JP3262510B2 - ストリーム通信制御装置 - 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、蓄積装置から伝送
装置を介して端末装置へ伝送される符号化された動画像
データなどのマルチメディア情報の通信制御装置に関し
て、特に、符号化動画像の高速再生処理時に伝送するべ
き画像フレームの符号量の管理と、蓄積装置からの動画
像データ入力帯域ならびに端末装置への動画像データの
出力帯域を管理し制御することにより、高速再生時に伝
送する画像フレーム数を増加させることにより端末装置
で受信再生できる動画像画質の時間解像度向上、または
一つの端末装置で同時に複数個の番組がスキップサーチ
できるように構成したものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のマルチメディア通信システムで
は、符号化された動画像や音声などの時間制約を有する
マルチメディア情報を、蓄積装置、伝送装置、及び通信
制御装置からなるセンター装置から、通信網を介して、
情報の配信を要求する端末装置に伝送され、動画像など
の再生が行われる。蓄積装置は固定符号化ビットレート
で圧縮符号化された動画像データ等のマルチメディア情
報と、符号化動画像データの符号化ビットレート、符号
化動画像の通常再生時の再生時間などとともに、符号化
動画像を構成する画像フレームのうち高速再生時に利用
可能なフレーム内符号化されたフレームデータの蓄積装
置への格納位置とその符号量情報を符号化動画像データ
へのアクセス管理情報として蓄積管理しており、高速再
生を行う場合には、このアクセス管理情報を通信制御装
置にて蓄積から読み出して、当該符号化動画像データの
符号化ビットレートを越えることがないように、端末装
置から指定される倍速値に応じた画像フレームのスキッ
プ値を算出する。一般にフレーム間相関を用いた符号化
方式で符号化された動画像データでは、フレーム内符号
化された画像フレームの符号量はフレーム間相関を利用
して差分符号化された画像フレームの符号量よりも著し
く多く、かつフレーム内符号化された画像フレームがビ
ットストリーム中に表れる周期は、１秒間に３０フレー
ムの表示フレームレートの動画像データでは１秒間に１
〜３フレーム程度と低く設定される。

【０００３】したがってフレーム内符号化フレームのみ
を連続して切れ目なく表示することにより高速再生を行
う場合には、フレーム内符号化フレームのみの固定伝送
帯域下での平均伝送時間を端末装置でのフレーム表示時
間とし、フレーム内符号化フレームの表れる周期と前記
フレーム表示時間との商を高速再生倍速値とし、端末装
置から指示される任意の倍速値を得るために前記フレー
ム内符号化フレーム周期を自然数倍、すなわちフレーム
内符号化フレームをスキップすることにより高速再生用
フレームの決定を行なっている。この際、スキップする
フレームの数が整数値とならない場合には直上の整数値
をフレームのスキップとし、前記フレーム表示時間を引
き伸ばすことによりフレームスキップ数を整数化し、高
速再生用フレームとそのフレーム表示時間を求める。こ
のようにして通信制御装置で決定された高速再生用フレ
ームは、蓄積装置から予め割り当てられた帯域固定制御
下の入力用チャネルを通して通信制御装置に読み出さ
れ、前記フレーム表示時間とともに予め固定帯域制御さ
れた出力用チャネルに送出され伝送装置を介して、端末
装置に伝送される。端末装置では、受信した画像フレー
ムとその画像フレームの表示時間に従って画像フレーム
の復号化と表示を行い、この一連の動作を高速再生解除
指示、またはストリームの終了まで繰り返すことによ
り、フレーム間相関を用いた符号化方式での固定ビット
レート符号化動画像データの高速再生が可能である。

【０００４】なお、固定ビットレートで符号化された動
画像データのフレーム内符号化フレームでも、個々の画
像フレームでは対象とする画像の複雑さにより符号量が
異なる為、前記フレーム内符号化フレームの個々の固定
伝送帯域化での伝送時間は異なってくるので、この場
合、次に伝送するべき画像フレームの伝送時間が高速再
生用画像フレームの平均伝送時間を上回る場合は、現在
伝送するフレームの表示時間を次に伝送するべきフレー
ムの伝送時間として端末装置へ通知し、端末装置での画
像フレームの表示時間を引き延ばすことで切れ目なく画
像の表示を行う。また伝送時間が平均に満たない高速再
生用画像フレームについては、伝送装置の特性に合わせ
てスタッフィングまたは特別な処理をされずに伝送され
る。

【０００５】このシステムにおけるストリーム通信制御
装置は、図２に示すように、端末装置１１から発行され
たストリーム制御コマンドの処理を行うストリームコマ
ンド処理部１と、ストリーム制御コマンドに基づいてス
トリーム蓄積装置１２からの符号化動画像データストリ
ーム情報読み出しを制御するストリーム読み出し制御部
２と、ストリーム蓄積装置１２へ蓄積されている符号化
動画像データストリームの符号化ビットレートと通常再
生時間と、符号化動画像データストリーム中のフレーム
内符号化フレームのフレーム周期と格納位置とその符号
量を記録管理する時間情報管理部４と、ストリーム制御
コマンドが高速再生要求だった場合指定の倍速値を符号
化動画像データの符号化ビットレート以内の伝送レート
で実現する為の高速再生用画像フレームを選択しストリ
ーム蓄積装置１２からの高速再生用画像フレームの読み
出しをストリーム読み出し制御部２へ指示する高速再生
画像フレーム選択部６と、読み出した符号化動画像デー
タストリームをストリーム伝送装置１３へ転送制御する
ストリーム伝送制御部３と、端末装置１１との制御コマ
ンドの通信制御を行う端末インタフェース部８と、スト
リーム蓄積装置１２からの入力チャネルの通信制御を行
う蓄積装置インタフェース部９と、ストリーム伝送装置
１３への出力チャネルの通信制御を行う伝送装置インタ
フェース部１０と、入出力チャネルの伝送帯域を所定の
伝送ビットレートを固定帯域に維持するする為に伝送装
置への符号化動画像データ転送のタイミングをストリー
ム伝送装置１３の動作クロックを参照してストリーム伝
送制御部３へ向けたデータ転送タイミング信号を発信す
る入出力帯域制御部５とを備えた、ワークステーション
またはパーソナルコンピュータ等で構成される。

【０００６】ストリームコマンド処理部１は、端末イン
タフェース部１４を介して端末装置１１より符号化動画
データストリームの指定倍速値での高速再生要求を受け
付け、所定の伝送ビットレート内で指定倍速値の高速再
生可能な画像フレームの選択を指示する。指示を受けた
高速再生画像フレーム選択部７は予めストリーム蓄積装
置１２から読み出され時間情報管理部４に記録管理され
るフレーム内符号化フレームの周期の逆数と、フレーム
内符号化フレームの符号量と予め符号化ビットレートで
入出力帯域制御部５により固定帯域制御された入出力チ
ャネルの伝送レートから算出されるフレーム内符号化フ
レームの平均伝送時間の逆数と、端末装置１１から指定
される再生倍速値との積を計算し、その値が直上の整数
値に近似するようにフレーム内符号化フレームの伝送時
間を調整し、その値をフレーム表示時間とすることでフ
レーム内符号化フレームのスキップ数と、フレーム表示
時間を求め高速再生に使用する画像フレームを選定し、
前記高速再生用画像フレームデータの読み出しを指示す
る。指示を受けたストリーム読み出し制御部２は、蓄積
装置インタフェース部９から提供されるストリームの入
力チャネルから予め入出力帯域制御部５により割り当て
られた伝送ビットレートで、ストリーム蓄積装置１２か
らの前記高速再生用画像フレームデータの読み出しを開
始する。ストリーム蓄積装置１２から読み出された前記
高速再生用画像フレームデータは、入出力帯域制御部５
の出す転送タイミングで、ストリーム伝送制御部３によ
り伝送装置インタフェース部１０が提供する出力チャネ
ルに送出され、ストリーム伝送装置１３へ転送され、通
信網を介して端末装置１１へと順次配信されることによ
り、単一の符号化動画像を高速再生することが可能であ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のマルチメディア通信システムにあっては、
高速再生用に端末装置へ配信する高速再生用画像フレー
ムの制御手段においては、固定帯域制御された入出力チ
ャネルの帯域制限により、画像フレームのスキップ伝
送、ならびに画像フレームの表示時間を引き伸ばすこと
で高速再生を実現させている為、ストリーム通信制御装
置の入出力帯域、及び端末装置への伝送帯域に空きがあ
る場合でも、常に時間方向の解像度が劣化した高速再生
動画像を配信することになる。

【０００８】本発明は、こうした従来装置の問題点を解
決するものであり、従来装置で提供される高速再生動画
像の画質を最低限の保証値として、通信制御装置の入出
力帯域の空き状況に応じて、帯域の有効利用を図り単位
時間あたりの伝送フレーム数の増加させることと、1 フ
レームあたりのフレーム表示時間を短縮することとで、
時間方向の解像度を向上させた高速再生動画像の伝送を
行うことと、本発明を用いることにより、従来装置で提
供されない１つの入出力チャネルを使用して番組内容の
異なるスキップされた画像フレームを選択し伝送するこ
とにより、端末装置において１つの伝送チャネルを使用
して複数の符号化動画像データストリームのスキップサ
ーチが可能な特殊再生画像フレーム列の伝送が行なうこ
とができるストリーム通信制御装置を提供することを目
的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、ス
トリーム蓄積装置から符号化動画像データを読み出し
て、ストリーム伝送装置を介して端末装置へストリーム
の配信を行うストリーム通信制御装置において、符号化
動画像データを構成する画像フレームのうちのフレーム
内符号化を用いて符号化された画像フレームから高速再
生に用いる画像フレームを、指定された再生倍速値と、
フレーム内符号化されたフレームの平均符号量と、符号
化動画像データの符号化ビットレートと入出力時に追加
使用可能な伝送帯域の和から、伝送する画像フレームの
スキップ数と画像フレームの平均表示時間を求めること
により高速再生用画像フレームを選択し、蓄積装置から
前記高速再生用画像フレームを読み出し、端末装置へ画
像フレームを伝送するとともに、端末装置へ画像フレー
ムの表示時間を通知することにより高速再生を実現する
伝送画像フレーム選択手段と、ストリームの読み出し、
およびストリームの配信に使用する入出力帯域を監視す
ることによって、入出力帯域の空き状況によりを現在ス
トリームの入出力を行っているチャネルからの要求に応
じて追加割り当て、または通常再生時よりも多くの帯域
を割り当てている入出力チャネルからの帯域の返還を指
示する入出力帯域の可変制御手段とを設けて、高速再生
時に入出力帯域の空き状況により、単位時間当たりの伝
送フレーム数を動的に定め配信することにより、高速再
生時における符号化動画像の時間方向解像度の向上をは
かる。

【００１０】また、伝送画像フレーム選択手段が、端末
装置からの指定の再生倍速値での高速再生要求を受け付
けた時に、指定された再生倍速値と、フレーム内符号化
されたフレームの平均符号量と、現在の入出力チャネル
に割り当てられている伝送帯域値から、伝送する画像フ
レームのスキップ数と画像フレームの平均表示時間を算
出する際に、入出力帯域の再調整することによりフレー
ムの平均表示時間を引き伸ばすことなく画像フレームの
スキップ数と画像フレームの平均表示時間を定めて、画
像フレーム伝送時間と画像フレーム表示時間を等価に維
持し、符号化動画像データストリームの高速再生時の画
像フレーム表示時間の引き延ばしによって発生する時間
方向解像の劣化を防ぐことで、より高画質な高速再生動
画像データストリームの伝送を可能にする。

【００１１】また、伝送画像フレーム選択手段は、端末
装置からの指定の再生倍速値での高速再生要求を受け付
けたときに、伝送する画像フレームのスキップ数と画像
フレームの平均表示時間を算出後、フレームの平均表示
時間以内に端末装置への画像フレームの伝送が行えない
符号量を持つ画像フレームについてのみ、入出力帯域の
空き帯域を前記入出力帯域の可変制御手段により、現在
伝送しようとする平均符号量を超える符号量をもつ画像
フレームと平均符号量との差分符号量を吸収可能な入出
力帯域値を、当該ストリームの入出力チャネルへ再度追
加割り当てを行い、平均符号量を越える画像フレームの
伝送時間を短縮することによりフレームの表示時間を平
均の値に平滑化制御を行う。

【００１２】また、伝送画像フレーム選択手段が、符号
化動画像データ高速再生用画像フレームを選択する際
に、番組内容が異なる複数の符号化動画データ内の高速
再生用画像フレームの選択を行い、一つの出力チャネル
に番組内容の異なるスキップされた画像フレームを選択
し伝送することにより、一つの端末装置にて複数の符号
化動画像データストリームのスキップサーチが行える。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、ストリーム蓄積装置から、符号化動画像データを読
み出して、ストリーム伝送装置を介して端末装置へスト
リームの配信を行うストリーム通信制御装置において、
符号化動画像データを構成する画像フレームのうちのフ
レーム内符号化を用いて符号化された画像フレームから
高速再生に用いる画像フレームを、指定された再生倍速
値と、フレーム内符号化されたフレームの平均符号量
と、符号化動画像データの符号化ビットレートと入出力
時に追加使用可能な伝送帯域の和から、伝送する画像フ
レームのスキップ数と画像フレームの平均表示時間を求
めることにより高速再生用画像フレームを選択し、蓄積
装置から前記高速再生用画像フレームを読み出し、端末
装置へ画像フレームを伝送するとともに、端末装置へ画
像フレームの表示時間を通知することにより高速再生を
実現する伝送画像フレーム選択手段と、ストリームの読
み出し、およびストリームの配信に使用する入出力帯域
を監視することによって、入出力帯域の空き状況により
現在ストリームの入出力を行っているチャネルからの要
求に応じて追加割り当て、または通常再生時よりも多く
の帯域を割り当てているチャネルからの帯域の返還を指
示する入出力帯域の可変制御手段とによりストリーム通
信制御装置を構成したもので、高速再生時に入出力帯域
の空き状況により、単位時間当たりの伝送フレーム数を
動的に定め配信することにより、高速再生時における符
号化動画像の時間方向解像度を向上させるという作用を
有する。

【００１４】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載のストリーム通信制御装置において、伝送画像
フレーム選択手段が、端末装置からの指定の再生倍速値
での高速再生要求を受け付けたときに、指定された再生
倍速値と、フレーム内符号化されたフレームの平均符号
量と、現在の入出力チャネルに割り当てられている伝送
帯域値から、伝送する画像フレームのスキップ数と画像
フレームの平均表示時間を算出する際に、入出力帯域の
再調整するようにしたものであり、フレームの平均表示
時間を引き伸ばすことなく画像フレームのスキップ数と
画像フレームの平均表示時間を定めて、画像フレーム伝
送時間と画像フレーム表示時間を等価に維持し、符号化
動画像データストリームの高速再生時の画像フレーム表
示時間の引き延ばしによって発生する時間方向解像の劣
化を防ぐことで、より高画質な高速再生動画像データス
トリームを端末装置に配信するという作用を有する。

【００１５】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１に記載のストリーム通信制御装置において、伝送画像
フレーム選択手段が、端末装置からの指定の再生倍速値
での高速再生要求を受け付け、伝送する画像フレームの
スキップ数と画像フレームの平均表示時間を算出した
後、フレームの平均表示時間以内に端末装置への画像フ
レームの伝送が行えない符号量を持つ画像フレームにつ
いてのみ、入出力帯域の空き帯域を前記入出力帯域の可
変制御手段により、現在伝送しようとする平均符号量を
超える符号量をもつ画像フレームと平均符号量との差分
符号量を吸収可能な入出力帯域値を、当該ストリームの
入出力チャネルへ再度追加割り当てするようにしたもの
であり、平均符号量を越える画像フレームの伝送時間を
短縮することによりフレームの表示時間を平均の値に平
滑化制御を行うという作用を有する。

【００１６】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１に記載のストリーム通信制御装置において、伝送画像
フレーム選択手段が、符号化動画像データ高速再生用画
像フレームを選択する際に、番組内容が異なる複数の符
号化動画データ内の高速再生用画像フレームの選択を行
い、一つの出力チャネルに番組内容の異なるスキップさ
れた画像フレームを伝送するようにしたものであり、一
つの端末装置にて複数の符号化動画像データストリーム
のスキップサーチが行えるという作用を有する。

【００１７】以上、各請求項に記載された本発明の実施
の形態となるストリーム通信制御装置は、通信網を介し
て接続された端末装置からの符号化動画像データストリ
ームの配信要求を受け付け、センター装置内蓄積装置に
蓄積される符号化された動画像データや音声データを読
み出し、さらに端末装置に対して所定の伝送レートで伝
送する。図１はこのストリーム通信制御装置の一実施の
形態を示すブロック図である。図１において、符号０１
はセンター装置、０２はセンター装置０１内に組み付け
られストリームの通信動作を制御するストリーム通信制
御装置、１２は画像データストリームを格納するストリ
ーム蓄積装置、１３はストリームを公衆回線上に送出す
るストリーム伝送装置であり、これらストリーム通信制
御装置０２と、ストリーム蓄積装置１２と、ストリーム
伝送装置１３とによりセンター装置０１を構成してい
る。１１はセンター装置０１と公衆回線を介して接続さ
れストリームの配信要求を発し、画像データストリーム
の配信を受ける端末装置である。

【００１８】ストリーム通信制御装置０２は、図１に示
すように、端末装置１１から発行されたストリーム制御
コマンドの処理を行うストリームコマンド処理部１と、
ストリーム制御コマンドに基づいてストリーム蓄積装置
１２からの符号化動画像データストリーム情報読み出し
を制御するストリーム読み出し制御部２と、ストリーム
蓄積装置１２へ蓄積されている符号化動画像データスト
リームの符号化ビットレートと通常再生時間と、符号化
動画像データストリーム中のフレーム内符号化フレーム
のフレーム周期と格納位置とその符号量を符号化動画像
データストリームへのアクセス管理情報として記録管理
する時間情報管理部４と、ストリーム制御コマンドが高
速再生要求だった場合指定の倍速値を、符号化動画像デ
ータの符号化ビットレートと入出力時に追加使用可能な
伝送帯域の和で算出される入出力帯域内で高速再生を実
現する為の高速再生用画像フレームを選択しストリーム
蓄積装置１２からの高速再生用画像フレームの読み出し
をストリーム読み出し制御部２へ指示する高速再生画像
フレーム選択部６と、読み出した符号化動画像データス
トリームをストリーム伝送装置１３へ転送制御するスト
リーム伝送制御部３と、端末装置１１との制御コマンド
の通信制御を行う端末インタフェース部８と、ストリー
ム蓄積装置１２からの入力チャネルの通信制御を行う蓄
積装置インタフェース部９と、ストリーム伝送装置１３
への出力チャネルの通信制御を行う伝送装置インタフェ
ース部１０と、入出力チャネルの実効総帯域を管理し現
在使用可能な入出力帯域の空き状況の通知や現在追加使
用している入出力帯域の返還指示を高速再生画像フレー
ム選択部６へ発行する入出力帯域管理部７と、高速再生
画像フレーム選択部６からの入出力帯域の追加または返
還指示を受け付けて指示された伝送帯域を維持する為の
入出力チャネルへのデータ転送タイミングを促す信号を
ストリーム伝送装置からのクロック信号を基準にして生
成し、新たな入出力チャネルの割り当て帯域を入出力帯
域管理部７へ報告するとともに、生成したデータ転送タ
イミング信号をストリーム読み出し制御部２及びストリ
ーム伝送制御部に向けて発信する入出力帯域制御部５と
を備えている。

【００１９】このストリーム通信制御装置０２では、入
出力チャネルの帯域管理及び帯域制御が入出力帯域管理
部７と入出力帯域制御部５によって符号化動画像データ
ストリームのもつ符号化ビットレートを保証したうえ
で、さらに使用可能な全帯域中の空き帯域を入出力チャ
ネルに追加することによる可変帯域制御を行っており、
高速再生画像フレーム選択部６では、帯域追加された入
出力帯域値と、フレーム内符号化フレームの周期と、フ
レーム内符号化フレームの平均符号量からで伝送する高
速再生用画像フレームを定め、ストリーム蓄積装置１２
から高速再生用画像フレームデータを読み出して、スト
リーム伝送装置１３を介して端末装置１１に高速再生用
画像フレームデータを配信することにより従来よりも高
速再生動画像の時間解像度の向上を図った符号化動画像
データストリームの高速再生を行っている。

【００２０】次にこの装置の動作について説明する。ス
トリームコマンド処理部１は、端末インタフェース部１
０を介して端末装置１１より符号化動画データストリー
ムの指定倍速値での高速再生要求を受け付け、所定の伝
送ビットレート内で指定倍速値の高速再生可能な画像フ
レームの選択を高速再生フレーム選択部６へ指示する。

【００２１】高速再生画像フレーム選択部６は、ストリ
ーム読み出し制御部２からの高速再生要求を受け付ける
と、入出力帯域管理部７への帯域追加要求で得られた現
在追加使用可能な入出力帯域値の入出力チャネルへの帯
域追加指示を入出力帯域制御部５へ行い、予めまたはそ
の都度ストリーム蓄積装置１２から読み出され時間情報
管理部４に記録管理される符号化動画像データストリー
ムのフレーム内符号化フレームの周期の逆数と、フレー
ム内符号化フレームの符号量と入出力帯域制御部５によ
り帯域の追加割り当てされた入出力チャネルの伝送レー
トから算出されるフレーム内符号化フレームの平均伝送
時間の逆数と、端末装置１１から指定される再生倍速値
との積を計算し、その値の直上の整数値を画像フレーム
のスキップ数として、これに近似するようにフレーム内
符号化フレームの伝送時間を調整した値をフレーム表示
時間とすることで高速再生に使用する画像フレームを選
定して高速再生用画像フレームデータの読み出しをスト
リーム読み出し制御部２へ指示する。

【００２２】指示を受けたストリーム読み出し制御部２
は、蓄積装置インタフェース部９から提供されるストリ
ームの入力チャネルから予め入出力帯域制御部５により
割り当てられた伝送帯域を維持する入出力帯域制御部５
から発信されるデータ転送タイミングに従って、ストリ
ーム蓄積装置１２からの前記高速再生用画像フレームデ
ータの読み出しを開始する。

【００２３】ストリーム蓄積装置１２から読み出された
前記高速再生用画像フレームデータは、高速再生画像フ
レーム選択部６により算出されたフレーム表示時間情報
をヘッダ情報として付加した前記高速再生用画像フレー
ムデータを入出力帯域制御部５が発信するデータ転送タ
イミングで、ストリーム伝送制御部３により伝送装置イ
ンタフェース部１０が提供する出力チャネルに送出さ
れ、ストリーム伝送装置１３へ転送され、通信網を介し
て端末装置１１へ向けて順次配信される。

【００２４】入出力帯域管理部７は、蓄積装置インタフ
ェース部９より提供されるストリーム蓄積装置１２から
の符号化動画像データストリームの入力チャネルと、伝
送装置インタフェース部１０から提供されるストリーム
伝送装置１３への符号化動画像データストリームの出力
チャネルの総伝送帯域と現在各チャネルに割り当てられ
て使用されている帯域の差分を現在使用している入出力
チャネルへの追加可能な総空き帯域として管理し、現在
符号化動画像データストリームの入出力を行っているす
べてのセッションに対してそれぞれの入出力を行ってい
る符号化動画像データストリームの符号化ビットレート
の総伝送帯域との比率に応じて各々の入出力チャネルへ
の追加利用可能帯域値を算出し、高速再生画像フレーム
選択部６からの追加帯域要求に対してこの値を総空き帯
域から振り当てる。尚、高速再生画像フレーム選択部６
からの追加帯域値を指定して要求があった場合は、指定
の帯域値を総空き帯域から振り当てる。

【００２５】また、入出力帯域管理部７は、端末装置１
１からの新たな符号化動画像再生要求がストリームコマ
ンド処理部１にて受け付けられた場合は、該当する符号
化動画像データストリームの符号化ビットレートを総空
き帯域の中から確保できなかった場合には、現在帯域を
追加利用している入出力チャネルからの追加帯域分から
符号化動画像データストリームの符号化ビットレートの
総伝送帯域との比率に応じて返還すべき帯域を定めて高
速再生画像フレーム選択部６へ帯域返還指示を発行す
る。

【００２６】また、入出力帯域管理部７は、符号化動画
像データストリームの入出力終了または高速再生終了が
入出力帯域制御部５から通知された場合は、入出力帯域
制御部５により解放された帯域値を総空き帯域に加算す
る。

【００２７】入出力帯域制御部５は、符号化動画像デー
タストリームの通常再生時には、ストリーム読み出し制
御部２から通常再生を行う符号化動画像データストリー
ムの符号化ビットレートでの入出力チャネル伝送帯域の
割り当て指示を受け付け、現在の総空き帯域からの要求
帯域確保を入出力帯域管理部７に問い合わせた後、蓄積
装置インタフェース部９より提供されるストリーム蓄積
装置１２からの符号化動画像データストリームの入力チ
ャネルと、伝送装置インタフェース部１０から提供され
るストリーム伝送装置１３への符号化動画像データスト
リームの出力チャネルそれぞれの伝送帯域を通常再生を
行う符号化動画像データストリームの符号化ビットレー
トに設定して入出力チャネルの開設を行い、設定した入
出力帯域でのデータ転送を促すデータ転送タイミング信
号をストリーム伝送装置からのクロック信号を基に生成
しストリーム読み出し制御部２及びストリーム伝送制御
部３に向けて発信する。

【００２８】また、入出力帯域制御部５は、符号化動画
像データストリームの高速再生時には、高速再生画像フ
レーム選択部６から入出力チャネルへの帯域追加指示を
受け付けた場合、指示された帯域値を現在の入出力チャ
ネルに対して付加設定を行い、高速再生画像フレーム選
択部６から入出力チャネルから追加帯域返還指示を受け
付けた場合、指示された帯域値分を入出力チャネルの追
加帯域値から減少させ入出力チャネルへの伝送帯域再割
り当て設定を行い、再設定した入出力帯域でのデータ転
送を促すデータ転送タイミング信号をストリーム伝送装
置からのクロック信号を基に生成しストリーム読み出し
制御部２及びストリーム伝送制御部３に向けて発信す
る。

【００２９】また、入出力帯域制御部５は、ストリーム
読み出し制御部２から符号化動画像データストリームの
入出力終了通知を受け付けた場合は、現在入出力チャネ
ルに割り当てられている伝送帯域を解放し、入出力チャ
ネルの閉鎖を行うとともに入出力帯域管理部７への符号
化動画像データストリームの入出力終了通知を行い、デ
ータ転送タイミング信号の発信を停止する。

【００３０】また、入出力帯域制御部５は、高速再生画
像フレーム選択部６から高速再生終了通知を受け付けた
場合は、現在入出力チャネルに追加割り当てされている
帯域分を解放し、入出力チャネルの伝送帯域を符号化動
画像データストリームの符号化ビットレート値に戻して
入出力帯域管理部７への符号化動画像データストリーム
の高速再生終了通知を行い、再設定した入出力帯域での
データ転送を促すデータ転送タイミング信号をストリー
ム伝送装置からのクロック信号を基に生成しストリーム
読み出し制御部２及びストリーム伝送制御部３に向けて
発信する。

【００３１】こうした一連の動作によって、単位時間あ
たりの伝送される高速再生用画像フレームの個数を、入
出力帯域の空き状態により増減させた符号化動画像デー
タストリームの高速再生を可能にしている。

【００３２】また、一連の高速再生画像データの伝送処
理において、高速再生画像フレーム選択部６は、ストリ
ーム読み出し制御部２からの高速再生要求を受け付ける
と、入出力帯域管理部７への帯域追加要求で得られた現
在追加使用可能な入出力帯域値の入出力チャネルへの帯
域追加指示を入出力帯域制御部５へ行い、予めまたはそ
の都度ストリーム蓄積装置１２から読み出され時間情報
管理部４に記録管理されるフレーム内符号化フレームの
周期の逆数と、フレーム内符号化フレームの符号量と入
出力帯域制御部５により帯域の追加割り当てされた入出
力チャネルの伝送レートから算出されるフレーム内符号
化フレームの平均伝送時間の逆数と、端末装置１１から
指定される再生倍速値との積を計算し、その値の直上の
整数値を画像フレームのスキップ数とし、この値に近似
するように現在の入出力チャネル帯域を再調整すること
により、フレームの平均表示時間を引き伸ばすことなく
画像フレームのスキップ数とフレーム表示時間を定め
て、画像フレーム伝送時間と画像フレーム表示時間を等
価に維持し、符号化動画像データストリームの高速再生
時の画像フレーム表示時間の引き延ばしによって発生す
る時間方向解像の劣化を防ぐことで、より高画質な高速
再生動画像データストリームを端末装置１１に配信可能
である。

【００３３】また、前記高速再生画像フレーム選択部６
が、フレームの平均表示時間を引き伸ばすことなく画像
フレームのスキップ数とフレーム表示時間を定めた後、
フレームの平均表示時間以内に端末装置への画像フレー
ムの伝送が行えない符号量を持つ画像フレームの検出を
行い、これらの画像フレームについてのみ、平均符号量
との差分符号量を吸収可能な入出力帯域値を入出力帯域
管理部７への帯域追加要求を行い、得られた入出力帯域
値を入出力帯域制御部５へ入出力チャネルの帯域追加指
示を行い、平均表示時間内で画像フレームを伝送した
後、入出力チャネル帯域から今回追加した分の帯域を入
出力帯域管理部７へ返還指示する。このような平均符号
量を越える画像フレームの伝送時間を短縮しフレームの
表示時間を平均の値に平滑化制御することで、よりスム
ースな高速再生動画像の再生が可能である。

【００３４】また、高速再生画像フレーム選択部６は、
ストリーム読み出し制御部２からの複数動画像の同時高
速再生要求を受け付けると、予めまたはその都度ストリ
ーム蓄積装置１２から読み出され時間情報管理部４に記
録管理される指定された全ての符号化動画像データスト
リームのアクセス管理情報を読み込み、各符号化動画像
データストリームの符号化ビットレートの平均値を算出
し、その値と現在の入出力チャネル帯域値との差分値
を、入出力帯域管理部７への帯域追加要求し、得られた
値を入出力帯域制御部５へ帯域追加指示することにより
入出力チャネルの帯域を１データストリーム分確保した
後、各々の符号化動画像データストリーム毎のフレーム
内符号化フレームの周期の逆数と、フレーム内符号化フ
レームの平均符号量と、符号化ビットレートと指定スト
リーム数との商から算出されるフレーム内符号化フレー
ムの平均伝送時間の逆数と、指定された再生倍速値との
積を計算し、その値が直上の整数値を画像フレームのス
キップ数とし、これに近似するようにフレーム内符号化
フレームの表示時間または入出力帯域を調整してフレー
ム表示時間を確定し、高速再生に使用する画像フレーム
を選定して、ストリーム読み出し制御部２へ順次前記画
像フレームの読み出しを指示する。選択された前記画像
フレームの端末装置１１への伝送順番は図３で示すよう
に、１〜ｎ個の複数符号化動画像データストリーム間に
渡り選択される高速再生用画像フレームデータは 1-1,2
-1,3-1・・・ n-1,1-2,2-2,3-2・・・n-2,1-3,2-3,3-3・・・n-3,
1-m,2-m,3-m ・・・ n-m と符号化動画像データストリーム
間でインタリーブして順番付けされる。このようにし
て、１つの入出力チャネルを使用した複数の符号化動画
像データストリームのスキップサーチが可能な特殊再生
画像フレーム列を端末装置１１に伝送することが可能で
ある。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のストリー
ム通信制御装置０２は、ストリーム通信制御装置０２の
入出力帯域の利用していない空き帯域を有効に利用する
ことで、単位時間あたりの伝送フレーム数の増加ならび
に1 フレームあたりのフレーム表示時間を短縮すること
で、時間方向の解像度を向上させた高速再生動画像の伝
送が行え、且つ入出力帯域の利用状況に応じて高速再生
時における時間解像度での画像品質を段階的に制御する
ことが出来る。尚、入出力帯域が全て使用されている状
態であっても入出力チャネル帯域は、符号化動画像デー
タストリームの符号化ビットレートに保たれる為、設計
上の最大保証端末数から全て高速再生要求が入力されて
も従来の画質での高速再生が可能であり、特に、多数の
端末装置から同時にセンターへのアクセスが発生し、か
つサービスされる高速再生動画像に高品質な画像を期待
されるビデオオンデマンドシステムのようなシステムに
於いて有用である。

【００３６】また、従来装置で提供される１入出力チャ
ネルでの１符号化動画像データストリームの配信から、
１入出力チャネルで複数の符号化動画像データストリー
ムのスキップ再生動画像を１データストリームとして配
信することができ、端末装置で伝送路を新たに確保する
ことなく、複数動画像のスキップサーチが可能であり、
特に複数画像を同時にサーチすることが求められるビデ
オ編集システムのようなシステムに有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のストリーム通信制御装置の構成図

【図２】従来のマルチメディア通信システムの構成図

【図３】複数符号化動画像スキップサーチ用画像フレー
ム伝送順番の説明図

【符号の説明】

０１ センター装置 ０２ ストリーム通信制御装置 １ ストリームコマンド処理部 ２ ストリーム読み出し制御部 ３ ストリーム伝送制御部 ４ 時間情報管理部 ５ 入出力帯域制御部 ６ 高速再生画像データ選択部 ７ 入出力帯域管理部 ８ 端末インタフェース部 ９ 蓄積装置インタフェース部 １０ 伝送装置インタフェース部 １１ 端末装置 １２ ストリーム蓄積装置 １３ ストリーム伝送装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/76 - 5/956 H04N 7/24 - 7/68 H04N 7/14 - 7/173

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ストリーム蓄積装置から、符号化動画像
   データを読み出して、ストリーム伝送装置を介して端末
   装置へストリームの配信を行うストリーム通信制御装置
   において、符号化動画像データを構成する画像フレーム
   のうちのフレーム内符号化を用いて符号化された画像フ
   レームから高速再生に用いる画像フレームを、指定され
   た再生倍速値と、フレーム内符号化されたフレームの平
   均符号量と、符号化動画像データの符号化ビットレート
   と入出力時に追加使用可能な伝送帯域の和から、伝送す
   る画像フレームのスキップ数と画像フレームの平均表示
   時間を求めることにより高速再生用画像フレームを選択
   し、蓄積装置から前記高速再生用画像フレームを読み出
   し、端末装置へ画像フレームを伝送するとともに、端末
   装置へ画像フレームの表示時間を通知することにより高
   速再生を実現する伝送画像フレーム選択手段と、 ストリームの読み出し、およびストリームの配信に使用
   する入出力帯域を監視することによって、入出力帯域の
   空き状況により現在ストリームの入出力を行っているチ
   ャネルからの要求に応じて追加割り当て、または通常再
   生時よりも多くの帯域を割り当てているチャネルからの
   帯域の返還を指示する入出力帯域の可変制御手段とを設
   け、 高速再生時に入出力帯域の空き状況により、単位時間当
   たりの伝送フレーム数を動的に定め配信することによ
   り、高速再生時における符号化動画像の時間方向解像度
   の向上をはかることを特徴とするストリーム通信制御装
   置。
2. 【請求項２】 前記伝送画像フレーム選択手段が、端末
   装置からの指定の再生倍速値での高速再生要求を受け付
   けたときに、指定された再生倍速値と、フレーム内符号
   化されたフレームの平均符号量と、現在の入出力チャネ
   ルに割り当てられている伝送帯域値から、伝送する画像
   フレームのスキップ数と画像フレームの平均表示時間を
   算出する際に、入出力帯域の再調整を行なうことにより
   フレームの平均表示時間を引き伸ばすことなく画像フレ
   ームのスキップ数と画像フレームの平均表示時間を定め
   て、画像フレーム伝送時間と画像フレーム表示時間を等
   価に維持し、符号化動画像データストリームの高速再生
   時の画像フレーム表示時間の引き延ばしによって発生す
   る時間方向解像の劣化を防ぐことで、より高画質な高速
   再生動画像データストリームを端末装置に配信すること
   を特徴とする請求項１に記載のストリーム通信制御装
   置。
3. 【請求項３】 前記伝送画像フレーム選択手段が、端末
   装置からの指定の再生倍速値での高速再生要求を受け付
   け、伝送する画像フレームのスキップ数と画像フレーム
   の平均表示時間を算出した後、フレームの平均表示時間
   以内に端末装置への画像フレームの伝送が行えない符号
   量を持つ画像フレームについてのみ、入出力帯域の空き
   帯域を前記入出力帯域の可変制御手段により、現在伝送
   しようとする平均符号量を超える符号量をもつ画像フレ
   ームと平均符号量との差分符号量を吸収可能な入出力帯
   域値を、当該ストリームの入出力チャネルへ再度追加割
   り当てし、平均符号量を越える画像フレームの伝送時間
   を短縮することによりフレームの表示時間を平均の値に
   平滑化制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のス
   トリーム通信制御装置。
4. 【請求項４】 前記伝送画像フレーム選択手段が、符号
   化動画像データ高速再生用画像フレームを選択する際
   に、番組内容が異なる複数の符号化動画データ内の高速
   再生用画像フレームの選択を行い、一つの出力チャネル
   に番組内容の異なるスキップされた画像フレームを伝送
   することにより、一つの端末装置にて複数の符号化動画
   像データストリームのスキップサーチが行えることを特
   徴とする請求項１に記載のストリーム通信制御装置。