Earticle

현재 인터넷 네트워크의 발달로 인하여 기존의 고정형 디스플레이 장비와 전용채널을 통해 미디어 콘텐트를 전송 및 소비하는 형태에서 벗어나, 웹 표준 프로토콜인 HTTP(hypertext transfer protocol)망을 이용하여 미디어 콘텐트를 전송하는 방식이 널리 사용되고 있다. 이에 따라 최근에는 HTTP프로토콜의 장점과 스트리밍 방식의 장점을 살린 전송기술 방식으로써, HTTP 기반 적응적 스트리밍 기술이 등장하게 되었다. 이러한 기술은 현재 국제 표준화단체인 MPEG(Moving picture expert group)에서 DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)라는 이름으로 표준화가 진행 중에 있다. 이에 본 논문에서는 HTTP기반의 적응적 스트리밍 기술인 DASH의 개발 배경 및 DASH를 구성하고 있는 주요 기술에 관하여 소개한다. DASH 기술을 통하여 사용자는 과거의 제약에서 벗어나 유동적인 인터넷 환경에서 자신들이 소유하고 있는 다양한 단말을 이용하여 언제 어디서나 손쉽게 미디어 콘텐트를 소비할 수 있게 된다.

HTTP Adaptive Streaming (HAS) has become a prevailing technology for media delivery nowadays. It enables high quality streaming of media content over the internet delivered from conventional HTTP web servers. However, its on-off traffic pattern constructed by segmented transmission can lead to some performance problems, such as instability, inefficiency and unfairness, while multiple clients compete for limit bandwidth. And the reason caused these poor performance has been pointed out in the past studies. In this paper, we present a QoE-aware traffic shaping method that is based on two QoE maximization metrics. A key benefit of this approach is that it calculates optimal shaping rate to help clients to adjust its request for subsequent segment quality level. Additionally, this method can ensure optimal quality of experience toward end users. The simulation results show that this proposed approach improves the stability, utilization and provides the optimal quality of experience for large number of users.

With increasing video service consumption through IP network, HTTP Adaptive Streaming (HAS) technology has become popular. The chunked transmission and application-layer adaption create a different traffic pattern than traditional progressive download where the entire video is downloaded with a single request. Its start and stop activity cause burst and retransmission timeout (RTO) which result in more packet loss and longer packet transfer delay. Both of them can substantially degrade the achievable throughput of HAS streams. However, few works studied the impact of HAS activity pattern on TCP performance. In this paper, the reason caused the poor performance of HAS is pointed out, and the two server-based algorithms are proposed to improve the achievable throughput of HAS streams. The two algorithms are implemented at the beginning and end of a chunk transmission separately. They aim to improve the performance of HAS through smoothing the burst and avoiding RTO. The simulation results show that these proposed algorithms increase the achievable throughput of HAS streams greatly and keep HAS streams friendly with other TCP flows at the same time.

HTTP-based Adaptive Streaming (HAS) has emerged as the prominent technology for the delivery of audiovisual content over the Internet in recent years and has a major impact on network traffic. Although traditional stateful session-based streaming solution based on UDP was used initially for media content delivery, researchers and practitioners soon realize that HAS technology, due to get through firewalls friendly ,transfer NAT easily ,effectively utilize the existing networking infrastructure and provide uninterrupted video streaming service to users with dynamic network conditions and heterogeneous devices, has the potential to improve the Quality of Experiments compared with traditional streaming technologies. Consequently, various HAS media streaming solutions have been proposed and deployed successfully. This paper reviews the state-of-the-art of HAS technology and discoveries achieved by numerous researchers. We describe the basic taxonomy of HTTP adaptive streaming systems and summarize the major issues associated with HAS systems’ design. Then we outline the key challenges and open problems and highlight possible avenues for future directions.

최근 3D 입체영상에 대한 소비자들의 관심 증대로 가전 업체들은 3D TV, 3D Monitor등의 제품들을 출시하고 있고, 이에 따라 3D 콘텐츠 시장도 급격히 성장할 것으로 예상된다. 그러나 이러한 3D 콘텐츠를 서비스함에 있어서 보다 높은 대역폭이 요구되어지므로 QoS(Quality of Service)를 보장하지 않는 IP 기반 전송환경에서의 고화질 3D 스트리밍 서비스는 소비자에게 끊김 없는 영상서비스를 제공하는데 제약이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, IP 망 네트워크 환경을 고려하여 사용자들이 원하는 콘텐츠를 네트워크 환경에 따라 적절한 품질로 제공 할 수 있는 적응적 스트리밍 서비스 기술이 현재 국제 표준화 기구인 MPEG(Moving Picture experts Group)에서 DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)라는 이름으로 표준화가 진행 중에 있다. 그러나 DASH에서는 독립된 좌, 우 영상이 단일 segment안에 2개의 Elementary Stream(ES)으로 구성되어 있는 service- compatible 기반의 스테레오스코픽 콘텐츠에 대한 명확한 scheme이 나타나지 않는다. 따라서 본 논문에서는 DASH를 이용한 service-compatible 기반의 효율적인 적응적 3D 스트리밍 서비스 제공 방안을 제안한다. DASH를 이용한 3D 서비스는 사용자들에게 IP 망을 통한 다양한 품질의 3D 콘텐츠를 제공함으로써 끊김 없는 3D 스트리밍 서비스가 가능하고, 또한 하나의 3D 콘텐츠로 다양한 디바이스에 적용 가능하다는 이점이 있다.

Recently, many consumer electronics manufacturers have produced 3D devices such as 3DTVs and 3D monitors as interests in a stereoscopic video service are getting increased. However, most of 3D services are focused on local storage or bandwidth guaranteed service since 3D stereoscopic video service require bandwidth more stable and larger. This property causes difficulties in seamless stereoscopic video streaming services under IP based open network environment that cannot guarantee quality of services. In order to achieve a seamless video streaming service the international standard organization MPEG (Moving Pictures Experts Group) has developed the adaptive HTTP streaming technology called as DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP). However, the DASH doesn't have obvious scheme which can express the two elementary video streams based service-compatible stereoscopic contents in one segment. Therefore, this paper proposes a scheme of efficient 3D adaptive streaming service based on the DASH, which covers not only frame-packing stereoscopic contents but also service-compatible ones. The 3D adaptive HTTP streaming scheme introduced in this paper is able to provide 3D contents with various qualities to user and also has benefit that single 3D content can be applied to a variety of devices.

This paper proposes a network-adaptive mechanism for HTTP-based video streaming over wireless/mobile networks. To provide adaptive video streaming over wireless/mobile networks, the proposed mechanism consists of a throughput estimation scheme in the time-variant wireless network environment and a video rate selection algorithm used to increase the streaming quality. The adaptive video streaming system with proposed modules is implemented using an open source multimedia framework and is validated over emulated wireless/mobile networks. The emulator helps to model and emulate network conditions based on data collected from actual experiments. The experiment results show that the proposed mechanism provides higher video quality than the existing system provides and a rate of video streaming almost void of freezing.

최근 네트워크 기술과 모바일 기기의 발달로 인해 네트워크를 효율적으로 사용하여 비디오 스트리밍 서비스를 제공하기 위해 HTTP 적응적 스트리밍 서비스가 주목 받게 되었다. 사용자 중심 방송에 대한 관심이 증가함에 따라 대화형 멀티미디어에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 대화형 멀티미디어 서비스는 사용자가 선택하는 시나리오에 따라 영상을 재생하는 방식이다. 기존의 HTTP 적응적 스트리밍 방식으로 대화형 멀티미디어 서비스를 제공하면 사용자가 시나리오를 선택하는 시점에 따라 시나리오 변환에 의한 지연 및 버퍼 언더플로우를 유발하여 사용자 체감 품질을 저하시킨다. 따라서 본 논문에서는 끊김 없는 대화형 멀티미디어 스트리밍 서비스를 제공하기 위해 HTTP 적응적 스트리밍 기반의 대화형 멀티미디어 전송 기술을 제안한다. 제안하는 기법은 대화형 멀티미디어 스트리밍 서비스를 위한 시스템 구조와 프리패칭 기법이다.

Because of the explosive growth of mobile devices and development of network technologies, HTTP (Hypertext Transfer Protocol) adaptive streaming has become a new trend in video delivery to provide efficient multimedia streaming services. As interest in personalized broadcasting grows, the study of interactive multimedia has been actively pursued. The interactive multimedia service is a method of playing media according to a scenario selected by the user. Providing the interactive multimedia service with the existing HTTP adaptive streaming causes switching delay and buffer underflow according to the point in time when the user selects the scenario while the client streams the interactive multimedia and therefore decreases the user QoE (Quality of Experience). In this paper, we propose an adaptive streaming scheme for interactive multimedia service in HTTP adaptive streaming to provide seamless playback. We design the architecture and prefetching scheme for interactive multimedia streaming.

최근 QoE를 향상시키기 위한 비디오 스트리밍 프로토콜로 HTTP 적응적 스트리밍이 주목받고있다. 높은 지연을 갖는 네트워크에서 HTTP 적응적 스트리밍은 하나의 세그먼트 요청에 하나의 세그먼트를 응답 받는 형식으로 동작하기 때문에 Lost RTT Cycle에 의해 평균 비디오 비트율이 감소한다. 하나의 요청에 다수의 세그먼트를 다운로드하는 Server-push 기반의 스트리밍 기법은 버퍼 언더플로우에 의한 QoE 저하가 발생한다. 본 논문에서는 높은 지연을 갖는 네트워크에서 HTTP 적응적 스트리밍의 QoE를 향상시키기 위한 VSSDS(Video Streaming Scheme based on Dynamic Server-push) 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 가용대역폭을 예측하여 품질조절을 수행하고, 요청 주기마다 요청할 세그먼트의 개수를 결정한다. 실험을 통하여 제안하는 기법이 기존 기법에 비해 평균 비디오 비트율을 향상시키며, 버퍼 언더플로우를 방지하는 것을 확인하였다.

Recently, HAS (HTTP Adaptive Streaming) has been the subject of much attention to improve the QoE (Quality of Experience). In a high latency network, HAS degrades the QoE due to the lost RTT cycle since it replies with a response of one segment to the request of one segment. The server-push based HAS schemes of downloading multiple segments in one request cause QoE degradation due to the buffer underflow. In this paper, we propose a VSSDS (Video Streaming Scheme based on Dynamic Server-push) scheme to improve the QoE in a high latency network. The proposed scheme adjust video quality by estimating available bandwidth and determine the number of segments to be downloaded for each segment request cycle. Through the simulation, the proposed scheme not only improves the average video bitrate but also alleviates the buffer underflow.

최근 방송시스템의 디지털화와 통신기술의 발달로 기존의 고정형 디스플레이 장비와 전용채널을 통해 주로 이루어지던 콘텐츠 소비형태가 변화하고 있다. 기존 고정형 디스플레이 장비를 통해 정해진 시간과 장소에서만 소비 할 수 있었던 미디어 콘텐츠는, 최근 언제/어디서나 IP(Internet Protocol)망에 접속하여 콘텐츠를 선택/소비 할 수 있는 단말기의 등장과 유동적인 IP환경에서도 사용자의 전송채널에 따라 적응적으로 스트리밍 서비스를 제공하는 HTTP(Hypertext Transfer Text Protocol) 기반의 적응형 스트리밍 기술로, 사용자는 과거의 제약에서 벗어나 콘텐츠를 소비 할 수 있게 되었다. 이와 같은 방송환경의 변화로, 사용자는 자신이 보유한 단말기들을 환경에 따라 변경해 가면서 콘텐츠를 소비 할 수 있게 되었다. 하지만, 현재 제공되고 있는 HTTP 적응형 스트리밍 서비스에서는 사용자가 소비하던 콘텐츠를 단말기를 변경하여 연속해서 소비하고자 하는 경우, 사용자가 콘텐츠의 종료 시점을 기억하여, 직접 변경된 단말기에 적용해야 해야 한다는 문제점이 있다. 따라서, 본 논문은 이러한 문제점을 해결하기 위해, 동일한 콘텐츠를 소비하는 단 말간의 연속된 콘텐츠 소비환경을 위한 데이터를 기술하는 유저 프로파일(User Profile)을 정의하고,이 파일을 변경 된 단말기와 공유하여, 단말기 사이의 연속적인 콘텐츠 소비를 가능하게 하는 방법을 제안하고자 한다. 또한, 본 논문은 제안한 방법을 검증하기 위해 HTTP 적응형 스트리밍 서비스 중에 하나인 Smooth Streaming 기반의 시스템을 구현하여 제안한 방법을 검증하고자 한다.

Recently, with the digitalization of a broadcasting system and the development of a communication technology, the existing trend of consuming media contents throughout the fixed-displayer and the dedicated channel is being changed. The existing user only could consume media contents under limited time and places because of the fixed-displayer and the dedicated channel. However, with advent of the IP-based terminals and HTTP adaptive streaming which transfer the media sequence according to the user's transmission condition, users become possible to enjoy the media content anytime anywhere. As the result of the alteration of the broadcasting surrounding, users can enjoy the media content while changing his terminals according to their preferences and circumstances. However, in case that users try to consume consecutively the content from last view-point ended in the previous terminal under current HTTP adaptive streaming environment, a user has to remember the last view-point, and then has to apply the view-point to the changed terminal. Thus, for solving this problem, this paper defines "User Profile" for describing the metadata for the chained content consume environment between the terminals. Also, for proving the proposed method, this paper try to demonstrate the proposed method throughout the realization of the system based on Smooth Streaming from Microsoft.

HTTP 적응적 스트리밍(HTTP adaptive streaming)은 서버가 다양한 품질의 비디오를 저장해놓고 클라이언트가 세그먼트 처리량을 기반으로 가용대역폭을 예측하여 알맞은 품질을 요청함으로 체감품질을 향상시키는 기법이다. 그러나 대역폭 변화가 빈번하고 높은 손실률을 갖는 무선 환경에서는 실제 네트워크의 대역폭을 측정하는데 어려움이 있다. 대역폭 측정 오류로 인한 빈번한 품질 변화와 재생 끊김 현상은 체감 품질을 저하시킨다. 본 논문에서는 지연의 편차인 지터를 패킷 단위로 측정하고 지터에 따라 가중치를 부여하여 가용대역폭을 측정하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 급격한 대역폭 변화로 인해 높은 지터가 발생하는 경우 대역폭 변화를 적게 반영하여 비디오 품질 변화를 줄이고 버퍼 언더플로우를 완화시킨다. 실험을 통해 제안하는 기법이 무선 환경에서 버퍼 언더플로우를 완화시키고 빈번한 품질 변화를 감소시켜 체감 품질을 향상시키는 것을 확인하였다.

HTTP adaptive streaming is a technique that improves the quality of experience by storing various quality videos on the server and requesting files of the appropriate quality based on network bandwidth. However, it is difficult to measure the actual bandwidth in wireless networks with frequent bandwidth changes and high loss rate. Frequent quality changes and playback interruptions due to bandwidth measurement errors degrade the quality of experience. We propose a technique to estimate the available bandwidth by measuring the jitter, which is the derivation of delay, on a packet basis and assigning a weight according to jitter. The proposed scheme reduces the number of quality changes and mitigates the buffer underflow by reflecting less bandwidth change when high jitter occurs due to rapid bandwidth change. The experimental results show that the proposed scheme improves the quality of experience by mitigating buffer underflow and reducing the number of quality changes in wireless networks.

최근 멀티미디어 서비스 관련 업계 및 시장에서는 콘텐츠로서의 3D 입체영상과, 전송기술로서의 HTTP 적응적 스트리밍 기법이 큰 관심을 받고 있다. 주목받고 있는 두 기술을 통해 유망하고 시장성 있는 멀티미디어 서비스 모델을 창출할 수 있을 것으로 기대되나, 현재의 표준기술에서는 두 기술의 유기적인 결합 방법을 제공하고 있지 않다. 3D 콘텐츠 서비스는 대역폭이 보장되거나 구애받지 않는 방송 및 저장 서비스 위주로 편중되어 있고, 적응적 스트리밍 서비스는 특정 코덱에 의존적이며, 단순한 영상구성 정보만을 제공하는 기초적 형태의 3D 서비스 제공 방법만을 제공하고 있다. 이에, 본 논문은 인터넷망을 기반으로 안정적이고 끊김 없는 스트리밍 서비스를 다양한 형태의 스테레오스코픽 비디오를 통해 호환성 있는 형태로 제공하기 위한 3D 비디오의 적응적 스트리밍 전송규격을 제안하고자한다. 제안하는 기술은 스테레오스코픽 비디오의 저장에 대한 서비스 지향적 표준기술인 스테레오스코픽 비디오 어플리케이션 포맷을 기반으로, 적응적 스트리밍에 대한 대표적 표준기술인 DASH를 통해 직접 적용 가능하도록 설계되었다. 본 논문의 제안 기술은 MPEG에서 작업표준안으로 채택되어 표준기술로 고려되고 있어, 향후 관련 분야에서의 실용적인 산업화를 위한 기틀을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

Recently, 3D stereoscopic video and HTTP adaptive streaming technologies have received a lot of attention from relevant industrial fields and markets in terms of multimedia contents and delivery services, respectively. It is expected that promising and marketable service models can be created by means of these noticeable two technologies. However, current standard specifications do not provide a method for organized connection between those two technologies. 3D stereoscopic video services are weighted in broadcasting and storage services that are only available under environments in which the network bandwidth is guaranteed or free. Also, HTTP adaptive streaming technologies only provide plain 3D service methods that are dependent on particular Codec. Therefore, this paper proposes 3D video delivery format for HTTP adaptive streaming service which enables stable and seamless display for various stereoscopic video sequences over internet networks. The proposed technology is designed on the basis of Stereoscopic Video Application Format which is a service-oriented standard specification for storing stereoscopic video sequences. Also, this delivery format is directly applicable over DASH that is the representative standard technology for HTTP adaptive streaming services. The delivery format proposed in this paper has been submitted to MPEG and it has been accepted as a working draft, thus it expected to pave the way for practical industrialization in relevant fields from now on.

최근 HTTP 적응적 스트리밍(HTTP adaptive streaming) 서비스가 주목을 받고 있다. 기존 HTTP 적응적 스트리밍 서비스의 비디오 품질 조절 기법은 네트워크의 대역폭이나 클라이언트의 버퍼량에 따라 비디오 품질을 조절한다. 그러나 기존 품질 조절 기법은 빈번한 대역폭 변화나 고정된 버퍼 임계로 인해 불필요한 품질 변경이 발생하여 QoE(Quality of Experience)가 저하되는 문제가 있다. 본 논문에서는 변화하는 네트워크 환경에서 HTTP 적응적 스트리밍 서비스의 QoE 향상을 위해 평균 비디오 품질을 높이면서 불필요한 품질 변경을 최소화하는 비디오 품질 유지 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 버퍼 점유율과 비디오 품질이 높을 경우 품질 유지 기간을 길게 설정하여 높은 품질을 오래 유지한다. 실험을 통해 제안하는 기법이 평균 비디오 품질을 향상시키고 품질 변경을 최소화하여 QoE를 향상시키는 것을 확인하였다.

Recently, Hypertext Transfer Protocol (HTTP) adaptive streaming service is attracting attention. The existing quality adaptive scheme of HTTP adaptive streaming service adjusts the video quality according to the network bandwidth or the client buffer size. However, the problem with the existing quality adaptive scheme is the QoE (Quality of Experience) degradation caused by the unnecessary quality change that occurs due to frequent bandwidth change or fixed buffer threshold. We propose a video quality maintenance scheme that improves average video quality and minimizes unnecessary quality change in order to improve the QoE of HTTP adaptive streaming service in the changing network environment. The proposed scheme maintains high quality for a long time by setting the quality maintenance duration to be long when buffer occupancy and video quality are high. The experimental results show that the proposed scheme improves QoE by improving the average video quality and minimizing the quality change.

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) 적응적 스트리밍은 네트워크 변화에 적응적으로 비디오 품질을 조절한다. HTTP 적응적 스트리밍은 TCP (Transmission Control Protocol)를 기반으로 비디오를 전송하기 때문에 높은 지연을 갖는 네트워크에서 가용대역폭을 부정확하게 측정하여 불필요하게 비디오 품질을 조절한다. 본 논문에서는 HTTP 적응적 스트리밍 서비스의 품질 향상과 부드러운 재생을 위해 버퍼 기반의 비디오 품질 조절 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 지연을 고려한 스트리밍 모델을 통한 정확한 가용대역폭 측정, 불필요한 품질 조절을 방지하기 위한 비디오 품질의 유지 가능성 계산, 버퍼상태에 적응적으로 비디오를 요청할 시간을 결정함으로써 비디오 품질을 조절한다. 시뮬레이션을 통해 제안한 기법이 높은 지연을 갖는 네트워크에서 HTTP 적응적 스트리밍 서비스의 품질을 향상시키고 부드럽게 비디오 품질을 조절하는 것을 확인하였다.

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) Adaptive Streaming is gaining attention because it changes bitrates to adapt changing network conditions. Since HAS (HTTP Adaptive Streaming) client downloads the video data based on TCP (Transmission Control Protocol), it estimates incorrectly the available bandwidth and leads to an unnecessary video quality change in long-delay networks. In this paper, we propose a buffer-based quality control scheme in order to improve the service quality and smooth playback in the HAS. The proposed scheme estimates accurately the available bandwidth based on a modified streaming model that considers network delay. It also calculates the sustainability of the video quality to prevent an unnecessary quality change and determines the inter-request time on the basis of the buffer status. Through the simulation, we prove that our scheme improves the QoS (Quality of Service) of the HAS service and controls the video quality smoothly in long-delay networks.

다수의 클라이언트가 대역폭을 공유해 스트리밍 서비스를 받는 경우 HTTP 적응적 스트리밍(HTTP Adaptive Streaming)은 세그먼트 요청의 ON-OFF 패턴으로 인해 대역폭을 부정확하게 측정하는 문제가 있다. ON-OFF 패턴으로 인한 문제를 해결하기 위해 제안된 PANDA (Probe AND Adapt)는 목표 대역폭을 증가시키면서 요청할 세그먼트의 품질을 결정한다. 하지만 목표 대역폭을 고정된 양만큼 증가시키기 때문에 대역폭 활용도가 낮고 대역폭 변화에 느리게 반응하는 문제가 있다. 본 논문에서는 PANDA의 낮은 대역폭 활용도와 느린 반응성을 개선하기 위한 비디오 품질 조절 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 세그먼트 다운로드 시간과 요청 간격을 비교해 대역폭 활용도를 판단한 후 대역폭 활용도에 따라 목표 대역폭을 증가시키는 양을 조절한다. 실험을 통하여 제안하는 기법이 대역폭을 충분히 활용하고 대역폭 변화에 빠르게 반응하는 것을 확인하였다.

When multiple clients share bandwidth and receive a streaming service, HTTP Adaptive Streaming has a problem in that the bandwidth is measured inaccurately due to the ON-OFF pattern of the segment request. To solve the problem caused by the ON-OFF pattern, the proposed PANDA (Probe AND Adapt) determines the quality of the segment to be requested while increasing the target bandwidth. However, since the target bandwidth is increased by a fixed amount, there is a problem in low bandwidth utilization and a slow response to changes in bandwidth. In this paper, we propose a video quality control scheme that improves the low bandwidth utilization and slow responsiveness of PANDA. The proposed scheme adjusts the amount of increase in the target bandwidth according to the bandwidth utilization after judging the bandwidth utilization by comparing the segment download time and the request interval. Experimental results show that the proposed scheme can fully utilize the bandwidth and can quickly respond to changes in bandwidth.

최근 높은 품질의 멀티미디어 콘텐츠를 제공하고 급증하는 트래픽을 처리하기 위해 HTTP 적응적 스트리밍이 등장하였다. HTTP 적응적 스트리밍 서비스의 QoE (Quality of Experience; 사용자 체감 품질)를 향상시키기 위해서는 평균적인 비디오 품질을 최대화해야 하며 품질 변경 주기, 품질 감소 폭, 그리고 끊김 현상을 최소화해야 한다. 최근 제안되었던 HTTP 적응적 스트리밍의 품질 조절 알고리즘들은 QoE 관련 특성을 세밀하게 고려하지 않아 높은 QoE를 제공하기 어렵다. 본 논문에서는 HTTP 적응적 스트리밍의 QoE 향상을 위해 SQA (Smooth Quality Adaptation) 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 일정 기간 품질을 유지하고 비디오 품질의 급격한 감소를 방지함으로써 부드러운 사용자 체감 품질을 제공한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 알고리즘이 대역폭 감소 구간에서 품질 변경 폭을 감소시키고 품질 변경을 최소화하는 것을 확인하였다.

HTTP adaptive streaming has recently emerged to handle the rapidly growing traffic and to provide high quality multimedia contents. To improve the QoE (Quality of Experience) for HTTP adaptive streaming service, the average video bitrate should be maximized, and the video switching frequency (difference of bitrate between adjacent segments) and video stalling events need to be minimized. The recently proposed quality adaptation algorithms for HTTP adaptive streaming do not provide high QoE, since detailed QoE factors such as video switching frequency and bitrate difference of adjacent segments, are not considered. In this paper, we propose a SQA (Smooth Quality Adaptation) algorithm to improve the user QoE. The proposed algorithm provides the smoothed QoE, such that it minimizes the unnecessary video switching events by maintaining the quality in a certain period, thus minimizing the bitrate difference of adjacent segments. Through simulation, we confirm that the proposed algorithm reduces the unnecessary switching events, and prevents the sudden decrease in video quality.

최근 HTTP 적응적 스트리밍 서비스에서 다중 경로를 사용하여 QoE를 향상시키는 기법에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 다중 경로의 대역폭을 집합하면 대역폭 변동의 편차가 커져서 단일 경로를 사용할 때보다 빈번한 품질 변경이 발생하고 다중 경로를 통해 수신하는 세그먼트의 다운로드 시간이 달라 세그먼트를 재정렬 하는 시간이 추가로 필요하다. 본 논문에서는 기존 다중 경로 기반 HTTP 적응적 스트리밍 서비스의 문제점을 완화하여 QoE를 향상시키기 위한 다중 경로 기반 전송률 조절 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 세그먼트의 재정렬 문제를 완화하기 위해 부분 세그먼트 (Partial Segment) 기반 스케줄링을 수행하며 빈번한 품질 변경을 방지하기 위해 각 경로의 대역폭 차이를 고려하여 예측된 대역폭을 평활화한다. 실험을 통해 제안하는 기법이 평균 비디오 품질을 높이고 품질 변경 빈도를 줄여 QoE를 향상시키는 것을 확인하였다.

Recently, there have been many studies on schemes for improving the quality of experience (QoE) by using multipath in HTTP adaptive streaming service. However, when the bandwidths of the multipath are aggregated, the variation of the bandwidth fluctuation increases, so that a quality change occurs more frequently than when a single path is used; it takes time to reorder the segments due to different download times of the segments received through the multipath. In this paper, we propose a multipath-based rate control scheme to improve QoE by mitigating the problems of existing multipath-based HTTP adaptive streaming services. The proposed scheme performs partial segment-based scheduling to mitigate the segment reordering problem and smooths the predicted bandwidth by considering the bandwidth difference of each path to prevent frequent quality changes. Experimental results show that the proposed scheme improves QoE by increasing the average video quality and reducing the frequency of quality changes.

최근 HTTP 적응적 스트리밍 서비스가 주목 받고 있다. HTTP 적응적 스트리밍 서비스는 TCP를 기반으로 데이터를 전송하기 때문에 빈번한 비디오 품질 변화가 발생하여 사용자 체감품질이 감소되는 문제가 있다. 따라서 사용자 체감품질을 향상시키기 위해서는 평활도(Smoothness)를 고려한 비디오 품질 조절 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 HTTP 적응적 스트리밍 서비스의 사용자 체감품질을 향상시키기 위해 SR-HAS(Smooth Rate Adaptation for HTTP Adaptive Streaming) 기법을 제안한다. SR-HAS 기법은 MSD(Media Segment Duration), SFT(Segment Fetch Time) 그리고 클라이언트의 버퍼 상태를 고려하여 비디오 품질을 조절함으로써 품질 변화를 감소시킨다. 실험 결과를 통해 본 논문에서 제안한 SR-HAS기법이 HTTP 적응적 스트리밍 서비스에서 사용자 체감품질을 향상시키는 것을 확인하였다.

Recently, HTTP adaptive streaming service is gaining attention. Since the HTTP adaptive streaming service is based on TCP, it reduces the QoE(Quality of Experience) due to the frequent changes of video quality. Therefore, it is necessary to study the video quality control method that takes into account the smoothness in order to improve the QoE in HTTP adaptive streaming services. In this paper, we propose a SR-HAS(Smooth Rate Adaptation for HTTP Adaptive Streaming) scheme in order to improve the QoE in HTTP adaptive streaming services. The SR-HAS scheme reduces the changes of quality by adjusting the video quality based on MSD(Media Segment Duration), SFT(Segment Fetch Time) and the buffer state of client. Through the simulation results, we prove that our scheme improves the QoE in HTTP adaptive streaming services.

최근 HTTP 적응적 스트리밍 서비스의 표준인 DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)를 기반으로 하는 비디오 스트리밍 서비스의 QoE(Quality of Experience) 향상을 위해 비디오 품질 조절 기법들이 연구되고 있다. 그러나 기존 기법들은 비디오의 VBR(Variable Bitrate) 특성에 대한 고려가 부족하여 불필요한 품질 변화로 인해 QoE가 저하되는 문제를 발생시킨다. 본 논문에서는 세그먼트 특성을 기반으로 품질을 조절하는 SC-DASH(Segment Characteristics-based DASH)를 제안한다. SC-DASH는 다음에 요청할 세그먼트의 크기, 세그먼트 처리량, 그리고 버퍼 점유율을 기반으로 비디오 품질을 조절하여 불필요한 품질 변화가 발생하는 것을 방지한다. 실험 결과를 통해 SC-DASH가 기존 기법보다 불필요한 품질 변화를 감소시킴으로써 QoE를 향상시키는 것을 확인하였다.

Recently, the video quality control schemes for the improvement of the QoE (Quality of Experience) of video streaming services that are based on DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP), which is a standard of HTTP adaptive streaming (HAS) services, have been studied. However, the problem of the existing schemes is the degradation that is due to unnecessary quality changes because the VBR (Variable Bitrate) characteristics of the video are not considered. In this paper, we propose a SC-DASH (Segment Characteristics-based DASH) which controls the video quality based on the segment characteristics. The SC-DASH can prevent the occurrence of the unnecessary quality changes by controlling the video quality based on the size of the next segment, the segment throughput, and the buffer occupancy. The experiment results showed that the SC-DASH improves the QoE by reducing the unnecessary quality changes compared with the existing quality control schemes.

실감 미디어의 발전에 의해 시청자의 QoE를 보장하기 위해 다양한 스트리밍 기술에 대한 연구가 진행되고 있다. HTTP 적응적 스트리밍은 그 대표적인 예이며 HTTP/1.1과 TCP 기반으로 이루어져 있다. 해당 프로토콜들은 웹 페이지 대기 시간을 증가시키고 영상의 지연을 불어일으키는 원인의 하나로 대두되고 있다. 따라서 본 논문에서는 다양한 전송 프로토콜과 HTTP의 발전과정에 대해 분석한 후 UDP 기반의 전송프로토콜인 QUIC과 HTTP/2를 MPEG-DASH 시스템에 적용한 QUIC-DASH 시스템을 제안한다. 실험을 통해 해당 QUIC-DASH 시스템은 LTE 환경의 전송 속도 측면에서 기존의 시스템보다 최적의 성능 제공 가능성을 확인하였다. 또한, 더 나은 성능을 위해 다양한 차후 연구에 대해 제안한다.

Various streaming technologies are being studied to guarantee the QoE of viewers due to the development of realistic media. HTTP adaptive streaming is a typical example, and it is based on HTTP / 1.1 and TCP. These protocols have become one of the causes of delaying the image delay and increasing the waiting time of web pages. Therefore, in this paper, we propose a QUIC-DASH system applying the UDP-based transmission protocols QUIC and HTTP / 2 to the MPEG-DASH system after analyzing various transmission protocols and development process of HTTP. Through experiments, the QUIC-DASH system confirmed the possibility of providing optimal performance in terms of transmission speed of LTE environment than existing system. We also suggest various future studies for better performance.

오늘날 QoS/QoE 기술의 일환인 HTTP를 활용한 동적 적응적 스트리밍 기술이 이슈화 되고 있다. 본 논문에서는 HTTP를 활용한 동적 적응적 스트리밍 기술에 대해 연구하였다. 이를 기반으로 HTTP를 활용한 동적 적응적 스트리밍 시스템을 설계 및 구현하였다. 본 시스템에서는 MPEG2-TS 파일에 대해 비트율별 변환, 일정 시간 별 Segment의 분할, 앞에서의 파일들을 참고하여 최종적으로 전송에서 활용되는 MPD(Media Presentation Description) File의 생성과 서버와 클라이언트 간의 스트리밍에 대해 HTTP를 활용한 동적이고 적응적인 네트워크 환경에서의 비트율별 스트리머로 구성된다. 이는 불특정 다수의 네트워크 환경에서 끊김없는 지속적인 영상의 재생을 위한 다양한 스트리밍 분야와 멀티미디어 분야에 활용될 것이다.

Nowadays QoS / QoE using technology as part of HTTP, dynamic adaptive streaming technology that became a big issue. In this paper, using HTTP, dynamic adaptive streaming technology is introduced. This dynamic adaptive streaming using HTTP-based system design and implementation. In this system, a number of MPEG2-TS file bitrate's conversion of image quality, a certain amount of time by the division of Segment, standing before the final note of the files that are used in transmission MPD (Media Presentation Description) File creation and streaming between servers and clients using HTTP to a dynamic and adaptive network environment consists of bitrate's streamers. In a network environment in which an unspecified number of seamless continuous playback of video streaming for a variety of sectors and will be utilized in the field of multimedia.