JP4188615B2 - 映像配信サーバおよび映像配信システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像蓄積・配信システムに関し、特に監視カメラ等の撮像装置で撮影された映像を蓄積・配信するシステムの中核となる映像配信サーバとそれを用いた映像配信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ホテルやビル、コンビニエンスストアや金融機関、あるいはダムや道路といった公共的な施設には犯罪抑止や事故防止等の目的で、監視映像システムが設置されている。これは、図１に示すように、監視対象を監視カメラ１０２で撮影し、その映像を、アナログ信号線１０１を介して、管理事務所や警備室等の監視センタに伝送し、常駐する監視者がそれをモニタ１０４で監視し、目的や必要に応じて、警告を発し、あるいはその映像を記録装置１０３に録画・保存するものである。
【０００３】
こうした監視システムにおいて、映像の録画・保存に用いる記録装置１０３には、主に「タイムラプスＶＴＲ」と呼ばれる間欠的な映像記録を可能としたアナログＶＴＲが使われてきたが、近年では、ハードディスク等のランダムアクセス可能な媒体を用いてデジタル記録を可能とした「ディジタルレコーダ」が普及してきている。
【０００４】
一方で、インターネットやイントラネットに代表されるＩＰネットワークを介してディジタル映像を伝送するシステムがある。特に近年は、大容量で高速なネットワークインフラの整備に伴い、ディジタル映像を伝送するシステムの進歩がめざましい。
【０００５】
こうしたＩＰネットワーク伝送を用いた監視システムは、従来のカメラ毎のアナログ専用線を必要とする監視システムに比べ、敷設コストが安く済み、また、様々な付加情報を伝送可能であるため将来の拡張性が高い等のメリットを持っている。
【０００６】
こうした背景から、監視カメラ映像をディジタル化し、ＩＰネットワークを介して、映像を伝送する映像監視システムの構築が始まっている。
【０００７】
このような監視システムにおける映像記録装置は、従来のようなチャンネル毎に設置するものではなく、集約型のサーバ方式による記録装置が主流になりつつある。このサーバ方式による記録装置を、以降、「蓄積配信サーバ」と称する。
【０００８】
この蓄積配信サーバを含んだ監視システムの構成の一例を図２に示す。この図において、２０１はネットワーク媒体、２０２は、映像生成・発信装置、２０３は蓄積配信サーバ、２０４は映像表示装置である。
【０００９】
ネットワーク媒体２０１は、例えば、ネットワークケーブルや無線ＬＡＮ、公衆回線等であり、発信されたデータを伝送する役割を持つ。また、ルータやハブ等のネットワーク機器も含む。
【００１０】
映像生成・発信装置２０２は、例えば、画像コーデックを内蔵したカメラであり、カメラで撮影した映像をディジタル化し、ネットワーク媒体２０１にデータを発信する。
【００１１】
蓄積配信サーバ２０３は、例えば、ネットワークインターフェイスを備えたコンピュータをベースとし、ハードディスクのアレイ装置や半導体メモリを記録媒体として接続したものであり、映像生成・発信装置２０２から発信されたデータを受信し、記録媒体に映像を格納する役割と、映像表示装置２０４からの発信要求に対して、要求に応じた映像を記録媒体から取出し、映像表示装置２０４に向けてデータ発信を行う機能を有する。
【００１２】
これらの機能は、複数の映像生成・発信装置、複数の映像表示装置に対して、同時にサービスを提供できるようになっている。
【００１３】
映像表示装置２０４は、例えば、画像コーデックを内蔵したテレビモニタであり、蓄積配信サーバ２０３に発信要求を出し、ネットワーク媒体２０１を伝送されてきたデータを受信し、画面表示を行う。監視者はこの画面表示された映像を監視する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような装置群で監視システムを構築した場合、蓄積配信サーバとしては、必要とされる仕様がユーザ毎に異なることがある。例えば、ディジタル化した映像の圧縮方式では、フレーム相関圧縮のないＪＰＥＧ方式や、フレーム相関圧縮であるＭＰＥＧ方式等の代表的な圧縮方式が用途に応じて用いられる。また、録画を行う時間帯や録画フレームレート等の指定方法や、システムに接続される映像生成・発信装置２０２、映像表示装置２０４の種類も多種多様になるものである。
【００１５】
また、ユーザ認証を必要とするユーザ、音声伝送も必要とするユーザ等々、多様な仕様要求が存在する。
【００１６】
これらの全ての仕様要求を網羅するような、１つの蓄積配信サーバで用いられるソフトウェア・プログラムを作成し、それを実装することは、非常に困難であり、現実的ではない。また、そのような実装形態は、状態遷移の複雑さから、バグを内在する可能性が高く、システムの中核に位置し、高信頼性を要求されるサーバには、適さない。
【００１７】
また、こうしたプログラムは、そのサイズが巨大になるに従い、変更が困難になる傾向があり、ユーザ毎のカスタマイズ要求や技術の進展による機能追加等に対し、拡張性に欠けたものとなる。
【００１８】
さらには、運用開始後に、ある特定の機能の負荷が増大、例えば、映像配信を行う機能に対する負荷が、接続視聴端末数の増加に従って増大したような場合には、１つの蓄積配信サーバ・プログラムでもって構築されたサーバでは、稼動する機器を丸ごとアップグレードする必要が発生し、設備投入コストに無駄が生じやすい。
【００１９】
本発明の目的は、上述のような蓄積配信サーバにおいて、柔軟な機能拡張性を持ち、かつ、安定的に動作させやすく、さらには機器拡張性に優れた実装方式を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するために、蓄積配信サーバに必要とされる機能を分離し、それぞれを個別に機能サーバ化した。１個の機能サーバが提供するサービスを最小限に留めることで、各機能サーバ内部で発生する状態変数を減らし、状態遷移の量を減らすことで、プログラムメンテナンスの容易性を確保した。各機能サーバ間に通信手段を設け、共有が必要な情報は、互いが必要なときに通信を行い伝達しあうようにすることで、サーバ全体が有機的に稼動するようにした。機能サーバは、サーバに必要とされる要求機能仕様に応じて、取り外し・追加が出来るようにし、拡張性を確保した。蓄積配信サーバの外部に対しては、これら機能サーバ群は、従来と同様に、あたかも１つの蓄積配信サーバであるように見えるようにした。
【００２１】
各機能サーバは、物理的に同一の機器であっても、物理的に異なる機器であっても、稼動可能であるようにし、それらの間の通信手段は、同一機器で稼動する場合にはソフトウェアレベルの手段まで使用し、異機器で稼動する場合には、ハードウェアレベルの手段まで使用する。
【００２２】
機能サーバ化により、上述のような負荷の増大による機器の更新に対しては、負荷の増大した機能サーバだけを負荷量に適切な性能を有した別の機器に移動させ、設定情報だけを更新するだけで稼動させることを可能にした。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例について、以下、図を用いて説明する。図３は、本発明の蓄積配信サーバの内部構成の一例を示すブロック図である。この図において、３０１は、蓄積配信サーバであり、上述した図２における蓄積配信サーバ２０３に相当する。３１１、３１２、３１３は、ともに映像生成・発信装置であり、例えば、３１１はＡ社製のＪＰＥＧ対応の装置、３１２はＢ社製のＪＰＥＧ対応の装置、３１３はＣ社製のＭＰＥＧ対応の装置であるとする。３２１、３２２、３２３は、ともに映像表示装置であり、３２１はＡ社製のＪＰＥＧ対応の装置、３２２はＢ社製のＪＰＥＧ対応の装置、３２３はＣ社製のＭＰＥＧ対応の装置であるとする。３３１は、システム管理者端末である。３４１、３４２は、ＩＰネットワークを表す。映像生成・発信装置３１１〜３１３は、ＩＰネットワーク３４１に接続されている。また、映像表示装置３２１〜３２３、システム管理者端末３３１は、ＩＰネットワーク３４２に接続されている。図３ではＩＰネットワーク３４１とＩＰネットワーク３４２を分けて記載しているが、一つのＩＰネットワークに映像生成・発信装置３１１〜３１３、映像表示装置３２１〜３２３、システム管理者端末３３１が接続されているとしても良い。
【００２４】
３５１は、要求受信機能サーバ、３５２は、設定管理機能サーバ、３５３は、蓄積スケジュール管理機能サーバ、３５４は、認証機能サーバを表す。３５５、３５６、３５７は、ともに蓄積配信機能サーバである。ここでは、蓄積配信機能サーバ３５５、３５６はＪＰＥＧ蓄積配信機能サーバとし、蓄積配信機能サーバ３５７はＭＰＥＧ蓄積配信機能サーバとするものである。３５８はＩＰネットワークである。各機能サーバ３５１〜３５７は、ＩＰネットワーク３５８に接続されている。ＩＰネットワーク３５８は、各機能サーバ３５１〜３５７がそれぞれ同一の通信プロトコルでもって通信し合うようにするものである。ここで、ＩＰネットワーク３５８としては、各機能サーバの内、いずれかの機能サーバが他の機能サーバが稼働するハードウェア機器とは異なるハードウェア機器上で稼動する場合には、ハードウェアネットワーク媒体を含むものを使用するが、全ての機能サーバが同一のハードウェア機器上で稼動する場合には、ソフトウェア的に処理するＩＰネットワークが用いられ、この場合ハードウェアネットワーク媒体を必要としない。もし、ハードウェアネットワーク媒体を使用する場合には、ＩＰネットワーク３４１あるいはＩＰネットワーク３４２と同一のものであっても構わない。
【００２５】
以下、蓄積配信サーバ３０１とそれを用いた蓄積配信システムの機能動作について説明する。
【００２６】
まず、「各機能サーバの提供する機能」を説明する。要求受信機能サーバ３５１は、蓄積配信サーバ外部からの要求を全て受信し、その要求に応じて適切な機能サーバに各処理を振分ける機能を提供する。その振分けは要求の中に処理先を一意に特定するＩＤを内在しておき、そのＩＤと設定管理機能サーバ３５２に管理しているＩＤ−振分先対応表を照合して行う。
【００２７】
設定管理機能サーバ３５２は、蓄積配信サーバに関わる設定を管理する機能を提供する。設定としては、例えば、上述の要求と処理振分先との対応や、各機能サーバのＩＰアドレス、接続されている映像生成・発信装置３１１〜３１３の種類やＩＰアドレスといったものがあげられる。他の機能サーバから設定内容を参照する要求を受信した場合には、その要求に対応した設定内容を返す。なお、設定管理機能サーバ３５２は、自身が持つ情報の意味については、関知しない。また、設定内容は、サーバの外部、例えば、図３に示すシステム管理者端末３３１から、参照・設定できるようになっている。
【００２８】
蓄積スケジュール管理機能サーバ３５３は、蓄積スケジュールを管理する機能を提供する。この機能サーバは、一定時間間隔毎に、自身に持っている蓄積スケジュールテーブルに従って、蓄積配信機能サーバ３５５〜３５７に蓄積指示を出す。蓄積指示とは、例えば、「いつ、どの映像生成・発信装置から、どれくらいのフレームレートで映像受信、蓄積を行いなさい」といったものである。この蓄積スケジュールテーブルは、サーバの外部、例えば、図３に示すシステム管理者端末３３１から、設定できるようになっている。
【００２９】
認証機能サーバ３５４は、認証処理を提供する。認証とは、蓄積配信サーバ３０１外部からのアクセスに対し、蓄積配信サーバ３０１のサービス提供の可否を判断することである。認証処理の方式としては、ＩＤ方式や、ＩＰアドレスによる排他方式、パスワード方式等があげられる。
【００３０】
蓄積配信機能サーバ３５５〜３５７は、映像生成・発信装置３１１〜３１３に対し映像発信要求を出し、受信した映像を蓄積する機能を提供する。また、外部からの映像配信要求に従って、要求に対応する映像を要求元、例えば、映像表示装置３２１〜３２３へ配信する機能も提供する。この機能サーバは、蓄積の指示を他の機能サーバから受け取って稼動するように設計されている。
【００３１】
次に、「映像を蓄積する処理の流れ」について説明する。
（１）：蓄積スケジュール管理機能サーバ３５３は、蓄積指示を出す前に予め、自身が稼動するために必要な情報を、設定管理機能サーバ３５２に問合せを行うことで、取得しておく。例えば、手持ちのスケジュールに対する指示発行先情報等がこれにあたる。
（２）：蓄積スケジュール管理機能サーバ３５３は、自身に持たされている蓄積スケジュールテーブルに従って、蓄積配信機能サーバ３５５〜３５７に蓄積指示を出す。
（３）：蓄積指示を受け取った蓄積配信機能サーバ３５５〜３５７は、指示に従い、映像生成・発信装置にアクセスを行い、映像を取得・蓄積する。蓄積配信機能サーバ３５５〜３５７は、自身が稼動するために必要な情報を、設定管理機能サーバ３５２に問合せを行うことで、取得しておく。例えば、受信した映像の実際にどの記録媒体に記録するのか等々がこれにあたる。
【００３２】
次に、「映像を配信する処理の流れ」について説明する。
（１）：要求受信機能サーバ３５１は、映像表示装置３２１から映像配信要求を受信する前に、予め、要求と処理の振分先との対応について設定管理機能サーバ３５２から取得しておく。
（２）：要求受信機能サーバ３５１が、映像表示装置３２１から映像配信要求を受信する。要求受信機能サーバ３５１は、要求に含まれる認証に必要な情報を認証機能サーバ３５４に伝達し、この外部要求に対しサービスの可否を判断を仰ぐ。もしサービス可であった場合には、配信要求に適切な蓄積配信機能サーバに処理を振分ける。例えば、この場合には、蓄積配信機能サーバ３１５に振分けられたとする。また、サービス否であった場合には、その旨を要求元に返す。同様に適切な振分け先が蓄積配信サーバ内に実装されていない場合にもその旨を要求元に返す。
（３）：配信要求を振分けられた蓄積配信機能サーバ３１５は、要求に応じた映像を記録媒体から取出し、要求元に対して、配信を行う。
なお、蓄積同様、蓄積配信機能サーバ３５５〜３５７は、自身が稼動するために必要な情報を、設定管理機能サーバ３５２に問合せを行うことで、取得しておく。
【００３３】
次に、「その他の処理の流れ（サーバ設定更新処理の流れ）」について説明する。
（１）：要求受信機能サーバ３５１が、システム管理者端末３３１から、設定更新要求を受信する。要求受信機能サーバ３５１は、要求に含まれる認証に必要な情報を、認証機能サーバ３５４に伝達し、この外部要求に対しサービスの可否を判断を仰ぐ。もしサービス可であった場合には、要求を設定管理機能サーバ３５２に伝達する。
（２）：設定更新要求を受け取った設定管理機能サーバ３５２は、要求の妥当性を検証した後、要求に従って設定を更新する。設定の更新後、設定管理機能サーバ３５２は、蓄積配信サーバを構成する全ての機能サーバに対し、設定が更新された旨を通知する。更新通知を受け取った各機能サーバは、自身が必要とする設定内容を設定管理機能サーバ３５２に問い合わせをすることで、再取得する。設定更新通知には、設定を有効にする時刻も含み、各機能サーバは、その時刻をもって、再取得した設定情報を有効とする。これにより、設定の同期が図られる。
【００３４】
次に、「その他の処理の流れ（蓄積スケジュール更新処理の流れ）」について説明する。
（１）：要求受信機能サーバ３５１が、システム管理者端末３３１から、蓄積スケジュール更新要求を受信する。要求受信機能サーバ３５１は、要求に含まれる認証に必要な情報を、認証機能サーバ３５４に伝達し、この外部要求に対しサービスの可否を判断を仰ぐ。もしサービス可であった場合には、要求を蓄積スケジュール管理機能サーバ３５３に伝達する。
（２）：設定更新要求を受け取った蓄積スケジュール管理機能サーバ３５３は、要求の妥当性を検証した後、要求に従って手持ちのスケジュールテーブルを更新する。更新後は、そのテーブルに従って、蓄積指示を蓄積配信機能サーバに発信する。
【００３５】
なお、上述の蓄積配信サーバ３０１において、機能変更、例えば、蓄積スケジュールの外部からの設定方法を変更したいといったケースにおいては、蓄積スケジュール管理機能サーバ３５３を作り直すだけでよい。その際には、既存の蓄積配信機能サーバに対する蓄積指示のプロトコルは維持したまま、変更を行うことになる。同様に認証方式を最新の暗号方式に準拠したりする場合には、認証機能サーバだけを作り直せばよい。
【００３６】
また、対応する映像形式を増加したい場合、蓄積配信機能サーバを増設すればよい。例えば、Ｄ社製のＪＰＥＧ映像生成・発信装置をシステム内に増設する場合には、Ｄ社製対応のＪＰＥＧ蓄積配信機能サーバを蓄積配信サーバ内に増設することになる。この場合には、蓄積指示のプロトコルに変更がない限り、他の機能サーバには、変更を一切加えずに、設定管理機能サーバ３５２に設定を追加記憶させるだけで済む。音声の蓄積配信機能を増設する場合も同様である。また例えば、認証処理を必要としないユーザに対しては、認証機能サーバを蓄積配信サーバ内部から外し、認証機能サーバにアクセスする処理を全て止めるようにすればよいので、変更の手間は最小限で済む。
【００３７】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明では、機能サーバの集合体で構成されるサーバ装置において、それらの機能サーバが互いに強調して動作する手段を提供したことにより、個々の機能サーバは、単機能で小さくシンプルなものに留め、メンテナンス性の高さから安定した動作を確保した。また、サーバとしての機能拡張は、機能サーバの追加により実現し、拡張に掛かる手間も最小限に留めることを可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の技術を用いたアナログ監視システムの一例を示す図。
【図２】 従来の技術のＩＰネットワーク型監視システムの一例を示す図。
【図３】 本発明の蓄積配信システムの一実施例を示す図。
【符号の説明】
１０１：アナログ回線、 １０２：監視カメラ、 １０３：記録装置、 １０４：モニタ、 ２０１：ネットワーク媒体、 ２０２：映像生成・発信装置、 ２０３：蓄積配信サーバ、 ２０４：映像表示装置、３０１：蓄積配信サーバ３１１，３１２，３１３：映像生成・発信装置、 ３２１，３２２，３２３：映像表示装置、 ３３１：システム管理者端末、 ３４１、３４２：ＩＰネットワーク、 ３５１：要求受信機能サーバ、 ３５２：設定管理機能サーバ、 ３５３：蓄積スケジュール管理機能サーバ、 ３５４：認証機能サーバ、 ３５５，３５６，３５７：蓄積配信機能サーバ、 ３５８：ＩＰネットワーク。

Claims (3)

1. ＩＰネットワークで接続された複数の映像生成発信装置からの映像情報を記録し、該記録された映像情報をクライアントからの要求に応じて配信する映像配信サーバにおいて、
   前記映像配信サーバに必要とされる機能を分離して個別化された機能サーバとして少なくとも、前記クライアントとＩＰネットワークで接続され、クライアントからの要求を受信する要求受信機能サーバと、映像情報を記録すると共にクライアントからの要求に応じて前記記録された映像情報を出力する蓄積配信機能サーバと、各機能サーバ間で通信するための通信手段と、を有し、
   前記蓄積配信機能サーバは、映像受信若しくは蓄積する時刻と、対象となる前記映像生成発信装置と、フレームレートとを指示するために予め設定された蓄積スケジュールに基づく蓄積指示を他の機能サーバから受けて、映像生成発信装置にアクセスを行い、映像を取得及び蓄積することを特徴とする映像配信サーバ。
2. 所定の時間間隔毎に、自身に持っている前記蓄積スケジュールに従って、前記蓄積配信機能サーバに前記蓄積指示を出す蓄積スケジュール管理機能サーバを、更に前記機能サーバとして備えたことを特徴とする請求項１に記載の映像配信サーバ。
3. 前記蓄積配信機能サーバを複数備え、
   前記要求受信機能サーバは、前記通信手段を用いて前記蓄積配信機能サーバとの間で略同じ通信プロトコルにより通信するとともに、予め取得した、映像配信要求と処理の振分先に従って、前記映像配信要求を適切な前記蓄積配信機能サーバに振分け、前記映像配信サーバは、当該映像配信サーバの外部に対して前記機能サーバからなる機能サーバ群を１つのサーバに見えるように構成したことを特徴とする請求項２に記載の映像配信サーバ。

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