JP5269063B2

JP5269063B2 - ビデオサーバ及びシームレス再生方法

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Publication number: JP5269063B2
Application number: JP2010291092A
Authority: JP
Inventors: 健志駄竹; 健一木浦
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2030-12-27
Also published as: US8428444B2; KR20120074191A; US20120163779A1; JP2012138840A; KR101322109B1

Description

本発明の実施形態は、ＭＰＥＧ２（Moving Picture Experts Group 2）方式で圧縮符号化された番組素材を再生するビデオサーバ及びこのビデオサーバで用いられるシームレス再生方法に関する。

一般的に、ビデオサーバは、所定の方式で圧縮符号化された番組素材を記録している。近年では、ＭＰＥＧ２方式が圧縮符号化の標準的な方式として知られている。

ＭＰＥＧ２のストリームでは、ＧＯＰ（Group Of Picture）と称される単位が、独立してアクセス可能な最小の単位として扱われる。ＧＯＰは、１又は複数のピクチャから構成される。１枚のＩピクチャのみで構成されるＧＯＰをシングルＧＯＰと呼び、Ｉピクチャと、Ｐ及び／又はＢピクチャとからなる複数のピクチャで構成されるＧＯＰをロングＧＯＰと呼ぶ。

ところで、従来のビデオサーバでは、シングルＧＯＰにより圧縮符号化された第１の番組素材から、ロングＧＯＰにより圧縮符号化された第２の番組素材へ再生を切り替えようとする場合、切り替え後にロングＧＯＰ分のビデオデータが蓄積されるのを待たねばならず、再生をシームレスに切り替えることが出来ないという問題がある。

特開２００７−２３５５４８号公報

以上のように、従来のビデオサーバでは、シングルＧＯＰにより圧縮符号化された第１の番組素材から、ロングＧＯＰにより圧縮符号化された第２の番組素材へ再生をシームレスに切り替えることが出来ないという問題がある。

そこで、目的は、シングルＧＯＰにより圧縮符号化された第１の番組素材から、ロングＧＯＰにより圧縮符号化された第２の番組素材へ再生をシームレスに切り替えることが可能なビデオサーバ及びこのビデオサーバで用いられるシームレス再生方法を提供することにある。

実施形態によれば、ビデオサーバは、記憶部、出力処理部及び復調処理部を具備する。記憶部は、フレーム毎の画面が画面内符号化されてなる第１のビデオデータと、複数フレーム分の画像が予測符号化によるフレーム間圧縮を用いて圧縮符号化された第２のビデオデータとを記憶する。出力処理部は、前記記憶部から、予め設定された設定個数単位で前記第１のビデオデータを読み出すと共に、前記第２のビデオデータを読み出し、前記設定個数に応じたフレーム毎に、前記読み出した第１のビデオデータをまとめた第１のブロックデータと、前記第２のビデオデータの一部から成る第２のブロックデータとを出力する。復調処理部は、前記出力処理部からの前記第１のブロックデータをデコードして出力すると共に、前記第２のブロックデータを保持する。

実施形態に係るビデオサーバの機能構成を示すブロック図である。図１の復調処理部の機能構成を示すブロック図である。図１のビデオサーバが第１及び第２の番組素材を切り替えて再生する際の動作を示すシーケンス図である。図１の出力処理部により作成される第１のブロックデータを示す図である。図１の出力処理部により作成される第２のブロックデータを示す図である。図１の出力処理部により出力される第１及び第２のブロックデータを示す図である。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係るビデオサーバ１０の機能構成を示すブロック図である。図１に示すビデオサーバは、記憶部１１、出力処理部１２、復調処理部１３及び制御部１４を具備する。

記憶部１１は、複数のフラッシュメモリを備える。記憶部１１は、第１及び第２の番組素材を含む複数の素材を予め記憶する。第１の番組素材は、シングルＧＯＰにより圧縮符号化されて成る。シングルＧＯＰとは、１枚のＩピクチャ（Intra Picture）のみで構成されるＧＯＰを示す。ここで、シングルＧＯＰのデータを第１のビデオデータと称する。なお、Ｉピクチャは、フレーム毎の画面が画面内符号化されることにより得られる。

また、第２の番組素材は、ロングＧＯＰにより圧縮符号化された第２のビデオデータから成る。ロングＧＯＰとは、Ｉピクチャと、Ｐ及び／又はＢピクチャ（Predictive Picture, Bi-directionally predictive Picture）とから成る、例えば１５枚のピクチャで構成されるＧＯＰを示す。ここで、ロングＧＯＰのデータを第２のビデオデータと称する。なお、Ｐピクチャ及びＢピクチャは、順方向予測及び双方向予測によってそれぞれ得られる。

出力処理部１２は、制御部１４からの読出し制御に従い、記憶部１１から予め設定された設定個数の第１のビデオデータと、第２のビデオデータとを読み出す。

出力処理部１２は、復調処理部１３とイーサネット（登録商標）等のＬＡＮケーブルによって接続されている。出力処理部１２は、このＬＡＮケーブルを介して、１フレーム（例えば、０．０３３秒）に所定容量のデータを一つ、復調処理部１３へ出力する。本実施形態では、所定容量を例えば最大１Ｍバイトとする。

出力処理部１２は、記憶部１１からの設定個数分の第１のビデオデータを１Ｍバイト単位で結合し、複数の第１のブロックデータを作成する。また、出力処理部１２は、記憶部１１からの第２のビデオデータを、１Ｍバイト単位で分割し、複数の第２のブロックデータを作成する。

出力処理部１２は、第１のブロックデータをフレーム毎に復調処理部１３へ出力する。ここで、設定個数分の第１のビデオデータに相当する第１のブロックデータをフレーム毎に出力した場合、設定個数の第１のビデオデータをフレーム毎に出力した場合と比較して、少なくとも１フレーム分の空き時間が生じる。出力処理部１２は、この空き時間に第２のブロックデータを復調処理部１３へ出力する。

図２は、本実施形態に係る復調処理部１３の機能構成を示すブロック図である。図２に示す復調処理部１３は、振分部１３１、第１のバッファ１３２、第１のデコーダ１３３、第２のバッファ１３４、第２のデコーダ１３５、切替部１３６及び切替制御部１３７を備える。

振分部１３１は、出力処理部１２からのデータを第１及び第２のバッファ１３２，１３４へ振り分ける。すなわち、振分部１３１は、出力処理部１２からの第１のブロックデータを第１のバッファ１３２へ出力し、出力処理部１２からの第２のブロックデータを第２のバッファ１３４へ出力する。

第１のバッファ１３２は、第１のブロックデータを受け取り、第１のブロックデータが一枚のＩピクチャに相当する容量だけ蓄積される度に、第１のビデオデータとして第１のデコーダ１３３へ出力する。

第１のデコーダ１３３は、第１のバッファ１３２からの第１のビデオデータをフレーム毎にデコードし、第１の再生信号として切替部１３６へ出力する。なお、第１のビデオデータは、Ｉピクチャから成るため、それ自身の情報のみでデコードが可能である。

第２のバッファ１３４は、振分部１３１からの第２のブロックデータを蓄積する。第２のバッファ１３４は、第２のブロックデータが１ＧＯＰ分に相当する容量だけ蓄積されると、切替制御部１３７へ蓄積完了信号を出力する。また、第２のバッファ１３４は、切替制御部１３７からの出力制御に従い、第２のバッファ１３４に蓄積されたデータを第２のビデオデータとして第２のデコーダ１３５へ出力する。

第２のデコーダ１３５は、第２のバッファ１３４からの第２のビデオデータをデコードし、第２の再生信号として切替部１３６へ出力する。Ｐピクチャは、自身より時間的に前のＩピクチャ又はＰピクチャを基準画像として用いてデコードされる。また、Ｂピクチャは、自身の前後のＩピクチャ又はＰピクチャの２枚のピクチャを基準画像として用いてデコードされる。

切替部１３６は、切替制御部１３７からの切替制御に従い、第１及び第２の再生信号のうちいずれかを出力するように接続を切り替える。

切替制御部１３７は、第２のバッファ１３４から蓄積完了信号を受信すると、番組素材の切り替えの準備が整った旨のスタンバイ完了信号を制御部１４へ出力する。また、切替制御部１３７は、制御部１４からの再生制御に応じて、第２のバッファ１３４に対して出力制御を行うと共に、切替部１３６に対して切替制御を行う。

図１に示す制御部１４は、ＡＰＣ（自動番組送出制御部）２０と接続する。ＡＰＣ２０は、外部から供給される番組プログラム及び局内時計で計測される日時に基づいて、制御部１４に対して記憶部１１に記憶される番組素材の再生開始／停止を指示する。また、ＡＰＣ２０は、番組プログラム及び局内時計で計測される日時に基づいて、制御部１４に対して記憶部１１に記憶される第２の番組素材の裏スタンバイを指示する。

制御部１４は、ＡＰＣ２０から第１の番組素材の再生開始指示を受けた場合、第１の番組素材を読み出す旨の読出し制御を出力処理部１２に対して行うと共に、第１の番組素材を再生する旨の再生制御を切替制御部１３７に対して行う。また、制御部１４は、ＡＰＣ２０から第２の番組素材の裏スタンバイ指示を受けた場合、第２の番組素材を読み出す旨の読出し制御を出力処理部１２に対して行う。

制御部１４は、ＡＰＣ２０から第２の番組素材の再生開始指示を受け、かつ、切替制御部１３７からのスタンバイ完了信号を受けた場合、第２の番組素材を再生する旨の再生制御を切替制御部１３７に対して行う。なお、制御部１４は、ＡＰＣ２０から第２の番組素材の再生開始指示のみを受けた場合、第２の番組素材を読み出す旨の読出し制御を出力処理部１２に対して行う共に、第２の番組素材を再生する旨の再生制御を切替制御部１３７に対して行う。

次に、以上のように構成されたビデオサーバにより第１及び第２の番組素材が切り替えて再生される際の動作を詳細に説明する。

図３は、本実施形態に係るビデオサーバ１０が第１及び第２の番組素材を切り替えて再生する際の動作を示すシーケンス図である。図３において、出力処理部１２は、制御部１４からの読出し制御に従い、記憶部１１から３ピクチャ分の第１のビデオデータを読み出すものとする。

まず、制御部１４は、ＡＰＣ２０から第１の番組素材の再生開始指示と、第２の番組素材の裏スタンバイ指示とを受信する（シーケンスＳ３１）。制御部１４は、出力処理部１２に対し、再生開始指示に応じて第１の番組素材を読み出す旨の読出し制御を行い、裏スタンバイ指示に応じて第２の番組素材を読み出す旨の読出し制御を行う（シーケンスＳ３２）。

出力処理部１２は、第１及び第２の番組素材の読出し制御を受けると、３ピクチャ分の第１のビデオデータと、第２のビデオデータとを記憶部１１に要求する（シーケンスＳ３３）。

記憶部１１は、出力処理部１２からの要求に応じて、３ピクチャ分の第１のビデオデータと、第２のビデオデータとを出力処理部１２へ出力する（シーケンスＳ３４）。

出力処理部１２は、図４に示すように、記憶部１１からの３ピクチャ分の第１のビデオデータから、最大１Ｍバイトの二つの第１のブロックデータを作成する。そして、出力処理部１２は、作成した第１のブロックデータを図６に示すように第１及び第２のフレームで復調処理部１３へ出力する（シーケンスＳ３５）。

また、出力処理部１２は、図５に示すように、記憶部１１からの第２のビデオデータから、最大１Ｍバイトの第２のブロックデータを作成する。そして、出力処理部１２は、作成した第２のブロックデータを図６に示すように第３のフレームで復調処理部１３へ出力する（シーケンスＳ３６）。なお、１５枚（１ＧＯＰ）分のＩピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャから成る第２のビデオデータから、最大１Ｍバイトの七つの第２のブロックデータが作成される。

通常、１ピクチャ分の第１のビデオデータはフレーム毎に出力されるため、３ピクチャ分の第１のビデオデータを復調処理部１３へ出力しようとすると、３フレーム必要である。図６によれば、３ピクチャ分の第１のビデオデータに相当する二つの第１のブロックデータは、２フレームで出力される。そのため、１フレーム分の空き時間が生じることとなる。出力処理部１２は、この空き時間に第２のブロックデータを出力することで、データ転送の効率化を図っている。

復調処理部１３は、第１のブロックデータを第１のバッファ１３２で保持し、一枚のＩピクチャに相当する分のデータをフレームの経過に従って第１のデコーダ１３３でデコードする（シーケンスＳ３７）。復調処理部１３は、第１のデコーダ１３３で作成された第１の再生信号を切替部１３６を介して出力する（シーケンスＳ３８）。このとき、復調処理部１３は、第２のバッファ１３４で第２のブロックデータを保持する（シーケンスＳ３９）。

続いて、出力処理部１２は、次の３ピクチャ分の第１のビデオデータを記憶部１１に要求する（シーケンスＳ３１０）。記憶部１１は、出力処理部１２からの要求に応じて、３ピクチャ分の第１のビデオデータを出力処理部１２へ出力する（シーケンスＳ３１１）。

出力処理部１２は、シーケンスＳ３５と同様に、第１のブロックデータを作成し、第４及び第５のフレームで二つの第１のブロックデータを復調処理部１３へ出力する（シーケンスＳ３１２）。また、出力処理部１２は、第２のビデオデータから第２のブロックデータを作成し、第６のフレームで作成した第２のブロックデータを復調処理部１３へ出力する（シーケンスＳ３１３）。

復調処理部１３は、第１のブロックデータを第１のバッファ１３２で保持し、一枚のＩピクチャに相当する分のデータをフレームの経過に従って第１のデコーダ１３３でデコードする（シーケンスＳ３１４）。復調処理部１３は、第１のデコーダ１３３で作成された第１の再生信号を切替部１３６を介して出力する（シーケンスＳ３１５）。このとき、復調処理部１３は、第２のバッファ１３４で第２のブロックデータを保持する（シーケンスＳ３１６）。

出力処理部１２及び復調処理部１３は、シーケンスＳ３１０〜Ｓ３１６を繰り返す。復調処理部１３は、第２のバッファ１３４に１５枚のピクチャに相当する第２のブロックデータが蓄積されると、制御部１４へスタンバイ完了信号を出力する（シーケンスＳ３１７）。

制御部１４は、復調処理部１３からスタンバイ完了信号を受信した状態で、ＡＰＣ２０から第１の番組素材の再生停止指示と、第２の番組素材の再生開始指示とを受信した場合（シーケンスＳ３１８）、第２の番組素材を再生する旨の再生制御を復調処理部１３に対して行う（シーケンスＳ３１９）。

復調処理部１３は、制御部１４からの再生制御に従い、第２のバッファ１３４に保持される１５枚のピクチャに相当する第２のブロックデータを、第２のビデオデータとして第２のデコーダ１３５でデコードする（シーケンスＳ３２０）。復調処理部１３は、第２のデコーダ１３５で作成された第２の再生信号を切替部１３６を介して出力する（シーケンスＳ３２１）。

以上のように、上記実施形態では、出力処理部１２で、設定個数分の第１のビデオデータを所定の容量の第１のブロックデータにまとめ、第２のビデオデータを所定の容量の第２のブロックデータにまとめる。そして、第１のブロックデータを復調処理部１３へ出力し、第１のブロックデータを出力した後の空き時間で、第２のブロックデータを復調処理部１３へ出力するようにしている。

従来のビデオサーバでは、出力処理部は、１ピクチャの第１のビデオデータをフレーム毎に復調処理部へ出力していた。このとき、１フレームには一つのデータしか出力できないため、第１のビデオデータが所定容量（最大１Ｍバイト）よりも小さい場合であっても、他のデータを同一フレーム内で出力することはできなかった。

これに対し、本実施形態に係るビデオサーバでは、設定個数の第１のビデオデータをまとめて出力することで転送回数を低下させ、少なくとも１フレーム分の空き時間が生まれるようにしている。このため、ビデオサーバは、この空き時間に第２のブロックデータを出力することが可能となる。これにより、ビデオサーバは、第１の番組素材を再生すると共に、第２の番組素材を転送することが可能となる。

したがって、本実施形態に係るビデオサーバによれば、シングルＧＯＰにより圧縮符号化された第１の番組素材から、ロングＧＯＰにより圧縮符号化された第２の番組素材へ再生をシームレスにアンダーフローすることなく切り替えることができる。

なお、上記実施形態では、３ピクチャ分の第１のビデオデータをまとめて出力する場合を例に説明している。しかし、これに限定されるわけではなく、２〜１５ピクチャ分の第１のビデオデータをまとめて出力する場合であっても同様に実施可能である。ただし、例えば４ピクチャ分の第１のビデオデータをまとめて出力する場合、空き時間は１／４となり、３ピクチャまとめる場合の空き時間１／３よりも少なくなる。そのため、第２の素材のスタンバイ完了に時間がかかることになる。このとき、第２のバッファ１３４に次に放送する番組素材の一部を予め蓄積させておいても構わない。

また、上記実施形態では、ＬＡＮケーブルを介して、出力処理部１２から復調処理部１３へ出力されるデータの容量を最大１Ｍバイトとする場合を例に説明したが、これに限定される訳ではない。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…ビデオサーバ
１１…記憶部
１２…出力処理部
１３…復調処理部
１３１…振分部
１３２…第１のバッファ
１３３…第１のデコーダ
１３４…第２のバッファ
１３５…第２のデコーダ
１３６…切替部
１３７…切替制御部
１４…制御部
２０…ＡＰＣ

Claims

フレーム毎の画面が画面内符号化されてなる第１のビデオデータと、複数フレーム分の画像が予測符号化によるフレーム間圧縮を用いて圧縮符号化された第２のビデオデータとを記憶する記憶部と、
前記記憶部から、予め設定された設定個数単位で前記第１のビデオデータを読み出すと共に、前記第２のビデオデータを読み出し、前記読み出した第１のビデオデータを前記設定個数よりブロック数が少なくなるようにまとめた第１のブロックデータを出力し、前記第２のビデオデータの一部から成る第２のブロックデータを、前記ブロック数を少なくすることにより得られる空き時間で出力する出力処理部と、
前記出力処理部から出力される前記第１のブロックデータをデコードして出力すると共に、前記出力処理部から出力される前記第２のブロックデータを保持し、再生制御に応じて、前記保持した第２のブロックデータをデコードして出力する復調処理部と、
前記第２のブロックデータが前記第２のビデオデータ分だけ保持された後、前記第２のビデオデータを出力する旨の指示を受けると、前記復調処理部に対して前記再生制御を行う制御部と
を具備することを特徴とするビデオサーバ。
前記制御部は、前記第１のビデオデータから成る第１の番組素材から前記第２のビデオデータから成る第２の番組素材へ放送を切り替える旨の指示と、前記放送の切り替えの準備が整った旨のスタンバイ完了信号とを受けた場合、前記復調処理部に対して前記再生制御を行い、
前記復調処理部は、前記第２のブロックデータを前記第２のビデオデータ分だけ保持した場合、前記制御部に対して前記スタンバイ完了信号を出力し、前記制御部から前記再生制御を受けた場合、前記保持した第２のブロックデータをデコードして出力することを特徴とする請求項１記載のビデオサーバ。
前記復調処理部は、前記第２のブロックデータを保持するためのバッファを備え、
前記バッファには、前記第２のブロックデータの一部が予め保持されていることを特徴とする請求項１記載のビデオサーバ。
記憶部に、フレーム毎の画面が画面内符号化されてなる第１のビデオデータと、複数フレーム分の画像が予測符号化によるフレーム間圧縮を用いて圧縮符号化された第２のビデオデータとを記憶し、
前記記憶部から、予め設定された設定個数単位で前記第１のビデオデータを読み出すと共に、前記第２のビデオデータを読み出し、
前記読み出した第１のビデオデータを前記設定個数よりブロック数が少なくなるようにまとめた第１のブロックデータを出力し、
前記読み出した第２のビデオデータの一部から成る第２のブロックデータを、前記ブロック数を少なくすることにより得られる空き時間で出力し、
前記出力された第１のブロックデータをデコードして出力すると共に、前記出力された第２のブロックデータを保持し、
前記第２のブロックデータが前記第２のビデオデータ分だけ保持された後、前記第２のビデオデータを出力する旨の指示を受けると、前記保持した第２のブロックデータをデコードして出力することを特徴とするシームレス再生方法。
前記第２のブロックデータを前記第２のビデオデータ分だけ保持した場合、切り替えの準備が整った旨のスタンバイ完了信号を生成し、
前記スタンバイ完了信号を生成した状態で、前記第１のビデオデータから成る第１の番組素材から前記第２のビデオデータから成る第２の番組素材へ放送を切り替える旨の指示を受ける場合、前記保持した第２のブロックデータをデコードして出力することを特徴とする請求項４記載のシームレス再生方法。