JP2008511233A - マルチメディアコンテンツの配信方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ネットワークを介してマルチメディアコンテンツを少なくとも一つのクライアントデバイスへ配信するためのシステムに関する。当該システムは、上記マルチメディアコンテンツをスライスの組へとスライスするスライサ（ＳＬＩ）と、Ｋ個のソースシンボルと（Ｎ−Ｋ）個のエラーシンボルとを含むＮ個のコード化シンボルが生成されるように非同期レイヤコーディング技術に従ってスライスをコード化するコーダ（ＡＬＣ）と、上記クライアントデバイスの要求に応じて上記コード化されたスライスを記憶して送信するコンテンツサーバ（ＳＥＲ）と、上記コード化スライスを受信する手段、及び、上記スライスのＫ個のコード化シンボルが受信されると直ちにコード化スライスをデコードするデコーダ（ＤＥＣ）を備えるクライアントデバイス（ＣＬＤ）と、を備える。

Description

本発明は、マルチメディアコンテンツを少なくとも一つのクライアントデバイスへ配信するための方法及びシステムに関する。また、本発明は、そのような配信方法を実施するように具体的に構成された処理デバイス及びクライアントデバイスに関する。

本発明は、インターネットを介してクライアントデバイスへ有料コンテンツを送信するための用途、例えば、ライブコンテンツ（ライブイベント、ライブショー、放送テレビ番組等）を送信するための用途を有している。

欧州特許出願第１１８７４２３号（特許文献１）は、そのコンテンツが経時的に変化する音楽やビデオ等のオンデマンド情報を送信する方法について記載している。特に、当該出願は、コンテンツの一片を複数のファイル（スライスとも称される。）へと分割するとともに、最初のファイルを発端としてコンテンツをファイルごとにダウンロードすることからなる、いわゆるバッファリング配信方法について記載している。このバッファリング配信方法は、再生を開始する前の待ち時間を減少させる（部分Ｎがダウンロードされている間に、部分Ｎ−１を再生することができる。）という利点を与えると記されている。

しかし、信頼できないプロトコルを使用してスライスがパケットの形態で送信されると、パケットの送信中にいくつかのエラーが生じる。

この問題に対する第１の解決策は、例えば衛星放送ネットワークで使用される従来のデータカルーセルである。このデータカルーセルのおかげで、ファイルは、周期的に再生されるとともに、パケットごとにアクセスされる。しかしながら、一つのファイルの一つのパケットが破壊され又は失われると、受信器は、カルーセルが再び循環して紛失したパケットを得るまで待たなければならず、そのため、待ち時間がファイルの継続時間になってしまう。

第２の解決策は、再送信である。この場合、パケットが失われると、受信器は、当該パケットが再び送信されるように要求しなければならず、これは、戻りチャンネルが存在しない場合（例えば、純粋な放送）には不可能であり、送信元が再送信されたパケットを各受信器ごとに送信する非常にビジーな状態となり得ることから、うまくスケール（ｓｃａｌｅ）しない。多くの再送信が要求されると、帯域幅利用も劇的に増大し得る。
欧州特許出願第１１８７４２３号明細書

本発明の目的は、マルチメディアコンテンツを少なくとも一つのクライアントデバイスに対して送信するための方法及びシステムであって、従来の技術と比較して待ち時間を減少させる方法及びシステムを提案することである。

このために、本発明に従う配信方法は、
マルチメディアコンテンツをスライスの組へとスライスするステップと、
Ｋ個のソースシンボルと（Ｎ−Ｋ）個のエラーシンボルとを含むＮ個のコード化シンボルが生成されるように非同期レイヤコーディング技術に従ってスライスをコード化するステップと、
クライアントデバイスの要求に応じて前記コード化されたスライスを送信するステップと、
前記クライアントデバイスにおいて前記コード化スライスを受信するステップと、
前記スライスのＫ個のコード化シンボルが受信されると直ちに、前記クライアントデバイス側においてコード化スライスをデコードするステップと、
を含むことを特徴とする。

その結果、そのような配信方法は、ランダムロスを伴って機能するとともに、到達順序の問題に対して頑健（ロバスト：ｒｏｂｕｓｔ）となる。受信器、即ち、クライアントデバイスは、Ｋ個のシンボルが受信されるまで（Ｋ個のシンボルをデコードするのに要する時間をプラスして）待つだけで済み、これらのシンボルのいずれであろうとも、その後にマルチメディアコンテンツを再生することができる。これは、従来の技術と比べて非常に有益である。

有益には、マルチメディアコンテンツは圧縮フォーマットにされる。本発明の実施の一形態によれば、マルチメディアコンテンツがビットレートＲで圧縮され、コード化スライスはビットレートＮ／Ｋ×Ｒで送信される。その結果、送信ビットレートが、非同期レイヤコーディングステップにより生成される（Ｎ−Ｋ）個の更なるエラーシンボルを考慮に入れるため、ライブ配信が可能になる。

スライスするステップは、圧縮マルチメディアコンテンツを、独立に解凍することができるスライスの組へと分割するように適合されていることが有益である。従って、マルチメディアコンテンツを解凍して再生するためにデコードされたスライスを連結する必要がない。

本発明の他の実施の形態によれば、コード化スライスが異なるチャンネルを介して送信され、配信方法は、クライアントデバイス側でデコードされたスライスをバッファリングするステップを更に含んでいる。その結果、利用可能な帯域幅に応じて各スライスを異なるチャンネルを介して送信することができるとともに、一つのスライスの送信継続時間に等しい最大待ち時間後に総てのスライスを受信することができるため、マルチメディアコンテンツの非常に高速な配信が可能になる。即ち、受信器が得るチャンネルが多くなればなるほど、高い帯域幅を犠牲にして、オリジナルのマルチメディアコンテンツが高速で復元される。

また、本発明は、そのような配信方法を実施するように具体的に構成された処理デバイス及びクライアントデバイスを含む、ネットワークを介してマルチメディアコンテンツを少なくとも一つのクライアントデバイスへ配信するためのシステムに関する。

本発明のこれらの態様及び他の態様は、後述する実施の形態から明らかであり、当該実施の形態を参照して上記態様について説明する。

以下、添付図面を参照しながら、一例として、本発明を更に詳しく説明する。

図１を参照すると、少なくとも一つのクライアントデバイスに対してマルチメディアコンテンツを配信するためのシステムが描かれている。

マルチメディアコンテンツは、送信され、且つ、受信器ＣＬＤを含む複数の受信器により受信されることができる任意のマルチメディアコンテンツであり得る。マルチメディアコンテンツは、例えば、テレビ番組、予め記録されたイベント／プログラム、ライブイベント等であってもよい。以下の例では、マルチメディアコンテンツが圧縮フォーマットにされる。しかし、当業者には明らかなように、上記マルチメディアコンテンツは、本発明に係る配信システムの適切な動作においては、必ずしも圧縮される必要はない。

そのような配信システムは、
− マルチメディアコンテンツＭＣを圧縮するためのデータ圧縮器と、
− 圧縮されたマルチメディアコンテンツをスライスの組へとスライスするためのスライサＳＬＩと、
− Ｋ個のソースシンボルと（Ｎ−Ｋ）個のエラーシンボルとを含むＮ個のコード化シンボルが生成されるように非同期レイヤコーディング技術に従って一つのスライスをコード化するためのコーダＡＬＣと、
− マルチメディアコンテンツに関連するコード化スライスの組を記憶するための記憶ユニットＳＴＯと、
− コード化スライスの組を記憶ユニットから受け取るとともに、当該コード化スライスの組を要求に応じてクライアントデバイスへ送信するためのコンテンツサーバＳＥＲと、
− コード化スライスを受信するための通信ユニット（図示せず）と、
− 上記スライスのＫ個のコード化シンボルが受信されると直ちに当該スライスをデコードするためのデコーダＤＥＣであって、受信されたシンボルがソースシンボル又は訂正シンボルである、デコーダＤＥＣと、
− デコードされたスライスを解凍するデータ解凍器ＵＮＣと、
− 解凍されたマルチメディアコンテンツを表示順に再生するためのプレーヤＤＩＳと、
− を含むクライアントデバイスＣＬＤと、
を備えている。

データ圧縮器は、受信されたマルチメディアコンテンツを圧縮する役割を担う。データ圧縮器は、例えばＭＰＥＧ規格のうちの一つ又はＨ．２６３に準拠している。

スライサは、以下の機能を有している。
− スライサは、図２に示されるように、データ圧縮器により生成された圧縮マルチメディアコンテンツＣＭＣを複数のスライスＳＬへとスライスする（即ち、分割する）。この場合、各スライスは、所定の時間の圧縮マルチメディアコンテンツを含んでいる。
− スライサは、各スライスから一つのファイルを形成する。

本発明の実施の一形態において、スライスは、それらを互いに独立に解凍することができるように形成される。実際には、マルチメディアデータ圧縮器により形成された任意の圧縮マルチメディアコンテンツは、いわゆるランダムアクセスポイント（ＲＡＰ）を含んでいる。他とは無関係に解凍することができるスライスを形成するため、スライサは、各スライスがランダムアクセスポイントで開始するように圧縮マルチメディアコンテンツをスライスする。例えば、データ圧縮器がＭＰＥＧ−２規格又はＭＰＥＧ−４規格に準拠している場合、ランダムアクセスポイントは、ＭＰＥＧ圧縮マルチメディアコンテンツのＩフレームであり、各スライスの最初のフレームがＩフレームとなるようにスライス位置が選択される。

コーダＡＬＣは、以下の原理に従って動作する。
− スライス（又はファイル）は、図２に示されるように、以下においてソースシンボルＳＲと称されるＫ個の成分に分割される。
− これらの成分は、図２に示されるように、以下でエラーシンボルＥＲと称される（Ｎ−Ｋ）個の更なる成分を生成するためにコーダにおいて使用される。以下、結果として得られるＮ個の成分をコード化シンボルと称する。
− Ｎ個のシンボルが放送される。

コーダＡＬＣは、ＦＥＣ（前進型誤信号訂正）コーディング、例えばＸＯＲ、Ｒｅｅｄ−ＳａｌｏｍｏｎＲＳ、Ｔｏｒｎａｄｏ又はＬｕｂｙ ＴｒａｎｓｆｏｒｍＬＴコーディングに基づいている。

データ圧縮器、スライサ、コーダはいずれも、一つのデバイスＰＲＤ内又は別個のデバイス内に実装される。いずれの場合も、データ圧縮器からスライサへ送信されるものは、圧縮ビデオストリームである。有利には、この圧縮ビデオストリームは、データ圧縮器からスライサへ送信された後、ＲＴＰ（リアルタイム転送プロトコル）プロトコルを使用してコーダへ送信される。これは制限的ではない。一例として、ＭＰＥＧ−２ ＴＳとして知られるＭＰＥＧ−２規格のトランスポートレイヤを使用することもできる。

実際には、コーダＡＬＣにより形成されるファイルは、コンテンツサーバがアクセスした記憶ユニット内に記憶される。記憶ユニットは、コーダＡＬＣ及びコンテンツサーバを含む処理デバイスにより共有される。記憶ユニットは、コンテンツサーバの一部であってもよく、又は、遠隔的に位置させることができる。

記憶ユニットは、新たに形成されたファイルを記憶するためのメモリ空間を利用することができるようにするために、定期的にクリーンにされなければならない。記憶ユニットをクリーニングするための一つの方法は、ファイル名を定期的に再利用することである。他の方法は、各ファイルごとに異なるファイル名を使用するとともに、古くなったファイルを定期的に削除することである。

コンテンツサーバは、配信ネットワークを介してクライアントデバイスへリンクされる。配信ネットワークは、典型的には、インターネットネットワークである。アクセスプロバイダは、配信ネットワークへのアクセスをクライアントデバイスに与えるように適合されている。コンテンツサーバとクライアントデバイスとの間の送信は、ＦＴＰ（ファイル転送プロトコル）又はＨＴＴＰ（ハイパーテキスト転送プロトコル）プロトコルによって規定される。

クライアントデバイスは、特に、アクセスプロバイダへ送信する／アクセスプロバイダから受信するための通信ユニットを有している。一般に、クライアントデバイスは、所定のマルチメディアコンテンツを対象にするコンテンツサーバに対して要求を送信する。その後、コンテツサーバは、前述したように、コード化スライスの形態でマルチメディアコンテンツを送信する。最後に、クライアントデバイスは、ダウンロードが首尾よく完了したことを知らせる確認応答をコンテンツサーバに対して送信する。

クライアントデバイスは、通信ユニットにより受信されたコード化スライスをデコードするための対称ＦＥＣデコーダを更に備えている。より詳細には、Ｎ個のコード化シンボルのうちの任意のものを除く少なくともＫ個のコード化シンボルを受信した後、上記デコーダは、Ｋ個の受信されたコード化シンボルに基づいてＫ個のソースシンボルを再構成し、従って、使用されるコーディングのタイプ（ＸＯＲ，ＲＳ，ＬＴ又はＴｏｒｎａｄｏ）に応じて当業者に知られる原理に従って当初のスライスを再構成する。

クライアントデバイスは、圧縮マルチメディアコンテンツを解凍するための手段（例えば、ＭＰＥＧストリームのためのＭＰＥＧデコーダ）と、解凍されたマルチメディアコンテンツをレンダリングして表示するためのプレーヤとを含んでいる。

クライアントデバイスは、通信ユニットが無線通信ユニットとなるモバイル機器（携帯電話等）、又は、通信ユニットが有線通信ユニットとなる有線機器（ＰＣ等）のいずれであってもよい。

以下の二つの例により本発明の原理を説明する。

第１の例では、６００ＭＢ（メガバイト）の８０分の映画が、最初に、１分で且つ７．５ＭＢである８０個のスライスに分割される。このスライスは、シンボルが１５００バイトを含んでいる場合にＫ＝５０００個のシンボルに対応しており、ＩＰ（インターネットプロトコル）パケットにとって良好なサイズである。その後、各スライスは、Ｔｏｒｎａｄｏ又はＬｕｂｙ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍコーディング等の非同期レイヤコーディング技術を使用して、Ｎ＝５５００個のコード化シンボル（５０００個のソースシンボル及び５００個即ち１０％のエラーシンボル）へとコード化される。これらのコード化シンボルは、所定のビットレート、例えば１．１Ｍｂ／ｓで送信される。１．１Ｍｂ／ｓ（メガビット／秒）の送信ビットレートは、上記映画の準リアルタイム表示を確保するように選択され、それにより、短い遅延で「ライブ」（これはダウンロードするためのライブ（生放送）である）を行うことができる。上記送信ビットレートはＮ／Ｋ×Ｒに等しく、ここで、Ｒは、７．５×８＝６０Ｍｂ／ｍｉｎ又は１Ｍｂ／ｓに等しい圧縮ビットレートである。

第２の例では、６００ＭＢの８０分の映画が、最初に、３７５ｋＢ（キロバイト）で且つ３秒である１６００個のスライスに分割される。その後、そのようなスライスのそれぞれは、ＸＯＲ又はＲｅｅｄ Ｓａｌｏｍｏｎコーディング等の非同期レイヤコーディング技術を使用して、１５００バイトのＫ＝２５０個のソースシンボルへとコード化され、その結果、コーディングにより１０％即ち２５個のエラーシンボルが形成される場合にはＮ＝２７５個のコード化シンボルがもたらされる。これらのコード化シンボルは、所定のビットレート、例えば１．１Ｍｂ／ｓで送信される。第１の例と比較すると、Ｋの値が低いため、計算の複雑度が低減される。

短時間（第１の例＝１分、第２の例＝３秒）の後、平均損失率が１０％未満の場合、クライアントデバイスは、少なくともＫ個のコード化シンボルを受信する。このことは、クライアントデバイス内に含まれるデコーダが最初のスライスを復元することができ、また、メディアデコーディング及び再生を開始することができることを意味している。その間に、同様にコード化された次のスライスの受信等を開始することができる。この結果、大規模に拡張可能な放送に対して漸進的ダウンロードの原理を適用することができる。

また、ネットワークが多くの帯域幅を有している場合には、スライスを同時放送することができ、即ち、同時に放送することができ（例えば、第１の例では８０チャンネル）、それにより、
− 第１の例においては１分の最大待ち時間後に、総てのスライスが同時放送されるため、任意の受信器がデコーディング及び再生を開始することができ、
− 第１の例においては１分の最大待ち時間後に、総てのトラフィックを受信して記憶できる高性能受信器が映画全体を受信し、
− ローカルネットワーク容量に適合するようにシステムをスケール（ｓｃａｌｅ）することができ、例えば、ローカルネットワークが全帯域幅（第１の例では８８Ｍｂ／ｓ）を維持しない場合には、ラストホップルータ（例えば、インターネットサービスプロバイダ、地域ルータ、又は、クライアントデバイスビルディングの地階にあるルータ）は、その帯域幅に適合される所定数のチャンネルを選択でき、
− 総ての場合において、単一のコンテンツサーバを使用することができる。

以上、単なる一例として本発明のいくつかの実施の形態について説明してきたが、当業者には明らかなように、添付の請求項により規定される本発明の範囲から逸脱することなく、説明した実施の形態に対して変更及び変形を行うことができる。また、請求項中、括弧内に記載された任意の参照符号は、請求項を限定するものと解釈されるべきではない。用語「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、請求項中に記載された要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を排除しない。用語「一つの（ａ，ａｎ）」は、複数を排除しない。本発明は、いくつかの別個の要素を備えるハードウェアによって、また、適切にプログラムされたコンピュータによって実施することができる。いくつかの手段を列挙する装置の請求項において、これらの手段のうちのいくつかは、ハードウェアの一つの同じ項目によって具現化することができる。手段が互いに異なる独立請求項に列挙されているという事実だけで、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。

ネットワークを介してマルチメディアコンテンツを少なくとも一つのクライアントデバイスへ配信するための本発明に係るシステムのブロック図である。 マルチメディアコンテンツのスライス及びシンボルへの分解を示している。

Claims (8)

1. マルチメディアコンテンツを少なくとも一つのクライアントデバイスへ配信する方法であって、
   前記マルチメディアコンテンツをスライスの組へとスライスするステップと、
   Ｋ個のソースシンボルと（Ｎ−Ｋ）個のエラーシンボルとを含むＮ個のコード化シンボルが生成されるように非同期レイヤコーディング技術に従ってスライスをコード化するステップと、
   前記クライアントデバイスの要求に応じて前記コード化されたスライスを送信するステップと、
   前記クライアントデバイスにおいて前記コード化スライスを受信するステップと、
   前記スライスのＫ個のコード化シンボルが受信されると直ちに、前記クライアントデバイス側においてコード化スライスをデコードするステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記マルチメディアコンテンツは、圧縮フォーマットにされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記マルチメディアコンテンツはビットレートＲで圧縮され、前記コード化スライスはビットレートＮ／Ｋ×Ｒで送信されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. スライスする前記ステップは、前記圧縮マルチメディアコンテンツを、独立に解凍することができるスライスの組へと分割するように適合させられていることを特徴とする請求項２に記載の方法。
5. 前記コード化スライスは、異なるチャンネルを介して送信され、前記方法は、前記クライアントデバイス側においてデコードされたスライスをバッファリングするステップを更に含んでいることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. ネットワークを介してマルチメディアコンテンツを少なくとも一つのクライアントデバイスへ配信するためのシステムであって、
   前記マルチメディアコンテンツをスライスの組へとスライスするスライサと、
   Ｋ個のソースシンボルと（Ｎ−Ｋ）個のエラーシンボルとを含むＮ個のコード化シンボルが生成されるように非同期レイヤコーディング技術に従ってスライスをコード化するコーダと、
   前記クライアントデバイスの要求に応じて前記コード化されたスライスを記憶して送信するコンテンツサーバと、
   前記コード化スライスを受信する手段、及び、前記スライスのＫ個のコード化シンボルが受信されると直ちにコード化スライスをデコードするデコーダを備えるクライアントデバイスと、
   を備えることを特徴とするシステム。
7. マルチメディアコンテンツをコンテンツサーバからダウンロードするためのクライアントデバイスであって、前記マルチメディアコンテンツはスライスの組へとスライスされ、一つのスライスは、Ｋ個のソースシンボルと（Ｎ−Ｋ）個のエラーシンボルとを含むＮ個のコード化シンボルが生成されるように非同期レイヤコーディング技術に従って更にコード化され、前記デバイスは、
   前記コード化されたスライスを受信する手段と、
   前記スライスのＫ個のコード化シンボルが受信されると直ちにコード化スライスをデコードするデコーダと、
   を備えていることを特徴とするクライアントデバイス。
8. マルチメディアコンテンツを処理するためのデバイスであって、
   前記マルチメディアコンテンツをスライスの組へとスライスするスライサと、
   Ｋ個のソースシンボルと（Ｎ−Ｋ）個のエラーシンボルとを含むＮ個のコード化シンボルが生成されてネットワークを介して送信されるように、非同期レイヤコーディング技術に従ってスライスをコード化するＡＬＣコーダと、
   を備えることを特徴とするデバイス。

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