JP6093317B2 - Non-freeze video distribution network system - Google Patents
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Description
本発明は、サーバからユーザ端末機へ映像ファイルをプログレッシブダウンロードするノンフリーズ型映像配信ネットワークシステムに関する。 The present invention relates to a non-freeze type video distribution network system that progressively downloads video files from a server to a user terminal.
従来、IP(Internet Protocol)ネットワーク上で、ユーザがパソコン等の端末機で、映像配信サーバから映像ファイル情報を、ダウンロードしながら再生して映像を映すノンフリーズ型映像配信ネットワークシステムがある。そのダウンロードは、映像ファイル情報をダウンロードしながら再生するHTTP(HyperText Transfer Protocol)プログレッシブダウンロードにて行われる。以降、ノンフリーズ型映像配信ネットワークシステムを、単にシステムとも称し、映像配信サーバを、単にサーバとも称す。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a non-freeze type video distribution network system in which a video file information is reproduced while being downloaded from a video distribution server on a terminal such as a personal computer on an IP (Internet Protocol) network and projected. The download is performed by HTTP (HyperText Transfer Protocol) progressive download which is reproduced while downloading the video file information. Hereinafter, the non-freeze type video distribution network system is also simply referred to as a system, and the video distribution server is also simply referred to as a server.
図7にノンフリーズ型映像配信ネットワークシステム10の構成を示す。システム10は、映像配信サーバ11と、映像レート変換装置12と、転送装置13と、ユーザ端末機14とを備えて構成されている。このシステム10においては、ユーザ端末機14で映像のダウンロード命令が操作された際に、サーバ11から映像ファイル情報が、破線矢印Y1で示すように、映像レート変換装置12及び転送装置13を経由して、ユーザ端末機14へ配信される。
FIG. 7 shows the configuration of the non-freeze type video distribution network system 10. The system 10 includes a video distribution server 11, a video
サーバ11は、FLV(Flash Video)ファイルフォーマットの映像ファイル情報をTCP(Transimission Control Protocol)パケットを用いて送信する。映像レート変換装置12は、映像ファイル情報の再生速度を最適化するレート変換処理を行うものであり、図8に示すように、パケット送受信部12a,12bと、FLVパケット抽出部12cと、判定部12dと、レート変換処理部12eとを備えて構成されている。
The server 11 transmits video file information in the FLV (Flash Video) file format using a TCP (Transimission Control Protocol) packet. The video
映像レート変換装置12においては、パケット送受信部12aが、サーバ11から送信される映像ファイル情報の格納されたTCPパケットを受信して、FLVパケット抽出部12cへ出力する。FLVパケット抽出部12cは、HTTPにおいてサーバ11側で一般的に用いられるポート番号「80」をTCPパケットから検出することにより、ペイロードの先頭が「FLV」であるTCPパケットを抽出する。更に、FLVパケット抽出部12cは、その抽出したTCPパケットを、判定部12dへ出力すると共に、パケット送受信部12bへ出力する。パケット送受信部12bは、TCPパケットを転送装置13へ送信する。
In the video
転送装置13は、自装置13に配置された受信側と送信側のパケット送受信部13a,13bを介して、TCPパケットを、所定のユーザ端末機14(図7参照)へ転送(配信)する。ユーザ端末機14は、その転送されてくるTCPパケットに格納された映像ファイル情報を、ダウンロードしながら映像を再生する。映像ファイル情報は、通常、図9(a)に示すように、TCPパケットのダウンロード速度(破線矢印)が、映像ファイル情報の再生速度(実線矢印)よりも早い場合に正常に再生される。但し、破線矢印及び実線矢印は、長さが長いほど速度が速いことを表す。
The transfer device 13 transfers (distributes) the TCP packet to a predetermined user terminal 14 (see FIG. 7) via the receiving side and transmitting side packet transmitting / receiving
図7に示すユーザ端末機14は、TCPパケットを受信した際、受信したことを送信元が確認するためのTCP受信確認パケットP1を、転送装置13を介して映像レート変換装置12へ返信する。映像レート変換装置12では、図8に示す判定部12dが、FLVパケット抽出部12cで抽出されたTCPパケットのシーケンス番号と、返信されたTCP受信確認パケットP1のTCPシーケンス番号とを比較する。判定部12dは、その比較によりシーケンス番号が一致した際にTCP受信確認パケットP1の返信時間を検出し、この返信時間が予め定められた閾値を越えた場合に、映像ファイル情報が格納されたTCPパケットをレート変換処理部12eへ出力する。
When receiving the TCP packet, the
上記のように、返信時間が閾値を超える状態は、ネットワーク回線において、図7に破線矢印Y2で示すように、他のユーザ端末機のトラヒック量が増加することによりトラヒックの衝突等が発生し、これにより実帯域劣化が発生する場合に生じる。ここで、実帯域とは、ユーザ端末機がダウンロード等の通信で実際に使用している帯域であり、ダウンロード速度に対応している。従って、実帯域劣化とは、TCPパケットによる映像ファイル情報のダウンロード速度が遅くなることである。実帯域劣化により、図9(b)に示すように、ダウンロード速度が再生速度よりも遅くなった場合、ユーザ端末機14にて再生される映像がフリーズ(止まる)する場合がある。
As described above, when the response time exceeds the threshold value, as shown by the broken line arrow Y2 in FIG. 7, traffic collision or the like occurs due to an increase in the traffic volume of other user terminals in the network line. This occurs when actual bandwidth degradation occurs. Here, the actual bandwidth is a bandwidth that is actually used by the user terminal in communication such as download, and corresponds to the download speed. Therefore, the actual bandwidth deterioration means that the download speed of the video file information by the TCP packet becomes slow. As shown in FIG. 9B, when the download speed becomes slower than the playback speed due to the actual bandwidth deterioration, the video played back on the
そこで、レート変換処理部12eは、TCP受信確認パケットP1の返信時間が閾値を超えた映像ファイル情報をデコードした後、図9(c)に示すように、映像ファイル情報の再生速度を、ダウンロード速度よりも下げるレート変換処理を行い、このレート変換処理後のデコード情報をエンコードして映像ファイル情報とする。この映像ファイル情報は、パケット送受信部12bから転送装置13を介してユーザ端末機14へ送信される。これにより、映像のフリーズを抑止している。この種の従来技術として非特許文献1の技術がある。
Therefore, the rate
ところで、上述した従来のシステム10においては、映像レート変換装置12が、TCP受信確認パケットP1の返信時間が閾値を超えたことを検出した際に、映像ファイル情報のレート変換処理を行う。しかし、このようにレート変換処理を行っても、映像レート変換装置12が閾値を超えたことを検出した時点で、既にトラヒックの衝突は発生している。このため、レート変換処理を行っても、トラヒック衝突発生時点から、レート変換実行後に映像ファイル情報がユーザ端末機14にダウンロードされる時点までの間は、ユーザ端末機14でフリーズが生じている可能性がある、という問題があった。
By the way, in the conventional system 10 described above, when the video
また、図9(d)に示すように、映像ファイル情報のダウンロード速度が再生速度よりも急激に低下した場合、上記のレート変換処理を行って再生速度を下げたとしても、図9(e)に示すように、再生速度がダウンロード速度を上回っている場合がある。この場合、映像のフリーズは回復していないので、再度、レート変換処理を行う必要がある。この再レート変換処理でも図9(f)に示すように再生速度がダウンロード速度を上回っている場合がある。そこで、そのようなレート変換の再処理を何回か繰り返して、最終的に、図9(g)に示すように再生速度がダウンロード速度を下回るようにしなければならない。しかし、レート変換の再処理が繰り返される程、フリーズ時間が長くなってしまうという問題があった。 Further, as shown in FIG. 9D, when the download speed of the video file information is drastically lowered than the playback speed, even if the playback speed is lowered by performing the above-described rate conversion processing, FIG. As shown, the playback speed may be higher than the download speed. In this case, since the video freeze has not recovered, it is necessary to perform rate conversion processing again. Even in this re-rate conversion process, the playback speed may exceed the download speed as shown in FIG. Therefore, it is necessary to repeat such rate conversion reprocessing several times so that the playback speed finally falls below the download speed as shown in FIG. However, there is a problem that the freeze time becomes longer as the re-processing of rate conversion is repeated.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ネットワーク上のトラヒック衝突により、映像ファイル情報のダウンロード速度が再生速度よりも下回った場合に、端末機において再生映像のフリーズが生じないようにすることができるノンフリーズ型映像配信ネットワークシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances. When the download speed of the video file information is lower than the playback speed due to traffic collision on the network, the playback video does not freeze in the terminal. An object of the present invention is to provide a non-freeze type video distribution network system that can be configured as described above.
上記課題を解決するための手段として、請求項1に係る発明は、サーバからパケットに格納されて送信される映像ファイル情報を、映像レート変換装置及び転送装置を介して端末機でダウンロードしながら映像を再生するノンフリーズ型映像配信ネットワークシステムであって、前記パケットを前記端末機へ転送する前に、当該パケットの固有の流れであるフローの実帯域を測定する前記転送装置と、前記測定されたフローの実帯域であるダウンロード速度が、当該フローのパケット内の映像ファイル情報の再生速度を下回った際に、当該再生速度を当該ダウンロード速度よりも下げるレート変換処理を行う前記映像レート変換装置とを備えることを特徴とするノンフリーズ型映像配信ネットワークシステムである。 As means for solving the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is directed to the video file information downloaded from the server and transmitted in the packet while being downloaded by the terminal via the video rate conversion device and the transfer device. A non-freeze-type video distribution network system that reproduces the packet, before transferring the packet to the terminal, the transfer device that measures the actual bandwidth of the flow that is the inherent flow of the packet, and the measured The video rate conversion device that performs rate conversion processing that lowers the playback speed below the download speed when the download speed, which is the actual bandwidth of the flow, falls below the playback speed of the video file information in the packet of the flow; A non-freeze type video distribution network system characterized by comprising:
この構成によれば、次のような作用効果が得られる。従来では、端末機で映像ファイル情報をダウンロードしながらの映像の再生中に、再生速度がダウンロード速度よりも下回って、再生映像がフリーズ(止まる)することがあった。しかし、本発明では、端末機へ映像ファイル情報を送信する前に、ダウンロード速度が再生速度を下回ることを測定により検出する。この検出時に即時、再生速度をダウンロード速度よりも下げるレート変換処理を行うので、端末機において再生映像がフリーズすることが無くなる。 According to this configuration, the following operational effects can be obtained. Conventionally, during playback of video while downloading video file information on a terminal, the playback speed may be lower than the download speed, and the playback video may freeze (stop). However, in the present invention, before the video file information is transmitted to the terminal, it is detected by measurement that the download speed is lower than the reproduction speed. Since the rate conversion process that lowers the playback speed below the download speed is immediately performed at the time of detection, the playback video does not freeze on the terminal.
請求項2に係る発明は、前記映像レート変換装置及び前記転送装置に接続される制御装置を備え、前記映像レート変換装置は、前記サーバから送信される前記パケットから、当該パケットのフローを特定する特定情報を取得する処理を行い、前記制御装置は、前記取得された前記特定情報を基に、当該特定情報の取得先パケットのフローの実帯域を測定するための第1ルールを、前記転送装置に設定する制御を行い、前記転送装置は、前記第1ルールが設定された際に、当該第1ルールに応じて前記フローを特定し、当該特定されたフローの実帯域を測定することを特徴とする請求項1に記載のノンフリーズ型映像配信ネットワークシステムである。 The invention according to claim 2 includes a control device connected to the video rate conversion device and the transfer device, and the video rate conversion device specifies a flow of the packet from the packet transmitted from the server. The control device performs processing for acquiring specific information, and the control device sets a first rule for measuring an actual bandwidth of a flow of a packet from which the specific information is acquired based on the acquired specific information, to the transfer device When the first rule is set, the transfer device identifies the flow according to the first rule and measures the actual bandwidth of the identified flow. The non-freeze type video distribution network system according to claim 1.
この構成によれば、転送装置は、制御装置により設定された第1ルールに応じて、パケットのフローを特定し、この特定されたフローの実帯域を測定する。つまり、多数のパケットのフローの中から、測定対象となる目的のフローを瞬時に特定して実帯域を測定することができる。ユーザの端末機側の回線(物理回線という)には、何万台等の多数の端末機が接続されており、このため、多数のフローが存在する。 According to this configuration, the transfer device specifies the packet flow according to the first rule set by the control device, and measures the actual bandwidth of the specified flow. That is, the actual bandwidth can be measured by instantaneously identifying the target flow to be measured from among a large number of packet flows. A large number of terminals such as tens of thousands are connected to a line (referred to as a physical line) on the user terminal side, and therefore there are a large number of flows.
従来では、多数のフロー毎にIPを対応付けて多数のルールを転送装置に設定していた。このため、転送装置では、目的のフローを多数のルールの中から検索しなければならないので、検索時間が掛かっていた。従って、従来では、多数のルール設定のために工数が掛かるのでコスト高となり、また、目的フローの実帯域の測定時に検索時間が掛かるというデメリットがあった。 Conventionally, a large number of rules are set in the transfer apparatus by associating IPs with a large number of flows. For this reason, the transfer device has to search for the target flow from a large number of rules, and thus it takes a long time to search. Therefore, conventionally, it takes a lot of time to set a large number of rules, resulting in an increase in cost, and there is a demerit that a search time is required when measuring the actual bandwidth of the target flow.
本発明では、フローが流れる毎に、当該フローを特定する第1ルールを転送装置に設定するので、従来のようなルール設定のための工数も掛からず低コストとすることができる。また、第1ルールに応じてフローの測定を行えばよいので、目的フローの実帯域の測定時に検索時間も掛からなくなる。 In the present invention, each time a flow flows, the first rule for specifying the flow is set in the transfer device. Therefore, the number of steps for setting a rule as in the conventional method is not increased, and the cost can be reduced. In addition, since the flow may be measured according to the first rule, the search time is not required when measuring the actual bandwidth of the target flow.
請求項3に係る発明は、前記転送装置は、前記第1ルールに応じて前記実帯域を測定中の前記フローが所定時間無くなった場合に、当該第1ルールを消去することを特徴とする請求項2に記載のノンフリーズ型映像配信ネットワークシステムである。 The invention according to claim 3 is characterized in that the transfer device deletes the first rule when the flow that is measuring the actual bandwidth is eliminated for a predetermined time according to the first rule. Item 3. A non-freeze video distribution network system according to Item 2.
この構成によれば、転送装置で実帯域を測定中のフローが所定時間無くなった場合は、そのフローのパケットをダウンロードしている端末機が、映像再生を終了した可能性がある。この場合、そのフローの実帯域の測定は不要となるので、第1ルールも不要となる。そこで、転送装置で自動的に消去するようにすれば、転送装置内の記憶部分に余分な第1ルールが溜まることはなく、記憶容量を無駄に使用することがなくなる。 According to this configuration, when the flow whose actual bandwidth is being measured by the transfer device has been lost for a predetermined time, the terminal that has downloaded the packet of the flow may have finished video reproduction. In this case, since the measurement of the actual bandwidth of the flow is unnecessary, the first rule is also unnecessary. Therefore, if the transfer device automatically deletes the data, an extra first rule is not accumulated in the storage portion in the transfer device, and the storage capacity is not wasted.
請求項4に係る発明は、前記転送装置は、前記端末機側の回線の実帯域である回線実帯域を測定する処理を行い、前記制御装置は、前記端末機側の回線の許容帯域から所定値を減算した値を回線閾値と定め、当該回線閾値を、前記転送装置で測定される回線実帯域が超えた状態で、且つ前記転送装置で測定される前記フローの実帯域であるダウンロード速度が、同フローのパケット内の前記映像ファイル情報の再生速度を下回った場合に、前記映像レート変換装置が前記レート変換処理を行うように制御することを特徴とする請求項2又は3に記載のノンフリーズ型映像配信ネットワークシステムである。 According to a fourth aspect of the present invention, the transfer apparatus performs a process of measuring a line actual band which is an actual band of the terminal side line, and the control apparatus performs a predetermined process from an allowable band of the terminal side line. A value obtained by subtracting the value is defined as a line threshold, and the download speed, which is the actual bandwidth of the flow measured by the transfer apparatus, is in a state where the actual line bandwidth measured by the transfer apparatus exceeds the line threshold. 4. The non-transmission method according to claim 2, wherein the video rate conversion device performs control so as to perform the rate conversion processing when the playback speed of the video file information in the packet of the same flow falls below. This is a freeze-type video distribution network system.
この構成によれば、次のような作用効果が得られる。端末機側の回線実帯域が回線閾値を超えていない状態では、回線の空き帯域に余裕があるため、回線のトラヒック量が瞬時に上がっても一時的な現象であって直ぐに下がる。このため、回線実帯域が回線閾値を超えていない状態で、ダウンロード速度が再生速度よりも下がっても、トラヒック量が下がれば、ダウンロード速度は再生速度よりも上がる。この場合、レート変換処理を無理に実行しなくてもよい。しかし、端末機側の回線実帯域が回線閾値を超えている状態では、回線の空き帯域に余裕がないので、トラヒック量が下がることは無い。このため、回線実帯域が回線閾値を超えている状態で、ダウンロード速度が再生速度よりも下がった場合は、本発明のようにレート変換処理を行って、再生速度をダウンロード速度よりも下げる。これによりフリーズを防止することができる。 According to this configuration, the following operational effects can be obtained. In a state where the actual line bandwidth on the terminal side does not exceed the line threshold value, there is room in the free bandwidth of the line, so even if the traffic volume on the line increases instantaneously, it is a temporary phenomenon and decreases immediately. For this reason, even if the download speed is lower than the reproduction speed in a state where the actual line bandwidth does not exceed the line threshold, the download speed is higher than the reproduction speed if the traffic amount is reduced. In this case, the rate conversion process does not have to be performed forcibly. However, in the state where the actual line bandwidth on the terminal side exceeds the line threshold, there is no room in the free bandwidth of the line, so the traffic volume does not decrease. For this reason, when the download speed falls below the playback speed while the actual line bandwidth exceeds the line threshold, the rate conversion process is performed as in the present invention to lower the playback speed below the download speed. Thereby, freezing can be prevented.
請求項5に係る発明は、前記転送装置は、前記端末機側の回線に流れるデータを一旦貯留しながら流すバッファから、データが溢れるバッファ溢れを検出する処理を行い、前記制御装置は、前記バッファ溢れが検出された状態で、且つ前記転送装置で測定された前記フローの実帯域であるダウンロード速度が、同フローのパケット内の前記映像ファイル情報の再生速度を下回った場合に、前記映像レート変換装置が前記レート変換処理を行うように制御することを特徴とする請求項2又は3に記載のノンフリーズ型映像配信ネットワークシステムである。 According to a fifth aspect of the present invention, the transfer device performs a process of detecting a buffer overflow in which data overflows from a buffer that temporarily stores data flowing in the terminal-side line, and the control device includes the buffer When the overflow rate is detected and the download speed, which is the actual bandwidth of the flow measured by the transfer device, is lower than the playback speed of the video file information in the packet of the flow, the video rate conversion 4. The non-freeze-type video distribution network system according to claim 2, wherein an apparatus controls to perform the rate conversion process.
この構成によれば、次のような作用効果が得られる。転送装置においてバッファ溢れが検出されていない状態では、回線の空き帯域に余裕があるため、回線のトラヒック量が瞬時に上がっても一時的な現象であって直ぐに下がる。このため、バッファ溢れが検出されていない状態で、ダウンロード速度が再生速度よりも下がっても、トラヒック量が下がれば、ダウンロード速度は再生速度よりも上がる。この場合、レート変換処理を無理に実行しなくてもよい。しかし、バッファ溢れが検出された状態では、回線の空き帯域に余裕がないので、トラヒック量が下がることは無い。このため、バッファ溢れが検出された状態で、ダウンロード速度が再生速度よりも下がった場合は、本発明のようにレート変換処理を行って、再生速度をダウンロード速度よりも下げる。これによりフリーズを防止することができる。 According to this configuration, the following operational effects can be obtained. In the state where the buffer overflow is not detected in the transfer device, there is room in the free bandwidth of the line, so even if the traffic amount of the line increases instantaneously, it is a temporary phenomenon and immediately decreases. For this reason, even if the download speed is lower than the playback speed when the buffer overflow is not detected, the download speed will be higher than the playback speed if the traffic volume is reduced. In this case, the rate conversion process does not have to be performed forcibly. However, when the buffer overflow is detected, there is no room in the free bandwidth of the line, so the traffic volume does not decrease. For this reason, when the download speed falls below the playback speed in the state where the buffer overflow is detected, the rate conversion processing is performed as in the present invention to lower the playback speed below the download speed. Thereby, freezing can be prevented.
請求項6に係る発明は、前記転送装置は、前記端末機側の回線の実帯域である回線実帯域を測定する処理と、前記端末機側の回線に流れるデータを一旦貯留しながら流すバッファから、データが溢れるバッファ溢れを検出する処理とを行い、前記制御装置は、前記端末機側の回線の許容帯域から所定値を減算した値を回線閾値と定め、当該回線閾値を、前記転送装置で測定された回線実帯域が超え、且つ前記バッファ溢れが検出された状態で、尚且つ前記転送装置で測定された前記フローの実帯域であるダウンロード速度が、同フローのパケット内の前記映像ファイル情報の再生速度を下回った場合に、前記映像レート変換装置が前記レート変換処理を行うように制御することを特徴とする請求項2又は3に記載のノンフリーズ型映像配信ネットワークシステムである。 According to a sixth aspect of the present invention, the transfer device includes a process of measuring a line actual band that is an actual band of the terminal-side line, and a buffer that temporarily stores data flowing in the terminal-side line. The controller detects a buffer overflow in which data overflows, and the control device determines a value obtained by subtracting a predetermined value from the allowable bandwidth of the line on the terminal side as a line threshold, and sets the line threshold at the transfer device. The video file information in the packet of the same flow when the measured line actual bandwidth is exceeded and the buffer overflow is detected and the download speed which is the actual bandwidth of the flow measured by the transfer device is 4. The non-freeze type video distribution network according to claim 2, wherein the video rate conversion device performs control so as to perform the rate conversion processing when the playback speed is lower than the playback speed of the video. It is a network system.
この構成によれば、次のような作用効果が得られる。端末機側の回線実帯域が回線閾値を超え、且つバッファ溢れが検出された状態では、端末機側の回線の許容帯域に余裕がないか、許容帯域が満杯の場合である。この場合に、ダウンロード速度が再生速度よりも下がれば、下がったダウンロード速度は上がることはない。このため、本発明のようにレート変換処理を行って、再生速度をダウンロード速度よりも下げる。これによりフリーズを防止することができる。
請求項7に係る発明は、前記制御装置は、前記映像レート変換装置に対して前記レート変換処理を行う制御を実行中に、前記回線実帯域が前記回線閾値よりも下回った場合又は前記バッファ溢れが未検出状態となった場合に、当該レート変換処理を解除する制御を行うことを特徴とする請求項6に記載のノンフリーズ型映像配信ネットワークシステムである。
この構成によれば、次のような作用効果が得られる。回線実帯域が回線閾値よりも下回る又はバッファ溢れが未検出状態となると、端末機側の回線の帯域に余裕が生じるので、ダウンロード速度が上がる。ペーシング処理が掛かっていない場合では、ダウンロード速度が再生速度よりも大幅に上がってしまう。この多量の映像ファイル情報をダウンロードする状態は、回線の帯域を多く使用している状態なので、他のより多くの端末機が回線を使用することを妨げることになる。しかし、本発明では、レート変換処理が解除されても、ペーシング処理が掛かっているので、再生速度がダウンロード速度よりも、所定値低い値で追従する。つまり、ダウンロード速度が再生速度よりも大幅に上がることはない。これにより、他のより多くの端末機が回線を使用することを妨げることはない。
According to this configuration, the following operational effects can be obtained. In a state where the actual line bandwidth on the terminal side exceeds the line threshold and buffer overflow is detected, there is no room in the allowable bandwidth of the terminal side or the allowable bandwidth is full. In this case, if the download speed falls below the playback speed, the lowered download speed does not increase. For this reason, the rate conversion process is performed as in the present invention to lower the playback speed than the download speed. Thereby, freezing can be prevented.
According to a seventh aspect of the present invention, when the control device performs control for performing the rate conversion processing on the video rate conversion device, the actual line bandwidth falls below the line threshold or the
According to this configuration, the following operational effects can be obtained. If the actual line bandwidth falls below the line threshold or if the buffer overflow is undetected, a margin occurs in the line bandwidth on the terminal side, and the download speed increases. When pacing processing is not applied, the download speed is significantly higher than the playback speed. This state of downloading a large amount of video file information is a state in which a large amount of bandwidth is used in the line, thus preventing other more terminals from using the line. However, in the present invention, even if the rate conversion process is canceled, the pacing process is applied, so that the reproduction speed follows a value lower than the download speed by a predetermined value. In other words, the download speed will not be significantly higher than the playback speed. This does not prevent other more terminals from using the line.
請求項8に係る発明は、前記映像レート変換装置は、前記サーバから送信される前記パケットから、当該パケット内の前記映像ファイル情報の再生速度を取得し、当該取得された再生速度が、前記転送装置で測定される、当該再生速度の取得先パケットのフローのダウンロード速度よりも、所定値低い値で追従するようにペーシング処理を行うことを特徴とする請求項2〜7の何れか1項に記載のノンフリーズ型映像配信ネットワークシステムである。 According to an eighth aspect of the present invention, the video rate conversion device acquires the playback speed of the video file information in the packet from the packet transmitted from the server, and the acquired playback speed is the transfer rate. The pacing process is performed so as to follow at a predetermined value lower than the download speed of the flow of the acquisition packet of the reproduction speed measured by the apparatus, according to any one of claims 2 to 7 It is a non-freeze type | mold video delivery network system of description.
この構成によれば、ペーシング処理により、常時、再生速度がダウンロード速度よりも所定値低い値で追従するので、ダウンロード速度が再生速度よりも大幅に大きくなるといったことが無くなる。従来のように、ペーシング処理が行われていない場合は、ダウンロード速度が再生速度よりも大幅に大きくなるケースがある。この場合、端末機では短時間に多量の映像ファイル情報をダウンロードして保持してしまう。この多量の映像ファイル情報をダウンロードする状態は、回線の帯域を多く使用している状態なので、他のより多くの端末機が回線を使用することを妨げることになる。本発明ではペーシング処理により、ダウンロード速度が再生速度よりも大幅に大きくなることは無いので、回線の帯域を多く使用することは無く、他のより多くの端末機が回線を使用することを妨げるといったことが無くなる。 According to this configuration, since the playback speed always follows a value lower than the download speed by the pacing process, the download speed does not become significantly higher than the playback speed. When pacing processing is not performed as in the prior art, the download speed may be significantly higher than the playback speed. In this case, the terminal device downloads and holds a large amount of video file information in a short time. This state of downloading a large amount of video file information is a state in which a large amount of bandwidth is used in the line, thus preventing other more terminals from using the line. In the present invention, the download speed does not become significantly higher than the playback speed due to the pacing process, so that the bandwidth of the line is not used much, and other more terminals are prevented from using the line. Things will disappear.
請求項9に係る発明は、前記映像レート変換装置は、前記ペーシング処理時に前記映像ファイル情報の再生速度を取得する際に、当該映像ファイル情報のファイルサイズを、同映像ファイル情報の再生時間で割ることにより前記再生速度を求めることを特徴とする請求項8に記載のノンフリーズ型映像配信ネットワークシステムである。 In the invention according to claim 9, when the video rate conversion device acquires the playback speed of the video file information during the pacing process, the video rate conversion device divides the file size of the video file information by the playback time of the video file information. 9. The non-freeze-type video distribution network system according to claim 8, wherein the reproduction speed is obtained by the above.
この構成によれば、ペーシング処理時に再生速度を算出して求めることができるので、新たに再生速度の取得機能を設けなくてもよく、その分、低コスト化を図ることができる。 According to this configuration, since the playback speed can be calculated and obtained during the pacing process, it is not necessary to provide a new playback speed acquisition function, and the cost can be reduced correspondingly.
本発明によれば、ネットワーク上のトラヒック衝突により、映像ファイル情報のダウンロード速度が再生速度よりも下回った場合に、端末機において再生映像のフリーズが生じないようにすることができるノンフリーズ型映像配信ネットワークシステムを提供することができる。 According to the present invention, non-freeze-type video distribution capable of preventing playback video from freezing in a terminal when the download speed of video file information is lower than the playback speed due to traffic collision on the network. A network system can be provided.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
<実施形態の構成>
図1は、本発明の実施形態に係るノンフリーズ型映像配信ネットワークシステム20の構成を示すブロック図である。但し、図1に示す各部において、図7に対応する部分には同一符号を付した。
図1に示すシステム20は、映像配信サーバ11と、映像レート変換装置21と、転送装置22と、制御装置23と、ユーザ端末機14とを備えて構成されている。なお、転送装置22は、映像レート変換装置21とユーザ端末機14との間に、3台接続された構成としたが、1台以上であればよい。また、サーバ11、映像レート変換装置21、転送装置22、制御装置23、ユーザ端末機14は、インターネット等のネットワーク回線で接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<Configuration of Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a non-freeze type video distribution network system 20 according to the embodiment of the present invention. However, in each part shown in FIG. 1, the part corresponding to FIG.
A system 20 shown in FIG. 1 includes a video distribution server 11, a video
システム20においては、ユーザ端末機14から映像のダウンロード命令が操作された際に、サーバ11から映像ファイル情報が、破線矢印Y1で示すように、映像レート変換装置21及び複数の転送装置22を経由して、ユーザ端末機14へ配信されるようになっている。つまり、IPネットワーク上において、ユーザ端末機14が、サーバ11から配信される映像ファイル情報をHTTPプログレッシブダウンロードによって、ダウンロードしながら再生して映像を映すようになっている。但し、サーバ11は、FLVファイルフォーマットの映像ファイル情報を、TCPパケットを用いて送信する。
In the system 20, when a video download command is operated from the
映像レート変換装置21は、図2に示すように、パケット送受信部12a,12bと、FLVパケット抽出部12cと、バッファ部21aと、ペーシング部21bと、抽出送信部21cと、レート変換処理部21dとを備えて構成されている。転送装置22は、パケット送受信部13a,13bと、カウント部22aとを備えて構成されている。但し、図2に示す各部において、図8に対応する部分には同一符号を付した。
As shown in FIG. 2, the video
パケット送受信部12aは、サーバ11からの映像ファイル情報の格納されたTCPパケットを受信して、FLVパケット抽出部12cへ出力する。
The packet transmitting / receiving
FLVパケット抽出部12cは、ペイロードの先頭が「FLV」であるTCPパケットを抽出する。例えば、HTTPにおいてサーバ11側で一般的に用いられるポート番号「80」を、TCPパケットから検出することにより、ペイロードの先頭が「FLV」であるTCPパケットを抽出する。更に、FLVパケット抽出部12cは、その抽出したTCPパケットを、ペーシング部21bへ出力すると共に、パケット送受信部12bへ出力する。
The FLV
パケット送受信部12bは、FLVパケット抽出部12cから入力されたTCPパケットを転送装置22へ送信する。
The packet transmitting / receiving
転送装置22は、受信側のパケット送受信部13aで受信されたTCPパケットを、カウント部22aを介して、送信側のパケット送受信部13bにより、図1に示す所定のユーザ端末機14へ転送する。ユーザ端末機14は、その転送されてくるTCPパケットに格納された映像ファイル情報を、ダウンロードしながら映像を再生する。通常は、図3(a)に一例を示すように、映像ファイル情報のダウンロード速度(破線矢印)が、映像ファイル情報の再生速度(実線矢印)よりも早い場合に、映像ファイル情報が正常に再生される。但し、破線及び実線矢印は、長さが長いほど速度が速いことを表す。
The
図2に示すペーシング部21bは、カウント部22aで後述のように測定されるTCPパケットの固有の流れであるフロー(1信号の流れ)の実帯域(ダウンロード速度)と、後述のように計算される再生速度とに基づき、再生速度がダウンロード速度よりもやや低い値で追従するようにペーシング処理を行う。例えば、ペーシング部21bは、図3(b)に示すように、ダウンロード速度「10」よりも、やや低い再生速度「9」となるようにペーシング処理を行う。なお、図3(b)に示すダウンロード速度の「10」は、例えば10Mbit/secを表し、再生速度の「9」は、例えば9Mbit/secを表す。
The
このペーシング処理では、図3(c)に示すように、ダウンロード速度が「10」の場合に、再生速度が「4」であるように、両者に開きがあれば、図3(d)に示すように、ダウンロード速度を「5」のように、両者が所定値まで近づくように落とす。しかし、その落とした後、図3(e)に示すように、ダウンロード速度が、再生速度「4」よりも遅い「3」に落ちれば、図3(f)に示すように、再生速度を、ダウンロード「3」よりも遅い「2」に落とす。このように、ペーシング処理では、再生速度がダウンロード速度よりもやや低い値で追従するように制御される。 In this pacing process, as shown in FIG. 3 (c), when the download speed is “10” and the playback speed is “4”, if both are open, the result is shown in FIG. 3 (d). In this way, the download speed is reduced so that both approaches a predetermined value, such as “5”. However, if the download speed falls to “3”, which is slower than the reproduction speed “4”, as shown in FIG. 3 (e) after the drop, the reproduction speed is set as shown in FIG. Drop to “2”, which is slower than download “3”. Thus, in the pacing process, the playback speed is controlled so as to follow at a value slightly lower than the download speed.
ペーシング部21bは、ペーシング処理時に、FLVパケット抽出部12cで抽出されたTCPパケットから映像ファイル情報の再生速度を次のように計算して、抽出送信部21cへ出力する。再生速度は、映像ファイル情報のファイルサイズ(例えば67.5Mbyte)÷再生時間(例えば60sec)により計算する。この結果は、(67.5M×8bit)÷60sec=9Mbit/secのビットレートの再生速度となる。但し、ペーシング部21bは、再生速度の計算を行う際に、TCPパケットをバッファ部21aに順次保持し、この保持されたTCPパケットを読み出しながら行う。
The
また、ペーシング部21bは、ペーシング処理時に、TCPパケットから、後述の4−tuple情報を取得して抽出送信部21cへ出力する。4−tuple情報とは、OSI(Open Systems Interconnection)参照モデルのレイヤ3(ネットワーク層)とレイヤ4(トランスポート層)に属するソースIP、ディスティネーションIP、ソースポート、ディスティネーションポートの4つの情報である。更に説明すると、4−tuple情報は、送信元から送信先へデータを転送する際の固有のTCPパケットのフロー(1信号の流れ)を特定するための特定情報である。
Further, the
抽出送信部21cは、ペーシング部21bから入力された再生速度と、この再生速度のTCPパケットのフローを特定する4−tuple情報とを、制御装置23へ通知(送信)する。この通知は、例えばTCP/IPネットワークで使用されるテルネット(telnet)等を用いて行われる。
The extraction /
レート変換処理部21dは、制御装置23により後述のように設定されるレート変換ルールに応じて、TCPパケットの実帯域であるダウンロード速度を、再生速度が超えている映像ファイル情報をデコードする。次に、レート変換処理部21dは、そのデコードされた映像ファイル情報の再生速度を、ダウンロード速度よりも下げるレート変換処理を行う。レート変換処理部21dは、そのレート変換処理後のデコード情報をエンコードして映像ファイル情報とする。この再生速度がダウンロード速度よりも下げられた映像ファイル情報のTCPパケットは、パケット送受信部12bから転送装置22を介してユーザ端末機14へ送信される。
The rate
更に、レート変換処理部21dは、レート変換処理を行う場合、必要な時に即時、必要量のレート変換を行い、レート変換処理が不要な場合はレート変換を行わないようになっている。
Furthermore, when performing the rate conversion processing, the rate
これを具体的に説明する。例えば、図3(g)に示すように、ダウンロード速度が「7」で、再生速度が「3」の場合に、図1に破線矢印Y2で示すように、他のユーザ端末機14のトラヒック量が増加してトラヒック衝突等により、実帯域劣化が生じたとする。この際に、図3(h)に示すように、ダウンロード速度が「5」に低下したとする。しかし、この場合、ダウンロード速度が「5」に低下したものの、再生速度「3」を下回っていないので、レート変換処理を行う必要はない。仮にレート変換処理を行って再生速度を「3」未満とすると、ユーザ端末機14の再生映像の品質が悪くなってしまう。
This will be specifically described. For example, as shown in FIG. 3G, when the download speed is “7” and the playback speed is “3”, the traffic volume of
そこで、レート変換処理部21dは、実帯域劣化が生じても、ダウンロード速度が再生速度を下回っていなければ、レート変換処理を行わない。つまり、レート変換処理部21dは、ダウンロード速度が再生速度を下回った場合に、レート変換処理を行うようになっている。例えば、図3(i)に示すように、ダウンロード速度が、再生速度「3」を下回る「2」に劣化した場合に、レート変換処理を行うようになっている。このように、レート変換処理部21dがレート変換処理を行う場合、制御装置23により設定されるレート変換ルールに基づいて行う。
Therefore, the rate
また、レート変換処理部21dによるレート変換処理時に、通常は、ペーシング部21bによるペーシング処理も並行して行われるようになっている。しかし、レート変換処理時に、ダウンロード速度が再生速度を上回っており、この差がペーシング処理時と同等であれば、ペーシング処理を行わなくてもよい場合もある。
In addition, during the rate conversion process by the rate
転送装置22のカウント部22aには、制御装置23で後述のように作成される回線実帯域測定ルール及びフロー実帯域測定ルールが設定される。カウント部22aは、回線実帯域測定ルールに応じて、ユーザ端末機14側の物理回線の実帯域を測定し、この測定結果を制御装置23へ通知(送信)する。なお、フロー実帯域測定ルールは、請求項記載の第1ルールである。
In the
また、カウント部22aは、フロー実帯域測定ルールに応じて、被測定対象のTCPパケットのフローを特定し、この特定されたTCPパケットのフローの実帯域であるダウンロード速度を測定し、測定されたダウンロード速度を制御装置23へ通知する。なお、フローの実帯域は、フロー実帯域とも称する。
Further, the
更に、カウント部22aは、フロー実帯域測定ルールに従った被測定対象のTCPパケットのフローが、所定時間の間、完全に無くなった場合に、設定されたフロー実帯域測定ルールを消去する。これは、例えばアイドルタイマ処理によって行う。アイドルタイマ処理とは、被測定対象のTCPパケットのフローが、完全に無くなった時点から所定時間(例えば5分)が経過した際に、自動的にフロー実帯域測定ルールを消去する処理である。
Furthermore, the
ユーザ端末機14で映像のフリーズが生じないようにするためには、ユーザ端末機14へ映像ファイル情報が到達する前に、その映像ファイル情報が格納されたTCPパケットのフロー実帯域が劣化したことを検出して、即時、レート変換処理を行えばよい。そこで、映像レート変換装置21とユーザ端末機14との間のフロー実帯域測定ポイントとなる転送装置22で、フロー実帯域を測定し、フロー実帯域が劣化していれば、即時、レート変換処理を行うようにした。
In order to prevent the video freeze on the
次に、制御装置23が行う第1〜第5制御について説明する。
第1制御は、システム20の立ち上げ時に、ユーザ端末機14側の物理回線の実帯域を測定するための回線実帯域測定ルールを、カウント部22aに設定する制御である。回線実帯域測定ルールの設定は、汎用の可逆ファイル圧縮形式(あとで元に戻せる圧縮方法)であるRARコマンドや、ADC(Application Delivery Controller)を用いて実行される。ADCとは、インターネット等で提供されている各種サービスを「止めない」こと、ユーザが不満を感じたり業務に遅滞や問題が生じたりしないよう「レスポンスを確保する」こと、更に「安心できるセキュリティや可用性を実現する」ことを実行するものである。
Next, the 1st-5th control which the
The first control is control for setting a line actual band measurement rule for measuring the actual band of the physical line on the
物理回線には、何万台等の多数のユーザ端末機14が接続されており、全てのユーザ端末機14が同時に通信を行うことは略無いが、アクセス数の増減があるので、各ユーザ端末機14のトラヒックに応じて実帯域が増減する。カウント部22aは、回線実帯域測定ルールに応じて、物理回線における各ユーザ端末機14のトラヒックに応じた実帯域(回線実帯域という)を測定し、測定結果を制御装置23へ通知する。
A large number of
第2制御は、抽出送信部21cから通知された4−tuple情報を基に、当該4−tuple情報の抽出元であるTCPパケットのフローを特定し、このフローの実帯域を測定するためのフロー実帯域測定ルールを、カウント部22aに設定する制御である。つまり、TCPパケットのフロー(1つのフロー)が発生する都度、その1つのフローを特定してフロー実帯域測定ルールを定めて設定するので、フローが発生する度に動的に、ルールが設定されることになる。
The second control is a flow for specifying the flow of the TCP packet from which the 4-tuple information is extracted based on the 4-tuple information notified from the
フロー実帯域測定ルールの設定は、4−tuple情報を基に、情報を取得する命令コマンドであるSdインタフェースを用い、更には、RARコマンドやADCを用いて実行される。カウント部22aは、設定されたフロー実帯域測定ルールに応じて、被測定対象のTCPパケットのフローを特定し、この特定されたTCPパケットのフローの実帯域(フロー実帯域という)を測定し、測定結果を制御装置23へ通知する。なお、フロー実帯域は、言い換えれば、1つのフローのダウンロード速度である。
The setting of the flow actual bandwidth measurement rule is executed using an Sd interface which is an instruction command for acquiring information based on 4-tuple information, and further using an RAR command or ADC. The
第3制御は、カウント部22aにて、回線実帯域測定ルールに応じて測定される回線実帯域と、フロー実帯域測定ルールに応じて測定されるフロー実帯域と、後述のバッファ溢れ情報とを、制御装置23で定期的に取得する制御である。この取得は、後述のRAA(Diameter Re-Auth-Answer)やADCを用いて実行される。RAAとは、3GPP(Third Generation Partnership Project)のプロトコルのプル型のコマンドであり、例えば「所望の情報を下さい」と命令すると、命令に応じた情報(上記の回線実帯域、フロー実帯域、バッファ溢れ情報)が制御装置23に通知される。
In the third control, the
バッファ溢れ情報について説明する。転送装置22においては、物理回線に流れるデータを図示せぬバッファに貯留しながら排出して転送している。しかし、そのバッファからデータが溢れた場合、このデータを緩衝材としての図示せぬ緩衝バッファに貯めておき、物理回線の帯域が空きだしたら、緩衝バッファから貯留されたデータを送信先へ流す。この際、緩衝バッファの貯留量はそれほど多くなく、これが一杯になって、ここから更に溢れた場合、この溢れたデータは廃棄される。このデータが廃棄されていることを示す情報が、バッファ溢れ情報である。なお、データが溢れて廃棄される状態を、ロス発生という。
The buffer overflow information will be described. In the
第4制御は、後述の第1条件、第2条件及び第3条件の全てが成立した場合にのみ、レート変換処理部21dに、レート変換処理を行わせるためのレート変換ルールを設定する制御である。その設定を行う場合、例えば、3GPPに規定されている速度管理を行うGxインタフェースを用いて行う。
The fourth control is a control for setting a rate conversion rule for causing the rate
第1条件とは、物理回線の許容帯域から所定値(許容帯域の数%等の小さい値)を減算した値を回線閾値として定め、カウント部22aで測定された回線実帯域が、回線閾値を超えた場合に成立する条件である。これは、回線実帯域が回線閾値を超えている場合に、フロー実帯域(ダウンロード速度)が再生帯域(再生速度)よりも下がった場合は、物理回線の帯域に余裕がないので、再生速度をダウンロード速度よりも下げた方がよいからである。一方、回線実帯域が回線閾値を超えていない場合は、フロー実帯域が再生帯域よりも下がっても、物理回線の帯域に余裕があるため、トラヒック量が下がれば、フロー実帯域は再生帯域よりも上がる。このため、レート変換処理を無理に実行しなくてもよい。
The first condition is that a value obtained by subtracting a predetermined value (a small value such as several percent of the allowable bandwidth) from the allowable bandwidth of the physical line is defined as a line threshold, and the actual bandwidth measured by the
第2条件とは、転送装置22におけるバッファ溢れが有る場合(バッファ溢れ情報が送られてきた場合)に成立する条件である。この理由は、バッファ溢れが生じている場合、物理回線の帯域に余裕が無いので、フロー実帯域が再生帯域よりも低くなる恐れがあるからである。一方、バッファ溢れが無い場合、物理回線の帯域には余裕があるので、フロー実帯域が低くなることが少ない。 The second condition is a condition that is satisfied when there is a buffer overflow in the transfer device 22 (when the buffer overflow information is sent). This is because when the buffer overflow occurs, there is no room in the bandwidth of the physical line, so that the actual flow bandwidth may be lower than the reproduction bandwidth. On the other hand, when there is no buffer overflow, there is a margin in the bandwidth of the physical line, so the actual flow bandwidth is rarely lowered.
第3条件とは、フロー実帯域(ダウンロード速度)が、再生帯域(再生速度)を下回った場合に成立する条件である。この場合、レート変換処理を行って、再生速度をダウンロード速度よりも下げる必要がある。 The third condition is a condition that is satisfied when the actual flow band (download speed) falls below the reproduction band (reproduction speed). In this case, it is necessary to perform rate conversion processing to lower the playback speed than the download speed.
第5制御は、第4制御によりレート変換処理部21dがレート変換処理を実行中に、回線実帯域が回線閾値よりも下回った場合に、レート変換処理を解除させる制御である。これは、回線実帯域が回線閾値よりも下回ると、物理回線の帯域に余裕が生じるので、フロー実帯域(ダウンロード速度)が上がるためである。第5制御により、レート変換処理が解除されると、ペーシング部21bのペーシング処理により自動的に、再生速度がダウンロード速度よりも、やや低い値で追従する位置に制御される。
The fifth control is a control for canceling the rate conversion process when the actual line bandwidth falls below the line threshold while the rate
なお、制御装置23は、映像レート変換装置21の中に一体に組み込まれていてもよい。
The
<実施形態の動作>
次に、本実施形態のノンフリーズ型映像配信ネットワークシステム20によるレート変換処理の動作を、図4〜図6に示すフローチャートを参照して説明する。
<Operation of Embodiment>
Next, the operation of the rate conversion process by the non-freeze type video distribution network system 20 of the present embodiment will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
図4に示すステップS1において、図1に示す制御装置23は、システム20の立ち上げ時に、ユーザ端末機14側の物理回線の実帯域を測定するための回線実帯域測定ルールを、転送装置22のカウント部22a(図2参照)に設定する第1制御を行う。第1制御により、カウント部22aに、回線実帯域測定ルールが設定される。ステップS2において、カウント部22aは、設定された回線実帯域測定ルールに応じて、ユーザ端末機14側の物理回線の実帯域である回線実帯域を測定する。この測定結果は、制御装置23へ通知される。
In step S1 shown in FIG. 4, the
次に、ステップS3において、ユーザが図1に示すユーザ端末機14から映像のダウンロード命令を行うと、サーバ11からTCPパケットにより映像ファイル情報が、破線矢印Y1で示すように、映像レート変換装置21及び複数の転送装置22を経由して、ユーザ端末機14へ配信される。
Next, in step S3, when the user issues a video download command from the
この配信の際、図2に示す映像レート変換装置21においては、ステップS4において、パケット送受信部12aが、サーバ11からの映像ファイル情報の格納されたTCPパケットを受信して、FLVパケット抽出部12cへ出力する。
At the time of this distribution, in the video
ステップS5において、FLVパケット抽出部12cは、ペイロードの先頭が「FLV」であるTCPパケットを抽出し、この抽出したTCPパケットを、ペーシング部21bへ出力すると共に、パケット送受信部12bへ出力する。パケット送受信部12bへ出力されたTCPパケットは、パケット送受信部12bから転送装置22を介してユーザ端末機14へ配信される。ステップS6において、ユーザ端末機14は、その配信されてくるTCPパケットに格納された映像ファイル情報を、ダウンロードしながら映像を再生する。
In step S5, the FLV
ステップS7において、ペーシング部21bは、FLVパケット抽出部12cで抽出されたTCPパケットをバッファ部21aで一旦保持しながら読み出し、TCPパケット内の映像ファイル情報の再生速度を計算する。この再生速度は、例えば、映像ファイル情報のファイルサイズ(67.5Mbyte)÷再生時間(60sec)により計算される。この計算結果は、(67.5M×8bit)÷60sec=9Mbit/secのビットレートの再生速度となり、抽出送信部21cへ出力される。
In step S7, the
更に、図5に示すステップS8において、ペーシング部21bは、抽出されたTCPパケットから4−tuple情報を取得する。この4−tuple情報は、抽出送信部21cへ出力される。ステップS9において、抽出送信部21cは、ペーシング部21bからの再生速度及び4−tuple情報を、制御装置23へ通知する。
Further, in step S8 shown in FIG. 5, the
ステップS10において、制御装置23は、抽出送信部21cからの4−tuple情報を基に、当該4−tuple情報の抽出元であるTCPパケットのフロー(1信号の流れ)を特定し、このフローの実帯域を測定するためのフロー実帯域測定ルールを作成する。更に、制御装置23は、その作成したフロー実帯域測定ルールを、カウント部22aに設定する第2制御を行う。
In step S10, the
ステップS11において、カウント部22aは、設定されたフロー実帯域測定ルールに応じて、該当のTCPパケットのフローを特定し、この特定されたフローの実帯域であるフロー実帯域(ダウンロード速度)を測定し、測定結果を制御装置23へ通知する。この際、ステップS12において、制御装置23は、カウント部22aで測定される回線実帯域、フロー実帯域、及びバッファ溢れ情報を定期的に取得する第3制御を行う。
In step S11, the
また、カウント部22aでフロー実帯域が測定されるようになると、ステップS13において、ペーシング部21bは、ペーシング処理を行う。即ち、ペーシング部21bは、カウント部22aで測定されたフロー実帯域であるダウンロード速度と、上記ステップS7で計算される再生速度とに基づき、再生速度がダウンロード速度よりもやや低い値で追従するように制御するペーシング処理を行う。
When the actual flow band is measured by the
次に、図6に示すステップS14において、制御装置23は、第1条件として、カウント部22aで測定された回線実帯域が、回線閾値を超えたか否かを判定する。同時に、ステップS15において、制御装置23は、第2条件として、転送装置22からバッファ溢れ情報が通知されたか否かによって、転送装置22でバッファ溢れが生じているか否かを判定する。更に、同時に、ステップS16において、制御装置23は、第3条件として、フロー実帯域であるダウンロード速度が、再生速度を下回ったか否かを判定する。これらステップS14〜S16では、全ての判定結果がYesとなった場合に、次のステップS17へ進む。しかし、各ステップS14〜S16の1つでもYesとならない場合は判定結果がNoとなり、Yesとなるまで判定を繰り返す。
Next, in step S14 shown in FIG. 6, as a first condition, the
次に、ステップS17において、制御装置23は、上記ステップS14〜S16の全ての判定結果がYesとなった場合に、レート変換処理部21dにレート変換処理を行わせるためのレート変換ルールを設定する第4制御を行う。即ち、上記ステップS14で回線実帯域が回線閾値を超え、上記ステップS15でバッファ溢れが生じ、上記ステップS16でダウンロード速度が再生速度を下回った場合に、制御装置23は、レート変換処理部21dにレート変換ルールを設定する。このレート変換ルールは、再生速度をダウンロード速度よりも下げるレート変換処理を行うためのルールである。
Next, in step S17, the
次に、ステップS18において、レート変換処理部21dは、上記ステップS17で設定されたレート変換ルールに応じて、当該レート変換ルールで示されたTCPパケットの映像ファイル情報の再生速度を、そのTCPパケットのフローのダウンロード速度よりも下げるレート変換処理を行う。
Next, in step S18, the rate
このレート変換処理後のダウンロード速度よりも遅い再生速度の映像ファイル情報を格納するTCPパケットは、ステップS19において、パケット送受信部12bから転送装置22を介してユーザ端末機14へ送信される。ユーザ端末機14では、ダウンロード速度よりも遅い再生速度の映像ファイル情報をダウンロードするので、再生画像がフリーズすることはない。
A TCP packet storing video file information having a playback speed slower than the download speed after the rate conversion process is transmitted from the packet transmitting / receiving
その後、ステップS20において、回線実帯域が回線閾値よりも下回ったとする。この場合、上記ステップS14の回線実帯域が回線閾値を超えているとの判定結果がNoとなる。これにより、上記ステップS17におけるレート変換処理部21dにレート変換処理を行わせる制御が成立しなくなる。この場合、制御装置23は、カウント部22aに設定したレート変換ルールを解除する第5制御を行う。
After that, in step S20, it is assumed that the actual line bandwidth is lower than the line threshold. In this case, the determination result that the actual line bandwidth in step S14 exceeds the line threshold is No. Thereby, the control which makes the rate
第5制御により、レート変換動作が解除されても、回線実帯域が回線閾値よりも下回っており、物理回線の帯域には余裕が生じているので、フロー実帯域(ダウンロード速度)は上がることになる。この際、ペーシング部21bのペーシング処理により、再生速度がダウンロード速度よりも、やや低い値で追従する位置に制御されるので、ダウンロード速度と再生速度とは、映像のフリーズが生じない速度関係に保持される。
Even if the rate conversion operation is canceled by the fifth control, the actual bandwidth is lower than the channel threshold, and there is a margin in the physical bandwidth, so that the actual flow bandwidth (download speed) is increased. Become. At this time, the pacing processing of the
その後、ステップS21において、カウント部22aは、上記ステップS18におけるレート変換処理を行ったTCPパケットのフローが完全に無くなった時点から、所定時間(例えば5分)が経過したか否かを判定する。経過したと判定(Yes)された場合、ステップS22において、カウント部22aは、設定されているフロー実帯域測定ルールを消去する。
Thereafter, in step S21, the
以上の説明では、制御装置23が行う第4制御は、第1条件、第2条件及び第3条件の全てが成立した場合にのみ、レート変換処理部21dにレート変換処理を行わせる制御である。この制御を、第3条件のフロー実帯域(ダウンロード速度)が、再生速度を下回った場合にのみ、レート変換処理を行うようにしてもよい。
In the above description, the fourth control performed by the
また、第1条件及び第2条件の何れか一方のみと、第3条件との双方が成立した場合に、レート変換処理を行うようにしてもよい。即ち、上述の第1条件の回線実帯域が回線閾値を超えた場合と、第3条件のダウンロード速度が再生速度を下回った場合との双方が成立した場合に、レート変換処理を行うようにしてもよい。又は、上記の第2条件のバッファ溢れが無い場合と、第3条件との双方が成立した場合に、レート変換処理を行うようにしてもよい。 Further, the rate conversion process may be performed when only one of the first condition and the second condition and the third condition are both satisfied. In other words, the rate conversion process is performed when both the case where the actual bandwidth of the first condition exceeds the channel threshold and the case where the download speed of the third condition is lower than the playback speed are satisfied. Also good. Alternatively, the rate conversion process may be performed when both the second condition buffer overflow and the third condition are satisfied.
<実施形態の効果>
以上説明したように、本実施形態のノンフリーズ型映像配信ネットワークシステム20は、サーバ11からパケットに格納されて送信される映像ファイル情報を、ユーザ端末機14でダウンロードしながら映像を再生する。本実施形態の特徴は、パケットをユーザ端末機14へ転送する前に、当該パケットの固有の流れであるフローの実帯域を測定する転送装置22と、測定されたフローの実帯域であるダウンロード速度が、当該フローに係るパケット内の映像ファイル情報の再生速度を下回った際に、再生速度をダウンロード速度よりも下げるレート変換処理を行う映像レート変換装置21とを備える構成としたことである。
<Effect of embodiment>
As described above, the non-freeze-type video distribution network system 20 of the present embodiment reproduces video while downloading the video file information stored in the packet from the server 11 by the
この構成によれば、次のような効果が得られる。従来では、ユーザ端末機14で映像ファイル情報をダウンロードしながらの映像の再生中に、再生速度がダウンロード速度よりも下回って、再生映像がフリーズすることがあった。しかし、本実施形態では、ユーザ端末機14へ映像ファイル情報を送信する場合、言い換えれば、ユーザ端末機14へ映像ファイル情報が到達する前に、ダウンロード速度が再生速度を下回ることを測定により検出する。この検出時に即時、再生速度をダウンロード速度よりも下げるレート変換処理を行うので、ユーザ端末機14において再生映像がフリーズすることが無くなる。
According to this configuration, the following effects can be obtained. Conventionally, during playback of video while downloading video file information on the
また、映像レート変換装置21が、サーバ11から送信されるパケットから、当該パケットのフローを特定する特定情報としての4−tuple情報を取得する処理を行う。更に、その取得された4−tuple情報を基に、当該4−tuple情報の取得先パケットのフローの実帯域を測定するための第1ルールとしてのフロー実帯域測定ルールを、転送装置22に設定する制御を行う制御装置23を備える。そして、転送装置22が、フロー実帯域測定ルールが設定された際に、当該フロー実帯域測定ルールに応じてフローを特定し、当該特定されたフローの実帯域を測定するようにした。
Further, the video
この構成によれば、転送装置22は、制御装置23により設定されたフロー実帯域測定ルールに応じて、パケットのフローを特定し、この特定されたフローの実帯域を測定する。つまり、多数のパケットのフローの中から、測定対象である目的のフローを瞬時に特定して実帯域を測定することができる。ユーザ端末機14側の物理回線には、何万台等の多数のユーザ端末機14が接続されており、このため、多数のフローが存在する。
According to this configuration, the
従来では、多数のフロー毎にIPを対応付けて多数のルールを転送装置22に設定していた。このため、転送装置22では、目的のフローを多数のルールの中から検索しなければならないので、検索時間が掛かっていた。従って、従来では、多数のルール設定のために工数が掛かるのでコスト高となり、また、目的フローの実帯域の測定時に検索時間が掛かるというデメリットがあった。
Conventionally, a large number of rules are set in the
本実施形態では、目的のフローが流れる毎に、当該フローを特定するフロー実帯域測定ルールを転送装置22に設定するので、ルール設定のための工数も掛からず低コストとすることができる。また、フロー実帯域測定ルールに応じてフローの測定を行えばよいので、目的フローの実帯域の測定時に検索時間も掛からなくなる。
In this embodiment, each time a target flow flows, a flow actual bandwidth measurement rule that identifies the flow is set in the
また、転送装置22が、フロー実帯域測定ルールに応じて実帯域を測定中のフローが所定時間無くなった場合に、当該フロー実帯域測定ルールを消去するようにした。
In addition, when the flow whose actual bandwidth is being measured according to the flow actual bandwidth measurement rule is lost for a predetermined time, the
この構成によれば、転送装置22で実帯域を測定中のフローが所定時間無くなった場合は、そのフローのパケットをダウンロードしているユーザ端末機14が、映像再生を終了した可能性がある。この場合、そのフローの実帯域の測定が不要となるので、フロー実帯域測定ルールも不要となる。そこで、転送装置22で自動的に消去するようにすれば、転送装置22内の記憶部分に余分なフロー実帯域測定ルールが溜まることはなく、記憶容量を無駄に使用することがなくなる。
According to this configuration, when the flow whose actual bandwidth is being measured by the
また、転送装置22が、ユーザ端末機14側の回線の実帯域である回線実帯域を測定する処理を行うようにした。更に、制御装置23が、ユーザ端末機14側の回線の許容帯域から所定値を減算した値を回線閾値と定める。そして、制御装置23が、回線閾値を、転送装置22で測定される回線実帯域が超えた状態で、且つ転送装置22で測定されるフローの実帯域であるダウンロード速度が、同フローのパケット内の映像ファイル情報の再生速度を下回った場合に、映像レート変換装置21がレート変換処理を行う制御を実行するようにした。
In addition, the
この構成によれば、次のような効果が得られる。ユーザ端末機14側の回線実帯域が回線閾値を超えていない状態では、回線の空き帯域に余裕があるため、回線のトラヒック量が瞬時に上がっても一時的な現象であって直ぐに下がる。このため、回線実帯域が回線閾値を超えていない状態で、ダウンロード速度が再生速度よりも下がっても、トラヒック量が下がれば、ダウンロード速度は再生速度よりも上がる。この場合、レート変換処理を無理に実行しなくてもよい。しかし、ユーザ端末機14側の回線実帯域が回線閾値を超えている状態では、回線の空き帯域に余裕がないので、トラヒック量が下がることは無い。このため、回線実帯域が回線閾値を超えている状態で、ダウンロード速度が再生速度よりも下がった場合は、上記のように、レート変換処理部21dにレート変換処理を行わせて、再生速度をダウンロード速度よりも下げた方がよい。これによりフリーズを防止することができる。
According to this configuration, the following effects can be obtained. In the state where the actual line bandwidth on the
また、転送装置22が、ユーザ端末機14側の回線に流れるデータを一旦貯留しながら流すバッファから、データが溢れるバッファ溢れを検出する処理を行うようにした。更に、制御装置23が、バッファ溢れが検出された状態で、且つ転送装置22で測定されたフローの実帯域であるダウンロード速度が、同フローのパケット内の映像ファイル情報の再生速度を下回った場合に、映像レート変換装置21がレート変換処理を行う制御を実行するようにした。
In addition, the
この構成によれば、次のような作用効果が得られる。転送装置22においてバッファ溢れが検出されていない状態では、回線の空き帯域に余裕があるため、回線のトラヒック量が瞬時に上がっても一時的な現象であって直ぐに下がる。このため、バッファ溢れが検出されていない状態で、ダウンロード速度が再生速度よりも下がっても、トラヒック量が下がれば、ダウンロード速度は再生速度よりも上がる。この場合、レート変換処理を無理に実行しなくてもよい。しかし、バッファ溢れが検出された状態では、回線の空き帯域に余裕がないので、トラヒック量が下がることは無い。このため、バッファ溢れが検出された状態で、ダウンロード速度が再生速度よりも下がった場合は、上記のように、レート変換処理部21dにレート変換処理を行わせて、再生速度をダウンロード速度よりも下げた方がよい。これによりフリーズを防止することができる。
According to this configuration, the following operational effects can be obtained. In the state where the buffer overflow is not detected in the
また、転送装置22が、ユーザ端末機14側の回線の実帯域である回線実帯域を測定する処理と、ユーザ端末機14側の回線に流れるデータを一旦貯留しながら流すバッファから、データが溢れるバッファ溢れを検出する処理とを行うようにした。更に、制御装置23が、ユーザ端末機14側の回線の許容帯域から所定値を減算した値を回線閾値と定め、当該回線閾値を、転送装置22で測定された回線実帯域が超え、且つバッファ溢れが検出された状態で、尚且つ転送装置22で測定されたフローの実帯域であるダウンロード速度が、同フローのパケット内の映像ファイル情報の再生速度を下回った場合に、映像レート変換装置21がレート変換処理を行う制御を実行するようにした。
In addition, the data overflows from the process in which the
この構成によれば、次のような作用効果が得られる。ユーザ端末機14側の回線実帯域が回線閾値を超え、且つバッファ溢れが検出された状態では、ユーザ端末機14側の回線の許容帯域に余裕がないか、許容帯域が満杯の場合である。この場合に、ダウンロード速度が再生速度よりも下がれば、下がったダウンロード速度は上がることはない。このため、上記のように、レート変換処理部21dにレート変換処理を行わせて、再生速度をダウンロード速度よりも下げた方がよい。これによりフリーズを防止することができる。
According to this configuration, the following operational effects can be obtained. When the actual line bandwidth on the
また、映像レート変換装置21が、サーバ11から送信されるパケットから、当該パケット内の映像ファイル情報の再生速度を取得する。更に、映像レート変換装置21が、その取得された再生速度が、転送装置22で測定される、当該再生速度の取得先パケットのフローのダウンロード速度よりも、所定値低い値で追従するようにペーシング処理を行うようにした。
Further, the video
この構成によれば、ペーシング処理により、常時、再生速度がダウンロード速度よりも所定値低い値で追従するので、ダウンロード速度が再生速度よりも大幅に大きくなるといったことが無くなる。従来のように、ペーシング処理が行われていない場合は、ダウンロード速度が再生速度よりも大幅に大きくなるケースがある。この場合、ユーザ端末機14では短時間に多量の映像ファイル情報をダウンロードして保持してしまう。この多量の映像ファイル情報をダウンロードする状態は、回線の帯域を多く使用している状態なので、他のより多くのユーザ端末機14が回線を使用することを妨げることになる。本発明ではペーシング処理により、ダウンロード速度が再生速度よりも大幅に大きくなることは無いので、回線の帯域を多く使用することは無く、他のより多くのユーザ端末機14が回線を使用することを妨げるといったことが無くなる。
According to this configuration, since the playback speed always follows a value lower than the download speed by the pacing process, the download speed does not become significantly higher than the playback speed. When pacing processing is not performed as in the prior art, the download speed may be significantly higher than the playback speed. In this case, the
また、映像レート変換装置21が、ペーシング処理時に映像ファイル情報の再生速度を取得する際に、当該映像ファイル情報のファイルサイズを、同映像ファイル情報の再生時間で割ることにより再生速度を求めるようにした。
Further, when the video
この構成によれば、ペーシング処理時に再生速度を算出して求めることができるので、新たに再生速度の取得機能を設けなくてもよく、その分、低コスト化を図ることができる。 According to this configuration, since the playback speed can be calculated and obtained during the pacing process, it is not necessary to provide a new playback speed acquisition function, and the cost can be reduced correspondingly.
また、制御装置23が、映像レート変換装置21に対してレート変換処理を行う制御を実行中に、回線実帯域が回線閾値よりも下回った場合又はバッファ溢れが未検出状態となった場合に、当該レート変換処理を解除する制御を行うようにした。
In addition, when the
この構成によれば、次のような作用効果が得られる。回線実帯域が回線閾値よりも下回る又はバッファ溢れが未検出状態となると、ユーザ端末機14側の回線の帯域に余裕が生じるので、ダウンロード速度が上がる。ペーシング処理が掛かっていない場合では、ダウンロード速度が再生速度よりも大幅に上がってしまい、上述したように、他のより多くのユーザ端末機14が回線を使用することを妨げることになる。しかし、本発明では、レート変換処理が解除されても、ペーシング処理が掛かっているので、再生速度がダウンロード速度よりも、所定値低い値で追従する。つまり、ダウンロード速度が再生速度よりも大幅に上がることはない。これにより、他のより多くのユーザ端末機14が回線を使用することを妨げることが無くなる。
According to this configuration, the following operational effects can be obtained. If the actual line bandwidth is lower than the line threshold value or the buffer overflow is not detected, a margin is generated in the line bandwidth on the
11 映像配信サーバ
12a,12b,13a,13b パケット送受信部
12c FLVパケット抽出部
14 ユーザ端末機
20 ノンフリーズ型映像配信ネットワークシステム
21 映像レート変換装置
21a バッファ部
21b ペーシング部
21c 抽出送信部
21d レート変換処理部
22 転送装置
22a カウント部
23 制御装置
11
Claims (9)
前記パケットを前記端末機へ転送する前に、当該パケットの固有の流れであるフローの実帯域を測定する前記転送装置と、
前記測定されたフローの実帯域であるダウンロード速度が、当該フローのパケット内の映像ファイル情報の再生速度を下回った際に、当該再生速度を当該ダウンロード速度よりも下げるレート変換処理を行う前記映像レート変換装置と
を備えることを特徴とするノンフリーズ型映像配信ネットワークシステム。 A non-freeze-type video distribution network system for playing back video while downloading video file information stored in a packet from a server and transmitted by a terminal via a video rate conversion device and a transfer device,
Before transferring the packet to the terminal, the transfer device that measures the actual bandwidth of the flow, which is a unique flow of the packet;
When the download speed, which is the actual bandwidth of the measured flow, falls below the playback speed of the video file information in the packet of the flow, the video rate for performing rate conversion processing that lowers the playback speed below the download speed A non-freeze-type video distribution network system comprising: a conversion device.
前記映像レート変換装置は、前記サーバから送信される前記パケットから、当該パケットのフローを特定する特定情報を取得する処理を行い、
前記制御装置は、前記取得された前記特定情報を基に、当該特定情報の取得先パケットのフローの実帯域を測定するための第1ルールを、前記転送装置に設定する制御を行い、
前記転送装置は、前記第1ルールが設定された際に、当該第1ルールに応じて前記フローを特定し、当該特定されたフローの実帯域を測定する
ことを特徴とする請求項1に記載のノンフリーズ型映像配信ネットワークシステム。 A control device connected to the video rate conversion device and the transfer device;
The video rate conversion device performs a process of acquiring specific information for specifying a flow of the packet from the packet transmitted from the server,
The control device performs control to set, in the transfer device, a first rule for measuring the actual bandwidth of the flow of the acquisition destination packet of the specific information based on the acquired specific information,
The said transfer apparatus specifies the said flow according to the said 1st rule, and measures the real zone | band of the specified flow when the said 1st rule is set. Non-freeze video distribution network system.
ことを特徴とする請求項2に記載のノンフリーズ型映像配信ネットワークシステム。 3. The non-freeze type according to claim 2, wherein the transfer device deletes the first rule when the flow that is measuring the actual bandwidth according to the first rule is eliminated for a predetermined time. Video distribution network system.
前記制御装置は、前記端末機側の回線の許容帯域から所定値を減算した値を回線閾値と定め、当該回線閾値を、前記転送装置で測定される回線実帯域が超えた状態で、且つ前記転送装置で測定される前記フローの実帯域であるダウンロード速度が、同フローのパケット内の前記映像ファイル情報の再生速度を下回った場合に、前記映像レート変換装置が前記レート変換処理を行うように制御する
ことを特徴とする請求項2又は3に記載のノンフリーズ型映像配信ネットワークシステム。 The transfer device performs a process of measuring a line real band which is a real band of the line on the terminal side,
The control device defines a value obtained by subtracting a predetermined value from the allowable bandwidth of the line on the terminal side as a line threshold, the line threshold is in a state where the actual line bandwidth measured by the transfer device exceeds, and When the download speed, which is the actual bandwidth of the flow measured by the transfer device, is lower than the playback speed of the video file information in the packet of the flow, the video rate conversion device performs the rate conversion processing. The non-freeze type video distribution network system according to claim 2 or 3, wherein the non-freeze type video distribution network system is controlled.
前記制御装置は、前記バッファ溢れが検出された状態で、且つ前記転送装置で測定された前記フローの実帯域であるダウンロード速度が、同フローのパケット内の前記映像ファイル情報の再生速度を下回った場合に、前記映像レート変換装置が前記レート変換処理を行うように制御する
ことを特徴とする請求項2又は3に記載のノンフリーズ型映像配信ネットワークシステム。 The transfer device performs a process of detecting a buffer overflow in which data overflows from a buffer that flows while temporarily storing data flowing in the line on the terminal side,
In the control device, the download speed, which is the actual bandwidth of the flow measured by the transfer device, is lower than the reproduction speed of the video file information in the packet of the flow in a state where the buffer overflow is detected. 4. The non-freeze type video distribution network system according to claim 2, wherein the video rate conversion device is controlled to perform the rate conversion process.
前記制御装置は、前記端末機側の回線の許容帯域から所定値を減算した値を回線閾値と定め、当該回線閾値を、前記転送装置で測定された回線実帯域が超え、且つ前記バッファ溢れが検出された状態で、尚且つ前記転送装置で測定された前記フローの実帯域であるダウンロード速度が、同フローのパケット内の前記映像ファイル情報の再生速度を下回った場合に、前記映像レート変換装置が前記レート変換処理を行うように制御する
ことを特徴とする請求項2又は3に記載のノンフリーズ型映像配信ネットワークシステム。 The transfer device detects a buffer overflow in which data overflows from a process of measuring an actual line bandwidth which is an actual bandwidth of a line on the terminal side, and a buffer that temporarily stores data flowing on the terminal side line. Process
The control device defines a value obtained by subtracting a predetermined value from the allowable bandwidth of the line on the terminal side as a line threshold, the line threshold exceeds the actual line bandwidth measured by the transfer device, and the buffer overflow In the detected state, and when the download speed which is the actual bandwidth of the flow measured by the transfer apparatus is lower than the reproduction speed of the video file information in the packet of the flow, the video rate conversion apparatus 4. The non-freeze type video distribution network system according to claim 2, wherein the rate conversion process is controlled.
ことを特徴とする請求項6に記載のノンフリーズ型映像配信ネットワークシステム。 The control device, when executing the control for performing the rate conversion processing on the video rate conversion device, when the actual line bandwidth falls below the line threshold or when the buffer overflow is not detected 7. The non-freeze type video distribution network system according to claim 6 , wherein control for canceling the rate conversion process is performed.
ことを特徴とする請求項2〜7の何れか1項に記載のノンフリーズ型映像配信ネットワークシステム。 The video rate conversion device acquires the playback speed of video file information in the packet from the packet transmitted from the server, and the acquired playback speed is measured by the transfer device. The non-freeze-type video distribution network system according to any one of claims 2 to 7 , wherein pacing processing is performed so as to follow at a predetermined value lower than a download speed of a flow of the acquisition destination packet. .
ことを特徴とする請求項8に記載のノンフリーズ型映像配信ネットワークシステム。 The video rate conversion device obtains the playback speed by dividing the file size of the video file information by the playback time of the video file information when acquiring the playback speed of the video file information during the pacing process. The non-freeze type video distribution network system according to claim 8 .
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