JP3633687B2 - 双方向ビデオシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、システム加入者が、いわゆる「ビデオ・オン・デマンド」サービスを種々操作できる双方向テレビジョンシステム技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加入者が電話回線または二重ファイバ光ビデオ伝送リンク中の戻りチャネルを使用してマスタ・ステーションをアクセスできる双方向ビデオシステムが開発されている。これによって、加入者は、マスタ・ステーションからビデオ・マテリアルを伝送する間に、その後送られるビデオ・マテリアルを修正する信号をマスタ・ステーションへ送信する。イギリスの特許出願出願ＧＢ２１２０５０７Ａは、要求によって、ケーブル・テレビジョンシステムのヘッドエンドが双方向ビデオゲーム・プログラムを送信するビデオゲームシステムを開示している。プログラムの進行の間の多くの時間において、加入者はゲームの次のプレーを変えるためヘッドエンドへ指示を送信できる。双方向ビデオシステムのなお一層の記述が、Ｄｅｌｏｄｄｅｒｅ等によって、「ＩＥＥＥ通信雑誌」、ｖｏｌ．３２、Ｎｏ．５、ｐｐ８２〜８８に記載され、またＣａｌｖｅｒｔ等によって、「電気通信」、Ｎｏ．３、９４年９月３日、ｐｐ２８１〜２８９に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
より高度な技術と高速応答を必要とするより複雑なビデオゲームの開発に伴って、加入者側で問題が生じる。その問題とは、ビデオゲーム・マテリアルのヘッドエンドからの送信の伝搬遅延と加入者コマンドのヘッドエンドへの返信の伝搬遅延が次に送信されるビデオゲーム・マテリアルに不正確な修正を引き起こすということである。例えば、加入者（プレーヤ）が速やかに動く目標に対し銃を撃つことが必要なゲームを例にとって説明する。このような動きにはほんの瞬間的なタイミングが必要である。伝送時間が比較較長い場合は、プレーヤの『発砲』コマンドは、標的が、「砲火線」の外に出た後しばらくしてヘッドエンドに達するであろう。もちろん、もし特別の加入者に対し往復伝播時間が知られている場合は、あらかじめ計算された調整係数を、システム中に組み込むことができる。しかし、現代のケーブル・テレビジョンシステムでは、単一のヘッドエンドが、すべての加入者に対し異なる伝播時間を有する一つの巨大な加入者エリアにサービスを行うことができる。
【０００４】
したがって、本発明の目的は、「ビデオ・オン・デマンド（ＶＯＤ）」サービスにおいて、聴視者がコマンドを送信するとき、ネットワークにおける潜在的な伝送、待ち行列、処理遅延のために引き起こされるＶＯＤシステムの誤動作防止する双方向ビデオシステムを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明においては、各加入者装置がマスタ・ステーションにコマンド信号を返送し、ビデオフレーム参照データで特定されるビデオ・マテリアルのリアルタイム送信を制御し修正する手段を有し、マスタ・ステーション（ヘッドエンド）がネットワークを介してビデオ・マテリアルを加入者装置に伝送する双方向ビデオシステムにおいて：前記加入者装置は、シーケンス番号やタイミング基準を含んだフレーム参照データをコマンド信号で送信するコマンド送信手段を有し、前記マスタ・ステーションは、前記コマンド信号を受領するとフレーム参照データで特定されたフレームから後のビデオ・マテリアルの再送信を開始する手段とから構成される。
【０００６】
第２の発明においては、加入者装置は、さらに、フレーム参照データを送信した後マスタ・ステーションから再送信されたビデオ・マテリアルを受信するまでの間、ビデオ表示を静止する手段を含むように構成される。
【０００７】
第３の発明においては、各加入者装置がマスタ・ステーションにコマンド信号を返送し 、ビデオフレーム参照データで特定されるビデオ・マテリアルのリアルタイム送信を制御し修正する手段を有し、マスタ・ステーション（ヘッドエンド）がネットワークを介してビデオ・マテリアルを加入者装置に伝送する双方向ビデオシステムにおいて：前記加入者装置は、シーケンス番号やタイミング基準を含んだフレーム参照データをコマンド信号で送信するコマンド送信手段を有し、前記マスタ・ステーションは、前記コマンド信号を受領するとフレーム参照データで特定されたフレームから後のビデオ・マテリアルの再送信を開始する手段とから構成され、さらに、加入者装置は、フレーム参照データを送信した後マスタ・ステーションから再送信されたビデオ・マテリアルを受信するまでの間、ビデオ表示を静止する手段を含むように構成される。
【０００８】
第４の発明においては、本発明の各加入者装置がマスタ・ステーションにコマンド信号を返送し、ビデオフレーム参照データで特定されるビデオ・マテリアルのリアルタイム送信を制御し修正する手段を有し、マスタ・ステーション（ヘッドエンド）がネットワークを介してビデオ・マテリアルを加入者装置に伝送する双方向ビデオシステムを動作させる方法において：前記加入者装置は、シーケンス番号やタイミング基準を含んだフレーム参照データをコマンド信号で伝送し、前記マスタ・ステーションは、前記コマンド信号を受領するとフレーム参照データで特定されたフレームから後のビデオ・マテリアルの送信を再開するように構成される。
【０００９】
第５の発明においては、各加入者装置がマスタ・ステーションにコマンド信号を返送し、ビデオフレーム参照データで特定されるビデオ・マテリアルのリアルタイム送信を制御し修正する手段を有し、マスタ・ステーション（ヘッドエンド）がネットワークを介してビデオ・マテリアルを加入者装置に伝送する双方向ビデオシステムを動作させる方法において：前記加入者装置は、シーケンス番号やタイミング基準を含んだフレーム参照データをコマンド信号で伝送し、前記マスタ・ステーションは、前記コマンド信号を受領するとフレーム参照データで特定されたフレームから後のビデオ・マテリアルの送信を再開し、さらに、前記加入者装置は、フレーム参照データを送信した後マスタ・ステーションから再送信されたビデオ・マテリアルを受信するまでの間、ビデオ表示を静止するように構成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、非同期転送モード（ＡＴＭ）セル１６を介して非対称ディジタル加入者線（ＡＤＳＬ）１２及び直角位相振幅変調（ＱＡＭ）１４の広帯域アクセス・モジュール構成（ＢＡＭ）の両方にサービスをしているヘッドエンドのビデオ・サーバ１０を示している。ＡＤＳＬ、ＢＡＭにおいては、各聴視者（顧客）の施設への分配は、ＰＯＴＳ（通常の電話サービス）電話による従来の各電話線ペア１８を介して行われる。テレビセット２２,３０、セット・トップ・ボックス２４,３２およびラインインタフェース２６,３４を経由する聴視者の遠隔操作ユニット２０の上り制御信号は不連続な低速度の信号チャネルである。この信号チャネルは、ＢＡＭ中のプロセスを介して、ＶＯＤチャネル選択およびＶＯＤチャネル制御に対して使用される。
【００１１】
制御信号に関して解決されるべき主な問題は、聴視者の端末装置に隣接した遠隔操作ユニットによって、手元に置かれたＶＣＲを制御するのと全く同じように、一つのビデオを巻き戻しながら、一時停止、早送り巻き戻し、高速早送り等、快適にビデオ・サーバを制御することが可能である構成に関するものである。そこでは、ビデオ・サーバは、遠距離学習機能を持ち、リモートコントロールによって、聴視者の必要に応じて、種々のトピックを種々の深さ又は繰り返しで検索できるように、検索の過程を選択可能なオプションのルートによって制御し、または指示することができなければならない。同様に、ビデオ・サーバは遠距離ゲームを供給する場合は、遠隔操作でコースの制御と指示ができなければならない。これにより非常に円滑なゲームができる。
【００１２】
制御信号の必要性に関する問題点は、サーバから聴視者へのビデオ信号、または逆方向の聴視者からサーバへの制御信号に有限の伝送遅延時間があるということである。伝送遅延は、ビデオと制御信号が伝送される物理的距離、たとえば、主にＡＴＭの段階で多少生じる。また、この遅延は、ネットワークが輻輳している場合、又は一回線以上のビデオ端末セットがサービスされている加入者の構内において信号が輻輳／競合する場合には、待ち行列によって生じる。伝送遅延ＱＡＭ、ＢＡＭの場合、ハイブリッド・ファイバ／同軸分布チェーンにおける多重化動作および上り信号を扱うためのＴＤＭＡ非衝突プロトコルの要求によってさらに遅延が生じる。
【００１３】
この遅れの影響によって、聴視者の制御（切り換え）信号がビデオ・サーバに届くまでには、サーバは、後に（間に合うように）聴視者にビデオフレームを伝送するが、その内の幾つかは聴視者へ転送中かもしれないし、他のいくつかは、聴視者が打ち込んだコマンドが到達し、表示された後に直ちに転送されるかもしれない。
【００１４】
聴視者のコマンドは、聴視者のコマンドの開始時のビデオフレームである。しかし、聴視者のコマンド信号はいくぶん後にサーバに到着する。予防措置が取られない場合、コマンドは転送されている現在の（前の）ビデオフレームを扱うサーバの動作を制御する。これは、もちろん、聴視者にトラブルを引き起こすことになる。聴視者が、少なくとも、システム中で「慣性」または非反応を検出する場合には、ビデオ・フレームのシーケンスは直ちに休止、巻戻し等ができない。これは「潜伏時間」と言われる。最悪の場合、時間切れが起こりサーバから現在送られているビデオ・フレームが任意の表示点を通過するために、遠距離学習環境における有効オプションのルート選択は、失われる。
【００１５】
しかしながら、双方向遠距離学習機構が、現在利用されているようにコンパクトディスク対話式動作（ＣＤ−Ｉ）の初歩の概念だけに基づいているならば、この双方向遠距離学習機構が上述されたような問題が生じることはないであろう。これは、このオプションが聴視者に表示されるとき、ディスプレイが静止しているからである。それにもかかわらず、このように双方向遠距離学習機構を制限することは、全ての潜在的な開発を禁止することになるので、そのようなアプローチは、推奨されない。さらに、カーソル制御等による現在のＣＤ−Ｉに基づく対話式遠距離学習は、おそらく聴視者の端末装置へさらに端末電子電子を加えることになる。というのは、上りシグナルチャネルを経由してカーソルの動作を制御し、それによりサーバと関連する対話式遠距離学習ソースにただちに送り返すことは、シグナルをロードするために、非実用的であることが分かる。対話式遠距離学習のこの分野はなお一層の研究が必要である。つまり対話式遠距離学習はまだ創案期であり、ＶＯＤシステム全般を先入観により、過小評価するのではなく、成熟の段階にまで開発すべき分野である。
【００１６】
本発明は、上述の問題に対して以下に述べる２つの解決法がある。第１に、聴視者の上りコマンド信号は、コマンド信号が発せられたときのコマンドに関連したビデオ・フレーム参照番号を含むことである。シグナルメッセージにこの情報を挿入することは、簡単なことである。
【００１７】
第２に、聴視者の上りコマンドシグナルは、ポーズ、早送り、巻き戻し等の相対時間の変更またはトピックの変更を表示するためのビデオシーケンスを必要とする。聴視者のテレビジョンセット上に表示されるフレームは、ビデオ・サーバが実行したコマンドの結果として、ビデオフレームの新しいシーケンスが聴視者の端末装置に受信され始めるまで、静止している。
【００１８】
ビデオ・フレーム参照番号を使用することによって、ヘッドエンドサーバは、聴視者がコマンドを出したビデオ・フレームに戻し、その後その点からコマンドを実行することができる。このように、コマンドが参照するビデオ・シーケンスに正確さが与えられる。
【００１９】
聴視者の端末装置において、ローカル操作によって聴視者のビデオ表示を静止させ、それによってビデオのシーケンス処理が前に進むことを防止する。そして突然、コマンドが出されたときのフレームに逆もどりし、そこから実行されるべきコマンドが現れる。静止はブランキングに好ましいようにみえる。それは、何かトラブルが起こる寸前であると示唆する。ブランキングはユーザにシステム全体が機能停止したことを知らせる。
【００２０】
ビデオ・フレーム参照番号を与えるために、聴視者の端末装置に分配された各ビデオ・フレームがシーケンシャルに番号をつけられたフレームを含まなければならない。ビデオ編集のためのアナログ環境でシーケンシャルに番号をつけられたビデオ・フレームを使うことは、今日では普通に行われている。
【００２１】
ＭＰＥＧ（Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）により符号化されたビデオ・フレームは、符号化、伝送、復号化のプロセスのチェック時に、シーケンシャルに番号が付けられる。さらに、これらのフレーム・シーケンス番号は、ＭＰＥＧチップセット（将来この解決案のために必要）の外部の使用のために有用である。このシーケンス番号は、ＭＰＥＧビットストリーム内でＳＲＣ（システム基準クロック）及びＰＴＳ（表示タイムスタンプ）である。このように、ここに記載されたビデオフレーム参照番号は、ＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ２及びＭＨＥＧビデオ符号化システムに適用される。
【００２２】
さらに、この明細書において記載されたビデオ・フレーム参照番号は、ビデオ符号化システム又は伝送システムに適用され、そこでは、各ビデオ・フレームはビデオ・サーバや加入者もしくは聴視者の端末装置のようなビデオ蓄積ソースにアクセスできるシーケンス番号もしくはタイミング基準を含んでいる。
【００２３】
他の必要条件は、聴視者の端末上のビデオ・フレフレームを静止させる機能である。これは、セットトップボックス内でフレームを蓄える機能を意味する。これは、従来のテレビジョンセットにＭＰＥＧビデオ信号が符号化され供給されて以来ずっと供給されている。
【００２４】
本発明は、ディジタル・ビデオ符号化が使用されるという仮定のもとに記載されたが、これは、本システムが機能するのに必須のものというわけではない。引例では、すでに編集アナログ・ビデオ画像編集のためのフレーム番号の供給がされていた。原理的には、アナログ・ビデオフレームのこのビデオ・フレーム番号付けによって、本明細書において記載されたこのシステムがアナログ・ビデオ伝送システムにも使用できる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明においては、ビデオ・サーバに本コマンドが正しいフレームと関連するように戻り信号チャネル中にビデオフレーム参照番号を用い、同時に、聴視者の表示は、その表示がプログラム中の正しい点で再び使えるように修正されたフレームが再受信されるまで停止することによって解決される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の典型的な「ビデオ・オン・デマンド（ＶＯＤ）」ネットワーク構成の主要部分を示す図である。
【符号の説明】
１０ ビデオ・サーバ
１２ 非対称ディジタル加入者線（ＡＤＳＬ）
１４ 直角位相振幅変調（ＱＡＭ）
１６ 非同期転送モード（ＡＴＭ）セル
１８ 各電話線ペア
２０ 聴視者の遠隔操作ユニット
２２、３０ テレビセット
２４、３２ セット・トップ・ボックス
２６、３４ ラインインタフェース
２８ 広帯域回線

Claims (5)

1. 各加入者装置がマスタ・ステーションにコマンド信号を返送し、ビデオフレーム参照データで特定されるビデオ・マテリアルのリアルタイム送信を制御し修正する手段を有し、マスタ・ステーション（ヘッドエンド）がネットワークを介してビデオ・マテリアルを加入者装置に伝送する双方向ビデオシステムにおいて：
   前記加入者装置は、シーケンス番号やタイミング基準を含んだフレーム参照データをコマンド信号で送信するコマンド送信手段を有し、
   前記マスタ・ステーションは、前記コマンド信号を受領すると、フレーム参照データで特定されたフレームから後のビデオ・マテリアルの再送信を開始する手段を有する、ことを特徴とする双方向ビデオシステム。
2. 請求項１記載の双方向ビデオシステムにおいて：
   前記加入者装置は、フレーム参照データを送信した後マスタ・ステーションから再送信されたビデオ・マテリアルを受信するまでの間、ビデオ表示を静止する手段を含むことを特徴とする双方向ビデオシステム。
3. 各加入者装置がマスタ・ステーションにコマンド信号を返送し、ビデオフレーム参照データで特定されるビデオ・マテリアルのリアルタイム送信を制御し修正する手段を有し、マスタ・ステーション（ヘッドエンド）がネットワークを介してビデオ・マテリアルを加入者装置に伝送する双方向ビデオシステムにおいて：
   前記加入者装置は、シーケンス番号やタイミング基準を含んだフレーム参照データをコマンド信号で送信するコマンド送信手段を有し、
   前記マスタ・ステーションは、前記コマンド信号を受領すると、フレーム参照データで特定されたフレームから後のビデオ・マテリアルの再送信を開始する手段を有し、
   さらに、前記加入者装置は、フレーム参照データを送信した後、マスタ・ステーションから再送信されたビデオ・マテリアルを受信するまでの間、ビデオ表示を静止する手段を含むことを特徴とする双方向ビデオシステム。
4. 各加入者装置がマスタ・ステーションにコマンド信号を返送し、ビデオフレーム参照データで特定されるビデオ・マテリアルのリアルタイム送信を制御し修正する手段を有し、マスタ・ステーション（ヘッドエンド）がネットワークを介してビデオ・マテリアルを加入者装置に伝送する双方向ビデオシステムを動作させる方法において：
   前記加入者装置は、シーケンス番号やタイミング基準を含んだフレーム参照データをコマンド信号で伝送し、
   前記マスタ・ステーションは、前記コマンド信号を受領するとフレーム参照データで特定されたフレームから後のビデオ・マテリアルの送信を再開する、
   ことを特徴とする双方向ビデオシステムを動作させる方法。
5. 各加入者装置がマスタ・ステーションにコマンド信号を返送し、ビデオフレーム参照データで特定されるビデオ・マテリアルのリアルタイム送信を制御し修正する手段を有し、マスタ・ステーション（ヘッドエンド）がネットワークを介してビデオ・マテリアルを加入者装置に伝送する双方向ビデオシステムを動作させる方法において：
   前記加入者装置は、シーケンス番号やタイミング基準を含んだフレーム参照データをコマンド信号で伝送し、
   前記マスタ・ステーションは、前記コマンド信号を受領するとフレーム参照データで特定されたフレームからビデオ・マテリアルの送信を再開し、
   さらに、前記加入者装置は、フレーム参照データを送信した後、マスタ・ステーションから再送信されたビデオ・マテリアルを受信するまでの間、ビデオ表示を静止することを特徴とする双方向ビデオシステムを動作させる方法。

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