자는 '비트레이트'를 높여서 고화질의 동영상을 전송받는 것이 '딜레이 시간값'을 줄여서 동영상을 빠르게 전송받는 것보다 10배의 중요도 또는 선호도를 갖는다.”와 같이 해석될 수 있다. 본 개시에 따른 사용자 선호도는 체감 품질을 최적화하기 위한 목적으로 각 품질 지표들에 대해 사용자에 의해 부여되는 가중치들 또는 값들을 의미한다.The user preference of the present disclosure may include a preferred weight for each of two or more quality indicators indicating video quality. The preference weight for each quality indicator included in the user preference may be interpreted as meaning the importance of the corresponding quality indicator according to the user. The ratio of the preference weight for each quality indicator may be interpreted as meaning a ratio of the importance of each quality indicator according to the user. The user preference may be expressed in the form of a vector of preference weights for each of the two or more quality indicators. The vector representation of the user preference may be interchangeably referred to as a 'preference weight vector'. In one embodiment, when user A inputs preference weights of bit rate and delay time values as '10' and '1', respectively, user preference for [bit rate, delay time value] is '(10,1) It can be expressed as a preferred weight vector such as '. In addition, in the above embodiment, the preferred weight vector (that is, (10,1)) is “User A receives a high-quality video by increasing the 'bit rate' rather than receiving a faster video by reducing the 'delay time value' by 10 It has the importance or preference of the ship.” User preference according to the present disclosure means weights or values assigned by a user to each of the quality indicators for the purpose of optimizing the quality of experience.
본 개시에 따른 통합 품질은 사용자 선호도를 나타내는 선호 가중치 벡터와 동영상 품질을 나타내는 품질 벡터 사이의 연산 결과에 기초하여 산출될 수 있다. The integrated quality according to the present disclosure may be calculated based on an operation result between a preference weight vector indicating user preference and a quality vector indicating video quality.
본 개시 내용에 있어서 “통합 품질(Unified QoE)”은 “동영상 품질(즉, QoE)과 사용자의 선호도(User Preference)가 모두 고려된 품질 정보”를 의미하는 용어로 사용될 수 있다. 일반적으로 동영상 데이터를 전송할 때, 컴퓨팅 자원의 한계로 인해 동영상 체감 품질(QoE)의 모든 품질 지표를 최대화하는 유일 해는 존재하지 않는다. 예를 들어, 네트워크 자원이 한정되어 있는 상태에서 사용자가 오로지 동영상의 화질만 중요시하여 비트레이트에 대한 선호 가중치를 최대로 설정한다면, 높은 비트레이트값으로 인해 상대적으로 긴 리퍼버링 시간 또는 긴 딜레이 시간을 감수해야만 한다. 반대로 사용자가 빠른 동영상의 전송을 요구하여 딜레이 시간에 대한 선호 가중치를 최대로 설정(즉, 딜레이 시간을 줄이는 것에 높은 가중치를 주는 것으로 설정)한다면, 낮은 비트레이트값으로 인해 동영상의 화질은 저하될 것이다. 상기 예시와 같이 동영상 체감 품질(QoE)에 포함된 복수의 품질 지표들(예를 들어, 비트레이트, 딜레이 시간 등)에 대한 모든 조건을 동시에 만족하는 유일해는 없다. 다시 말해, 하나의 지표를 개선하기 위해서는 컴퓨팅 자원의 한계로 인해 다른 지표를 포기해야하는 경쟁적 조건들 속에서 모든 조건을 동시에 만족하는 유일해란 존재하지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명은 사용자의 선호도가 반영된 '통합 품질'을 개시한다. 본 개시 내용에 있어서 “타겟 품질”이라는 용어는 “주어진 사용자 선호도에 있어서 계산된 통합 품질의 값이 최대인 경우의 통합 품질 값”과 상호 교환적으로 사용될 수 있다. 통합 품질에 관한 수식은 수학식 1과 같이 표현될 수 있다. In the present disclosure, “Unified QoE” may be used as a term meaning “quality information in which both video quality (ie, QoE) and user preference are considered”. In general, when transmitting video data, there is no single solution that maximizes all quality indicators of video quality of experience (QoE) due to the limitation of computing resources. For example, in a state where network resources are limited, if a user considers only the video quality and sets the preferred weight for the bit rate to the maximum, a relatively long refurbishing time or a long delay time due to a high bit rate value have to endure Conversely, if the user requests fast video transmission and sets the preferred weight for the delay time to the maximum (that is, to give a high weight to reducing the delay time), the video quality will be deteriorated due to the low bitrate value. . As in the above example, there is no unique solution that simultaneously satisfies all conditions for a plurality of quality indicators (eg, bit rate, delay time, etc.) included in quality of experience (QoE). In other words, there may not be a unique solution that satisfies all conditions at the same time in the competitive conditions in which one has to give up the other index due to the limitation of computing resources in order to improve one index. Accordingly, the present invention discloses 'integrated quality' in which the user's preference is reflected. In the present disclosure, the term “target quality” may be used interchangeably with “integrated quality value in the case where the value of the calculated integrated quality is the maximum for a given user preference”. The formula for the integrated quality can be expressed as Equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
본 개시는 수학식 1을 통해 동영상 품질(QoE) 벡터를 두 개의 구성요소로 이해한다. 는 동영상 품질 벡터를 구성하는 구성요소 중 이익 벡터(benefit vector)를 나타낸다. 상기 이익 벡터 는 동영상 품질을 구성하는 품질 지표들 중 값이 증가할수록 동영상 품질에 긍정적인 영향을 미치는 지표들(예를 들어, 비트레이트, 프레임레이트 등)을 벡터의 성분으로서 포함할 수 있다. 반면 는 동영상 품질 벡터를 구성하는 구성요소 중 페널티 벡터(penalty vector)를 나타낸다. 상기 페널티 벡터 는 동영상 품질을 구성하는 품질 지표들 중 값이 증가할수록 동영상 품질에 부정적인 영향을 미치는 지표들(예를 들어, 리퍼버링 시간, 딜레이 시간 등)을 벡터의 성분으로서 포함할 수 있다. 는 선호 가중치 벡터에 포함된 적어도 하나의 선호 가중치 중에서 이익 벡터에 대응되는 선호 가중치들을 포함하는 부분 가중치 벡터를 나타낸다. 는 선호 가중치 벡터에 포함된 적어도 하나의 선호 가중치 중에서 페널티 벡터에 대응되는 선호 가중치들을 포함하는 부분 가중치 벡터를 나타낸다. 는 이익 벡터에 대한 비선형적 선호도를 표현하기 위한 지수 가중치를 나타낸다. 는 예를 들어 1, 2.5 등의 실수값을 가질 수 있다. 는 선호 가중치 벡터의 구성 성분 중에서 이익 벡터에 대응되는 가중치 벡터의 원소들 총합을 나타낸다. 는 선호 가중치 벡터의 구성 성분 중에서 페널티 벡터에 대응되는 가중치 벡터의 원소들 총합을 나타낸다. 본 개시에서 사용자 선호도를 표현하기 위한 선호 가중치 벡터는 []와 같이 표현될 수 있다. 사용자는 상기 선호 가중치 벡터에 포함된 어떠한 인자라도 언제든지 조절할 수 있다. 본 개시에 있어서 타겟 품질은 상기한 선호 가중치 벡터에 대해서 상기 수학식 1로 표현되는 통합 품질이 최대인 경우의 값을 의미하며, 본 개시에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 이러한 타겟 품질을 만족시키기 위해 강화학습 결정 모델을 이용한다. 강화학습 결정 모델에 관하여는 후술하여 자세히 설명한다. 전술한 통합 품질과 관련한 수학식 1은 일 예시에 불과할 뿐, 본 개시는 사용자 선호도와 동영상 품질을 각각 벡터로 표현하고 벡터 사이의 연산 결과에 기초하여 통합 품질을 산출할 수 있는 방법을 제한없이 포함할 수 있다.The present disclosure understands a moving picture quality (QoE) vector as two components through Equation (1). represents a benefit vector among the components constituting the video quality vector. said profit vector may include indicators (eg, bit rate, frame rate, etc.) that positively affect the video quality as the value of the quality indicators constituting the video quality increases as a component of the vector. On the other hand represents a penalty vector among components constituting the video quality vector. said penalty vector may include, as components of a vector, indicators that negatively affect the video quality (eg, repurposing time, delay time, etc.) as the value of the quality indicators constituting the video quality increases. denotes a partial weight vector including preference weights corresponding to the profit vector among at least one preference weight included in the preference weight vector. denotes a partial weight vector including preference weights corresponding to the penalty vector among at least one preference weight included in the preference weight vector. denotes an exponential weight for expressing a non-linear preference for a profit vector. may have a real value such as 1, 2.5, etc., for example. represents the sum of the elements of the weight vector corresponding to the profit vector among the constituents of the preference weight vector. denotes the sum of elements of the weight vector corresponding to the penalty vector among constituents of the preference weight vector. In the present disclosure, the preference weight vector for expressing user preference is [ ] can be expressed as The user can adjust any factor included in the preference weight vector at any time. In the present disclosure, the target quality means a value when the integration quality expressed by Equation 1 is the maximum with respect to the preference weight vector, and the
본 개시에 따라 상기 수학식 1과 같이 통합 품질을 표현할 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 값이 증가할수록 동영상 품질에 긍정적인 영향을 미치는 요소와 값이 증가할수록 동영상 품질에 부정적인 영향을 미치는 요소를 하나의 수식을 통해 사용자 선호도와 함께 연산하여 스칼라화된(scalarized) 통합 품질 값을 획득할 수 있다. 따라서 본 개시에 따른 동영상 데이터 전송 방법에 있어서 컴퓨팅 장치(100)는 사용자 선호도에 따른 통합 품질 값을 정의하고 이에 기초하여 단위 시간당 데이터 전송량을 결정한다. When the integrated quality is expressed as in Equation 1 according to the present disclosure, the
본 개시에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 강화학습 결정 모델을 통해 상술한 바와 같이 사용자 선호도가 반영된 통합 품질이 타겟 품질에 도달하도록 하기 위한 단위 시간당 데이터 전송량을 결정할 수 있다. The
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따라 네트워크 함수를 나타낸 개략도이다. 본 개시에 따른 강화학습 결정 모델은 적어도 하나 이상의 노드를 포함할 수 있다. 본 개시에 따른 강화학습 결정 모델은 하나 이상의 신경망 레이어를 포함하는 신경망 구조를 포함할 수 있다.3 is a schematic diagram illustrating a network function according to an embodiment of the present disclosure; The reinforcement learning decision model according to the present disclosure may include at least one or more nodes. The reinforcement learning decision model according to the present disclosure may include a neural network structure including one or more neural network layers.
본 명세서에 걸쳐, 모델, 결정 모델, 예측 모델, 신경망, 네트워크 함수, 뉴럴 네트워크(neural network)는 동일한 의미로 사용될 수 있다. 신경망은 일반적으로 노드라 지칭될 수 있는 상호 연결된 계산 단위들의 집합으로 구성될 수 있다. 이러한 노드들은 뉴런(neuron)들로 지칭될 수도 있다. 신경망은 적어도 하나의 노드들을 포함하여 구성된다. 신경망들을 구성하는 노드(또는 뉴런)들은 하나 이상의 링크에 의해 상호 연결될 수 있다.Throughout this specification, the terms model, decision model, predictive model, neural network, network function, and neural network may be used interchangeably. A neural network may be composed of a set of interconnected computational units, which may generally be referred to as nodes. These nodes may also be referred to as neurons. The neural network is configured to include at least one node. Nodes (or neurons) constituting the neural networks may be interconnected by one or more links.
신경망 내에서, 링크를 통해 연결된 하나 이상의 노드들은 상대적으로 입력 노드 및 출력 노드의 관계를 형성할 수 있다. 입력 노드 및 출력 노드의 개념은 상대적인 것으로서, 하나의 노드에 대하여 출력 노드 관계에 있는 임의의 노드는 다른 노드와의 관계에서 입력 노드 관계에 있을 수 있으며, 그 역도 성립할 수 있다. 상술한 바와 같이, 입력 노드 대 출력 노드 관계는 링크를 중심으로 생성될 수 있다. 하나의 입력 노드에 하나 이상의 출력 노드가 링크를 통해 연결될 수 있으며, 그 역도 성립할 수 있다. In the neural network, one or more nodes connected through a link may relatively form a relationship between an input node and an output node. The concepts of an input node and an output node are relative, and any node in an output node relationship with respect to one node may be in an input node relationship in a relationship with another node, and vice versa. As described above, an input node-to-output node relationship may be created around a link. One or more output nodes may be connected to one input node through a link, and vice versa.
하나의 링크를 통해 연결된 입력 노드 및 출력 노드 관계에서, 출력 노드의 데이터는 입력 노드에 입력된 데이터에 기초하여 그 값이 결정될 수 있다. 여기서 입력 노드와 출력 노드를 상호 연결하는 링크는 가중치(weight)를 가질 수 있다. 가중치는 가변적일 수 있으며, 신경망이 원하는 기능을 수행하기 위해, 사용자 또는 알고리즘에 의해 가변 될 수 있다. 예를 들어, 하나의 출력 노드에 하나 이상의 입력 노드가 각각의 링크에 의해 상호 연결된 경우, 출력 노드는 상기 출력 노드와 연결된 입력 노드들에 입력된 값들 및 각각의 입력 노드들에 대응하는 링크에 설정된 가중치에 기초하여 출력 노드 값을 결정할 수 있다.In the relationship between the input node and the output node connected through one link, the value of the data of the output node may be determined based on data input to the input node. Here, a link interconnecting the input node and the output node may have a weight. The weight may be variable, and may be changed by a user or an algorithm in order for the neural network to perform a desired function. For example, when one or more input nodes are interconnected to one output node by respective links, the output node sets values input to input nodes connected to the output node and links corresponding to the respective input nodes. An output node value may be determined based on the weight.
상술한 바와 같이, 신경망은 하나 이상의 노드들이 하나 이상의 링크를 통해 상호 연결되어 신경망 내에서 입력 노드 및 출력 노드 관계를 형성한다. 신경망 내에서 노드들과 링크들의 개수 및 노드들과 링크들 사이의 연관관계, 링크들 각각에 부여된 가중치의 값에 따라, 신경망의 특성이 결정될 수 있다. 예를 들어, 동일한 개수의 노드 및 링크들이 존재하고, 링크들의 가중치 값이 상이한 두 신경망이 존재하는 경우, 두 개의 신경망들은 서로 상이한 것으로 인식될 수 있다.As described above, in a neural network, one or more nodes are interconnected through one or more links to form an input node and an output node relationship in the neural network. The characteristics of the neural network may be determined according to the number of nodes and links in the neural network, the correlation between the nodes and the links, and the value of a weight assigned to each of the links. For example, when the same number of nodes and links exist and there are two neural networks having different weight values of the links, the two neural networks may be recognized as different from each other.
신경망은 하나 이상의 노드들의 집합으로 구성될 수 있다. 신경망을 구성하는 노드들의 부분 집합은 레이어(layer)를 구성할 수 있다. 신경망을 구성하는 노드들 중 일부는, 최초 입력 노드로부터의 거리들에 기초하여, 하나의 레이어(layer)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 최초 입력 노드로부터 거리가 n인 노드들의 집합은, n 레이어를 구성할 수 있다. 최초 입력 노드로부터 거리는, 최초 입력 노드로부터 해당 노드까지 도달하기 위해 거쳐야 하는 링크들의 최소 개수에 의해 정의될 수 있다. 그러나, 이러한 레이어의 정의는 설명을 위한 임의적인 것으로서, 신경망 내에서 레이어의 차수는 상술한 것과 상이한 방법으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 노드들의 레이어는 최종 출력 노드로부터 거리에 의해 정의될 수도 있다.A neural network may consist of a set of one or more nodes. A subset of nodes constituting the neural network may constitute a layer. Some of the nodes constituting the neural network may configure one layer based on distances from the initial input node. For example, a set of nodes having a distance of n from the initial input node may constitute n layers. The distance from the initial input node may be defined by the minimum number of links that must be passed to reach the corresponding node from the initial input node. However, the definition of such a layer is arbitrary for description, and the order of the layer in the neural network may be defined in a different way from the above. For example, a layer of nodes may be defined by a distance from the final output node.
최초 입력 노드는 신경망 내의 노드들 중 다른 노드들과의 관계에서 링크를 거치지 않고 데이터가 직접 입력되는 하나 이상의 노드들을 의미할 수 있다. 또는, 신경망 네트워크 내에서, 링크를 기준으로 한 노드 간의 관계에 있어서, 링크로 연결된 다른 입력 노드들을 가지지 않는 노드들을 의미할 수 있다. 이와 유사하게, 최종 출력 노드는 신경망 내의 노드들 중 다른 노드들과의 관계에서, 출력 노드를 가지지 않는 하나 이상의 노드들을 의미할 수 있다. 또한, 히든 노드는 최초 입력 노드 및 최후 출력 노드가 아닌 신경망을 구성하는 노드들을 의미할 수 있다. The initial input node may mean one or more nodes to which data is directly input without going through a link in a relationship with other nodes among nodes in the neural network. Alternatively, in a relationship between nodes based on a link in a neural network, it may mean nodes that do not have other input nodes connected by a link. Similarly, the final output node may refer to one or more nodes that do not have an output node in relation to other nodes among nodes in the neural network. In addition, the hidden node may mean nodes constituting the neural network other than the first input node and the last output node.
본 개시의 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수와 동일할 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 감소하다가 다시 증가하는 형태의 신경망일 수 있다. 또한, 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수 보다 적을 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 감소하는 형태의 신경망일 수 있다. 또한, 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수보다 많을 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 증가하는 형태의 신경망일 수 있다. 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 신경망은 상술한 신경망들의 조합된 형태의 신경망일 수 있다.The neural network according to an embodiment of the present disclosure may be a neural network in which the number of nodes in the input layer may be the same as the number of nodes in the output layer, and the number of nodes decreases and then increases again as progresses from the input layer to the hidden layer. can Also, in the neural network according to another embodiment of the present disclosure, the number of nodes in the input layer may be less than the number of nodes in the output layer, and the number of nodes may be reduced as the number of nodes progresses from the input layer to the hidden layer. there is. In addition, the neural network according to another embodiment of the present disclosure may be a neural network in which the number of nodes in the input layer may be greater than the number of nodes in the output layer, and the number of nodes increases as the number of nodes progresses from the input layer to the hidden layer. can The neural network according to another embodiment of the present disclosure may be a neural network in a combined form of the aforementioned neural networks.
딥 뉴럴 네트워크(DNN: deep neural network, 심층신경망)는 입력 레이어와 출력 레이어 외에 복수의 히든 레이어를 포함하는 신경망을 의미할 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크를 이용하면 데이터의 잠재적인 구조(latent structures)를 파악할 수 있다. 즉, 사진, 글, 비디오, 음성, 음악의 잠재적인 구조(예를 들어, 어떤 물체가 사진에 있는지, 글의 내용과 감정이 무엇인지, 음성의 내용과 감정이 무엇인지 등)를 파악할 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크는 컨볼루션 뉴럴 네트워크(CNN: convolutional neural network), 리커런트 뉴럴 네트워크(RNN: recurrent neural network), 오토 인코더(auto encoder), GAN(Generative Adversarial Networks), 제한 볼츠만 머신(RBM: restricted boltzmann machine), 심층 신뢰 네트워크(DBN: deep belief network), Q 네트워크, U 네트워크, 샴 네트워크, 적대적 생성 네트워크(GAN: Generative Adversarial Network) 등을 포함할 수 있다. 전술한 딥 뉴럴 네트워크의 기재는 예시일 뿐이며 본 개시는 이에 제한되지 않는다. A deep neural network (DNN) may refer to a neural network including a plurality of hidden layers in addition to an input layer and an output layer. Deep neural networks can be used to identify the latent structures of data. In other words, it can identify the potential structure of photos, texts, videos, voices, and music (e.g., what objects are in the photos, what the text and emotions are, what the texts and emotions are, etc.) . Deep neural networks include convolutional neural networks (CNNs), recurrent neural networks (RNNs), auto encoders, generative adversarial networks (GANs), and restricted boltzmann machines (RBMs). machine), a deep belief network (DBN), a Q network, a U network, a Siamese network, and a Generative Adversarial Network (GAN). The description of the deep neural network described above is only an example, and the present disclosure is not limited thereto.
본 개시의 일 실시예에서 네트워크 함수는 오토 인코더(autoencoder)를 포함할 수도 있다. 오토 인코더는 입력 데이터와 유사한 출력 데이터를 출력하기 위한 인공 신경망의 일종일 수 있다. 오토 인코더는 적어도 하나의 히든 레이어를 포함할 수 있으며, 홀수 개의 히든 레이어가 입출력 레이어 사이에 배치될 수 있다. 각각의 레이어의 노드의 수는 입력 레이어의 노드의 수에서 병목 레이어(인코딩)라는 중간 레이어로 축소되었다가, 병목 레이어에서 출력 레이어(입력 레이어와 대칭)로 축소와 대칭되어 확장될 수도 있다. 오토 인코더는 비선형 차원 감소를 수행할 수 있다. 입력 레이어 및 출력 레이어의 수는 입력 데이터의 전처리 이후에 차원과 대응될 수 있다. 오토 인코더 구조에서 인코더에 포함된 히든 레이어의 노드의 수는 입력 레이어에서 멀어질수록 감소하는 구조를 가질 수 있다. 병목 레이어(인코더와 디코더 사이에 위치하는 가장 적은 노드를 가진 레이어)의 노드의 수는 너무 작은 경우 충분한 양의 정보가 전달되지 않을 수 있으므로, 특정 수 이상(예를 들어, 입력 레이어의 절반 이상 등)으로 유지될 수도 있다.In an embodiment of the present disclosure, the network function may include an autoencoder. The auto-encoder may be a kind of artificial neural network for outputting output data similar to input data. The auto encoder may include at least one hidden layer, and an odd number of hidden layers may be disposed between the input/output layers. The number of nodes in each layer may be reduced from the number of nodes of the input layer to an intermediate layer called the bottleneck layer (encoding), and then expanded symmetrically with reduction from the bottleneck layer to the output layer (symmetrically with the input layer). The auto-encoder can perform non-linear dimensionality reduction. The number of input layers and output layers may correspond to a dimension after preprocessing the input data. In the auto-encoder structure, the number of nodes of the hidden layer included in the encoder may have a structure that decreases as the distance from the input layer increases. If the number of nodes in the bottleneck layer (the layer with the fewest nodes located between the encoder and decoder) is too small, a sufficient amount of information may not be conveyed, so a certain number or more (e.g., more than half of the input layer, etc.) ) may be maintained.
뉴럴 네트워크는 교사 학습(supervised learning), 비교사 학습(unsupervised learning), 반교사학습(semi supervised learning), 또는 강화학습(reinforcement learning) 중 적어도 하나의 방식으로 학습될 수 있다. 뉴럴 네트워크의 학습은 뉴럴 네트워크가 특정한 동작을 수행하기 위한 지식을 뉴럴 네트워크에 적용하는 과정일 수 있다. The neural network may be trained using at least one of supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, and reinforcement learning. Learning of the neural network may be a process of applying knowledge for the neural network to perform a specific operation to the neural network.
뉴럴 네트워크는 출력의 오류를 최소화하는 방향으로 학습될 수 있다. 뉴럴 네트워크의 학습에서 반복적으로 학습 데이터를 뉴럴 네트워크에 입력시키고 학습 데이터에 대한 뉴럴 네트워크의 출력과 타겟의 에러를 계산하고, 에러를 줄이기 위한 방향으로 뉴럴 네트워크의 에러를 뉴럴 네트워크의 출력 레이어에서부터 입력 레이어 방향으로 역전파(backpropagation)하여 뉴럴 네트워크의 각 노드의 가중치를 업데이트 하는 과정이다. 교사 학습의 경우 각각의 학습 데이터에 정답이 라벨링 되어있는 학습 데이터를 사용하며(즉, 라벨링된 학습 데이터), 비교사 학습의 경우는 각각의 학습 데이터에 정답이 라벨링되어 있지 않을 수 있다. 즉, 예를 들어 데이터 분류에 관한 교사 학습의 경우의 학습 데이터는 학습 데이터 각각에 카테고리가 라벨링 된 데이터 일 수 있다. 라벨링된 학습 데이터가 뉴럴 네트워크에 입력되고, 뉴럴 네트워크의 출력(카테고리)과 학습 데이터의 라벨을 비교함으로써 오류(error)가 계산될 수 있다. 다른 예로, 데이터 분류에 관한 비교사 학습의 경우 입력인 학습 데이터가 뉴럴 네트워크 출력과 비교됨으로써 오류가 계산될 수 있다. 계산된 오류는 뉴럴 네트워크에서 역방향(즉, 출력 레이어에서 입력 레이어 방향)으로 역전파 되며, 역전파에 따라 뉴럴 네트워크의 각 레이어의 각 노드들의 연결 가중치가 업데이트 될 수 있다. 업데이트 되는 각 노드의 연결 가중치는 학습률(learning rate)에 따라 변화량이 결정될 수 있다. 입력 데이터에 대한 뉴럴 네트워크의 계산과 에러의 역전파는 학습 사이클(epoch)을 구성할 수 있다. 학습률은 뉴럴 네트워크의 학습 사이클의 반복 횟수에 따라 상이하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 뉴럴 네트워크의 학습 초기에는 높은 학습률을 사용하여 뉴럴 네트워크가 빠르게 일정 수준의 성능을 확보하도록 하여 효율성을 높이고, 학습 후기에는 낮은 학습률을 사용하여 정확도를 높일 수 있다.A neural network can be trained in a way that minimizes output errors. In the training of a neural network, iteratively input the training data into the neural network, calculate the output of the neural network and the target error for the training data, and calculate the error of the neural network from the output layer of the neural network to the input layer in the direction to reduce the error. It is a process of updating the weight of each node in the neural network by backpropagation in the direction. In the case of teacher learning, learning data in which the correct answer is labeled in each learning data is used (ie, labeled learning data), and in the case of comparative learning, the correct answer may not be labeled in each learning data. That is, for example, learning data in the case of teacher learning related to data classification may be data in which categories are labeled in each of the learning data. Labeled training data is input to the neural network, and an error can be calculated by comparing the output (category) of the neural network with the label of the training data. As another example, in the case of comparison learning related to data classification, an error may be calculated by comparing the input training data with the neural network output. The calculated error is back propagated in the reverse direction (ie, from the output layer to the input layer) in the neural network, and the connection weight of each node of each layer of the neural network may be updated according to the back propagation. The change amount of the connection weight of each node to be updated may be determined according to a learning rate. The computation of the neural network on the input data and the backpropagation of errors can constitute a learning cycle (epoch). The learning rate may be applied differently according to the number of repetitions of the learning cycle of the neural network. For example, in the early stage of learning of a neural network, a high learning rate can be used to enable the neural network to quickly obtain a certain level of performance, thereby increasing efficiency, and using a low learning rate at a later stage of learning can increase accuracy.
뉴럴 네트워크의 학습에서 일반적으로 학습 데이터는 실제 데이터(즉, 학습된 뉴럴 네트워크를 이용하여 처리하고자 하는 데이터)의 부분집합일 수 있으며, 따라서, 학습 데이터에 대한 오류는 감소하나 실제 데이터에 대해서는 오류가 증가하는 학습 사이클이 존재할 수 있다. 과적합(overfitting)은 이와 같이 학습 데이터에 과하게 학습하여 실제 데이터에 대한 오류가 증가하는 현상이다. 예를 들어, 노란색 고양이를 보여 고양이를 학습한 뉴럴 네트워크가 노란색 이외의 고양이를 보고는 고양이임을 인식하지 못하는 현상이 과적합의 일종일 수 있다. 과적합은 머신러닝 알고리즘의 오류를 증가시키는 원인으로 작용할 수 있다. 이러한 과적합을 막기 위하여 다양한 최적화 방법이 사용될 수 있다. 과적합을 막기 위해서는 학습 데이터를 증가시키거나, 레귤라이제이션(regularization), 학습의 과정에서 네트워크의 노드 일부를 비활성화하는 드롭아웃(dropout), 배치 정규화 레이어(batch normalization layer)의 활용 등의 방법이 적용될 수 있다.In the training of neural networks, in general, the training data may be a subset of real data (that is, data to be processed using the trained neural network), and thus, the error on the training data is reduced, but the error on the real data is reduced. There may be increasing learning cycles. Overfitting is a phenomenon in which errors on actual data increase by over-learning on training data as described above. For example, a phenomenon in which a neural network that has learned a cat by seeing a yellow cat does not recognize that it is a cat when it sees a cat other than yellow may be a type of overfitting. Overfitting can act as a cause of increasing errors in machine learning algorithms. In order to prevent such overfitting, various optimization methods can be used. In order to prevent overfitting, methods such as increasing the training data, regularization, and dropout that deactivate some of the nodes of the network in the process of learning, and the use of a batch normalization layer are applied. can
본 개시에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 강화학습 방법에 기초하여 단위 시간당 데이터 전송량을 결정하기 위한 강화학습 결정 모델을 학습시킬 수 있다. 적어도 하나의 인공 신경망 레이어를 포함하는 강화학습 결정 모델은 강화학습 과정에서 인공 신경망 레이어에 포함된 적어도 하나의 노드에 관한 파라미터 또는 편향값을 갱신할 수 있다. 이하에서는 도 4 내지 도 5를 참조하여 본 개시에 따른 강화학습 결정 모델의 학습 방법에 대해 설명한다.The
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 강화학습 결정 모델의 강화학습 방법을 설명하기 위해 에이전트와 환경을 도시한 개념도이다. 강화학습은 인공 신경망 모델이 행동을 선택하고, 선택한 행동에 대해 주어지는 보상에 기초하여 인공 신경망 모델을 학습시키는 방법이다. 강화학습 과정에서 인공 신경망 모델에게 주어지는 보상은 여러 행동의 결과가 누적된 보상일 수 있다. 강화학습은 학습을 통해 여러가지 상태(State)와, 행동(Action)에 따른 보상(Reward)을 고려하여 보상 또는 리턴(return)이 최대가 되도록 하는 인공 신경망 모델을 생성한다. 상기 리턴(return)은 "누적 보상(reward)"와 상호 교환되어 동일한 의미로 사용될 수 있다. 본 개시에 있어서 강화학습 결정 모델은 행동을 결정하는 주체로써 에이전트 (Agent)와 상호 교환되어 사용 가능하다. 본 개시에 있어서 에이전트(410)에 대응되는 개념으로 환경(Environment, Env)이 사용될 수 있다. 환경(430)은 에이전트(410)가 행동을 결정하는데 근거가 될 수 있는 상태 정보를 에이전트(410)에게 제공할 수 있다. 그 후 에이전트(410)는 환경(430)으로부터 획득한 상태 정보에 기초하여 행동을 결정할 수 있다. 에이전트(410)가 결정된 행동을 환경(430)으로 넘겨주게 되면, 에이전트(410)는 행동에 기초한 보상 및 다음 상태 정보를 환경(430)으로부터 수신할 수 있다. 환경(430)이 보상을 결정하는 기준이 되는 보상 함수 및 환경(430)이 에이전트(410)로부터 행동을 수신한 후 다음 상태 정보의 결정 기준이 되는 전이 확률 분포 함수를 알 수 있는 경우에 강화학습은 "모델 기반(Model-based) 강화학습이라고 호칭된다. 반면 환경(430)의 보상 함수 및 환경(430)의 전이 확률 분포 함수를 에이전트(410)가 알 수 없는 경우에 강화학습은 "모델 프리(Model-free)" 강화학습이라고 호칭된다. 상태 정보와 다음 상태 정보 또는 상태 정보와 갱신된 상태 정보를 시점 t와 관련하여 표현할 경우, 임의의 시점 t에 에이전트(410)는 환경(430)으로부터 획득한 상태 정보()에 기초하여 가능한 행동들의 확률 분포에 따라 임의의 행동()을 결정하고, 환경(430)으로부터 갱신된 상태 정보()와 보상()을 받는다. 이러한 상호 작용에 기반하여 에이전트(410)는 주어진 환경(430)에서 리턴을 최대화하는 정책(Policy)을 학습한다. 상기 정책이란 에이전트(410)가 특정 상태에 대해 특정 행동을 할 확률에 관한 집합을 의미할 수 있다. 본 개시에 있어서 환경(430)은 컴퓨팅 장치(100) 내부 또는 외부에 존재하여 강화학습 결정 모델의 연산과정과 별도로 상태 정보 및 보상을 산출할 수도 있다. 4 is a conceptual diagram illustrating an agent and an environment to explain a reinforcement learning method of a reinforcement learning decision model according to an embodiment of the present disclosure. Reinforcement learning is a method in which an artificial neural network model selects a behavior and trains an artificial neural network model based on a reward given for the selected behavior. The reward given to the artificial neural network model in the reinforcement learning process may be a reward accumulated by the results of several actions. Reinforcement learning creates an artificial neural network model that maximizes reward or return by considering various states and rewards according to actions through learning. The return (return) may be used interchangeably with "cumulative reward" and has the same meaning. In the present disclosure, the reinforcement learning decision model can be used interchangeably with an agent as a subject that determines a behavior. In the present disclosure, an environment (Environment, Env) may be used as a concept corresponding to the
본 개시에 있어서 에이전트가 행동을 결정하는 방법은 예를 들어 가치 기반(Value-Based) 행동 결정 방법, 정책 기반(Policy-Based) 행동 결정 방법, 가치 및 정책 모두에 기반한 행동 결정 방법에 중 적어도 하나에 기초할 수 있다. 상기 가치 기반 행동 결정 방법은 가치 함수에 기초하여 각 상태에서 최고의 가치(value)를 주는 행동을 결정하는 방법이다. 가치 기반 행동 결정 방법의 예시로는 Q-learning, DQN(Deep Q-Network) 등이 포함될 수 있다. 상기 정책 기반 행동 결정 방법은 가치 함수 없이, 최종 리턴 및 정책 함수에 기초하여 행동을 결정하는 방법이다. 정책 기반 행동 결정 방법의 예시로는 Policy Gradient 기법 등이 포함될 수 있다. 상기 가치 및 정책 모두에 기반한 행동 결정 방법은 정책함수가 행동을 결정하면 가치함수가 행동을 평가하는 방식으로 학습하여 에이전트의 행동을 결정하는 방법이다. 가치 및 정책 모두에 기반한 행동 결정 방법은 예를 들어 Soft Actor-Critic 알고리즘 등이 포함될 수 있다. 강화학습 모델의 학습 방법과 관련한 구체적인 내용에 대한 설명은 본 출원에서 전체가 참조로서 통합되는 네이쳐 논문 "Human-level control through deep reinforcement learning" (공개일: 2015년 02월 25일, 저자: Mnih, V., Kavukcuoglu, K., Silver, D. et al.)에서 구체적으로 논의된다.In the present disclosure, the method of the agent determining the behavior is, for example, at least one of a value-based behavior determination method, a policy-based behavior determination method, and a behavior determination method based on both values and policies. can be based on The value-based action determination method is a method of determining an action giving the highest value in each state based on a value function. Examples of the value-based behavior determination method may include Q-learning, Deep Q-Network (DQN), and the like. The policy-based action determining method is a method of determining an action based on a final return and a policy function without a value function. An example of the policy-based action determination method may include a policy gradient technique. The behavior determination method based on both the value and the policy is a method of determining the agent's behavior by learning in a manner that the value function evaluates the behavior when the policy function determines the behavior. Methods for determining actions based on both values and policies may include, for example, the Soft Actor-Critic algorithm. For a description of the specific content related to the learning method of the reinforcement learning model, the nature paper "Human-level control through deep reinforcement learning" (published date: February 25, 2015, author: Mnih, V., Kavukcuoglu, K., Silver, D. et al.).
도 5는 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 강화학습 결정 모델의 강화학습 방법을 설명하기 위해 에이전트와 환경을 예시적으로 도시한 개념도이다. 이하에서는 도 4와 관련하여 전술한 실시예와 중복되는 내용은 생략하고 차이점을 위주로 설명하도록 한다. 참조번호 510은 강화학습 결정 모델에 기초한 에이전트를 나타낸다. 컴퓨팅 장치(100)는 에이전트(510)를 통해 단위 시간당 데이터 전송량을 결정한다. 참조번호 530은 강화학습 결정 모델에 상태 정보를 알려주기 위한 환경을 나타낸다. 도 5의 환경(530)은 에이전트(510)에 상태 정보 뿐만 아니라 사용자 선호도(W)를 함께 전송할 수 있다. 참조번호 550은 사용자 선호도를 입력하는 사용자를 나타내며 사용자 선호도는 사용자(550)로부터 임의의 시점에 임의의 값으로 입력될 수 있다. 본 개시에 있어서 환경(530)이 에이전트(510)에 전송하는 상태 정보는 동영상 품질에 관한 정보를 포함할 수 있다. 일반적으로 상태 정보는 각 스텝마다 에이전트의 행동에 따라서 에이전트가 환경으로부터 획득하는 값을 의미한다. 그러나 본 개시에서 사용자 선호도는 모델의 행동에 의해 관측되거나 획득되는 값이 아닌 랜덤하게 사용자(550)에 의해 주어지는 값으로 각 스텝마다 에이전트의 행동과 무관하게 일정할 수도 있고, 스텝의 진행과 무관하게 특정 스텝에서 바뀔 수 있는 값이다. 즉, 본 개시에 있어서 사용자 선호도는 상태 정보와는 본질적으로 다른 성질을 갖는다. 구체적으로 예를 들어 동영상 데이터를 전송함에 있어서 에이전트가 각 스텝마다 단위 시간당 데이터 전송량을 결정할 경우, 네트워크의 상태, 전송 속도, 비트레이트, 딜레이 시간 등은 매 스텝마다 확인될 수 있는 상태 정보에 포함될 수 있다. 반면 사용자(550)의 '동영상 화질' 및 '딜레이 시간' 사이의 선호도를 나타내는 사용자 선호도는 에이전트에 의한 각 스텝의 진행과 무관하게 변경될 수 있다. 상기한 바와 같이 본 개시내용은 사용자 선호도에 기초하여 비트레이트를 결정하는 결정 모델의 학습을 위해 상태 정보와 사용자 선호도를 서로 분리된 개념으로 개시하는 바, 이와 같은 내용에 의해 본 개시는 효율적인 동영상 데이터 전송 방법을 달성할 수 있다.5 is a conceptual diagram exemplarily illustrating an agent and an environment in order to explain a reinforcement learning method of a reinforcement learning decision model according to another embodiment of the present disclosure. Hereinafter, content overlapping with the embodiment described above with respect to FIG. 4 will be omitted, and differences will be mainly described.
본 개시에 따른 에이전트(510)가 환경(530)으로부터 획득하는 상태 정보에는 동영상의 품질과 관련한 품질 지표들이 포함될 수 있다. 상기 상태 정보에는 “현재 청크의 다운로드 시간 정보(timestamp of current chunk download)”, “시작 지연 시간(startup delay)”, “과거 N 청크의 스루풋(throughput for past N chunks)”, “남은 청크의 길이(remaining chunk length)”, “반환된 버퍼 사이즈(returned buffer size)”, “마지막 청크의 비트레이트(the last chunk bitrate)”, “마지막 프레임의 전송 비트레이트(sending bitrate of the last frame)”, “왕복 지연 시간(RTT, round trip delay time)”, “지연 시간 기울기(latency gradient)”, “패킷 손실률(packet loss rate)” 및 “마지막 프레임의 수신 비트레이트(receiving bitrate of the last frame)” 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. 본 개시에 따른 에이전트(510)가 환경(530)으로부터 획득하는 사용자 선호도는 전술한 상태 정보 중 적어도 하나 이상의 품질 지표에 대한 선호 가중치를 포함할 수 있다. 본 개시에 따른 에이전트(510)는 전술한 수학식 1에 기초하여 상태 정보와 사용자 선호도를 고려한 단위 시간당 데이터 전송량을 결정할 수 있다. The status information obtained by the
본 개시에 따른 강화학습 결정 모델은 적어도 하나의 노드를 포함하는 인공 신경망 레이어를 포함할 수 있다. 본 개시에 따른 강화학습 결정 모델의 학습 방법은, 강화학습 결정 모델이 환경(Environment)으로부터 동영상 품질과 관련한 상태 정보를 획득하는 단계; 강화학습 결정 모델이 둘 이상의 품질 지표들 각각에 대한 선호 가중치를 포함하는 사용자 선호도를 획득하는 단계; 강화학습 결정 모델이 상기 상태 정보 및 상기 사용자 선호도에 기초하여 단위 시간당 데이터 전송량을 결정하는 단계; 및 강화학습 결정 모델이 환경으로부터 보상을 획득하는 단계를 포함할 수 있다. The reinforcement learning decision model according to the present disclosure may include an artificial neural network layer including at least one node. A method of learning a reinforcement learning decision model according to the present disclosure, the reinforcement learning decision model acquiring state information related to video quality from an environment; obtaining, by the reinforcement learning decision model, a user preference including a preference weight for each of two or more quality indicators; determining, by a reinforcement learning decision model, a data transmission amount per unit time based on the state information and the user preference; and the reinforcement learning decision model obtaining a reward from the environment.
본 개시에 따른 강화학습 결정 모델은 복수의 에피소드(episode)에 기초하여 학습될 수 있다. 상기 에피소드는 시작 상태(initial state)에서 최종 상태(terminal state)에 이르기까지의 (상태, 행동, 보상)의 시퀀스(sequence)를 의미할 수 있다. 상기 최종 상태는 기 설정된 종료 조건이 만족될 경우 도출될 수도 있고 기 설정된 크기의 스텝(step)이 진행된 경우 도출될 수도 있다. 상기 스텝(step)은 강화학습 결정 모델이 상태를 수신하고, 행동을 결정한 후, 상기 행동에 대해 보상 또는 갱신된 상태 정보를 수신하는 적어도 하나의 동작 단위를 가리킨다. 하나의 에피소드는 사전 결정된 개수의 스텝으로 구성될 수 있다. The reinforcement learning decision model according to the present disclosure may be learned based on a plurality of episodes. The episode may refer to a sequence of (state, action, reward) from an initial state to a terminal state. The final state may be derived when a preset termination condition is satisfied or may be derived when a step of a preset size is performed. The step refers to at least one operation unit in which the reinforcement learning decision model receives a state, determines a behavior, and receives a reward or updated state information for the behavior. One episode may consist of a predetermined number of steps.
본 개시에 따른 모델의 강화 학습 과정에서 컴퓨팅 장치(100)는 적어도 하나의 에피소드에 포함된 각 스텝마다 학습 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 임의의 시점 t에 대해, 강화학습 결정 모델이 환경으로부터 획득한 상태 정보(), 사용자 선호도를 나타내는 선호 가중치 벡터(), 강화학습 결정 모델이 상기 상태 정보에 기초하여 결정하는 행동(), 강화학습 결정 모델이 상기 행동의 결과로서 환경으로부터 획득한 보상()을 (상태 정보(), 선호 가중치 벡터(), 행동(), 보상())의 순서쌍 형태로 학습 데이터로서 메모리(130)에 저장할 수 있다. 본 개시에 있어서 상기 강화학습 결정 모델이 상기 상태 정보 및 사용자 선호도에 기초하여 결정하는 행동은 다음 스텝에서의 단위 시간당 데이터 전송량을 포함할 수 있다. 상기 학습 데이터의 시점은, 시점 t에서 강화학습 결정 모델이 행동을 결정하고 결정한 행동의 결과로서 환경으로부터 갱신된 상태 정보 및 사용자 선호도를 획득하는 경우에 다음 상태에 대한 시점 t+1로 진행될 수 있다. 이 때 사용자 선호도는 환경으로부터 수신되기는 하나, 강화학습 결정 모델의 행동 결정과 무관하게 임의의 시점에 변경될 수 있다. 전술한 학습 데이터의 형태, 시점에 관한 서술은 일 예시에 불과하며 본 개시를 제한하지 않는다.In the reinforcement learning process of the model according to the present disclosure, the
본 개시에 따라 컴퓨팅 장치(100)가 강화학습 결정 모델을 학습하는 과정은 강화학습 결정 모델에 포함된 각 노드의 가중치 또는 편향값을 수정하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 강화학습 결정 모델에 포함된 각 노드의 가중치 또는 편향값을 수정하는 과정은 전술한 바와 같은 역전파(backpropagation) 기법에 기초할 수 있다. 구체적 일 실시예에서 강화학습 결정 모델을 학습하기 위한 학습 데이터에 포함된 보상이 양수일 경우, 해당 보상을 산출하기 위해 강화학습 결정 모델에 포함된 적어도 하나의 노드의 가중치 또는 편향값의 절대값이 증가될 수 있다. 반대로 강화학습 결정 모델을 학습하기 위한 학습 데이터에 포함된 보상이 음수일 경우, 해당 보상을 산출하는데 관여한 적어도 하나의 노드의 가중치 또는 편향값의 절대값이 감소될 수 있다. 전술한 강화학습 결정 모델의 학습 과정은 예시를 위한 서술일 뿐, 본 개시를 제한하지 않는다.The process of the
본 개시에 따른 강화학습 결정 모델은, 획득된 사용자 선호도가 반영된 통합 품질이 타겟 품질에 도달하도록 하기 위한 단위 시간당 데이터 전송량을 파레토 최적 솔루션에 기초하여 결정할 수 있다. '파레토 최적'이란, 하나의 자원 배분 상태에서 다른 인자에 대해 손해를 주지 않고서는 어떤 한 인자에 대해 더 이득이 되는 상태를 만드는 것이 불가능한 상태를 말한다. 본 개시에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 강화학습 결정 모델에 대해 파레토 최적 곡선의 적어도 하나의 점에 도달하기 위한 최적 정책을 학습시킬 수 있다. 상기 최적 정책은 return의 총합이 최대가 되도록하기 위해 강화 학습 결정 모델이 각 상태에서 선택해야하는 행동에 관한 정보를 의미할 수 있다. 이와 관련하여 도 6을 참조하여 자세히 설명한다.The reinforcement learning decision model according to the present disclosure may determine, based on the Pareto optimal solution, the amount of data transmission per unit time for the integrated quality reflecting the acquired user preference to reach the target quality. The 'Pareto optimum' refers to a state in which it is impossible to create a more beneficial state for one factor without damaging another factor in a resource allocation state. The
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 파레토 최적 솔루션을 설명하기 위한 그래프이다. 본 개시의 일 실시예에 있어서 X축은 동영상 화질을 나타낼 수 있다. 이 때 Y축은 지연 시간 감축 정도를 나타낼 수 있다. 이러한 실시예에서는 X축 좌표가 증가할수록 화질이 증가하고, Y축 좌표가 증가할수록 지연 시간이 감소하는 것으로 이해될 수 있다. 점 A는 파레토 최적 곡선(650)보다 원점에 가까이 위치하는 임의의 점이다. 점 A의 경우 지연 시간을 더 감축하면서도 동영상 화질을 유지 또는 증가할 여지가 있고 마찬가지로 동영상 화질을 더 증가시키면서도 지연시간을 유지하거나 감축할 여지가 있다는 점에서 “파레토 최적”이 아니다. 점 B와 점 C는 파레토 최적 곡선(650)위의 임의의 두 점을 나타낸다. 따라서 점 B와 점 C모두 특정 사용자 선호도에서의 최적해를 나타낸다. 6 is a graph for explaining a Pareto optimal solution according to an embodiment of the present disclosure. In an embodiment of the present disclosure, the X-axis may indicate video quality. In this case, the Y-axis may indicate the degree of delay time reduction. In this embodiment, it can be understood that the image quality increases as the X-axis coordinate increases, and the delay time decreases as the Y-axis coordinate increases. Point A is any point located closer to the origin than the Pareto
이하에서는 본 개시에 있어서 강화학습 결정 모델이 파레토 최적 솔루션에 기초하여 서로 다른 사용자 선호도에 대응되는 최적의 솔루션을 탐색하는 방법을 설명한다. 전술한 바와 같이 강화학습 결정 모델은 강화학습 과정을 통해 파레토 최적 곡선(650)의 임의의 한 점에 도달하는 행동 정책을 학습할 수 있다. 이 때, 파레토 최적 곡선(650)의 임의의 한 점에 도달할 수 있는 행동 정책이 존재할 경우, 해당 행동 정책에 따른 보상과 내적 연산의 결과가 최대가 되는 임의의 선호 가중치 벡터가 반드시 존재한다. 위와 같은 조건에서 본 개시에 따른 강화학습 결정 모델은 파레토 최적 곡선(650)의 임의의 한 점에 도달할 수 있는 행동 정책을 학습한 후, 해당 행동 정책을 따를 경우 가장 내적 연산의 결과가 최대가 되는 선호 가중치 벡터 값이 무엇인지 학습할 수 있다. 학습이 완료된 이후 강화학습 결정 모델은 역으로 사용자 선호도에 관한 선호 가중치 벡터가 주어지면 내적 연산의 결과가 최대가 되는 최적의 정책을 찾아낼 수 있다.Hereinafter, in the present disclosure, a method for the reinforcement learning decision model to search for an optimal solution corresponding to different user preferences based on a Pareto optimal solution will be described. As described above, the reinforcement learning decision model can learn a behavior policy that reaches an arbitrary point on the Pareto
예를 들어 파레토 최적 곡선(650)에 있어서, 강화학습 결정 모델에 의한 행동 정책 중 점 B 상태에 도달할 수 있는 행동 정책이 존재할 경우, 이는 점 B에 관한 선호 가중치 벡터(610)에 대한 최적의 행동 정책일 수 있다. 또한 강화학습 결정 모델에 의한 행동 정책 중 점 C 상태에 도달할 수 있는 행동 정책이 존재할 경우, 이는 점 C에 관한 선호 가중치 벡터(630)에 대한 최적의 행동 정책일 수 있다. 보다 구체적으로, 점 C의 X좌표(631)와 점 C의 Y좌표(633) 사이의 비율은 점 C를 가리키는 벡터(630)의 가로 성분 및 세로 성분의 비율을 표현할 수 있다. 본 개시에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 이러한 점 C를 가리키는 벡터(630)의 가로 성분 및 세로 성분의 비율을 행동 정책 중 점 C 상태에 도달하기 위한 행동 정책에 대응되는 동영상 화질과 지연 시간 감축에 대한 사용자 선호도의 비율로서 획득할 수 있다.For example, in the Pareto
파레토 최적 솔루션에 기초하여 서로 다른 사용자 선호도에 대응되는 최적의 솔루션을 탐색하는 방법과 관련한 구체적 설명은 본 출원에서 전체가 참조로서 통합되는 논문 "Computing convex coverage sets for faster multi-objective coordination" (공개일: 2015년 03월 31일, 저자: Diederik Marijn Roijers, Shimon Whiteson, Frans A. Oliehoek)에서 구체적으로 논의된다.A detailed description of a method for searching for an optimal solution corresponding to different user preferences based on the Pareto optimal solution is provided in the paper "Computing convex coverage sets for faster multi-objective coordination" (published date of publication), which is incorporated herein by reference in its entirety. : 31 Mar 2015, Authors: Diederik Marijn Roijers, Shimon Whiteson, Frans A. Oliehoek).
본 개시에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 사용자로부터 직접 둘 이상의 품질 지표들 각각에 대한 선호 가중치 값을 입력 받음으로써 사용자 선호도를 획득 받을 수 있다. 이와 반대로 본 개시에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 품질 지표들 중 적어도 일부에 관해 사용자로부터 명확한 입력 값 수신에 실패할 수도 있다. 이 때 본 개시에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 사용자 선호도에 포함된 둘 이상의 품질 지표들 각각에 대한 선호 가중치 값 중 적어도 하나에 대한 선호 가중치 값이 획득되지 않은 경우, 적어도 하나의 기 입력된 사용자 선호도들을 포함하는 사용자 선호도 집합에 기초하여 사용자 선호도 분포 데이터를 획득할 수 있다.The
본 개시에 따른 사용자 선호도 집합은 과거 사용자가 입력한 사용자 선호도들에 관한 집합을 의미할 수 있다. 본 개시에 따른 사용자 선호도 분포 데이터는 과거에 입력된 적어도 하나 이상의 사용자 선호도 데이터에 기초하여 산출된 통계 데이터를 의미할 수 있다. 일 실시예에 있어서 사용자 선호도 분포 데이터에는 사용자 선호도들의 평균값, 중앙값 또는 사분위값 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. 또한 사용자 선호도 분포 데이터에는 사용자 선호도들의 분산, 표준편차 및 사전 결정된 N개의 부분 집합을 형성하기 위한 기준 값 중 적어도 하나가 포함될 수도 있다. 상기 평균값, 중앙값, 사분위값 등은 선호 가중치 벡터 상의 성분 별로 계산될 수 있다. 상기 사전 결정된 N개의 부분 집합을 형성하기 위한 기준 값이란, 선호 가중치 벡터를 군집화하기 위해 벡터의 각 성분을 나누기 위해 벡터 성분별로 존재하는 값일 수 있다. 선호 가중치 벡터의 군집화 방법에는 K-means 클러스터링 방법이 사용될 수도 있다.The user preference set according to the present disclosure may refer to a set related to user preferences input by a past user. The user preference distribution data according to the present disclosure may refer to statistical data calculated based on at least one or more user preference data input in the past. According to an embodiment, the user preference distribution data may include at least one of an average value, a median value, and a quartile value of user preferences. In addition, the user preference distribution data may include at least one of a variance, a standard deviation, and a reference value for forming a predetermined N subsets of user preferences. The average value, the median value, the quartile value, etc. may be calculated for each component on the preference weight vector. The reference value for forming the predetermined N subsets may be a value existing for each vector component in order to divide each component of the vector in order to cluster the preference weight vector. A K-means clustering method may be used as a method of clustering the preferred weight vector.
본 개시에 따른 사용자 선호도 분포 데이터는, 준지도학습(Semi-Supervised Learning)된 예측 모델을 통해 사용자 선호도 집합에 기초하여 획득될 수 있다. 상기 예측 모델은 적어도 하나의 인공 신경망 레이어를 포함할 수 있다. 본 개시에 따를 경우, 사용자 집합에 기초하여 사용자 선호도 분포 데이터를 획득할 때 예측 모델을 사용함으로써 보다 정확한 분포 데이터를 획득할 수 있다. 상기 예측 모델은 준지도학습 방법에 의해 학습될 수 있다. 준지도학습은 인공 신경망 모델 학습을 위해 라벨링된 데이터가 부족한 경우에, 라벨링된 데이터 및 라벨링되지 않은 데이터를 함께 학습에 사용하는 학습 방법이다. 본 개시에 따라 준지도학습된 예측 모델은 기 입력된 사용자 선호도의 수가 부족한 경우에서도 보다 정확한 분포 데이터를 생성할 수 있다. 본 개시에 따른 준지도학습 방법은 본 출원에서 전체가 참조로서 통합되는 논문 "Semi-supervised Deep Kernel Learning: Regression with Unlabeled Data by Minimizing Predictive Variance" (공개일: 2018년 05월 26일, 저자: Neal Jean, Sang Michael Xie, Stefano Ermon)에서 구체적으로 논의된다.The user preference distribution data according to the present disclosure may be obtained based on a user preference set through a semi-supervised learning prediction model. The prediction model may include at least one artificial neural network layer. According to the present disclosure, more accurate distribution data may be obtained by using a predictive model when obtaining user preference distribution data based on a user set. The predictive model may be trained by a semi-supervised learning method. Semi-supervised learning is a learning method that uses labeled data and unlabeled data together for training when labeled data is insufficient for training an artificial neural network model. The semi-supervised prediction model according to the present disclosure can generate more accurate distribution data even when the number of pre-input user preferences is insufficient. The semi-supervised learning method according to the present disclosure is the paper "Semi-supervised Deep Kernel Learning: Regression with Unlabeled Data by Minimizing Predictive Variance" (published date: May 26, 2018, author: Neal), which is incorporated herein by reference in its entirety Jean, Sang Michael Xie, Stefano Ermon).
본 개시의 일 실시예에 있어서 컴퓨팅 장치(100)가 사용자 선호도 분포 데이터를 획득한 경우, 컴퓨팅 장치(100)는 강화학습 결정 모델을 이용한 다음의 방법을 통해 단위 시간당 데이터 전송량을 결정할 수 있다. 상기 방법은, 획득된 사용자 선호도 분포 데이터에 기초하여 상기 사용자 선호도 집합을 사전 결정된 N개의 선호도 부분 집합으로 나눈 후, 제 1 선호도 부분 집합에 대한 제 1 사용자 선호도 및 제 2 선호도 부분 집합에 대한 제 2 사용자 선호도를 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 사전 결정된 N개의 선호도 부분 집합에서 사전 결정된 N은 사용자에 의해 임의의 자연수로 선택될 수 있다. 상기 선호도 부분 집합은 기 입력된 전체 사용자 선호도들 중에서 사전 결정된 N개의 그룹으로 나눠진 개별 선호도 집합을 의미한다. 상기 사전 결정된 N개의 그룹을 나누는 기준은 각 선호도 부분 집합이 동일한 개수의 사용자 선호도 데이터를 포함하도록 할 수 있다. 상기 사전 결정된 N개의 그룹을 나누는 기준은 각 선호도 부분 집합에 포함되는 원소의 개수와 관계없이 전체 벡터가 점유하는 구간을 등간격으로 N 등분하기 위한 기준일 수도 있다. 구체적으로 상기 등간격 N 등분은 벡터에 포함된 각 성분값을 각각 N 등분한 것일 수 있다. 설명을 위한 일 실시예에서 사용자 선호도 집합에 포함된 복수의 사용자 선호도들을 2개의 선호도 부분 집합으로 나누면서 또한 그 방법으로 벡터 성분별 등간격으로 나눈다고 가정하자. 만약 선호 가중치 벡터의 제 1 원소 값이 (0~10) 사이 값으로 분포하고 선호 가중치 벡터의 제 2 원소 값이 (0~1) 사이 값으로 분포한다면 상기 실시예에서 사용자 선호도 집합은 선호 가중치 벡터 중 제 1 원소 값이 5 이상이면서 동시에 제 2 원소 값이 0.5 이상인 선호 가중치 벡터들로 구성된 제 1 선호도 부분 집합 및 상기 조건이 아닌 선호 가중치 벡터들로 구성된 제 2 선호도 부분 집합으로 나눠질 수 있다. 상술한 선호도 부분 집합을 나누는 방법에 관한 서술은 예시적 서술에 불과함은 당업자에게 자명할 것이다. 본 개시에 있어서 선호도 부분 집합을 앞에서 수식하는 “제 1” 또는 “제 2” 등과 같은 용어는 선호도 부분 집합 중 임의의 두 부분 집합을 순서에 따라 구분하기 위한 것일 뿐 본 개시를 제한하지 않는다. 컴퓨팅 장치(100)는 제 1 선호도 부분 집합으로부터 제 1 사용자 선호도를 산출할 수 있다. 예를 들어 제 1 선호도 부분 집합에 포함된 사용자 선호도를 나타내는 선호 가중치 벡터들의 중간값, 평균값 등이 제 1 사용자 선호도로 산출될 수 있다. 마찬가지로 컴퓨팅 장치(100)는 제 2 선호도 부분 집합에 대해서도 제 2 사용자 선호도를 산출할 수 있다.In an embodiment of the present disclosure, when the
본 개시에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 강화학습 결정 모델을 통해 상기 제 1 사용자 선호도가 반영된 통합 품질이 타겟 품질에 도달하도록 하기 위한 제 1 후보 단위 시간당 데이터 전송량을 산출할 수 있다. 또한 컴퓨팅 장치(100)는 상기 제 2 사용자 선호도가 반영된 통합 품질이 타겟 품질에 도달하도록 하기 위한 제 2 후보 단위 시간당 데이터 전송량을 산출할 수 있다. 본 개시에 있어서 제 1 후보 단위 시간당 데이터 전송량 및 제 2 후보 단위 시간당 데이터 전송량은 아직 강화학습 결정 모델이 최종적인 단위 시간당 데이터 전송량을 결정하기 전에 산출하는 값을 의미한다. 상기한 바와 같이 본 발명은 사용자 선호도가 명시적으로 주어지지 않더라도, 사용자 선호도 분포 데이터에 기초하여 기 입력된 사용자 선호도들로부터 복수의 후보 단위 시간당 데이터 전송량을 산출할 수 있다.The
본 개시에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 상기 제 1 후보 단위 시간당 데이터 전송량 및 상기 제 2 후보 단위 시간당 데이터 전송량에 기초하여 최종 단위 시간당 데이터 전송량을 결정할 수 있다. 본 개시에 있어서 최종 단위 시간당 데이터 전송량은 제 1 선호도 부분 집합에 대한 제 1 사용자 선호도의 확률 및 제 2 선호도 부분 집합에 대한 제 2 사용자 선호도의 확률에 추가적으로 기초하여 결정될 수 있다. 제 1 선호도 부분 집합에 포함된 사용자 선호도 원소 수와 제 2 선호도 부분 집합에 포함된 사용자 선호도 원소 수가 다를 경우 상기 제 1 사용자 선호도의 확률 및 제 2 사용자 선호도의 확률은 서로 다른 값을 가질 수 있다. 상기 확률은 출현 빈도 또는 분포 확률 값을 의미할 수 있다. 상기 확률은 각 선호도 부분 집합에 대한 사용자 선호도 분포 데이터로부터 획득될 수도 있다. The
구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 최종 단위 시간당 데이터 전송량을 결정함에 있어서, 제 1 후보 단위 시간당 데이터 전송량을 선택할 경우의 통합 품질에 대한 기댓값과 제 2 후보 단위 시간당 데이터의 전송량을 선택할 경우의 통합 품질에 대한 기댓값을 서로 비교할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 제 1 사용자 선호도의 분포 확률과 제 1 사용자 선호도에 대해 제 1 후보 단위 시간당 데이터 전송량을 선택할 때의 통합 품질 값을 곱한 결과 및 제 2 사용자 선호도의 분포 확률과 제 2 사용자 선호도에 대해 제 1 후보 단위 시간당 데이터 전송량을 선택할 때의 통합 품질 값을 곱한 결과를 합한 값(제 1 최종값) 그리고 제 1 사용자 선호도의 분포 확률과 제 1 사용자 선호도에 대해 제 2 후보 단위 시간당 데이터 전송량을 선택할 때의 통합 품질 값을 곱한 결과 및 제 2 사용자 선호도의 분포 확률과 제 2 사용자 선호도에 대해 제 2 후보 단위 시간당 데이터 전송량을 선택할 때의 통합 품질 값을 곱한 결과를 합한 값(제 2 최종값)을 비교하여 최종 단위 시간당 데이터 전송량을 결정할 수 있다. 전술한 최종 단위 시간당 데이터 전송량을 결정하는 방법은 예시적 서술에 불과하며, 사용자 선호도 분포 데이터에 기초하여 강화학습 결정 모델을 통해 기댓값을 계산한 후 최종 단위 시간당 데이터 전송량을 결정하는 내용이라면 제한없이 포함할 수 있다.Specifically, in determining the final data transmission amount per unit time, the
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따라 컴퓨팅 장치가 강화학습 결정 모델을 이용하여 동영상 데이터를 전송하는 과정을 나타내는 흐름도이다. 컴퓨팅 장치(100)는 동영상 품질을 나타내는 둘 이상의 품질 지표들 각각에 대한 선호 가중치를 포함하는 사용자 선호도(user preference)를 획득(710)할 수 있다. 상기 둘 이상의 품질 지표들은 동영상 품질을 나타내기 위한 정량적 값들을 의미할 수 있다. 상기 사용자 선호도는 둘 이상의 선호 가중치 값을 포함할 경우 선호 가중치 벡터 형태로 표현될 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 강화학습 결정 모델을 통해 상기 획득된 사용자 선호도가 반영된 통합 품질이 타겟 품질에 도달하도록 하기 위한 단위 시간당 데이터 전송량을 결정(730)할 수 있다. 상기 강화학습 결정 모델은 복수의 목적을 달성하기 위한 MOMDP(Multi-objective Markov Decision Process)상황에서 학습된 적어도 하나의 인공 신경망 노드를 포함하는 모델일 수 있다. 상기 강화학습 결정 모델은 사용자 선호도가 선호 가중치 벡터 형태로 반영된 전술한 수학식 1에 따른 통합 품질의 값이 타겟 품질 값에 도달하도록 하기 위한 단위 시간당 데이터 전송량을 결정할 수 있다. 상기 타겟 품질은 통합 품질의 값이 주어진 사용자 선호도에서 최대인 값을 의미할 수 있다.7 is a flowchart illustrating a process in which a computing device transmits video data using a reinforcement learning decision model according to an embodiment of the present disclosure. The
도 8은 본 개시의 다른 일 실시예에 따라 컴퓨팅 장치가 강화학습 결정 모델을 이용하여 동영상 데이터를 전송하는 과정을 나타내는 흐름도이다. 컴퓨팅 장치(100)는 적어도 하나의 기 입력된 사용자 선호도들을 포함하는 사용자 선호도 집합에 기초하여 사용자 선호도 분포 데이터를 획득(810)할 수 있다. 상기 사용자 선호도 분포 데이터는 준지도학습된 예측 모델을 통해 획득될 수 있다. 상기 사용자 선호도 분포 데이터는 기 입력된 사용자 선호도들에 관련한 통계 데이터를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 상기 획득된 사용자 선호도 분포 데이터에 기초하여 상기 사용자 선호도 집합을 사전 결정된 N 개의 선호도 부분 집합으로 나눈 후, 제 1 선호도 부분 집합에 대한 제 1 사용자 선호도 및 제 2 선호도 부분 집합에 대한 제 2 사용자 선호도를 산출(830)할 수 있다. 사전 결정된 N 개의 선호도 부분 집합은 사용자 선호도 집합에 포함된 전체 사용자 선호도를 나타내는 선호 가중치 벡터의 각 성분을 N개의 등 간격을 갖는 구간으로 나눈 결과일 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 강화학습 결정 모델을 통해 상기 제 1 사용자 선호도가 반영된 통합 품질이 타겟 품질에 도달하도록 하기 위한 제 1 후보 단위 시간당 데이터 전송량을 산출(850)하고, 강화학습 결정 모델을 통해 상기 제 2 사용자 선호도가 반영된 통합 품질이 타겟 품질에 도달하도록 하기 위한 제 2 후보 단위 시간당 데이터 전송량을 산출(870)할 수 있다. 그 후 컴퓨팅 장치(100)는 상기 제 1 후보 단위 시간당 데이터 전송량 및 상기 제 2 후보 단위 시간당 데이터 전송량에 기초하여 최종 단위 시간당 데이터 전송량을 결정(890)할 수 있다. 상기 최종 단위 시간당 데이터 전송량 결정 과정에서는 상기 제 1 사용자 선호도의 기댓값 및 제 2 사용자 선호도의 기댓값에 추가적으로 기초할 수 있다.8 is a flowchart illustrating a process in which a computing device transmits video data using a reinforcement learning decision model according to another embodiment of the present disclosure. The
도 9는 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도이다. 본 개시가 일반적으로 컴퓨팅 장치에 의해 구현될 수 있는 것으로 전술되었지만, 당업자라면 본 개시가 하나 이상의 컴퓨터 상에서 실행될 수 있는 컴퓨터 실행가능 명령어 및/또는 기타 프로그램 모듈들과 결합되어 및/또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로써 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.9 is a simplified, general schematic diagram of an example computing environment in which embodiments of the present disclosure may be implemented. Although the present disclosure has been described above as being generally capable of being implemented by a computing device, those skilled in the art will appreciate that the present disclosure is a combination of hardware and software and/or in combination with computer-executable instructions and/or other program modules that may be executed on one or more computers. It will be appreciated that it can be implemented as a combination.
일반적으로, 프로그램 모듈은 특정의 태스크를 수행하거나 특정의 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 컴포넌트, 데이터 구조, 기타 등등을 포함한다. 또한, 당업자라면 본 개시의 방법이 단일-프로세서 또는 멀티프로세서 컴퓨터 시스템, 미니컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터는 물론 퍼스널 컴퓨터, 핸드헬드 컴퓨팅 장치, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램가능 가전 제품, 기타 등등(이들 각각은 하나 이상의 연관된 장치와 연결되어 동작할 수 있음)을 비롯한 다른 컴퓨터 시스템 구성으로 실시될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.Generally, program modules include routines, programs, components, data structures, etc. that perform particular tasks or implement particular abstract data types. In addition, those skilled in the art will appreciate that the methods of the present disclosure can be applied to single-processor or multiprocessor computer systems, minicomputers, mainframe computers as well as personal computers, handheld computing devices, microprocessor-based or programmable consumer electronics, etc. (each of which is It will be appreciated that other computer system configurations may be implemented, including those that may operate in connection with one or more associated devices.
본 개시의 설명된 실시예들은 또한 어떤 태스크들이 통신 네트워크를 통해 연결되어 있는 원격 처리 장치들에 의해 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서 실시될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈은 로컬 및 원격 메모리 저장 장치 둘 다에 위치할 수 있다.The described embodiments of the present disclosure may also be practiced in distributed computing environments where certain tasks are performed by remote processing devices that are linked through a communications network. In a distributed computing environment, program modules may be located in both local and remote memory storage devices.
컴퓨터는 통상적으로 다양한 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 컴퓨터에 의해 액세스 가능한 매체는 그 어떤 것이든지 컴퓨터 판독가능 매체가 될 수 있고, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 휘발성 및 비휘발성 매체, 일시적(transitory) 및 비일시적(non-transitory) 매체, 이동식 및 비-이동식 매체를 포함한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 저장 매체 및 컴퓨터 판독가능 전송 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보를 저장하는 임의의 방법 또는 기술로 구현되는 휘발성 및 비휘발성 매체, 일시적 및 비-일시적 매체, 이동식 및 비이동식 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 기타 메모리 기술, CD-ROM, DVD(digital video disk) 또는 기타 광 디스크 저장 장치, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 또는 기타 자기 저장 장치, 또는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있고 원하는 정보를 저장하는 데 사용될 수 있는 임의의 기타 매체를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.Computers typically include a variety of computer-readable media. Any medium accessible by a computer can be a computer-readable medium, and such computer-readable media includes volatile and nonvolatile media, transitory and non-transitory media, removable and non-transitory media. including removable media. By way of example, and not limitation, computer-readable media may include computer-readable storage media and computer-readable transmission media. Computer readable storage media includes volatile and nonvolatile media, temporary and non-transitory media, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. includes media. A computer-readable storage medium may be RAM, ROM, EEPROM, flash memory or other memory technology, CD-ROM, digital video disk (DVD) or other optical disk storage device, magnetic cassette, magnetic tape, magnetic disk storage device, or other magnetic storage device. device, or any other medium that can be accessed by a computer and used to store the desired information.
컴퓨터 판독가능 전송 매체는 통상적으로 반송파(carrier wave) 또는 기타 전송 메커니즘(transport mechanism)과 같은 피변조 데이터 신호(modulated data signal)에 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터 등을 구현하고 모든 정보 전달 매체를 포함한다. 피변조 데이터 신호라는 용어는 신호 내에 정보를 인코딩하도록 그 신호의 특성들 중 하나 이상을 설정 또는 변경시킨 신호를 의미한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독가능 전송 매체는 유선 네트워크 또는 직접 배선 접속(direct-wired connection)과 같은 유선 매체, 그리고 음향, RF, 적외선, 기타 무선 매체와 같은 무선 매체를 포함한다. 상술된 매체들 중 임의의 것의 조합도 역시 컴퓨터 판독가능 전송 매체의 범위 안에 포함되는 것으로 한다.Computer readable transmission media typically embodies computer readable instructions, data structures, program modules or other data, etc. in a modulated data signal such as a carrier wave or other transport mechanism, and Includes all information delivery media. The term modulated data signal means a signal in which one or more of the characteristics of the signal is set or changed so as to encode information in the signal. By way of example, and not limitation, computer-readable transmission media includes wired media such as a wired network or direct-wired connection, and wireless media such as acoustic, RF, infrared, and other wireless media. Combinations of any of the above are also intended to be included within the scope of computer-readable transmission media.
컴퓨터(1102)를 포함하는 본 개시의 여러가지 측면들을 구현하는 예시적인 환경(1100)이 나타내어져 있으며, 컴퓨터(1102)는 처리 장치(1104), 시스템 메모리(1106) 및 시스템 버스(1108)를 포함한다. 시스템 버스(1108)는 시스템 메모리(1106)(이에 한정되지 않음)를 비롯한 시스템 컴포넌트들을 처리 장치(1104)에 연결시킨다. 처리 장치(1104)는 다양한 상용 프로세서들 중 임의의 프로세서일 수 있다. 듀얼 프로세서 및 기타 멀티프로세서 아키텍처도 역시 처리 장치(1104)로서 이용될 수 있다.An example environment 1100 implementing various aspects of the disclosure is shown including a
시스템 버스(1108)는 메모리 버스, 주변장치 버스, 및 다양한 상용 버스 아키텍처 중 임의의 것을 사용하는 로컬 버스에 추가적으로 상호 연결될 수 있는 몇 가지 유형의 버스 구조 중 임의의 것일 수 있다. 시스템 메모리(1106)는 판독 전용 메모리(ROM)(1110) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)(1112)를 포함한다. 기본 입/출력 시스템(BIOS)은 ROM, EPROM, EEPROM 등의 비휘발성 메모리(1110)에 저장되며, 이 BIOS는 시동 중과 같은 때에 컴퓨터(1102) 내의 구성요소들 간에 정보를 전송하는 일을 돕는 기본적인 루틴을 포함한다. RAM(1112)은 또한 데이터를 캐싱하기 위한 정적 RAM 등의 고속 RAM을 포함할 수 있다.The
컴퓨터(1102)는 또한 내장형 하드 디스크 드라이브(HDD)(1114)(예를 들어, EIDE, SATA)-이 내장형 하드 디스크 드라이브(1114)는 또한 적당한 섀시(도시 생략) 내에서 외장형 용도로 구성될 수 있음-, 자기 플로피 디스크 드라이브(FDD)(1116)(예를 들어, 이동식 디스켓(1118)으로부터 판독을 하거나 그에 기록을 하기 위한 것임), 및 광 디스크 드라이브(1120)(예를 들어, CD-ROM 디스크(1122)를 판독하거나 DVD 등의 기타 고용량 광 매체로부터 판독을 하거나 그에 기록을 하기 위한 것임)를 포함한다. 하드 디스크 드라이브(1114), 자기 디스크 드라이브(1116) 및 광 디스크 드라이브(1120)는 각각 하드 디스크 드라이브 인터페이스(1124), 자기 디스크 드라이브 인터페이스(1126) 및 광 드라이브 인터페이스(1128)에 의해 시스템 버스(1108)에 연결될 수 있다. 외장형 드라이브 구현을 위한 인터페이스(1124)는 USB(Universal Serial Bus) 및 IEEE 1394 인터페이스 기술 중 적어도 하나 또는 그 둘 다를 포함한다.The
이들 드라이브 및 그와 연관된 컴퓨터 판독가능 매체는 데이터, 데이터 구조, 컴퓨터 실행가능 명령어, 기타 등등의 비휘발성 저장을 제공한다. 컴퓨터(1102)의 경우, 드라이브 및 매체는 임의의 데이터를 적당한 디지털 형식으로 저장하는 것에 대응한다. 상기에서의 컴퓨터 판독가능 매체에 대한 설명이 HDD, 이동식 자기 디스크, 및 CD 또는 DVD 등의 이동식 광 매체를 언급하고 있지만, 당업자라면 집 드라이브(zip drive), 자기 카세트, 플래쉬 메모리 카드, 카트리지, 기타 등등의 컴퓨터에 의해 판독가능한 다른 유형의 매체도 역시 예시적인 운영 환경에서 사용될 수 있으며 또 임의의 이러한 매체가 본 개시의 방법들을 수행하기 위한 컴퓨터 실행가능 명령어를 포함할 수 있다는 것을 잘 알 것이다.These drives and their associated computer-readable media provide non-volatile storage of data, data structures, computer-executable instructions, and the like. In the case of
운영 체제(1130), 하나 이상의 애플리케이션 프로그램(1132), 기타 프로그램 모듈(1134) 및 프로그램 데이터(1136)를 비롯한 다수의 프로그램 모듈이 드라이브 및 RAM(1112)에 저장될 수 있다. 운영 체제, 애플리케이션, 모듈 및/또는 데이터의 전부 또는 그 일부분이 또한 RAM(1112)에 캐싱될 수 있다. 본 개시가 여러가지 상업적으로 이용가능한 운영 체제 또는 운영 체제들의 조합에서 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.A number of program modules may be stored in the drive and
사용자는 하나 이상의 유선/무선 입력 장치, 예를 들어, 키보드(1138) 및 마우스(1140) 등의 포인팅 장치를 통해 컴퓨터(1102)에 명령 및 정보를 입력할 수 있다. 기타 입력 장치(도시 생략)로는 마이크, IR 리모콘, 조이스틱, 게임 패드, 스타일러스 펜, 터치 스크린, 기타 등등이 있을 수 있다. 이들 및 기타 입력 장치가 종종 시스템 버스(1108)에 연결되어 있는 입력 장치 인터페이스(1142)를 통해 처리 장치(1104)에 연결되지만, 병렬 포트, IEEE 1394 직렬 포트, 게임 포트, USB 포트, IR 인터페이스, 기타 등등의 기타 인터페이스에 의해 연결될 수 있다.A user may enter commands and information into the
모니터(1144) 또는 다른 유형의 디스플레이 장치도 역시 비디오 어댑터(1146) 등의 인터페이스를 통해 시스템 버스(1108)에 연결된다. 모니터(1144)에 부가하여, 컴퓨터는 일반적으로 스피커, 프린터, 기타 등등의 기타 주변 출력 장치(도시 생략)를 포함한다.A
컴퓨터(1102)는 유선 및/또는 무선 통신을 통한 원격 컴퓨터(들)(1148) 등의 하나 이상의 원격 컴퓨터로의 논리적 연결을 사용하여 네트워크화된 환경에서 동작할 수 있다. 원격 컴퓨터(들)(1148)는 워크스테이션, 컴퓨팅 디바이스 컴퓨터, 라우터, 퍼스널 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 마이크로프로세서-기반 오락 기기, 피어 장치 또는 기타 통상의 네트워크 노드일 수 있으며, 일반적으로 컴퓨터(1102)에 대해 기술된 구성요소들 중 다수 또는 그 전부를 포함하지만, 간략함을 위해, 메모리 저장 장치(1150)만이 도시되어 있다. 도시되어 있는 논리적 연결은 근거리 통신망(LAN)(1152) 및/또는 더 큰 네트워크, 예를 들어, 원거리 통신망(WAN)(1154)에의 유선/무선 연결을 포함한다. 이러한 LAN 및 WAN 네트워킹 환경은 사무실 및 회사에서 일반적인 것이며, 인트라넷 등의 전사적 컴퓨터 네트워크(enterprise-wide computer network)를 용이하게 해주며, 이들 모두는 전세계 컴퓨터 네트워크, 예를 들어, 인터넷에 연결될 수 있다.
LAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(1102)는 유선 및/또는 무선 통신 네트워크 인터페이스 또는 어댑터(1156)를 통해 로컬 네트워크(1152)에 연결된다. 어댑터(1156)는 LAN(1152)에의 유선 또는 무선 통신을 용이하게 해줄 수 있으며, 이 LAN(1152)은 또한 무선 어댑터(1156)와 통신하기 위해 그에 설치되어 있는 무선 액세스 포인트를 포함하고 있다. WAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(1102)는 모뎀(1158)을 포함할 수 있거나, WAN(1154) 상의 통신 컴퓨팅 디바이스에 연결되거나, 또는 인터넷을 통하는 등, WAN(1154)을 통해 통신을 설정하는 기타 수단을 갖는다. 내장형 또는 외장형 및 유선 또는 무선 장치일 수 있는 모뎀(1158)은 직렬 포트 인터페이스(1142)를 통해 시스템 버스(1108)에 연결된다. 네트워크화된 환경에서, 컴퓨터(1102)에 대해 설명된 프로그램 모듈들 또는 그의 일부분이 원격 메모리/저장 장치(1150)에 저장될 수 있다. 도시된 네트워크 연결이 예시적인 것이며 컴퓨터들 사이에 통신 링크를 설정하는 기타 수단이 사용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.When used in a LAN networking environment, the
컴퓨터(1102)는 무선 통신으로 배치되어 동작하는 임의의 무선 장치 또는 개체, 예를 들어, 프린터, 스캐너, 데스크톱 및/또는 휴대용 컴퓨터, PDA(portable data assistant), 통신 위성, 무선 검출가능 태그와 연관된 임의의 장비 또는 장소, 및 전화와 통신을 하는 동작을 한다. 이것은 적어도 Wi-Fi 및 블루투스 무선 기술을 포함한다. 따라서, 통신은 종래의 네트워크에서와 같이 미리 정의된 구조이거나 단순하게 적어도 2개의 장치 사이의 애드혹 통신(ad hoc communication)일 수 있다.The
Wi-Fi(Wireless Fidelity)는 유선 없이도 인터넷 등으로의 연결을 가능하게 해준다. Wi-Fi는 이러한 장치, 예를 들어, 컴퓨터가 실내에서 및 실외에서, 즉 기지국의 통화권 내의 아무 곳에서나 데이터를 전송 및 수신할 수 있게 해주는 셀 전화와 같은 무선 기술이다. Wi-Fi 네트워크는 안전하고 신뢰성 있으며 고속인 무선 연결을 제공하기 위해 IEEE 802.11(a, b, g, 기타)이라고 하는 무선 기술을 사용한다. 컴퓨터를 서로에, 인터넷에 및 유선 네트워크(IEEE 802.3 또는 이더넷을 사용함)에 연결시키기 위해 Wi-Fi가 사용될 수 있다. Wi-Fi 네트워크는 비인가 2.4 및 5GHz 무선 대역에서, 예를 들어, 11Mbps(802.11a) 또는 54 Mbps(802.11b) 데이터 레이트로 동작하거나, 양 대역(듀얼 대역)을 포함하는 제품에서 동작할 수 있다.Wi-Fi (Wireless Fidelity) makes it possible to connect to the Internet, etc. without a wired connection. Wi-Fi is a wireless technology such as cell phones that allows these devices, eg, computers, to transmit and receive data indoors and outdoors, ie anywhere within range of a base station. Wi-Fi networks use a radio technology called IEEE 802.11 (a, b, g, etc.) to provide secure, reliable, and high-speed wireless connections. Wi-Fi can be used to connect computers to each other, to the Internet, and to wired networks (using IEEE 802.3 or Ethernet). Wi-Fi networks may operate in unlicensed 2.4 and 5 GHz radio bands, for example at 11 Mbps (802.11a) or 54 Mbps (802.11b) data rates, or in products that include both bands (dual band). .
본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 정보 및 신호들이 임의의 다양한 상이한 기술들 및 기법들을 이용하여 표현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 위의 설명에서 참조될 수 있는 데이터, 지시들, 명령들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 입자들, 광학장들 또는 입자들, 또는 이들의 임의의 결합에 의해 표현될 수 있다.One of ordinary skill in the art of this disclosure will understand that information and signals may be represented using any of a variety of different technologies and techniques. For example, data, instructions, instructions, information, signals, bits, symbols, and chips that may be referenced in the above description are voltages, currents, electromagnetic waves, magnetic fields or particles, optical field particles or particles, or any combination thereof.
본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 프로세서들, 수단들, 회로들 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, (편의를 위해, 여기에서 소프트웨어로 지칭되는) 다양한 형태들의 프로그램 또는 설계 코드 또는 이들 모두의 결합에 의해 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호 호환성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들이 이들의 기능과 관련하여 위에서 일반적으로 설명되었다. 이러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 특정한 애플리케이션 및 전체 시스템에 대하여 부과되는 설계 제약들에 따라 좌우된다. 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 각각의 특정한 애플리케이션에 대하여 다양한 방식들로 설명된 기능을 구현할 수 있으나, 이러한 구현 결정들은 본 개시의 범위를 벗어나는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다.Those of ordinary skill in the art of the present disclosure will recognize that the various illustrative logical blocks, modules, processors, means, circuits, and algorithm steps described in connection with the embodiments disclosed herein include electronic hardware, (convenience For this purpose, it will be understood that it may be implemented by various forms of program or design code (referred to herein as software) or a combination of both. To clearly illustrate this interchangeability of hardware and software, various illustrative components, blocks, modules, circuits, and steps have been described above generally in terms of their functionality. Whether such functionality is implemented as hardware or software depends upon the particular application and design constraints imposed on the overall system. A person skilled in the art of the present disclosure may implement the described functionality in various ways for each specific application, but such implementation decisions should not be interpreted as a departure from the scope of the present disclosure.
여기서 제시된 다양한 실시예들은 방법, 장치, 또는 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술을 사용한 제조 물품(article)으로 구현될 수 있다. 용어 제조 물품은 임의의 컴퓨터-판독가능 저장장치로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램, 캐리어, 또는 매체(media)를 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터-판독가능 저장매체는 자기 저장 장치(예를 들면, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립, 등), 광학 디스크(예를 들면, CD, DVD, 등), 스마트 카드, 및 플래쉬 메모리 장치(예를 들면, EEPROM, 카드, 스틱, 키 드라이브, 등)를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 또한, 여기서 제시되는 다양한 저장 매체는 정보를 저장하기 위한 하나 이상의 장치 및/또는 다른 기계-판독가능한 매체를 포함한다.The various embodiments presented herein may be implemented as methods, apparatus, or articles of manufacture using standard programming and/or engineering techniques. The term article of manufacture includes a computer program, carrier, or media accessible from any computer-readable storage device. For example, computer-readable storage media include magnetic storage devices (eg, hard disks, floppy disks, magnetic strips, etc.), optical disks (eg, CDs, DVDs, etc.), smart cards, and flash drives. memory devices (eg, EEPROMs, cards, sticks, key drives, etc.). Also, various storage media presented herein include one or more devices and/or other machine-readable media for storing information.
제시된 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조는 예시적인 접근들의 일례임을 이해하도록 한다. 설계 우선순위들에 기반하여, 본 개시의 범위 내에서 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조가 재배열될 수 있다는 것을 이해하도록 한다. 첨부된 방법 청구항들은 샘플 순서로 다양한 단계들의 엘리먼트들을 제공하지만 제시된 특정한 순서 또는 계층 구조에 한정되는 것을 의미하지는 않는다.It is to be understood that the specific order or hierarchy of steps in the presented processes is an example of exemplary approaches. Based on design priorities, it is to be understood that the specific order or hierarchy of steps in the processes may be rearranged within the scope of the present disclosure. The appended method claims present elements of the various steps in a sample order, but are not meant to be limited to the specific order or hierarchy presented.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 개시는 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present disclosure. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the present disclosure. Thus, the present disclosure is not intended to be limited to the embodiments presented herein, but is to be construed in the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.
Claims (10)
동영상 품질을 나타내는 둘 이상의 품질 지표들 각각에 대한 선호 가중치를 포함하는 사용자 선호도(user preference)를 획득하는 단계; 및
강화학습 결정 모델을 통해 상기 획득된 사용자 선호도가 반영된 통합 품질이 타겟 품질에 도달하도록 하기 위한 단위 시간당 데이터 전송량을 결정하는 단계;
를 포함하고,
상기 통합 품질은 수학식 에 의해 결정되고,
상기 는 동영상 품질 벡터를 구성하는 구성요소 중 이익 벡터(benefit vector)이고, 상기 는 상기 동영상 품질 벡터를 구성하는 구성요소 중 페널티 벡터(penalty vector)이고, 는 선호 가중치 벡터에 포함된 적어도 하나의 선호 가중치 중에서 상기 이익 벡터에 대응되는 선호 가중치들을 포함하는 부분 가중치 벡터이고, 는 상기 선호 가중치 벡터에 포함된 적어도 하나의 선호 가중치 중에서 상기 페널티 벡터에 대응되는 선호 가중치들을 포함하는 부분 가중치 벡터이고, 상기 는 상기 이익 벡터에 대한 비선형적 선호도를 표현하기 위한 지수 가중치이고, 상기 는 상기 선호 가중치 벡터의 구성 성분 중에서 이익 벡터에 대응되는 가중치 벡터의 원소들 총합을 나타내고, 상기 는 상기 선호 가중치 벡터의 구성 성분 중에서 페널티 벡터에 대응되는 가중치 벡터의 원소들 총합을 나타내는,
동영상 데이터 전송 방법.
In the video data transmission method performed by a computing device including at least one processor,
obtaining a user preference including a preference weight for each of two or more quality indicators indicating video quality; and
determining a data transmission amount per unit time for the integrated quality reflecting the acquired user preference to reach a target quality through a reinforcement learning decision model;
including,
The integrated quality is is determined by
remind is a benefit vector among the components constituting the video quality vector, and is a penalty vector among the components constituting the video quality vector, is a partial weight vector including preference weights corresponding to the profit vector among at least one preference weight included in the preference weight vector; is a partial weight vector including preference weights corresponding to the penalty vector among at least one preference weight included in the preference weight vector; is an exponential weight for expressing a non-linear preference for the profit vector, and represents the sum of the elements of the weight vector corresponding to the profit vector among the components of the preference weight vector, represents the sum of the elements of the weight vector corresponding to the penalty vector among the constituent components of the preference weight vector,
How to transfer video data.
상기 둘 이상의 품질 지표들에는
비트레이트(bitrate) 값, 프레임레이트(framerate) 값, 버퍼를 채우는데 요구되는 시간을 나타내는 리버퍼링(rebuffering) 시간값 및 서버에서 동영상 데이터가 전송된 시간과 클라이어트가 동영상 데이터를 수신한 시간의 차이를 나타내는 딜레이(delay) 시간값 중 적어도 하나가 포함되는,
동영상 데이터 전송 방법.
The method of claim 1,
The two or more quality indicators include
A bitrate value, a framerate value, a rebuffering time value indicating the time required to fill the buffer, and the difference between the time the video data was sent from the server and the time the client received the video data At least one of the delay time values representing
How to transfer video data.
상기 강화학습 결정 모델은 적어도 하나의 노드를 포함하는 인공 신경망 레이어를 포함하며 상기 강화학습 결정 모델의 학습 방법은:
상기 강화학습 결정 모델이 환경(Environment)으로부터 동영상 품질과 관련한 상태 정보를 획득하는 단계;
상기 강화학습 결정 모델이 둘 이상의 품질 지표들 각각에 대한 선호 가중치를 포함하는 사용자 선호도를 획득하는 단계;
상기 강화학습 결정 모델이 상기 상태 정보 및 상기 사용자 선호도에 기초하여 단위 시간당 데이터 전송량을 결정하는 단계; 및
상기 강화학습 결정 모델이 환경으로부터 보상을 획득하는 단계;
를 포함하는,
동영상 데이터 전송 방법.
The method of claim 1,
The reinforcement learning decision model includes an artificial neural network layer including at least one node, and the learning method of the reinforcement learning decision model includes:
obtaining, by the reinforcement learning decision model, state information related to video quality from an environment;
obtaining, by the reinforcement learning decision model, a user preference including a preference weight for each of two or more quality indicators;
determining, by the reinforcement learning decision model, a data transmission amount per unit time based on the state information and the user preference; and
obtaining, by the reinforcement learning decision model, a reward from the environment;
containing,
How to transfer video data.
상기 강화학습 결정 모델은,
상기 획득된 사용자 선호도가 반영된 통합 품질이 타겟 품질에 도달하도록 하기 위한 단위 시간당 데이터 전송량을 파레토 최적 솔루션에 기초하여 결정하는,
동영상 데이터 전송 방법.
The method of claim 1,
The reinforcement learning decision model is
Determining, based on a Pareto optimal solution, the amount of data transmission per unit time for the integrated quality reflecting the obtained user preference to reach a target quality,
How to transfer video data.
상기 사용자 선호도에 포함된 둘 이상의 품질 지표들 각각에 대한 선호 가중치 값 중 적어도 하나에 대한 선호 가중치 값이 획득되지 않은 경우,
적어도 하나의 기 입력된 사용자 선호도들을 포함하는 사용자 선호도 집합에 기초하여 사용자 선호도 분포 데이터를 획득하는 단계;
를 더 포함하는,
동영상 데이터 전송 방법.
The method of claim 1,
When a preference weight value for at least one of the preference weight values for each of the two or more quality indicators included in the user preference is not obtained,
obtaining user preference distribution data based on a user preference set including at least one previously input user preference;
further comprising,
How to transfer video data.
상기 사용자 선호도 분포 데이터는,
준지도학습(Semi-Supervised Learning)된 예측 모델을 통해 상기 사용자 선호도 집합에 기초하여 획득되는,
동영상 데이터 전송 방법.
7. The method of claim 6,
The user preference distribution data is
Obtained based on the user preference set through a semi-supervised learning (Semi-Supervised Learning) prediction model,
How to transfer video data.
상기 획득된 사용자 선호도 분포 데이터에 기초하여 상기 사용자 선호도 집합을 사전 결정된 N 개의 선호도 부분 집합으로 나눈 후, 제 1 선호도 부분 집합에 대한 제 1 사용자 선호도 및 제 2 선호도 부분 집합에 대한 제 2 사용자 선호도를 산출하는 단계;
강화학습 결정 모델을 통해 상기 제 1 사용자 선호도가 반영된 통합 품질이 타겟 품질에 도달하도록 하기 위한 제 1 후보 단위 시간당 데이터 전송량을 산출하는 단계;
강화학습 결정 모델을 통해 상기 제 2 사용자 선호도가 반영된 통합 품질이 타겟 품질에 도달하도록 하기 위한 제 2 후보 단위 시간당 데이터 전송량을 산출하는 단계; 및
상기 제 1 후보 단위 시간당 데이터 전송량 및 상기 제 2 후보 단위 시간당 데이터 전송량에 기초하여 최종 단위 시간당 데이터 전송량을 결정하는 단계;
를 더 포함하는,
동영상 데이터 전송 방법.
7. The method of claim 6,
After dividing the user preference set into N predetermined preference subsets based on the obtained user preference distribution data, a first user preference for a first preference subset and a second user preference for a second preference subset calculating;
calculating a data transmission amount per first candidate unit time so that the integrated quality reflecting the first user preference reaches a target quality through a reinforcement learning decision model;
calculating a data transmission amount per second candidate unit time so that the integrated quality reflecting the second user preference reaches a target quality through a reinforcement learning decision model; and
determining a final data transmission amount per unit time based on the data transmission amount per first candidate unit time and the data transmission amount per second candidate unit time;
further comprising,
How to transfer video data.
동영상 품질을 나타내는 둘 이상의 품질 지표들 각각에 대한 선호 가중치를 포함하는 사용자 선호도(user preference)를 획득하는 동작; 및
강화학습 결정 모델을 통해 상기 획득된 사용자 선호도가 반영된 통합 품질이 타겟 품질에 도달하도록 하기 위한 단위 시간당 데이터 전송량을 결정하는 동작;
을 포함하고,
상기 통합 품질은 수학식 에 의해 결정되고,
상기 는 동영상 품질 벡터를 구성하는 구성요소 중 이익 벡터(benefit vector)이고, 상기 는 상기 동영상 품질 벡터를 구성하는 구성요소 중 페널티 벡터(penalty vector)이고, 는 선호 가중치 벡터에 포함된 적어도 하나의 선호 가중치 중에서 상기 이익 벡터에 대응되는 선호 가중치들을 포함하는 부분 가중치 벡터이고, 는 상기 선호 가중치 벡터에 포함된 적어도 하나의 선호 가중치 중에서 상기 페널티 벡터에 대응되는 선호 가중치들을 포함하는 부분 가중치 벡터이고, 상기 는 상기 이익 벡터에 대한 비선형적 선호도를 표현하기 위한 지수 가중치이고, 상기 는 상기 선호 가중치 벡터의 구성 성분 중에서 이익 벡터에 대응되는 가중치 벡터의 원소들 총합을 나타내고, 상기 는 상기 선호 가중치 벡터의 구성 성분 중에서 페널티 벡터에 대응되는 가중치 벡터의 원소들 총합을 나타내는,
컴퓨터 판독가능 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
A computer program stored in a computer readable storage medium, wherein the computer program, when executed on one or more processors, performs the following operations for transmitting moving picture data, the operations comprising:
obtaining a user preference including a preference weight for each of two or more quality indicators indicating video quality; and
determining a data transmission amount per unit time so that the integrated quality reflecting the user preference obtained through the reinforcement learning decision model reaches a target quality;
including,
The integrated quality is is determined by
remind is a benefit vector among the components constituting the video quality vector, and is a penalty vector among the components constituting the video quality vector, is a partial weight vector including preference weights corresponding to the profit vector among at least one preference weight included in the preference weight vector; is a partial weight vector including preference weights corresponding to the penalty vector among at least one preference weight included in the preference weight vector; is an exponential weight for expressing a non-linear preference for the profit vector, and represents the sum of the elements of the weight vector corresponding to the profit vector among the components of the preference weight vector, represents the sum of the elements of the weight vector corresponding to the penalty vector among the constituent components of the preference weight vector,
A computer program stored on a computer-readable storage medium.
하나 이상의 프로세서;
메모리; 및
네트워크부;
를 포함하고, 그리고
상기 하나 이상의 프로세서는,
동영상 품질을 나타내는 둘 이상의 품질 지표들 각각에 대한 선호 가중치를 포함하는 사용자 선호도(user preference)를 획득하고, 그리고
강화학습 결정 모델을 통해 상기 획득된 사용자 선호도가 반영된 통합 품질이 타겟 품질에 도달하도록 하기 위한 단위 시간당 데이터 전송량을 결정하고,
상기 통합 품질은 수학식 에 의해 결정되고,
상기 는 동영상 품질 벡터를 구성하는 구성요소 중 이익 벡터(benefit vector)이고, 상기 는 상기 동영상 품질 벡터를 구성하는 구성요소 중 페널티 벡터(penalty vector)이고, 는 선호 가중치 벡터에 포함된 적어도 하나의 선호 가중치 중에서 상기 이익 벡터에 대응되는 선호 가중치들을 포함하는 부분 가중치 벡터이고, 는 상기 선호 가중치 벡터에 포함된 적어도 하나의 선호 가중치 중에서 상기 페널티 벡터에 대응되는 선호 가중치들을 포함하는 부분 가중치 벡터이고, 상기 는 상기 이익 벡터에 대한 비선형적 선호도를 표현하기 위한 지수 가중치이고, 상기 는 상기 선호 가중치 벡터의 구성 성분 중에서 이익 벡터에 대응되는 가중치 벡터의 원소들 총합을 나타내고, 상기 는 상기 선호 가중치 벡터의 구성 성분 중에서 페널티 벡터에 대응되는 가중치 벡터의 원소들 총합을 나타내는,
동영상 데이터를 전송하기 위한 장치.
A device for transmitting video data, comprising:
one or more processors;
Memory; and
network department;
including, and
The one or more processors,
Obtaining user preference including preference weights for each of two or more quality indicators indicating video quality, and
Determining the amount of data transmission per unit time for the integrated quality reflecting the acquired user preference through the reinforcement learning decision model to reach the target quality,
The integrated quality is is determined by
remind is a benefit vector among the components constituting the video quality vector, and is a penalty vector among the components constituting the video quality vector, is a partial weight vector including preference weights corresponding to the profit vector among at least one preference weight included in the preference weight vector; is a partial weight vector including preference weights corresponding to the penalty vector among at least one preference weight included in the preference weight vector; is an exponential weight for expressing a non-linear preference for the profit vector, and represents the sum of the elements of the weight vector corresponding to the profit vector among the components of the preference weight vector, represents the sum of the elements of the weight vector corresponding to the penalty vector among the constituent components of the preference weight vector,
A device for transmitting video data.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200141018A KR102392383B1 (en) | 2020-10-28 | 2020-10-28 | Method and apparatus for transmitting video data |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200141018A KR102392383B1 (en) | 2020-10-28 | 2020-10-28 | Method and apparatus for transmitting video data |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102392383B1 true KR102392383B1 (en) | 2022-04-29 |
Family
ID=81429125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020200141018A KR102392383B1 (en) | 2020-10-28 | 2020-10-28 | Method and apparatus for transmitting video data |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102392383B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116112740A (en) * | 2023-01-19 | 2023-05-12 | 深圳大学 | Video playing method and device, electronic equipment and storage medium |
-
2020
- 2020-10-28 KR KR1020200141018A patent/KR102392383B1/en active IP Right Grant
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
2019 한국통신학회 추계종합학술발표회(2019.11.30. 공개)* * |
JOURNAL OF ARTIFICIAL INTELLIGENCE RESEARCH 52 (2015)(2015.03.31. 공개) 1부.* * |
Neal Jean et al., Semi-supervised Deep Kernel Learning(2018.08.31. 공개) 1부.* * |
한국통신학회 2018년도 동계종합학술발표회(2018.01.31. 공개) 1부.* * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116112740A (en) * | 2023-01-19 | 2023-05-12 | 深圳大学 | Video playing method and device, electronic equipment and storage medium |
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