高パケットロス耐性を持つビデオストリーミングのためのHTTP/3拡張

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ߴύέοτϩε଱ੑΛ࣋ͭ ϏσΦετϦʔϛϯάͷͨΊͷ )551֦ு ஌ೳιϑτ΢ΣΞݚڀࣨ ֶ࢜՝ఔ೥ খ໺ ً໵

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背景 lಈըίϯςϯπͷ૿Ճ Πϯλʔωοτ௨৴ͷ൒෼Ҏ্͕ಈըίϯςϯπ l઀ଓ୺຤ͷ૿Ճ -"/಺Ͱෳ਺σόΠε͕ಉ࣌ʹଳҬΛফඅ αʔϏεʹରͯ͠େྔͷΫϥΠΞϯτ͕ಉ࣌઀ଓ l઀ଓ୺຤ͷଟ༷Խ εϚϗɺλϒϨοτͱ͍ͬͨϞόΠϧ୺຤ ϞόΠϧ໢͸ଳҬ͕มԽ͠΍͘͢ύέοτϩε཰΋ൺֱతߴ͍ ʢ#BMUSVOBT ʣ lෆ҆ఆͳωοτϫʔΫ؀ڥԼͰ΋շదͳࢹௌମݧΛ 2

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研究目的 l૝ఆωοτϫʔΫ؀ڥ ଳҬมԽ͕ܹ͍͠ ύέοτϩε཰͕ߴ͍ lཁ݅ ಈըͷ࠶ੜఀࢭ͕࣌ؒ୹͍ ಈըͷ࠶ੜఀࢭස౓͕௿͍ 3 )551Λ֦ு͢Δ͜ͱʹΑΔ ϏσΦετϦʔϛϯά഑৴ܗଶͷఏҊ

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ストリーミング配信 4 ഑৴αʔό Τϯίʔμ ಈը৘ใΛอଘ ಈըϑΝΠϧ ഑৴αʔϏεͷγεςϜ Χϝϥ ΫϥΠΞϯτ Τϯίʔυ ʢಈը৘ใͷѹॖʣ

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既存研究（1/3）動機 l ϏσΦͷ࠶ੜఀࢭΛ๷͍͗ͨ ύέοτϩε؀ڥԼͰ͸ɺσʔλͷ࠶ૹ͕ ίετʹͳΔ ࠶ૹΛ཈͑Δ͜ͱͰ࠶ੜఀࢭΛ཈੍ ͨͩ͠ɺϏσΦͷ࠶ੜʹඞਢͷσʔλ͸ૹΔ ඞཁ͕͋Δ ෦෼తʹ৴པੑͷͳ͍ํࣜͰૹ৴Λߦ͏ 5

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既存研究（2/3） l 4$51ͱ4DBMBCMF 7JEFP$PEJOHʢ47$ʣͷར༻ ʢ0SUJ[ ʣ 4$51τϥϯεϙʔτϓϩτίϧͷͭ 47$ͷ#BTF -BZFS͚ͩϩεͨ࣌͠ʹ࠶ૹ 6 ग़యɿ"TVSWFZPOCJUSBUFBEBQUBUJPOTDIFNFTGPSTUSFBNJOH NFEJBPWFS)551 "CEFMIBLFUBM $0.45 w#BTF-BZFS࠶ੜʹඞཁͳ ϨΠϠ w&OIBODFNFOU-BZFS඼࣭Λ ௥Ճ͢ΔϨΠϠ

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既存研究（3/3） l 26*$֦ுͷར༻ʢ1BMNFS ʣ 26*$ʹ࠶ૹΛߦΘͳ͍֦ுΛ௥Ճ ࠶ੜʹඞཁͳϐΫνϟʢϏσΦϑϨʔϜʣ͚ͩ࠶ૹ l 26*$ ৽ͨͳτϥϯεϙʔτϓϩτίϧ (PPHMFʹΑͬͯߟҊɺ։ൃ ݱࡏɺඪ४Խͷ్த 5$1ͷ໰୊఺Λ؇࿨ 7

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QUIC l ϑϨʔϜ 26*$Ͱૹ৴͢Δ σʔλͷ࠷খ୯Ґ ύέοτϩε࣌ͷ ࠶ૹ୯Ґ l ετϦʔϜ Ծ૝తͳ௨৴࿏ ίωΫγϣϯ্ʹ ଟॏԽ 8

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HTTP/3 l 26*$্Ͱಈ͘)551 ैདྷͷ)551 )551͸5$1্Ͱಈ͘ l ετϦʔϜ )551ϨΠϠʹ͓͚ΔԾ૝తͳ௨৴࿏ 26*$ͷετϦʔϜʹϚοϐϯά 9

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既存研究の問題点 l ͲͪΒ΋)551Λར༻͠ͳ͍ ϦΫΤετɺϨεϙϯεͷߏ଄ΛऔΒͳ͍ͨΊ αʔό͕֤छͷύϥϝʔλܾఆ $%/ʢΩϟογϡαʔόʣΛར༻Ͱ͖ͳ͍ 8FCαʔόͱ͸ผʹετϦʔϛϯάઐ༻αʔό ͕ඞཁ εέʔϥϏϦςΟ্ͷ໰୊͕ੜ͡Δ 10

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提案手法（1/3） l طଘݚڀͱಉ༷ͷΞΠσΟΞΛ)551 Λ࢖࣮ͬͯݱ ෦෼తʹ࠶ૹΛߦΘͳ͍௨৴Λར༻ͨ͠ ετϦʔϛϯά طଘख๏ͷ໰୊఺ͱͯ͠ڍ͛ͨ΋ͷ͸ղܾ͢Δ ෆ҆ఆͳ؀ڥԼͰͷߴ͍඼࣭͕ظ଴͞ΕΔ 11

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提案手法（2/3）ビデオ取得 l47$ͷϨΠϠ͝ͱʹετϦʔϜΛ࢖͏ #BTF-BZFS͸ඞͣ࠶ૹΛߦ͏ )551ͷ ετϦ ʔϜ &OIBODFNFOU-BZFS͸࠶ૹΛߦΘͳ͍ετϦʔϜ 12

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提案手法（3/3）ビデオの再生 l ηάϝϯτΛσίʔμϒϧʹม׵ ࠶ૹແ͠Ͱऔಘͨ͠ηάϝϯτ͸σʔλͷҰ෦͕ܽଛ த్൒୺ͳϐΫνϟ͕࢒͍ͬͯΕ͹σίʔυෆՄೳ σʔλͱڞʹฦ͞ΕΔফࣦ͔۠ؒΒσίʔμϒϧͳ ൣғΛநग़͢Δ 13

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提案手法プロトコルへの拡張 l৴པੑͷͳ͍௨৴ Λ͢ΔͨΊɺ 26*$ɼ)551 ʹ"1*Λ௥Ճ l൚༻ੑΛ࣋ͨͤͯ ֦ு 14

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提案手法 QUICの拡張 15 "1*໊ 6OSFMJBCMF8SJUF Ҿ਺ EBUB<>CZUF ໭Γ஋ CZUFT8SJUUFOJOU FFSSPS ֓ཁ EBUBΛ6/3&-*"#-&453&". 'SBNFͰૹ৴͢Δɻ "1*໊ 6OSFMJBCMF3FBE Ҿ਺ EBUB<>CZUF ໭Γ஋ CZUFT3FBEJOU MPTT3BOHF<>#ZUF3BOHF FFSSPS ֓ཁ 6/3&-*"#-&453&".'SBNF Ͱड৴ͨ͠σʔλΛEBUBʹ ಡΈࠐΉɻ l৴པੑΛ࣋ͨͳ͍ ϑϨʔϜΛ৽ͨʹ ఆٛ l৴པੑͷͳ͍ ૹ৴ɺड৴Λߦ͏ "1*Λఆٛ 6OSFMJBCMF8SJUF 6OSFMJBCMF3FBE l(PͰ࣮૷

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提案手法 HTTP/3の拡張 16 "1*໊ (FU8JUI3FMJBCJMJUZ Ҿ਺ DMJFOUIUUQ$MJFOU VSMTUSJOH VOSFMJBCMFCPPM ໭Γ஋ SFTQPOTFIUUQ3FTQPOTF FFSSPS ֓ཁ ৴པੑͷ༗ແΛࢦఆͯ͠ VSMʹ(FUϦΫΤετΛग़͢ɻ SFTQPOTF#PEZʹ ίϯςϯπͱܽଛൣғ͕ ฦ͞ΕΔɻ l৴པੑͷͳ͍ (FUϦΫΤετΛ Մೳʹ͢Δ"1*Λ ࣮૷ l(PͰ࣮૷

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実験（1/2） l ໨త ఏҊख๏Λ࢖ͬͨࡍɺ ෆ҆ఆͳωοτϫʔΫ ؀ڥʹ͓͍ͯ඼࣭Λ อͯΔ͔Ͳ͏͔ݕূ͢Δ l ಺༰ ఏҊख๏ͱɺඪ४Խ్த ͷ)551 OPSNBM Ͱ ൺֱ ϏσΦ࠶ੜఀࢭʹؔ͢Δ ࢦඪΛධՁ 17

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実験（2/2） l ࣮ݧ৚݅ ಈըϓϨΠϠʔΤϛϡϨʔλͷ"4USFBNΛվมͯ͠ར༻ ྲྀ͢ಈը͸ඵؒ ଳҬมԽ͸ࠨԼਤʢ࠷େͰ.CQTʣ ωοτϫʔΫߏ੒͸ӈԼਤɻશͯNJOJOFU7. 355͸NT ಈըηάϝϯτ͸TFD ηάϝϯτऔಘΞϧΰϦζϜ͸#BTJDʢଳҬϕʔεʣ 47$͸֊૚ʹΤϯίʔυʢ#- &-ʣ 18 UJNF TFD CBOEXJEUI .CQT

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結果（1/2） ύέοτϩε཰Λd·ͰมԽͤͯ͞ɺCVGSBUJP SBUFCVGΛܭଌ CVGSBUJP࠶ੜఀࢭ࣌ؒಈը࠶ੜ࣌ؒ SBUFCVG࠶ੜఀࢭճ਺ಈը࠶ੜ࣌ؒ ֤ύέοτϩε཰ʹରͯ͠ճܭଌ ʢ! − 1.5iqrҎԼͱ" + 1.5iqrҎ্͸আڈʣ Τϥʔόʔ͸ඪ४ޡࠩ 19 ੨ɿOPSNBM ᒵɿఏҊख๏ ੨ɿOPSNBM ᒵɿఏҊख๏ QBDLFUMPTTSBUF CVGSBUJP QBDLFUMPTTSBUF SBUFCVG

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aSSIM (Palmer+ 2018) l ը࣭ͱ࠶ੜఀࢭ࣌ؒʢCVGSBUJPʣͷ ౷߹ࢦඪ ϐΫνϟը࣭ͷධՁࢦඪ44*.ʢTUSVDUVSBMTJNJMBSJUZʣ ετϦʔϛϯάͰը࣭͚ͩΛධՁ͢Δͷ͸ෆద੾ B44*.࠶ੜఀࢭதͷ44*.Λͱͯ͠ɺ࠶ੜظؒʹ ΘͨΔ44*.ͷฏۉΛͱͬͨ΋ͷ aSSIM = ∑!"# $ ! + % ! J൪໨ͷϐΫνϟͷ44*. ૯ϐΫνϟ਺ ඵ͋ͨΓͷϐΫνϟ਺ " ࠶ੜఀࢭ࣌ؒ 20

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結果（2/2） ύέοτϩε཰Λd·ͰมԽͤͯ͞ɺB44*.Λܭଌ ଌఆճ਺ɺ֎Ε஋আڈํ๏ɺΤϥʔόʔ͕ࣔ͢΋ͷ͸ઌఔͱ ಉ༷ 21 ੨ɿOPSNBM ᒵɿఏҊख๏ QBDLFUMPTTSBUF B44*.

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考察 ߴύέοτϩε؀ڥԼʹ͓͍ͯ͸SBUFCVGٴͼ B44*.͕྆ํվળ ྑ͍ωοτϫʔΫ؀ڥԼͰ͸B44*.͕ΑΓ௿͍ w ύέοτϩε཰͕௿͍؀ڥԼͰͷը࣭ͷ௿Լ͕ݪҼ w ύέοτϩε཰ʹԠͯ͡ಈతʹOPSNBMͱͷ੾Γସ͑Λߦ͏ 22

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まとめ l ݁࿦ ෆ҆ఆͳωοτϫʔΫ؀ڥԼͰߴ͍඼࣭Λอͭ ഑৴ख๏ΛఏҊ w ࠶ੜఀࢭͷ཈੍ޮՌΛ֬ೝͨ͠ 26*$ɼ)551ʹ֦ுΛࢪ͢͜ͱͰ࣮ݱ w $%/ͷར༻ͳͲʹΑΓεέʔϥϏϦςΟͷ֬อ͕Մೳ l ࠓޙͷల๬ ਓؒͰͷఆੑతͳධՁ 23

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CDNの利用 l$%/ʢDPOUFOUTEFMJWFSZOFUXPSLʣ ੈքதʹ෼ࢄ഑ஔ͞ΕͨΩϟογϡαʔόͷ͜ͱ εέʔϥϏϦςΟͷ֬อͷͨΊʹ͸ඞਢ lఏҊख๏ͱ$%/Λซ༻͢Δ৔߹ Ωϟογϡαʔόʹ͸ଛࣦͷͳ͍σʔλ͕͋ͬͯ΄͍͠ 24