JP3006191U - セグメント化式の需要時ビデオシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 実質的にコストを増加することなく容易に拡
張することのできるビデオ供給方法及びシステムを提供
する。 【構成】 ビデオを分配するシステムにおいて、複数の
ビデオが大量記憶装置に記憶される。各ビデオは、ビュ
ー装置で再生するためのデジタルビデオデータの複数の
フレームを備えている。このシステムは、選択されたビ
デオのセグメントを記憶するメモリバッファを備えてい
る。セグメントは、選択されたビデオの所定の時間間隔
を表す所定数のフレームを含む。メモリバッファは、書
き込みポインタ及び読み取りポインタを含む。書き込み
及び読み取りポインタによって指示された位置において
メモリバッファに選択されたビデオのビデオデータを独
立して書き込んだり読み取ったりしてその選択されたビ
デオをビュー装置へ転送するためのソフトウェア制御サ
ーバが設けられる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は情報分配の一般的分野に係り、より詳細には、ビデオ信号として分配 される情報に関する。

【０００２】

【従来の技術】

消費者に需要時ビデオサービスを提供することが要望される。望ましい需要時 ビデオサービスは、例えば、映画、スポーツイベント、対話式ゲーム、ホームシ ョッピング、テキスト情報、並びに教育及び芸術番組を含み、これらを以下「ビ デオ」と総称する。ビデオは、一般に、映像及び音声の両方の部分を含むが、テ キスト情報のように映像部分のみを含んだり、或いは、例えば音楽のように音声 部分のみを含んだりすることを理解されたい。

【０００３】 消費者は、彼等にとって都合のよい時間と場所で彼等の選択したビデオを入手 することを望む。ビデオが商業電話やケーブルやサテライトネットワークのよう な送信媒体によって供給できれば、便利であろう。ビデオは、容易に入手できる ディスプレイシステム、例えば、ＮＴＳＣ標準テレビ又はパーソナルコンピュー タと両立しなければならない。

【０００４】 更に、消費者は、ビデオをリアルタイムで対話式にＶＣＲのようにコントロー ルしたり、その一部分をスキップしたりホールドしたり又はリプレイしたりする ことも希望する。ホームショッピングや、ビデオゲームでは、ビデオとゲームの プレーヤとの間に相当にハイレベルな対話動作が要求される。更に、需要時ビデ オサービスを提供するのに使用するシステムは、非常に大勢の消費者に対しサー ビスの利用度を最大にするために適度なコストで製造できねばならない。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

放送又はケーブルテレビジョンのようなビデオサービスに対する既知の分配シ ステムに伴う大きな問題は、消費者が番組又は時間の選択に対して何の制御も行 えないことである。又、既知のビデオ分配システムは、一度に利用できる種々の ビデオの数が所定のチャンネル割り当てによって限定される。そして、ほとんど の既知のビデオサービスは、一般に対話式（双方向式）でない。

【０００６】 あるビデオサービスは、特殊な高速光ファイバケーブルネットワークを経てビ デオを需要時供給することができる。一般に、このようなサービスは、ビデオを １つの連続した途切れのない流れとして顧客に供給する。それ故、このようなサ ービスは、通常、対話動作を行うために消費者の場所に高価な大量記憶装置及び 特殊な再生装置を必要とする。別のこのようなサービスでは、たとえ多数の顧客 が同じビデオを見る場合でも、各顧客ごとに分配場所に重複するシステムリソー スを必要とする。従って、顧客にビデオを供給する公知の需要時ビデオシステム は、大規模な分配構成へと容易に拡張できない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

以上のことから、ビデオを供給する方法及びシステムであって、実質的にコス トを増加することなく容易に拡張できるような方法及びシステムがこの分野で要 望されていることは明らかである。ビデオを分配する本考案のシステムにおいて は、複数のビデオが、ビデオジュークボックスのような大量記憶装置に記憶され る。各ビデオは複数のフレームを含む。各フレームは、デジタル的にエンコード されたビデオデータを含み、ビデオデータは、ビュー（視聴）装置で再生するた めの時間順序の像及び音声信号を表す。

【０００８】 このシステムは、選択されたビデオのセグメントを記憶するメモリバッファを 備えている。セグメントは、選択されたビデオの所定の時間間隔を含む。更に、 メモリバッファは、書き込みポインタ及び少なくとも１つの読み取りポインタを 含む。

【０００９】 選択されたビデオのビデオデータをメモリバッファに書き込んだりそこから読 み取ったりするためのソフトウェア制御サーバが設けられる。ビデオデータは、 書き込みポインタを進ませながら書き込みポインタにより指示されたメモリ位置 においてメモリバッファに書き込まれる。ビデオデータは、読み取りポインタを 進ませながら読み取りポインタにより指示されたメモリ位置においてメモリバッ ファから読み取られる。

【００１０】 それ故、選択されたビデオの読み取りデータは、移動時間間隔セグメントとし てビュー装置へ転送される。ビデオデータは、大量記憶装置とビュー装置との間 で電話システム又はパケットスイッチネットワークのようなデータ通信ネットワ ークを経て搬送することができる。

【００１１】 このシステムは、通信ネットワークの受信端において、選択されたビデオのセ グメントを記憶するためのメモリバッファを備えている。このセグメントは、選 択されたビデオの所定の時間間隔を備えている。更に、メモリバッファは、書き 込みポインタ及び読み取りポインタを含む。

【００１２】 通信ネットワークを経て受信したビデオデータは、書き込みポインタを進ませ ながら書き込みポインタによって指示されたメモリ位置においてメモリバッファ に書き込まれる。メモリバッファに記憶されたいずれかのビデオデータに読み取 りポインタを対話式に位置設定するためにリモートコントローラのような手段が 設けられる。選択されたビデオの再生は、ビデオデータが読み取られるときに読 み取りポインタを進ませながら読み取りポインタによって指示されたメモリ位置 においてメモリバッファからビデオデータを読み取ることにより開始される。

【００１３】 １つの利点として、セグメントを記憶するのに単一の比較的サイズの小さいメ モリしか必要とされなくても、顧客は、選択されたビデオの種々の部分を見るこ とができる。例えば、メモリバッファが、約１０分のビデオデータ、典型的に、 約６０ないし１００メガバイトを記憶する場合に、顧客は、１０のいずれの部分 も対話式に且つ独立して見ることができる。

【００１４】 １つの実施例において、メモリバッファは、複数の読み取りポインタを備えて いる。各読み取りポインタは、特定のビュー装置に関連される。即ち、メモリバ ッファに記憶されたセグメントのビデオデータは、多数の顧客により見られる。 この実施例では、読み取りサーバは、読み取りポインタを進ませながら読み取り ポインタの各々において始まるビデオデータを読み取る。従って、選択されたビ デオは、複数の移動時間間隔セグメントとして転送される。

【００１５】 １つの利点として、セグメントを記憶するのに単一の比較的サイズの小さいメ モリしか必要とされなくても、非常に大勢の顧客が、選択されたビデオの種々の 部分を同時に見ることができる。例えば、メモリバッファが、約１０分のビデオ データ、典型的に、約６０ないし１００メガバイトを記憶する場合に、多数の顧 客が同時に典型的に２時間の映画の任意の部分を見れるようにするのに、せいぜ い１２個のメモリバッファしか必要とされない。

【００１６】 好ましい実施例においては、メモリバッファは、円形バッファとして管理され るディスク記憶装置である。最初に、転送されるべきビデオデータをバッファが 何等含んでいないときには、再生に対してビデオが読み取られる割合（レート） よりも高い割合でビデオデータが書き込まれる。従って、メモリバッファは急速 に充填されるので、ビデオの転送が開始されると直ちに、ビデオの種々の部分を 見る要求を満足することができる。

【００１７】

【実施例】

本考案のこれら及び他の特徴並びに効果は、添付図面を参照した以下の詳細な 説明から明らかとなろう。図１には、需要時ビデオを提供するシステムが示され ている。このシステムは、広い地域にわたって分布した場所に置かれた顧客構内 装置（ＣＰＥ）１０と、１つ以上の集中需要時ビデオシステム２０と、通信ネッ トワーク３０とを備えている。一般に、ビデオは、需要時ビデオシステム２０か らネットワーク３０を経てＣＰＥ１０へ転送される。しかしながら、需要時ビデ オシステム２０間でビデオを転送することもできる。

【００１８】 需要時ビデオシステム２０とＣＰＥ１０との間を通信するのに使用される物理 的な媒体は、例えば、ワイヤのねじれ対、同軸又は光ファイバケーブル、マイク ロ波又はサテライトリンクである。通信に使用される連続的な物理経路は、回路 と称される。この回路は、制御信号を通信するための比較的帯域巾の小さい「両 方向」チャンネルと、ビデオ信号を通信するための比較的帯域巾の広い「下流」 チャンネルとを含む。又、この回路は、付加的なチャンネルを含むこともでき、 例えば、平易な古い電話サービスのような双方向通信に対して中程度の帯域巾の チャンネルが割り当てられる。

【００１９】 各顧客位置におけるＣＰＥ１０の構成は、顧客のニーズに応じて変更できる。 ＣＰＥ１０は、ネットワークインターフェイスボックス１１と、ビュー装置１２ と、ビデオコントローラ１３とを備えている。インターフェイスボックスは、オ プションの顧客セグメントキャッシュ１４を含むことができる。

【００２０】 インターフェイスボックス１１は、下流チャンネルを経てビュー装置１２に再 生するためのビデオを受信するものである。又、インターフェイスボックス１１ は、以下に述べるように、両方向チャンネルを経て需要時ビデオシステム２０と コマンドを通信する。

【００２１】 顧客コマンドは、ビデオサービスに対する需要である。ビデオがＣＰＥ１０へ 転送される間に、顧客コマンドは、既知の放送或いはケーブルＴＶサービスでは 一般に使用できないリバース（逆転）、フォワード（前進）及びポーズ（休止） といったＶＣＲ式の制御機能を含むことができる。更に、ビデオの部分全体をス キップさせるための後方ジャンプ又は前方ジャンプのような更に複雑な機能とし ての顧客コマンドもサポートされる。更に、ゲームやホームショッピングといっ た対話性の高いビデオを制御するための特殊な顧客コマンドも考えられる。

【００２２】 ビュー装置１２は、例えば、モニタ、テレビジョン、ＶＣＲ、或いはパーソナ ルコンピュータやワークステーションのようなデータ処理装置である。顧客コマ ンドを入力するためのビデオコントローラ１３は、高周波又は赤外線信号を用い ることによりインターフェイスボックス１１と通信するためのハンドヘルド（手 持ち）リモートコントローラとして構成することができる。或いは又、ビデオコ ントローラ１３は、ダイヤルボタンを押すことによって可聴トーンを発生するこ とのできる電話であってもよい。

【００２３】 オプションの顧客セグメントキャッシュ１４は、以下で詳細に説明するが、Ｃ ＰＥ１０によって受け取られたビデオの部分を局部的に記憶するためのものであ る。

【００２４】 図２は、１つの集中需要時ビデオシステム２０を詳細に示している。この需要 時ビデオシステム２０は、ゲートウェイサーバ２１と、ビデオサーバ２２と、ラ イブラリーサーバ２３と、オプションのサーバセグメントキャッシュ２４とを備 えている。又、需要時ビデオシステム２０は、ネットワーク３０とインターフェ イスするための複数の通信ポート８０を備えている。

【００２５】 ゲートウェイ、ビデオ及びライブラリーサーバ２１ないし２３は、コントロー ルバス２６によりプロセス制御のために互いに接続される。ビデオサーバ２２及 びライブラリーサーバ２３は、データバス２７により互いに接続される。これら サーバ２１ないし２３は、ワークステーションとして実施することができ、各ワ ークステーションは、分配されたソフトウェアプログラムを実行するためにディ スク及び半導体メモリを有している。

【００２６】 以下で詳細に説明するオプションのサーバセグメントキャッシュ２４は、ＣＰ Ｅ１０へ送信されるべきビデオの部分を局部的に記憶するためのものである。

【００２７】 ゲートウェイサーバ２１は、対話式ゲートウェイユニット（ＩＧＵ）３１と、 サーバマネージメントユニット（ＳＭＵ）３２とを備えている。ＩＧＵ３１は、 ネットワーク３０を経てＣＰＥ１０とコマンドを通信するものである。ＩＧＵ３ １は、顧客を識別する管理データを含む顧客データベース３３を備えている。Ｓ ＭＵ３２は、コマンドに応答して、ビデオサーバ２２及びライブラリーサーバ２ ３を整合し、選択されたビデオをＣＰＥ１０に送って顧客が見るようにする。

【００２８】 ライブラリーサーバ２３は、ビデオジュークボックス４１のような大量ビデオ 記憶システムを備えている。このジュークボックス４１は、数千のビデオを、エ ンコードされ、圧縮されそしてデジタル化された形態で記憶する大容量ディスク 又はテープの形態のものである。典型的な２時間の圧縮されたＶＨＳ映画は、約 １．１５ギガバイトの記憶容量を必要とする。もちろん、ＨＤＴＶビデオのよう な高解像度のビデオは、更に大きな記憶容量を必要とする。例えば、別の需要時 ビデオシステム２０からネットワーク３０を経てジュークボックス４１に記憶す るようにビデオを収集できることも理解されたい。

【００２９】 各ビデオサーバ２２は、ビデオサーバコントローラ５１と、ディスク５３を有 するディスク読み取り／書き込みコントローラ５２とを備えている。近代的な大 容量のディスク、例えば、安価なディスクの冗長アレー（ＤＡＩＤ）を用いるこ とにより、ビデオサーバ２２は、１００本の全長さの特集映画に匹敵する１００ ギガバイト以上のビデオデータを記憶することができる。

【００３０】 又、ビデオサーバ２２は、例えば、半導体ダイナミックランダムアクセスメモ リ（ＤＲＡＭ）で形成された１つ以上の先入れ先出し（ＦＩＦＯ）ビデオバッフ ァ６０も備えている。各バッファ６０は複数のチャンク６１に仕切られる。１つ のチャンク６１は、例えば、６４Ｋバイトのビデオデータを記憶する。各ＦＩＦ Ｏバッファ６０のサイズは、動作中にチャンク６１を割り当てたり又は割り当て 解除したりすることにより動的に調整することができる。

【００３１】 各ＦＩＦＯバッファ６０に接続されているのは、１つ以上のパケットコントロ ーラ７０である。これらのパケットコントローラ７０は、ＦＩＦＯバッファ６０ から可変サイズのデータパケットを読み取るためのものである。

【００３２】 通信ポート８０は、需要時ビデオシステム２０とネットワーク３０との間のイ ンターフェイスを構成する。需要時ビデオシステム２０は、種々の形式のネット ワーク３０に用いられる方法を使用して信号を通信するように構成されたポート ８０を含むことができることを理解されたい。

【００３３】 ２つの通信方法が使用される。第１の方法では、信号が固定帯域巾のポイント −ポイント回路を経て通信され、この回路は、ビデオのソースである需要時ビデ オシステム２０と、行き先であるＣＰＥ１０との間の転送中に確立される。

【００３４】 この通信方法は、例えば、デジタル広帯域通信を行う世界的に最大のクロスバ ー交換の公衆電話ネットワークと共に使用することができる。米国内では、需要 時ビデオサービスの実質的なマーケットにアクセスする約９千３百万の家庭電話 回線と約４千３百万の業務電話回線とがある。

【００３５】 電話ネットワークは、帯域巾が１．５４４メガビット／秒（Ｍｂ／ｓｅｃ）の Ｔ１キャリアを使用している。このＴ１キャリアは、圧縮した動画ビデオを容易 に転送することができる。北アメリカでは、帯域巾が６Ｍｂ／ｓｅｃのＴ２キャ リアも使用できる。ある地域で使用できるＴ３キャリアは、Ｔ１キャリア２８個 分に等しい帯域巾を有している。ヨーロッパ及び他の地域では、Ｅ１キャリアが ２Ｍｂ／ｓｅｃの送信レートをサポートする。

【００３６】 或いは又、米国内では、ベルコアの非対象デジタル加入者ループ（ＡＤＳＬ） サービスは、通常のねじれ対電話線を用いてＴ１速度でデジタルエンコード信号 を約５ｋｍの限定された距離で通信することができる。更に短い距離では、より 高いデータ転送レートが可能である。典型的なＡＤＳＬ回路は、一般に、３つの 仮想チャンネルに仕切られ、それらは、ＣＰＥ１０と需要時ビデオシステム２０ との間で制御信号を搬送するための１６Ｋｂ／ｓｅｃの両方向チャンネルと、Ｃ ＰＥ１０にビデオデータ信号を搬送するための１．５Ｍｂ／ｓｅｃの下流チャン ネルと、平易な古い電話信号用の６４Ｋｂ／ｓｅｃの双方向通信チャンネルとで ある。

【００３７】 或いは又、専用のポイント−ポイント固定帯域巾回路は、商業用ケーブルＴＶ （ＣＡＴＶ）システムのチャンネル又はチャンネルの一部分である。ここで、チ ャンネルとは、従来の６ＭＨｚ放送ＴＶチャンネルを意味する。典型的なケーブ ルシステムは、数百の放送ＴＶチャンネルに等価な容量をもつことができる。周 波数及び／又は時分割マルチプレクス技術を使用することにより、単一の従来の ６ＭＨｚＣＡＴＶチャンネルを多数のサブチャンネルに仕切り、双方向通信を行 うと共に、ＣＡＴＶネットワークの容量を増加することができる。

【００３８】 第２の方法では、ビジネスセクタにおいてコンピュータシステムによって使用 されているようなパケットスイッチングワイドエリア又はローカルエリアネット ワークを用いてビデオが転送される。この場合には、ネットワークが全ての潜在 的なソース（需要時ビデオシステム２０）と、行き先（ＣＰＥ１０）とによって 分担される。

【００３９】 デジタルパケットスイッチングネットワークの通信路は、典型的に、非常に高 い帯域巾を有し、圧縮ビデオの再生速度の何倍ものバースト送信を受け入れるこ とができる。例えば、イーサネットは、１０Ｍｂ／ｓｅｃのデジタル信号レート を受け入れることができ、そしてファイバ分配データインターコネクト（ＦＤＤ Ｉ）は、１００Ｍｂ／ｓｅｃのレートを受け入れることができる。それ故、これ らの形式のネットワークでは、時分割マルチプレクス技術を用いて多数のソース と行き先との間で同じ物理的媒体を経て多数のパケットを送信できる。

【００４０】 例えば、１０Ｍｂ／ｓｅｃのイーサネットは、６個の１．５Ｍｂ／ｓｅｃのサ ブチャンネルに仕切ることができる。しかしながら、全容量のイーサネットを経 て転送されるビデオは、おそらく崩壊するか又はより低い速度で動作するように 見える。というのは、衝突のようなイーサネットの信号特性により最小の帯域巾 を常に保証することができないからである。それ故、ネットワークは、連続的な ビデオ再生速度を維持するためには理論的な容量よりも低速度で動作するように 構成されねばならない。

【００４１】 図３を参照し、ネットワーク３０を経て転送するのに適したビデオの内部デー タ構造について説明する。ビデオ１００は、例えば、開始点及び終了点を有する １．２ＧＢ特集長さの映画である。ビデオ１００のデータは、例えば、工業規格 モーション・ピクチャー・エキスパート・グループ（ＭＰＥＧ）圧縮アルゴリズ ムのようなエンコード及び圧縮技術を用いることによりネットワーク３０を経て 転送するのに適した形態である。ＭＰＥＧ圧縮は、既知のＶＣＲビデオに匹敵す る品質を得ながらも、ビデオデータを２００程度のファクタで減少することがで きる。

【００４２】 ビデオ１００は、番号１ないしＮで一般的に示された複数のパケット１１０を 備えている。ビデオにおけるパケットの数は、「長さ」即ちビデオの視聴時間に 基づいている。各パケット１１０は、パケットヘッダ１２０と、パケットデータ １４０と、オプションのパケットフィルタ１６０とを備えている。

【００４３】 パケットヘッダ１２０は、ＩＤ１２１、ＲＡＴＥ（レート）１２２、ＴＩＭＥ −ＳＴＡＭＰ（タイムスタンプ）１２３、及びＰＡＣＫＥＴ−ＳＩＺＥ（パケッ トサイズ）１２５を含んでいる。ＩＤ１２１は特定のビデオを識別する。ＲＡＴ Ｅ１２２は、ビデオのアナログ信号をデジタルデータに変換するのに使用される 圧縮のレベルによって決定される。ＭＰＥＧは、ビデオのスペース、時間及びモ ーションファクタに基づいて種々の圧縮レートをサポートする。ＴＩＭＥ−ＳＴ ＡＭＰ１２３は、ビデオ１００の開始点に対する時間方向のパケットデータ１４ ０の位置を指示する。ＰＡＣＫＥＴ−ＳＩＺＥ１２５は、パケット１１０のデー タバイトの数を指示するのに使用される。ＰＡＣＫＥＴ−ＳＩＺＥ１２５は、記 憶の必要性を管理するために種々のパケット１１０を操作するソフトウェアによ って使用される。

【００４４】 アドレス可能な位置を有するパケットスイッチ式ネットワークを経てビデオが 転送される場合には、パケットヘッダ１２０は、パケット１１０の行き先を決定 するためのＡＤＤＲＥＳＳ（アドレス）１２４も含む。行き先は、ＣＰＥ１０の 地理的位置に対応する。

【００４５】 各パケット１１０のパケットデータ１４０は、デジタルビデオデータ又はデジ タル音声データを含むが、その両方は含まない。典型的なビデオにおいては、各 「音声」パケットごとに約７個の「ビデオ」パケットがある。パケットデータ１ ４０は、約１ないし４Ｋｂのエンコード及び圧縮されたビデオ又は音声データを 含む。連続するパケット１１０のデータは、ビデオのフレームを定める連続ビッ ト流として処理される。典型的に、フレーム１８０は、例えば、３０フレーム／ 秒の固定の割合でビュー装置に表示される。

【００４６】 圧縮のレベルに基づいて、フレーム１８０は、１ＫＢないし１６ＫＢのデジタ ルデータを含むことができる。換言すれば、ビデオ１００の高度に圧縮された部 分については、単一のビデオパケット１１０が多数のフレーム１８０を含むこと ができる。より僅かな程度に圧縮された像の場合には、単一のフレーム構成する のに多数のパケット１１０が必要とされる。

【００４７】 フレーム１８０は、タイムスタンプビットシーケンス１８１、フレームデータ ビット１８２及びフレーム終了ビットシーケンス１８３を含んでいる。ＭＰＥＧ 圧縮では、プログラムタイムスタンプ及び一時的タイムスタンプの２つの形式の タイムスタンプ１８１が使用される。プログラムタイムスタンプは、ビデオ１０ ０の開始点に対するフレーム１８０の絶対的な時間方向の位置である。一時的な タイムスタンプは、手前のフレームに対するフレーム１８０の時間方向のオフセ ットを指示する。典型的に、４番目ごとのフレームがプログラムタイムスタンプ を有する。タイムスタンプの頻度は、ビデオをエンコード及び圧縮するときに、 プログラムすることができる。

【００４８】 ＭＰＥＧについては、３つの形式のフレームが定められる。即ち、Ｉフレーム と、Ｐフレームと、Ｂフレームである。

【００４９】 Ｉフレームは、ビデオの他のフレームに依存しない像を示す「基準」フレーム である。即ち、Ｉフレームの像は、Ｉフレームのビットから完全に導出される。

【００５０】 Ｐフレームは、別のフレームから導出された像を表す「デルタ」ふれーむであ る。Ｐフレームは、Ｐフレームの像を導出すべきフレームのビットとは異なる像 のビットを含む。Ｐフレームは、典型的に、それが導出されたフレームからのＰ フレームの相対的な時間方向のオフセットを指示する一時的なタイムスタンプを 含む。

【００５１】 Ｂフレームは、手前及び／又は後続のＩ又はＰフレームから像を形成するのに 使用する「補間」フレームである。又、Ｂフレームは、一時的なタイムスタンプ も含むことができる。

【００５２】 典型的に、Ｉフレームは、Ｐフレームより大きく、即ちそれより多くのデータ を含み、そしてＰフレームは、Ｂフレームより大きい。特定のビデオにおけるＩ フレーム・対・Ｐフレーム・対・Ｂフレームの比は、使用するエンコーダアルゴ リズムと、それらのフレームにより表される像のモーションの形式及びその細部 とに基づいて、大巾に変化する。

【００５３】 パケットフィルタ１６０は、所定帯域巾において一定ビット送信レートを確保 するのに使用される。例えば、ＭＰＥＧ圧縮ビデオは、通常の又はリアルタイム 速度でビデオの再生を維持するのに１．２Ｍｂ／ｓｅｃのデータレートを必要と するだけである。それ故、通信媒体が、例えば、１．５Ｍｂ／ｓｅｃの高い信号 レートを維持できる場合は、パケットフィルタ１６０は、通信媒体の残りの０． ３Ｍｂ／ｓｅｃの容量に対して「ビット」を供給する。例えば、ビデオが休止さ れたときには、パケットがフィラービットしか含まないことが考えられる。しか しながら、ビデオが通常の再生レートより高いレートで転送される場合には、ビ デオのパケット１１０は、パケットフィラー１８０を含まない。

【００５４】 一般に、需要時ビデオシステム２０の動作中に、ビデオが顧客へと転送されて いる間に、ビデオのデータがたどる論理経路は「放送流」と称される。それ故、 顧客を放送流に接続することは、ビデオの供給をイネーブルすることを意味する 。

【００５５】 通常は、ビデオのパケット１１０は、再生速度で放送流を経て送信される。即 ち、ＣＰＥ１０へのデータの供給の割合は、ビュー装置１２におけるビデオの再 生と実質的に同期される。異なる圧縮比を有するビデオの部分は、異なる割合で 供給されてもよいことが明らかであろう。

【００５６】 又、放送流がアウトローの放送流として動作することも考えられる。アウトロ ーの放送流とは、単一顧客へ非再生速度でビデオデータを転送する流れである。 即ち、潜在的に多数の顧客へのビデオデータの連続的で且つ同時の供給に対して 流れが割り当てられない。例えば、顧客が前進又は逆転を行う間に、データ供給 のレートがビデオの通常の（リアルタイムの）再生速度とは実質的に異なるよう にされる。それ故、アウトローの放送流をサポートするのに必要なリソースは、 一般に、顧客間に共有されない。

【００５７】 本考案の好ましい実施例によれば、多数の顧客に単一放送流のリソースを共有 させそしてアウトローの放送流をできるだけ直ちに除去することにより、リソー スの要求が最小にされる。例えば、ＦＩＦＯバッファ６０のサイズを動的に拡張 することにより、多数のパケットコントローラ７０は、同じビデオの異なる部分 を読み取ることができる。従って、ディスク５３に記憶されたビデオの単一の読 み取りは、同じＦＩＦＯバッファ６０を使用する多数の顧客によって見ることが できる。

【００５８】 需要時ビデオサービスを要求する手順４００の一般的な動作は、図４を参照し て説明する。ステップ４１０において、顧客は、ＣＰＥ１０を、ネットワーク３ ０を経て需要時ビデオシステム２０の選択された１つに接続する。この接続は、 例えば、リモートコントローラ又は電話のようなビデオコントローラ１３の１つ 以上のボタンを押すことによって行うことができる。インターフェイスボックス １１は、需要時ビデオシステム２０に到達するのに用いられるネットワーク３０ の構成に基づいて、例えば、自動ダイヤル、ログ・オン又はチャンネル選択によ って、需要時ビデオシステム２０へ接続する。

【００５９】 ステップ４２０において、接続が確立された後に、ＣＰＥ１０は、ゲートウェ イサーバ２１のＩＧＵ３１に接続され、ゲートウェイサーバ２１により維持され た加入者データベース３３を使用することにより顧客を識別する。加入者データ ベース３３は、請求書及び他の管理情報に加えて、ＣＰＥ１０の構成の記述も含 むことができ、これにより、需要時ビデオシステム２０は、特定顧客のＣＰＥ１ ０といかに通信するかを決定することができる。

【００６０】 ステップ４３０において、顧客が識別された後に、顧客は視聴のためのビデオ を選択する。ビデオは、入手できるタイトルのメニューから選択される。入手で きるタイトルのメニューは、ビデオジュークボックス４１に記憶されたビデオに 対応する。このメニューはビュー装置１２に表示され、リモートコントローラで ビデオが選択される。或いは又、メニューは音声メッセージとして顧客に与えら れ、顧客は、電話のボタンを押すことにより選択を行う。

【００６１】 又、顧客は、視聴を開始すべきビデオの特定の部分、即ち「ＶＩＤＥＯ−ＴＩ ＭＥ（ビデオ−タイム）」を選択することもできる。顧客がＶＩＤＥＯ−ＴＩＭ Ｅを選択した場合には、ビデオは、対応するＴＩＭＥ−ＳＴＡＭＰ１２３を有す るパケット１１０で始めて顧客へ転送される。ＶＩＤＥＯ−ＴＩＭＥが選択され ない場合には、ビデオはその開始点から示される。

【００６２】 更に、顧客は、選択されたビデオに対し「ＢＲＯＡＤＣＡＳＴ−ＴＩＭＥ（放 送時間）」を選択することができる。このＢＲＯＡＤＣＡＳＴ−ＴＩＭＥは、ビ デオを供給すべきときの日時である。ＢＲＯＡＤＣＡＳＴ−ＴＩＭＥが選択され ない場合には、ビデオが直ちに供給される。

【００６３】 ステップ４４０では、ＢＲＯＡＤＣＡＳＴ−ＴＩＭＥにおいて、選択されたビ デオと実質的に同期する放送流が進行中であるか又は放送のスケジュールが立て られているかの判断がなされる。もしそれが真であれば、ステップ４６０に続く が、それが偽であれば、ステップ４５０において、選択されたビデオに対して放 送流が形成される。

【００６４】 ステップ４６０では、ＣＰＥ１０が放送流に接続され、そして選択されたビデ オがステップ４７０において転送される。

【００６５】 選択されたビデオを転送するための手順５００が図５に示されている。ステッ プ５１０において、ＳＭＵ３２により指示されたビデオサーバコントローラ５１ は、選択されたビデオがディスク５３に予め記憶されていない場合に、ディスク 読み取り／書き込みコントローラ５２がその選択されたビデオをライブラリーサ ーバ２３のジュークボックス４１からデータバス２７を経てディスク５３へ転送 するようにさせる。その選択されたビデオがジュークボックス４１に記憶されて いない場合は、その選択されたビデオは、別の需要時ビデオシステム２０から、 広帯域巾通信回路、例えば、ＦＤＤＩ回路を経、ネットワーク３０を経て収集す ることができる。

【００６６】 ステップ５２０において、選択されたビデオがディスク５３に記憶されると、 そのビデオは、ディスク５３から、一度に１つのチャンク６１づつ放送流に割り 当てられたＦＩＦＯバッファ６０へと読み取られる。ＦＩＦＯバッファ６０の目 的の１つは、ディスクの待ち時間を円滑にすることである。ＦＩＦＯバッファ６ ０の別の目的は、ディスク５３からビデオデータを一回読み取るだけで、多数の 顧客が同じビデオにアクセスできるようにすることである。

【００６７】 ステップ５３０において、選択されたビデオは、ＦＩＦＯバッファ６０からパ ケットコントローラ７０によって読み取られる。通常は、パケットコントローラ ７０は、パケット１１０を再生速度でネットワーク３０を経てＣＰＥ１０へ転送 する。即ち、パケットコントローラ７０は、視聴のためのビデオデータを、その データの視聴に一致するよう調時された周期的な間隔で供給する。或いは又、パ ケットコントローラ７０は、再生レートとは異なる割合でビデオデータを供給す ることもできる。

【００６８】 ＦＩＦＯバッファ６０の最も最近充填されたチャンク６１がパケットコントロ ーラ７０によって空にされている間に、別のチャンク６０に、選択されたビデオ の次の部分が充填される。

【００６９】 ステップ５４０において、パケット１１０はＣＰＥ１０に通信される。以下に 説明するように、パケット１１０は、通常は、サーバセグメントキャッシュ２４ 又は顧客セグメントキャッシュ１４のいずれかのセグメントキャッシュ、或いは 拡張したＦＩＦＯ６０を経て、視聴のために通信される。

【００７０】 ステップ５５０では、ＣＰＥ１０においてパケット１１０が受信される。イン ターフェイスボックス１１は、パケットヘッダ１２０をパージングし、そしても し必要であれば、パケットフィラー１６０を剥離する。パケットデータ１４０は デコードされてフレーム１８０へと圧縮解除され、そしてこのフレーム１８０は ビュー装置１２で再生するためのアナログビデオ及び音声信号に変換される。

【００７１】 ステップ５６０において、ビデオが転送されている間に、顧客はビデオコント ローラ１３にコマンドを入力してパケット１１０の供給のシーケンスを変更する ことができる。これらコマンドは、回路の両方向チャンネルを経てゲートウェイ サーバ２１へと送信される。

【００７２】 ステップ５７０において、顧客がコマンドを入力した場合には、それに応じて パケット１１０の供給のシーケンスが変更され、さもなくば、ビデオの終わりま でステップ５３０で動作が続けられる。ビデオが供給されてしまうと、顧客は別 のビデオを選択することができ、或いはＣＰＥ１０が需要時ビデオシステム２０ から切断される。

【００７３】 特定のポピュラーなビデオを視聴する顧客の数が非常に大きくなるにつれて、 放送流の数も大きくなり、貴重なシステムリソースを消費することになる。

【００７４】 それ故、放送流を減少すると共に、単一の放送流を共有する顧客の数を最大に するための考え方について開示する。この考え方は、ビデオの転送をセグメント 化形態で管理することによって可能とされる。セグメント化された放送流は、リ ソース要求を最小にするだけではなく、顧客がビデオをより精巧なレベルで制御 できるようにする。更に、セグメント化された放送流は、需要時ビデオシステム ２０が、地理的に分散した社会にわたって分布した大きな人口集団にサービスす るように現実的に規模を決められるようにする。

【００７５】 本考案の好ましい実施例では、図６に示すように、ビデオ１００は、時間間隔 に基づくスパン又はサイズを有するビデオセグメント２００と称する移動又はロ ーリングビューウインドウとして転送される。ビデオ１００は、その再生速度に 一致するための実質的に一定の速度で、ビューウインドウ即ちビデオセグメント ２００を開始点から終了点へと前方に移動することにより転送される。しかしな がら、ビデオコントローラ１３に入力された顧客コマンドに応答して、移動する ビューウインドウの位置を変更することができる。

【００７６】 図６には、移動するビデオセグメント２００の位置がビデオ１００に対し種々 の時間Ｔ１ないしＴ６で示されており、Ｔ１は、ビデオの開始点におけるビデオ セグメント２００の相対的な位置に対応し、Ｔ２ないしＴ５は、中間の時間であ り、そしてＴ６は、ビデオ１００の終了点におけるビデオセグメント２００の位 置に対応している。

【００７７】 ビデオセグメント２００のスパン即ちサイズは、ビデオセグメント２００の時 間間隔の長さにネットワーク３０の送信レートを乗算したものによって決定され る。送信レートは、通常の即ちリアルタイムの再生速度における圧縮ファクタに よって決定される。例えば、１．５Ｍｂ／ｓｅｃのＭＰＥＧ圧縮送信レートにお いて、セグメントの時間間隔が約６秒である場合には、ビデオセグメント２００ は、１メガバイト未満のデジタルビデオ像を含む。或いは又、ビデオ１００は、 より大きなビューウインドウで転送することができ、例えば、ウインドウのスパ ンが数分である場合には、ビデオセグメント２００は、数十メガバイトのビデオ データを含む。

【００７８】 ビューウインドウのサイズは、種々のビデオの供給に対して最適化するように 調整できる。例えば、一般に顧客が最初から終わりまで視聴する映画は、ビデオ の時間方向の進行が一般に予想できない高度な対話性をもつビデオとはかなり異 なるサイズのビューウインドウをもつことができる。

【００７９】 しかしながら、本考案の実施例においては、特定のビデオに対して一度にアク ティブにすることのできるビューウインドウの全数は、所定の数に固定される。 例えば、２時間の長さの特集映画の場合には、考えられるビューウインドウの数 が２４に固定され、各ウインドウはビデオの隣接セグメントである。即ち、セグ メントは、例えば、ビデオの開始点に対して時間０、５及び１０分のように５分 の倍数の間隔でしかスタートすることができない。ビューウインドウの数を固定 することにより、放送流の数も同様に制限される。更に、２４のみのウインドウ では、顧客は、選択されたビデオの視聴を開始するのに、せいぜい、５分待機す るだけでよい。

【００８０】 いずれの場合にも、ビデオセグメント２００のデータの量は、データ処理装置 に使用されるほとんどの従来のデータ記憶装置に記憶することのできるデータの 量に比べて比較的少量である。例えば、約６０メガバイトの５分のビデオセグメ ントを記憶することのできるディスク及び半導体メモリ装置は、比較的低コスト で容易に入手することができる。

【００８１】 本考案の好ましい実施例によれば、現在のビューウインドウ即ちウインドウセ グメント２００は、セグメントキャッシュに維持される。従って、ビューウイン ドウ内のいずれの部分にビデオを再位置設定するいずれのコマンドに対しても、 直ちに応答を与えることができる。ほとんどの顧客コマンドは、通常は、ビデオ を近傍の位置に再位置設定するものであると仮定する。換言すれば、顧客コマン ドが逆転であるときには、通常は、ビデオの最近視聴した部分を再生したいとい う要望によるものである。

【００８２】 それ故、セグメントキャッシュ１４又は２４をもつことにより、ほとんどの顧 客コマンドを迅速に処理することができる。顧客がセグメントキャッシュに記憶 されていないビデオの部分を見たい場合には、再生を所望のウインドウ外部分へ 位置設定し、次いで、その新たな位置に対応するビューウインドウでセグメント キャッシュを高速充填する手段が設けられる。

【００８３】 ビデオセグメントをキャッシュ処理する３つの方法を開示する。その１つの方 法においては、図１に示すように、ＣＰＥ１０は、単一ビデオセグメント２００ を記憶するための顧客セグメントキャッシュ１４を備えている。別の方法におい ては、図２に示すように、需要時ビデオシステム２０は、複数のビデオセグメン ト２００を記憶するための顧客セグメントキャッシュ２４を備えている。更に別 の第３の方法においては、移動ウインドウ即ちビデオセグメントがパケットコン トローラ７０によりＦＩＦＯバッファ６０から直接発生される。即ち、ＦＩＦＯ バッファ６０は、セグメントキャッシュとしても働く。この方法は、付加的な記 憶装置の経費を必要とせずに実施できるという利点があるが、専用のセグメント キャッシュ１４又は２４を有するシステムほど応答時間が迅速でない。

【００８４】 しかしながら、一般に、セグメントキャッシュは、ライブラリーサーバ２３と ビュー装置１２との間の送信経路に沿ってどこにでも配置することができ、これ は、通信ネットワーク３０のような中間位置も含む。

【００８５】 ＣＰＥ１０が顧客セグメントキャッシュ１４を含む場合には、顧客がビデオの ほぼ瞬間的な対話制御を行うことができる。しかしながら、顧客のＣＰＥ１０に このように装備されていない場合には、若干応答性の劣るサービスがサーバセグ メントキャッシュ２４によって与えられる。１つの利点として、集中顧客セグメ ントキャッシュは、特に大グループの顧客が同じビデオを視聴する場合に、シス テムオーバーヘッドを実質的に増加することなく大勢の顧客によって同時に共有 することができる。集中化又は分散化されるセグメントキャッシュの厳密な構成 は、市場性及びコストの要因に基づいて決まる。

【００８６】 図７は、セグメントキャッシュを充填させそして再生させる動作をいかに管理 するかを示している。セグメントキャッシュは、移動ビューウインドウ即ちビデ オセグメント２００を記憶するのに必要とされるものよりも若干、例えば１０％ 大きな記憶容量をもつサイズにされたセグメントキャッシュメモリブロック３０ ０を備えている。セグメントキャッシュメモリブロック３００をビューウインド ウより大きくすることにより、ネットワークのトラフィック又は需要時ビデオシ ステムの応答時間による不可避な遅延が、ビデオの繋ぎ目のない供給を妨げない ようにする。セグメントキャッシュメモリブロックは、ディスク又は半導体メモ リである。

【００８７】 セグメントキャッシュメモリブロック３００は、可動のＦＩＬＬ−ＰＯＩＮＴ ＥＲ（充填ポインタ）３１０及び可動のＰＬＡＹ−ＰＯＩＮＴＥＲ（再生ポイン タ）３２０によってアドレスすることができる。パケットコントローラ７０は、 ビデオデータを、パケットの形態で、ＦＩＬＬ−ＰＯＩＮＴＥＲ３１０により指 示された位置においてセグメントキャッシュメモリブロック３００へ書き込む。 ビデオデータがセグメントキャッシュブロック３００に書き込まれるにつれて、 ＦＩＬＬ−ＰＯＩＮＴＥＲ３１０が進まされる。例えば、１つのパケット全体を 書き込んだ後に、パケットヘッダ１２０のＰＡＣＫＥＴ−ＳＩＺＥ１２４をＦＩ ＬＬ−ＰＯＩＮＴＥＲ３１０に追加することによりＦＩＬＬ−ＰＯＩＮＴＥＲ３ １０を進ませることができる。

【００８８】 視聴用のビデオデータは、ＰＬＡＹ−ＰＯＩＮＴＥＲ３２０により指示された 位置においてセグメントキャッシュメモリブロック３００から読み取られる。セ グメントメモリキャッシュ３００からビデオデータが読み取られるにつれて、Ｐ ＬＡＹ−ＰＯＩＮＴＥＲ３２０も同様に進まされる。

【００８９】 最初に、セグメントキャッシュメモリブロック３００が放送流に割り当てられ たときには、ＦＩＬＬ−ＰＯＩＮＴＥＲ３１０及びＰＬＡＹ−ＰＯＩＮＴＥＲ３ ２０が両方ともセグメントキャッシュメモリブロック３００の開始点の位置を指 す。しかしながら、以下で説明するように、セグメントキャッシュメモリブロッ ク３００の最初の充填は、通常は、データの読み取りよりも高いレートで行われ る。

【００９０】 それ故、セグメントキャッシュメモリブロック３００が使用状態に入ると直ち に、ＦＩＬＬ−ＰＯＩＮＴＥＲ３１０は、ＰＬＡＹ−ＰＯＩＮＴＥＲ３２０の充 分前方に進められる。ＰＬＡＹ−ＰＯＩＮＴＥＲ３２０の前方で且つＦＩＬＬ− ＰＯＩＮＴＥＲ３１０の後方にあって、参照番号３３０で一般的に示されたビデ オデータは、まだ視聴されていないビデオデータである。

【００９１】 本考案の実施例では、セグメントキャッシュメモリブロック３００は円形バッ ファとして管理され、ＦＩＬＬ−ＰＯＩＮＴＥＲ３１０及びＰＬＡＹ−ＰＯＩＮ ＴＥＲ３２０は、セグメントキャッシュメモリブロック３００の終了点からその 開始点へと重ね合わすことができるが、ＦＩＬＬ−ＰＯＩＮＴＥＲ３１０はＰＬ ＡＹ−ＰＯＩＮＴＥＲ３２０をオーバーランすることができない。パケットコン トローラ７０は、できるだけ多数のビューウインドウ２００でセグメントキャッ シュメモリブロック３００を充填するようにバイアスされる。キャッシュを読み 取る（再生する）レートが書き込みのレートと同じである場合には、ＦＩＬＬ− ＰＯＩＮＴＥＲ３１０及びＰＬＡＹ−ＰＯＩＮＴＥＲ３２０が一般にほぼ同じレ ートで進まねばならないことを理解されたい。

【００９２】 ＦＩＬＬ−ＰＯＩＮＴＥＲ３１０は、前方にしか進まないが、ＰＬＡＹ−ＰＯ ＩＮＴＥＲ３２０は後方に進むこともできる。例えば、顧客がビデオを逆転する コマンドを入力した場合には、ＰＬＡＹ−ＰＯＩＮＴＥＲ３２０は逆の年代順に パケットを読み取る。

【００９３】 ＦＩＬＬ−ＰＯＩＮＴＥＲ３１０の前方で且つＰＬＡＹ−ＰＯＩＮＴＥＲ３２ ０の後方のセグメントキャッシュメモリブロック３００のメモリ位置は、「ホー ル」３４０として知られている。ホール３４０のメモリ位置は、一般に、視聴を 予想して新たなパケット１１０を記憶するのに使用できる。

【００９４】 図８を参照して、サーバセグメントキャッシュ２４の特定構造を詳細に説明す る。サーバセグメントキャッシュ２４は、セグメントキャッシュメモリブロック ３００と、キャッシュコントローラ７００と、書き込みコントローラ７００と、 対応する数のポート８０に接続された複数の読み取りコントローラ７２０とを備 えている。

【００９５】 キャッシュコントローラ７００は、コントロール信号を通信するためのライン ３８を経てゲートウェイサーバ２１に接続される。書き込みコントローラ７１０ は、放送流がパケット１１０の形態のデータ信号を通信するようにアクティブと なったときに、ライン３９を経てビデオサーバ２２のパケットコントローラ７０ の１つに接続される。書き込みコントローラは、可動ＦＩＬＬ−ＰＯＩＮＴＥＲ ３１０により指定されたメモリ位置においてキャッシュメモリブロック３００へ ビデオデータを書き込むためにライン７１１によってセグメントキャッシュメモ リブロック３００に接続される。

【００９６】 読み取りコントローラ７２０の各々は、関連するＰＬＡＹ−ＰＯＩＮＴＥＲ３ ２０により指定されたメモリ位置においてセグメントキャッシュメモリブロック ３００からビデオデータを読み取るためにライン７２１によってセグメントキャ ッシュメモリブロック３００へ接続される。読み取りコントローラ７２０の各々 は、ライン７２２によってキャッシュコントローラ７００に接続されると共に、 ライン７２３によってポート８０にも接続される。

【００９７】 需要時ビデオシステム２０は、複数のサーバキャッシュ２４を含むことができ ることを理解されたい。各サーバセグメントキャッシュは、放送流に接続された 複数の顧客にサービスする。１人の顧客のみが放送流のビデオを受信する場合に は、セグメントキャッシュメモリブロック３００に対して単一の読み取りコント ローラ７２０だけがアクティブとなることも理解されたい。又、セグメントキャ ッシュを完全にバイパスするすることもでき、即ち、パケットコントローラによ ってＦＩＦＯバッファ６０からＣＰＥ１０へビデオセグメントが直接転送される ことも理解されたい。

【００９８】 図９及び１０を参照してサーバセグメントキャッシュ２４の動作を説明する。 図９は、ＦＩＬＬ−ＰＯＩＮＴＥＲ３１０及び複数のＰＬＡＹ−ＰＯＩＮＴＥＲ ３２０をもつセグメントキャッシュメモリブロック３００を示している。即ち、 セグメントキャッシュメモリブロック３００に記憶されたビデオデータは、たと えこのセグメントキャッシュメモリブロック３００のビデオデータが単一のパケ ットコントローラ７０によりＦＩＬＬ−ＰＯＩＮＴＥＲ３１０によって指示され た位置に書き込まれたものであっても、多数の顧客によって視聴される。できる だけ多数の顧客を同じセグメントキャッシュに同期することにより、放送流リソ ースを相当に減少することができる。ＰＬＡＹ−ＰＯＩＮＴＥＲ３２０は、移動 ウインドウがビデオのリアルタイム即ち通常の再生中に進まされるレートと同期 したレートで前方に移動され即ち前進されると仮定する。移動ウインドウが前方 に移動するレートは、ＦＩＬＬ−ＰＯＩＮＴＥＲ３１０がセグメントキャッシュ の書き込みによって進まされるレートによって決定される。

【００９９】 図１０に示すように、放送流の数は、ＰＬＡＹ−ＰＯＩＮＴＥＲ３２０によっ て一般的に指示されるできるだけ多数の顧客を、できるだけ少数のスライドウイ ンドウビデオセグメント２００に対して同期することにより、最小に、例えば、 ５に保持される。更に、需要時ビデオシステム２０のパケットコントローラ７０ によるビデオの供給は、共通の放送流の１つに同期ずれしたビューアを得るよう にバイアスされる。

【０１００】 同期ずれしたビューアは、ＦＩＬＬ−ＰＯＩＮＴＥＲが時間方向において同期 ずれした放送流のＦＩＬＬ−ＰＯＩＮＴＥＲ付近にあるようなターゲット放送流 を識別することによって同期される。ターゲット放送流が識別されると、同期ず れした放送流は、ＦＩＬＬ−ＰＯＩＮＴＥＲ同志が一致するまで高速のデータレ ートでそのセグメントキャッシュに書き込みする。ＰＬＡＹ−ＰＯＩＮＴＥＲの 一致は、放送流のタイムスタンプを比較することによって決定できる。高速充填 モードにある間は、ＦＩＬＬ−ＰＯＩＮＴＥＲがターゲット放送流を少量だけオ ーバーランすることができる。

【０１０１】 同期ずれした放送流のＦＩＬＬ−ＰＯＩＮＴＥＲがターゲット放送流と共に捕 らえられた後に、２つの放送流のビデオ供給が本質的に同期され、同期ずれした 放送流をターゲット放送流に向かって崩壊することができる。

【０１０２】 図１１は、放送流を管理及び同期するための手順６００の段階を示している。 ステップ６１０において、放送流が形成される。このステップの間に、ＦＩＦＯ バッファ及びセグメントキャッシュが割り当てられる。ステップ６２０では、タ ーゲット放送流が識別される。ステップ６３０では、ＦＩＦＯバッファに、ディ スク読み取り／書き込みコントローラによりディスクから読み取られたビデオデ ータが詰め込まれる。ステップ６４０では、顧客がビデオの遅延供給を要求して いる場合に、それ以降の処理が遅延される。

【０１０３】 ステップ６５０では、パケットコントローラによりＦＩＦＯバッファから次の パケット１１０が読み取られる。このパケット１１０は、ＦＩＬＬ−ＰＯＩＮＴ ＥＲにより指示された位置においてセグメントキャッシュに転送される。

【０１０４】 ステップ６６０では、次のパケットがビデオの最後のパケットであるかどうか の判断がなされる。もしそれが真であれば、ステップ６７０において、放送が終 了され、リソースが解除され、そしてＣＰＥが切断される。この段階中に、顧客 のデータベースにおいて請求書情報が更新される。

【０１０５】 さもなくば、もし偽であれば、ステップ６８０において、次のパケットの読み 取りがＦＩＦＯバッファのチャンクを空にするかどうかの判断がなされる。これ が真であれば、ステップ６９０において、ディスクからビデオデータの次のチャ ンクが読み取られ、ステップ６９２へ続く。

【０１０６】 ステップ６９２では、タイマー又はチャンネル割り込みが次のパケットに対し て検出されるまで、ビデオサーバが、例えば、保留される。割り込みが検出され ると、ステップ６５０へと続く。

【０１０７】 さもなくば、ステップ６８０の判断が偽の場合は、ステップ６９４において、 放送流が同期ずれ放送流であるかどうか判断され、それがもし偽であれば、ステ ップ６９２へと続く。

【０１０８】 さもなくば、ステップ６９４の判断が真である場合には、ステップ６９５にお いて、同期ずれの放送流が高速充填であるかどうか判断される。ステップ６９５ の判断が偽である場合には、ステップ６９２へ続く。

【０１０９】 さもなくば、ステップ６９５の判断が真である場合には、ステップ６９６にお いて、放送流がここで一致するかどうかの判断がなされる。ステップ６９６の判 断が偽である場合には、ステップ６９２へ続く。

【０１１０】 さもなくば、ステップ６９６の判断が真である場合には、ステップ６９７にお いて、ＣＰＥ１０が通常の再生速度のターゲット放送流に接続されると共に、同 期ずれ放送流のリソースが解除され、ステップ６９２へと続く。

【０１１１】 図１２を参照し、セグメントキャッシュを実施する別の実施例について説明す る。図１２は、ライン１０１によって通信ネットワークに接続されたインターフ ェイスボックス１１と、ライン１０２によってインターフェイスボックス１１に 接続されたビュー装置１２とを備えたＣＰＥ１０を示している。又、ビデオコン トローラ１３と、ライン１０３によってインターフェイスボックス１１に接続さ れたオプションの電話１５も示されている。

【０１１２】 インターフェイスボックス１１は、デジタルエンコード信号を用いてライン１ ０１を経てネットワーク３０と通信する。ライン１０１は、電話の中央オフィス に接続されたねじれ対ローカルループであるか、又はケーブルネットワークに接 続されたケーブルドロップである。インターフェイスボックス１１は、ライン１ ０２を経てアナログビデオ及び音声信号をビュー装置１２へ送信する。

【０１１３】 インターフェイスボックス１１は、ネットワークインターフェイス８０１と、 パケット受信器８０２と、圧縮解除／デコーダ８０３と、インターフェイスコン トローラ８０４とを備えている。又、オプションの顧客セグメントキャッシュ１ ４も示されており、これは、パケット受信器８０２と、圧縮解除／デコーダ８０ ３との間に接続されている。

【０１１４】 パケット受信器８０２を圧縮解除／デコーダ８０３に直接接続するバイパスラ イン８０５は、顧客セグメントキャッシュ１４が設けられていないインターフェ イスボックス１１の構成用に使用される。又、このバイパスラインは、放送流が 再生モードにないとき、例えば、前進及び逆転のような非再生コマンドの処理中 にも使用される。

【０１１５】 ネットワークインターフェイス８０１は、インターフェイスボックス１１と需 要時ビデオシステム２０との間の回路の仮想チャンネルにおける信号分離を管理 するためのものである。下流チャンネルを経て受信されるデータ信号は、ネット ワークインターフェイス８０１からライン８０５を経てパケット受信器８０２に 送られる。

【０１１６】 インターフェイスボックス１１が顧客セグメントキャッシュ１４を備えていな い場合には、パケット１１０の形態のビデオ信号は、ビデオの通常の再生速度に 一致するように規則的な時間間隔で受信される。パケット受信器８０２は、パケ ットヘッダ１２０をパージングし、必要に応じて、パケットフィラー１６０を剥 離する。

【０１１７】 パケットデータ１４０は圧縮解除／デコーダ８０３へ通され、ここで、パケッ トデコーダ１４０はフレーム１８０に分割され、そしてフレームのデータは、ラ イン１０２を経てビュー装置１２で表示するのに適した例えば標準ＮＴＳＣ放送 信号に変換される。デコーダ／圧縮解除回路８０３は、又、ビデオデータ３０２ を、高解像度ＴＶ（ＨＤＴＶ）又はパーソナルコンピュータ（ＰＣ）のモニタに 適合するビデオ信号に変換するようにも構成できる。圧縮解除／デコーダ８０３ は、圧縮データをアナログ信号に変換するまで記憶するローカルバッファを備え ている。

【０１１８】 顧客は、例えば、リモートコントローラのようなビデオコントローラ１３でビ デオの再生を制御する。ビデオコントローラ１３のボタンを押すことにより、顧 客は、ビデオの供給を要求することができ、ビデオが再生されている間に、顧客 は、ビデオのフレームのシーケンスを操作することができる。

【０１１９】 表示シーケンスを変更するコマンドは、フォワード（前進）、リバース（逆転 ）、ジャンプ、等を含む。公知の需要時ビデオサービスでは一般に使用できない ジャンプコマンドは、顧客が本質的にビデオのいかなる時間位置からでも視聴を 開始できるようにする。顧客がビデオゲームを視聴するか或いはホームショッピ ングのような他のサービスを視聴する間に、コマンドは、供給されている特定ビ デオに対して特に調整される。リモートコントローラに指示されたコマンドは、 例えば、赤外線又は無線信号によりインターフェイスコントローラ８０４へ送信 される。或いは又、電話のダイヤルボタンを用いることによりコマンドが入力さ れる。

【０１２０】 インターフェイスコントローラ８０４は、コマンドをデコードし、コマンドを デジタル信号に変換して、回路の両方向性チャンネルを経て需要時ビデオシステ ム２０へ送信する。

【０１２１】 オプションの顧客セグメントキャッシュ１４は、セグメントキャッシュメモリ ブロック３００と、キャッシュコントローラ８００と、書き込みコントローラ８ １０と、読み取りコントローラ８２０とを備えている。本考案の好ましい実施例 では、メモリブロック３００は、パーソナルコンピュータに使用されるディスク ドライブと同様にフォームファクタの小さなディスクドライブである。典型的な 顧客セグメントキャッシュ１４は、約１００メガバイトの範囲の記憶容量を有し 、これは、数分のスパンの移動ウインドウを記憶するに充分な大きさである。デ ィスクドライブは、前記のように、円形バッファとして管理される。

【０１２２】 書き込みコントローラ８１０は、パケットデータ１８０を受信するためにライ ン８０６を経てパケット受信器に接続されている。書き込みコントローラ８１０ は、可動ＦＩＬＬ−ＰＯＩＮＴＥＲ３１０により指定されたメモリ位置において セグメントキャッシュメモリブロック３００にビデオデータを書き込むためにセ グメントキャッシュメモリブロック３００に接続されている。読み取りコントロ ーラ８２０は、ＰＬＡＹ−ＰＯＩＮＴＥＲ３２０により指示された位置において キャッシュメモリブロック３００からライン８０７を経てパケット１８０を読み 取る。キャッシュコントローラ８００は、キャッシュメモリブロック３００の書 き込み及び読み取りを管理する。キャッシュコントローラ８００の動作は、サー バセグメントキャッシュ２４のキャッシュコントローラ７００について述べたも のと同様であり、即ちキャッシュメモリブロックは円形バッファとして管理され る。しかしながら、顧客セグメントキャッシュ１４は、単一のＰＬＡＹＥＲ−Ｐ ＯＩＮＴＥＲ３２０しか有していないことを理解されたい。

【０１２３】 又、キャッシュコントローラ８００は、ビデオの供給を管理するためのコマン ドも発生することができる。即ち、キャッシュコントローラ８００は、顧客がＰ ＬＡＹ−ＰＯＩＮＴＥＲ３２０をキャッシュ以外のところに位置設定するように 試みた場合にセグメントキャッシュを新たな視聴情報で満たすためのコマンドを 発生する。又、キャッシュが空に近い状態になると、キャッシュコントローラ８ ００は、ビデオサーバが付加的なパケットを供給するコマンドを発生するように させる。キャッシュコントローラによって発生されたコマンドは、通信回路の両 方向性チャンネルを経てビデオサーバ２２へ通信される。

【０１２４】 例えば、１０秒の安全ゾーンがＰＬＡＹ−ＰＯＩＮＴＥＲ３２０の周りに維持 される。即ち、キャッシュコントローラ８００は、ＰＬＡＹ−ＰＯＩＮＴＥＲ３ ２０を操作しながらルックアヘッド(look-ahead)を使用して、ＰＬＡＹ−ＰＯＩ ＮＴＥＲ３２０をＦＩＬＬ−ＰＯＩＮＥＴＲ３１０に衝突させる状態、又はＰＬ ＡＹ−ＰＯＩＮＴＥＲ３２０をキャッシュの境界に到達させる状態、或いはビデ オサーバ２２の注意を必要とする他の状態を予想する。安全ゾーンをもたせるこ とにより、ビデオの繋ぎ目のない供給を中断することなく、ＰＬＡＹ−ＰＯＩＮ ＴＥＲ３２０の管理に関連したコマンドを処理するためのビデオサーバ２２の短 時間の遅延を許容することができる。

【０１２５】 キャッシュコントローラ８００は、キャッシュインデックス８３０を備えてい る。このキャッシュインデックス８３０は、パケットタイムスタンプを、それに 対応するパケットが記憶されたキャッシュメモリアドレスにリンクする。キャッ シュインデックスは、キャッシュメモリブロックにビデオデータが満たされると きに動的に形成される。従って、ユーザは、例えば、現在視聴位置からのタイム オフセットを指定することにより、視聴の開始を要求することができる。キャッ シュコントローラ８００は、対応するキャッシュメモリアドレスを計算し、その 要求されたビデオ位置がキャッシュに記憶されたかどうかを決定する。もしそう であれば、その要求された位置で直ちに視聴を開始することができるが、さもな くば、その要求された位置でビデオの供給を開始するためのコマンドが需要時ビ デオシステム２０に通信される。

【０１２６】 もちろん、本考案は、ここに開示した実施例の需要時ビデオシステム及び顧客 構内装置の特定の構成に限定されるものではない。又、本考案は、特定の使い方 に限定されるものでもない。ここに開示した装置及び方法は、単なる説明及び操 作例の開示のためのものであり、本考案が実施又は動作されるあらゆる種々の変 型形態を示すものではない。

【０１２７】 それ故、本考案は、ここに示す特定の実施例に必ずしも限定されない。本考案 の請求の範囲内で他の種々の適応及び修正がなされ得ることが理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】需要時ビデオサービスを提供するシステムの高
レベル概略図である。

【図２】需要時ビデオシステムのブロック図である。

【図３】ビデオのブロック図である。

【図４】ビデオを要求する手順のブロック図である。

【図５】ビデオを転送する手順のブロック図である。

【図６】セグメント化されたビデオのタイミング図であ
る。

【図７】セグメントキャッシュのブロック図である。

【図８】サーバセグメントキャッシュのブロック図であ
る。

【図９】セグメントキャッシュの動作を示すブロック図
である。

【図１０】セグメントキャッシュの動作を示すブロック
図である。

【図１１】セグメント化された放送流を管理するための
手順のブロック図である。

【図１２】顧客セグメントキャッシュのブロック図であ
る。

【符号の説明】

１０ 顧客構内装置（ＣＰＥ） １１ ネットワークインターフェイスボックス １２ ビュー装置 １３ ビデオコントローラ １４ 顧客セグメントキャッシュ ２０ 需要時ビデオシステム ２１ ゲートウェイサーバ ２２ ビデオサーバ ２３ ライブラリーサーバ ２４ サーバセグメントキャッシュ ２７ データバス ３０ 通信ネットワーク ３１ 対話式ゲートウェイユニット ３２ サーバマネージメントユニット ３３ 顧客データベース ４１ ビデオジュークボックス ５１ ビデオサーバコントローラ ５２ ディスク読み取り／書き込みコントローラ ５３ ディスク ６０ ＦＩＦＯビデオバッファ ６１ チャンク ７０ パケットコントローラ ８０ 通信ポート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 マシュー エス ゴールドマン アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 01752マールボロー シルヴァー ストリ ート 20 (72)考案者 ピーター シー ビックスビー アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 01581ウェストボロー ラッキー ストリ ート 41 (72)考案者 スーバン クリシュナムアシィ アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 01545シュローズバリー パル ドライヴ 29

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のビデオの選択された１つを分配す
   るためのシステムにおいて、選択されたビデオは複数の
   フレームを含み、各フレームはデジタル的にエンコード
   されたビデオデータを含み、このビデオデータは、ビュ
   ー装置で再生するための時間順序の像信号と音声信号を
   表しており、上記システムは、 選択されたビデオを記憶する手段と、 上記記憶手段に接続され、上記選択されたビデオのセグ
   メントを記憶するためのメモリバッファであって、この
   セグメントは、上記選択されたビデオの前方に移動する
   時間間隔のビデオデータを含むものであるメモリバッフ
   ァと、 上記メモリバッファに接続され、上記メモリバッファに
   書き込まれるべきビデオデータを含む第１データ流に関
   連された書き込みポインタと、 上記メモリバッファに接続され、上記メモリバッファか
   ら読み取られるべきビデオデータを含む第２データ流に
   関連された読み取りポインタと、 上記書き込みポインタに接続され、上記選択されたビデ
   オを分配する間に上記第１データ流を上記メモリバッフ
   ァに書き込むための手段と、 上記読み取りポインタに接続され、上記選択されたビデ
   オを分配する間に上記メモリバッファから上記第２デー
   タ流を読み取るための手段とを具備し、 上記読み取る手段は、上記書き込む手段とは独立して動
   作し、上記選択されたビデオの上記セグメントのビデオ
   データを、上記第１データ流の書き込み中に、上記ビュ
   ー装置へ転送することを特徴とするシステム。
2. 【請求項２】 複数の読み取りポインタを備え、各読み
   取りポインタは、上記メモリバッファから読み取られる
   べき上記セグメントのビデオデータを含む異なる第２デ
   ータ流に関連され、上記読み取り手段は、読み取りポイ
   ンタを位置設定する手段であって、上記選択されたビデ
   オを分配する間に上記メモリバッファから各々の異なる
   第２データ流を読み取るための手段を含み、各々の異な
   る第２データ流は、上記選択されたビデオの上記セグメ
   ントの種々の部分をそれに対応する種々のビュー装置へ
   転送する請求項１に記載のシステム。
3. 【請求項３】 上記メモリバッファは円形バッファであ
   り、上記書き込み手段は、上記円形バッファの終わりに
   到達したときに上記書き込みポインタを上記円形バッフ
   ァの始めへ進ませ、上記読み取り手段は、上記円形バッ
   ファの終わりに到達したときに上記少なくとも１つの読
   み取りポインタを上記円形バッファの始めへ進ませ、そ
   して上記書き込み手段は、特定のフレームが読み取られ
   たときにその特定のフレームにオーバーライトする請求
   項１に記載のシステム。
4. 【請求項４】 上記書き込み手段は、上記選択されたビ
   デオを分配する間にビデオデータを読み取るのとは異な
   る割合で上記メモリバッファへ上記選択されたビデオの
   ビデオデータを書き込み、そして更に、上記少なくとも
   １つの読み取りポインタを逆方向に移動しながら、上記
   少なくとも１つの読み取りポインタで始めて、逆の年代
   順にビデオデータを読み取る手段を備えた請求項１に記
   載のシステム。
5. 【請求項５】 複数のビデオの選択された１つを分配す
   るためのシステムにおいて、選択されたビデオは複数の
   フレームを含み、各フレームはデジタル的にエンコード
   されたビデオデータを含み、このビデオデータは、複数
   のビュー装置で再生するための時間順序の像信号と音声
   信号を表し、上記システムは、 選択されたビデオのセグメントを記憶するメモリバッフ
   ァを備え、このセグメントは、上記選択されたビデオの
   所定の時間間隔を含み、このメモリバッファは書き込み
   ポインタ及び複数の読み取りポインタを含み、各読み取
   りポインタは、上記複数のビュー装置の１つに関連さ
   れ、 上記書き込みポインタを進ませながら上記書き込みポイ
   ンタにおいて上記メモリバッファに上記選択されたビデ
   オのビデオデータを書き込むための手段を更に備え、そ
   して上記複数の読み取りポインタの各々を進ませながら
   上記複数の読み取りポインタの各々において上記メモリ
   バッファからビデオデータを同時に読み取り、上記選択
   されたビデオの種々の部分を上記関連する複数のビュー
   装置の各々へ同時に転送するための手段を更に備えたこ
   とを特徴とするシステム。
6. 【請求項６】 複数のビデオの選択された１つを対話的
   に視聴するシステムにおいて、選択されたビデオは複数
   のフレームを含み、各フレームはデジタル的にエンコー
   ドされたビデオデータ及びタイムスタンプを含み、この
   ビデオデータは、ビュー装置で再生するための時間順序
   の像信号と音声信号を表し、ビデオデータを送信するた
   めの通信ネットワークが、 選択されたビデオのセグメントを記憶するメモリバッフ
   ァを備え、このセグメントは、上記選択されたビデオの
   所定の時間間隔を含み、このメモリバッファは書き込み
   ポインタ及び読み取りポインタを含むものであり、 上記通信ネットワークに接続され、上記書き込みポイン
   タを進ませながら上記書き込みポインタにおいて上記メ
   モリバッファへ受信したビデオデータを書き込むための
   手段を更に備え、 上記メモリバッファに接続され、上記読み取りポインタ
   を、上記メモリバッファに記憶されたビデオデータのい
   ずれかへ位置設定する手段を更に備え、 上記ビュー装置に接続され、上記読み取りポインタを進
   ませながら上記読み取りポインタにおいて上記メモリバ
   ッファからビデオデータを読み取り、上記読み取りポイ
   ンタで始めて上記ビュー装置に上記選択されたビデオを
   表示するための手段を更に備えたことを特徴とするシス
   テム。