JP2017034591A - メタデータ配信システム、メタデータ配信方法及びメタデータ配信プログラム - Google Patents

メタデータ配信システム、メタデータ配信方法及びメタデータ配信プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】メタデータの配信時に生じる処理の遅延を抑制するシステム、方法及びプログラムを提供する。【解決手段】メタデータ送信装置100は、映像コンテンツ内のオブジェクトに関する情報をXML(Extensible Markup Language)形式に変換したメタデータを送信し、時間の経過に伴い変化するオブジェクトの差分情報をDOM(Document Object Model)形式で随時送信する。一方、メタデータ受信装置200は、送信されたXML形式のメタデータにDOM形式の差分情報を結合する。【選択図】図1

Description

本発明は、メタデータを配信する技術、特に映像コンテンツ内のオブジェクトに関する情報をメタデータとして送信する技術に関する。
現在、スポーツイベント等の中継では様々なアングルから撮影が行われ、興業における情報(センサ技術や手運用によるイベントデータ)も即時公開される環境が整備されており、多様な形態でライブ映像配信を行うことができる。加えてユーザによる撮影映像のインターネット配信等、ライブ映像の視聴選択肢は増加傾向にある。また、テレビやタブレット等によりマルチスクリーン環境を容易に確保できる状況であり、別画面で興味のある情報を随時取得することができる。
このような状況において、コンテンツに対する嗜好は多様化しつつあり、従来のように編集及び編成された放送型のコンテンツではなく、複数のコンテンツの中から所望のコンテンツを注目イベント・オブジェクト単位で自分の思い通りに選択して視聴したい(マルチコンテンツサービス)という要望が生じている。例えば、野球中継であれば、投手→打者→野手のようにボールの所在を示すイベントを中心としたライブ映像と共に、注目選手の映像を抽出してズームアップし、同一映像内に常時表示したいという要望がある(図4参照)。その他、競馬中継であれば注目馬のパドック映像、ゴルフ中継であれば18番ホール映像等を常時表示したいという要望が考えられる。
従来のコンテンツ配信システムでは、リアルタイム性を重視し、ライブ映像やライブ音声以外に、コンテンツ内のオブジェクトに関する情報(オブジェクト情報)についてもライブ配信が行われている。具体的には、既存の映像解析技術を用いて時系列の各画像フレームからオブジェクトの表示位置や表示時間等を特定し、その情報をXML(Extensible Markup Language)形式に変換して、メタデータとしてUDPで随時配信(マルチキャスト又はユニキャスト配信)を行っている(非特許文献1−3)。
"サーバー型放送における符号化、伝送及び蓄積制御方式"、社団法人電波産業会、標準規格ARIB STD-B38 2.0版、平成22年4月 "CDN Scope Service Approach Specifications"、IPTV Forum Japan、IPTVFJ STD-0006 Version 1.3、2010年8月6日 "Information technology−Multimedia content description interface"、Part 3: Visual、ISO/IEC 15938-3:2002、2004年 川添、"2020エポックメイキングプロジェクト"、NTT技術ジャーナル、2015年4月、p.28-p.32
オブジェクト情報がシーンの切り替えタイミングやオブジェクトの表示タイミング程度であれば、その情報の情報量は少なく、従来の配信方法でも問題はない。しかし、ユーザの嗜好に合わせたズームアップや瞬間的なイベントに対応した切り替えを行いたいという要求も多く、より多様でかつ情報量の多いオブジェクト情報を扱いつつより高いリアルタイム性が要求されており、従来の配信方法ではおのずと限界がある。
図5を参照しながら、従来の配信方法により生じる課題について詳述する。従来のコンテンツ配信システムは、メタデータ送信装置とメタデータ受信装置とを含めて構成される。勿論、そのコンテンツ配信システムではライブ映像及びライブ音声も配信対象であるが、ここではそれらの配信時に映像解析されたコンテンツ内のオブジェクト情報の配信方法に注目する。
<課題1:データ蓄積遅延>
オブジェクト情報は、メタデータ送信装置により、XML形式に変換されてメタデータとして送信される。このとき、メタデータ自身が意味を持った情報となるようにまとめた上で送信する必要がある。しかし、情報量の多いメタデータを一定時間分まとめて送受信する場合、データの蓄積待ちによる遅延やパケット実装への分割及び結合処理による遅延が発生する。
<課題2:部分欠損に伴う広範囲のメタデータ欠損の発生>
一度に送信するメタデータの情報量が多い場合、そのメタデータは1パケット内に収まらない可能性が高い。そのため、メタデータ受信装置において、パケットロスした際の処理(データの正規化等)が煩雑となる。また、パケットロスによるメタデータの部分欠損により、そのメタデータ全部を破棄しなければならない。
<課題3:構文解析処理時間の増加>
メタデータの情報量が多い場合、メタデータ受信装置で行うXMLデータの構文解析にリアルタイム性を無視できない程の処理時間が発生する。
<課題4:精度の粗いメタデータの保持>
ライブ映像を録画しておく場合、メタデータもタイムシフト用として随時保持される。しかし、前述した理由によりパケットロス等が発生し、時系列な複数のメタデータのうち一部が破棄されてしまうと、タイムシフト用として用いられるメタデータ全体としての精度が荒くなってしまう。
以上の課題をまとめると、従来の配信方法では、常にコンテンツ内のオブジェクト情報を意味のある単位や理解できる単位にまとめた上でXMLデータ化して配信するため、データを蓄積するまでの遅延が発生すると共に、配信するメタデータの情報量が膨大となり、XMLデータの構文解析処理に遅延が発生するという課題があった。
現在では、感動の共有等、実際に会場等での雰囲気を伝達する要求もあり、伝達する情報量の増加は加速する傾向にある(非特許文献4)。加えてマルチコンテンツサービスでは、複数のコンテンツ情報を即座に視聴者に配信することにより自動的にユーザの嗜好に合わせたコンテンツ切替(コンテンツ提示内容の自動選択)を行うことが必要とされ、その情報量は更に膨大になる。従い、情報量が多くなるにつれてリアルタイム性の実現が困難となりつつある。
そのため、現在及び将来において、膨大な情報量のコンテンツ情報を扱いつつ、より即時性を高く持ったメタデータの送受信環境を整備する必要がある。また、送受信におけるリアルタイム性の向上に加え、情報の構文解析等の簡略化等により、遅延を最小限に抑えることが望まれている。
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、メタデータの配信時に生じる処理の遅延を抑制することを目的とする。
以上の課題を解決するため、請求項1に記載のメタデータ配信システムは、メタデータの送信装置と受信装置とを備えたメタデータ配信システムにおいて、前記送信装置は、映像コンテンツ内のオブジェクトに関する情報をXML形式に変換したメタデータを送信し、時間の経過に伴い変化するオブジェクトの差分情報をDOM形式で随時送信する送信手段、を備え、前記受信装置は、前記XML形式のメタデータに前記DOM形式の差分情報を結合する結合手段、を備えることを要旨とする。
請求項2に記載のメタデータ配信システムは、請求項1に記載のメタデータ配信システムにおいて、前記送信手段は、前記メタデータを一回のみ送信することを要旨とする。
請求項3に記載のメタデータ配信システムは、請求項1又は2に記載のメタデータ配信システムにおいて、前記送信手段は、一定時間経過後の映像コンテンツに基づく前記メタデータを定期的に送信することを要旨とする。
請求項4に記載のメタデータ配信システムは、請求項1乃至3のいずれかに記載のメタデータ配信システムにおいて、前記差分情報は、規定の1パケットのデータ領域に収まるサイズであることを要旨とする。
請求項5に記載のメタデータ配信システムは、請求項1乃至4のいずれかに記載のメタデータ配信システムにおいて、前記メタデータは、意味を持つ一定単位に含まれる1又は複数のオブジェクトに関する情報を用いて生成されることを要旨とする。
請求項6に記載のメタデータ配信システムは、請求項1乃至5のいずれかに記載のメタデータ配信システムにおいて、前記送信装置は、過去又は時間的に前後する映像コンテンツを用いて前記オブジェクトに関する情報を補正する補正手段を更に備えることを要旨とする。
請求項7に記載のメタデータ配信方法は、メタデータの送信装置と受信装置とで行うメタデータ配信方法において、前記送信装置は、映像コンテンツ内のオブジェクトに関する情報をXML形式に変換したメタデータを送信し、時間の経過に伴い変化するオブジェクトの差分情報をDOM形式で随時送信するステップ、を備え、前記受信装置は、前記XML形式のメタデータに前記DOM形式の差分情報を結合するステップ、を備えることを要旨とする。
請求項8に記載のメタデータ配信プログラムは、請求項1乃至6のいずれかに記載のメタデータ配信システムとしてコンピュータを機能させることを要旨とする。
本発明によれば、メタデータの配信時に生じる処理の遅延を抑制できる。
メタデータ配信システムの全体構成を示す図である。 メタデータ配信システムの動作を説明する際の参照図である。 メタデータ配信システムによる効果を説明する際の参照図である。 マルチコンテンツサービスのイメージを示す図である。 従来技術の課題を説明する際の参照図である。
前述した課題を解決するため、本発明では、メタデータ内のXMLデータがタグとその間のデータとをそれぞれノードとしたツリー状(DOM(Document Object Model)ツリー)の階層構造であり、DOM−API(Application Program Interface)を利用することで各ノードを部分的に検索、追加、削除可能であることに着目する。
そして、そのような複雑な階層構造を持つXML形式のメタデータの構造を送受信側の双方で予め共有し、時間の経過に伴い変化する最小単位でのオブジェクトの差分情報のみをDOM形式のままで随時配信することにより、ライブ映像といった膨大な情報量のコンテンツに対応可能なメタデータ配信方式を実現する。
一方、上記差分情報の配信時間間隔を短くすればするほど、リアルタイム性を重視した場合、送信側での補正処理が荒いまま配信せざるを得ない状況となる。例えば、オブジェクトの表示位置を滑らかに追随させる場合、時系列な複数の映像解析情報(コンテンツ情報)を用いて表示位置の補間処理を行う必要があるが、その補間処理や残部分情報の破棄処理等を省略した状態で配信しなければならない。そこで、差分情報の配信処理と並行して、ある程度情報が蓄積しつつ精度の高い補正処理を施したXML形式のメタデータを定期配信することにより、一定時間経過後の視聴については精度の高い視聴環境を実現する。
すなわち、本発明では、XML形式のメタデータを初回及び定期に配信し、差分情報についてはDOM形式のままで配信することを特徴としている。なお、「DOM形式のままで配信」とは、例えばJavaScript形式等、コンテンツ内のオブジェクト情報をDOMインタフェース状態のまま、つまり上位のアプリケーションが理解できる形式で配信することをいう。以下、本発明を実施する一実施の形態について図面を用いて説明する。
図1は、本実施の形態に係るメタデータ配信システムの全体構成を示す図である。このメタデータ配信システム1は、メタデータを送信するメタデータ送信装置100と、そのメタデータを受信するメタデータ受信装置200と、を備えて構成される。これら2つの装置100,200は、相互に通信可能に物理的及び論理的に接続されている。
本実施の形態において、メタデータ配信システム1は、ライブ映像及びライブ音声を配信する前述のコンテンツ配信システム(不図示)の一部を構成するものとする。また、そのコンテンツ配信システムは、認識技術やトラッキング技術等といった既存の映像解析技術を用いて、撮影映像内の時系列な複数の画像フレームからオブジェクト情報を解析し、その解析結果を映像解析情報としてメタデータ配信システム1に送信するものとする。
続いて、メタデータ送信装置100について説明する。メタデータ送信装置100は、情報受信部11と、情報蓄積部12と、情報補正部13と、第1のメタデータ生成部14と、第2のメタデータ生成部15と、メタデータ送信部16と、を備えて構成される。例えば、サーバ等のコンピュータを用いて実現可能である。
情報受信部11は、コンテンツ配信システムからの映像解析情報を受信し、その受信毎に情報蓄積部12に随時送信して蓄積させ、かつ第2のメタデータ生成部15にも送信する。映像解析情報とは、コンテンツ内のオブジェクトに関する情報(オブジェクト情報)である。例えば、各時刻に撮影された1又は複数のオブジェクトの表示位置や表示時間等の情報である。
情報蓄積部12は、受信したオブジェクト情報を随時蓄積する。この機能部については、メモリやハードディスク等の単純な記憶装置、データ管理機能等を持つデータベース装置等を用いて実現可能である。
情報補正部13は、一定期間に蓄積された意味のある単位や理解できる単位の1又は複数のオブジェクト情報を情報蓄積部12から取得し、所定の補正処理を実行する。例えば、オブジェクト情報がオブジェクトの表示位置である場合、その表示位置が滑らかに追随されるように、近似曲線や近似直線等を用いて線形化等の処理を行い、直前までの表示位置の推移を踏まえ、解析された現時点の映像フレームでの表示位置を適切な表示位置に補正する。その他、一定期間内でオブジェクト情報が欠落していると判定した場合には、その時刻前後のオブジェクト情報を用いてその間のオブジェクト情報を補間する補正も考えられる。
第1のメタデータ生成部14は、補正され、一定期間に蓄積された意味のある単位や理解できる単位の1又は複数のオブジェクト情報をXML形式に変換し、XMLデータ化されたメタデータ(XMLメタデータ)を生成する。
第2のメタデータ生成部15は、コンテンツ配信システムからの映像解析情報を随時受信し、XML形式に変換することなく、受信する毎にDOM形式のままのメタデータ(DOMメタデータ)を生成する。つまり、この機能部では、意味のある単位や理解できる単位に収集されるまで待つことなく、XMLデータに結合させる処理を行わず、受信したオブジェクト情報について、その結合前の状態であるDOM形式のデータを生成する。このDOM形式のデータは、XMLメタデータを成すXMLデータの一部、つまりXMLデータに対する差分情報(差分DOM)に相当する。
メタデータ送信部16は、第1のメタデータ生成部14で生成されたXMLメタデータを初回及び定期にメタデータ受信装置200へ送信する。また、第2のメタデータ生成部15でDOMメタデータが生成される毎に、その都度、メタデータ受信装置200へ随時送信する。
続いて、メタデータ受信装置200について説明する。メタデータ受信装置200は、メタデータ受信部21と、構文解析部22と、メタデータ結合部23と、メタデータ認識部24と、を備えて構成される。例えば、サーバ、パソコン、スマートフォン、タブレット等のコンピュータを用いて実現可能である。メタデータ受信装置200は一般的に複数であることが考えられる。
メタデータ受信部21は、メタデータ送信装置100からのメタデータを受信し、XMLメタデータの場合は構文解析部22に送信し、DOMメタデータの場合はメタデータ結合部23に送信する。この場合分けについては、例えばXMLメタデータのみに含まれるタグの有無に基づき判定してもよい。
構文解析部22は、受信したXMLメタデータに含まれるXMLデータの構文を解析する。具体的には、XMLデータからDOMツリーの階層構造を解析(DOM化)する。例えば、あるタグAに関連するデータや該タグAの下層に位置するタグA’に関連するデータを特定し、受信したXMLデータのDOMツリーを生成する。
メタデータ結合部23は、DOMメタデータに含まれるDOM形式のデータより該データの結合先を特定し、構文解析された初回及び/又は定期のXMLデータの構造に結合(更新、追記又は削除)する。なお、DOM形式のデータの結合先を特定する方法については既存技術である。これは、冒頭で説明した通り、各ノードを部分的に検索、追加、削除可能であるからである。
メタデータ認識部24は、結合処理により更新されたXMLデータの内容を認識する。具体的には、構文解析部22と同様に、更新後のXMLデータに基づき、あるタグAに関連するデータやタグA’に関連するデータが何であるかを特定し、その特定結果を出力する。この特定結果には結合後の内容が含まれており、APIを介して例えば映像再生アプリケーションプログラムに提供される。
次に、図2を参照しながら、メタデータ配信システム1の動作について説明する。ここでは、前述した各装置100,200の有する機能に基づき、本実施の形態における特徴的な動作を中心に説明する。
最初に、1つ目の動作例について説明する。この動作例は、XMLメタデータを初回のみ送信する方法である。
まず、メタデータ送信装置100は、コンテンツ配信システムより時系列な複数の映像解析情報(オブジェクト情報)を収集し、そのオブジェクト情報に対して補正(オブジェクトの位置情報等の補正)を行った後に、一定期間に蓄積された意味のある単位や理解できる単位の1又は複数のオブジェクト情報をXML形式に変換し、そのXML形式のメタデータを生成して、ライブ映像配信が開始されたタイミングにのみメタデータ受信装置200へ送信する(ステップS101)。
また、メタデータ送信装置100は、コンテンツ配信システムより新たな映像解析情報を受信すると、XML形式に変換することなく、その受信したオブジェクト情報(過去のオブジェクト情報に対する部分的な差分情報)に対してDOM形式による階層化を行い、1パケットに収まる大きさを単位として、階層化されたDOM形式のメタデータをメタデータ受信装置200へ送信する(ステップS102)。
その後、メタデータ受信装置200は、ステップS101で送信されたXML形式のメタデータを1回のみ取得し、そのメタデータに含まれるXMLデータの階層構造、つまりDOMツリーの階層構造を解析して認識する(ステップS103)。
また、メタデータ受信装置200は、ステップS102でDOM形式のメタデータが送信された場合、ステップS103で予め解析して認識していたDOMツリーの階層構造に基づき、その送信されたDOM形式のメタデータを該DOMツリーに結合する(ステップS104)。つまり、ここでは部分的な差分情報を用いてXMLデータを最新の状態に整形する処理を行っている。
このように、1つ目の動作例では、ステップS102において、新たなオブジェクト情報をDOM形式のまま送信するので、メタデータ送信装置100で常に行っていたXMLデータ化の処理を大幅に割愛することができ、処理遅延の発生を回避することができる。また、メタデータ受信装置200においても、該新たなオブジェクト情報に対するXMLデータの構文解析処理を割愛することができ、処理遅延の発生を回避することができる。
また、リアルタイム性を考慮して再送制御機構のないUDPで配信する場合、パケットロスの影響をメタデータ受信装置200で抑制するため、データの正規性処理等を行う必要がある。一方、本動作例では、ステップS102において、極小単位のオブジェクト情報を1パケット内に収めるようにしている。これにより、パケットロスが生じた場合であっても、極小単位のオブジェクト情報毎に損失することとなり、その影響を極小範囲に留めることができる。また、それ以外のオブジェクト情報の結合処理には影響しないので、その微小な影響を無視(補間処理や残部分情報の破棄処理が不要)してリアルタイムサービスを継続することができる。
次に、2つ目の動作例について説明する。この動作例は、XMLメタデータを定期に送信する方法である。
まず、メタデータ送信装置100は、リアルタイムに生成され送信されるDOM形式のデータ(部分的な差分情報)とは別に、一定期間に蓄積された意味のある単位や理解できる単位の1又は複数のオブジェクト情報を用いて、本来要求されるべき情報精度を確保したXML形式のメタデータ(補正処理が行われたメタデータ)を定期的に生成する(ステップS201)。
次に、メタデータ送信装置100は、DOM形式のデータの配信と並行して、同一ストリーム又は別の配信要求に対する応答として、ステップS201で生成したXML形式のメタデータをその生成毎にメタデータ受信装置200へ送信する(ステップS202)。
その後、メタデータ受信装置200は、DOM形式のデータをXMLデータに結合すると共に、XML形式のメタデータを受信する毎にこれまでのXMLデータを該受信したメタデータに置き換え、これ以降に受信したDOM形式データについては該置き換え後のメタデータに結合する(ステップS203)。
このように、2つ目の動作例では、ステップS201,S202において、本来要求されるべき情報精度を確保したXML形式のメタデータを定期的に生成して定期に配信している。つまり、近似曲線等を用いた線形化処理によりオブジェクトの表示位置情報等を補正し、この補正が行われたメタデータを定期に送信するので、精度向上を施した(定期的に情報を整形した)メタデータを配信可能となり、ライブ視聴や一部巻戻って行うタイムシフト視聴する際により精度のよい視聴環境を提供することができる。
最後に、図3を参照しながら、本実施の形態による効果について、従来の配信方法による課題と比較しつつ説明する。
まず、課題1で説明したように、従来の配信方法の場合、意味を持った情報となるようにまとめた上でXMLメタデータを送信するため、データの蓄積待ちによる遅延やパケット実装への分割及び結合処理による遅延が発生する。これに対し、本実施の形態では、差分情報を1パケットに収めてDOM形式のままで随時配信するので、かかる遅延を回避することができる。
また、課題2で説明したように、従来の配信方法の場合、情報量の多いXMLメタデータは1パケット内に収まらないため、パケットロスによるXMLメタデータの部分欠損により、そのXMLメタデータ自体を破棄しなければならない。これに対し、本実施の形態では、差分情報を1パケットに収めて配信するので、パケットロスの影響を欠損パケットのみに留めることができる。
また、課題3で説明したように、従来の配信方法の場合、XMLメタデータの情報量が多いため、XMLデータの構文解析による遅延が発生する。これに対し、本実施の形態では、差分情報をDOM形式のままで配信して結合(受信したデータをそのままアプリケーションが理解できる情報として結合)するので、受信したパケットの結合処理による遅延やXMLデータの構文解析処理に要する遅延を削減することができる。
さらに、これらの手段及び効果に加え、本実施の形態では、ある程度情報が蓄積しつつ精度の高い補正処理を施したXMLメタデータを定期的に配信し、過去のXMLデータを該定期的なXMLデータで置き換えるので、ライブ視聴やタイムシフト視聴を行う際により精度のよい視聴環境を提供することができる。
最後に、本実施の形態に係るメタデータ配信システム1は、CPU等の演算機能やメモリ等の記憶機能を備えたコンピュータで実現できる。また、そのコンピュータを機能させるためのプログラムや該プログラムの記憶媒体を作成することも可能である。
1…メタデータ配信システム
100…メタデータ送信装置
11…情報受信部
12…情報蓄積部
13…情報補正部
14…第1のメタデータ生成部
15…第2のメタデータ生成部
16…メタデータ送信部
200…メタデータ受信装置
21…メタデータ受信部
22…構文解析部
23…メタデータ結合部
24…メタデータ認識部
S101〜S104,S201〜S203…ステップ

Claims (8)

  1. メタデータの送信装置と受信装置とを備えたメタデータ配信システムにおいて、
    前記送信装置は、
    映像コンテンツ内のオブジェクトに関する情報をXML形式に変換したメタデータを送信し、時間の経過に伴い変化するオブジェクトの差分情報をDOM形式で随時送信する送信手段、を備え、
    前記受信装置は、
    前記XML形式のメタデータに前記DOM形式の差分情報を結合する結合手段、
    を備えることを特徴とするメタデータ配信システム。
  2. 前記送信手段は、
    前記メタデータを一回のみ送信することを特徴とする請求項1に記載のメタデータ配信システム。
  3. 前記送信手段は、
    一定時間経過後の映像コンテンツに基づく前記メタデータを定期的に送信することを特徴とする請求項1又は2に記載のメタデータ配信システム。
  4. 前記差分情報は、
    規定の1パケットのデータ領域に収まるサイズであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のメタデータ配信システム。
  5. 前記メタデータは、
    意味を持つ一定単位に含まれる1又は複数のオブジェクトに関する情報を用いて生成されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のメタデータ配信システム。
  6. 前記送信装置は、
    過去又は時間的に前後する映像コンテンツを用いて前記オブジェクトに関する情報を補正する補正手段を更に備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のメタデータ配信システム。
  7. メタデータの送信装置と受信装置とで行うメタデータ配信方法において、
    前記送信装置は、
    映像コンテンツ内のオブジェクトに関する情報をXML形式に変換したメタデータを送信し、時間の経過に伴い変化するオブジェクトの差分情報をDOM形式で随時送信するステップ、を備え、
    前記受信装置は、
    前記XML形式のメタデータに前記DOM形式の差分情報を結合するステップ、
    を備えることを特徴とするメタデータ配信方法。
  8. 請求項1乃至6のいずれかに記載のメタデータ配信システムとしてコンピュータを機能させることを特徴とするメタデータ配信プログラム。
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辻山 昭彦、斎藤 信男: "分散するXML文書間の関係を効率的に保持する機構", 第64回(平成14年)全国大会講演論文集(3) データベースとメディア ネットワーク, JPN6016041711, 12 March 2002 (2002-03-12), pages 3 - 451, ISSN: 0003429622 *

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