WO2020004883A1 - 오디오 병렬 트랜스코딩을 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

오디오 병렬 트랜스코딩을 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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WO2020004883A1
WO2020004883A1 PCT/KR2019/007614 KR2019007614W WO2020004883A1 WO 2020004883 A1 WO2020004883 A1 WO 2020004883A1 KR 2019007614 W KR2019007614 W KR 2019007614W WO 2020004883 A1 WO2020004883 A1 WO 2020004883A1
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section
audio
parallel transcoding
sections
divided
Prior art date
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PCT/KR2019/007614
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French (fr)
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김재훈
박근백
김봉섭
김승진
홍석진
조성철
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네이버 주식회사
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    • G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
    • G10L19/16—Vocoder architecture
    • G10L19/173—Transcoding, i.e. converting between two coded representations avoiding cascaded coding-decoding
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/16—Sound input; Sound output
    • G06F3/165—Management of the audio stream, e.g. setting of volume, audio stream path
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
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    • G—PHYSICS
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    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
    • G10L19/16—Vocoder architecture
    • G10L19/167—Audio streaming, i.e. formatting and decoding of an encoded audio signal representation into a data stream for transmission or storage purposes

Definitions

  • the description below relates to techniques for performing audio transcoding.
  • video service companies have a separate encoding server to encode and transcode through a compression algorithm (eg, MPEG2 or H.264, etc.).
  • a compression algorithm eg, MPEG2 or H.264, etc.
  • Korean Patent Publication No. 10-2005-0091369 discloses a technique for converting a video coded in one format into another video coding format.
  • the encoding system encodes only one video file on one encoding server.
  • the present invention provides a transcoding technique for performing parallel transcoding by dividing audio into segments of a predetermined length.
  • the present invention provides a transcoding technique capable of accurately cutting an encoded bitstream according to a boundary of a divided section.
  • An audio parallel transcoding method performed in a computer implemented server, the method comprising: dividing an audio into segments having a predetermined length; Allocating the divided sections to a plurality of encoders to perform parallel transcoding; And concatenating the sections encoded through the parallel transcoding and merging them into one encoding file, and the performing includes: an additional section overlapping an adjacent section with respect to each of the divided sections. And delivering to the stream, wherein the merging comprises truncating the additional section from an encoded stream and merging the stream corresponding to the divided section.
  • the length of the divided interval and the length of the additional interval may be determined as a multiple of the number of samples that the encoder can encode at one time.
  • the performing of the step may include including a previous overlapping section added before the divided section as the additional section.
  • the performing may include including a priming sample added by the encoder before the previous overlapping interval.
  • the performing may include including a subsequent overlapping section added after the divided section as the additional section.
  • a computer readable recording medium having a program recorded thereon for executing the audio parallel transcoding method on a computer.
  • An audio parallel transcoding system in a computer implemented server comprising: at least one processor configured to execute computer readable instructions contained in a memory, wherein the at least one processor divides the audio into intervals of a predetermined length Process of doing; Performing parallel transcoding by allocating the divided sections to a plurality of encoders; And concatenating the encoded sections through the parallel transcoding and merging them into one encoding file, and the performing of the encoding process includes an additional section overlapping an adjacent section with respect to each of the divided sections. And a step of transferring the data stream to the stream, and the merging step includes cutting the additional section from the encoded stream and merging the stream corresponding to the divided section.
  • priming the encoded bitstream by accurately cutting the stream in the encoded state to the boundary of the section. While eliminating the priming sample, it is possible to minimize the side effects of the encoding scheme based on the temporal model.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a network environment according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an internal configuration of an electronic device and a server according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a parallel transcoding method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 illustrates an example of components that may be included in a parallel transcoding system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exemplary diagram for describing a process of merging encoding results of respective sections into one file according to an embodiment of the present invention.
  • 6 to 9 are exemplary diagrams for describing a process of splitting and encoding audio according to an embodiment of the present invention.
  • Embodiments of the present invention relate to a technique for performing transcoding in parallel by dividing an original into several sections, and more particularly, to a method and a system for performing audio parallel transcoding.
  • Embodiments including those specifically disclosed herein, achieve significant advantages in terms of time improvement, cost reduction, resiliency, efficiency, rationality, and the like through audio parallel transcoding.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a network environment according to an embodiment of the present invention.
  • the network environment of FIG. 1 illustrates an example including a plurality of electronic devices 110, 120, 130, and 140, a plurality of servers 150 and 160, and a network 170.
  • 1 is an example for describing the present invention, and the number of electronic devices or the number of servers is not limited as shown in FIG. 1.
  • the plurality of electronic devices 110, 120, 130, and 140 may be fixed terminals or mobile terminals implemented as computer devices.
  • Examples of the plurality of electronic devices 110, 120, 130, and 140 include smart phones, mobile phones, navigation systems, computers, notebook computers, digital broadcasting terminals, personal digital assistants (PDAs), and portable multimedia players (PMPs). ), Tablet PCs, game consoles, wearable devices, wearable devices, Internet of things (IoT) devices, virtual reality (VR) devices, augmented reality (AR) devices, and the like.
  • FIG. 1 illustrates the shape of a smart phone as an example of the electronic device 1 110
  • the electronic device 1 110 may use a wireless or wired communication method to substantially connect the network 170. It may mean one of various physical computer devices that can communicate with other electronic devices 120, 130, 140 and / or servers 150, 160.
  • the communication method is not limited and includes not only a communication method using a communication network (for example, a mobile communication network, a wired internet, a wireless internet, a broadcasting network, a satellite network, etc.) that the network 170 may include, but also a short range wireless communication between devices.
  • a communication network for example, a mobile communication network, a wired internet, a wireless internet, a broadcasting network, a satellite network, etc.
  • the network 170 may include, but also a short range wireless communication between devices.
  • the network 170 may include a personal area network (PAN), a local area network (LAN), a campus area network (CAN), a metropolitan area network (MAN), a wide area network (WAN), and a broadband network (BBN). And one or more of networks such as the Internet.
  • the network 170 may also include any one or more of network topologies, including bus networks, star networks, ring networks, mesh networks, star-bus networks, trees, or hierarchical networks, but It is not limited.
  • Each of the servers 150 and 160 communicates with the plurality of electronic devices 110, 120, 130, and 140 through the network 170 to provide a command, code, file, content, service, or the like. It may be implemented in devices.
  • the server 150 may be a system that provides a first service to a plurality of electronic devices 110, 120, 130, and 140 connected through the network 170, and the server 160 may also have a network ( It may be a system that provides a second service to the plurality of electronic devices 110, 120, 130, and 140 connected through the 170.
  • the server 150 uses an application as a computer program installed and driven in the plurality of electronic devices 110, 120, 130, and 140 to provide a service (eg, a video service, etc.) targeted by the corresponding application.
  • the first service may be provided to the plurality of electronic devices 110, 120, 130, and 140.
  • the server 160 may provide a service for distributing the file for installing and driving the above application to the plurality of electronic devices 110, 120, 130, and 140 as a second service.
  • 2 is a block diagram illustrating an internal configuration of an electronic device and a server according to an embodiment of the present invention. 2 illustrates an internal configuration of the electronic device 1 110 and the server 150 as an example of the electronic device. In addition, the other electronic devices 120, 130, 140, or the server 160 may also have the same or similar internal configuration as the aforementioned electronic device 1 110 or the server 150.
  • the electronic device 1 110 and the server 150 may include memories 211 and 221, processors 212 and 222, communication modules 213 and 223, and input / output interfaces 214 and 224.
  • the memories 211 and 221 are non-transitory computer readable recording media.
  • the memories 211 and 221 are non-transitory computer-readable recording media.
  • the memories 211 and 221 are non-transitory computer-readable recording media.
  • the non-volatile mass storage device such as a ROM, an SSD, a flash memory, a disk drive, or the like may be included in the electronic device 1 110 or the server 150 as a separate persistent storage device that is distinct from the memories 211 and 221.
  • the memory 211, 221 includes an operating system and at least one program code (for example, a browser installed and driven in the electronic device 1 110 or an application installed in the electronic device 1 110 to provide a specific service). Code) can be stored.
  • These software components may be loaded from a computer readable recording medium separate from the memories 211 and 221.
  • Such a separate computer-readable recording medium may include a computer-readable recording medium such as a floppy drive, disk, tape, DVD / CD-ROM drive, memory card, and the like.
  • software components may be loaded into the memory 211, 221 through a communication module 213, 223 that is not a computer readable recording medium.
  • At least one program is a computer program that is installed by files provided by a file distribution system (for example, the server 160 described above) through the network 170 to distribute installation files of developers or applications. It may be loaded into the memories 211 and 221 based on (for example, the above-described application).
  • a file distribution system for example, the server 160 described above
  • the network 170 to distribute installation files of developers or applications. It may be loaded into the memories 211 and 221 based on (for example, the above-described application).
  • Processors 212 and 222 may be configured to process instructions of a computer program by performing basic arithmetic, logic, and input / output operations. Instructions may be provided to the processors 212, 222 by the memory 211, 221 or the communication modules 213, 223. For example, the processors 212 and 222 may be configured to execute a command received according to a program code stored in a recording device such as the memory 211 and 221.
  • the communication modules 213 and 223 may provide a function for the electronic device 1 110 and the server 150 to communicate with each other through the network 170, and the electronic device 1 110 and / or the server 150 may communicate with each other. May provide a function for communicating with another electronic device (eg, electronic device 2 120) or another server (eg, server 160). For example, a request generated by the processor 212 of the electronic device 1 110 according to a program code stored in a recording device such as the memory 211 may be controlled by the server 170 through the network 170 under the control of the communication module 213. 150).
  • control signals, commands, contents, files, and the like provided according to the control of the processor 222 of the server 150 are transmitted to the communication module of the electronic device 1 110 via the communication module 223 and the network 170 ( It may be received by the electronic device 1110 through 213.
  • the control signal, command, content, file, etc. of the server 150 received through the communication module 213 may be transmitted to the processor 212 or the memory 211, and the content, file, etc. may be transferred to the electronic device 1.
  • 110 may be stored as a storage medium (permanent storage described above) that may further include.
  • the input / output interface 214 may be a means for interfacing with the input / output device 215.
  • an input device may include a device such as a keyboard, a mouse, a microphone, a camera, and the like
  • an output device may include a device such as a display, a speaker, a haptic feedback device, and the like.
  • the input / output interface 214 may be a means for interfacing with a device in which functions for input and output are integrated into one, such as a touch screen.
  • the input / output device 215 may be configured as one device with the electronic device 1110.
  • the input / output interface 224 of the server 150 may be a means for interfacing with an apparatus (not shown) for input or output that may be connected to or included in the server 150.
  • the processor 212 of the electronic device 1110 uses data provided by the server 150 or the electronic device 2 120 in processing a command of a computer program loaded in the memory 211.
  • the service screen or the content may be displayed on the display through the input / output interface 214.
  • the electronic device 1 110 and the server 150 may include more components than those of FIG. 2. However, it is not necessary to clearly show most of the prior art components.
  • the electronic device 1 110 may be implemented to include at least some of the above-described input / output devices 215 or other components such as a transceiver, a global positioning system (GPS) module, a camera, various sensors, a database, and the like. It may further include elements.
  • GPS global positioning system
  • an acceleration sensor when the electronic device 1 110 is a smartphone, an acceleration sensor, a gyro sensor, a camera module, various physical buttons, a button using a touch panel, an input / output port, and vibration for a smartphone generally include Various components such as a vibrator may be implemented to be further included in the electronic device 1 110.
  • the input source can be divided into several sections, encoded in parallel, and the result of encoding each section into a single file can be used.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a basic process for parallel transcoding according to an embodiment of the present invention.
  • the server 150 serves as a platform for providing a video service to a plurality of electronic devices 110, 120, 130, and 140 that are clients.
  • the server 150 may provide a video service in association with an application installed on the electronic devices 110, 120, 130, and 140.
  • the server 150 may include a processor 222 as a component for performing the parallel transcoding method according to FIG. 3.
  • the processor 222 may be separated into two or more components for the presentation of the functionality of the processor 222.
  • the processor 222 may control the server 150 to perform steps S301 to S303 included in the parallel transcoding method of FIG. 3.
  • the processor 222 may be implemented to execute instructions according to code of an operating system included in the memory 221 and code of at least one program.
  • the parallel transcoding method according to the present invention is performed by the server 150, and basically, a process of dividing the input original into intervals of a predetermined length (S301), as shown in FIG. Parallel transcoding may be performed (S302), and a process (merge) of concatenating the transcoded sections into a single encoding file (S303).
  • FIG. 4 illustrates an example of components that may be included in a parallel transcoding system according to an embodiment of the present invention.
  • the parallel transcoding system 400 includes a controller 410, a splitter & merger 420, and an encoding performer as components for parallel transcoding. 430 may be included.
  • the controller 410 and the divider and merger 420 may be included in the processor 222 of the server 150 described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the encoding performer 430 is composed of a worker, which is a unit transcoder for performing an encoding task, and each worker is a separate computer device connected to the server 150 from the splitter and merger 420. It acts as an encoding server to perform assigned tasks.
  • the controller 410 manages the overall state of the encoding task.
  • the controller 410 may control an encoding operation required to provide a video service corresponding to a request of the electronic devices 110, 120, 130, and 140.
  • the division and merging unit 420 is responsible for parallel transcoding as a distributed entity.
  • the dividing and merging unit 420 divides the original input for the encoding operation requested by the control unit 410 into sections having an appropriate length and distributes them to workers corresponding to the encoding performing unit 430, and encodes sections in each worker. Merge to produce one encoding output.
  • Each worker performs an encoding operation on the section received from the dividing and merging unit 420 and delivers the encoded section to the dividing and merging unit 420 again.
  • the parallel transcoding system 400 can improve the overall encoding time and distributed encoding performance for the video service by dividing the originals and transcoding them in parallel.
  • FIG. 5 is an exemplary diagram for explaining a process of merging encoded sections into one encoding result according to an embodiment of the present invention.
  • the division and merging unit 420 may include a segment receiver 501, a local storage 502, and a concatenator 503 as components for merging.
  • the section receiving unit 501 serves to receive an encoded result from each worker (Worker_0, Worker_1, Worker_2, ..., Worker_M) to which each section divided from the original is assigned.
  • the interval receiving unit 501 stores the encoding result file received from each worker Worker_0, Worker_1, Worker_2,..., Worker_M in the local storage 502.
  • a data packet corresponding to a video may be divided into a video stream (V) and an audio stream (A), and distributed encoding may be performed, respectively.
  • V video stream
  • A audio stream
  • an interval file for a video stream and an interval file for an audio stream may be provided. Can be stored separately.
  • the connection unit 503 may create an encoding result packet (that is, a concatenated file) by connecting the interval files stored in the local storage 502 in interval order based on the interval division information. In this case, the connection unit 503 may interleaving the interval file for the video stream and the interval file for the audio stream in time to make one encoded file, and store the encoded file as a result in the local storage 502. have.
  • the transcoding process time problem can be further improved by dividing the original into several sections and performing parallel transcoding using a plurality of workers (ie, encoders).
  • a typical audio encoding technique decodes and encodes an input audio stream sequentially so that the entire transcoding time is proportional to the playback time of the original audio stream.
  • a method of dividing the input audio stream into sections having appropriate lengths, performing transcoding in parallel by two or more encoders, and then collecting the transcoding results for each section into one stream may be used.
  • An audio encoding algorithm based on modified discrete cosine transform (MDCT) needs to be encoded with a certain length of silence samples called priming samples so that the original original pulse code modulation (PCM) sample can be decoded normally. .
  • the length of the priming sample may vary depending on the audio encoder implementation.
  • a popping sound such as a tick sound may be heard due to the priming samples added in the encoding process for each section.
  • the final transcoding result may be longer than the total reproduction time of the original due to the addition of the priming sample, and the difference becomes larger as the length of the segment is shorter and the number is larger. For this reason, when encoding with video, audio and video may be out of sync.
  • the present invention proposes a method of accurately cutting a stream in an encoded state according to a boundary of an interval after encoding a section wider than an interval to be originally encoded when encoding for each interval. .
  • 6 to 9 are exemplary diagrams for explaining a process of splitting and encoding audio according to an embodiment of the present invention.
  • the division and merging unit 420 divides the original 600 into a plurality of sections (..., Segment N-1, Segment N, Segment N + 1, Can be divided into %)
  • the division and merging unit 420 determines the length of the interval to be originally encoded as a multiple of the number of samples (called a frame) that the encoder encodes at one time. Determining the length of the interval as a multiple of the frame is to encode a section that is wider than the original interval, and then cut and extract only the original interval, since the encoded audio stream can only be cut in units of frames.
  • the length of each section may be defined as in Equation 1.
  • segment_length frame_length ⁇ n
  • segment_length is the length (number of samples) of the section to be encoded
  • frame_length is the number of samples encoded by the encoder at one time
  • n is an integer.
  • the division and merging unit 420 overlaps adjacent sections before and after each section for each divided section (..., Segment N-1, Segment N, Segment N + 1, ). Determine additional sections. This is to avoid the side effects that may occur when the interval is encoded by ensuring the data before and after to be used in the technique based on the temporal model of the audio encoding algorithm.
  • Equation 2 The previous overlapping section added before each section may be defined as Equation 2, and the subsequent overlapping section added after each section may be defined as Equation 3.
  • previous_overlap_length priming_length% frame_length + frame_length ⁇ a
  • previous_overlap_length is the length of the previous overlapping interval
  • priming_length is the number of silent samples added by the encoder
  • frame_length is the number of samples encoded by the encoder at one time
  • a is an integer.
  • next_overlap_length frame_length ⁇ b
  • next_overlap_length is the length of the subsequent overlapping interval
  • frame_length is the number of samples encoded by the encoder at one time
  • b is an integer.
  • the length of the previous overlapping interval and the subsequent overlapping interval is also determined as a multiple of the number of samples that the encoder encodes at one time.
  • the total number of samples (total_encoding_length) actually encoded by the encoder for each section is a priming sample (priming_length) ( 811, a previous overlapping section (previous_overlap_length) 812, an actual segmenting section (segment_length) 813, and a subsequent overlapping section (next_overlap_length) 814, which can be summarized as in Equation 4 below.
  • the total number of samples actually encoded by the encoder for each section is the number of samples encoded by the encoder at one time, that is, a multiple of the frame.
  • the division and merging unit 420 transmits the total number of samples (Equation 4) to which the priming sample, the previous overlapping section, and the subsequent overlapping section are added to each worker, to the worker who is the encoding performer 430.
  • the dividing and merging unit 420 may make a final encoding result for the original by collecting and concatenating the encoding results for each section in order. .
  • the bitstream corresponding to the priming sample 811 and the previous overlapping section 812 is subsequently overlapped, leaving only the bitstream corresponding to the actual partition section 813.
  • the bitstream corresponding to the section 814 is omitted.
  • the priming sample 811 and the previous overlapping interval 812 are first cut out of the encoded stream, and only the bitstream corresponding to the actual partitioning interval 813 is frame-aligned, and then the overlapping interval. Cut off (814).
  • the priming sample 811, the previous overlapping section 812, the actual splitting section 813, and the subsequent overlapping section 814 are all multiples of the frame, priming to the boundary of the actual splitting section 813 in the stream in the encoded state. It is possible to accurately cut out the sample 811, the previous overlapping section 812, and the subsequent overlapping section 814.
  • the encoded bitstream is encoded by encoding a longer interval than the interval to be originally encoded, and then accurately cutting the encoded stream to the boundary of the interval. Priming samples can be eliminated while at the same time minimizing the side effects of encoding techniques based on temporal models.
  • the apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components.
  • the devices and components described in the embodiments may include a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA), a programmable PLU (programmable). It can be implemented using one or more general purpose or special purpose computers, such as logic units, microprocessors, or any other device capable of executing and responding to instructions.
  • the processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system.
  • the processing device may also access, store, manipulate, process and generate data in response to the execution of the software.
  • OS operating system
  • the processing device may also access, store, manipulate, process and generate data in response to the execution of the software.
  • a processing device may be described as one being used, but a person skilled in the art will appreciate that the processing device includes a plurality of processing elements and / or a plurality of types of processing elements. It can be seen that it may include.
  • the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller.
  • other processing configurations are possible, such as parallel processors.
  • the software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the above, and configure the processing device to operate as desired, or process it independently or collectively. You can command the device.
  • the software and / or data may be embodied in any type of machine, component, physical device, computer storage medium or device in order to be interpreted by or provided to the processing device or to provide instructions or data. have.
  • the software may be distributed over networked computer systems so that they may be stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
  • the method according to the embodiment may be embodied in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium.
  • the medium may be to continuously store a program executable by the computer, or to temporarily store for execution or download.
  • the medium may be a variety of recording means or storage means in the form of a single or several hardware combined, not limited to a medium directly connected to any computer system, it may be distributed on the network. Examples of media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, And program instructions may be stored including a ROM, a RAM, a flash memory, and the like.
  • examples of another medium may include a recording medium or a storage medium managed by an app store that distributes an application, a site that supplies or distributes various software, a server, or the like.

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Abstract

오디오 병렬 트랜스코딩을 위한 방법 및 시스템이 개시된다. 오디오 병렬 트랜스코딩 방법은, 오디오를 일정 길이의 구간(segment)으로 분할하는 단계; 상기 분할된 구간을 복수 개의 인코더에 할당하여 병렬 트랜스코딩(parallel transcoding)을 수행하는 단계; 및 상기 병렬 트랜스코딩을 통해 인코딩된 구간을 연결하여 하나의 인코딩 파일로 병합하는 단계를 포함하고, 상기 수행하는 단계는, 상기 분할된 구간 각각에 대해 인접한 구간과 중첩되는 추가 구간을 포함하여 상기 인코더에 전달하는 단계를 포함하고, 상기 병합하는 단계는, 인코딩된 스트림에서 상기 추가 구간을 잘라내고 상기 분할된 구간에 해당되는 스트림을 병합하는 단계를 포함한다.

Description

오디오 병렬 트랜스코딩을 위한 방법 및 시스템
아래의 설명은 오디오 트랜스코딩을 수행하는 기술에 관한 것이다.
최근 주문형 비디오 시스템 및 각종 포털의 동영상 서비스가 확대됨에 따라 서비스를 제공하는 시스템에 맞게 동영상 컨텐츠를 트랜스코딩(인코딩)할 필요성이 증가하고 있다.
일반적으로, 동영상 서비스 업체에서는 별도의 인코딩 서버를 두어 압축 알고리즘(예컨대, MPEG2 또는 H.264 등)을 통해 인코딩 및 트랜스코딩을 하고 있다.
예컨대, 한국공개특허공보 제10-2005-0091369호(공개일 2005년 09월 15일)에는 하나의 포맷으로 코딩된 동영상을 다른 동영상 코딩 포맷으로 변환하는 기술이 개시되어 있다.
동영상 인코딩은 특히 고화질의 동영상에 대한 인코딩은 막대한 CPU 부하를 차지하기 때문에 인코딩 시스템은 하나의 인코딩 서버에서 하나의 동영상 파일만을 인코딩하고 있다.
이러한 구성 때문에 실시간 방송 컨텐츠를 주문형 비디오 서비스로 제공하고자 할 때 신속한 서비스의 요구에 차질을 주게 된다. 기존 동영상 서비스에서는 인코딩 및 트랜스코딩 하는데 소요되는 시간의 증가로 원활한 서비스를 제공하지 못하고 있다.
오디오를 일정 길이의 구간(segment)으로 나누어 병렬 트랜스코딩(parallel transcoding)을 수행하는 트랜스코딩 기술을 제공한다.
인코딩된 비트스트림을 분할된 구간의 경계에 맞추어 정확하게 잘라낼 수 있는 트랜스코딩 기술을 제공한다.
시간적 모델에 근거한 인코딩 기법에 따른 음향적인 부작용을 최소화 할 수 있는 트랜스코딩 기술을 제공한다.
컴퓨터로 구현되는 서버에서 수행되는 오디오 병렬 트랜스코딩 방법에 있어서, 오디오를 일정 길이의 구간(segment)으로 분할하는 단계; 상기 분할된 구간을 복수 개의 인코더에 할당하여 병렬 트랜스코딩(parallel transcoding)을 수행하는 단계; 및 상기 병렬 트랜스코딩을 통해 인코딩된 구간을 연결하여 하나의 인코딩 파일로 병합하는 단계를 포함하고, 상기 수행하는 단계는, 상기 분할된 구간 각각에 대해 인접한 구간과 중첩되는 추가 구간을 포함하여 상기 인코더에 전달하는 단계를 포함하고, 상기 병합하는 단계는, 인코딩된 스트림에서 상기 추가 구간을 잘라내고 상기 분할된 구간에 해당되는 스트림을 병합하는 단계를 포함하는 오디오 병렬 트랜스코딩 방법을 제공한다.
일 측면에 따르면, 상기 분할된 구간의 길이와 상기 추가 구간의 길이는 상기 인코더가 한번에 인코딩 가능한 샘플 개수의 배수로 결정될 수 있다.
다른 측면에 따르면, 상기 수행하는 단계는, 상기 추가 구간으로서 상기 분할된 구간의 앞에 추가되는 이전 중첩 구간을 포함시키는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 수행하는 단계는, 상기 이전 중첩 구간의 앞에 상기 인코더에서 추가하는 프라이밍 샘플(priming sample)을 포함시키는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 수행하는 단계는, 상기 추가 구간으로서 상기 분할된 구간의 뒤에 추가되는 이후 중첩 구간을 포함시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 오디오 병렬 트랜스코딩 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체를 제공한다.
컴퓨터로 구현되는 서버에서의 오디오 병렬 트랜스코딩 시스템에 있어서, 메모리에 포함된 컴퓨터 판독 가능한 명령들을 실행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 오디오를 일정 길이의 구간으로 분할하는 과정; 상기 분할된 구간을 복수 개의 인코더에 할당하여 병렬 트랜스코딩을 수행하는 과정; 및 상기 병렬 트랜스코딩을 통해 인코딩된 구간을 연결하여 하나의 인코딩 파일로 병합하는 과정을 처리하고, 상기 수행하는 과정은, 상기 분할된 구간 각각에 대해 인접한 구간과 중첩되는 추가 구간을 포함하여 상기 인코더에 전달하는 과정을 포함하고, 상기 병합하는 과정은, 인코딩된 스트림에서 상기 추가 구간을 잘라내고 상기 분할된 구간에 해당되는 스트림을 병합하는 과정을 포함하는 오디오 병렬 트랜스코딩 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 오디오를 각 구간 별로 인코딩할 때 본래 인코딩 하고자 하는 구간보다 더 긴 구간을 인코딩한 후 인코딩된 상태의 스트림을 구간의 경계에 맞추어 정확하게 잘라냄으로써 인코딩된 비트스트림에서 프라이밍 샘플(priming sample)을 제거하면서 동시에 시간적 모델에 근거한 인코딩 기법에 따른 부작용을 최소화 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 환경의 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 있어서 전자 기기 및 서버의 내부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서 병렬 트랜스코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 트랜스코딩 시스템이 포함할 수 있는 구성요소의 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 있어서 각 구간 별 인코딩 결과를 하나의 파일로 병합하는 과정을 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 있어서 오디오를 분할하여 인코딩하는 과정을 설명하기 위한 예시 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예들은 원본을 여러 구간으로 나누어 병렬로 트랜스코딩을 수행하는 기술에 관한 것으로, 상세하게는 오디오 병렬 트랜스코딩을 수행하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
본 명세서에서 구체적으로 개시되는 것들을 포함하는 실시예들은 오디오 병렬 트랜스코딩을 통해 시간 개선, 비용 절감, 복원성, 효율성, 합리성 등의 측면에 있어서 상당한 장점들을 달성한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 환경의 예를 도시한 도면이다. 도 1의 네트워크 환경은 복수의 전자 기기들(110, 120, 130, 140), 복수의 서버들(150, 160) 및 네트워크(170)를 포함하는 예를 나타내고 있다. 이러한 도 1은 발명의 설명을 위한 일례로 전자 기기의 수나 서버의 수가 도 1과 같이 한정되는 것은 아니다.
복수의 전자 기기들(110, 120, 130, 140)은 컴퓨터 장치로 구현되는 고정형 단말이거나 이동형 단말일 수 있다. 복수의 전자 기기들(110, 120, 130, 140)의 예를 들면, 스마트폰(smart phone), 휴대폰, 내비게이션, 컴퓨터, 노트북, 디지털방송용 단말, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 태블릿 PC, 게임 콘솔(game console), 웨어러블 디바이스(wearable device), IoT(internet of things) 디바이스, VR(virtual reality) 디바이스, AR(augmented reality) 디바이스 등이 있다. 일례로 도 1에서는 전자 기기 1(110)의 예로 스마트폰의 형상을 나타내고 있으나, 본 발명의 실시예들에서 전자 기기 1(110)은 실질적으로 무선 또는 유선 통신 방식을 이용하여 네트워크(170)를 통해 다른 전자 기기들(120, 130, 140) 및/또는 서버(150, 160)와 통신할 수 있는 다양한 물리적인 컴퓨터 장치들 중 하나를 의미할 수 있다.
통신 방식은 제한되지 않으며, 네트워크(170)가 포함할 수 있는 통신망(일례로, 이동통신망, 유선 인터넷, 무선 인터넷, 방송망, 위성망 등)을 활용하는 통신 방식뿐만 아니라 기기들간의 근거리 무선 통신 역시 포함될 수 있다. 예를 들어, 네트워크(170)는, PAN(personal area network), LAN(local area network), CAN(campus area network), MAN(metropolitan area network), WAN(wide area network), BBN(broadband network), 인터넷 등의 네트워크 중 하나 이상의 임의의 네트워크를 포함할 수 있다. 또한, 네트워크(170)는 버스 네트워크, 스타 네트워크, 링 네트워크, 메쉬 네트워크, 스타-버스 네트워크, 트리 또는 계층적(hierarchical) 네트워크 등을 포함하는 네트워크 토폴로지 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
서버(150, 160) 각각은 복수의 전자 기기들(110, 120, 130, 140)과 네트워크(170)를 통해 통신하여 명령, 코드, 파일, 컨텐츠, 서비스 등을 제공하는 컴퓨터 장치 또는 복수의 컴퓨터 장치들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 서버(150)는 네트워크(170)를 통해 접속한 복수의 전자 기기들(110, 120, 130, 140)로 제1 서비스를 제공하는 시스템일 수 있으며, 서버(160) 역시 네트워크(170)를 통해 접속한 복수의 전자 기기들(110, 120, 130, 140)로 제2 서비스를 제공하는 시스템일 수 있다. 보다 구체적인 예로, 서버(150)는 복수의 전자 기기들(110, 120, 130, 140)에 설치되어 구동되는 컴퓨터 프로그램으로서의 어플리케이션을 통해, 해당 어플리케이션이 목적하는 서비스(일례로, 동영상 서비스 등)를 제1 서비스로서 복수의 전자 기기들(110, 120, 130, 140)로 제공할 수 있다. 다른 예로, 서버(160)는 상술한 어플리케이션의 설치 및 구동을 위한 파일을 복수의 전자 기기들(110, 120, 130, 140)로 배포하는 서비스를 제2 서비스로서 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 전자 기기 및 서버의 내부 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 2에서는 전자 기기에 대한 예로서 전자 기기 1(110), 그리고 서버(150)의 내부 구성을 설명한다. 또한, 다른 전자 기기들(120, 130, 140)이나 서버(160) 역시 상술한 전자 기기 1(110) 또는 서버(150)와 동일한 또는 유사한 내부 구성을 가질 수 있다.
전자 기기 1(110)과 서버(150)는 메모리(211, 221), 프로세서(212, 222), 통신 모듈(213, 223) 그리고 입출력 인터페이스(214, 224)를 포함할 수 있다. 메모리(211, 221)는 비-일시적인 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서, RAM(random access memory), ROM(read only memory), 디스크 드라이브, SSD(solid state drive), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같은 비소멸성 대용량 저장 장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있다. 여기서 ROM, SSD, 플래시 메모리, 디스크 드라이브 등과 같은 비소멸성 대용량 저장 장치는 메모리(211, 221)와는 구분되는 별도의 영구 저장 장치로서 전자 기기 1(110)이나 서버(150)에 포함될 수도 있다. 또한, 메모리(211, 221)에는 운영체제와 적어도 하나의 프로그램 코드(일례로 전자 기기 1(110)에 설치되어 구동되는 브라우저나 특정 서비스의 제공을 위해 전자 기기 1(110)에 설치된 어플리케이션 등을 위한 코드)가 저장될 수 있다. 이러한 소프트웨어 구성요소들은 메모리(211, 221)와는 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체로부터 로딩될 수 있다. 이러한 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체는 플로피 드라이브, 디스크, 테이프, DVD/CD-ROM 드라이브, 메모리 카드 등의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서 소프트웨어 구성요소들은 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체가 아닌 통신 모듈(213, 223)을 통해 메모리(211, 221)에 로딩될 수도 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 프로그램은 개발자들 또는 어플리케이션의 설치 파일을 배포하는 파일 배포 시스템(일례로, 상술한 서버(160))이 네트워크(170)를 통해 제공하는 파일들에 의해 설치되는 컴퓨터 프로그램(일례로 상술한 어플리케이션)에 기반하여 메모리(211, 221)에 로딩될 수 있다.
프로세서(212, 222)는 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리(211, 221) 또는 통신 모듈(213, 223)에 의해 프로세서(212, 222)로 제공될 수 있다. 예를 들어 프로세서(212, 222)는 메모리(211, 221)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 수신되는 명령을 실행하도록 구성될 수 있다.
통신 모듈(213, 223)은 네트워크(170)를 통해 전자 기기 1(110)과 서버(150)가 서로 통신하기 위한 기능을 제공할 수 있으며, 전자 기기 1(110) 및/또는 서버(150)가 다른 전자 기기(일례로 전자 기기 2(120)) 또는 다른 서버(일례로 서버(160))와 통신하기 위한 기능을 제공할 수 있다. 일례로, 전자 기기 1(110)의 프로세서(212)가 메모리(211)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 생성한 요청이 통신 모듈(213)의 제어에 따라 네트워크(170)를 통해 서버(150)로 전달될 수 있다. 역으로, 서버(150)의 프로세서(222)의 제어에 따라 제공되는 제어 신호나 명령, 컨텐츠, 파일 등이 통신 모듈(223)과 네트워크(170)를 거쳐 전자 기기 1(110)의 통신 모듈(213)을 통해 전자 기기 1(110)로 수신될 수 있다. 예를 들어 통신 모듈(213)을 통해 수신된 서버(150)의 제어 신호나 명령, 컨텐츠, 파일 등은 프로세서(212)나 메모리(211)로 전달될 수 있고, 컨텐츠나 파일 등은 전자 기기 1(110)이 더 포함할 수 있는 저장 매체(상술한 영구 저장 장치)로 저장될 수 있다.
입출력 인터페이스(214)는 입출력 장치(215)와의 인터페이스를 위한 수단일 수 있다. 예를 들어, 입력 장치는 키보드, 마우스, 마이크로폰, 카메라 등의 장치를, 그리고 출력 장치는 디스플레이, 스피커, 햅틱 피드백 디바이스(haptic feedback device) 등과 같은 장치를 포함할 수 있다. 다른 예로 입출력 인터페이스(214)는 터치스크린과 같이 입력과 출력을 위한 기능이 하나로 통합된 장치와의 인터페이스를 위한 수단일 수도 있다. 입출력 장치(215)는 전자 기기 1(110)과 하나의 장치로 구성될 수도 있다. 또한, 서버(150)의 입출력 인터페이스(224)는 서버(150)와 연결되거나 서버(150)가 포함할 수 있는 입력 또는 출력을 위한 장치(미도시)와의 인터페이스를 위한 수단일 수 있다. 보다 구체적인 예로, 전자 기기 1(110)의 프로세서(212)가 메모리(211)에 로딩된 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리함에 있어서 서버(150)나 전자 기기 2(120)가 제공하는 데이터를 이용하여 구성되는 서비스 화면이나 컨텐츠가 입출력 인터페이스(214)를 통해 디스플레이에 표시될 수 있다.
또한, 다른 실시예들에서 전자 기기 1(110) 및 서버(150)는 도 2의 구성요소들보다 더 많은 구성요소들을 포함할 수도 있다. 그러나, 대부분의 종래기술적 구성요소들을 명확하게 도시할 필요성은 없다. 예를 들어, 전자 기기 1(110)은 상술한 입출력 장치(215) 중 적어도 일부를 포함하도록 구현되거나 또는 트랜시버(transceiver), GPS(Global Positioning System) 모듈, 카메라, 각종 센서, 데이터베이스 등과 같은 다른 구성요소들을 더 포함할 수도 있다. 보다 구체적인 예로, 전자 기기 1(110)이 스마트폰인 경우, 일반적으로 스마트폰이 포함하고 있는 가속도 센서나 자이로 센서, 카메라 모듈, 각종 물리적인 버튼, 터치패널을 이용한 버튼, 입출력 포트, 진동을 위한 진동기 등의 다양한 구성요소들이 전자 기기 1(110)에 더 포함되도록 구현될 수 있다.
동영상을 인코딩 함에 있어 인코딩 속도를 높이기 위한 방법으로 입력된 원본을 여러 구간으로 나누어 병렬로 인코딩을 수행한 후 각 구간 별 인코딩 결과를 다시 하나의 파일로 만드는 기술을 이용할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서 병렬 트랜스코딩을 위한 기본 과정을 도시한 흐름도이다.
본 실시예에 따른 서버(150)는 클라이언트(client)인 복수의 전자 기기들(110, 120, 130, 140)을 대상으로 동영상 서비스를 제공하는 플랫폼 역할을 한다. 서버(150)는 전자 기기들(110, 120, 130, 140) 상에 설치되는 어플리케이션과 연동하여 동영상 서비스를 제공할 수 있다.
서버(150)는 도 3에 따른 병렬 트랜스코딩 방법을 수행하기 위한 구성요소로서 프로세서(222)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라 프로세서(222)는 프로세서(222)의 기능의 표현을 위해 둘 이상의 구성요소로 분리될 수도 있다.
이러한 프로세서(222)는 도 3의 병렬 트랜스코딩 방법이 포함하는 단계들(S301 내지 S303)을 수행하도록 서버(150)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(222)는 메모리(221)가 포함하는 운영체제의 코드와 적어도 하나의 프로그램의 코드에 따른 명령(instruction)을 실행하도록 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 병렬 트랜스코딩 방법은 서버(150)에 의해 수행되는 것으로, 도 3에 도시한 바와 같이 기본적으로는 입력된 원본을 일정 길이의 구간으로 나누는 과정(split)(S301), 각 구간을 병렬 트랜스코딩 하는 과정(transcoding)(S302), 및 트랜스코딩된 구간을 연결하여 하나의 인코딩 파일로 만드는 과정(merge)(S303)을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 트랜스코딩 시스템이 포함할 수 있는 구성요소의 예를 도시한 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 병렬 트랜스코딩 시스템(400)은 병렬 트랜스코딩을 위한 구성요소들로서 제어부(controller)(410), 분할 및 병합부(distributor)(splitter&merge)(420), 및 인코딩 수행부(430)를 포함할 수 있다. 일례로, 제어부(410)와 분할 및 병합부(420)는 도 1과 도 2를 통해 설명한 서버(150)의 프로세서(222)에 포함될 수 있다. 그리고, 인코딩 수행부(430)는 인코딩 작업을 수행하기 위한 단위 트랜스코더인 워커(worker)로 구성되는 것이며, 워커 각각은 서버(150)와 연결된 별개의 컴퓨터 장치로서 분할 및 병합부(420)로부터 할당 받은 작업을 수행하는 인코딩 서버 역할을 한다.
제어부(410)는 인코딩 작업에 대한 전반적인 상태를 관리하는 역할을 한다. 제어부(410)는 전자 기기들(110, 120, 130, 140)의 요청에 대응하는 동영상 서비스를 제공하기 위해 필요한 인코딩 작업을 제어할 수 있다.
분할 및 병합부(420)는 분산 주체로서 병렬 트랜스코딩을 위한 작업을 담당한다. 구체적으로, 분할 및 병합부(420)는 제어부(410)에서 요청한 인코딩 작업에 대해 입력된 원본을 적절한 길이의 구간으로 나누어 인코딩 수행부(430)에 해당되는 워커로 분배하고 각 워커에서 인코딩된 구간을 병합해서 하나의 인코딩 결과물을 만드는 역할을 한다.
워커 각각은 분할 및 병합부(420)로부터 전달 받은 구간에 대한 인코딩 작업을 수행하고 인코딩된 구간을 다시 분할 및 병합부(420)로 전달하는 역할을 한다.
따라서, 병렬 트랜스코딩 시스템(400)은 원본을 분할하여 병렬로 트랜스코딩함으로써 동영상 서비스를 위한 전체 인코딩 시간과 분산 인코딩 성능을 개선할 수 있다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 있어서 인코딩된 구간을 하나의 인코딩 결과물로 병합하는 과정을 설명하기 위한 예시 도면이다.
분할 및 병합부(420)는 병합을 위한 구성요소로서 구간 수신부(segment receiver)(501), 로컬 스토리지(local storage)(502), 및 연결부(concatenator)(503)를 포함할 수 있다.
구간 수신부(501)는 원본에서 분할된 각 구간이 할당된 각 워커(Worker_0, Worker_1, Worker_2, ..., Worker_M)로부터 인코딩 된 결과를 수신하는 역할을 한다.
각 워커(Worker_0, Worker_1, Worker_2, ..., Worker_M)에서 인코딩 된 구간을 연결부(503)에서 연결하기 위해서는 하나의 스토리지(502)로 모으는 과정이 필요하다.
구간 수신부(501)는 각 워커(Worker_0, Worker_1, Worker_2, ..., Worker_M)로부터 수신된 인코딩 결과 파일을 로컬 스토리지(502)에 저장한다. 동영상에 해당되는 데이터 패킷은 비디오 스트림(V)과 오디오 스트림(A)으로 분리되어 각각 분산 인코딩이 수행될 수 있으며, 로컬 스토리지(502)에 비디오 스트림에 대한 구간 파일과 오디오 스트림에 대한 구간 파일이 구분되어 저장될 수 있다.
연결부(503)는 구간 분할 정보에 기초하여 로컬 스토리지(502)에 저장된 구간 파일을 구간 순서대로 연결함으로써 인코딩 결과 패킷(즉, concatenated file)을 만들 수 있다. 이때, 연결부(503)는 비디오 스트림에 대한 구간 파일과 오디오 스트림에 대한 구간 파일을 시간적으로 인터리빙(interleaving) 하여 하나의 인코딩 파일로 만들 수 있고 해당 인코딩 파일을 결과물로 로컬 스토리지(502)에 저장할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 원본을 여러 구간으로 나누어 복수 개의 워커(즉, 인코더)를 이용한 병렬 트랜스코딩을 수행함으로써 트랜스코딩 처리 시간 문제를 한층 개선할 수 있다.
이하에서는 오디오 병렬 트랜스코딩을 위한 방법 및 시스템의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다.
일반적인 오디오 인코딩 기술은 입력 오디오 스트림을 순차적으로 디코딩 및 인코딩 하여 전체 트랜스코딩에 걸리는 시간이 원본 오디오 스트림의 재생 시간에 비례하여 된다.
따라서, 오디오 인코딩 시간을 단축하기 위해 입력 오디오 스트림을 적정 길이의 구간으로 나누어 둘 이상의 인코더에서 병렬로 트랜스코딩을 수행한 후 각 구간 별 트랜스코딩 결과를 하나의 스트림으로 모이는 방법을 이용할 수 있다.
그러나, 오디오 인코딩 알고리즘의 특성에 따라 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다.
MDCT(modified discrete cosine transform) 기반의 오디오 인코딩 알고리즘의 경우 맨 앞의 원본 PCM(pulse code modulation) 샘플을 정상적으로 디코딩할 수 있도록 프라이밍 샘플(priming sample)이라고 하는 묵음 샘플을 일정 길이로 추가하여 인코딩해야 한다. 프라이밍 샘플의 길이는 오디오 인코더 구현에 따라 다를 수 있다. 병렬로 인코딩을 수행한 결과를 하나의 스트림으로 모으게 되면 각 구간 별 인코딩 과정에서 추가된 프라이밍 샘플로 인해 틱(tick) 사운드와 같은 튀는 음이 들릴 수 있다. 또한, 프라이밍 샘플 추가로 인해 최종 트랜스코딩 결과가 원본의 전체 재생시간보다 길어지게 될 수 있으며, 분할 구간의 길이가 짧고 개수가 많아질수록 그 차이는 커지게 된다. 이로 인해, 비디오와 함께 인코딩하는 경우 오디오와 비디오의 싱크가 맞지 않는 현상이 발생할 수 있다.
그리고, 오디오 인코딩 알고리즘에서 사용하는 여러 가지 기법들 중 시간적으로 앞선 샘플들을 인코딩하는 과정에서 발생하는 정보를 이용하는 기법들이 있다. 대표적으로는, 연속 마스킹 효과(continuous masking effect)와 같이 특정 시간에 발생한 큰 사운드(masker)에 의해 해당 사운드의 전/후에 발생하는 사운드(maskee)가 잘 들리지 않는 인간의 심리음향모델을 기반으로 하는 기법들이 있다. 따라서, 특정 구간을 잘라서 인코딩하는 경우 전/후 구간의 인코딩 과정에서 발생하는 정보가 없기 때문에 기존의 순차적 인코딩 방법과 그 결과를 비교하면 음향적인 차이가 발생할 수 있다.
상기한 문제들을 극복하기 위해 본 발명에서는 각 구간 별로 인코딩을 수행할 때 본래 인코딩하고자 하는 구간보다 더 넓은 구간을 인코딩한 후 인코딩된 상태의 스트림을 해당 구간의 경계에 맞추어 정확하게 잘라내는 방법을 제안한다.
도 6내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 있어서 오디오를 분할하여 인코딩하는 과정을 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 6을 참조하면, 분할 및 병합부(420)는 원본(600)인 PCM 샘플이 입력되면 원본(600)을 복수 개의 구간(..., Segment N-1, Segment N, Segment N+1, ...)으로 분할 수 있다.
분할 및 병합부(420)는 본래 인코딩 하고자 하는 구간의 길이를 인코더가 한번에 인코딩하는 샘플 개수(프레임이라고 함)의 배수로 결정한다. 구간의 길이를 프레임의 배수로 결정하는 것은 본래 구간보다 더 넓은 구간을 인코딩한 후 본래의 구간만을 잘라내어 추출하기 위한 것이며, 인코딩 된 상태의 오디오 스트림은 프레임 단위로만 자를 수 있기 때문이다.
각 구간의 길이는 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.
[수학식 1]
segment_length=frame_length×n
여기서, segment_length는 인코딩 하고자 하는 구간의 길이(샘플 개수), frame_length는 인코더가 한번에 인코딩하는 샘플 개수, n은 정수를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 분할 및 병합부(420)는 분할된 구간(..., Segment N-1, Segment N, Segment N+1, ...) 별로 각 구간의 전과 후에 인접한 구간과 중첩되는 추가 구간을 정한다. 이는 오디오 인코딩 알고리즘의 시간적 모델에 근거한 기법에 사용될 전/후 데이터를 확보하도록 하여 구간을 나누어 인코딩 하는 경우에 나타날 수 있는 부작용을 회피하기 위한 것이다.
각 구간의 앞에 추가되는 이전 중첩 구간은 수학식 2와 같고, 각 구간의 뒤에 추가되는 이후 중첩 구간은 수학식 3과 같이 정의될 수 있다.
[수학식 2]
previous_overlap_length=priming_length%frame_length+frame_length×a
여기서, previous_overlap_length는 이전 중첩 구간의 길이, priming_length는 인코더에서 추가하는 묵음 샘플의 개수, frame_length는 인코더가 한번에 인코딩하는 샘플 개수, a는 정수를 나타낸다.
[수학식 3]
next_overlap_length=frame_length×b
여기서, next_overlap_length는 이후 중첩 구간의 길이, frame_length는 인코더가 한번에 인코딩하는 샘플 개수, b는 정수를 나타낸다.
이전 중첩 구간과 이후 중첩 구간의 길이 또한 모두 인코더가 한번에 인코딩하는 샘플 개수의 배수로 결정된다.
도 8에 도시한 바와 같이, 분할 및 병합부(420)에서 원본(600)을 복수 개의 구간으로 분할할 때 각 구간에 대해 인코더에서 실제로 인코딩하는 전체 샘플 개수(total_encoding_length)는 프라이밍 샘플(priming_length)(811), 이전 중첩 구간(previous_overlap_length)(812), 실제 분할 구간(segment_length)(813), 이후 중첩 구간(next_overlap_length)(814)을 포함하며, 수학식 4와 같이 정리할 수 있다.
[수학식 4]
total_encoding_length=priming_length+previous_overlap_length+segment_length+next_overlap_length=frame_length×c
따라서, 각 구간 별로 인코더에서 실제로 인코딩하는 전체 샘플 개수는 인코더가 한번에 인코딩하는 샘플 개수, 즉 프레임의 배수가 된다.
분할 및 병합부(420)는 각 구간 별로 프라이밍 샘플과 이전 중첩 구간 및 이후 중첩 구간이 추가된 전체 샘플 개수(수학식 4)를 인코딩 수행부(430)인 워커에 전달하게 된다.
이후, 분할 및 병합부(420)는 각 구간 별로 수학식 4에 정의된 길이의 샘플들에 대해 인코딩이 완료되면 각 구간 별 인코딩 결과를 순서대로 모아 연결함으로써 원본에 대한 최종 인코딩 결과를 만들 수 있다.
도 9를 참조하면, 각 구간 별 인코딩 결과를 연결하는 과정에서 실제 분할 구간(813)에 해당되는 비트스트림만을 남겨두고 프라이밍 샘플(811)과 이전 중첩 구간(812)에 해당되는 비트스트림과 이후 중첩 구간(814)에 해당되는 비트스트림은 생략한다.
다시 말해, 각 구간 별 인코딩 결과를 연결할 때 인코딩된 스트림에서 먼저 프라이밍 샘플(811)과 이전 중첩 구간(812)을 잘라내고 실제 분할 구간(813)에 해당되는 비트스트림만을 프레임 정렬한 후 이후 중첩 구간(814)을 잘라낸다.
프라이밍 샘플(811), 이전 중첩 구간(812), 실제 분할 구간(813), 이후 중첩 구간(814)이 모두 프레임의 배수이기 때문에 인코딩된 상태의 스트림에서 실제 분할 구간(813)의 경계에 맞추어 프라이밍 샘플(811), 이전 중첩 구간(812), 이후 중첩 구간(814)을 정확하게 잘라내는 것이 가능하다.
이처럼 본 발명의 실시예들에 따르면, 오디오를 각 구간 별로 인코딩할 때 본래 인코딩 하고자 하는 구간보다 더 긴 구간을 인코딩한 후 인코딩된 상태의 스트림을 구간의 경계에 맞추어 정확하게 잘라냄으로써 인코딩된 비트스트림에서 프라이밍 샘플을 제거하면서 동시에 시간적 모델에 근거한 인코딩 기법에 따른 부작용을 최소화 할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 어플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수 개의 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 어플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는 기록매체 내지 저장매체도 들 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (10)

  1. 컴퓨터로 구현되는 서버에서 수행되는 오디오 병렬 트랜스코딩 방법에 있어서,
    오디오를 일정 길이의 구간(segment)으로 분할하는 단계;
    상기 분할된 구간을 복수 개의 인코더에 할당하여 병렬 트랜스코딩(parallel transcoding)을 수행하는 단계; 및
    상기 병렬 트랜스코딩을 통해 인코딩된 구간을 연결하여 하나의 인코딩 파일로 병합하는 단계
    를 포함하고,
    상기 수행하는 단계는,
    상기 분할된 구간 각각에 대해 인접한 구간과 중첩되는 추가 구간을 포함하여 상기 인코더에 전달하는 단계
    를 포함하고,
    상기 병합하는 단계는,
    인코딩된 스트림에서 상기 추가 구간을 잘라내고 상기 분할된 구간에 해당되는 스트림을 병합하는 단계
    를 포함하는 오디오 병렬 트랜스코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분할된 구간의 길이와 상기 추가 구간의 길이는 상기 인코더가 한번에 인코딩 가능한 샘플 개수의 배수로 결정되는 것
    을 특징으로 하는 오디오 병렬 트랜스코딩 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수행하는 단계는,
    상기 추가 구간으로서 상기 분할된 구간의 앞에 추가되는 이전 중첩 구간을 포함시키는 단계
    를 포함하는 오디오 병렬 트랜스코딩 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수행하는 단계는,
    상기 이전 중첩 구간의 앞에 상기 인코더에서 추가하는 프라이밍 샘플(priming sample)을 포함시키는 단계
    를 포함하는 오디오 병렬 트랜스코딩 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 수행하는 단계는,
    상기 추가 구간으로서 상기 분할된 구간의 뒤에 추가되는 이후 중첩 구간을 포함시키는 단계
    를 포함하는 오디오 병렬 트랜스코딩 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 오디오 병렬 트랜스코딩 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체.
  7. 컴퓨터로 구현되는 서버에서의 오디오 병렬 트랜스코딩 시스템에 있어서,
    메모리에 포함된 컴퓨터 판독 가능한 명령들을 실행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    오디오를 일정 길이의 구간으로 분할하는 과정;
    상기 분할된 구간을 복수 개의 인코더에 할당하여 병렬 트랜스코딩을 수행하는 과정; 및
    상기 병렬 트랜스코딩을 통해 인코딩된 구간을 연결하여 하나의 인코딩 파일로 병합하는 과정
    을 처리하고,
    상기 수행하는 과정은,
    상기 분할된 구간 각각에 대해 인접한 구간과 중첩되는 추가 구간을 포함하여 상기 인코더에 전달하는 과정
    을 포함하고,
    상기 병합하는 과정은,
    인코딩된 스트림에서 상기 추가 구간을 잘라내고 상기 분할된 구간에 해당되는 스트림을 병합하는 과정
    을 포함하는 오디오 병렬 트랜스코딩 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 분할된 구간의 길이와 상기 추가 구간의 길이는 상기 인코더가 한번에 인코딩 가능한 샘플 개수의 배수로 결정되는 것
    을 특징으로 하는 오디오 병렬 트랜스코딩 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 수행하는 과정은,
    상기 추가 구간으로서 상기 분할된 구간의 앞에 추가되는 이전 중첩 구간과 상기 분할된 구간의 뒤에 추가되는 이후 중첩 구간을 포함시키는 과정
    을 포함하는 오디오 병렬 트랜스코딩 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수행하는 과정은,
    상기 이전 중첩 구간의 앞에 상기 인코더에서 추가하는 프라이밍 샘플을 포함시키는 과정
    을 포함하는 오디오 병렬 트랜스코딩 시스템.
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