WO2016129768A1 - 대역폭에 적응적인 대쉬 기반 컨텐츠 제공 장치 및 방법 - Google Patents

대역폭에 적응적인 대쉬 기반 컨텐츠 제공 장치 및 방법 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a dash-based content providing technology, and more particularly to a dash-based content providing technology that is adaptive to a variable bandwidth.
  • DASH Dynamic Adaptive Streaming over HTTP
  • Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH) technology includes segments that have been encoded at various bit rates in advance for the same content, and prepares presentations having different lengths, and according to the network bandwidth measured when streaming Sends an encoded bitrate segment.
  • DASH Dynamic Adaptive Streaming over HTTP
  • An object of the present invention is to provide an apparatus and method for providing streaming content that is adaptive to bandwidth by dynamically adjusting the length of a representation including segments encoded at various bit rates according to network bandwidth.
  • the dash-based content providing apparatus generates a plurality of segments including a representation obtained by dividing a content of a bandwidth measuring unit for measuring a bandwidth of a network connected to a terminal at a predetermined time interval (Tint) by one or more intervals.
  • the plurality of segments generates media information for generating media information (MPD, Media presentation Description) including a segment generator having a predetermined bit rate difference (Rg) and information of a representation including the generated plurality of segments.
  • the segment generating unit includes a probability P (i) that is increased or decreased by half of a predetermined bit rate difference Rg of the i-th measured network bandwidth B (i) at a predetermined time interval Tint. ))
  • arithmetic operations of a predetermined time interval (Tint) to calculate the length of the segment and to generate a plurality of segments corresponding to the calculated length. have.
  • the segment generation unit using the Chebyshev inequality the probability that the bandwidth itself of the measured network is increased or decreased by half of the predetermined bit rate difference (Rg) at the time point at which the i-th bandwidth is measured. (i)) can be calculated.
  • the segment generator may be configured to perform arithmetic operations on an average of the bandwidth Bavg (i), the variance V (i), and the predetermined bit rate difference Rg measured i times at a predetermined time interval Tint. It is possible to calculate the probability P (i) that the bandwidth itself of the measured network is increased or decreased by half of the predetermined bit rate difference Rg at the time point at which the i-th bandwidth is measured.
  • the segment generation unit has a probability of measuring the average number of times until the bandwidth itself of the measured network becomes greater or smaller by half of a predetermined bit rate difference (Rg) at the time of measuring the i-th bandwidth.
  • Rg bit rate difference
  • the segment length can be calculated by arithmetic operations of the average number of measurements and a predetermined time interval (Tint).
  • the segment generator may measure the average number of times of probability until the bandwidth itself of the measured network becomes larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference Rg at the time of measuring the i-th bandwidth.
  • the segment length can be calculated by calculating from P (i)) and multiplying the average number of measurements by a predetermined time interval (Tint).
  • the present invention can shorten the representation length in a rapidly changing network environment, and adaptively stream to the bandwidth by selecting a segment compressed at a bit rate corresponding to the bandwidth at the time of streaming.
  • the present invention lengthens the representation length in a slowly changing network environment, thereby reducing the overhead of creating additional representations.
  • FIG. 1 is a block diagram of a dash-based content providing apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 illustrates an example of a plurality of segments included in a representation of content divided into one or more intervals.
  • 3 shows an example for explaining a time point for measuring a bandwidth.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a dash-based content providing method according to an exemplary embodiment.
  • the dash-based content providing apparatus 10 includes a bandwidth measuring unit 120, a segment generator 130, and a media information generator 140.
  • Dynamic Adaptive Streaming over http is a standard for supporting adaptive streaming in Hypertext Transfer Protocol (HTTP). That is, Dash enables content delivery from HTP server to HTP client, and enables caching of content by standard HTP caches.
  • the bandwidth measuring unit 120 measures the bandwidth of the network connected to the terminal 20 at a predetermined time interval (Tint).
  • the predetermined time interval Tint may be set to 1 second, for example.
  • the present invention is not limited thereto, and when the bandwidth of the network connected to the terminal 20 changes rapidly, a short time interval Tint is set to measure the bandwidth and the bandwidth of the network connected to the terminal 20 changes slowly. In this case, the bandwidth can be measured by setting a long time interval (Tint).
  • the segment generator 130 generates a plurality of segments included in the representation of the content divided by one or more intervals, the plurality of segments have a predetermined bit rate difference (Rg).
  • the segment generator 130 generates a plurality of segments included in the representation obtained by dividing the content into one or more intervals from the content read from the content database 110. Representation divided content may have different lengths.
  • Each representation represents a structured collection of one or more media components within one period and includes a plurality of segments encoded at various bit rates.
  • the plurality of segments may have a predetermined bit rate difference Rg.
  • the predetermined bit rate difference Rg may be 500 kbps.
  • each of the first to nth segments included in the representation has a bit rate difference of 500 kbps. If the first segment is 500kbps, the second segment is 1000kbps and the third segment is 1500kbps.
  • the bit rate difference is not limited thereto and may be variously set according to the size of content to be transmitted to the terminal 20.
  • the segment generator 130 may increase or decrease the bandwidth B (i) itself of the i-th measured network at a predetermined time interval Tint by half the predetermined bit rate difference Rg.
  • the length of the segment is calculated by arithmetic operations of the quality probability P (i) and the predetermined time interval Tint, and a plurality of segments corresponding to the calculated length are generated.
  • the dash-based content may select and transmit a segment having a bit rate closest to the current network bandwidth among a plurality of segments encoded at various bit rates included in the newly transmitted representation to the terminal 20.
  • the present invention is not limited thereto, and a segment having a bit rate closest to the current network bandwidth may be selected from segments having a bit rate lower than the current network bandwidth and transmitted to the terminal 20.
  • the predetermined time interval Tint may be set to 1 second, for example.
  • a short time interval Tint is set to measure the bandwidth and the bandwidth of the network connected to the terminal 20 changes slowly.
  • the bandwidth can be measured by setting a long time interval (Tint).
  • the segment generator 130 calculates a probability P (i) that the bandwidth B (i) of the network itself becomes larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference Rg. Increasing or decreasing by half of the predetermined bit rate difference is to calculate the probability that the bandwidth of the network eventually goes out of the range of the predetermined bit rate difference.
  • each of the plurality of segments including any one representation may have the same bit rate difference. If the bandwidth (B (i)) of the network itself becomes larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference (Rg), select a segment that is larger or smaller than the bit rate of the currently selected segment by a predetermined bit rate difference. The segment encoded at the nearest bit rate is chosen.
  • the predetermined time interval Tint may be set to 1 second, for example.
  • the present invention is not limited thereto, and when the bandwidth of the network connected to the terminal 20 changes rapidly, a short time interval Tint is set to measure the bandwidth and the bandwidth of the network connected to the terminal 20 changes slowly.
  • the bandwidth can be measured by setting a long time interval (Tint).
  • the segment generator 130 may increase the bandwidth of the measured network by half of a predetermined bit rate difference Rg at the time of measuring the i-th bandwidth, which is the current time point using Chebyshev inequality.
  • the probability P (i) to be small is calculated.
  • Equation 1 is Chebyshev inequality.
  • Chebyshev inequality provides a quantitative explanation of "nearly all” and "near”, where almost any value in any probability data sample or probability distribution in a probability distribution is close to the mean value. For example, “one of more than 2 standard deviations from the mean does not account for more than 1/4". "Those falling more than 3 standard deviations do not account for more than 1/9", “Things less than 5 standard deviations do not account for more than 1/25.” And so on.
  • Equation 1 holds for any real k> 0, assuming that there is a random variable X with an expected value of ⁇ and a variance of ⁇ 2. Equation 1 has a meaning that "the upper limit of the probability that a measured value X deviates from the mean value ( ⁇ ) by k or more is the variance ( ⁇ ⁇ 2) divided by k ⁇ 2.”
  • the segment generator 130 may calculate the average Bavg (i), the variance V (i), and the predetermined bit rate difference Rg of the bandwidth measured i times in a predetermined time interval Tint.
  • the bandwidth P of the measured network itself at the point in time at which the i-th bandwidth is measured is calculated as a probability P (i) of being larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference Rg.
  • Equation 2 is an average of bandwidths measured i times in a predetermined time interval Tint
  • V (i) is a variance of bandwidths measured i times in a predetermined time interval Tint
  • Rg represents a representation. It is a predetermined bit rate difference between the containing segments.
  • the upper limit of the probability that the i-th measured bandwidth X deviates from the current bandwidth average Bavg (i) by half of Rg is V (i) ⁇ 2 / (Rg / 2) ⁇ 2.
  • Equation 2 it is possible to calculate the probability P (i) that the bandwidth itself of the measured network is increased or decreased by half of the predetermined bit rate difference Rg at the point in time at which the i-th bandwidth is measured. .
  • Equation 3 is an average of bandwidths measured i times in a predetermined time interval Tint and Equation 4 is a variance of bandwidths measured i times in a predetermined time interval Tint.
  • X in equation (3) and y in equation (4) are constant values for obtaining the mean and the variance.
  • x and y are constant values between 0 and 1.
  • the equation for calculating the mean and the variance is not limited to the equations (3) and (4), and various equations for obtaining the mean and the variance can be used.
  • the segment generation unit 130 averages until the bandwidth itself of the measured network at the time point at which the i-th bandwidth is measured is increased or decreased by half of a predetermined bit rate difference Rg.
  • the number of measurements is calculated from the probability P (i)
  • the segment length is calculated by arithmetic operations of the average number of measurements and a predetermined time interval Tint.
  • the segment generation unit 130 averages until the bandwidth itself of the measured network at the time point at which the i-th bandwidth is measured is increased or decreased by half of a predetermined bit rate difference Rg. The number of measurements is calculated from the probability P (i),
  • the segment length is calculated by multiplying the average number of measurements by a predetermined time interval (Tint).
  • Tint time interval
  • V (i) ⁇ 2 / (Rg / 2) ⁇ 2 which is an upper limit of probability, is set as a desired probability value
  • Equation 5 is derived.
  • the bandwidth (B (i)) itself of the i-th measured network which is the result of Equation 5, is taken as the inverse of the probability (P (i)) of becoming larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference Rg
  • the average number of measurements 1 / P (i) is calculated until the measured bandwidth B (i) of the network itself becomes larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference Rg.
  • Multiplying (Rg) yields an average measurement time Texp until the bandwidth B (i) itself of the i-th measured network becomes larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference Rg.
  • Equation 6 is an equation for calculating the average measurement time Texp until the bandwidth B (i) itself of the i-th measured network becomes larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference Rg.
  • the average number of measurements (1 / P (i)) until the bandwidth B (i) itself of the i-th measured network becomes larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference Rg is 3 If the period (Rg) at which the bandwidth is measured is 2 seconds, it means that it takes 2 seconds to measure once, so that the bandwidth B (i) itself of the i-th measured network is increased by half of the predetermined bit rate difference Rg.
  • the average measurement time (Texp) until it becomes or becomes small becomes 6 seconds.
  • the dash-based content providing apparatus 10 is the i-th measured network calculated by the above-described method when it is time to stream any one segment included in the presently streaming representation and generate a segment of the next representation.
  • a segment B having a length of the average measurement time Texp until the bandwidth B (i) itself becomes larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference Rg is generated and streamed to the terminal 20.
  • the media information generator 140 generates media presentation description (MPD) including information of a representation including a plurality of generated segments.
  • Media, content and media content may be used interchangeably.
  • Media is a collection of media components having a common timeline, such as video, audio, and subtitles, for example.
  • Media components have a relationship to how media components are to be staged, such as "individually combined” or “mutually exclusive” as a program or movie.
  • the media presentation description (MPD) may include a description of the representation of all possible media to be sent to all kinds of terminals 20. That is, the media information includes a description of all possible combinations of video, audio, language, etc. that can be used by clients of all kinds.
  • the dash-based content providing apparatus 10 transmits media information to the terminal 20.
  • the media information generator 140 In order to transmit the media information, the media information generator 140 generates media information (MPD, Media presentation Description) including information of a representation including a segment, and the terminal 20 receives the media information. .
  • the terminal 20 plays the content based on the media information.
  • FIG. 2 illustrates a plurality of segments included in a representation of content divided into one or more intervals.
  • Segments 11 to 1n illustrated in FIG. 2 are included in Representation 1 210, Segments 21 to 2n are represented by Representation 2 220, and Segments 31 to 1n are represented by Representation 1 210.
  • (3n) includes Representation 4 (230).
  • Representations 1 to 3 may each have different lengths.
  • Representation includes a plurality of segments encoded at various bit rates. For example, segments 11 to 1n that Representation 1 includes may have a predetermined bit rate difference Rg.
  • the predetermined bit rate difference Rg may be 500 kbps.
  • each of the first to nth segments included in Representation 1 has a bit rate difference of 500 kbps. If the first segment is 500kbps, the second segment is 1000kbps and the third segment is 1500kbps.
  • 3 shows a time point for measuring bandwidth.
  • the bandwidth measuring unit 120 measures the bandwidth of the network connected to the terminal 20 at predetermined time intervals Tint.
  • the predetermined time interval Tint may be constant.
  • the predetermined time interval Tint may be set to 1 second, for example.
  • the present invention is not limited thereto, and when the bandwidth of the network connected to the terminal 20 changes rapidly, a short time interval Tint is set to measure the bandwidth and the bandwidth of the network connected to the terminal 20 changes slowly. In this case, the bandwidth can be measured by setting a long time interval (Tint).
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a dash-based content providing method according to an exemplary embodiment.
  • the dash-based content providing method includes a bandwidth measurement step, a segment generation step and media information generation step.
  • the bandwidth measurement step (S410) measures the bandwidth of the network connected to the terminal at a predetermined time interval (Tint).
  • the predetermined time interval Tint may be set to 1 second, for example.
  • the present invention is not limited thereto, and when the bandwidth of the network connected to the terminal 20 changes rapidly, a short time interval Tint is set to measure the bandwidth and the bandwidth of the network connected to the terminal 20 changes slowly. In this case, the bandwidth can be measured by setting a long time interval (Tint).
  • the segment generation step (S450) generates a plurality of segments included in the representation of the content divided by one or more intervals, the plurality of segments having a predetermined bit rate difference (Rg). Segment generation step (S450) generates a plurality of segments included in the representation of the content divided by one or more intervals from the content read from the content database 110. Representation divided content may have different lengths.
  • Each representation represents a structured collection of one or more media components within one period and includes a plurality of segments encoded at various bit rates.
  • the plurality of segments may have a predetermined bit rate difference Rg.
  • the predetermined bit rate difference Rg may be 500 kbps.
  • each of the first to nth segments included in the representation has a bit rate difference of 500 kbps. If the first segment is 500kbps, the second segment is 1000kbps and the third segment is 1500kbps.
  • the bit rate difference is not limited thereto and may be variously set according to the size of content to be transmitted to the terminal.
  • the segment generating step S450 is that the bandwidth B (i) itself of the i-th measured network at a predetermined time interval Tint is made larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference Rg.
  • the length of the segment is calculated by arithmetic operations of the quality probability P (i) and the predetermined time interval Tint, and a plurality of segments corresponding to the calculated length are generated.
  • the dash-based content may select and transmit a segment having a bit rate closest to the current network bandwidth among a plurality of segments encoded at various bit rates included in the newly transmitted representation to the terminal.
  • the present invention is not limited thereto, and a segment having a bit rate closest to the current network bandwidth may be selected from segments having a bit rate lower than the current network bandwidth and transmitted to the terminal 20.
  • the predetermined time interval Tint may be set to 1 second, for example.
  • the present invention is not limited thereto, and when the bandwidth of the network connected to the terminal 20 changes rapidly, a short time interval Tint is set to measure the bandwidth and the bandwidth of the network connected to the terminal 20 changes slowly. In this case, the bandwidth can be measured by setting a long time interval (Tint).
  • the segment generation step S450 calculates a probability P (i) in which the bandwidth B (i) of the network itself becomes larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference Rg (S430). Increasing or decreasing by half of the predetermined bit rate difference is to calculate the probability that the bandwidth of the network eventually goes out of the range of the predetermined bit rate difference. As described above, each of the plurality of segments including any one representation may have the same bit rate difference. If the bandwidth (B (i)) of the network itself becomes larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference (Rg), select a segment that is larger or smaller than the bit rate of the currently selected segment by a predetermined bit rate difference. The segment encoded at the nearest bit rate is chosen.
  • the predetermined time interval Tint may be set to 1 second, for example.
  • a short time interval Tint is set to measure the bandwidth and the bandwidth of the network connected to the terminal 20 changes slowly.
  • the bandwidth can be measured by setting a long time interval (Tint).
  • the segment generation step includes a probability that the measured bandwidth of the network itself becomes larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference Rg at the time of measuring the i-th bandwidth at the present time using Chebyshev inequality. (P (i)) is calculated (S430).
  • Equation 1 is Chebyshev inequality.
  • Chebyshev inequality provides a quantitative explanation of "nearly all” and “near”, where almost any value in any probability data sample or probability distribution in a probability distribution is close to the mean value. For example, “one of more than 2 standard deviations from the mean does not account for more than 1/4", “any of more than 3 standard deviations does not account for more than 1/9”, “more than 5 standard deviations Things do not occupy more than 1/25. " And so on.
  • Equation 1 holds for any real k> 0, assuming that there is a random variable X with an expected value of ⁇ and a variance of ⁇ 2. Equation 1 has a meaning that "the upper limit of the probability that a measured value X deviates from the mean value ( ⁇ ) by k or more is the variance ( ⁇ ⁇ 2) divided by k ⁇ 2.”
  • the segment generation step (S450) is the average (Bavg (i)), variance (V (i)) (S420) and the predetermined bit rate difference of the bandwidth measured i times in a predetermined time interval (Tint)
  • the arithmetic operation of (Rg) calculates the probability (P (i)) that the bandwidth itself of the measured network becomes larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference Rg at the time when the i-th bandwidth is measured. .
  • Equation 2 is an average of bandwidths measured i times in a predetermined time interval Tint
  • V (i) is a variance of bandwidths measured i times in a predetermined time interval Tint
  • Rg represents a representation. It is a predetermined bit rate difference between the containing segments.
  • the upper limit of the probability that the i-th measured bandwidth X deviates from the current bandwidth average Bavg (i) by half of Rg is V (i) ⁇ 2 / (Rg / 2) ⁇ 2.
  • Equation 2 it is possible to calculate the probability P (i) that the bandwidth itself of the measured network is increased or decreased by half of the predetermined bit rate difference Rg at the point in time at which the i-th bandwidth is measured. .
  • Equation 3 is an average of bandwidths measured i times in a predetermined time interval Tint and Equation 4 is a variance of bandwidths measured i times in a predetermined time interval Tint.
  • X in equation (3) and y in equation (4) are constant values for obtaining the mean and the variance.
  • x and y are constant values between 0 and 1.
  • the equation for calculating the mean and the variance is not limited to the equations (3) and (4), and various equations for obtaining the mean and the variance can be used.
  • the segment generation step is the average number of measurements until the bandwidth itself of the measured network at the time it is measured at the i th current time point becomes larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference Rg. It calculates from the probability P (i), and calculates a segment length by the arithmetic operation of an average number of measurements and a predetermined time interval Tint. In one embodiment, the segment generation step is the average number of measurements until the bandwidth itself of the measured network at the time it is measured at the i th current time point becomes larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference Rg. Calculated from the probability P (i),
  • the segment length is calculated by multiplying the average number of measurements by a predetermined time interval (Tint).
  • Tint time interval
  • V (i) ⁇ 2 / (Rg / 2) ⁇ 2 which is an upper limit of probability, is set as a desired probability value
  • Equation 5 is derived.
  • the bandwidth (B (i)) itself of the i-th measured network which is the result of Equation 5, is taken as the inverse of the probability (P (i)) of becoming larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference Rg
  • the average number of measurements 1 / P (i) is calculated until the measured bandwidth B (i) of the network itself becomes larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference Rg.
  • Multiplying (Rg) yields an average measurement time Texp until the bandwidth B (i) itself of the i-th measured network becomes larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference Rg.
  • Equation 6 is an equation for calculating the average measurement time Texp until the bandwidth B (i) itself of the i-th measured network becomes larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference Rg.
  • the average number of measurements (1 / P (i)) until the bandwidth B (i) itself of the i-th measured network becomes larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference Rg is 3 If the period (Rg) at which the bandwidth is measured is 2 seconds, it means that it takes 2 seconds to measure once, so that the bandwidth B (i) itself of the i-th measured network is increased by half of the predetermined bit rate difference Rg.
  • the average measurement time (Texp) until it becomes or becomes small becomes 6 seconds.
  • the bandwidth of the i-th measured network calculated by the above method ( B (i)) generates a segment having a length of the average measurement time Texp until it becomes larger or smaller by half of the predetermined bit rate difference Rg and streams it to the terminal.
  • the media information generation step generates media information (MPD, Media presentation Description) including information of a representation including a plurality of generated segments.
  • Media, content and media content may be used interchangeably.
  • Media is a collection of media components having a common timeline, such as video, audio, and subtitles, for example.
  • Media components have a relationship to how media components are to be staged, such as "individually combined” or “mutually exclusive” as a program or movie.
  • Media information description may include a description of a representation of all possible media to be sent to all kinds of terminals. That is, the media information includes a description of all possible combinations of video, audio, language, etc. that can be used by clients of all kinds.
  • a dash-based content providing method transmits media information to a terminal.
  • the media information generation In order to transmit the media information, the media information generation generates media information (MPD, Media presentation Description) including information of a representation including a segment, and the terminal receives the media information.
  • the terminal plays the content based on the media information.

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Abstract

가변하는 대역폭에 적응적인 대쉬 기반 컨텐츠 제공 기술이 개시된다. 본 발명은 단말과 연결되는 네트워크의 대역폭을 소정의 시간 간격(Tint)으로 측정하는 대역폭 측정부 컨텐츠를 하나 이상의 인터벌로 나눈 레프리젠테이션이 포함하는 복수의 세그먼트를 생성하되, 복수의 세그먼트는 소정의 비트율 차이(Rg)를 가지는 세그먼트 생성부 및 생성된 복수의 세그먼트를 포함하는 레프리젠테이션의 정보를 포함하는 미디어 정보(MPD, Media presentation Description)를 생성하는 미디어 정보 생성부 를 포함하되 세그먼트 생성부는 소정의 시간 간격(Tint)으로 i번째로 측정된 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 확률(P(i)) 및 소정의 시간 간격(Tint)의 사칙 연산으로 세그먼트의 길이를 산출하고 산출된 길이에 해당하는 복수의 세그먼트를 생성 할 수 있다. 본 발명은 대역폭이 빠르게 변화하는 네트워크 환경에서 레프리젠테이션 길이를 짧게 하여, 스트리밍 시점의 대역폭에 해당하는 비트율로 압축된 세그먼트를 선택함으로써 대역폭에 적응적으로 스트리밍할 수 있다.

Description

대역폭에 적응적인 대쉬 기반 컨텐츠 제공 장치 및 방법
본 발명은 대쉬 기반 컨텐츠 제공 기술에 관한 것으로, 더 자세하게는 가변하는 대역폭에 적응적인 대쉬 기반 컨텐츠 제공 기술에 관한 것이다.
최근 고화질 콘텐츠의 폭발적인 증가로 인하여 비디오 스트리밍 서비스와 네트워크를 보다 효율적으로 사용하기 위한 요구가 제기되고 있다. 이에 따라, HTTP를 이용한 적응형 스트리밍 표준을 위해 MPEG 포럼에서 DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)를 제정하였다.
DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)기술은 동일한 콘텐츠에 대해 미리 다양한 비트율로 인코딩된 세그먼트를 포함하되, 서로 다른 길이를 가지는 레프리젠테이션(Representation)을 준비해 두고, 스트리밍 시 측정한 네트워크 대역폭에 따라 해당하는 비트율로 인코딩된 세그먼트를 보내는 형태이다.
그러나, 일단 선택된 세그먼트의 전송이 시작되면 네트워크 대역폭이 바뀌어도, 바뀐 대역폭에 해당하는 비트율로 인코딩된 세그먼트로 다시 선택하여 전송할 수 없고, 새로운 레프리젠테이션 구간이 시작되어야 새로운 레프리젠테이션이 포함하는 다양한 비트율로 인코딩된 세그먼트 중 하나를 선택해서 전송할 수 있다.
나아가, 대역폭이 빠르게 변화하는 네트워크 환경에서 레프리젠테이션의 길이가 길면, 대역폭에 적응적인 컨텐츠 스트리밍이 어렵고, 대역폭이 천천히 변화하는 네트워크 환경에서 레프리젠테이션의 길이가 짧으면 추가적인 레프리젠테이션 생성에 따른 오버헤드(Overhead)가 발생한다.
본 발명은 다양한 종류의 비트율로 인코딩된 세그먼트를 포함하는 레프리젠테이션의 길이를 네트워크 대역폭에 따라 동적으로 조절하여, 대역폭에 적응적인 스트리밍 컨텐츠 제공 장치 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.
일 양상에 따르면, 대쉬 기반 컨텐츠 제공 장치는 단말과 연결되는 네트워크의 대역폭을 소정의 시간 간격(Tint)으로 측정하는 대역폭 측정부 컨텐츠를 하나 이상의 인터벌로 나눈 레프리젠테이션이 포함하는 복수의 세그먼트를 생성하되, 복수의 세그먼트는 소정의 비트율 차이(Rg)를 가지는 세그먼트 생성부 및 생성된 복수의 세그먼트를 포함하는 레프리젠테이션의 정보를 포함하는 미디어 정보(MPD, Media presentation Description)를 생성하는 미디어 정보 생성부 를 포함하되 세그먼트 생성부는 소정의 시간 간격(Tint)으로 i번째로 측정된 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 확률(P(i)) 및 소정의 시간 간격(Tint)의 사칙 연산으로 세그먼트의 길이를 산출하고 산출된 길이에 해당하는 복수의 세그먼트를 생성 할 수 있다.
다른 양상에 따르면, 세그먼트 생성부는 체비세프 부등식을 이용하여 현 시점인 i번째로 대역폭을 측정한 시점에서 측정된 네트워크의 대역폭 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 확률(P(i))을 산출 할 수 있다.
또 다른 양상에 따르면, 세그먼트 생성부는 소정의 시간 간격(Tint)으로 i번 측정된 대역폭의 평균(Bavg(i)), 분산(V(i)) 및 소정의 비트율 차이(Rg)의 사칙 연산으로 현 시점인 i번째로 대역폭을 측정한 시점에서 측정된 네트워크의 대역폭 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 만큼 커지거나 작아질 확률(P(i))을 산출 할 수 있다.
또 다른 양상에 따르면, 세그먼트 생성부는 현 시점인 i번째로 대역폭을 측정한 시점에서 측정된 네트워크의 대역폭 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 때까지의 평균 측정 횟수를 확률(P(i))로부터 산출하고, 평균 측정 횟수와 소정의 시간 간격(Tint)의 사칙 연산으로 세그먼트 길이를 산출 할 수 있다.
또 다른 양상에 따르면, 세그먼트 생성부는 현 시점인 i번째로 대역폭을 측정한 시점에서 측정된 네트워크의 대역폭 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 때까지의 평균 측정 횟수 확률(P(i))로부터 산출하고, 평균 측정 횟수와 소정의 시간 간격(Tint)을 곱하여 세그먼트 길이를 산출 할 수 있다.
본 발명은 대역폭이 빠르게 변화하는 네트워크 환경에서 레프리젠테이션 길이를 짧게 하여, 스트리밍 시점의 대역폭에 해당하는 비트율로 압축된 세그먼트를 선택함으로써 대역폭에 적응적으로 스트리밍할 수 있다.
본 발명은 대역폭이 느리게 변화하는 네트워크 환경에서 레프리젠테이션 길이를 길게 하여, 추가적인 레프리젠테이션 생성에 따른 오버헤드를 줄인다.
도 1은 일 실시예에 따른 대쉬 기반 컨텐츠 제공 장치의 블록도이다.
도 2는 컨텐츠를 하나 이상의 인터벌로 나눈 레프리젠테이션이 포함하는 복수의 세그먼트의 일 예를 도시한다.
도 3은 대역폭을 측정하는 시간 지점을 설명하는 일 예를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 대쉬 기반 컨텐츠 제공 방법의 순서도이다.
전술한, 그리고 추가적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명하는 실시예들을 통해 구체화된다. 각 실시예들의 구성 요소들은 다른 언급이나 상호간에 모순이 없는 한 실시예 내에서 다양한 조합이 가능한 것으로 이해된다. 나아가 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 명세서에서 기술한 부란, "하드웨어 또는 소프트웨어의 시스템을 변경이나 플러그인 가능하도록 구성한 블록"을 의미하는 것으로서, 즉 하드웨어나 소프트웨어에 있어 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.
도 1은 일 실시예에 따른 대쉬 기반 컨텐츠 제공 장치(10)의 블록도이다. 일 양상에 있어서, 대쉬 기반 컨텐츠 제공 장치(10)는 대역폭 측정부(120), 세그먼트 생성부(130), 미디어 정보 생성부(140)를 포함한다.
대쉬(DASH, Dynamic adaptive streaming over http)는 에이치티티피(HTTP, Hypertext transfer protocol) 환경에서 적응형 스트리밍을 지원하기 위한 표준이다. 즉 대쉬는 에이치티티피 서버로부터 에이치티티피 클라이언트로 컨텐츠 전달을 가능하게 하고, 표준(standard) 에이치티티피 캐시(cache)들에 의한 콘텐츠의 캐싱(caching)을 가능하게 한다.
일 실시예에 있어서, 대역폭 측정부(120)는 단말(20)과 연결되는 네트워크의 대역폭을 소정의 시간 간격(Tint)로 측정한다. 소정의 시간 간격(Tint)는 예를 들어, 1초로 설정할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 단말(20)과 연결되는 네트워크의 대역폭이 빠르게 변화하는 경우에는 시간 간격(Tint)을 짧게 설정하여 대역폭을 측정하고 단말(20)과 연결되는 네트워크의 대역폭이 느리게 변화하는 경우에는 시간 간격(Tint)을 길게 설정하여 대역폭을 측정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 세그먼트 생성부(130)는 컨텐츠를 하나 이상의 인터벌로 나눈 레프리젠테이션이 포함하는 복수의 세그먼트를 생성하되, 복수의 세그먼트는 소정의 비트율 차이(Rg)를 가진다. 세그먼트 생성부(130)는 컨텐츠 데이터베이스(110)로부터 읽어 드린 컨텐츠로부터 컨텐츠를 하나 이상의 인터벌로 나눈 레프리젠테이션이 포함하는 복수의 세그먼트를 생성한다. 컨텐츠를 나눈 레프리젠테이션은 서로 다른 길이를 가질 수 있다.
각 레프리젠테이션은 하나의 주기 내의 하나 이상의 미디어 컴포넌트들의 구조화된 컬렉션을 의미하는 것으로, 다양한 비트율로 인코딩된 복수의 세그먼트를 포함한다. 복수의 세그먼트는 소정의 비트율 차이(Rg)를 가질 수 있다. 소정의 비트율 차이(Rg)는 500kbps 일 수 있다. 예를 들어, 레프리젠테이션이 포함하는 첫 번째부터 n번째의 세그먼트 각각은 500kbps의 비트율 차이를 가진다. 만약 첫 번째 세그먼트가 500kbps 라면 두 번째 세그먼트는 1000kbps이고 세 번째 세그먼트는 1500kbps이다. 비트율 차이는 이에 한정되지 않으며, 단말(20)에 전송하려는 컨텐츠의 크기 등에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 세그먼트 생성부(130)는 소정의 시간 간격(Tint)으로 i번째로 측정된 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 확률(P(i)) 및 소정의 시간 간격(Tint)의 사칙 연산으로 세그먼트의 길이를 산출하고 산출된 길이에 해당하는 복수의 세그먼트를 생성한다. 대쉬 기반 컨텐츠는 새롭게 전송될 레프리젠테이션이 포함하는 다양한 비트율로 인코딩된 복수의 세그먼트 중 현재 네트워크 대역폭에 가장 가까운 비트율을 가지는 세그먼트를 선택해서 단말(20)로 전송할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니고 현재 네트워크 대역폭보다 낮은 비트율을 가지는 세그먼트 중 현재 네트워크 대역폭에 가장 가까운 비트율을 가지는 세그먼트를 선택해서 단말(20)로 전송할 수 있다. 소정의 시간 간격(Tint)는 예를 들어, 1초로 설정할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 단말(20)과 연결되는 네트워크의 대역폭이 빠르게 변화하는 경우에는 시간 간격(Tint)을 짧게 설정하여 대역폭을 측정하고 단말(20)과 연결되는 네트워크의 대역폭이 느리게 변화하는 경우에는 시간 간격(Tint)을 길게 설정하여 대역폭을 측정할 수 있다.
세그먼트 생성부(130)는 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 확률(P(i))을 산출한다. 소정의 비트율 차이의 절반만큼 커지거나 작아 진다는 것은 네트워크의 대역폭이 결국 소정의 비트율 차이의 범위를 벗어날 확률을 산출하는 것이다. 어느 하나의 레프리젠테이션을 포함하는 복수의 세그먼트 각각은 동일한 비트율 차이를 가질 수 있다고 전술 하였다. 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아 지는 경우에는 현재 선택된 세그먼트의 비트율보다 소정의 비트율 차이만큼 크거나 작은 세그먼트를 선택해야 현재 네트워크의 대역폭에 가장 가까운 비트율로 인코딩된 세그먼트를 선택하게 되는 것이다. 소정의 시간 간격(Tint)는 예를 들어, 1초로 설정할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 단말(20)과 연결되는 네트워크의 대역폭이 빠르게 변화하는 경우에는 시간 간격(Tint)을 짧게 설정하여 대역폭을 측정하고 단말(20)과 연결되는 네트워크의 대역폭이 느리게 변화하는 경우에는 시간 간격(Tint)을 길게 설정하여 대역폭을 측정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 세그먼트 생성부(130)는 체비세프 부등식을 이용하여 현 시점인 i번째로 대역폭을 측정한 시점에서 측정된 네트워크의 대역폭 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 확률(P(i))을 산출한다.
(수학식 1)
Figure PCTKR2015009173-appb-I000001
수학식 1은 체비세프 부등식이다. 확률론에서 체비쇼프 부등식은 확률 분포에서 그 어떠한 데이터 샘플 혹은 확률 분포에서 거의 모든 값이 평균값(mean value)에 근접하며 "거의 모든" 과 "근접하는"의 양적 설명을 제공한다. 예를 들자면, "값 들 중 평균값으로부터 2 표준편차 이상 떨어진 것들은 1/4 이상을 차지하지 않는다." "3 표준 편차 이상 떨어진 것들은 1/9 이상 차지하지 않는다.", "5 표준 편차 이상 떨어진 것들은 1/25 이상 차지하지 않는다." 등이다.
수학식 1과 관련하여, 기대값이 μ이고 분산이 σ2인 확률 변수 X가 있다고 가정 할 때, 어떠한 실수 k>0에 대해서도 수학식 1이 성립한다. 수학식 1은 "어떤 측정값 X가 평균값(μ)을 k이상 벗어날 확률의 상한값은 분산(σ^2)을 k^2으로 나눈값이다."라는 의미를 가진다.
일 실시예에 있어서, 세그먼트 생성부(130)는 소정의 시간 간격(Tint)으로 i번 측정된 대역폭의 평균(Bavg(i)), 분산(V(i)) 및 소정의 비트율 차이(Rg)의 사칙 연산으로 현 시점인 i번째로 대역폭을 측정한 시점에서 측정된 네트워크의 대역폭 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 확률(P(i))을 산출한다.
(수학식2)
Figure PCTKR2015009173-appb-I000002
수학식 1을 본 발명에 적용하면 수학식 2가 도출된다. Bavg(i)는 소정의 시간 간격(Tint)으로 i번 측정된 대역폭의 평균이고, V(i)는 소정의 시간 간격(Tint)으로 i번 측정된 대역폭의 분산이며, Rg는 레프리젠테이션을 포함하는 세그먼트 간 소정의 비트율 차이이다. 수학식 2를 해석하면, i번째로 측정한 대역폭 X가 현재 대역폭 평균(Bavg(i))을 Rg의 절반만큼 벗어날 확률의 상한값은 V(i)^2/(Rg/2)^2 이라는 것이다. 수학식 2를 통해 현 시점인 i번째로 대역폭을 측정한 시점에서 측정된 네트워크의 대역폭 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 확률(P(i))을 산출할 수 있다.
(수학식 3)
Figure PCTKR2015009173-appb-I000003
(수학식 4)
Figure PCTKR2015009173-appb-I000004
수학식 3은 소정의 시간 간격(Tint)으로 i번 측정된 대역폭의 평균이고 수학식 4는 소정의 시간 간격(Tint)으로 i번 측정된 대역폭의 분산이다. 수학식 3의 x 및 수학식 4의 y는 평균 및 분산을 구하기 위한 상수값이다. 예를 들어, x 및 y 는 0과 1사이의 상수값이다. 평균 및 분산을 구하는 식은 수학식 3 및 수학식 4에 한정되는 것은 아니고, 평균 및 분산을 구하는 다양한 수학식을 사용할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 세그먼트 생성부(130)는 현 시점인 i번째로 대역폭을 측정한 시점에서 측정된 네트워크의 대역폭 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 때까지의 평균 측정 횟수를 확률(P(i))로부터 산출하고, 평균 측정 횟수와 소정의 시간 간격(Tint)의 사칙 연산으로 세그먼트 길이를 산출 한다. 일 실시예에 있어서, 세그먼트 생성부(130)는 현 시점인 i번째로 대역폭을 측정한 시점에서 측정된 네트워크의 대역폭 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 때까지의 평균 측정 횟수를 확률(P(i))로부터 산출하고,
평균 측정 횟수와 소정의 시간 간격(Tint)을 곱하여 세그먼트 길이를 산출한다. 수학식 2에서 확률의 상한 값인 V(i)^2/(Rg/2)^2을 원하는 확률 값으로 두면 아래와 같은 수학식 5가 도출된다.
(수학식 5)
Figure PCTKR2015009173-appb-I000005
수학식 5의 결과인 i번째로 측정된 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 확률(P(i))을 역수 취하면 i번째로 측정된 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아 질 때까지의 평균 측정 횟수(1/P(i))가 산출된다. i번째로 측정된 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아 질 때까지의 평균 측정 횟수(1/P(i))에 대역폭이 측정되는 주기(Rg)를 곱하면 i번째로 측정된 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아 질 때까지의 평균 측정 시간(Texp)가 산출된다.
(수학식 6)
Figure PCTKR2015009173-appb-I000006
수학식 6은 i번째로 측정된 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아 질 때까지의 평균 측정 시간(Texp)을 산출하는 수학식이다. 예를 들어, i번째로 측정된 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아 질 때까지의 평균 측정 횟수(1/P(i))가 3이고 대역폭이 측정되는 주기(Rg)가 2초라면 한번 측정하는데 2초씩 걸린다는 의미가 되어 i번째로 측정된 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아 질 때까지의 평균 측정 시간(Texp)은 6초가 된다.
대쉬 기반 컨텐츠 제공 장치(10)는 현재 스트리밍 중인 레프리젠테이션이 포함하는 어느 하나의 세그먼트를 스트리밍하고 다음 레프리젠테이션의 세그먼트를 생성해야 할 시점이 오면 전술한 방법으로 산출한 i번째로 측정된 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아 질 때까지의 평균 측정 시간(Texp)을 길이로 하는 세그먼트를 생성하고 단말(20)로 스트리밍한다.
일 실시예에 있어서, 미디어 정보 생성부(140)는 생성된 복수의 세그먼트를 포함하는 레프리젠테이션의 정보를 포함하는 미디어 정보(MPD, Media presentation Description)를 생성한다. 미디어와 콘텐츠 그리고 미디어 콘텐츠는 동일한 의미로 사용될 수 있다. 미디어는 예컨대, 비디오, 오디오 및 자막과 같은 공통 타임 라인을 갖는 미디어 컴포넌트들의 집합이다. 미디어 컴포넌트들은 프로그램 또는 영화로서 "개별적으로(individually) 결합하여(jointly)" 또는 "상호 배타적(mutually exclusive)"으로 와 같이 어떻게 미디어 컴포넌트들이 상연될 지에 대한 관계를 갖는다. 미디어 정보(MPD, Media presentation Description)는 모든 종류의 단말(20)들에게 보내질 모든 가능한 미디어의 레프리젠테이션의 설명을 포함할 수 있다. 즉, 미디어 정보는 모든 종류의 클라이언트들이 사용할 수 있는 모든 가능한 비디오, 오디오 및 언어 등의 조합들의 설명을 포함한다. 에이치티티피(HTTP)를 사용하는 적응형 스트리밍 서비스를 제공하는 과정에서, 대쉬 기반 컨텐츠 제공 장치(10)는 미디어 정보를 단말(20)로 전송 한다. 미디어 정보의 전송을 위해, 미디어 정보 생성부(140)는 세그먼트를 포함하는 레프리젠테이션의 정보를 포함하는 미디어 정보(MPD, Media presentation Description)를 생성하고, 단말(20)은 미디어 정보를 수신한다. 단말(20)은 미디어 정보를 바탕으로 컨텐츠를 재생한다.
도 2는 컨텐츠를 하나 이상의 인터벌로 나눈 레프리젠테이션이 포함하는 복수의 세그먼트를 도시한다.
도 2에 도시된 세그먼트(11) 내지 (1n)은 레프리젠테이션1(210)이 포함하고, 세그먼트(21) 내지 (2n)은 레프리젠테이션2(220)가 포함하고, 세그먼트(31) 내지 (3n)은 레프리젠테이션4(230)이 포함한다. 레프리젠테이션1 내지 3은 각각 다른 길이를 가질 수 있다. 레프리젠테이션은 다양한 비트율로 인코딩된 복수의 세그먼트를 포함한다. 레프리젠테이션1이 포함하는 세그먼트들을 예로 들면, 세그먼트(11) 내지 (1n)은 소정의 비트율 차이(Rg)를 가질 수 있다. 소정의 비트율 차이(Rg)는 500kbps 일 수 있다. 예를 들어, 레프리젠테이션1이 포함하는 첫 번째부터 n번째의 세그먼트 각각은 500kbps의 비트율 차이를 가진다. 만약 첫 번째 세그먼트가 500kbps 라면 두 번째 세그먼트는 1000kbps이고 세 번째 세그먼트는 1500kbps이다.
도 3은 대역폭을 측정하는 시간 지점을 도시한다.
대역폭 측정부(120)는 단말(20)과 연결되는 네트워크의 대역폭을 소정의 시간 간격(Tint)로 측정한다. 소정의 시간 간격(Tint) 일정할 수 있다. 소정의 시간 간격(Tint)는 예를 들어, 1초로 설정할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 단말(20)과 연결되는 네트워크의 대역폭이 빠르게 변화하는 경우에는 시간 간격(Tint)을 짧게 설정하여 대역폭을 측정하고 단말(20)과 연결되는 네트워크의 대역폭이 느리게 변화하는 경우에는 시간 간격(Tint)을 길게 설정하여 대역폭을 측정할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 대쉬 기반 컨텐츠 제공 방법의 순서도이다.
대쉬 기반 컨텐츠 제공 방법은 대역폭 측정 단계, 세그먼트 생성 단계 및 미디어 정보 생성 단계를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 대역폭 측정 단계(S410)는 단말과 연결되는 네트워크의 대역폭을 소정의 시간 간격(Tint)로 측정한다. 소정의 시간 간격(Tint)는 예를 들어, 1초로 설정할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 단말(20)과 연결되는 네트워크의 대역폭이 빠르게 변화하는 경우에는 시간 간격(Tint)을 짧게 설정하여 대역폭을 측정하고 단말(20)과 연결되는 네트워크의 대역폭이 느리게 변화하는 경우에는 시간 간격(Tint)을 길게 설정하여 대역폭을 측정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 세그먼트 생성 단계(S450)는 컨텐츠를 하나 이상의 인터벌로 나눈 레프리젠테이션이 포함하는 복수의 세그먼트를 생성하되, 복수의 세그먼트는 소정의 비트율 차이(Rg)를 가진다. 세그먼트 생성 단계(S450)는 컨텐츠 데이터 베이스(110)로부터 읽어 드린 컨텐츠로부터 컨텐츠를 하나 이상의 인터벌로 나눈 레프리젠테이션이 포함하는 복수의 세그먼트를 생성한다. 컨텐츠를 나눈 레프리젠테이션은 서로 다른 길이를 가질 수 있다.
각 레프리젠테이션은 하나의 주기 내의 하나 이상의 미디어 컴포넌트들의 구조화된 컬렉션을 의미하는 것으로, 다양한 비트율로 인코딩된 복수의 세그먼트를 포함한다. 복수의 세그먼트는 소정의 비트율 차이(Rg)를 가질 수 있다. 소정의 비트율 차이(Rg)는 500kbps 일 수 있다. 예를 들어, 레프리젠테이션이 포함하는 첫 번째부터 n번째의 세그먼트 각각은 500kbps의 비트율 차이를 가진다. 만약 첫 번째 세그먼트가 500kbps 라면 두 번째 세그먼트는 1000kbps이고 세 번째 세그먼트는 1500kbps이다. 비트율 차이는 이에 한정되지 않으며, 단말에 전송하려는 컨텐츠의 크기 등에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 세그먼트 생성 단계(S450)는 소정의 시간 간격(Tint)으로 i번째로 측정된 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 확률(P(i)) 및 소정의 시간 간격(Tint)의 사칙 연산으로 세그먼트의 길이를 산출하고 산출된 길이에 해당하는 복수의 세그먼트를 생성한다. 대쉬 기반 컨텐츠는 새롭게 전송될 레프리젠테이션이 포함하는 다양한 비트율로 인코딩된 복수의 세그먼트 중 현재 네트워크 대역폭에 가장 가까운 비트율을 가지는 세그먼트를 선택해서 단말로 전송할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니고 현재 네트워크 대역폭보다 낮은 비트율을 가지는 세그먼트 중 현재 네트워크 대역폭에 가장 가까운 비트율을 가지는 세그먼트를 선택해서 단말(20)로 전송할 수 있다. 소정의 시간 간격(Tint)는 예를 들어, 1초로 설정할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 단말(20)과 연결되는 네트워크의 대역폭이 빠르게 변화하는 경우에는 시간 간격(Tint)을 짧게 설정하여 대역폭을 측정하고 단말(20)과 연결되는 네트워크의 대역폭이 느리게 변화하는 경우에는 시간 간격(Tint)을 길게 설정하여 대역폭을 측정할 수 있다.
세그먼트 생성 단계(S450)는 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 확률(P(i))을 산출한다(S430). 소정의 비트율 차이의 절반만큼 커지거나 작아 진다는 것은 네트워크의 대역폭이 결국 소정의 비트율 차이의 범위를 벗어날 확률을 산출하는 것이다. 어느 하나의 레프리젠테이션을 포함하는 복수의 세그먼트 각각은 동일한 비트율 차이를 가질 수 있다고 전술 하였다. 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아 지는 경우에는 현재 선택된 세그먼트의 비트율보다 소정의 비트율 차이만큼 크거나 작은 세그먼트를 선택해야 현재 네트워크의 대역폭에 가장 가까운 비트율로 인코딩된 세그먼트를 선택하게 되는 것이다. 소정의 시간 간격(Tint)는 예를 들어, 1초로 설정할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 단말(20)과 연결되는 네트워크의 대역폭이 빠르게 변화하는 경우에는 시간 간격(Tint)을 짧게 설정하여 대역폭을 측정하고 단말(20)과 연결되는 네트워크의 대역폭이 느리게 변화하는 경우에는 시간 간격(Tint)을 길게 설정하여 대역폭을 측정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 세그먼트 생성 단계는 체비세프 부등식을 이용하여 현 시점인 i번째로 대역폭을 측정한 시점에서 측정된 네트워크의 대역폭 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 확률(P(i))을 산출한다(S430).
(수학식 1)
Figure PCTKR2015009173-appb-I000007
수학식 1은 체비세프 부등식이다. 확률론에서 체비쇼프 부등식은 확률 분포에서 그 어떠한 데이터 샘플 혹은 확률 분포에서 거의 모든 값이 평균값(mean value)에 근접하며 "거의 모든" 과 "근접하는"의 양적 설명을 제공한다. 예를 들자면, "값 들 중 평균값으로부터 2 표준편차 이상 떨어진 것들은 1/4 이상을 차지하지 않는다.", "3 표준 편차 이상 떨어진 것들은 1/9 이상 차지하지 않는다.", "5 표준 편차 이상 떨어진 것들은 1/25 이상 차지하지 않는다." 등이다.
수학식 1과 관련하여, 기댓값이 μ이고 분산이 σ2인 확률 변수 X가 있다고 가정 할 때, 어떠한 실수 k>0에 대해서도 수학식 1이 성립한다. 수학식 1은 "어떤 측정값 X가 평균값(μ)을 k이상 벗어날 확률의 상한값은 분산(σ^2)을 k^2으로 나눈값이다."라는 의미를 가진다.
일 실시예에 있어서, 세그먼트 생성 단계(S450)는 소정의 시간 간격(Tint)으로 i번 측정된 대역폭의 평균(Bavg(i)), 분산(V(i))(S420) 및 소정의 비트율 차이(Rg)의 사칙 연산으로 현 시점인 i번째로 대역폭을 측정한 시점에서 측정된 네트워크의 대역폭 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 확률(P(i))을 산출한다.
(수학식2)
Figure PCTKR2015009173-appb-I000008
수학식 1을 본 발명에 적용하면 수학식 2가 도출된다. Bavg(i)는 소정의 시간 간격(Tint)으로 i번 측정된 대역폭의 평균이고, V(i)는 소정의 시간 간격(Tint)으로 i번 측정된 대역폭의 분산이며, Rg는 레프리젠테이션을 포함하는 세그먼트 간 소정의 비트율 차이이다. 수학식 2를 해석하면, i번째로 측정한 대역폭 X가 현재 대역폭 평균(Bavg(i))을 Rg의 절반만큼 벗어날 확률의 상한값은 V(i)^2/(Rg/2)^2 이라는 것이다. 수학식 2를 통해 현 시점인 i번째로 대역폭을 측정한 시점에서 측정된 네트워크의 대역폭 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 확률(P(i))을 산출할 수 있다.
(수학식 3)
Figure PCTKR2015009173-appb-I000009
(수학식 4)
Figure PCTKR2015009173-appb-I000010
수학식 3은 소정의 시간 간격(Tint)으로 i번 측정된 대역폭의 평균이고 수학식 4는 소정의 시간 간격(Tint)으로 i번 측정된 대역폭의 분산이다. 수학식 3의 x 및 수학식 4의 y는 평균 및 분산을 구하기 위한 상수값이다. 예를 들어, x 및 y 는 0과 1사이의 상수값이다. 평균 및 분산을 구하는 식은 수학식 3 및 수학식 4에 한정되는 것은 아니고, 평균 및 분산을 구하는 다양한 수학식을 사용할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 세그먼트 생성 단계는 현 시점인 i번째로 대역폭을 측정한 시점에서 측정된 네트워크의 대역폭 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 때까지의 평균 측정 횟수를 확률(P(i))로부터 산출하고, 평균 측정 횟수와 소정의 시간 간격(Tint)의 사칙 연산으로 세그먼트 길이를 산출 한다. 일 실시예에 있어서, 세그먼트 생성 단계는 현 시점인 i번째로 대역폭을 측정한 시점에서 측정된 네트워크의 대역폭 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 때까지의 평균 측정 횟수를 확률(P(i))로부터 산출하고,
평균 측정 횟수와 소정의 시간 간격(Tint)을 곱하여 세그먼트 길이를 산출한다. 수학식 2에서 확률의 상한 값인 V(i)^2/(Rg/2)^2을 원하는 확률 값으로 두면 아래와 같은 수학식 5가 도출된다.
(수학식 5)
Figure PCTKR2015009173-appb-I000011
수학식 5의 결과인 i번째로 측정된 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 확률(P(i))을 역수 취하면 i번째로 측정된 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아 질 때까지의 평균 측정 횟수(1/P(i))가 산출된다. i번째로 측정된 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아 질 때까지의 평균 측정 횟수(1/P(i))에 대역폭이 측정되는 주기(Rg)를 곱하면 i번째로 측정된 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아 질 때까지의 평균 측정 시간(Texp)가 산출된다.
(수학식 6)
Figure PCTKR2015009173-appb-I000012
수학식 6은 i번째로 측정된 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아 질 때까지의 평균 측정 시간(Texp)을 산출하는 수학식이다. 예를 들어, i번째로 측정된 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아 질 때까지의 평균 측정 횟수(1/P(i))가 3이고 대역폭이 측정되는 주기(Rg)가 2초라면 한번 측정하는데 2초씩 걸린다는 의미가 되어 i번째로 측정된 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아 질 때까지의 평균 측정 시간(Texp)은 6초가 된다.
대쉬 기반 컨텐츠 제공 방법은 현재 스트리밍 중인 레프리젠테이션이 포함하는 어느 하나의 세그먼트를 스트리밍하고 다음 레프리젠테이션의 세그먼트를 생성해야 할 시점이 오면 전술한 방법으로 산출한 i번째로 측정된 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아 질 때까지의 평균 측정 시간(Texp)을 길이로 하는 세그먼트를 생성하고 단말로 스트리밍한다.
일 실시예에 있어서, 미디어 정보 생성 단계는 생성된 복수의 세그먼트를 포함하는 레프리젠테이션의 정보를 포함하는 미디어 정보(MPD, Media presentation Description)를 생성한다. 미디어와 콘텐츠 그리고 미디어 콘텐츠는 동일한 의미로 사용될 수 있다. 미디어는 예컨대, 비디오, 오디오 및 자막과 같은 공통 타임 라인을 갖는 미디어 컴포넌트들의 집합이다. 미디어 컴포넌트들은 프로그램 또는 영화로서 "개별적으로(individually) 결합하여(jointly)" 또는 "상호 배타적(mutually exclusive)"으로 와 같이 어떻게 미디어 컴포넌트들이 상연될 지에 대한 관계를 갖는다. 미디어 정보(MPD, Media presentation Description)는 모든 종류의 단말들에게 보내질 모든 가능한 미디어의 레프리젠테이션의 설명을 포함할 수 있다. 즉, 미디어 정보는 모든 종류의 클라이언트들이 사용할 수 있는 모든 가능한 비디오, 오디오 및 언어 등의 조합들의 설명을 포함한다. 에이치티티피(HTTP)를 사용하는 적응형 스트리밍 서비스를 제공하는 과정에서, 대쉬 기반 컨텐츠 제공 방법은 미디어 정보를 단말로 전송 한다. 미디어 정보의 전송을 위해, 미디어 정보 생성 는 세그먼트를 포함하는 레프리젠테이션의 정보를 포함하는 미디어 정보(MPD, Media presentation Description)를 생성하고, 단말은 미디어 정보를 수신한다. 단말은 미디어 정보를 바탕으로 컨텐츠를 재생한다. 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해 져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 단말과 연결되는 네트워크의 대역폭을 소정의 시간 간격(Tint)으로 측정하는 대역폭 측정부;
    컨텐츠를 하나 이상의 인터벌로 나눈 레프리젠테이션이 포함하는 복수의 세그먼트를 생성하되, 복수의 세그먼트는 소정의 비트율 차이(Rg)를 가지는 세그먼트 생성부; 및
    생성된 복수의 세그먼트를 포함하는 레프리젠테이션의 정보를 포함하는 미디어 정보(MPD, Media presentation Description)를 생성하는 미디어 정보 생성부; 를 포함하되
    세그먼트 생성부는 소정의 시간 간격(Tint)으로 i번째로 측정된 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 확률(P(i)) 및 소정의 시간 간격(Tint)의 사칙 연산으로 세그먼트의 길이를 산출하고 산출된 길이에 해당하는 복수의 세그먼트를 생성하는 대쉬 기반 컨텐츠 제공 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 세그먼트 생성부는
    체비세프 부등식을 이용하여 현 시점인 i번째로 대역폭을 측정한 시점에서 측정된 네트워크의 대역폭 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 확률(P(i))을 산출하는 대쉬 기반 컨텐츠 제공 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 세그먼트 생성부는 소정의 시간 간격(Tint)으로 i번 측정된 대역폭의 평균(Bavg(i)), 분산(V(i)) 및 소정의 비트율 차이(Rg)의 사칙 연산으로 현 시점인 i번째로 대역폭을 측정한 시점에서 측정된 네트워크의 대역폭 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 만큼 커지거나 작아질 확률(P(i))을 산출하는 대쉬 기반 컨텐츠 제공 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 세그먼트 생성부는
    현 시점인 i번째로 대역폭을 측정한 시점에서 측정된 네트워크의 대역폭 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 때까지의 평균 측정 횟수를 확률(P(i))로부터 산출하고, 평균 측정 횟수와 소정의 시간 간격(Tint)의 사칙 연산으로 세그먼트 길이를 산출 하는 대쉬 기반 컨텐츠 제공 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 세그먼트 생성부는
    현 시점인 i번째로 대역폭을 측정한 시점에서 측정된 네트워크의 대역폭 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 때까지의 평균 측정 횟수 확률(P(i))로부터 산출하고,
    평균 측정 횟수와 소정의 시간 간격(Tint)을 곱하여 세그먼트 길이를 산출하는 대쉬 기반 컨텐츠 제공 장치.
  6. 단말과 연결되는 네트워크의 대역폭을 소정의 시간 간격(Tint)으로 측정하는 대역폭 측정 단계;
    컨텐츠를 하나 이상의 인터벌로 나눈 레프리젠테이션이 포함하는 복수의 세그먼트를 생성하되, 복수의 세그먼트는 소정의 비트율 차이(Rg)를 가지는 세그먼트 생성 단계; 및
    생성된 복수의 세그먼트를 포함하는 레프리젠테이션의 정보를 포함하는 미디어 정보(MPD, Media presentation Description)를 생성하는 미디어 정보 생성 단계; 를 포함하되
    세그먼트 생성 단계는 소정의 시간 간격(Tint)으로 i번째로 측정된 네트워크의 대역폭(B(i)) 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 확률(P(i)) 및 소정의 시간 간격(Tint)의 사칙 연산으로 세그먼트의 길이를 산출하고 산출된 길이에 해당하는 복수의 세그먼트를 생성하는 대쉬 기반 컨텐츠 제공 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 세그먼트 생성 단계는
    체비세프 부등식을 이용하여 현 시점인 i번째로 대역폭을 측정한 시점에서 측정된 네트워크의 대역폭 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 확률(P(i))을 산출하는 대쉬 기반 컨텐츠 제공 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 세그먼트 생성 단계는 소정의 시간 간격(Tint)으로 i번 측정된 대역폭의 평균(Bavg(i)), 분산(V(i)) 및 소정의 비트율 차이(Rg)의 사칙 연산으로 현 시점인 i번째로 대역폭을 측정한 시점에서 측정된 네트워크의 대역폭 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 만큼 커지거나 작아질 확률(P(i))을 산출하는 대쉬 기반 컨텐츠 제공 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 세그먼트 생성 단계는
    현 시점인 i번째로 대역폭을 측정한 시점에서 측정된 네트워크의 대역폭 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 때까지의 평균 측정 횟수를 확률(P(i))로부터 산출하고, 평균 측정 횟수와 소정의 시간 간격(Tint)의 사칙 연산으로 세그먼트 길이를 산출하는 대쉬 기반 컨텐츠 제공 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 세그먼트 생성 단계는
    현 시점인 i번째로 대역폭을 측정한 시점에서 측정된 네트워크의 대역폭 자체가 소정의 비트율 차이(Rg)의 절반만큼 커지거나 작아질 때까지의 평균 측정 횟수 확률(P(i))로부터 산출하고, 평균 측정 횟수와 소정의 시간 간격(Tint)을 곱하여 세그먼트 길이를 산출하는 대쉬 기반 컨텐츠 제공 방법.
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