JP2008259001A - Digital content distribution system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばインターネット等を経由して、映像や音声等のストリーム配信を行い、リアルタイムで閲覧する際に好適な、ディジタルコンテンツ配信システムに関する。 The present invention relates to a digital content distribution system suitable for performing stream distribution such as video and audio via the Internet or the like and browsing in real time.
コンテンツ配信サーバからオンデマンドで配信された映像データをパーソナルコンピュータや携帯電話等の移動体通信端末等の受信端末で閲覧する方法として、映像データを受信端末が一括ダウンロードし、全てのダウンロードが終了してから映像データを再生する方法と、連続的に送信される映像データを受信端末が受信しながら、それを順次再生していく方法がある。しかし、前者は、高度な圧縮技術を使ったとしても巨大な映像データを全てダウンロードするために膨大な時間を必要とし、現在のIPネットワークの転送速度においては、リアルタイム性にあまりにもかけ離れたものとなってしまう。そこで、後者のような、ダウンロード完了を待たずして映像の再生ができる手法(映像ストリーミング)が注目されている。 As a method of browsing video data distributed on-demand from a content distribution server on a receiving terminal such as a personal computer or a mobile communication terminal such as a mobile phone, the receiving terminal downloads the video data in a batch and all downloads are completed. There are a method of reproducing the video data after that, and a method of sequentially reproducing the video data while the receiving terminal receives the continuously transmitted video data. However, the former requires an enormous amount of time to download all of the huge video data, even with advanced compression technology, and the current IP network transfer speed is far from real-time performance. turn into. In view of this, a technique (video streaming) that can reproduce video without waiting for completion of the download, such as the latter, has attracted attention.
これらオンデマンド配信には、ディジタルコンテンツの配信要求をした受信端末毎に配信するユニキャスト配信と、複数の受信端末に向けて配信するマルチキャスト配信とがある。 These on-demand distributions include unicast distribution that is distributed to each receiving terminal that has requested distribution of digital content, and multicast distribution that is distributed to a plurality of receiving terminals.
このうちユニキャスト配信は、受信端末からの配信要求に応じて直ちにディジタルコンテンツを配信でき、かつ簡素な制御によって実現可能であるというメリットを有するが、受信端末毎にディジタルコンテンツを配信するために配信要求の数が増大するにつれてネットワーク帯域資源の消費が増大してしまう。 Of these, unicast delivery has the advantage that digital content can be delivered immediately in response to a delivery request from a receiving terminal and can be realized by simple control, but delivery is performed in order to deliver digital content to each receiving terminal. As the number of requests increases, the consumption of network bandwidth resources increases.
これに対しマルチキャスト配信は、コンテンツ配信サーバからディジタルコンテンツを配信し、ネットワーク内の中継ノードにおいて必要に応じてこれをコピーして各受信端末に向けて配信するため、ネットワーク帯域資源をユニキャスト配信に比べて大幅に節減することができる。しかしながら、マルチキャストで配信されたディジタルコンテンツを受信する複数の受信端末において視聴時間を統一する必要があり、配信要求のタイミングによっては、配信要求をした受信端末は次のマルチキャスト配信まで長い時間待たされてしまうという問題がある。 Multicast distribution, on the other hand, distributes digital content from a content distribution server and copies it to relay nodes in the network as needed to distribute it to each receiving terminal. Compared to this, it can save a lot. However, it is necessary to unify the viewing time in a plurality of receiving terminals that receive digital contents distributed by multicast, and depending on the timing of the distribution request, the receiving terminal that requested the distribution may wait for a long time until the next multicast distribution. There is a problem of end.
このような事情から、例えば特許文献1、2では、マルチキャスト配信とユニキャスト配信とを併用する非同期マルチキャスト配信システムが提案されている。非同期マルチキャスト配信では、受信端末からの配信要求に対して、ディジタルコンテンツの開始部分から配信する共有フローを所定のタイミングで周期的に反復して生成され、配信要求時刻の近い複数の受信端末に対して同じ共有フローが割り当てられて配信される。さらに、受信端末が配信要求する前に共有フローの配信が開始されたために取得できなかったディジタルコンテンツの既配信部分を受信端末に配信する個別フローによって、ディジタルコンテンツが配信される。
Under such circumstances, for example,
しかしながら、ディジタルコンテンツの配信を要求する帯域幅が、受信端末毎に異なる場合がある。従来の非同期マルチキャスト配信システムでは、狭帯域、広帯域を問わず、帯域幅を考慮せずにディジタルコンテンツを配信していたために、ネットワーク帯域資源の効率的な活用が図れていなかった。 However, the bandwidth for requesting distribution of digital content may differ for each receiving terminal. In the conventional asynchronous multicast distribution system, regardless of whether the bandwidth is narrow or wide, the digital content is distributed without considering the bandwidth. Therefore, the network bandwidth resources cannot be efficiently used.
本発明は、上記の課題を考慮してなされたものであって、帯域幅が異なる端末に対するディジタルコンテンツの配信におけるネットワーク帯域資源の効率的な活用を図るディジタルコンテンツ配信システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above problems, and an object of the present invention is to provide a digital content distribution system that efficiently uses network bandwidth resources in distributing digital content to terminals having different bandwidths. To do.
本発明に係るディジタルコンテンツ配信システムは、複数の端末に対してネットワークを介してディジタルコンテンツをセグメントに分割して配信するコンテンツ配信サーバを備えるディジタルコンテンツ配信システムであって、前記コンテンツ配信サーバは、前記ディジタルコンテンツの配信を要求する帯域幅が同一の端末グループ毎の前記ディジタルコンテンツの配信要求の平均発生率に基づいて前記セグメントを求める配信制御部を有することを特徴とする。 The digital content distribution system according to the present invention is a digital content distribution system including a content distribution server that divides digital content into a plurality of terminals via a network and distributes the segment, and the content distribution server includes: A distribution control unit is provided for obtaining the segment based on an average occurrence rate of the distribution request of the digital content for each terminal group having the same bandwidth for requesting distribution of the digital content.
本発明によれば、配信制御部によって、前記ディジタルコンテンツの配信を要求する帯域幅が同一の端末グループ毎のディジタルコンテンツの平均発生率に基づいてセグメントを求め、このセグメントに基づいてディジタルコンテンツを分割して配信することによりネットワーク帯域資源の効率的な活用を図ることができる。 According to the present invention, the distribution control unit obtains a segment based on the average occurrence rate of the digital content for each terminal group having the same bandwidth requesting the distribution of the digital content, and divides the digital content based on the segment. Thus, efficient use of network bandwidth resources can be achieved.
前記コンテンツ配信サーバが有する階層符号化部によって、前記ディジタルコンテンツを前記帯域幅に応じて階層毎に符号化して、符号化された前記ディジタルコンテンツを階層毎に前記セグメントに分割して配信することにより、さらにネットワーク帯域資源の効率的な活用を図ることができる。 By encoding the digital content for each layer according to the bandwidth by the hierarchical encoding unit included in the content distribution server, and dividing the encoded digital content into the segments for distribution for each layer In addition, efficient use of network bandwidth resources can be achieved.
本発明によれば、ディジタルコンテンツの配信を要求する帯域幅が同一の端末グループ毎のディジタルコンテンツの平均発生率に基づいてセグメントを求め、このセグメントに基づいてディジタルコンテンツを分割して配信することによりネットワーク帯域資源の効率的な活用を図ることができる。また、符号化したディジタルコンテンツを階層毎にセグメントに分割して配信することにより、さらにネットワーク帯域資源の効率的な活用を図ることができる。 According to the present invention, a segment is obtained based on the average occurrence rate of digital content for each terminal group having the same bandwidth requesting distribution of digital content, and the digital content is divided and distributed based on the segment. Efficient use of network bandwidth resources can be achieved. In addition, by dividing the encoded digital content into segments for each hierarchy and distributing them, it is possible to further efficiently use network bandwidth resources.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態に係るディジタルコンテンツ配信システム10の全体の説明図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram of an entire digital
ディジタルコンテンツ配信システム10は、端末12(12a、12b)、14(14a、14b)、16(16a、16b)と、コンテンツ配信サーバ18とを備え、端末12、14、16とコンテンツ配信サーバ18は、ネットワーク20に接続されている。
The digital
端末12、14、16は、携帯電話等の移動体通信端末であり、端末12、12a、12bは、コンテンツ配信サーバ18に対するディジタルコンテンツの配信を要求する帯域幅(通信速度)が同一の端末グループ22を形成している。同様に、端末14、14a、14bは端末グループ24を形成し、端末16、16a、16bは端末グループ26を形成している。
The
コンテンツ配信サーバ18は、映像又は音声等のディジタルコンテンツを端末12、14、16に配信するサーバである。
The
コンテンツ配信サーバ18は、図2に示すように、端末12、14、16からのディジタルコンテンツの配信要求を受信する配信制御部30と、配信制御部30で受信した配信要求に基づいて取得した帯域幅b(通信速度)に応じてディジタルコンテンツを階層符号化する階層符号化部32と、端末12、14、16に対するディジタルコンテンツを配信する配信予定時間、配信内容及び配信方法を設定する配信スケジュール部34と、配信対象となるディジタルコンテンツを格納するディジタルコンテンツ格納部36とを備える。
As shown in FIG. 2, the
配信制御部30は、端末12、14、16からのディジタルコンテンツの配信要求を受信し、要求するディジタルコンテンツの対象、平均発生率λ及び帯域幅bを取得する。ここで、平均発生率λは、端末グループ22、24、26からコンテンツ配信サーバ18に対する単位時間あたりの配信要求の平均発生回数、発生頻度を意味する。
The
また、配信制御部30は、平均発生率λからセグメントSを算出し、ディジタルコンテンツをセグメントSで分割して端末12、14、16に対して配信する。セグメントSは、平均発生率λの逆数、すなわち、S=1/λとして算出される。
Further, the
さらに、配信制御部30によるディジタルコンテンツの配信は、共有フロー又は個別フローで行われる。ここで、共有フローとは、端末12、14、16からの同一のディジタルコンテンツに対する配信要求に基づいて、配信要求時刻の近い端末12、14、16に対してディジタルコンテンツの開始部分から配信するフローを意味する。また、個別フローとは、端末12、14、16が配信要求する前に共有フローの配信が開始されたために取得できなかったディジタルコンテンツの既配信部分を端末12、14、16に個別に配信するフローを意味する。
Further, the distribution of the digital content by the
階層符号化部32は、配信制御部30で取得された帯域幅bの種類に応じて、ディジタルコンテンツを階層毎に符号化を行う。階層符号化は、配信制御部30で取得された帯域幅bのうち、最も狭い帯域幅bに対応して符号化した階層を基本階層として、以後、帯域幅bに応じて狭い方から第1層、第2層・・・第N層と符号化し、結果としてディジタルコンテンツは、(N+1)層の層構造となる。
The
端末12、14、16は、基本階層から階層数の小さい順番に符号化された階層を受信する。基本階層は、すべての端末12、14、16で受信され、端末12、14、16の帯域幅bに応じて、第1層、第2層・・第N層が受信される。端末12、14、16は、多くの階層を受信することにより、高画質のディジタルコンテンツを得ることができる。つまり、基本階層のみを受信して形成されたディジタルコンテンツよりも、基本階層及び第1階層を受信して形成されたディジタルコンテンツの方が高画質となり、基本階層、第1階層・・・第N層のすべての階層を受信して形成されたディジタルコンテンツが最も高画質となる。
配信スケジュール部34は、配信制御部30で受信した配信要求から、ディジタルコンテンツ格納部36に記憶されているディジタルコンテンツのファイル名を特定するとともに、配信予定時刻及び配信方法を含む配信スケジュールを設定する。配信方法は、配信予定時刻に共有フロー、個別フローのいずれの方法で配信するかが、ディジタルコンテンツが配信される配信元とともに設定される。配信元は、通常は、ディジタルコンテンツが格納されているディジタルコンテンツ格納部36となるが、配信要求されたディジタルコンテンツが既に端末12、14、16に配信されている場合には、受信した端末12、14、16を配信元とすることも可能である。
The
ディジタルコンテンツ格納部36は、配信対象となるディジタルコンテンツが複数格納されている。 The digital content storage unit 36 stores a plurality of digital contents to be distributed.
次に、ディジタルコンテンツ配信システム10の処理手順について、ディジタルコンテンツ配信システム10の動作を説明するためのフローチャートである図3を用いて説明する。
Next, the processing procedure of the digital
まず、配信制御部30が端末グループ22、24、26内の端末12、14、16からの配信要求に基づいて、ディジタルコンテンツの対象、端末グループ22の平均発生率λ1、帯域幅b1、端末グループ24の平均発生率λ2、帯域幅b2、端末グループ26の平均発生率λ3、帯域幅b3を取得する(ステップS1)。なお、帯域幅bについては、b1<b2<b3とする。
First, the
配信スケジュール部34は、配信制御部30で受信した配信要求から配信スケジュールを設定する(ステップS2)。具体的には、配信要求からディジタルコンテンツ格納部36に格納されているディジタルコンテンツのファイル名を特定するとともに配信予定時刻、配信方法を設定する。
The
配信スケジュール部34は、配信予定時刻と既に設定されている配信スケジュールとを対比する(ステップS3)。配信スケジュール部34が、配信要求されたディジタルコンテンツの配信は当該配信要求前にはされていないと判断した場合には、配信方法として、ディジタルコンテンツ格納部36からディジタルコンテンツを共有フローで配信すると設定される。配信制御部30は、配信スケジュールの設定後、配信要求してきた端末12、14、16に対して、配信スケジュールを通知する(ステップS4)。
The
次に、階層符号化部32は、図4に示すように帯域幅bに応じて、ディジタルコンテンツを階層符号化する(ステップS5)。
Next, the
本実施形態では、3つの帯域幅(b1、b2、b3)に対応してディジタルコンテンツ格納部36に格納されているディジタルコンテンツを3階層に符号化している。帯域幅bについては、b1<b2<b3であることから、帯域幅b1に対してディジタルコンテンツの一部を基本階層として符号化し、帯域幅b2に対してディジタルコンテンツの一部を第1階層として符号化し、帯域幅b3に対して符号化されていないディジタルコンテンツの残部を第2階層として符号化する。 In the present embodiment, the digital content stored in the digital content storage unit 36 is encoded into three layers corresponding to the three bandwidths (b1, b2, b3). Since the bandwidth b is b1 <b2 <b3, a part of the digital content is encoded as a basic layer for the bandwidth b1, and a part of the digital content is defined as the first layer for the bandwidth b2. Encode and encode the remainder of the digital content not encoded for bandwidth b3 as the second layer.
次に、配信制御部30は、平均発生率λからセグメントSを算出する(ステップS6)。基本階層は端末グループ22、24、26で受信されるので、基本階層に対する平均発生率は端末グループ22、24、26の各々の平均発生率の和となる。従って、基本階層に対するセグメントS1はS1=1/(λ1+λ2+λ3)となる。
Next, the
また、第1階層は端末グループ24、26で受信されるので、第1階層に対する平均発生率は端末グループ24、26の各々の平均発生率の和となる。従って、第1階層に対するセグメントS2はS2=1/(λ2+λ3)となる。さらに、第2階層は端末グループ26で受信されるので、第2階層に対する平均発生率は端末グループ26の平均発生率λ3となり、第2階層に対するセグメントS3はS3=1/λ3となる。
Further, since the first layer is received by the
配信制御部30は、配信スケジュールに従って、配信予定時刻にディジタルコンテンツ格納部36に格納されているディジタルコンテンツを共有フローで配信する(ステップS7)。具体的には、ディジタルコンテンツの基本階層がセグメントS1で分割されて配信され、第1階層がセグメントS2で分割されて配信され、第2階層がセグメントS3で分割されて配信される。
The
ステップS3において、配信スケジュール部34が、配信要求されたディジタルコンテンツの配信が当該配信要求前に行われていると判断した場合には、配信制御部30が端末12、14、16以外の端末40(図示無し)に対して、配信予定時刻にディジタルコンテンツの配信が可能であるかを問い合わせる(ステップS8)。配信制御部30は、端末40からの配信状況の応答を受信する(ステップS9)。
In step S3, when the
次に、配信スケジュール部34がディジタルコンテンツの配信が完了しているかを判断する(ステップS10)。配信スケジュール部34が配信完了と判断した場合には、配信スケジュールの配信方法を共有フローとし、配信元を配信可能であると応答してきた端末40と設定する(ステップS11)。そして、配信制御部30が当該端末40に対して、配信スケジュールを通知する(ステップS12)。
Next, the
通知を受信した端末40は、配信スケジュールに従って、配信予定時刻に自身に格納されているディジタルコンテンツを共有フローで配信する(ステップS13)。 The terminal 40 that has received the notification distributes the digital content stored in itself at the scheduled distribution time in accordance with the distribution schedule (step S13).
配信スケジュール部34が、配信中であると判断した場合には、既に配信されたディジタルコンテンツの配信完了部分について、配信スケジュールの配信方法を個別フローとし、配信元を配信可能であると応答してきた端末40と設定する(ステップS14)。そして、配信制御部30が当該端末40に対して、配信スケジュールを通知する(ステップS15)。
When the
通知を受信した端末40は、配信スケジュールに従って、配信予定時刻に自身に格納されているディジタルコンテンツを個別フローで配信要求した端末12、14、16に配信する(ステップS16)。
The terminal 40 that has received the notification distributes the digital content stored therein at the scheduled distribution time to the
以上説明したように、本実施形態に係るディジタルコンテンツ配信システム10は、複数の端末12、14、16に対してネットワーク20を介してディジタルコンテンツをセグメントSに分割して配信するコンテンツ配信サーバ18コンテンツ配信サーバを備える。コンテンツ配信サーバ18は、ディジタルコンテンツの配信を要求する帯域幅bが同一の各端末グループ22、24、26毎のディジタルコンテンツの配信要求の平均発生率λに基づいてセグメントSを求める配信制御部30を有し、このセグメントSに基づいてディジタルコンテンツを分割して配信することによりネットワーク帯域資源の効率的な活用を図ることができる。
As described above, the digital
また、階層符号化部32によって、符号化されたディジタルコンテンツを階層毎にセグメントSで分割して配信することにより、さらにネットワーク帯域資源の効率的な活用を図ることができる。
In addition, the
なお、上記実施形態では帯域幅毎に階層符号化しているが、一定範囲の帯域幅毎に階層符号化してもよい。すなわち、上記の端末グループ22、24、26以外に帯域幅b1aでディジタルコンテンツの配信要求をする端末グループ42(図示無し)、帯域幅b2aでディジタルコンテンツの配信要求をする端末グループ44(図示無し)があり、帯域幅bはb1<b1a<b2<b2a<b3とする。かかる場合には、帯域幅b1a、b2aの各々に対応して階層符号化せずに、帯域幅b1よりも大きく帯域幅b2よりも小さい帯域幅bについては、帯域幅b1で階層符号化し、帯域幅b2よりも大きく帯域幅b3よりも小さい帯域幅については、帯域幅b2で階層符号化するようにしてもよい。
In the above embodiment, hierarchical encoding is performed for each bandwidth, but hierarchical encoding may be performed for each bandwidth within a certain range. That is, in addition to the above
また、ステップS8におけるディジタルコンテンツの配信の可否の確認では、端末12、14、16に対して既にディジタルコンテンツの配信がされている場合には、端末12、14、16に対して配信の可否の確認を行ってもよい。かかる場合には、ステップS9において、端末12、14、16からの配信状況の応答を受信した後に、配信スケジュールが設定される。配信スケジュールには、端末12が配信可能な状態の場合には、基本階層を共有フロー又は個別フローで配信することが可能であると設定され、端末14が配信可能な状態の場合には、第1階層を共有フロー又は個別フローで配信することが可能であると設定され、端末16が配信可能な状態の場合には、第2階層を共有フロー又は個別フローで配信することが可能であると設定される。
In the confirmation of whether or not the digital content can be distributed in step S8, if the digital content has already been distributed to the
さらに、端末グループ22、24、26のいずれかの帯域幅bと同一の帯域幅bを有し、かつ、平均発生率λが異なる端末グループ22、24、26以外の端末グループがある場合には、ディジタルコンテンツを各セグメントSよりも小さいスライスで分割して配信してもよい。かかる場合には、端末グループ22、24、26内の端末グループと、端末グループ22、24、26以外の端末グループであって同一の帯域幅bである端末グループに対して、各端末グループ毎に算出されたセグメントの最大公約数をスライスとして設定し、ディジタルコンテンツを当該スライスで分割して配信することとなる。
Further, when there is a terminal group other than the
また、本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
10…ディジタルコンテンツ配信システム
12、12a、12b、14、14a、14b、16、16a、16b、40…端末
18…コンテンツ配信サーバ 20…ネットワーク
22、24、26、42、44…端末グループ
30…配信制御部 32…階層符号化部
34…配信スケジュール部 36…ディジタルコンテンツ格納部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記コンテンツ配信サーバは、前記ディジタルコンテンツの配信を要求する帯域幅が同一の端末グループ毎の前記ディジタルコンテンツの配信要求の平均発生率に基づいて前記セグメントを求める配信制御部を有することを特徴とするディジタルコンテンツ配信システム。 A digital content distribution system comprising a content distribution server that divides digital content into segments and distributes them to a plurality of terminals via a network,
The content distribution server includes a distribution control unit that determines the segment based on an average occurrence rate of the distribution request of the digital content for each terminal group having the same bandwidth requesting the distribution of the digital content. Digital content distribution system.
前記コンテンツ配信サーバは、前記ディジタルコンテンツを前記帯域幅に応じて階層毎に符号化する階層符号化部を有し、
前記符号化されたディジタルコンテンツを階層毎に前記セグメントに分割して配信することを特徴とするディジタルコンテンツ配信システム。 The digital content distribution system according to claim 1.
The content distribution server has a hierarchical encoding unit that encodes the digital content for each hierarchical layer according to the bandwidth,
A digital content distribution system, wherein the encoded digital content is divided into segments and distributed for each layer.
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