KR20130070330A - System and method for converting http live streaming protocol to rtsp protocol in mobile rnvironment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 모바일 환경에서 HTTP Live Streaming 프토토콜을 RTSP 프로토콜로 변환하는 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a system for converting the HTTP Live Streaming protocol into the RTSP protocol in a mobile environment.
● Mobile 환경에서 RTSP/UDP● RTSP / UDP in Mobile Environment
1). 기업용 방화벽에 의한 차단One). Blocked by Enterprise Firewall
RTSP에서 스트리밍 데이터는 기본적으로 RTP를 이용 UDP로 전송을 함, In RTSP, streaming data is basically transmitted using UDP using RTP.
RTSP에서 TCP전송도 가능하지만 현재 모바일 환경에서 많이 사용하고 있는 Android 2.x 운영체제에서는 RTSP에서 UDP만을 사용할 수 있음 TCP transmission is possible in RTSP, but in Android 2.x operating system which is widely used in mobile environment, only UDP can be used in RTSP.
2). 무선구간에서의 패킷손실2). Packet Loss in Radio Section
방화벽 차단이 없는 환경에서도 무선구간에서의 UDP 패킷로스가 발생이 빈번하며, RTP/UDP전송의 경우 손실된 패킷에 대한 재전송 개념이 없음, 따라서 패킷 로스는 화질의 블록 현상을 유발함UDP packet loss occurs frequently in wireless section even without firewall blocking, and there is no concept of retransmission of lost packet in case of RTP / UDP transmission.
본 발명은 모바일 단말까지 TCP 연결을 제공하여 방화벽 차단 및 패킷 손실을 회피하고자 하는 것이다. 또한 레거시 어플리케이션 변경없이 모바일 단말 내부에서 TCP 연결을 UDP연결로 변경하고자 하는 것이다. The present invention is to avoid firewall blocking and packet loss by providing a TCP connection to the mobile terminal. In addition, it is intended to change the TCP connection to the UDP connection inside the mobile terminal without changing the legacy application.
본 발명의 특징에 따른 시스템은, TSP만을 지원하는 모바일 단말에 HTTP Live Streaming 프로토콜을 RTSP 프로토콜으로 변환해서 제공하는 장치를 내장해서, 단말기 외부에서는 HTTP Live Streaming 프로토콜으로 통신하고 모바일 단말기 내부에서는 IP주소 127.0.0.1으로 RTSP 프로토콜로 통신한다. A system according to an aspect of the present invention includes a device that converts and provides an HTTP Live Streaming protocol to an RTSP protocol in a mobile terminal supporting only TSP, and communicates with the HTTP Live Streaming protocol outside the terminal, and in the mobile terminal, an IP address 127.0. Communicate over RTSP protocol with .0.1
여기서, MPEG2-TS를 RTP패킷을 생성함에 있어 TS Packet의 Continuity counter 가 아니라 4Bit의 가상의 Continuity counter를 만들고 초기값은 0000을 설정한 후, 입력되는 TS Packet에서 Adaption field control 값이 00, 01이 아닌 경우에는 TS Packet의 실제 Continuity counter의 값과 상관없이 가상의 Continuity counter 값을 1을 증가시키고, RTP Packet을 만들 때 가상의 Continuity Counter를 RTP Packet의 timestamp를 생성한다. Here, in creating RTP packet of MPEG2-TS, 4Bit virtual continuity counter is created instead of Continuity counter of TS Packet, and initial value is set to 0000.Adaption field control value of input TS packet is 00, 01. If not, increase the virtual continuity counter value by 1 regardless of the actual Continuity counter value of TS Packet, and create the virtual Continuity Counter when generating the RTP Packet.
본 발명의 실시 예에 따르면, 모바일 환경에서 방화벽 차단 및 패킷 손실에 따른 손실을 회피하여, 화질의 블록 현상을 감소시킬 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, a block phenomenon of image quality may be reduced by avoiding a loss due to firewall blocking and packet loss in a mobile environment.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 프로토콜 변환 방법의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른, HTTP Live Streaming를 RTSP/UDP로 변환하는 것을 나타낸 도이다.
도 3은 HTTP Live Streaming시(LIVE), 클라이언트 & 서버 동작 을 나타낸 도이다.
도 4는 HTTP Live Streaming(LVOD)시 , 클라이언트 & 서버 동작 을 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 HTTP Live Streaming의 RTSP/UDP 변환 시스템 구성도이다.
도 6은 HTTP Live Streaming에서 TS Sequence의 변화 예를 나타낸 도이다.
도 7은 HTTP Live Streaming에서의 TS파일을 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 가상 Continuity counter 동작 순서도이고, 도 9는 가상 Continuity counter 값 증가 및 초기화를 나타낸 예이다. 1 is a conceptual diagram of a protocol conversion method according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating converting HTTP Live Streaming to RTSP / UDP according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating client & server operation during HTTP Live Streaming (LIVE).
4 is a diagram illustrating client & server operation in HTTP Live Streaming (LVOD).
5 is a configuration diagram of the RTSP / UDP conversion system of HTTP Live Streaming according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating an example of a change of a TS sequence in HTTP Live Streaming.
7 illustrates a TS file in HTTP Live Streaming.
8 is a flowchart illustrating an operation of a virtual continuity counter according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a diagram illustrating an increase and initialization of a virtual continuity counter value.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 모바일 환경에서 HTTP Live Streaming 프토토콜을 RTSP 프로토콜으로 변환하는 시스템 및 그 방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a system and method for converting an HTTP Live Streaming protocol to an RTSP protocol in a mobile environment according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 프로토콜 변환 방법의 개념도이다. 1 is a conceptual diagram of a protocol conversion method according to an embodiment of the present invention.
첨부한 도 1에서와 같이, 모바일 환경에서 HTTP Live Streaming 프토토콜을 RTSP 프로토콜으로 변환하는 시스템(이하, 프로토콜 변환 시스템이라고 명명함)은 모바일 단말까지 TCP 연결을 제공하여 방화벽 차단 및 패킷 손실을 회피한다. 또한 레거시 어플리케이션 변경없이 모바일 단말 내부에서 TCP 연결을 UDP 연결로 변경한다. As shown in FIG. 1, a system for converting an HTTP Live Streaming protocol into an RTSP protocol (hereinafter, referred to as a protocol conversion system) in a mobile environment provides a TCP connection to a mobile terminal to avoid firewall blocking and packet loss. . It also changes the TCP connection to a UDP connection inside the mobile terminal without changing the legacy application.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른, HTTP Live Streaming를 RTSP/UDP로 변환하는 것을 나타낸 도이다. 2 is a diagram illustrating converting HTTP Live Streaming to RTSP / UDP according to an embodiment of the present invention.
그리고 무선 환경에서 사용가능한 외부 프로토콜을 살펴보면 다음 표1과 같다. The external protocols available in the wireless environment are shown in Table 1 below.
HTTP Live Streaming은 전통적 스트리밍 프로코콜 구조와 달리 하나의 큰 동영상 파일을 조각화해서 다수의 작은 동영상 파일(TS)과 목록파일(M3U8)을 만들어서, 표준 HTTP를 이용 클라이언트 전송하는 방식이다. 동영상 재생에 대한 제어는 전적으로 클라이언트에서 이루어지며, HTTP 서버 측은 클라이언트의 요청에 목록파일(M3U8)과 작은 동영상 파일(TS)파일을 전달해주기만 한다. 목록파일과, 작은 동영상 파일을 받은 클라이언트는 이를 연속으로 재생을 함으로서 마치 하나의 큰 파일을 재생하는 것과 같은 효과를 보여주게 된다.HTTP Live Streaming, unlike the traditional streaming protocol structure, fragments one large video file to create a number of small video files (TS) and list files (M3U8), and transmits the client using standard HTTP. Control of video playback is entirely on the client, and the HTTP server side only passes the list file (M3U8) and small video file (TS) files to the client's request. Clients who receive a list file and a small video file play them in succession, which produces the same effect as playing a single large file.
도 3은 HTTP Live Streaming시(LIVE), 클라이언트 & 서버 동작을 나타낸 도이다. 3 is a diagram illustrating client & server operation during HTTP Live Streaming (LIVE).
첨부한 도 3에서와 같이, M3U8 목록 파일 요청에 현재 재생에 필요한 1개~3개 정도의 TS 리스트가 들어있으며 #EXT-X-ENDLIST 태그로 끝나지 않음, 따라서 주기적 으로 M3U8파일의 변경여부를 확인 추가된 TS파일에 대한 요청을 한다.As shown in FIG. 3, the M3U8 list file request contains one to three TS lists necessary for the current playback and does not end with the # EXT-X-ENDLIST tag, thus periodically checking whether the M3U8 file is changed. Request the added TS file.
도 4는 HTTP Live Streaming(LVOD)시 , 클라이언트 & 서버 동작을 나타낸 도이다. 4 is a diagram illustrating a client & server operation during HTTP Live Streaming (LVOD).
첨부한 도 4에서와 같이, M3U8 파일 요청에 TS 리스트가 들어있으며 #EXT-X-ENDLIST 태그로 끝남, 한번에 모든 TS파일을 가져가는 것이 아니라 클라이언트의 재생버퍼 크기에 맞추어서 미리 1개~수개 정도의 TS파일을 재생 전에 가져 간다. As shown in Figure 4, the M3U8 file request contains a TS list and ends with a # EXT-X-ENDLIST tag, rather than taking all the TS files at once, instead of taking one to several pieces in advance to match the playback buffer size of the client. Take the TS file before playing it.
한편 RTSP는 IETF(Internet Engineering Task Force)가 1998년에 개발한 통신 규약이며, RFC 2326에 정의되어 있다[4]. RTSP는 스트리밍 시스템에 사용되며, 미디어 서버를 원격으로 제어할 때 쓰인다. 명령어는 "PLAY", "PAUSE" 같이 VCR 동작하고 비슷하며 시간 정보를 바탕으로 서버에 접근 한다. 실제 미디어 스트리밍 데이터를 전송하지는 않는다. 대부분의 RTSP 서버는 RTP 규약을 사용해서 전송 계층으로 실제 오디오/비디오 데이터를 전송한다. 미국 리얼 네트워크(Real Networks:구 Progressive Network)사와 넷스케이프 커뮤니케이션스사가 공동 개발했으며, RTP와는 달리 응용 계층에서 동작하는 특징이 있다. 통상의 TCP/IP 스택을 교환할 필요가 없다. 다만 TCP 대신 RTP도 사용하도록 하고 있는데, 이 경우에는 좀 더 확실하게 서비스 품질(QoS)을 개선할 수 있다. RTSP 규약은 HTTP 규약과 비교하면, 문법이나 동작이 비슷하다. HTTP가 무상태형(stateless)인 반면 RTSP는 상태형(stateful)규약이다.RTSP, meanwhile, is a communication protocol developed in 1998 by the Internet Engineering Task Force (IETF) and defined in RFC 2326 [4]. RTSP is used for streaming systems and for remote control of media servers. Commands are similar to VCR operations such as "PLAY" and "PAUSE" and access the server based on time information. It does not transmit the actual media streaming data. Most RTSP servers use RTP protocol to send the actual audio / video data to the transport layer. Co-developed by Real Networks (formerly Progressive Network) and Netscape Communications, Inc., unlike RTP, it operates at the application layer. There is no need to exchange the usual TCP / IP stack. However, RTP is used instead of TCP. In this case, quality of service (QoS) can be improved more reliably. The RTSP protocol has a similar syntax and behavior compared to the HTTP protocol. While HTTP is stateless, RTSP is a stateful convention.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 HTTP Live Streaming의 RTSP/UDP 변환 시스템 구성도이다. 5 is a configuration diagram of the RTSP / UDP conversion system of HTTP Live Streaming according to an exemplary embodiment of the present invention.
RTP Packet Creators는 RTP RFC 3550 표준을 준수하며, MPEG2-TS Parser를 통해 Parsing된 data를 토대로 RTP Packet을 생성한다. RTP Version값은 2(RFC 3550 표준)로 지정한다. TS Packet의 Transport Error Indicator를 통한 에러검사에서 에러가 없으면 TS 헤더의 PID->PAT 정보를 읽어 그 Packet의 payload type을 정의한다. payload에 일정한 동기화 식별자(Synchronization Source(SSRC) identifier)를 지정해 주고, 길이 정보를 가져와padding의 유무를 지정한다. SSRC가 지정이 되었으면 Contributing Source(CSRC) Identifiers를 지정한다. RTP Extension은 사용하지 않는다. RTP Packet Creators conforms to the RTP RFC 3550 standard and generates RTP packets based on data parsed through the MPEG2-TS Parser. The RTP Version value is set to 2 (RFC 3550 standard). If there is no error in the error check through the Transport Error Indicator of the TS Packet, the PID-> PAT information of the TS header is read to define the payload type of the Packet. It assigns a certain synchronization source (SSRC) identifier to the payload, and gets the length information to specify the presence or absence of padding. If SSRC is specified, specify Contributing Source (CSRC) Identifiers. RTP Extension is not used.
일반적 MPEG2-TS의 RTP변환에서는 TS의 continuity counter 정보를 통해 RTP의Timestamp와 Sequence Number를 지정한다. 하지만 본 발명에서 사용하는 HTTP Live Streaming에서 사용하는 MPEG2-TS는 스트리밍 서버의 Fail Over, 스트리밍 일시 단절 등으로 인해 불연속적인 상황이 발생할 수 있다.In RTP conversion of general MPEG2-TS, the timestamp and sequence number of RTP are designated by continuity counter information of TS. However, the MPEG2-TS used in the HTTP Live Streaming used in the present invention may cause a discontinuous situation due to the Fail Over of the streaming server, the interruption of the streaming.
따라서 본 발명의 실시 예에서는 4Bit의 가상의 Continuity counter를 만들고 초기값은 0000을 설정한다. 입력되는 TS Packet에서 Adaption field control 값이 00, 01이 아닌 경우에는 TS Packet의 실제 Continuity counter의 값과 상관없이 가상의 Continuity counter 값을 1을 증가시킨다.Therefore, in the embodiment of the present invention, a virtual continuity counter of 4Bit is created and an initial value is set to 0000. If the Adaption field control value in the TS packet is not 00 or 01, the virtual continuity counter value is increased by 1 regardless of the actual continuity counter value of the TS packet.
도 6은 HTTP Live Streaming에서 TS Sequence의 변화 예를 나타낸 도이다. 6 is a diagram illustrating an example of a change of a TS sequence in HTTP Live Streaming.
첨부한 도 6에서와 같이, HTTP Live Streaming에서는 위와 같은 스트리밍 환경의 변화에 대해서 모두 Client에서 처리하도록 되어있다. 따라서 RTP에서 위의 상황에서 스트림을 연속적으로 재생하기 위해서는 TS의 continuity counter 불연속 구간이 발생하다러도 RTP의 RTP의Timestamp와 Sequence Number는 연속적으로 만들어줄 필요가 있다.As shown in FIG. 6, in HTTP Live Streaming, all the changes in the streaming environment are handled by the client. Therefore, in order to continuously play a stream in the above situation in RTP, even if a continuity counter discontinuity of TS occurs, it is necessary to make RTP's Timestamp and Sequence Number consecutively.
도 7은 HTTP Live Streaming에서의 TS파일을 나타낸 도이다. 7 illustrates a TS file in HTTP Live Streaming.
HTTP Live Streaming에서는 M3U8의 내용에 포함된 #EXT-X-MEDIA-SEQUENCE 태그 및 ts 파일명에 포함된 Sequence 번호를 고려해서 동영상의 재생 순서가 정해지며 MPEG2-TS의 header의 continuity counter 는 동일 파일 안에서만 TS패킷마다 증가됨을 보증받을 수 있다. In HTTP Live Streaming, the playback order of the video is determined by considering the # EXT-X-MEDIA-SEQUENCE tag included in the M3U8 contents and the sequence number included in the ts file name. It can be guaranteed to increase by packet.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에서는 4Bit의 가상의 Continuity counter를 만들고 초기값은 0000을 설정한다. 입력되는 TS Packet에서 Adaption field control 값이 00, 01이 아닌 경우에는 TS Packet의 실제 Continuity counter의 값과 상관없이 가상의 Continuity counter 값을 1을 증가 시킨다. RTP Packet Creator에서는 TS Packet의 실제 Continuity counter가 아니라 가상의 Continuity counter를 참조해서 RTP Packet의 timestamp를 생성 한다. As described above, in the embodiment of the present invention, a virtual continuity counter of 4 Bit is created and an initial value is set to 0000. If the Adaption field control value in the TS packet is not 00 or 01, the virtual continuity counter value is increased to 1 regardless of the actual continuity counter value of the TS packet. RTP Packet Creator creates RTP Packet timestamp by referring to the virtual Continuity counter, not the actual Continuity counter of TS Packet.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 가상 Continuity counter 동작 순서도이고, 도 9는 가상 Continuity counter 값 증가 및 초기화를 나타낸 예이다. 8 is a flowchart illustrating an operation of a virtual continuity counter according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a diagram illustrating an increase and initialization of a virtual continuity counter value.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.The embodiments of the present invention are not limited to the above-described apparatuses and / or methods, but may be implemented through a program for realizing functions corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention, a recording medium on which the program is recorded And such an embodiment can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.
Claims (2)
MPEG2-TS를 RTP패킷을 생성함에 있어 TS Packet의 Continuity counter 가 아니라 4Bit의 가상의 Continuity counter를 만들고 초기값은 0000을 설정한 후, 입력되는 TS Packet에서 Adaption field control 값이 00, 01이 아닌 경우에는 TS Packet의 실제 Continuity counter의 값과 상관없이 가상의 Continuity counter 값을 1을 증가시키고, RTP Packet을 만들 때 가상의 Continuity Counter를 RTP Packet의 timestamp를 생성하는, 장치.
The method of claim 1, wherein
When creating an RTP packet in MPEG2-TS, create a virtual continuity counter of 4Bit instead of the Continuity counter of TS Packet, and set the initial value to 0000.If the Adaption field control value is not 00, 01 in the TS packet that is input Regardless of the actual Continuity counter value of the TS Packet, the virtual continuity counter value is increased by 1, and when the RTP packet is created, the virtual continuity counter generates a timestamp of the RTP packet.
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