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콘텐츠를 다양한 비트율로 인코딩하며 각 품질(bitrate) 별 콘텐츠를 byte 단위의 세그먼트로 분할하고 콘텐츠의 정보를 표현하는 매니패스트 파일을 저장하며, 미디어 콘텐츠를 저장하며, 레이트 적응 방식을 사용하여 콘텐츠-인지 접근 방식의 적응적 스트리밍 서비스를 제공하는 서버; 및 적응적 스트리밍 서비스의 체감 품질(QoE, Quality of Experience)을 향상하기 위해, 클라이언트가 상기 서버로 매니패스트 파일을 요청하고 상기 서버로부터 상기 매니패스트 파일을 수신하면 각 품질 별 콘텐츠의 위치와 세그먼트의 실제 크기, 재생 길이의 정보를 인지하며, 상기 서버로부터 세그먼트들을 다운로드 할 때마다 세그먼트의 크기를 사용해 네트워크 대역폭을 측정하며, 대역폭 측정 모듈과 버퍼에서 제공하는 정보를 기반으로 다음에 요청할 세그먼트의 품질(bitrate)을 결정하며, 품질 적응 모듈에서 선택한 품질(bitrate)의 세그먼트에 해당하는 바이트를 요청하는 클라이언트를 포함하며, 상기 적응적 스트리밍 서비스에서 체감 품질(QoE)을 향상시키기 위해 콘텐츠 특성 기반 스트리밍 시에 서버로 요청할 세그먼트의 크기, 네트워크 대역폭, 및 버퍼 점유율을 고려하여 비디오 품질(bitrate)을 조절하고, 상기 콘텐츠 특성은 요청할 세그먼트의 크기, 네트워크 대역폭, 및 버퍼 점유율을 포함하는, 적응적 스트리밍 서비스의 체감 품질 향상을 위한 콘텐츠 특성 기반 스트리밍 시스템
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제1항에 있어서, 상기 매니패스트 파일은 각 품질(bitrate) 별 콘텐츠의 위치와 바이트 범위가 포함되어 있으며, 상기 클라이언트로부터 상기 서버로 상기 매니패스트 파일을 요청하고 이에 대한 응답으로 상기 서버로부터 상기 매니패스트 파일을 수신하면 각 품질 별 콘텐츠의 위치와 세그먼트의 실제 크기, 재생 길이의 정보를 인지하는, 적응적 스트리밍 서비스의 체감 품질 향상을 위한 콘텐츠 특성 기반 스트리밍 시스템
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제1항에 있어서, 상기 클라이언트는 상기 서버로부터 세그먼트들을 다운로드 할 때마다 세그먼트의 크기를 사용하여 네트워크 대역폭을 측정하는 대역폭 측정 모듈; 상기 대역폭 측정 모듈과 버퍼에서 제공하는 정보를 기반으로 다음에 요청할 세그먼트의 품질을 결정하는 품질 적응 모듈; 상기 품질 적응 모듈에서 선택한 품질(bitrate)의 세그먼트에 해당하는 바이트를 요청하는 세그먼트 요청 모듈; 및 각 세그먼트들을 상기 서버로부터 다운로드 할 때마다, 세그먼트의 재생 길이만큼 버퍼 점유량을 증가시키며, 버퍼 점유율과 버퍼 충전 속도를 산출하는 버퍼; 를 포함하는 적응적 스트리밍 서비스의 체감 품질 향상을 위한 콘텐츠 특성 기반 스트리밍 시스템
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제1항에 있어서, 상기 클라이언트가 측정한 버퍼 충전 속도(γi)와 버퍼 점유율(βi)을 기반으로 품질 조절 구간은 품질(bitrate)을 급격하게 증가시키는 품질 급증 구간(Aggressive Switch Up), 품질(bitrate)을 한 단계씩 증가시키는 보수적 품질 증가 구간(Conservative Switching), 그리고 품질을 감소시키는 품질 감소 구간(Switch Down)으로 구분되며, 각 품질 조절 구간은 현재 버퍼 점유율에 따른 두 가지의 품질 조절 임계치에 따라 구분되는, 적응적 스트리밍 서비스의 체감 품질 향상을 위한 콘텐츠 특성 기반 스트리밍 시스템
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제5항에 있어서, 상기 품질 급증 구간에서는 상기 서버로부터 최근 다운로드 한 세그먼트의 버퍼 충전 속도가 충분히 커 버퍼 점유율이 증가하게 되는 경우, 대역폭 효율을 증가시키고 체감 품질(QoE)을 향상시키기 위해 품질 증가를 수행하며, 품질 증가를 위해 버퍼 점유율이 높을 경우와 낮을 경우에 따라 목표 비트율을 설정하며, 목표 품질로 이전 세그먼트의 비트율보다 크고 목표 비트율보다 작은 비트율을 갖는 품질 중 최대 품질(bitrate)을 선택하는 단계; 상기 보수적 품질 증가 구간은 불필요한 품질 변경에 따른 체감 품질의 저하를 최소화하고 대역폭 효율을 증가시키기 위해 이전 세그먼트의 품질에서 한 단계씩 품질을 증가시키는 단계; 및 상기 품질 감소 구간에서는 최근 다운로드 한 세그먼트의 버퍼 충전 속도가 작아 버퍼 점유율이 감소하여 재생 끊김이 발생할 가능성이 높아지는 경우, 네트워크 대역폭과 다음 세그먼트의 비트율을 기반으로 목표 비트율을 설정하여 품질 감소를 수행하며, 급격한 품질 감소를 최소화하고 안정적인 스트리밍 서비스를 제공하기 위해 버퍼 점유율이 높을수록 이전 세그먼트와의 품질 차이를 작게 유지할 수 있도록 목표 비트율을 설정하며 버퍼 점유율이 낮을 경우에는 급격하게 감소하는 네트워크 대역폭에 빠르게 반응하기 위해 측정된 네트워크 대역폭에 더 큰 가중치를 반영하여 목표 비트율을 설정하는 단계를 포함하며, 상기 목표 품질은 목표 비트율보다 작으면서 가장 큰 비트율(bitrate)을 갖는 품질로 설정하며 버퍼 점유율이 높을 경우 목표 품질(bitrate)을 이전 세그먼트의 품질(bitrate)보다 한 단계 낮은 품질(bitrate)로 설정하고, 버퍼 점유율이 낮을 경우에는 네트워크 대역폭보다 낮은 비트율의 품질(bitrate)로 설정하는, 적응적 스트리밍 서비스의 체감 품질 향상을 위한 콘텐츠 특성 기반 스트리밍 시스템
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제1항에 있어서, 상기 레이트 적응 방식(rate adaptation scheme)은 i) 네트워크 대역폭 추정(estimation), ⅱ) 예상(expectation), 및 ⅲ) 적응(adaptation) 단계를 포함하며, i) 추정 단계에서, 상기 매니패스트 파일로부터의 실제 세그먼트 정보를 사용하여 세그먼트 처리량(segment throughput)을 측정하며, 비디오 세그먼트의 다운로드 말미에, 알고리듬은 식(2)와 같이 네트워크 대역폭(network bandwidth)을 추정하며, (2)여기서, d[n]은 n번째 세그먼트의 다운로드 듀레이션(download durationofthen-th segment), Bk[n]은 n번째 세그먼트의 최종 바이트이며, k는 비디오 품질(bitrate)의 레벨, x'[n]은 네트워크 처리량(throughput)이며, 플레이아웃 버퍼 길이 b[n]은 버퍼 필링 레이트(buffer filling rate) 및 버퍼 드레이닝 레이트(buffer draining rate)를 사용하여 식(3)으로 모델링되며, (3)여기서, b[n]은 버퍼의 시간에 따른 변화량, λ[n]은 클라이언트 버퍼에 세그먼트들이 들어오는 버퍼 필링 레이트(buffer filling rate), μ[n]은 클라이언트 버퍼로부터 세그먼트들이 나가는 버퍼 드레이닝 레이트(buffer draining rate)이며, 버퍼 필링 레이트 λ는 간소하게 χ'[n]/r[n]으로 모델링될 수 있으며, 버퍼 드레이닝 레이트 μ는 비디오가 플레이중일 때는 1이고, 반면 비디오 플레이백이 중지할 때 μ는 0이며, 평균 비디오 비트레이트가 가용 대역폭보다 낮다고 가정하면, λ가 1보다 높기 때문에 플레이아웃 버퍼 길이는 증가하고, ⅱ) 예상 단계에서, 제안되는 방식은 다음 비디오 세그먼트를 이용하여 장래 버퍼 점유를 추정하여 버퍼 언더플로 및 오버플로를 방지하며, ⅲ) 적응 단계에서, 버퍼의 버퍼링 영역에 기초하여 비디오 비트레이트를 결정하며, (4)여기서, r[n+1]은 n+1번째 비디오 세그먼트의 비트레이트, r[n]은 n번째 비디오 세그먼트의 비트레이트, Rk는 정의된 비디오의 품질(bitrate), β는 b[n+1] 대 bmax의 비 이며, 비트레이트 발진을 최소화하기 위해, 항상 현재의 비트레이트에 인접한 비트레이트를 선택하며, 상기 적응 단계는 식(4)로부터 계산되는 다음 비디오 비트레이트에 의해 결정되며, 비디오 비트레이트를 매끄럽게 변화시킴으로써 시스템의 안정성을 개선하는, 적응적 스트리밍 서비스의 체감 품질 향상을 위한 콘텐츠 특성 기반 스트리밍 시스템
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제1항에 있어서, 상기 콘텐츠-인지 접근 방식의 적응적 스트리밍 서비스를 제공하는 서버가 VBR 비디오 콘텐츠를 스트리밍할 때, 실제 세그먼트의 크기를 사용하여 네트워크 상태를 추정하고 미래 버퍼 점유(future bufferoccupancy)에 기초하여 그 세그먼트들의 비트레이트(bitrate)를 적응시키는, 적응적 스트리밍 서비스의 체감 품질 향상을 위한 콘텐츠 특성 기반 스트리밍 시스템
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(a) 클라이언트가 콘텐츠-인지 접근 방식의 적응적 스트리밍 서비스를 제공하는 서버로 매니패스트 파일을 요청하여, 상기 서버로부터 상기 클라이언트로 매니패스트 파일을 다운로드 하는 단계; (b) 상기 클라이언트가 스트리밍을 시작하기 전에 각 품질(bitrate) 별 콘텐츠의 해당 세그먼트의 순서에 따른 바이트를 상기 서버로 요청하며, 상기 클라이언트가 상기 서버로부터 요청한 매니패스트 파일을 다운로드 받은 후 첫 번째 세그먼트를 요청하여 다운로드 받으면 콘텐츠의 메타데이터 박스를 분석하며, 상기 클라이언트가 레이트 적응 방식을 사용하여 상기 매니패스트 파일로부터의 실제 세그먼트 정보를 사용하여 세그먼트 처리량(segment throughput)을 측정하며, 비디오 세그먼트의 다운로드 말미에, 네트워크 대역폭을 추정하는 i) 추정(estimation), ⅱ) 예상(expectation), 및 ⅲ) 적응(adaptation)하는 단계; 및 (c) 상기 콘텐츠-인지 접근 방식의 적응적 스트리밍 서비스를 제공하는 서버가 VBR 비디오 콘텐츠를 스트리밍할 때, 상기 클라이언트가 영상의 데이터가 포함된 세그먼트를 서버로부터 다운로드 받으면서 버퍼링되며 네트워크 대역폭과 버퍼가 충전되는 속도를 측정하고 버퍼 점유율과 네트워크 대역폭을 기반으로 비디오 품질(bitrate)을 조절하는 단계를 포함하며, 상기 적응적 스트리밍 서비스에서 체감 품질(QoE)을 향상시키기 위해 콘텐츠 특성 기반 스트리밍 시에 서버로 요청할 세그먼트의 크기, 네트워크 대역폭, 및 버퍼 점유율을 고려하여 비디오 품질(bitrate)을 조절하고, 상기 콘텐츠 특성은 요청할 세그먼트의 크기, 네트워크 대역폭, 및 버퍼 점유율을 포함하는 적응적 스트리밍 서비스의 체감 품질 향상을 위한 콘텐츠 특성 기반 스트리밍 방법
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제9항에 있어서, 상기 매니패스트 파일은 각 품질(bitrate) 별 콘텐츠의 위치와 바이트 범위가 포함되어 있으며, 상기 클라이언트로부터 상기 서버로 상기 매니패스트 파일을 요청하고 이에 대한 응답으로 상기 서버로부터 상기 매니패스트 파일을 수신하면 각 품질 별 콘텐츠의 위치와 세그먼트의 실제 크기, 재생 길이의 정보를 인지하는, 적응적 스트리밍 서비스의 체감 품질 향상을 위한 콘텐츠 특성 기반 스트리밍 방법
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제9항에 있어서,상기 단계 (b)에서 상기 메타데이터 박스는 각 세그먼트의 바이트 위치와 범위, 및 재생 길이가 모두 포함되어 있기 때문에, 상기 클라이언트에서 각 세그먼트의 마지막 바이트 위치를 따로 분석하지 않아도 각 세그먼트의 실제 바이트 크기를 알 수 있는, 적응적 스트리밍 서비스의 체감 품질 향상을 위한 콘텐츠 특성 기반 스트리밍 방법
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제9항에 있어서, 상기 클라이언트가 측정한 버퍼 충전 속도(γi)와 버퍼 점유율(βi)을 기반으로 품질 조절 구간은 품질(bitrate)을 급격하게 증가시키는 품질 급증 구간(Aggressive Switch Up), 품질(bitrate)을 한 단계씩 증가시키는 보수적 품질 증가 구간(Conservative Switching), 그리고 품질을 감소시키는 품질 감소 구간(Switch Down)으로 구분되며, 각 품질 조절 구간은 현재 버퍼 점유율에 따른 두 가지의 품질 조절 임계치에 따라 구분되는, 적응적 스트리밍 서비스의 체감 품질 향상을 위한 콘텐츠 특성 기반 스트리밍 방법
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제13항에 있어서, 상기 품질 급증 구간에서는 상기 서버로부터 최근 다운로드 한 세그먼트의 버퍼 충전 속도가 충분히 커 버퍼 점유율이 증가하게 되는 경우, 대역폭 효율을 증가시키고 체감 품질(QoE)을 향상시키기 위해 품질 증가를 수행하며, 상기 품질 증가를 위해 버퍼 점유율이 높을 경우와 낮을 경우에 따라 목표 비트율을 설정하며, 목표 품질로 이전 세그먼트의 비트율보다 크고 목표 비트율보다 작은 비트율을 갖는 품질 중 최대 품질(bitrate)을 선택하는 단계; 상기 보수적 품질 증가 구간은 불필요한 품질 변경에 따른 체감 품질의 저하를 최소화하고 대역폭 효율을 증가시키기 위해 이전 세그먼트의 품질에서 한 단계씩 품질을 증가시키는 단계; 및 상기 품질 감소 구간에서는 최근 다운로드 한 세그먼트의 버퍼 충전 속도가 작아 버퍼 점유율이 감소하여 재생 끊김이 발생할 가능성이 높아지는 경우, 네트워크 대역폭과 다음 세그먼트의 비트율을 기반으로 목표 비트율을 설정하여 품질 감소를 수행하며, 급격한 품질 감소를 최소화하고 안정적인 스트리밍 서비스를 제공하기 위해 버퍼 점유율이 높을수록 이전 세그먼트와의 품질 차이를 작게 유지할 수 있도록 목표 비트율을 설정하며 버퍼 점유율이 낮을 경우에는 급격하게 감소하는 네트워크 대역폭에 빠르게 반응하기 위해 측정된 네트워크 대역폭에 더 큰 가중치를 반영하여 목표 비트율을 설정하는 단계를 포함하며, 상기 목표 품질은 목표 비트율보다 작으면서 가장 큰 비트율(bitrate)을 갖는 품질로 설정하며 버퍼 점유율이 높을 경우 목표 품질(bitrate)을 이전 세그먼트의 품질(bitrate)보다 한 단계 낮은 품질(bitrate)로 설정하고, 버퍼 점유율이 낮을 경우에는 네트워크 대역폭보다 낮은 비트율의 품질(bitrate)로 설정하는, 적응적 스트리밍 서비스의 체감 품질 향상을 위한 콘텐츠 특성 기반 스트리밍 방법
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제9항에 있어서, 상기 레이트 적응 방식(rate adaptation scheme)은 i) 네트워크 대역폭 추정(estimation), ⅱ) 예상(expectation), 및 ⅲ) 적응(adaptation) 단계를 포함하며, i) 추정 단계에서, 상기 매니패스트 파일로부터의 실제 세그먼트 정보를 사용하여 상기 세그먼트 처리량(segment throughput)을 측정하며, 비디오 세그먼트의 다운로드 말미에, 알고리듬은 식(2)와 같이 네트워크 대역폭(network bandwidth)을 추정하며, (2)여기서, d[n]은 n번째 세그먼트의 다운로드 듀레이션(download durationofthe n-th segment), Bk[n]은 n번째 세그먼트의 최종 바이트이며, k는 비디오 품질(bitrate)의 레벨, x'[n]은 네트워크 처리량(throughput)이며, 플레이아웃 버퍼 길이 b[n]은 버퍼 필링 레이트(buffer filling rate) 및 버퍼 드레이닝 레이트(buffer draining rate)를 사용하여 식(3)으로 모델링되며, (3)여기서, b[n]은 버퍼의 시간에 따른 변화량, λ[n]은 클라이언트 버퍼에 세그먼트들이 들어오는 버퍼 필링 레이트(buffer filling rate), μ[n]은 클라이언트 버퍼로부터 세그먼트들이 나가는 버퍼 드레이닝 레이트(buffer draining rate)이며, 버퍼 필링 레이트 λ는 간소하게 χ'[n]/r[n]으로 모델링될 수 있으며, 버퍼 드레이닝 레이트 μ는 비디오가 플레이중일 때는 1이고, 반면 비디오 플레이백이 중지할 때 μ는 0이며, 평균 비디오 비트레이트가 가용 대역폭보다 낮다고 가정하면, λ가 1보다 높기 때문에 플레이아웃 버퍼 길이는 증가하고, ⅱ) 예상 단계에서, 제안되는 방식은 다음 비디오 세그먼트를 이용하여 장래 버퍼 점유를 추정하여 버퍼 언더플로 및 오버플로를 방지하며, ⅲ) 적응 단계에서, 버퍼의 버퍼링 영역에 기초하여 비디오 비트레이트를 결정하며, (4)여기서, r[n+1]은 n+1번째 비디오 세그먼트의 비트레이트, r[n]은 n번째 비디오 세그먼트의 비트레이트, Rk는 정의된 비디오의 품질(bitrate), β는 b[n+1] 대 bmax의 비 이며, 비트레이트 발진을 최소화하기 위해, 항상 현재의 비트레이트에 인접한 비트레이트를 선택하며, 상기 적응 단계는 식(4)로부터 계산되는 다음 비디오 비트레이트에 의해 결정되며, 비디오 비트레이트를 매끄럽게 변화시킴으로써 시스템의 안정성을 개선하는, 적응적 스트리밍 서비스의 체감 품질 향상을 위한 콘텐츠 특성 기반 스트리밍 방법
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제9항에 있어서, 상기 콘텐츠-인지 접근 방식의 적응적 스트리밍 서비스를 제공하는 서버가 VBR 비디오 콘텐츠를 스트리밍할 때, 실제 세그먼트의 크기를 사용하여 네트워크 상태를 추정하고 미래 버퍼 점유(future buffer occupancy)에 기초하여 그 세그먼트들의 비트레이트(bitrate)를 적응시키는, 적응적 스트리밍 서비스의 체감 품질 향상을 위한 콘텐츠 특성 기반 스트리밍 방법
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