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WO2022250351A1 - 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템 및 방법 - Google Patents

초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템 및 방법 Download PDF

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Publication number
WO2022250351A1
WO2022250351A1 PCT/KR2022/006956 KR2022006956W WO2022250351A1 WO 2022250351 A1 WO2022250351 A1 WO 2022250351A1 KR 2022006956 W KR2022006956 W KR 2022006956W WO 2022250351 A1 WO2022250351 A1 WO 2022250351A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
video signal
caster
video
server
encoder
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/006956
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이상훈
김학경
박수현
Original Assignee
주식회사 쿠오핀
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 쿠오핀 filed Critical 주식회사 쿠오핀
Publication of WO2022250351A1 publication Critical patent/WO2022250351A1/ko
Priority to US18/519,109 priority Critical patent/US20240236386A9/en

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    • H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/234—Processing of video elementary streams, e.g. splicing of video streams or manipulating encoded video stream scene graphs
    • H04N21/2343—Processing of video elementary streams, e.g. splicing of video streams or manipulating encoded video stream scene graphs involving reformatting operations of video signals for distribution or compliance with end-user requests or end-user device requirements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N21/64—Addressing
    • H04N21/6405—Multicasting

Definitions

  • the present invention relates to an ultra-low-latency video transmission platform system and method for transmitting end-to-end video in real time under a wired/wireless Internet network environment. More specifically, it relates to a video transmission platform system and method capable of providing an ultra-low latency service anywhere and anytime where the Internet is connected by transmitting video in real time through mobile or wired internet network communication.
  • 5G which enables the fourth industrial revolution, uses an ultra-high frequency band of 28 GHz and has a maximum download speed of 20 Gbps.
  • 'Hyper-connectivity' means that information and communication technology penetrates deep into everyday life and all objects are closely connected to human life like a spider's web
  • 'Ultra-Low Latency' refers to things In communication, end-to-end video transfer time is at the level of several tens of milliseconds or less.
  • the conventional video transmission platform (or system) performs only a simple role of relaying end-to-end video transmission through buffering, so there is a problem of not being able to transmit and receive video in real time due to frequent delays.
  • the present invention was created to solve the problems related to the conventional video transmission platform (or system), and enables end-to-end video transmission with ultra-low delay to prevent interruption due to delay, , the purpose is to transmit and receive images in real time.
  • An ultra-low-latency real-time video transmission platform system includes a caster unit 100 encoding video signals provided from one or more video sources 110 and transmitting the video signals through a network communication network; a platform server 200 providing the video signal transmitted from the caster unit 100 in a streaming manner; and a user terminal 300 receiving the video signal from the platform server 200 in a streaming manner.
  • the caster unit 100 includes one or a plurality of image sources 110 such as a camera, computer, set-top box, PC, and the like; an encoder 120 that receives and encodes the video signal provided from the video source 110; and a caster (Agent, 130) for transmitting the video signal encoded by the encoder 120 to the platform server 200 or directly to the user terminal 300 through a network communication network.
  • image sources 110 such as a camera, computer, set-top box, PC, and the like
  • an encoder 120 that receives and encodes the video signal provided from the video source 110
  • a caster Agent, 130
  • the encoder 120 can immediately encode and transmit the video signal to the caster 130 even if the video signal is input as a partial frame (sub-frame) in the form of a sub-slice instead of the full frame.
  • the encoder 120 is equipped with a high-speed encoder having real-time encoding performance, and is interlocked with the user terminal 300 to generate the next video signal by referring to the feedback signal for the video signal reception state received in real time from the user terminal. End-to-end delay can be reduced by enabling real-time transmission after encoding.
  • the feedback information may include at least one of network communication network state information, available data bandwidth, data loss rate, picture quality, and disconnection.
  • the encoders 120 may be provided to individually perform an encoding function for each video source 110.
  • the platform server 200 functions as a streaming device that relays video signals between the encoder 120 and the user terminal 300 and connects transmission and reception between the caster 130 and the user terminal 300. , performs a function of managing the encoder 120 connected through the caster 130, and can also perform a multimedia transcoding function.
  • the platform server 200 calculates the charge for the user account 30 in conjunction with the user terminal 300, registers one or a plurality of casters 130 as agents, and encoders connected thereto ( Users who view the video source 110 of 120) are charged based on the subscription rate plan and usage time.
  • the platform server 200 manages the connection between the encoder 120 and the user terminal 300 (session establishment and termination, monitoring, etc.).
  • the caster 130 manages one or a plurality of encoders 120 connected to it.
  • the caster 130 directly transmits the video signal encoded by the encoder 120 to the user terminal 300 in a peer-to-peer (P2P) method through a network communication network, or the platform server according to a relay stream method. 200, or can be transmitted by selecting one of the two methods as a path.
  • P2P peer-to-peer
  • P2P Peer-to-Peer
  • P2P Peer-to-Peer
  • the caster 130 can simultaneously transmit and store the video signal stream to the storage server 400 connected to the network.
  • user billing is an administrator account (10); It includes an operator account 20 and a user account 30 .
  • the operator has the authority to register the caster 130, encoder 120, and user account 30, and connect the user account 30 to the encoder 120.
  • the operator can register, delete, or cancel casters/encoders/users in the platform server 200 by receiving authority from the manager.
  • the user can see only the video source 110 connected to the encoder 120 connected by the operator.
  • the administrator has the authority to manage the platform system 200 and to register, delete, or cancel operators, casters, encoders, and users in the platform.
  • an ultra-low-latency real-time video transmission method includes the steps of encoding, by the encoder 120, video signals provided from one or a plurality of video sources 110 and transmitting them to the caster 130; Transmitting, by the caster 130, the video signal encoded by one or a plurality of encoders 120 to the platform server 200 through a network communication network; and relaying and streaming the video signal transmitted from the caster 130 to the user terminal 300 by the platform server 200 .
  • the encoding step is to encode and transmit the video signal to the caster 130 even if the video signal from the video source 110 is input as a partial frame (sub-frame) in the form of a sub-slice rather than the full frame. Include steps.
  • the encoder 120 interlocked with the user terminal 300 adjusts an encoding parameter value by referring to feedback information on the video signal reception state received in real time from the user terminal 300, A step of encoding the video signal and transmitting it to the caster 130 may be included.
  • the feedback information includes at least one of network communication network state information, data available bandwidth, data loss rate, picture quality, and disconnection, and the encoding parameter value is a compression quantum value, a bit rate, a subframe size to encode, and the number of frames per second (fps ), multicast, and group-of-pictures (GoP) values.
  • the encoding parameter value is a compression quantum value, a bit rate, a subframe size to encode, and the number of frames per second (fps ), multicast, and group-of-pictures (GoP) values.
  • the encoder 120 may further include a step of providing each image source to individually perform a function for each image source 110 .
  • the step of transmitting through the network communication network directly transmits the video signal to the user terminal 300 in a P2P (Peer-to-Peer) method, transmits the video signal to the platform server 200 in a stream relay method, or transmits the video signal in the above two methods.
  • P2P Peer-to-Peer
  • a step of selecting any one of them as a path may be further included.
  • P2P Peer-to-Peer
  • Stream relay can be transmitted through the platform server 200.
  • the platform server 200 performs a charging function for the user in conjunction with the user terminal 300, and the platform server 200 collects charging information based on usage time and rate plan from the user may further include.
  • the method may further include registering one or more casters 130 as agents and charging based on usage time and a subscription fee system of a user who accesses and views the video source 110 connected to the caster 130 .
  • a step of charging according to the number may be further included.
  • the present invention has the following effects.
  • the ultra-low-latency real-time video transmission platform system and method according to the present invention is equipped with a high-speed encoder capable of encoding in real time for each video source 110, so that the video signal is in the form of a sub-slice rather than a full frame. Even if some frames (sub-frames) are input, it is immediately encoded and transmitted to the caster 130, so that end-to-end video can be transmitted with ultra-low delay.
  • the encoder 120 is interlocked with the user terminal 300 in real time, and encoding is performed by referring to feedback information on the video signal reception state received in real time from the user terminal.
  • the next video signal can be encoded and transmitted in real time.
  • the ultra-low-latency real-time image transmission platform system and method according to the present invention enables real-time transmission of images with ultra-low latency, enabling autonomous driving, unmanned drone operation, unmanned heavy equipment operation, robot control, remote medical service, VR AR, intelligent CCTV, It has the advantage that it can be applied to various fields of the 4th industry, such as smart city factories and traffic information provision.
  • FIG. 1 is a block diagram of an ultra-low-latency real-time video transmission platform system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of an ultra-low-latency real-time video transmission platform server 200 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a billing operating system diagram of an ultra-low-latency real-time video transmission platform system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an ultra-low-delay real-time video transmission method according to an embodiment of the present invention.
  • ⁇ unit refers to a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software.
  • one "unit” is implemented as another physical/logical component, a plurality of “units” are implemented as one physical/logical component, or one "unit” is implemented as a plurality of physical/logical components. It is also possible to implement with parts.
  • These computer program instructions may also be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular way, such that the computer usable or computer readable memory
  • the instructions stored in are also capable of producing an article of manufacture containing instruction means that perform the functions described in the flowchart block(s).
  • each block(s) may represent a module, segment or portion of code that includes one or more executable instructions for executing specified logical function(s). It should also be noted that in some alternative implementations it is possible for the functions mentioned in the block(s) to occur out of order. For example, two blocks shown in succession may in fact be executed substantially concurrently, or the blocks may sometimes be executed in reverse order depending on their function.
  • FIG. 1 is a block diagram of an ultra-low-latency real-time video transmission platform system according to an embodiment of the present invention.
  • the ultra-low-latency real-time video transmission platform system of the present invention includes a caster unit 100, a platform server 200, and a user terminal 300.
  • the caster unit 100 includes a video source 110, an encoder 120, and a caster (Agent, 130), and sends the video signal encoded by the encoder 120 to the platform server 200 through a network communication network. send.
  • the image source 110 is a device such as one or a plurality of intelligent CCTV IP cameras camcorders set top boxes smartphones drones PCs, etc., by photographing a subject or background according to a user's manipulation or predefined settings. It is a device capable of acquiring a video signal (video content) corresponding to a photographing.
  • One or more encoders 120 are also included, and the video signals (video contents) input from each video source 110 are encoded at high speed and transmitted to the caster 130 .
  • the encoder 120 of the present invention even if the video signal input from the video source 110 is not a full-frame but a partial frame (sub-frame) in the form of a sub-slice is input, the remaining frames are input. It is immediately encoded and transmitted to the caster 130 without waiting. As a result, ultra-low-delay transmission is possible by reducing frame waiting time.
  • the encoder 120 is interlocked with the user terminal 300, and the encoder 120 refers to the feedback information on the video signal reception state received from the user terminal 300, adjusts the encoding parameter value, and then adjusts the encoding parameter value.
  • the video signal of is encoded and transmitted in real time.
  • the feedback information relates to video quality of service (QoS) and may include any one of network communication network state information, data available bandwidth, data loss rate, picture quality, and disconnection.
  • the encoding parameter value may include any one of a compression quantum value, a bit rate, a size of a subframe to be encoded, a number of frames per second (fps), multicast, and a group of pictures (GoP) value.
  • the encoder 120 and the user terminal 300 are interlocked to exchange real-time feedback information on video signals, thereby securing video service quality, which is a separate procedure for securing and controlling video service quality (QoS). It becomes unnecessary to perform ultra-low-latency transmission.
  • QoS video service quality
  • the encoder 120 may be provided for each video source 110 to perform an encoding function individually for ultra-low-delay transmission of video signals.
  • the encoder 120 may be built into the image source 110 and provided integrally.
  • the video signal of the same (one) encoder 120 can be copied and transmitted to a plurality of user terminals 300 by the caster 130 or the platform server 200 so that a plurality of users can view the same (one) encoder 120 video signal. .
  • the caster 130 streams the video signal encoded by one or a plurality of encoders 120 to the platform server 200 or the user terminal 300 and, in some cases, additionally to the storage server 400.
  • the caster 130 monitors the status of the encoder 120 connected to itself, and network setting values (IP address, port number, etc.) and subframe size to be encoded, bit rate, compression quantum value, frames per second (fps), GoP ( Encoding parameter values such as group of pictures) can be set and adjusted.
  • IP address, port number, etc. IP address, port number, etc.
  • subframe size to be encoded
  • bit rate bit rate
  • compression quantum value frames per second
  • GoP Encoding parameter values such as group of pictures
  • one or more casters 130 may be provided.
  • the caster 130 When the caster 130 directly transmits the video signal encoded by the encoder 120 to the user terminal 300 through a network communication network according to the service policy for the user account 30, P2P (Peer-to-Peer-to-P2P) -Peer) method, and when transmitting to the platform server 200, it is transmitted through a relay stream method, and any one of the above two methods can be selected and transmitted as a path.
  • P2P Peer-to-Peer-to-P2P
  • the P2P (Peer-to-Peer) transmission method is first tried for the stream request of the user accessing the video source 110, and the platform server is second when the P2P transmission is not smooth. It can be relayed and transmitted through (200).
  • the caster 130 can perform a charge function for the user account 30 in conjunction with the platform server 200 .
  • the caster 130 may be installed separately, built into the encoder 120 and integrally provided with the encoder, or integrally provided with the image source 110 and the encoder 120. .
  • One or a plurality of encoders 120 may be connected to and registered with the caster 130 .
  • the caster 130 may also serve as a gateway/router in network communication.
  • the platform server 200 is to provide various video signals (eg, contents such as photos, videos, applications, etc.) to the user terminal 300 in a streaming manner, and receives the video signals from the caster 130. management, and a streaming service of video signals can be provided to a plurality of user terminals 300 through a network communication network.
  • video signals eg, contents such as photos, videos, applications, etc.
  • the caster unit 100 of the present invention copies the video signal from the caster 130 or the platform server 200 so that a plurality of user terminals can view the video signal of the same (one) encoder 120. It can be transmitted to the user terminal 300 of.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of an ultra-low-latency real-time video transmission platform server 200 according to an embodiment of the present invention.
  • the ultra-low-latency real-time video transmission platform server 200 of the present invention includes an admin server 210, a CLS server (Caster Login Server, 220), a hole-punching relay server, 230, and It includes a database (DB, 240).
  • the admin server 210 manages a caster device, an operator account, an encoder device, and a user account in this video transmission platform system, receives a setting report on the devices and the accounts from the CLS server 220, and stores it in a database ( 240), and the setting information stored in the database 240 is fetched and transmitted to the CLS server 220.
  • the CLS server 220 receives a report of video signal setting and status information from the caster 130 and reports it to the administrator server 210, and sends the user terminal 300 to the hole punching relay server 230. Requests for setting information on authentication information, etc., receives it, and transmits it to the caster 130.
  • the hole punching relay server 230 transmits the video signal received from the caster 130 to the user terminal 300, and requests and confirms viewer authentication information from the database 240 for this purpose.
  • the database 240 stores and outputs the data transmitted from the administration server 210, receives a request for viewer authentication information from the hole punching relay server 230, and confirms it.
  • the platform server 200 performs a streaming function that connects transmission and reception of video signals between the caster 130 and the user terminal 300, performs a function of managing a connected user account 30, and performs multimedia transcoding ( Multimedia Transcoding) function can also be performed.
  • a streaming function that connects transmission and reception of video signals between the caster 130 and the user terminal 300, performs a function of managing a connected user account 30, and performs multimedia transcoding ( Multimedia Transcoding) function can also be performed.
  • the platform server 200 plays a role of relaying the video signal transmitted by the caster 130 to the user terminal 300, or to the encoder 120 or the caster 130 to the user terminal ( 300), the network address (IP Address) can be informed so that the video signal can be directly sent to the user terminal 300 without passing through itself. In the latter case, the platform server 200 is responsible for managing sessions.
  • the platform server 200 may receive information necessary for billing from the caster 130 and the user terminal 300 and charge for each user account 30 .
  • the network communication network may be composed of IP-based wired communication networks such as Internet networks, mobile communication networks such as LTE networks and WCDMA networks, various types of wireless communication networks such as Wi-Fi networks, and combinations thereof.
  • the network communication network may include an access network, a backbone network, and the like.
  • the user terminal 300 is a user device capable of transmitting and receiving via a network communication network according to a request of a user account 30 .
  • This user terminal 300 can perform voice or data communication, and can request and receive a streaming service of a video signal from the platform server 200 via a network communication network.
  • the user terminal 300 may perform a process of receiving an encoded video signal from the platform server 200, decoding and reproducing it.
  • the user terminal 300 first confirms a streaming service request for a specific video signal from the user.
  • a streaming service request for a specific video source may be made by inputting a URL (Uniform Resource Locator) requesting a specific video signal from a user through a web browser or the like.
  • URL Uniform Resource Locator
  • the user terminal 300 accesses the platform server 200 through DNS (Domain Name Server), and obtains address information (IP Address) of the platform server 200 that provides a streaming service for the corresponding video signal. Acquire Then, the user terminal 300 can receive and use the video signal from the platform server 200 in a streaming manner.
  • DNS Domain Name Server
  • IP Address IP Address
  • the user terminal 300 decodes and outputs a video signal received through a network communication network. Direct reception is possible by installing a dedicated hardware decoder 330 for the present invention, and reception and decoding are possible through WEB (web browser, 320) installation, software app (Android/iOS, 310), and the like.
  • WEB web browser, 320
  • software app Android/iOS, 310
  • the user terminal 300 sends the video signal stream reception state information to the encoder 120 in real time so that the video can be received with ultra-low delay without delay.
  • the encoder 120 refers to this to encode and transmit the next video signal in real time. At this time, the feedback information about the reception state of the video signal sent from the user terminal 300 to the encoder 120 has already been described in the encoder 120 section. In short, the encoder 120 and the user terminal 300 are interlocked in real time to exchange feedback information, thereby enabling ultra-low latency.
  • the user terminal 300 includes mobile terminals such as smart phones, tablet PCs, personal digital assistants (PDAs), and portable multimedia players (PMPs), as well as smart TVs and desktops.
  • mobile terminals such as smart phones, tablet PCs, personal digital assistants (PDAs), and portable multimedia players (PMPs), as well as smart TVs and desktops.
  • PDAs personal digital assistants
  • PMPs portable multimedia players
  • a fixed terminal such as a computer or a dedicated hardware decoder 330 may be used.
  • the user billing operating system includes an administrator account (10); It includes an operator account 20 and a user account 30 .
  • the administrator manages the entire platform system and has the authority to register, delete, or cancel the operator, the caster, the encoder, and the users in the platform.
  • the operator has the authority to register the caster 130 ⁇ encoder 120 ⁇ user account 30 and connect the user account 30 to the encoder 120.
  • the operator can register, delete, or cancel casters/encoders/users in the platform server 200 by receiving authority from the manager.
  • the user can view only the video source 110 connected to the encoder 120 connected by the operator.
  • the platform server 200 performs a user charge function for providing a video signal in conjunction with the registered user account 30 and the caster 130, but the caster 200 and the user terminal 300 Information for billing may be received from
  • the operator account may register one or a plurality of casters 130 as agents.
  • charging can be made according to the number of each video signal source.
  • the encoder 120 is provided for each image source 110 to independently perform a function and may receive an image signal (S110).
  • the encoder 120 detects and encodes video signals input from one or more video sources 110 (S120) and transmits the encoded video signals to the caster (S130).
  • the encoder 120 encodes even when the video signal input for each video source is not a full-frame but a partial frame (sub-frame) in the form of a sub-slice, and the caster 130 can be sent to
  • the encoder 120 interworks with the user terminal 300 to refer to feedback information (network status information, data available bandwidth, data loss rate, quality, disconnection, etc.) on the video signal reception state received in real time,
  • the next video signal can be encoded by adjusting the encoding parameter values [compressed quantum value, bit rate, subframe size to be encoded, frames per second (fps), multicast, group of pictures (GoP) value, etc.] (S200 ).
  • the caster 130 directly transmits the video signal encoded by the encoder 120 to the user terminal 300 through a network communication network according to a service policy for a user account in a peer-to-peer (P2P) method, or
  • the video signal stream may be transmitted to the platform server 200 through a relay method, or one of the two methods may be selected as a path (S140).
  • the caster 130 may interwork with the platform server 200 to charge a user account 30 or an operator account for video service (S150).
  • S150 an operator account for video service
  • the user terminal 300 directly receives a video signal from the caster 130 in a P2P manner (S160) or receives a stream relayed from the platform server 120 (S170) and decodes it to output a video signal (S180). .
  • the user terminal 300 may feed back information about the received video signal stream (network state information, available data bandwidth, data loss rate, quality, disconnection, etc.) to the encoder 120 (S200). .
  • the caster 130 may store the video signal encoded by the encoder 120 in the storage server 400 or the platform server 200 .
  • the computer-readable recording medium includes magnetic storage media (eg, ROM, floppy disk, hard disk, etc.), optical reading medium (eg, CD-ROM, DVD, etc.), and carrier wave (eg, transmission through the Internet). The same storage medium is also included.

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Abstract

본 발명은 하나 또는 복수의 영상소스(110)로부터 제공된 영상신호를 인코딩하여 네트워크 통신망을 통해 전송하는 캐스터부(100); 상기 캐스터부로부터 전송된 상기 영상신호를 스트리밍 방식으로 제공하는 플랫폼서버(200); 및 상기 플랫폼서버로부터 상기 영상신호를 스트리밍 방식으로 제공받는 사용자 단말기(300)를 포함하는 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템 및 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템 및 방법은 종단(End-to-end) 간 영상신호의 실시간 전송을 가능케 하여, 인터넷이 연결된 곳이면 언제 어디서나 초저지연 서비스가 가능하다는 장점을 갖는다.

Description

초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템 및 방법
본 발명은 유무선 인터넷 네트워크 환경하에서 종단(End-to-end) 간 영상을 실시간으로 전송하는 초저지연 영상 전송 플랫폼 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 모바일 또는 유선 인터넷 네트워크 통신을 통해 실시간으로 영상을 전송케 함으로써 인터넷이 연결된 곳이면 언제 어디서나 초저지연 서비스가 가능한 영상 전송 플랫폼 시스템 및 방법에 관한 것이다.
4차 산업혁명의 핵심인 5세대 이동통신(5G, 5th Generation Mobile Communications) 서비스 시대가 본격 도래하여 가상현실(VR, Virtual Reality), 자율주행(AD, Autonomous Driving), 사물인터넷(IoT, Internet of Things) 등을 비롯하여 거의 모든 분야에 적용되고 있다.
이러한 4차 산업혁명을 가능케 하는 5G는 28GHz의 초고대역 주파수를 사용하며, 최대 다운로드 속도가 20Gbps에 달하는 이동통신 기술로서 '초고속', '초연결성' 및 '초저지연' 등을 주요 특징으로 한다.
여기서 '초연결성(Hyper-connectivity)'이란 일상생활에 정보통신기술이 깊숙이 파고들어 모든 사물들이 마치 거미줄처럼 인간생활과 밀접하게 연결되어 있는 것을 말하고, '초저지연(Ultra-Low Latency)'은 사물통신에서 종단(End-to-end) 간 영상 전달 시간이 수십 msec 이하의 수준인 것을 말한다.
그런데 이러한 5G 이동통신의 주요 특성 중 하나인 '초저지연'의 실현 여부는 사물통신의 종단(End-to-end) 간 영상 전달 시간을 거의 실시간(RT, Real Time)으로 유지하기 위한 네트워크 구성에 달려 있다.
그러나 종래의 영상 전송 플랫폼(또는 시스템)은 종단 간 영상 전송을 버퍼링을 통해 단순 중계하는 역할만을 수행하여 지연이 자주 발생하여 영상을 실시간으로 송수신하지 못하는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 이러한 종래의 영상 전송 플랫폼(또는 시스템)에 관한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 종단(End-to-end) 간 영상을 초저지연으로 전송 가능케 함으로써 지연에 따른 끊김 현상을 방지하고, 실시간으로 영상을 송수신하게 함에 그 목적이 있다.
그러나 본 발명의 기술적 과제는 위에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시례에 따른 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템은, 하나 또는 복수의 영상소스(110)로부터 제공된 영상신호를 인코딩하여 네트워크 통신망을 통해 전송하는 캐스터부(100); 상기 캐스터부(100)로부터 전송된 상기 영상신호를 스트리밍 방식으로 제공하는 플랫폼서버(200); 및 상기 플랫폼서버(200)로부터 상기 영상신호를 스트리밍 방식으로 제공받는 사용자 단말기(300)를 포함한다.
상기 캐스터부(100)는 카메라·컴퓨터·셋톱박스·PC 등과 같은 하나 또는 복수의 영상소스(110); 상기 영상소스(110)로부터 제공된 영상신호를 입력받아 인코딩하는 인코더(120); 및 상기 인코더(120)에 의해 인코딩된 상기 영상신호를 네트워크 통신망을 통하여 상기 플랫폼서버(200)로 전송하거나 상기 사용자 단말기(300)로 직접 전송하는 캐스터(Agent, 130)를 포함한다.
이때 상기 인코더(120)는 상기 영상신호가 전부(full-frame)가 아닌 sub-slice 형태의 일부 프레임(서브프레임, sub-frame)으로 입력되어도 곧바로 인코딩하여 상기 캐스터(130)에 전송할 수 있다.
또한 상기 인코더(120)에는 실시간 인코딩 성능을 갖는 고속 인코더가 장착되며, 상기 사용자 단말기(300)와 연동되고, 사용자 단말기로부터 실시간 수신된 영상신호 수신 상태에 대한 피드백 신호를 참조하여 다음의 영상신호를 인코딩하여 실시간 송신할 수 있도록 함으로써 종단 간 지연을 줄일 수 있다.
이때 상기 피드백 정보는 네트워크 통신망 상태 정보, 데이터 가용대역폭, 데이터 손실률, 화질, 끊김 여부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한 상기 인코더(120)는 영상소스(110)별로 개별적으로 인코딩 기능을 수행하도록 각각 마련될 수 있다.
한편, 상기 플랫폼서버(200)는 상기 인코더(120)와 상기 사용자 단말기(300) 간 영상신호를 중계하며, 상기 캐스터(130)와 상기 사용자 단말기(300) 간 송수신을 연결해 주는 스트리밍 장치로써의 기능을 수행하고, 상기 캐스터(130)를 통해 접속된 인코더(120)를 관리하는 기능을 수행하며, 멀티미디어 트랜스코딩 기능도 수행할 수 있다.
상기 플랫폼서버(200)는 상기 사용자 단말기(300)와 연동하여 사용자 계정(30)에 대한 과금(Charge) 산정하며, 하나 또는 복수의 캐스터(130)를 에이전트(Agent)로 등록하고 이에 연결된 인코더(120)의 영상소스(110)를 보는 사용자들에게 가입요금제와 사용시간 등을 기준으로 과금을 부과한다.
또한 상기 플랫폼서버(200)는 인코더(120)와 사용자 단말기(300) 간의 연결(세션 성립 및 해제, 모니터링 등) 관리한다.
한편 상기 캐스터(130)는 자신에게 연결된 하나 또는 복수 개의 인코더(120)를 관리한다. 또한 상기 캐스터(130)는 상기 인코더(120)에 의한 인코딩된 영상신호를 네트워크 통신망를 통해 P2P(Peer-to-Peer) 방식으로 사용자 단말기(300)로 직접 전송하거나, 중계스트림 방식을 따라 상기 플랫폼서버(200)로 전송하거나, 상기 2개 방식 중 어느 하나를 경로로 선택하여 전송할 수 있다.
상기 전송 경로를 선택하는 경우, 영상소스(110)에 접속하는 사용자의 영상신호 스트림 요청에 대해서는 제1차로 P2P(Peer-to-Peer) 직접 전송을 시도하고, 네트워크 통신망에 의한 전송이 원활하지 않은 경우 제2차로 플랫폼서버(200)를 통해 중계 전송할 수 있다.
상기 캐스터(130)는 영상신호 스트림 전송 이외에 네트워크에 연결된 저장서버(400)로 영상신호 스트림을 동시에 전송하여 저장할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시례에 따른 사용자 과금은 관리자 계정(10); 운영자 계정(20) 및 사용자 계정(30)을 포함한다.
운영자는 캐스터(130)·인코더(120)·사용자 계정(30)을 등록하고, 사용자 계정(30)을 인코더(120)에 연결하는 권한을 갖는다. 또한 운영자는 관리자로부터 권한을 부여받아 캐스터·인코더·사용자를 플랫폼서버(200)에 등록·삭제·해제할 수 있다.
사용자는 상기 운영자가 연결한 인코더(120)에 연결된 영상소스(110)만을 볼 수 있다.
관리자는 플랫폼시스템(200)을 관리하고 운영자·캐스터·인코더·사용자를 플랫폼에 등록·삭제·해제할 수 있는 권한을 갖는다.
한편 본 발명의 일 실시례에 따른 초저지연 실시간 영상 전송 방법은, 인코더(120)가 하나 또는 복수의 영상소스(110)별로부터 제공된 영상신호를 인코딩하여 캐스터(130)로 전송하는 단계; 상기 캐스터(130)가 하나 또는 복수의 인코더(120)가 인코딩한 영상신호를 네트워크 통신망을 통하여 플랫폼서버(200)로 전송하는 단계; 및 상기 플랫폼서버(200)가 상기 캐스터(130)로부터 전송된 상기 영상신호를 사용자 단말기(300)로 중계 스트림하는 단계를 포함한다.
상기 인코딩하는 단계는 영상소스(110)로부터 영상신호가 전부(full-frame)가 아닌 sub-slice 형태의 일부 프레임(서브프레임, sub-frame)으로 입력되어도 인코딩하여 상기 캐스터(130)에 전송하는 단계를 포함한다.
상기 인코딩하는 단계는 상기 사용자 단말기(300)와 연동되는 상기 인코더(120)가 상기 사용자 단말기(300)로부터 실시간 수신된 영상신호 수신 상태에 대한 피드백 정보를 참조하여 인코딩 파라미터 값을 조정하여, 다음의 영상신호를 인코딩하여 상기 캐스터(130)로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 피드백 정보는 네트워크 통신망 상태 정보, 데이터 가용대역폭, 데이터 손실률, 화질, 끊김 여부 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 인코딩 파라미터 값은 압축 양자 값, 비트레이트, 인코딩하는 서브프레임 크기, 초당 프레임 수(fps), 멀티캐스트, GoP(group-of-pictures) 값 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 인코더(120)는 각 영상소스(110)별로 개별적으로 기능을 수행하도록 영상 소스별로 각각 마련되는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 네트워크 통신망을 통하여 전송하는 단계는 영상신호를 P2P(Peer-to-Peer) 방식으로 사용자 단말기(300)로 직접 전송하거나, 스트림 중계 방식으로 상기 플랫폼서버(200)에 전송하거나, 상기 2가지 방식 중 어느 하나를 경로로 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 전송 경로를 선택하는 경우, 영상소스(110)에 접속하는 사용자의 스트림 요청에 대해서는 1차로 P2P(Peer-to-Peer) 직접 전송을 시도하고, 네트워크 통신망에 의한 전송이 원활하지 않은 경우 2차로 플랫폼서버(200)를 통해 스트림 중계 전송할 수 있다.
상기 플랫폼서버(200)는 상기 사용자 단말기(300)와 연동하여 사용자에 대한 과금(Charge) 기능을 수행하고, 상기 플랫폼서버(200)는 사용자로부터 사용시간 및 요금제에 기반하는 과금 정보를 수집하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 하나 또는 복수의 캐스터(130)를 에이전트(Agent)로 등록하고, 이에 연결된 영상소스(110)를 접속하여 보는 사용자의 사용시간과 가입요금제를 기반으로 과금하는 단계를 더 포함할 수 있다.
하나의 캐스터(130)가 복수의 인코더(120)를 연결해서 관리하는 경우, 개수에 따라 과금하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 해결 수단에 의하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 본 발명에 의한 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템 및 방법은 각 영상소스(110) 별로 실시간으로 인코딩할 수 있는 고속 인코더를 장착하여, 영상신호가 전부(full frame)가 아닌 sub-slice 형태의 일부 프레임(서브프레임, sub-frame)으로 입력되어도 곧바로 인코딩하여 캐스터(130)로 전송할 수 있도록 함으로써, 종단(End-to-end) 간 영상을 초저지연으로 전송할 수 있다는 장점이 있다.
둘째, 본 발명에 의한 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템 및 방법은 인코더(120)가 사용자 단말기(300)와 실시간 연동되며, 사용자 단말기로부터 실시간 수신된 영상신호 수신 상태에 대한 피드백 정보를 참조하여, 인코딩 파라미터 값을 조정하여 다음의 영상신호를 인코딩하여 실시간 송신할 수 있다. 이에 의하여 영상서비스 품질 관리 및 제어를 위한 별도의 절차가 불필요하게 되어 종단(End-to-end) 간 영상을 초저지연으로 전송할 수 있다는 장점이 있다.
셋째, 본 발명에 의한 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템 및 방법은 초저지연으로 영상을 실시간 전송 가능케 하여 자율주행, 무인 드론 운용, 무인 중장비 운전, 로봇 제어, 원격 의료서비스, VR·AR, 지능형 CCTV, 스마트 시티·팩토리, 교통정보 제공 등 4차 산업의 다양한 분야에 적용할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼서버(200)의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템의 과금 운영 체계도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 초저지연 실시간 영상 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 장점 및 특징 그리고 그것들을 달성하는 플랫폼 시스템 및 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시례들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시례들에 한정되는 것이 아니라 또 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 아래 실시례들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다.
또한 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함한다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
나아가 명세서에 기재된 "○○부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한 다양한 실시례에 따라 하나의 "부"가 다른 하나의 물리적·논리적 부품으로 구현되거나, 복수의 "부"가 하나의 물리적· 논리적 부품으로 구형되거나, 하나의 "부"가 복수의 물리적·논리적 부품들로 구현되는 것도 가능하다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 일 실시례에 따른 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템 및 방법에 대해 자세히 설명하도록 한다.
이때 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션(Instructions)들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터·특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한 각 블록(들)은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또한 몇 가지 대체 실행례들에서는 블록(들)에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
먼저 도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템은 캐스터부(100)·플랫폼서버(200) 및 사용자 단말기(300)를 포함한다.
상기 캐스터부(100)는 영상소스(110)·인코더(120) 및 캐스터(Agent, 130)를 포함하며, 상기 인코더(120)에 의하여 인코딩된 영상신호를 네트워크 통신망을 통해 플랫폼서버(200)로 전송한다.
이때 상기 영상소스(110)는 하나 또는 복수의 지능형 CCTV·IP카메라·캠코더·셋톱박스·스마트폰·드론·PC 등과 같은 디바이스로서, 사용자의 조작이나 미리 정의된 설정에 따라 피사체나 배경을 촬영하여 촬영에 대응하는 영상신호(영상콘텐츠)를 획득할 수 있는 장치이다.
상기 인코더(120)도 하나 또는 복수 개로 구성되며, 상기 각 영상소스(110)로부터 입력되는 영상신호(영상콘텐츠)를 고속으로 인코딩하여 상기 캐스터(130)로 전송한다.
본 발명의 상기 인코더(120)는 상기 영상소스(110)로부터 입력되는 영상신호가 전부 프레임(full-frame)가 아닌 sub-slice 형태의 일부 프레임(서브프레임, sub-frame)이 입력되어도 나머지 프레임을 기다리지 아니하고 곧바로 인코딩하여 상기 캐스터(130)로 전송한다. 이에 의하여 프레임 대기 시간을 줄임으로써 초저지연 전송이 가능하게 된다.
또한 상기 인코더(120)는 상기 사용자 단말기(300)와 연동되며, 상기 인코더(120)는 사용자 단말기(300)로부터 수신된 영상신호 수신 상태에 대한 피드백 정보를 참조하여, 인코딩 파라미터 값을 조정하여 다음의 영상신호를 인코딩하여 실시간 송신한다.
여기서 상기 피드백 정보는 영상 서비스 품질(QoS, Quality of Service)에 관한 것으로 네트워크 통신망 상태 정보, 데이터 가용대역폭, 데이터 손실률, 화질, 끊김 여부 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한 상기 인코딩 파라미터 값은 압축 양자 값, 비트레이트, 인코딩하는 서브 프레임 크기, 초당 프레임 수(fps), 멀티캐스트, GoP(group of pictures) 값 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
이와 같이 상기 인코더(120)와 상기 사용자 단말기(300)가 연동하여 영상신호에 대한 실시간 피드백 정보를 주고받음으로써 영상서비스 품질 확보가 가능해져, 영상서비스 품질(QoS) 확보 및 제어를 위한 별도의 절차 수행이 불필요하게 되어 초저지연 전송이 더욱 가능하게 된다.
또한 영상신호의 초저지연 전송을 위하여 각 영상소스(110)별로 인코더(120)를 마련하여 각자 개별적으로 인코딩 기능을 수행할 수 있다. 물론 인코더(120)는 영상소스(110)에 내장되어 일체형으로 구비될 수 있다.
동일한(1개의) 인코더(120) 영상신호를 다수의 사용자가 볼 수 있도록, 상기 캐스터(130) 또는 상기 플랫폼서버(200)에서 상기 영상신호를 복제하여 다수의 사용자 단말기(300)로 전송할 수 있다.
한편 상기 캐스터(130)는 하나 또는 복수의 인코더(120)에서 인코딩된 영상신호를 상기 플랫폼서버(200) 또는 상기 사용자 단말기(300)로 스트리밍하고, 경우에 따라서는 추가로 저장서버(400)로 보내는 장치로서, 자신과 연결된 인코더(120)의 상태를 모니터링하고 네트워크 설정 값(IP주소·포트번호 등)과 인코딩할 서브프레임 크기, 비트레이트, 압축 양자 값, 초당 프레임 수(fps), GoP(group of pictures) 값 등과 같은 인코딩 파라미터 값을 설정 및 조정할 수 있다. 물론 상기 캐스터(130)는 하나 또는 복수 개가 될 수 있다.
상기 캐스터(130)는 상기 인코더(120)에 의해 인코딩된 상기 영상신호를 사용자 계정(30)에 대한 서비스 정책에 따라 네트워크 통신망을 통해 사용자 단말기(300)로 직접 전송하는 경우에는 P2P(Peer-to-Peer) 방식으로 전송하고, 플랫폼서버(200)로 전송하는 경우 중계스트림 방식을 통해 전송하며, 상기 2개 방식 중 어느 하나를 경로로 선택하여 전송할 수 있다.
상기 전송 경로를 선택하는 경우, 상기 영상소스(110)에 접속하는 사용자의 스트림 요청에 대해서는 1차로 P2P(Peer-to-Peer) 전송 방식을 시도하고, P2P 전송이 원활하지 않은 경우 2차로 플랫폼서버(200)를 통해 중계 전송할 수 있다.
또한 상기 캐스터(130)는 상기 플랫폼서버(200)와 연동하여 사용자 계정(30)에 대한 과금(Charge) 기능을 수행할 수 있다.
상기 캐스터(130)는 별도로 설치될 수 있고, 상기 인코더(120)에 내장되어 인코더와 일체형으로 구비될 수 있으며, 상기 영상소스(110) 및 상기 인코더(120)와 통합하여 일체형으로 구비될 수도 있다.
상기 캐스터(130)에는 하나 또는 복수 개의 인코더(120)를 연결·등록할 수 있다. 또한 상기 캐스터(130)는 네트워크 통신에 있어서 게이트웨이(Gateway)/라우터 역할도 수행할 수 있다.
한편 상기 플랫폼서버(200)는 상기 사용자 단말기(300)로 다양한 영상신호(예: 사진·비디오·어플리케이션 등과 같은 콘텐츠)를 스트리밍 방식으로 제공하기 위한 것으로, 상기 캐스터(130)로부터 영상신호를 제공받아 관리하며, 네트워크 통신망을 통해 다수의 사용자 단말기(300)로 영상신호의 스트리밍 서비스를 제공할 수 있다.
본 발명의 캐스터부(100)는 동일한(1개의) 인코더(120)의 영상신호를 다수의 사용자 단말기가 볼 수 있도록, 상기 캐스터(130) 또는 상기 플랫폼서버(200)에서 영상신호를 복제하여 다수의 사용자 단말기(300)로 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼서버(200)의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼서버(200)는 어드민서버(210)·CLS 서버(Caster Login Server, 220)·홀펀칭 중계서버(Hole-punching Relay Server, 230) 및 데이터베이스(DB, 240)를 포함한다.
상기 어드민서버(210)는 본 영상 전송 플랫폼 시스템에서 캐스터 장치, 운영자 계정, 인코더 장치, 사용자 계정을 관리하고, CLS 서버(220)로부터 상기 장치들 및 상기 계정들에 대한 설정 보고를 받아 이를 데이터베이스(240)에 저장하며, 상기 데이터베이스(240)에서 저장된 상기 설정 정보를 인출하여 CLS 서버(220)에 전송한다.
상기 CLS 서버(220)는 상기 캐스터(130)로부터 영상신호 설정 및 상태에 관한 정보를 보고받아 이를 상기 어드민서버(210)에게 보고하며, 상기 홀펀칭 중계서버(230)에 상기 사용자 단말기(300)에 대한 인증 정보 등에 대한 설정 정보를 요청하고 이를 받아서 상기 캐스터(130)에 전송한다.
상기 홀펀칭 중계서버(230)는 상기 캐스터(130)로부터 전송받은 영상신호를 상기 사용자 단말기(300)에 전송하며, 이를 위하여 상기 데이터베이스(240)에 Viewer 인증 정보를 요청 및 확인한다.
상기 데이터베이스(240)는 상기 어드민서버(210)로부터 전송받은 데이터를 저장 및 출력하고, 상기 홀펀칭 중계서버(230)로부터 Viewer 인증 정보 요청을 받아 확인한다.
상기 플랫폼서버(200)는 상기 캐스터(130)와 상기 사용자 단말기(300) 간 영상신호의 송수신을 연결해 주는 스트리밍 기능을 수행하고, 접속된 사용자 계정(30) 관리 기능을 수행하며, 멀티미디어 트랜스코딩(Multimedia Transcoding) 기능도 수행할 수 있다.
또한 상기 플랫폼서버(200)는 상기 캐스터(130)가 전송한 영상신호를 상기 사용자 단말기(300)로 중계(Relay) 역할을 하거나, 상기 인코더(120) 또는 상기 캐스터(130)에 상기 사용자 단말기(300)의 네트워크 주소(IP Address)를 알려주어 자신을 거치지 않고 사용자 단말기(300)로 영상신호를 직접 보내도록 할 수 있다. 후자의 경우 상기 플랫폼서버(200)는 세션(session)을 관리하는 역할을 담당한다.
상기 플랫폼서버(200)에서는 상기 캐스터(130)와 상기 사용자 단말기(300)로부터 과금에 필요한 정보를 수신하여 사용자 계정(30)별로 과금할 수도 있다.
한편 네트워크 통신망은 인터넷망과 같은 IP기반의 유선 통신망뿐만 아니라 LTE망·WCDMA망과 같은 이동통신망, Wi-Fi망과 같은 다양한 종류의 무선통신망 및 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 본 발명에서는 도시하지 않았으나 상기 네트워크 통신망에는 접속망·백본망 등을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 사용자 단말기(300)는 사용자 계정(30)의 요청에 따른 네트워크 통신망을 경유하여 송수신할 수 있는 사용자 디바이스이다. 이러한 사용자 단말기(300)는 음성 또는 데이터 통신을 수행할 수 있으며, 네트워크 통신망을 거쳐 상기 플랫폼서버(200)로 영상신호의 스트리밍 서비스를 요청하여 제공받을 수 있다. 이때 상기 사용자 단말기(300)는 상기 플랫폼서버(200)로부터 인코딩된 영상신호를 수신하며, 이를 디코딩하여 재생하는 과정을 수행할 수 있다.
이를 위해 사용자 단말기(300)는 먼저 사용자로부터 특정 영상신호에 대한 스트리밍 서비스 요청을 확인한다. 특정 영상소스에 대한 스트리밍 서비스 요청은 사용자로부터 웹브라우저 등을 통해 특정 영상신호를 요청하는 URL(Uniform Resource Locator) 등의 입력으로 이루어질 수 있다.
이후 상기 사용자 단말기(300)는 DNS(Domain Name Server)를 통해 상기 플랫폼서버(200)에 액세스하여, 해당 영상신호에 대한 스트리밍 서비스를 제공하는 상기 플랫폼서버(200)의 주소 정보(IP Address)를 획득한다. 이후 사용자 단말기(300)는 상기 플랫폼서버(200)로부터 스트리밍 방식으로 영상신호를 수신하여 이용할 수 있다.
상기 사용자 단말기(300)는 네트워크 통신망을 통하여 수신한 영상신호를 디코딩하여 출력한다. 본 발명을 위한 전용 하드웨어 디코더(330)를 설치하여 직접 수신도 가능하고, WEB(웹브라우저, 320) 설치, 소프트웨어 앱(안드로이드·iOS, 310) 등을 통하여 수신 및 디코딩이 가능하다.
영상을 지연 없이 초저지연으로 수신할 수 있도록 상기 사용자 단말기(300)는 영상신호의 스트림 수신 상태 정보를 인코더(120)에 실시간으로 보낸다.
상기 인코더(120)는 이를 참조하여 다음의 영상신호를 실시간으로 인코딩하여 전송한다. 이때 상기 사용자 단말기(300)가 상기 인코더(120)로 보내는 영상신호 수신 상태 등에 대한 피드백 정보는 상기 인코더(120) 부분에서 이미 설명한 바 있다. 요컨대, 상기 인코더(120)와 상기 사용자 단말기(300)는 실시간으로 연동되어 피드백 정보를 주고받음으로써 초저지연이 가능하게 한다.
한편 사용자 단말기(300)로는 스마트폰(smart phone)·태블릿 PC(Tablet PC)·PDA(Personal Digital Assistants)·PMP(Portable Multimedia Player)와 같은 이동 단말기는 물론이고, 스마트 TV(Smart TV)·데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기 또는 전용 하드웨어 디코더(330)가 사용될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 특유한 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템 구성에 따라, 인터넷이 연결된 곳이면 언제 어디서나 영상신호를 실시간으로 전송하는 것이 가능하여, 원격으로 작업 현장을 보면서 실시간 소통 및 지시가 필요한 분야까지 초저지연 영상 서비스를 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시례에 따른 초저지연 영상 전송 과금 운영 체계는 도 3을 참조하여 설명한다.
먼저 사용자 과금 운영 체계는 관리자 계정(10); 운영자 계정(20) 및 사용자 계정(30)을 포함한다.
상기 관리자는 플랫폼 시스템 전체를 관리하고 상기 운영자, 상기 캐스터, 상기 인코더, 사용자들을 플랫폼에 등록·삭제·해제할 수 있는 권한을 갖는다.
상기 운영자는 캐스터(130)·인코더(120)·사용자 계정(30)을 등록하고, 사용자 계정(30)을 상기 인코더(120)에 연결하는 권한을 갖는다. 또한 운영자는 관리자로부터 권한을 부여받아 캐스터·인코더·사용자를 플랫폼서버(200)에 등록·삭제·해제할 수 있다.
상기 사용자는 상기 운영자가 연결한 인코더(120)에 연결된 영상소스(110)만을 볼 수 있다.
상기 플랫폼서버(200)는 등록된 사용자 계정(30), 상기 캐스터(130)와 연동하여 영상신호 제공에 대한 사용자 과금(Charge) 기능을 수행하되, 상기 캐스터(200)와 상기 사용자 단말기(300)로부터 과금을 위한 정보를 수신할 수 있다.
상기 운영자 계정은 하나 또는 복수의 캐스터(130)를 에이전트(Agent)로 등록할 수 있다. 1개의 캐스터(130)가 여러 대의 인코더(120)를 등록·관리하는 경우, 영상신호 소스별 개수에 따라 과금할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시례에 따른 초저지연 실시간 영상 전송 방법은 도 4의 흐름도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저 인코더(120)는 독자적으로 기능을 수행하도록 각 영상소스(110) 별로 마련되어 영상신호를 입력받을 수 있다(S110). 상기 인코더(120)는 하나 또는 복수의 영상소스(110) 별로 입력된 영상신호를 감지하고 인코딩하여(S120) 인코딩된 영상신호를 캐스터로 전송한다(S130).
이때 상기 인코더(120)는 각 영상소스별로 입력된 영상신호가 프레임 전부(full-frame)가 아닌 sub-slice 형태의 일부 프레임(서브프레임, sub-frame)인 경우에도 인코딩하여 상기 캐스터(130)로 전송할 수 있다.
한편 상기 인코더(120)는 사용자 단말기(300)와 연동하여 실시간으로 수신된 영상신호 수신 상태에 대한 피드백 정보(네트워크 통신망 상태 정보, 데이터 가용대역폭, 데이터 손실률, 화질, 끊김 여부 등)를 참조하여, 인코딩 파라미터 값[압축 양자 값, 비트레이트, 인코딩하는 서브 프레임 크기, 초당 프레임 수(fps), 멀티캐스트, GoP(group of pictures) 값 등]을 조정하여 다음의 영상신호를 인코딩할 수 있다(S200).
상기 캐스터(130)는 상기 인코더(120)에 의해 인코딩된 영상신호를 사용자 계정에 대한 서비스 정책에 따라 네트워크 통신망을 통해 사용자 단말기(300)로 P2P(Peer-to-Peer) 방식으로 직접 전송하거나, 플랫폼서버(200)로 영상신호 스트림 중계 방식을 통해 전송하거나, 상기 2개 방식 중 어느 하나를 경로로 선택할 수 있다(S140).
상기 캐스터(130)는 상기 플랫폼서버(200)와 연동하여 사용자 계정(30) 또는 운영자 계정에 영상서비스에 대한 과금(Charge)을 부과할 수 있다(S150).
상기 사용자 단말기(300)는 상기 캐스터(130)로부터 영상신호를 직접 P2P 방식으로 받거나(S160), 상기 플랫폼서버(120)로부터 스트림 중계를 받아(S170) 이를 디코딩하여 영상신호를 출력한다(S180).
이때 상기 사용자 단말기(300)는 전송받은 영상신호 스트림에 대한 피드백(네트워크 통신망 상태 정보, 데이터 가용대역폭, 데이터 손실률, 화질, 끊김 여부 등) 정보를 상기 인코더(120)로 피드백할 수 있다(S200).
상기 캐스터(130)는 상기 인코더(120)에 의해 인코딩된 영상신호를 저장서버(400) 또는 플랫폼서버(200)에 저장할 수도 있다.
상기와 같은 본 발명의 특유한 초저지연 실시간 영상 전송 방법에 따라, 인터넷이 연결된 곳이면 언제 어디서나 영상신호를 실시간으로 전송하는 것이 가능하게 된다.
상술한 본 발명의 실시례들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서도 구현될 수 있다.
상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예: 롬·플로피 디스크·하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예: CD-ROM·DVD 등) 및 캐리어 웨이브(예: 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장 매체도 포함된다.
이제까지 본 발명을 설명하기 위하여 바람직한 실시례들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 얼마든지 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 상기 실시례들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 나아가 본 발명의 권리범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (18)

  1. 하나 또는 복수의 영상소스(110)로부터 제공된 영상신호를 인코딩하여 네트워크 통신망을 통해 전송하는 캐스터부(100);
    상기 캐스터부(100)로부터 전송된 상기 영상신호를 스트리밍 방식으로 제공하는 플랫폼서버(200); 및
    상기 플랫폼서버(200)로부터 상기 영상신호를 스트리밍 방식으로 제공받는 사용자 단말기(300)를 포함하되,
    상기 캐스터부(100)는 영상신호를 받아들이는 하나 또는 복수의 영상소스(110); 상기 영상소스(110)로부터 제공된 상기 영상신호를 압축하는 인코더(120); 및 상기 인코더(120)에 의해 인코딩된 상기 영상신호를 상기 플랫폼서버(200) 또는 상기 사용자 단말기(300)로 스트리밍하거나, 저장서버(400)로 보내는 캐스터(130)를 포함하는 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인코더(120)는 상기 영상소스(110)로부터 입력되는 상기 영상신호가 전부 프레임(full-frame)이 아닌 sub-slice 형태의 일부 프레임(서브프레임, sub-frame)인 경우에도 나머지 프레임을 기다리지 아니하고 인코딩하여 상기 캐스터(130)로 전송하는 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인코더(120)는 상기 사용자 단말기(300)와 연동되며, 사용자 단말기로부터 실시간 수신된 영상신호 수신 상태에 대한 피드백 정보를 참조하여, 인코딩 파라미터 값을 조정하여 다음의 영상신호를 인코딩하는 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 피드백 정보는 네트워크 통신망 상태 정보, 데이터 가용대역폭, 데이터 손실률, 화질, 끊김 여부 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
    상기 인코딩 파라미터 값은 압축 양자 값, 비트레이트, 인코딩하는 서브 프레임 크기, 초당 프레임 수(fps), 멀티캐스트, GoP(group of pictures) 값 중 어느 하나를 포함하는 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인코더(120)는 개별적으로 인코딩 기능을 수행하도록 각 영상소스(110)별로 마련되는 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    동일한 인코더(120)의 영상신호를 다수의 사용자가 볼 수 있도록, 상기 캐스터(130) 또는 상기 플랫폼서버(200)에서 상기 영상신호를 복제하여 다수의 사용자 단말기(300)로 전송하는 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 캐스터(130)는 상기 인코더(120)에 의해 인코딩된 상기 영상신호를 사용자 계정(30)에 대한 서비스 정책에 따라 네트워크 통신망을 통해 사용자 단말기(300)로 직접 전송하는 경우 P2P(Peer-to-Peer) 방식으로 전송하고, 상기 플랫폼서버(200)로 전송하는 경우 중계스트림 방식을 통해 전송하며, 상기 2개 방식 중 어느 하나를 경로로 선택하여 전송할 수 있는 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전송 경로를 선택하는 경우, 상기 영상소스(110)에 접속하는 사용자의 스트림 요청에 대해서는 1차로 P2P(Peer-to-Peer) 전송 방식을 시도하고, P2P 전송이 원활하지 않은 경우 2차로 상기 플랫폼서버(200)를 통해 중계스트림 전송하는 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 캐스터(130)는 상기 사용자 단말기(300)와 연동하여 영상서비스에 대한 사용자 계정에 대한 과금(Charge) 기능을 수행하되, 상기 플랫폼서버(200)로부터 사용자 과금을 위한 정보를 수신하는 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 사용자 과금을 위한 운영 체계는 관리자 계정(10), 운영자 계정(20), 사용자 계정(30)을 포함하며,
    관리자는 플랫폼 시스템 전체를 관리하고 운영자·캐스터·인코더·사용자를 플랫폼 시스템에 등록·삭제·해제할 수 있는 권한을 갖으며,
    운영자는 캐스터·인코더·사용자 계정을 등록하고 사용자 계정을 인코더(120)에 연결하는 권한을 가지며,
    사용자는 운영자가 연결한 상기 인코더(120)의 영상소스(110)만을 볼 수 있는 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 플랫폼서버(200)는 캐스터(130)와 상기 사용자 단말기(300) 간 영상신호 송수신을 연결해 주는 스트리밍 장치로써의 기능을 수행하고, 접속된 사용자 계정(30)의 관리 기능을 수행하며, 멀티미디어 트랜스코딩 기능을 수행하는 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 플랫폼서버(200)는 캐스터(130)가 전송한 영상신호를 상기 사용자 단말기(300)로 중계스트림하는 역할을 수행하거나, 인코더(120) 또는 캐스터(130)에 상기 사용자 단말기(300)의 네트워크 주소(IP Address)를 알려주어 자신을 거치지 않고 상기 사용자 단말기(300)로 영상신호를 직접 보내도록 하는 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템.
  13. 제1항에 있어서 상기 플랫폼서버(200)는,
    캐스터 장치, 운영자 계정, 인코더 장치 및 사용자 계정을 관리하고, CLS 서버(220)로부터 상기 장치들 및 상기 계정들에 대한 설정 보고를 받아 이를 데이터베이스(240)에 저장하며, 데이터베이스에서 저장된 상기 설정 정보를 인출하여 CLS 서버에 전송하는 어드민 서버(210);
    캐스터(130)로부터 영상신호 설정 및 상태에 관한 정보를 보고받아 이를 상기 어드민 서버(210)에게 보고하며, 홀펀칭 중계서버(230)에 사용자 단말기(300)에 대한 인증 정보에 대한 설정 정보를 요청하고 이를 받아서 캐스터(130)에 전송하는 CLS 서버(Caster Login Server, 220);
    캐스터(130)로부터 전송받은 영상신호를 사용자 단말기(300)에 전송하며, 이를 위하여 데이터베이스(240)에 Viewer 인증 정보를 확인하는 홀펀칭 중계서버(Hole-punching Relay Server, 230); 및
    어드민 서버(210)로부터 전송받은 데이터를 저장 및 출력하고, 홀펀칭 중계서버(230)로부터 Viewer 인증 정보를 받아 확인하는 데이터베이스(240)를 포함하는 초저지연 실시간 영상 전송 플랫폼 시스템.
  14. 하나 또는 복수의 영상소스(110)로부터 영상신호를 입력받는 단계;
    상기 입력된 영상신호를 인코더(120)가 감지하여 인코딩하는 단계;
    상기 인코딩된 영상신호를 캐스터(130)로 전송하는 단계;
    상기 인코딩된 영상신호에 대한 전송 경로를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 전송 경로에 따라 상기 인코딩된 영상신호를 사용자 단말기(300)로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 인코딩된 영상신호를 캐스터(130)로 전송하는 단계는 상기 사용자 단말기(300)와 연동되는 상기 인코더(120)가 상기 사용자 단말기(300)로부터 실시간 수신된 영상신호 수신 상태에 대한 피드백 정보를 참조하여, 인코딩 파라미터 값을 조정한 후 다음의 영상신호를 인코딩하여 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 인코딩된 영상신호에 대한 전송 경로를 선택하는 단계는 사용자 계정(30)에 대한 서비스 정책에 따라 사용자 단말기(300)로 직접 전송하는 경우 P2P(Peer-to-Peer) 방식으로 전송하고, 플랫폼서버(200)로 전송하는 경우 영상신호 스트림 중계 방식을 통해 전송하며, 상기 2개 방식 중 어느 하나를 경로로 선택하여 전송하는 단계를 포함하는 초저지연 실시간 영상 전송 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 인코딩된 영상신호를 캐스터(130)로 전송하는 단계는,
    상기 영상소스(110)로부터 제공된 상기 영상신호가 프레임 전부(full-frame)가 아닌 sub-slice 형태의 일부 프레임(서브프레임, sub-frame)인 경우에도 나머지 프레임을 기다리지 아니하고 인코딩하여 상기 캐스터(130)로 전송하는 단계를 더 포함하는 초저지연 실시간 영상 전송 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 피드백 정보는 네트워크 통신망 상태 정보, 데이터 가용대역폭, 데이터 손실률, 화질, 끊김 여부 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 인코딩 파라미터 값은 압축 양자 값, 비트레이트, 인코딩하는 서브 프레임 크기, 초당 프레임 수(fps), 멀티캐스트, GoP(group of pictures) 값 중 어느 하나를 더 포함하는 초저지연 실시간 영상 전송 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 캐스터(130)는 플랫폼서버(200)와 연동하여 사용자 계정 또는 운영자 계정에 영상서비스에 대한 과금 부과하는 단계를 더 포함하는 초저지연 실시간 영상 전송 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 캐스터(130)는 상기 인코더(120)에 의해 인코딩된 영상신호를 저장서버(400) 또는 플랫폼서버(200)에 저장하는 단계를 더 포함하는 초저지연 실시간 영상 전송 방법.
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