KR20000063196A - Method of load distribution for video/audio meeting(chatting) with multiple users - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for distributing a load in a multi-party video/audio conference(chatting), is provided to process video and image in a distributed system, and audio and text in a concentrated system in a video conference including many users. CONSTITUTION: Signals of audio, text, video and image inputted in a computer having a microphone, a camera and a keyboard are classified. By the classification, audio and text passes a server through a transmission control protocol(TCP) control system. And by the classification, video and image are directly delivered to other computers through a user datagram protocol(UDP) control system without passing the server.

Description

다자간 화상/음성 회의(채팅)시의 부하 분산 방법{METHOD OF LOAD DISTRIBUTION FOR VIDEO/AUDIO MEETING(CHATTING) WITH MULTIPLE USERS}Load balancing method for multi-party video / audio conferencing (chat) WITH MULTIPLE USERS} (METHOD OF LOAD DISTRIBUTION FOR VIDEO / AUDIO MEETING (CHATTING) WITH MULTIPLE USERS)

본 발명은 화상 회의(채팅)시 서버의 부하 분산에 관한 것으로, 특히 인터넷을 통해 영상, 음성, 문자 및 이미지 등을 주고받을 수 있는 다자간 화상/음성 회의(채팅)시 서버의 부하 분산에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to load balancing of a server during video conferencing (chat), and more particularly, to load balancing of a server during multi-party video / voice conferencing (chat) that can exchange video, voice, text, and images over the Internet. .

일반적으로 화상 회의 시스템이란 시간과 장소에 관계없이 영상, 음성, 문자 및 이미지 등의 자료를 원하는 상대방에게 실시간으로 전달하고 받을 수 있는 시스템을 말한다. 이러한 화상 회의의 초기 시스템은 장비를 설치하여야만 가능하였고, 그런 장비가 설치된 특정한 회의실에서만 화상 회의가 가능하였다.In general, a video conference system refers to a system capable of delivering and receiving data such as video, audio, text, and images to a desired party in real time regardless of time and place. This early system of video conferencing was only possible with the installation of equipment, and video conferencing was possible only in certain conference rooms where such equipment was installed.

최근에는 종합정보통신망의 발달과 압축 기술의 발전으로 대용량의 자료 전달이 용이해져 인터넷이나 개인 휴대용 기기 등을 통한 화상이나 음성의 전달이 용이하게 되었다.In recent years, with the development of a comprehensive information communication network and the development of compression technology, it is easy to transmit large amounts of data, and thus, it is easy to transmit images and voices through the Internet or personal portable devices.

때문에 화상 회의 시스템도 상당히 진보한 수준을 이루었으며, 특히 개인용 컴퓨터나 워크스테이션을 이용한 탁상형 화상 회의 시스템이 현실로 다가오고 있다. 그렇지만, 아직까지는 이러한 시스템을 통해서 음성과 문자는 원활한 속도로 사용자간에 주고받을 수 있지만, 전송 용량이 큰 영상을 동시에 주고받기에는 상당한 속도 저하가 있는 것이 사실이었다.As a result, video conferencing systems have advanced considerably, especially desktop video conferencing systems using personal computers or workstations. However, it is still true that voice and text can be exchanged between users at a smooth speed through such a system, but there is a significant slowdown in the simultaneous transmission and reception of a large transmission capacity.

기업체 내에서 전문적인 화상 회의를 할 때는 고가의 장비를 필요로 하고 있는 실정이며, 일반 사용자들이 개인용 컴퓨터로 다자간 화상 회의 또는 채팅을 하기에는 영상의 전송 속도 등의 저하로 인해 사용하기가 매우 불편했다.In the enterprise, professional video conferencing requires expensive equipment, and it is very inconvenient for general users to use it because of the slow transmission speed of video for multi-party video conferencing or chatting with a personal computer.

본 발명은 이러한 화상 회의나 화상 채팅 시스템에서 유용하게 활용할 수 있는 것으로, 화상과 음성 그리고 문자와 이미지를 동시에 신속하게 처리할 수 있는 종합 멀티미디어 통신 시스템에 광범위하게 활용될 수 있는 기술을 제공한다.The present invention can be usefully used in such a video conferencing or video chat system, and provides a technique that can be widely used in a comprehensive multimedia communication system capable of processing video, voice, text and images at the same time quickly.

일반적으로 네트워크에서 서로 다른 운영체제를 사용하는 컴퓨터들이 서로 자료를 주고받기 위해서는 그 전과정에 대하여 모든 컴퓨터들이 알아들을 수 있는 프로토콜을 사용해야 한다. 이 프로토콜 중에서 전송을 제어하는 프로토콜, 즉 TCP(Transmission Control Protocol) 및 UDP(User Datagram Protocol)가 존재한다. 이 UDP는 TCP와 달이 안정성이 떨어지는 프로토콜이지만, 네트워크 상에서 UDP와 어울리는 어플리케이션이 IP 데이터그램의 크기를 초과하는 경우 조각으로 쪼개는 역할을 하는 프로토콜로서, 본 발명에서는 전송 용량이 큰 영상을 제어하는데 이용되고 있다.In general, in order for computers using different operating systems on a network to exchange data with each other, it is necessary to use a protocol that all computers can understand about the whole process. Among these protocols, there are protocols for controlling transmission, that is, Transmission Control Protocol (TCP) and User Datagram Protocol (UDP). Although UDP is less stable than TCP, it is a protocol that splits into pieces when an application that matches UDP on a network exceeds the size of an IP datagram. In the present invention, UDP is used to control a large transmission image. It is becoming.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 다수의 사용자를 포함하는 화상 회의에서 화상 및 음성의 전달시 발생하는 과도한 부하를 효과적으로 분산하여 처리하는 것이다.Accordingly, the present invention devised to solve the above problems is to effectively distribute and process the excessive load generated during the transmission of video and audio in a video conference including a large number of users.

본 발명의 주목적은 화상과 이미지, 음성과 문자를 구분하여 처리하는 것으로, 화상과 이미지는 분산식으로, 음성과 문자는 집중식으로 처리하는 방식을 통하여, 화상 회의나 채팅 시스템에서 부하를 효과적으로 분산 처리하는 것이다.The main object of the present invention is to process images and images, voice and text separately, and to distribute images and images intensively, and to process voice and text intensively. It is.

이를 이용하여 본 발명에서는, 다자간의 화상 통신이 가능한 시스템을 구현하고, 특히 개인용 컴퓨터급 서버를 이용하면서도 1500명 이상의 동시 사용자를 수용할 수 있도록 구현할 수 있다.By using this, in the present invention, a system capable of multi-party video communication can be implemented, and in particular, it can be implemented to accommodate 1500 or more concurrent users while using a personal computer-class server.

도 1은 인터넷을 통한 화상 및 음성 채팅에 대한 일반적인 구성도.1 is a general configuration diagram for video and voice chat over the Internet.

도 2는 사용자가 본 발명을 통해서 연결하고자 하는 각 지역 연결 서버.Figure 2 is a local connection server to which the user wants to connect through the present invention.

도 3은 본 발명의 집중식과 분산식을 혼합한 부하 분산 흐름도.3 is a load balancing flowchart in which the centralized and distributed equations of the present invention are mixed.

도 4는 도 3의 상세도로서, 화상과 음성 및 문자 신호의 구분 및 처리 흐름을 나타내는 도면.FIG. 4 is a detailed view of FIG. 3 showing a division and processing flow of an image, a voice, and a text signal; FIG.

도 5는 본 발명의 화상 및 음성 채팅시 사용자의 컴퓨터 모니터에 나타난 디스플레이 화면.5 is a display screen shown on the user's computer monitor during video and voice chat of the present invention.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다자간 화상·음성 회의시 부하를 분산하는 방법으로서, 마이크와 카메라 및 키보드가 탑재된 컴퓨터(1)에서 입력된 음성, 문자, 화상 및 이미지의 신호를 구분하는 단계; 상기 신호의 구분에 의해 음성과 문자는 TCP 제어 방식을 통해 서버를 경유하는 단계; 및 상기 신호의 구분에 의해 화상과 이미지는 UDP 제어 방식을 통해 서버를 경유하지 않고 직접 다른 컴퓨터(2, 3, 4, …)로 전달되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다자간 화상·음성 회의시의 부하 분산 방법을 제공한다.The present invention for achieving the above object is a method for distributing the load during a multi-party video and audio conference, which is to separate the signals of voice, text, image and image input from the computer 1 equipped with a microphone, a camera and a keyboard. step; Voice and text passing through a server through a TCP control scheme by the signal division; And transmitting the image and the image to another computer (2, 3, 4, ...) directly through the UDP control scheme without passing through the server by the classification of the signal. Provides a load balancing method.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

먼저, 도 1은 인터넷을 통한 화상 및 음성 채팅에 대한 일반적인 구성도이다. 일반적으로, 화상 통신은 공중전화망(PSTN) 또는 지역 네트워크(LAN)를 통해서 인터넷에 접속하여 사용자간에 통신이 이루어진다. 도 1은 일대일간의 접속 모형이 아니라 본 발명에서와 같은 다자간 접속 통신 모형을 나타내고 있다. 본 발명에서는, 통신 속도가 높은 LAN에서뿐만 아니라 상대적으로 통신 속도가 낮은 PSTN을 통한 일반 모뎀이 사용 가능하다는 이점이 있다.First, Figure 1 is a general configuration diagram for video and voice chat over the Internet. In general, video communication is performed between users by accessing the Internet through a public switched telephone network (PSTN) or a local area network (LAN). Fig. 1 shows a multilateral access communication model as in the present invention, not a one-to-one connection model. In the present invention, there is an advantage that a general modem via a PSTN having a relatively low communication speed as well as in a LAN having a high communication speed can be used.

도 2는 사용자가 본 발명을 통해서 연결하고자 하는 각 지역 연결 서버를 나타내고 있다. 도 2에서 보는 바와 같이, 아이넷(INET), 데이콤(DACOM) 및 코넷(KORNET) 등의 서버 위치와 연령 및 주제를 사용자가 마음대로 선택할 수 있다. 따라서, 사용자는 위의 어느 서버를 선택하여도 도 5에 나타난 화면과 동일한 화상 통신을 할 수 있으므로, 사용자들은 본 발명을 통해서 폭넓은 화상 통신을 선택할 수 있는 기회를 갖게 된다.2 shows each regional connection server to which the user intends to connect through the present invention. As shown in FIG. 2, a user can freely select server locations, ages, and topics such as INET, DACOM, and KORNET. Therefore, since the user can make the same video communication as the screen shown in Fig. 5 by selecting any of the above servers, the users have the opportunity to select a wide range of video communication through the present invention.

다음으로, 도 3은 본 발명의 집중식과 분산식을 혼합한 부하 분산 흐름도를 나타내며, 도 4는 도 3의 상세도로서, 화상과 음성 및 문자 신호의 구분 및 처리 흐름을 나타내는 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 각 컴퓨터들이 화상 회의나 채팅 시스템에 접속되어 있다고 가정하고 컴퓨터(1)를 중심으로 설명하기로 한다. 컴퓨터(1)는 탑재된 컴퓨터용 카메라와 마이크로부터 화상과 음성 신호를 받고, 컴퓨터 내의 이미지와 키보드로부터 입력되는 문자 메시지를 수신한다.Next, FIG. 3 shows a load balancing flowchart in which the centralized and distributed equations of the present invention are mixed, and FIG. 4 is a detailed view of FIG. 3, which shows a flow of division and processing of an image, an audio and a text signal. As shown in Fig. 4, a description will be given mainly on the computer 1, assuming that each computer is connected to a video conference or chat system. The computer 1 receives image and audio signals from a mounted computer camera and a microphone, and receives text messages input from an image and a keyboard in the computer.

수신된 자료 중 음성과 문자 신호는 화상 회의 시스템을 관리하는 서버로 입력되고 다른 컴퓨터로 전달된다. 이 때는 선행기술에서 언급된 바와 같은 종래의 TCP(Transmission Control Protocol)를 사용하여 자료의 전송이 제어되어 전송의 신뢰성을 높인다. 수신된 자료가 이미지 또는 화상 자료이면, 컴퓨터(1)의 신호가 UDP(User Datagram Protocol)라는 제어 방식을 통하여 직접 다른 컴퓨터(2, 3, 4, …)들에게 전달된다. 이 때, 응용프로그램의 구별을 위한 네트워크 포트는 7000 ~ 9000번을 주로 사용하며, TCP의 경우에서는 4000 ~ 6000번을 많이 사용한다. 또한 프레임수를 0.6초당 1 프레임으로 하여 효과적인 화상 통신을 지원하게 된다. 그렇지만, 이 수치는 임의적으로 설정된 것으로서, 이 보다 더 빠르게 초당 프레임수를 조절할 수 있음은 당연하다.Among the received data, voice and text signals are input to a server managing a video conferencing system and transmitted to another computer. In this case, the transmission of data is controlled using the conventional Transmission Control Protocol (TCP) as mentioned in the prior art, thereby increasing the reliability of the transmission. If the received data is an image or image data, the signal of the computer 1 is directly transmitted to other computers 2, 3, 4, ... through a control method called UDP (User Datagram Protocol). At this time, the network port for distinguishing application programs is mainly used 7000 ~ 9000, and in the case of TCP it uses a lot of 4000 ~ 6000 times. In addition, the number of frames is 1 frame per 0.6 seconds to support effective video communication. However, this value is set arbitrarily, and it is natural that the frame rate can be adjusted faster than this.

이와 마찬가지로, 본 발명의 실시예에서는, 컴퓨터(1) 이외의 다른 컴퓨터(2, 3, 4, …)들도 동일한 동작을 반복 수행하며, 이로 인하여 다자간의 화상 및 음성 통신이 원활하게 진행될 수 있다.Similarly, in the embodiment of the present invention, other computers (2, 3, 4, ...) other than the computer (1) repeatedly perform the same operation, thereby enabling multi-party video and audio communication to proceed smoothly. .

마지막으로, 도 5는 본 발명의 화상 및 음성 채팅시 사용자의 컴퓨터 모니터에 나타난 디스플레이 화면이다. 이 디스플레이 화면에서는, 별도의 장치나 소프트웨어의 설치 없이도 10명의 사용자들이 서로의 얼굴을 보면서 다자간 화상 채팅하는 모습이 나타나 있다. 이 화면의 하단에는 대화창(도시되지 않음)이 있으므로 서로 문자를 주고받을 수 있는 기능을 포함하고 있다. 또한, 문자뿐만 아니라 마이크가 구비된 경우에는 음성도 주고받을 수 있다.Finally, Figure 5 is a display screen shown on the user's computer monitor during video and voice chat of the present invention. On this display screen, 10 users can video chat with each other while looking at each other's faces without installing any device or software. At the bottom of this screen is a dialog (not shown), which includes the ability to send and receive text. In addition, when a microphone is provided as well as a text, voice may be transmitted and received.

본 발명은 화상 및 음성을 동시에 지원하도록 요구되는 모든 시스템에 적용 가능하며, 동일한 장비 조건에서 더 많은 동시 사용자를 만족시킬 수 있는 시스템을 구현할 수 있다.The present invention is applicable to all systems required to simultaneously support video and audio, and can implement a system that can satisfy more simultaneous users under the same equipment conditions.

특히, 광범위한 지역에 사용자를 포함하는 기업의 화상 회의 시스템이나 화상 채팅 시스템에 폭넓게 적용되며, 또한 원거리 교육 시스템, 화상 의료 시스템 및 문자 교환이 어려운 사용자들에게까지도 그 적용 범위를 넓힐 수 있다.In particular, it is widely applied to a video conferencing system or a video chat system of a company including users in a wide area, and can be extended to distance education systems, video medical systems, and users who have difficulty in text exchange.

Claims (5)

다자간 화상·음성 회의시 부하를 분산하는 방법에 있어서,In the method of distributing the load in a multi-party video and audio conference, 마이크와 카메라 및 키보드가 탑재된 컴퓨터(1)에서 입력된 음성, 문자, 화상 및 이미지의 신호를 구분하는 단계;Distinguishing signals of voice, text, images and images input from the computer 1 equipped with a microphone, a camera and a keyboard; 상기 신호의 구분에 의해 음성과 문자는 TCP 제어 방식을 통해 서버를 경유하는 단계; 및Voice and text passing through a server through a TCP control scheme by the signal division; And 상기 신호의 구분에 의해 화상과 이미지는 UDP 제어 방식을 통해 서버를 경유하지 않고 직접 다른 컴퓨터(2, 3, 4, …)로 전달되는 단계The image and the image is transferred to another computer (2, 3, 4, ...) directly via the UDP control method without the server by the classification of the signal 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다자간 화상·음성 회의시의 부하 분산 방법.Load balancing method for multi-party video and audio conference, characterized in that it comprises a. 제 1항에 있어서, 상기 TCP 제어 방식에서의 응용프로그램을 구별하는 위한 네트워크 포트는 4000 ~ 6000번을 사용하는 것을 특징으로 하는 다자간 화상·음성 회의시의 부하 분산 방법.The method of claim 1, wherein a network port for identifying an application program in the TCP control method is used at a number of 4000 to 6000. 제 1항에 있어서, 상기 UDP 제어 방식에서의 응용프로그램의 구별을 위한 네트워크 포트는 7000 ~ 9000번을 사용하는 것을 특징으로 하는 다자간 화상·음성 회의시의 부하 분산 방법.The method of claim 1, wherein the network port for distinguishing the application programs in the UDP control method is used between 7000 and 9000. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 사용되는 프레임수는 0.6초당 1 프레임으로 하는 것을 특징으로 하는 다자간 화상·음성 회의시의 부하 분산 방법.4. The load balancing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the number of frames used is one frame per 0.6 seconds. 제 1항에 있어서, 상기 다른 컴퓨터(2, 3, 4, …)들은 상기 컴퓨터(1)와 동일한 동작을 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 다자간 화상·음성 회의시의 부하 분산 방법.The method of claim 1, wherein the other computers (2, 3, 4, ...) repeatedly perform the same operations as the computer (1).
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