JP2008271084A

JP2008271084A - 映像受信端末

Info

Publication number: JP2008271084A
Application number: JP2007110229A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Iwai; 康浩岩井; Yuichi Miyake; 祐一三宅; Takehiro Hattori; 雄大服部; Toshitsugu Tsuji; 寿嗣辻
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2007-04-19
Publication date: 2008-11-06

Abstract

【課題】ネットワークを使った映像配信システムにおいて、宅内の複数の端末が同時に映像を受信する場合、各端末の利用ネットワーク帯域の合計が、利用可能なネットワーク帯域を超過すると、全端末に映像品質劣化が発生するという課題がある。
【解決手段】受信した映像データを保持するバッファに保持された映像データが、所定量より少ないアンダーフロー状態が所定時間以上継続したときに、映像データの受信を終了するようにし、映像データの受信開始時は所定時間を短く設定することにより、あとから受信開始した映像受信端末を優先して終了させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、インターネットなどのＩＰネットワークを使った通信分野における映像受信端末に関し、特に、複数の映像受信端末が接続されているネットワークの帯域破綻防止に関するものである。

ネットワークの広帯域化と映像圧縮コーデック技術の進化に伴い、ネットワークを介した映像配信が一般化しつつある。ＦＴＴＨ（ＦｉｂｅｒＴｏＴｈｅＨｏｍｅ）やＡＤＳＬ（ＡｓｙｍｍｅｔｒｉｃＤｉｇｉｔａｌＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒＬｉｎｅ）などの家庭向けのインターネット接続サービスは、ビデオ・オン・デマンドなど、電波放送に無いサービスを提供できる一方、帯域を保証しないベストエフォート型がほとんどであり、映像品質をいかに保証するかが、映像配信サービスを実用化する上で、大きな課題の一つである。

現在、商用化されている映像配信サービスでは、ネットワーク帯域が不足した場合は、映像受信端末が、映像受信端末自身のバッファ残量を監視することでネットワーク帯域の不足を検出し、ユーザに対して警告メッセージを提示するとともに、一定時間、帯域不足が継続する場合は、映像受信を強制的に終了させる方式が一般的である。

映像配信システムにおいて、宅内の複数の映像受信端末が同時に映像を受信する場合、各映像受信端末の利用ネットワーク帯域の合計が、利用可能なネットワーク帯域を超過すると、当然ながら全映像受信端末に映像品質劣化が発生する可能性がある。Ｎ台の映像受信端末が映像受信するに充分なネットワーク帯域があるにも関わらず、(Ｎ＋１)台目の映像受信端末が受信を開始することにより、全映像受信端末に映像品質劣化が発生することは大きな課題である。

この課題に対する解決方法を示した先行技術として、特許文献１に記載の方法が開示されている。その内容は、映像トランスコード手段を備えた配信サーバが、ネットワーク帯域情報と、各映像受信端末の属性情報（表示装置の解像度、表示可能な映像フォーマット等）を収集し、各映像受信端末へ割り当てる配信帯域・映像フォーマットを決定し、決定した映像フォーマットにトランスコードして配信することにより、ネットワーク帯域の破綻を防止する、というものである。
特開２００５−３１８０５７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、配信サーバによる帯域の集中管理の仕組みが必要であり、また、配信サーバにトランスコード手段を必要とする。即ち配信サーバに帯域の破綻を防止するための特別の仕組みを設ける必要があるという課題があった。

上記課題を解決するために、本発明の映像受信端末は、映像送信サーバからネットワークを経由して映像データを受信する映像受信端末であって、所定の規則に基づいて、前記映像データの受信エラーの検出条件を変更することによって、特定の前記映像受信端末を優先して、映像データ受信処理を終了させることを特徴とする。さらに、受信した映像データを保持するバッファに保持された前記映像データが所定量より少ないアンダーフロー状態が所定時間以上継続したときに、前記映像データの受信を終了するようにし、前記映像データの受信開始時は前記所定時間を短く設定することを特徴とする。

また、映像送信サーバからネットワークを経由して映像データを受信する映像受信端末であって、前記映像データの受信開始時は、映像受信の開始メッセージをネットワークに接続された他の前記映像受信端末にブロードキャストし、他の前記映像受信端末は、前記映像受信の開始メッセージを受信した後の所定時間は、映像データの受信処理の終了動作を行なわないことを特徴とする。

本発明では、映像受信端末のエラー処理の仕組みを用い、各映像受信端末が自律的に動作することで、映像受信中の複数の映像受信端末のうち、特定の映像受信端末の映像受信を優先して終了させ、その利用ネットワーク帯域を開放させることで、残りの映像受信端末のネットワーク帯域不足を解消する。以上により、本願発明によれば配信サーバに帯域の破綻を防止するための特別の仕組みを設ける必要が無い。
また、ネットワーク帯域が不足した場合であっても、全映像受信端末が帯域不足に陥らず、一部の映像受信端末は正常に映像受信することが可能となる。

以下本発明を実施するための一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明に係る一実施の形態における映像受信端末を含む映像配信システムの構成を示した図である。ルーター１２０は、一般ユーザ宅に設置され、宅内ＬＡＮ１１０と宅外ネットワーク１３０との間の通信を中継する装置である。宅内ＬＡＮ１１０は、イーサネット（登録商標）や無線ＬＡＮ、宅外ネットワーク１３０は、ＦＴＴＨやＡＤＳＬなどのアクセス網およびインターネット網から構成されるのが一般的である。映像受信端末１０１は、宅内ＬＡＮ１１０に接続され、映像送信サーバ１４０から送信された映像コンテンツをネットワーク経由で受信・再生する機能を備えた端末装置である。映像受信端末１０１は、例えば、ＳＴＢ（ＳｅｔＴｏｐＢｏｘ）、デジタルＴＶ、ＨＤＤレコーダーなどによって実現される。このような端末装置は、一家庭に複数台存在する場合もあり、それらを映像受信端末１０２、映像受信端末１０３とする。

図２は、本発明の一実施の形態における映像受信端末の構成を示すブロック図である。映像受信端末１０１（映像受信端末１０２〜１０３も同様）は、ユーザの映像視聴開始操作をリモコン２０１および入力部２０２で受け付けると、制御部２０３は、映像視聴開始の通信メッセージを生成し、通信部２０４を介して映像送信サーバ１４０に送信する。このような映像制御の通信プロトコルには、例えば、ＲＴＳＰ（ＲｅａｌＴｉｍｅＳｔｒｅａｍｉｎｇＰｒｏｔｏｃｏｌ）が用いられる。映像視聴開始の通信メッセージを受信した映像送信サーバ１４０は、映像受信端末１０１に対して、映像コンテンツの送信を開始する。このような映像コンテンツ伝送の通信プロトコルには、例えば、ＲＴＰ（ＲｅａｌｔｉｍｅＴｒａｎｓｐｏｒｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）が用いられる。映像送信サーバ１４０から送信された映像コンテンツは、通信部２０４が受信処理を行ない、映像データバッファ部２０７に格納する。映像データバッファ部２０７に格納するのは、宅外ネットワーク１３０および宅内ＬＡＮ１１０で生じた通信ジッタ（通信パケット毎の遅延やゆらぎ）を吸収するためである。映像データバッファ部２０７に格納された映像コンテンツは、順次読み出され、映像デコーダ部２０６に入力される。映像デコーダ部２０６でデコードされた映像コンテンツは映像表示部２０５で表示出力を行ない、ユーザに映像視聴を提供することが可能となる。

映像受信端末１０１〜１０３が、映像送信サーバ１４０から映像コンテンツを受信する場合、映像受信端末１０１〜１０３と映像送信サーバ１４０間のネットワーク帯域を一定量占有する。映像受信端末１０１〜１０３の利用ネットワーク帯域の合計が、宅内ＬＡＮ１１０および宅外ネットワーク１３０で利用可能なネットワーク帯域の上限を超過した場合、映像コンテンツの受信が滞り、映像コンテンツの再生品質の劣化が発生する。

宅内ＬＡＮ１１０および宅外ネットワーク１３０で利用可能なネットワーク帯域は、映像受信端末１０１〜１０２の２台が映像コンテンツを受信・再生するに充分であるが、映像受信端末１０１〜１０３の３台が映像コンテンツを受信・再生するには足りないケースを想定する。一家庭に複数の映像受信端末１０１〜１０３が存在する場合、同時に映像コンテンツの受信・再生を開始することは稀であり、通常は、映像受信端末１０１〜１０３が順次、映像コンテンツの受信・再生を開始する。一番目に映像受信端末１０１が受信・再生を開始し、二番目に映像受信端末１０２が受信・再生を開始した時点では、ネットワーク帯域が足りているため、映像品質は保たれている。この時点で、３番目に映像受信端末１０３が受信・再生を開始すると、ネットワーク帯域が不足し、映像受信端末１０１〜１０３の３台全てに映像コンテンツの再生品質の劣化が発生する。

ネットワーク帯域が不足すると、到達する映像データ量が減少し映像受信端末の映像データバッファ部２０７のバッファ残量が少なくなる。映像データバッファ部２０７はバッファ残量の低下をアンダーフロー判定部２０９に通知する。アンダーフロー判定部２０９は、バッファ残量の低下が所定時間（T1とする）だけ継続した場合にアンダーフローと判定し、制御部２０３に通知する。アンダーフローと判定する所定時間（T1）は、判定しきい値記憶部２０８から取得する。判定しきい値記憶部２０８の所定時間(T1)は、制御部２０３から設定可能である。制御部２０３は、アンダーフロー判定部２０９からアンダーフローを通知されると、映像コンテンツの受信・再生の継続が困難と判断し、映像コンテンツの受信・再生を終了する。

ここで、映像視聴開始時は、判定しきい値記憶部２０８に設定する所定時間（T1：アンダーフローと判定するまでの時間）を短く設定する。逆に通常の映像視聴時、すなわち映像視聴開始後、一定時間（T2）が経過した時点では、所定時間(T1)を長く設定する。例えば、映像視聴開始時は、所定時間(T1)を５秒とし、通常視聴時は、所定時間(T1)を１０秒と設定する。
また、視聴開始後の一定時間(T2)を３０秒と設定する。
ここでは１番目の映像受信端末と２番目の映像受信端末が映像視聴を開始してから３０秒を経過してから、３番目の映像視聴端末が視聴を開始したものとする。
この時点で１番目と２番目に再生を開始した映像受信端末１０１と１０２では、所定時間(T1)は１０秒に設定され、３番目に再生を開始した映像受信端末１０３では、所定時間(T1)は５秒に設定されることになる。３台目の映像受信端末１０３が映像コンテンツの受信・再生を開始した時点で、ネットワーク帯域が不足しているため、映像受信端末１０１〜１０３の映像データバッファ部307のバッファ残量は低下する。映像受信端末１０３は、所定時間(T1)が５秒に設定されているため、映像コンテンツの受信・再生の終了処理が、映像受信端末１０１〜１０２よりも早く開始される。映像受信端末１０３が視聴終了することにより、映像受信端末１０３が利用していたネットワーク帯域が解放されるため、ネットワーク帯域の不足が解消される。このことにより、映像受信端末１０１〜１０２の映像データバッファ部のバッファ残量の低下は回復し、映像受信端末１０１〜１０２の映像品質の劣化も回復する。

このような仕組みを備えた映像受信端末１０１〜１０３を用いれば、複数の映像受信端末１０１〜１０３が同時に映像コンテンツを受信・再生することで、ネットワーク帯域が不足した場合に、一部の映像受信端末を優先して視聴終了させることで、全ての映像受信端末がネットワーク帯域不足に陥らず、残りの映像受信端末は、正常に映像を受信・再生することが可能となる。

なお、本実施の形態では、アンダーフロー判定を行なう時間に差を付ける条件として、視聴開始時であるか、通常視聴時であるかを用いたが、他にも、１）有料コンテンツ視聴中の映像受信端末を優先し、無料コンテンツ視聴中の映像受信端末を先に終了させる、２）デジタルＴＶのパネルサイズが大きい映像受信端末を優先し、パネルサイズの小さい映像受信端末を先に終了させる、３）ビットレートの高い映像コンテンツを視聴中の映像受信端末を優先し、ビットレートの低い映像コンテンツを視聴中の映像受信端末を先に終了させる、などの条件をもとに制御を行なってもよい。

（実施の形態２）
次に、本発明に係る第ニの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。映像配信システムの構成については、実施の形態１で説明した図１と同様であるため、その説明を省略する。
図３は、本発明の第二の実施の形態における映像受信端末の構成を示すブロック図である。映像受信端末１０１〜１０３は、映像受信処理を開始する前に、宅内ＬＡＮ１１０に対して、映像受信開始メッセージを送信する。映像受信開始メッセージは、宅内ＬＡＮ１１０に接続された映像受信端末１０１〜１０３の全てに受信させるために、例えば、ＩＰブロードキャスト通信やＩＰマルチキャスト通信を用いる。映像受信端末１０１〜１０３は、他の映像受信端末１０１〜１０３（例えば映像受信端末１０１であれば、他の映像受信端末１０２と１０３０）が送信した映像受信開始メッセージを、通信部３０４を介して受信すると、制御部３０３は、他の映像受信端末１０１〜１０３が映像受信開始中であることを示すフラグを判定条件記憶部３０８に設定する。アンダーフロー判定部３０９は、他の映像受信端末１０１〜１０３が映像受信開始中であることを示すフラグが判定条件記憶部３０８に設定されている場合は、映像データバッファ部３０７からバッファ残量低下が通知されても、アンダーフローと判定しない。一方、他の映像受信端末１０１〜１０３が映像受信開始中であることを示すフラグが判定条件記憶部３０８に設定されていない場合は、映像データバッファ部３０７から通知されるバッファ残量低下が所定時間（T3とする）だけ継続すると、アンダフロー判定部３０９は制御部３０３に対して、アンダーフロー発生を通知する。映像受信端末１０１〜１０３は、他の映像受信端末１０１〜１０３が映像受信開始中であることを示すフラグを判定条件記憶部３０８に設定後、一定時間（T4とする）が経過すると、当該フラグを判定条件記憶部３０８から削除する。

実施の形態１と同じく、宅内ＬＡＮ１１０および宅外ネットワーク１３０で利用可能なネットワーク帯域は、映像受信端末１０１〜１０２の２台が映像コンテンツを受信・再生するに充分であるが、映像受信端末１０１〜１０３の３台が映像コンテンツを受信・再生するには足りないケースを想定し、映像受信端末１０１および映像受信端末１０２は既に受信・再生中の状態で、一定時間（T4以上）経過後、映像受信端末１０３が受信・再生を開始する場合の動作について図４を用いて説明する。

映像受信端末１０３は、受信・再生処理の開始時に映像受信開始メッセージを宅内ＬＡＮ１１０に対して送信する。映像受信開始メッセージを受信した映像受信端末１０１および１０２は、他の映像受信端末が映像受信開始中であることを示すフラグを判定条件記憶部３０８に設定する。３台が同時に受信・再生処理を行なったことによって、ネットワーク帯域の不足が発生する。映像受信端末１０１〜１０２のアンダーフロー判定部３０９は、他の映像受信端末が映像受信開始中であることを示すフラグが判定条件記憶部３０８に設定されているため、映像データバッファ部３０７からバッファ残量低下の通知を受けても、アンダーフローと判定しない。一方、映像受信端末１０３は、他の映像受信端末が映像受信開始中であることを示すフラグが判定条件記憶部３０８に設定されていないため、映像データバッファ部３０７から通知されるバッファ残量の低下が所定時間（T3）だけ継続すると（図４の４０１）、制御部３０３にアンダーフローを通知し、制御部３０３は、映像コンテンツの受信・再生の終了処理を開始する（図４の４０２）。映像受信端末１０３が視聴終了することにより、映像受信端末１０３が利用していたネットワーク帯域が解放されるため、ネットワーク帯域の不足が解消される。このことにより、映像受信端末１０１〜１０２の映像データバッファ部３０７のバッファ残量の低下は回復し、映像受信端末１０１〜１０２の映像品質の劣化も回復する。

本発明の映像受信端末は、映像配信サービスの実用化にあたり、ユーザの宅内ＬＡＮ環境において、複数の端末が同時に映像配信サービスを利用する場合に、ネットワーク帯域の超過による破綻を防止するという課題を解決するために有用である。

本発明に係る実施の形態１および実施の形態２における映像受信端末を含む映像配信システムの構成を示した図本発明に係る実施の形態１における映像受信端末の構成を示すブロック図本発明に係る実施の形態２における映像受信端末の構成を示すブロック図本発明に係る実施の形態２における映像受信端末１０１〜１０３の各映像の受信状態と判定条件記憶部３０８に記憶される映像受信開始を示すフラグの状態を示す図

符号の説明

１０１〜１０３映像受信端末
１１０宅内ＬＡＮ
１２０ルーター
１３０宅外ネットワーク
１４０映像送信サーバ
２０１リモコン
２０２入力部
２０３制御部
２０４通信部
２０５映像表示部
２０６映像デコーダ部
２０７映像データバッファ部
２０８判定しきい値記憶部
２０９アンダーフロー判定部
３０１リモコン
３０２入力部
３０３制御部
３０４通信部
３０５映像表示部
３０６映像デコーダ部
３０７映像データバッファ部
３０８判定条件記憶部
３０９アンダーフロー判定部

Claims

映像送信サーバと、前記映像送信サーバからネットワークを経由して映像データを受信する複数の映像受信端末とを有する映像受信システムで使用可能な映像受信端末であって、
前記映像データの受信エラーの検出条件を所定の規則に基づいて変更することによって、他の映像受信端末より優先して映像データの受信処理を終了させる映像受信端末。
受信した映像データを保持するバッファを備え、
前記バッファに保持された前記映像データが所定量より少ないアンダーフロー状態が第１の所定時間以上継続したときに、前記映像データ受信処理を終了するようにしたものであって、前記映像データの受信開始時における前記第１の所定時間は、受信開始時から所定時間経過時における前記第１の所定時間と比較して短く設定されることを特徴とする請求項１記載の映像受信端末。
映像送信サーバと、前記映像送信サーバからネットワークを経由して映像データを受信する複数の映像受信端末とを有する映像受信システムで使用可能な映像受信端末であって、
前記映像データの受信開始時は、映像受信の開始メッセージを他の前記映像受信端末にブロードキャストし、
他の前記映像受信端末から、開始メッセージを受信した後の所定時間は、映像データの受信処理の終了動作を行なわないことを特徴とする映像受信端末。
映像送信サーバと、前記映像送信サーバからネットワークを経由して映像データを受信する複数の映像受信端末とを有する映像受信システムであって、
前記複数の映像受信端末の中の特定の映像受信端末は、前記映像データの受信開始時は、映像受信の開始メッセージを他の前記映像受信端末にブロードキャストし、他の前記映像受信端末は、前記映像受信の開始メッセージを受信した後の所定時間は、映像データの受信処理の終了動作を行なわないことを特徴とする映像受信システム。