JP5428734B2 - ネットワーク機器、情報処理装置、ストリーム切替方法、情報処理方法、プログラムおよびコンテンツ配信システム - Google Patents

ネットワーク機器、情報処理装置、ストリーム切替方法、情報処理方法、プログラムおよびコンテンツ配信システム Download PDF

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Description

本発明は、ネットワーク機器、情報処理装置、ストリーム切替方法、情報処理方法、プログラムおよびコンテンツ配信システムに関する。
IPネットワークを利用した映像配信システムであるIPTV(Internet Protocol Television)は、MPEG2やH.264/AVC等の高能率映像符号化技術を利用して圧縮した映像を、IPマルチキャストにて複数に端末に配信することで、従来の電波を利用したTVシステムと同等のサービスを実現できる。
しかしながら、IPTVシステムは、そのシステムの特性上、チャンネル切り替えに要する時間が1〜3秒程度必要であり、通常のデジタルテレビ放送などと比較しても、チャンネル切り替えに要する時間が遅いという問題があった。
この問題は、以下で説明するような2つの問題点に起因する。第1の問題点は、アクセスネットワークに配信するデータの切り替え制御に時間を要するという問題点である。これは、IPTVシステムは、サービス加入者宅までのアクセスネットワークが限られた帯域のネットワーク(例えば、ADSL2の場合では10Mbps程度)であって、アクセスネットワークには端末が受信しているチャンネルのデータのみ伝送する方式を採用しているために、生じる問題である。
第2の問題点は、限られたデータ帯域のアクセスネットワークでチャンネルのデータを配信するために、圧縮映像、例えばMPEG2のGOP(Group Of Picture)長をデジタル放送に比べても長めにせざる得ないため、切り替えたチャンネルのMPEG2ストリームGOP先頭のIピクチャ(AVCの場合はIDRピクチャー)を受信するまで待たされるという問題である。
これらの問題に対して、IPTVでチャンネル切り替えを高速化するための手段として、以下に示すような2つの方法が提案されている。第1の方式は、チャンネルの映像信号を低解像度でエンコードして低ビットレートにした圧縮データをチャンネル切り替え用のストリームとして同時に端末に配信する方法である(例えば、特許文献1および特許文献2を参照。)。この方法では、チャンネル切り替え時に低ビットレートの圧縮データを表示させた後、本来の解像度のビットレートの圧縮データ方式の表示に切り替えを行う。第2の方法は、アクセスネットワーク近傍にIピクチャ(IDRピクチャ)をキャッシュ、バッファリングするサーバを配置し、チャンネル切り替え時には、一時的に端末にユニキャストでそのサーバからIピクチャを高速伝送して表示させる方式(例えば、特許文献3を参照。)である。
国際公開第04/114667号パンフレット 国際公開第04/114668号パンフレット 米国特許出願公開第2005/0081244号明細書
しかしながら、特許文献1および特許文献2に記載の方式では、チャンネル切り替え用の映像は低解像度のために品質が悪いという問題がある。また、特許文献3に記載の方式では、特殊なサーバをアクセスネットワークの近傍に配置する必要があり、システム全体が大きくなるに比例して機材コストが掛かり、システムも複雑なため運用コストが増大するという問題がある。
また、双方の方式とも、チャンネル切り替え時のプロトコルやデータストリーム切り替えのための仕組みが複雑であり、端末の再生システム実装が難しいという問題があった。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、既存のネットワーク機器や端末の再生システムを大幅に変更することなく、簡易な方法でIPTVシステムにおけるチャンネル切り替えの高速化を実現することが可能な、ネットワーク機器、情報処理装置、ストリーム切替方法、情報処理方法、プログラムおよびコンテンツ配信システムを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、映像信号の圧縮によって生成された時系列データにおいて、以前のデータに依存せずにそれ以降の映像信号の復号を開始できるデータである基準圧縮映像データが対応する映像フレームおよび当該基準圧縮映像データの配信される時刻が互いに異なるように一つの映像音声コンテンツから生成された複数の圧縮データストリームをそれぞれ解析して、前記基準圧縮映像データが配信された最も新しい時刻を検出するストリーム解析部と、前記映像音声コンテンツを再生する情報処理装置から送信された映像音声コンテンツの配信要求を受信するとともに、前記ストリーム解析部により検出された前記基準圧縮映像データの配信時刻を利用して、前記配信要求に関する前記映像音声コンテンツに対応する前記複数の圧縮データストリームの中から、前記情報処理装置へ配信する圧縮データストリームを選択する配信要求処理部と、前記配信要求を送信した前記情報処理装置に配信される前記圧縮データストリームを、前記配信要求処理部により選択された前記圧縮データストリームへと切り替える配信切替部と、を備えるネットワーク機器が提供される。
前記配信要求処理部は、前記基準圧縮映像データが配信されてから次の前記基準圧縮映像データが配信されるまでの時間間隔に関する情報を保持しており、前記ストリーム解析部により検出された最も新しい基準圧縮映像データの配信時刻と、前記時間間隔に関する情報とに基づいて、前記複数の圧縮データストリームそれぞれについて次に前記基準圧縮映像データが配信される時刻を算出し、算出した時刻までの時間が最も短い前記圧縮データストリームを、前記情報処理装置へ配信する圧縮データストリームとして選択してもよい。
前記配信切替部は、前記配信要求処理部によって算出された時刻までに前記配信要求処理部によって選択された前記圧縮データストリームへの切替が完了するように、当該圧縮データストリームへの切替処理を行ってもよい。
前記ネットワーク機器は、前記配信切替部による前記圧縮データストリームの切替処理に要する遅延時間分の圧縮データストリームを一時的に記憶するバッファを更に備え、前記配信切替部は、前記バッファに格納されている前記圧縮データストリームを前記情報処理装置へと配信しつつ、前記圧縮データストリームの切替処理を行ってもよい。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、映像信号の圧縮によって生成された時系列データにおいて、以前のデータに依存せずにそれ以降の映像信号の復号を開始できるデータである基準圧縮映像データが対応する映像フレームおよび当該基準圧縮映像データの配信される時間が互いに異なるように一つの映像音声コンテンツから生成された複数の圧縮データストリームの配信切替を行うネットワーク機器に対して、取得すべき前記映像音声コンテンツに対応する前記複数の圧縮データストリーム全ての配信を要求し、前記ネットワーク機器から前記映像音声コンテンツを取得するコンテンツ取得部を備える情報処理装置が提供される。
前記複数の圧縮データストリームには、互いに異なる固有のネットワークアドレスが割り当てられており、前記コンテンツ取得部は、取得すべき前記映像音声コンテンツに対応する全ての前記圧縮データストリームに割り当てられたネットワークアドレスを前記ネットワーク機器に対して通知し、前記ネットワーク機器に通知したネットワークアドレスのうち、当該ネットワーク機器から配信された前記圧縮データストリームに割り当てられた前記ネットワークアドレスを、前記取得すべき前記映像音声コンテンツに対応するネットワークアドレスとして設定することが好ましい。
上記課題を解決するために、本発明の更に別の観点によれば、ネットワーク機器のストリーム解析部が、映像信号の圧縮によって生成された時系列データにおいて、以前のデータに依存せずにそれ以降の映像信号の復号を開始できるデータである基準圧縮映像データが対応する映像フレームおよび当該基準圧縮映像データの配信される時刻が互いに異なるように一つの映像音声コンテンツから生成された複数の圧縮データストリームをそれぞれ解析して、前記基準圧縮映像データが配信された最も新しい時刻を検出するステップと、ネットワーク機器の配信要求処理部が、前記映像音声コンテンツを再生する情報処理装置から送信された映像音声コンテンツの配信要求を受信するステップと、ネットワーク機器の配信要求処理部が、前記基準圧縮映像データが配信された時刻を検出するステップにて検出された前記基準圧縮映像データの配信時刻を利用して、前記配信要求に関する前記映像音声コンテンツに対応する前記複数の圧縮データストリームの中から、前記情報処理装置へ配信する圧縮データストリームを選択するステップと、ネットワーク機器の配信切替部が、前記配信要求を送信した前記情報処理装置に配信される前記圧縮データストリームを、前記圧縮データストリームを選択するステップにより選択された前記圧縮データストリームへと切り替えるステップと、を含むストリーム切替方法が提供される。
上記課題を解決するために、本発明の更に別の観点によれば、情報処理装置のコンテンツ取得部が、映像信号の圧縮によって生成された時系列データにおいて、以前のデータに依存せずにそれ以降の映像信号の復号を開始できるデータである基準圧縮映像データが対応する映像フレームおよび当該基準圧縮映像データの配信される時刻が互いに異なるように一つの映像音声コンテンツから生成された複数の圧縮データストリームの配信切替を行うネットワーク機器に対して、取得すべき前記映像音声コンテンツに対応する前記複数の圧縮データストリーム全ての配信を要求するステップと、情報処理装置のコンテンツ取得部が、前記ネットワーク機器から配信された前記映像音声コンテンツに対応する前記圧縮データストリームを取得するステップと、を含む情報処理方法が提供される。
上記課題を解決するために、本発明の更に別の観点によれば、コンピュータに、映像信号の圧縮によって生成された時系列データにおいて、以前のデータに依存せずにそれ以降の映像信号の復号を開始できるデータである基準圧縮映像データが対応する映像フレームおよび当該基準圧縮映像データの配信される時刻が互いに異なるように一つの映像音声コンテンツから生成された複数の圧縮データストリームをそれぞれ解析して、最も新しい前記基準圧縮映像データが配信された時刻を検出するストリーム解析機能と、前記映像音声コンテンツを再生する情報処理装置から送信された映像音声コンテンツの配信要求を受信するとともに、前記ストリーム解析機能により検出された前記基準圧縮映像データの配信時刻を利用して、前記配信要求に関する前記映像音声コンテンツに対応する前記複数の圧縮データストリームの中から、前記情報処理装置へ配信する圧縮データストリームを選択する配信要求処理機能と、前記配信要求を送信した前記情報処理装置に配信される前記圧縮データストリームを、前記配信要求処理機能により選択された前記圧縮データストリームへと切り替える配信切替機能と、を実現させるためのプログラムが提供される。
上記課題を解決するために、本発明の更に別の観点によれば、コンピュータに、映像信号の圧縮によって生成された時系列データにおいて、以前のデータに依存せずにそれ以降の映像信号の復号を開始できるデータである基準圧縮映像データが対応する映像フレームおよび当該基準圧縮映像データの配信される時刻が互いに異なるように一つの映像音声コンテンツから生成された複数の圧縮データストリームの配信切替を行うネットワーク機器に対して、取得すべき前記映像音声コンテンツに対応する前記複数の圧縮データストリーム全ての配信を要求し、前記ネットワーク機器から前記映像音声コンテンツを取得するコンテンツ取得機能を実現させるためのプログラムが提供される。
上記課題を解決するために、本発明の更に別の観点によれば、映像信号の圧縮によって生成された時系列データにおいて、以前のデータに依存せずにそれ以降の映像信号の復号を開始できるデータである基準圧縮映像データが対応する映像フレームおよび当該基準圧縮映像データの配信される時刻が互いに異なるように映像音声コンテンツを符号化し、一つの前記映像音声コンテンツから複数の圧縮データストリームを生成する複数の符号化部を有するコンテンツサーバと、前記コンテンツサーバが配信する複数の配信された前記映像音声コンテンツに対応する前記圧縮データストリームを再生する情報処理装置と、1または複数の前記コンテンツサーバから配信された前記複数の圧縮データストリームを、当該圧縮データストリームの配信を希望する前記情報処理装置へと配信するネットワーク機器と、を含み、前記ネットワーク機器は、1または複数の前記コンテンツサーバから配信された前記複数の圧縮データストリームを解析して、前記基準圧縮映像データが配信された最も新しい時刻を検出するストリーム解析部と、前記情報処理装置から送信された映像音声コンテンツの配信要求を受信するとともに、前記ストリーム解析部により検出された前記基準圧縮映像データの配信時刻を利用して、前記配信要求に関する前記映像音声コンテンツに対応する前記複数の圧縮データストリームの中から、前記情報処理装置へ配信する圧縮データストリームを選択する配信要求処理部と、前記配信要求を送信した前記情報処理装置に配信される前記圧縮データストリームを、前記配信要求処理部により選択された前記圧縮データストリームへと切り替える配信切替部と、を有し、前記情報処理装置は、取得すべき前記映像音声コンテンツに対応する前記複数の圧縮データストリーム全ての配信を前記ネットワーク機器に要求し、前記ネットワーク機器から前記映像音声コンテンツを取得するコンテンツ取得部を有する、コンテンツ配信システムが提供される。
以上説明したように本発明によれば、既存のネットワーク機器や端末の再生システムを大幅に変更することなく、簡易な方法でIPTVシステムにおけるチャンネル切り替えの高速化を実現することが可能である。
本発明の第1の実施形態に係るコンテンツ配信システムを説明するための説明図である。 同実施形態に係るコンテンツサーバの構成を説明するためのブロック図である。 同実施形態に係る情報処理装置の構成を説明するためのブロック図である。 同実施形態に係るスイッチの構成を説明するためのブロック図である。 同実施形態に係るコンテンツサーバから出力されるMPEG2−TSストリーム中のIDRピクチャの位置関係を説明するための説明図である。 同実施形態に係るコンテンツサーバが送出するUDPパケットのフォーマットを説明するための説明図である。 DVB−IPのブロードキャストディスカバリーレコードのデータ形式を説明するための説明図である。 ブロードキャストディスカバリーレコードをXML表記した場合の例を説明するための説明図である。 同実施形態に係る情報処理方法を説明するための流れ図である。 IGMPメッセージのフォーマットを説明するための説明図である。 IGMPメッセージのフォーマットを説明するための説明図である。 同実施形態に係るIGMPメッセージの一例を説明するための説明図である。 同実施形態に係るIGMPメッセージの一例を説明するための説明図である。 同実施形態に係るチャンネル選局処理を説明するための流れ図である。 同実施形態に係るIGMPメッセージの一例を説明するための説明図である。 同実施形態に係るIGMPメッセージの一例を説明するための説明図である。 同実施形態に係るIGMPメッセージの一例を説明するための説明図である。 同実施形態に係るチャンネル受信終了処理を説明するための流れ図である。 同実施形態に係るストリームの切替処理について説明するための流れ図である。 同実施形態に係るストリームの切替処理について説明するための説明図である。 同実施形態に係るストリームの切替処理について説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係るコンテンツサーバ、情報処理装置およびスイッチのハードウェア構成について説明するためのブロック図である。 一般的なIPTVシステムについて説明するための説明図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
なお、説明は、以下の順序で行うものとする。
(1)基盤技術に関する説明
(2)第1の実施形態
(2−1)コンテンツ配信システムについて
(2−2)コンテンツサーバについて
(2−3)情報処理装置について
(2−4)スイッチについて
(2−5)コンテンツ配信方法について
(2−6)情報処理方法について
(2−7)ストリーム切替方法について
(3)本発明の実施形態に係るコンテンツサーバ、情報処理装置およびスイッチのハードウェア構成について
(4)まとめ
(基盤技術に関する説明)
まず、本発明に係る好適な実施形態について詳細な説明をするに先立ち、本実施形態を実現する上で基盤を成す技術的事項について述べる。なお、本実施形態は、以下に記載する基盤技術の上に改良を加えることにより、より顕著な効果を得ることができるように構成されたものである。従って、その改良に係る技術こそが本実施形態の特徴を成す部分である。つまり、本実施形態は、ここで述べる技術的事項の基礎概念を踏襲するが、その本質はむしろ改良部分に集約されており、その構成が明確に相違すると共に、その効果において基盤技術とは一線を画するものであることに注意されたい。
図19は、一般的なIPTVシステム900におけるマルチキャスト映像配信に関するネットワーク構成図である。図19に示したように、一般的なIPTVシステム900は、例えば、それぞれのチャンネルに対応した複数のコンテンツサーバ901と、エッジスイッチ903,909と、ルータ905,907と、視聴者が使用する複数の端末911と、を主に備える。
コンテンツサーバ901は、映像音声信号(映像音声コンテンツ)を符号化するエンコーダと、配信サーバとから構成される。各TVチャンネル(例えば、総数300チャンネルとする。)の映像信号は、例えばH.264/AVCを利用してリアルタイムでエンコードされる。また、各TVチャンネルのオーディオ信号は、HE−AAC(High−Efficiency Advanced Audio Coding)などの高能率音声符号化技術を利用してリアルタイムでエンコードされる。その後、エンコーダは、エンコードした各信号をMPEG2−TS(MPEG2−Transport Stream)の形式に多重化した後、ストリームデータとして配信サーバに伝送する。配信サーバは、それら複数のMPEG2−TSのパケットをRTP(Real−time Transport Protocol)のパケットフォーマットにする。その後、配信サーバは、MPEG2−TSパケットを入れた上でさらにUDP(User Datagram Protocol)の伝送プロトコルによりIPネットワークにマルチキャスト配信する。
各チャンネルのストリームのIPパケットは、個別のマルチキャストアドレスが指定され、コアネットワーク、アクセスネットワークを経由して端末911に配信される。コアネットワークは、光ファイバーを利用し、WDM(Wavelength Division Multiplexing)などの技術を用いて、毎秒数ギガ〜数十ギガビットのデータ伝送が可能な広帯域ネットワークが用いられる。他方、IPTVサービス加入者宅(すなわち、エッジスイッチ909から端末911)までのアクセスネットワークは、例えば、既存のアナログ電話回線の銅線配線を利用したADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)などの技術が利用される。ADSLにもさまざまな規格があり、データ帯域は回線の長さにも依存する。例えば、ADSL2という規格を用いる場合、基地局から4キロメートル以下であれば毎秒10メガビット以上の帯域を実現でき、ハイビジョンテレビの解像度の映像信号を一本は配信することが可能である。
このように、コアネットワークは十分な帯域があり、IPTVサービスが提供するすべてのチャンネルのストリームを配信できる。他方、アクセスネットワークのデータ帯域は限られているため、アクセスネットワークには、端末が受信しているチャンネルのデータのみを配信する必要がある。このマルチキャストデータの配信制御に、一般にはIGMP(Internet Group Management Protocol)が利用される。
端末911は、受信したいチャンネルのデータのマルチキャストグループに加入するためにIGMPメッセージをネットワークに送信すると、エッジルータ907は要求があったネットワークのみにマルチキャストデータを配信する。ただし、エッジルータ907の配下に複数の端末が接続されている場合、エッジルータ907は、該当するマルチキャストデータを受信していない端末911が接続されたアクセスネットワークに対しても、データを配信してしまう。そこで、IGMPによるマルチキャストグループへの加入要求をしていない端末911が接続されたアクセスワークへの配信を防ぐ必要がある。そのため、エッジスイッチ909であるDSLAM(Digital Subscriber Line Access Multiplexer)などは、IGMP SNOOPINGが実装されている。DSLAMは、端末911から送信されたIGMPパケットを盗みみて、要求を受けた端末911が接続されるアクセスネットワークのみにマルチキャストグループのデータを配信するように、フィルタリング制御をなっている。
本発明の各実施形態に係るIPTVシステムは、上述のような一般的なアーキテクチャーのIPTVシステムを踏襲した上で、なされたものである。以下に、本発明の各実施形態について、詳細に説明する。
(第1の実施形態)
<コンテンツ配信システムについて>
まず、図1を参照しながら、本発明の第1の実施形態に係るコンテンツ配信システムについて、詳細に説明する。図1は、本実施形態に係るコンテンツ配信システムを説明するための説明図である。なお、以下の説明では、コンテンツ配信システムの一例として、IPTVシステムを例に挙げながら、詳細に説明する。
本実施形態に係るコンテンツ配信システム1は、例えば図1に示したように、それぞれのチャンネルに対応した複数のコンテンツサーバ10A,10B,10Cと、スイッチ12,30と、ルータ14,16と、視聴者が使用する複数の情報処理装置20A,20B,20C,20Dと、を主に備える。
コンテンツサーバ10は、IPTVシステムにおける各チャンネルの放送局に対応しており、映像音声コンテンツ(映像音声信号)を所定の方式で符号化して圧縮データストリームとし、所定の伝送プロトコルを用いて、IPネットワークにマルチキャスト配信する。図1では、コンテンツサーバ10は、3つしか図示されていないが、コンテンツサーバ10は、例えばIPTVシステム上のチャンネル数と同じ数だけ存在し、チャンネル総数が300である場合には、コンテンツ配信システム1上には、300台のコンテンツサーバ10が存在することとなる。
スイッチ12は、コアネットワーク上を流れるパケットの交換機能(スイッチング機能)を有する通信装置である。スイッチ30は、アクセスネットワーク上を流れるパケットの交換機能を有する通信装置であり、コアネットワークの周辺にあるため特にエッジスイッチと呼ばれる。これらのスイッチ12,30は、パケットの宛先を判断して、特定の相手にのみ通信を取り次ぐように設定されている。
ルータ14,16は、ネットワーク上を流れるパケット等のデータを中継する装置である。これらのルータは、いわゆるOSI参照モデルでいうネットワーク層やトランスポート層の一部のプロトコルを解析して、データの転送を行う。また、ネットワーク層に記載されているアドレスを解析して、どの経路を通じてデータを転送すべきかを判断する経路選択機能を有する。
情報処理装置20は、コンテンツ配信システム1の視聴者が使用する端末であって、各コンテンツサーバ10が配信している複数の映像音声コンテンツの中から、視聴したいコンテンツを取得し、取得したコンテンツを再生する。
なお、上述のコンテンツサーバ10、情報処理装置20およびスイッチ30については、以下で改めて詳細に説明する。
以上、本実施形態に係るコンテンツ配信システム1について、説明を行った。続いて、図2〜図4を参照しながら、本実施形態に係るコンテンツサーバ10、情報処理装置20およびスイッチ30について、詳細に説明する。
<コンテンツサーバの構成について>
次に、図2を参照しながら、本実施形態に係るコンテンツサーバ10の構成について、詳細に説明する。図2は、本実施形態に係るコンテンツサーバ10の構成について説明するためのブロック図である。
本実施形態に係るコンテンツサーバ10は、例えば図2に示したように、第1処理部11Aと、第2処理部11Bと、を備える。第1処理部11Aおよび第2処理部11Bには、同一のチャンネルの映像音声信号がそれぞれ入力される。
第1処理部11Aは、図2に示したように、例えば、第1符号化部101と、第1配信部105と、記憶部109と、を主に備える。また、第2処理部11Bは、図2に示したように、例えば、第2符号化部103と、第2配信部107と、記憶部111と、を主に備える。
図2に示したように、第1処理部11Aおよび第2処理部11Bは、一つの符号化部および一つの配信部からなる組を少なくとも1つ備える処理部であり、各符号化部および各配信部は、それぞれ互いに独立して機能する。
第1符号化部101および第2符号化部103は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)により実現される。第1符号化部101および第2符号化部103は、入力された映像音声信号のうち、映像信号を、例えばH.264/AVCを利用してリアルタイムで符号化(以下、エンコードとも称する。)するとともに、音声信号を、例えばHE−AAC等の高能率音声符号化技術を利用してリアルタイムでエンコードする。続いて、第1符号化部101および第2符号化部103は、エンコードした各信号をMPEG2−TSの形式に多重化した後、圧縮データストリームとして第1配信部105および第2配信部107に伝送する。
ここで、第1符号化部101および第2符号化部103は、それぞれ互いに、基準圧縮データが対応する元映像信号の映像フレーム(通常、30フレーム毎秒)またはフィールド(60フィールド毎秒)の位置が互いに異なるように、映像音声信号のうちの映像信号を符号化する。ここで、基準圧縮映像データは、この圧縮映像データよりも時間的に前の圧縮映像データを参照することなく、復号可能な圧縮映像データを意味している。第1符号化部101および第2符号化部103は、圧縮データストリームの途中から符号化が可能なように、基準圧縮映像データが定期的に出現するようエンコードを行う。このような基準圧縮映像データの例として、例えば、H.264/AVCでのIDR(Instantaneous Decoder Refresh:デコーダ復号動作の瞬時リフレッシュ)ピクチャや、MPEG2ビデオでのIピクチャ(Intra picture:ピクチャ内符号化ピクチャ)を挙げることができる。
例えば、ハイビジョンの映像を、H.264/AVCにてエンコードする場合を考える。この際、第1符号化部101および第2符号化部103は、毎秒30枚のMPEGピクチャから構成され、IDRピクチャが1秒に一回出現するように映像信号をエンコードする。このような符号化処理を行うことで、ビデオのビットレートが最大毎秒7メガビットであっても、IDRピクチャを1秒に2回出現するようにエンコードするより、再生映像をより高画質なものとすることができる。なお、MPEG2ビデオのGOP(Group Of Picture)の表記に従い、本明細書では、IDRピクチャを先頭に含む複数のピクチャのまとまりを、GOPと示すこととする。
第1符号化部101および第2符号化部103それぞれは、基準圧縮映像データが出現するタイミング以外の条件が同一となるように、映像音声信号を符号化する。例えば、第1符号化部101および第2符号化部103は、互いに同じMPEGピクチャの数、解像度により同一の映像信号をエンコードする。また、各符号化部101,103から出力されるMPEGストリームは、MPEG2−TSにマルチプレックされた時点で、最大毎秒8メガビットになるように出力される。この場合、2つのMPEG2−TSのIDRピクチャは、1秒ごと(すなわち、GOP長30フレーム)に出現するようになるが、IDRピクチャは0.5秒間(つまり15ピクチャー)分ずらして生成されるように、第1符号化部101および第2符号化部103はそれぞれ設定される。
なお、第1符号化部101および第2符号化部103は、映像音声信号の符号化に際して、それぞれ後述する記憶部109および記憶部111に記録されている各種のデータベース等を参照することが可能である。また、第1符号化部101および第2符号化部103は、生成した圧縮データストリームを、それぞれ記憶部109および記憶部111に記録してもよい。
第1配信部105および第2配信部107は、例えば、CPU、ROM、RAM、通信装置等により実現されるものであり、いわゆるRTP(Real−Time Transport Protocol)サーバの機能を有している。第1配信部105および第2配信部107は、それぞれ第1符号化部101および第2符号化部103が生成したMPEG2−TSのパケットを、RTPパケットおよびUDPパケットに格納した上で、IPマルチキャストパケットに格納して、送信する。これらのIPパケットは、例えば、スイッチ12等を経由して、IPネットワークにより配信される。
記憶部109は、本実施形態に係る第1処理部11Aが、何らかの処理を行う際に保存する必要が生じた様々なパラメータや処理の途中経過等、または、各種のデータベース等が、適宜記録される。記憶部109は、第1符号化部101および第1配信部105等が、自由に読み書きを行うことが可能である。
同様に、記憶部111には、本実施形態に係る第2処理部11Bが、何らかの処理を行う際に保存する必要が生じた様々なパラメータや処理の途中経過等、または、各種のデータベース等が、適宜記録される。記憶部111は、第2符号化部103および第2配信部107等が、自由に読み書きを行うことが可能である。
なお、図2に示した例では、本実施形態に係るコンテンツサーバ10が第1処理部11Aと第2処理部11Bの2つの処理部から構成される場合について説明したが、コンテンツサーバ10は、3つ以上の処理部から構成されていてもよい。一つのチャンネル(換言すれば、一つの映像音声信号)に割り当てる処理部の数が多いほど、高速なチャンネル切り替えを実現することが可能となる。
また、第1処理部11Aおよび第2処理部11Bは、1台のコンテンツサーバの筐体内に設けられていてもよい。また、一つの符号化部と一つの配信部とを備える処理部が一つの装置として独立しており、この装置が並列に複数台接続されていてもよい。
以上、本実施形態に係るコンテンツサーバ10の機能の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材や回路を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。また、各構成要素の機能を、CPU等が全て行ってもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用する構成を変更することが可能である。
なお、上述のような本実施形態に係るコンテンツサーバの各機能を実現するためのコンピュータプログラムを作製し、パーソナルコンピュータ等に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。
<情報処理装置の構成について>
続いて、図3を参照しながら、本実施形態に係る情報処理装置20の構成について、詳細に説明する。図3は、本実施形態に係る情報処理装置20の構成を説明するためのブロック図である。
本実施形態に係る情報処理装置20は、例えば図3に示したように、チャンネル選択部201と、コンテンツ取得部203と、コンテンツ再生部205と、記憶部207と、を主に備える。
チャンネル選択部201は、例えば、CPU、ROM、RAM等により実現される。ユーザが、情報処理装置20に設けられたチャンネル選択スイッチ、チャンネル選択ボタン等の操作部や、リモートコントローラ等を操作して、配信されている複数のチャンネルの中から特定のチャンネルを選択した場合に、チャンネル選択部201は、チャンネル選択スイッチやチャンネル選択ボタン等による入力を所定の信号に変換する。また、チャンネル選択部201は、ユーザ入力を変換した所定の信号を、後述するコンテンツ取得部203に出力する。
コンテンツ取得部203は、例えば、CPU、ROM、RAM、通信装置等により実現されるものであり、配信されている複数のチャンネルの中から、チャンネル選択部201から伝送された信号に対応したチャンネルが配信しているコンテンツを取得する。本実施形態に係るコンテンツ配信システムでは、1つのチャンネルに属するコンテンツに対して、複数の圧縮データストリームが配信されている。そのため、コンテンツ取得部203は、ユーザにより選択されたチャンネルに対応する全ての圧縮データストリームの配信を、後述するスイッチ30に要求する。
スイッチ30では、コンテンツ取得部203から伝送されたストリームの配信要求に基づいて、対応するチャンネルに該当する複数の圧縮データストリームの中から、配信要求のあった情報処理装置20に配信するストリームを選択し、この情報処理装置20へ配信する。スイッチ30は、複数の圧縮データストリームの中から配信するストリームを選択する際に、チャンネル切り替え時間が短くなるように最適な圧縮データストリームを選択するが、かかるストリームの選択については、以下で改めて詳細に説明する。
コンテンツ取得部203は、スイッチ30から配信された圧縮データストリームを取得することで、コンテンツの取得を行うことができる。コンテンツ取得部203は、取得したコンテンツ(より詳細には、コンテンツに対応する圧縮データストリーム)を、後述するコンテンツ再生部205に伝送する。
なお、コンテンツの取得に際して、コンテンツ取得部203は、後述する記憶部207に記録されている各種のデータベース等を参照しながら、コンテンツの取得処理を実行することが可能である。
コンテンツ再生部205は、例えば、CPU、ROM、RAM等により実現されるものであり、コンテンツ取得部203が取得したコンテンツを再生して、情報処理装置20が備える表示部(図示せず。)に表示する。ここで、コンテンツの再生とは、コンテンツ取得部203から伝送された圧縮データストリームの復号を行った上で、復号されたコンテンツを再生すること、および、圧縮データストリームの復号を行いながら、コンテンツを再生することを含む。コンテンツ再生部205は、コンテンツの復号やコンテンツの再生を行う際に、後述する記憶部207に記録されているデータベース等を参照することが可能である。
記憶部207は、本実施形態に係る情報処理装置20が、何らかの処理を行う際に保存する必要が生じた様々なパラメータや処理の途中経過等、または、各種のデータベース等が、適宜記録される。記憶部207は、チャンネル選択部201、コンテンツ取得部203、コンテンツ再生部205等が、自由に読み書きを行うことが可能である。
以上、本実施形態に係る情報処理装置20の機能の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材や回路を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。また、各構成要素の機能を、CPU等が全て行ってもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用する構成を変更することが可能である。
なお、上述のような本実施形態に係る情報処理装置の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを作製し、パーソナルコンピュータ等に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。
<スイッチの構成について>
続いて、図4を参照しながら、本実施形態に係るネットワーク機器の一例であるスイッチ30の構成について、詳細に説明する。図4は、本実施形態に係るスイッチ30の構成を説明するためのブロック図である。
上述のように、スイッチ30には、コンテンツ配信システム1内で配信されている全てのチャンネルの複数の圧縮データストリーム全てが配信されている。スイッチ30は、これら複数の圧縮データストリームを解析することにより、現在スイッチ30が受信しているUDPからIDRピクチャが開始されるか否かを判断し、最適なストリームを情報処理装置20に配信することができる。この圧縮データストリームの解析は、MPEG−TSパケットを解析することで行う。DVB−IPなどの規定では、IDRピクチャの出現の前にMPEG−TSのSystem headerが置かれるため、スイッチ30は、System headerを検出することで、より簡易にストリームの解析処理を行うことが可能である
本実施形態に係るスイッチ30は、例えば図4に示したように、バッファ301と、ストリーム解析部303と、配信要求処理部305と、配信切替部307とを主に備える。
バッファ301は、コンテンツ配信システム1内で配信されている全てのチャンネルの全ての圧縮データストリーム(より具体的にはIPパケット)の一部が、一時的に保存される。バッファ301にて一時的に保存された圧縮データストリームは、その後、後述する配信切部307に送出される。また、このバッファ301に一時的に保存される圧縮データストリームの一部は、後述するストリーム解析部303におけるストリームの解析処理に利用される。
例えば、IDRピクチャが30フレーム分ずれている場合を考える。
一般的には、IDRピクチャが存在するIPパケットから次のIDRピクチャの直前のIPパケットまでデータをバッファリングすれば、その間にIGMPによる配信要求があった場合は、そのIDRピクチャの配信を行うことができる。本実施形態では、チャンネルの2つのストリームのGOPはGOPの半分(すなわち15フレーム分)だけずれている。また、スイッチは、端末に対していずれかのストリームのデータを配信すればよいため、バッファは15フレーム分の容量があれば十分であると考えることもできる。ストリームが例えば8Mbpsであるとすると、一つのストリームあたり0.5Mバイトのバッファ、すなわち、チャンネル当たり1Mバイトのバッファが必要となる。そのため、コンテンツ配信システム内の全てのチャンネルについて、上述のようなバッファ容量を確保すると、全体のバッファ容量が非常に大きな量となるため、好ましくない。また、かかるバッファリングを行った場合には、バッファリングに起因する配信遅延が生じる可能性もある。
そこで、本実施形態に係るスイッチ30では、このバッファリングによる遅延を解決するために、後述するストリーム解析部303において、以下のようなストリームの解析処理を行う。これにより、1ストリーム当たりのバッファ容量を、後述する配信切替部307による切替処理に要する遅延時間分の圧縮データストリームを一時的に記憶可能な量(例えば、数十ミリ秒程度)に抑制することが可能となる。また、ストリームの解析処理の種類によっては、後述するように、バッファ301を設けることなく、配信遅延のないストリームの切り換えを実現することも可能である。
ストリーム解析部303は、例えば、CPU、ROM、RAM等により実現される。ストリーム解析部303は、スイッチ30に配信される複数の圧縮データストリームをそれぞれ解析して、基準圧縮映像データ(例えば、IDRピクチャ)が配信された最も新しい時刻を検出し、検出した最新の基準圧縮映像データの配信時刻を記憶する。また、ストリーム解析部303は、後述する配信要求処理部305から、あるチャンネルに関する最新の配信時刻の問い合わせがあった場合に、その時点で記憶している該当チャンネルの配信時刻を、配信要求処理部305に出力する。このストリームの解析処理は、先述のように、MPEG−TSパケットを解析することによって行う。
配信要求処理部305は、例えば、CPU、ROM、RAM、通信装置等により実現される。配信要求処理部305は、情報処理装置20から送信された映像音声コンテンツの配信要求を受信する。また、配信要求処理部305は、ストリーム解析部303により検出された最新の配信時刻を利用して、配信要求に関する映像音声コンテンツに対応する複数の圧縮データストリームの中から、情報処理装置20へ配信する圧縮データストリームを選択する。すなわち、配信要求処理部305は、IGMPスヌーピング機能を有しており、情報処理装置20から配信されたIGMPパケットを受信して、IGMPパケットを送信した情報処理装置20のみへ、選択した圧縮データストリームが配信されるように制御する。
スイッチ30に到着したIPパケットがストリーム解析部303によりSystem Headerを含んでいると判定された場合を考える。システムヘッダを含むと判定されたストリームを直ちに情報処理装置20に配信したとしても、切り換え処理の間に時間が経過してしまい、切り換えが完了した時点では、切り換え後のストリームにはIDRピクチャを含まない。そのため、このような切り換え処理は、チャンネルスイッチには不適応な処理であるといえる。
そこで、配信要求処理部305は、情報処理装置20から配信要求を受信すると、ストリーム解析部303に、配信要求に記載されたチャンネルに対応する各圧縮データストリームについて、記憶している最新の配信時刻を問い合わせる。その後、配信要求処理部305は、問い合わせの結果得られた複数の配信時刻の中から、最も古い配信時刻に対応する圧縮データストリームを、情報処理装置20に配信する圧縮データストリームとして優先的に選択する。これにより、配信要求処理部305は、次に最も早く基準圧縮映像データが配信される圧縮データストリームを選択することができる。スイッチ30は、配信要求処理部305が選択した圧縮データストリームのIPパケットを直ちに送出することで、最短時間でIDRピクチャが伝送されてくるストリームを、情報処理装置20に配信することができる。
なお、配信要求処理部305は、配信時刻の古さ(すなわち、配信時刻の相対的な位置)だけでなく、基準圧縮映像データから次の基準圧縮映像データまでの間隔(すなわちGOP)を更に考慮することで、ストリームの選択を行っても良い。かかる処理を行う場合には、配信要求処理部305は、基準圧縮映像データが配信されてから次の基準圧縮映像データが配信されるまでの時間間隔に関する情報を予め保持しているものとする。配信要求処理部305は、ストリーム解析部303から最新の配信時刻に関する情報を取得すると、かかる時間間隔に関する情報を利用して、配信要求のあった時刻が各ストリームにおける上記時間間隔のどのあたりに位置するかを判断する。その結果、配信要求処理部305は、各ストリームについて、次に基準圧縮映像データが配信されてくる時刻を予測することができる。配信要求処理部305は、予測した配信時刻のうち、最も早く到達する配信時刻に対応するストリームを、情報処理装置20に配信する圧縮データストリームとして選択する。配信要求処理部305は、選択したストリームと、そのストリームにおける基準圧縮映像データの配信予定時刻を、後述する配信切替部307に出力する。後述する配信切替部307では、伝送された配信予定時刻にストリームの切替を行うことで、遅延無くストリームの切替を行うことができる。配信要求処理部305が、かかる予測処理を伴うストリームの選択処理を実行する場合には、バッファ301の実装を省略することも可能である。
なお、ストリーム解析部303が最新の配信時刻だけでなく、最新の配信時刻に先立ついくつかの配信時刻を更に記憶しておき、配信要求処理部305が、このいくつかの配信時刻を利用して、次の配信時刻を予測してもよい。
配信切替部307は、例えば、CPU、ROM、RAM、通信装置等により実現される。配信切替部307は、配信要求を送信した情報処理装置20に配信される圧縮データストリームを、配信要求処理部305により選択された圧縮データストリームへと切り替える処理を行う。配信切替部307は、スイッチ30にバッファ301が設けられている場合には、バッファ301に格納されている切替先の圧縮データストリームを情報処理装置20へと配信しつつ、圧縮データストリームの切替処理を行う。また、配信要求処理部305から、基準圧縮映像データの配信予定時刻が入力された場合には、かかる時刻までに切替が完了するように、ストリームの切替処理を行う。
配信切替部307によりかかる圧縮データストリームの切替処理が行われることで、情報処理装置20には、配信要求に記載された映像音声コンテンツの最適な圧縮データストリームが配信されることとなる。
以上、本実施形態に係るスイッチ(ネットワーク機器)30の機能の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材や回路を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。また、各構成要素の機能を、CPU等が全て行ってもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用する構成を変更することが可能である。
なお、上述のような本実施形態に係るネットワーク機器の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを作製し、パーソナルコンピュータ等に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。
<コンテンツ配信方法について>
続いて、図5〜図8を参照しながら、本実施形態に係るコンテンツサーバ10が実行するコンテンツ配信方法について、詳細に説明する。
[基準圧縮映像データの位置関係について]
図5は、本実施形態に係るコンテンツサーバ10から出力されるMPEG2−TSストリーム中のIDRピクチャの位置関係を説明するための説明図である。図5では、1秒間に1回の割合で、基準圧縮映像データであるIDRピクチャが出現するように設定してエンコードする例を示したが、動的にIDRピクチャの生成タイミングを変えるエンコード方式を採用してもよい。その場合には、互いの符号化部はそれぞれ連携して、IDRピクチャの出現タイミングがずれるように動作するように設定する。
図5では、上述のように1秒間に1回、基準圧縮映像データであるIDRピクチャが出現するように符号化が実行される。また、GOPは30フレームから構成されており、IDRピクチャ以外にも、Pピクチャ(Predictive picture:予測符号化ピクチャ)およびBピクチャ(Bi−predictive Picture:双予測ピクチャ)がGOP内に存在する。第1符号化部101から出力されるストリームと、第2符号化部103から出力されるストリームとを比較すると、図5から明らかなように、IDRピクチャの出現タイミングが15フレーム分(約0.5秒分)ずれていることがわかる。
このように符号化を行うとともに、端末である情報処理装置20がチャンネル切り替えの際に、その時点にて最適なMPEG2−TSストリームを受信することで、切り替え後にIDRピクチャを受信するまでの待ち時間を最小にすることができ、切り替えたチャンネルの映像を早く表示することが可能になる。
例えば、図5に示す「時刻A」の時点で、端末である情報処理装置20において、このチャンネルに対する切り替えが起こった場合を考える。この場合、情報処理装置20は、第1符号化部101から出力されるストリーム(換言すれば、第1処理部11Aから出力されるストリーム)を受信することで、チャンネル切り替え後に、選局したチャンネルの映像表示までの待ち時間を短くすることができる。同様に、「時刻B」の時点で、情報処理装置20において、このチャンネルに対する切り替えが起こった場合を考える。この場合、情報処理装置20は、第2符号化部103から出力されるストリーム(換言すれば、第2処理部11Bから出力されるストリーム)を受信することで、チャンネル切り替え後に、選局したチャンネルの映像表示までの待ち時間を短くすることができる。
各符号化部101,103から出力されるMPEGストリームは、同一の映像信号から生成されたものである。また、これらのMPEGストリームは、チャンネル切り替え等で映像表示を開始できるIDRピクチャの時間的位置がずれているだけであって、その他、解像度や最大ビットレートなどは同一条件にて符号化されている。そのため、視聴者からみて、どちらの符号化部から送出されたストリームを再生中であるかは、ほとんど意識されることはない。
また、各符号化部101,103は、H.264.AVCのエンコーダやMPEG2の多重化のシステムクロックが互いに同期している必要はない。各符号化部101,103は、IDRピクチャの相対位置関係をずらすのに必要な情報を事前に取り決めておけば、処理部11A,11B間における通信を行うことなく実現可能である。ここで、IDRピクチャの相対位置関係をずらすために必要な情報の例として、例えば、固定GOP長の大きさに関する情報や、元映像信号の映像フレームのどのフレームをIDRピクチャにエンコードするか等の情報を挙げることができる。また、可変GOP長を採用する場合であれば、各処理部11A,11Bは互いに通信しあい、IDRピクチャの出現フレームがチャンネル切り替えに最適なるように、出現位置を相対的にずらすことも実現可能である。
[UDPパケットのフォーマットについて]
図6は、本実施形態に係る配信部105,107が送出するUDPパケットのフォーマットを説明するための説明図である。コンテンツサーバ10が備える各符号化部101,103で生成されたMPEG2−TSパケットは、それぞれの符号化部が属する処理部に設けられた配信部に出力され、IPパケットとして伝送される。このIPパケットは、例えば図6に示したようなフォーマットを有する。
図6に示したように、IPマルチキャストのUDPパケットは、IPヘッダと、UDPヘッダと、RTPヘッダと、RTPペイロードと、から構成される。コンテンツサーバ10の各符号化部101,103で生成されたMPEG2−TSパケットは、RTPペイロードに格納される。通常、RTPペイロードには、図6に示したように、7個のMPEG2−TSパケットが格納される。
コンテンツサーバ10の各配信部105,107は、図6のようなUDPパケットを生成し、マルチキャスト配信する。
[IPパケットの伝送について]
次に、図7および図8を参照しながら、本実施形態に係るIPパケットが情報処理装置へ伝送される仕組みについて、詳細に説明する。なお、以下では、IPTVシステムの規格であるDVB−IP(ETSI TS102 034)に基づき、詳細に説明を行う。
端末である情報処理装置20は、各チャンネルに対するMPEGストリームを受信するために、チャンネルのデータが配信されるIPマルチキャストアドレスを知る必要がある。DVB−IPでは、チャンネルの情報は、SD&Sのブロードキャストディスカバリーレコードに記述される。このブロードキャストディスカバリーレコードは、EPGサーバ等のIPTVアプリケーションサーバ(図示せず。)から情報処理装置20へと、DVB−IP規定のDVB SD&S Transport Protocol(DVB STP)によりマルチキャストで伝送される。なお、このブロードキャストディスカバリーレコードは、MPEG2−TSストリームとは別のIPマルチキャストアドレスにて転送される。
そのため、本実施形態に係るコンテンツ配信システム1内に存在するコンテンツサーバ10は、事前に、コンテンツサーバ10の各処理部11に割り当てられているIPマルチキャストアドレスや、各種のチャンネル情報を、IPTVアプリケーションサーバに通知しておく必要がある。
図7は、DVB−IPのブロードキャストディスカバリーレコードのデータ形式を説明するための説明図である。ブロードキャストディスカバリーレコードには、IPTVサービスが提供するすべてのチャンネルの情報が記述されている。例えば、300チャンネル放送するIPTVサービスであれば、端末である情報処理装置20は、300個のチャンネルの情報が記述されたブロードキャストディスカバリーレコードを受信する。
チャンネル情報としては、例えば図7に示したように、TextualIdentifier@ServiceNameにはチャンネル名が文字列で記述され、チャンネル名を表示するのに使用される。また、IPMulticastAddress@AddressとIPMulticastAddress@Portには、このチャンネルのIPマルチキャストパケットが配信されているIPマルチキャストアドレスとポート番号が記述さ
れている。
端末である情報処理装置20は、IGMPにて、ブロードキャストディスカバリーレコードに記載されているIPマルチキャストアドレスグループに加入することで、希望のチャンネルのIPマルチキャストパケットの配信が開始され、IPマルチキャストパケットを受信可能となる。
通常、チャンネルごとに一つのIPマルチキャスト配信が割り当てられているが、本実施形態に係るコンテンツ配信システムでは、各チャンネルでは複数のIPマルチキャスト配信が提供される。このために、ブロードキャストディスカバリーレコードには、複数のIPMulticastAddressが記述される。
図8は、ブロードキャストディスカバリーレコードをXML表記した場合の例を説明するための説明図である。このブロードキャストディスカバリーレコードの例では、300チャンネル分のサービス情報が記述されており、各「<SingleService>」のXMLエレメントが、チャンネルひとつ分の情報に相当する。
例えば、先頭のチャンネル情報には、チャンネル名(ServiceName)である「Channel 1」と、2つのマルチキャストアドレス(アドレス224.0.1.1、ポート番号1600のものと、アドレス224.0.1.1、ポート番号1600のもの)とが記述されている。これら2つのアドレスは、図2で示した第1処理部11Aから配信されるIPパケットのマルチキャストアドレスと、第2処理部11Bから配信されるIPパケットのマルチキャストアドレスに相当する。次に列挙されているチャンネル情報では、チャンネル名である「Channel 2」と、2つのマルチキャストアドレスが記述されている。以下、チャンネル情報の記述は省略されているが、合計300チャンネル分の情報が列挙されて記述されることになる。以上のブロードキャストディスカバリーレコードにより、情報処理装置20は、各チャンネルの2つのチャンネルアドレスを知ることが可能となる。
本実施形態では、DVB−IP規定のブロードキャストディスカバリーレコードを拡張し、「<ChannelChangeInfo>」というXMLエレメントを記述する。「<ChannelChangeInfo>」のXMLエレメントでは、ひとつのチャンネルあたり最大幾つのMPEGストリームがマルチキャスト配信されているかを示すデータが、「@NumberOfStreamsPerChannel」に指定されている。図8に示した例では、チャンネルあたり最大2つのMPEGストリームが配信されている。
以上説明したように、本実施形態に係るコンテンツ配信方法では、一つのチャンネルに対して、基準圧縮映像データの出現タイミングが異なる複数の圧縮データストリームが配信されることとなる。これらの圧縮データストリームは、基準圧縮映像データの出現タイミングのみが異なっており、この出現タイミング以外の符号化条件は同一である。そのため、端末である情報処理装置20に複数の圧縮データストリームの中から、適したストリームをスイッチ30が選択し配信することで、基準圧縮映像データを受信するまでの待ち時間を最小にすることができ、チャンネルの映像を早く表示することが可能となる。
<情報処理方法について>
続いて、図9〜図13を参照しながら、本実施形態に係る情報処理装置20が実行する情報処理方法について、詳細に説明する。図9は、本実施形態に係る情報処理装置20が実施する情報処理方法を説明するための流れ図である。
視聴者(ユーザ)により、本実施形態に係る情報処理装置20の電源が投入された場合や、IPTVのサービスメニュー等からTVサービスが選択された場合には、本実施形態に係る情報処理装置20は、TV視聴処理を開始する。
まず、情報処理装置20は、装置に備えられているCPU、ROM、RAM、通信装置等を利用して、EPGサーバ等のIPTVアプリケーションサーバ(図示せず。)からブロードキャストディスカバリーレコードを取得する(ステップS101)。このブロードキャストディスカバリーレコードは、図7に示したようなDVB−IP規定のプロトコルに基づいて記載されており、情報処理装置20は各チャンネルに対応したチャンネル情報を取得することができる。チャンネル情報が頻繁には変わらない場合には、既にIPTVサービスから取得済みのチャンネル情報を利用するようにしてもよい。
図10Aおよび図10Bは、RFC3376で規定されるIGMPバージョン3における、情報処理装置20からマルチキャストデータ配信制御を行うためのIGMPメッセージのフォーマットである。また、図11Aおよび図11Bは、本実施形態に係るIGMPメッセージの一例を説明するための説明図である。
情報処理装置20がマルチキャストグループに参加および離脱する場合は、図10Aに示したレポートフォーマットのIGMPメッセージを利用する。そのほか、マルチキャストルータがマルチキャストグループに加入していることを確認するクエリーフォーマットのIGMPメッセージもあるが、これらIGMPの仕様についての詳細説明は省略する。
図10Aに示したように、レポートフォーマットのIGMPメッセージには、「Number of Group Records」という欄に、当該レポートに含まれるレコードの数が明記されており、続いて、明記されたレコードの数の分だけ、「Group Record」が記載される。図10Bは、各グループレコードのフォーマットである。図10Bに示したように、グループレコードのフォーマットには、「Record Type」という欄が存在し、この欄に所定の値を入力することで、マルチキャストグループへの参加や離脱を指定することが可能である。
例えば図11Aに示したように、「Record Type」の欄に「1」という値を設定することで、マルチキャストグループに参加することが可能である。この「1」という値は、「MODE_IS_INCLUDE」を示す値である。図11Aに示した例は、224.0.1.0で表されるマルチキャストグループに参加することを示すものである。
また、例えば図11Bに示したように、「Record Type」の欄に「2」という値を設定することで、マルチキャストグループから離脱することが可能である。この「2」という値は、「MODE_IS_EXCLUDE」を示す値である。図11Bに示した例は、224.0.1.0で表されるマルチキャストグループから離脱することを示すものである。
続いて、情報処理装置20のチャンネル選択部201は、チャンネル選択情報の初期設定を実施する(ステップS103)。初期設定されるチャンネル選択情報は、「CurrentChan」、「CurrentAddress」、「SelectChan」、「SelectAddr」という4つのパラメータである。
パラメータ「CurrentChan」は、情報処理装置20が現在選局中のチャンネルのポジションを示すパラメータであり、パラメータ「CurrentAddress」は、現在選局されているチャンネルが配信されているマルチキャストアドレスを示すパラメータである。初期設定では、これら2つのパラメータともに−1を設定する。これは、現在、チャンネル選局がおこなわれていないことを示す値である。また、パラメータ「SelectChan」は、これから選局するチャンネルのチャンネルポジションを示すパラメータであり、パラメータ「SelectAddr」は、選局されたチャンネルのMPEG2−TSストリームが配信されるマルチキャストアドレスを示すパラメータである。初期設定では、「SelectChan」には1を設定する。もし、以前に選曲したチャンネル情報を端末が保持している場合は、そのチャンネルポジションを指定する。「SelectAddress」には、−1を設定して初期化を行う。
続いて、チャンネル選択部201は、パラメータ「SelctChan」に示されたチャンネルをコンテンツ取得部203へ通知して、コンテンツ取得部203は、チャンネルの選局処理を行う(ステップS105)。このチャンネルの選局処理については、以下で改めて詳細に説明する。この処理により取得したコンテンツがコンテンツ再生部205により再生されることで、情報処理装置20の表示部(図示せず。)の画面には、チャンネルの映像が表示され、スピーカからは音声が再生される。
選局の処理が終了すると、チャンネル選択部201は、現在選局中のチャンネルに関するチャンネル情報を更新する(ステップS107)。すなわち、パラメータ「CurrentChan」にはパラメータ「SelectChan」の値が設定され、パラメータ「CurrentAddr」にはパラメータ「SelectAddr」の値が設定される。
続いて、情報処理装置20のチャンネル選択部201は、ユーザ操作の入力を待ち受ける(ステップS109)。
ここで、ユーザにより、例えば、リモコンの電源オフボタンを押すなど終了操作が入力された場合には(ステップS111)、チャンネル選択部201は、入力された操作に応じた信号を生成し、ステップS121のチャンネル受信終了処理に進む。また、ユーザにより、チャンネルを切り替える旨の操作が入力された場合には(ステップS113)、後述するステップS115に進む。そうでなかった場合は、ステップS109に戻り、ユーザ操作の待ちうけを行う。実際には、これらの制御以外にも、ボリューム制御等の他のユーザ操作の処理もあるが、図9での記述は省略する。
ユーザにより、チャンネル切り替え操作、例えば、リモートコントローラのチャンネルアップボタンが操作された場合には、チャンネル選択部201は、パラメータ「SelectChan」を1加算し、チャンネルダウンボタンが操作された場合には、チャンネル選択部201は、パラメータ「SelectChan」を1減算する(ステップS115)。ここで、チャンネル選択部201は、パラメータ「SelectChan」の値がマイナス値や総チャンネル値以上にならないように、制御を行う。また、リモートコントローラ等にチャンネル番号等を直接選択できるボタン等がある場合には、チャンネル選択部201は、パラメータ「SelectChan」に、選択されたチャンネル番号に相当するチャンネルポジションを設定する。その後、チャンネル選択部201は、新たに設定されたパラメータに関する情報をコンテンツ取得部203に通知する。
コンテンツ取得部203は、チャンネル選択部201から通知されたパラメータ「SelectChan」の値に基づいて、このパラメータに指定されたチャンネルの選局を実施する(ステップS117)。その結果、新たに選局されたチャンネルが、情報処理装置20の画面およびスピーカから再生される。ステップS105にて説明したとおり、チャンネル選局処理の詳細については、以下で改めて説明する。
その後、チャンネル選択部201は、ステップS107と同様に、現在選局中のチャンネルに関するチャンネル情報を更新する(ステップS119)。
続いて、情報処理装置20のチャンネル選択部201は、ユーザ操作の入力を待ち受け、TV視聴が続く。
他方、ユーザ操作が終了操作であった場合には、コンテンツ取得部203は、チャンネル受信終了処理を実施する(ステップS121)。チャンネル受信終了処理については、以下で改めて詳細に説明する。
これにより、情報処理装置20は、TV視聴を終了し、他のIPTVサービスメニューに戻るか、端末の他の機能に移行する。
[チャンネル選局処理について]
続いて、図12を参照しながら、本実施形態に係る情報処理装置20が実施するチャンネル選局処理について、詳細に説明する。図12は、本実施形態に係る情報処理方法におけるチャンネル選局処理を説明するための流れ図である。
コンテンツ取得部203は、まず、ブロードキャストディスカバリーレコードからチャンネルのマルチキャストアドレスを取得する。図8に示した例では、パラメータ「SelectChan」が1に設定されている場合、先頭位置の「<SingleService>」が該当するチャンネル情報である。このチャンネル情報の「<ServiceLocation>」には、図8に示したように、2つのマルチキャストアドレスが記述されている。図8の例では、パラメータ「Address1」に224.0.1.1が設定され、パラメータ「Address2」には224.0.1.2が設定される。
コンテンツ取得部203は、ブロードキャストディスカバリーレコードから選局チャンネルに対応する複数のチャンネルのマルチキャストアドレスを含むIGMPメッセージを発行する(ステップS201)。これにより、情報処理装置20は、マルチキャストパケットの配信切り替えを開始する。このIGMPメッセージの発行は、図10Aおよび図10Bに示したRFC−3376規定のIGMPバージョン3のレポートフォーマットにて行われる。
図13A〜図13CにIGMPパケットの例を示す。
図13Aは、パラメータ「CurrentChan」が−1の場合、つまり、既に配信しているマルチキャストがない場合のものである。図13Aでは、パラメータ「SelectChan」(例では1)の複数のマルチキャストアドレス(例では224.0.1.1と224.0.1.2)の2つのマルチキャストグループに対して、RecodeType=1(MODE_IS_INCLUDE)を指定している。これは、マルチキャストデータ配信を開始するために、あるチャンネルに対応する2つのマルチキャストアドレスに加入することを意味している。
図13Bは、パラメータ「CurrentChan」が−1以外の場合、つまり、既に配信しているマルチキャストアドレスがある場合のIGMPパケットの例である。ここでは、「CurrentChan」(例では1)の「CurrentAddress」(例224.0.1.1)のマルチキャストグループに、RecordType=2(MODE_IS_EXCLUDE)を指定して配信の停止を指示している。また、このIGMPパケットでは、「SelectChannel」(例では2)の複数のマルチキャストアドレス「(例では224.0.1.3と224.0.1.4)のマルチキャストグループに、RecordType=1(MODE_IS_INCLUDE)を指定して配信の開始を指示している。
IMGPバージョン3では、図13Bに示したように、ひとつのIGMPパケットによって一括して指示がおこなえるので、切り替え時にアクセスネットワークに重複してマルチキャストアドレスが配信されないような実装が可能であるという利点がある。
かかるIGMPパケットを発行し、発行したIGMPパケットをスイッチ30に送信することで、スイッチ30は後述するストリームの切替処理を行い、情報処理装置20にIGMPパケットに記載されたチャンネルのマルチキャストパケットを配信する。コンテンツ取得部203は、IGMPパケットにおいて要求したAddress1およびAddress2のIPパケットの受信を開始する(ステップS203)。
スイッチ30は、後述するように、情報処理装置20から要求された複数のマルチキャストアドレスに対するストリームのうち、チャンネル切り替えに最適なものを選択し、選択したストリームのマルチキャストアドレスの配信のみを行う。また、スイッチ30は、選択しなかったストリームに関する情報処理装置20からの配信要求は、無視する。
コンテンツ取得部203は、スイッチ30により選択されたストリームの配信の切り替えが完了するまでは最大切替所要時間の間待機を行うため、マルチキャストパケットを受信していない場合は、待機する(ステップS205)。なお、ネットワークにてIGMPパケットの喪失の恐れがある場合、コンテンツ取得部203は、複数のパケットをステップS201にて送信してもよく、ステップS203にてタイムアウト等を設け、IGMPパケットの再送信処理を行うようにしてもよい。
ステップS205で待機した結果、待機後にはマルチキャストの配信切り替えが終了しているため、以前選局していたチャンネルが存在する場合には、コンテンツ取得部203は、該当する「CurrentAddress」のマルチキャストパケットの受信を終了する(ステップS207)。
コンテンツ取得部203は、受信したマルチキャストパケットを参照して、受信したマルチキャストパケットに対応するマルチキャストアドレスを調べ、このマルチキャストアドレスをSelectAddressに設定する(ステップS205)。また、コンテンツ取得部203は、受信していないマルチキャストアドレス(すなわち、スイッチ30にて選択されなかったマルチキャストアドレス)の受信は終了する(ステップS205)。
その後、コンテンツ取得部203は、受信したマルチキャストパケットをコンテンツ再生部205に伝送する。コンテンツ再生部205は、新たに受信を開始したチャンネルのマルチキャストパケットに格納されているMPEG2−TSの再生を開始する(ステップS211)。より詳細には、IDRピクチャを含むMPEG2−TSパケットを受信してから、映像が情報処理装置20の表示部(図示せず。)に表示されることになる。このようにして、チャンネル選局処理は終了し、そのままIPTVテレビ視聴は継続することとなる。
[チャンネル受信終了処理について]
続いて、図14を参照しながら、情報処理装置20が実施するチャンネル受信終了の処理について詳細に説明する。
まず、コンテンツ取得部203は、現在、受信中のマルチキャストパケットを停止する。マルチキャストパケットの受信は、図13Cに示したIGMPレポートメッセージを送信することで停止可能である(ステップS301)。図13Cに示したように、コンテンツ取得部203は、パラメータ「CurrentAddress」(例では224.0.1.4)のマルチキャストグループに対して、RecordType=2を指定して、IGMPメッセージを送信する。これにより、マルチキャストパケット配信の停止が行われる。
次に、コンテンツ取得部203は、マルチキャストの受信を終了する(ステップS303)。その後、コンテンツ再生部205は、MPEG2−TSストリームの再生を終了する(ステップS305)。このような処理を行うことで、チャンネル受信終了の処理は完了する。
以上説明したように、本実施形態に係る情報処理方法では、チャンネル選局処理に際して、視聴を希望するチャンネルに対応する複数のマルチキャストアドレス全てに対して、参加の要請を行う。これにより、本実施形態に係る情報処理方法では、視聴を希望するチャンネルに対応する複数のマルチキャストアドレスのうち、どのアドレスへ参加するかを判断しなくとも良くなる。その結果、本実施形態に係る情報処理方法を実施する情報処理装置では、より簡便にチャンネル選局処理を実行することが可能となる。
<ストリーム切替方法について>
続いて、図15〜図17を参照しながら、本実施形態に係るネットワーク機器の一例であるスイッチ30が実施するストリーム切替方法について、詳細に説明する。図15は、本実施形態に係るストリーム切替方法を説明するための流れ図であり、図16および図17は、本実施形態に係るストリーム切替方法を説明するための説明図である。
本実施形態に係るストリーム切替方法を説明するに先立ち、ネットワーク機器の一例であるスイッチ30は、コンテンツ配信システム1内で配信されている映像音声コンテンツに対応する圧縮データストリームを全て解析しているものとする。これにより、スイッチ30は、全ての圧縮データストリームについて、基準圧縮映像データの最新の配信時刻を検出しているものとする。
端末である情報処理装置20は、チャンネルの切替操作等によって、情報処理装置20に配信されるコンテンツを切り替える必要が生じた場合には、情報処理装置20のコンテンツ取得部203は、スイッチ30に対してコンテンツの配信要求を送信する。
スイッチ30の配信要求処理部305は、情報処理装置20から送信されたチャンネルの切替等に起因するコンテンツの配信要求を取得する(ステップS301)。続いて、配信要求処理部305は、取得したコンテンツの配信要求に記載されている、配信を希望するチャンネルのマルチキャストアドレスを特定する。
続いて、配信要求処理部305は、配信要求に記載されているマルチキャストアドレスについて、基準圧縮映像データの最新の配信時刻をストリーム解析部303に問い合わせる。
ストリーム解析部303は、配信要求処理部305からの問い合わせに応じて、該当するマルチキャストアドレスの最新の基準圧縮映像データの配信時刻を配信要求処理部305に送信する。
次に、配信要求処理部305は、各ストリームの最新の基準圧縮映像データ(例えばIDRピクチャ)の配信時刻に基づいて、適切な圧縮データストリームを選択する(ステップS303)。より詳細には、例えば図16に示したように、配信時刻の相対的な古さに応じてストリームを選択したり、例えば図17に示したように、配信時刻の相対的な古さとGOPの大きさとに基づいてストリームを選択したりする。
図16に示した選択方法は、配信要求に記載されていたチャンネル(チャンネルA)に対応する各圧縮データストリームの最新の配信時刻の相対的な古さに応じて、情報処理装置20に配信するストリームを選択する方法である。図16に示した場合では、ストリーム1の配信時刻の方がストリーム2の配信時刻よりも古いため、配信要求処理部305は、基準圧縮映像データ(IDRピクチャ)の次の配信時刻は、ストリーム1の方が先になると判断する。そのため、配信要求処理部305は、配信切替部307に対して、チャンネルAのストリーム1に対応するマルチキャストアドレスを通知する。
図17に示した選択方法は、配信時刻の相対的な古さとGOPの大きさとに基づいて、情報処理装置20に配信するストリームを選択する方法である。図17に示した場合では、配信要求処理部305は、ストリーム1における最新の配信時刻である時刻1と、ストリーム2における最新の配信時刻である時刻2と、GOPの大きさとに基づいて、各ストリームにおける次の基準圧縮映像データの配信時刻を予測する。図17の場合、配信要求を受信した時刻と各ストリームにおけるGOPの大きさとの相対的な位置関係を考慮すると、基準圧縮映像データ(IDRピクチャ)の次の配信時刻(配信予定時刻)は、ストリーム1の方がストリーム2よりも早くなる。そのため、配信要求処理部305は、配信切替部307に対して、チャンネルAのストリーム1に対応するマルチキャストアドレスと、算出した配信予定時刻とを通知する。
次に、スイッチ30の配信切替部307は、配信要求処理部305によって選択されたストリームを、配信要求を送信した情報処理装置20へと配信する(ステップS305)。これにより、情報処理装置20には、当該情報処理装置20が配信要求に記載したマルチキャストアドレスの何れかのアドレスに対応する圧縮データストリームが配信されることとなる。
以上、本実施形態に係るIPTVシステムの高速チャンネル切り替えについて説明した。上記実施形態のみならず、本発明によれば、別の実施形態を考案することは容易であり、例えば、以下のような別の実施形態が考えられる。
本発明に係る実施形態では、チャンネル切り替え処理を行っている間のユーザ操作による割り込みにより、チャンネル切り替えの中止や選局するチャンネルの変更を行うために、図12に示した選局処理の途中中断処理を実装することは容易である。
また、本発明に係る実施形態では、H.264/AVCの場合について説明したが、MPEG2の映像圧縮を利用した場合でもIDRピクチャをIピクチャと考えることで、MPEG2の映像圧縮を利用したIPTVシステムにも、本発明を容易に適用可能である。
また、本発明に係る実施形態では、圧縮映像データと音声データとをMPEG2−TSにて多重化して送信する場合について説明した。しかしながら、圧縮映像、音声データを個別にIPパケットにて配信する場合であっても、本発明を適用することで、それらIPパケット配信を切り替えて高速チャンネル切り替えを実現するIPTVシステムを容易に実現可能である。
また、本発明に係る実施形態では、ひとつの映像音声信号のみを、圧縮映像データおよび音声データとしてMPEG2−TSにて多重化し、IPパケットに格納した上で配信の切り替えを行う。しかしながら、MPEG2−TSに複数の映像音声信号の圧縮映像データおよび音声データを多重化して配信し、情報処理装置20へのネットワーク経路にて、選択された映像音声信号に該当する圧縮映像・音声パケットのみをフィルターして送信してもよい。これにより、本実施形態と同様の高速チャンネル切り替えを実現したIPTVシステムを容易に実現することが可能である。
また、本発明に係る実施形態では、IGMPバージョン3の機能を利用し、一つのIGMPパケットにてマルチキャストグループの配信切り替えを行う。これにより、切り替え中にパケットが重複してアクセスネットワークに配信されないようにし、アクセスネットワークでIPTVシステムが使用するデータ帯域を制限するようにした。しかしながら、IGMPバージョン2を利用の場合でも、マルチキャストグループへの離脱を行い、配信が停止された後、切り替えるマルチキャストグループに加入する処理をすることで、同様にIPTVシステムで使用するデータ帯域を制限することは可能である。
また、本発明に係る実施形態では、コンテンツサーバ10が各チャンネルの複数MPEG2−TSストリームをエンコードし、コアネットワーク経由にて配信した。ここで、コアネットワークの帯域に制限のある環境では、以下のようなことを実施することも可能である。すなわち、コンテンツサーバ10では各チャンネルあたり一つの符号化されたパケットをコアネットワークにて配信を行い、アクセスネットワーク等の配信ネットワークの途中に、エッジサーバまたはエッジルータなどの別のコンテンツサーバを配置する。これらの別のコンテンツサーバにて、受信したMPEG2−TSストリームに対して、映像音声信号を元にIDRピクチャの配信タイミングが異なるMPEG2−TSストリームを生成して、配信する。このようにすることで、コアネットワークの帯域を制限しながら、本実施形態で説明したITPVシステムと同様の高速チャンネルスイッチを実現することができる。
(ハードウェア構成について)
次に、図18を参照しながら、本発明の実施形態に係るコンテンツサーバ10のハードウェア構成について、詳細に説明する。図18は、本発明の実施形態に係るコンテンツサーバ10のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。
コンテンツサーバ10は、主に、CPU701と、ROM703と、RAM705と、を備える。また、コンテンツサーバ10は、更に、ホストバス707と、ブリッジ709と、外部バス711と、インターフェース713と、入力装置715と、出力装置717と、ストレージ装置719と、ドライブ721と、接続ポート723と、通信装置725とを備える。
CPU701は、演算処理装置および制御装置として機能し、ROM703、RAM705、ストレージ装置719、またはリムーバブル記録媒体727に記録された各種プログラムに従って、コンテンツサーバ10内の動作全般またはその一部を制御する。ROM703は、CPU701が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。RAM705は、CPU701の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一次記憶する。これらはCPUバス等の内部バスにより構成されるホストバス707により相互に接続されている。
ホストバス707は、ブリッジ709を介して、PCI(Peripheral Component Interconnect/Interface)バスなどの外部バス911に接続されている。
入力装置715は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチおよびレバーなどユーザが操作する操作手段である。また、入力装置715は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール手段(いわゆる、リモコン)であってもよいし、コンテンツサーバ10の操作に対応した携帯電話やPDA等の外部接続機器729であってもよい。さらに、入力装置715は、例えば、上記の操作手段を用いてユーザにより入力された情報に基づいて入力信号を生成し、CPU701に出力する入力制御回路などから構成されている。コンテンツサーバ10のユーザは、この入力装置715を操作することにより、コンテンツサーバ10に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。
出力装置717は、取得した情報をユーザに対して視覚的または聴覚的に通知することが可能な装置で構成される。このような装置として、CRTディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ELディスプレイ装置およびランプなどの表示装置や、スピーカおよびヘッドホンなどの音声出力装置や、プリンタ装置、携帯電話、ファクシミリなどがある。出力装置717は、例えば、コンテンツサーバ10が行った各種処理により得られた結果を出力する。具体的には、表示装置は、コンテンツサーバ10が行った各種処理により得られた結果を、テキストまたはイメージで表示する。他方、音声出力装置は、再生された音声データや音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して出力する。
ストレージ装置719は、コンテンツサーバ10の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置719は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)等の磁気記憶部デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、または光磁気記憶デバイス等により構成される。このストレージ装置719は、CPU701が実行するプログラムや各種データ、および外部から取得した各種のデータなどを格納する。
ドライブ721は、記録媒体用リーダライタであり、コンテンツサーバ10に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ721は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体727に記録されている情報を読み出して、RAM705に出力する。また、ドライブ721は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体727に記録を書き込むことも可能である。リムーバブル記録媒体727は、例えば、DVDメディア、HD−DVDメディア、Blu−rayメディア等である。また、リムーバブル記録媒体727は、コンパクトフラッシュ(登録商標)(CompactFlash:CF)、フラッシュメモリ、または、SDメモリカード(Secure Digital memory card)等であってもよい。また、リムーバブル記録媒体727は、例えば、非接触型ICチップを搭載したICカード(Integrated Circuit card)または電子機器等であってもよい。
接続ポート723は、機器をコンテンツサーバ10に直接接続するためのポートである。接続ポート723の一例として、USB(Universal Serial Bus)ポート、IEEE1394ポート、SCSI(Small Computer System Interface)ポート等がある。接続ポート723の別の例として、RS−232Cポート、光オーディオ端子、HDMI(High−Definition Multimedia Interface)ポート等がある。この接続ポート723に外部接続機器729を接続することで、コンテンツサーバ10は、外部接続機器729から直接各種のデータを取得したり、外部接続機器729に各種のデータを提供したりする。
通信装置725は、例えば、通信網731に接続するための通信デバイス等で構成された通信インターフェースである。通信装置725は、例えば、有線または無線LAN(Local Area Network)、Bluetooth(登録商標)、またはWUSB(Wireless USB)用の通信カード等である。また、通信装置725は、光通信用のルータ、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)用のルータ、または、各種通信用のモデム等であってもよい。この通信装置725は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で、例えばTCP/IP等の所定のプロトコルに則して信号等を送受信することができる。また、通信装置725に接続される通信網731は、有線または無線によって接続されたネットワーク等により構成され、例えば、インターネット、家庭内LAN、赤外線通信、ラジオ波通信または衛星通信等であってもよい。
以上、本発明の実施形態に係るコンテンツサーバ10の機能を実現可能なハードウェア構成の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用するハードウェア構成を変更することが可能である。
また、本発明の実施形態に係る情報処理装置20およびスイッチ30のハードウェア構成は、本発明の実施形態に係るコンテンツサーバ10のハードウェア構成と同様であって、同様の効果を奏するものであるため、詳細な説明は省略する。
(まとめ)
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、IPTVの加入者宅へのアクセスネットワークのデータ帯域が限定される環境でも、高品位な映像にて高速チャンネルスイッチを利用者に提供できるIPTVシステムを、高価なネットワーク機器や特殊コンテンツサーバをアクセスネットワーク近傍に設置せずに実現することが可能である。
また、本発明の実施形態によれば、チャンネル切り替え時に映像が表示されないブラックアウト期間、または、切り替え前のチャンネルの映像を停止状態で表示しておく時間を最小にすることが可能であり、視聴者にはシームレスなチャンネル切り替えを提供することができる。
また、本発明の実施形態によれば、各チャンネルに割り当てられた何れのマルチキャストストリームを受信してもチャンネル視聴ができるため、マルチキャストアドレスの選択を行わない端末(既存の端末)も共存したIPTVシステムを構築可能である。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
1 コンテンツ配信システム
10 コンテンツサーバ
11A 第1処理部
11B 第2処理部
20 情報処理装置
30 スイッチ
101 第1符号化部
103 第2符号化部
105 第1配信部
107 第2配信部
109,111 記憶部
201 チャンネル選択部
203 コンテンツ取得部
205 コンテンツ再生部
207 記憶部
301 バッファ
303 ストリーム解析部
305 配信要求処理部
307 配信切替部

Claims (11)

  1. 映像信号の圧縮によって生成された時系列データにおいて、以前のデータに依存せずにそれ以降の映像信号の復号を開始できるデータである基準圧縮映像データが対応する映像フレームおよび当該基準圧縮映像データの配信される時刻が互いに異なるように一つの映像音声コンテンツから生成された複数の圧縮データストリームをそれぞれ解析して、前記基準圧縮映像データが配信された最も新しい時刻を検出するストリーム解析部と、
    前記映像音声コンテンツを再生する情報処理装置から送信された映像音声コンテンツの配信要求を受信するとともに、前記ストリーム解析部により検出された前記基準圧縮映像データの配信時刻を利用して、前記配信要求に関する前記映像音声コンテンツに対応する前記複数の圧縮データストリームの中から、前記情報処理装置へ配信する圧縮データストリームを選択する配信要求処理部と、
    前記配信要求を送信した前記情報処理装置に配信される前記圧縮データストリームを、前記配信要求処理部により選択された前記圧縮データストリームへと切り替える配信切替部と、
    を備えるネットワーク機器。
  2. 前記配信要求処理部は、
    前記基準圧縮映像データが配信されてから次の前記基準圧縮映像データが配信されるまでの時間間隔に関する情報を保持しており、
    前記ストリーム解析部により検出された最も新しい基準圧縮映像データの配信時刻と、前記時間間隔に関する情報とに基づいて、前記複数の圧縮データストリームそれぞれについて次に前記基準圧縮映像データが配信される時刻を算出し、
    算出した時刻までの時間が最も短い前記圧縮データストリームを、前記情報処理装置へ配信する圧縮データストリームとして選択する、請求項1に記載のネットワーク機器。
  3. 前記配信切替部は、前記配信要求処理部によって算出された時刻までに前記配信要求処理部によって選択された前記圧縮データストリームへの切替が完了するように、当該圧縮データストリームへの切替処理を行う、請求項2に記載のネットワーク機器。
  4. 前記ネットワーク機器は、前記配信切替部による前記圧縮データストリームの切替処理に要する遅延時間分の圧縮データストリームを一時的に記憶するバッファを更に備え、
    前記配信切替部は、前記バッファに格納されている前記圧縮データストリームを前記情報処理装置へと配信しつつ、前記圧縮データストリームの切替処理を行う、請求項1に記載のネットワーク機器。
  5. 映像信号の圧縮によって生成された時系列データにおいて、以前のデータに依存せずにそれ以降の映像信号の復号を開始できるデータである基準圧縮映像データが対応する映像フレームおよび当該基準圧縮映像データの配信される時刻が互いに異なるように一つの映像音声コンテンツから生成された複数の圧縮データストリームの配信切替を行うネットワーク機器に対して、取得すべき前記映像音声コンテンツに対応する前記複数の圧縮データストリーム全ての配信を要求し、前記ネットワーク機器から前記映像音声コンテンツを取得するコンテンツ取得部を備える、情報処理装置。
  6. 前記複数の圧縮データストリームには、互いに異なる固有のネットワークアドレスが割り当てられており、
    前記コンテンツ取得部は、
    取得すべき前記映像音声コンテンツに対応する全ての前記圧縮データストリームに割り当てられたネットワークアドレスを前記ネットワーク機器に対して通知し、
    前記ネットワーク機器に通知したネットワークアドレスのうち、当該ネットワーク機器から配信された前記圧縮データストリームに割り当てられた前記ネットワークアドレスを、前記取得すべき前記映像音声コンテンツに対応するネットワークアドレスとして設定する、請求項5に記載の情報処理装置。
  7. ネットワーク機器のストリーム解析部が、映像信号の圧縮によって生成された時系列データにおいて、以前のデータに依存せずにそれ以降の映像信号の復号を開始できるデータである基準圧縮映像データが対応する映像フレームおよび当該基準圧縮映像データの配信される時刻が互いに異なるように一つの映像音声コンテンツから生成された複数の圧縮データストリームをそれぞれ解析して、前記基準圧縮映像データが配信された最も新しい時刻を検出するステップと、
    ネットワーク機器の配信要求処理部が、前記映像音声コンテンツを再生する情報処理装置から送信された映像音声コンテンツの配信要求を受信するステップと、
    ネットワーク機器の配信要求処理部が、前記基準圧縮映像データが配信された時刻を検出するステップにて検出された前記基準圧縮映像データの配信時刻を利用して、前記配信要求に関する前記映像音声コンテンツに対応する前記複数の圧縮データストリームの中から、前記情報処理装置へ配信する圧縮データストリームを選択するステップと、
    ネットワーク機器の配信切替部が、前記配信要求を送信した前記情報処理装置に配信される前記圧縮データストリームを、前記圧縮データストリームを選択するステップにより選択された前記圧縮データストリームへと切り替えるステップと、
    を含む、ストリーム切替方法。
  8. 情報処理装置のコンテンツ取得部が、映像信号の圧縮によって生成された時系列データにおいて、以前のデータに依存せずにそれ以降の映像信号の復号を開始できるデータである基準圧縮映像データが対応する映像フレームおよび当該基準圧縮映像データの配信される時刻が互いに異なるように一つの映像音声コンテンツから生成された複数の圧縮データストリームの配信切替を行うネットワーク機器に対して、取得すべき前記映像音声コンテンツに対応する前記複数の圧縮データストリーム全ての配信を要求するステップと、
    情報処理装置のコンテンツ取得部が、前記ネットワーク機器から配信された前記映像音声コンテンツに対応する前記圧縮データストリームを取得するステップと、
    を含む、情報処理方法。
  9. コンピュータに、
    映像信号の圧縮によって生成された時系列データにおいて、以前のデータに依存せずにそれ以降の映像信号の復号を開始できるデータである基準圧縮映像データが対応する映像フレームおよび当該基準圧縮映像データの配信される時刻が互いに異なるように一つの映像音声コンテンツから生成された複数の圧縮データストリームをそれぞれ解析して、前記基準圧縮映像データが配信された最も新しい時刻を検出するストリーム解析機能と、
    前記映像音声コンテンツを再生する情報処理装置から送信された映像音声コンテンツの配信要求を受信するとともに、前記ストリーム解析機能により検出された前記基準圧縮映像データの配信時刻を利用して、前記配信要求に関する前記映像音声コンテンツに対応する前記複数の圧縮データストリームの中から、前記情報処理装置へ配信する圧縮データストリームを選択する配信要求処理機能と、
    前記配信要求を送信した前記情報処理装置に配信される前記圧縮データストリームを、前記配信要求処理機能により選択された前記圧縮データストリームへと切り替える配信切替機能と、
    を実現させるためのプログラム。
  10. コンピュータに、
    映像信号の圧縮によって生成された時系列データにおいて、以前のデータに依存せずにそれ以降の映像信号の復号を開始できるデータである基準圧縮映像データが対応する映像フレームおよび当該基準圧縮映像データの配信される時刻が互いに異なるように一つの映像音声コンテンツから生成された複数の圧縮データストリームの配信切替を行うネットワーク機器に対して、取得すべき前記映像音声コンテンツに対応する前記複数の圧縮データストリーム全ての配信を要求し、前記ネットワーク機器から前記映像音声コンテンツを取得するコンテンツ取得機能を実現させるためのプログラム。
  11. 映像信号の圧縮によって生成された時系列データにおいて、以前のデータに依存せずにそれ以降の映像信号の復号を開始できるデータである基準圧縮映像データが対応する映像フレームおよび当該基準圧縮映像データの配信される時刻が互いに異なるように映像音声コンテンツを符号化し、一つの前記映像音声コンテンツから複数の圧縮データストリームを生成する複数の符号化部を有するコンテンツサーバと、
    前記コンテンツサーバが配信する複数の配信された前記映像音声コンテンツに対応する前記圧縮データストリームを再生する情報処理装置と、
    1または複数の前記コンテンツサーバから配信された前記複数の圧縮データストリームを、当該圧縮データストリームの配信を希望する前記情報処理装置へと配信するネットワーク機器と、
    を含み、
    前記ネットワーク機器は、
    1または複数の前記コンテンツサーバから配信された前記複数の圧縮データストリームを解析して、前記基準圧縮映像データが配信された最も新しい時刻を検出するストリーム解析部と、
    前記情報処理装置から送信された映像音声コンテンツの配信要求を受信するとともに、前記ストリーム解析部により検出された前記基準圧縮映像データの配信時刻を利用して、前記配信要求に関する前記映像音声コンテンツに対応する前記複数の圧縮データストリームの中から、前記情報処理装置へ配信する圧縮データストリームを選択する配信要求処理部と、
    前記配信要求を送信した前記情報処理装置に配信される前記圧縮データストリームを、前記配信要求処理部により選択された前記圧縮データストリームへと切り替える配信切替部と、
    を有し、
    前記情報処理装置は、
    取得すべき前記映像音声コンテンツに対応する前記複数の圧縮データストリーム全ての配信を前記ネットワーク機器に要求し、前記ネットワーク機器から前記映像音声コンテンツを取得するコンテンツ取得部を有する、コンテンツ配信システム。
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