고속 비디오 채널 변경 document_id A220623073239

이러한 네트워크 유닛은 예를 들면, 디지털 가입자 라인 액세스 멀티플렉서(DSLAM: Digital Subscriber Line Access Multiplexer), 이더넷 브리지(Ethernet bridge), 에지 라우터(edge router) 등과 같은 데이터 통신 네트워크, 가입자들이 결합되는 임의의 중간 네트워크 유닛, 또는 가입자들에게 비디오 채널들을 공급하기 위한 비디오 서버에 가입자들을 접속시키기 위한 액세스 유닛이다. 전용 멀티미디어 스트림의 예는, 유니캐스트 IP 어드레스와 같은 유니캐스트 네트워크 어드레스, 또는 유니캐스트 MAC 어드레스와 같은 유니캐스트 하드웨어 어드레스인 특정 유니캐스트 어드레스에 한정된 유니캐스트 스트림이다. 공통 멀티미디어 스트림의 예는, 멀티캐스트 IP 어드레스와 같은 멀티캐스트 네트워크 어드레스, 또는 멀티캐스트 MAC 어드레스와 같은 멀티캐스트 하드웨어 어드레스인 특정 멀티캐스트 어드레스에 한정된 멀티캐스트 스트림이다. 공통 멀티미디어 스트림의 다른 예는, 브로드캐스트 IP 어드레스 255.255.255.255와 같은 네트워크 브로드캐스트 어드레스, 또는 브로드캐스트 MAC 어드레스 FF: FF: FF: FF: FF: FF: FF: FF와 같은 브로드캐스트 하드웨어 어드레스인 브로드캐스트 어드레스에 한정된 브로드캐스트 스트림이다. 비디오 채널은 공칭 프레임 레이트(nominal frame rate), 통상적으로 초당 25 또는 30 프레임들(fps)로 스크린상에 디스플레이되는 비디오 화상들 또는 비디오 프레임들의 시퀀스이다. 공칭 프레임 레이트 값은 인간의 시각 잔류 자기(human visual remanence)에 따라 선택되며, 시청자가 연속적인 비디오 프레임들을 연속 움직임 시퀀스로서 인식하게 한다. 삭제 화상 정보는 공중(예를 들면 브로드캐스트, 무선 또는 모바일 통신에 의해)을 통해, 위성에 의해, 또는 유선 통신 네트워크(예를 들면 가입자 회선 또는 광섬유를 통해)를 통해 디지털로 캡처링되고, 인코딩되고 전송되거나, 통상적으로 하나 이상의 오디오 채널, 하나 이상의 언어 자막(language subtitle) 등과 같은 다른 멀티미디어 정보를 포함하는 멀티미디어 스트림의 일부로서 운송 매체(예를 들면, 디지털 비디오 디스크(DVD), 콤팩트 디스크(CD), 또는 비디오테이프)로부터 판독되고, 통상적으로 공칭 캡처 레이트와 매칭하는 공칭 프레임 레이트와 명목상 동일한 레이트로 디스플레이된 화상을 리프레시하도록 궁극적으로 디코딩되고, 그에 의해 공칭 움직임 속도, 다시 말하면, 공간 움직임의 실시간 인식에 적합한 움직임 속도를 유발한다. 프레임간 인코딩은 이전 및/또는 후속 비디오 프레임들을 참조하여 비디오 프레임을 코딩함으로써 수용 가능한 화상 품질을 유지하면서 인코딩된 비트 레이트를 감소시키는데 사용된다. 프레임간 인코딩을 사용한 비디오 인코딩의 예들은, MPEGl(ISO-IEC), MPEG2(ISO-lEC), MPEG4(ISO-IEC), H.261(ITU-T), H.263(ITU-T), H.264(ITU-T = MPEG4 파트 10), VC-I(SMPTE), 리얼 비디오 및 ON2 매크로미디어 플래시 사유 코덱들(Macromedia Flash proprietary codecs) 등이다. 움직임 시퀀스에서, 개별 프레임들은 화상들의 그룹(GoP: Group of Pictures)으로 그룹화된다. GoP는 기준 프레임으로서 하나의 독립된 프레임(또는 인트라 프레임(intra-frame), 앵커 프레임(anchor frame), 또는 키 프레임 또는 I 프레임)과 또한 이 독립된 프레임에 궁극적으로 관련되는 다른 종속 프레임들(또는 인터 프레임들 또는 델타 프레임들(delta frames))을 포함한다. 독립된 프레임들은 예를 들면 화상에서 공간 중복성(spatial redundancy)을 감소시킴으로써 임의의 다른 비디오 프레임을 참조하지 않고 인코딩된다. 종속 프레임들은 움직임 보상과 같은 순방향 및/또는 역방향 예측 기술들에 의해 인코딩되고, 다른 비디오 프레임들을 참조하며, 그에 의해 더 높은 압축비를 달성한다. 종속 프레임들의 예들은, 이전 I 또는 P 프레임을 참조하여 인코딩되는 예측 프레임들(또는 P 프레임들)과, 이전 및 다음 I 또는 P 프레임 둘 모두를 참조하여 인코딩되는 양방향 보간 프레임들(또는 B 프레임들)이다. 예로서, 통상적 GoP는 I B1 B2 P1 B3 B4 P2 B5 B6 P3 B7 B8 형태의 비디오 프레임들의 시퀀스이며, P1은 I를 참조하여 인코딩되고, B1 및 B2는 I 및 P1 둘다를 참조하여 인코딩되고, P2는 P1을 참조하여 인코딩되고, B3 및 B4는 P1 및 P2 둘다를 참조하여 인코딩되고, 결국 B7 및 B8은 P3 및 다음에 인입하는 I 프레임을 참조하여 인코딩된다. GoP 크기는 반드시 고정될 필요는 없으며, 인코더는 비디오 프레임마다 기초하여 어떤 프레임 타입을 사용할지를 결정할 수 있다. 비디오 프레임들은, 다른 인입하는 프레임들을 대기하지 않고 수신되는 즉시 디코딩될 수 있는 방식으로, 전송되기 전에 재정렬되는 것을 알아야 한다. 이전 예를 참조하여, GoP는 Ik B7k-1 B8k-1 P1k B1k B2k P2k B3k B4k P3k B5k B6k Ik+1 B7k B8k등으로서 전송될 것이며, 첨자 k는 임의의 GoP 인덱스를 표시한다. 프레임은 또 다른 GoP(열린 GoP 대 닫힌 GoP)의 프레임에 관련될 수 있음을 또한 알아야 한다. 이전 예를 참조하여, 비디오 시퀀스 I B1 B2 P1 B3 B4 P2 B5 B6 P3 B7 B8은 열린 GoP를 형성한다. 사용자가 한 비디오 채널로부터 또 다른 채널로 채널 변경을 개시할 때, 비디오 복사 지점(사용자가 접속되거나 결합된 비디오 서버 또는 중간 네트워크 유닛)은 이전 비디오 채널의 프레임들을 전송하는 것을 중단하고, 새로운 채널의 프레임들을 전송하기 시작한다. 한편, 디코딩 수단은 디코딩(또는 디-지터(de-jitter)) 버퍼를 플러싱(flush)하고, 새롭게 요청된 채널의 비디오 프레임들을 대기한다. 제 1 수신된 프레임은 독립된 프레임일 가능성은 없고, 새로운 독립된 프레임이 수신될 때까지 새로운 채널의 디코딩(따라서 디스플레이)을 불가능하게 한다. 게다가, 디코딩 디바이스는 공칭 움직임 속도로 비디오 채널을 연속으로 플레이하기 전에 상당수의 프레임들을 수신하도록 대기해야 한다. 디코딩 디바이스는 또한, 비디오 패킷들의 수신시의 몇몇 시간 변동들(또한 패킷 지터라고도 칭해짐)을 경험할 수 있고, 및/또는 비디오 패킷들은 손실 및/또는 훼손될 수 있다. 따라서, 디코딩 디바이스는 더 많은 비디오 프레임들을 버퍼링할 수 있어서, 불리한 환경에서도 비디오 채널의 연속 플레이아웃이 보장될 수 있다. 결과적으로, 채널 변경과 채널 디스플레이 사이의 시간은 하나의 GoP의 지속기간보다 상당히 더 클 수 있어서, 사용자에게 느린 응답 재핑 경험(slow-responding zapping experience)을 제공한다. 효과적인 채널 스위칭 시간을 최적화하고 및/또는 사용자 경험을 개선하는 상이한 해법들이 본 기술분야에 알려져 있다. 제 1 최적화는 최종 전송된 독립된 프레임을 복사 지점에 캐싱하고, 채널 변경시 그렇게 캐싱된 독립된 프레임을 전송하는 것으로 구성된다. 디코딩 디바이스는 이러한 I 프레임을 신속히 수신하고 디코딩한다. 새로운 GoP가 대기하는 동안, 스틸 이미지는 단일 디코딩된 I 프레임으로 디스플레이된다. 이것은 사용자가 스틸 이미지에서이긴 하지만 새로운 채널을 이미 보았기 때문에 개선된 사용자 경험을 유발한다. 다른 최적화는 비디오 채널의 몇몇 GoP들을 비디오 복사 지점에 캐싱하는 것으로 구성되며, 비디오 시퀀스를 전용으로 공급하기 위해, 그것은 더 높은 전송 레이트, 통상적으로 공칭 프레임 레이트의 1.3배로 최종 전송된 독립된 프레임으로 시작한다. 그 후, 디코딩 디바이스는 공통 멀티미디어 스트림이 제공되는 정상 상태 사용자들과의 차이점을 간파하고, 그 시간 이후로, 공통 전송 모드로 스위칭할 것으로 예상된다. 이 해법은 채널 변경시 트래픽 버스트를 일으키고, 네트워크가 결과적으로 과대해진다는 단점이 있다. 이 해법의 또 다른 결점은, 버퍼링되는 비디오 프레임들의 양이 현재 전송되고 있는 GoP에 대한 채널 변경의 시간 발생에 의존하기 때문에, 정상 상태 사용자들이 비디오 채널을 동시에 시청하지 않는다는 점이다: 최종 전송된 독립된 프레임이 더 멀수록 디코딩된 버퍼에 프레임들이 더 많고, 시청은 더 많이 지연된다. 다른 최적화는, B 프레임들과 같이 전용으로 공급되는 비디오 시퀀스 내의 덜 중요한 프레임들을 드롭시키는 것으로 구성되며, 그에 의해 유도된 네트워크 과부하를 감소시킨다. 또 다른 최적화는 요청된 채널의 저품질 복사를 전용으로 공급하는 것이다.