JP6485865B2 - 配信制御装置、中継装置、配信システム、配信制御方法、及びプログラム - Google Patents

配信制御装置、中継装置、配信システム、配信制御方法、及びプログラム Download PDF

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Description

本発明は、配信制御装置、中継装置、配信システム、配信制御方法、及びプログラムに関する。
近年、スマートフォンが急激に普及したことにより、通信トラフィックが爆発的に増加し、通信事業者のネットワーク設備への負担が大きくなっている。その中で、必要以上のトラフィックを流さず、かつクライアントのＱｏＥ（quality of experience）を向上させる手段についてさまざまな検討がなされている。例えば、近年登場したＡＢＲ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｂｉｔｒａｔｅ）配信方式に対するトラフィックの制御が必要とされている。
ＡＢＲ配信方式は、動画や音声などのコンテンツの配信に用いられる。非特許文献１には、ＡＢＲ配信方式の一例であるＨＴＴＰ Ｌｉｖｅ Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ（ＨＬＳ）について記載がある。ＨＬＳによるコンテンツ配信では、単一のコンテンツは複数のセグメントファイルに分割され、分割されたセグメントファイルごとにクライアント装置に配信される。また、このＨＬＳでは、単一のコンテンツにおける各セグメントファイルのＵＲＬが再生時間順に記載されたプレイリストファイル（インデックスファイル）、単一のコンテンツについてビットレートの異なる複数種類のセグメントファイルを用意し、各ビットレートに対応するプレイリストファイルのＵＲＬを記載したヴァリアント・プレイリストファイルが用いられる。クライアントは、まずヴァリアント・プレイリストファイルを取得し、そこに記載されたプレイリストファイルの中から視聴環境に適したビットレートに対応するプレイリストファイルを選択する。そして、クライアント装置は、選択したプレイリストファイルに記載されたセグメントファイルを順次取得し、コンテンツを再生する。
一方、映像や音声などのコンテンツの配信において、クライアントでの再生の品質を犠牲にすることなくネットワークトラフィックを抑制する手段として、ペーシング（Pacing）配信と呼ばれる手法が存在する。例えば、特許文献１には、ＡＢＲ配信方式において、コンテンツ配信サーバ装置とクライアント装置の間に設けられたゲートウェイ装置に設けられたペーシング配信を行う制御装置についての記載がある。このペーシング配信装置によれば、各クライアント装置に配信されるコンテンツに対応するプレイリストファイルの内容から当該コンテンツを配信するビットレートの情報を取得し、各クライアント端末装置に設定された目標ビットレートに応じて、各クライアント端末装置に割り当てる帯域幅を制御する。この装置によれば、各クライアントに対しては目標ビットレートが保障され、かつ、配信サーバ装置、ゲートウェイ装置、各クライアント装置を含むネットワークについては、各クライアント装置の帯域幅全体の使用によるバーストトラフィックの発生を防ぐことができる。
特開２０１４−５３４４８９号公報
Apple Inc.、"HTTPライブストリーミングの概要"［0nline］、［平成２７年４月２４日検索］、インターネット<URL:https://developer.apple.com/jp/documentation/StreamingMediaGuide.pdf>
しかし、一般に提供されているペーシング配信の方法は、単一コンテンツについて分割されていない１つのファイルの配信に際してペーシングを実施する手法であって、分割されたセグメントファイルを単一コンテンツの一部とみなす仕組みが無いため、コンテンツ全体でペーシングが実施されないという課題があった。また、特許文献１の方法では、ゲートウェイに設けられた制御装置が、クライアント装置のセグメントファイルのバッファ状態を検知できないため、クライアント装置における再生待ち時間の増加や再生停止の発生、ネットワークにおいては期待通りにトラフィックが削減されない可能性がある。また、ヴァリアント・プレイリストファイルからどのビットレートを選択するかはクライアント装置の動作に依存するため、必要以上の高ビットレートのコンテンツを要求してくる場合があり、その場合、ネットワーク帯域を大きく使ってしまうという課題があった。
そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる配信制御装置、中継装置、通信システム、配信制御方法、及びプログラムを提供することを目的としている。
本発明は、上述の課題を解決すべくなされたもので、配信するコンテンツのファイルデータを分割して得られる分割ファイルであって、前記コンテンツの再生に応じて順に配信される前記分割ファイルの実配信速度を算出する配信速度算出部と、前記配信速度算出部が算出した実配信速度と、予め定められた想定配信速度と、予め定められた前記分割ファイルの受信間隔に関する閾値と、に基づいて、前記分割ファイルの配信速度を決定する配信速度決定部と、を備える配信制御装置である。
また、本発明は、コンテンツを配信するコンテンツ配信サーバ装置と、前記コンテンツを受信するクライアント端末装置との間に設けられ、前記コンテンツの配信を中継する中継装置であって、上述の配信速度制御装置、を備える中継装置である。
また本発明は、コンテンツを配信するコンテンツ配信サーバ装置と、上述の中継装置と、前記コンテンツを受信するクライアント端末装置と、を備える配信システムである。
また本発明は、配信するコンテンツのファイルデータを分割して得られる分割ファイルであって、前記コンテンツの再生に応じて順に配信される前記分割ファイルの実配信速度を算出し、前記算出した実配信速度と、予め定められた想定配信速度と、予め定められた前記分割ファイルの受信間隔に関する閾値と、に基づいて、前記分割ファイルの配信速度を決定する、配信制御方法。
また本発明は、配信制御装置が備えるコンピュータを、配信するコンテンツのファイルデータを分割して得られる分割ファイルであって、前記コンテンツの再生に応じて順に配信される前記分割ファイルの実配信速度を算出する手段、前記算出した実配信速度と、予め定められた想定配信速度と、予め定められた前記分割ファイルの受信間隔に関する閾値と、に基づいて、前記分割ファイルの配信速度を決定する手段、として機能させるプログラムである。
本発明によれば、ネットワークの遅延状況やクライアント装置の動作状況に応じてペーシング配信が可能なＡＢＲ配信方式によるコンテンツの配信が可能になる。
本発明の第一の実施形態における通信システムの全体概要図である。 本発明の第一の実施形態における配信システムに用いられるファイルを説明する図である。 本発明の第一の実施形態における配信制御装置の最小構成を示す図である。 本発明の第一の実施形態における配信制御装置を含む中継装置の機能ブロック図の一例を示す図である。 本発明の第一の実施形態における配信制御装置による配信速度の決定方法を説明する図である。 本発明の第一の実施形態における配信処理のフローチャートの一例である。 本発明の第一の実施形態における配信制御による効果の一例を示す図である。
＜第一の実施形態＞
以下、本発明の一実施形態によるコンテンツ配信システムを図１〜図７を参照して説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態におけるコンテンツ配信システムの全体概要図である。
図１に示す通り、コンテンツ配信システム１は、コンテンツ配信サーバ装置１０と、中継装置２０、とクライアント装置４０とを含む。コンテンツ配信サーバ装置１０は、動画や音声などのコンテンツをＡＢＲ配信方式で配信する。本実施形態では、ＨＬＳでの配信を例に説明を行う。より具体的には、コンテンツ配信サーバ装置１０は、Ｗｅｂサーバの機能を備えており、このＷｅｂサーバが、配信対象コンテンツのファイルデータを分割して得られる分割ファイル（ＴＳファイル１００）を配信する。ＨＬＳでは、複数の異なるビットレートのＴＳファイル１００の配信が可能で、コンテンツ配信サーバ装置１０は、クライアント装置４０からの要求に応じたビットレートに対応したＴＳファイル１００を配信する。ビットレートとは、単位時間当たりに転送される情報量である。より多い情報量が転送され処理されれば、より高い品質の動画や音声が再生されることになるため、ＴＳファイル１００のビットレートは、コンテンツの再生品質を示す。中継装置２０は、コンテンツ配信サーバ装置１０が配信するＴＳファイル１００をクライアント装置４０に転送する。本実施形態における中継装置２０は、配信制御装置３０を備えており、配信制御装置３０は、クライアント装置４０へ転送するＴＳファイル１００の配信速度を決定する。クライアント装置４０は、コンテンツ配信サーバ装置１０が配信したＴＳファイル１００を中継装置２０を介して受信し、コンテンツを再生する。クライアント装置４０は、例えば、ＰＣ（Personal Computer）、スマートフォン等のモバイル端末装置である。
コンテンツ配信サーバ装置１０と中継装置２０とは、インターネットなどのネットワークを介して通信可能に接続されている。中継装置２０とクライアント装置４０とは、ローカルネットワークや携帯電話網などのネットワークを介して通信可能に接続されている。
図２は、本発明の第一の実施形態における配信システムに用いられるファイルを説明する図である。
図２（ａ）は、ＨＬＳで用いられるプレイリストファイル（インデックスファイル）の一例を示している。以下、プレイリストファイルをＰＬファイルと呼ぶ。図２（ａ）が示すＰＬファイル「ｓａｍｐｌｅ−ｐｌ．ｍ３ｕ８」には、ＴＳファイル「ｓａｍｐｌｅ０．ｔｓ」、「ｓａｍｐｌｅ１．ｔｓ」、「ｓａｍｐｌｅ２．ｔｓ」のＵＲＬ（取得位置）、それぞれのＴＳファイルの再生時間（１０秒）の情報が含まれている。
図２（ｂ）は、ＨＬＳで用いられるヴァリアント・プレイリストファイルの一例を示している。以下、ヴァリアント・プレイリストファイルをＶＰＬファイルと呼ぶ。図２（ｂ）が示すＶＰＬファイル「ｓａｍｐｌｅ−ｖｐｌ．ｍ３ｕ８」には、ビットレートが異なるＴＳファイルに対応したＰＬファイル「ｓａｍｐｌｅ−ｐｌ．ｍ３ｕ８」のＵＲＬが記載されている。例えば、ビットレートの低いＴＳファイルに対応したＰＬファイルのＵＲＬとして「ｈｔｔｐ：／／ｘｘｘｘ．ｘｘｘｘ．ｘｘｘｘ／ｌｏ−ａ／ｓａｍｐｌｅ−ｐｌ．ｍ３ｕ８」、「ｈｔｔｐ：／／ｘｘｘｘ．ｘｘｘｘ．ｘｘｘｘ／ｌｏ−ｂ／ｓａｍｐｌｅ−ｐｌ．ｍ３ｕ８」が記載されている。ＵＲＬが２つ記載されているのは、プライマリとバックアップの意味である。
コンテンツ配信サーバ装置１０は、ある単一のコンテンツαについて、そのコンテンツαのデータファイルを分割した複数のＴＳファイルを複数ビットレート分記憶している。例えば、ビットレート＝高、中、低の３種類が用意されているとすると、コンテンツ配信サーバ装置１０は、高ビットレートに対応した「ｓａｍｐｌｅ０．ｔｓ」〜「ｓａｍｐｌｅ２．ｔｓ」、中ビットレートに対応した「ｓａｍｐｌｅ０．ｔｓ」〜「ｓａｍｐｌｅ２．ｔｓ」、低ビットレートに対応した「ｓａｍｐｌｅ０．ｔｓ」〜「ｓａｍｐｌｅ２．ｔｓ」を記憶している。
また、コンテンツ配信サーバ装置１０は、ビットレートごとのＰＬファイルを記憶している。各ＰＬファイルは、そのＰＬファイルに対応するビットレートのＴＳファイルのＵＲＬ情報を含んでいる。例えば、高ビットレートに対応したＰＬファイルは、高ビットレートに対応した「ｓａｍｐｌｅ０．ｔｓ」〜「ｓａｍｐｌｅ２．ｔｓ」のＵＲＬ情報を含む。ビットレート＝中、低についても同様である。
また、コンテンツ配信サーバ装置１０は、複数のビットレートのそれぞれに対応したＰＬファイルのＵＲＬ情報を含むＶＰＬファイルを記憶する。
コンテンツ配信サーバ装置１０のＷｅｂサーバは、これらのＴＳファイル、ＰＬファイル、ＶＰＬファイルを配信することができる。クライアント装置４０はＶＰＬファイルを受信し、コンテンツαを再生するソフトウェア（再生プレイヤー）が適切なビットレートを選択する。クライアント装置４０は、再生プレイヤーが選択したビットレートに対応するＰＬファイルをコンテンツ配信サーバ装置１０から受信し、受信したＰＬファイルに含まれるＵＲＬにアクセスしてＴＳファイルを順次ダウンロードする。再生プレイヤーはダウンロードしたＴＳファイルを再生する。
以上が、ＨＬＳにおけるコンテンツ配信の動作の概要であるが、クライアント装置４０がＶＰＬファイルからどのビットレートに対応したＰＬファイルを選択するかは、クライアント装置４０に依存するため、必要以上に高いビットレートのＴＳファイルを要求する場合があり、ネットワークの帯域が消費されてしまったり、クライアント装置４０においても再生中のコンテンツが停止してしまったりなどの不具合が生じる可能性があった。また、クライアント装置４０が要求するＴＳファイルに応じたペーシング配信を行う技術が提供されていなかった。本実施形態では、配信制御装置３０がこれらの課題を解決する。
図３は、本発明の第一の実施形態における配信制御装置の最小構成を示す図である。
図３に示す通り、配信制御装置３０は、配信速度算出部３３と、配信速度決定部３４とを少なくとも備えている。
配信速度算出部３３は、ＴＳファイルの配信速度（実配信速度）を算出する。
配信速度決定部３４は、ＴＳファイルの実配信速度と、予め定められたＴＳファイルの想定配信速度と、受信間隔に関する閾値と、に基づいて、ＴＳファイルの配信速度を決定する。
図４は、本発明の第一の実施形態における配信制御装置を含む中継装置の機能ブロック図の一例を示す図である。
図４が示すとおり、中継装置２０は、受信部２１と、記憶部２２と、送信部２３と、配信制御装置３０とを備えている。
受信部２１は、クライアント装置４０からのコンテンツのリクエスト情報を受信する。また、受信部２１は、コンテンツ配信サーバ装置１０が配信したＰＬファイル、ＶＰＬファイル、ＴＳファイルなどを受信する。
記憶部２２は、受信部２１が受信したＴＳファイルなどをバッファする。
送信部２３は、クライアント装置４０からのコンテンツのリクエスト情報をコンテンツ配信サーバ装置１０へ送信する。また、送信部２３は、受信部２１が受信したＰＬファイル、ＶＰＬファイル、ＴＳファイルなどをクライアント装置４０へ送信する。
配信制御装置３０は、ファイル取得部３１と、ファイル解析部３２と、配信速度算出部３３と、配信速度決定部３４と、配信速度切替判定部３５と、配信環境判定部３６と、を備えている。
ファイル取得部３１は、受信部２１が受信したＰＬファイル、ＶＰＬファイル、ＴＳファイルを取得し、ファイル解析部３２に出力する。
ファイル解析部３２は、ファイル取得部３１から取得したファイルを解析し、そのファイルがＰＬファイル、ＶＰＬファイル、ＴＳファイルの何れであるかを識別し、それぞれのファイルについて必要な処理を行う。
配信速度算出部３３および配信速度決定部３４については上述のとおりである。
配信速度切替判定部３５は、ＰＬファイルが音声コンテンツのＰＬファイルか動画コンテンツのＰＬファイルかを判定する。
配信環境判定部３６は、ＴＳファイルの実配信速度とＴＳファイルの想定配信速度と受信間隔に関する閾値と、に基づいて、コンテンツ配信に係るネットワークまたはクライアント装置４０の動作状況を判定する。
図５は、本発明の第一の実施形態における配信制御装置による配信速度の決定方法を説明する図である。
本実施形態では、コンテンツ配信に係るネットワークまたはクライアント装置４０の動作状況を判定し配信環境のその時々の状況に応じていて、かつ要求されたビットレートに応じた配信速度でＴＳファイルを配信する。これにより分割したファイルを送信するＡＢＲ配信方式においても、ペーシング配信を行うことができる。以下に配信速度の算出方法について説明する。
＜各パラメータ算出＞
まず、配信速度算出部３３が、実際に配信したＴＳファイルのファイルサイズおよび配信に掛かった時間から実配信速度を算出する。具体的には、配信速度算出部３３は、以下の式（１）によって実配信速度を算出する。
実配信速度（ｂｐｓ） ＝ ＴＳファイルのファイルサイズ（ｂｙｔｅ） ÷
配信経過時間（ｍｓ） × ８０００ ・・・（１）
次に、配信速度算出部３３は、下限閾値、上限閾値、想定配信速度を算出する。
下限閾値とは、コンテンツの視聴開始時（初期バッファ時）やユーザによるトリックプレイ時（再生位置をジャンプさせること）にクライアント装置４０でＴＳファイルを一定量バッファする動作が働いたときにＴＳファイルの受信間隔が短くなることを利用し、その場合ペーシング配信を行わないように制御するための閾値である。
上限閾値とは、ネットワーク遅延やクライアント装置４０での再生処理の遅延などが生じたときにＴＳファイルの受信間隔が短くなることを考慮し、ネットワーク遅延などが生じていると判定するための閾値である。
想定配信速度とは、ＴＳファイルの実配信速度と比較することでネットワーク遅延などが生じていないかどうかを判定する閾値である。
配信速度算出部３３は、以下の式（２）によって下限閾値を算出する。
下限閾値 ＝ ＴＳファイル再生時間（ミリ秒） × 下限閾値安全率 ・・・（２）
ここで、ＴＳファイル再生時間とは、ＰＬファイルに含まれる当該ＴＳファイルの再生時間の設定値である。図２（ａ）の例では、１００００ミリ秒（１０秒）である。下限閾値安全率は、例えば０．８などの値である。
同様に配信速度算出部３３は、以下の式（３）によって上限閾値を算出する。
上限閾値 ＝ ＴＳファイル再生時間（ミリ秒） × 上限閾値安全率 ・・・（３）
ＴＳファイル再生時間は、ＰＬファイルに含まれる当該ＴＳファイルの再生時間の設定値である。上限閾値安全率は、例えば１．２などの値である。
また、配信速度算出部３３は、以下の式（４）によって想定配信速度を算出する。
想定配信速度 ＝ ペーシング配信速度（ｂｐｓ） × 配信速度安全率・・・（４）
ここで、ペーシング配信速度とは、配信速度決定部３４が決定したＴＳファイルの配信速度である。ペーシング配信速度の算出方法については後述する。配信速度安全率は、例えば０．８〜１．２の間の設定値である。これらの設定値は、例えば、中継装置２０を運用するオペレータなどが設定する。
また、配信速度算出部３３は、以下の式（５）によってＴＳファイルの受信間隔（ＴＳ受信間隔）を算出する。
ＴＳ受信間隔 ＝ 現在配信しているＴＳファイルの受信開始時刻 −
前回配信したＴＳファイルの受信開始時刻 ・・・（５）
なお、式（５）において現在配信しているＴＳファイルと前回配信したＴＳファイルは同一のＨＬＳ配信セッション内におけるＴＳファイルであるとする。
＜配信環境状況およびペーシング配信するかどうかの判定＞
配信速度算出部３３は、これら算出した実配信速度、下限閾値、上限閾値、想定配信速度、受信間隔を配信環境判定部３６に出力する。配信環境判定部３６は、実配信速度と、想定配信速度と、受信間隔に関する閾値（下限閾値、上限閾値）と、に基づいてネットワークの遅延状況など配信環境の状態を判定する。配信速度決定部３４は、配信環境判定部３６の判定結果に基づいてＴＳファイルの配信速度を決定する。
まず、配信環境判定部３６は、ＴＳ受信間隔と、下限閾値および上限閾値との比較を行う。また、配信環境判定部３６は、実配信速度と想定配信速度との比較を行う。図５は、これらの比較結果の組み合わせと、それに対する配信速度との関係を示した表である。
配信環境判定部３６は、比較の結果がＴＳ受信間隔＜下限閾値かつ実配信速度≧想定配信速度の場合、初期バッファまたはトリックプレイを検出したと判定する。配信速度決定部３４は、配信環境判定部３６が初期バッファまたはトリックプレイを検出したと判定した場合、配信速度を全速とすることを決定する。全速とは、制限を設けずにＴＳファイルを配信するときの速度である。
配信環境判定部３６は、比較の結果がＴＳ受信間隔＜下限閾値かつ実配信速度＜想定配信速度の場合、初期バッファまたはトリックプレイを検出したと判定する。配信速度決定部３４は、この場合も配信速度を全速とすることを決定する。
配信環境判定部３６は、比較の結果が下限閾値≦ＴＳ受信間隔≦上限閾値かつ実配信速度≧想定配信速度の場合、初期バッファ等およびネットワーク遅延等が発生していないと判定する。配信速度決定部３４は、初期バッファ等およびネットワーク遅延等が発生していないと判定した場合、配信速度をペーシング配信速度とすることを決定する。ペーシング配信速度については後述する。
配信環境判定部３６は、比較の結果が下限閾値≦ＴＳ受信間隔≦上限閾値かつ実配信速度＜想定配信速度の場合、ネットワーク遅延が発生していると判定する。配信速度決定部３４は、配信環境判定部３６の判定結果がネットワーク遅延発生の場合、配信速度を全速とすることを決定する。
配信環境判定部３６は、比較の結果がＴＳ受信間隔＞上限閾値かつ実配信速度≧想定配信速度の場合、ネットワーク遅延が発生していると判定する。配信速度決定部３４は、配信環境判定部３６の判定結果がネットワーク遅延発生の場合、配信速度を全速とすることを決定する。
配信環境判定部３６は、比較の結果がＴＳ受信間隔＞上限閾値かつ実配信速度＜想定配信速度の場合、ネットワーク遅延が発生していると判定する。配信速度決定部３４は、この場合も配信速度を全速とすることを決定する。
また、配信速度決定部３４は、初回のＴＳファイル（ＨＬＳセッション開始後１つ目のＴＳファイル）の配信については、配信速度を全速とすることを決定する。
＜ペーシング配信速度の算出＞
次にペーシング配信速度について説明する。配信速度決定部３４は、クライアント装置４０が選択したビットレートに応じた配信速度の決定処理を都度実施する。この決定処理で決定された配信速度がペーシング配信速度である。ペーシング配信速度決定処理では、配信速度決定部３４は、「１．最大配信速度」か「２．配信中のビットレートに合わせた配信速度」をペーシング配信速度とする。
１．最大配信速度による制御
最大配信速度とは、例えば、ネットワーク機器の帯域・性能などに基づく設定値である。設定値として最大配信速度を持たせることにより、他のネットワーク機器が対応している以上の速度での配信を防ぐことが出来る。また、最大配信速度は、コンテンツ配信サービスの要求として定められた設定値であってもよい。なお、この最大配信速度は、全速配信に対応した配信速度よりも高速であっても低速であってもよい。最大配信速度が全速配信時の配信速度より大きな値に設定されていても現実には、最大配信速度は、全速配信時の配信速度となる。
２．配信中のビットレートに合わせた配信速度
配信速度決定部３４は、配信中の動画コンテンツのＴＳファイルについて一つ上の帯域に合わせて配信速度を決定する。（次に図６を用いて説明するように音声のコンテンツは対象外とする）。クライアント装置４０は、自身が要求したビットレートに対して定められたダウンロード速度と実際のＴＳファイルのダウンロード速度を比較し、ダウンロード速度が速くなった際はもう一つ上のビットレートのＴＳファイルをダウンロードしようとする動作を行う。一方、中継装置２０においても、クライアント装置４０が要求するビットレートごとに配信速度が定められているものとする。この配信速度は、例えば、クライアント装置４０がそのビットレートの分割ファイルを受信すると決定する場合の受信速度である。例えば、高ビットレートに対応する配信速度がＸ１、中ビットレートに対応する配信速度がＸ２、低ビットレートに対応する配信速度がＸ３であるとする。クライアント装置４０が低ビットレートのＴＳファイルを要求したとする。一方、中継装置２０が配信速度Ｘ３でＴＳファイルを送信したとする。すると、クライアント装置４０は、その配信速度Ｘ３以上のダウンロード速度でＴＳファイルを受信することがなくなる。すると、クライアント装置４０は、配信速度Ｘ３が限界であると認識するため、もう一つ上のビットレートのＴＳファイルをダウンロードしようとする動作を行うことがない。すると、本来はより高いビットレートのＴＳファイルを受信できるにも拘わらず低いビットレートのＴＳファイルだけを受信することとなり、ユーザのＱｏＥが劣化する。そこで、本実施形態では、配信速度決定部３４が、クライアント装置４０が要求した低ビットレートよりも１つ上の中ビットレートに対応した配信速度（この例ではＸ２）を配信速度に決定する。中継装置２０は、１つ上の中ビットレートに対応した配信速度Ｘ２でクライアント装置４０が要求したビットレート低のＴＳファイルを配信する。このようにすると、ネットワーク遅延などが生じない環境では、クライアント装置４０は、要求したビットレート低に対応する配信速度よりも速い速度Ｘ２でＴＳファイルをダウンロードできる可能性がある。その場合、１つ上の中ビットレートのＴＳファイルを要求するようになる。これにより、ユーザのＱｏＥが確保される。この配信中のＴＳファイルの一つ上のビットレートに対応する配信速度がペーシング配信速度である。なお、配信中のＴＳファイルの２つ上のビットレートに対応する配信速度（この例ではＸ１）をペーシング配信速度としないのは、余りにも配信速度を上げすぎると帯域を消費しすぎて例えばトラフィックバースト状態を招くなどペーシング配信の意義が失われるおそれがあるためである。
配信速度決定部３４は、「１．最大配信速度」と「２．配信中のビットレートに合わせた配信速度」とのうち適切な配信速度をペーシング配信速度とする。例えば、配信速度決定部３４は、「２．配信中のビットレートに合わせた配信速度」を求め、「１．最大配信速度」と比較する。配信中のプレイリスト帯域に合わせた配信速度≦最大配信速度ならば、配信速度決定部３４は、配信中のビットレートに合わせた配信速度をペーシング配信速度とする。配信中のビットレートに合わせた配信速度＞最大配信速度ならば、配信速度決定部３４は、最大配信速度をペーシング配信速度とする。
これにより、中継装置２０は、クライアント装置４０が要求に応じた配信速度でコンテンツの配信を行うことができる。
図６は、本発明の第一の実施形態における配信処理のフローチャートの一例である。
図６の処理フローを用いて中継装置２０が適切な配信速度でコンテンツの配信を中継する処理について説明する。
まず、中継装置２０の受信部２１が、コンテンツ配信サーバ装置１０からクライアント装置４０から要求のあったコンテンツに関するＰＬファイル、ＶＰＬファイルを受信する（ステップＳ１１）。受信部２１は、取得したファイルをファイル取得部３１へ出力する。ファイル取得部３１は、取得したファイルをファイル解析部３２へ出力する。ファイル解析部３２は、取得したファイルがＰＬファイルかＶＰＬファイルかを判定する（ステップＳ１２）。具体的には、ファイル解析部３２は、取得したファイルの「ＥＸＴ−Ｘ−ＳＴＲＥＡＭ−ＩＮＦ」タグを参照して、そのタグに「ＢＡＮＤＷＩＤＴＨ」属性が含まれていればＶＰＬファイル、そうでなければＰＬファイルと判定する。ファイル解析部３２がＶＰＬファイルと判定した場合、ファイル解析部３２はＶＰＬ書き換え処理を行う（ステップＳ１３）。具体的には、ファイル解析部３２は、ＶＰＬファイルを解析し、ＶＰＬファイルの中に記載されているビットレート情報を取得する。ファイル解析部３２は、各ビットレートに対応する配信速度とネットワーク帯域の上限値（例えば、上記の最大配信速度）とを比較する。また、ファイル解析部３２は、コンテンツを配信する運用者が指定したそのコンテンツの配信に用いる帯域幅とＶＰＬファイルに記載されているビットレートに対応する配信速度とを比較する。なお、ビットレートごとの配信速度とネットワーク帯域の上限値と運用者が指定した帯域幅に対応するビットレートとは予め配信制御装置３０が備える図示しない記憶部が記憶しているものとする。ビットレートに対応する配信速度がネットワーク帯域の上限値または運用者が指定した帯域幅を上回っている場合、ファイル解析部３２は、ＶＰＬファイルからそのビットレートに関するＰＬファイルの情報（ＰＬファイルのＵＲＬなど）を削除する。但し、削除を行うことによって削除後のＶＰＬファイルに運用者が指定した帯域幅を満たすビットレートに関するＰＬファイルの情報が含まれなくなるようであればその削除は行わない。この書き換え後のＶＰＬファイルをクライアント装置４０に配信することで、クライアント装置４０はネットワーク帯域の上限値を上回るようなビットレートを有するＴＳファイルがあることを認識しなくなる。これにより、高ビットレートのＴＳファイルを要求することがなくなり、ネットワーク帯域を必要以上に消費することがなくなる。また、運用者が指定する帯域幅に当てはまるＰＬファイルの情報が少なくとも一つは含まれるようにＰＬファイルの情報を削除することで配信されるコンテンツの品質を保証し、運用者が意図しないＱｏＥの低下を抑えることが可能となる。また、クライアント装置４０においても視聴するコンテンツに関するＴＳファイルの受信が途切れ途切れになることを防止することが出来る。なお、このＶＰＬ書き換え処理は、例えば、ネットワークが混み合う時間や、ネットワーク帯域に余裕がないときだけ実行するようにしてもよい。このようにするとネットワーク帯域に余裕があるときは、クライアント装置４０は高ビットレートのＴＳファイルを受信し、質の高いコンテンツの視聴が可能になる。
一方、ファイル解析部３２がＰＬファイルと判定した場合、ファイル解析部３２は帯域切替判定処理を行う（ステップＳ１４）。帯域切替判定処理とは、ＰＬファイルが音声のみのコンテンツのＴＳファイルのＵＲＬを記載した音声ＰＬファイルか、動画コンテンツのＴＳファイルのＵＲＬを記載した動画ＰＬファイルかを判定する処理である。例えば、ＨＬＳの場合、ファイル解析部３２は、ＶＰＬファイルを解析し、そのＶＰＬファイルに、音声のみのコンテンツと判別できるタグおよびタグの属性が存在し、取得したＰＬファイルのＵＲＩが示す属性の値がタグの属性値と一致すると、ファイル解析部３２は、そのＰＬファイルが音声ＰＬファイルであると判定する。また、取得したＰＬファイルが音声ＰＬファイルではない場合やそのＰＬファイルにＶＰＬファイルが存在しない場合、ファイル解析部３２は、そのＰＬファイルが動画ＰＬファイルであると判定する。ファイル解析部３２が音声ＰＬファイルと判定した場合、ステップＳ１７に進む。
ファイル解析部３２が動画ＰＬファイルと判定した場合、配信速度決定部３４は配信速度決定処理を行う（ステップＳ１６）。配信速度決定処理については、図５を用いて説明した。例えば、配信速度決定部３４は、取得したＰＬファイルのビットレートよりも一つ上のビットレートに対応する配信速度を図示しない記憶部から読み出して、読み出したその値を配信速度として決定する。また、配信速度決定部３４は、決定した配信速度を最大配信速度と比較し、決定した配信速度＞最大配信速度であれば、最大配信速度を配信速度として決定してもよい。配信速度決定部３４は、決定した配信速度を記憶部に記録する。
次に、配信速度決定部３４は、全速でＰＬファイルをクライアント装置４０に送信するよう中継装置２０の送信部２３に指示する。送信部２３は、ＰＬファイルを全速でクライアント装置４０へ送信する（ステップＳ１７）。クライアント装置４０は、ＰＬファイルを取得し、ＰＬファイルに記載のあるＵＲＬにアクセスしＴＳファイルを順次ダウンロードする。配信制御装置３０は、ＴＳファイルの配信速度を決定し、中継装置２０は、配信制御装置３０が決定した配信速度でＴＳファイルを配信する。次に、中継装置２０が配信制御装置３０の決定した配信速度でＴＳファイルを配信する処理について説明する。
クライアント装置４０が１番目のＴＳファイルをダウンロードしようとするとＨＬＳ配信セッションが開始される（ステップＳ１８）。クライアント装置４０は、ＴＳファイルまたはＰＬファイルを要求する。要求するＴＳファイルのビットレートが変わらない間は、クライアント装置４０は、ＴＳファイルを順次要求するが、配信速度が大きくなると、クライアント装置４０は、より高いビットレートのＴＳファイルを要求するようになる。その場合、クライアント装置４０は、より高いビットレートに対応するＰＬファイルを要求する。つまり、ＨＬＳ配信セッション開始以降は、中継装置２０の受信部２１は、クライアント装置４０による要求に応じてＴＳファイルまたはＰＬファイルを受信する（ステップＳ１９）。受信部２１は、取得したファイル（ＴＳファイルやＰＬファイル）を記憶部２２に記録する。また、受信部２１は、取得したファイルをファイル取得部３１へ出力する。ファイル取得部３１は、取得したファイルをファイル解析部３２へ出力する。ファイル解析部３２は、取得したファイルがＴＳファイルかＰＬファイルかを判定する（ステップＳ２０）。具体的には、ファイル解析部３２は、取得したファイルを先頭からある一定データサイズ分だけ解析し、ファイルフォーマットによりＴＳファイルか否かを判定する。ファイル解析部３２が取得したファイルをＰＬファイルであると判定した場合、上述したステップＳ１４〜ステップＳ１７の処理を行う。ファイル解析部３２が取得したファイルをＴＳファイルであると判定した場合、後述するステップＳ２１〜ステップＳ２６の処理を行う。
まず、ファイル解析部３２が、取得したＴＳファイルが制御対象かどうかを判定する（ステップＳ２１）。制御対象のＴＳファイルとは、動画コンテンツに係る動画ＴＳファイルであって２つ目以降のＴＳファイルである。例えば、ＨＬＳ配信セッション開始後の１つ目の初回ＴＳファイルの場合、ステップＳ２６へ進む。あるいは、取得したＴＳファイルが音声のみのコンテンツに係る音声ＴＳファイルの場合、ステップＳ２６へ進む。ここで音声ＴＳファイルかどうかを判定する処理の一例について説明すると、ファイル解析部３２は、ＶＰＬファイルに音声のみのコンテンツと判別できるタグおよびタグの属性が存在するかどうかを解析する。音声のみのコンテンツと判別できるタグの属性などが存在する場合、ファイル解析部３２は、取得したＴＳファイルが記載されたＰＬファイルのＵＲＩが示す属性の値が、そのタグの属性値と一致すると、そのＴＳファイルが音声ＴＳファイルであると判定する。
次に、配信環境判定部３６が配信環境の状況を判定する（ステップＳ２２）。配信環境の検出については図５で説明したとおりである。つまり、まず、配信速度算出部３３は、実配信速度、受信間隔の下限閾値および上限閾値、想定配信速度、ＴＳファイルの受信間隔を算出し、配信環境判定部３６に出力する。配信環境判定部３６は、これらの値を用いて図５に示した判定基準に従って、ネットワーク遅延状況、初期バッファやトリックプレイ発生の判定を行う。
次に、配信速度決定部３４は、配信環境判定部３６の判定結果に基づいて、ペーシング配信の条件を満たすかどうかを判定する（ステップＳ２３）。例えば、配信環境判定部３６が初期バッファやトリックプレイが発生したと判定すると、配信速度決定部３４は、ペーシング配信の条件を満たさないと判定する。また、例えば、配信環境判定部３６がネットワーク遅延等が発生したと判定すると、配信速度決定部３４は、ペーシング配信の条件を満たさないと判定する。それ以外の場合、配信速度決定部３４は、ペーシング配信の条件を満たすと判定する。
配信速度決定部３４がペーシング配信の条件を満たすと判定すると、中継装置２０は、ＴＳファイルをペーシング配信する（ステップＳ２４）。具体的には、配信速度決定部３４は、ステップＳ１６で記録した配信速度を記憶部から読み出す。次に配信速度決定部３４は、読み出した配信速度でＴＳファイルを送信するように送信部２３に指示する。次に送信部２３は、記憶部２２からＴＳファイルを読み出して、指示された配信速度で読み出したＴＳファイルをクライアント装置４０へ送信する。
配信速度決定部３４がペーシング配信の条件を満たさないと判定すると、中継装置２０は、ＴＳファイルを全速で配信する（ステップＳ２５）。具体的には、配信速度決定部３４は、全速でＴＳファイルを送信するように送信部２３に指示する。次に送信部２３は、記憶部２２からＴＳファイルを読み出して、全速で読み出したＴＳファイルをクライアント装置４０へ送信する。
クライアント装置４０で当該コンテンツの視聴が完了するなどしてＨＬＳセッションが終了する（ステップＳ２６）まで、ステップＳ１９〜ステップＳ２５を繰り返す。
図７は、本発明の第一の実施形態における配信制御による効果の一例を示す図である。
図７は、あるコンテンツを配信した場合のクライアント装置４０と中継装置２０との間のネットワークの使用帯域とコンテンツの配信に伴う時間経過との関係を示したグラフである。図７の縦軸はネットワークの使用帯域、横軸は経過時間である。本実施形態を適用しない場合、ネットワークの使用帯域の推移はグラフ７１のようになった。本実施形態を適用した場合、ネットワークの使用帯域の推移はグラフ７２のようになった。図７が示すように本実施形態によれば、コンテンツ配信時のネットワークの使用帯域をより平準化することができる。それによって、ＴＳファイルは、滞りなくクライアント装置４０に配信され、ユーザはより円滑にコンテンツの視聴を行うことができる。また、突発的なネットワーク使用帯域の増加を抑え、ネットワーク帯域の枯渇を防ぐことができる。
一般的にＡＢＲ配信方式にはペーシング配信が適用されておらず、コンテンツ配信サーバからＴＳファイルが配信されると瞬間にバースト的にデータ転送が行われる場合が多い。本実施形態によれば、ＡＢＲ配信方式にペーシング配信を適用することで、バースト的なデータ転送は行われず、平準的にデータ転送が実施される。
また、コンテンツ再生品質を犠牲にすることなくトラフィックを抑制するには、クライアント側でのバッファ蓄積状況に基づいてペーシング適用／不適用を判定する必要があるが、ＡＲＢ配信方式のようなセグメントファイル（ＴＳファイル）での配信に対しては、中継装置がクライアント装置のバッファ状態を的確に検知できなかったため、再生待ち時間の増加や再生停止の発生、期待通りにトラフィックが削減されないということがありえた。本実施形態によれば、ＡＲＢ配信方式におけるセグメントファイルの受信間隔を測定し、各セグメントファイルの再生時間から計算される閾値と比較してクライアント装置でのバッファ状態やネットワーク遅延状況を推定し、それらの状況に応じた配信速度でＴＳファイルを配信する。これによりペーシング配信の効果を高めることが可能となる。
また、本実施形態では、クライアント装置から要求されたセグメントファイルより情報量（ビットレート）が一つ上のセグメントファイルに適した配信速度でセグメントファイルを配信する。これによりユーザのＱｏＥが補償される。
また、ＶＰＬファイルには数種類のビットレートのコンテンツがあることを示す情報が記載されている。例えば、１Ｍｂｐｓ、５１２Ｋｂｐｓ、２５６Ｋｂｐｓの３種類の情報が記載されていた場合、クライアント装置４０が１Ｍｂｐｓのコンテンツを選択することが可能となる。本実施形態によれば、ＶＰＬの書き換えを行い、ビットレートの上限を７００ｋｂｐｓとした場合、ＶＰＬを書き換えてクライアント装置４０に転送することで、５１２Ｋｂｐｓと２５６Ｋｂｐｓのコンテンツしか選択肢がなくなる。もし、クライアント装置４０が５１２Ｋｂｐｓを選択したとしても、１Ｍｂｐｓに比べて、データ転送量は半分で済むこととなる。すなわち、他のユーザの使用する帯域を圧迫する可能性を低減することができ、結果的に多くのユーザのＱｏＥ向上に効果を発揮する。この機能は、例えば時間帯によって適用有無を変える、特定端末に対してのみ適用をするといった機能と組み合わせることで、さらなる効果の増大が期待できる。
なお、上述の配信制御装置３０は内部にコンピュータを有している。そして、上述した配信制御装置３０の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
また、上述した配信制御装置３０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。ファイル解析部３２は、コンテンツ取得先情報書換部の一例である。ＰＬファイルは、一覧情報の一例である。ＶＰＬは、親一覧情報の一例である。
１・・・通信システム
１０・・・コンテンツ配信サーバ装置
２０・・・中継装置
２１・・・受信部
２２・・・記憶部
２３・・・送信部
３０・・・配信制御装置
３１・・・ファイル取得部
３２・・・ファイル解析部
３３・・・配信速度算出部
３４・・・配信速度決定部
３５・・・配信速度切替判定部
３６・・・配信環境判定部
１００・・・ＴＳファイル

Claims (10)

  1. 配信するコンテンツのファイルデータを分割して得られる分割ファイルであって、前記コンテンツの再生に応じて順に配信される前記分割ファイルの実配信速度を算出する配信速度算出部と、
    前記配信速度算出部が算出した実配信速度と、予め定められた想定配信速度と、予め定められた前記分割ファイルの受信間隔に関する閾値と、に基づいて、前記分割ファイルの配信速度を決定する配信速度決定部と、
    を備える配信制御装置。
  2. 前記コンテンツの分割ファイルの一覧を示した一覧情報の取得位置の情報を含む親一覧情報であって、前記親一覧情報に含まれる前記分割ファイルの再生品質ごとの前記一覧情報について、前記再生品質に対応する配信速度のそれぞれと予め定められた配信速度とを比較して前記再生品質に対応する配信速度が前記予め定められた配信速度を上回る場合、当該再生品質に対応する前記一覧情報を前記親一覧情報から削除するコンテンツ取得先情報書換部、
    をさらに備える請求項１に記載の配信制御装置。
  3. 前記コンテンツについて、異なる再生品質を有する前記分割ファイルが用意され、前記コンテンツを受信するクライアント装置は、自装置が受信した前記分割ファイルの受信速度によってどの再生品質を有する前記分割ファイルを受信するかを選択する場合、
    前記配信速度決定部は、前記クライアント装置が実際に受信する前記分割ファイルより一つ上の再生品質を有する前記分割ファイルを選択する場合の受信速度を、当該実際に受信する前記分割ファイルの配信速度に決定する、
    請求項１から請求項２の何れか１項に記載の配信制御装置。
  4. 前記配信速度決定部は、前記コンテンツが音声のみのコンテンツの場合、前記クライアント装置が受信する前記分割ファイルの再生品質に応じた配信速度の決定を行わず、全速で配信することを決定する、
    請求項３に記載の配信制御装置。
  5. 前記コンテンツの配信に係るネットワークまたは前記コンテンツを受信するクライアント装置の動作状況を判定する配信環境判定部、
    をさらに備え、
    前記配信速度決定部は、前記配信環境判定部の判定結果に基づいて前記分割ファイルの配信速度を決定する、
    請求項１から請求項４の何れか１項に記載の配信制御装置。
  6. 前記配信速度決定部は、前記配信環境判定部が前記ネットワークの遅延の発生、前記クライアント装置における前記コンテンツの受信開始、前記コンテンツの再生位置のジャンプの発生のうち少なくとも一つを判定した場合、全速を前記配信速度に決定する、
    請求項５に記載の配信制御装置。
  7. コンテンツを配信するコンテンツ配信サーバ装置と、前記コンテンツを受信するクライアント装置との間に設けられ、前記コンテンツの配信を中継する中継装置であって、
    請求項１から請求項６の何れか１項に記載の配信制御装置、を備える中継装置。
  8. コンテンツを配信するコンテンツ配信サーバ装置と、
    請求項７に記載の中継装置と、
    前記コンテンツを受信するクライアント装置と、
    を備える配信システム。
  9. 配信するコンテンツのファイルデータを分割して得られる分割ファイルであって、前記コンテンツの再生に応じて順に配信される前記分割ファイルの実配信速度を算出し、
    前記算出した実配信速度と、予め定められた想定配信速度と、予め定められた前記分割ファイルの受信間隔に関する閾値と、に基づいて、前記分割ファイルの配信速度を決定する、
    配信制御方法。
  10. 配信制御装置のコンピュータを、
    配信するコンテンツのファイルデータを分割して得られる分割ファイルであって、前記コンテンツの再生に応じて順に配信される前記分割ファイルの実配信速度を算出する手段、
    前記算出した実配信速度と、予め定められた想定配信速度と、予め定められた前記分割ファイルの受信間隔に関する閾値と、に基づいて、前記分割ファイルの配信速度を決定する手段、
    として機能させるプログラム。
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