WO2015060560A1 - Ｍｍｔ 오버헤드 감축형 페이로딩 장치 및 방법 - Google Patents

Ｍｍｔ 오버헤드 감축형 페이로딩 장치 및 방법 Download PDF

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WO2015060560A1
WO2015060560A1 PCT/KR2014/009362 KR2014009362W WO2015060560A1 WO 2015060560 A1 WO2015060560 A1 WO 2015060560A1 KR 2014009362 W KR2014009362 W KR 2014009362W WO 2015060560 A1 WO2015060560 A1 WO 2015060560A1
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WO
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mpu
metadata
mmt
payload
mfu
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Application number
PCT/KR2014/009362
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French (fr)
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김창기
유정주
홍진우
서광덕
이홍래
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한국전자통신연구원
연세대학교 원주산학협력단
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Publication date
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    • H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
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    • H04N21/2381—Adapting the multiplex stream to a specific network, e.g. an Internet Protocol [IP] network
    • H—ELECTRICITY
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    • H04N21/23418—Processing of video elementary streams, e.g. splicing of video streams or manipulating encoded video stream scene graphs involving operations for analysing video streams, e.g. detecting features or characteristics

Definitions

  • the present invention relates to a media transmission service technology based on an MPEG media transmission system, and more particularly, to an MMT payload generating apparatus and method for reducing overhead.
  • MPEG Media Transport is a new media transport standard technology developed in 2010 by the ISO / IEC WG11 (MPEG) system sub-working group.
  • the existing MPEG-2 system has standardized MPEG-2 transport stream (TS) technology as a standard for packetization, synchronization, and multiplexing required for transmitting AV (Audio Video) content in a broadcasting network.
  • MPEG-2 TS is inefficient in a packet transmission environment in which the network is based on IP (Internet Protocol).
  • ISO / IEC WG 11 MPEG recognized the necessity of a new media transmission standard in consideration of the new media transmission environment and the expected media transmission environment, and started to standardize MMT.
  • the number of media samples included in the MPU varies according to the length of the time interval covered by the MPU, and the movie fragment metadata, which is one of three kinds of MPU fragments, is very high.
  • the overhead of the payload is very small compared to the size of the entire header of the MMT packet. This increase in overhead may cause congestion in the transmission channel since the number of packets required to transmit all the MPU fragments increases.
  • the present invention provides an MMT overhead reduced payloading apparatus and method that can reduce congestion in a transmission channel due to increased overhead.
  • the present invention relates to an MMT overhead reduction payloading apparatus, which includes a type classification unit for classifying an input Media Processing Unit (MPU) fragment type, and another MPU fragment of a different type from the classified MPU fragment type.
  • MPU Media Processing Unit
  • an MMT payload is generated by integrating two or more different types of MPU fragments according to the size comparison unit and the size comparison unit comparing the size of the aggregated packet and the maximum transmission unit (MTU).
  • the present invention relates to an MMT overhead reduction payloading method in a delivery function layer of an MMT system, comprising: classifying an input Media Processing Unit (MPU) fragment type, and a type different from the classified MPU fragment type. Comparing the size of the aggregated packet and the maximum transmission unit (MTU) when integrating with other MPU fragments of the MMT, and in accordance with the result of the size comparison, by combining two or more different types of MPU fragments MMT Generating a payload and adding a header to the generated payload.
  • MPU Media Processing Unit
  • MTU maximum transmission unit
  • the small size movie fragment metadata is integrated with the MPU metadata or the MFU and mapped to the MMT payload, packet overhead can be reduced by increasing the payload size, thereby transmitting the entire MPU file. This can reduce the number of MMT packets required.
  • FEC forward error correction
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a hierarchical structure of an MMT system.
  • FIG 2 shows an internal structure of an MMT packet.
  • 3 is a diagram for explaining the principle of MMT payloading.
  • FIG. 4 is a view for explaining the principle of MMT overhead payload reduction according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating an MMT overhead reduction payloading apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 6 shows the structure of an MMT payload header.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a MMT overhead reduced payloading method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a hierarchical structure of an MMT system.
  • the MMT layer consists of four functional areas including an encapsulation layer, a delivery layer, a signaling layer, and a composition layer. It is.
  • Encapsulation Layer generates a data fragment (segment), a small unit for MMT service by using the coded media data or stored media data as input, an access unit for the MMT service using the data fragment Create them.
  • the encapsulation layer also combines and / or divides access units to create a packet format for the creation, storage and transmission of composite content.
  • the delivery layer converts the data unit (s) output from the encapsulation layer into an MMT payload format, and then adds an MMT transport packet header to the MMT transport packet. Or RTP packets using Real-time Protocol (RTP), an existing transport protocol.
  • RTP Real-time Protocol
  • Packets configured in a delivery layer are finally transmitted as IP packets in an internet protocol (IP) layer through a transport protocol layer such as a user datagram protocol (UDP) or a transport control protocol (TCP).
  • IP internet protocol
  • UDP user datagram protocol
  • TCP transport control protocol
  • the signaling layer generates control information or signaling information necessary for data transmission and transmits it in addition to the data, or transmits it through a separate signaling means.
  • the MMT payload format generated at the delivery layer defines the logical structure of the media unit (s) to be delivered by the MMT protocol or RTP.
  • the MMT payload is specified by a payload format for carrying encapsulated data units and other information by MMT layer protocols or other existing Application Transport Protocols.
  • the MMT payload provides information about streaming and file transfer.
  • the data unit may be an MMT Media Fragment Unit (MFU) or a Media Processing Unit (MPU).
  • MFU is a general container format that contains coded media data that can be processed independently by a media decoder, independent of any particular Media Codec.
  • the MFU represents a portion of the fragmented data of the MPU, which is the smallest unit that can be independently decoded.
  • the MFU may be one video frame, and in another case, one slice may be included in one frame.
  • the MPU is a container format that contains one or more MFUs and additional delivery and processing related information, and may include various numbers of MFUs generated from a plurality of different access units.
  • MPU refers to a coded media data unit that can be processed completely and independently by an MMT compliant entity.
  • the MPU is a specific size according to an application environment (for example, 1 group of picture (GOP) for video). ) As an example, the MPU may consist of a plurality of picture frames that constitute 1 GOP (eg, 1 second of video), and the MFU may include each picture frame.
  • the MPU includes header fields according to a given definition, at least some of which may be necessary for the processing of the MPU.
  • FIG 2 is an internal structure diagram of an MMT packet.
  • the MMT packet generates an MMT payload in the delivery function layer 130 based on the MPU file 210 generated in the encapsulation function layer 120.
  • At least one multimedia data is identified to construct header information 220 and 230, and the header information and at least one multimedia data are combined to form a multimedia data packet.
  • the present invention is directed to a payloading technique that can reduce the overhead created in the delivery function layer 130 as shown in FIG.
  • the MMT payloading technique currently considered in the MPEG system division separates three types of MPU fragments and loads them in the MMT payload.
  • MPU fragments consist of MPU metadata including ftyp, mmpu, and moov boxes of MPU files, Movie fragment metadata containing the rest of the media data from moof and mdat boxes, and mdat boxes containing media data.
  • MFU Media fragment unit
  • 3 is a diagram for explaining the principle of MMT payloading.
  • MPU metadata 310 movie fragment metadata 320
  • MFU 330 are loaded in an MMT packet without being integrated with each other in one MMT payload.
  • the number of media samples included in the MPU varies according to the length of the time interval covered by the MPU, and thus, the size of the MPU metadata and the number of media samples included in the mdat box vary. . That is, when the MPU has a large temporal length, the size of the MPU metadata and the size of the mdat box increase.
  • the size of the MPU file when the size of the MPU file is large, it may be divided into moofs (movie fragments) of several fragments through fragmentation. In this case, the size of the generated moof box becomes larger as the number of media samples included in the moof increases.
  • TCP based progressive streaming services reduce service latency by continuously sending smaller segment fragments. To do this, a relatively small number of media samples are partitioned so that they are included in the moof. In this case, the size of the movie fragment metadata shown in FIG. 3 is significantly reduced.
  • the present invention integrates the movie fragment metadata with the adjacent MPU metadata or MFU and maps the MMT payload when the data size of the moof box is considerably smaller than the MTU size of the network.
  • FIG. 4 is a view for explaining the principle of MMT overhead payload reduction according to an embodiment of the present invention.
  • the MMT overhead reduced payloading principle integrates one or more MPU fragments according to size to generate one MMT payload. More specifically, the following three cases are possible within the range that the unified packet size when the movie fragment metadata is integrated with at least one of the MPU metadata and the MFU does not exceed the MTU.
  • CASE 2 payload of movie fragment metadata by integrating it with MFU
  • CASE 3 payload of movie fragment metadata integrated with MFU as well as MPU metadata
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating an MMT overhead reduction payloading apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the MMT overhead reduction payloading apparatus is included in the transfer function layer 130 among the layers of FIG. 1.
  • the MMT overhead reduction payloading apparatus includes a type classification unit 610, a size comparison unit 620, a payload generator 630, and a header generator 640.
  • the type classifying unit 610 classifies the input MPU fragment type.
  • the three types of MPU fragments include MPU metadata including ftyp, mmpu, and moov boxes of MPU files, Movie fragment metadata including the rest of the media data of moof and mdat boxes, and media data. It includes a media fragment unit (MFU) consisting of an mdat box.
  • MFU media fragment unit
  • the size comparison unit 620 compares the packet size and the size of the MTU when integrating with other types of MPU fragments according to the classified MPU fragment types. That is, it is checked whether the combined packet size when integrating the movie fragment metadata with at least one of the MPU metadata and the MFU does not exceed the MTU.
  • the payload generator 630 integrates the movie fragment metadata with at least one of the MPU metadata and the MFU according to the size comparison result and maps the movie fragment metadata to the MMT payload. That is, when the size of the integrated packet is smaller than the MTU size, when the movie fragment metadata is mapped with the MPU metadata according to the corresponding conditions, when the movie fragment metadata is mapped with the MFU, the movie fragment metadata is not only mapped to the MPU metadata. Rather, it is determined to be one of the cases of integrating with MFU and payloading.
  • the header generator 640 adds a header to the generated payload.
  • the header generator 640 indicates that the above-mentioned three integrated packets can be notified according to an embodiment of the present invention. This will be described in detail with reference to FIG. 6, Table 1, and Table 2.
  • FIG. 6 shows the structure of the MMT payload header described in the technical document pending the approval of the International Standard (IS) of the MMT technology.
  • IS International Standard
  • the MMT payload header includes an FT (MPU Fragment Type) field 610 indicating an MPU fragment type mapped to a payload.
  • FT MPU Fragment Type
  • Table 1 FT Description Content 0 MPU metadata contains the ftyp, mmpu, and moov boxes as well as any other boxes that appear in between One Movie fragment metadata contains the moof box and the mdat box, excluding all media data inside the mdat box 2 MFU contains a sample or sub-sample of timed media data 3 Reserved for private use reserved
  • MPU metadata contains the ftyp, mmpu, and moov boxes as well as any other boxes that appear in between One Movie fragment metadata contains the moof box and the mdat box, excluding all media data inside the mdat box 2 MFU contains a sample or sub-sample of timed media data or an item of non-timed media data.
  • MPU metadata + Movie fragment metadata contains MPU metadata aggregated with Movie fragment metadata 4
  • Movie fragment metadata + MFU contains Movie fragment metadata aggregated with MFU 5
  • MPU metadata + Movie fragment metadata + MFU contains MPU metadata aggregated with Movie fragment metadata and MFU 6-15 Reserved for private use reserved
  • ?? 3 ?? is assigned as the FT value for payloading MPU metadata + movie fragment metadata into one payload (case 1), and payloading movie fragment metadata + MFU.
  • ?? 4 ?? is assigned as the FT value for the case (case 2), and ?? 5 ?? is assigned as the FT value for the case of payloading the MPU metadata + movie fragment metadata + MFU (case 3).
  • the header generator 540 sets the FT value of the header as shown in Table 2 according to the configuration of the payload generated by the payload generator 530.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a MMT overhead reduced payloading method according to an embodiment of the present invention.
  • the MMT overhead reduction payloading apparatus determines what the MPU fragment type is (S720), as the MPU fragment is input (S710). That is, as described above, the three types of MPU fragments include MPU metadata including ftyp, mmpu, and moov boxes of the MPU file, Movie fragment metadata including the rest of the media data of the moof box and mdat box, and media data. It includes a media fragment unit (MFU) consisting of a mdat box including.
  • MFU media fragment unit
  • the device determines whether the size of the combined packet exceeds the MTU size (S730).
  • the device configures the MMT packet by separating the movie fragment metadata from the MPU metadata (S740).
  • the device determines that the size of the packet corresponds to the MTU size in case of CASE 3 integrating the movie fragment metadata with the MFU as well as the MPU metadata. It is determined whether it exceeds (S750).
  • the device configures the payload as CASE 1 integrating the movie fragment metadata with the MPU metadata (S760).
  • the device configures the payload with CASE 3 integrating the movie fragment metadata with the MFU as well as the MPU metadata (S770).
  • the device determines whether the combined packet size exceeds the MTU size in case of CASE 2 integrating the movie fragment metadata with the MFU (S780). As a result of the determination of S780, in the case of CASE 2, when the packet size does not exceed the MTU size, the device configures the payload with CASE 2 integrating the movie fragment metadata with the MFU (S790). On the contrary, as a result of the determination of S780, when the packet size exceeds the MTU size in case of CASE 2, the device separates each of the movie fragment metadata and the MFU to form a payload (S800).
  • the device configures the payload with the MFU (S810).

Landscapes

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Abstract

본 발명은 MMT 오버헤드 감축형 페이로딩 장치로, 입력되는 미디어 프로세싱 유닛(Media Processing Unit: MPU) 프래그먼트 타입을 분류하는 타입 분류부와, 상기 분류된 MPU 프래그먼트 타입과 상이한 타입의 다른 MPU 프래그먼트와 통합할 경우의 통합 패킷의 크기와 최대 전송 단위(Maximum Transmission Unit : MTU)의 크기와 비교하는 사이즈 비교부와, 상기 사이즈 비교 결과에 따라, 둘 이상의 상이한 타입의 MPU 프래그먼트들을 통합하여 MMT 페이로드를 생성하는 페이로드 생성부와, 상기 생성된 페이로드에 헤더를 부가하는 헤더 생성부를 포함한다.

Description

ＭＭＴ 오버헤드 감축형 페이로딩 장치 및 방법
본 발명은 MPEG 미디어 전송 시스템 기반의 미디어 전송 서비스 기술에 관한 것으로, 특히 오버헤드를 감축시키기 위한 ＭＭＴ 페이로드 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.
MMT(MPEG Media Transport)는 ISO/IEC WG11(MPEG) 시스템 분과(system sub-working group)에서 2010년부터 개발을 시작한 새로운 미디어 전송 표준 기술이다.
기존의 MPEG-2 시스템은 방송망에서 AV(Audio Video) 콘텐츠를 전송하기 위해 필요한 패킷화, 동기화, 멀티플렉싱 등에 대한 표준으로 MPEG-2 TS(transport stream) 기술을 표준화했고 현재 널리 쓰여지고 있다. 그러나, 네트워크가 IP(Internet Protocol) 기반인 패킷 전송 환경에서 MPEG-2 TS는 비효율적이다.
이에 ISO/IEC WG 11 MPEG에서는 새로운 미디어 전송 환경과 앞으로 예상되는 미디어 전송환경을 고려하여 새로운 미디어 전송 표준의 필요성을 인식하게 되었고, MMT 표준화를 시작하게 되었다.
이러한 MMT 표준화에서 현재 페이로딩 기법으로는 세 가지 종류의 MPU 프래그먼트(fragment)들의 타입(type)을 각각 별도로 분리하여 MMT 페이로드에 싣고 있다.
그런데, MPU 파일의 경우 MPU가 커버하는 시간 구간의 길이에 따라 MPU에 포함되는 되는 미디어 샘플(sample)의 개수가 달라지며, 세 가지 종류의 MPU 프래그먼트(fragment)들 중 하나인 movie fragment metadata가 매우 작은 크기일 경우 하나의 MMT 패킷에 사상하여 페이로딩할 경우 MMT 패킷의 전체 헤더의 크기에 대비한 유료부하(payload)의 크기가 매우 작게 되므로 오버헤드가 심각하게 증가하게 된다. 이러한 오버헤드의 증가는 전체 MPU 프래그먼트들을 모두 전송시키기 위해 필요한 패킷의 개수가 증가하게 되므로, 전송 채널에서 체증(congestion)을 유발시키는 요인이 될 수 있다.
본 발명에서는 오버헤드 증가에 따른 전송 채널에서의 체증을 감소시킬 수 있는 ＭＭＴ 오버헤드 감축형 페이로딩 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 MMT 오버헤드 감축형 페이로딩 장치로, 입력되는 미디어 프로세싱 유닛(Media Processing Unit: MPU) 프래그먼트 타입을 분류하는 타입 분류부와, 상기 분류된 MPU 프래그먼트 타입과 상이한 타입의 다른 MPU 프래그먼트와 통합할 경우의 통합 패킷의 크기와 최대 전송 단위(Maximum Transmission Unit : MTU)의 크기와 비교하는 사이즈 비교부와, 상기 사이즈 비교 결과에 따라, 둘 이상의 상이한 타입의 MPU 프래그먼트들을 통합하여 MMT 페이로드를 생성하는 페이로드 생성부와, 상기 생성된 페이로드에 헤더를 부가하는 헤더 생성부를 포함한다.
본 발명은 MMT 시스템의 전달 기능 계층에서의 MMT 오버헤드 감축형 페이로딩 방법으로, 입력되는 미디어 프로세싱 유닛(Media Processing Unit: MPU) 프래그먼트 타입을 분류하는 단계와, 상기 분류된 MPU 프래그먼트 타입과 상이한 타입의 다른 MPU 프래그먼트와 통합할 경우의 통합 패킷의 크기와 최대 전송 단위(Maximum Transmission Unit : MTU)의 크기와 비교하는 단계와, 상기 사이즈 비교 결과에 따라, 둘 이상의 상이한 타입의 MPU 프래그먼트들을 통합하여 MMT 페이로드를 생성하는 단계와, 상기 생성된 페이로드에 헤더를 부가하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따라, 작은 크기의 movie fragment metadata가 MPU metadata 또는 MFU와 함께 통합되어 MMT 페이로드에 사상되므로 유료 부하 크기의 증가에 의해 패킷 오버헤드를 감축시킬 수 있고, 이를 통해 전체 MPU 파일을 전송하기 위해 소요되는 MMT 패킷의 개수를 감축시킬 수 있다.
또한, 감축된 MMT 패킷의 개수에 의해 네트워크에서의 체증을 감소시킬 수 있고, 증가된 유료부하의 비중으로 인해 FEC(forward error correction) 등의 채널 부호화의 미디어 전송 수율(throughput)을 높일 수 있다.
도 1은 MMT 시스템의 계층 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 MMT 패킷의 내부 구조를 나타낸다.
도 3은 MMT 페이로딩 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 ＭＭＴ 오버헤드 감축형 페이로딩 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 ＭＭＴ 오버헤드 감축형 페이로딩 장치를 도시한 블록 구성도이다.
도 6은 MMT 페이로드 헤더의 구조를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 ＭＭＴ 오버헤드 감축형 페이로딩 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 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.
도 1은 MMT 시스템의 계층 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, MMT 계층은 캡슐화 계층(Encapsulation Layer), 전달 계층 (Delivery Layer), 시그널링 계층(Signaling Layer) 및 복합 계층(Composition Layer)을 포함하는 4 가지의 기능 영역(Functional Area)으로 구성되어 있다.
캡슐화 기능 계층(Encapsulation Layer)은 코딩된 미디어 데이터 또는 저장된 미디어 데이터를 입력으로 하여 MMT 서비스를 위한 작은 단위인 데이터 프래그먼트(segment)을 생성하며, 데이터 프래그먼트을 사용하여 MMT 서비스를 위한 액세스 유닛(Access Unit)들을 생성한다. 또한 캡슐화 기능 계층(Encapsulation Layer)은 액세스 유닛들을 결합 및/또는 분할함으로써 복합 컨텐츠의 생성 및 저장과 전송을 위한 패킷 포맷을 생성한다.
전달 기능 계층(Delivery Layer)은 캡슐화 기능 계층(Encapsulation Layer)에서 출력되는 데이터 유닛(들)을 MMT 페이로드 포맷으로 변환한 후, MMT 전송 패킷 헤더(MMT Transport Packet Header)를 부가하여 MMT 전송 패킷으로 구성하거나 또는 기존 전송 프로토콜인 RTP(Real-time Protocol)를 사용하여 RTP 패킷으로 구성한다.
전달 기능 계층(Delivery Layer)에서 구성된 패킷들은 UDP(User Datagram Protocol) 또는 TCP(Transport Control Protocol)와 같은 전송 프로토콜 계층을 거쳐 최종적으로 인터넷 프로토콜(IP) 계층에서 IP 패킷화되어 전송된다. 시그널링 계층(Signaling Layer)은 데이터의 전송에 필요한 제어 정보 혹은 시그널링 정보를 생성하여 데이터에 부가하여 전송하거나, 또는 별도의 시그널링 수단을 통해 전송한다.
전달 기능 계층(Delivery Layer)에서 생성되는 MMT 페이로드 포맷은 MMT 프로토콜 혹은 RTP에 의해 전달될 미디어 유닛(들)의 논리 구조를 정의한다. MMT 페이로드는 캡슐화된 데이터 유닛 및 MMT 계층 프로토콜들 혹은 다른 기존 어플리케이션 전송 프로토콜들(Application Transport Protocols)에 의한 다른 정보를 전달하기 위한 페이로드 포맷에 의해 특정(specify)된다. MMT 페이로드는 스트리밍(streaming)에 대한 정보 및 파일 전달(file transfer)에 대한 정보를 제공한다. 스트리밍에서, 데이터 유닛은 MMT 미디어 프래그먼트 유닛(Media Fragment Unit: MFU) 혹은 미디어 프로세싱 유닛(Media Processing Unit: MPU)이 될 수 있다.
여기서, MFU는 어떤 특정 미디어 코덱(Media Codec)에도 독립적인, 미디어 디코더에 의해 독립적으로 처리 가능한 코딩된 미디어 데이터를 포함하는 일반적인 컨테이너 포맷이다. MFU는 MPU의 프래그먼트난 데이터의 일부분을 나타내는 것으로, 독자적으로 디코딩이 가능한 최소 단위가 된다. 일 예로서 하나의 프레임을 액세스 유닛으로 사용하여 부호화가 수행되는 경우 MFU는 하나의 비디오 프레임이 될 수 있으며, 다른 경우 하나의 프레임 안에 포함된 하나의 슬라이스가 될 수 있다.
MPU는 하나 또는 그 이상의 MFU들과 추가적인 전달 및 처리 관련 정보를 포함하는 컨테이너 포맷으로서, 복수의 서로 다른 액세스 유닛들로부터 생성된 다양한 개수의 MFU들을 포함할 수 있다. MPU는 MMT 구현 개체(MMT compliant entity)에 의해서 완전하고 독립적으로 처리될 수 있는 부호화된 미디어 데이터 유닛을 의미하는 것으로서, 어플리케이션 환경에 따른 특정한 크기(일 예로서 비디오의 경우 1 GOP(Group of Picture))를 가질 수 있다. 일 예로서 MPU는 1 GOP(일 예로서 1초의 비디오)를 구성하는 복수의 픽쳐 프레임들로 구성될 수 있으며, MFU는 각 픽쳐 프레임을 포함할 수 있다. MPU는 주어진 정의에 따른 헤더 필드(header field)들을 포함하는데, 이런 필드들 중 적어도 일부는 MPU의 프로세싱에 필수적일 수 있다.
도 2는 MMT 패킷의 내부 구조도이다.
도 2를 참조하면, MMT 패킷은 캡슐화 기능 계층(120)에서 생성된 MPU 파일(210)을 바탕으로 전달 기능 계층(130)에서 MMT 페이로드를 생성한다. 적어도 하나의 멀티미디어 데이터를 식별하여 헤더 정보(220, 230)를 구성하고, 헤더 정보와 적어도 하나의 멀티미디어 데이터를 결합하여 멀티미디어 데이터 패킷을 구성한다.
본 발명은 도 2에 도시된 바와 같은 전달 기능 계층(130)에서 생성되는 오버헤드를 감축시킬 수 있는 페이로딩 기법에 대한 것이다.
현재 MPEG 시스템 분과에서 고려되고 있는 MMT 페이로딩 기법은 세 가지 종류의 MPU 프래그먼트(fragment)들의 타입(type)을 각각 별도로 분리하여 MMT 페이로드에 싣고 있다.
세 가지 MPU 프래그먼트의 타입은 MPU 파일의 ftyp, mmpu, moov box를 포함하는 MPU metadata, moof box와 mdat box의 미디어 데이터를 제외한 나머지를 포함하는 Movie fragment metadata, 그리고 미디어 데이터를 포함하는 mdat box로 구성되는 MFU(media fragment unit)를 포함한다.
도 3은 MMT 페이로딩 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 세 가지 유형의 MPU 프래그먼트들의 타입들을 각각 분리하여 MMT 패킷에 페이로딩시킨다. 즉, 하나의 MMT 페이로드에 MPU metadata(310), movie fragment metadata(320), MFU(330)를 서로 통합하지 않고 개별적으로 분리된 상태로 MMT 패킷에 싣고 있다.
그런데, MPU 파일의 경우 MPU가 커버하는 시간 구간의 길이에 따라 MPU에 포함되는 되는 미디어 샘플(sample)의 개수가 달라지며, 이로 인해 MPU metadata의 크기와 mdat box에 포함되는 미디어 샘플의 개수가 달라진다. 즉, MPU의 시간적 길이가 클 경우 MPU metadata의 크기와 mdat box의 크기가 증가한다.
한편, MPU 파일의 크기가 클 경우 분할(fragmentation)을 통해 여러 프래그먼트의 moof(movie fragment)로 나눌 수 있다. 이럴 경우 생성되는 moof box의 크기는 moof에 포함되는 미디어 샘플의 개수가 증가할수록 커지게 된다. UDP와 RTP/RTCP 기반의 실시간 스트리밍 서비스(realtime streaming service)와 달리 TCP 기반의 프로그래시브 스트리밍 서비스(progressive streaming service)에서는 작은 크기의 세그먼트 프래그먼트들을 연속적으로 전송함으로써 서비스 지연(latency)을 줄이게 되는데, 이를 위해서 비교적 작은 개수의 미디어 샘플이 moof에 포함되도록 분할을 하게 된다. 이럴 경우, 도 3에서 도시된 movie fragment metadata의 크기는 상당히 축소된다. 이처럼 매우 작은 크기의 movie fragment metadata만을 하나의 MMT 패킷에 사상하여 페이로딩할 경우, MMT 패킷의 전체 헤더의 크기에 대비한 유료부하 (payload)의 크기가 매우 작게 되므로 오버헤드가 심각하게 증가하게 된다. 이러한 오버헤드가 증가함에 따라 전체 MPU 프래그먼트들을 모두 전송시키기 위해 필요한 패킷의 개수가 증가하게 되므로, 이는 전송 채널에서 체증(congestion)을 유발시키는 요인이 될 수 있다.
따라서, 본 발명은 전송 채널에서 체증(congestion) 유발을 막기 위해 moof box의 데이터 크기가 네트워크의 MTU 크기보다 상당히 작을 경우 movie fragment metadata를 인접한 MPU metadata 혹은 MFU와 함께 통합하여 MMT 페이로드에 사상시킨다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 ＭＭＴ 오버헤드 감축형 페이로딩 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 MMT 오버헤드 감축형 페이로딩 원리는 하나 이상의 MPU 프래그먼트들을 사이즈 크기에 따라 통합하여 하나의 MMT 페이로드를 생성한다. 더 상세하게는, movie fragment metadata를 MPU metadata 및 MFU 중 적어도 하나 이상과 통합했을 경우의 통합 패킷 사이즈가 MTU를 초과하지 않는 범위 내에서 다음의 세 가지 경우가 가능하다.
CASE 1 : movie fragment metadata를 MPU metadata와 통합하여 페이로딩함
CASE 2 : movie fragment metadata를 MFU와 통합하여 페이로딩함
CASE 3 : movie fragment metadata를 MPU metadata 뿐만 아니라 MFU와 함께 통합하여 페이로딩함
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 ＭＭＴ 오버헤드 감축형 페이로딩 장치를 도시한 블록 구성도이다. 여기서, ＭＭＴ 오버헤드 감축형 페이로딩 장치는 도 1의 계층들 중 전달 기능 계층(130)에 포함되어 구성된다.
도 5를 참조하면, ＭＭＴ 오버헤드 감축형 페이로딩 장치는 타입 분류부(610), 사이즈 비교부(620), 페이로드 생성부(630) 및 헤더 생성부(640)를 포함한다.
타입 분류부(610)는 입력되는 MPU 프래그먼트 타입을 분류한다. 전술한 바와 같이 세 가지 MPU 프래그먼트의 타입은 MPU 파일의 ftyp, mmpu, moov box를 포함하는 MPU metadata, moof box와 mdat box의 미디어 데이터를 제외한 나머지를 포함하는 Movie fragment metadata, 그리고 미디어 데이터를 포함하는 mdat box로 구성되는 MFU(media fragment unit)를 포함한다.
사이즈 비교부(620)는 분류된 MPU 프래그먼트 타입에 따라 다른 타입의 MPU 프래그먼트와 통합할 경우의 패킷의 크기와 MTU의 크기와 비교한다. 즉, movie fragment metadata를 MPU metadata 및 MFU 중 적어도 하나 이상과 통합했을 경우의 통합 패킷 사이즈가 MTU를 초과하지 않는지를 확인한다.
페이로드 생성부(630)는 사이즈 비교 결과에 따라, movie fragment metadata를 MPU 메타데이터 및 MFU 중 적어도 하나 이상과 통합하여 MMT 페이로드에 사상시킨다. 즉, 통합 패킷의 크기가 MTU 크기보다 작은 경우에는 해당되는 조건에 따라 movie fragment metadata를 MPU metadata와 통합하여 사상하는 경우, movie fragment metadata를 MFU와 통합하여 사상하는 경우, movie fragment metadata를 MPU metadata 뿐만 아니라 MFU와 함께 통합하여 사상하는 경우 중 하나로 결정하여 페이로딩한다.
헤더 생성부(640)는 생성된 페이로드에 헤더를 부가하는데, 본 발명의 일 실시 예에 따라 전술한 세 가지 통합 패킷에 대해 알려줄 수 있도록 표기한다. 이에 대해 도 6 및 <표 1>, <표 2>를 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
도 6은 MMT 기술의 IS(International Standard) 승인을 앞두고 있는 기술 문서에 기술된 MMT 페이로드 헤더의 구조를 나타낸다.
도 6을 참조하면, MMT 페이로드 헤더에는 페이로드에 매핑되는 MPU 프래그먼트 타입을 표기하는 FT(MPU Fragment Type) 필드(610)를 포함하는데, 기존의 해당되는 값들은 하기의 <표 1>과 같다.
표 1
FT Description Content
0 MPU metadata contains the ftyp, mmpu, and moov boxes as well as any other boxes that appear in between
1 Movie fragment metadata contains the moof box and the mdat box, excluding all media data inside the mdat box
2 MFU contains a sample or sub-sample of timed media data
3 Reserved for private use reserved
그런데, 본 발명에서는 <표 1>에 개시된 FT 값들 이외에 추가적으로 movie fragment metadata를 MPU metadata와 통합하여 사상하는 경우(case 1), movie fragment metadata를 MFU와 통합하여 사상하는 경우(case 2), movie fragment metadata를 MPU metadata 뿐만 아니라 MFU와 함께 통합하여 사상하는 경우(case 3)를 나타내는 값들이 포함시킬 필요가 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 MPU Fragment Type의 의미와 해당되는 값들의 일 실시 예는 하기의 <표 2>와 같다.
표 2
FT Description Content
0 MPU metadata contains the ftyp, mmpu, and moov boxes as well as any other boxes that appear in between
1 Movie fragment metadata contains the moof box and the mdat box, excluding all media data inside the mdat box
2 MFU contains a sample or sub-sample of timed media data or an item of non-timed media data.
3 MPU metadata+Movie fragment metadata contains MPU metadata aggregated with Movie fragment metadata
4 Movie fragment metadata+MFU contains Movie fragment metadata aggregated with MFU
5 MPU metadata+Movie fragment metadata + MFU contains MPU metadata aggregated with Movie fragment metadata and MFU
6-15 Reserved for private use reserved
<표 2>를 참조하면, MPU metadata+movie fragment metadata를 하나의 페이로드에 페이로딩하는 경우(case 1)를 위한 FT 값으로써 ??3??이 할당되며, movie fragment metadata+MFU를 페이로딩하는 경우(case 2)를 위한 FT 값으로써 ??4??가 할당되며, MPU metadata+movie fragment metadata+ MFU를 페이로딩하는 경우(case 3)를 위한 FT 값으로써 ??5??가 할당된다. 따라서, 헤더 생성부(540)는 페이로드 생성부(530)에 의해 생성된 페이로드의 구성에 따라, 헤더의 FT값을 <표 2>와 같이 설정한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 ＭＭＴ 오버헤드 감축형 페이로딩 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7을 참조하면, ＭＭＴ 오버헤드 감축형 페이로딩 장치(이하 '장치'라 기재함)는 MPU 프래그먼트가 입력됨(S710)에 따라, MPU 프래그먼트 타입이 무엇인지를 판단한다(S720). 즉, 전술한 바와 같이 세 가지 MPU 프래그먼트의 타입은 MPU 파일의 ftyp, mmpu, moov box를 포함하는 MPU metadata, moof box와 mdat box의 미디어 데이터를 제외한 나머지를 포함하는 Movie fragment metadata, 그리고 미디어 데이터를 포함하는 mdat box로 구성되는 MFU(media fragment unit)를 포함한다.
S720의 판단 결과 MPU 프래그먼트 타입이 MPU metadata인 경우, 장치는 movie fragment metadata를 MPU metadata와 통합하는 CASE 1의 경우, 통합 패킷의 크기가 MTU 크기를 초과하는지를 판단한다(S730).
S730의 판단 결과 CASE 1의 경우 패킷의 크기가 MTU 크기를 초과할 경우, 장치는 movie fragment metadata를 MPU metadata와 분리하여 MMT 패킷을 구성한다(S740). 반면, S730의 판단 결과 CASE 1의 경우 통합 패킷의 크기가 MTU 크기를 초과하지 않을 경우, 장치는 movie fragment metadata를 MPU metadata 뿐만 아니라 MFU와 함께 통합하는 CASE 3의 경우, 패킷의 크기가 MTU 크기를 초과하는지를 판단한다(S750).
S750의 판단 결과 CASE 3의 경우 패킷의 크기가 MTU 크기를 초과할 경우, 장치는 movie fragment metadata를 MPU metadata와 통합하는 CASE 1으로 페이로드를 구성한다(S760). 반면, S750의 판단 결과 CASE 3의 경우 패킷의 크기가 MTU 크기를 초과하지 않을 경우, 장치는 movie fragment metadata를 MPU metadata 뿐만 아니라 MFU와 함께 통합하는 CASE 3로 페이로드를 구성한다(S770).
한편, S720의 판단 결과 MPU 프래그먼트 타입이 movie fragment metadata인 경우, 장치는 movie fragment metadata를 MFU와 통합하는 CASE 2의 경우, 통합 패킷의 크기가 MTU 크기를 초과하는지를 판단한다(S780). S780의 판단 결과 CASE 2의 경우 패킷의 크기가 MTU 크기를 초과하지 않을 경우, 장치는 movie fragment metadata를 MFU와 통합하는 CASE 2로 페이로드를 구성한다(S790). 반면, S780의 판단 결과 CASE 2의 경우 패킷의 크기가 MTU 크기를 초과할 경우, 장치는 movie fragment metadata 및 MFU 각각을 분리하여 페이로드를 구성한다(S800).
한편, S720의 판단 결과 MPU 프래그먼트 타입이 MFU인 경우, 장치는 MFU로 페이로드를 구성한다(S810).

Claims (10)

  1. 입력되는 미디어 프로세싱 유닛(Media Processing Unit: MPU) 프래그먼트 타입을 분류하는 타입 분류부와,
    상기 분류된 MPU 프래그먼트 타입과 상이한 타입의 다른 MPU 프래그먼트와 통합할 경우의 통합 패킷의 크기와 최대 전송 단위(Maximum Transmission Unit : MTU)의 크기와 비교하는 사이즈 비교부와,
    상기 사이즈 비교 결과에 따라, 둘 이상의 상이한 타입의 MPU 프래그먼트들을 통합하여 MMT 페이로드를 생성하는 페이로드 생성부와,
    상기 생성된 페이로드에 헤더를 부가하는 헤더 생성부를 포함함을 특징으로 하는 MMT 오버헤드 감축형 페이로딩 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 MPU 프래그먼트들은
    MPU 메타데이터(metadata), 무비 프래그먼트 메타데이터(Movie fragment metadata) 및 미디어 프래그먼트 유닛(media fragment unit : MFU)을 포함하는 MPU 프래그먼트 타입들 중 하나임을 특징으로 MMT 오버헤드 감축형 페이로딩 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 페이로드 생성부는
    MTU의 크기 범위 내에서 movie fragment metadata를 MPU metadata와 통합하는 경우, movie fragment metadata를 MFU와 통합하는 경우 및 movie fragment metadata를 MPU metadata 뿐만 아니라 MFU와 함께 통합하여 사상하는 경우 중 하나로 페이로드를 구성함을 특징으로 하는 MMT 오버헤드 감축형 페이로딩 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 헤더 생성부는
    헤더에 포함되는 MPU 프래그먼트 타입(MPU Fragment Type : FT) 필드의 값을 통합 패킷임이 표기되도록 설정함을 특징으로 하는 MMT 오버헤드 감축형 페이로딩 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 헤더 생성부는
    MPU metadata 및 movie fragment metadata를 통합하는 경우 상기 FT 값을 3으로 할당하며, movie fragment metadata 및 MFU를 통합하는 경우 상기 FT 값을 4로 할당하며, MPU metadata, movie fragment metadata 및 MFU를 통합하는 경우 상기 FT 값을 5로 할당함을 특징으로 하는 MMT 오버헤드 감축형 페이로딩 장치.
  6. MMT 시스템의 전달 기능 계층에서의 MMT 오버헤드 감축형 페이로딩 방법에 있어서,
    입력되는 미디어 프로세싱 유닛(Media Processing Unit: MPU) 프래그먼트 타입을 분류하는 단계와,
    상기 분류된 MPU 프래그먼트 타입과 상이한 타입의 다른 MPU 프래그먼트와 통합할 경우의 통합 패킷의 크기와 최대 전송 단위(Maximum Transmission Unit : MTU)의 크기와 비교하는 단계와,
    상기 사이즈 비교 결과에 따라, 둘 이상의 상이한 타입의 MPU 프래그먼트들을 통합하여 MMT 페이로드를 생성하는 단계와,
    상기 생성된 페이로드에 헤더를 부가하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 MMT 오버헤드 감축형 페이로딩 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 MPU 프래그먼트들은
    MPU 메타데이터(metadata), 무비 프래그먼트 메타데이터(Movie fragment metadata) 및 미디어 프래그먼트 유닛(media fragment unit : MFU)을 포함하는 MPU 프래그먼트 타입들 중 하나임을 특징으로 MMT 오버헤드 감축형 페이로딩 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 페이로드를 생성하는 단계는
    MTU의 크기 범위 내에서 movie fragment metadata를 MPU metadata와 통합하는 경우, movie fragment metadata를 MFU와 통합하는 경우 및 movie fragment metadata를 MPU metadata 뿐만 아니라 MFU와 함께 통합하여 사상하는 경우 중 하나로 페이로드를 구성함을 특징으로 하는 MMT 오버헤드 감축형 페이로딩 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 헤더를 부가하는 단계는
    헤더에 포함되는 MPU 프래그먼트 타입(MPU Fragment Type : FT) 필드의 값을 통합 패킷임이 표기되도록 설정함을 특징으로 하는 MMT 오버헤드 감축형 페이로딩 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 헤더를 부가하는 단계는
    MPU metadata 및 movie fragment metadata를 통합하는 경우 상기 FT 값을 3으로 할당하며, movie fragment metadata 및 MFU를 통합하는 경우 상기 FT 값을 4로 할당하며, MPU metadata, movie fragment metadata 및 MFU를 통합하는 경우 상기 FT 값을 5로 할당함을 특징으로 하는 MMT 오버헤드 감축형 페이로딩 방법.
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