JP7304096B2 - 動画配信装置 - Google Patents

Description

本発明は、動画配信装置に関する。

視聴者の要望に応じて動画を視聴者に配信する動画配信サービスが利用されている。動画配信サービスでは、視聴者の要望に応じてできるだけ早く動画を配信することにより、動画配信サービスを利用する視聴者の満足度を高め得る。

視聴者の要望に応じてできるだけ早く動画を配信することに関し、例えば、同一シーンを異なる視点から見ることができる多視点動画の配信では、ある視点から見た映像を提供する動画の再生中に、視聴者が別の視点から見た映像を提供する動画の視聴を要望することがある。視聴者が利用する端末において、動画の再生中における視聴者の要望に応じて別の視点から見た映像を提供する動画等の別の動画を速やかに再生できれば、視聴者の満足度をよりいっそう高め得る。

図９は、現在のデジタル動画圧縮技術を用いてデータ圧縮されたデジタル動画の一例を示す図である。現在のデジタル動画圧縮技術の多くでは、データ圧縮の方法として、１フレーム単独で圧縮されるキーフレーム（図９のＩ０００２、Ｉ０００６等）と、既に圧縮したフレーム（典型的には時系列で直前のフレームだが、フレーム順を入れ替えて先読みするケースなどもある）と現フレームとの間の類似性を利用したフレーム間予測によって圧縮効率を高める予測フレーム（図９のＰ０００３、Ｐ０００４等）とをフレーム毎に使い分けている。このような方法で圧縮されたデジタル動画では、動画の復号はキーフレームから開始する必要があるため、デジタル動画の表示を切り替える場合は切替先の動画のキーフレームのタイミング以外では切り替えることができない。

動画の再生中における視聴者の要望に応じて別の動画を速やかに再生することに関し、特許文献１は、デジタルテレビ放送の第１チャネルを再生する単一表示と、第１チャネル及び第２チャネルの両方を再生する同時表示とを実現する２画面再生機能を有するデジタルテレビ放送再生装置であって、第２チャネルの符号化データのうち復号の開始フレームとなるキーフレームに付随したタイムスタンプを記憶し、単一表示から同時表示への切り替わり時に、切り替わり時の放送時間よりも前で、かつ、放送時間に最も近いタイムスタンプを有する第２チャネルのキーフレームを特定し、第２フレームの符号化データを特定されたキーフレームから順次転送して再生する技術を開示している。

特許文献１の発明によると、復号の開始位置となるキーフレームの間隔が２～５秒間隔の場合であっても、第２チャネルが再生されるまでのタイムラグを軽減し得る。

特開２０１０－２４５９７４公報

特許文献１の技術は、第１チャネルを再生している間に第２チャネルの符号化データを受信可能であることを前提としている。すなわち、特許文献１の技術は、デジタルテレビ放送において、複数のチャネルが同時に放送され、複数のチャネルのうち少なくとも２つのチャネルを再生装置が同時に受信可能であることを前提としている。

一方、インターネット等を介した動画配信サービスでは、同時に配信する動画の数を増やすにつれて、動画配信サービスが利用する通信帯域が増大する。したがって、特許文献１の技術は、動画配信サービスにおいて、視聴者が配信済の動画と異なる別動画の視聴を要望してからできるだけ早くに当該別動画を速やかに再生可能とすることと、利用される通信帯域の増大を防ぐことと、を両立する点において、さらなる改良の余地がある。

本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであり、動画配信サービスにおいて、視聴者が配信済の動画と異なる別動画の視聴を要望してからできるだけ早くに当該別動画を速やかに表示可能な情報を配信することと、利用される通信帯域の増大を防ぐことと、を両立可能な動画配信装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、配信可能な複数の動画のそれぞれを構成する全てのフレームをキーフレームとして圧縮した群で構成される圧縮キーフレーム群データと、配信可能な複数の動画のそれぞれを構成する２フレーム目以降の全てのフレームをフレーム間予測に基づいて圧縮した圧縮予測フレーム等の群で構成される圧縮予測フレーム群データとに事前変換し、映像切り替え指令の受信後にはどのフレームであっても圧縮キーフレームを配信可能とすることによって上述の課題を解決可能であることを見出し、かつ、必要最低限のキーフレーム配信以外には圧縮予測フレームを配信することによって配信データの増大も抑制可能であることを見出し、本発明を完成させるに至った。具体的に、本発明は以下のものを提供する。

第１の特徴に係る発明は、外部端末に配信可能な複数の動画を予め圧縮する事前圧縮部と、配信する動画の切り替え指令を前記外部端末から受信したことに応じて、前記事前圧縮された複数の動画のうち切り替え対象となる切替対象動画の表示に必要な情報を、前記切り替え指令を行った外部端末に配信する情報配信部と、を備え、前記複数の動画は、それぞれ単位フレームの組合せで構成されており、前記単位フレームは、フレーム単体で復号化可能な一のキーフレームと、フレーム単体では復号化不可能であるが、前記キーフレームに比べてデータ量の圧縮効率が高く、時系列で連続するフレーム間の予測に基づいて圧縮される予測フレームとによって構成され、前記事前圧縮部は、前記動画を、前記動画を構成する時系列の全フレームをキーフレームとして圧縮した圧縮キーフレームの群で構成される圧縮キーフレーム群データと、２フレーム目以降の全フレームを予測フレーム及び／又はキーフレームとして圧縮した圧縮予測フレームの群で構成される圧縮予測フレーム群データとに、前記複数の動画のそれぞれについて圧縮可能であり、前記情報配信部は、前記切替対象動画について、前記切り替え指令の受信後に前記切替対象動画の前記圧縮キーフレームを配信済みである場合は前記圧縮予測フレーム群データから前記圧縮予測フレームを配信可能であり、前記切り替え指令の受信後に前記圧縮キーフレームを未配信である場合は前記圧縮キーフレーム群データから前記圧縮キーフレームを配信可能であり、前記圧縮予測フレーム群データが含む前記予測フレームの数は、前記圧縮予測フレーム群データが含む前記キーフレームの数より多い、動画配信装置を提供する。

第１の特徴に係る発明によれば、動画配信装置は、事前圧縮された圧縮キーフレーム群データと圧縮予測フレーム群データを用いて、切り替え指令に応じて外部端末に切替対象動画の表示に必要な情報を送信できる。

ところで、切替対象動画の表示に必要な情報のうち、キーフレームは、フレーム単体で復号化可能である。したがって、表示対象となる単位フレームと対応するキーフレームを受信している場合、外部端末は、フレーム単体で復号化可能なキーフレームを復号化して表示対象となる単位フレームを表示できる。

また、切替対象動画の表示に必要な情報のうち、予測フレームは、圧縮時に予測に用いたフレームを元にして該当フレームを復号するための情報だけが含まれている。したがって、表示対象となる単位フレームに隣り合う隣接単位フレームが復号済であって表示対象となる単位フレームの圧縮予測フレームを受信している場合に外部端末は単位フレームを復号して表示できる。

しかしながら、隣接単位フレームを復号していない場合、外部端末は、予測フレームを用いて表示対象である単位フレームを表示することができない。配信する動画を切り替える瞬間において、外部端末は、切替先動画についてまだデータを受信していない。すなわち、外部端末は、上述の隣接単位フレームに相当するフレームを復号も受信もしていない。

したがって、一のキーフレームと複数の予測フレームとを含む単位フレームの組合せで構成された動画を配信する場合、配信する動画を切り替えると、外部端末は、単体で復号化可能なキーフレームを受信するまで切替対象動画を表示できない。よって、上述のように構成された動画を配信する場合、外部端末は、配信済の動画と異なる動画を速やかに表示できない場合がある。

第１の特徴に係る発明によれば、切り替え指令の受信後に圧縮キーフレームを未配信である場合、動画配信装置は、まず、事前圧縮された圧縮キーフレーム群データから圧縮キーフレームを配信する。これにより、外部端末は、単体で復号化可能なキーフレームを含む圧縮キーフレームをできるだけ早く受信し、配信済の動画と異なる切替対象動画を速やかに表示できる。

第１の特徴に係る発明によれば、切り替え指令の受信後に圧縮キーフレームが配信済である場合、動画配信装置は、データ量の圧縮効率が高い予測フレームをキーフレームより多く含む圧縮予測フレームを事前圧縮された圧縮予測フレーム群データから配信可能である。これにより、動画配信装置は、利用される通信帯域の増大を防ぐことができる。

第１の特徴に係る発明によれば、動画配信装置は、切り替え指令の受信後に圧縮キーフレームが配信済であるかに応じて事前圧縮された圧縮キーフレーム及び／又は圧縮予測フレームを配信するため、データを改めて圧縮等する処理能力を必要とせず、かつ、圧縮に要する処理時間で配信のタイミングを遅らせることなく、動画の表示に必要な情報を配信できる。したがって、第１の特徴に係る発明によれば、動画配信装置は、データを改めて圧縮等して配信のタイミングを遅らせることなく、視聴者が配信済の動画と異なる切替対象動画の視聴を要望してからできるだけ早くに切替対象動画を速やかに表示可能な情報を配信できる。

また、第１の特徴に係る発明によれば、予測フレーム及びキーフレームを含む通常の動画を圧縮予測フレーム群データとして利用し得る。これにより、事前圧縮部は、圧縮予測フレーム群データを生成する前処理を省き、圧縮キーフレーム群データを生成する前処理だけを実行すれば足りる。通常の動画を圧縮予測フレーム群データとして利用する場合、配信時には本来は予測フレームの通信で済むべきフレームでも、通常の動画でキーフレームになっていた場合にキーフレームを配信するケースが出てくるため、通信量が若干増すというデメリットがある。ただし、そのデメリットの影響は元の動画のキーフレーム間隔に依存するため、キーフレーム間隔が数秒間に一度程度等である一般的な動画でれば、あまり大きな影響はない。

したがって、第１の特徴に係る発明によれば、動画配信サービスにおいて、視聴者が配信済の動画と異なる別動画の視聴を要望してからできるだけ早くに当該別動画を速やかに表示可能な情報を配信することと、利用される通信帯域の増大を防ぐことと、を両立可能な動画配信装置を提供できる。

第２の特徴に係る発明は、第１の特徴に係る発明であって、前記情報配信部は、前記切替対象動画について、前記切り替え指令の受信後に前記切替対象動画の前記圧縮キーフレームを配信済みであっても、所定の場合に前記圧縮キーフレームを再び配信可能である、動画配信装置を提供する。

外部端末は、通信障害等によって単位フレームのうちのいずれかを受信できない場合がある。外部端末が表示対象となる単位フレームと隣り合う単位フレームを受信できない場合、外部端末は、予測フレームを用いて表示対象である単位フレームを復号することができない。

例えば、キーフレームと１以上の予測フレームとが交互に配信されるよう圧縮した動画を配信する方法では、単位フレームのうちのいずれかを受信できない場合、次にキーフレームを受信するまでの間の予測フレームの復号処理は正しく動かず、一般的にはブロックノイズなどが発生して復号結果の映像が乱れる。

代替アプローチとして、全フレームをキーフレームとして圧縮しておいて配信する方法も考えられる。その場合でも、映像切り替え時には迅速にキーフレームが受信されるので切り替え処理は高速になり、通信エラーでフレーム復号に失敗しても次に受信したフレームで復帰できるようになるものの、予測フレームを使用しないために圧縮効率が低下し、必要な通信帯域が増し、通信の遅延リスクが高まるという欠点がある。

代替アプローチとして、配信時に送信側がオンデマンドに動画を伸張・再圧縮処理することで必要なタイミングに圧縮キーフレームを使う方法も考えられる。その場合でも、映像切り替え時には迅速にキーフレームが受信されるので切り替え処理は高速になり、通信エラーでフレーム復号に失敗しても次に受信したフレームで復帰できるようになり、予測フレームを使用するので圧縮効率や通信帯域の面でも我々のアプローチと遜色は無いが、そのように配信時にデータを改めて圧縮するためには送信側には配信処理と別に伸張圧縮処理のために追加の処理能力が必要となり、かつ、圧縮処理に要する時間によって配信のタイミングが遅れ得る。特に、動画配信サービス等によって例示される、多数の端末に動画を配信する場合は、送信側における伸張圧縮処理のための追加の処理能力が多大なものとなり、圧縮処理に要する時間によって配信のタイミングが著しく遅れ得る。

第２の特徴に係る発明によれば、動画配信装置は、所定の場合に事前圧縮された圧縮キーフレームを再び配信できる。これにより、利用される通信帯域の増大を防ぐことと、通信状況等に応じてデータを改めて圧縮等して配信のタイミングを遅らせることを防ぐことと、を両立できる。

したがって、第２の特徴に係る発明によれば、動画配信サービスにおいて、視聴者が配信済の動画と異なる別動画の視聴を要望してからできるだけ早くに当該別動画を速やかに表示可能な情報を配信することと、利用される通信帯域の増大を防ぐことと、を両立可能な動画配信装置を提供できる。

第３の特徴に係る発明は、第１又は第２の特徴に係る発明であって、前記圧縮予測フレーム群データは、前記予測フレームのみを含む、動画配信装置を提供する。

第３の特徴に係る発明によれば、圧縮予測フレーム群データが予測フレームのみを含むことにより、利用される通信帯域の増大をよりいっそう防ぐことができる。

したがって、第３の特徴に係る発明によれば、動画配信サービスにおいて、視聴者が配信済の動画と異なる別動画の視聴を要望してからできるだけ早くに当該別動画を速やかに表示可能な情報を配信することと、利用される通信帯域の増大を防ぐことと、を両立可能な動画配信装置を提供できる。

本発明によれば、動画配信サービスにおいて、視聴者が配信済の動画と異なる別動画の視聴を要望してからできるだけ早くに当該別動画を速やかに表示可能な情報を配信することと、利用される通信帯域の増大を防ぐことと、を両立可能な動画配信装置を提供できる。

図１は、実施形態の動画配信システムＳのハードウェア構成及びソフトウェア構成を示すブロック図である。 図２は、動画テーブル１２１の一例である。 図３は、キーフレーム及び予測フレームの概念を説明する図である。 図４は、配信状況テーブル１２２の一例である。 図５は、実施形態の動画配信装置１で実行される動画配信処理の好ましい流れの一例を示すフローチャートである。 図６は、動画を事前圧縮して圧縮キーフレーム群データ及び圧縮予測フレーム群データを得ることを模式的に示す図である。 図７は、圧縮キーフレームが未配信であるか判別しない場合に配信される従来技術の動画データを模式的に示す図である。 図８は、実施形態の動画配信装置１が配信する情報を模式的に示す図である。 図９は、現在のデジタル動画圧縮技術を用いてデータ圧縮されたデジタル動画の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、実施形態の動画配信システムＳのハードウェア構成及びソフトウェア構成を示すブロック図である。

＜動画配信システムＳ＞
動画配信システムＳは、動画配信装置１と、動画配信装置１とネットワークＮを介して通信可能な外部端末Ｔとを含んで構成される。

〔動画配信装置１〕
動画配信装置１は、制御部１１と、記憶部１２と、通信部１３と、を備える。

［制御部１１］
制御部１１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備える。

［記憶部１２］
記憶部１２は、データ及び／又はファイルが記憶される装置であって、ハードディスク、半導体メモリ、記録媒体、及びメモリカード等によるデータのストレージ部を有する。記憶部１２は、ネットワークＮを介してＮＡＳ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｔｔａｃｈｅｄ Ｓｔｏｒａｇｅ）、ＳＡＮ（Ｓｔｏｒａｇｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、クラウドストレージ、ファイルサーバ及び／又は分散ファイルシステム等の記憶装置又は記憶システムとの接続を可能にする仕組みを有してもよい。

記憶部１２には、マイクロコンピューターで実行される制御プログラム、動画テーブル１２１、配信状況テーブル１２２等が記憶されている。

（動画テーブル１２１）
図２は、動画テーブル１２１の一例である。動画テーブル１２１は、外部端末Ｔに配信可能な複数の動画のそれぞれについて動画データを格納する。動画データは、少なくとも圧縮キーフレーム群データ及び圧縮予測フレーム群データを含む。

圧縮キーフレーム群データは、動画に含まれる１以上の画像（単位フレーム）について、単位フレームそれぞれを単体で復号化可能なキーフレームとして圧縮したデータである。圧縮予測フレーム群データは、動画に含まれる１以上の単位フレームについて、キーフレームに比べてデータ量の圧縮効率が高く、時系列で連続するフレーム間の予測に基づく予測フレームとして圧縮したデータである。

図３は、キーフレーム及び予測フレームの概念を説明する図である。図３に示す動画は、サッカーコートに「配信杯」「決勝」の文字列が順に重畳されて表示される動画である。図３に示す動画は、サッカーコートの画像である第１単位フレーム「Ｖ０００１」と、第１単位フレームのサッカーコートに「配信杯」という文字列が重畳された画像である第２単位フレーム「Ｖ０００２」と、第１単位フレームのサッカーコートに「配信杯決勝」という文字列が重畳された画像である第３単位フレーム「Ｖ０００３」と、を含む。

第１キーフレーム「Ｉ０００１」は、第１単位フレーム「Ｖ０００１」と同じ画像を単体で表示可能なキーフレームである。第２キーフレーム「Ｉ０００２」、第３キーフレーム「Ｉ０００３」も同様に、第２単位フレーム「Ｖ０００２」、第３単位フレーム「Ｖ０００３」と同じ画像を単体で表示可能なキーフレームである。

一方、第２予測フレーム「Ｐ０００２」は、第１単位フレーム「Ｖ０００１」と第２単位フレーム「Ｖ０００２」との差分が「配信杯」の文字列の有無であることを示す予測フレームである。第２予測フレーム「Ｐ０００２」は、サッカーコートの画像を含まないため、第２キーフレーム「Ｉ０００２」より圧縮効率が高い。しかしながら、第２予測フレーム「Ｐ０００２」は、サッカーコートの画像を含まないため、第１単位フレーム「Ｖ０００１」を表示可能でなければ、第２単位フレーム「Ｖ０００２」を表示できない。このように、予測フレームは、時系列で連続する復号済のフレームを元に表示対象となるフレームを予測するための情報であるため、圧縮効率が高い一方、元のフレームが復号済でなければ表示対象となるフレームを表示できない。図３では、表示対象となるフレームを予測するための情報としてフレーム間の差分を例示したが、表示対象となるフレームを予測するための情報は、特に限定されず、フレーム間差分情報及び動き補償情報等によって例示される、フレームを予測するための各種情報の１以上を含む情報でよい。

予測フレームは、特に限定されず、例えば、時間的に前である１以上のフレームとの前方向予測を用いる前方向予測フレーム（Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ Ｆｒａｍｅ、Ｐフレーム）、前方向予測及び／又は時間的に後である１以上のフレームとの後方向予測を用いる両方向予測フレーム（Ｂｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ Ｆｒａｍｅ、Ｂフレーム）等の１以上を含むことが可能な予測フレームでもよい。

圧縮キーフレーム群データ及び／又は圧縮予測フレーム群データは、Ｈ．２６４／Ｈ．２６５／ＶＰ９／ＡＶ１／Ｈ．２６６のような標準的な動画圧縮規格で圧縮されていることが好ましい。これにより、動画配信装置１及び／又は外部端末Ｔは、当該動画圧縮規格に基づいたソフトウェア及び／又はハードウェアを用いた圧縮処理及び／又は伸長処理を行い得る。

図２に戻る。動画テーブル１２１は、動画を識別可能な動画ＩＤと動画データとを関連付けて格納可能であることが好ましい。これにより、動画配信装置１は、動画ＩＤを用いて動画データを格納及び／又は読み取ることができる。

必須の態様ではないが、動画データは、動画の表示を制御可能なデータ等をさらに含んでもよい。

必須の態様ではないが、動画データは、キーフレームと予測フレームとの両方を含んで事前圧縮された、従来技術の動画データと同様のデータをさらに含んでもよい。

動画データが従来技術の動画データと同様のデータをさらに含むことにより、圧縮予測フレーム群データの代わりに従来技術の動画データと同様のデータを用いて圧縮予測フレーム及び圧縮キーフレームを配信できる。従来技術の動画データと同様のデータを配信することにより、切り替え指令の受信後にキーフレームが配信済である場合において、キーフレームを適応的に配信する特別の処理を実行することなく、予測フレームだけでなくキーフレームをも含む従来技術の動画データと同様のデータを配信できる。

図２に示す動画テーブル１２１は、動画ＩＤと関連付けられた動画データを格納している。図２に示す動画テーブル１２１が格納する動画ＩＤ「Ｍ０００１」によって識別される動画データは、以下の情報を含んでいる：
第２キーフレーム「Ｉ０００２」、第３キーフレーム「Ｉ０００３」等を含む圧縮キーフレーム群データ、
第２予測フレーム「Ｐ０００２」、第３予測フレーム「Ｐ０００３」等を含む圧縮予測フレーム群データ。

これにより、動画配信装置１は、動画ＩＤ「Ｍ０００１」に対応する動画を、動画データが含む圧縮キーフレーム群データ及び圧縮予測フレーム群データを用いて配信できる。

（配信状況テーブル１２２）
図４は、配信状況テーブル１２２の一例である。配信状況テーブル１２２は、動画の配信先となる外部端末Ｔ（配信先端末）のそれぞれを識別可能な情報と関連付けて配信先端末に関する配信状況を格納する。これにより、動画配信装置１は、配信先端末への配信状況に応じた配信を行うことができる。

配信状況は、少なくとも、切替対象動画を識別可能な情報と、圧縮キーフレームを配信済であるか識別可能な情報とを含む。これにより、動画配信装置１は、圧縮キーフレームを配信済であるかに基づいて圧縮キーフレーム又は圧縮予測フレームを配信できる。

配信状況は、配信先端末に配信済である配信済フレームと対応する単位フレームを識別可能な情報を含むことが好ましい。これにより、動画配信装置１は、配信済フレームと対応する単位フレームに続く単位フレームに対応するキーフレーム又は予測フレームを配信先端末に配信できる。

必須の態様ではないが、圧縮キーフレームを配信済であるか識別可能な情報は、配信済キーフレームと対応する単位フレームを識別可能な情報を含むことが好ましい。これにより、動画配信装置１は、配信済キーフレームと配信中のフレームとの間にある予測フレームの数が所定範囲に含まれるようキーフレームを配信できる。

図４に示す配信状況テーブル１２２は、配信先端末と関連付けられた配信状況を格納している。図４に示す配信状況テーブル１２２において情報「Ｔ１」によって識別される配信先端末と関連付けられた配信状況は、以下の情報を含んでいる：
切替対象動画を識別可能な情報である動画ＩＤ「Ｍ０００１」、
配信済フレームと対応する単位フレームを識別可能な情報である「Ｐ０００９」、
配信済キーフレームと対応する単位フレームを識別可能な情報である「Ｉ０００６」。

これにより、動画配信装置１は、動画ＩＤ「Ｍ０００１」の切替対象動画において配信済である配信済フレーム「Ｐ０００９」に続くキーフレーム又は予測フレームを「Ｔ１」によって識別される配信先端末に配信できる。また、動画配信装置１は、配信済キーフレーム「Ｉ０００６」と配信済フレーム「Ｐ０００９」とを用いて、キーフレームを配信するか判別できる。

［通信部１３］
通信部１３は、動画配信装置１をネットワークＮに接続して外部端末Ｔ等と通信可能にする通信部であれば特に限定されず、例えば、携帯電話ネットワークに対応した無線装置、ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠したＷｉ－Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）対応デバイス、及びイーサネット規格に対応したネットワークカード等が挙げられる。

〔外部端末Ｔ〕
外部端末Ｔは、ネットワークＮを介して動画配信装置１と通信可能であり、配信する動画の切り替え指令を動画配信装置１に送信可能であって、動画配信装置１から配信された動画を表示可能であれば特に限定されない。外部端末Ｔは、例えば、スマートフォン及びタブレット端末等によって例示される携帯端末、並びに、パーソナルコンピュータ及び動画配信サービス対応テレビ等によって例示される据置型端末等でよい。外部端末Ｔの数は、特に限定されない。

〔ネットワークＮ〕
ネットワークＮの種類は、動画配信装置１と外部端末Ｔ等とを通信可能にするネットワークであれば特に限定されず、例えば、パーソナルエリアネットワーク、ローカルエリアネットワーク、イントラネット、エクストラネット、インターネット、Ｗｉ－Ｆｉネットワーク、携帯電話ネットワーク、あるいはこれらのネットワークを複数組み合わせたネットワーク等が挙げられる。

〔動画配信装置１で実行される動画配信処理〕
図５は、実施形態の動画配信装置１で実行される動画配信処理の好ましい流れの一例を示すフローチャートである。以下、図５を用いて実施形態の動画配信装置１で実行される動画配信処理の好ましい流れの一例を説明する。

まず、動画配信装置１は、ステップＳ１からステップＳ２の事前圧縮処理を実行する。

［ステップＳ１：事前圧縮済みであるか判別］
制御部１１は、記憶部１２及び通信部１３と協働して事前圧縮部１１１を実行し、圧縮キーフレーム群データ及び圧縮予測フレーム群データが事前圧縮済みであるか判別する処理を実行する（ステップＳ１）。事前圧縮済みであれば、制御部１１は、処理をステップＳ３に移す。事前圧縮済みでなければ、制御部１１は、処理をステップＳ２に移す。

［ステップＳ２：事前圧縮を行う］
制御部１１は、記憶部１２及び通信部１３と協働して事前圧縮部１１１を実行し、動画を圧縮キーフレーム群データ及び圧縮予測フレーム群データに圧縮する事前圧縮を行う処理を実行する（ステップＳ２）。制御部１１は、圧縮した圧縮キーフレーム群データ及び圧縮予測フレーム群データを動画テーブル１２１に格納し、処理をステップＳ３に移す。

ステップＳ１からステップＳ２の事前圧縮処理を実行することにより、動画配信装置１は、事前圧縮された圧縮キーフレーム群データと圧縮予測フレーム群データを用いて、切り替え指令に応じて外部端末Ｔに切替対象動画の表示に必要な情報を送信できる。

続いて、動画配信装置１は、ステップＳ３からステップＳ８の情報配信処理を実行する。

［ステップＳ３：配信する動画の切り替え指令を受信したか判別］
制御部１１は、記憶部１２及び通信部１３と協働して情報配信部１１２を実行し、配信する動画の切り替え指令を外部端末Ｔから受信したか判別する処理を実行する（ステップＳ３）。切り替え指令を受信したならば、制御部１１は、処理をステップＳ６に移す。切り替え指令を受信していないならば、制御部１１は、処理をステップＳ４に移す。

ステップＳ３で配信する動画の切り替え指令を受信したか判別することにより、切り替え指令を受信した場合、すなわち、切り替え指令の受信後に圧縮キーフレームが未配信である切替対象動画を配信する場合に、切替対象動画の圧縮キーフレームを配信できる。また、切り替え指令を受信していない場合、すなわち、切り替え指令の受信後に圧縮キーフレームが配信済である切替対象動画を配信する場合に、切替対象動画の圧縮予測フレームを配信できる。

必須の態様ではないが、動画配信装置１は、所定の場合であるか判別するステップＳ４の処理を実行することが好ましい。これにより、動画配信装置１は、切り替え指令の受信後に切替対象動画の圧縮キーフレームを配信済みであっても、所定の場合に圧縮キーフレームを再び配信できる。

［ステップＳ４：所定の場合であるか判別］
制御部１１は、記憶部１２及び通信部１３と協働して情報配信部１１２を実行し、所定の場合であるか判別する処理を実行する（ステップＳ４）。所定の場合であるならば、制御部１１は、処理をステップＳ６に移す。所定の場合でないならば、制御部１１は、処理をステップＳ５に移す。

外部端末Ｔは、通信障害等によって単位フレームのうちのいずれかを受信できない場合がある。外部端末Ｔが表示対象となる単位フレームと隣り合う単位フレームを受信できない場合、外部端末Ｔは、予測フレームを用いて表示対象である単位フレームを表示することができない。

所定の場合であるか判別するステップＳ４の処理を実行することにより、動画配信装置１は、所定の場合において、圧縮キーフレームを適応的に再び配信できる。これにより、外部端末Ｔは、通信障害等によって表示対象となる単位フレームと隣り合う単位フレームを受信できない場合であっても、再び配信された圧縮キーフレームを用いて速やかに切替対象動画を表示できる。

ステップＳ４において所定の場合であるか判別する方法は、特に限定されない。

ステップＳ４において所定の場合であるか判別する方法は、配信状況テーブル１２２に格納された配信済キーフレーム及び配信済フレームを用いて、ステップＳ３で受信した切り替え指令を送信した外部端末Ｔにキーフレームを配信してから配信した連続する予測フレームの数が所定範囲に含まれる場合に所定の場合であると判別する方法を含むことが好ましい。

これにより、外部端末Ｔが連続して受信する予測フレームの数を所定範囲の下限以上の数にできる。よって、動画配信装置１は、配信する情報における予測フレームの割合を一定割合に保ち、圧縮効率を高め得る。

また、これにより、外部端末Ｔが連続して受信する予測フレームの数を所定範囲の上限以下の数にできる。よって、動画配信装置１が通信障害等によって予測フレームのうちのいずれかが外部端末Ｔにおいて受信されなかったことを検知できない場合であっても、圧縮キーフレームが再び配信されるまでの時間を短くし得る。

所定範囲の下限は、切替対象動画のフレームレートに応じて、外部端末Ｔが連続して受信する予測フレームに応じた再生時間が１秒以上となる数であることが好ましく、外部端末Ｔが連続して受信する予測フレームに応じた再生時間が３秒以上となる数であることがより好ましい。所定範囲の下限を上述のとおり定めることにより、動画配信装置１は、圧縮効率をよりいっそう高め得る。

所定範囲の上限は、切替対象動画のフレームレートに応じて、外部端末Ｔが連続して受信する予測フレームに応じた再生時間が３０秒以下となる数であることが好ましく、外部端末Ｔが連続して受信する予測フレームに応じた再生時間が１０秒以下となる数であることがより好ましい。所定範囲の上限を上述のとおり定めることにより、予測フレームのうちのいずれかが外部端末Ｔにおいて受信されなかった場合において、外部端末Ｔが圧縮キーフレームを受信して動画を表示可能とするまでの時間をよりいっそう短くできる。

ステップＳ４において所定の場合であるか判別する方法は、外部端末Ｔが配信されたキーフレーム及び／又は予測フレームのうちのいずれかを受信できなかったことを検知した場合に所定の場合であると判別する方法を含むことが好ましい。これにより、動画配信装置１は、外部端末Ｔが配信されたキーフレーム及び／又は予測フレームのうちのいずれかを受信できなかった場合に圧縮キーフレームを外部端末Ｔに再び配信できる。

［ステップＳ５：圧縮予測フレームを配信］
制御部１１は、記憶部１２及び通信部１３と協働して情報配信部１１２を実行し、ステップＳ３で受信した切り替え指令を送信した外部端末Ｔに圧縮予測フレーム群データから配信済のデータに続くフレームに対応する圧縮予測フレームを配信する処理を実行する（ステップＳ５）。制御部１１は、処理をステップＳ７に移す。

［ステップＳ６：圧縮キーフレームを配信］
制御部１１は、記憶部１２及び通信部１３と協働して情報配信部１１２を実行し、ステップＳ３で受信した切り替え指令を送信した外部端末Ｔに圧縮キーフレーム群データから配信済のデータに続くフレームに対応する圧縮キーフレームを配信する処理を実行する（ステップＳ６）。制御部１１は、処理をステップＳ７に移す。

［ステップＳ７：配信済のデータを判別可能な情報を格納］
制御部１１は、記憶部１２及び通信部１３と協働して情報配信部１１２を実行し、ステップＳ３で受信した切り替え指令を送信した外部端末Ｔに配信済のデータを判別可能な情報を格納する処理を実行する（ステップＳ７）。制御部１１は、処理をステップＳ８に移す。

［ステップＳ８：動画が終了したか判別］
制御部１１は、記憶部１２及び通信部１３と協働して情報配信部１１２を実行し、切替対象動画が終了したか判別する処理を実行する（ステップＳ８）。切替対象動画が終了したならば、制御部１１は、動画配信処理を終了する。切替対象動画が終了していないならば、制御部１１は、処理をステップＳ３に移す。

ステップＳ３からステップＳ８の情報配信処理を実行することにより、動画配信装置１は、切り替え指令の受信後に圧縮キーフレームを未配信である場合、まず、圧縮キーフレーム群データから配信済のデータに続くフレームに対応する圧縮キーフレームを配信する。これにより、外部端末Ｔは、単体で復号化可能なキーフレームを含む圧縮キーフレームをできるだけ早く受信し、配信済の動画と異なる切替対象動画を速やかに表示できる。

ステップＳ３からステップＳ８の情報配信処理を実行することにより、切り替え指令の受信後に圧縮キーフレームが配信済である場合、動画配信装置１は、データ量の圧縮効率が高い圧縮予測フレーム群データから配信済のデータに続くフレームに対応する圧縮予測フレームを配信可能である。これにより、動画配信装置１は、利用される通信帯域の増大を防ぐことができる。

ステップＳ３からステップＳ８の情報配信処理を実行することにより、動画配信装置１は、切り替え指令の受信後に圧縮キーフレームが配信済であるかに応じて事前圧縮された圧縮キーフレーム及び／又は圧縮予測フレームを配信するため、データを逐一圧縮等することなく、動画の表示に必要な情報を配信できる。したがって、動画配信装置１は、データを改めて圧縮等して配信のタイミングを遅らせることなく、視聴者が配信済の動画と異なる切替対象動画の視聴を要望してからできるだけ早くに切替対象動画を速やかに表示可能な情報を配信できる。

＜動画配信システムＳの使用例＞
続いて、実施形態に係る動画配信システムＳの使用例を説明する。

〔事前圧縮〕
まず、動画配信装置１は、動画を事前圧縮して圧縮キーフレーム群データ及び圧縮予測フレーム群データを得る。

図６は、動画を事前圧縮して圧縮キーフレーム群データ及び圧縮予測フレーム群データを得ることを模式的に示す図である。図６に示す例では、第１単位フレーム「Ｖ０００１」から第７単位フレーム「Ｖ０００７」を含む動画から、圧縮キーフレーム群データ及び圧縮予測フレーム群データを生成する。

動画配信装置１は、動画を事前圧縮して、第１単位フレーム「Ｖ０００１」から第７単位フレーム「Ｖ０００７」のそれぞれを単体で復号化可能な第１キーフレーム「Ｉ０００１」から第７キーフレーム「Ｉ０００７」を含む圧縮キーフレーム群データを生成する。

また、動画配信装置１は、動画を事前圧縮して、第１単位フレーム「Ｖ０００１」と第２単位フレーム「Ｖ０００２」との間の予測に相当する第２予測フレーム「Ｐ０００２」等を含む圧縮予測フレーム群データを生成する。予測フレームのそれぞれは、単位フレームを単体で復号化可能な情報の代わりに隣り合う単位フレームの予測を復号化可能な情報のみを含むため、単位フレームの圧縮効率を高め得る。

〔配信する動画の切り替えを指令〕
外部端末Ｔを利用する視聴者は、外部端末Ｔを介して配信する動画の切り替え指令を動画配信装置１に送信する。動画配信装置１は、ネットワークＮを介して外部端末Ｔから切り替え指令を受信する。

〔切替対象動画の表示に必要な情報を配信〕
動画配信装置１は、まず、圧縮キーフレームを外部端末Ｔに配信する。これにより、外部端末Ｔは、単体で復号化可能なキーフレームを含む圧縮キーフレームをできるだけ早く受信し、切替対象動画を速やかに表示できる。

続いて、動画配信装置１は、データ量の圧縮効率が高い圧縮予測フレームを外部端末Ｔに配信する。これにより、動画配信装置１は、利用される通信帯域の増大を防ぐことができる。

［動画配信装置１が配信する情報］
図７は、圧縮キーフレームが未配信であるか判別しない場合に配信される従来技術の動画データを模式的に示す図である。図８は、実施形態の動画配信装置１が配信する情報を模式的に示す図である。図７及び図８を用いて、実施形態の動画配信装置１が配信する情報を説明する。

図７に示す圧縮キーフレームが未配信であるか判別しない場合に配信される従来技術の動画データを示す例では、動画配信を行う装置は、動画ＩＤ「Ｍ０００１」の動画及び動画ＩＤ「Ｍ０００２」の動画それぞれについて、キーフレームと予測フレームの両方を含んで事前圧縮された１つの動画データを格納し、配信対象となる動画のフレームを順番に配信している。

これにより、第１タイミングＴ１までは、動画配信を行う装置は、動画ＩＤ「Ｍ０００１」の動画を表示可能な情報である第２キーフレーム「Ｉ０００２」、第３予測フレーム「Ｐ０００３」等を順番に配信する。

第１２予測フレーム「Ｐ００１２」が配信された後の第１タイミングＴ１で、配信する動画を動画ＩＤ「Ｍ０００２」で識別される切替対象動画に切り替える切り替え指令が送信される。動画配信を行う装置は、格納された動画ＩＤ「Ｍ０００２」の動画データから、第１２予測フレーム「Ｐ００１２」に続くフレームに対応するフレームを表示可能な情報である第１０１３予測フレーム「Ｐ１０１３」、第１０１４予測フレーム「Ｐ１０１４」、第１０１５予測フレーム「Ｐ１０１５」、及び第１０１６キーフレーム「Ｉ１０１６」等を配信する。

しかし、動画配信を行う装置が動画それぞれについて１つの動画データのみを格納しているため、動画配信を行う装置は、動画切替の直後にキーフレームを送信できない。そのため、第１０１６キーフレーム「Ｉ１０１６」が配信される第２タイミングＴ２まで、外部端末Ｔは、動画ＩＤ「Ｍ０００２」の動画についてキーフレームを受信していない。したがって、外部端末Ｔは、動画ＩＤ「Ｍ０００２」の動画を第２タイミングＴ２まで表示できない。

このとき、外部端末Ｔは、表示可能なデータを受信していないため、動画の表示が崩れた状態及び／又は動画の表示が更新されない状態となる。

動画の表示が崩れた状態を避けるために、動画ＩＤ「Ｍ０００２」の動画のキーフレームに対応する第２タイミングＴ２まで動画ＩＤ「Ｍ０００２」の動画を配信するタイミングを遅らせる方法がある。しかし、この方法では、動画の表示が崩れた状態等を防ぎ得るものの、配信のタイミングが遅れてしまう。

動画の表示が崩れた状態を避けるために、第１タイミングＴ１より前のタイミングに対応する動画ＩＤ「Ｍ０００２」の動画のキーフレームを配信する方法もある。

しかし、この方法では、動画の表示が崩れた状態等を防ぎ得るものの、外部端末Ｔは、第１タイミングＴ１より前のタイミングに対応するフレームから第１タイミングＴ１の後に対応するフレームまでを伸長し、予測を逐一適用して表示するため、第１タイミングＴ１の後に対応するフレームを表示するタイミングが遅れてしまう。また、この方法では、第１タイミングＴ１より前のタイミングに対応するフレームを配信するため、第１タイミングＴ１の後に対応するフレームを配信するタイミングが遅れることも懸念される。

一方、図８に示す実施形態の動画配信装置１が配信する情報を示す例では、動画配信装置１は、動画ＩＤ「Ｍ０００１」の動画及び動画ＩＤ「Ｍ０００２」の動画それぞれについて、キーフレームのみを事前圧縮した圧縮キーフレーム群データ（キー群）と、予測フレームのみを事前圧縮した圧縮予測フレーム群データ（予測群）とを格納している。

これにより、実施形態の動画配信装置１は、切り替え指令が送信された第１タイミングＴ１で、事前圧縮された第１０１３キーフレーム「Ｉ１０１３」を速やかに配信できる。これにより、外部端末Ｔは、動画ＩＤ「Ｍ０００２」の動画を速やかに表示できる。

実施形態の動画配信装置１において圧縮キーフレーム群データが事前圧縮されているため、動画配信装置１は、データを改めて圧縮等して配信のタイミングを遅らせることなく、動画ＩＤ「Ｍ０００２」の動画を外部端末Ｔにおいて表示可能とする情報を外部端末Ｔに配信できる。

また、動画配信装置１は、第３タイミングＴ３、第４タイミングＴ４、及び第５タイミングＴ５のそれぞれにおいて、事前圧縮された第６キーフレーム「Ｉ０００６」、第１０キーフレーム「Ｉ００１０」、及び第１０１７キーフレーム「Ｉ１０１７」が適応的かつ速やかに配信される。これにより、外部端末Ｔは、通信障害等によっていずれかのフレームを受信できない場合であっても、これらのキーフレームを用いて速やかに動画ＩＤ「Ｍ０００１」の動画又は動画ＩＤ「Ｍ０００２」の動画を表示できる。

動画配信装置１が配信する情報は、切替対象動画を表示可能なキーフレーム及び予測フレームであり、複数の動画のそれぞれを表示可能な大容量の情報ではない。これにより、動画配信装置１は、利用される通信帯域の増大を防ぐことができる。

したがって、実施形態の動画配信システムＳによれば、動画配信サービスにおいて、視聴者が配信済の動画と異なる別動画の視聴を要望してからできるだけ早くに当該別動画を速やかに表示可能な情報を配信することと、利用される通信帯域の増大を防ぐことと、を両立できる。

なお、本発明の思想の範疇において、当業者であれば各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の実施の形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

Ｓ 動画配信システム
１ 動画配信装置
１１ 制御部
１１１ 事前圧縮部
１１２ 情報配信部
１２ 記憶部
１２１ 動画テーブル
１２２ 配信状況テーブル
１３ 通信部
Ｔ 外部端末
Ｎ ネットワーク

Claims (2)

1. 外部端末に配信可能な複数の動画を予め圧縮する事前圧縮部と、
   配信する動画の切り替え指令を前記外部端末から受信したことに応じて、事前圧縮された複数の動画のうち切り替え対象となる切替対象動画の表示に必要な情報を、前記切り替え指令を行った外部端末に配信する情報配信部と、
   を備え、
   前記複数の動画は、それぞれ単位フレームの組合せで構成されており、
   前記単位フレームは、フレーム単体で復号化可能な一のキーフレームと、フレーム単体では復号化不可能であるが、前記キーフレームに比べてデータ量の圧縮効率が高く、時系列で連続するフレーム間の予測に基づいて圧縮される予測フレームとによって構成され、
   前記事前圧縮部は、前記動画を、前記動画を構成する時系列の全フレームをキーフレームとして圧縮した圧縮キーフレームの群で構成される圧縮キーフレーム群データと、２フレーム目以降の全フレームを予測フレーム及び／又はキーフレームとして圧縮した圧縮予測フレームの群で構成される圧縮予測フレーム群データとに、前記複数の動画のそれぞれについて圧縮可能であり、
   前記情報配信部は、前記切替対象動画について、前記切り替え指令の受信後に前記切替対象動画の前記圧縮キーフレームを配信済みである場合は前記圧縮予測フレーム群データから前記圧縮予測フレームを配信可能であり、前記切り替え指令の受信後に前記圧縮キーフレームを未配信である場合は前記圧縮キーフレーム群データから前記圧縮キーフレームを配信可能であり、前記圧縮予測フレーム群データが含む前記予測フレームの数は、前記圧縮予測フレーム群データが含む前記キーフレームの数より多く、
   前記情報配信部は、前記切替対象動画について、前記切り替え指令の受信後に前記切替対象動画の前記圧縮キーフレームを配信済みであっても、所定の場合に前記圧縮キーフレームを再び配信可能である、動画配信装置。
2. 外部端末に配信可能な複数の動画を予め圧縮する事前圧縮部と、
   配信する動画の切り替え指令を前記外部端末から受信したことに応じて、事前圧縮された複数の動画のうち切り替え対象となる切替対象動画の表示に必要な情報を、前記切り替え指令を行った外部端末に配信する情報配信部と、
   を備え、
   前記複数の動画は、それぞれ単位フレームの組合せで構成されており、
   前記単位フレームは、フレーム単体で復号化可能な一のキーフレームと、フレーム単体では復号化不可能であるが、前記キーフレームに比べてデータ量の圧縮効率が高く、時系列で連続するフレーム間の予測に基づいて圧縮される予測フレームとによって構成され、
   前記事前圧縮部は、前記動画を、前記動画を構成する時系列の全フレームをキーフレームとして圧縮した圧縮キーフレームの群で構成される圧縮キーフレーム群データと、２フレーム目以降の全フレームを予測フレーム及び／又はキーフレームとして圧縮した圧縮予測フレームの群で構成される圧縮予測フレーム群データとに、前記複数の動画のそれぞれについて圧縮可能であり、
   前記情報配信部は、前記切替対象動画について、前記切り替え指令の受信後に前記切替対象動画の前記圧縮キーフレームを配信済みである場合は前記圧縮予測フレーム群データから前記圧縮予測フレームを配信可能であり、前記切り替え指令の受信後に前記圧縮キーフレームを未配信である場合は前記圧縮キーフレーム群データから前記圧縮キーフレームを配信可能であり、前記圧縮予測フレーム群データが含む前記予測フレームの数は、前記圧縮予測フレーム群データが含む前記キーフレームの数より多く、
   前記圧縮予測フレーム群データは、前記予測フレームのみを含む、動画配信装置。

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