JP2016208176A - 受信端末及び映像視聴システム - Google Patents

Abstract

【課題】マルチウィンドウ環境で映像視聴とＷＥＢ利用を同時利用する場合でも両サービスの品質を大きく損ねることのない受信端末及び映像視聴システムを提供する。【解決手段】受信端末１は、映像視聴とＷＥＢサービスを同時利用する受信端末１であって、映像視聴時のアダプティブストリーミングを制御するアダプティブ制御部１４と、アダプティブ制御部１４によるアダプティブストリーミングで保持されるバッファ量が閾値以下になった際、ＷＥＢ利用の帯域を制限するための帯域制御情報を算出する帯域制御部１２と、帯域制御部１２により算出された帯域制御情報をＷＥＢサーバ３に送信する通信部１１とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、受信端末及び映像視聴システムに関し、特に、マルチウィンドウ環境での映像視聴における帯域制御技術に関する。

昨今、テレビでのインターネットの利用が普及し、今後、マルチウィンドウにより映像視聴やＷＥＢサービスを同時に利用するケースが増えると想定される。そのため、マルチウィンドウ環境においても映像視聴の品質を損なわない技術が必要である（特許文献１〜３参照）。

特開２００５−３４８２８４号公報 特開２００８−３１１９０２号公報 特開２０００−２５３０２１号公報

ＮＷ（ネットワーク）の状況に応じて映像品質を調整することで、スループットが低下した場合でも映像再生が途切れないようにする技術（アダプティブストリーミング）は既にあるが、映像視聴とＷＥＢを同時利用する場合は、映像再生が途切れることがある。

図８は、従来の課題を説明するためのグラフである。図中の線Ｌ１はスループット（ＮＷの状況）を示し、線Ｌ２はＷＥＢで使用するＮＷ帯域（ＷＥＢ使用帯域）を示している。また、「低」「中」「高」は、映像コンテンツ２０の品質（ビットレート）を示している。

まず、映像視聴のみの場合、図８（ａ）に示すように、スループットＬ１により、取得する映像コンテンツ２０のビットレートを調整する。これにより、スループットＬ１が低下した場合でも映像再生が途切れないようにすることができる。

しかし、映像視聴とＷＥＢの同時利用の場合、図８（ｂ）に示すように、ＷＥＢ使用帯域Ｌ２の影響で映像視聴用に使用できるＮＷ帯域が減少し、映像コンテンツ２０の取得に時間がかかる。そのため、映像コンテンツ２０のダウンロードが間に合わないことで受信端末内のバッファが枯渇し、映像再生が途切れやすくなる（区間Ａ参照）。

本発明は、上述した従来の技術に鑑み、マルチウィンドウ環境で映像視聴とＷＥＢ利用を同時利用する場合でも両サービスの品質を大きく損ねることのない受信端末及び映像視聴システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、第１の態様に係る発明は、映像視聴とＷＥＢサービスを同時利用する受信端末であって、映像視聴時のアダプティブストリーミングを制御するアダプティブ制御部と、前記アダプティブ制御部によるアダプティブストリーミングで保持されるバッファ量が閾値以下になった際、ＷＥＢ利用の帯域を制限するための帯域制御情報を算出する帯域制御部と、前記帯域制御部により算出された帯域制御情報をＷＥＢサーバに送信する通信部とを備えることを要旨とする。

第２の態様に係る発明は、第１の態様に係る発明において、前記帯域制御部が、映像視聴用に少なくとも最低ビットレートの映像コンテンツが取得できるだけの帯域を確保することを要旨とする。

第３の態様に係る発明は、第２の態様に係る発明において、前記帯域制御部が、最低ビットレートのセグメントのサイズをｓ、１セグメントの再生時間をｔとした場合、前記帯域制御情報としてｓ／ｔを算出することを要旨とする。

第４の態様に係る発明は、第１〜第３の態様に係る発明において、前記帯域制御部が、前記バッファ量が回復した際、又はＷＥＢ利用が終了した際、ＷＥＢ利用の帯域制限を解除することを要旨とする。

上記目的を達成するため、第５の態様に係る発明は、映像視聴システムであって、第１〜第４の態様に係る受信端末と、前記受信端末に映像を配信する映像配信サーバと、前記受信端末からの帯域制御情報に基づいてＷＥＢ利用の帯域を制限するＷＥＢサーバとを備えることを要旨とする。

本発明によれば、マルチウィンドウ環境で映像視聴とＷＥＢ利用を同時利用する場合でも両サービスの品質を大きく損ねることのない受信端末及び映像視聴システムを提供することが可能である。

本発明の実施の形態における受信端末の利用環境を示す図である。 本発明の実施の形態における映像視聴システムの構成図である。 本発明の実施の形態における受信端末の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態における映像視聴システムの説明図である。 本発明の実施の形態における映像視聴システムのシーケンス図である。 本発明の実施の形態における受信端末の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態の効果を示すグラフである。 従来の課題を説明するためのグラフである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための映像視聴システムを例示するものであり、装置の構成やデータの構成等は以下の実施の形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の形態における受信端末１の利用環境を示す図である。ここでは、マルチウィンドウにより映像視聴とＷＥＢサービスを同時に利用する場合を想定している。

受信端末１は、ＳＴＢ（セットトップボックス）等の端末である。映像配信サーバ２は、ＶＯＤ（Video On Demand）等の映像配信サービスを提供する装置である。ＷＥＢサーバ３は、ＷＥＢサービスを提供する装置である。ディスプレイ４は、テレビ等の表示装置である。

受信端末１は、アダプティブストリーミングに対応している。アダプティブストリーミングとは、視聴者の通信環境に応じて自動的にコンテンツの品質・サイズを変更することができる映像配信方式である。アダプティブストリーミングで映像配信する場合の映像コンテンツの最小単位は「セグメント」と呼ばれる。

図２は、本発明の実施の形態における映像視聴システムの構成図である。この図に示すように、受信端末１は、ブロードバンドルータ６を介して通信網５に接続されている。受信端末１は、映像配信サーバ２から映像コンテンツを受信してディスプレイ４に出力するとともに、ＷＥＢサーバ３からＨＴＭＬ文書等を受信してディスプレイ４に出力する。

図３は、本発明の実施の形態における受信端末１の機能ブロック図である。この図に示すように、受信端末１は、通信部１１と、帯域制御部１２と、アプリケーション実行部１３と、アダプティブ制御部１４と、レンダリング部１５と、映像デコード部１６と、ディスプレイ出力部１７とを備える。通信部１１は、ＮＷ（ブロードバンドルータ６）との通信を行う。アプリケーション実行部１３は、映像視聴アプリやＷＥＢサービス利用アプリ等のアプリケーションプログラムを実行する。アダプティブ制御部１４は、映像視聴時のアダプティブストリーミングを制御する機能部であり、取得したセグメント２１から直近のスループットを計算し、次に取得するセグメント２１の品質（ビットレート）を決定する。帯域制御部１２は、バッファ量が減少した際に、ＷＥＢ利用の制限帯域を算出する。映像デコード部１６は、映像データのデコード処理を行う。レンダリング部１５は、画面を生成する。ディスプレイ出力部１７は、ディスプレイ４に画面を出力する。

図４は、本発明の実施の形態における映像視聴システムの説明図である。

まず、図４（ａ）を用いて、映像視聴のみの場合について説明する。映像配信サーバ２は、一つの映像コンテンツ２０に対して複数のビットレート（高、中、低）のセグメント２１を用意している。受信端末１は、ダウンロードする映像コンテンツ２０のビットレートをスループットに応じて選択する。具体的には、スループットが高ければ高ビットレートのセグメント２１、スループットが低ければ低ビットレートのセグメント２１を選択するようになっている。

受信端末１は、例えば６個のバッファ（未再生セグメント）を保持し、順次再生する。ここでは、最低ビットレート（低ビットレート）のセグメント２１のサイズをｓ（Ｍｂｉｔ）、１つのセグメント２１の再生時間をｔ（秒）として説明する。

次に、図４（ｂ）を用いて、映像視聴とＷＥＢを同時利用する場合について説明する。まず、映像視聴中にＷＥＢサービスの同時利用を開始すると、ＮＷのスループット低下によりセグメント２１のダウンロードに時間がかかり、受信端末１内のバッファ量が減少する。そこで、バッファの枯渇による映像停止を防ぐために、１つのセグメント２１の再生時間内に低ビットレートのセグメント２１を取得完了するのに必要なスループット（ｓ／ｔ）を計算し、そのスループットを確保するために制限をかけるべきＷＥＢの帯域を算出する。具体的には、ＮＷのスループットをＴ（Ｍｂｐｓ）とすると、［Ｔ−ｓ／ｔ］（Ｍｂｐｓ）未満までＷＥＢの利用帯域を制限する。このように算出した帯域制御情報をＷＥＢサーバ３に送信すると、ＷＥＢサーバ３側で帯域制御情報に基づいてＷＥＢ利用の帯域を制限するようになっている。その後、バッファ量の回復またはＷＥＢ利用の終了により帯域制御解除の情報をＷＥＢサーバ３に送信すると、ＷＥＢサーバ３側で帯域制御を解除するようになっている。

このように、本実施の形態では、ＮＷ状況及び映像再生状況（バッファ量）から、映像再生に最低限必要なスループットを計算し、ＷＥＢ使用帯域を制御する。そのため、マルチウィンドウ環境で映像視聴とＷＥＢ利用を同時利用する場合でも両サービスの品質を大きく損ねることがないという効果が得られる。

図５は、本発明の実施の形態における映像視聴システムのシーケンス図である。

まず、アプリケーション実行部１３は、映像視聴アプリとＷＥＢサービス利用アプリの両方が起動されている場合、映像視聴、ＷＥＢの同時利用と判断する（Ｓ１）。この場合、映像配信サーバ２に映像コンテンツ２０を要求し、映像配信サーバ２から映像コンテンツ２０を取得すると（Ｓ２→Ｓ３）、映像データを映像デコード部１６に通知し（Ｓ４）、取得した映像コンテンツ２０のダウンロード情報をアダプティブ制御部１４に通知する（Ｓ５）。

次いで、映像デコード部１６は、映像データのデコード処理を行う（Ｓ６）。

一方、アダプティブ制御部１４は、取得したセグメント２１から直近のスループットを計算し、次に取得するセグメント２１のビットレートを決定する（Ｓ７）。また、次のセグメント２１の取得時にバッファ量を確認し、バッファ量が減少していた場合、ＷＥＢの帯域制御を行う（Ｓ８）。具体的には、低ビットレートのセグメント２１の取得に必要な帯域の情報を帯域制御部１２に通知する（Ｓ９）。これにより、帯域制御部１２がＷＥＢサーバ３に帯域制御情報を送信すると（Ｓ１０）、ＷＥＢサーバ３が帯域制御を開始する（Ｓ１１）。

次いで、アプリケーション実行部１３は、アダプティブ制御部１４から次取得セグメント情報を受信すると、映像配信サーバ２に映像コンテンツ２０を要求し、映像配信サーバ２から映像コンテンツ２０を取得する（Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ１４）。ＷＥＢの帯域制御中は、低ビットレートのセグメント２１を取得することになる（Ｓ１４）。

その後、アダプティブ制御部１４は、スループットが向上し、バッファ量が回復すると（Ｓ１５〜Ｓ１９）、バッファ回復情報を帯域制御部１２に通知する（Ｓ２０）。これにより、帯域制御部１２がＷＥＢサーバ３に帯域制御解除の情報を送信すると（Ｓ２１）、ＷＥＢサーバ３が帯域制御を解除する（Ｓ２２）。

図６は、本発明の実施の形態における受信端末１の動作を示すフローチャートである。

受信端末１は、映像視聴、ＷＥＢの同時利用を開始している（Ｓ３１）。次のセグメント２１の取得時にバッファ量を確認し、バッファ量が閾値以下であれば、最低ビットレートのセグメント２１の取得に必要な帯域を計算し、ＷＥＢ利用の帯域制御値をＷＥＢサーバ３に送信する（Ｓ３２→Ｓ３３→Ｓ３４→Ｓ３５）。例えば、最低ビットレートのセグメント２１のサイズをｓ（Ｍｂｉｔ）、１セグメントの再生時間をｔ（秒）とすると、帯域制御値（帯域制御情報の値）はｓ／ｔ（Ｍｂｐｓ）である。

次いで、受信端末１は、次のセグメント２１の取得時にバッファ量を確認し、バッファ量が閾値以下であれば、ステップＳ３４に戻る（Ｓ３６→Ｓ３７→Ｓ３４）。一方、次のセグメント２１の取得時にバッファ量を確認し、バッファ量が閾値以下でなければ、帯域制御解除の情報をＷＥＢサーバに送信する（Ｓ３６→Ｓ３７→Ｓ３８）。例えば、６個の未再生セグメントを保持する場合、閾値は６×ｔ（秒）とすればよい。

映像視聴、ＷＥＢの同時利用中は以上の動作を繰り返す（Ｓ３２〜Ｓ３９）。

なお、ここでは、次のセグメント２１の取得時に帯域制御値をＷＥＢサーバ３に送信することとしているが（Ｓ３２→Ｓ３３→Ｓ３４→Ｓ３５）、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、同一の映像コンテンツ２０を視聴している間は、帯域制御値ｓ／ｔ（Ｍｂｐｓ）が変わらないため、帯域制御値をＷＥＢサーバ３に送信するのは１回だけでもよい。

図７は、本発明の実施の形態の効果を示すグラフである。この図に示すように、ＷＥＢの利用により映像コンテンツ２０のバッファが枯渇する場合は、図中の矢印のように、ＷＥＢ使用帯域Ｌ２を絞るように制御し、映像視聴用に少なくとも最低ビットレートの映像コンテンツ２０が取得できるだけの帯域を確保する。これにより、映像視聴とＷＥＢ利用を同時利用する場合でも安定して両サービスを利用することができる。

以上のように、本発明の実施の形態における受信端末１は、映像視聴とＷＥＢサービスを同時利用する受信端末１であって、映像視聴時のアダプティブストリーミングを制御するアダプティブ制御部１４と、アダプティブ制御部１４によるアダプティブストリーミングで保持されるバッファ量が閾値以下になった際、ＷＥＢ利用の帯域を制限するための帯域制御情報を算出する帯域制御部１２と、帯域制御部１２により算出された帯域制御情報をＷＥＢサーバ３に送信する通信部１１とを備える。これにより、映像再生状況（映像コンテンツ取得時のスループット及び受信端末１内のバッファ量）をリアルタイムに加味して、ＷＥＢサービス利用のＮＷ帯域を制御することができる。そのため、マルチウィンドウ環境で映像視聴とＷＥＢ利用を同時利用する場合でも両サービスの品質を大きく損ねることがないという効果が得られる。

具体的には、帯域制御部１２は、映像視聴用に少なくとも最低ビットレートの映像コンテンツ２０が取得できるだけの帯域を確保してもよい。これにより、ネットワークの帯域が変動する環境下においても、少なくとも最低ビットレートのコンテンツは取得できるため、確実に映像再生の途切れが生じないようＷＥＢ利用の帯域を制御することが可能である。

また、帯域制御部１２は、最低ビットレートのセグメントのサイズをｓ、１セグメントの再生時間をｔとした場合、帯域制御情報としてｓ／ｔを算出してもよい。これにより、１セグメントの再生時間ｔに応じて最適な帯域制御値を算出することが可能である。

また、帯域制御部１２は、バッファ量が回復した際、又はＷＥＢ利用が終了した際、ＷＥＢ利用の帯域制限を解除してもよい。これにより、ＷＥＢ利用の帯域制限が不要になると、即座にＷＥＢ利用の帯域制限を解除することが可能である。

なお、本発明は、受信端末１として実現することができるだけでなく、受信端末１が備える特徴的な処理部を各ステップとする映像視聴方法として実現したり、それら各ステップをコンピュータに実行させる映像視聴プログラムとして実現したりすることも可能である。このようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の伝送媒体を介して配信することができるのはいうまでもない。

１…受信端末
２…映像配信サーバ
３…ＷＥＢサーバ
４…ディスプレイ
５…通信網
６…ブロードバンドルータ
１１…通信部
１２…帯域制御部
１３…アプリケーション実行部
１４…アダプティブ制御部
１５…レンダリング部
１６…映像デコード部
１７…ディスプレイ出力部

上記目的を達成するため、第１の態様に係る発明は、映像視聴とＷＥＢサービスを同時利用する受信端末であって、映像視聴時のアダプティブストリーミングを制御するアダプティブ制御部と、前記アダプティブ制御部によるアダプティブストリーミングで保持されるバッファ量が閾値以下になった際、ＷＥＢ利用の帯域を制限するための帯域制御情報を算出する帯域制御部と、前記帯域制御部により算出された帯域制御情報をＷＥＢサーバに送信する通信部とを備え、前記帯域制御部は、映像視聴用に少なくとも最低ビットレートの映像コンテンツが取得できるだけの帯域を確保するため、最低ビットレートのセグメントのサイズをｓ、１セグメントの再生時間をｔとした場合、前記帯域制御情報としてｓ／ｔを算出し、前記ＷＥＢサーバは、ネットワークのスループットをＴとした場合、［Ｔ−ｓ／ｔ］未満までＷＥＢ利用の帯域を制限することを要旨とする。

上記目的を達成するため、第２の態様に係る発明は、映像視聴システムであって、映像視聴とＷＥＢサービスを同時利用する受信端末と、前記受信端末に映像を配信する映像配信サーバと、前記受信端末からの帯域制御情報に基づいてＷＥＢ利用の帯域を制限するＷＥＢサーバとを備え、前記受信端末は、映像視聴時のアダプティブストリーミングを制御するアダプティブ制御部と、前記アダプティブ制御部によるアダプティブストリーミングで保持されるバッファ量が閾値以下になった際、ＷＥＢ利用の帯域を制限するための帯域制御情報を算出する帯域制御部と、前記帯域制御部により算出された帯域制御情報をＷＥＢサーバに送信する通信部とを備え、前記帯域制御部は、映像視聴用に少なくとも最低ビットレートの映像コンテンツが取得できるだけの帯域を確保するため、最低ビットレートのセグメントのサイズをｓ、１セグメントの再生時間をｔとした場合、前記帯域制御情報としてｓ／ｔを算出し、前記ＷＥＢサーバは、ネットワークのスループットをＴとした場合、［Ｔ−ｓ／ｔ］未満までＷＥＢ利用の帯域を制限することを要旨とする。

上記目的を達成するため、第１の態様に係る発明は、映像視聴とＷＥＢサービスを同時利用する受信端末であって、映像視聴時のアダプティブストリーミングを制御するアダプティブ制御部と、次のセグメントの取得時、前記アダプティブ制御部によるアダプティブストリーミングで保持されるバッファ量を確認し、前記バッファ量が閾値以下になった際、ＷＥＢ利用の帯域を制限するための帯域制御情報を算出する帯域制御部と、同一の映像コンテンツを視聴している間に１回だけ前記帯域制御部により算出された帯域制御情報をＷＥＢサーバに送信する通信部とを備え、前記帯域制御部は、映像視聴用に少なくとも最低ビットレートの映像コンテンツが取得できるだけの帯域を確保するため、最低ビットレートのセグメントのサイズをｓ、１セグメントの再生時間をｔとした場合、前記帯域制御情報としてｓ／ｔを算出し、前記ＷＥＢサーバは、ネットワークのスループットをＴとした場合、［Ｔ−ｓ／ｔ］未満までＷＥＢ利用の帯域を制限することを要旨とする。

上記目的を達成するため、第２の態様に係る発明は、映像視聴システムであって、映像視聴とＷＥＢサービスを同時利用する受信端末と、前記受信端末に映像を配信する映像配信サーバと、前記受信端末からの帯域制御情報に基づいてＷＥＢ利用の帯域を制限するＷＥＢサーバとを備え、前記受信端末は、映像視聴時のアダプティブストリーミングを制御するアダプティブ制御部と、次のセグメントの取得時、前記アダプティブ制御部によるアダプティブストリーミングで保持されるバッファ量を確認し、前記バッファ量が閾値以下になった際、ＷＥＢ利用の帯域を制限するための帯域制御情報を算出する帯域制御部と、同一の映像コンテンツを視聴している間に１回だけ前記帯域制御部により算出された帯域制御情報をＷＥＢサーバに送信する通信部とを備え、前記帯域制御部は、映像視聴用に少なくとも最低ビットレートの映像コンテンツが取得できるだけの帯域を確保するため、最低ビットレートのセグメントのサイズをｓ、１セグメントの再生時間をｔとした場合、前記帯域制御情報としてｓ／ｔを算出し、前記ＷＥＢサーバは、ネットワークのスループットをＴとした場合、［Ｔ−ｓ／ｔ］未満までＷＥＢ利用の帯域を制限することを要旨とする。

Claims (5)

1. 映像視聴とＷＥＢサービスを同時利用する受信端末であって、
   映像視聴時のアダプティブストリーミングを制御するアダプティブ制御部と、
   前記アダプティブ制御部によるアダプティブストリーミングで保持されるバッファ量が閾値以下になった際、ＷＥＢ利用の帯域を制限するための帯域制御情報を算出する帯域制御部と、
   前記帯域制御部により算出された帯域制御情報をＷＥＢサーバに送信する通信部と
   を備えることを特徴とする受信端末。
2. 前記帯域制御部は、映像視聴用に少なくとも最低ビットレートの映像コンテンツが取得できるだけの帯域を確保することを特徴とする請求項１に記載の受信端末。
3. 前記帯域制御部は、最低ビットレートのセグメントのサイズをｓ、１セグメントの再生時間をｔとした場合、前記帯域制御情報としてｓ／ｔを算出することを特徴とする請求項２に記載の受信端末。
4. 前記帯域制御部は、前記バッファ量が回復した際、又はＷＥＢ利用が終了した際、ＷＥＢ利用の帯域制限を解除することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の受信端末。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の受信端末と、
   前記受信端末に映像を配信する映像配信サーバと、
   前記受信端末からの帯域制御情報に基づいてＷＥＢ利用の帯域を制限するＷＥＢサーバと
   を備えることを特徴とする映像視聴システム。

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