KR20110100932A - 데이터 통신 망에서의 스트리밍 서비스 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 데이터 통신 망에서 엠펙 (MPEG: Moving Picture Experts Group) 파일을 기반으로 적응형 스트리밍 서비스를 제공하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위하여 서버와 클라이언트 간의 적응형 스트리밍 서비스를 지원하기 위해 정의된 엠펙 파일 포맷을 가공하여 클라이언트와 클라이언트 간의 적응형 스트리밍 서비스를 지원하도록 한다. 그리고 서버와 클라이언트 간의 적응형 스트리밍 서비스와 클라이언트와 클라이언트 간의 적응형 스트리밍 서비스를 위한 절차에서 특정 메시지를 위한 엠펙 파일 포맷을 새로이 정의하였다. 특히 상기 새로이 정의할 엠펙 파일 포맷에서는 클라이언트와 클라이언트 간의 적응형 스트리밍 서비스를 지원하기 위해 추가로 필요한 정보에 대해 정의한다. 이때 상기 엠펙 파일 포맷으로는 엠펙-2에서 정의하고 있는 전송 스트림(TS: Transport Stream)의 파일 포맷과 엠펙-4에서 정의하고 있는 파일 포맷을 모두 고려하도록 한다.

Description

데이터 통신 망에서의 스트리밍 서비스 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SERVING ADAPTIVE STREAMING IN A DATA COMMUNICATION NETWORK}
본 발명은 데이터 통신 망에서 스트리밍 서비스 (Adaptive Streaming Service)를 제공하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 엠펙 (MPEG: Moving Picture Experts Group) 파일을 기반으로 스트리밍 서비스를 제공하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로 데이터 통신 망을 통해 다양한 컨텐츠 서비스 (content service)를 이용하는 방법은 크게 다운 로드 (download) 방식과 스트리밍 (streaming) 방식으로 구분할 수 있다. 그리고 상기 스트리밍 방식은 적응형 스트리밍 (adaptive streaming) 방식을 포함한다.
상기 컨텐츠 서비스는 방송, 영화, 음악 등과 같은 다양한 종류의 디지털 미디어 데이터 (Digital Media Data)에 의해 제공되는 서비스를 통칭한다. 이때 상기 디지털 미디어 데이터는 해당 컨텐츠에 대응하여 만들어진 음향, 영상 등의 디지털 정보를 의미한다.
상기 다운 로드 방식은 원하는 컨텐츠 서비스에 대응한 디지털 미디어 데이터를 다운 로드 받아 저장하고, 상기 저장된 디지털 미디어 데이터에 의해 원하는 컨텐츠 서비스를 이용하는 방식이다.
상기 스트리밍 방식은 원하는 컨텐츠 서비스에 대응하여 현 시점에 필요한 한 디지털 미디어 데이터를 제공받고, 상기 제공받은 디지털 미디어 데이터에 의해 원하는 컨텐츠 서비스를 이용하는 방식이다. 따라서 상기 스트리밍 방식은 긴 영상물이나 스포츠 중계 등과 같이 실시간 방송물에 상응하는 컨텐츠 서비스를 위해 주로 사용된다.
상기 스트림밍 방식의 하나의 예인 적응형 스트리밍 방식은 데이터 통신 망의 상황에 따라 전송할 디지털 미디어 데이터의 화질 등을 조절하여 전송할 데이터의 양을 조절하여 전송하는 방식이다.
기존에는 엠펙 파일 포맷을 기반으로 하여 적응형 스트리밍 서비스를 지원하는 것은 서버와 클라이언트 간에서만 가능하였다. 그 이유는 기존의 엠펙 파일 포맷은 서버와 클라이언트 간의 통신만을 고려하여 구현되었기 때문이다.
따라서 클라이언트와 클라이언트 간의 디지털 미디어 데이터를 교환하는 경우에는 기존에 정의된 엠펙 파일 포맷을 기반으로 하여 적응형 스트리밍 서비스를 제공할 수가 없었다.
본 발명에서는 엠펙 파일 포맷을 기반으로 디지털 미디어 데이터를 송/수신하기 위한 노드와 노드 및 노드와 서버 간의 스트리밍 서비스를 선택적으로 적용하는 장치 및 방법을 제안한다.
또한 본 발명에서는 노드와 노드 사이에서 스트리밍 기법에 의해 노드와 노드 간의 디지털 미디어 데이터를 스트리밍 서비스하기 위한 엠펙 파일 포맷을 제안한다.
또한 본 발명에서는 엠펙 파일 포맷을 기반으로 서버와 클라이언트 간의 통신뿐만 아니라 클라이언트와 클라이언트 간의 통신에 의한 적응형 스트리밍이 가능한 장치 및 방법을 제안한다.
본 발명의 실시 예에 따른 사용자 단말 (client device)에서의 디지털 미디어 데이터를 수신하는 방법은, 하나 이상의 서버와 하나 이상의 다른 사용자 단말 중 데이터 통신 망의 상황에 의해 결정되는 적어도 하나의 장치로부터 원하는 컨텐츠 서비스에 대응하는 디지털 미디어 데이터를 엠펙 파일 포맷을 기반으로 하는 스트리밍 기법에 의해 수신하며, 여기서 상기 엠펙 파일 포맷은 적어도 하나의 다른 사용자 단말로부터 디지털 미디어 데이터를 수신하여 처리하기 위해 필요한 정보를 추가로 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 서버 또는 사용자 단말 (client device)에서 다른 사용자 단말로 디지털 미디어 데이터를 송신하는 방법은, 데이터 통신 망의 상황에 의해 결정되는 서버 또는 사용자 단말이 적어도 하나의 다른 사용자 단말에 의해 요청된 컨텐츠 서비스에 대응하는 디지털 미디어 데이터를 엠펙 파일 포맷을 기반으로 하는 스트리밍 기법에 의해 송신하며, 여기서 상기 엠펙 파일 포맷은 상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말이 상기 사용자 단말로부터 디지털 미디어 데이터를 수신하여 처리하기 위해 필요한 정보를 추가로 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 미디어 데이터를 수신하는 사용자 단말 (client device)의 수신장치는, 하나 이상의 서버와 하나 이상의 다른 사용자 단말 중 데이터 통신 망의 상황에 의해 결정되는 적어도 하나의 장치로부터 원하는 컨텐츠 서비스에 대응하는 디지털 미디어 데이터를 엠펙 파일 포맷을 기반으로 하는 스트리밍 기법에 의해 수신하는 수신부와, 상기 수신부에 의해 수신된 디지털 미디어 데이터를 처리하는 미디어 처리부를 포함하며,
여기서 상기 엠펙 파일 포맷은 상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말로부터 디지털 미디어 데이터를 수신하여 처리하기 위해 필요한 정보를 추가로 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 다른 사용자 단말로 디지털 미디어 데이터를 송신하는 서버 또는 사용자 단말 (client device)의 송신장치는, 엠펙 파일 포맷을 기반으로 적어도 하나의 다른 사용자 단말에 의해 요청된 컨텐츠 서비스에 대응하는 디지털 미디어 데이터에 의해 엠펙 파일을 생성하는 파일 생성부와, 상기 생성한 엠펙 파일을 스트리밍 기법에 의해 송신하는 송신부를 포함하며,
여기서 상기 엠펙 파일 포맷은 상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말이 상기 사용자 단말로부터 디지털 미디어 데이터를 수신하여 처리하기 위해 필요한 정보를 추가로 포함한다.
본 발명에서는 엠펙 파일 포맷을 이용하여 클라이언트들 간에 디지털 미디어 데이터를 송/수신할 수 있도록 함으로써, 사용자가 빠르고 편리하게 원하는 컨텐츠의 미디어 데이터를 획득할 수 있다.
또한 본 발명에서는 HTTP 기반의 서버-클라이언트 형태의 적응형 스트리밍과 다르게 서버뿐만 아니라 이웃한 클라이언트 중에서 필요한 데이터를 가지고 있는 피어들에게 적응적으로 데이터를 받을 수 있도록 파일 포맷에 들어가는 정보들을 정의하였다. 따라서 이를 이용하여 P2P 형태의 Peer-assisted Streaming/VoD 서비스를 다양한 형태의 프로토콜을 통해서 제공할 수 있어 기존의 HTTP 기반의 적응형 스트리밍 절차에서 크게 벗어나지 않으면서도 추가적인 정보만으로 P2P를 지원할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예를 적용하기 위한 데이터 통신 망의 구조를 보이고 있는 도면;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 엠펙 파일 포맷을 기반으로 하여 서버와 클라이언트 간의 적응형 스트리밍 서비스를 위한 절차를 보이고 있는 도면;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 엠펙 파일 포맷을 기반으로 하여 클라이언트와 클라이언트 간의 적응형 스트리밍 서비스를 위한 절차를 보이고 있는 도면;
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 엠펙 파일 포맷을 기반으로 하여 클라이언트와 클라이언트 간의 적응형 스트리밍 서비스를 위한 절차의 일 예를 보이고 있는 도면;
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 새로이 정의된 정보를 전달하기 위한 MPEG-2에서 정의된 TS 파일 포맷을 보이고 있는 도면;
도 6과 도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 새로이 정의된 정보를 전달하기 위한 MPEG-4에서 정의된 파일 포맷을 보이고 있는 도면;
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 디지털 미디어 데이터를 수신하기 위한 클라이언트의 구성을 보이고 있는 도면;
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 디지털 미디어 데이터를 송신하기 위한 서버 또는 클라이언트의 구성을 보이고 있는 도면.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
후술될 본 발명의 실시 예에서는 서버와 클라이언트 간의 적응형 스트리밍 서비스를 지원하기 위해 정의된 엠펙 파일 포맷을 가공하여 클라이언트와 클라이언트 간의 적응형 스트리밍 서비스를 지원하기 위한 방안을 마련하고자 한다.
이를 위해 서버와 클라이언트 간의 적응형 스트리밍 서비스를 위해 수행되는 절차와 클라이언트와 클라이언트 간의 적응형 스트리밍 서비스를 위해 수행되는 절차에 대해 우선적으로 설명할 것이다.
그리고 서버와 클라이언트 간의 적응형 스트리밍 서비스와 클라이언트와 클라이언트 간의 적응형 스트리밍 서비스를 위한 절차에서 특정 메시지를 위한 엠펙 파일 포맷을 새로이 정의할 것이다. 특히 상기 새로이 정의할 엠펙 파일 포맷에서는 클라이언트와 클라이언트 간의 적응형 스트리밍 서비스를 지원하기 위해 추가로 필요한 정보에 대해 정의할 것이다. 이때 상기 엠펙 파일 포맷으로는 엠펙-2에서 정의하고 있는 전송 스트림(TS: Transport Stream)의 파일 포맷과 엠펙-4에서 정의하고 있는 파일 포맷을 모두 고려하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예를 적용하기 위한 데이터 통신 망의 구조를 보이고 있다.
도 1을 참조하면, 서버(10)는 적어도 하나의 컨텐츠에 대응한 디지털 미디어 데이터를 저장하며, 클라이언트 또는 다른 서버로부터의 요청에 의해 상기 저장하고 있는 디지털 미디어 데이터를 전송한다. 이때 상기 서버(10)는 엠펙 파일 포맷을 기반으로 하는 적응형 스트리밍 기법에 의해 상기 디지털 미디어 데이터를 클라이언트 또는 다른 서버로 전파한다. 즉 상기 서버(10)는 디지털 미디어 데이터를 소정 크기를 가지는 데이터 토막으로 분할하고, 상기 데이터 토막을 전송 단위로 하여 클라이언트 또는 다른 서버로 전송한다. 상기 서버(10)는 디지털 미디어 데이터를 소정 크기를 가지는 데이터 토막들 (data chunks)로 분할할 때에 네트워크의 상황 별로 지원 가능한 전송 율을 고려할 수 있다. 예컨대 네트워크의 상황이 좋을 때에는 높은 해상도를 지원하는 데이터 토막을 전송하고, 네트워크의 상황이 좋지 않을 때에는 상대적으로 낮은 해상도를 지원하는 데이터 토막을 전송한다.
상기 서버(10)와 이웃한 클라이언트 (30-1)는 원하는 컨텐츠 서비스가 존재할 때에 상기 컨텐츠 서비스에 대응한 디지털 미디어 데이터를 상기 서버(10)로 요청한다. 그리고 상기 클라이언트(30-1)는 상기 서버(10)로부터 엠펙 파일 포맷을 기반으로 하는 적응형 스트리밍 기법에 의해 디지털 미디어 데이터를 제공받는다. 이때 상기 클라이언트(30-1)는 상기 서버(10)로부터 상기 디지털 미디어 데이터를 소정의 크기를 가지는 데이터 토막을 단위로 하여 제공받게 된다. 이 때 데이터의 크기는 일정한 컨텐츠 재생 시간에 해당되는 양의 데이터, 혹은 streaming 시 미리 정해진 일정한 크기의 데이터 토막을 묶은 단위 등이 될 수 있다.
상기 클라이언트(30-1)는 상기 서버(10)로부터 제공받은 디지털 미디어 데이터를 실시간으로 활용할 수 있다. 즉 상기 서버(10)로부터 제공받은 디지털 미디어 데이터에 의해 영화, 방송 등을 실시간으로 시청하거나 음악을 실시간으로 청취할 수도 있다. 뿐만 아니라 상기 클라이언트(30-1)는 상기 서버(10)로부터 제공받은 디지털 미디어 데이터를 저장하고, 이웃한 적어도 하나의 클라이언트의 요청에 응답하여 상기 저장하고 있던 디지털 미디어 데이터를 상기 이웃한 적어도 하나의 클라이언트로 전파한다. 이때도 상기 디지털 미디어 데이터는 엠펙 파일 포맷을 기반으로 하는 적응형 스트리밍 기법에 의해 전파될 수 있다.
상기 클라이언트(30-1)에 이웃한 다른 클라이언트(20)는 상기 클라이언트(30-1)로부터 엠펙 파일 포맷을 기반으로 하는 적응형 스트리밍 기법에 의해 디지털 미디어 데이터를 제공받으며, 상기 제공받은 디지털 미디어 데이터를 실시간으로 활용할 수 있다.
상술한 바에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 실시 예에서는 엠펙 파일 포맷을 기반으로 서버(10)와 클라이언트(30-1) 간의 적응형 스트리밍 서비스뿐만 아니라 클라이언트(30-1)와 클라이언트(20) 간의 적응형 스트리밍 서비스를 지원한다. 이를 위해 새로이 제안하는 엠펙 파일 포맷에 대한 구체적인 설명은 후술될 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 엠펙 파일 포맷을 기반으로 하여 서버와 클라이언트 간의 적응형 스트리밍 서비스를 위한 절차를 보이고 있다.
도 2를 참조하면, 클라이언트는 서버에게 서비스를 원하는 컨텐츠에 대한 메타 데이터를 요청하는 moov Request 메시지를 전송한다 (210단계). 상기 서버는 상기 클라이언트로부터의 메타 데이터 요청이 접수되면, 해당 컨텐츠에 대응한 보관하고 있는 메타 데이터를 포함하는 moov Response 메시지를 상기 클라이언트로 제공한다 (212단계).
그리고 상기 클라이언트는 상기 서버로부터 제공된 메타 데이터를 참조하여 메인 메타 데이터를 상기 서버로 요청하는 moof Request 메시지를 전송 (214단계)하며, 상기 서버는 상기 클라이언트로부터의 요청에 응답하여 메인 메타 데이터를 moof Response 메시지를 통해 상기 클라이언트로 제공한다 (216단계). 상기 메인 메타 데이터는 상기 클라이언트가 서비스를 희망하는 컨텐츠에 상응하는 디지털 미디어 데이터를 분할한 데이터 토막에 관한 정보 또는 현재 방송의 진행 상태에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.
상기 클라이언트는 해당 디지털 미디어 데이터로부터 분할된 데이터 토막들 중 원하는 데이터 토막을 제공하여 줄 것을 content Request 메시지를 통해 상기 서버로 요청(218)하면, 상기 서버는 상기 요청된 데이터 토막을 content Response 메시지를 통해 상기 클라이언트로 전달한다 (220단계).
한편 상기 클라이언트와 상기 서버는 222단계 내지 228단계에서 상술한 동작을 반복하여 수행한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 엠펙 파일 포맷을 기반으로 하여 클라이언트와 클라이언트 간의 적응형 스트리밍 서비스를 위한 절차를 보이고 있다.
도 3을 참조하면, 특정 컨텐츠에 대응한 디지털 미디어 데이터를 제공받기 원하는 클라이언트 (이하 “대상 클라이언트”라 칭함)(20)는 상기 특정 컨텐츠의 서비스를 요청하는 서비스 예약 메시지를 서버(10)로 전송한다 (310단계).
상기 서버(10)는 상기 서비스 예약 메시지를 수신하면, 상기 대상 클라이언트(20)에 대한 인증 절차를 수행하여 상기 대상 클라이언트(20)로 상기 특정 컨텐츠의 서비스가 허락되는 지를 판단한다. 만약 상기 대상 클라이언트(20)로 상기 특정 컨텐츠의 서비스가 허락되면, 상기 서버(10)는 상기 대상 클라이언트(20)로 승인 메시지를 전송한다 (312단계).
이때 상기 서버(10)는 상기 승인 메시지를 통해 엠펙 파일 포맷을 기반한 적응형 스트리밍 서비스를 위해 필요한 정보를 상기 대상 클라이언트(20)로 제공할 수 있다. 상기 적응형 스트리밍 서비스를 위해 필요한 정보는 서비스 상세 (Service description) 정보로써, Contents Info (Service Name), Auth (Authentication), supported playback rate, Current Play time, service id, server info, Initial Deputy Node, Chunk size, num of chunks, 및 capacity constraints 등이 포함될 수 있다.
예컨대 도 5에서 보이고 있는 MPEG-2에서 정의된 TS 파일 포맷을 기반으로 하는 경우, 상기 서비스 상세 정보를 포함하는 제어 메시지인 승인 패킷은 MPEG-2 TS PSI 포맷에 실려 전송된다.
그리고 도 6과 도 7에서 보이고 있는 MPEG-4에서 정의된 파일 포맷을 기반으로 하는 경우, 상기 MPEG-4에서 정의된 파일 포맷을 구성하는 무비 메타 데이터 (moov: movie metadata)에 실려 전송된다.
상기 대상 클라이언트(20)는 상기 서버(10)로부터 상기 특정 컨텐츠의 서비스가 허락되면, 이웃하는 적어도 하나의 클라이언트 (이하 “이웃 클라이언트”라 칭함)(30)으로 상기 특정 컨텐츠에 대응한 디지털 미디어 데이터를 전달 받기 위한 결합을 요청한다 (314). 이를 위해 상기 대상 클라이언트(20)는 이웃하는 적어도 하나의 클라이언트(30)에 관한 정보를 별도로 관리한다. 즉 상기 대상 클라이언트(20)는 이웃한 클라이언트에 대한 정보를 사전에 파트너쉽 (partnership) 리스트와 멥버쉽 (membership) 리스트를 활용하여 관리한다. 여기서 상기 멥버쉽 리스트는 자신의 요청에 의해 디지털 미디어 데이터의 제공이 가능한 클라이언트의 집합을 의미하며, 상기 파트너쉽 리스트는 향후 맴버쉽을 맺을 가능성이 있는 클라이언트의 집합을 의미한다.
한편 상기 파트너쉽 리스트는 기존의 파트너쉽을 맺은 다른 클라이언트와 주기적으로 버퍼 맵을 교환함으로써, 갱신할 수 있다. 예컨대 파트너에 대한 정보는 P2P 프로토콜의 membership 관리 프로토콜에 의해서 제공되는 멤버 노드 (member node) 중에서 네트워크 상황, bandwidth requirement 등을 고려하여 변경될 수 있다.
또한 필요에 따라 상기 파트너쉽을 맺은 클라이언트와 맴버쉽을 맺음으로써, 맴버쉽 리스트를 갱신할 수 있다.
상기 대상 클라이언트(20)로부터 결합 요청 메시지를 수신한 적어도 하나의 이웃 클라이언트(30)는 파트너쉽 요청 메시지를 상기 대상 클라이언트(20)로 전달함으로써, 원하는 디지털 미디어 데이터의 전송할 것임을 허락한다 (316단계).
이때 상기 이웃 클라이언트(30)는 상기 파트너쉽 요청 메시지를 통해 엠펙 파일 포맷을 기반한 적응형 스트리밍 서비스를 위해 필요한 정보를 상기 대상 클라이언트(20)로 제공할 수 있다. 상기 적응형 스트리밍 서비스를 위해 필요한 정보는 인접 피어 노드들의 메타 데이터 정보 (Neighboring peer node’s metadata information)로써, service id, server info, buffer map, membership list, capacity constraints, partner node 수, push/pull hybrid enable option, push/pull modulation 정보, push/pull hybrid 지속 기간, latency, distance, 및 supporting playback rate 등이 포함될 수 있다.
예컨대 도 5에서 보이고 있는 MPEG-2에서 정의된 TS 파일 포맷을 기반으로 하는 경우, 상기 인접 피어 노드들의 메타 데이터 정보를 포함하는 제어 메시지인 파트너쉽 요청 패킷은 MPEG-2 TS PSI 포맷에 실려 전송된다.
그리고 도 6과 도 7에서 보이고 있는 MPEG-4에서 정의된 파일 포맷을 기반으로 하는 경우, 상기 MPEG-4에서 정의된 파일 포맷을 구성하는 무비 플레그먼트 (moof: movie fragment)에 실려 전송된다.
상기 대상 클라이언트(20)는 파트너쉽 요청 메시지가 수신된 적어도 하나의 이웃 클라이언트(30)로 앞서 서버(10)에 의해 승인된 컨텐츠에 대응한 디지털 미디어 데이터를 전송하여 줄 것을 요청하는 데이터 요청 메시지를 상기 적어도 하나의 이웃 클라이언트(30)로 전송한다 (318단계).
상기 적어도 하나의 이웃 클라이언트(30)는 상기 데이터 요청 메시지를 수신하면, 해당 디지털 미디어 데이터로부터 분할된 데이터 토막들 중 상기 대상 클라이언트(20)에 의해 제공하여 줄 것이 요청된 적어도 하나의 데이터 토막을 상기 대상 클라이언트(20)로 전송한다 (320단계).
이때 상기 이웃 클라이언트(30)는 상기 데이터 토막의 전송을 통해 다음 데이터 요청을 위해 사용할 데이터를 추가적으로 피기백 (piggyback)하여 상기 대상 클라이언트(20)로 제공할 수 있다. 상기 다음 데이터 요청을 위해 사용할 데이터는 service id, server info, buffer map, membership list, capacity constraints, partner node 수, push/pull hybrid enable option, push/pull modulation 정보, push/pull hybrid 지속 기간, latency, distance, 및 supporting playback rate 등이 포함될 수 있다.
또한 데이터 요청의 오버헤드를 줄이기 위하여 데이터 요청이 된 데이터 토막 이후에 지정된 기간 동안 일정한 간격의 데이터 토막을 지속적으로 받을 수 있는 푸쉬/풀 하이브리드 (push/pull hybrid) 기법을 적용할 수 있다. 예를 들어 푸쉬/풀 변조 (push/pull modulation)가 4인 경우 a 노드에게 1번, b 노드에게 2번 데이터 토막을 요청한 이후에는 지속적으로 a 노드에게는 5, 9, 13번 데이터 토막 등, b 노드에게는 6, 10, 14번 데이터 토막 등을 지속 기간 동안 별도의 요청이 없어도 계속해서 전송을 받게 되는 방법을 통해서 지연을 줄일 수 있다.
예컨대 도 5에서 보이고 있는 MPEG-2에서 정의된 TS 파일 포맷을 기반으로 하는 경우, 상기 다음 데이터 요청을 위해 사용할 데이터를 포함하는 데이터은 MPEG-2 TS PES 포맷에 실려 전송된다.
그리고 도 6과 도 7에서 보이고 있는 MPEG-4에서 정의된 파일 포맷을 기반으로 하는 경우, 상기 MPEG-4에서 정의된 파일 포맷을 구성하는 미디어 데이터 (mdat: media data)에 실려 전송된다.
또한 적응형 스트리밍을 위해서 SVC (Scalable Vector Coding)와 같은 형태로 코딩된 경우에는 피어 선택 시 추가적인 데이터 토막을 요청하여 미디어의 품질을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라 수신한 디지털 미디어 데이터에 대한 저장이 필요한 경우에는 재생 이후에도 P2P 등을 통해서 원하는 저장 레이트의 데이터 토막을 추가로 수신 받거나 혹은 SVC의 경우는 필요한 계층의 데이터 토막을 요청하여 수신 받아 원하는 저장 레이트의 컨텐츠를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 대상 클라이언트(20)와 상기 이웃 클라이언트(30) 간에 있어 적응형 스트리밍 기법에 의한 디지털 미디어 데이터의 전달은 반복적으로 수행될 수 있다 (322단계, 324단계, 328단계).
한편 상기 대상 클라이언트(20)는 필요에 따라 상기 서버(10)로 원하는 데이터 토막의 전송을 요청할 수 있으며, 상기 서버(10)는 상기 대상 클라이언트(20)의 요청에 응답하여 해당 데이터 토막을 전송할 수 있다 (326단계, 330단계).
상기한 설명에서는 언급하지 않았으나 상기 서버(10)와 상기 대상 클라이언트 간에 송/수신되는 메시지 및 상기 이웃 클라이언트(30)와 상기 대상 클라이언트(20) 간에 송/수신되는 메시지는 엠펙 2 또는 엠펙 4에서 정의하는 파일 포맷을 사용한다. 그리고 이때 사용되는 엠펙 2 또는 엠펙 4에서 정의하는 파일 포맷에는 본 발명의 실시 예를 위해 새로이 정의되는 정보들을 포함하여야 한다. 이에 대한 구체적은 설명은 후술될 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 엠펙 파일 포맷을 기반으로 하여 클라이언트와 클라이언트 간의 적응형 스트리밍 서비스를 위한 절차의 일 예를 보이고 있다.
도 4를 참조하면, 결합 노드는 서버 노드로 서비스 예약을 요청하고, 상기 서버 노드는 상기 서비스 예약 요청에 응답하여 승낙 메시지를 상기 결합 노드로 제공한다.
상기 결합 노드는 이웃한 노드들 중 임의로 선택된 노드인 초기 대리 노드로 결합을 요청하고, 상기 초기 대리 노드는 상기 결합 요청을 주변의 이웃 노드들로 전파한다. 상기 초기 대리 노드에 의해 전파된 결합 요청을 수신한 이웃 노드들 중 상기 결합 노드와의 파트너쉽을 맺고자 하는 적어도 하나의 이웃 노드는 상기 결합 노드로 파트너쉽 요청을 하고, 상기 결합 노드로부터 데이터 요청이 접수될 시에 메타 데이터와 함께 해당 데이터를 상기 결합 노드로 제공한다.
도 4에서 점선으로 표시한 절차는 P2P의 특정 프로토콜에 따른 것이며, 실선으로 표시한 절차는 MMT(MPEG Media Transport)를 위한 MPEG-2 TS (Transport Stream) 또는 MPEG-4 FF (File Format)에 의한 것임을 의미한다. 그리고 상기 결합 노드와 상기 파트너쉽 요청을 한 이웃 노드를 피어 노드들(peer nodes)라 한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 디지털 미디어 데이터를 수신하기 위한 클라이언트의 구성을 보이고 있다.
도 8을 참조하면, 수신부(810)는 데이터 통신 망의 상황에 의해 결정되는 서버 또는 적어도 하나의 다른 사용자 단말로부터 원하는 컨텐츠 서비스에 대응한 엠펙 데이터를 수신한다. 이때 상기 엠펙 데이터는 엠펙 파일 포맷을 기반으로 하며, 적응형 스트리밍 기법의 적용을 위해 소정 크기를 가지는 데이터 토막이 될 수 있다.
이때 상기 엠펙 파일 포맷을 기반으로 하는 엠펙 데이터는 상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말로부터 디지털 미디어 데이터를 수신하여 처리하기 위해 필요한 정보를 추가로 포함한다.
미디어 처리부(820)는 상기 수신부(810)에 의해 수신된 엠펙 데이터를 소정의 기법에 의해 처리하고, 상기 처리를 통해 획득한 디지털 미디어 데이터를 출력한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 디지털 미디어 데이터를 송신하기 위한 서버 또는 클라이언트의 구성을 보이고 있다.
도 9를 참조하면, 파일 생성부(910)는 엠펙 파일 포맷을 기반으로 적어도 하나의 다른 사용자 단말에 의해 요청된 컨텐츠 서비스에 대응하는 디지털 미디어 데이터에 의해 엠펙 파일을 생성한다.
이때 상기 엠펙 파일 포맷을 기반으로 생성된 엠펙 파일은 이를 수신할 클라이언트가 디지털 미디어 데이터를 수신하여 처리하기 위해 필요한 정보를 추가로 포함한다.
송신부(920)는 상기 파일 생성부(910)에 의해 생성된 엠펙 파일을 적응형 스트리밍 기법에 의해 송신한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에서는 MPEG 시스템에서 MPEG의 새로운 전송 규격을 정하는 MMT와 관련하여 기존의 HTTP 프로토콜을 사용하는 서버-클라이언트 기반의 적응형 스트리밍 서비스를 지원하기 위한 MPEG-4 파일 포맷 기술과 비교하여 서버-클라이언트 형태의 적응형 스트리밍 뿐만 아니라 Peer-Assisted Adaptive Streaming을 가능하도록 하기 위해서 P2P를 지원할 수 있는 파일 포맷을 정의하였다. 그리고 HTTP를 포함하는 다양한 형태의 프로토콜을 지원할 수 있는 MPEG-2 TS, MPEG-4 파일 포맷을 정의하였다. 즉 HTTP를 포함하는 RTP, TCP, UDP 뿐만 아니라 그 외의 P2P 프로토콜을 이용하는 모든 P2P 기반의 적응형 스트리밍 서비스를 지원할 수 있다.
그리고 이를 이용하여 P2P 및 서버-클라이언트 형태의 적응형 스트리밍 서비스를 할 수 있는 절차를 제안함으로써, P2P 기술을 사용하는 Live Adaptive Streaming Service 및 VoD (Video-on-Demand) Service에 모두 적용될 수 있다. 또한 본 발명에서 제안한 기술은 미디어 플레이어, MP3P 등을 지원하는 TV, STB 등의 대부분의 IT 제품에 적용이 가능할 것이다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
예컨대 본 발명의 실시 예에 대한 설명에서는 적응형 스트리밍 기법을 기준으로 하여 설명하였다. 하지만 상기 적응형 스트리밍 기법은 스트리밍 기법에 포함되는 하나의 기술이다. 따라서 본 발명의 실시 예에서 제안하는 구성 및 동작은 스트리밍 기법에서도 동일하게 적용될 수 있음은 자명할 것이다.
단지 본 발명의 실시 예를 스트리밍 기법에서 적용하고자 하는 경우에는 적응형 스트리밍 기법이 가지는 고유한 특성을 고려하지 않을 수 있다. 즉 디지털 미디어 데이터를 다양한 전송 율 별로 데이터 토막을 분할할 필요가 없을 것이다.

Claims (32)

  1. 사용자 단말 (client device)에서의 디지털 미디어 데이터를 수신하는 방법에 있어서,
    하나 이상의 서버와 하나 이상의 다른 사용자 단말 중 데이터 통신 망의 상황에 의해 결정되는 적어도 하나의 장치로부터 원하는 컨텐츠 서비스에 대응하는 디지털 미디어 데이터를 엠펙 파일 포맷을 기반으로 하는 스트리밍 기법에 의해 수신하며,
    여기서 상기 엠펙 파일 포맷은 상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말로부터 디지털 미디어 데이터를 수신하여 처리하기 위해 필요한 정보를 추가로 포함하는 디지털 미디어 데이터 수신방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 엠펙 파일 포맷은 엠펙-2에서 정의하고 있는 전송 스트림의 파일 포맷과 엠펙-4에서 정의하고 있는 파일 포맷 중 어느 하나인 디지털 미디어 데이터 수신방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 다른 사용자 단말은 멤버쉽 관계에 있는 인접 피어 노드이고, 상기 멤버쉽 관계에 있는 인접 피어 노드는 파트너쉽 관계에 있는 피어 노드들로부터 선택되며, 상기 하나 이상의 서버는 CND 에지 서버를 포함하는 디지털 미디어 데이터 수신방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 엠펙-2에서 정의하고 있는 전송 스트림의 파일 포맷은 제어 메시지의 전송을 위한 포맷과 데이터 패킷의 전송을 위한 포맷으로 구분되며, 상기 제어 메시지는 그랜트 메시지 또는 파트너쉽 요청 메시지를 포함하는 디지털 미디어 데이터 수신방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 엠펙-4에서 정의하고 있는 파일 포맷은 그랜트 메시지를 포함하는 파일 메타 데이터의 기록 영역, 파트너쉽 요청 메시지를 포함하는 무비 프레그먼트의 기록 영역 및 데이터 패킷을 포함하는 미디어 데이터의 기록 영역으로 구분되는 디지털 미디어 데이터 수신방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제어 메시지에 속하는 그랜트 메시지 또는 상기 파일 메타 데이터의 기록 영역에 속하는 그랜트 메시지는 서비스 상세 정보로써, 적어도 초기 대리 노드, 데이터 토막 크기 및 데이터 토막 수에 관한 정보를 포함하는 디지털 미디어 데이터 수신방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어 메시지에 속하는 파트너쉽 요청 메시지 또는 무비 프레그먼트의 기록 영역에 속하는 파트너쉽 요청 메시지는 멤버쉽 관계에 있는 인접 피어 노드의 메타 데이터 정보로써, 적어도 버퍼 맵, 맵버쉽 리스트, 파트너 노드의 수, 푸쉬/풀 하이브리드 인에이블 옵션, 푸쉬/풀 변조 정보, 푸쉬/풀 하이브리드 지속 기간에 관한 정보를 포함하는 디지털 미디어 데이터 수신방법.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 데이터 패킷의 전송을 위한 포맷 또는 상기 미디어 데이터의 기록 영역에는 다음 디지털 미디어 데이터를 요청하기 위한 멤버쉽 관계에 있는 인접 피어 노드의 메타 데이터 정보로써, 적어도 버퍼 맵, 맵버쉽 리스트, 파트너 노드의 수, 푸쉬/풀 하이브리드 인에이블 옵션, 푸쉬/풀 변조 정보, 푸쉬/풀 하이브리드 지속 기간에 관한 정보를 포함하는 디지털 미디어 데이터 수신방법.
  9. 서버 또는 사용자 단말 (client device)에서 다른 사용자 단말로 디지털 미디어 데이터를 송신하는 방법에 있어서,
    데이터 통신 망의 상황에 의해 결정되는 서버 또는 사용자 단말이 적어도 하나의 다른 사용자 단말에 의해 요청된 컨텐츠 서비스에 대응하는 디지털 미디어 데이터를 엠펙 파일 포맷을 기반으로 하는 스트리밍 기법에 의해 송신하며,
    여기서 상기 엠펙 파일 포맷은 상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말이 상기 사용자 단말로부터 디지털 미디어 데이터를 수신하여 처리하기 위해 필요한 정보를 추가로 포함하는 디지털 미디어 데이터 송신방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 엠펙 파일 포맷은 엠펙-2에서 정의하고 있는 전송 스트림의 파일 포맷과 엠펙-4에서 정의하고 있는 파일 포맷 중 어느 하나인 디지털 미디어 데이터 송신방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말은 멤버쉽 관계에 있는 인접 피어 노드이고, 상기 멤버쉽 관계에 있는 인접 피어 노드는 파트너쉽 관계에 있는 피어 노드들로부터 선택되며, 상기 서버는 CND 에지 서버를 포함하는 디지털 미디어 데이터 송신방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 엠펙-2에서 정의하고 있는 전송 스트림의 파일 포맷은 제어 메시지의 전송을 위한 포맷과 데이터 패킷의 전송을 위한 포맷으로 구분되며, 상기 제어 메시지는 그랜트 메시지 또는 파트너쉽 요청 메시지를 포함하는 디지털 미디어 데이터 송신방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 엠펙-4에서 정의하고 있는 파일 포맷은 그랜트 메시지를 포함하는 파일 메타 데이터의 기록 영역, 파트너쉽 요청 메시지를 포함하는 무비 프레그먼트의 기록 영역 및 데이터 패킷을 포함하는 미디어 데이터의 기록 영역으로 구분되는 디지털 미디어 데이터 송신방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 제어 메시지에 속하는 그랜트 메시지 또는 상기 파일 메타 데이터의 기록 영역에 속하는 그랜트 메시지는 서비스 상세 정보로써, 적어도 초기 대리 노드, 데이터 토막 크기 및 데이터 토막 수에 관한 정보를 포함하는 디지털 미디어 데이터 송신방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어 메시지에 속하는 파트너쉽 요청 메시지 또는 무비 프레그먼트의 기록 영역에 속하는 파트너쉽 요청 메시지는 멤버쉽 관계에 있는 인접 피어 노드의 메타 데이터 정보로써, 적어도 버퍼 맵, 맵버쉽 리스트, 파트너 노드의 수, 푸쉬/풀 하이브리드 인에이블 옵션, 푸쉬/풀 변조 정보, 푸쉬/풀 하이브리드 지속 기간에 관한 정보를 포함하는 디지털 미디어 데이터 송신방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 데이터 패킷의 전송을 위한 포맷 또는 상기 미디어 데이터의 기록 영역에는 다음 디지털 미디어 데이터를 요청하기 위한 멤버쉽 관계에 있는 인접 피어 노드의 메타 데이터 정보로써, 적어도 버퍼 맵, 맵버쉽 리스트, 파트너 노드의 수, 푸쉬/풀 하이브리드 인에이블 옵션, 푸쉬/풀 변조 정보, 푸쉬/풀 하이브리드 지속 기간에 관한 정보를 포함하는 디지털 미디어 데이터 송신방법.
  17. 디지털 미디어 데이터를 수신하는 사용자 단말 (client device)의 수신장치에 있어서,
    하나 이상의 서버와 하나 이상의 다른 사용자 단말 중 데이터 통신 망의 상황에 의해 결정되는 적어도 하나의 장치로부터 원하는 컨텐츠 서비스에 대응하는 디지털 미디어 데이터를 엠펙 파일 포맷을 기반으로 하는 스트리밍 기법에 의해 수신하는 수신부와,
    상기 수신부에 의해 수신된 디지털 미디어 데이터를 처리하는 미디어 처리부를 포함하며,
    여기서 상기 엠펙 파일 포맷은 상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말로부터 디지털 미디어 데이터를 수신하여 처리하기 위해 필요한 정보를 추가로 포함하는 수신장치.
  18. 제17항에 있어서,
    엠펙-2에서 정의하고 있는 전송 스트림의 파일 포맷과 엠펙-4에서 정의하고 있는 파일 포맷 중 어느 하나를 상기 엠펙 파일 포맷으로 사용하는 수신장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 하나 이상의 다른 사용자 단말은 멤버쉽 관계에 있는 인접 피어 노드이고, 상기 멤버쉽 관계에 있는 인접 피어 노드는 파트너쉽 관계에 있는 피어 노드들로부터 선택되며, 상기 하나 이상의 서버는 CND 에지 서버를 포함하는 수신장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 엠펙-2에서 정의하고 있는 전송 스트림의 파일 포맷은 제어 메시지의 전송을 위한 포맷과 데이터 패킷의 전송을 위한 포맷으로 구분되며, 상기 제어 메시지는 그랜트 메시지 또는 파트너쉽 요청 메시지를 포함하는 수신장치.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 엠펙-4에서 정의하고 있는 파일 포맷은 그랜트 메시지를 포함하는 파일 메타 데이터의 기록 영역, 파트너쉽 요청 메시지를 포함하는 무비 프레그먼트의 기록 영역 및 데이터 패킷을 포함하는 미디어 데이터의 기록 영역으로 구분되는 수신장치.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서,
    상기 제어 메시지에 속하는 그랜트 메시지 또는 상기 파일 메타 데이터의 기록 영역에 속하는 그랜트 메시지는 서비스 상세 정보로써, 적어도 초기 대리 노드, 데이터 토막 크기 및 데이터 토막 수에 관한 정보를 포함하는 수신장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제어 메시지에 속하는 파트너쉽 요청 메시지 또는 무비 프레그먼트의 기록 영역에 속하는 파트너쉽 요청 메시지는 멤버쉽 관계에 있는 인접 피어 노드의 메타 데이터 정보로써, 적어도 버퍼 맵, 맵버쉽 리스트, 파트너 노드의 수, 푸쉬/풀 하이브리드 인에이블 옵션, 푸쉬/풀 변조 정보, 푸쉬/풀 하이브리드 지속 기간에 관한 정보를 포함하는 수신장치.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 데이터 패킷의 전송을 위한 포맷 또는 상기 미디어 데이터의 기록 영역에는 다음 디지털 미디어 데이터를 요청하기 위한 멤버쉽 관계에 있는 인접 피어 노드의 메타 데이터 정보로써, 적어도 버퍼 맵, 맵버쉽 리스트, 파트너 노드의 수, 푸쉬/풀 하이브리드 인에이블 옵션, 푸쉬/풀 변조 정보, 푸쉬/풀 하이브리드 지속 기간에 관한 정보를 포함하는 수신장치.
  25. 다른 사용자 단말로 디지털 미디어 데이터를 송신하는 서버 또는 사용자 단말 (client device)의 송신장치에 있어서,
    엠펙 파일 포맷을 기반으로 적어도 하나의 다른 사용자 단말에 의해 요청된 컨텐츠 서비스에 대응하는 디지털 미디어 데이터에 의해 엠펙 파일을 생성하는 파일 생성부와,
    상기 생성한 엠펙 파일을 스트리밍 기법에 의해 송신하는 송신부를 포함하며,
    여기서 상기 엠펙 파일 포맷은 상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말이 상기 사용자 단말로부터 디지털 미디어 데이터를 수신하여 처리하기 위해 필요한 정보를 추가로 포함하는 송신장치.
  26. 제25항에 있어서,
    엠펙-2에서 정의하고 있는 전송 스트림의 파일 포맷과 엠펙-4에서 정의하고 있는 파일 포맷 중 어느 하나를 상기 엠펙 파일 포맷으로 사용하는 송신장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말은 멤버쉽 관계에 있는 인접 피어 노드이고, 상기 멤버쉽 관계에 있는 인접 피어 노드는 파트너쉽 관계에 있는 피어 노드들로부터 선택되며, 상기 서버는 CND 에지 서버를 포함하는 송신장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 엠펙-2에서 정의하고 있는 전송 스트림의 파일 포맷은 제어 메시지의 전송을 위한 포맷과 데이터 패킷의 전송을 위한 포맷으로 구분되며, 상기 제어 메시지는 그랜트 메시지 또는 파트너쉽 요청 메시지를 포함하는 송신장치.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 엠펙-4에서 정의하고 있는 파일 포맷은 그랜트 메시지를 포함하는 파일 메타 데이터의 기록 영역, 파트너쉽 요청 메시지를 포함하는 무비 프레그먼트의 기록 영역 및 데이터 패킷을 포함하는 미디어 데이터의 기록 영역으로 구분되는 송신장치.
  30. 제28항 또는 제29항에 있어서,
    상기 제어 메시지에 속하는 그랜트 메시지 또는 상기 파일 메타 데이터의 기록 영역에 속하는 그랜트 메시지는 서비스 상세 정보로써, 적어도 초기 대리 노드, 데이터 토막 크기 및 데이터 토막 수에 관한 정보를 포함하는 송신장치.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 제어 메시지에 속하는 파트너쉽 요청 메시지 또는 무비 프레그먼트의 기록 영역에 속하는 파트너쉽 요청 메시지는 멤버쉽 관계에 있는 인접 피어 노드의 메타 데이터 정보로써, 적어도 버퍼 맵, 맵버쉽 리스트, 파트너 노드의 수, 푸쉬/풀 하이브리드 인에이블 옵션, 푸쉬/풀 변조 정보, 푸쉬/풀 하이브리드 지속 기간에 관한 정보를 포함하는 송신장치.
  32. 제27항에 있어서,
    상기 데이터 패킷의 전송을 위한 포맷 또는 상기 미디어 데이터의 기록 영역에는 다음 디지털 미디어 데이터를 요청하기 위한 멤버쉽 관계에 있는 인접 피어 노드의 메타 데이터 정보로써, 적어도 버퍼 맵, 맵버쉽 리스트, 파트너 노드의 수, 푸쉬/풀 하이브리드 인에이블 옵션, 푸쉬/풀 변조 정보, 푸쉬/풀 하이브리드 지속 기간에 관한 정보를 포함하는 송신장치.
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