KR20180019300A - Mmt-기반 방송을 위한 시그널 메시지 송출 스케줄링 방법 - Google Patents

Mmt-기반 방송을 위한 시그널 메시지 송출 스케줄링 방법 Download PDF

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Abstract

MMT-기반 방송을 위한 시그널 메시지 송출 스케줄링 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 시그널 메시지 스케줄링 방법은, 방송 프로그램을 구성하는 픽처들을 전송하되, 특정 픽처의 전송 전에 시그널 메시지를 전송한다. 이에 의해, 미디어의 특성을 고려하여 낭비되는 시그널 데이터가 없도록 시그널 메시지를 스케줄링 하여 전송 효율을 높일 수 있다.

Description

MMT-기반 방송을 위한 시그널 메시지 송출 스케줄링 방법{Scheduling Method for Transmitting Signal Message over MMT-based Broadcast}
본 발명은 MMT(MPEG Media Transport)-기반 방송 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 MMT-기반 방송을 위한 시그널 메시지 송출 스케줄링 방법에 관한 것이다.
디지털 방송은 고화질 디스플레이에 full HD(full High Definition), UHD(Ultra HD) 및 3D 콘텐츠와 같은 다양한 콘텐츠를 제공할 수 있다. 기존의 방송 환경을 통해 이러한 서비스를 제공하기 위해서는, 고효율의 비디오 코딩 및 전송 기술이 요구된다.
MMT는 인코딩된 미디어 데이터를 IP 네트워크와 디지털 방송 네트워크를 포함하는 이기종 패킷 교환 네트워크들을 통해 인코딩된 미디어 데이터를 전송하기 위한 기술이다.
MMT는 MPU 포맷(Media Processing Unit format), 시그널 메시지(signaling messages) 및 전송 프로토콜(delivery protocol)을 포함한다. ISOBMFF(ISO based Media File Format) 기반의 MPU는 미디어 콘텐츠의 논리 구조 정보와 인코딩된 데이터의 캡슐화를 위한 데이터 유닛들의 포맷이다. 전송 프로토콜은 애플리케이션-레이어 전송 프로토콜과 페이로드 포맷을 정의한다. 시그널 메시지는 MPU 전송과 소비에 관련된 정보를 포함한다.
MMT는 ISOBMFF 포맷으로 패킷화된 스트리밍과 방송 획득 및 콘텐츠 소비에 최적화된 시그널 메시지 전송 모드를 지원한다. 짧은 대기 시간과 전송 오버 헤드의 문제로 인해 시그널 메시지를 효과적으로 전송하는 것이 중요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 전송 오버 헤드를 줄일 수 있는 MMT-기반 방송을 위한 시그널 메시지 송출 스케줄링 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 시그널 메시지 스케줄링 방법은, 방송 프로그램을 구성하는 픽처들을 전송하는 단계; 및 특정 픽처의 전송 전에 시그널 메시지를 전송하는 단계;를 포함한다.
그리고, 전송 단계는, 시그널 메시지를 고정된 주기로 전송하지 않을 수 있다.
또한, 시그널 메시지는 불필요하여 폐기되지 않을 수 있다.
그리고, 특정 픽처는, 다른 픽처를 참조하지 않고 디코딩이 가능한 픽처일 수 있다.
그리고, 전송 단계는, MMT-기반 방송을 위한 픽처들의 MPU들을 전송할 수 있다.
또한, 특정 픽처는, IDR 픽쳐(Instantaneous Decoding Refresh Picture)일 수 있다.
그리고, 시그널 메시지는, 특정 타입의 MMTP 페이로드에 수록될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 방송 송출 시스템은, 방송 프로그램을 생성하는 콘텐츠 제공 서버; 방송 프로그램을 구성하는 픽처들을 전송하고, 특정 픽처의 전송 전에 시그널 메시지를 전송하는 방송 서비스 서버;를 포함한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 방송 수신 방법은, 방송 프로그램을 구성하는 픽처들을 수신하는 제1 수신단계; 및 특정 픽처의 수신 전에 시그널 메시지를 수신하는 제2 수신단계;를 포함한다.
그리고, 제1 수신 단계는, 시그널 메시지를 고정된 주기로 수신하지 않을 수 있다.
또한, 시그널 메시지는 불필요하여 폐기되지 않을 수 있다.
그리고, 특정 픽처는, 다른 픽처를 참조하지 않고 디코딩이 가능한 픽처일 수 있다.
또한, 수신 단계는, MMT-기반 방송을 위한 픽처들의 MPU들을 수신할 수 있다.
그리고, 특정 픽처는, IDR 픽쳐(Instantaneous Decoding Refresh Picture)일 수 있다.
또한, 시그널 메시지는, 특정 타입의 MMTP 페이로드에 수록될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 방송 수신 단말기는, 방송 프로그램을 구성하는 픽처들을 수신하고, 특정 픽처의 수신 전에 시그널 메시지를 수신한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 미디어의 특성을 고려하여 낭비되는 시그널 데이터가 없도록 시그널 메시지를 스케줄링 하여 전송 효율을 높일 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예들에 따르면, 시그널 메시지가 IDR 픽쳐의 MPU 바로 앞에 도착하도록 전송하여, MMT 권고 방법과 동등한 지연 시간을 나타내면서도, 전송 오버 헤드는 획기적으로 줄일 수 있게 된다.
도 1은 MPU 파일로부터 MMTP 페이로드를 생성하는 과정을 나타낸 도면,
도 2는 MMTP 헤더의 구조를 나타낸 도면,
도 3은 시그널 메시지의 주기적인 송신을 나타낸 도면,
도 4는 MMT 기반의 스케줄링 방법을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스케줄링 방법을 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 실시예가 적용 가능한 방송 시스템의 구성도, 그리고,
도 7 내지 도 9는 실험 및 결과의 설명에 제공되는 도면들이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
1. MMTP 패킷 생성
MMT에서, 미디어, 시그널 메시지와 같은 데이터는 스트리밍 서비스를 위해 MMTP(MMT Protocol) 패킷으로 패킷화된다. 이는, UDP와 IP와 같은 기존 네트워크 프로토콜의 상위에서 실행될 수 있다. MMTP 패킷 생성 과정은 다음의 두 단계, MMTP 페이로드 생성과 MMTP 패킷 생성에 의해 수행된다.
도 1에는 MPU(Media Fragment Unit) 파일로부터 MMTP 페이로드를 생성하는 과정을 나타내었다. MPU 메타 데이터는 방송을 위한 미디어 동기화와 디코딩에 필수적인 정보이다. 이는 MMTP 페이로드에 수록되는 시그널 메시지에 포함되어 있다.
MMTP 페이로드의 포맷은 MMTP 헤더의 '타입' 필드에 따라 변경될 수 있다. '타입'이 0x01 인 경우는, 도 1에 도시된 바와 같이 MFU가 MMTP 패킷으로 패킷화되는 것을 의미한다. 그리고, '타입'이 0x02 인 경우는, 시그널 메시지가 안에 있음을 의미한다.
MMTP 페이로드 생성 후, MMTP 헤더가 생성된다. 도 2는 MMTP 헤더의 구조를 나타낸 도면이다.
2. 시그널 메시지 전송을 위한 스케줄링
방송 시스템은 송/수신 과정과 방송 채널의 랜덤 액세스로 인한 지연을 감소시키는 것이 중요하다. 이와 같은 요구 사항을 지원하기 위해, MMT 송출단은, 도 3에 도시된 바와 같이, MPU 전송 중에 주기적으로 시그널 메시지를 전송한다.
시그널 메시지는, 서비스 위치, 미디어 스트림과 디코딩 정보(MPU 메타 데이터를 포함) 간의 동기화 정보와 같은 방송 서비스에 필요한 중요 정보를 포함하고 있어, 방송 서비스에 반드시 필요하다. 따라서 사용자가 언제 접근할지 모르는 방송 환경에서는 시그널 메시지를 주기적으로 송출해야 한다.
한편, IDR 픽쳐(Instantaneous Decoding Refresh Picture)를 포함하는 MPU는 단독으로 디코딩 가능하고, 인터 픽쳐들에 의해 참조되기 때문에, 시그널 메시지 만큼이나 중요하다. 비디오는 IDR 픽쳐 없이 디코딩될 수 없다.
송출단에서 MPU와 시그널 메시지를 포함하는 MMTP 패킷을 도 3에 도시된 바와 같이 송신하면, 송신된 데이터 유닛은 수신단에서 MPU 또는 시그널 메시지로 생성된다.
수신기는 도 2에 도시된 f_i(fragment indicator) 필드를 통해 MMTP 패킷에 포함된 데이터를 확인할 수 있다. f_i는 페이로드의 데이터 단편화 정보, 특히, 전송 데이터 유닛의 경계 정보를 포함하고 있다.
MPU 메타 데이터가 수신되면, 데이터 유닛 전달의 시작을 나타내므로, 수신단은 MPU의 복원을 준비한다. 그리고 수신단은 f_i 필드가 MPU의 마지막을 나타낼 때까지 MPU 복원을 대기한다.
3. MMT 기반 시그널 메시지 스케줄링
MMT는 도 3에 도시된 바와 같이, 0.5 또는 1초의 고정된 간격으로 시그널 메시지를 주기적으로 전송할 것을 권고한다. 이 방법에 따르면, 시간 간격이 너무 짧은 경우, 시그널 메시지는 너무 자주 전송된다. 그렇다고, 시간 간격이 너무 길면, 짧은 지연 시간을 보장할 수 없다. 즉, 시간 간격은 전송 오버 헤드 뿐만 아니라 짧은 지연 시간에도 영향을 미친다.
도 4는 MMT 기반 스케줄링 방법을 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, MPU가 시그널 메시지와 IDR 픽쳐의 MPU에 앞서 수신되면, 방송 서비스를 제공할 수 없다. 또한, 액세스 포인트가 시그널 메시지와 IDR 픽처 사이인 경우, 사용자는 다음 IDR 픽쳐와 관련 시그널 메시지가 수신될 때까지 대기하여야 한다.
이와 같이, MMT 기반의 시그널 메시지 스케줄링은 미디어의 특성을 고려하지 않아, 불필요한 경우에도 시그널 메시지를 전송함으로써 제한적인 대역폭을 낭비한다. 여기서, 불필요하다는 의미는 사용자가 시그널과 미디어 데이터를 모두 받았는데도 서비스를 받지 못할 때, 그 시그널은 아무런 의미가 없다는 것을 뜻한다.
4. 미디어 타입을 고려한 MMT 기반 시그널 메시지 스케줄링
본 발명의 실시예에서는, 미디어 타입을 고려하여, 주기적으로 시그널 메시지를 전송하는 시그널 메시지 스케줄링 방법을 제시한다. 여기서, 주기는 MMT에서 권고하는 고정된 주기가 아니다.
미디어의 특성을 고려하여, 낭비되는 시그널 데이터가 없도록 스케줄링 하여 전송 효율을 높이기 위함이다. 본 발명의 실시예에 따르면, 수신한 시그널 메시지가 불필요하여 폐기되는 경우가 없다.
수신단에 시그널 메시지가 자주 전송된다 할지라도, IDR 픽처의 MPU가 수신되지 않으면, 방송 서비스를 제공할 수 없다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 시그널 메시지 스케줄링에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 시그널 메시지를 IDR 픽쳐의 MPU 바로 앞에 도착하도록 전송한다. 즉, IDR 픽쳐의 미디어 데이터가 송출되기 바로 전에 시그널 메시지를 전송하는 것이다.
5. 방송 시스템
도 6은 본 발명의 실시예가 적용 가능한 방송 시스템의 구성도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 방송 시스템은, 콘텐츠 제공자(110), MMT 기반 서비스 생성기(120), 방송망(130), MMT 기반 서버(140) 및 MMT 기반 단말기(150)를 포함한다.
콘텐츠 제공자(110)는 비디오, 오디오, 데이터 등을 공급하는 서버이고, MMT 서비스 생성기(120)는 콘텐츠 제공자(110)가 공급하는 비디오 등을 수신받아 각각 부호화된 미디어 데이터와 동기화 정보를 추가하여 캡슐화하고 MMT 패킷을 구성하는 서버이다. 콘텐츠 제공자(110)와 MMT 서비스 생성기(120)는 하나의 방송국일 수도 있으며, 물리적으로 분리된 위치에 존재하여 각 역할을 수행할 수도 있다.
MMT 기반 서비스 생성기(120)는 UHD 영상을 부호화한 뒤 공간적 확장성을 가지도록 기본 계층과 추가 계층으로 분리하여, 기본 계층은 방송망(130)으로 추가 계층은 MMT 기반 서버(140)로 각각 전송한다.
이 경우, MMT 기반 단말기(150)는 방송망(130)을 통해 기본 계층을 수신하여 HD 영상을 디스플레이할 수 있으며, 부가적으로 네트워크망을 통해 추가 계층을 수신하여 UHD 영상을 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, MMT 기반 서비스 생성기(120)는 위 "4."에서 제시한 미디어 타입을 고려한 MMT 기반 시그널 메시지 스케줄링을 수행한다.
6. 실험 및 결과
두 개의 비디오, soccer.yuv와 garden.yuv를 이용하여, 도 7에 제시된 인코딩 옵션에 따라 도 8에 제시된 장비들로, MMT 권고에 따른 시그널 메시지 스케줄링과 본 발명의 실시예에 따른 시그널 메시지 스케줄링 성능을 비교하였다.
도 9에 비교 결과가 제시되어 있는데, 본 발명의 실시예에 따른 방법은 MMT 권고 방법과 동등한 지연 시간을 나타내면서도, 전송 오버 헤드는 획기적으로 줄였음을 확인할 수 있다.
7. 변형예
한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
110 : 콘텐츠 제공자
120 : MMT 기반 서비스 생성기
130 : 방송망
140 : MMT 기반 서버
150 : MMT 기반 단말기

Claims (16)

  1. 방송 프로그램을 구성하는 픽처들을 전송하는 단계; 및
    특정 픽처의 전송 전에 시그널 메시지를 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시그널 메시지 스케줄링 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    전송 단계는,
    시그널 메시지를 고정된 주기로 전송하지 않는 것을 특징으로 하는 시그널 메시지 스케줄링 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    시그널 메시지는 불필요하여 폐기되지 않는 것을 특징으로 하는 시그널 메시지 스케줄링 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    특정 픽처는,
    다른 픽처를 참조하지 않고 디코딩이 가능한 픽처인 것을 특징으로 하는 시그널 메시지 스케줄링 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    전송 단계는,
    MMT-기반 방송을 위한 픽처들의 MPU들을 전송하는 것을 특징으로 하는 시그널 메시지 스케줄링 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    특정 픽처는,
    IDR 픽쳐(Instantaneous Decoding Refresh Picture)인 것을 특징으로 하는 시그널 메시지 스케줄링 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    시그널 메시지는,
    특정 타입의 MMTP 페이로드에 수록되는 것을 특징으로 하는 시그널 메시지 스케줄링 방법.
  8. 방송 프로그램을 생성하는 콘텐츠 제공 서버;
    방송 프로그램을 구성하는 픽처들을 전송하고, 특정 픽처의 전송 전에 시그널 메시지를 전송하는 방송 서비스 서버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송 송출 시스템.
  9. 방송 프로그램을 구성하는 픽처들을 수신하는 제1 수신단계; 및
    특정 픽처의 수신 전에 시그널 메시지를 수신하는 제2 수신단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송 수신 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    제1 수신 단계는,
    시그널 메시지를 고정된 주기로 수신하지 않는 것을 특징으로 하는 방송 수신 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    시그널 메시지는 불필요하여 폐기되지 않는 것을 특징으로 하는 방송 수신 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    특정 픽처는,
    다른 픽처를 참조하지 않고 디코딩이 가능한 픽처인 것을 특징으로 하는 방송 수신 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    수신 단계는,
    MMT-기반 방송을 위한 픽처들의 MPU들을 수신하는 것을 특징으로 하는 방송 수신 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    특정 픽처는,
    IDR 픽쳐(Instantaneous Decoding Refresh Picture)인 것을 특징으로 하는 방송 수신 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    시그널 메시지는,
    특정 타입의 MMTP 페이로드에 수록되는 것을 특징으로 하는 방송 수신 방법.
  16. 방송 프로그램을 구성하는 픽처들을 수신하고, 특정 픽처의 수신 전에 시그널 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 방송 수신 단말기.
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