JP2012518969A - 複数の固有のビデオ／オーディオストリームを配信するシステム - Google Patents

Abstract

複数の固有のビデオ・データ・ストリームを配信するシステムおよび方法である。各ビデオ・データ・ストリームは固有の識別子を用いて符号化され、各受信機は固有の識別子のうちの１つと関連付けられる。各ビデオ・データ・ストリームは、１本のケーブルで多重化され、様々なネットワーキング技術を使用して各受信機に配信される。受信機は、その受信機が以前に関連付けられたビデオストリームのみ復号する。ビデオストリームは、復号された後で、電子ディスプレイによって表示される。各ビデオ・データ・ストリームは、相互に異なる解像度および／または異なるフレームレートとすることができる。ネットワークは、受信機と特定のビデオ・データ・ストリームとの関連付けが遠隔で変更されるように、インターネットと双方向通信を行う。

Description

本発明は、複数の固有のビデオ／オーディオストリームを複数の電子ディスプレイに配信するシステムに関する。

電子ディスプレイは、情報および／または広告の表示にますます利用されるようになっている。設備の中には複数の電子ディスプレイを含むものもあり、ユーザは、各ディスプレイに同じビデオソースを表示しようとしたり、各ディスプレイに異なるビデオソースを表示しようとしたり、これらを任意に組み合わせようとしたりする。また各ディスプレイが異なる解像度（６４０×４８０や１９２０×１０８０など）または異なる再生速度を有することもある。これらのディスプレイ上のコンテンツは、事実上ある程度静的なもの（ファスト・フード・レストランのメニュー板や空港の到着便／出発便表示板など）とすることも、非常に動的なコンテンツ（映画広告など）を表示することもある。コンテンツの中にはビデオ表示と関連付けられたオーディオコンテンツもあり、ビデオのみのものもある。

以前は、ビデオプレーヤ（および場合によってはオーディオプレーヤ）が、ディスプレイごとに接続される必要があった。単一の場所に多くのディスプレイが設置されているときには、結果として多数のビデオプレーヤが置かれることになり得る。ビデオプレーヤが各ディスプレイの近くに設置されると、それによってビデオプレーヤを修理したり、コンテンツを変更したりするのに困難をきたすことになり得る。というのは、ユーザが各ビデオプレーヤのところまで行かなければならないからである。各ビデオプレーヤが集中された場所において使用される場合には、各ディスプレイまでケーブルを這わせるコストが非常に高額になり得る。しかし、多くの用途では、ビデオプレーヤを各ディスプレイに直接接続させるのではなく、ディスプレイのコンテンツを中央の場所からネットワークを介して配信させることが好ましいであろう。

ネットワークおよびコンピュータがより高速になると、多数のビデオ／オーディオストリームを１本のネットワークケーブルで流すことが可能になる。圧縮されたビデオストリームは、その解像度およびコンテンツに基づいて大きさが劇的に変化し得るが、１３６６×７６８の解像度で４０メガビット／秒という低いデータ転送速度で表示されるように、良質のビデオが送信されることを発見した。ギガビットネットワークは、８００メガビット／秒以上のスループットを容易に持続することができる。したがって、フルＨＤ解像度（１９２０×１０８０）であっても多数のビデオストリームおよび任意選択のオーディオストリームを受け入れて、該ストリームを圧縮し、１台または複数台の受信機が受信できるデータを１本の高速ネットワークでブロードキャストできる単体のビデオ送信機を開発することが可能である。単体の送信機が多数の入力ソースを受け入れて１つのネットワーク、好ましくはギガビットネットワークですべてのソースをブロードキャストすることによって、設置および保守のコストは大幅に低減する。

ビデオ／オーディオ・ストリーム・データは、圧縮されたフレームを一連の比較的小さなパケットに分割してネットワークを介して順次送信することによって、ネットワーク上で送信される。受信機は、所望のビデオストリームに“耳を傾け（ｌｉｓｔｅｎ）”、他のストリームからのパケットを無視する役割を負っている。次いで所望のビデオストリームからのパケットを使用して、完全に圧縮されたフレームを再構築して復元および表示装置に最終的に出力する。表示対象ではない他のビデオストリームと関連付けられたネットワークパケットを所定の受信機が除外できるようにする方法は数多くある。最高レベルにおいて、送信機は多数のネットワーク接続を有しており、或るストリームは、ある１つのネットワークインターフェース上で送信され、別のストリームは別の利用可能なネットワークインターフェース上で送信される。ビデオのブロードキャスティングの典型的なものとしては、マルチキャストとユニキャストという２種類のネットワークストリーム形式のうちの１つが使用される。

１台の受信機のみでビデオストリームを受信すればよい場合には、ポイントツーポイントの配信方法であることから、典型的にはユニキャストが使用される。ユニキャストの場合、宛先ＩＰアドレスは、ネットワーク接続が構築されるときに選択され、パケットはその特定の受信機のみに受信される。ユーザが所与のユニキャストストリームを表示する受信機の変更を望む場合、既存のストリームは破棄され、新しい宛先ＩＰアドレスのために新しいストリームが作成される。ユニキャストは、ネットワーク上で所与の量のデータを送信する際のＣＰＵ負荷が比較的小さいという利点がある。

多数の受信機が同じビデオストリームを表示する必要がある場合には、マルチキャストが使用される。マルチキャストストリームは、一度作成されると、１台または複数台の受信機がいつでもマルチキャスト・データ・ストリームを“承認（ｓｕｂｓｃｒｉｂｅ）”して、そのデータパケットを処理して表示し、送信機側には余分なＣＰＵ負荷が掛からないという利点がある。新しい受信機がストリームを受信し始めるためにストリームの分解も再構築は不要である。

例示的実施形態の別の特徴は、以下の詳細な説明の過程において説明し、明らかにする。

添付の図面を参照すれば、例示的実施形態のより良い理解が得られるであろう。図面において同一の部分は同一の参照番号で識別される。

基本の実施形態を示す概略図。 システムセットアップの例を示す概略図。

図１に示すように、複数のビデオソース１１が送信機１０と電気通信している。前述のように、各ビデオソース１１は異なる解像度および／または再生速度でビデオコンテンツを供給し得る。また、送信機１０に任意選択のオーディオコンテンツを供給することもできる。また、任意の数のビデオソースが送信機１０と通信し得ることを示すためにさらに別のビデオソース１２も図示されている。ビデオソース１１、１２の数は固定されておらず、最大許容数は、送信機内のＣＰＵプロセッサにどれ程の処理能力があるか、ネットワークの速度、ビデオソースの解像度、およびリフレッシュ要求（例えば、２フレーム／秒、３０フレーム／秒、６０フレーム／秒またはそれ以上）の関数である。

送信機１０はビデオサーバとみなすことができ、多種多様な機能を提供することができる。コントローラボードおよびプロセッサを介して、送信機１０は多種多様なビデオソースを受け入れることができ、該多種多様なビデオソースを適正に変換、符号化、圧縮し、１本のネットワークケーブル１４で多重化することができる。ケーブルは、例えば、の例ＣＡＴ５またはＣＡＴ６ケーブルである。また送信機１０は、適切なデータパケットとパケットごとに関連付けられたヘッダとをアセンブルすることができる。該ヘッダは、どの受信機がどのビデオソースに“耳を傾ける”べきかに関する命令として使用されるとともにパケットをリアセンブルするための命令としても使用される。

送信機１０は数本の物理的な出力ケーブルを有していてもよく、あるいは図１に示すように、１本のケーブル１４が送信機１０から出て、その後、ネットワークハブ１５と結合されてもよい。ネットワークハブ１５は、この１本のケーブル１４を多数の受信機（この場合は受信機１〜４）および関連付けられたディスプレイに分配する。このシステムには多くの利点があるが、少なくとも１つの利点は、幅広く利用可能なネットワークハブを様々な実施形態と共に使用できることであり、これらのハブは業界によく知られており、比較的安価である。加えて、ＣＡＴ５またはＣＡＴ６ケーブルの使用も、コンポーネント、ＨＤＭＩ、ＤＶＩ、ＶＧＡといった他の高精細度ビデオ接続と比べてずっと安くて済む。さらに、ＣＡＴ５およびＣＡＴ６ケーブルは、信号劣化または信号損失が問題とならない限り非常に長い距離延ばすことができる。別の実施形態では、送信機から１本のケーブルが出るのではなく、送信機盤が同じネットワーク上で複数のＰＨＹ接続をサポートするハードウェアを含んでいる。よって、複数のケーブルが送信機から出て、受信機に至ることになる。送信機および任意選択のハブの正確なセットアップは、各受信機と送信機との相対的な位置に依存する。

別のケーブル１６が示されており、このケーブル１６は、ハブ１５から出て、第２のハブ１７に接続されている。第２のハブ１７は、信号を他の数台の受信機（この場合は受信機５〜８）および関連付けられたディスプレイに分配する。さらに、ケーブルおよびハブ１８を使用して、信号をさらに分配することもできる。各受信機は、ビデオ信号を受け入れ、パケットヘッダに含まれる情報に基づき、その受信機がどのビデオソースに“耳を傾ける”のかを判断する。

また送信機１０は、ユーザに、ビデオソース、送信機、および受信機の様々な属性を制御させる制御ネットワーク１３にも接続し得る。制御ネットワーク１３は、ユーザがディスプレイをモニタし、ディスプレイが適正に機能しているか、それともおそらく故障しているか判定できるように、受信機に接続されている電子ディスプレイ（不図示）からデータを受信することができる。一の実施形態では、送信機１０上で実行されるＨＴＴＰサーバがあり、ユーザは制御ネットワーク１３上のウェブページインターフェースを介してこのサーバと通信する。ウェブページは送信機１０上に記憶されてもよく、ウェブブラウザを使用してユーザは、（送信機上に記憶されたウェブページおよびそれらが実行するソフトウェアの機能によってのみ制限される）多くの異なる機能を実行することができる。例えば、ボタンまたはアイコンをクリックして、さらに他のウェブページを呼び出したり、１台または複数台の受信機／ディスプレイからデータを検索することのできる送信機上のプログラムを実行したりしてもよい。これらのコマンドおよびデータ検索は、ビデオがストリーミングされているのと同じネットワーク上で送信することもできる。というのは、これらのコマンドおよびデータは、ビデオストリームと比べて相対的にサイズが小さいからである。あるいは、別のネットワークを使用して、受信機／ディスプレイから送信機へ、または受信機／ディスプレイから直接ユーザへデータをやりとりすることもできる。この別のネットワークは有線とすることも無線とすることもできる。

対話型ウェブページインターフェースに加えて、ユーザが送信機および／または受信機／ディスプレイからデータを検索するためのアプリケーション・プログラミング・インターフェース（ＡＰＩ）を使用することもできる。これは、中央制御施設からのすべてのユニットの周期的な状況更新の取得や、障害の検出／記録といったより特殊な目的のために使用することもできる。

各ビデオソース１１、１２は、ビデオストリーム（場合によってはオーディオストリームも含む）を出力し、関連付けられたＩＰアドレスおよびポート番号を有する。例えば、第１のビデオソースは、ＩＰアドレス２２４．０．０．１及びポート番号６２００でマルチキャストでき、第２のビデオソースは、同じＩＰアドレスでマルチキャストでき、ポート番号６２０１を使用する。その場合、任意の所与の受信機は、適切なマルチキャストアドレスおよびポート番号を“承認”するだけで、所望のビデオストリームを受信することができる。

完全なシステム設置を行うためには、明らかに、送信機および受信機は、所望のビデオストリームを表示するように正しく構成される必要がある。送信機および受信機上のネットワークインターフェースのうちの１つ（あるいはシリアルポート）に接続されたウェブブラウザを使用して、各ユニット（フラッシュメモリなど）上で所望の構成を定義し、当該ユニットの電源が切られたときに所望の構成が維持されるようにその構成を記憶することができる。

送信機が設置されるときには、以下のいくつかの項目を構成する必要が生じ得る。接続されるビデオソースの数、各ソースの解像度、ディスプレイにおいて画像をブロードキャストするための出力解像度（例えばビデオソースは拡大または縮小され得る）、ネットワーク上で各ソースをブロードキャストすべきフレーム／秒単位の速度（例えばビデオの場合には、ストリームは３０フレーム／秒に、または６０フレーム／秒にでさえも構成され、繰り返し表示する静止画像の場合には、１フレーム／秒またはそれ以下にさえも構成され得る）、各ソースに適用されるべき圧縮属性（例えば、コンテンツに応じてユーザは異なる圧縮率またはアルゴリズムを選択することができ、より高い圧縮ではネットワーク帯域幅がより少なくて済み、より低い圧縮では画質が向上する）、ネットワーク配信の方法（すなわちユニキャストまたはマルチキャスト）、ネットワークストリームに使用すべきネットワークアドレスおよびポート番号、ならびにビデオストリームと関連付けられた論理名（Ｍｅｎｕ１、Ｍｅｎｕ２、ＴＶストリーム１、映画予告編１など）。

受信機が設置されるときには、以下の項目を構成する必要が生じ得る。接続された表示装置の解像度、ビデオを受信する相手先のネットワークアドレスおよびポート番号（あるいは、それと関連付けられたネットワークアドレスを示唆するストリーム名）、接続を失敗させずに受信することのできる最小有効フレーム率、ならびに有効なビデオストリームが受信されない場合に表示されるべき任意選択のロゴ。

送信機１０は、構成されると、接続されたビデオソース１１、１２のデータベースを維持することができる。送信機１０はネットワーク上の既知のＩＰアドレスのところにあり、構成されていない受信機がネットワークに接続されると、その受信機は、送信機１０に、構成済みのビデオソースの数およびその属性を問い合わせることができる。次いで、任意選択のウェブページインターフェースを使用して、各受信機をビデオストリームに“拘束”させることができ、受信機が指定されたストリームを受信することができることを確認するために必要なソフトウェアチェックが実行される（例えばディスプレイ解像度の一致など。送信機および／または受信機はこの要件を満たすように画像をスケーリングし得ることに留意されたい）。

図２に設置の一例を示す。この例では、４つのビデオソース２０、２１、２２、および２３が送信機２５に接続されている。４つのビデオソースは以下のように定義される。

ソース１（２０） １３６６×７６８ 受信機１へのユニキャストフロー、スケーリングなし

ソース２（２１） １３６６×７６８ 受信機２および３へのマルチキャストフロー、スケーリングなし

ソース３（２２） １９２０×１０８０ 受信機４および８へのマルチキャストフロー、受信機４は１３６６×７６８の解像度に縮小する

ソース４（２３） １３６６×７６８ 受信機５、６および７へのマルチキャストフロー、受信機５および６はストリームを１９２０×１０８０の解像度に拡大する

制御ネットワーク２６を使用して、ユーザは、システムについての設定を変更し、複数の受信機に、異なるビデオストリームに“耳を傾け”るか又は“承認”するよう指示することができる。従って、ユーザは、ウェブページを呼び出し、各ユニットを構成することによって、受信機２にソース２（２１）ではなくソース４（２３）に“耳を傾ける”よう指示することができる。新しい構成は、ビデオネットワーク上で受信機２に送信され、また送信機２５にもローカルで記憶され得る。この新しい構成が記憶された後、ソフトウェアが再始動してもよく、ユニットが自動的に再起動されてもよく、受信機２は、起動されると、ソース４（２３）からビデオストリームを受信するために適切なＩＰアドレスおよびポート上で“耳を傾ける”。その場合、この構成は、将来において変更されるまで継続することになる。データは、各受信機上においてローカルで、ハードドライブまたはフラッシュドライブにおいて記憶されてもよい。

よって、各例示的実施形態は、ユーザが、いくつかの異なるビデオソースの組合せを含み得るいくつかの異なるディスプレイを維持することを可能にする。簡単で使い慣れたウェブアクセスにより、ユーザに、システムをモニタさせ、インターネット接続を備える任意の場所から変更を行わせることができる。コスト、信頼性、簡潔さ、およびスペースは、いずれも、以前の複数のビデオソースおよびディスプレイのシステムより低減される。

本明細書で言及した電子ディスプレイは、それだけに限らないが、ＬＣＤ、ＯＬＥＤ、発光ポリマー、プラズマ、投射、ＤＬＰ、ＯＥＬＤ、およびまだ発見されていない種類のディスプレイを含む任意の種類の画像生成電子ディスプレイとすることができるはずである。

以上、好ましい実施形態を示し、説明したが、上記の本発明に影響を及ぼし、しかも特許請求される発明の範囲内に含まれる多くの変形および改変が加えられ得ることを、当業者は理解するであろう。さらに、前述の要素の多くは、同じ結果をもたらし、特許請求される発明の趣旨内に該当する異なる要素によって変更され、または置換され得る。したがって本発明は特許請求の範囲の記載によってのみ限定されるべきものである。

Claims (16)

1. 複数の固有のビデオストリームを配信するシステムであって、
   ビデオストリームを供給する複数のビデオソースと、
   前記複数のビデオソースと電気通信している送信機と、
   前記送信機と電気通信している制御ネットワークと、
   前記送信機と電気通信している複数の受信機と、
   前記複数の受信機の各々に対応している電子ディスプレイと、
   を備えており、
   前記送信機は、前記複数のビデオストリームを受け入れて、前記複数のビデオストリームの各々に識別子を添付し、
   前記複数の受信機の各々は識別子に関連付けられており、前記各受信機は、前記各ビデオストリームを受信して符号する識別子が添付されたビデオストリームのみを選択し、
   前記電子ディスプレイは、前記選択されたビデオストリームを表示することを特徴とするシステム。
2. 前記送信機は、前記各ビデオストリームを圧縮するとともに、前記圧縮されたビデオストリームを１本のデータストリームで多重化する請求項１に記載のシステム。
3. 前記受信機は、前記選択されたビデオストリームを前記電子ディスプレイに送信する前に、前記選択されたビデオストリームを分離して復元する請求項２に記載のシステム。
4. 前記送信機と前記受信機との間の電気通信は双方向電気通信である請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシステム。
5. 前記送信機と電気通信しているネットワークハブと、
   前記ネットワークハブと電気通信している複数の受信機と、
   前記各受信機と電気通信している電子ディスプレイと、
   を更に備える請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシステム。
6. 複数の固有のビデオストリームを配信するシステムであって、
   第１のビデオストリームを供給する第１のビデオソースと、
   第２のビデオストリームを供給する第２のビデオソースと、
   前記複数のビデオストリームを受け入れて圧縮し、前記第１のストリームに第１の識別子を添付するとともに前記第２のストリームに第２の識別子を添付して、前記２つの圧縮されたビデオストリームを１本のケーブルで多重化する送信機と、
   前記１本のケーブルと電気通信しているネットワークハブと、
   １本のケーブルで前記ネットワークハブに接続されている第１の受信機と、
   １本のケーブルで前記ネットワークハブに接続されている第２の受信機と、
   第１の電子ディスプレイと、
   第２の電子ディスプレイと、
   を備えており、
   前記第１の受信機は、前記第１の識別子と関連付けられており、前記２つの圧縮されたビデオストリームを分離して前記第１のビデオストリームを復元し、
   前記第２の受信機は、前記第２の識別子と関連付けられており、前記２つの圧縮されたビデオストリームを分離して前記第２のビデオストリームを復元し、
   前記第１の電子ディスプレイは、前記第１の受信機から前記第１のビデオストリームを受信し、
   前記第２の電子ディスプレイは、前記第２の受信機から前記第２のビデオストリームを受信することを特徴とするシステム。
7. 前記送信機と電気通信している制御ネットワークを更に備える請求項６に記載のシステム。
8. 前記１本のケーブルはいずれもＣＡＴ５ケーブルである請求項６及び７のいずれか１項に記載のシステム。
9. 前記１本のケーブルはいずれもＣＡＴ６ケーブルである請求項６及び７のいずれか１項に記載のシステム。
10. 前記制御ネットワークと電気通信しているインターネット接続部を更に備える請求項７に記載のシステム。
11. 前記ネットワークハブと電気通信している第２のネットワークハブを更に備える請求項６、７及び１０のいずれか１項に記載のシステム。
12. １本のケーブル上で固有の複数のビデオストリームを配信する方法であって、
    ビデオ・データ・ストリームを供給する複数の固有のビデオソースを提供する工程と、
    前記ビデオ・データ・ストリームの各々を複数のパケットに分割する工程と、
    前記複数のパケットを圧縮する工程と、
    前記固有のビデオソースに対応する各パケットに固有の識別子を添付する工程と、
    前記複数のパケットを１本のケーブルで多重化する工程と、
    前記固有の識別子に関連付けされた受信機を複数提供する工程と、
    前記複数のパケットを前記複数の受信機に分配する工程と、
    前記複数のパケットを分離する工程と、
    前記パケットの前記識別子が前記受信機に関連付けられた前記識別子と一致した場合に、前記パケットを受け入れる工程と、
    前記受け入れられたパケットを復元する工程と、
    前記復元されたパケットを表示する工程と、
    を含むことを特徴とする方法。
13. 前記複数のパケットを前記複数の受信機に分配する工程はネットワークハブによって行われる請求項１２に記載の方法。
14. 前記複数のパケットは１本のＣＡＴ５ケーブルで多重化される請求項１２に記載の方法。
15. ビデオ・データ・ストリームを複数のパケットに分割する前に再スケーリングする工程を更に含む請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 前記復元されたパケットを表示するステップは液晶ディスプレイによって行われる請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の方法。

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