KR20040031965A - 네트워크 부하를 최소화하는 영상 압축 장치 및 방법 - Google Patents

네트워크 부하를 최소화하는 영상 압축 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 네트워크 부하를 최소화하는 영상 압축 장치 및 방법에 관한 것으로, 개시된 영상 압축 장치는 최대전송단위 정보와 같은 네트워크 정보를 획득하는 네트워크 정보 획득부와, 획득된 최대전송단위 정보를 고려하여 비디오 패킷 길이를 설정하는 비디오 패킷 길이 설정부와, 설정된 비디오 패킷 길이로 비디오 압축을 수행하는 비디오 압축부와, 압축된 데이터를 패킷화하는 패킷화부와, 패킷화된 비디오 데이터를 네트워크로 전송하는 네트워크 전송부를 포함하며, 비디오 압축시 최대전송단위를 고려하여 비디오 패킷의 길이를 조절하는 비디오 압축을 수행함으로써 실제 네트워크 전송시 프래그먼테이션을 최소화하고 네트워크 효율을 높이는 이점이 있다.

Description

네트워크 부하를 최소화하는 영상 압축 장치 및 방법{VIDEO CODING APPARATUS OF MINIMIZING NETWORK OVERHEAD AND METHOD THEREOF}
본 발명은 네트워크 부하를 최소화하는 영상 압축 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 영상 서비스를 제공하는 시스템에 있어서 네트워크 부하를 증가시키는 프래그먼테이션(Fragmention)의 수를 최소화하기 위해 비디오 압축시 네트워크 정보를 이용하여 압축을 하는 영상 압축 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 데이터를 네트워크로 전송할 때에 전송하는 데이터의 크기가 최대전송단위(Maximum Transmission Unit; MTU)보다 클 경우 프래그먼테이션을 수행하여 전송한다. 프래그먼테이션이 많을수록 각 프래그먼테이션에 붙는 헤더정보로 인해 네트워크 효율이 떨어진다. MPEG4 비디오의 경우 네트워크로 전송시 RFC3016을 따르는 방법이 있는데 이는 비디오 패킷이 나누어지지 않게 전송하는 방법이다. 이때 최대전송단위(MTU)를 고려하지 않고 비디오 패킷 길이를 설정하면 실제 전송시 많은 프래그먼테이션을 유발할 수 있고 프래그먼테이션에 들어가는 헤더정보와 같은 부가적인 데이터는 네트워크 효율을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로, 비디오 압축시 최대전송단위를 고려하여 비디오 패킷의 길이를 조절하는 비디오 압축을 수행함으로써 실제 네트워크 전송시 프래그먼테이션을 최소화하고 네트워크 효율을 높이는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 한 견지로서 영상 압축 장치는, 최대전송단위 정보와 같은 네트워크 정보를 획득하는 네트워크 정보 획득부와, 상기 획득된 최대전송단위 정보를 고려하여 비디오 패킷 길이를 설정하는 비디오 패킷 길이 설정부와, 상기 설정된 비디오 패킷 길이로 비디오 압축을 수행하는 비디오 압축부와, 상기 압축된 데이터를 패킷화하는 패킷화부와, 상기 패킷화된 비디오데이터를 네트워크로 전송하는 네트워크 전송부를 포함한다.
본 발명의 다른 견지로서 영상 압축 방법은, 최대전송단위 정보와 같은 네트워크 정보를 획득하는 제 1 단계와, 상기 획득된 최대전송단위 정보를 고려하여 비디오 패킷 길이를 설정하는 제 2 단계와, 상기 설정된 비디오 패킷 길이로 비디오 압축을 수행하는 제 3 단계와, 상기 압축된 데이터를 패킷화하는 제 4 단계와, 상기 패킷화된 비디오 데이터를 네트워크로 전송하는 제 5 단계를 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 영상 압축 장치의 블록 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 영상 압축 방법의 흐름도,
도 3a 내지 도 3c는 한 장의 영상을 여러 크기의 비디오 패킷 길이를 적용하여 압축한 예시도,
도 4a 내지 도 4c는 최대전송단위(MTU)의 크기가 140인 경우 RTP 패킷에 하나의 비디오 패킷을 전송할 때 프래그먼테이션(Fragmention)의 실시예시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101 : 네트워크 정보 획득부 103 : 비디오 패킷 길이 설정부
105 : 비디오 압축부 107 : 패킷화부
109 : 네트워크 전송부
본 발명의 실시예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 실시예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 영상 압축 장치는 도 1의 블록 구성도에 나타낸 바와 같이, 네트워크 정보 획득부(101), 비디오 패킷 길이 설정부(103), 비디오 압축부(105), 패킷화부(107), 네트워크 전송부(109)로 이루어진다.
네트워크 정보 획득부(101)는 최대전송단위(MTU) 정보와 같은 네트워크 정보를 획득한다.
비디오 패킷 길이 설정부(103)는 최대전송단위 정보를 고려하여 비디오 패킷 길이를 설정한다.
비디오 압축부(105)는 설정된 비디오 패킷 길이로 비디오 압축을 수행한다.
패킷화부(107)는 압축된 데이터를 RFC3016과 같은 방법으로 패킷화(Packetize)를 수행한다.
네트워크 전송부(109)는 패킷화된 비디오 데이터를 네트워크로 전송한다.
상기와 같이 구성된 영상 압축 장치에 의한 비디오 데이터의 압축 과정을 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 네트워크 정보 획득부(101)가 최대전송단위(MTU) 정보와 같은 네트워크 정보를 획득하여 비디오 패킷 길이 설정부(103)로 전달하며(S202), 비디오 패킷 길이 설정부(103)는 네트워크 정보를 감안하여 적절한 비디오 패킷 길이를 설정한다(S204). 이때, 비디오 패킷 길이 설정부(103)는 아래의 수학식 1에 의거하여 비디오 패킷 길이를 설정한다.
비디오 패킷 길이 설정부(103)에서 설정된 비디오 패킷 길이 설정값은 비디오 압축부(105)로 전달되며, 비디오 압축부(105)는 비디오 패킷 길이 설정값에 따라 비디오 압축을 수행한 후 압축된 데이터를 패킷화부(107)로 전송한다(S206).
도 3a 내지 도 3c는 한 장의 영상을 여러 크기의 비디오 패킷 길이를 적용하여 압축한 예시도로서, 도 3a는 비디오 패킷 길이가 90인 경우로서 5개의 비디오 패킷으로 나누어졌으며, 도 3b는 비디오 패킷 길이가 100인 경우로서 4개의 비디오 패킷으로 나누어졌고, 도 3c는 비디오 패킷 길이가 110인 경우로서 4개의 비디오 패킷으로 나누어졌다.
패킷화부(107)는 비디오 압축부(105)로부터 전송 받은 압축 데이터를 RFC3016과 같은 방법으로 패킷화를 수행한 후에 네트워크 전송부(109)로전달한다(S208). RFC3016에서는 비디오 데이터의 경우 비디오 패킷 하나 또는 여러 개를 모아서 패킷으로 만들 수 있지만 하나의 비디오 패킷을 나눌 수는 없다.
네트워크 전송부(109)는 패킷화부(107)로부터 전달받은 패킷화된 압축 데이터를 네트워크로 전송하게 된다. 이때 TCP/IP 망을 사용하는 경우 IP 레이어(Layer)에서 패킷이 최대전송단위(MTU)보다 큰 경우는 프래그먼테이션(Fragmentation)을 수행하여 전송한다(S210).
도 4a 내지 도 4c는 최대전송단위(MTU)의 크기가 140인 경우 RTP 패킷에 하나의 비디오 패킷을 전송할 때 프래그먼테이션(Fragmention)의 실시예시도이다.
도 4a와 같이 비디오 패킷의 길이가 90인 경우는 실제 네트워크 전송시 첨가되는 IP, UDP, RTP 헤더정보를 합하여도 130으로서 실제 최대전송단위 크기인 140보다는 작기 때문에 프래그먼테이션이 필요 없다.
도 4b의 경우도 실제 전송시의 크기 140이 최대전송단위 크기를 넘지 않기 때문에 프래그먼테이션이 필요 없지만 최적의 비디오 패킷 길이를 사용하였기 때문에 도 4a에 비해 하나의 RTP/UDP/IP헤더 길이만큼을 줄일 수 있다.
도 4c의 경우는 IP, UDP, RTP 헤더정보를 합한 길이 150이 최대전송단위 크기보다 크기 때문에 프래그먼테이션을 수행해야 하며 부가적인 헤더정보가 필요하게 된다. 그런데, 추가적인 헤더 정보는 네트워크 자원을 감소시키는 부작용을 일으킨다. 따라서 비디오 압축시 네트워크 정보를 이용하여 비디오 패킷 크기를 적절히 조절함으로써 네트워크 부하를 최소화 할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 일 실시예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명은 비디오 압축시 최대전송단위를 고려하여 비디오 패킷의 길이를 조절하는 비디오 압축을 수행함으로써 실제 네트워크 전송시 프래그먼테이션을 최소화하고 네트워크 효율을 높이는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 최대전송단위 정보와 같은 네트워크 정보를 획득하는 네트워크 정보 획득부와,
    상기 획득된 최대전송단위 정보를 고려하여 비디오 패킷 길이를 설정하는 비디오 패킷 길이 설정부와,
    상기 설정된 비디오 패킷 길이로 비디오 압축을 수행하는 비디오 압축부와,
    상기 압축된 데이터를 패킷화하는 패킷화부와,
    상기 패킷화된 비디오 데이터를 네트워크로 전송하는 네트워크 전송부를 포함하는 영상 압축 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비디오 패킷 길이 설정부는 아래의 수학식에 의거하여
    상기 비디오 패킷 길이를 설정하는 것을 특징으로 한 영상 압축 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 전송부는 TCP/IP 망을 사용하는 경우 IP 레이어에서 패킷이 최대전송단위보다 큰 경우는 프래그먼테이션을 수행하여 전송하는 것을 특징으로 한 영상 압축 장치.
  4. 최대전송단위 정보와 같은 네트워크 정보를 획득하는 제 1 단계와,
    상기 획득된 최대전송단위 정보를 고려하여 비디오 패킷 길이를 설정하는 제 2 단계와,
    상기 설정된 비디오 패킷 길이로 비디오 압축을 수행하는 제 3 단계와,
    상기 압축된 데이터를 패킷화하는 제 4 단계와,
    상기 패킷화된 비디오 데이터를 네트워크로 전송하는 제 5 단계를 포함하는 영상 압축 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는 아래의 수학식에 의거하여
    상기 비디오 패킷 길이를 설정하는 것을 특징으로 한 영상 압축 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 5 단계는 TCP/IP 망을 사용하는 경우 IP 레이어에서 패킷이 최대전송단위보다 큰 경우는 프래그먼테이션을 수행하여 전송하는 것을 특징으로 한 영상 압축 방법.
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