KR20000075421A - 멀티미디어 데이터 플로우의 네트워크 트랜스코딩용 시스템 - Google Patents

멀티미디어 데이터 플로우의 네트워크 트랜스코딩용 시스템 Download PDF

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KR20000075421A
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Abstract

서비스 제공자 노드는 이 노드 상에서 실행되는 액티브 네트워크 데몬(active network daemon)을 구비한다. 사용자는 서비스 제공자 노드로 코드화된 인스트럭션을 전송함으로써 상기 서비스 제공자의 액티브 네트워크 능력을 통해 액티브 파이프라인(active pipeline)을 제어한다. 액티브 파이프라인은 사용자에 의해 액티브 파이프라인으로 전송되는 코드화된 인스트럭션 내에 보유되는 제어 파라미터에 따라서 서비스 제공자 노드 내에 구축된다. 적응형 파이프라인은 0개 이상의 중간 필터링 스테이지(intermediate filtering stage)를 구비하는 디코드 및 인코드 스테이지를 포함한다. 중간 스테이지의 수 및 유형은 특정화된 플로우 파라미터(flow parameter)의 값에 의해 결정된다.

Description

멀티미디어 데이터 플로우의 네트워크 트랜스코딩용 시스템 {SYSTEM FOR NETWORK TRANSCODING OF MULTIMEDIA DATA FLOW}
본 발명은 통상적으로 트랜스코딩(transcoding)에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 멀티미디어 데이터 플로우(multimedia data flow)의 네트워크 트랜스코딩에 관한 것이다.
유통되는 멀티미디어 애플리케이션은 지원 메커니즘과 네트워크 상의 다중 클라이언트와의 통신을 요구한다. 도 1을 참조하면, (컴퓨터가 네트워크 상에 상주하는) 네트워크 노드의 네트워킹 능력은 상호 접속되는 여러 개의 층들(layers)로 나뉜다. 이 층들은 네트워크 스택으로 불린다. 네트워크 스택의 아래쪽으로부터 출발하면, 물리적 네트워크 인터페이스가 네트워크 라인(network wire)을 통해 발생되는 전자 신호의 수신을 담당한다. 스택의 위쪽으로 이동하면, 네트워크 신호들은 애플리케이션 층에 도달될 때까지 추가로 디코드되고 다음 스택으로 전해진다. 이 애플리케이션 층의 네트워크 트래픽(network traffic)은 특정 멀티미디어 플로우 요구와 같은 해당 클라이언트에 의한 최종 서비스 요구를 만족하도록 응답이 네트워크 클라이언트와 통신이 가능한 방식으로 해독된다.
이러한 네트워크 트래픽은 애플리케이션에 의해 주어지는 제약을 만족하면서 최종-시스템, 네트워크 및 최종-사용자가 조절될 수 있는 형식으로 이들에게 교부될 필요가 있다. 고성능 스테이션 상에서 완전한 품질의 멀티미디어 데이터 플레이아웃을 허용하지만, 동시에 적합하게 필터링된 낮은 품질의 플레이아웃을, 아마도 상이한 코딩 형식으로, 다른 최종 시스템에 제공하는 서비스 품질(QOS) 메커니즘이 트랜스코딩(transcoding)이라 불린다. 하지만, 현재의 트랜스코더는 스케일 (scale)할 수 없고, 적응할 수 없으며 호환성도 없다.
따라서 멀티미디어 데이터 플로우의 네트워크 트랜스코딩용 시스템이 필요하며, 이 시스템에서 사용자는 네트워크를 따라 트랜스코딩 자원을 프로그램화할 수 있으며 커스텀 트랜스코더, 다시 말하면, 스케일할 수 있고 적응가능하며 호환성이 있는 트랜스코더를 구비할 수 있다.
예시되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 서비스 제공자 노드는 이 노드 상에서 실행되는 액티브 네트워크 데몬(demon)을 갖는다. 사용자는 코드화된 인스트럭션을 상기 서비스 제공자 노드로 전송함으로써 상기 서비스 제공자 노드의 액티브 네트워크 설비를 통하여 적응형 파이프라인을 제어한다. 네트워크 클라이언트의 트랜스코딩 요구를 대행수신한 후에, 적응형 파이프라인은 사용자에 의해 파이프라인으로 전송되는 상기 코드화된 인스트럭션에 보유되는 제어 파라미터에 따라서 상기 서비스 제공자 노드 내에 구성될 수 있다. 상기 적응형 파이프라인은 0개 이상의 중간 필터링 스테이지를 구비하는 디코드 및 인코드 스테이지를 포함한다. 중간 스테이지의 수 및 유형은 특정화된 플로우 파라미터의 값에 의해 결정된다. 이후 상기 네트워크 클라이언트에 의해 요구되는 멀티미디어 데이터 플로우는 상기 적응형 파이프라인을 통해 처리되고 이에 따른 트랜스코드된 멀티미디어 데이터 플로우는 이 멀티미디어 데이터 플로우를 요구한 상기 네트워크 클라이언트에 전송된다.
본 발명의 목적, 장점, 및 기타 신규한 특징은 첨부되는 청구범위 및 도면을 참조하여 판독되는 경우 이하의 상세한 설명으로부터 명백해진다.
도 1은 네트워크 스택의 층 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 네트워크 트랜스코딩용 시스템의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 적응형 파이프라인의 블록도.
도 1을 참조하면, 본 발명은 네트워크 스택의 애플리케이션 층에서 동작되고, 따라서 인터넷 프로토콜(IP)과 같은 현재의 네트워크 프로토콜에서 어떠한 변경도 요구되지 않고, 표준화된 패킷 형식 및 어드레싱 방법이 사용된다.
도 2를 참조하면, 네트워크 클라이언트(10)는 네트워크(8)에 대해 서비스 요구를 개시한다. 상기 네트워크(8) 상에 상주하는 서비스 제공자 노드(11)는 호출된 액티브 네트워크(AN) 데몬(6)을 실행시키는 프로그램을 구비한다. 상기 AN 데몬(6)은 네트워크 사용자가 프로그램을 동적으로 사용할 수 있도록 프로그램 가능한 개방형 노드를 노드 엔진에 제공한다. 상기 서비스 제공자(11)는 상기 요구를 대행수신하고 상기 AN 데몬(6)은 이용가능한 복수의 서비스로부터 요구되는 해당 서비스에 대응하는 차일드 프로세스(child process; 5)를 분기시킨다. 본 발명에 따르면 요구되는 상기 서비스는 트랜스코딩이다. 이후 AN 데몬(6)은 상기 서비스 요구를 분석하고 상기 서비스 요구에서 특정되는 특정 제어 파라미터를 데이터 구조 내로 로드한다. 상기 제어 파라미터는 네트워크 사용자에 의해 특정되며 다음과 같은 사항을 포함하지만, 이에 국한되지는 않는다:
1. 커맨드 유형(예를 들어, 접속 요구)
2. 포트(채널 식별)
3. 매체 유형
4. 비트율(bit-rate)
5. 프레임 레이트(frame rate)
6. 해상도
7. 종단간 대기시간(end-to-end latency)
8. 인터레이스(interlace)
9. 기호(signature)
10. 손실률
11. 콘텐츠 식별
12. 코드 유형
13. 필터
14. 필터 파라미터
15. 예측(prediction)
16. 호스트명
페어런트 프로세스(parent process)와 차일드 프로세스(child process)와의 관계는 상기 페어런트 프로세스(AN 데몬; 6) 및 차일드 프로세스(5)가 상기 네트워크 노드(11) 내에서 동시에 실행되고 이로 인해 파라미터를 통해 서로 통신할 수 있다는 것이다.
상기 차일드 프로세스(5)는 트랜스코딩 서비스를 제공하도록 적응형 파이프라인(4)을 대신한다. 도 3을 참조하면, 적응형 파이프라인(4)은 모듈 구성요소의 집합이며, 구성요소 각각은 데이터 스트림으로 변환된다. 바람직한 실시예에서 데이터 스트림은 엠펙(Moving Picture Experts Group) 표준규격 1∼4(MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4), JPEG(Joint Photographic Experts Group), H.263 및 H261과 같은 서비스 제공자 노드(11)로 전송되는 멀티미디어 데이터 플로우지만, 이러한 표준규격에 국한되는 것은 아니다. 상기 파이프라인(4)의 머리부 최종 스테이지는 트랜스코딩을 요구하는 특정 표준규격을 위한 디코더 엔진(20)이며, 꼬리부 최종 스테이지는 트랜스코딩 결과가 되도록 요구되는 특정 표준규격을 위한 인코더 엔진(24)이다. 중간 스테이지들은 상기 데이터 플로우를 트랜스코드하도록 기초 대역 (baseband) 멀티미디어 데이터 플로우의 품질 조절을 허용하는 스테이지들이다. 이러한 중간 스테이지들은 수평 필터링, 수직 필터링, 모스키토 필터링(mosquito filtering) 및 적응형 보간(adaptive interpolation) 스테이지를 포함하지만, 이들에 국한되는 것은 아니다. 버퍼 풀(12, 14, 16, 18)은 상기 적응형 파이프라인(4)의 특정 스테이지의 메모리 요구를 이행한다.
도 2를 참조하면, 상기 AN 데몬(6)은 상기 적응형 파이프라인(4)을 대신하는 차일드 프로세스(5)로 제어 파라미터를 보유하는 데이터 구조를 전송함으로써 상기 적응형 파이프라인(4)으로 상기 제어 파라미터를 전송한다. 도 3을 참조하면, 상기 적응형 파이프라인(4)은 상기 제어 파라미터에 따라 구성된다. 상기 차일드 프로세스는 동작 함수를 호출하여 상기 적응형 파이프라인(4)의 디코드(20), 필터(22) 또는 인코드(24) 스테이지를 수행하며 이러한 스테이지들은 상기 인코드 또는 디코드의 코드 유형 및 상기 제어 파라미터에 의해 특정되는 기타 구성에 따라 상기 네트워크 클라이언트(10)에 의해 요구되는 멀티미디어 데이터 플로우를 트랜스코드하도록 적합한 함수를 차례대로 선택한다. 이러한 호출 및 선택 동작은 상기 파이프라인(4) 자신 및 상기 파이프라인의 개별 스테이지가 플로우 파라미터의 사용자 특정 값에 의해 상기 네트워크를 따라 구성될 수 있게 해준다.
하지만, 상기 파이프라인(4)의 중간 스테이지(스테이지들)(22)는 선택사양이고 하나 이상의 중간 스테이지일 수 있다. 중간 스테이지(스테이지들)(22)는 필요로 하는 필터링 크기의 함수이며, 이 함수는 상기 기술된 플로우 파라미터로 특정된다. 간단한 측면으로, MPEG-2의 H.263 트랜스코딩은 상기 중간 스테이지(22) 중에서 적어도 수평 또는 수직 필터링을 요구한다. 복잡한 측면으로, 상기 필터링은 너무 복잡해서 어떤 조합 동작이 하나의 스테이지에 적합하지 않을 수 있고, 따라서 조합 동작이 다중의 중간 스테이지(22)로 분리된다. 예를 들어, 적응형 보간이 요구되는 필터링 유형이고, 수평/수직 필터링이 또한 요구되는 경우, 다른 스테이지를 추가하도록 선택한다. 조합 동작은 스테이지에 적합해야 하고 테이블로 캡쳐되는 액티브-노드 정보 (active-node intelligence) 순서가 된다. 사용자가 대량의 필터링을 요구하는 경우 대량의 필터링은 다중 필터링 및 이에 따른 보다 큰 종단간 대기시간을 발생한다. 대량의 필터링은 화상 회의(video conferencing)에 대해서는 바람직하지 않지만 아마도 단지 브라우징(browsing)을 위해서는 받아들일 수 있다. 화상 회의와 같은 실시간 상호 작용에 대해, 단지 하나의 스테이지를 요구하거나 또는 전혀 스테이지를 요구하지 않는 정도의 필터링을 요구하는 것이 바람직하다. 하나의 필터링 스테이지의 의미는 이것이 동기 포트로서의 역할도 할 수 있다는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서비스 제공자 노드(11)의 노드 운영체제(NodeOS)는 SGI사에 의해 제공되는 IRIX 운영 체제의 확장인 오프 더 셀프(off-the-shelf) 실시간 운영 체제인 REACT지만, 이하의 일반적 특징을 갖는 임의의 다른 실시간 NodeOS가 사용될 수 있다. REACT NodeOS는 액티비티/스레드 사상(activity/thread mapping)을 위한 인터페이스를 제공하고 실시간 프레임-기반 스케줄링 및 관련된 배경 스위칭을 지원한다. 가상 프레임 주입(phantom frame injection)을 위한 프로그래밍과 함께, 수 밀리초의 정상 주기가 설정된다. 이것은 특히 동일한 자원 집합이 다중 세션(multiple sessions)에 의해 공유되는 경우, 소프트 실시간 애플리케이션의 바람직한 특성인 프레임 경계의 탄력적 활동을 발생한다. 이 특정 NodeOS는 상기 적응형 파이프라인(4)이 적응 동작을 위해 사용할 수 있도록 제한된 감시 능력을 제공한다. 오버런(overrun) (교차 규정된 프레임 경계) 조건은 사용되고 있는 가장 흔한 감시 능력이다. 이 입력은 새로운 채널 구축을 제한하도록 승인-제어 엔진(admission-control engine)에 의해 사용된다.
도 2를 참조하면, 상기 적응형 파이프라인(4)의 프로세스로부터 발생되는 트랜스코드된 데이터 플로우는 이후 데이터 플로우를 요구하는 네트워크 클라이언트(10)에 상기 네트워크(8)를 거쳐 전송된다. 상기 데이터는 서비스 요구 내의 플로우 파라미터에 따라 상기 네트워크 클라이언트(10)에 의해 요구되는 형식과 일치된다.
따라서, 본 발명은 사용자가 네트워크를 통해 트랜스코딩 자원을 프로그램하고 커스텀 트랜스코더, 다시 말하면, 스케일할 수 있고, 적응성이 있으며 호환성이 있는 트랜스코더를 구비하는 멀티미디어 데이터 플로우의 네트워크 트랜스코딩용 시스템을 제공할 수 있다.

Claims (9)

  1. a) 플로우 파라미터(flow parameter)를 보유하는 서비스 요구를 액티브 네트워크 데몬(active network daemon)에 의해 네트워크 클라이언트로부터 수신하는 단계;
    b) 상기 서비스 요구 내의 플로우 파라미터에 의해 결정되는 방식으로 서비스 요구에 의해 요구되는 멀티미디어 데이터 플로우를 디코딩하는 단계;
    c) 트랜스코드(transcode)되는 멀티미디어 데이터 플로우를 출력하도록 상기 서비스 요구 내의 플로우 파라미터에 의해 결정되는 방식으로 상기 디코드된 멀티미디어 데이터 플로우를 인코딩하는 단계; 및
    d) 상기 트랜스코드된 멀티미디어 데이터 플로우를 상기 네트워크 클라이언트에 전송하는 단계
    를 포함하는 멀티미디어 데이터 플로우의 네트워크 트랜스코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디코딩 단계 이후, 상기 서비스 요구 내의 플로우 파라미터에 의해 결정되는 방식으로 상기 디코드된 멀티미디어 데이터 플로우를 필터링―여기서 필터링에 의해 디코드된 멀티미디어 데이터 플로우는 상기 인코딩 단계로 입력됨―하는 단계를 추가로 포함하는 멀티미디어 데이터 플로우의 네트워크 트랜스코딩 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 플로우 파라미터가 커맨드 유형, 포트, 매체 유형, 비트율, 프레임 레이트, 해상도, 종단간 대기시간, 인터레이스, 기호, 손실률, 콘텐츠 식별, 코드 유형, 필터, 필터 파라미터, 예측, 및 호스트명 중 적어도 하나를 표시하는 멀티미디어 데이터 플로우의 네트워크 트랜스코딩 방법.
  4. a) 플로우 파라미터를 보유하는 서비스 요구를 액티브 네트워크 데몬에 의해 네트워크 클라이언트로부터 수신하는 수단;
    b) 상기 서비스 요구 내의 플로우 파라미터에 의해 결정되는 방식으로 서비스 요구에 의해 요구되는 멀티미디어 데이터 플로우를 디코딩하는 수단;
    c) 트랜스코드된 멀티미디어 데이터 플로우를 출력하도록 상기 서비스 요구 내의 플로우 파라미터에 의해 결정되는 방식으로 상기 디코드된 멀티미디어 데이터 플로우를 인코딩하는 수단; 및
    d) 상기 트랜스코드된 멀티미디어 데이터 플로우를 상기 네트워크 클라이언트에 전송하는 수단
    을 포함하는 멀티미디어 데이터 플로우의 네트워크 트랜스코딩 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 플로우 파라미터에 의해 표시되는 바와 같이 임의의 필터링이 필요한 경우, 상기 서비스 요구 내의 플로우 파라미터에 의해 결정되는 방식으로 상기 디코드된 멀티미디어 데이터 플로우를 필터링하는 수단을 추가로 포함하는 멀티미디어 데이터 플로우의 네트워크 트랜스코딩 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 플로우 파라미터가 커맨드 유형, 포트, 매체 유형, 비트율, 프레임 레이트, 해상도, 종단간 대기시간, 인터레이스, 기호, 손실률, 콘텐츠 식별, 코드 유형, 필터, 필터 파라미터, 예측, 및 호스트명 중 적어도 하나를 표시하는 멀티미디어 데이터 플로우의 네트워크 트랜스코딩 장치.
  7. a) 네트워크 클라이언트로부터 플로우 파라미터(flow parameter)를 보유하는 서비스 요구를 수신할 수 있는 액티브 네트워크 데몬(active network daemon)을 구비하는 서비스 제공자 노드(service provider node); 및
    b) 상기 서비스 요구 내의 플로우 파라미터에 의해 결정되는 방식으로 멀티미디어 데이터 플로우를 트랜스코드(transcode)하는 적응형 파이프라인(adaptive pipeline)
    을 포함하는 멀티미디어 데이터 플로우의 네트워크 트랜스코딩 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 적응형 파이프라인이
    ⅰ) 상기 서비스 요구 내의 플로우 파라미터에 의해 결정되는 방식으로 서비스 요구에 의해 멀티미디어 데이터 플로우를 디코드하기에 적합하도록 적응되는 서비스 제공자 내의 디코더;
    ⅱ) 상기 디코더에 연결되며, 상기 플로우 파라미터에 의해 표시되는 바와 같이 임의의 필터링이 필요한 경우, 상기 서비스 요구 내의 플로우 파라미터에 의해 결정되는 방식으로 멀티미디어 데이터 플로우를 필터링하기에 적합하도록 적용되는 필터;
    ⅲ) 상기 필터에 연결되며, 트랜스코드된 멀티미디어 데이터 플로우를 출력하도록 상기 서비스 요구 내의 플로우 파라미터에 의해 결정되는 방식으로 상기 디코드된 멀티미디어 데이터 플로우를 인코드하기에 적합하도록 적응되는 인코더; 및
    ⅳ) 상기 트랜스코드된 멀티미디어 데이터 플로우를 상기 네트워크 클라이언트에 전송하는 수단
    을 포함하는 멀티미디어 데이터 플로우의 네트워크 트랜스코딩 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 플로우 파라미터가 커맨드 유형, 포트, 매체 유형, 비트율, 프레임 레이트, 해상도, 종단간 대기시간, 인터레이스, 기호, 손실률, 콘텐츠 식별, 코드 유형, 필터, 필터 파라미터, 예측, 및 호스트명 중 적어도 하나를 표시하는 멀티미디어 데이터 플로우의 네트워크 트랜스코딩 장치.
KR1019990050206A 1998-11-13 1999-11-12 멀티미디어 데이터 플로우의 네트워크 트랜스코딩용 시스템 KR20000075421A (ko)

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