JP2001251322A - データサーバシステム - Google Patents
データサーバシステムInfo
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Abstract
利用する。 【解決手段】 例えばデータ送信装置(サーバ)が、所
定データの伝送要求をしたネットワーク上のデータ受信
装置(クライアント)が有する表示装置の仕様と、該ク
ライアントが要求した所定データの仕様を判別し、該ク
ライアントに対するデータ伝送優先順位Pを決定する。
そして、サーバは、このデータ伝送優先順位Pと、ネッ
トワークの単位時間あたりのデータ伝送可能量とに応じ
たデータ伝送レートを決定する
Description
テムに関するものである。
普及しつつあり、例えば、ネットワーク上に画像データ
送信装置(以下、サーバと記述)と画像データ受信装置
(以下、クライアントと記述)を接続し、各クライアン
トからの画像データ要求に応じた画像データをサーバか
ら提供する画像データサーバシステムが使用されてい
る。
上に、画像データの再生を問題なく(途切れたり、画質
の劣化を生じさせることなく)行うためには、時間あた
り一定容量以上のデータ伝送を行うことが必要となる。
しかし、単位時間あたりのネットワークの伝送可能なデ
ータ容量には限界があるため、例えば、多数のクライア
ントから一度にデータ伝送要求があった場合は、各クラ
イアントに対して十分なデータを伝送できない状況が生
じてしまう。
ては、サーバ側が、データ伝送をすべきクライアントに
優先順位をつけ、この優先順位の高いものから単位時間
あたりのデータ伝送量(以下、データ伝送レートと記
述)を決定していくことが一般的である。この優先順位
は、クライアントとして使用される装置によらずに決定
されることもあれば、各クライアントが有する表示装置
の仕様(表示装置の大きさや表示分解能の値)に応じて
決定されることも多い。例えば、表示装置として大画面
モニタを有するクライアントに対しては常に高いデータ
伝送レートが確保され、表示装置として小型モニタを有
するクライアントに対するデータ伝送レートはネットワ
ークの伝送状況に応じて低いデータ伝送レートが割り当
てられることになる。空きレート容量が小さい場合は、
該クライアントに対しての伝送すべき画像データは縮減
(高率圧縮符号化や間引き)された上で伝送される。
な大画面モニタを有するクライアントが常に高いデータ
伝送レートを必要とするとは限らない。例えば、該クラ
イアントが要求した画像データが静止画に近い符号量が
少ないデータである場合である。このような場合にま
で、該クライアントに対して必要以上に高いデータ伝送
レートを確保するのはネットワークの伝送効率からも望
ましくないことである。また、伝送すべきデータの中に
は、例えば画面テストデータのように、データの縮減
(高率圧縮符号化や間引き)が許されないものも存在す
る。このようなデータは、たとえ小型モニタを有するよ
うなクライアントに伝送する場合であっても、データの
縮減は行うべきでない。
る表示装置の仕様だけでなく、該クライアントが要求し
た画像データの仕様(データ量やデータの種類)まで考
慮した上で各クライアントに対するデータ伝送レートを
決定する必要があるが、このための技術開示はこれまで
なされていなかった。
あり、サーバ側において、クライアントが有する表示装
置の仕様と、要求したデータの仕様に応じて、該クライ
アントに対するデータ伝送の優先順位を決定した上で、
実際のデータ伝送レートを決定する、効率的なネットワ
ーク上のデータサーバシステムの提供を行うことを目的
とするものである。
に、請求項1に記載のデータサーバシステムにあって
は、ネットワーク上にデータ送信装置および複数のデー
タ受信装置が接続され、データ伝送要求のあったデータ
受信装置に対して、前記データ送信装置から前記ネット
ワークを介し所定のデータが供給されるデータサーバシ
ステムであって、前記データ伝送要求のあったデータ受
信装置が有する表示装置の仕様を記憶する表示仕様記憶
手段と、要求のあったデータを前記ネットワーク上を伝
送する際に必要となるデータ伝送レートを記憶するレー
ト記憶手段と、前記ネットワークにおいて既に使用され
ているデータ伝送レートを記憶する使用レート記憶手段
と、新たにデータ伝送要求を行ったデータ受信装置が要
求するデータ伝送レートが、前記使用レート記憶手段か
ら判断されるネットワークの空き伝送レートよりも大き
い場合は、前記表示仕様記憶手段および前記レート記憶
手段により記憶された内容に基づき、データ伝送要求の
あった各データ受信装置に対するデータ伝送レートを変
更するデータ伝送レート変更手段とを有することを特徴
とするものである。
請求項1に記載のデータサーバシステムにおいて、前記
表示仕様記憶手段、前記レート記憶手段、前記使用レー
ト記憶手段、前記データ伝送レート変更手段のうち少な
くとも1つが前記データ送信装置に具備されていること
を特徴とするものである。
るネットワークシステム(以下「家庭内ネットワーク」
と記述する。)に適用した実施形態について図面を参照
しながら説明する。
100の構成を示したものである。同図に示すように、
家庭内ネットワークシステム100は、ネットワーク1
0、サーバ11および2つのクライアント21、22か
ら構成されており、サーバ11のクライアント21、2
2はネットワーク10に接続されている。
ーフェース12、トランスコーダ13、ハードディスク
14、制御部15、メモリ16から構成されている。イ
ンターフェース12は、ネットワーク10との間でデー
タの送受信を行うための装置である。ハードディスク1
4は、映画会社等から支給される各種画像データを格納
する装置であり、各画像データは、MPEG(Moving P
icture Expert Group)方式により固定レートでの圧縮
符号化が行われている。トランスコーダ13は、MPE
G画像データを再符号化するための装置であり、MPE
Gに規格される量子化パラメータの値を変換することに
より再符号化することが可能である。制御部15は上述
したサーバ11の各部の制御を行う装置であり、メモリ
16にはこの制御を行うための各種プログラムが格納さ
れている。
ターフェース212、デコーダ214および表示装置2
15から構成される。インターフェース212は、ネッ
トワーク10を介してデータ送受信を実行するための装
置である。操作部211はユーザによって操作される各
種操作ボタン(図示せず)を有している。操作部211
はこれらの操作ボタンによって所定の操作が行われたと
きデータ要求信号を出力する。また、デコーダ214
は、符号化画像データを復号化する装置であり、この復
号化された画像データ信号は表示装置215により表示
が行われる。クライアント22の構成は、上述したクラ
イアント21と同一の構成を有しているため、その説明
を省略する。
され、サーバ11からクライアント21または22に要
求されたデータを伝送する場合は、この1つの伝送路に
よってデータ伝送が行われる。すなわち、各クライアン
ト21、22は、1つの伝送路を共有しデータの授受を
行っている。そして、このネットワーク10の単位時間
あたりにデータ伝送できる容量(データ伝送レート許容
量)に限界があるため、以下に説明を行うデータ伝送優
先度Pの値を決定した上で、優先度順に各クライアント
に対するデータ伝送レートが決定されることになる。
求があった各クライアントに対して決定するパラメータ
である。本実施形態に係るサーバ11に、クライアント
21または22からデータ要求信号が供給されると、サ
ーバ11の制御部15は、該クライアントの表示性能値
Sと、該クライアントが要求したデータの画像パラメー
タGの値からデータ伝送優先度Pを決定する。このデー
タ伝送優先度Pは以下の式により演算される。
表示装置の仕様を表すパラメータであり、具体的には表
示装置の画面の大きさおよび表示分解能の値により決定
される値である。本実施形態に係るネットワーク10に
新規にクライアントを接続する場合、該クライアントは
サーバ11に対して、該クライアントが有する表示装置
の画面の大きさおよび表示装置の表示分解能の値を伝送
する。サーバ11の制御部15は、これらの仕様パラメ
ータの値とメモリ16に格納されている変換テーブルに
より該クライアントに対する表示性能値Sを決定する。
ブルの概略を示したものである。同図に示すように、表
示装置の画面の大きさおよび表示装置の表示分解能の値
から一義に表示性能値Sの値を決定することが可能であ
る。具体的には、画面の大きさが大きいほど、表示性能
値Sが高い値に決定され、表示分解能が高いほど、表示
性能値Sが高い値に決定されるようになっている。すな
わち、クライアントが例えばホームシアタ表示装置のよ
うな大画面かつ高分解能の表示装置を有していると判断
した場合、制御部15は、該クライアントの表示性能値
Sを「10」と決定する。また、クライアントが例えば
小型液晶モニタのような小画面で低い表示分解能の表示
装置を有していると判断した場合、制御部15は、該ク
ライアントの表示性能値Sを「1」と決定する。
4に格納される画像データの各々について決定されるパ
ラメータであり、データ伝送するに際してネットワーク
上で必要とされる単位時間あたりの伝送容量(データ伝
送レート)に相当するものである。本実施形態に係るサ
ーバ11のハードディスク14に画像データを格納する
場合、制御部15は、該画像データに含まれる量子化パ
ラメータの値を検出することにより、該画像データをネ
ットワーク上に伝送する時に必要となるデータ伝送レー
トを算出する。例えば、静止画に近く符号量が少ない画
像データの画像パラメータGは小さな値に決定され、動
画像で符号量が多い画像データの画像パラメータGは大
きい値に決定される。
タGの値は、制御部15によってメモリ16内の画像デ
ータメモリ17、クライアントメモリ18に格納され
る。図3は、この画像データメモリ17およびクライア
ントメモリ18を模式的に示したものである。同図に示
すように、画像データメモリ17には、ハードディスク
14に格納されている画像データの画像パラメータGの
値が格納され、クライアントメモリ18には、ネットワ
ーク10に接続されるクライアントの表示性能値Sおよ
びデータ伝送優先度Pが格納される。また、クライアン
トメモリ18には、各クライアントに対する単位時間あ
たりの伝送データ量(使用データ伝送レートZ)も格納
される。
00の具体的動作を説明する。図4は、本実施形態にお
けるサーバ11のメモリ16の内容の一例を示したもの
であり、ハードディスク14に2つの画像データa、b
が格納された場合を示している。すなわち、画像パラメ
ータG(ネットワーク伝送時に必要なデータレート)が
400[Mbps]の画像データaと、200[Mbp
s]の画像データbがハードディスク14に格納されて
いる場合を示している。また、ネットワーク10上に
は、2つのクライアント21、22が接続され、各クラ
イアントの表示性能値Sが「4」、「6」である場合を
示している。そして、このネットワーク10の単位時間
あたりのデータ伝送容量の最大値(以下、最大データ伝
送レートと記述)Zmaxが500[Mbps]である
場合を想定する。
ら画像データbの伝送要求があった場合を考える。制御
部15は、いずれかのクライアントからデータ伝送要求
があった場合、図5にフローを示す制御プログラムを実
行する。クライアント22からのデータ伝送要求が制御
部15に供給されると(ステップS100)、制御部1
5は、まず、クライアント22からのデータ要求である
ことを判別し(ステップS101)、クライアント22
の表示性能値Sをクライアントメモリ18から読み出す
(ステップS102)。そして、制御部15は、伝送要
求のあったデータが画像データbであることを判別し
(ステップS103)、画像データbの画像パラメータ
G(伝送時に必要なデータレート)を画像データメモリ
17から読み出す(ステップS104)。
値および画像パラメータの値により、クライアント22
に対するデータ伝送優先度Pを演算し、クライアントメ
モリ18に格納する(ステップS105)。すなわち、
この例においては、クライアント22の表示性能値Sは
「6」、画像パラメータGは「200」であるので、ク
ライアント22に対するデータ伝送優先度Pの値「12
00」がクライアントメモリ18に格納されることにな
る。
タレート200[Mbps](画像データbの画像パラ
メータGの値)でデータ伝送できるか否かを判断する
(ステップS106)。すなわち、制御部15は、ネッ
トワーク10の単位時間あたりに伝送しているデータ量
(以下、使用データレートと記述)Zuseの値を検出
し、この値と、ネットワークの最大データ伝送レートZ
maxとを比較する。この例においては、使用データレ
ートZuseは0[Mbps]であるので、制御部15
は、画像データbをデータレート200[Mbps]で
データ伝送できると判断する(ステップS106のYE
S)。その後、制御部15は、ハードディスク14に格
納されている画像データbを取り出し、実際のデータ伝
送を開始し(ステップS107)、本フローに示す制御
プログラムを終了させる(ステップS108)。
の伝送要求があった場合を考える。この場合も、制御部
15は、図5にフローを示す制御プログラムを実行す
る。制御部15は、データ要求を行ったクライアント2
1の表示性能値Sをクライアントメモリ18から読み出
し(ステップS101、S102)、伝送要求のあった
画像データaの画像パラメータGを画像データメモリ1
7から読み出す(ステップS103、S104)。
示性能値Sは「4」、画像パラメータGは「400」で
あるので、クライアント21に対するデータ伝送優先度
Pの値「1600」がクライアントメモリ18に格納さ
れることになる。図6は、この時点の画像データメモリ
17およびクライアントメモリ18の具体的内容を示し
たものである。
ータレート400[Mbps](画像データaの画像パ
ラメータGの値)でデータ伝送できるか否かを判断する
(ステップS106)。この例においては、すでにクラ
イアント22に対するデータ伝送が行われており、使用
データレートZuseは200[Mbps]である。よ
って、制御部15は、画像データaをデータレート40
0[Mbps]ではデータ伝送できないと判断する(ス
テップS106のNO)。この場合、制御部15は、各
クライアントに対するデータ伝送レートの値を補正する
制御をする(ステップS109)。
ータ伝送レートの補正を行う必要が生じた場合(図5の
ステップS109)、図7にフローを示す制御プログラ
ムを実行する。制御部15は、まず、データ伝送優先度
Pの値が高い順に、クライアントに優先度順位をつける
(ステップS62)。上記例では、図6にも示すよう
に、クライアント21のデータ伝送優先度Pが「160
0」、クライアント22のデータ伝送優先度Pは「14
00」であるので、優先度順位はクライアント21が
「1」、クライアント22が「2」と決定される。
然数iの最大値を求める(ステップS63)。
+1)+G(i+2)+・・・+Gn} ≦Zmax 1〜n:優先度順位(nつのクライアントからデータ要
求があった場合の例) Gi:優先度順位がiであるクライアントが要求した画
像データの画像パラメータ(伝送時に必要なデータレー
ト) k:補正係数 Zmax:最大データ伝送レート
数kを0.5として演算する。すなわち、ネットワーク
の最大データ伝送レートZmaxが問題となる場合は、
データ伝送優先度Pの値が低いクライアントが要求した
画像データの符号量を半分に再符号化した上でデータ伝
送を行うのである。
る例に適用すると、G1はクライアント21が要求した
画像データaの画像パラメータ“400[Mbp
s]”、G2はクライアント22が要求した画像データ
bの画像パラメータ“200[Mbps]”となる。ま
た最大データ伝送レートZmaxは“500[Mbp
s]”であるので、上記式を満たす自然数iの最大値は
1であることが以下の式により判別される。
イアント22のデータ伝送レート200[Mbps]を
100[Mbps]に補正することにより、データ伝送
優先度Pの高いクライアント21のデータ伝送容量40
0[Mbps]を確保することが可能になるのである。
1および22に対するデータ伝送容量を決定し(ステッ
プS64)、図7にフローを示す制御プログラムを終了
させる(ステップS65)。そして、図5に示すフロー
において、実際のデータ伝送を開始させる(図5のステ
ップS107)。具体的には、制御部15はハードディ
スク14から取り出した画像データbをトランスコーダ
13に供給すると同時に、データレートを半分にする再
符号化を行わせるための命令信号を供給する。そして、
制御部15は、トランスコーダ13により再符号化が行
われた画像データbについて、クライアント22に対す
るデータ伝送を開始する。そしてその後、制御部15
は、図5にフローを示す制御プログラムを終了させる
(図5のステップS108)。
の画像データメモリ17およびクライアントメモリ18
の内容を模式的に示したものである。同図にも示すよう
に、表示性能値Sのみを考えた場合は、クライアント2
2の値の方が高い。しかし、伝送要求したデータに係る
画像パラメータ(必要とされるデータ伝送レート)Gの
値まで考慮した上でデータ伝送優先度Pは決定されるた
め、クライアント21が要求した画像データaのデータ
伝送レートが優先的に確保されることになるのである。
制御部15は、いずれかのクライアントからデータ伝送
要求があった場合、まず、該クライアントに係る表示性
能値Sおよび該クライアントが要求したデータに係る画
像パラメータG(伝送時に必要なデータレート)から、
該クライアントに対するデータ伝送優先度Pを決定す
る。そして、単位時間あたりにネットワーク10を伝送
できるデータ容量限界(最大データ伝送レート)Zma
xを超えるようなデータ要求が生じた場合、制御部15
は、データ伝送優先度Pの値に応じて各クライアントに
対するデータ伝送レートを補正する。よって、クライア
ントに係る表示性能値Sだけでなく、該クライアントが
要求したデータに係る画像パラメータGも考慮した上
で、各クライアントに対するデータ伝送レートを決定す
るため、限られたネットワークのデータ伝送容量を常に
有効に活用することが可能である。
実施形態は例示であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲
での変形が可能である。例えば以下のような変形例が考
えられる。
ードディスク14内に格納される画像データは固定レー
ト符号化が行われているものと想定しているが、可変レ
ートで符号化が行われたものが格納されている場合にも
本発明の適用は可能である。この場合は、所定時間毎に
データ伝送優先度Pを演算することとし、所定時間毎に
各クライアントに対するデータ伝送レートの値を見直す
ことにすれば、上記実施形態と同様の効果を得ることが
できる。
に格納される画像データは符号化されていなくてもよ
い。この場合は、例えば、サーバに、トランスコーダの
変わりにエンコーダを設ければ本発明の適用が可能であ
る。制御部15は、各クライアントに対するデータ伝送
優先度Pの値を求め、そのデータ伝送優先度Pの値に応
じた符号圧縮率を決定する。そして、この符号圧縮率に
よりエンコーダで符号化を行ったデータを伝送すれば、
上述実施形態と同様の効果が得られる。
装置(サーバ)を複数存在させてもよい。図9は、サー
バが2つ、クライアントが2つ存在するネットワークシ
ステムの例を示したものであるが、ここではさらにホス
トを設置している。すなわち、このホストは、上記実施
形態に係る画像データメモリ17およびクライアントメ
モリ18に相当するメモリを包含し、制御部15に相当
する制御動作を行っている。その他の構成、効果は上記
実施形態と同様であるのでその説明は省略する。
るデータ優先度Pの演算方法も任意に変形が可能であ
る。例えば、クライアントの表示性能値Sの値が一定以
上(例えば「5」以上)である場合は、データ伝送優先
度Pを高く決定するようにして、該クライアントに対し
てのデータ伝送レートを保証することとしてもよい。ま
た、クライアント側からもデータ優先度Pの値を補正す
ることを可能にしてもよい。
するデータ伝送レートの補正方法についても任意に変形
が可能である。本実施形態においては、データ伝送優先
度Pの値のみにより各クライアントに対するデータ伝送
レートの補正を行ったが、時間的に先にデータ要求を行
ったクライアントに対しては、データ伝送レートの補正
を行わないようにしてもよい。
トワークシステムにおいては、各データ受信装置(クラ
イアント)からデータ伝送要求があった場合、該クライ
アントの有する表示装置の仕様を表す値(表示性能値
S)だけでなく、該クライアントが要求した画像データ
の仕様(画像パラメータG)の値まで考慮した上で、該
クライアントに対するデータ伝送優先度Pを決定してい
る。そして、データ送信装置(サーバ)は、単位時間あ
たりにネットワーク上を伝送可能なデータ容量の限界を
超えるようなデータ要求が生じた場合、上記データ伝送
優先度Pの値に応じて各クライアントに対するデータ伝
送レートを補正する。よって、クライアントに係る表示
性能値Sだけでなく、該クライアントが要求したデータ
に係る画像パラメータGにも応じたネットワークのデー
タ伝送容量を常に有効に活用することが可能である。
クシステムのブロック図である。
求があった場合のフローチャートである。
ータ伝送容量の見直し補正を行う際のフローチャートで
ある。
トワーク、11……データ送信装置(サーバ)、12…
…インターフェース、13……トランスコーダ、14…
…ハードディスク、15……制御部、16……メモリ、
17……画像データメモリ、18……クライアントメモ
リ、21、22……データ受信装置(クライアント)、
211……操作部、212……インターフェース、21
4……デコーダ、215……表示装置。
Claims (2)
- 【請求項1】 ネットワーク上にデータ送信装置および
複数のデータ受信装置が接続され、データ伝送要求のあ
ったデータ受信装置に対して、前記データ送信装置から
前記ネットワークを介し所定のデータが供給されるデー
タサーバシステムであって、 前記データ伝送要求のあったデータ受信装置が有する表
示装置の仕様を記憶する表示仕様記憶手段と、 要求のあったデータを前記ネットワーク上を伝送する際
に必要となるデータ伝送レートを記憶するレート記憶手
段と、 前記ネットワークにおいて既に使用されているデータ伝
送レートを記憶する使用レート記憶手段と、 新たにデータ伝送要求を行ったデータ受信装置が要求す
るデータ伝送レートが、前記使用レート記憶手段から判
断されるネットワークの空き伝送レートよりも大きい場
合は、前記表示仕様記憶手段および前記レート記憶手段
により記憶された内容に基づき、データ伝送要求のあっ
た各データ受信装置に対するデータ伝送レートを変更す
るデータ伝送レート変更手段とを有することを特徴とす
るデータサーバシステム。 - 【請求項2】 前記表示仕様記憶手段、前記レート記憶
手段、前記使用レート記憶手段、前記データ伝送レート
変更手段のうち少なくとも1つが前記データ送信装置に
具備することを特徴とする請求項1に記載のデータサー
バシステム。
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---|---|---|---|
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