JP5524374B2 - Video stream transmission method - Google Patents

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Description

この発明は、ネットワークを介して映像ストリームをクライアント機器に供給する映像サーバ装置に関するものである。   The present invention relates to a video server apparatus that supplies a video stream to a client device via a network.

MPEG(Moving Picture Experts Group)-2などの映像圧縮技術を用いた映像ソースの普及に伴い、イーサネット(登録商標)などのコンピュータ用ネットワークを介して映像信号の伝送が行われるようになった。しかし、イーサネット(登録商標)などでのIPパケット伝送では、サービス品質(QoS(Quality of Service))の保証はなく、特にインターネットや無線LAN等では元の映像ストリームのビットレートに対応するに十分な伝送帯域を確保出来ないことが頻繁にあり、その場合は全く映像を見られないという問題点があった。   With the spread of video sources using video compression technology such as MPEG (Moving Picture Experts Group) -2, video signals have been transmitted over computer networks such as Ethernet (registered trademark). However, in IP packet transmission over Ethernet (registered trademark) and the like, there is no guarantee of quality of service (QoS (Quality of Service)), especially in the Internet and wireless LAN, etc., which is sufficient to support the bit rate of the original video stream. There is often a problem that the transmission band cannot be secured, and in that case, there is a problem that the video cannot be seen at all.

この問題点の改善策として、受信装置が、受信ビットレートと情報送信装置側における情報符号化速度とを用いて情報の伝送遅延を推定し、推定された伝送遅延が目標範囲外となった時に適切な符号化速度を計算し、符号化速度の変更を情報送信装置側に要求することにより、伝送を維持しようとする改善技術がある。上記技術として、例えば、特許文献1に開示された技術(通信速度制御方式)がある。   As an improvement measure for this problem, when the receiving apparatus estimates the information transmission delay using the reception bit rate and the information encoding speed on the information transmitting apparatus side, and the estimated transmission delay is outside the target range There is an improved technique for maintaining transmission by calculating an appropriate encoding rate and requesting the information transmitting apparatus to change the encoding rate. As the above technique, for example, there is a technique (communication speed control method) disclosed in Patent Document 1.

また、ネットワークの輻輳状態を、例えば、映像情報の受信状況をモニタすることにより判定し、この判定結果に基づいて送信側における映像情報の送出を制御することにより、QoSの保証されないネットワークでも実時間映像ストリーミングを可能としようとしている改善技術がある。上記技術として、例えば、特許文献2に開示された技術(映像情報伝送方式)がある。   In addition, the network congestion state is determined by, for example, monitoring the reception status of video information, and the transmission of video information on the transmission side is controlled based on the determination result. There are improved technologies that are trying to enable video streaming. As the above technique, for example, there is a technique (video information transmission method) disclosed in Patent Document 2.

特開平9−321798号公報(図1)JP-A-9-321798 (FIG. 1) 特開2003−244695号公報(図1)JP2003-244695A (FIG. 1)

上記改善技術によって、ネットワークの伝送可能帯域が元の映像ストリームのビットレートを下回る場合にも、ネットワークに送出するストリームのビットレートを低減することにより、受信装置がデコード・表示が可能なストリームをネットワーク経由で送り届けることが可能になる。しかし、上記改善技術は、基本的に受信装置側でのストリームの状況をモニタした結果をサーバ装置側に返すなどの処理が必要で、受信装置もサーバ装置に適合したものを用いる等、受信装置側に負担を強いてしまうという問題点があった。   With the above improvement technology, even when the network transmittable bandwidth is lower than the bit rate of the original video stream, the stream that can be decoded and displayed by the receiving device is reduced by reducing the bit rate of the stream sent to the network. It becomes possible to deliver via. However, the improvement technique basically requires processing such as returning the result of monitoring the stream status on the receiving device side to the server device side, and the receiving device uses a device suitable for the server device. There was a problem of putting a burden on the side.

この発明は上記問題点を解決するためになされたもので、受信装置側の負担を強いることなく、ネットワークの伝送可能帯域が元の映像ストリームのビットレートを下回る場合においても、連続的に実時間ストリーミングを継続することの出来る映像ストリームの伝送方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. Even if the transmission bandwidth of the network is lower than the bit rate of the original video stream without imposing a burden on the receiving device side, it is continuously in real time. It is an object of the present invention to obtain a video stream transmission method capable of continuing streaming.

この発明に係る請求項1記載の映像ストリームの伝送方法は、ネットワーク経由で接続された映像サーバ装置と受信装置との間でHTTPによる通信を行い、TCP/IPによる通信を確立し、データを送信する映像ストリームの伝送方法であって、前記映像ストリームを前記映像サーバ装置から読み出し、読み出された映像ストリームに係るビットレートを設定変換ビットレートに変換し、前記設定変換ビットレートに変換された映像ストリームについて、ネットワークに送出するストリームの位置情報を含めた送出用パケットを生成し、前記送出用パケットを前記受信装置へ送信する方法を含み、前記設定変換ビットレートは、複数の前記送出用パケットについてそれぞれに含まれた前記位置情報とそれぞれの前記送出用パケットが送出された時間差とを基に得られる平均伝送ビットレートが前記設定変換ビットレートを下回る場合は、前記平均伝送ビットレート以下となるように制御される。

The video stream transmission method according to claim 1 of the present invention performs HTTP communication between a video server device and a receiving device connected via a network, establishes communication using TCP / IP, and transmits data. A video stream transmission method for reading the video stream from the video server device, converting a bit rate related to the read video stream into a set conversion bit rate, and converting the video into the set conversion bit rate Including a method of generating a transmission packet including position information of a stream to be transmitted to a network and transmitting the transmission packet to the reception device, and the setting conversion bit rate is set for a plurality of the transmission packets. The location information contained in each and the sending packets are sent out. If the average transmission bit rate obtained based on a time difference which is below the set transformation bit rate is the average controlled to be less than the transmission bit rate.

この発明における請求項1記載の映像ストリーム伝送方法は、ネットワークの伝送可能帯域が元の映像ストリームのビットレートを下回る場合においても、連続的に実時間ストリーミングを継続することができる。 In the video stream transmission method according to the first aspect of the present invention , real-time streaming can be continuously continued even when the transmittable bandwidth of the network is lower than the bit rate of the original video stream.

この発明の実施の形態1である映像サーバ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the video server apparatus which is Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2である映像サーバ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the video server apparatus which is Embodiment 2 of this invention.

<発明の原理>
映像サーバ装置からネットワーク経由で映像ストリームをクライアントとなるTV受信機等に供給する際、クライアント機器からネットワーク上のサーバの存在を認識して通信を確立し、取得したい映像コンテンツを選択するプロセスを規定する必要がある。メーカを問わずPC(パーソナルコンピュータ)や家電機器の相互接続性を実現するため、ユニバーサルプラグアンドプレイ(UPnP)やデジタル リビング ネットワーク アライアンス(DLNA(Digital Living Network Alliance))などの標準化活動が進められている。DLNAでは映像ストリームを供給するサーバ装置をデジタルメディアサーバ(DMS)、ストリームを受けてデコード/表示するクライアント機器をデジタルメディアプレイヤ(DMP)と名付け、ストリーム伝送のベースラインとしてHTTP(HyperText Transport Protocol)を用いることを規定している。
<Principle of the invention>
Stipulates a process for recognizing the existence of a server on the network from the client device and selecting the video content to be acquired when supplying a video stream from the video server device to a TV receiver or the like as a client via the network There is a need to. Standardization activities such as Universal Plug and Play (UPnP) and Digital Living Network Alliance (DLNA) have been promoted in order to realize interoperability between PCs (personal computers) and home appliances regardless of manufacturer. Yes. In DLNA, the server device that supplies the video stream is named Digital Media Server (DMS), the client device that receives and decodes and displays the stream is called Digital Media Player (DMP), and HTTP (HyperText Transport Protocol) is used as the baseline for stream transmission. It is prescribed to use.

本願発明の映像サーバ装置は、ストリーム伝送のベースラインとしてHTTPを用いること等を規定した規格に準拠した受信装置であれば、受信装置等映像サーバ以外の機器を追加、あるいは改造することなくネットワークの伝送可能帯域に合わせたビットレートにストリームを供給可能にしたものである。   As long as the video server device of the present invention is a receiving device that complies with the standard that stipulates that HTTP is used as the baseline for stream transmission, the network server can be used without adding or modifying equipment other than the video server, such as a receiving device. The stream can be supplied at a bit rate that matches the transmittable band.

具体的には、本願発明波の映像サーバ装置は、ネットワークに送出するMPEG-2トランスポートストリームにストリームの先頭からの位置情報を挿入した上でTCP/IPパケットとしてネットワークに送出し、位置情報を含むパケットが送出される時間と当該位置情報からネットワークで伝送可能なストリームのビットレートを推定する。そして、推定した伝送可能ビットレートに基づき映像ストリームのビットレートを変換して送出することにより、変換前の元のストリームでは伝送出来ない受信装置に対しても受信可能なストリームを供給することを可能としている。   Specifically, the video server device of the present invention wave inserts the position information from the head of the stream into the MPEG-2 transport stream to be sent to the network, and then sends the position information to the network as a TCP / IP packet. The bit rate of the stream that can be transmitted on the network is estimated from the time when the included packet is transmitted and the position information. And by converting the bit rate of the video stream based on the estimated transmittable bit rate and sending it out, it is possible to supply a receivable stream even to a receiving device that cannot transmit using the original stream before conversion. It is said.

<実施の形態1>
図1はこの発明の実施の形態1である映像サーバ装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、蓄積手段であるハードディスクドライブ(HDD)1は送信対象となる読み出し用ストリームが蓄えている。読み出し制御手段2はHDD1に蓄積された読み出し用ストリームを読み出してビデオ(映像)ストリーム(ビデオ信号データ列)を抽出してトランスコーダ3(トランスコード手段)に供給する。この際、読み出し制御手段2は読み出し用ストリームに含まれる時間情報に基づき適切な速度で読み出す。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a video server apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in the figure, a hard disk drive (HDD) 1 as storage means stores a read stream to be transmitted. The read control means 2 reads the read stream stored in the HDD 1, extracts a video (video) stream (video signal data string), and supplies it to the transcoder 3 (transcode means). At this time, the read control means 2 reads at an appropriate speed based on the time information included in the read stream.

トランスコーダ3はビデオストリームのビットレートを、変換制御手段7の指示する設定変換ビットレートで変換する。ストリーム生成手段4はトランスコーダ3を介して得られるストリームから送出用パケット(送出用ストリーム)を生成する。   The transcoder 3 converts the bit rate of the video stream at the set conversion bit rate indicated by the conversion control means 7. The stream generation means 4 generates a transmission packet (transmission stream) from the stream obtained via the transcoder 3.

HTTPサーバ5はクライアント機器とイーサネット(登録商標)経由でTCP/IPによる通信を確立し、HTTPによるストリーム送出要求に基づき読出制御手段2に対し、ストリーム読出開始の指示を出すと共に、ストリーム生成手段4の生成した送出用パケットをイーサネット(登録商標)用のネットワークインターフェース(I/F)6に送り出す。ネットワークI/F6によって送出用パケットを出力することにより図示しないイーサネット(登録商標)に接続することができる。その結果、ネットワークI/F6に接続された種々の受信装置(クライアント機器)への送出用パケットによってストリーミング送信が可能となる。   The HTTP server 5 establishes TCP / IP communication with the client device via Ethernet (registered trademark), issues a stream read start instruction to the read control means 2 based on the stream transmission request by HTTP, and the stream generation means 4. The transmission packet generated in step (1) is sent to a network interface (I / F) 6 for Ethernet (registered trademark). By outputting a transmission packet through the network I / F 6, it is possible to connect to an Ethernet (not shown). As a result, streaming transmission can be performed by transmission packets to various receiving devices (client devices) connected to the network I / F 6.

送出用パケットモニタ手段8はネットワークI/F6から送出されるパケットを監視する。変換制御手段7は送出用パケットモニタ手段8から得られるモニタ情報S8に基づきトランスコーダ3の出力ビットレートを制御する。   The sending packet monitoring means 8 monitors packets sent from the network I / F 6. The conversion control means 7 controls the output bit rate of the transcoder 3 based on the monitor information S8 obtained from the sending packet monitor means 8.

以下、実施の形態1の映像サーバ装置の動作について説明する。なお、ここでは伝送されるストリームはMPEG-2システム規格に規定されるトランスポートストリームの形態を取るものとする。また、本映像サーバ装置はイーサネット(登録商標)で接続されたクライアント機器にTCP/IPプロトコルを用いてストリームを供給する場合を想定している。   The operation of the video server device according to the first embodiment will be described below. Here, it is assumed that the transmitted stream takes the form of a transport stream defined in the MPEG-2 system standard. Further, it is assumed that this video server apparatus supplies a stream using a TCP / IP protocol to a client device connected via Ethernet (registered trademark).

また、ここでは前述のユニバーサルプラグアンドプレイ(UPnP)やデジタル リビング ネットワーク アライアンス(DLNA)などで標準化された規格に基づいて設計された機器などで、HTTPによるMPEG-2トランスポートストリーム伝送をサポートするクライアント機器(デジタルメディアプレイヤ(DMP)等)が接続されることを前提とする。   In addition, here is a client that supports MPEG-2 transport stream transmission over HTTP, using devices designed based on the standards such as Universal Plug and Play (UPnP) and Digital Living Network Alliance (DLNA). It is assumed that a device (such as a digital media player (DMP)) is connected.

実施の形態1の映像サーバ装置からの送出されるストリーミングは、イーサネット(登録商標)接続されたクライアント機器がHTTPサーバ5に対しTCP/IP接続を確立し、HTTP-GETコマンドを送ることによって開始する。HTTPサーバ5は、HTTP-GETで指定された映像コンテンツファイルをHDD1から読み出すよう読出制御手段2に指示する。読出制御手段2では指定されたファイル(MPEG-2ストリーム,読み出し用ストリーム)をHDD1から読み出す。読出制御手段2で読み出したMPEG-2ストリームはトランスコーダ3およびストリーム生成手段4を経てHTTPサーバ5に送られる。   Streaming transmitted from the video server device according to the first embodiment is started when a client device connected to Ethernet (registered trademark) establishes a TCP / IP connection to the HTTP server 5 and sends an HTTP-GET command. . The HTTP server 5 instructs the read control means 2 to read out the video content file specified by HTTP-GET from the HDD 1. The read control means 2 reads the designated file (MPEG-2 stream, read stream) from the HDD 1. The MPEG-2 stream read by the read control unit 2 is sent to the HTTP server 5 via the transcoder 3 and the stream generation unit 4.

トランスコーダ3では読出制御手段2で読み出したMPEG-2ストリーム(プログラムストリームまたはトランスポートストリーム)は、まず、ビデオとオーディオの各ストリームに分離された後、ビデオストリームについては、変換制御手段7が指定する設定変換ビットレートに変換される。変換後のビデオストリーム(ビットレート変換後ビデオストリーム)と元のオーディオストリーム(ビットレート変換されることなくトランスコーダ3をスルーする)は何れもストリーム生成手段4に送られる。   In the transcoder 3, the MPEG-2 stream (program stream or transport stream) read by the read control means 2 is first separated into video and audio streams, and then the video stream is designated by the conversion control means 7. The setting conversion bit rate is converted. Both the converted video stream (video stream after bit rate conversion) and the original audio stream (through the transcoder 3 without being bit rate converted) are sent to the stream generation means 4.

ここでトランスコーダ3の有するトランスコード機能は、上記設定変換ビットレートに基づき、入力されたビデオストリームのビットレートを低減する機能を有する。この機能を実現するには、専用の集積回路を用いるか、またはMPEG-2ビデオデコーダとMPEG-2ビデオエンコーダを組み合わせ、一旦デコードしたビデオストリームを所望のビットレートで再エンコードすることによって実装する等が考えられる。   Here, the transcoding function of the transcoder 3 has a function of reducing the bit rate of the input video stream based on the set conversion bit rate. To realize this function, a dedicated integrated circuit is used, or an MPEG-2 video decoder and an MPEG-2 video encoder are combined and implemented by re-encoding the decoded video stream at a desired bit rate. Can be considered.

ストリーム生成手段4では、トランスコーダ3から送られてくるオーディオストリームとビットレート変換が施された変換後のビデオストリームとを多重化し、MPEG-2トランスポートストリーム(送出用パケット)に纏める。MPEG-2トランスポートストリームは、ビデオデータ、オーディオデータやストリーム構成を示すシステム情報(PAT,PMT)等をそれぞれ188バイト単位のヘッダ付パケットのペイロードに分割して挿入することによって生成される。各パケットのヘッダにはID番号(PID)が付けられており、PIDによって各パケットのデータの種別を特定する。データ種別とPIDの関連づけはプログラムアソシエイションテーブル(PAT)およびプログラムマップテーブル(PMT)を用いて行われる。PATはPIDが“0”に固定されておりトランスポートストリームに含まれるすべてのプログラムについて、各プログラムに含まれるデータのPIDへのマッピング情報を保持するPMTのPID情報を含んでいる。   The stream generation means 4 multiplexes the audio stream sent from the transcoder 3 and the converted video stream subjected to the bit rate conversion, and collects them into an MPEG-2 transport stream (transmission packet). The MPEG-2 transport stream is generated by dividing and inserting video data, audio data, system information (PAT, PMT) indicating the stream configuration, etc. into a payload of a packet with a header of 188 bytes. An ID number (PID) is attached to the header of each packet, and the type of data of each packet is specified by the PID. The association between the data type and the PID is performed using a program association table (PAT) and a program map table (PMT). PAT has PID fixed to “0” and includes PID information of PMT that holds mapping information to PID of data included in each program for all programs included in the transport stream.

ストリーム生成手段4では、予めMPEG-2システム規格に沿って定めたPIDに基づき上記テーブル類とビデオ、オーディオデータをそれぞれTSパケット化すると共に、予め定めた周期毎に先頭からのパケット数をペイロードに入れた伝送レート測定用パケットを送出用パケット中に挿入する。   The stream generation means 4 converts the above tables, video, and audio data into TS packets based on the PID determined in accordance with the MPEG-2 system standard in advance, and sets the number of packets from the beginning in the payload for each predetermined period. The inserted transmission rate measurement packet is inserted into the transmission packet.

上記伝送レート測定用パケットのPIDはMPEG-2システム規格で特定の目的に割り当てられたPIDやビデオ、オーディオ等の実データを含むパケットのPIDと重ならない値を選ぶ。ストリーム生成手段4で作成された、上記伝送レート測定用パケットを含む送出用パケットはHTTPサーバ5に供給され、ネットワークI/F6を介してネットワークに送出される。   As the PID of the transmission rate measurement packet, a value that does not overlap with the PID assigned for a specific purpose in the MPEG-2 system standard or the PID of a packet including actual data such as video and audio is selected. The transmission packet including the transmission rate measurement packet generated by the stream generation means 4 is supplied to the HTTP server 5 and transmitted to the network via the network I / F 6.

一方、ネットワークI/F6から送り出されるIPパケット(送出用パケット)は送出用パケットモニタ8がネットワーク送出時に読み込み、ストリーム生成手段4で挿入した伝送レート測定用パケットのみをPIDによりフィルタリングしてデータ送出開始から送り出されたパケット数を読み出し、当該伝送レート測定用パケットが読み込んだ時間と共に記憶する。   On the other hand, the IP packet (outgoing packet) sent out from the network I / F 6 is read by the sending packet monitor 8 at the time of sending out the network, and only the transmission rate measurement packet inserted by the stream generating means 4 is filtered by the PID and data transmission is started. The number of packets sent out from is read out and stored together with the time when the transmission rate measurement packet is read.

送出用パケットモニタ手段8ではこれらの値(読み込み時間、その間のパケット数)からネットワークの伝送可能帯域を推測する。一例として、先頭からn番目となる伝送レート測定用パケットが時刻Tnで読み込まれ、先頭からm番目となる伝送レート測定用パケットパケットが時刻Tmで読み込まれた場合、以下の式(1)が成立する。   The sending packet monitoring means 8 estimates the network transmittable bandwidth from these values (reading time, number of packets in between). As an example, when the transmission rate measurement packet that is nth from the beginning is read at time Tn, and the transmission rate measurement packet packet that is mth from the beginning is read at time Tm, the following equation (1) holds: To do.

Br = (m−n)・188/(Tm-Tn)…(1)
送出用パケットモニタ手段8は、上記式(1)で算出される平均ビットレートBrをモニタし、ストリームが流れているものと見なし、平均ビットレートBrを規定したモニタ情報S8を変換制御手段7に伝える。すなわち、送出用パケットモニタ手段8は、伝送レート測定用パケットの送出時間に基づき、伝送可能なストリームのビットレートである平均ビットレートBrを求めることができる。
Br = (mn) .188 / (Tm-Tn) (1)
The sending packet monitoring means 8 monitors the average bit rate Br calculated by the above equation (1), assumes that a stream is flowing, and sends monitor information S8 defining the average bit rate Br to the conversion control means 7. Tell. That is, the sending packet monitoring means 8 can obtain the average bit rate Br which is the bit rate of the stream that can be transmitted, based on the sending time of the transmission rate measuring packet.

ところで、この様なストリーム伝送を行う場合、一般に受信側ではデコード処理の前段に一時的に受信ストリームを蓄積するバッファが設けられる。このため、伝送帯域がある程度確保されている場合、受信バッファに蓄えられたデータ量が少ない場合は、伝送されるストリームのビットレートより高いビットレートでストリームが送り出されたり、逆に受信バッファに既に十分なデータが蓄積されている場合には、送出されるデータ量が少なくなったりする。しかし、ビットレートを十分長い期間、例えば、(Tm−Tn)が1秒以上になるように観測することにより、精度の高い平均ビットレートBrを得ることができる。   By the way, when such stream transmission is performed, a buffer for temporarily storing a reception stream is generally provided on the reception side before the decoding process. For this reason, when the transmission band is secured to some extent, if the amount of data stored in the reception buffer is small, the stream is sent out at a bit rate higher than the bit rate of the transmitted stream, or conversely, it is already in the reception buffer. If sufficient data is accumulated, the amount of data to be transmitted may be reduced. However, the average bit rate Br with high accuracy can be obtained by observing the bit rate for a sufficiently long period, for example, (Tm−Tn) being 1 second or longer.

このとき、受信側で用いられるMPEG-2デコーダでは、一般的に送られてきたトランスポートストリームのMPEG-2システム規格で規定されたタイムスタンプ(プログラムクロックリファレンス:PCR)に同期するか、あるいは受信側の持つ内部クロックに従って動作し、ストリームのビットレートに等しいレートでデータを取得しようとする。このため、こうして求めた平均ビットレートは、伝送帯域幅が十分広ければストリームのビットレートにほぼ等しくなる。   At this time, the MPEG-2 decoder used on the receiving side is synchronized with the time stamp (program clock reference: PCR) defined by the MPEG-2 system standard of the transport stream that is generally sent or received. It operates according to the internal clock of the side and tries to acquire data at a rate equal to the bit rate of the stream. Therefore, the average bit rate obtained in this way is approximately equal to the bit rate of the stream if the transmission bandwidth is sufficiently wide.

しかし、伝送帯域幅が十分に確保出来ずストリームのビットレートを下回る場合には、伝送開始時に受信側がデータをバッファに蓄える期間を含めた時間間隔で観測した平均ビットレートBrは、映像サーバ装置が送信可能なストリームのビットレートより低く、受信側で受信可能なビットレートの最大値を示す指標となる。   However, if the transmission bandwidth cannot be secured sufficiently and is lower than the bit rate of the stream, the average bit rate Br observed at the time interval including the period in which the receiver stores data in the buffer at the start of transmission is calculated by the video server device. The bit rate is lower than the bit rate of the stream that can be transmitted, and is an index indicating the maximum value of the bit rate that can be received on the receiving side.

したがって、破綻なく受信側のデコーダがデコード動作を継続出来るようにストリームを伝送し続けるには、式(1)で求めた平均ビットレートBr以下に伝送ストリームのビットレートを低減する必要がある。   Therefore, in order to continue transmitting the stream so that the decoder on the receiving side can continue the decoding operation without failure, it is necessary to reduce the bit rate of the transmission stream below the average bit rate Br obtained by Equation (1).

このため、送出用パケットモニタ8では、読み込んだパケットから上記式(1)で算出した平均ビットレートBrをモニタし、平均ビットレートBrを指示するモニタ情報S8を変換制御手段7に伝える。   For this reason, the sending packet monitor 8 monitors the average bit rate Br calculated by the above equation (1) from the read packet, and transmits monitor information S8 indicating the average bit rate Br to the conversion control means 7.

変換制御手段7では、送出用パケットモニタ手段8から受け取ったモニタ情報S8によって指示される平均ビットレートBrに基づき、伝送可能なビットレートのストリームに変換するようにトランスコーダ3を制御する。すなわち、パケットモニタ手段8でモニタされた平均ビットレートBrが伝送ビットレートRb(設定変換ビットレート)より小さくなった場合、すなわち、「Br<Rb」のとき、変換制御手段7は、設定変換ビットレートが平均ビットレートBr以下になるようにトランスコーダ3を制御する。   The conversion control means 7 controls the transcoder 3 so as to convert it into a stream having a transmittable bit rate based on the average bit rate Br indicated by the monitor information S8 received from the sending packet monitor means 8. That is, when the average bit rate Br monitored by the packet monitor unit 8 is smaller than the transmission bit rate Rb (set conversion bit rate), that is, when “Br <Rb”, the conversion control unit 7 sets the set conversion bit. The transcoder 3 is controlled so that the rate is equal to or less than the average bit rate Br.

なお、トランスコーダ3でビデオビットレート変換する場合、画像フォーマットは入出力同じとしても良いし、ビットレートが予め定めた閾値を下回った場合には、低解像度画面に変更しても良い。   Note that when the video bit rate is converted by the transcoder 3, the image format may be the same as the input / output, or when the bit rate falls below a predetermined threshold, it may be changed to a low resolution screen.

例えば、トランスコーダ3への入力ストリームの映像がHDTVで1920x1080画素のフォーマットでビットレートが20Mbpsであった場合、ビットレートが10Mbpsをこえている場合には、HDTVの画像フォーマットそのままで、また、10Mbps以下に下がった場合には720x480画素のSDTVフォーマットに変更することにより、低ビットレートにおいても画質改善を効果的に発揮することが期待できる。   For example, if the video of the input stream to the transcoder 3 is HDTV and has a 1920 × 1080 pixel format and a bit rate of 20 Mbps, and the bit rate exceeds 10 Mbps, the HDTV image format remains as it is and 10 Mbps. When it falls below, it can be expected to effectively improve the image quality even at a low bit rate by changing to the SDTV format of 720 × 480 pixels.

このように、トランスコーダ3に解像度変換機能を持たせることにより、設定変換ビットレートに適した解像度の画像フォーマットに適宜変換することにより、低ビットレートにおいてもビットレートに適した比較的良好な画質を維持することができる効果を奏する。   In this way, by providing the transcoder 3 with a resolution conversion function, by appropriately converting to an image format having a resolution suitable for the set conversion bit rate, a relatively good image quality suitable for the bit rate even at a low bit rate. There is an effect that can be maintained.

また、上述のビットレート決定の方法では何らかの原因で一時的に平均ビットレートBrが低減した場合にも反応して設定変換ビットレートを変更してしまう可能性がある。そこで、所定時間間隔毎に連続してパケットモニタ手段8から得られるモニタ情報S8の指示する複数個の平均ビットレートBrのうち、最大値に基づき設定変換ビットレートの制御に用いることにより、より安定なビットレート変換動作を行うことができる。   Further, in the above-described bit rate determination method, there is a possibility that the set conversion bit rate may be changed in response to a temporary decrease in the average bit rate Br for some reason. Therefore, it is more stable by using it for controlling the set conversion bit rate based on the maximum value among the plurality of average bit rates Br indicated by the monitor information S8 obtained continuously from the packet monitoring means 8 at predetermined time intervals. Bit rate conversion operation can be performed.

<実施の形態2>
図2はこの発明の実施の形態2である映像サーバ装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、図1で示した実施の形態1の構成に加えて、ストリーム生成手段4の出力ストリームを一時的に蓄積するストリームバッファ9を、ストリーム生成手段4とHTTPサーバ5と間に挿入した構成を有することを特徴としている。
<Embodiment 2>
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a video server apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. As shown in the figure, in addition to the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1, a stream buffer 9 for temporarily storing the output stream of the stream generation unit 4 is provided between the stream generation unit 4 and the HTTP server 5. It has the structure inserted in.

実施の形態1で説明したように、帯域幅が十分な場合は平均としてストリームのビットレートに等しいレートでデータが送出されることになる。ここでトランスコーダ3はデコーダ・エンコーダの組合せで構成する場合にはハードウェアデコーダ・エンコーダを用いることにより、ストリームは実時間で、すなわち、本来のMPEG-2ストリームの伝送速度で、また、専用のトランスコーダを用いる場合には本来のMPEG-2ストリームの伝送速度に等しいか、より速い速度で処理が行われるものとする。   As described in Embodiment 1, when the bandwidth is sufficient, data is transmitted at a rate equal to the bit rate of the stream on average. Here, when the transcoder 3 is composed of a decoder / encoder combination, the hardware decoder / encoder is used so that the stream can be transmitted in real time, that is, at the transmission speed of the original MPEG-2 stream. When a transcoder is used, it is assumed that processing is performed at a speed equal to or faster than the original MPEG-2 stream transmission speed.

このため、読出制御手段2では、HDD1に蓄積されたMPEG-2ストリームを読み出す際、ストリームに含まれるタイムスタンプ等の時間情報に基づき、ストリームの読み出し速度を調整してストリームビットレートに合わせる。これにより、トランスコーダ3の入出力でストリームのビットレートに従った平均データレートでの転送が行われる。このため、イーサネット(登録商標)による伝送の帯域幅がストリームのビットレートより高ければ、ストリームバッファ9に書き込まれるストリームの平均ビットレートはここから読み出されるレートに等しくなる。   For this reason, when reading the MPEG-2 stream stored in the HDD 1, the read control means 2 adjusts the read speed of the stream to match the stream bit rate based on time information such as a time stamp included in the stream. Thereby, transfer at the average data rate according to the bit rate of the stream is performed at the input / output of the transcoder 3. For this reason, if the bandwidth of transmission by Ethernet (registered trademark) is higher than the bit rate of the stream, the average bit rate of the stream written to the stream buffer 9 is equal to the rate read from here.

もし、伝送帯域幅が十分でなく余分な遅延が生じた場合にはストリームバッファ9に入力されるデータ量が、出力されるデータ量よりも大きくなり、ストリームバッファ9に蓄積されるデータ量(蓄積データ量Bi)が増加する。したがって、ストリームバッファ9の蓄積データ量Biが増加し続ける場合は、伝送するストリームのビットレートを低減する必要があると判断することができる。   If the transmission bandwidth is not sufficient and an extra delay occurs, the amount of data input to the stream buffer 9 becomes larger than the amount of output data, and the amount of data stored in the stream buffer 9 (storage) The data amount Bi) increases. Therefore, when the accumulated data amount Bi of the stream buffer 9 continues to increase, it can be determined that the bit rate of the stream to be transmitted needs to be reduced.

そこで、ストリームバッファ9の蓄積データ量Biを規定した蓄積データ情報S9を変換制御手段7に送ることにより、変換制御手段7はストリームバッファ9の蓄積データ量Biの変化を常時認識可能となる。   Therefore, by sending the accumulated data information S9 defining the accumulated data amount Bi of the stream buffer 9 to the conversion control means 7, the conversion control means 7 can always recognize the change in the accumulated data amount Bi of the stream buffer 9.

そして、変換制御手段7は、実施の形態1と同様にして送出用パケットモニタ手段8から得られるモニタ情報S8で規定される平均ビットレートBrを認識すると共に、さらに、ストリームバッファ9から得られる蓄積データ情報S9で規定される蓄積データ量Biを認識することができる。したがたって、変換制御手段7は、平均ビットレートBr及び蓄積データ量Biとの組み合わせで、設定変換ビットレートをトランスコーダ3に対し与えることにより、トランスコーダ3に対する伝送ビットレート変換制御を行うことができる。   The conversion control means 7 recognizes the average bit rate Br defined by the monitor information S8 obtained from the sending packet monitoring means 8 in the same manner as in the first embodiment, and further stores the accumulation obtained from the stream buffer 9. The accumulated data amount Bi defined by the data information S9 can be recognized. Therefore, the conversion control means 7 performs transmission bit rate conversion control for the transcoder 3 by giving the set conversion bit rate to the transcoder 3 in combination with the average bit rate Br and the accumulated data amount Bi. Can do.

例えば、あらかじめ定めた閾値Bthをストリームバッファ9の蓄積データ量Biが上回った場合で、かつ、パケットモニタ手段8で算出された平均ビットレートBrが伝送ビットレートRbより小さくなった場合、すなわち、「Bi>Bth かつ Br<Rb」となった場合にのみ設定反感ビットレートを低減制御を実行する制御が可能となる。   For example, when the accumulated data amount Bi of the stream buffer 9 exceeds a predetermined threshold value Bth and the average bit rate Br calculated by the packet monitoring means 8 is smaller than the transmission bit rate Rb, that is, “ Only when Bi> Bth and Br <Rb, the control for executing the reduction control of the set anti-sense bit rate is possible.

このように、実施の形態2の映像サーバ装置は、送出用パケットモニタ手段8からモニタ情報S8に加え、ストリームバッファ9からの蓄積データ情報S9に基づき、トランスコーダ3による設定変換ビットレートを制御することにより、実施の形態1に比べ、より精度の高い設定変換ビットレートの制御が可能となる効果を奏する。   As described above, the video server apparatus according to the second embodiment controls the set conversion bit rate by the transcoder 3 based on the accumulated data information S9 from the stream buffer 9 in addition to the monitor information S8 from the transmission packet monitoring means 8. As a result, it is possible to control the set conversion bit rate with higher accuracy than in the first embodiment.

実施の形態2においても、実施の形態1の場合と同様、トランスコーダ3でビデオビットレート変換する場合、画像フォーマットは入出力同じとしても良いし、ビットレートが予め定めた閾値を下回った場合には、低解像度画面に変更しても良い。   Also in the second embodiment, as in the first embodiment, when video bit rate conversion is performed by the transcoder 3, the image format may be the same as the input and output, or when the bit rate falls below a predetermined threshold value. May be changed to a low resolution screen.

また、実施の形態1と同様、複数個の平均ビットレートBrの内の最大値に基づき設定変換ビットレートによりトランスコーダ3を制御することにより、より安定な動作を期待できる効果を奏する。   Further, as in the first embodiment, by controlling the transcoder 3 with the set conversion bit rate based on the maximum value among the plurality of average bit rates Br, there is an effect that a more stable operation can be expected.

本発明の活用例として、種々のネットワークを介して受信装置に映像を含むストリームを供給する映像サーバ装置に適用できる。   As an application example of the present invention, the present invention can be applied to a video server apparatus that supplies a stream including video to a receiving apparatus via various networks.

1 ハードディスクドライブ(HDD)、2 読み出し制御手段、3 トランスコーダ、4 ストリーム生成手段、5 HTTPサーバ、6 ネットワークインターフェース(I/F)、7 変換制御手段、8 送出用パケットモニタ手段、9 ストリームバッファ。   1 hard disk drive (HDD), 2 read control means, 3 transcoder, 4 stream generation means, 5 HTTP server, 6 network interface (I / F), 7 conversion control means, 8 sending packet monitor means, 9 stream buffer.

Claims (1)

ネットワーク経由で接続された映像サーバ装置と受信装置との間でHTTPによる通信を行い、TCP/IPによる通信を確立し、データを送信する映像ストリームの伝送方法であって、
前記映像ストリームを前記映像サーバ装置から読み出し、
読み出された映像ストリームに係るビットレートを設定変換ビットレートに変換し、
前記設定変換ビットレートに変換された映像ストリームについて、ネットワークに送出するストリームの位置情報を含めた送出用パケットを生成し、
前記送出用パケットを前記受信装置へ送信する方法を含み、
前記設定変換ビットレートは、複数の前記送出用パケットについてそれぞれに含まれた前記位置情報とそれぞれの前記送出用パケットが送出された時間差とを基に得られる平均伝送ビットレートが前記設定変換ビットレートを下回る場合は、前記平均伝送ビットレート以下となるように制御されることを特徴とする、
映像ストリームの伝送方法。
A video stream transmission method for performing HTTP communication between a video server device and a receiving device connected via a network, establishing communication by TCP / IP, and transmitting data,
Reading the video stream from the video server device;
Convert the bit rate related to the read video stream to the set conversion bit rate,
For the video stream converted to the set conversion bit rate, a transmission packet including the position information of the stream to be transmitted to the network is generated,
A method for transmitting the packet for transmission to the receiving device;
The set conversion bit rate is an average transmission bit rate obtained based on the position information included in each of the plurality of sending packets and a time difference at which each sending packet is sent. Is less than the average transmission bit rate , it is controlled to be less than ,
Video stream transmission method.
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