CN102045586A - 网络设备、信息处理装置、流切换方法和内容分送系统 - Google Patents

网络设备、信息处理装置、流切换方法和内容分送系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种网络设备、一种信息处理装置、一种流切换方法、一种信息处理方法、一种程序和一种内容分送系统，其中所述网络设备包括：流分析部分，用于在分析由单个视频/音频内容生成的多个压缩数据流中的每一个之后检测参考压缩视频数据的最新分送时间点；分送请求处理部分，用于接收从信息处理装置传送的视频/音频内容的分送请求，以及使用流分析部分检测到的参考压缩视频数据的分送时间点，在对应于与分送请求相关的视频/音频内容的多个压缩数据流中选择将分送到信息处理装置的压缩数据流；以及分送切换部分，用于将待分送到传送分送请求的信息处理装置的压缩数据流切换到由分送请求处理部分选择的压缩数据流。

Description

网络设备、信息处理装置、流切换方法和内容分送系统
技术领域
本发明涉及一种网络设备、一种信息处理装置、一种流切换方法、一种信息处理方法、一种程序和一种内容分送系统。
背景技术
互联网协议电视(IPTV)是一种使用IP网络的视频分送系统，其可以通过使用IP多播向多个终端分送使用诸如MPEG2、H.264/AVC等高效译码技术压缩的视频，来实现与使用传统无线电波的TV系统的服务等同的服务。
然而，由于该系统的特性，IPTV系统需要约1至3秒用于频道切换，并且存在所需用于频道切换的时间比通常的数字电视广播等更长的问题。
该问题是由下述两个问题导致的。第一个问题在于，待分送到接入网络的数据的切换控制需要时间。引起该问题的原因在于，在IPTV系统中，针对服务订户的住宅的接入网络是带宽有限的网络(例如，在ADSL2的情况中约为10Mbps)，并且采用仅将终端正在接收的频道的数据传送到接入网络的方法。
第二个问题在于，由于频道的数据是通过数据带宽有限的接入网络分送的，因此例如MPEG2的压缩视频的图像组(GOP)长度需要比数字广播更长，并且因此，在接收到切换之后的频道的MPEG2流GOP的起点处的I图像(在AVC的情况中是IDR图像)之前要一直保持等待。
对于这些问题，提出了如下文所述的两种方法，作为加速IPTV的频道切换的方法。第一种方法是如下方法，同时向终端分送通过以低分辨率将频道的视频信号编码为低比特率而获取的压缩数据，作为用于频道切换的流(例如，参见国际公开No.WO 2004/114667和国际公开No.WO 2004/114668的小册子)。根据该方法，在频道切换时显示低比特率的压缩数据之后，切换到根据具有原始分辨率的比特率的压缩数据方法所进行的的显示。第二种方法是如下方法，在接入服务器附近提供服务器，该服务器用于缓存/缓冲I图像(IDR图像)以及用于通过在频道切换时使用单播以高速度向终端传送I图像来临时显示I图像(例如，参见US2005/0081244A的说明书)。
发明内容
然而，国际公开No.WO 2004/114667和国际公开No.WO 2004/114668的小册子中描述的方法具有如下问题，用于频道切换的视频的质量因低的分辨率而是差的。此外，US2005/0081244A的说明书中描述的方法需要具有在接入网络附近提供的专门的服务器，并且因此存在如下问题，由于整体系统变大，因此材料成本成比例地增加，并且系统变得复杂，导致运营成本的增加。
此外，对于这两种方法，存在如下问题，频道切换时的协议和用于切换数据流的机制是复杂的，并且终端的再现系统中的其实现方案是困难的。
考虑到前述内容，所期望的是提供一种网络设备、一种信息处理装置、一种流切换方法、一种信息处理方法、一种程序和一种内容分送系统，它们能够在不剧烈改变现有网络设备或终端的再现系统的情况下通过简单的方法实现IPTV系统中的频道切换的加速。
根据本发明的实施例，提供了一种网络设备，包括：流分析部分，用于按如下方式分析从单个视频/音频内容生成的多个压缩数据流中的每一个以检测参考压缩视频数据的最新分送时间点，对应于参考压缩视频数据的视频帧的位置和参考压缩视频数据的分送时间点彼此不同，参考压缩视频数据是通过压缩视频信号生成的时间序列数据中的数据，对于该数据可以在不依赖于先前的数据的情况下开始后继的视频信号的解码；分送请求处理部分，用于接收从再现视频/音频内容的信息处理装置传送的视频/音频内容的分送请求，以及使用流分析部分检测到的参考压缩视频数据的分送时间点，在对应于与分送请求相关的视频/音频内容的多个压缩数据流中选择将分送到信息处理装置的压缩数据流；以及分送切换部分，用于将待分送到传送分送请求的信息处理装置的压缩数据流切换到由分送请求处理部分选择的压缩数据流。
分送请求处理部分可以保存关于从参考压缩视频数据的分送到后继的参考压缩视频数据的分送的时间间隔的信息，可以基于流分析部分检测到的最新的参考压缩视频数据的分送时间点以及关于时间间隔的信息，针对多个压缩数据流中的每一个计算下一次分送参考压缩视频数据的时间点，并且可以选择在时间上距离所计算的时间最短的压缩数据流作为将分送到信息处理装置的压缩数据流。
分送切换部分可以执行切换到压缩数据流的处理以便于在分送请求处理部分计算的时间点之前完成切换到分送请求处理部分选择的压缩数据流。
网络设备可以进一步包括缓冲器，用于临时存储压缩数据流，该压缩数据流与分送切换部分进行的压缩数据流切换处理所需的延迟时间有关，并且分送切换部分可以在将缓冲器中存储的压缩数据流分送到信息处理装置的同时执行压缩数据流的切换处理。
根据本发明的另一实施例，提供了一种信息处理装置，包括：内容获取部分，请求网络设备分送对应于需要被获取的视频/音频内容的所有多个压缩数据流以及从网络设备获取视频/音频内容，该网络设备按如下方式执行从单个视频/音频内容生成的多个压缩数据流的切换处理，对应于参考压缩视频数据的视频帧的位置和参考压缩视频数据的分送时间点彼此不同，参考压缩视频数据是通过压缩视频信号生成的时间序列数据中的数据，对于该数据可以在不依赖于先前的数据的情况下开始后继的视频信号的解码。
优选的是，多个压缩数据流被分配彼此不同的唯一的网络地址，并且内容获取部分向网络设备通知分配给对应于需要被获取的视频/音频内容的所有压缩数据流的网络地址，并且在通知给网络设备的网络地址中将分配给从网络设备分送的压缩数据流的网络地址设定为对应于需要被获取的视频/音频内容的网络地址。
根据本发明的另一实施例，提供了一种流切换方法，包括步骤：在按如下方式分析从单个视频/音频内容生成的多个压缩数据流中的每一个之后检测参考压缩视频数据的最新分送时间点，对应于参考压缩视频数据的视频帧的位置和参考压缩视频数据的分送时间点彼此不同，参考压缩视频数据是通过压缩视频信号生成的时间序列数据中的数据，对于该数据可以在不依赖于先前的数据的情况下开始后继的视频信号的解码；接收从再现视频/音频内容的信息处理装置传送的视频/音频内容的分送请求；使用检测参考压缩视频数据的分送时间点的步骤中检测到的参考压缩视频数据的分送时间点，在对应于与分送请求相关的视频/音频内容的多个压缩数据流中选择将分送到信息处理装置的压缩数据流；以及将待分送到传送分送请求的信息处理装置的压缩数据流切换到由选择压缩数据流的步骤选择的压缩数据流。
根据本发明的另一实施例，提供了一种信息处理方法，包括步骤：请求网络设备分送对应于需要被获取的视频/音频内容的所有多个压缩数据流，该网络设备按如下方式执行从单个视频/音频内容生成的多个压缩数据流的切换处理，对应于参考压缩视频数据的视频帧的位置和参考压缩视频数据的分送时间点彼此不同，参考压缩视频数据是通过压缩视频信号生成的时间序列数据中的数据，对于该数据可以在不依赖于先前的数据的情况下开始后继的视频信号的解码；以及获取对应于从网络设备分送的视频/音频内容的压缩数据流。
根据本发明的另一实施例，提供了一种使计算机实现如下功能的程序：流分析部分，用于按如下方式分析从单个视频/音频内容生成的多个压缩数据流中的每一个以检测参考压缩视频数据的最新分送时间点，对应于参考压缩视频数据的视频帧的位置和参考压缩视频数据的分送时间点彼此不同，参考压缩视频数据是通过压缩视频信号生成的时间序列数据中的数据，对于该数据可以在不依赖于先前的数据的情况下开始后继的视频信号的解码；分送请求处理部分，用于接收从再现视频/音频内容的信息处理装置传送的视频/音频内容的分送请求，以及使用流分析部分检测到的参考压缩视频数据的分送时间点，在对应于与分送请求相关的视频/音频内容的多个压缩数据流中选择将分送到信息处理装置的压缩数据流；以及分送切换部分，用于将待分送到传送分送请求的信息处理装置的压缩数据流切换到由分送请求处理部分选择的压缩数据流。
根据本发明的另一实施例，提供了一种使计算机实现如下功能的程序，内容获取部分，请求网络设备分送对应于需要被获取的视频/音频内容的所有多个压缩数据流以及从网络设备获取视频/音频内容，该网络设备按如下方式执行从单个视频/音频内容生成的多个压缩数据流的切换处理，对应于参考压缩视频数据的视频帧的位置和参考压缩视频数据的分送时间点彼此不同，参考压缩视频数据是通过压缩视频信号生成的时间序列数据中的数据，对于该数据可以在不依赖于先前的数据的情况下开始后继的视频信号的解码。
如上文所述，根据本发明，可以提供一种内容分送系统，包括：内容服务器，该内容服务器包括多个编码器，用于按如下方式对视频/音频内容编码以及从单个视频/音频内容生成多个压缩数据流，对应于参考压缩视频数据的视频帧的位置和参考压缩视频数据的分送时间点彼此不同，参考压缩视频数据是通过压缩视频信号生成的时间序列数据中的数据，对于该数据可以在不依赖于先前的数据的情况下开始后继的视频信号的解码；信息处理装置，用于再现对应于多个分送的视频/音频内容并且将由内容服务器分送的压缩数据流；以及网络设备，用于将一个或多个内容服务器分送的多个压缩数据流分送到期望分送压缩数据流的信息处理装置。网络设备可以包括：流分析部分，用于在分析一个或多个内容服务器分送的多个压缩数据流之后检测参考压缩视频数据的最新分送时间点；分送请求处理部分，用于接收从信息处理装置传送的视频/音频内容的分送请求，以及使用流分析部分检测到的参考压缩视频数据的分送时间点，在对应于与分送请求相关的视频/音频内容的多个压缩数据流中选择将分送到信息处理装置的压缩数据流；以及分送切换部分，用于将待分送到传送分送请求的信息处理装置的压缩数据流切换到由分送请求处理部分选择的压缩数据流。信息处理装置可以包括内容获取部分，用于请求网络设备分送对应于需要被获取的视频/音频内容的所有多个压缩数据流，并且用于从网络设备获取视频/音频内容。
根据上文描述的本发明的实施例，可以通过简单的方法在不剧烈改变现有网络设备或终端的再现系统的情况下可以实现IPTV系统中的频道切换的加速。
附图说明
图1是用于图示根据本发明的第一实施例的内容分送系统的说明图；
图2是用于图示根据该实施例的内容服务器的配置的框图；
图3是用于图示根据该实施例的信息处理装置的配置的框图；
图4是用于图示根据该实施例的交换机的配置的框图；
图5是用于图示从根据该实施例的内容服务器输出的MPEG2-TS流中的IDR图像之间的位置关系的说明图；
图6是用于图示将从根据该实施例的内容服务器传送的UDP分组的格式的说明图；
图7是用于图示根据DVB-IP的广播发现记录的数据格式的说明图；
图8是用于图示其中广播发现记录被表述为XML的示例的说明图；
图9是用于图示根据该实施例的信息处理方法的流程图；
图10A是用于图示根据该实施例的IGMP报文的格式的说明图；
图10B是用于图示根据该实施例的IGMP报文的格式的说明图；
图11A是用于图示根据该实施例的IGMP报文的示例的说明图；
图11B是用于图示根据该实施例的IGMP报文的示例的说明图；
图12是用于图示根据本实施例的频道选择处理的流程图；
图13A是用于图示根据该实施例的IGMP报文的示例的说明图；
图13B是用于图示根据该实施例的IGMP报文的示例的说明图；
图13C是用于图示根据该实施例的IGMP报文的示例的说明图；
图14是用于图示根据该实施例的频道接收终止处理的流程图；
图15是用于图示根据该实施例的流切换处理的流程图；
图16是用于图示根据该实施例的流切换处理的说明图；
图17是用于图示根据该实施例的流切换处理的说明图；
图18是用于图示根据该实施例的内容服务器、信息处理装置和交换机的硬件配置的框图；以及
图19是用于图示一般的IPTV系统的说明图。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的优选实施例。应当注意，在本说明书和附图中，使用相同的附图标记标注具有基本上相同的功能和结构的结构元件，并且省略了这些结构元件的重复解释。
下面将按如下顺序进行描述
(1)关于基础技术的解释
(2)第一实施例
(2-1)内容分送系统
(2-2)内容服务器
(2-3)信息处理装置
(2-4)交换机
(2-5)内容分送方法
(2-6)信息处理方法
(2-7)流切换方法
(3)根据本发明的实施例的内容服务器、信息处理系统和交换机的硬件配置
(4)总结
(关于基础技术的解释)
首先，在给出根据本发明的优选实施例的详细描述之前，将描述奠定用于实现这些实施例的基础的技术内容。顺便提及，这些实施例被配置为通过对下文描述的基础技术进行改进来获得更加显著的效果。因此，与改进相关的技术形成了这些实施例的特征。就是说，尽管这些实施例遵循这里描述的技术内容的基本概念，但是应当注意，这些实施例的实质内容集中于这些改进，并且因此，其配置和效果明显不同于基础技术的配置和效果
图19是关于一般的IPTV系统900中的多播视频分送的网络配置图。如图19中所示，一般的IPTV系统900主要包括例如，对应于各个频道的多个内容服务器901、边缘交换机903和909、路由器905和907以及将由观看者使用的多个终端911。
内容服务器901由用于对视频/音频信号(视频/音频内容)编码的编码器和分送服务器配置而成。通过使用例如H.264/AVC实时地对每个TV频道(例如，总共300个频道)的视频信号编码。通过使用诸如高效先进音频译码(HE-AAC)的高效译码技术实时地对每个TV频道的音频信号编码。随后，在使每个编码信号复用为MPEG传输流(MPEG2-TS)格式之后，编码器将其作为流数据传送到分送服务器。分送服务器将多个MPEG-TS分组插入在实施传输协议(RTP)分组格式中。在此之后，分送服务器通过用户数据报协议(UDP)的传送协议将其多播给IP网络。
每个频道的流的IP分组被指定单独的多播地址，并且经由核心网络和接入网络被分送到终端911。宽带宽网络被用作核心网络，其使用光纤并且能够使用诸如波分复用(WDM)的技术以数千兆比特到数十千兆比特每秒进行数据传送。另一方面，例如，诸如使用现有的模拟电话线路的铜线的非对称数字订户线路(ADSL)的技术被用于针对IPTV服务订户的住宅(即，从边缘交换机909到终端911)的接入网络。存在关于ADSL的各种标准，并且数据带宽还取决于线路长度。例如，如果使用ADSL2标准，则在距离基站4km以内时，可以实现10兆比特每秒或更大的带宽，并且可以分送至少一个具有高清晰度电视的分辨率的视频信号。
如上文所述，核心网络具有足够的带宽并且能够分送具有IPTV服务提供的所有频道的流。相反地，接入网络具有有限的数据带宽，并且接入网络必须仅分送正由终端接收的频道的数据。通常，互联网组管理协议(IGMP)用于多播数据的分送控制。
当终端911向网络传送IGMP报文以加入期望接收的频道的数据的多播组时，边缘路由器907仅将多播数据分送给已向其提出请求的网络。然而，当多个终端连接到边缘路由器907时，边缘路由器907还将数据分送给未接收到相应的多播数据的终端911所连接的接入网络。因此，有必要防止分送到未通过IGMP请求加入多播组的终端911所连接的接入网络。因此，通过IGMP SNOOPING(IGMP窥探)实现作为边缘交换机909的数字订户线路接入复用器(DSALM)。DSLAM窥探从终端911传送的IGMP分组，并且执行过滤控制，从而使多播组的数据仅被分送给发出请求的终端911所连接的接入网络。
根据本发明的每个实施例的IPTV系统由以下的具有上述一般架构的IPTV系统实现。下文将详细描述本发明的每个实施例。
(第一实施例)
<内容分送系统>
首先，参照图1，将详细描述根据本发明的第一实施例的内容分送系统。图1是用于描述根据本实施例的内容分送系统的说明图。顺便提及，在以下解释中，将对作为内容分送系统的示例的IPTV系统进行解释。
如图1中所示，例如，根据本实施例的内容分送系统1主要包括对应于各个频道的多个内容服务器10A、10B和10C，交换机12和30，路由器14和16，将由观看者使用的多个信息处理装置20A、20B、20C和20D。
内容服务器10对应于IPTV系统中的每个频道的广播站，并且根据预定方法对视频/音频内容(视频/音频信号)编码以使其成为压缩数据流并且通过使用预定传送协议向IP网络多播该压缩数据流。在图1中，仅示出了三个内容服务器。然而，例如，内容服务器10的数目与IPTV系统中的频道的数目一样多，并且在总共存在300个频道的情况中，在内容分送系统1中存在300个内容服务器10。
交换机12是具有关于流过核心网络的分组的交换功能(切换功能)的通信设备，而交换机30是具有关于流过接入网络的分组的交换功能的通信设备并且由于处于核心网络附近而被特定地称为边缘交换机。这些交换机12和30被设定为确定分组的目标并且仅中继针对特定第三方的通信。
路由器14和16是用于中继诸如流过网络的分组的数据的设备。这些路由器分析部分协议，即所谓的OSI参考模型的网络层或传输层，并且传输数据。此外，路由器14和16具有分析网络层中描述的地址和确定将通过哪个路径传输数据的路径选择功能。
信息处理装置20是将由内容分送系统1的观看者使用的终端，并且在各个内容服务器10分送的多个视频/音频内容中获取期望观看和收听的内容并且再现所获取的内容。
顺便提及，在下文中将再次更详细地上文描述的内容服务器10、信息处理装置20和交换机30。
到此为止，已描述了根据本实施例的内容分送系统1。接着，参照图2至4，将详细地描述根据本实施例的内容服务器10、信息处理装置20和交换机30。
<内容服务器>
接着，参照图2，将详细地描述根据本实施例的内容服务器10的配置。图2是用于描述根据本实施例的内容服务器10的配置的框图。
如图2中所示，例如，根据本实施例的内容服务器10包括第一处理部分11A和第二处理部分11B。同一频道的视频/音频信号被分别输入到第一处理部分11A和第二处理部分11B。
如图2中所示，第一处理部分11A主要包括例如第一编码器101、第一分送部分105和存储部分109。此外，如图2中所示，第二处理部分11B主要包括例如第二编码器103、第二分送部分107和存储部分111。
如图2中所示，第一处理部分11A和第二处理部分11B是包括至少一组编码器和分送部分的处理部分，其中每个编码器和每个分送部分彼此独立地工作。
第一编码器101和第二编码器103可以由例如中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)和随机存取存储器实现。对于输入的视频/音频信号，第一编码器101和第二编码器103通过使用例如H.264/AVC实时地对视频信号编码，并且还通过使用诸如HE-ACC等的高效译码技术实时地对音频信号编码。随后，在将每个编码信号复用为MPEG2-TS格式之后，第一编码器101和第二编码器103将其作为压缩数据流传送到第一分送部分105和第二分送部分107。
这里，第一编码器101和第二编码器103分别对视频/音频信号的视频信号进行编码，其编码方式使得参考压缩数据所对应的原始视频信号的视频帧(通常，每秒30个帧)或场(每秒60个场)的位置彼此不同。这里，参考压缩视频数据是在不参考该参考压缩视频数据之前的参考压缩视频数据的情况下就能进行解码的参考压缩视频数据。第一编码器101和第二编码器103执行编码，从而使参考压缩视频数据周期性地出现，以便于能够从压缩数据流的中间进行编码。参考压缩视频数据的示例包括例如，H.264/AVC中的即时解码器刷新(IDR)图像或者MPEG2视频中的帧内图像(I图像)。
例如，假设如下情况，其中通过H.264/AVC对高清晰度视频编码。此时，第一编码器101和第二编码器103对视频信号编码，从而经编码的信号由每秒30个MGEG图像配置而成，并且IDR图像每秒出现一次。通过执行该编码处理，即使视频的比特率为最大的7兆比特每秒，再现的视频也比IDR图像每秒出现两次的编码方式具有更高的图像质量。顺便提及，在本说明书中，根据MPEG2视频的图像组(GOP)的描述，在起点处包括IDR图像的一组多个图像将被称作GOP。
第一编码器101和第二编码器103分别按如下方式对视频/音频信号编码，除了参考压缩视频数据的出现时序之外，其他条件都相同。例如，第一编码器101和第二编码器103利用相同数目的MPEG图像和相同分辨率对同一视频信号编码。此外，要从编码器101和103中的每一个输出的MPEG流以如下方式输出，在被复用为MPEG2-TS时，该MPEG流变为最大的8兆比特每秒。在该情况中，这两个MPEG2-TS中的IDR图像每秒出现一次(即，GOP长度为30个帧)，其中第一编码器101和第二编码器103被设定为使得所生成的IDR图像彼此移位0.5秒(即，15个图像)。
顺便提及，在对视频/音频信号编码时，第一编码器101和第二编码器103能够分别参考后面描述的存储部分109和存储部分111中存储的各种数据库。此外，第一编码器101和第二编码器103也可以将所生成的压缩数据流分别存储在存储部分109和存储部分111中。
第一分送部分105和第二分送部分107可以由例如CPU、ROM、RAM、通信设备等实现，并且具有所谓的实时传输协议(RTP)服务器的功能。第一分送部分105和第二分送部分107分别在将第一编码器101和第二编码器103生成的MPEG2-TS分组存储在RTP分组以及存储在UDP分组之后将其存储在IP多播分组中，并将其传送出去。这些IP分组经由例如交换机12等由IP网络进行分送。
存储部分109适当地存储有根据本实施例的第一处理部分11A执行处理时需要保留的各种参数、处理的进度等，或者各种数据库等。第一编码器101、第一分送部分105等能够自由地在存储部分109中进行读写。
以相同的方式，存储部分111适当地存储有根据本实施例的第二处理部分11B执行处理时需要保留的各种参数、处理的进度等，或者各种数据库等。第二编码器103、第二分送部分107等能够自由地在存储部分111中进行读写。
顺便提及，在图2所示示例中描述了如下情况，其中根据本实施例的内容服务器10由两个处理部分，即第一处理部分11A和第二处理部分11B配置而成。然而，内容服务器10可以由3个或更多的处理部分配置而成。分配给一个频道(换言之，一个视频/音频信号)的处理部分的数目越多，则频道切换就越快。
此外，第一处理部分11A和第二处理部分11B可以在一个内容服务器的壳内提供。此外，包括编码器和分送部分的处理部分可以是独立的设备，并且多个设备可以被并行连接。
到此为止，已经示出了根据本实施例的内容服务器10的功能的示例。上述每个部件可以通过使用通用构件或电路来配置，或者可以通过使用专用于每个部件的功能的硬件来配置。此外，CPU等可以执行这些部件的所有功能。由此，可以根据执行本实施例时的技术水平按照需要来改变要使用的硬件配置。
应当注意，可以创建用于实现根据以上实施例的内容服务器的每个功能的计算机程序并且将该程序实现到个人计算机等。此外，还可以提供存储该计算机程序并且可以由计算机读取的记录介质。记录介质是例如磁盘、光盘、磁光盘、闪速存储器等。此外，上述计算机程序可以在不使用记录介质的情况下例如经由网络分送。
<信息处理装置的配置>
随后，参照图3，将详细描述根据本实施例的信息处理装置20的配置。图3是用于描述根据本实施例的信息处理装置20的配置的框图。
例如，如图3中所示，根据本实施例的信息处理装置20主要包括频道选择部分201、内容获取部分203、内容再现部分205和存储部分207。
频道选择部分201由例如CPU、ROM、RAM等实现。当用户通过操作诸如在信息处理装置20上提供的频道选择开关、频道选择按钮等或者遥控器等操作部分，在正被分送的多个频道中选择特定频道时，频道选择部分201将频道选择开关、频道选择按钮等的输入转换为预定信号。此外，频道选择部分201将通过转换用户输入而获取的预定信号输出到后面描述的内容获取部分203。
内容获取部分203由例如CPU、ROM、RAM、通信设备等实现，并且在正被分送的多个频道中获取在对应于从频道选择部分201传送的信号的频道中分送的内容。在根据本实施例的内容分送系统中，为属于一个频道的内容分送了多个压缩数据流。因此，内容获取部分203请求后面描述的交换机30分送对应于用户选择的频道的所有压缩数据流。
交换机30基于对内容获取部分203传送的流的分送请求，在对应于频道的多个压缩数据流中选择将分送给已请求分送的信息处理装置20的流，并且将这些流分送到信息处理装置20。当在多个压缩数据流中选择待分送的流时，交换机30选择最优的压缩数据流，目的在于缩短频道切换。这种流的选择将在下文中详细描述。
内容获取部分203可以通过获取从交换机30分送的压缩数据流来获取内容。内容获取部分203将所获取的内容(更具体地，对应于内容的压缩数据流)传送到后面描述的内容再现部分205。
顺便提及，在获取内容时，内容获取部分203能够通过参考后面描述的存储部分207中存储的各种数据库等来执行内容的获取处理。
内容再现部分205由例如CPU、ROM、RAM等实现，并且再现由内容获取部分203获取的内容并且将其显示在信息处理装置20中提供的显示器(未示出)上。这里，内容的再现包括：在从内容获取部分203传送的压缩数据流被解码之后再现经解码的内容，以及与压缩数据流的解码一起再现内容。内容再现部分205能够在对内容进行解码或者对内容进行再现时参考后面描述的存储部分207中存储的数据库等。
存储部分207适当地存储有根据本实施例的信息处理装置20执行处理时需要保留的各种参数、处理的进度等，或者各种数据库等。频道选择部分201、内容获取部分203、内容再现部分205等能够自由地在存储部分207中进行读写。
到此为止，已经示出了根据本实施例的信息处理装置20的功能的示例。上述每个部件可以通过使用通用构件或电路来配置，或者可以通过使用专用于每个部件的功能的硬件来配置。此外，CPU等可以执行这些部件的所有功能。由此，可以根据执行本实施例时的技术水平按照需要来改变要使用的硬件配置。
应当注意，可以创建用于实现根据以上实施例的信息处理装置的每个功能的计算机程序并且将该程序实现到个人计算机等。此外，还可以提供存储该计算机程序并且可以由计算机读取的记录介质。记录介质是例如磁盘、光盘、磁光盘、闪速存储器等。此外，上述计算机程序可以在不使用记录介质的情况下例如经由网络分送。
<交换机的配置>
随后，参照图4，将详细描述根据本实施例的作为网络设备的示例的交换机30的配置。图4是用于描述根据本实施例的交换机30的配置的框图。
如上文所述，在内容分送系统1中分送的所有频道的所有多个压缩数据流被分送给交换机30。通过分析这些多个压缩数据流，交换机30确定IDR图像是否从交换机30当前正在接收的UDP分组开始，以便于向信息处理装置20分送最优选的流。通过分析MPEG-TS分组来执行压缩数据流的该分析。根据DVB-IP标准等，在出现IDR图像之前放置MPEG-TS的系统报头，因此，交换机30可以更加容易地通过检测系统报头来执行流分析处理。
如图4中所示，根据本实施例的交换机30主要包括例如缓冲器301、流分析部分303、分送请求处理部分305和分送切换部分307。
缓冲器301临时存储在内容分送系统1中分送的所有频道的所有压缩数据流(更具体地，IP分组)的一部分。临时存储在缓冲器301中的压缩数据流随后将被传送到后面描述的分送切换部分307。而且，临时存储在缓冲器301中的该部分压缩数据流将用于后面描述的流分析部分303中的流分析处理。
例如，这里存在使IDR图像移位30个帧的情况。
通常，如果在将来自其中存在IDR图像的IP分组的数据缓冲到下一IDR图像的前一IP分组的同时，通过IGMP请求分送，则可以分送IDR图像。在本实施例中，频道的两个流中的GOP被移位GOP的一半(15个帧)。此外，由于交换机仅需要向终端分送任何流数据，因此可以认为15个帧的尺寸对于缓冲器是足够的。如果流是例如8M bps，则需要每个流0.5M字节的缓冲器，即需要每个频道1M字节的缓冲器。因此，如果对于内容分送系统中的所有频道保证上述缓冲器尺寸，则整体缓冲器尺寸将是巨大的并且不是所期望的。此外，当执行这种缓冲时，缓冲有可能引起分送延迟。
因此，根据本实施例的交换机30执行在后面描述的流分析部分303中的如下流分析处理以便于防止因缓冲引起的延迟。这能够将每个流的缓冲器尺寸减小到可以将压缩数据流临时存储后面描述的分送切换部分307的切换处理所需要的延迟时间的数量(例如，约数十毫秒)。而且，如后面描述的，根据流分析处理的种类，在没有缓冲器301情况下，还可以实现不具有分送延迟的流切换。
流分析部分303由例如CPU、ROM、RAM等实现。流分析部分303分析将分送给交换机30的多个压缩数据流中的每一个，检测参考压缩视频数据(例如，IDR图像)被分送的最新的时间点，并且存储检测到的最新分送时间点。而且，当后面描述的分送请求处理部分305查询关于某个频道的最新分送时间点时，流分析部分303向分送请求处理部分305输出在该时间点存储的相应的频道的分送时间点。通过如上文所述分析MPEG-TS分组来执行该流分析处理。
分送请求处理部分305由例如CPU、ROM、RAM等实现。分送请求处理部分305接收从信息处理装置20传送的视频/音频内容的分送请求。而且，通过使用流分析部分303检测到的最新的分送时间点，分送请求处理部分305在对应于与分送请求相关的视频/音频内容的多个压缩数据流中选择将被分送给信息处理装置20的压缩数据流。换言之，通过具有IGMP窥探功能，分送请求处理部分305接收从信息处理装置20传送的IGMP分组，并且进行控制，从而所选择的压缩数据流将仅被分送到已传送IGMP分组的信息处理装置。
这里存在如下情况，其中流分析部分303确定到达交换机30的IP分组包括系统报头。尽管被确定包括系统报头的流被立即分送到信息处理20，但是在切换处理期间有时间流逝，并且当切换完成时，切换之后的流不包括IDR图像。因此，该切换处理不适用于频道切换。
因此，当从信息处理装置20接收到分送请求时，分送请求处理部分305查询流分析部分303以获得所存储的关于对应于分送请求中列出的频道的压缩数据流中的每一个的最新分送时间点。随后，分送请求处理部分303在作为查询结果而获得的多个分送时间点中优先选择对应于最陈旧的分送时间点的压缩数据流，作为将传送到信息处理装置20的压缩数据流。这使得分送请求处理部分305能够选择接下来将被分送参考压缩视频数据的第一压缩数据流。交换机30通过立即传送分送请求处理部分305选择的压缩数据流的IP分组，可以在最短的时间内分送将被传送IDR图像的流。
应当注意，分送请求处理部分305可以进一步通过不仅考虑分送时间点的陈旧性(即分送时间点的相对位置)而且考虑从参考压缩视频数据到下一参考压缩视频数据的间隔(即GOP)来选择流。当执行该处理时，假设分送请求处理部分305预先保存关于从分送参考压缩视频数据到分送下一参考压缩视频数据的时间间隔的信息。当从流分析部分303获取到关于最新分送时间点的信息时，分送请求处理部分305使用关于该时间间隔的信息确定关于每个流的请求分送的时间点在上述时间间隔中所处的大致位置。结果，分送请求处理部分305可以预测关于每个流的下一次分送参考压缩视频数据的时间点。分送请求处理部分305在预测的分送时间点中选择对应于将首先到来的分送时间点的流，作为将分送到信息处理装置20的压缩数据流。分送请求处理部分305向后面描述的分送切换部分307输出所选择的流以及流中的参考压缩视频数据的计划分送时间点。后面描述的分送切换部分307可以通过在所传送的计划分送时间点处切换流来无延迟地切换流。当分送请求处理部分305执行伴随有该预测处理的流选择处理时，可以省略缓冲器301的实现。
流分析部分303可以进一步不仅存储最新分送时间点，而且存储最新分送时间点之前的一些分送时间点，并且分送请求处理部分305可以使用所述的这些分送时间点来预测下一分送时间点。
分送切换部分307由例如CPU、ROM、RAM等实现。分送切换部分307执行将分送到已传送分送请求的信息处理装置20的压缩数据流切换到分送请求处理部分305选择的压缩数据流的处理。当缓冲器301被布置到交换机30时，在将缓冲器301中存储的切换之后的压缩数据流分送到信息处理装置20的同时，分送切换部分307执行切换压缩数据流的处理。而且，当已从分送请求处理部分305输入参考压缩视频数据的计划分送时间点时，分送切换部分307执行流切换处理以便于在该时间点之前完成切换。
由分送切换部分307执行压缩数据流的切换处理使得分送请求中列出的视频/音频内容的最优的压缩数据流将被分送给信息处理装置20。
到此为止，已经示出了根据本实施例的交换机(网络设备)30的功能的示例。上述每个部件可以通过使用通用构件或电路来配置，或者可以通过使用专用于每个部件的功能的硬件来配置。此外，CPU等可以执行这些部件的所有功能。由此，可以根据执行本实施例时的技术水平按照需要来改变要使用的硬件配置。
应当注意，可以创建用于实现根据以上实施例的网络设备的每个功能的计算机程序并且将该程序实现到个人计算机等。此外，还可以提供存储该计算机程序并且可以由计算机读取的记录介质。记录介质是例如磁盘、光盘、磁光盘、闪速存储器等。此外，上述计算机程序可以在不使用记录介质的情况下例如经由网络分送。
<内容分送方法>
随后，参考图5至图8，将详细描述由根据本实施例的内容服务器10执行的内容分送方法。
[参考压缩视频数据的位置关系]
图5是用于描述根据本实施例的内容服务器10输出的MPEG2-TS流中的IDR图像之间的位置关系的说明图。在图5中，示出了如下示例，其中执行编码，从而使作为参考压缩视频数据的IDR图像每秒出现一次。然而，也可以采用灵活地改变IDR图像的生成时序的编码方法。在该情况中，各编码器协同操作，从而使IDR图像的出现时序彼此移位。
在图5中，如上文所述，执行编码，从而使作为参考压缩视频数据的IDR图像每秒出现一次。此外，GOP由30个帧配置而成，并且除了IDR图像外，GOP中还存在预测图像(P-图像)和双向预测图像(B-图像)。从图5可以清楚看到，当比较从第一编码器101输出的流和从第二编码器103输出的流时，可以看到，IDR图像的出现时序移位了15个帧(约0.5秒)。
通过以该方式执行编码，并且还通过作为终端的信息处理装置20在频道切换时接收当时最适宜的MPEG2-TS流，能够使从切换后到接收到IDR图像的等待时间变得最小，并且能够很快地显示切换后的频道的视频。
例如，这里存在如下情况，其中在图5所示的“时间点A”在作为终端的信息处理装置20中执行频道切换。在该情况中，信息处理装置20可以通过接收从第一编码器101输出的流(换言之，从第一处理部分11A输出的流)，缩短从频道切换后到显示所选择的频道的视频的等待时间。通过相同的方式，存在另一种情况，其中在“时间点B”在信息处理装置20中执行频道切换。在该情况中，信息处理装置20可以通过接收从第二编码器103输出的流(换言之，从第二处理部分11B输出的流)，缩短从频道切换后到显示所选择的频道的视频的等待时间。
从各个编码器101和103输出的MPEG流是由同一视频信号生成的。这些MPEG流只是使IDR图像的时间位置(能够基于频道切换等从该位置开始显示视频)彼此移位，并且分辨率、最大比特率等将按同一条件进行编码。因此，用户难以察觉正在再现的是从编码器传送的流中的哪一个。
此外，对于编码器101和103中的每一个而言，用于进行复用的H.264/264编码器和MPEG2系统时钟不需要彼此同步。如果预先布置了所需用于使IDR图像的相对位置移位的信息，则编码器101和103中的每一个能够在不执行处理部分11A和11B之间的通信的情况下实现编码。这里，所需用于使IDR图像的相对位置移位的信息可以是与固定的GOP长度相关的信息、与原始视频信号的视频帧中的哪个帧要被编码为IDR图像相关的信息等。此外，在采用可变GOP长度的情况中，处理部分11A和11B也能够彼此通信并且使出现位置移位，从而使其中出现IDR图像的帧对于频道切换而言变得最优。
[UDP分组的格式]
图6是用于描述根据本实施例的分送部分105和107传送的UDP分组的格式的说明图。在内容服务器10中提供的编码器101和103中的每一个生成的MPEG2-TS分组被输出到在每个编码器所属的处理部分中提供的分送部分，并且作为IP分组被传送。该IP分组具有例如图6所示的格式。
如图6中所示，IP多播的UDP分组由IP报头、UDP报头、RTP报头和RTP有效载荷(payload)配置而成。内容服务器10的编码器101和103中的每一个生成的MPEG2-TS分组被存储在RTP有效载荷中。通常，如图6中所示，在RTP有效载荷中存储有7个MPEG2-TS分组。
内容服务器10的分送部分105和107中的每一个生成如图6所示的UDP分组并将其多播出去。
[IP分组的传送]
接着，参照图7和8，将详细描述将根据本实施例的IP分组传送到信息处理装置的机制。顺便提及，在下文中，将基于作为IPTV系统标准的DVB-IP(ETSI TS102 034)来进行解释。
为了接收每个频道的MPEG流，作为终端的信息处理装置20需要知道频道的数据将被分送到的IP多播地址。根据DVB-IP，在SD&S广播发现记录中描述了频道的信息。根据DVB-IP标准，根据DVB SD&S传输协议(DVB STP)，通过多播将广播发现记录从诸如EPG服务器(未示出)的IPTV应用服务器传送到信息处理装置20。顺便提及，传输所述广播发现记录时，为其分配与MPEG2-TS流的IP多播地址不同的IP多播地址。
因此，根据本实施例的内容分送系统1中存在的内容服务器10需要预先向IPTV应用服务器通知针对内容服务器10的每个处理部分11分配的IP多播地址或者各种频道信息。
图7是用于描述根据DVB-IP的广播发现记录的数据格式的说明图。在广播发现记录中描述了IPTV服务提供的所有频道的信息。例如，当IPTV服务广播300个频道时，作为终端的信息处理装置20接收描述了300个频道的信息的广播发现记录。
例如，如图7中所示，作为频道信息，由TextualIdentifier@ ServiceName的字符串来描述频道名称，并且该字符串用于显示频道名称。此外，IPMulticastAddress@Address和IPMulticastAddress@Port描述频道的IP多播分组被分送到的IP多播地址和端口号。
通过作为终端的信息处理装置20利用IGMP加入广播发现记录中描述的IP多播地址组，开始所期望的频道的IP多播分组的分送，并且使得信息处理装置20能够接收IP多播分组。
通常，为每个频道分配IP多播分送。然而，根据本实施例的内容分送系统具有为每个频道提供的多个IP多播分送。因此，在广播发现记录中描述了多个IP多播地址。
图8是用于描述按XML表述广播发现记录的示例的说明图。在该广播发现记录的示例中，描述了300个频道的服务信息，并且每个XML元素“<SingleService>”对应于一个频道的信息。
例如，起点处的频道信息由作为频道名称(ServiceName)的“Channel 1(频道1)”以及两个多播地址(一个用于地址224.0.1.1、端口号1600，而另一个用于地址224.0.1.2、端口号1600)来描述。这两个地址分别对应于将由图2中所示的第一处理部分11A分送的IP分组的多播地址和将由图2中所示的第二处理部分11B分送的IP分组的多播地址。下一个列出的频道信息由作为频道名称的“Channel 2(频道2)”以及两个多播地址来描述。尽管省略了后面的频道信息的描述，但是将列出并且描述总共300个频道的信息。根据上述广播发现记录，信息处理装置20能够知道每个频道的两个地址。
在本实施例中，根据DVB-IP标准的广播发现记录被扩展，并且描述了XML元素“<ChannelChangeInfo>”。该XML元素“<ChannelChangeInfo>”具有指示“@NumberOfStreamsPerChannel”中指定的每个频道的正被多播的MPEG流的最大数目的数据。图8中示出的示例指示了每个频道分送最多2个MPEG流。
如上所述，通过根据本实施例的内容分送方法，针对一个频道，分送具有参考压缩视频数据的不同出现时序的多个压缩数据流。对于这些压缩数据流，仅有参考压缩视频数据的出现时序不同，并且除了出现时序外，其他的编码条件都相同。因此，交换机30在多个压缩数据流中选择最优的流并且将该流分送到作为终端的信息处理装置20。这使用于接收参考压缩视频数据的等待时间最小，并且使得快速地显示频道的视频。
<信息处理方法>
随后，参照图9至图13，将详细描述根据本实施例的信息处理装置20将执行的信息处理方法。图9是用于描述根据本实施例的信息处理装置20将执行的信息处理方法的流程图。
当观看者(用户)接通信息处理装置20的电源时或者当从IPTV的服务菜单等中选择了TV服务时，根据本实施例的信息处理装置20开始TV观看处理。
首先，信息处理装置20通过使用该装置中提供的CPU、ROM、RAM、通信设备等从诸如EPG服务器(未示出)的IPTV应用服务器获取广播发现记录(步骤S101)。如图7中所示，广播发现记录是基于根据DVB-IP标准的协议而描述的，并且信息处理装置20能够获取与每个频道对应的频道信息。当频道信息未被频繁改变时，也可以使用已经从IPTV服务获取的频道信息。
图10A和图10B示出了根据RFC 3376的IGMP版本3的供信息处理装置20执行多播数据分送控制的IGMP报文的格式。此外，图11A和图11B是用于描述根据本实施例的IGMP报文的示例的说明图。
当加入或离开多播组时，信息处理装置20使用具有如图10A所示报告格式的IGMP报文。此外，还存在具有询问格式的IGMP报文，用于检查多播路由器正在加入多播组。将省略这些IGMP的规范的详细解释。
如图10A所示，具有报告格式的IGMP报文具有“组记录的数目”栏中声明的报告中包括的记录的数目，并且具有随后在IGMP报文中描述的数目为所声明的记录的数目的“组记录”。图10B示出了每个组记录的格式。如图10B中所示，在组记录的格式中存在“记录类型”栏，并且通过在该栏中输入预定值，能够指定加入或离开多播组。
如图11A中所示，例如，在“记录类型”中指定值“1”使得能够加入多播组。该值“1”指示值“MODE_IS_INCLUDE(包含模式)”。图11A中示出的示例示出了加入由224.0.1.0表示的多播组。
此外，如图11B中所示，例如，在“记录类型”中指定值“2”使得能够离开多播组。该值“2”指示值“MODE_IS_EXCLUDE(排除模式)”。图11B中示出的示例示出了离开由224.0.1.0表示的多播组。
随后，信息处理装置20的频道选择部分201对频道选择信息进行初始化(S103)。将被初始化的频道选择信息是四个参数：“CurrentChan(当前频道)”、“CurrentAddr(当前地址)”、“SelectChan(选择频道)”和“SelectAddr(选择地址)”。
参数“CurrentChan”是指示由信息处理装置20当前选择的频道的位置的参数，而参数“CurrentAddr”是指示当前选择的频道被分送到的多播地址的参数。在该初始化中，这两个参数均被设定为-1。该值指示当前不执行频道选择。此外，参数“SelectChan”是指示将选择的频道的频道位置的参数，而参数“SelectAddr”是指示所选择的频道的MPEG2-TS流将被分送到的多播地址的参数。在该初始化中，“SelectChan”被设定为1。如果在终端中保存有先前选择的频道的频道信息，则指定其频道位置。在该初始化中，“SelectAddr”被设定为-1。
随后，频道选择部分201向内容获取部分203通知由参数“SelectChan”指示的频道，并且内容获取部分203执行频道的选择处理(步骤S105)。后面将再次详细描述频道的选择处理。当内容再现部分205再现通过该处理获取的内容时，频道的视频将显示在信息处理装置20的显示器的屏幕(未示出)上并且声音将从扬声器再现。
当选择处理完成时，频道选择部分201更新与当前选择的频道相关的频道信息(步骤S107)。就是说，将参数“SelectChan”的值设定在参数“CurrentChan”中，并且将参数“SelectAddr”的值设定在参数“CurrentAddr”中。
随后，信息处理装置20的频道选择部分201等待用户操作的输入(步骤S109)。
这里，当用户输入了例如终止处理(诸如按下遥控器的关机按钮)时(步骤S111)，频道选择部分201生成对应于输入操作的信号并且前往步骤S121的频道接收终止处理。此外，当用户输入了切换频道的操作时(步骤S113)，频道选择部分201前往后面描述的步骤S115。在其他情况中，频道选择部分201返回步骤S109，并且等待用户操作。实际上，除了这些控制外，还存在诸如音量控制等用户操作。然而，在图9中将省略其描述。
当用户执行了频道切换操作时，例如，当用户操作了遥控器的频道上移按钮时，频道选择部分201将参数“SelectChan”的值增加1，而当用户操作了频道下移按钮时，频道选择部分201将参数“SelectChan”的值减小1(步骤S115)。这里，频道选择部分201以如下方式执行控制，参数“SelectChan”的值不会变为负值，也不会变为超过频道总数的值。此外，当遥控器等包括能够直接选择频道编号等的按钮等时，频道选择部分201在参数“SelectChan”中设定对应于所选择的频道的频道位置。然后，频道选择部分201向内容获取部分203通知关于新设定的参数的信息。
内容获取部分203基于从频道选择部分201通知的参数“SelectChan”的值来执行由参数指定的频道的选择(步骤S117)。结果，新选择的频道在信息处理装置20的屏幕上再现并且从扬声器再现。后面将再次描述步骤S105中描述的频道选择处理的细节。
然后，如在步骤S107中那样，频道选择部分201更新与当前选择的频道相关的频道信息(步骤S119)。
随后，信息处理装置20的频道选择部分201等待用户操作的输入，并且TV观看继续进行。
另一方面，当用户操是终止操作时，内容获取部分203执行频道接收终止处理(步骤S121)。后面将再次详细描述频道接收终止处理。
这使得信息处理装置20能够终止TV观看，并且返回IPTV服务菜单或者继续移动到终端的其他功能。
[频道选择处理]
随后，参照图12，将详细描述根据本实施例的信息处理装置20将执行的频道选择处理。图12是用于描述根据本实施例的信息处理方法的频道选择处理的流程图。
更具体地，内容获取部分203首先从广播发现记录中获取频道的多播地址。在图8中示出的示例中，当1被设定在参数“SelectChan”中时，起点处的“<SingleService>”是相应的频道信息。如图8中所示，在频道信息的“<ServiceLocation>”中描述了两个多播地址。在图8中示出的示例中，224.0.1.1被设定在参数“Address1(地址1)”中，而224.0.1.2被设定在参数“Address2(地址2)”中。
内容获取部分203发出包括对应于从广播发现记录中选择的频道的多个频道的多播地址的IGMP报文(步骤S201)。这触发信息处理装置20开始多播分组的分送切换。IGMP报文的发出是按照根据图10A和10B中示出的RFC-3367中指定的IGMP版本3的报告格式来执行的。
在图13A至图13C中示出了IGMP分组的示例。
图13A示出了参数“CurrentChan”是-1的情况，即不存在已被分送的对应于多播地址的数据的情况。图13A指示了记录类型＝1(MODE_IS_INCLUDE)被指定到参数“SelectChan”(在该示例中是1)的多个多播地址(在该示例中是224.0.1.1和224.0.1.2)的两个多播组。这指示了加入对应于某个频道的两个多播地址以开始多播数据分送。
图13B示出了参数“CurrentChan”不是-1的情况，即存在已被分送的多播地址的情况中的IGMP分组的示例。这里，记录类型＝2(MODE_IS_EXCLUDE)被指定到“CurrentChan”(在该示例中是1)的“CurrentAddr”(在该示例中是224.0.1.1)的多播组以命令停止分送。而且，通过将记录类型＝1(MODE_IS_INCLUDE)指定到“SelectChan”(在该示例中是2)的多个多播地址(在该示例中是224.0.1.3和224.0.1.4)的多播组，IGMP分组命令开始分送。
根据IMGP版本3，如图13B中所示，可以由一个IGMP分组来集中执行若干命令，并且因此，存在如下优点，在切换时不将多播地址冗余地分送到接入网络的实现方案是可能的。
通过发出该IGMP分组并且将发出的IGMP分组传送到交换机30，交换机30执行后面描述的流切换处理并且将IGMP分组中描述的多播分组分送到信息处理装置20。内容获取部分203开始接收IGMP分组中需要的地址1和地址2的IP分组(步骤S203)。
如后面所述，交换机30从信息处理装置20需要的多个多播地址的流中选择用于频道切换的最优的流，并且仅分送所选择的流的多播地址。而且，交换机30忽略关于未被选择的流的来自信息处理装置20的分送请求。
内容获取部分203在最大所需切换时间期间将处于待机状态，直到完成交换机30选择的流的分送切换，当未接收到多播分组时，内容获取部分203将处于待机状态(步骤S205)。应当注意，当有可能在网络中丢失IGMP分组时，内容获取部分203可以在步骤S201中传送多个分组，或者可以在步骤S203中通过提供超时等来执行IGMP分组的重发处理。
在步骤S205中待机的结果是，在待机之后多播的分送切换已经完成，因此，当存在以前选择的频道时，内容获取部分203终止接收相应的“CurrentAddr”的多播分组(步骤S207)。
内容获取部分203参考接收到的多播分组以查找对应于接收到的多播分组的多播地址，并且将该多播地址设定为SelectAddr(步骤S205)。而且，内容获取部分203结束接收未接收到的多播地址(即交换机30中未选择的多播地址)(步骤S205)。
随后，内容获取部分203将接收到的多播分组传送到内容再现部分205，并且内容再现部分205开始再现新接收到的频道的多播分组中存储的MPEG2-TS(S211)。更具体地，在接收到包括IDR图像的MPEG2-TS分组之后在信息处理装置20的显示器(未示出)上显示视频。通过这种方式，完成了频道的选择处理，并且可以继续观看IPTV电视。
[频道接收中止处理]
随后，参照图14，将详细描述由信息处理装置20执行的频道接收终止处理。
首先，内容获取部分203停止接收当前正在接收的多播分组。通过传送如图13C中所示的IGMP报告报文可以停止多播分组的接收(步骤S301)。如图13C中所示，内容获取部分203将记录类型＝2指定到参数“CurrentAddr”(在该示例中是224.0.1.4)的多播组并且传送该IGMP报文。这导致内容获取部分203停止多播分组分送。
接着，内容获取部分203终止多播的接收(步骤S303)。然后，内容再现部分205终止MPEG2-TS流的再现(步骤S305)。通过执行这些处理，频道接收终止处理完成。
如上文所述，根据本实施例的信息处理方法，当执行频道选择处理时，针对对应于期望观看的频道的所有多个多播地址执行加入请求。因此，在根据本实施例的信息处理方法中，没有必要确定加入对应于期望观看的频道的多个多播地址中的哪个地址。结果，执行根据本实施例的信息处理方法的信息处理装置可以更容易地执行频道选择处理。
<流切换方法>
随后，参照图15至17，将详细描述作为根据本实施例的网络设备的示例的交换机30执行的流切换方法。图15是用于图示根据本实施例的流切换处理的流程图，并且图16和17是用于图示根据本实施例的流切换处理的说明图。
在解释根据本实施例的流切换方法之前，假设作为网络设备的示例的交换机30已分析了对应于正在内容分送系统1中分送的视频/音频内容的所有压缩数据流。并且还假设这使得交换机30能够检测关于所有压缩数据流的参考压缩视频数据的最新分送时间点。
当作为终端的信息处理装置20需要通过频道切换操作等切换待分送到信息处理装置20的内容时，信息处理装置20的内容获取部分203向交换机30传送内容分送请求。
交换机30的分送请求处理部分305获取已从信息处理装置20传送的由于频道切换等引起的内容分送请求(步骤S301)。随后，分送请求处理部分305指定获取到的内容分送请求中描述的期望分送的频道的多播地址。
随后，分送请求处理部分305查询流分析部分303以获得关于分送请求中描述的多播地址的参考压缩视频数据的最新分送时间点。
流分析部分303响应于来自分送请求处理部分305的查询而向分送请求处理部分305传送参考压缩视频数据的最新分送时间点。
接着，分送请求处理部分305基于每个流的最新参考压缩视频数据(例如，IDR图像)的分送时间点来选择最优压缩数据流(步骤S303)。更具体地，分送请求处理部分305根据分送时间点的相对陈旧性(例如图16中示出的)，或者根据分送时间点的相对陈旧性和GOP的尺寸(例如图17中示出的)，来选择流。
图16中示出的选择方法是如下方法，根据对应于分送请求中描述的频道(频道A)的每个压缩数据流的最新分送时间点的相对陈旧性来选择将分送到信息处理装置20的流。在图16中示出的情况中，由于流1的分送时间点比流2的分送时间点陈旧，因此分送请求处理部分305确定对于参考压缩视频数据(IDR图像)的下一个分送时间点，流1到来得较早。因此，分送请求处理部分305向分送切换部分307通知对应于频道A的流1的多播地址。
图17中示出的选择方法是如下方法，基于分送时间点的相对陈旧性和GOP的尺寸来选择将分送到信息处理装置20的流。在图17中示出的情况中，分送请求处理部分305基于作为流1中的最新分送时间点的时间1、作为流2中的最新分送时间点的时间2以及GOP的尺寸来预测每个流中的下一个参考压缩视频数据的分送时间点。在图17的情况中，考虑接收到分送请求的时间和每个流中的GOP的尺寸之间的相对位置关系，对于参考压缩视频数据(IDR图像)的下一个分送时间点(计划分送时间点)，流1到来得比流2早。因此，分送请求处理部分305向分送切换部分307通知对应于频道A的流1的多播地址，以及计算的计划分送时间点。
接着，交换机30的分送切换部分307将分送请求处理部分305选择的流分送到已传送分送请求的信息处理装置20(步骤S305)。这使得将对应于信息处理装置20在分送请求中描述的多播地址中的任何地址的压缩数据流分送到信息处理装置20。
到此为止，已经描述了根据本实施例的IPTV系统中的高速频道切换。根据本实施例，能够很容易地构思出与上述实施例不同的实施例，例如，能够构思出如下文所述的其他实施例。
根据本发明的实施例，在频道切换处理期间，为了基于由用户操作所产生的中断来停止频道切换或者改变所选择的频道，可以在图12中所示的选择处理期间容易地实现中止处理。
根据本发明的实施例描述了H.264/AVC的情况。然而，即使使用MPEG2视频压缩，通过假设IDR图像是I图像，仍能够将本发明容易地应用到使用MPEG2视频压缩的IPTV系统。
此外，根据本发明的实施例，压缩的视频数据和音频数据通过MPEG2-TS进行复用。然而，在压缩的视频和音频数据按独立的IP分组进行分送的情况中，通过应用本发明，也能够容易地实现通过切换IP分组的分送来实现高速频道切换的IPTV系统。
此外，根据本发明的实施例，仅一个视频/音频信号的压缩视频数据和音频数据通过MPEG2-TS进行复用并且被存储在IP分组中，并且分送的切换被执行。然而，可以通过MPEG2-TS对多个视频/音频信号的压缩的视频数据和音频数据进行复用并且将其分送，并且在通向信息处理装置20的网络路径中可以仅过滤和传送对应于所选择的视频/音频信号的压缩视频/音频分组。这容易地实现了能够进行与本实施例相似的高速频道切换的IPTV系统。
此外，通过使用IMGP版本3的功能并且通过一个IGMP分组来切换多播组的分送，根据本发明的实施例避免了切换期间的针对接入网络的分组的冗余分送，并且限制了接入网络中的IPTV系统将使用的数据带宽。然而，即使当使用IGMP版本2时，通过执行离开多播组的处理并在分送停止之后加入要切换到的多播组，也能够限制IPTV系统使用的数据带宽。
此外，根据本发明的实施例，内容服务器10对每个频道的多个MPEG2-TS流编码并且经由核心网络对其进行分送。这里，在对核心网络的带宽存在限制的环境中，也能够执行如下处理。即，内容服务器10通过核心网络为每个频道分送一个经编码的分组，并且在诸如接入网络的分送网络的中间布置另一个内容服务器，诸如边缘服务器或边缘路由器。该另一个内容服务器基于视频/音频信号为接收到的MPEG2-TS流生成具有不同IDR图像分送时序的MPEG2-TS流，并且对其进行分送。通过这种方式，能够限制核心网络的带宽，并且同时，能够实现与本实施例描述的IPTV系统相似的高速频道切换。
(硬件配置)
接着，参照图18，将详细描述根据本发明的实施例的内容服务器10的硬件配置。图18是用于描述根据本发明的实施例的内容服务器10的硬件配置的框图。
内容服务器10主要包括CPU 701、ROM 703和RAM 705。此外，内容服务器10还包括主机总线707、桥接器709、外部总线711、接口713、输入设备715、输出设备717、存储设备719、驱动器721、连接端口723以及通信设备725。
CPU 701用作算术处理装置和控制设备，并且根据ROM 703、RAM705、存储设备719或可移动记录介质727中记录的各种程序来控制内容服务器10的整体操作或者部分操作。ROM 703存储由CPU 701使用的程序、运算参数等。RAM 705主要存储在CPU 701的执行中使用的程序以及在执行期间适当地变化的参数等。这些设备经由主机总线707彼此连接，该主机总线707由诸如CPU总线等内部总线配置而成。
主机总线707经桥接器709连接到诸如PCI(外围部件互连/接口)总线的外部总线711。
输入设备715是由用户操作的操作部件，诸如鼠标、键盘、触摸屏、按钮、开关和控制杆。再者，输入设备715可以是使用例如红外光或者其他无线电波的遥控部件(所谓的遥控器)，或者可以是与内容服务器10的操作兼容的诸如移动电话或PDA的外部连接设备729。此外，输入设备715基于例如用户使用以上操作部件输入的信息而生成输入信号，并且由用于将输入信号输出到CPU 701的输入控制电路配置而成。内容服务器10的用户能够将各种数据输入到内容服务器10并且可以通过操作该输入设备715指示内容服务器10执行处理。
输出设备717由能够在视觉上或听觉上向用户通知所获取的信息的设备配置而成。该设备的示例包括诸如CRT显示设备、液晶显示设备、等离子体显示设备、EL显示设备和灯具的显示设备，诸如扬声器和耳机的音频输出设备，打印机，移动电话，传真机等。例如，输出设备717输出通过内容服务器10执行各种处理而获得的结果。更具体地，显示设备以文本或图像的形式显示通过内容服务器10执行各种处理而获得的结果。另一方面，音频输出设备将诸如再现的音频数据和声学数据的音频信号转换成模拟信号，并且输出该模拟信号。
存储设备719是被配置成内容服务器10的存储部分的示例的用于存储数据的设备。存储设备719由例如诸如HDD(硬盘驱动器)的磁存储器设备、半导体存储设备、光学存储设备或者磁-光存储设备配置而成。该存储设备719存储将由CPU 701执行的程序、各种数据以及从外部获得的各种数据。
驱动器721是用于记录介质的读/写器，并且被嵌入在内容服务器10中或者外部附接到内容服务器10。驱动器721读取诸如磁盘、光盘、磁-光盘或者半导体存储器的附接的可移动记录介质727中记录的信息，并且将读取到的信息输出到RAM 705。此外，驱动器721能够写入诸如磁盘、光盘、磁-光盘或者半导体存储器的附接的可移动记录介质727。可移动记录介质727是例如，DVD介质、HD-DVD介质或者Blu-ray介质。可移动记录介质727可以是CompactFlash(CF；注册商标)、闪速存储器、SD存储器卡(安全数字存储器卡)等。可替选地，可移动记录介质727可以是例如，配备有非接触IC芯片的IC卡(集成电路卡)或者电子装置。
连接端口723是用于允许设备直接连接到内容服务器10的端口。连接端口723的示例包括USB(通用串行总线)端口、IEEE 1394端口、SCSI(小型计算机系统接口)端口等。连接端口723的其他示例包括RS-232C端口、光学音频终端、HDMI(高清晰度多媒体接口)端口等。通过将外部连接设备729连接到该连接端口723，内容服务器10直接从外部连接设备729获得各种数据并且将各种数据提供给外部连接设备729。
通信设备725是由例如用于连接到通信网络731的通信设备配置而成的通信接口。通信设备725是例如，有线或无线LAN(局域网)、Bluetooth(注册商标)、用于无线USB(WUSB)的通信卡等。可替选地，通信设备725可以是用于光学通信的路由器、用于ADSL(非对称数字订户线路)的路由器、用于各种通信的调制解调器等。例如，该通信设备725能够根据诸如TCP/IP的预定协议在互联网上传送和接收信号等并且与其他通信设备传送和接收信号等。连接到通信设备725的通信网络731由按有线或无线方式连接的网络等配置而成，并且可以是例如，互联网、家用LAN、红外线通信、无线电波通信、卫星通信等。
到此为止，已示出了能够实现根据本发明的实施例的内容服务器10的功能的硬件配置的示例。上述每个结构元件可以使用通用材料来配置，或者可以通过专用于每个结构元件的功能的硬件来配置。因此，可以根据执行本实施例时的技术水平适当地改变所使用的硬件配置。
此外，根据本发明的实施例的信息处理装置20和交换机30具有与根据本发明的实施例的内容服务器10相同的硬件配置并且实现几乎相同的效果，并且因此省略了它们的详细描述。
(总结)
如上所述，根据本实施例，即使在存在针对IPTV订户住宅的接入网络的数据带宽的限制的环境中，仍可以在不在接入网络附近安装昂贵的网络设备或者特殊的内容服务器的情况下，实现能够提供高质量视频并且使得能够进行高速频道切换的IPTV系统。
此外，根据本实施例，在进行频道切换时，可以使没有视频显示的信号消失时段或者以暂停状态显示切换之前的频道的视频的时间最小，并且可以为观看者提供无缝频道切换。
此外，根据本实施例，由于不管接收到分配给各个频道的多播流中的哪个多播流，都可以观看频道，所以能够建立其中不选择多播地址的终端(现有终端)共存的IPTV系统。
上文参照附图详细解释了本发明的优选实施例，但是本发明不限于该示例。本领域的技术人员应当理解，在所附权利要求或其等同物的范围内，依赖于设计需要和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和变更。
本申请包含与在2009年10月14日提交日本专利局的日本在先专利申请JP 2009-237473中公开的主题内容相关的主题内容，该申请的全部内容通过引用并入本文。

Claims (11)

1.一种网络设备，包括：
流分析部分，用于按如下方式分析从单个视频/音频内容生成的多个压缩数据流中的每一个以检测参考压缩视频数据的最新分送时间点，对应于所述参考压缩视频数据的视频帧的位置和所述参考压缩视频数据的分送时间点彼此不同，所述参考压缩视频数据是通过压缩视频信号生成的时间序列数据中的数据，对于该数据能够在不依赖于先前的数据的情况下开始后继的视频信号的解码；
分送请求处理部分，用于接收从再现所述视频/音频内容的信息处理装置传送的视频/音频内容的分送请求，以及使用所述流分析部分检测到的所述参考压缩视频数据的分送时间点，在对应于与所述分送请求相关的所述视频/音频内容的所述多个压缩数据流中选择将分送到所述信息处理装置的压缩数据流；以及
分送切换部分，用于将待分送到传送所述分送请求的所述信息处理装置的压缩数据流切换到由所述分送请求处理部分选择的压缩数据流。
2.如权利要求1所述网络设备，
其中，所述分送请求处理部分
保存关于从所述参考压缩视频数据的分送到后继的参考压缩视频数据的分送的时间间隔的信息，
基于所述流分析部分检测到的最新的参考压缩视频数据的分送时间点以及关于所述时间间隔的所述信息，针对所述多个压缩数据流中的每一个计算下一次分送所述参考压缩视频数据的时间点，以及
选择在时间上距离所计算的时间点最短的压缩数据流作为将分送到所述信息处理装置的压缩数据流。
3.如权利要求2所述网络设备，
其中，所述分送切换部分执行切换到所述压缩数据流的处理以便于在所述分送请求处理部分计算的所述时间点之前完成切换到所述分送请求处理部分选择的所述压缩数据流。
4.如权利要求1所述网络设备，
其中，所述网络设备进一步包括缓冲器，用于临时存储压缩数据流，该压缩数据流与所述分送切换部分进行的压缩数据流切换处理所需的延迟时间有关，以及
其中，所述分送切换部分在将所述缓冲器中存储的压缩数据流分送到所述信息处理装置的同时执行压缩数据流的切换处理。
5.一种信息处理装置，包括：
内容获取部分，请求网络设备分送对应于需要被获取的视频/音频内容的所有多个压缩数据流以及从所述网络设备获取所述视频/音频内容，所述网络设备按如下方式执行从单个视频/音频内容生成的多个压缩数据流的切换处理，对应于参考压缩视频数据的视频帧的位置和所述参考压缩视频数据的分送时间点彼此不同，所述参考压缩视频数据是通过压缩视频信号生成的时间序列数据中的数据，对于该数据能够在不依赖于先前的数据的情况下开始后继的视频信号的解码。
6.如权利要求5所述的信息处理装置，
其中，所述多个压缩数据流被分配彼此不同的唯一的网络地址，并且
其中，所述内容获取部分向所述网络设备通知分配给对应于需要被获取的所述视频/音频内容的所有压缩数据流的网络地址，并且在通知给所述网络设备的网络地址中将分配给从所述网络设备分送的压缩数据流的网络地址设定为对应于需要被获取的所述视频/音频内容的网络地址。
7.一种流切换方法，包括步骤：
在按如下方式分析从单个视频/音频内容生成的多个压缩数据流中的每一个之后检测参考压缩视频数据的最新分送时间点，对应于所述参考压缩视频数据的视频帧的位置和所述参考压缩视频数据的分送时间点彼此不同，所述参考压缩视频数据是通过压缩视频信号生成的时间序列数据中的数据，对于该数据能够在不依赖于先前的数据的情况下开始后继的视频信号的解码；
接收从再现所述视频/音频内容的信息处理装置传送的所述视频/音频内容的分送请求；
使用检测所述参考压缩视频数据的所述分送时间点的步骤中检测到的所述参考压缩视频数据的分送时间点，在对应于与所述分送请求相关的所述视频/音频内容的所述多个压缩数据流中选择将分送到所述信息处理装置的压缩数据流；以及
将待分送到传送所述分送请求的所述信息处理装置的压缩数据流切换到由选择压缩数据流的步骤选择的压缩数据流。
8.一种信息处理方法，包括步骤：
请求网络设备分送对应于需要被获取的视频/音频内容的所有多个压缩数据流，所述网络设备按如下方式执行从单个视频/音频内容生成的多个压缩数据流的切换处理，对应于所述参考压缩视频数据的视频帧的位置和所述参考压缩视频数据的分送时间点彼此不同，所述参考压缩视频数据是通过压缩视频信号生成的时间序列数据中的数据，对于该数据能够在不依赖于先前的数据的情况下开始后继的视频信号的解码；以及
获取对应于从所述网络设备分送的所述视频/音频内容的压缩数据流。
9.一种使计算机实现如下功能的程序：
流分析部分，用于按如下方式分析从单个视频/音频内容生成的多个压缩数据流中的每一个以检测参考压缩视频数据的最新分送时间点，对应于所述参考压缩视频数据的视频帧的位置和所述参考压缩视频数据的分送时间点彼此不同，所述参考压缩视频数据是通过压缩视频信号生成的时间序列数据中的数据，对于该数据可以在不依赖于先前的数据的情况下开始后继的视频信号的解码；
分送请求处理部分，用于接收从再现所述视频/音频内容的信息处理装置传送的视频/音频内容的分送请求，以及使用所述流分析部分检测到的所述参考压缩视频数据的分送时间点，在对应于与所述分送请求相关的所述视频/音频内容的所述多个压缩数据流中选择将分送到所述信息处理装置的压缩数据流；以及
分送切换部分，用于将待分送到传送所述分送请求的所述信息处理装置的压缩数据流切换到由所述分送请求处理部分选择的压缩数据流。
10.一种使计算机实现如下功能的程序：
内容获取部分，请求网络设备分送对应于需要被获取的视频/音频内容的所有多个压缩数据流以及从所述网络设备获取所述视频/音频内容，所述网络设备按如下方式执行从单个视频/音频内容生成的多个压缩数据流的切换处理，对应于参考压缩视频数据的视频帧的位置和所述参考压缩视频数据的分送时间点彼此不同，所述参考压缩视频数据是通过压缩视频信号生成的时间序列数据中的数据，对于该数据能够在不依赖于先前的数据的情况下开始后继的视频信号的解码。
11.一种内容分送系统，包括：
内容服务器，包括多个编码器，用于按如下方式对视频/音频内容编码以及从单个视频/音频内容生成多个压缩数据流，对应于参考压缩视频数据的视频帧的位置和所述参考压缩视频数据的分送时间点彼此不同，所述参考压缩视频数据是通过压缩视频信号生成的时间序列数据中的数据，对于该数据能够在不依赖于先前的数据的情况下开始后继的视频信号的解码；
信息处理装置，用于再现对应于多个分送的视频/音频内容并且将由所述内容服务器分送的压缩数据流；以及
网络设备，用于将一个或多个内容服务器分送的所述多个压缩数据流分送到期望分送所述压缩数据流的所述信息处理装置；以及
其中，所述网络设备包括：
流分析部分，用于在分析所述一个或多个内容服务器分送的所述多个压缩数据流之后检测所述参考压缩视频数据的最新分送时间点；
分送请求处理部分，用于接收从信息处理装置传送的视频/音频内容的分送请求，以及使用所述流分析部分检测到的所述参考压缩视频数据的分送时间点，在对应于与所述分送请求相关的视频/音频内容的多个压缩数据流中选择将分送到所述信息处理装置的压缩数据流；以及
分送切换部分，用于将待分送到传送所述分送请求的所述信息处理装置的压缩数据流切换到由所述分送请求处理部分选择的压缩数据流，
其中，所述信息处理装置包括：内容获取部分，用于请求所述网络设备分送对应于需要被获取的视频/音频内容的所有多个压缩数据流，并且从所述网络设备获取所述视频/音频内容。
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