JP2008052404A - 中継装置および中継方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】中継装置40は、処理能力の異なる複数の端末のうち、最大の処理能力に対応したメディアデータをメディアサーバに送信要求しておき、切替指示された場合に、切替先端末に応じたメディアデータを切替先端末に送信する。複数の端末が切替先端末の候補として存在していたとしても、中継装置40は端末の切替前に、最大の処理能力に対応するメディアデータを保存しておくことができる。
【選択図】図6
Description
このような状況下において、ユビキタスネットワークの重要技術として、さらに、次の3つの技術が提案されている。すなわち、ネットワークシームレス(ターミナルモビリティとも呼ぶ)、デバイスシームレス(セッションモビリティとも呼ぶ)およびコンテンツシームレス(メディア適合とも呼ぶ)の3技術である。
まず、コンテンツシームレスを伴うセッションモビリティに関する技術を説明する(例えば、非特許文献1)。
図1は、従来例のコンテンツシームレスを伴うセッションモビリティに関する説明図である。図1の切替元端末500は、メディアサーバ502から、映像配信サービスに係るデータを受信している。そして、切替元端末500は、切替先端末501に対し、例えばSIP(Session Initial Protocol) Refer505を用いて、切替えの指示を行う。
すると、切替先端末501は、例えばSIP Invite504を用いて、メディアサーバ502との間でセッションを確立する。このとき、SIP Invite504のボディ(Body)には、切替先端末501の受信可能な画像解像度が指定される。
そして、メディアサーバ502は、切替先端末501との間にSIP Invite504のボディに指定された解像度が設定されたセッションを確立し、SIP Invite504のボディに指定された解像度をもつ映像配信サービスに係るデータを切替先端末501へ送信する。その後、メディアサーバ502は、例えばSIP Bye503を用いて、切替元端末500とのセッションを切断する。このようにして、メディアサーバ502は、切替元端末500から切替先端末501へ映像データの画像解像度の変更を伴いセッションを切替える。
図2は、従来例の中継サーバを利用した態様のセッションモビリティに関する説明図である。図2のシステムは、通信先端末600、切替元端末601、切替先端末602および中継装置603を含んで構成される。中継装置(中継サーバ)603は、通信先端末600と切替元端末601との接続を、通信先端末600と切替先端末602との接続に切り替える。そして、中継装置603は、通信先端末600から配信されるメディアデータ(例えば、映像データなど)を切替先端末602へ転送する。これらの処理手順を図3に示す。
図3に示すように、中継装置603は、通信先端末600からのメディアデータを受信し(S600)、そのメディアデータを切替元端末601に転送する(S601)。
次に、切替元端末601は、中継装置603に対し、現在利用中のサービスのセッション切替指示を行う(S602)。セッション切替指示として、例えば、セッションの識別子および切替先端末602の識別子情報が通知される。
そして、中継装置603は、セッション切替指示された切替先端末602宛てに、通信先端末600からのメディアデータを送信する(S603)。
また、特許文献1に記載の切替先端末も、セッション切り替えが行われるものの、中継装置から転送されたメディアデータを切替先端末のデータ受信バッファに一旦バッファリングしたのち、そのデータを出力する。そのため、データの出力遅延が生じやすい。特に、映像ストリーミングの場合、その出力遅延が顕著に生じる。
そこで、本発明は、このような状況に鑑みなされたもので、端末間の切替時において、切替先の端末の処理能力に応じたデータ出力を切替先の端末に円滑に実行させる中継装置を提供する。
(実施の形態1)
図4は、本発明の実施の形態1における中継装置を含む全体のシステム構成例を示す図である。
図4のメディアサーバ(データ配信装置)10は、インターネット1およびセルラーネットワーク(携帯電話網)2を介して、携帯電話(受信端末)20に接続されるように構成されている。
さらに、メディアサーバ10は、インターネット1およびWLAN(Wireless LAN)3を介して、中継装置40に接続されるように構成されている。そして、中継装置40は、携帯電話20やテレビ装置(通信端末)30に接続できるように構成されている。
また、中継装置40として、例えば、ホームサーバを用いるが、これに限られない。例えば、中継装置40は、パーソナルコンピュータ、双方向テレビ、ゲーム機などの情報端末を適用してもよい。
さらに、本実施の形態のテレビ装置30が通信端末としてあげられているが、これに限られない。例えば、通信端末として、情報家電、ゲーム機、パソコンなどであってもよい。
図5の携帯電話20は、操作ボタン(入力部)201、ディスプレイ(表示部)202、外部インタフェース(外部IF)203、処理部204およびシグナリング部205を含んでいる。さらに、携帯電話20は、メディア受信部206、メディアバッファ207、デコーダ208、通信制御部209およびNWインタフェース210を含んでいる。
外部インタフェース203は、操作ボタン201およびディスプレイ202との間で情報をやり取りするためのものである。
処理部204は、携帯電話20全体の動作を制御する。
シグナリング部205は、メディアサーバ10または中継装置40とのネゴシエーション(negotiation)を行う。
メディアバッファ207は、メディア受信部206に受信されたメディアデータをネットワークの揺らぎ(ジッター)を吸収するために、一定量が保たれるように一時的に保存する。
デコーダ208は、メディアバッファ207に保存されたメディアデータをデコードする。
通信制御部209は、通信プロトコルに従った制御を行う。ここでいう通信プロトコルは、例えば、OSI(Open Systems Interconnection)参照モデルのトランスポート層およびネットワーク層に相当する。
NW(Network)インタフェース210は、例えば、無線ネットワークカードが該当する。本実施の形態のNWインタフェース210は、セルラーネットワーク2およびWLAN3の双方と接続することができるものである。また、NWインタフェース210は、無線電波の強度を検知する機能をもつ。
図6の中継装置40は、メディア制御部(制御部)401、シグナリング部402、情報蓄積部(データ記憶部)403およびメディア受信部(受信部)404を含んでいる。さらに、中継装置40は、メディアバッファ(バッファ)405、メディア送信部(転送部)406、通信制御部407およびNWインタフェース(通信部)408を含んでいる。
メディア制御部401は、情報蓄積部403の後記する処理能力に応じたメディアデータの送信要求をメディアサーバ10に行う。また、メディア制御部401は、例えば、テレビ装置30の後記する処理能力を情報蓄積部403から取得する。そして、メディア制御部401は、例えば、取得した処理能力をもつメディアデータのテレビ装置30への転送を指示する。
情報蓄積部403は、図7に示すメディア処理能力テーブルを格納する。図7のメディア処理能力テーブルは、デバイス3011、解像度3012およびレベル3013の項目で構成されている。
デバイス3011には、携帯電話20などのデバイスを識別するためのデバイス識別情報(デバイスID)が保持される。ここでのデバイスは、例えば、中継装置40と同じWLAN3に属するデバイスである。
解像度3012には、該当するデバイスの最大処理能力である解像度が保持される。
レベル3013には、該当する解像度のレベルが保持される。本実施の形態のレベル3013は、解像度の値に応じて、例えば、あらかじめ3つのレベル(高、中、低)に分けられている。
メディアバッファ405は、メディア受信部404に受信されたメディアデータをネットワーク揺らぎ(ジッター)を吸収するために、一定量が保たれるように一時的に保持する。
メディア送信部406は、メディアバッファ405に保持されたメディアデータを送信する。具体的には、メディア送信部406は、メディア制御部401に転送を指示された通信端末(例えば、テレビ装置30)の処理能力に対応するメディアデータをメディアバッファ405から取得する。そして、メディア送信部406は、取得したメディアデータを、その通信端末(例えば、テレビ装置30)へ転送する
通信制御部407は、通信プロトコルに従った制御を行う。ここでいう通信プロトコルは、例えば、OSI(Open Systems Interconnection)参照モデルのトランスポート層およびネットワーク層に相当する。
NW(Network)インタフェース408は、例えば、無線ネットワークカードが該当する。NWインタフェース408は、無線電波の強度を検知する機能をもつ。
図8は、メディアデータの構成例を示す図である。本実施の形態のメディアデータとしては、例えば、MPEG-4のスケーラブルストリーム(映像ストリーム)が用いられる。そして、この映像ストリームは、例えば、複数の階層に分割して伝送されるものとする。
図8のメディアデータは、基本レイヤ101、拡張レイヤ102およびプラス(+)拡張レイヤ103の3階層に分割されている。そして、これらのデータには、説明上、図8に示すように異なる符号0〜21を付与する。
一方、拡張レイヤ102およびプラス拡張レイヤ103は、基本レイヤ101の品質劣化を補うためのレイヤである。これらの拡張レイヤ102、103は、送信先の端末の性能などに応じて、その一部または全部が任意に符号化される。
具体的には、基本レイヤ101のデータは、例えば、MPEG−4 simple profile またはMPEG−4 advanced simple profile を用いて符号化される。図8では、符号0、4が付与されたデータが基本レイヤ101に属する。
図8では、符号1〜3、5〜7および9〜12が付与されたデータが拡張レイヤ102に属する。拡張レイヤ102は、さらに以下の階層にわけられる。符号1、9、10、5が付与されたデータは拡張レイヤ102の第1階層、符号2、11、6が付与されたデータは第2階層、符号3、12、7が付与されたデータは第3階層である。
図8では、符号13〜21が付与されたデータがプラス拡張レイヤ103に属する。プラス拡張レイヤ103も、さらに以下の階層にわけられる。符号13、19、16が付与されたデータはプラス拡張レイヤ103の第1階層、符号14、20、17が付与されたデータは第2階層、符号15、21、18が付与されたデータは第3階層である。
I−VOPフレーム104は、フレーム内符号化のイントラ(I)フレームである。FGSTフレーム105は、時間拡張のフレームである。この時間拡張により、フレームレートが向上することとなる。
P−VOPフレーム106は、片方向予測のインター(P)フレームである。
図9は、伝送データ例を示す図である。
図9の伝送データ例では、品質3014とそのレベル3013とメディアサーバ10から伝送されるデータの対応付けが示されている。品質3014は、フレームレート、解像度および画質(SN)の3種類がある。レベル3013は、低、中および高の3つのレベルがある。なお、図9の品質3014とそのレベル3013と伝送データの対応付けは、例えば、品質レベルテーブルとして、メディアサーバ10に保持されている。
解像度のレベルは、基本レイヤ、FGSレイヤおよびFGS+レイヤの3つの組み合わせによって、低、中、高に変化する。例えば、基本レイヤのみの場合は、低レベルの解像度を示す。
画質のレベルは、基本レイヤ、FGSレイヤ、およびFGS+レイヤの各階層の組み合わせによって、低、中、高に変化する。例えば、基本レイヤ、FGSレイヤ、およびFGS+レイヤの1階層のみの場合は、低レベルの画質を示す。
品質3014と、そのレベル3013を指定することによって、伝送されるデータが決定する。品質については、フレームレート、解像度および画質(SN)のいずれか一つを指定しても良いし、すべてを指定しても良い。すべてを指定した場合には、それぞれの共通項となるデータが伝送されることになる。たとえば、フレームレートが低レベル(符号0、1〜3、13〜15)、解像度が低レベル(符号0、4)、画質(SN)が低レベル(符号0、4、符号1、9、10、5、符号13、19、16)が指定された場合には、共通項となる符号0が付与されたデータのみが伝送される。
図10は、中継装置10を含むシステム全体の切替処理を示すシーケンス図である。ここでは、メディアサーバ10の送信先が、携帯電話20からテレビ装置30に切り替わるので、携帯電話20を切替元端末20という。また、テレビ装置30を切替先端末30という。
まず、切替元端末20は、ユーザによる操作ボタン201の操作により、セルラーネットワーク2およびインターネット1を介して、メディアサーバ10へアクセスし、切替元端末20とメディアサーバ10間でセッションを開設する。そして、切替元端末20は、メディアサーバ10から、基本レイヤ(ベースレイヤ)のメディアデータを受信する(ステップS100)。つまり、このときのメディアデータの3種類の品質は、例えば、すべて低レベルであるとする(図9参照)。
なお、切替元端末20は、後記ステップS107で接続中止指示を行うまでの間、メディアサーバ10からのメディアデータを受信し続ける。
上記切替指示を受けた中継装置40は、その切替指示に関する切替情報を、WLAN3およびインターネット1を介して、メディアサーバ10に送信する(ステップS103)。なお、このとき送信される切替情報には、上記切替元端末20のデバイスIDおよび品質レベルのほか、次の情報も含まれる。すなわち、それは、中継装置40とWLAN3を介して接続している他のデバイス(切替元端末20以外のデバイス)の品質レベルである。
本実施の形態の切替情報には、例えば、切替先端末30の品質レベル(例えば解像度が高レベル)が、上記他のデバイスのレベルとして、含まれているものとする。
なお、ステップS103における送信は、例えば、SIPプロトコルのInviteメソッドを用いて行われる。
そして、中継装置40は、上記受信制御により抽出したメディアデータ、すなわち切替元端末20の品質レベルに応じたメディアデータを切替元端末20に中継する(ステップS106)。
本実施の形態の切替元端末20は、SSDPにより、例えばメディアデータの再生サービスを行う切替先端末30の存在を確認する。
なお、切替先端末30が、中継装置40とWLAN3を介して接続している他のデバイス(切替元端末20以外のデバイス)の中で、最大の品質レベルを有する端末でなかった場合には、ステップS109後、中継装置40は、上記切替指示された切替先端末30の処理能力をもつ品質レベルのメディアデータの送信要求を、メディアサーバ10に行う。そして、メディアサーバ10が、当該送信要求された処理能力に対応する品質レベルのメディアデータのみを中継装置40に送信するようにしてもよい。
例えば、サービス発見処理のステップS108は、ステップS106(メディアデータの中継処理)と、ステップS107(切断指示処理)との間にしてもよい。
図11は、中継装置40の切替処理を示すフローチャートである。
ステップS200において、中継装置40(シグナリング部402)は、切替元端末20のメディア処理能力(切替元端末20のデバイスIDを含む)を取得して蓄積する(図10のS101に相当する処理)。
具体的には、中継装置40(シグナリング部402)は、切替元端末20から、NWインタフェース408および通信制御部407を介して、上記メディア処理能力(例えば、352×288の解像度)を取得する。そして、メディア制御部401は、シグナリング部402により取得されたメディア処理能力を情報蓄積部403に蓄積する。メディア制御部401は、上記メディア処理能力を蓄積する場合、あらかじめ設定された3つのレベルから、当該メディア処理能力に該当するレベルを選定する。そして、メディア制御部401は、切替元端末20のデバイスID、上記取得したメディア処理能力および上記選定したレベルを、メディア処理能力テーブル(図7参照)に蓄積する。
なお、中継装置40は、切替元端末20以外の端末との間においても、その端末との接続時に上記デバイスID、メディア処理能力およびレベルをメディア処理能力テーブルに蓄積する(図7参照)。
具体的には、中継装置40(シグナリング部402)は、切替元端末20から、NWインタフェース408および通信制御部407を介して、上記切替指示を示すメッセージ(切替元端末20のデバイスIDおよび品質レベルを含む)を受け付ける。
そして、上記判断の結果、高くないと判断された場合(ステップS202のNo)、ステップS203に進む。他方、高いと判断された場合(ステップS202のYes)、ステップS205に進む。
具体的には、中継装置40(メディア制御部401)は、上記メディア処理能力のレベルをメディア能力処理テーブル(図7)から読み出す。そして、中継装置40(メディア制御部401)は、メディア処理能力と上記読み出したレベルを含むメッセージ(切替情報)を、シグナリング部402、通信制御部402およびNWインタフェース408を介して、メディアサーバ10に送信する。
具体的には、メディアサーバ10は、中継装置40から送信要求されたメディア処理能力およびレベル(例えば、解像度が高レベル)に対応する品質レベルのメディアデータ(図9参照)を中継装置40に送信する。
そして、中継装置40(メディア受信部404)は、メディアサーバ10の送信により、上記送信要求した品質レベル(解像度が高レベル)のメディアデータを、NWインタフェース408および通信制御部407を介して受信する。そして、中継装置40(メディアバッファ405)は、メディア受信部404で受信されたメディアデータを一時的に保存する。
具体的には、中継装置40(シグナリング部402)は、切替元端末20から、NWインタフェース408および通信制御部407を介して、上記切替指示を示すメッセージ(切替先端末30のデバイスIDを含む)を受け付ける。
具体的には、中継装置40(メディア送信部406)は、メディア制御部401からの切替先端末30のメディア処理能力のレベルの指示を受けて、メディアバッファ405から、その品質レベルのメディアデータを抽出する。そして、中継装置40(メディア送信部406)は、そのメディアデータを、通信制御部407およびNWインタフェース408を介して、切替先端末30に送信する(図10のS110に相当する処理)。
実施の形態2の中継装置は、接続中の複数の端末の中から、所望の端末への接続に切り替える点が、実施の形態1と異なる。
図12は、本発明の実施の形態2における中継装置を含む全体のシステム構成例を示す図である。なお、実施の形態1と同一の部分は、実施の形態1と同一の符号(用語を含む)を用いて重複説明を適宜省略する。
図12の切替先としては、図4の実施の形態1におけるテレビ装置30のほかにも、PDA30Aおよびノートパソコン30Bがあげられている。つまり、中継装置40は、WLAN3を介してこれら3台と接続している。その他の中継装置40を含むシステム全体の構成は、図4の場合と同様である。
なお、図7のメディア処理能力テーブルは、テレビ装置30、PDA30Aおよびノートパソコン30Bの各々の解像度3012およびレベル3013を保持する。これは、次のような取得・蓄積処理が行われるからである(ステップ200参照)。すなわち、テレビ装置30、PDA30Aおよびノートパソコン30Bの各々の端末が、中継装置40と接続する場合(WLAN3へ接続する場合)、中継装置40が、各々の端末から、自己のデバイスIDおよびメディア処理能力(例えば、実装するディスプレイの解像度の値)を取得する。次に、中継装置40は、取得したメディア処理能力に該当するレベル(例えば、高レベルなど)を選定する。そして、中継装置40が、上記メディア処理能力のレベルを、取得したデバイスIDごとに、メディア処理能力テーブル(図7)に蓄積する。
具体的には、中継装置40(メディア制御部401)は、メディア処理能力テーブル(図7)を参照して、テレビ装置30、PDA30Aおよびノートパソコン30Bの中に、切替元端末20のメディア処理能力(例えば、低レベルの解像度)よりも高い処理能力を有する端末が存在するかどうかを判断する。
そして、上記判断の結果、存在しないと判断された場合(ステップS202AのNo)、図11の場合と同様に、ステップS205に進む。
他方、存在すると判断された場合(ステップS202AのYes)、ステップS203Aに進む。
本実施の形態の中継装置40(メディア制御部401)は、例えば、テレビ装置30およびPDA30Aが切替元端末20のメディア処理能力よりも高い処理能力を有する端末であると判断し(ステップS202AのYes)、ステップS203Aに進む。
具体的には、中継装置40(メディア制御部401)は、上記メディア処理能力のレベルをメディア能力処理テーブル(図7)から読み出す。そして、中継装置40(メディア制御部401)は、メディア処理能力と上記読み出したレベルを含むメッセージ(切替情報)を、シグナリング部402、通信制御部402およびNWインタフェース408を介して、メディアサーバ10に送信する。これにより、その後、中継装置40は、図11の場合と同様に、ステップS204〜S206に進み、切替先端末へメディアデータを送信する。
なお、ステップS205において、切替指示された端末が、最大のメディア能力を有しない場合、中継装置40は、その端末に対応したレイヤのメディアデータをメディアサーバ10に送信要求してもよい。
このため、複数の端末が、切替先端末の候補として存在していたとしても、中継装置40は、端末の切替前に、最大の処理能力に対応するメディアデータを保存しておくことができる。したがって、中継装置40は、端末の処理能力のレベル数にかかわらず、どの端末に切り替えたとしても、その端末に対応する、保存済みのメディアデータを送信することができる。
よって、切替先端末30においては、中継装置40から送信されたメディアデータをただちに再生することができ、出力遅延が少なくなる。
20 切替元端末
30、30A、30B 切替先端末
40 中継装置
401 メディア制御部
402 シグナリング部
403 情報蓄積部
404 メディア受信部
405 メディアバッファ
406 メディア送信部
407 通信制御部
408 NWインタフェース
Claims (6)
- データ配信装置から送信されるメディアデータを直接受信中の受信端末との間で接続を行う通信部と、
前記通信部と接続中の前記受信端末を含む通信端末に関するメディアデータの処理能力を格納するデータ記憶部と、
前記データ記憶部に格納された前記処理能力に応じたメディアデータの送信要求を前記データ配信装置に行うとともに、前記受信端末とは異なる他の前記通信端末の前記処理能力を前記データ記憶部から取得し、当該取得した処理能力に応じた前記メディアデータを前記通信端末へ転送するように指示する制御部と、
前記データ配信装置から送信された前記メディアデータを受信する受信部と、
前記受信部に受信された前記メディアデータを保存するバッファと、
前記制御部に転送を指示された前記通信端末の前記処理能力に応じた前記メディアデータを前記バッファから取得して、当該通信端末へ転送する転送部と、
を含む中継装置。 - 前記データ記憶部に格納された処理能力は、その能力の高さに応じて異なる複数のレベルが設定されており、
前記制御部は、前記メディアデータの送信要求を行う場合、前記受信端末の前記処理能力のレベルと同等または高いレベルに対応する当該メディアデータの送信要求を行う、
請求項1に記載の中継装置。 - 前記制御部は、最大の処理能力のレベルに対応する前記メディアデータの送信要求を行う、請求項2に記載の中継装置。
- 前記メディアデータは、前記処理能力のレベルに応じて複数の階層が対応するデータ構成である、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の中継装置。
- 前記処理能力は、フレームレート、SN比または解像度のいずれかである、請求項1ないし請求項4に記載の中継装置。
- データ配信装置からのメディアデータの中継処理をコンピュータによって行う中継方法であって、
前記コンピュータは、
前記メディアデータを直接受信中の受信端末との間で接続を行うステップと、
前記接続を行った前記受信端末を含む通信端末に関するメディアデータの処理能力をデータ記憶部に格納するステップと、
前記データ記憶部に格納された前記処理能力に応じたメディアデータの送信要求を前記データ配信装置に行うステップと、
前記データ配信装置から送信された前記メディアデータを受信するステップと、
前記受信した前記メディアデータを保存するステップと、
前記受信端末とは異なる他の前記通信端末の前記処理能力を前記データ記憶部から取得し、当該取得した処理能力に応じた前記メディアデータを前記通信端末へ転送するように指示するステップと、
前記転送を指示した前記通信端末の前記処理能力に応じた前記メディアデータを前記バッファから取得して、当該通信端末へ転送するステップと、
を含む中継方法。
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