JP2004357226A

JP2004357226A - 動画像配信システム、及び動画像再生装置

Info

Publication number: JP2004357226A
Application number: JP2003155542A
Authority: JP
Inventors: Masaru Fukushima; 勝福島
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【課題】無線パケットネットワークのような帯域幅変動が大きなネットワークを使用する動画像配信においても、常に良好な画質が確保できるようにする。
【解決手段】動画像配信装置１の動画像データ送信手段４が、所定期間に亘って計測情報を含んだ動画像データを通常よりも大きな帯域幅で無線パケットネットワーク３へ送信すると、動画像再生装置２の帯域幅計測・通知手段６は、計測情報を含んだ動画像データを受信するのに要する受信所要時間とこの時間内に受信したパケット数とに基づいて使用可能な帯域幅を計測し、計測した帯域幅の情報を動画像配信装置１のビットレート切替手段５へ通知する。これによって動画像配信装置１のビットレート切替手段５は、動画像データの送信レートを所望のビットレートに切り替えることができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線パケットネットワークを介して動画像データを配信する動画像配信システム、及び無線パケットネットワークを介して配信されてきた動画像データを再生する動画像再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、データや画像を送受信することのできる携帯電話機などの携帯端末機器が広く利用されており、また、これらの携帯端末機器には、動画像データを受信して動画像として表示できるものも利用され始めている。図７は、配信サーバが携帯電話機へ動画像データを配信する従来のネットワークシステムの概念図である。図７において、配信サーバ２１はネットワーク２５を介して無線基地局２３へ動画像データを配信している。したがって、無線基地局２３のサービスエリアにある携帯電話機２４は、無線基地局２３から無線パケットネットワーク２２を介して動画像データを受信して動画像を表示することができる。このとき、携帯電話機２４に利用される無線パケットネットワーク２２は、有線による伝送と比較してデータ伝送帯域が変動しやすいという固有の問題を有している。つまり、無線パケットネットワーク２２による動画像ストリーミング配信は、携帯電話機２４が動画像データをダウンロードしながら再生できるというメリットがあるものの、ダウンロード中にデータ伝送帯域が変動してしまうと動画像の品質にむらが生じるという問題がある。一方、従来の動画像配信システムにおける動画像データの配信方法は、コネクションレス型のデータ転送プロトコルであるＵＤＰ（ＵｓｅｒＤａｔａｇｒａｍＰｒｏｔｏｃｏｌ）を用いた配信方法が主流である。このようなＵＤＰを用いた配信方法では、上記のような無線パケットネットワーク２２の帯域幅変動に対しては、動画像データの送信レートが低いものから高いものまでいくつかの送信パターンを用意して、帯域幅変動に対応して送信レートを変更することによって上記問題の解決を図っている。
【０００３】
また、動画像データの配信中におけるビットレートの制御方法としては、受信側で輻輳状態を検出しなければ現状のビットレートよりも高いビットレートのデータに変更し、受信側で輻輳状態を検出すれば現状のビットレートよりも低いビットレートのデータへ変更するという制御を行っている。つまり、動画像データを配信する場合は、受信レベルに対応してビットレートの変更を行っている。尚、輻輳状態の検出は受信側のパケットロスによって行っている。このときのパケットロスの検出条件としては、シーケンス番号の抜けを検出した場合、一定時間を経過しても次のシーケンス番号のデータが到達しない場合、シーケンス番号の抜けを検出した後に配信サーバに対してデータの再送を要求し、一定時間以内に対応するシーケンス番号のデータが到着しない場合などがあげられる。その他、有線では、配信サーバ側でネットワークへ送出する動画像データの資源割り当て制御を行ったり、動画像の再生装置側でユーザ操作によって映像データを動的に切り替えたりする技術も知られている。また、下記の特許文献１に無線通信網を使用した動画像データの配信システムに関する技術が報告されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−３７６２１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の各従来技術における動画像配信システムはデータの伝送帯域が固定であって、データ伝送帯域が動的に変動する無線パケットネットワークに適用しようとすると、基地局に制御装置を備える必要があり、コストがかかってしまう。さらに、他の先行技術が開示する有線のネットワーク資源を割り当てる方法では、動画像配信装置側（つまり、図７の配信サーバ側）や動画像再生端末側（つまり、図７の携帯電話機側）ではビットレートの変更操作を行うことができないために、無線基地局２３側でビットレートの変更操作を行わなければならない。
【０００６】
また、従来の動画像配信システムでは、動画像データの配信中においては、実際に受信したパケットの中からシーケンス番号の抜けを検出してビットレートを測定している。そのため、受信レベルが悪い場所から良好な場所へ移動した場合には、輻輳状態が解消されるために、実際に配信されている動画像データのビットレート以上の帯域幅であるところまでしか検出できない。したがって、現状よりも一段高いビットレートに切り替えた後に輻輳状態の検出を試み、そこで輻輳状態が検出されなければさらに一段高いビットレートで検出を試みるという具合に、階段的にビットレートを上げる方法をとる必要がある。したがって、急激に帯域幅が大きくなった場合には、本来配信できる最適なビットレートに到達するまでにかなりの時間がかかるという不具合がある。つまり、受信レベルが急激によくなった場合は、段階的にビットレートを上げてゆくので、本来必要とするビットレートに達するまでにはかなりの時間がかかる。したがって、ユーザが所望する良好な画質の動画像を見るまでにはかなりの時間がかかり、場合によっては、最適なビットレートに到達する前に受信レベルが悪くなり、結果として良好な画質が得られない場合もある。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、無線パケットネットワークのような帯域幅変動が大きなネットワークを使用する動画像配信においても、常に良好な画質を確保することができるような動画像配信システム及び動画像再生装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の動画像配信システムは、動画像データを配信する動画像配信装置と動画像データを受信して所望の動画像を再生する動画像再生装置とが無線パケットネットワークに接続され、動画像データのストリーミング配信を行う動画像配信システムにおいて、動画像配信装置は、所定期間に亘って計測情報を含んだ動画像データを配信中の帯域幅よりも大きな帯域幅で送信する動画像データ送信手段と、動画像再生装置から受信した使用可能な帯域幅の情報に基づいて動画像データのビットレートを所望の値に切り替えるビットレート切替手段とを備えている。また、動画像再生装置は、動画像配信装置から所定時間に亘って受信した計測情報を含んだ動画像データの受信所要時間と受信パケット数とに基づいて使用可能な帯域幅を計測し、この帯域幅をビットレート切替手段に通知する帯域幅計測・通知手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
すなわち、本発明の動画像配信システムは、動画像再生装置が、無線パケットネットワークを介して接続される動画像配信装置より配信された動画像データを受信して、リアルタイムに動画像データを復号しながら動画像の表示を行う。このとき、動画像再生装置は、動画像データの配信中に実際に配信されるデータを使用して無線パケットネットワークの帯域幅を配信中の帯域幅よりも大きな帯域幅で一定時間毎に計測し、計測された帯域幅を動画像配信装置へ通知している。これによって、動画像配信装置は、動画像再生装置の所望する最適なビットレートで動画像データを配信することができる。
【００１０】
また、本発明の動画像再生装置は、無線パケットネットワークから動画像データを受信して所望の動画像をリアルタイムで再生する動画像再生装置において、一定期間に受信したパケットの受信時間とこの受信時間内に受信したパケット数とに基づいて、動画像データの使用可能なデータ通信レートを計測することを特徴とする。すなわち、本発明によれば、動画像再生装置が無線パケットネットワークから動画像データのパケットを受信するとき、そのパケットに含まれる計測情報によって一定期間内の時間とこの時間内に受信したパケット数とを計測して使用可能なネットワークの帯域幅を測定する。これによって、動画像再生装置が配信サーバである動画像配信装置へ測定した帯域幅を通知すれば、動画像配信装置が最適なビットレートに切り替えて動画像データを配信してくれる。つまり、ユーザ側が扱う動画像再生装置からの通知によって最適なビットレートに切り替えることができるので、このような動画像再生装置を携帯電話機などの携帯端末機器に搭載すれば、極めて使い勝手のよい携帯端末機器を実現することができる。
【００１１】
また、本発明の動画像再生装置は、無線パケットネットワークから動画像データを受信して所望の動画像をリアルタイムで再生する動画像再生装置において、無線パケットネットワークから動画像データのパケットを受信する通信部と、通信部から動画像データを取得すると共に、この動画像データのパケットに含まれる計測開始信号及び計測終了信号を識別するデータ通信レート計測部と、通信部から取得した動画像データを一時的に格納するパケット受信バッファと、パケット受信バッファから取得した動画像データを復号化する画像データ復号部と、画像データ復号部で復号化された画像データを表示する表示部と、データ通信レート計測部が計測開始信号を識別してから計測終了信号を識別するまでの間に受信したパケットをカウントするパケットカウンタ部と、データ通信レート計測部が計測開始信号を識別してから計測終了信号を識別するまでの時間をカウントする時間カウンタ部とを備え、データ通信レート計測部が、パケットカウンタ部のカウントしたパケットのカウント数と時間カウンタ部がカウントした時間とに基づいて、動画像データのデータ通信レートを計測することを特徴とする。
【００１２】
すなわち、本発明の動画像再生装置によれば、配信サーバである動画像配信装置から無線パケットネットワークを経由して動画像再生装置へ動画像データを配信する場合、動画像再生装置が、一定周期ごとに、実際に配信を行う有効な動画像データを使用して無線パケットネットワークの現在の帯域幅を測定して配信サーバへ通知している。これによって、配信サーバは、帯域幅の変動に対応してビットレートを動的に変動させながら、最適なビットレートで動画像データを配信することができる。つまり、最適なビットレートへの変更はユーザ側の携帯端末機器から随時行うことができる。したがって、ユーザ側の携帯端末機器が、無線パケットネットワークのような帯域幅変動があるネットワークから動画像データの配信を受けても、ユーザ側の携帯端末機器は常に良好な画質を確保することができる。
【００１３】
また、本発明の動画像再生装置においては、データ通信レート計測部が計測するデータ通信レートは、パケットカウンタ部がカウントしたパケットのカウント数をｖ、時間カウンタ部がカウントした時間をｗとしたとき、
データ通信レート（ｂｐｓ）＝ｖ×（１パケット当りのビット数）／ｗ
で求められることを特徴とする。
【００１４】
すなわち、本発明の動画像再生装置によれば、受信した動画像データにおける一定期間ごとのパケットのカウント数ｖとカウント時間ｗが分かれば、現在のネットワークに最適なデータ通信レートを簡単な計算式によって求めることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明における動画像配信システムと動画像再生装置の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明における動画像配信システムの構成図である。本発明の動画像配信システムは、配信サーバなどからなる動画像配信装置１と携帯端末機器などが備える動画像再生装置２とが無線パケットネットワーク３で接続された構成となっている。そして、動画像配信装置１は、所定期間に亘って、計測情報を含んだ動画像データを配信中の帯域幅よりも大きな帯域幅で送信する動画像データ送信手段４と、動画像再生装置２から受信した使用可能な帯域幅の情報に基づいて動画像データのビットレートを所望の値に切り替えるビットレート切替手段５とを備えている。また、動画像再生装置２は、動画像配信装置１から所定時間に亘って受信した計測情報を含んだ動画像データの受信所要時間と受信パケット数とに基づいて使用可能な帯域幅を計測し、この帯域幅を動画像配信装置１のビットレート切替手段へ通知するする帯域幅計測・通知手段６を備えている。
【００１６】
このような構成の動画像配信システムにおいて、動画像配信装置１の動画像データ送信手段４が、所定期間に亘って計測情報を含んだ動画像データを配信中の帯域幅よりも大きな帯域幅で無線パケットネットワーク３へ送信すると、動画像再生装置２の帯域幅計測・通知手段６は、計測情報を含んだ動画像データを受信するのに要する受信所要時間とこの時間内に受信したパケット数とに基づいて使用可能な帯域幅を計測し、計測した帯域幅の情報を動画像配信装置１のビットレート切替手段５へ通知する。これによって動画像配信装置１のビットレート切替手段５は、動画像データの送信レートを所望のビットレートに切り替えることができる。
【００１７】
さらに詳しく説明すると、動画像配信装置１が動画像再生装置２へ動画像データの配信を開始しているとき、動画像配信装置１の動画像データ送信手段４は、動画像の再生に有効な動画像データに計測開始信号を添付したパケットを所定時間毎に無線パケットネットワーク３へ送出する。このとき送出するパケットは通常のビットレートよりも大きな帯域幅で送信する。次に、動画像配信装置１の動画像データ送信手段４が計測停止信号を添付したパケットを無線パケットネットワーク３へ送出した後は、一定時間の間パケットの送出を停止するか、又は計測開始信号を添付したときの送出ビットレートよりも低いビットレートでパケットを無線パケットネットワーク３へ送出する。
【００１８】
これによって、動画像再生装置２の帯域幅計測・通知通知手段６は、受信する動画像データの平均ビットレートをコンテンツのビットレートの値に確保したまま、所望のパケットを受信するのに必要な時間を計測して無線パケットネットワーク３の現在の帯域幅を測定することができる。そして、動画像再生装置２の帯域幅計測・通知通知手段６が、測定した帯域幅の情報を動画像配信装置１へ通知することにより、動画像配信装置１のビットレート切替手段５は、配信する動画像データのビットレートを所望のレートに切り替えることができる。
【００１９】
次に、携帯電話機などが備える動画像再生装置についてさらに詳しく説明する。図２は、本発明における動画像再生装置の構成を示すブロック図である。図２に示す動画像再生装置２は、通信部１１、データ通信レート計測部１２、パケット受信バッファ１３、画像データ復号部１４、表示部１５、パケットカウンタ部１６、及び時間カウンタ部１７を備えた構成となっている。尚、このような動画像再生装置２は、携帯電話機などの携帯端末機器に備えられているものとする。
【００２０】
動画像再生装置２において、通信部１１は、動画像配信システムを使用して図１に示す動画像配信装置１との間で通信を行い動画像データのパケットを受信する機能を備えている。データ通信レート計測部１２は、通信部１１が受信した動画像データのパケットに含まれる計測開始信号及び計測終了信号を識別すると共に、パケットカウンタ部１６がカウントしたパケットのカウント値と時間カウンタ部１７がカウントした計測時間とに基づいて動画像データのデータ通信レートを計測する機能を備えている。
【００２１】
パケット受信バッファ１３は、データ通信レート計測部１２から取得した動画像データを一時的に格納する機能を備えている。画像データ復号部１４は、パケット受信バッファ１３より取得した動画像データを復号する機能を備えている。表示部１５は、画像データ復号部１４で復号された画像データを表示する機能を備えている。パケットカウンタ部１６は、データ通信レート計測部１２が計測開始信号を識別してから計測終了信号を識別するまでの間に受信した動画像データのパケット数をカウントする機能を備えている。時間カウンタ部１７は、データ通信レート計測部１２が計測開始信号を識別してから計測終了信号を識別するまでの時間をカウントする機能を備えている。
【００２２】
次に、図２に示す動画像再生装置の動作を説明する。動画像再生装置２は、通信部１１を使用して、図１に示す動画像配信装置１から計測開始信号と計測終了信号を含んだ動画像データを受信する。そして、通信部１１で受信された動画像データは、データ通信レート計測部１２を介してパケット受信バッファ１３に格納される。さらに、動画像データ復号部１４は、パケット受信バッファ１３に格納されている動画像データを順次復号する。そして、動画像データ復号部１４で復号された動画像データは、表示部１５によって動画像として表示される。
【００２３】
このとき、データ通信レート計測部１２は、動画像データに含まれる計測開始信号と計測終了信号をそれぞれのフラグによって認識し、この認識情報をパケットカウンタ部１６及び時間カウンタ部１７へ通知する。これによって、パケットカウンタ部１６は、計測開始信号を識別してから計測終了信号を識別するまでの動画像データのパケット数をカウントする。また、時間カウンタ部１７は、計測開始信号を識別してから計測終了信号を識別するまでの時間をカウントする。そして、データ通信レート計測部１２は、パケットカウンタ部１６がカウントしたパケットのカウント値と時間カウンタ部１７がカウントした計測時間とに基づいて動画像データのデータ通信レートを計測する。さらに、データ通信レート計測部１２は、自己が計測した動画像データのデータ通信レートを図１の動画像配信装置１へ通知する。これによって、動画像配信装置１は、動画像データのビットレートを動画像再生装置２の希望する値に切り替えることができる。
【００２４】
つまり、データ通信レート計測部１２は、通信部１１が受信した動画像データに含まれる計測開始信号のフラグ及び計測終了信号のフラグを検出し、その情報をパケットカウンタ部１６及び時間カウンタ部１７に通知することにより、パケットカウンタ部１６及び時間カウンタ部１７から必要な計測情報を得て最適なデータ通信レートを計測している。これによって、無線パケットネットワークに帯域幅変動があっても、常に最適な帯域幅で動画像データが配信されるので、動画像再生装置２を備える携帯電話機などの携帯端末機器は、いつでも良好な画質を確保することができる。
【００２５】
次に、フローチャートを用いて本発明における動画像配信システムの動作の流れを説明する。図３ないし図５は、本発明における動画像配信システムの動作の流れを示すフローチャートであり、図３は動画像データ配信時の動画像配信装置のフロー、図４は動画像データ再生時の動画像再生装置のフロー、図５は計測データ受信時の動画像配信装置のフローを示している。最初に、図３に示す動画像データ配信時における動画像配信装置の動作を説明する。動画像配信装置は動画像データをパケット化して動画像再生装置へ送出している。ここで、動画像データの送出レートをｙ（ｙ＞０の整数）、計測用データの送出レートをｘ（ｘ＞０の整数で、ｘ＞ｙの関係にある）とする。また、配信する動画像データの１パケット当りのビット数をＰ（Ｐ＞０の整数）、計測するためのパケット数をＡ（Ａ＞０の整数）とする。
【００２６】
まず、配信する動画像データにおけるデータ通信レートの計測開始又は計測中の状態であるか否かを判断し（ステップＳ１）、データ通信レートは計測開始又は計測中の状態でなければ（ステップＳ１でＮｏの場合）、通常の動画像データが含まれたパケットを無線パケットネットワークへ送信する（ステップＳ２）。尚、ステップＳ１でデータ通信レートの計測開始を行うタイミングは一定時間毎でもよいし、動画像再生装置との通信状態を監視して、現在の動画像データの送出レートｙであっても問題がない場合に計測開始を行ってもよい。一方、ステップＳ１でデータ通信レートの計測開始又は計測中の状態である場合には（ステップＳ１でＹｅｓの場合）、無線パケットネットワークへ送信する動画像パケットデータ内に計測フラグを立てる（ステップＳ３）。このとき、計測を行うためのパケット数は動画像配信装置側で決めた任意のパケット数でかまわない。
【００２７】
次に、動画像データにおけるデータ通信レートの計測が終了したか否かを判断し（ステップＳ４）、もし、計測が終了していない場合には（ステップＳ４でＮｏの場合）、計測フラグを立てたパケットを送信する（ステップＳ２）。一方、ステップＳ４でデータ通信レートの計測を行うパケットが最終パケットであって計測が終了する場合には（ステップＳ４でＹｅｓの場合）、動画像パケットデータ内に計測終了フラグを立て（ステップＳ５）、計測終了フラグの立ったパケットを無線パケットネットワークへ送信する（ステップＳ６）。そして、そのパケットを送信した後に、計測前の動画像データの送出レートｙに合わせるために所定の時間ｋ秒の経過待ちを行う（ステップＳ７）。
【００２８】
ここで、計測用のデータ送出レートｘは、動画像データの送出レートｙよりも大きい（ｘ＞ｙである）ため、所定の時間ｋは下記の式（１）で表わされる。
ｋ（秒）＝（Ｐ×Ａ）／ｙ−（Ｐ×Ａ）／ｘ（１）
【００２９】
次に、現在の動画像データの送出が終了したか否かを判断し（ステップＳ８）、現在の動画像データの送出が終了していれば（ステップＳ８でＹｅｓの場合）一連の処理を終了する。一方、ステップＳ８で、まだ動画像データの送出が継続中であれば（ステップＳ８でＮｏの場合）、データ通信レートの計測中であるか否かを判断する（ステップＳ９）。ここで、データ通信レートの計測中でなければ（ステップＳ９でＮｏの場合）、動画像データの配信レートｙ’と動画像配信装置からの動画像データの送出レートｙとが同一のものになるように、パケットの送出間隔を調整するために、ｎ秒（但し、ｎは１パケット当りのビット数（Ｐ／ｙ））の経過待ちを行う（ステップＳ１０）。一方、ステップＳ９でデータ通信レートの計測中であれば（ステップＳ９でＹｅｓの場合）、計測を行うための動画像データの送出レートｘ（ｘ＞ｙ）となるようにパケットの送出間隔を調整するために、ｍ秒（ｍは１パケット当りのビット数（Ｐ／ｘ））の経過待ちを行う（ステップＳ１１）。そして、データ通信レートを計測すべき動画像データがある間は、ステップＳ１に戻って上述のような処理を繰り返す。
尚、ｎ＞ｍであって、ｎは送信レートｙの時のパケット送出間隔、ｍは送出レートｘの時のパケット送出間隔である。
【００３０】
次に、図４に示す動画像データ再生時における動画像再生装置の動作を説明する。動画像再生装置は、まず、動画像データのパケットを受信しながら動画像データの再生を行い（ステップＳ２１）、受信したパケットに計測フラグがあるか否かを判断する（ステップＳ２２）。ここで、受信したパケットに計測フラグが含まれていない場合には（ステップＳ２２でＮｏの場合）、ステップＳ２１に戻り、次のパケットの受信を行う。一方、受信したパケットに計測フラグが含まれている場合には（ステップＳ２２でＹｅｓの場合）、現在の状態がパケットの計測中であるか否かを判断し（ステップＳ２３）、パケットの計測中でなければ、つまり、最初の計測パケットの受信であれば（ステップＳ２３でＮｏの場合）、時間カウンタ部及びパケットカウンタ部のカウント値をクリアして初期化し（ステップＳ２４）、ステップＳ２１に戻り、継続してパケットの受信を行う。
【００３１】
ここで、時間カウンタ部は、計測フラグが含まれる最初のパケットを受信した時刻を０として、計測フラグが含まれるパケットを最後に受信した時刻までの経過時間を計測する。尚、計測フラグが含まれるパケットを最後に受信した時刻によってタイムカウントは更新される。また、パケットカウンタ部は、最初に計測フラグが含まれるパケットを受信したときから、最後の計測フラグが含まれるパケットを受信するまでのパケットの数を計測するものである。
【００３２】
ステップＳ２３において、既にパケットが計測中である場合には（ステップＳ２３でＹｅｓの場合）、その都度、時間カウンタ部とパケットカウンタ部のカウント値をアップデートして行く。このとき、パケットカウンタ部は、パケットをカウントする都度、カウント値に１を加算して行く（ステップＳ２５）。そして、受信したパケットに計測終了フラグが含まれているか否かを判断し（ステップＳ２６）、計測終了フラグが含まれていない場合には（ステップＳ２６でＮｏの場合）、ステップＳ２１に戻って次のパケットを受信して前述の各ステップにより時間及びパケットの計測を継続する。
【００３３】
また、ステップＳ２６で計測終了フラグが含まれている場合には（ステップＳ２６でＹｅｓの場合）、時間カウンタ部及びパケットカウンタ部のカウントの更新を停止し、その時点でのビットレートを算出する（ステップＳ２７）。このとき、ビットレート（つまり、図２のデータ通信レート計測部１２が計測するデータ通信レート）の算出は、パケットカウンタの値をｖ、時間カウンタの値をｗとしたとき、次の式（２）によって行う。
ビットレート（ｂｐｓ）＝ｖ×（１パケット当りのビット数）／ｗ（２）
そして、上記の式（２）によって求められたビットレートは計測データとして動画像配信装置へ送信される（ステップＳ２８）。
【００３４】
次に、図５に示す計測データ受信時における動画像配信装置の動作について説明する。動画像配信装置は、図４のステップＳ２８で動画像再生装置から送信されてきたビットレートの計測データを受信したか否かを判断し（ステップＳ３１）、計測データを受信していれば（ステップＳ３１でＹｅｓの場合）、動画像データの配信レートｙの変更が必要であるか否かの判断を行い（ステップＳ３２）、動画像データの配信レートｙの変更が必要であれば（ステップＳ３２でＹｅｓの場合）、動画像データの配信レートｙを変更して配信レートの切り替えを行う（ステップＳ３３）。一方、ステップＳ３１で計測データを受信していなければ（ステップＳ３１でＮｏの場合）、計測データを受信するのを待つ。また、ステップＳ３２で、配信レートｙの変更が必要でなければ（ステップＳ３２でＮｏの場合）、ステップＳ３１に戻って次の計測データの受信を待つ。
【００３５】
図６は、本発明の一実施の形態における動画像配信装置の動画像送出レートの時間的推移を示す特性図であり、横軸に時間、縦軸に動画像送出レート（ｂｐｓ）を示す。図４において、動画像データの送出レートｙを１２８ｋｂｐｓ、計測用データの送出レートｘを２５６ｋｂｐｓ、計測用のパケット数Ａを１０パケットとすれば、計測に要する時間△ｔ１は次の式（３）で表わされる。
△ｔ１＝（１パケット当りのビット数×１０（パケット））／２５６ｋｂｐｓ（３）
【００３６】
また、計測リカバリに必要な時間△ｔ２は、次の式（４）で表わされる。
△ｔ２＝（１パケット当りのビット数×１０（パケット））／１２８ｋｂｐｓ−（１パケット当りのビット数×１０（パケット））／２５６ｋｂｐｓ（４）
すなわち、上記の式（３）及び式（４）から分かるように、計測中のビットレートを２倍にすれば、計測中の時間（つまり、計測に要する時間△ｔ１）と同一時間の計測リカバリ時間△ｔ２を設けることができる。
【００３７】
図４において、パケットの通常配信中（Ｒ１）においては、動画像送出レートである１２８ｋｂｐｓのレートで動画像データを送出している。無線パケットネットワークの実効レートの計測を行う場合は、パケットの通常配信中（Ｒ１）の２倍の２５６ｋｂｐｓのレートで配信を行う。次に、計測中（Ｒ２）において過剰なレートでパケットを転送したため、動画像データの送出レートをパケットの通常配信中（Ｒ１）の１２８ｋｂｐｓに合わせるために、計測リカバリ期間（Ｒ３）を設ける。このとき、計測リカバリ期間（Ｒ３）の終了後には、動画像データの配信レートがパケットの通常配信中（Ｒ１）の１２８ｋｂｐｓとなるように、前述の計測リカバリに必要な時間△ｔ２秒の間（つまり、計測リカバリ（Ｒ３）の期間）は、パケットデータを全く送出しない期間とする。そして、配信レートを計測した結果、同一の動画像データの送出レートでよい場合には、通常配信中（Ｒ４）の配信レートである１２８ｋｂｐｓに戻る。
【００３８】
以上述べた実施の形態は本発明を説明するための一例であり、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲で種々の変形が可能である。上記の実施の形態では、携帯電話機などに動画像再生装置を搭載し、配信サーバなどが備える動画像配信装置からその携帯電話機へ動画像データを配信する場合を想定して説明した。しかし、携帯電話機に限らず、あらゆる携帯端末機器に上記の実施の形態の動画像再生装置を搭載しても本発明は実現される。さらには、携帯端末機器に限らず、あらゆる通信機器に上記の実施の形態の動画像再生装置を搭載しても本発明は実現される。要するに、図１に示すように、動画像配信装置と動画像再生装置が無線パケットネットワークに接続された形態の動画像配信システムや動画像再生装置であれば、通信端末は如何なるものであっても本発明は適用される。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の動画像配信システムによれば、動画像配信装置から無線パケットネットワークを経由して動画像再生装置へ動画像コンテンツを配信する場合、帯域幅の変動に対応してビットレートを動的に変動させながら動画像コンテンツを配信することができる。つまり、一定周期ごとに、実際に配信を行う有効な動画像データを使用して無線パケットネットワークの現在の帯域幅を測定し、そのときの最適なビットレートで動画像データの配信を行うことができる。しかも、最適なビットレートへの変更は受信側の動画像再生装置から随時行うことができる。これによって、ユーザ側の動画像再生装置が無線パケットネットワークのような帯域幅変動があるネットワークから動画像データの配信を受けても、ユーザ側の動画像再生装置は常に良好な画質を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における動画像配信システムの構成図である。
【図２】本発明における動画像再生装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明における動画像配信システムの動画像データ配信時の動画像配信装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明における動画像配信システムの動画像データ再生時の動画像再生装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明における動画像配信システムの計測データ受信時の動画像配信装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施の形態における動画像配信装置の動画像送出レートの時間的推移を示す特性図である。
【図７】配信サーバが携帯電話機へ動画像データを配信する従来のネットワークシステムの概念図である。
【符号の説明】
１…動画像配信装置、２…動画像再生装置、３，２２…無線パケットネットワーク、４…動画像データ送信手段、５…ビットレート切替手段、６…帯域幅計測・通知手段、１１…通信部、１２…データ通信レート計測部、１３…パケット受信バッファ、１４…画像データ復号部、１５…表示部、１６…パケットカウンタ部、１７…時間カウンタ部、２１…配信サーバ、２２…無線パケットネットワーク、２３…無線基地局、２４…携帯電話機、２５…ネットワーク

Claims

動画像データを配信する動画像配信装置と前記動画像データを受信して所望の動画像を再生する動画像再生装置とが無線パケットネットワークに接続され、前記動画像データのストリーミング配信を行う動画像配信システムにおいて、
前記動画像配信装置は、
所定期間に亘って、計測情報を含んだ動画像データを配信中の帯域幅よりも大きな帯域幅で送信する動画像データ送信手段と、
前記動画像再生装置から受信した使用可能な帯域幅の情報に基づいて前記動画像データのビットレートを所望の値に切り替えるビットレート切替手段とを備え、
前記動画像再生装置は、
前記動画像配信装置から所定時間に亘って受信した計測情報を含んだ動画像データの受信所要時間と受信パケット数とに基づいて使用可能な帯域幅を計測し、この帯域幅を前記ビットレート切替手段に通知する帯域幅計測・通知手段を備える、
ことを特徴とする動画像配信システム。
無線パケットネットワークから動画像データを受信して所望の動画像をリアルタイムで再生する動画像再生装置において、
一定期間に受信したパケットの受信時間とこの受信時間内に受信したパケット数とに基づいて、前記動画像データの使用可能なデータ通信レートを計測することを特徴とする動画像再生装置。
無線パケットネットワークから動画像データを受信して所望の動画像をリアルタイムで再生する動画像再生装置において、
前記無線パケットネットワークから前記動画像データのパケットを受信する通信部と、
前記通信部から前記動画像データを取得すると共に、この動画像データのパケットに含まれる計測開始信号及び計測終了信号を識別するデータ通信レート計測部と、
前記通信部から取得した動画像データを一時的に格納するパケット受信バッファと、
前記パケット受信バッファから取得した動画像データを復号化する画像データ復号部と、
前記画像データ復号部で復号化された画像データを表示する表示部と、
前記データ通信レート計測部が計測開始信号を識別してから計測終了信号を識別するまでの間に受信したパケットをカウントするパケットカウンタ部と、
前記データ通信レート計測部が計測開始信号を識別してから計測終了信号を識別するまでの時間をカウントする時間カウンタ部とを備え、
前記データ通信レート計測部が、前記パケットカウンタ部のカウントしたパケットのカウント数と前記時間カウンタ部がカウントした時間とに基づいて、動画像データのデータ通信レートを計測することを特徴とする動画像再生装置。
前記データ通信レート計測部が計測するデータ通信レートは、
前記パケットカウンタ部がカウントしたパケットのカウント数をｖ、前記時間カウンタ部がカウントした時間をｗとしたとき、
データ通信レート（ｂｐｓ）＝ｖ×（１パケット当りのビット数）／ｗ
で求められることを特徴とする請求項３に記載の動画像再生装置。