JP2005109707A - コンテンツ配信システム及び配信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハード障害に強く、配信負荷を減少させ、より多くのクライアントに高品質なコンテンツの配給を可能とするコンテンツ配信システムを提供する。
【解決手段】各コンテンツ配信装置２が、画像情報をＮ個に分割したＮ個の分割コンテンツ（配信するコンテンツに含まれる元画像の各フレームをM個の領域に分割し、複数の領域をN個の部分にそれぞれ分割し、複数の分割領域の互いに対応する各部分をまとめることで、元画像を１／Nにダウンサンプリングした画像をそれぞれが表すものとして生成）の１又は複数個を配信するものであって、各コンテンツ受信装置１が、Ｎ個の分割コンテンツのうちのｉ個の分割コンテンツを受信して、合成し、コンテンツを生成する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、コンテンツ配信サーバ等のコンテンツ配信装置からパーソナルコンピュータ、携帯電話等のクライント端末からなるコンテンツ受信装置に対して配信される動画、静止画等の画像情報や音響情報等を表すデジタルデータであるコンテンツを、効率的に配信する際に用いて好適なコンテンツ配信システム及び配信方法に関する。

インターネットの普及によって、サービスプロバイダの配信サーバから、様々なコンテンツが配信されるようになってきている。インターネットにおけるコンテンツの配信には、一般的にストリーミング配信が良く用いられている。しかしながら、ストリーミング配信は、コンテンツのデータを全てダウンロードしてから再生するわけではなく、少しずつデータをダウンロードしながら再生していく配信方法である。

したがって、ストリーミング配信においては、高品質な配信を行うため、単位時間あたりに確保しなければならないネットワーク帯域が広くなり、クライアントからの配信要求が集中する場合、ネットワーク帯域を確保することができず、高品質なサービスの維持が困難となる欠点がある。このため、ストリーミング配信は、今後、普及が予想されるデジタルシネマ(映画)などの高品質なコンテンツの配信に対応できない。

上述した欠点を解決する配信方法として、非特許文献１に記載のインテリジェントストリーム(登録商標)、及び非特許文献２に記載のシュアストリーム(登録商標)等のマルチストリーム方式のように、複数の配信レートを用意し、コンテンツ受信サーバの受信時の環境に合わせて受信可能な最大のレートのコンテンツを配信して、高品質なコンテンツの配信を維持するものがある。

また、配信するコンテンツを分割し、複数の配信サーバから各分割コンテンツを別々に配信することで、配信速度を高速化しようとする技術も提案されている。例えば、特許文献１に記載のシステムでは、配信するコンテンツを複数のセグメントに分割し、各コンテンツセグメントを複数の配信サーバに格納し、別々に配信するようにしている。また、特許文献２に記載のシステムでは、分散型サーバシステムを用い、コンテンツ配信やソフトウェア配信の際の配信データを複数のサーバに分散して管理するようにしている。

また、クライアントにＰ２Ｐ（ピアツーピア、Peer to Peer、ユーザ端末間で対等な通信を行うネットワーク形態）対応ソフトウェアをインストールすることによって、新たにライブ映像の視聴をリクエストしたユーザへの配信を、その時点で既に同じ映像を視聴しているユーザのクライアントＰＣ（パーソナルコンピュータ）を経由して行うことで伝送効率の向上を図った技術もある（例えば非特許文献３および非特許文献４参照）。
特開２００３−４４３８３号公報 特開２００２−３２２８０号公報 "インテリジェントストリーミング"、[online]、平成１４年３月２５日、マイクロソフト株式会社、[平成15年8月5日検索]、インターネット<URL:http://www.microsoft.com/japan/msdn/windowsmedia/deployment/IntStreaming.asp> "優れた品質と信頼性を約束するSureStream(登録商標)"、[online]、リアルネットワークス社、[平成15年8月5日検索]、インターネット、<URL:http://service.jp.real.com/help/faq/surestream.html> "「大容量配信システムの検証実験」の実施について"、[online]、平成１４年１２月１６日、東日本電信電話株式会社、[平成１５年９月５日検索]、インターネット<URL:http://www.ntt〜east.co.jp/release/0212/021216.html> 小板謙次、"[ビジネスシヨウTOKYO2003 Vol.11] NTT東日本、IPv6対応P2Pライブ映像配信システムをデモ"、[online]、平成１５年５月２１日、株式会社アスキー、[平成１５年９月５日検索]、インターネット<URL:http://ascii24.com/news/i/topi/article/2003/05/21/643737〜000.html>

上述した非特許文献１や非特許文献２にマルチストリーム配信には、利用者の受信能力に応じた品質のコンテンツを複数用意するため、同一のコンテンツを複数の冗長なデータとして準備しておく必要があり、配信サーバの記憶部に多くの記憶容量が必要な欠点がある。

また、マルチストリーム配信には、複数のコンテンツの配信実行時に、各クライアントに対するコンテンツの配信管理の負荷が大きくなり、コンテンツ配信サーバの実行時負荷を増加させる欠点がある。

さらに、マルチストリーム配信には、高品質のレートの配信要求が多いと、他のレートの使用効率が低下し、ネットワークの利用帯域に無駄が生じ、かつ、コンテンツ配信サーバに障害が発生した場合、配信能力が大幅に低下する問題がある。

また、特許文献１や特許文献２に記載された技術では、すべての分割コンテンツを受信することで、コンテンツの利用が可能になるため、複数のサーバや通信路において障害が発生したような場合には、ある程度の伝送の遅延が発生する等の問題が発生するおそれがある。

また、非特許文献３や非特許文献４に記載のされた技術では、Ｐ２Ｐ技術によるクライアント間の配信を主要な伝送手段として用いるため、クライアントＰＣの能力やクライアントＰＣ間の通信回線に一定の要求が課せられることなる。例えばＡＤＳＬ（非対称デジタル加入者線）のように下り通信速度に比べて上り通信速度が低い通信回線を用いた場合、クライアントＰＣ間の通信速度が十分に得られないおそれがある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、マルチメディアにおけるコンテンツの配信において、コンテンツ配信サーバのハード障害に強く、コンテンツ配信サーバの配信負荷を減少させ、より多くのクライアントに高品質なコンテンツの配給を可能とするコンテンツ配信システム及び配信方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、請求項１記載の発明は、コンテンツの配信を行う１又は複数のコンテンツ配信装置及び該コンテンツ配信装置から通信網を介してコンテンツが配信される１又は複数のコンテンツ受信装置を備えるコンテンツ配信システムにおいて、各コンテンツ配信装置が、配信するコンテンツに含まれる画像情報をＮ個（Ｎは２以上の整数）に分割した分割画像情報を択一的に含むＮ個の分割コンテンツの１又は複数個を配信するものであって、該N個の分割コンテンツが、配信するコンテンツに含まれる元画像の各フレームをM個（Mは２以上の整数）の領域に分割し、さらに分割した複数の領域をN個の部分にそれぞれ分割し、複数の分割領域の互いに対応する各部分をまとめることで、元画像を１／Nにダウンサンプリングした画像をそれぞれが表すものとして生成されたものであり、各コンテンツ受信装置が、１又は複数のコンテンツ配信装置からＮ個の分割コンテンツのうちのｉ個（ｉは１以上Ｎ以下の整数）の分割コンテンツを受信して、これらを合成して、元画像をＮ分のｉにダウンサンプリングした画像を含むコンテンツを生成することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、前記Ｎ個の部分が、Ｎ個の画素又はＮ本の走査線分の画素群であることを特徴とする。請求項３記載の発明は、前記コンテンツ受信装置で受信する分割コンテンツの数ｉが配信サービスの品質に応じて決定されることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、前記コンテンツ受信装置が、受信したＪ個（Ｊは１以上Ｎ以下の整数）の分割コンテンツの１又は複数個を他のコンテンツ受信装置に対して配信する機能を有していることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、前記分割コンテンツの配信元の通信網におけるアドレスを、配信サービスの利用実績に応じた優先順位を付けて該分割コンテンツの受信先の装置に通知するコンテンツリゾルバをさらに備えていることを特徴とする。請求項６記載の発明は、前記Ｎ個の分割コンテンツのそれぞれが、配信するコンテンツに含まれる音響情報をダウンサンプリングしたＮ個の分割音響情報のいずれか１つを択一的に含むものであることを特徴とする。請求項７記載の発明は、前記Ｎ個の分割コンテンツのそれぞれが配信するコンテンツに含まれる音響情報をダウンサンプリングすることなく含むものであることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、コンテンツの配信を行う１又は複数のコンテンツ配信装置及び該コンテンツ配信装置から通信網を介してコンテンツが配信される１又は複数のコンテンツ受信装置を備えるコンテンツ配信システムによるコンテンツ配信方法において、各コンテンツ配信装置が、配信するコンテンツに含まれる画像情報をＮ個（Ｎは２以上の整数）に分割した分割画像情報を択一的に含むＮ個の分割コンテンツの１又は複数個を配信するものであって、該N個の分割コンテンツが、配信するコンテンツに含まれる元画像の各フレームをM個（Mは２以上の整数）の領域に分割し、さらに分割した複数の領域をN個の部分にそれぞれ分割し、複数の分割領域の互いに対応する各部分をまとめることで、元画像を１／Nにダウンサンプリングした画像をそれぞれが表すものとして生成されたものであり、各コンテンツ受信装置が、１又は複数のコンテンツ配信装置からＮ個の分割コンテンツのうちのｉ個（ｉは１以上Ｎ以下の整数）の分割コンテンツを受信して、これらを合成して、元画像をＮ分のｉにダウンサンプリングした画像を含むコンテンツを生成することを特徴とする。

本発明によれば、コンテンツを複数の分割コンテンツに分割し、複数の帯域を利用してこれらの配信を行うため、配信時において、単位時間当たりに確保しなければならないネットワーク帯域が分散される。したがって、配信要求の集中時にも、各コンテンツ受信装置（クライアント）にコンテンツを配信するためのネットワーク帯域の確保が可能となり、高い通信品質を維持することができる。よって、デジタルシネマのような多くのデータを転送するストリーミング配信に対応可能である。

また、本発明によれば、コンテンツ受信装置の受信能力に応じた品質のコンテンツを複数用意することなく、受信環境に対応した冗長なデータを蓄積する必要が無くなり、コンテンツ配信装置（配信サーバ）の記憶部の容量を削減することが可能である。

さらに、本発明によれば、コンテンツ受信装置の受信環境に対応した制御を行う必要がないため、コンテンツ配信装置の負荷を大きく減少させることができ、複数のコンテンツ配信装置から分割コンテンツを配信することができるため、コンテンツ配信装置のハード障害に対しても配信能力の低下を防止することができる。

加えて、本発明によれば、コンテンツ配信装置からの分割コンテンツの配信が不可能となっても、すでに対応する分割コンテンツをダウンロードした他のコンテンツ受信装置から、所望の分割コンテンツのデータを得ることができるため、ハード障害により多くのコンテンツ配信装置がダウンしたとしても、コンテンツの配信能力の低下を防止することができる。

また、本願発明によれば、Ｍ個の領域をＮ個の部分に分割したブロック単位でダウンサンプリングしているため、受信能力に応じて、分割コンテンツの配信を要求することによって、これらの分割コンテンツから、受信能力に対応した品質のコンテンツを再生することができる。

以下、図面を参照して本発明によるコンテンツ配信システムを実施するための最良の形態について説明する。図１は、本実施の形態のコンテンツ配信システムを構成するコンテンツ受信装置１、コンテンツ配信装置２、およびインターネット等の通信網２０を示すブロック図である。

コンテンツ受信装置１は、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末等の端末装置から構成されるものであって、本システムにおいて１または複数用いられている。コンテンツ受信装置１は、コンテンツ配信装置２または他のコンテンツ受信装置１から通信網２０を介して配信されてくる１または複数の分割コンテンツを受信し、端末の表示装置や音声出力装置に表示や出力したり、所定の記憶装置や出力装置に記録や出力したりする。

コンテンツ配信装置２は、パーソナルコンピュータ等からなるサーバであって、通信網２０を介して１または複数のコンテンツ受信装置１に対して、コンテンツ配信装置２内の所定の記憶装置に記憶されているコンテンツを配信する。本実施の形態では、各コンテンツ配信装置２は、配信するコンテンツに含まれる画像情報をＮ個（Ｎは２以上の整数）に分割した分割画像情報をそれぞれ表すＮ個の分割コンテンツの１または複数個を、その配信を要求したコンテンツ受信装置１に対して配信する。ここで、N個の分割コンテンツは、配信するコンテンツに含まれる元画像の各フレームをM個（Mは２以上の整数）の領域に分割し、さらに分割した複数の領域をN個の部分にそれぞれ分割し、複数の分割領域の互いに対応する各部分をまとめることで、元画像を１／Nにダウンサンプリングした画像をそれぞれが表すものとして生成されたものである。

本願において１／Nにダウンサンプリングするとは、画像の解像度（画素数）をＮ分の１に下げたもの、あるいは音響のデジタル信号のサンプリング数をN分の１に下げたものを作成することを意味するものとする。例えば、横６４０画素、縦４８０画素の映像を、分割数Ｎ＝４でダウンサンプリングした場合、分割コンテンツとして、横３２０画素、縦２４０画素の映像が４本の生成されることになる。ここで、４本の分割コンテンツのそれぞれは、元画像の各フレームをM個（Mは２以上の整数）の領域に分割し、複数の分割領域の互いに対応する各部分をまとめることで生成された画像である。つまり生成された画像は、元画像をＭ個の領域に分割した各領域の部分的な情報を含んでいることになる。したがって、４個の分割コンテンツのうちの任意のｉ個（ｉは１以上Ｎ以下の整数、この場合、ｉは１〜３個あるいは４個）を受信してコンテンツを再生することによって、元画像の解像度を下げた画像（この場合４分の１〜４分の３の画素数の画像）あるいは元画像と同じ解像度の画像を得ることが可能となる。すなわち、４個の分割コンテンツのうち、２〜４個の分割コンテンツを受信し、それらに基づいてコンテンツを再生した場合には、１個の分割コンテンツによって再生した画像よりも、順に、より高品質（すなわちより情報量が多い）の画像を再生させることができる。

本実施の形態では、コンテンツ配信装置１の各部が、ＣＰＵ（中央処理装置）、記憶装置や入出力装置と、それらを用いて実行されるプログラムとから構成される。コンテンツ配信装置１には、ハードウェアまたはソフトウェアによって構成されるものであって、送受信部１１、制御部１２、ＱｏＳ監視部１３、受信先変更部１４、コンテンツ再生部１５、コンテンツ記憶部１６、およびコンテンツ情報管理部１７が含まれているものとする。

送受信部１１は、通信網２０を介してデータを送受信する構成であり、受信した分割コンテンツは、一旦コンテンツ記憶部１６に記憶される。制御部１２は、各部を制御する構成である。ＱｏＳ監視部１３は、送受信部１１による通信網２０を介した通信におけるＱｏＳ（サービス品質）を監視する。

ＱｏＳ監視部１３は、例えば、各分割コンテンツ受信ストリームに対して観測期間を設定し、その期間の平均スループットを算出する。設定したスループットを設定した回数以上連続して下回った場合に受信品質を保持できないと判定する。設定されるパラメータとしては、観測期間（秒）、最低保障スループット（ｂｐｓ）、保証できない連続回数（回）である。

受信先変更部１４は、分割コンテンツの１または複数の配信元となるコンテンツ配信装置２あるいは他のコンテンツ受信装置１を他の装置に変更するための機能を提供する。コンテンツ再生部１５は、１つの分割コンテンツに基づいて、または複数の分割コンテンツを結合したものに基づいて、コンテンツを再生する。コンテンツ記憶部１６は、受信した分割コンテンツを記憶したり、再生したコンテンツを表すデータを記憶する。

コンテンツ記憶部１６は、ハードディスク、半導体メモリ等の二次記憶媒体から構成される。コンテンツ記憶部１６は、例えば、受信した分割コンテンツを構成するデータを、二次記憶媒体の特定のディレクトリに、分割コンテンツ毎に割り当てられた分割コンテンツＩＤ（識別符号）で取得できるような形態で記憶する。他のコンテンツ受信装置１からは、この分割コンテンツＩＤで送信要求を受け、該当分割コンテンツをストリーミング送信することができる。

そして、コンテンツ情報管理部１７は、受信あるいは送信するコンテンツの情報を管理するための機能を提供する。コンテンツ情報管理部１７は、現在サービス中のコンテンツを構成する配信元のＵＲＬ（Uniform Resourse Locator）等のＵＲＩ（Uniform Resource Identifier）のみを保持する。

次に、図２を参照して、本実施の形態のコンテンツ配信システムの全体構成について説明する。なお、本実施の形態は、図１に示す各構成を必須の構成要素とするものであり、図２に示すそれ以外の構成については、本システムに含まれるものとしてとらえたり、あるいは付加可能な構成要素としてとらえたりすることができる。

図２において、通信網２０ａと通信網２０ｂは、図１の通信網２０に含まれるものであり、この場合、別系統の通信回線を用いて構成されているものとする。ただし、必ずしも、別系統の通信回線を用いる必要はない。１または複数のコンテンツ配信装置２から配信される分割コンテンツは、通信網２０ａを介して、各コンテンツ受信装置１へ配信される。一方、コンテンツリゾルバ３や利用実績蓄積装置５と、各コンテンツ受信装置１との間の情報の伝送は通信網２０ｂを介して行われる。

コンテンツリゾルバ３は、サーバによって構成され、コンテンツ受信装置１およびコンテンツ配信装置２双方のアドレスを解決する機能を提供する。ただし、各装置のアドレスの管理は行っておらず、利用実績蓄積装置５に蓄積されている最新履歴に基づいて、コンテンツ配信要求が発生する都度、要求されたコンテンツを構成する分割コンテンツを取得可能なサーバＵＲＩを同一分割コンテンツについて数件ずつ抽出する。なお、図１のコンテンツ情報管理部１７では、コンテンツ受信時に、このコンテンツリゾルバ３からサービス開始時に受け取ったＵＲＩそのものが保持されるようになっている。

配信コンテンツ作成ツール４は、配信するコンテンツを分割して分割コンテンツを作成し、複数のコンテンツ配信装置２に格納する。配信コンテンツ作成ツール４は、また、コンテンツリゾルバ３に、各分割コンテンツの格納先アドレスを登録する。

利用実績蓄積装置５は、各コンテンツの配信実績を蓄積する。蓄積した実績データは、課金処理機能６による課金処理において利用情報を提供するために利用されたり、コンテンツリゾルバ３がコンテンツ受信装置１に提供する各分割コンテンツの格納位置を表す情報（分割コンテンツ配備情報）を作成するために用いられたりする。

次に、図３のシーケンス図を参照して、図１および図２に示す本システムによるコンテンツ配信サービスの処理手順について説明する。まず、配信される分割コンテンツが、配信コンテンツ作成ツール４によって作成される。

ここで図４に示すフローチャートを参照して、配信コンテンツ作成ツール４の処理シーケンスについて説明する。この場合、分割対象の配信コンテンツは、動画像情報を含んでいるものとする。配信コンテンツ作成ツール４は、操作者の操作に応じてあるいは、あらかじめ作成された処理手順ファイルを読み込むことで自動的に、指定された配信コンテンツの分割処理やコンテンツ配信装置２への分割コンテンツの登録処理を行う。まず、分割しようとする配信コンテンツについてオリジナルコンテンツ配信帯域（ビットレート）を調査する（ステップＳ１０１）。次にその配信コンテンツにおける最低保障帯域（ビットレート）を入力する（ステップＳ１０２）。そして、オリジナルコンテンツ配信帯域と最低保障帯域から分割本数（Ｎ）を算出する（ステップＳ１０３）。

ステップＳ１０３で、例えばオリジナルコンテンツ配信帯域がαｂｐｓ、最低保障帯域がβｂｐｓであるとすると、分割本数（Ｎ）はα／βで求められる。例えばα＝４．８Ｍｂｐｓ、β＝１．２Ｍｂｐｓの場合、分割本数（Ｎ）は４本となる。

次に配信コンテンツ作成ツール４は、配信コンテンツの動画像情報を、映像情報（画像情報）と音響情報とに分離する（ステップＳ１０４）。そして、分離した映像と、音響のそれぞれに対してコンテンツを分割する処理を行う（ステップＳ１０５およびステップＳ１０６）。

ここで図５および図６を参照して映像の分割処理について説明する。本実施の形態では、映像をフレーム毎に、画素を基準として分割する。分割方法としては、例えば、分割数（Ｎ）に等しいＮ個の画素を１ブロックとするブロック単位による分割、または走査線をＮ本まとめた走査線群（つまりＮ本の走査線分の画素列群）を１単位とする走査線単位による分割を用いることができる。

図５は、ブロック単位の分割例を示す図である。ブロック単位の分割では例えば、分割本数（Ｎ）＝ｍ×ｎ（ｍおよびｎは横および縦方向の画素数）となるｍ×ｎ個の要素３１ａ（３１ａ１〜３１ａＭ）、３１ｂ（３１ｂ１〜３１ｂＭ）、３１ｃ（３１ｃ１〜３１ｃＭ）、および３１ｄ（３１ａ１〜３１ａＭ）から形成される矩形ブロック３０、３０、…によって、元画像の１フレーム４０を複数の領域に分割する。ここで、元画像の１フレーム４０の全画素数を分割数Ｎ（＝ｍ×ｎ）で割ったが値がブロック３０の個数（分割領域数）Ｍとなる。次に、映像を、ｍ×ｎ個の各要素単位３１ａ（３１ａ１〜３１ａＭ）、３１ｂ（３１ｂ１〜３１ｂＭ）、３１ｃ（３１ｃ１〜３１ｃＭ）、および３１ｄ（３１ａ１〜３１ａＭ）でまとめることで、元画像をそれぞれ１／NにダウンサンプリングしたN個の画像４１ａ〜４１ｄを作成する。例えば、画像４１ａは、同一の要素３１ａ１〜３１ａＭから構成される。それらを時系列にまとめることでN本の低品質配信用コンテンツ４２ａ〜４２ｄを作成する。

ここで矩形の２辺の長さｍおよびｎはほぼ等しい値とするか、あるいは元画像のアスペクト比と等しくなるように設定することが望ましい。図５は、分割本数Ｎ＝４本、ｍ＝２、ｎ＝２とした場合の分割例を示している。また、各要素（要素３１ａ１等）は１画素に等しい大きさを有していることとしているが、複数画素の大きさを有するものであってもよい。

一方、走査線単位による分割の例は、例えば図６に示すように、まず元画像の１フレーム４０を分割本数（Ｎ）を系とした各水平走査線１ライン単位でまとめた画像群３２ａ〜３２ｄに分割する。この場合、元画像の１フレーム４０は、Ｎ本の走査線を１単位としてフレーム４０の全水平解像度を分割本数Ｎで割ることで求められるＭ個の領域に分割される。次に、各画素列群３２ａ〜３２ｄをまとめることで、元画像をそれぞれ１／NにダウンサンプリングしたN個の画像４３ａ〜４３ｄを作成する。例えば、画像４３ａは、Ｎ水平走査線本置きののＭ個の画素列群３２ａ、３２ａ、…から構成される。それらを時系列にまとめることでN本の低品質配信用コンテンツ４４ａ〜４４ｄを作成する。

次に、配信コンテンツ作成ツール４による音響コンテンツを分割する処理（図４のステップＳ１０６）では、音響情報のサンプリング値を分割本数（N）で分割し、サンプリングレートを１／Nにダウンサンプリングした分割コンテンツを作成する。図７に示すように、例えば分割本数（N）＝４で、サンプリングレート４４１００Ｈｚのオリジナルコンテンツ５０を分割する場合、まず、各サンプリング値を４組のサンプリング値群ｎ１〜ｎ４に分割する。そして各組のサンプリング値群ｎ１〜ｎ４をまとめることで、オリジナルコンテンツ５０を１／４にダウンサンプリングした４本の分割音響情報５１ａ〜５１ｄを作成する。各分割音響情報５１ａ〜５１ｄは、１１０２５Ｈｚのサンプリングレートを有する情報である。

なお、本実施の形態では、配信コンテンツ作成ツール４において、分割音響情報を作成する際に、分割音響情報に対して、ダウンサンプリング後のサンプリングレートの１／２以上の高調波成分を除去する処理は実施しないこととしている。通常のダウンサンプリング処理では、畳み込みの発生を抑えるため、ダウンサンプリング後のサンプリングレートの１／２以上の高調波を除去する処理が実施される。しかし、本実施の形態では、例えば４本の分割音響情報５１ａ〜５１ｄを結合することでオリジナルコンテンツ５０を、元の品質で得られるようにするため、この処理を行わないようにしている。ただし、再生側において、４本の分割音響情報５１ａ〜５１ｄを結合せず、１〜３本の音響情報を単独あるいは結合して再生情報を得る場合には、各サンプリングレートに応じた高調波除去処理を実施するようにする。

以上のようにして、分離した映像と音響の各コンテンツを分割する処理を行う行うと（図４のステップＳ１０５およびステップＳ１０６）、配信コンテンツ作成ツール４は、次に、分割したコンテンツをエンコードして映像と音響を結合する処理を行う（ステップＳ１０７）。映像と音響を結合する際の第１の形式は、例えば図８に示すように、分割したN本の低品質配信用コンテンツ４２ａ〜４２ｄと、N本の分割音響情報５１ａ〜５１ｄを、Ｎ本の分割コンテンツ６１ａ〜６１ｄの各映像トラックと各音響トラックに配置するものである。この場合、作成された各分割コンテンツ６１ａ〜６１ｄは、情報量がすべて等価となり、各分割コンテンツ６１ａ〜６１ｄの負荷はどれも一定になる。

また、第２の形式は、図９に示すように、分割したN本の低品質配信用コンテンツ４２ａ〜４２ｄと、分割前のオリジナルの音響情報５０を、Ｎ本の分割コンテンツ６２ａ〜６２ｄの各映像トラックと音響トラックとに配置するものである。これによれば、映像が低品質でも音響は高音質で再生したい要望を実現することができる。ただし、分割コンテンツ６２ａ〜６２ｄのデータ量の合計は、オリジナルのコンテンツより大きくなる。

また、第３の形式は、図１０に示すように、分割したN本の低品質配信用コンテンツ４２ａ〜４２ｄと、分割前のオリジナルの音響情報５０とから、（Ｎ＋１）本の分割コンテンツ６３ａ〜６３ｄを作成するものである。この場合、分割コンテンツ６３ａ〜６３ｄは、低品質配信用コンテンツ４２ａ〜４２ｄに等しい情報で音響情報を持っておらず、分割コンテンツ６３ｅはオリジナルの情報５０に等しく音響情報のみを持っている。これによれば、映像の分割コンテンツ１本の受信もかなわない通信状況で音声だけでも再生させたいという要望に応えることができる。なお、映像と音声両方を再生する場合には、分割コンテンツ６３ａ〜６３ｄのうちの１〜Ｎ本と、分割コンテンツ６３ｅとの両方を受信するようにする。

なお、第３の形式では、音響情報の分割コンテンツ６３ｅをオリジナルとせず、分割した音響情報を用いるようにしてもよい。また、第１や第２の形式でも、音響情報のみを有する分割コンテンツ６３ｅを用意することもできる。

配信コンテンツ作成ツール４は、分割本数（Ｎ）個分の処理が終了するまで、図４のステップＳ１０５〜１０７の処理を行い、処理が終了すると（ステップＳ１０８で「ＹＥＳ」）、作成した分割コンテンツを１または複数のコンテンツ配信装置２に送信して登録する（ステップＳ１０９、図３のステップＳ１２）。また、分割コンテンツの配備情報をコンテンツリゾルバ３に登録する（ステップＳ１１０、図３のステップＳ１４）。

ここで図３に戻ってこれらの処理を説明する。配信コンテンツ作成ツールによって配信する分割コンテンツが作成され、これらの登録処理がされると（ステップＳ１２、Ｓ１４）、１または複数のコンテンツ配信装置２が配信コンテンツを所定の記憶装置に１または複数の分割コンテンツを保存する（ステップＳ１３）。また、コンテンツリゾルバ３が登録された配備情報を保存する（ステップＳ１５）。

図１１は配備情報（配備データ）の構造の一例を示す図である。コンテンツＩＤ（識別符号）は、分割コンテンツＩＤの分割元のオリジナルのコンテンツを表す識別符号である。間引き単位ピクセルサイズ(XUnitSize, YUnitSize)は、図１２に示すように、元画像のフレーム８１の分割単位となるブロック８２の横ピクセル数（画素数）と縦ピクセル数を表す。基準ブロックピクセルサイズ(XBlockSize, YBlockSize)は、図１２に示すように、ブロック８２における各要素（図５の要素３１ａ１等に対応）の横ピクセル数（画素数）と縦ピクセル数を表す。分割コンテンツ数（Ｎ）は、分割本数を表す。オリジナルビットレートは、オリジナルのコンテンツのビットレートを表す。分割コンテンツビットレートは、分割コンテンツのビットレートを表す。そして、Ｎ本の分割コンテンツ毎に、分割コンテンツＩＤ（分割コンテンツＩＤ（１／Ｎ）〜（Ｎ／Ｎ））と、各分割コンテンツに対応する要素の構成位置情報と、各分割コンテンツが登録されている分割コンテンツ配信装置２のアドレスが記載される。

各分割コンテンツに対応する要素の構成位置情報は、図１２に示すように、配列(XPos, YPos)で表される。この場合、左上の要素８３の構成位置情報は（０，０）、右上の要素８４の構成位置情報は（１，０）、左下の要素８５の構成位置情報は（０，１）、そして、右下の要素８６の構成位置情報は（１，１）である。

各分割コンテンツの登録先のアドレスは、例えば、ＵＲＬで、「ＵＲＬ１、ＵＲＬ２、…、ＵＲＬｘ」と示される。本実施の形態では、同一の分割コンテンツが、１または複数の分割コンテンツ配信装置２に記憶されるようになっているので、これらの装置のアドレスがすべて記載されている。このアドレスの記載順序は、コンテンツ配信効率に応じて決められるものであって、例えば、同一分割コンテンツに対しては最も上に記載されたアドレスが最も効率良くコンテンツを配信できると予測される装置のアドレスを示している。

次に、コンテンツ受信装置１で配信データを取得する場合（図３のステップＳ２２）の処理について説明する。本実施の形態では、Ｎ本に分割したコンテンツの配信要求をする際に、１以上の複数拠点に配備したサーバ（コンテンツ配信装置２またはコンテンツ受信装置１）に対して、コンテンツ受信装置１から同時にＮ本の配信を要求することで、配信要求処理が行われる。コンテンツ受信装置１はまず分割コンテンツがどこに配備されているかを把握するために、配信要求に先立ちコンテンツリゾルバ３に対して「配信データ」の送信を要求する（ステップＳ１６）。このとき、コンテンツ受信装置１からは、配信を要求するコンテンツＩＤやコンテンツ受信装置１の機種情報（通信性能、再生性能等を表す情報）が送信される。

コンテンツリゾルバ３は、コンテンツ受信装置１の「機種情報」と、配信コンテンツ作成ツールによって登録された「配備情報」と、利用実績蓄積装置５から提供された「実績データ」とに基づいて、要求元のコンテンツ受信装置１専用に、分割コンテンツを取得するための宛先（ＵＲＬ等）を含む「配信データ」を作成して提供する。「配信データ」は、例えば、図１１の配備情報７１と同一の構造を有して形成される。ただし、「配信データ」では、宛先が、１分割コンテンツに対して１または複数、優先度の情報を含むように記載され、かつ、配信状況に応じて、コンテンツ配信装置２の宛先だけでなく、コンテンツ受信装置１の宛先も含むように、随時更新されたものとなる。

実績データは、各コンテンツの配信実績を表すものであり、各配信処理毎に作成され、例えば図１３に示すように、「コンテンツＩＤ」、「分割コンテンツＩＤ」、「利用年月日時刻」、「利用時間」、「取得ＵＲＬ」、「利用端末ＩＤ」、「利用者（会員）情報」、「取得内容詳細」、「取得開始作品タイムスタンプ」、「取得終了作品タイムスタンプ」、「スループット」、「取得を試みて諦めたＵＲＬ」等を含んで構成される。ここで、「取得開始作品タイムスタンプ」と「取得終了作品タイムスタンプ」は、各分割コンテンツの利用量を表す情報を算出する際に用いられ、コンテンツＩＤ単位で合計した利用量が、会員情報と共に図２の課金処理機能６へ提供される。「スループット」および「取得を試みて諦めたＵＲＬ」は、ＵＲＬ情報を基に高スループットで取得できる可能性が高いＵＲＬを選択するための根拠データとして用いられる。

コンテンツリゾルバ３は、利用実績蓄積装置５から、要求されたコンテンツに対応する１または複数の実績データを取得し（図３のステップＳ１７、Ｓ１８）、配信データを作成してコンテンツ受信装置１へ返信する（ステップＳ２０）。

コンテンツ受信装置１は、コンテンツリゾルバ３から得た分割コンテンツ宛先情報を基に、リストされたアドレスの優先順に従って、１または複数のコンテンツ配信装置２（またはコンテンツ受信装置１）にアクセスし、各分割コンテンツの同時取得を試行する（ステップＳ２３）。コンテンツ配信装置２（またはコンテンツ受信装置１）から要求された分割コンテンツが配信される（ステップＳ２４）。この際、コンテンツ受信装置１は、コンテンツ取得時に一定転送効率以下の受信しか得られない場合には他のＵＲＬからの取得に切り替え、取得先を変更しながら一定転送効率を越える受信が得られる配信元を探していく。ただし、最終的に一定転送効率を超える取得ができない場合にはその分割コンテンツの取得をあきらめて、他の分割コンテンツによって再生を行うようにする。

コンテンツ受信装置１は、受信し、再生に利用した分割コンテンツの利用情報を実績データとして利用実績蓄積装置５へ送信する（ステップＳ２６）。そして、利用実績蓄積装置５は受信した実績データを保存する（ステップＳ２７）。また実績データの送信前、中、あるいは後において、コンテンツ受信装置１は、受信した分割コンテンツを結合し（ステップＳ２８）、コンテンツを再生する（ステップＳ２９）。

ここでコンテンツ受信装置１における再生データの取り扱いについて図１４を参照して説明する。図１４は、コンテンツ受信装置１においてコンテンツ再生機能を実現するための構成を機能ブロックに分けて示している。各機能ブロックは、ハードウェア、ソフトウェアまたはその組み合わせによって実現される。複数の分割コンテンツ受信バッファ１５１〜１５３は、各分割コンテンツの受信データを所定量蓄える。１画面生成器１５４〜１５６は、同期タイマ１５８が発する１画面生成間隔信号内に画面を生成し、画面合成部１５７へ生成データを送信する。画面合成部１５７は、同期タイマ１５８が発する１画面生成間隔信号内に画面を合成し、再生表示部１５９へ送信する。画面合成部１５９は、同期タイマ１５８が発する１画面生成間隔信号内に１画面生成器１５４〜１５６から受け取れた画面を合成し、出力する。なお、音響情報についても同様の構成で再生される。ここで、画面合成部１５９は、取得した配信データ（図１１、図１２参照）の各情報に基づいて、取得した分割コンテンツの再構築時のピクセル位置を把握して結合処理を行う。

また、画面合成部１５９は、分割コンテンツ数（Ｎ）よりも少ない数の分割コンテンツに基づいてコンテンツの結合を行う場合には、公知の補間処理を行って、欠けている部分の情報を、取得した分割コンテンツの情報で補うようにする。また、画面合成部１５９は、表示装置等の出力装置に合わせて、色の調整、アスペクト比の調整なども行うことができるものとする。

コンテンツ受信装置１では、期待した分割コンテンツが全部揃わない場合、次のような再生処理を実行することができる。画面合成部１５９は、通常、同期タイマ１５８が発する１画面生成間隔信号内に１画面生成器１５４〜１５６から受け取れない画面は合成作業から除いて、他の画面による合成作業を行うが、その際、連続してＫ回（Ｋは２以上の整数）受け取れない１画面生成器については、それに対応する分割コンテンツ受信バッファとともに処理系から取り外し、以降受信を行わないようにする。これによって無駄な処理の負担を軽減することができる。

以上説明したように、本実施の形態では、コンテンツを１／ＮにダウンサンプリングしたものをＮ本作り、そのＮ本各々が独立した分割コンテンツデータとなっていることを一つの特徴としている。このＮ本の分割コンテンツデータを１〜Ｌ箇所のサーバ（コンテンツ配信装置２あるいはコンテンツ受信装置１）から配信し、受信側では、ｉ本のコンテンツ（１≦ｉ≦Ｎ）を用いて再結合することを特徴とする。これによれば、配信時に１回の配信に太い帯域を確保する必要がなく、細い帯域を複数確保するためネットワーク全体の帯域を有効に活用することができる。１本分割コンテンツの受信でも利用でき、受信する本数に応じて低品質から高品質まできめ細かな品質のコンテンツ提供が可能となる。また、単位時間当たりに確保しなければならないネットワーク帯域を小さく分散するため、配信要求の集中時にもネットワーク帯域の確保が可能で、サービスが維持でき、デジタルシネマのような高品質コンテンツのストリーミング配信において有効である。また、利用者の受信能力に応じた品質のコンテンツを複数用意する必要がなく、配信環境に必要なストレージ容量の増加を抑えられる。また配信時に特別な仕組みを配信側に組み込むことなく、利用者の受信能力に応じたきめ細かな品質のコンテンツの提供が可能である。

また、本実施の形態では、同時に受信した複数（ｉ本）のストリームをフレーム単位で結合して再生するので、複数のストリームをフレームの精度で同期をとることが容易にできる。ここで、本実施の形態では、正確にフレーム単位の同期を可能とするために、基本的に、複数のストリームがすべて同一品質の同一フォーマットであり、同一のフレーム並びである。つまり、複数の低品質コンテンツを生成することもシステム内部の処理であるため正確に同一指定でエンコードできる。このため、頭だしが可能な処理単位毎にフレーム同期を調整可能であり、一部データが欠落し同期データを失っても次の処理単位から再度同期を取ることができる。この条件（「複数のストリームはすべて同一品質の同一フォーマットであり、同一のフレーム並びである」）を実現するために、コンテンツ分割では、同一特性をもつよう分割方式を決定している。

また、携帯端末のように結合プログラムの搭載が困難なデバイスでも１本の受信を行うことで、組み込み機能のみを用いて再生が可能である。

さらに、取得していない画素は、周囲画素より近似値で求めることが容易にできる。これによって、取得データが求める解像度に必要なすべてでなくても補完して再生することが可能である。

なお、本実施の形態では、加工分割された個々の分割コンテンツがそれぞれ全体の相似形であるので、Ｎ個に分割された分割コンテンツは、１つ〜Ｎ個のいくつ受信しても作品として観賞であり（ひとつでも観賞可能）、分割コンテンツが欠落しても利用可能である。さらに、分割コンテンツの受信個数に応じて作品品質（画質・音質）が高品質になっていく。また、冗長度が“１”であるのに欠落データの予測修復が可能である。また、ストリーミングに対応することができる。またコンテンツを分割し、その全セグメントを一式ひとつのサーバ（コンテンツ配信装置）に配置することができるので、サーバを複数設けておけば、ひとつのサーバがダウンしても他のサーバから不足セグメントを取得することができる。

なお、本実施の形態では、コンテンツの配信を、コンテンツ配信装置２のみからではなく、コンテンツ受信装置１相互間でも行えるようにしたので、大きな設備投資をすることなく、突発的なネットワーク負荷によるＱｏＳ低下を救済するための構成を構築することができる。ここで、コンテンツ受信装置１相互間の配信には、既存のＰ２Ｐ技術を用いることができる。これによれば、コンテンツ受信装置１の上り回線帯域がＡＤＳＬ等では細いためコンテンツの配信に必要な帯域を確保できないが、分割コンテンツを用いることで、細い上り回線帯域でも送信可能な帯域幅に制限することができる。また、どの他利用者から配信してもらうかは利用実績蓄積装置５のデータによって集中して管理される。ただし、自立型によるものも可能である。

また、本実施の形態では、分割コンテンツの受信本数によって受信品質を管理することができるので、ユーザの望むクオリティのデータを配信したり、あるいは、ユーザ要望以外のコンテンツは配信しないようにしたりすることで、サービスレベルを差別化し、クオリティに応じた課金を行うサービスモデルや、ユーザ環境に応じた配信モデルを構築することが容易にできる。

なお、本発明の実施の形態は、上記のものに限定されず、例えば、各構成や各機能を統合したり、あるいはネットワークを介して分散したりすることができる。また、本システムは、コンピュータとコンピュータで実行されるプログラムとの組み合わせとを用いて実現することができ、その場合のプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体あるいは通信回線を介して配付することができる。

本発明のコンテンツ配信システムの一実施の形態の構成要素を示すブロック図。 本発明のコンテンツ配信システムの一実施の形態の全体構成を示すブロック図。 図２の構成の処理手順の一例を示すシーケンス図。 図３の配信コンテンツ作成処理の流れを示すフローチャート。 図４の映像分割処理Ｓ１０５を説明するための説明図。 図４の映像分割処理Ｓ１０５を説明するための説明図。 図４の音響分割処理Ｓ１０６を説明するための説明図。 図４の分割コンテンツエンコード処理Ｓ１０７の処理を説明するための説明図。 図４の分割コンテンツエンコード処理Ｓ１０７の処理を説明するための説明図。 図４の分割コンテンツエンコード処理Ｓ１０７の処理を説明するための説明図。 配備情報（配備データ）の構造の一例を示す説明図。 図１１の配備情報内のデータの一部を説明するための説明図。 実績データの構造の一例を示す説明図。 図３のコンテンツ再生処理Ｓ２９を説明するための説明図。

符号の説明

１ コンテンツ受信装置
２ コンテンツ配信装置
３ コンテンツリゾルバ
４ 配信コンテンツ作成ツール
５ 利用実績蓄積装置
２０ 通信網

Claims (8)

1. コンテンツの配信を行う１又は複数のコンテンツ配信装置及び該コンテンツ配信装置から通信網を介してコンテンツが配信される１又は複数のコンテンツ受信装置を備えるコンテンツ配信システムにおいて、
   各コンテンツ配信装置が、配信するコンテンツに含まれる画像情報をＮ個（Ｎは２以上の整数）に分割した分割画像情報を択一的に含むＮ個の分割コンテンツの１又は複数個を配信するものであって、
   該N個の分割コンテンツが、配信するコンテンツに含まれる元画像の各フレームをM個（Mは２以上の整数）の領域に分割し、さらに分割した複数の領域をN個の部分にそれぞれ分割し、複数の分割領域の互いに対応する各部分をまとめることで、元画像を１／Nにダウンサンプリングした画像をそれぞれが表すものとして生成されたものであり、
   各コンテンツ受信装置が、１又は複数のコンテンツ配信装置からＮ個の分割コンテンツのうちのｉ個（ｉは１以上Ｎ以下の整数）の分割コンテンツを受信して、これらを合成して、元画像をＮ分のｉにダウンサンプリングした画像を含むコンテンツを生成する
   ことを特徴とするコンテンツ配信システム。
2. 前記Ｎ個の部分が、Ｎ個の画素又はＮ本の走査線分の画素群であることを特徴とする請求項１記載のコンテンツ配信システム。
3. 前記コンテンツ受信装置で受信する分割コンテンツの数ｉが配信サービスの品質に応じて決定されることを特徴とする請求項１又は２記載のコンテンツ配信システム。
4. 前記コンテンツ受信装置が、受信したＪ個（Ｊは１以上Ｎ以下の整数）の分割コンテンツの１又は複数個を他のコンテンツ受信装置に対して配信する機能を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のコンテンツ配信システム。
5. 前記分割コンテンツの配信元の通信網におけるアドレスを、配信サービスの利用実績に応じた優先順位を付けて該分割コンテンツの受信先の装置に通知するコンテンツリゾルバをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のコンテンツ配信システム。
6. 前記Ｎ個の分割コンテンツのそれぞれが、配信するコンテンツに含まれる音響情報をダウンサンプリングしたＮ個の分割音響情報のいずれか１つを択一的に含むものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のコンテンツ配信システム。
7. 前記Ｎ個の分割コンテンツのそれぞれが配信するコンテンツに含まれる音響情報をダウンサンプリングすることなく含むものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のコンテンツ配信システム。
8. コンテンツの配信を行う１又は複数のコンテンツ配信装置及び該コンテンツ配信装置から通信網を介してコンテンツが配信される１又は複数のコンテンツ受信装置を備えるコンテンツ配信システムによるコンテンツ配信方法において、
   各コンテンツ配信装置が、配信するコンテンツに含まれる画像情報をＮ個（Ｎは２以上の整数）に分割した分割画像情報を択一的に含むＮ個の分割コンテンツの１又は複数個を配信するものであって、
   該N個の分割コンテンツが、配信するコンテンツに含まれる元画像の各フレームをM個（Mは２以上の整数）の領域に分割し、さらに分割した複数の領域をN個の部分にそれぞれ分割し、複数の分割領域の互いに対応する各部分をまとめることで、元画像を１／Nにダウンサンプリングした画像をそれぞれが表すものとして生成されたものであり、
   各コンテンツ受信装置が、１又は複数のコンテンツ配信装置からＮ個の分割コンテンツのうちのｉ個（ｉは１以上Ｎ以下の整数）の分割コンテンツを受信して、これらを合成して、元画像をＮ分のｉにダウンサンプリングした画像を含むコンテンツを生成する
   ことを特徴とするコンテンツ配信方法。
   

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