JP3097063B2 - 動画の実時間多重読み書き方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動画の実時間多重
読み書き方法に関し、特に、ネットワークを介して転送
されてくる複数の動画に対して実時間でその動画を蓄積
装置に多重書き込みを行い、そして、即時にそれら動画
を蓄積装置より多重読み出しを行い、再びネットワーク
通じてそれらの動画を配送する方法、例えば、スポーツ
競技中継等のライブオンデマンドサービスや放送中のテ
レビ番組の遅延再放送サービスにおける、ビデオサーバ
内での多重アクセスに適用して有効な技術に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の多重入出力方法として、
タイムスロット多重方法（特願平３−５３３１０号）が
ある。図４はタイムスロット多重方法における処理タイ
ミングを示したものであり、１１，１２，１３，…，１
７は、それぞれタイムスロット、Ｃｙｃｌｅ１，Ｃｙｃ
ｌｅ２，Ｃｙｃｌｅ３はタイムスロットの周期を表して
いる。タイムスロット多重方法では、周期内の各タイム
スロットを異なった動画の、蓄積装置への書き込み処
理、又は蓄積装置からの読み出し処理に割り当てる。い
ま、タイムスロット１１に所定の動画Ｃの書き込み処理
Ｗ１１を割り当て、同様に、タイムスロット１３に前記
書き込み中の動画Ｃの読み出し処理Ｒ１１を、タイムス
ロット１４に別の動画Ｄの書き込み処理Ｗ１２を、タイ
ムスロット１５に前記書き込み中の別の動画Ｄの読み出
し処理Ｒ１２を、それぞれ割り当てたとする。書き込み
処理又は読み出しの処理が割り当てられていないタイム
スロット１２，１６，１７は空きタイムスロットであ
る。

【０００３】従来のタイムスロット多重方法では、図４
に示すように、各タイムスロットにおいてそれぞれ割り
当てられた動画の書き込み処理及び読み出し処理を行う
ことにより、ディスク装置等の蓄積装置を時分割で使用
し、複数の動画の多重読み書きを実行するというもので
あった。このとき、各動画の蓄積装置への書き込み、又
は、各動画の蓄積装置からの読み出しは、１周期に１回
は回ってくる。従って、１回の読み書きのデータ量を、
１周期分の時間に発生する動画のデータ量に設定するこ
とにより、各動画の書き込み及び読み出しのリアルタイ
ム性は保証される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記従来
技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。

【０００５】例えば、蓄積装置に対して書き込むべき動
画データが、ネットワークを通じて送られてくるような
場合には、ネットワーク上のデータ伝送時間の揺らぎや
通信プロトコル処理時間の揺らぎ（エラー再送が発生し
た場合には処理遅延時間が伸びる）等を原因として、書
き込むべき動画データの到着時間は、必ずしも一定間隔
とはならない。従って、書き込むべき動画データは、必
ずしも周期内の割り当てられたタイムスロット位置には
到着しない場合もあり得る。

【０００６】従来のタイムスロット多重方法では、各動
画を書き込むタイミング及び読み出すタイミングは周期
内の固定的なタイムスロットに決められているものであ
ったため、到着の遅延により周期内の割り当てられたタ
イムスロットまでに書き込むべき動画データが準備され
なかった場合には、その周期での書き込みをあきらめ、
次周期の割り当てられたタイムスロットでその動画デー
タを書き込まざるを得なかった。

【０００７】例えば、図４において、時点Ｔ５において
所定の動画Ｃの書き込むべき動画データがまだ準備され
ていない場合には、Ｃｙｃｌｅ１２のタイムスロット１
１での書き込み処理Ｗ１１をあきらめ、その後その動画
データがＴ６の時点で到着したとしても、その動画デー
タは次周期Ｃｙｃｌｅ１３のタイムスロット１１で書き
込まざるを得なかった。その結果、書き込み動画データ
の到着遅延が発生した場合には、その到着遅延量が小さ
い場合であっても、動画データが実際に蓄積装置に書き
込まれるまでに１周期分の時間遅延が発生するという問
題があった。

【０００８】また、Ｃｙｃｌｅ２のタイムスロット１１
で動画データの書き込み処理Ｗ１１が行われなかった場
合、Ｃｙｃｌｅ２のタイムスロット１３では所定の動画
Ｃの読み出すべき動画データがまだ書かれていないた
め、読み出し処理Ｒ１１も実行できなくなる。従って、
この読み出しも１周期遅延され、次のＣｙｃｌｅ３のタ
イムスロット１３で実行されることとなり、１周期分の
時間に相当する間、読み出しを行っている動画が途切れ
ることとなる。

【０００９】タイムスロット多重方法においてストライ
ピング等の技法を用いて多重度を向上させる場合、その
周期は、通常、数秒から数十秒と長めに設定される場合
が多い。従って、ここで、指摘した動画データの書き込
みの時間遅延や読み出しの途切れは、数秒から数十秒に
達することになる。

【００１０】本発明の目的は、このような１周期に及ぶ
ような大きな書き込みにおける時間遅延や、読み出しに
おける動画の途切れを小さくする動画の実時間多重読み
書き方法を提供することにある。

【００１１】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
にする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。

【００１３】周期的なタイムスロットを設け、周期内の
各タイムスロットを異なった動画の書き込み処理又は読
み出し処理に割り当てることにより、蓄積装置を時分割
で使用し、複数の動画の多重読み書きを実行する動画の
実時間多重読み書き方法であって、前記予め割り当てら
れたタイムスロットにおいて書き込むべき動画データが
既に準備できている場合、あるいは読み出すべき動画デ
ータが既に蓄積装置上に書き込まれている場合には、そ
のタイムスロットにおいてその動画データの書き込み処
理又は読み出し処理を行うが、予め割り当てられたタイ
ムスロットにおいて書き込むべき動画データがまだ準備
されていない場合、あるいは読み出すべき動画データが
まだ蓄積装置上に書き込まれていない場合には、それら
の処理をそれぞれ書き込み処理待ちキューに入れ、その
タイムスロットを予備タイムスロットとし、もともと動
画の書き込み処理又は読み出し処理が割り当てられてい
ない空きタイムスロット、及び前記書き込み処理又は読
み出し処理ができなかったため発生した予備タイムスロ
ットにおいては、書き込み処理待ちキュー内及び読み出
し処理待ちキュー内に実行可能な動画データの書き込み
処理又は読み出し処理があればその処理を行い、いずれ
の処理待ちキュー内にも実行可能な処理がない場合には
時間待ちとしたものである。

【００１４】前述した手段によれば、周期的なタイムス
ロットを設け、周期内の各タイムスロットを一つの動画
の書き込み処理又は読み出し処理に割り当て、前記予め
割り当てられたタイムスロットにおいて書き込むべき動
画データが既に準備できている場合、あるいは読み出す
べきデータが既に蓄積装置上に書き込まれている場合に
は、そのタイムスロットにおいてその動画データの書き
込み処理又は読み出し処理を行うことにより、書き込み
動画データの到着遅延が発生していない場合には、従来
のタイムスロット多重方法同様に、各動画の書き込み及
び読み出しのリアルタイム性は保証される。

【００１５】また、予め割り当てられたタイムスロット
において書き込むべき動画データがまだ準備されていな
い場合、あるいは読み出すべき動画データがまだ蓄積装
置上に書き込まれていない場合には、それらの処理を、
それぞれ一旦書き込み処理待ちキュー又は読み出し処理
待ちキューに入れることにより、書き込み動画データの
到着遅延の発生により実行できなかった処理をキューに
記録することができる。

【００１６】また、もともと動画の書き込み処理又は読
み出し処理が割り当てられていない空きタイムスロッ
ト、及び前記書き込み処理又は読み出し処理ができなか
ったため発生した予備タイムスロットにおいては、書き
込み処理待ちキュー内及び読み出し処理待ちキュー内に
実行可能な動画データの書き込み処理があれば、その処
理を行うことにより、書き込み動画データの到着遅延の
発生により実行できなかった処理を、空き時間を使って
リトライする機会を与えることができる。

【００１７】従って、もし、一時的なネットワーク上の
データ伝送時間の揺らぎや通信プロトコル処理時間の揺
らぎ等を原因として、書き込むべき動画データの到着が
少しだけ遅延している場合、そのデータが到着した時点
で、空きタイムスロットや予備タイムスロットを使っ
て、処理がリトライされることとなり、次の周期の割り
当てられたタイムスロットが来るのを待たずに、処理で
きなかった動画データの書き込み処理及び読み出し処理
が完了されることができる。この場合、動画データの実
際の蓄積装置への書き込みの遅延や、それを原因とする
読み出しの途切れを、１周期より小さくすることが可能
となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態（実施例）を詳細に説明する。

【００１９】なお、実施形態（実施例）を説明するため
の全図において、同一機能を有するものは同一符号を付
け、その繰り返しの説明は省略する。

【００２０】図１は本発明の一実施形態（実施例）の動
画の実時間多重読み書き方法を実施する実施装置の概略
構成を示すブロック構成図である。本実施装置は、図１
に示すように、動画像を提供するビデオサーバ２１と、
動画Ａを撮影入力するためのカメラ端末２２、動画Ａを
再生出力するためのモニタ端末２３、動画Ｂを撮影入力
するためのカメラ端末２４、動画Ｂを再生出力するため
のモニタ端末２５とが、それぞれ通信路２６，２７，２
８，２９を通じて接続されている。

【００２１】ビデオサーバ２１は、動画情報を格納する
ための蓄積装置３０、読み書きの多重制御を行う制御手
段３１からなり、制御手段３１では、書き込み処理待ち
キュー３２、読み出し処理待ちキュー３３が生成され
る。

【００２２】図２は本実施形態の実施装置における周期
内の各タイムスロットでの処理のフローチャートであ
る。

【００２３】周期内の各タイムスロットでの処理は、図
２に示すように、タイムスロットが開始されると（ｆ
１）、まず、そのタイムスロットが、動画データの書き
込み処理に割り当てられているのか、動画データの読み
出し処理に割り当てられているのか、何にも割り当てら
れていない空きであるのか判定する（ｆ２）。ｆ２でそ
のタイムスロットが動画データの書き込み処理に割り当
てられている場合には、ｆ３に進み、そのタイムスロッ
トにおいて蓄積装置３０に書き込むべき動画データが既
に制御手段３１に準備できているかどうかの判定を行
う。

【００２４】ここで、準備できている場合にはｆ４に進
み、そのタイムスロットにおいて蓄積装置３０への動画
データの書き込みを行い、そのタイムスロットを終了す
る（ｆ５）。

【００２５】一方、ｆ３において書き込むべき動画デー
タが、まだ、制御手段３１に準備できていなかった場合
には、ｆ６に進み、その動画データの書き込み処理を書
き込み処理待ちキュー３２に入れ、そのタイムスロット
を予備タイムスロットとする。

【００２６】同様に、ｆ２においてそのタイムスロット
が動画データの読み出し処理に割り当てられている場合
には、ｆ７に進み、そのタイムスロットにおいて蓄積装
置３０から読み出すべき動画データが蓄積装置３０に書
き込まれているかどうかの判断を行う。書き込まれてい
る場合には、ｆ８に進み、そのタイムスロットにおいて
動画データの読み出しを行い、そのタイムスロットを終
了する（ｆ５）。

【００２７】一方、ｆ７において、読み出すべき動画デ
ータがまだ書き込まれていなかった場合には、ｆ９に進
み、その動画データの読み出し処理を読み出し処理待ち
キュー３３に入れ、そのタイムスロットを予備タイムス
ロットとする。

【００２８】ｆ６又はｆ９を通じて予備タイムスロット
とされた場合、又は、ｆ２で最初から空きタイムスロッ
トとなっている場合には、共にｆ１０で、書き込み処理
待ちキュー３２において、その後動画データが制御手段
３１に到着し、実行可能となった処理があるかどうか判
断する。ある場合には、ｆ４に進み、その動画データの
書き込みを行い、そのタイムスロットを終了する（ｆ
５）。

【００２９】一方、ｆ１０で該当する処理がなかった場
合には、ｆ１１へ進み、読み出し処理待ちキュー３３に
おいて、その後動画データが蓄積装置３０に書き込ま
れ、実行可能となった処理があるかどうか判断する。あ
る場合には、ｆ８に進み、その動画データの読み出しを
行い、そのタイムスロットを終了する（ｆ５）。

【００３０】最後に、ｆ１１で該当する処理がなかった
場合には、タイミングをとるためにｆ１２で適当な時間
待ちを行い、そのタイムスロットを終了する（ｆ５）。

【００３１】図３は本実施形態の実施装置における処理
タイミングを示した図であり、１，２，３，…，７は、
それぞれタイムスロット、Ｃｙｃｌｅ（サイクル）１，
Ｃｙｃｌｅ２，Ｃｙｃｌｅ３はタイムスロットの周期を
表している。いま、タイムスロット１にカメラ端末２２
から入力される動画Ａの書き込み処理Ｗ１を割り当て、
同様に、タイムスロット３に前記書き込み中の動画Ａの
モニタ端末２３への読み出し処理Ｒ１を、タイムスロッ
ト４にカメラ端末２４からの別の動画Ｂの書き込み処理
Ｗ２を、タイムスロット５に前記書き込み中の動画Ｂの
モニタ端末２５への読み出し処理Ｒ２を、それぞれ割り
当てたとする。動画の書き込み処理又は読み出しの処理
が割り当てられていないタイムスロット２，６，７は空
きタイムスロットとなる。

【００３２】本実施形態において、周期Ｃｙｃｌｅ１の
ように、書き込むべき動画データの到着遅延が発生して
いない場合、従来のタイムスロット多重方法と同様にそ
れぞれに割り当てられた所定の動画の書き込み及び読み
出しを行うことにより、各動画の書き込み及び読み出し
のリアルタイム性は保証される。

【００３３】ここで、書き込み動画データの到着遅延が
発生し、図３に示すＣｙｃｌｅ２の時点Ｔ１において動
画Ａの書き込むべき動画データが、まだ、制御手段３１
に準備されていないとすると、Ｃｙｃｌｅ２のタイムス
ロット１では、図２に示すｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ６→ｆ
１０→ｆ１１→ｆ１２→ｆ５のルートを通り、ｆ１２の
時間待ちのみが行われる。

【００３４】その後、Ｔ２の時点でＣｙｃｌｅ２のタイ
ムスロット１で書き込むべきであった動画データが制御
手段３１に到着したとすると、Ｃｙｃｌｅ２のタイムス
ロット２では、図２に示すｆ１→ｆ２→ｆ１０→ｆ４→
ｆ５のルートを通り、そのデータは、Ｃｙｃｌｅ２のタ
イムスロット２で書き込まれる。この場合の動画データ
が実際に蓄積装置３０に書き込まれるまでの遅延は、１
周期分ではなく、１タイムスロット分である。

【００３５】また、他の書き込み処理Ｗ２や読み出し処
理Ｒ１，Ｒ２には影響を与えていないため、このＣｙｃ
ｌｅ２のタイムスロット２で書かれた動画データは、Ｃ
ｙｃｌｅ２のタイムスロット３で読み出され（Ｒ１）、
途切れることなく再生が続けられる。

【００３６】また、別の書き込み動画データの到着遅延
の例として、図３に示すＣｙｃｌｅ３の時点Ｔ３におい
て動画Ｂの書き込むべき動画データが、まだ、制御手段
３１に準備されていないとする。Ｃｙｃｌｅ３のタイム
スロット４では、図２に示すｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ６→
ｆ１０→ｆ１１→ｆ１２→ｆ５のルートを通り、ｆ１２
の時間待ちのみが行われる。

【００３７】その後、Ｔ４の時点でＣｙｃｌｅ３のタイ
ムスロット４において、書き込むべきはずだった動画デ
ータが制御手段３１に到着したとすると、Ｃｙｃｌｅ３
のタイムスロット５では、図２に示すｆ１→ｆ２→ｆ７
→ｆ９→ｆ１０→ｆ４→ｆ５のルートを通り、本来は読
み出しＲ２入力割り当てられているＣｙｃｌｅ３のタイ
ムスロット５で、前記Ｃｙｃｌｅ３のタイムスロット４
において書き込むべきはずだった動画データが書き込ま
れる（Ｗ２）。

【００３８】そして、その次のＣｙｃｌｅ３のタイムス
ロット６において、図２のｆ１→ｆ２→ｆ１０→ｆ１１
→ｆ８→ｆ５のルートを通り、本来の空きタイムスロッ
トに、先程実行されなかった、Ｃｙｃｌｅ３のタイムス
ロット５で読み出すべきだった動画データの読み出しＲ
２が実行される。

【００３９】この場合も、書き込み動画データの到着遅
延が発生した場合の動画データが実際に蓄積装置３０に
書き込まれるまでの遅延は、１周期分ではなく、１タイ
ムスロット分である。また、遅延が発生したタイムスロ
ットのすぐあとの割り当てられていた、その動画データ
の読み出し処理については遅延が発生するが、その遅延
量も１周期でなく１タイムスロットである。

【００４０】通常、前述のように周期は数秒から数十秒
にとられるが、タイムスロットは数十ミリ秒にとられ
る。１タイムスロットの読み出し途切れは、わずか１〜
３フレームの途切れに相当し、実際の運用ではほとんど
気にならないと考えられる。

【００４１】また、ビデオオンデマンドなどの実際のシ
ステム全体の運用においては、端末やビデオサーバにお
ける通信処理部やデコード処理部において、ある程度の
データのバッファリングを行うのが普通であり、この程
度のデータの途切れはその部分で吸収され、システム全
体には影響を与えないと考えられる。

【００４２】以上、本発明を前記実施形態（実施例）に
基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更可能であることは勿論である。

【００４３】

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を説明すれば、以下のと
おりである。

【００４４】（１）周期的なタイムスロットを用いて蓄
積装置を時分割で使用する動画の多重読み書き方法にお
いて、予め割り当てられたタイムスロットにおいて動画
データの書き込み処理及び読み出し処理ができなかった
場合、同じ周期内の空いているタイムスロット、又は他
の、処理ができなかった予備タイムスロットを使用して
処理のリトライを試みるので、次の周期の割り当てられ
たタイムスロットが来るのを待たずに、処理できなかっ
た動画データの書き込み処理及び読み出し処理が完了さ
れることができる。

【００４５】（２）書き込むべき動画データの到着遅延
が発生した場合の、動画データの実際の蓄積装置への書
き込みの遅延、及びそれを原因とする読み出しの途切れ
を１周期より小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態（実施例）の動画の実時間
多重読み書き方法を実施する実施装置の概略構成を示す
ブロック構成図である。

【図２】本実施形態の実施装置における周期内の各タイ
ムスロットでの処理のフローチャートである。

【図３】本実施形態の実施装置における処理タイミング
を示した図である。

【図４】従来の多重入出力方法であるタイムスロット多
重方法における処理タイミングを示した図である。

【符号の説明】

２１…ビデオサーバ、２２，２４…カメラ端末、２３，
２５…モニタ端末、２６，２７，２８，２９…通信路、
３０…蓄積装置、３１…多重制御を行う制御手段、３２
…制御手段内で生成される書き込み処理待ちキュー、３
３…制御手段内で生成される読み出し処理待ちキュー、
１，２，３…，７…タイムスロット、Ｃｙｃｌｒ１，Ｃ
ｙｃｌｅ２，Ｃｙｃｌｅ３…周期、Ｗ１…動画Ａのデー
タの書き込み処理、Ｒ１…動画Ａのデータの読み出し処
理、Ｗ２…動画Ｂのデータの書き込み処理、Ｒ２…動画
Ｂのデータの読み出し処理、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４…
時点、Ｗ１１…動画Ｃのデータの書き込み処理、Ｒ１１
…動画Ｃのデータの読み出し処理、Ｗ１２…動画Ｄのデ
ータの書き込み処理、Ｒ１２…動画Ｄのデータの読み出
し処理、Ｔ５，Ｔ６…時点。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上森 明 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−336102（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−226909（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−175817（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−123398（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−269087（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/76 - 5/956 H04N 7/14 - 7/173

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周期的なタイムスロットを設け、周期内
   の各タイムスロットを異なった動画の書き込み処理又は
   読み出し処理に割り当てることにより、蓄積装置を時分
   割で使用し、複数の動画の多重読み書きを実行する動画
   の実時間多重読み書き方法であって、前記予め割り当て
   られたタイムスロットにおいて書き込むべき動画データ
   が既に準備できている場合、あるいは読み出すべき動画
   データが既に蓄積装置上に書き込まれている場合には、
   そのタイムスロットにおいてその動画データの書き込み
   処理又は読み出し処理を行うが、予め割り当てられたタ
   イムスロットにおいて書き込むべき動画データがまだ準
   備されていない場合、あるいは読み出すべき動画データ
   がまだ蓄積装置上に書き込まれていない場合には、それ
   らの処理をそれぞれ書き込み処理待ちキューに入れ、そ
   のタイムスロットを予備タイムスロットとし、もともと
   動画の書き込み処理又は読み出し処理が割り当てられて
   いない空きタイムスロット、及び前記書き込み処理又は
   読み出し処理ができなかったため発生した予備タイムス
   ロットにおいては、書き込み処理待ちキュー内及び読み
   出し処理待ちキュー内に実行可能な動画データの書き込
   み処理又は読み出し処理があればその処理を行い、いず
   れの処理待ちキュー内にも実行可能な処理がない場合に
   は時間待ちとすることを特徴とする動画の実時間多重読
   み書き方法。