JPH07236132A - 映像蓄積配送装置及び映像蓄積配送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、映像データの時間軸及び画質を保
証して、複数のユーザに同時供給できる映像蓄積配送装
置及びシステムを提供することを目的とする。 【構成】 映像蓄積配送装置は、特殊再生または任意の
フレームから再生を開始するために各フレームの映像デ
ータ蓄積装置内の格納場所を示すフレームアドレステー
ブルと、複数の映像蓄積配送装置と複数のチャネルとを
接続するスイッチバスを制御するための制御ユニットと
を有し、スイッチバスを介して、映像蓄積配送装置間、
及びユーザの映像再生装置間のデータ転送を行う。映像
データを蓄積する光デイスクデータ蓄積装置から、時分
割で複数の映像データを読み出し、磁気デイスク装置ま
たは半導体メモリ上に一時的に蓄積した後、各ユーザに
配送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像蓄積配送装置及び
システムに係り、特に、映像データを複数のクライアン
トに同時に供給するのに適した映像蓄積配送装置及びシ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の情報処理システムは、例えば、図
２６の（ａ）に示すように、中央演算処理装置（ＣＰ
Ｕ）２６１０と、メモリ２６２０と、入出力（Ｉ／Ｏ）
ユニット２６７０とを有し、上記ＣＰＵとメモリをシス
テムバス２６０１で接続し、Ｉ／Ｏバス２６０２を、バ
スインターフェース（Ｉ／Ｆ）２６０３を介して、上記
システムバス２６０１と接続し、上記Ｉ／Ｏバスに接続
された入出力ユニット２６７０を介して、例えば、デー
タ蓄積装置２６６０やネットワーク２６５０等と接続す
る構成となっている。

【０００３】また、他のシステム構成としては、例え
ば、図２６（ｂ）に示すように、複数のＣＰＵ２６１０
と複数のＩ／Ｏユニット２６７０をシステムバス２６２
０に接続し、複数のＣＰＵを並列に動作させることによ
って演算性能を向上させている（Tightly Coupled Mult
i-Processor構成）。

【０００４】また、複数のワークステーション（ＷＳ）
やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等をローカルエリア
ネットワーク（ＬＡＮ）により相互に接続して、情報処
理システムが構築される。ＬＡＮには、約８Ｍｂｐｓ
（メガビット毎秒）のスループットをもつイーサネット
や、約１００ＭｂｐｓのスループットをもつＦＤＤＩ
（Fiber Distributed Date Interface）等が利用でき
る。

【０００５】また、近年、ＡＴＭ（Asyncronous Transf
er Mode）のＬＡＮへの応用が開始されている。ＡＴＭ
−ＬＡＮでは、イーサネットやＦＤＤＩのような一本の
通信線を時分割に利用する通信方式とは異なって、ＡＴ
Ｍスイッチを介して、同一回線上に同時に複数のチャネ
ルを設定できるため、システム全体として非常に高いス
ループットを実現できる。各情報処理装置のＩ／Ｆに
は、例えば、約５０Ｍｂｐｓ、約１５０Ｍｂｐｓ、約６
００Ｍｂｐｓの如く、階層的なスループットが設定され
おり、下位のデータをマルチプレクサによって束ねるこ
とにより、上位の階層と接続することができる。

【０００６】通信回線が高速化するのに伴い、ネットワ
ークを介して大容量の画像データの通信を行いたいとい
う要求がある。映像データは、ユーザに対して、テキス
トデータではできなかった多様な情報を提供できる。ま
た、映像データの蓄積に必要なメモリ容量と伝送帯域を
削減するためのデータ圧縮技術として、「ＪＰＥＧ」、
「ＭＰＥＧ」、「Ｈ．２６１」等の各種の圧縮アルゴリ
ズムが提案されている。

【０００７】イーサネットを介して、例えば、２０台程
度の複数のクライアントに対して、圧縮された画像デー
タ（約１．２Ｍｂｐｓ）を同時に配送するソフトウエア
の開発が試みられている。また、大容量なデータを格納
するデータ蓄積装置として、ＲＡＩＤ(Redundunt Array
of Inexpensive Disk）が考案されている。この方式に
よれば、磁気デイスク装置を並列的に接続して稼働さ
せ、データを各磁気デイスクにストライピングした形で
格納することにより、データアクセス・スループットを
向上させ、かつ、冗長なデイスクに予めパリテイ等の情
報を格納しておくことによって、欠陥をもつデータブロ
ックが発生した場合でも、正しいデータを再生できる。

【０００８】また、複数の光デイスクを備え、任意の光
デイスクを選んでデータの出力動作ができるようにした
「光デイスクジュークボックス」と呼ばれる大容量のデ
ータ蓄積装置も提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】時間的に連続する映像
データを同時、あるいは並列的に複数のユーザに提供す
るためには、高速にデータを読み書きできる大容量のデ
ータ蓄積装置と、大容量のデータを高速に伝送できるネ
ットワークが必要となる。このようなデータ蓄積装置を
従来のバスを経由してネットワークに接続すると、バス
上でのデータ集中が問題となる。

【００１０】また、映像データは、情報処理装置が扱う
一般のテキストデータと異なって、時間軸上の管理が必
要となる。すなわち、各ユーザ端末対応に、１秒当りに
必要な量の映像データを定常的に送り続け、出力端末で
映像に欠落が発生しないようにＱＯＳ（Quality of Ser
vice）を保証する必要がある。

【００１１】然るに、映像データの配送サービスのため
に、従来のバスを利用した情報処理システムの構成、す
なわち、映像データを蓄積するための複数のファイル装
置（あるいはそれぞれが映像ファイル装置を備える複数
の映像蓄積配送装置）をバスを介してネットワークに接
続するシステム構成を採用すると、複数のユニット間で
バス使用権の奪い合いが発生し、権利を得たユニットに
映像データの送信機会が与えられるため、上述したＱＯ
Ｓの保証が困難にある。

【００１２】本発明の目的は、ＱＯＳを保証して、映像
あるいは画像データを複数のユーザに並列的に配送でき
るようにした映像蓄積配送装置、及び映像蓄積配送シス
テムを提供することにある。

【００１３】本発明の他の目的は、例えば、早送りや早
戻し再生の如く、ユーザ端末における多様な映像配送要
求に応答できる映像蓄積配送装置、及び映像蓄積配送シ
ステムを提供することにある。

【００１４】本発明の他の目的は、任意フレームの映
像、または指定の時間から映像の配送サービスが可能な
映像蓄積配送装置、及び映像蓄積配送システムを提供す
ることにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は映像蓄積配送システムでは、複数の入力端
子と複数の出力端子とを有し、入力データを指定された
出力端子に出力するためのスイッチユニットと、上記ス
イッチユニットを制御するための制御ユニットと、上記
スイッチユニットに接続され、それぞれ映像情報を蓄積
するためのファイル手段と映像データを出力するための
出力手段とを有する少なくとも一つの映像蓄積配送装置
と、上記スイッチユニットに直接またはネットワークを
介して結合された複数の端末装置とからなり、上記映像
蓄積配送装置と端末装置との間の映像データ転送および
上記端末装置と上記制御ユニットとの間の通信が、上記
スイッチユニットを介して行われるようにしたことを特
徴とする。

【００１６】更に具体的に言うと、上記制御ユニット
は、例えば、上記映像蓄積配送装置内での映像データの
格納場所を記憶するための手段を備えており、端末装置
が制御ユニットに対して或る映像デ−タについてアクセ
ス要求を発行すると、上記制御ユニットがスイッチユニ
ットを制御し、上記アクセス対象となった映像をもつ特
定の映像蓄積配送装置を要求元の端末装置との間に映像
データ転送のためのパスを形成するようになっている。
また、上記制御ユニットは、各ユーザ（端末装置）から
配送開始時間を指定した形で映像配送要求を受付け、該
当する映像データの配布サービスを指定された時間に開
始する機能を備える。

【００１７】本発明の映像蓄積配送装置は、映像データ
を蓄積するための少なくとも１つのファイル手段を備
え、上記ファイル手段に、映像データの各フレームの格
納アドレスを示すフレームアドレステーブルを上記映像
データと共に格納したことを特徴とする。

【００１８】これによって、例えば、早送りまたは早戻
し再生の要求があった時、上記フレームアドレステーブ
ルに従って、上記ファイル手段から再生に必要なフレー
ムデータを読み出す。尚、上記早送りまたは早戻し再生
要求に対処するためには、上記フレームアドレステーブ
ルを、例えば、第１の再生速度で再生すべき第１の映像
データの各フレームの前記ファイル手段内での格納アド
レスを示すための第１のフレームアドレステーブルと、
第２の再生速度で再生すべき第２の映像データの各フレ
ームの前記ファイル手段内での格納アドレスを示す第２
のフレームアドレステーブルとに分けて構成すればよ
い。

【００１９】本発明の映像蓄積配送装置の他の特徴は、
映像データを格納するための第１、第２のデータ蓄積装
置を備え、配送要求された映像データの少なくとも一部
を上記第１のデータ蓄積装置から読み出して上記第２の
データ蓄積装置へ書き込み、上記第２のデータ蓄積装置
から読み出した映像データを要求元に配送することを特
徴とする。この場合、第１のデータ蓄積装置としては、
データ記憶容量の大きいもの、例えば光ディスク記憶装
置を適用し、第２の蓄積装置としては、高速レスポンス
の記憶装置、例えば磁気デイスク装置あついは半導体記
憶装置を適用する。

【００２０】本発明の映像蓄積配送装置の他の特徴は、
映像を蓄積するための蓄積装置と、上記蓄積手段から読
み出された複数の映像ストリームをネットワークを介し
て要求元装置に配送するための配送制御手段とを備え、
新規の映像ストリーム配送要求（または非周期なアクセ
ス要求）が発生した時、既に配送中の映像ストリームに
よる上記蓄積装置のアクセス占有時間とアクセス周期と
に応じて、これらのアクセス要求の受付と実行タイミン
グを制御するようにしたことにある。

【００２１】新規の映像ストリームの配送要求を拒絶ま
たは一時保留するか否かの判定は、例えば、既に配送サ
ービス中または受付済要求に基づく上記蓄積装置へのア
クセス周期時間のうちの最短の周期時間Ｔｓと、配送中
の映像ストリームによる上記蓄積装置のアクセス占有時
間の総和Ｗと、新規の映像ストリーム配送要求による上
記蓄積装置へのアクセス時間Ｗｋとが、条件式Ｔｓ≦
（Ｗ＋Ｗｋ）を満たすか否かによって決める。

【００２２】本発明による映像配送システムの他の特徴
は、ネットワークまたは端末装置に接続されたスイッチ
手段と、上記スイッチ手段に接続された制御装置と、上
記スイッチ手段に接続された複数の映像蓄積配送装置か
らなり、各映像蓄積配送装置は、それぞれ映像データを
蓄積するための少なくとも１つの蓄積手段と、上記蓄積
手段から読み出された複数の映像ストリームを上記スイ
ッチ手段を介して要求元の端末装置に配送するための配
送制御手段とを備え、上記制御装置が、上記何れかの映
像蓄積配送装置において配送サービス中の映像データの
少なくとも１部を他の何れかの映像蓄積配送装置の蓄積
手段に転写し、同一映像に関する複数の配送要求元に対
して、複数の映像蓄積配送装置で分担して配送サービス
するようにしたことにある。

【００２３】

【作用】本発明によれば、複数の映像蓄積配送装置をス
イッチユニットを介して情報処理装置（クライアント）
およびネットワークと接続することによって、従来のバ
スネックの問題を解消し、スループットを著しく向上さ
せている。スイッチユニットを適用し、これを制御ユニ
ットで制御することにより、映像蓄積配送装置の優先制
御、複数映像配送チャネルの転送レートの変更制御、新
たなデータリード要求を生じた場合の既存データ配送チ
ャネルのＱＯＳ保証が可能となる。

【００２４】また、映像データのフレームデータアドレ
ステーブルを映像データと共にデータ蓄積装置に格納し
ておくことによって、ユーザが要求した映像を指定され
たフレームまたは指定された時間から再生開始する場合
でも、映像データの読み出しに先だって、上記蓄積装置
から読み出したフレームアドレステーブルを半導体メモ
リのような高速メモリ上にロードしておき、上記メモリ
を参照して目的データの格納場所を知ることができるた
め、高速レスポンスが可能となる。上記高速メモリ上の
フレームアドレステーブルを参照すれば、映像データの
配送中に次に読み出すべきデータの格納アドレスを迅速
に把握できるため、データ蓄積装置から目的データを迅
速に読み出すことができ、映像のＱＯＳ管理や、早送り
または早戻し再生時などの特殊再生要求に対処できる。

【００２５】また、映像データを蓄積するための第１の
データ蓄積装置とは別に、高速レスポンスの第２のデー
タ蓄積装置を設けておき、第２のデータ蓄積装置をキャ
ッシュメモリとして用い、該第２のデータ蓄積装置から
映像データを配送している間に、第１のデータ蓄積装置
から後続の映像データまたは他のユーザに配送すべき別
の映像データを読み出し、これを上記第２のデータ蓄積
装置に転送することによって、同一ファイル（第１のデ
ータ蓄積装置）に蓄積された映像データを複数ユーザへ
並列的に配送サービスすることができる。

【００２６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明の全体構成を示す図、図２〜
４は本発明の主要部の構成の１例を示す図、図５〜８は
本発明の動作を説明する図である。

【００２７】図１は映像蓄積配送システムの構成とこれ
接続されたクライアント（各種の端末装置、または情報
処理装置）を示し、１０１は映像蓄積配送システム、１
０２〜１０５は映像蓄積配送装置、１２１は磁気デイス
ク装置、１２２は磁気テープ装置、１２３は光デイスク
ジュークボックス装置を示す。１４０はスイッチバス、
１３０はバスＩ／Ｆ（インターフェース）、１９０は制
御ユニット、１６０はＱＯＳ管理テーブル、１６１はバ
ス制御ブロック、１６２はスイッチバス１４０を制御す
る制御管理信号線、１６５はデータ制御ブロック、１１
０はリソース制御用信号線である。また、１７２はワー
クステーション、１７３はパーソナルコンピュータ、１
７０は編集用ＷＳ、１５０はローカルエリアネットワー
ク（ＬＡＮ）、１８０は公衆網、１８１は公衆網Ｉ／Ｆ
を示す。

【００２８】映像蓄積配送システム１０１では、複数の
映像蓄積配送装置１０２〜１０５をスイッチバス１４０
により相互に接続する。また、全体を制御する制御ユニ
ット１９０もスイッチバス１４０と接続する。各映像蓄
積配送装置１０２〜１０５は、リソース制御用信号線１
１０によって接続された制御ユニット１９０で制御され
る。制御ユニット１９０は、制御管理信号線１６２によ
りスイッチバス１４０と接続する。各映像蓄積配送装置
１０２〜１０５は、制御ユニット１９０より命令を入力
する。

【００２９】スイッチバス１４０には、各種の映像デー
タ蓄積装置１２１〜１２３と、クライアント装置（ワー
クステーション１７２やパーソナルコンピュータ１７
３）と、ローカルエリアネットワーク１５０が接続さ
れ、映像蓄積配送システム１０１は、上記スイッチバス
１４０を介して、映像蓄積配送装置間、映像蓄積配送装
置と制御ユニット１９０間、映像蓄積配送装置とクライ
アント間、制御ユニット１９０とクライアント間、クラ
イアント間のデータ通信が可能である。

【００３０】制御ユニット１９０のバス制御ブロック１
６０は、ＱＯＳ管理テーブル１６０を参照し、制御管理
信号線１６２を通してスイッチバス１４０を制御し、上
記装置間の接続（コネクション）の設定及び変更、通信
の優先順位の設定を行うことができる。また、映像蓄積
配送システム１０１は、公衆網Ｉ／Ｆ１８１を介して公
衆網１８０と接続することができる。

【００３１】図２は、スイッチバス１４０の構成の１例
を示す。図において、２２１は、図１における映像蓄積
配送装置１０２〜１０５及び制御ユニット１９０に対応
する。２３１〜２３９は外部接続端、２５５はバッファ
ブロック、２５０はセルの選択回路、２４０はバッフ
ァ、２１０〜２１９はマルチプレクサを示す。２６０は
制御ブロックであり、制御信号線２７０により、各バッ
ファブロック２５５内のセル選択回路２５０を制御す
る。入力用スイッチ２０１と出力用スイッチ２０２によ
り、双方向通信を可能としている。

【００３２】スイッチバス１４０は、セル単位で情報の
転送を行う。各セルは、図３に示すように、ヘッダ部と
データ部とからなり、ヘッダ部には、コネクション番号
を書き込んでおく。

【００３３】スイッチバス１４０では、コネクション設
立時に、制御ブロック２６０において、セル転送テーブ
ルにコネクションを加える。データ転送は、このセル転
送テーブルに従って、転送先が決定される。制御信号線
２７０により、各セル選択回路２５０を制御する。セル
選択回路２５０は、送り先が対応するセルのみを選択
し、バッファ２４０にキュイングし、順次マルチプレク
サ２１１に出力し、外部接続端２３１〜２３９へ出力す
る。また、バッファ２４０が不足し、セル廃棄が必要と
なった場合、セルヘッダ部に書き込まれているセルハイ
キプライオリテイ及び制御ブロック２６０の制御によ
り、廃棄するセルを選択する。

【００３４】図４に、図１の映像蓄積配送システム１０
１における映像蓄積配送装置の構成の１例を示す。本図
において、４００は映像蓄積配送装置、４１０はデータ
蓄積装置、４１１はスイッチ、４２０はバッファ、４２
１はスイッチを示す。４３０と４３５はそれぞれ出力ド
ライバと入力ドライバであり、４６０、４６１はセル生
成ブロック及びデータ合成ブロックを示す。４５０は制
御ブロック、４５１は演算装置（ＣＰＵ）、４５２はタ
イマ、４５３はメモリを示す。１１０は、図１における
リソース制御用信号線と同じで、制御ブロック４５０へ
命令４６１を送ったり、状況、要求に対する返答４６２
を転送する。４７１〜４７６は制御信号を示す。

【００３５】映像蓄積配送装置４００では、リソース制
御用信号線１１０により受け取る命令に従ってデータ蓄
積装置４１０を制御する。例えば、データリード命令で
は、タイマ４５２の時間に従い、データ蓄積装置４１０
より映像データを読み出す。読み出されたデータは、セ
ル生成ブロック４６０によりセルに分解され、出力ドラ
イバ４３０を介してスイッチバス１４０に出力される。
また、既存のデータ読み出し命令実行中に新たな読み出
し命令が入力された場合、もし、実行が不可能であれ
ば、その旨の返答４３２をリソース制御用信号線１１０
を介して制御ユニット１９０へ送る。

【００３６】スイッチ４１１は、必要に応じてデータ蓄
積装置４１０とバッファ４２０を接続する。同様に、ス
イッチ４２１は、バッファ４２０とセル生成ブロック４
６０及びデータ合成ブロック４６１間を接続する。バッ
ファ４２０は、必要に応じて、入力データ用バッファあ
るいは出力データ用バッファとして使用される。また、
メモリ４５３には、以上の制御を行なうコードをロード
しておく。

【００３７】映像蓄積配送装置４００は、リソース制御
用信号線１１０を介して、制御ユニット１９０から映像
データ配送命令を受けると、現在配送中の映像チャネル
および映像蓄積配送装置４００内の資源の能力から、新
たな映像データ配送命令を行うか否かを判断する。一
旦、制御ユニット１９０に対して命令承諾を行うと、そ
れ以降の映像蓄積配送装置４００内の資源管理及び配送
する映像データのＱＯＳは、制御ブロック４５０が管理
する。スイッチバス１４０の管理は、図１における制御
ユニット１９０が管理する。

【００３８】各映像蓄積配送装置４００の配送能力を予
め制御ユニット１９０で記憶しておき、各映像蓄積配送
装置４００の現状の配送チャネル数と転送レートから実
行可能か否か判断するようにしてもよい。

【００３９】次に、図５〜８を用いて、本発明の動作手
順について説明する。図５は、データリード時の動作を
示す。本図において、４００は映像蓄積配送装置、１９
０は制御ユニット、５０５は命令。５０１はスイッチバ
ス１４０内のスイッチ、５１０はクライアント、５２０
はクライアントから映像蓄積配送システム１０１への要
求、５２１はデータを示す。

【００４０】クライアント５１０が映像蓄積配送システ
ム１０１に映像データ読み出し要求を行うと、その要求
は制御ユニット１９０が受け取る。制御ユニット１９０
は、図１に示す管理情報１６６から、要求された映像デ
ータがどの映像蓄積配送装置４００に格納されているか
知る。格納先の映像蓄積配送装置が配送可能な場合、制
御ユニット１９０は、格納先映像蓄積配送装置４００と
クライアント５１０間にコネクションを設定し、スイッ
チバス１４０内のスイッチ５０１を制御して、格納先映
像蓄積配送装置４００が出力する映像データをクライア
ント５１０へ配送する。

【００４１】本発明では、映像の蓄積と配送動作を行う
複数の映像蓄積配送装置４００をスイッチバス１４０に
並列に接続しておく。クライアント側からは、一つの映
像蓄積配送システム１０１として、アクセスを行えばよ
い。スイッチバス１４０の制御は、制御ユニット１９０
が行う。

【００４２】次に、映像蓄積配送システム１０１への映
像データの書き込み時の動作について、図６〜８を用い
て説明する。図６は、映像データの映像蓄積配送装置４
００への書き込み時の動作を示し、６０５は命令、６２
０はクライアントから映像蓄積配送システム１０１への
要求、６２１はデータを示す。また、図７は、映像蓄積
配送システム１０１の制御ユニット１９０内のＱＯＳ管
理テーブル、図８は、クライアントから映像蓄積配送装
置１０１へデータを書き込む動作の流れを示す。

【００４３】例えば、図８に示すように、クライアント
側から映像蓄積配送システム１０１に映像データ書き込
み命令を発行し、データ名、データ量、転送レート（ス
ループット）を通知すると、サーバ側では、データ管理
情報またはリソース制御用信号線１１０からそれぞれの
ユニット４００のリソースの状態を調べ、書き込み可能
な映像蓄積配送装置４００を決める。実行不可能な場合
は、その旨をクライアント側に通知し、実行可能な場合
は、書き込み先のユニット４００へリソース制御用信号
線１１０を介して、送り手側のアドレス、データ量、転
送レートを通知する。次に、スイッチバス１４０によっ
て、映像データを格納するための映像蓄積配送装置４０
０とクライアントとの間にコネクションを設定する。

【００４４】制御ユニット１９０は、図７に示すＱＯＳ
管理テーブルに新たなコネクションを加える。このＱＯ
Ｓ管理テーブル１６０により、新たにコネクションを設
定してもよいか否かを知ることができる。

【００４５】サーバ側では、次に、クライアント側へ転
送スタート要求を発行する。クライアント側は、データ
転送をスタートし、格納する映像蓄積配送装置４００へ
映像データを書き込むことができる。

【００４６】本発明では、スイッチバス１４０に映像蓄
積配送装置を並列分散接続する構成としているため、映
像蓄積配送装置の接続台数を変えることにより、ユーザ
またはアプリケーションが必要とする蓄積容量、映像同
時配送能力に容易に対応することができる。

【００４７】図９〜図１０は、本発明の他の構成例を示
す。図９は、映像蓄積配送装置９０１の構成の１例を示
し、９０１は映像蓄積配送装置、９０６はデイスクアレ
イ装置、９０５はデイスクアレイのコントローラを示
す。９１１はバス、９１２、９２１はバスへのドライバ
を示す。また、９１３はネットワークを介して通信する
ためのプロトコール制御部、９２２は、デイスクアレイ
装置９０６のファイル格納形式制御部、９３０はスケジ
ューリング及びファイルアクセス制御部、９３１はサー
バアプリケーション、９９０はＡＴＭ−ＬＡＮ、９１５
はＡＴＭ／ＡＡＬ（ＡＴＭアダプテイブ層）を示す。

【００４８】９５０はクライアント（端末装置）であ
り、９７０はＡＴＭ／ＡＡＬ（ＡＴＭアダプテイブ
層）、９７１はドライバ、９７２はプロトコル制御部、
９６０は映像データデコーダ、９６１はドライバを示
す。９６２はデコーダ制御部、９６３はＮＴＳＣ信号
線、９８１はＶｉｄｅｏボード、９８２はＷｉｎｄｏｗ
システム、９８３はクライアントアプリケーションを示
す。本図では、映像蓄積配送装置９０１を直接ＡＴＭ−
ＬＡＮ９９０に接続した例である。

【００４９】ファイル形式制御部９２２は、データ蓄積
装置または図９に示したデイスクアレイ装置９０６のデ
ータ格納形式と、データの読み出しまたは書き込み時の
制御を行う。プトコール制御部９１３は、ネットワーク
プロトコールに従って、ＡＴＭ／ＡＡＬ９１５とデータ
を入出力する。スケジューリング／ファイルアクセス制
御部９３０は、ファイル型式制御部９２２とプトコール
制御部９１３に対してデータのアクセス命令を発行し、
それぞれのタスクのスケジューリングを行う。

【００５０】９７０はＡＴＭ／ＡＡＬ、９７１はドライ
バ、９７２はプロトコール制御部を示す。映像データデ
コーダ９６０は、ＡＴＭ−ＬＡＮ９９０より入力され、
ＡＴＭ／ＡＡＬ９７０及びプロトコール制御９７２によ
り組み立てられた映像データをデコードし、映像信号、
例えば、ＮＴＳＣ信号９６３に変換する。９６１は映像
デーダデコーダ９６０のドライバであり、デコーダ制御
９６２は、映像デーダデコーダ９６０を制御する。ＮＴ
ＳＣ信号９６３は、Ｖｉｄｅｏボード９８１に入力す
る。Ｗｉｎｄｏｗシステム９８２は、入力した映像信号
をクライアントアプリケーション９８３が指定する画面
上に出力する。

【００５１】図１０は、図９の映像蓄積配送装置９０１
をスイッチバス１０２０に並列接続して構成した映像蓄
積配送システム１０１０を示す。本図において、１００
０は、映像蓄積配送システムの映像ファイルサーバ部、
９０１は、図９に示した映像蓄積配送装置であり、１０
１０は制御ユニット、１０１１はドライバ、１０１２は
ＡＴＭ／ＡＡＬ（ＡＴＭアダプテイブ層）を示す。１０
２０はスイッチバス、１０１５は制御信号線を示す。９
５０はクライアント、９９０はＡＴＭ−ＬＡＮ、１０６
０はＨＵＢ、１０７０はＬＡＮを示す。尚、本図の映像
蓄積配送システム１０００は、スイッチバス１０２０に
ＡＴＭセルを通すようにした例であり、制御方法と各部
の機能は、図１の映像蓄積配送システム１０１と同様で
ある。

【００５２】各クライアントと、映像蓄積配送装置９０
１、制御ユニット１０１０は、それぞれＡＴＭ Ｉ／Ｆ
を備える。ＬＡＮ１０７０が、例えばイーサネットの如
くＡＴＭ以外のネットワークの場合は、ＨＵＢ１０６０
がＡＴＭセルとイーサネットのパケットとの変換を行
う。各映像蓄積配送装置９０１がＡＴＭ Ｉ／Ｆを備え
た場合、ＡＴＭ Ｉ／Ｆを持つクライアントは、ＡＴＭ
−ＬＡＮ、映像蓄積配送システム１０００のどちらにも
接続可能となる。

【００５３】上記映像蓄積装置９０１と映像蓄積配送シ
ステム１０００の詳細を図１１〜図１９を参照して説明
する。図１１は、単体磁気デイスク装置におけるアクセ
ス単位に対するＳＣＳＩインターフェース（Ｉ／Ｆ）の
スループットを示す。ここでは、（ａ）は、磁気デイス
クの仕様を仮定した場合、ワースト時のデータリードに
要する時間を示す。

【００５４】磁気デイスク内のデータをリードする場
合、ヘッドシーク時間と、回転待ち時間のオーバヘッド
を生じる。ヘッドシーク時間は、読み出したいトラック
へヘッドを移動するために要する時間、回転待ち時間
は、ヘッドを目的トラックに位置づけてから、アクセス
したいセクタが到達する迄に要する時間である。デイス
クリード時間は、デイスクから読み出したデータをバッ
ファへに転送するのに要する時間、ＳＣＳＩ転送時間
は、データを磁気デイスク装置のバッファからＳＣＳ
Ｉ、またはそれに代わる別のデータ伝送線を経由して転
送するのに要する時間である。デイスクリード動作とＳ
ＣＳＩ転送動作は、パイプライン形式で実行することが
可能であり、その場合は、本図に示す時間より短時間で
読み出しを行うことができる。

【００５５】図１１の（ｂ）に上記磁気デイスクのデー
タアクセス単位に対するデータ読み出しスループットを
示す。本図に示すように、アクセス単位が大きくなるに
従って、オーバヘッドの割合が少なくなり、スループッ
トを向上させることができる。磁気デイスクを効率的に
使用するには、本図の斜線部分の単位でアクセスするこ
とが有効となる。

【００５６】次に、データ蓄積装置としてＲＡＩＤ（Re
dundunt Array of InexpensiveDisk）３を使用した場合
のアクセス性能について説明する。図１２の（ａ）にＲ
ＡＩＤ３の構成を示す。ＲＡＩＤ３では、ビット単位ま
たはバイト単位ごとに複数の磁気デイスクにストライピ
ングを行い、スループットを向上させる。各磁気デイス
クは、回転を同期させる。また、パリテイ用の磁気デイ
スクを設け、ブロック欠陥が生じた場合も、データを再
生できるようにしている。

【００５７】図１２の（ｂ）は、ＲＡＩＤ３におけるデ
ータ読み出し所要時間のワーストケースを示す。磁気デ
イスクの回転を同期させると、ヘッドシークと回転待ち
時間が同期し、その後のデイスクリード時間とＲＡＩＤ
コントローラ上のバッファへのＳＣＳＩ転送時間とを並
列に行うことができる、磁気デイスク単体に比べ、デー
タアクセスのスループットを向上させることができる。

【００５８】バスＩ／Ｆ及びバスを介してメモリ上へ転
送する本図の構成では、バス転送時間を要する。なお、
磁気デイスク単体の場合と同様に、デイスクリードとＳ
ＣＳＩ転送、バス転送をパイプライン形式で行った場合
は、本図より高速のアクセスが可能である。

【００５９】次に、アクセス単位を大きくした場合の映
像データの配送方法について、図２７を用いて説明す
る。図２７は、一つの磁気デイスク装置からＡＢＣの三
つの映像データを同時に配送する場合のタイミングチャ
ートであり、映像データの一部Ａ１〜Ａ４、Ｂ３〜Ｂ
７、Ｃ２〜Ｃ５を順次に読み出し、メモリ上に保持す
る。上記メモリ上には、それぞれの映像チャネル対応に
バッファを用意する。本図では、１チャネルに対してバ
ッファを２つ用意している。メモリ上の映像データは時
間軸に従って順次配送する。メモリ上の映像データがな
くなる前に、次に配送すべき映像データ部分を磁気デイ
スク装置から読み出し、別のバッファに保持する。以上
の動作を繰り返すことにより、一つの磁気デイスク装置
に蓄積された複数の映像データを同時に供給することが
できる。

【００６０】図１３は、アクセス単位に対するデータリ
ード時のスループットを示す。本図から、ＲＡＩＤ３で
は、斜線部分のアクセス単位でアクセスすると効率的で
あることが判る。また、単体デイスクの場合よりアクセ
ス単位を大きくする方がより効率を向上できることがわ
かる。

【００６１】単体磁気デイスク、ＲＡＩＤのどちらにお
いても、アクセス単位を大きくするほど、効率がよい。
しかし、複数のチャネルを同時供給する場合、１チャネ
ルがデータ蓄積装置を占有する時間が、大きくなるた
め、新規チャネルの要求または早送りまたは早戻し再生
等の特殊再生の要求がクライアントから発生した場合、
レスポンスが遅くなる。そのため、単純にアクセス単位
を大きくするだけではなく、ユーザニーズ、アプリケー
ションによりアクセス単位を設定する必要がある。 図
１４は、映像蓄積配送装置においてデータ蓄積装置に映
像データを格納する場合のフォーマットの構成を示す。
本図において、１４０１はルートデイレクトリ、１４０
５は映像データの管理情報、１４０８はフレームアドレ
ステーブル、１４１０は映像または音声データを示す。
映像または音声データ１４１０は、ヘッド部とデータ部
から構成され、ヘッダ部にデータ部の構成、データサイ
ズ等の配送時に必要な情報を書き込んでおく。アクセス
単位は、磁気デイスク単体の場合、例えば１００Ｋバイ
ト〜５１２Ｋバイトとし、ＲＡＩＤをデータ装置として
使用する場合は、これのマルチドライブ倍程度をアクセ
ス単位とする。

【００６２】図１５に、映像データ配送時における物理
的なメモリ上の構成を示す。映像蓄積配送装置では、読
み出し要求時に、フレームアドレステーブル１４０８を
半導体メモリ上にロードし、データ蓄積装置から読み出
したデータのバファを同じくメモリ上に確保する。以降
は、フレームアドレステーブル１４０８により、フレー
ムアドレスを即座に知ることができる。

【００６３】図１４に示すデータフォーマット及び図１
５に示すようなメモリへのロードを行うことにより、一
旦アクセスしだした映像データは、次に読みだすフレー
ムの蓄積装置上のアドレスを蓄積装置のアクセスを行う
ことなく、知ることができる。 映像蓄積配送装置で
は、例えば、図２７に示すように、データ蓄積装置に頻
繁にアクセスを行うため、映像データ以外のデータ蓄積
装置へのアクセスはできる限り行いたくない。本発明で
は、映像配送要求が発生した映像データは、まず、その
フレームアドレステーブルをメモリ上にロードし、それ
以後は、メモリ上の情報を元にデータ蓄積装置にアクセ
スする。これにより、データ蓄積装置の負荷を低減し、
より多数の映像チャネルの供給を可能とし、かつ、映像
データの読み出しに要する時間の把握及びスケジューリ
ングの簡単化を行え、ＱＯＳ管理を容易にすることがで
きる。

【００６４】次に、早送りまたは早戻し再生等の特種再
生方法について説明する。

【００６５】図１６に、早送りまたは早戻し再生時のア
クセス方法を示す。図１６（ａ）は、１フレームあたり
約１６ＫＢと仮定した場合の早送りまたは早戻し再生時
の映像データアクセス方法を示す。整数倍づつフレーム
間引きを行ない、データを配送することにより特殊再生
を可能とする。また、この場合は、映像データは連続し
て格納することにする。

【００６６】この場合のデータ読み出しに要する時間を
図１６（ｂ）に示す。１フレーム目のデータアクセスの
ヘッドシークは、図１１、１２と同様であるが、２回目
以降は、データが近傍に存在するため、ヘッドシーク時
間は短くなる。

【００６７】通常再生時の磁気デイスクアクセス単位を
２５６ＫＢとし、１チャネルのために磁気デイスクを占
有できる時間を一定とした場合、早送りまたは早戻し再
生時のスループットは通常再生時の約１／２に低下す
る。これは、通常再生時は、２５６ＫＢ単位で磁気デイ
スクにアクセスしていたものを早送りまたは早戻し再生
時のアクセス単位が１６ＫＢと小さくなるため、磁気デ
イスクアクセスのオーバヘッドの割合が増加し、スルー
プットが低下した。

【００６８】図１６（ｃ）にクライアント側で再生され
る仕様を示す。早送りまたは早戻し再生時はフレームレ
ートが通常再生時の約１／２となる。１チャネルのため
に磁気デイスクを占有できる時間を約２倍とすれば、通
常再生時と同じフレームレートで、早送りまたは早戻し
再生の特殊再生を行なうことができる。

【００６９】図１７に、早送りまたは早戻し再生の別の
実現方法を示す。図１７（ａ）は、フレーム内圧縮デー
タの通常再生用データと特殊再生用のデータの形態を示
す。図１７（ｂ）は、フレーム間予測を行なうＭＰＥＧ
等の圧縮データの通常再生用データと特殊再生用のデー
タの形態を示し、図１７（ｃ）は、蓄積装置への格納構
造を示す。

【００７０】映像データは、図１７（ｃ）に示すよう
に、圧縮方法、再生方法、データ構造または再生時間等
を記述した制御データと、通常再生用データのフレーム
アドレステーブルと、通常再生用データと、特殊再生用
データのフレームアドレステーブルと、特殊再生用デー
タとから構成する。

【００７１】映像データの読み出し要求があった場合、
映像蓄積配送装置は、メモリ上に上記の２つのフレーム
アドレステーブルをロードし、通常再生時には常再生用
のフレームアドレステーブルを、特殊再生要求時には特
殊再生用フレームアドレステーブルを参照し、映像デー
タを配送する。これにより、特殊再生を実現することが
できる。

【００７２】図１７（ａ）のフレーム内圧縮データにお
いて、特殊再生用データを２０倍のフレーム間引きした
データとすると、これにより増加した蓄積容量はたかだ
か、５％である。ＲＡＩＤ３をデータ蓄積装置に使用
し、図１６に示す特殊再生方法を行なった場合の仕様を
図１８に示す。ＲＡＩＤ３においては、アクセス単位を
単体デイスクを使用した場合よりアクセス単位を大きく
した方がデータアクセススループットが向上する。

【００７３】通常再生時のアクセス単位を１０２４ＫＢ
とした場合の特殊再生時に要するデータリード時間を図
１７（ｂ）に示す。また、その時の特殊再生時のクライ
アント側に見える映像データの使用を図１７（ｃ）に示
す。１チャネルのデータ蓄積装置を占有できる時間を一
定とすると、特殊再生時は、通常再生時の約１／７のフ
レームレートとなる。アクセス単位を大きくするほど、
特に、ＲＡＩＤをデータ蓄積装置に用いたシステムで
は、データアクセスを効率よく行える。しかし、図１８
の方法による特殊再生時のアクセス単位は、１フレーム
単位となるため、通常再生時と特殊再生時のデータアク
セス性能の差が大きくなる。

【００７４】図１９は、データ蓄積装置の他の構成例を
示す。図１９（ａ）において、１８００は映像蓄積配送
装置、１８０１はバス、１８０５はバスＩ／Ｆ、１８０
６はデータを一時蓄えるバッファ、１８０７はＳＣＳＩ
Ｉ／Ｆ、１８１０は単体磁気デイスク、１８０２はＣ
ＰＵ、１８０３はＡＴＭボード、１８２０はＡＴＭ Ｉ
／Ｆ、１８５０はＡＴＭ ＬＡＮを示す。

【００７５】ＣＰＵ１８０２は、複数のＳＣＳＩ Ｉ／
Ｆ１８０７に接続された磁気デイスク１８１０のそれぞ
れにアクセスすることができる。また、それぞれのＳＣ
ＳＩＩ／Ｆ１８０７には一つまたは複数の磁気デイスク
１８１０を接続する。

【００７６】本構成を採用し、アクセス単位を図１１に
示した単体磁気デイスクのアクセス単位とすることによ
り、特殊再生時のフレームレートを通常再生時の約１／
２に維持したまま、全体のデータアクセススループット
は並列化により向上させることができる。バス１８０１
のトラフィックの集中時には、バッファ１８０６によ
り、バスによるデータ転送時間をずらすことができる。
また、バス転送中に別の映像データを磁気デイスク１８
１０より、読み出しを行うことも可能である。

【００７７】図１９（ｂ）は、図１９（ａ）のデータ蓄
積装置に映像データを格納する場合のファイル構成の１
例を示す。図１９（ａ）の各磁気デイスク１８１０に示
した番号は、図１９（ｂ）に示した番号と対応する。磁
気デイスク００には、Ｆｉｌｅ Ａ、Ｆｉｌｅ Ｅを格
納し、磁気デイスク１０には、Ｆｉｌｅ Ｂ、Ｆｉｌｅ
Ｆを格納する。同様に、磁気デイスク２０には、Ｆｉ
ｌｅ Ｃ、Ｆｉｌｅ Ｇを、磁気デイスク３０には、Ｆ
ｉｌｅ Ｄ、Ｆｉｌｅ Ｈを、磁気デイスク０１には、
Ｆｉｌｅ Ｉ、Ｆｉｌｅ Ｍを格納する。また、磁気デ
イスク１１には、Ｆｉｌｅ Ｊ、Ｆｉｌｅ Ａを、磁気
デイスク２１には、Ｆｉｌｅ Ｌ、Ｆｉｌｅ Ａを格納
する。ここで、Ｆｉｌｅ Ａは、クライアントからのア
クセス頻度が高い映像データである。

【００７８】図１９（ａ）の構造の場合、一つの映像デ
ータにアクセス要求が集中すると、格納している磁気デ
イスク１８００または、ＳＣＳＩ１８０７がボトルネッ
クとなり、複数に要求を満足できない可能性を生じる。
その場合は、図１９（ｂ）に示すように、アクセス頻度
の高い映像データを別のＳＣＳＩケーブルに接続されて
いる磁気デイスク１８１０に格納することにより、解決
できる。

【００７９】次に映像データの蓄積装置に光デイスクジ
ュークボックスを使用した場合について、説明する。光
デイスクでは、磁気デイスクに比べビット単価が安くな
るため、映像蓄積装置として、光デイスクを使用するこ
とは、コストを低減するために有効である。しかしなが
ら、一人のユーザ（またはチャネル）が或る光デイスク
をアクセス中は、別のユーザ（またはチャネル）がその
光デイスクを同時にはアクセスできないという問題があ
る。

【００８０】本発明では、一つの光デイスクまたは光ジ
ュークボックス等を同時に複数のユーザ（チャネル）が
アクセスできるようにするために、光デイスク蓄積装置
内のデータを磁気デイスク装置等の高速なデータ蓄積装
置に一時的に蓄えて、磁気デイスク装置上のデータを配
送している間に、光デイスク装置上の別の映像データを
磁気デイスク装置に転送するというキャッシュ方法を採
用する。磁気デイスク装置上の映像データをクライアン
トに配送している間に、次の映像データと別に要求され
ている同一光デイスクあるいは同一光ジュークボックス
内の映像データを磁気デイスク装置上に転送する。尚、
磁気デイスク装置の代わりに、半導体メモリなど、他の
メモリを用いてもよい。

【００８１】図２０（ａ）は、図１の映像蓄積配送シス
テム１０１を使用して、上述したキャシュ機能を実現で
きるようにしたものであり、１２１は高速レスポンス蓄
積媒体で磁気デイスク、半導体メモリ等を示す。図２０
（ｂ）に、各映像データにおける上記キャッシュ動作を
示す。尚、ここで言う「大容量低速レスポンスの蓄積装
置」は、例えば光ジュークボックスのようなデータ蓄積
装置を示す。

【００８２】図２０（ｂ）に示すように、映像データの
一部を順次、高速レスポンス蓄積媒体１２１へデータコ
ピーを行なう。また、高速レスポンス蓄積媒体１２１に
コピーされた映像データをクライアントへ順次配送す
る。配送の終わった映像データの一部は、順次、高速レ
スポンス蓄積媒体１２１上から消去してゆく。

【００８３】図２１は、高速レスポンス蓄積媒体１２１
に半導体メモリを使用した場合のシステム構成の１例で
ある。本図において、２１０１、２１０２、２１０９は
光デイスクジュークボックス、２１１０、２１２０、２
１４０はバスＩ／Ｆ、２１３０はメモリを示す。

【００８４】図２２は、同一の光デイスク、または同一
の光デイスクジュークボックス上の複数の映像データを
同時に配送する場合の説明図であり、光デイスクジュー
クボックス２１０１上にある「Ａ」、「Ｂ」の２つの映
像データと、光デイスクジュークボックス２１０２上に
ある「Ｃ」、「Ｄ」の２つの映像データとを本発明のキ
ャッシュ方式により、同時に配送する場合のタイミング
図を示す。

【００８５】光デイスクジュークボックス２１０１は、
映像データＡと映像データＢの一部Ａｋ、Ｂｋを交互に
読み出す。この場合のデータの読み出しには、本図に示
すように、マウント時間と読み出し時間が必要である。
同様に、光デイスクジュークボックス２１０２より、映
像データＣと映像データＤの一部Ｃｋ、Ｄｋを交互に読
み出す。これらのデータは、スイッチバス１４０を介し
て、バスＩ／Ｆ２１２０に入力され、順次到着する映像
データがメモリ２１３０のバッファ１〜５へ書き込まれ
る。また、配送時間に従って、映像データをスイッチバ
ス１４０を介して順次にクラインアントへ配送する。以
上の制御は、ＣＰＵ２１５０及び制御ユニット１９０が
行う。

【００８６】図２３は、磁気デイスク装置を使用した場
合のキャッシュ機能のデータの流れを示す。上述したキ
ャッシュ機能は、図２１に示したメモリ２１３０の代わ
りに磁気デイスク装置を使用しても同様に実現できる。

【００８７】図２４は、本発明の他のシステム構成の１
例を示す。この例では、図１のリソース制御用信号１１
０を、リソース制御信号２４０１で示すように、バスＩ
／Ｆ１３０とスイッチバス１４０を介して転送すること
によって、図１と同様な機能を実現できるようにしてい
る。

【００８８】図２５に本発明の応用システムの１例を示
す。本発明による映像蓄積配送装置は、本図に示すよう
に、家庭向けのビデオオンデマンド、教育、各種の映像
情報サービス、ホームショッピング等、非常に幅広い分
野に対して応用することができる。また、公衆網と接続
することにより、さらに多くの映像情報サービスのネッ
トワークを実現できる。

【００８９】図２８は、本発明による映像蓄積配送シス
テムの更に他の構成例を示す。図２８において、３１０
１は映像蓄積配送システム、３１０２は映像蓄積配送装
置、３１９０は制御ユニット、３１４０はＡＴＭスイッ
チであり、複数の映像蓄積配送装置３１０２−１〜ｎ
が、上記ＡＴＭスイッチ３１４０で相互接続されてい
る。各映像蓄積配送装置３１０２−１〜ｎには、例え
ば、各映像のタイトルが分散して格納される。

【００９０】ワークステーション、パーソナルコンピュ
ータまたはＣＡＴＶ端末機などのクライアントからの映
像配送要求は、制御ユニット３１９０で受付られ、要求
されたタイトルを格納している映像蓄積配送装置３１０
２とクライアントがデータ管理ブロック３１９０によっ
て接続された状態で、映像蓄積配送装置３１０２が映像
の配送を開始する。

【００９１】図２９に映像蓄積配送装置３１０２に構成
を示す。本図において、３２１０は命令入力部、３２１
１はデータ入力部、３２２０はデータ出力部、３２３０
は映像チャネル配送制御ブロック、３２３１は映像チャ
ネル入力制御ブロック、３２３２はコピー入力制御ブロ
ック、３２３３はコピー出力制御ブロック、３２４０は
磁気デイスク制御ブロック、３０２１は磁気デイスクを
示す。

【００９２】映像チャネル配送制御ブロック３２３０
は、配送要求のあった各映像タイトルと対応し、各映像
タイトルのデータを、配送すべき時間軸に従って配送動
作し、クライアント側で映像が乱れないように制御す
る。また、各映像チャネル配送制御ブロック３２３０
は、命令入力部３２１０からの映像タイトルの指定、配
送の一時停止、配送の終了や早送り再生、早戻し再生等
のトリックプレイ等の命令を受け、これらの命令に応じ
て、必要なデータを磁気デイスク制御ブロック３２４０
へ要求する。一旦、映像チャネルの配送動作を開始する
と、クライアント側に供給すべき映像データが枯渇しな
いように、磁気デイスク制御ブロック３２４０に周期的
にデータリードを要求する。これらのデータリード要求
は、全てデッドラインを持っており、もし、デッドライ
ンが守れず、タイムアウトが生じると、クライアントへ
の配送映像に乱れが生ずることになるため、映像蓄積配
送装置では、デッドラインを守って、クライアントへの
配送映像の品質を保証する必要がある。この映像品質の
保証を、以下、ＱＯＳ（クオリテイ オブ サービス）
と呼ぶ。

【００９３】また、複数の映像チャネルを同時に配送す
る場合、新規のデータリード要求や一時停止からの再開
動作等が頻繁に発生する。この場合、既に、配送サービ
スしている映像のＱＯＳを保証するために、新規の配送
要求を一時的にペンデイング状態にせざるを得ないが発
生する。本発明のシステムでは、アクセスが集中してい
るタイトルと同一タイトルのレプリカを、別の映像蓄積
配送装置３１０２に置くことによって、同一装置へのア
クセス集中を分散させることができる。

【００９４】このような場合、タイトルのレプリカは速
やかに作成する必要があり、かつ、複製元の映像の配送
のサービスを中断させずに行なうことが要求される。こ
の要求は、磁気デイスク装置の空き時間を利用してレプ
リカをバースト的に生成、転送することにより達成可能
である。

【００９５】また、データ配送要求の形態として、例え
ば、会社や学校などのクライアントに対して教育用映像
を配送する場合に「タイトルＢを９時に配送する」とい
うように、或る映像タイトルについて映像配送の開始時
間を指定する場合がある。また、実時間制御を必要とし
ないタイトルコピーやデイレクトリ情報の検索等のよう
に、単発的に発生するアクセス要求も存在する。

【００９６】このような磁気デイスクへのアクセスを分
類すると、以下の種類に分けることができる。（１）周
期的なデータアクセスの開始時に発生する最初のアクセ
ス要求であって、できる限り速やかに行ないたいアクセ
ス、（２）周期的なデータアクセスの開始時に発生する
最初のアクセス要求であって、配送時間を指定されてい
るアクセス、（３）周期的なデータアクセス、（４）単
発的なデータアクセス。

【００９７】これらのデータアクセスは、それぞれ異な
った周期をもつ。

【００９８】以下、上記いずれのアクセス要求において
も、既に配送サービス中の映像のＱＯＳを保証し、それ
ぞれの映像タイトルのデッドラインにタイムアウトのお
それのないスケジューリング方式及び制御方法を示す。

【００９９】図３０は、磁気デイスクにおけるアクセス
単位Ｃ（バイト）とスループットＴＨ（バイト／秒）と
の関係を示す。磁気ディスクには、ヘッドシークや回転
待ちのためのオーバヘッドを伴うため、図に示すように
非線形な特性を持つ。この非線形関数をＦとすると、デ
イスクスループットＴＨは、 ＴＨ＝Ｆ（Ｃ） …………式（１） により示される。

【０１００】図３１は、周期タスクとなっている各映像
チャネルにおける磁気デイスクへのリード要求とリード
及び映像配送のタイミングを示す。本発明では、磁気デ
イスクを効率よく使用するために、図３１に示すように
アクセス単位を大きくすると共に、必要なデータの先読
みを行なう。

【０１０１】例えば、ＭＰＥＧ１において、２５６ＫＢ
データは、約１．３７秒のノーマル再生データに対応す
る。先読みデータは、バッファ上に一旦ロードした後、
約１．３７秒の時間内にネットワークへ配送し、この配
送動作中に次の配送すべき映像データの先読みを行な
う。このようにデータの読み出し動作とデータの配送動
作とを並列的に実行するために、２つのデータバッファ
Ａ、Ｂを交互に使用する。

【０１０２】例えば、一方のデータバッファＡに格納さ
れたデータを配送し終わると、次の先読みデータのリー
ド要求を磁気デイスク制御ブロック３２４０に与え、他
方のデータバッファＢのデータについて配送動作を開始
する。それぞれの先読みリード要求のデッドラインは、
図３１に示すように、他方のデータバッファからのデー
タ読み出し完了時刻までとなる。

【０１０３】磁気デイスクのスループット特性は、図３
０（ｂ）に示すように、折れ線近似で表わすこともでき
る。本図に示した折れ線近似１は、ピースワイズリニア
と呼ばれる近似方法によるものである。これは、折れ線
近似２のように、更に簡略化することも可能である。本
発明のスケジューリングは、このような近似されたスル
ープット特性を適用することによって、ハードウエア構
成を簡略化し、プロセッサにより計算する場合の計算速
度を高速化することができる。

【０１０４】図３２は、磁気デイスクへのアクセス要求
（タスク）と、磁気デイスクにおけるアクセスタイミン
グとの関係を示す図であり、横軸は時間軸を示す。図３
２（ａ）は、全てのタスクが同一周期で発生する場合の
タイミング図を示す。この場合、それぞれのタスクの開
始位相をずらすことにより、磁気デイスクのアクセスを
ばらつかせることができる。しかしながら、実際の応用
において、アクセス要求される映像ストリームのビット
レートは同一でないため、それぞれの映像タイトルの先
読み動作を同一周期とすることは困難である。

【０１０５】図３２（ｂ）は、各タスクの周期が異なる
場合のタイミング図を示す。映像チャネル配送制御ブロ
ックから２以上のリード要求が同時に発生した場合は、
重なったタスクを時間的にずらして磁気デイスクをアク
セスせざるを得ない。この場合、アクセス要求が発生し
てから実際のディスク装置でデータアクセスが開始され
るまでの時間遅れが大きくなると、各アクセス要求のデ
ッドラインを守れない可能性がある。磁気デイスクでの
アクセス遅延のワーストケースは、複数のアクセス要求
の全てが同時刻に重なって発生した場合である。

【０１０６】図３２（ｃ）は、全ての磁気デイスクアク
セス要求が偶然に重なって発生した場合のタイミング図
を示す。複数のアクセス要求のうち、最も短いアクセス
周期Ｔｓをもつ要求Ａが最後に実行された場合、デッド
ラインのタイムアウト発生の可能性が最も高い。然る
に、このようなワーストケースにおいてデッドラインを
守ることができれば、全てのデッドラインを保証するこ
とができる。以下、その条件について説明する。

【０１０７】まず、周期的なアクセスのみに注目した場
合、全ての映像ストリームのＱＯＳを保証するための条
件は次のようになる。各リード要求の磁気デイスクの占
有時間をＷｎ、最短のアクセス周期をＴｓとすると、 Ｔｓ≧ΣＷｎ …………条件（１） を満足していれば、全ての磁気デイスクへの周期的なア
クセス要求のデッドラインを保証することができる。

【０１０８】次に、新規の周期的なアクセス要求が発生
した場合、または非周期の単発的なアクセス要求が発生
した場合でも全タスクのデッドラインを保証できるアル
ゴリズムについて説明する。ここで対象とするアクセス
要求としては、（１）新たなクライアントからの新規配
送要求、（２）既に、配送中のクライアントからの特殊
再生要求、（３）単発的な非周期の磁気デイスクへのア
クセス要求がある。

【０１０９】上述したように、データの先読みを行なう
方式を採用した場合、特殊再生要求（２）が発生する
と、既に先読みされたデータは無効となるため、新たに
周期的なアクセス要求が発生した場合と同様の扱いを行
ない、以前のアクセス要求は停止させる必要がある。

【０１１０】図３３（ａ）は、全てのアクセス要求が、
偶然或る時間内に重なって発生し、且つ、新規のアクセ
ス要求と単発的なアクセス要求とが同時に発生したた
め、最短周期Ｔｓをもつ周期的アクセス要求にタイムア
ウトが発生した場合のタイミング図を示す。このような
タイムアウトを防止し、クライアントへのＱＯＳを保証
するためには、例えば図３３（ｂ）に示すように、最短
周期Ｔｓをもつ周期的アクセス要求Ａについてデッドラ
インを遵守できるように、新規リード要求Ｆのアクセス
を遅らせればよい。

【０１１１】ここで、新規アクセス要求Ｆに関するデー
タブロックのサイズをＣｋとし、このデータブロックを
リード（またはライト）するために必要な磁気デイスク
占有時間をＷｋとすると、Ｗｋは Ｗｋ＝Ｃｋ／Ｆ（Ｃｋ） …………式（２） によって算出できる。

【０１１２】また、既に、時間Ｔｊに発生している新規
アクセス要求または単発的アクセス要求が必要とする磁
気デイスク占有時間をＤｊとし、現在の時刻Ｔｃから逆
上って、最短周期Ｔｓ内に受け付けているアクセス要求
の磁気デイスク占有時間の合計をＤ（total）とする
と、Ｄ（total）は、 Ｄ（total）＝ΣＤｊ（if Ts ＞ (Tc-Tj)） ………式（３） により算出できる。

【０１１３】また、既に行なっている周期的アクセス要
求の合計Ｗ（total）は、 Ｗ（total）＝ΣＷｎ ………式（４） により算出できる。

【０１１４】ここで、新規のアクセス要求を受け付けた
場合でも、最短周期Ｔｓをもつアクセス要求のデッドラ
インを保証できる条件は、 Ｔｓ≧（Ｗ（total）＋Ｄ（total）＋Ｗｋ） ………条件（２） となる。

【０１１５】条件（２）を満たす場合は、新規アクセス
要求を受付可能（アクセスの実行が可能）であり、上記
条件（２）が満たさされない場合は、この要求を一時保
留する必要がある。新規アクセス要求の受付を保留した
状態で時間が経過すれば、式（３）のＤ（total）が減
少し、やがて上記条件（２）を満足できる状態となるた
め、それ迄保留してあったアクセス要求の受け付けが可
能となる。

【０１１６】図３４と図３５は、上述した制御を行なう
ための磁気デイスク制御ブロック３１０２とスケジュー
リング制御部３７２０の１実施例を示す。

【０１１７】磁気デイスク制御ブロック３１０２を示す
図３４において、３７１０は命令キュウ、３７２０はス
ケジュール制御部、３７３０は新規のアクセス要求用の
命令キュウ、３７４０は命令受付部、３７５０はデータ
入出力部を示す。

【０１１８】命令受付部３７４０は、各映像チャネル配
送制御ブロック３２３０、または映像チャネル入力制御
ブロック３２３１から、磁気デイスクアクセス要求命令
を受け取り、そのうち、既に周期タスクとして登録され
ているアクセス要求は、命令キュウ３７１０に送り、新
規に発生した周期的アクセス要求や単発的アクセス要求
は、命令キュウ３７３０へ送る。

【０１１９】命令キュウ３７３０に蓄積された磁気デイ
スクのアクセス要求は、スケジューリング制御部３７２
０により、上述した制御アルゴリズムに従って、直ちに
命令キュウ３７２０へ送るか、条件（２）で説明したよ
うに遅延させた後、命令キュウ３７２０へ送られる。命
令キュウ３７１０に送られた磁気デイスクへのアクセス
要求は、ＦＩＦＯ（ファーストインファーストアウト）
形式で順次に実行される。

【０１２０】スケジューリング制御部３７２０を示す図
３５において、３８１０は、周期的アクセス要求の最短
周期Ｔｓを格納するための最短周期格納レジスタ、３８
１１は比較器、３８２１は、各映像チャネル配送制御ブ
ロック３２３０または映像チャネル入力制御ブロック３
２３１から受け取る命令のフォーマットを記憶するため
のメモリ、３８２２は命令キュウ３７１０へ送るべき命
令を格納する命令レジスタ、３８３０は、新規アクセス
要求の磁気デイスク占有時間を算出するための磁気デイ
スク占有時間算出回路、３８３１は、既に行なっている
周期的アクセス要求を記録しておくための周期タスクの
磁気デイスク占有時間記憶回路、３８３２は、新規タス
クを記憶するためのＦＩＦＯ（ファーストインファース
トオウト）バッファ、３８４０は、条件（２）を計算す
るためのスケジュール判定回路を示す。

【０１２１】スケジュール制御部３７２０は、命令キュ
ウ３７３０から新規アクセス要求３７２１を受け取る
と、以下の手順によってスケジューリングを行なう。

【０１２２】（１）磁気デイスク占有時間算出回路３８
３０より、式（２）のＷｋを算出する。（２）磁気デイ
スク占有時間算出回路３８３１より、式（４）のＷ（to
tal）を算出する。

【０１２３】（３）新規タスクが周期的タスクの場合、
スケジュール判定回路３８４０より、条件（１）を満た
すか否か判定し、満たさない場合はこの要求を拒絶す
る。

【０１２４】（４）新規タスクの記憶ＦＩＦＯ３８３２
より、式（３）のＤ（total）を算出する。

【０１２５】（５）スケジュール判定回路３８４０よ
り、条件（２）を満たすか判定し、条件を満たさない場
合は、ある時間が経過した後、上記（３）の計算を再度
行い、条件（２）を満たすか否かの判定を繰り返す。条
件（２）を満足した場合は、命令フォーマット３８２１
から予め磁気デイスクのアクセスに必要な情報だけを取
り出して格納しておいた命令レジスタ３８２２の内容を
命令キュウ３７１０へ送る。また、新規アクセス要求の
磁気デイスク占有時間ＷｋをＤｋとして、新規タスク記
憶ＦＩＦＯ３８２２へ登録する。周期的タスクの場合
は、Ｗｋを周期タスクの磁気デイスク占有時間記憶回路
３８３１に登録する。また、最短周期格納レジスタ３８
１０と新規アクセス要求の周期Ｔを比較器３８１１によ
り比較し、周期がＴｓより短い場合は、上記周期Ｔを新
たな最短周期Ｔｓとして記憶する。

【０１２６】以上のスケジューリングにより、（１）新
たなクライアントからの新規配送要求、（２）既に配送
中のクライアントからの特殊再生要求、（３）単発的な
非周期的な磁気デイスクへのアクセス要求が発生して
も、クライアントへ配送中の映像のＱＯＳを保証するこ
とができる。

【０１２７】本発明によれば、映像の配送開始時間を指
定した配送要求にも対応することができる。例えば、配
送要求時に、このタスクを周期的タスクとして、図３５
に示した周期タスクの磁気デイスク占有時間記憶回路３
８３１へ登録しておき、最初の先読みのみを行ない、配
送開始指定時間まで、この映像チャネルを制御する映像
配送制御ブロック３２３０をウエイト状態にしておく。
配送開始の指定時間になったら上記ウエイト状態を解除
し、通常の配送サービスを行なう。これにより、間もな
く、磁気デイスク制御ブロック３１０２へリード要求が
行なわれることになるが、このタスクは、既に周期的に
行なわれているタスクとしてスケジュール判定回路３８
４０がスケジューリングを行なっているので、上記リー
ド要求によって他の配送中の映像のＱＯＳが妨害される
おそれはない。

【０１２８】このように、本発明の映像蓄積配送装置及
び映像蓄積配送システムでは、任意の配送開始時間を指
定して配送要求を行なうことができるため、例えば、２
以上の別タイトルの映像を或る時刻で繋ぎ合わせた形で
配送サービスすることが可能となる。

【０１２９】図３６は、本発明の更に他の応用例を示
す。図３６において、３９００はＢ−ＩＳＤＮ（広帯域
公衆網）、３９１０は上記公衆網に接続された各種の映
像タイトルを保管するアーカイバルサーバであり、上記
公衆網３９００には、各家庭にビデオオンデマンド、ホ
ームショッピングなどのサービスを行なうＣＡＴＶ局が
接続されている。

【０１３０】各ＣＡＴＶ局は、本発明による映像蓄積配
送システム３１０１を備え、各家庭から映像タイトルの
配送要求を受けると、圧縮映像をそれぞれの持つネット
ワークを介して要求元の各家庭に配送する。もし、自局
内の映像蓄積配送装置内にユーザから要求されたタイト
ル（映像データ）が存在しない場合は、アーカイバルサ
ーバ３９１０にタイトルのコピーを要求し、所望の映像
タイトルをコピーインする。この場合、本発明の映像蓄
積配送システム３１０１を適用することによって、既に
他の映像の配送サービス中であっても、これらの配送中
映像のＱＯＳを保証しながら、アーカイバルサーバ３９
１０からの映像データのコピーインを行なうことができ
る。

【０１３１】図３７は、上記ＣＡＴＶ局に適用される映
像蓄積配送システム３１０１の構成を示す。 本実施例
において、映像タイトルは複数の映像蓄積配送装置３１
０２（３１０２−１〜３１０２−ｎ）に分散して格納さ
れている。このシステム構成において、人気タイトルに
アクセスが集中すると、そのタイトルを持つ特定の映像
蓄積配送装置３１０２−ｉがボトルネックとなり、人気
タイトルの配送サービスが制約されるおそれがあるが、
この場合、人気タイトルを別の映像蓄積配送装置３１０
２−ｊへのコピーし、アクセスを複数の配送装置に分散
させることにより、上記ボトルネックを解消することが
できる。本発明の映像蓄積配送装置３１０２を用いれ
ば、既に映像配送している映像チャネルのＱＯＳを保証
しながら、同一タイトルへの集中度合いに応じてコピー
タイトルを持つ映像蓄積配送装置台数を増加し、分散体
制でサービス要求に応じることができ、これと同様に、
システムを停止することなく、新規タイトルを映像蓄積
配送装置い追加することが可能であり、ＣＡＴＶ局にお
けるビデオオンデマンドなどのインタラクテイブサービ
スをノンストップで実現できる。

【０１３２】図３８は、映像蓄積配送装置３１０２の更
に他の実施例を示す。図３８（ｃ）において、４００５
はＩ／Ｏバス、４０１０、４０１５はＤＭＡ制御、４０
５０は制御ブロック、４０２０は制御ブロック内のメモ
リ、４０２５は制御ブロックの機能を実行するＣＰＵ、
４０４０は磁気デイスク、４０３０はＡＴＭ Ｉ／Ｆを
示す。

【０１３３】ここで、ＣＰＵ４０２５は、図２９に示し
た映像チャネル配送制御ブロック３２３０、映像チャネ
ル入力制御ブロック３２３１、コピー入力制御ブロック
３２３１、コピー出力制御ブロック３２３２、命令入力
部３２１０、データ出力部３２２０、データ入力部３２
１１、磁気デイスク制御ブロック３２４０の機能を制御
プログラムにより実現する。

【０１３４】図３８（ａ）は、ＵＮＩＸオペレーテイン
グシステムを使用している従来の計算機をベースとした
映像データの転送方法を示し、図３８（ｂ）は、上記図
３８（ｃ）のシステム構成における処理の高速化方法の
１例を示す。図３８（ａ）の従来方法によれば、磁気デ
イスクから読み出されたデータは、ＣＰＵのオペレーテ
イングシステムにおけるカーネル部が管理するカーネル
バッファへ転送され、これをユーザデータ空間へ一旦コ
ピーした後、例えばＡＴＭインターフェイスを介してネ
ットワークへ配送する。すなわち、ＣＰＵ上で２回のメ
モリコピーを必要とする。

【０１３５】図３８（ｂ）に示した方法は、ユーザのメ
モリ空間上にデータバッファを設け、磁気デイスクから
映像データをＤＭＡ（ダイレクトメモリアクセス）機能
によって上記ユーザメモリ空間上のデータバッファへ転
送し、ネットワークへのデータ配送も、上記データバッ
ファからＡＴＭ Ｉ／ＦへＤＭＡ機能によって直接行う
ようにし、これにより、ＣＰＵによるメモリコピーをゼ
ロ回にし、複数映像チャネルへの同時配送サービス機能
を向上できるようにしたものである。

【０１３６】

【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明の映像蓄積配送装置によれば、映像データの
画質を保証して、複数のユーザに同時に映像データを配
送でき、映像蓄積容量または同時サービス可能なチャネ
ル数について要求に柔軟に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の映像蓄積配送システムの１実施例を示
す構成図。

【図２】図１におけるスイッチバス１４０の構成を示す
図。

【図３】上記スイッチバスを介して転送されるセルの構
成を示す図。

【図４】図１の装置１０２〜１０５として適用される本
発明による映像蓄積配送装置４００の基本構成図。

【図５】上記映像配送システム１０１における映像デー
タの配送動作を示す図。

【図６】上記映像配送システム１０１における映像デー
タの書き込み動作を示す図。

【図７】スイッチバス１４０を管理するためのＱＯＳ管
理テーブル１６０を示す図。

【図８】映像データ書き込み動作時におけるクライアン
トとサーバの間の動作の流れを示す図。

【図９】本発明による映像蓄積配送装置の他の構成例を
示す図。

【図１０】図９の映像蓄積配送装置を適用した本発明に
よる映像蓄積配送システムの他の構成を示す図。

【図１１】磁気デイスク装置単体のデータアクセス時に
要する時間とデータのアクセス単位に対するスループッ
トとの関係を示す図。

【図１２】RAID３の構成とデータアクセス時に要する時
間を示す図。

【図１３】RAID３をデータ蓄積装置として使用した場合
のデータのアクセス単位に対するスループットを説明す
るための図。

【図１４】データ蓄積装置への映像データの格納形式の
１例を示す図。

【図１５】映像データ配送のためのメモリ構成の１例を
示す図。

【図１６】特殊再生時のアクセス方法と仕様の１例を示
す図。

【図１７】特殊再生を行うための映像データの格納形式
の１例を示す図。

【図１８】RAID３をデータ蓄積装置として使用した場合
の特殊再生時のアクセス方法と仕様の１例を示す図。

【図１９】本発明による映像データ蓄積配送装置の他の
実施例を示す構成図。

【図２０】本発明による映像データのキャシュ時のデー
タの流れ及び動作を示す。

【図２１】本発明による映像データのキャシュ機能を説
明するための図。

【図２２】映像データのキャシュ動作におけるデータの
タイミング図。

【図２３】磁気デイスクにおけるキャシュ機能の１実施
例を示す図。

【図２４】本発明による映像蓄積配送システムの他の実
施例を示す構成図。

【図２５】本発明による映像蓄積配送システムの応用例
を示す図。

【図２６】従来の計算機システムの構成の１例を示す
図。

【図２７】本発明のシステムにおける映像データの配送
時のタイミング図。

【図２８】本発明による映像蓄積配送システムの他の実
施例を示す構成図。

【図２９】上記映像蓄積配送システムにおける映像蓄積
配送装置の機能構成図。

【図３０】映像蓄積配送装置に適用される磁気デイスク
のアクセス単位に対するスループットの特性を示す図。

【図３１】映像データの先読み方式を説明するためのタ
イミング図。

【図３２】磁気デイスクへのリード要求とアクセスと関
係を示すタイミング図。

【図３３】本発明による磁気デイスクのスケジューリン
グの１例を示すタイミング図。

【図３４】磁気デイスク制御ブロックの機能を説明する
ための図。

【図３５】図３４におけるスケジュール制御部３７２０
の構成を示すブロック図。

【図３６】本発明による映像蓄積配送装置の他の応用例
を示す図。

【図３７】本発明による映像蓄積配送装置の更に他の応
用例を示す図。

【図３８】本発明による映像蓄積配送装置の他の実施例
を示す図。

【符号の説明】

１０１…映像蓄積配送システム、１０２…映像蓄積配送
装置、１０３…映像蓄積配送装置、１０４…映像蓄積配
送装置、１０５…映像蓄積配送装置、１１０…リソース
制御用管理信号線、１２１…磁気デイスク、１２２…磁
気テープ、１２３…光デイスク、１３０…バスI/F、１
４０…スイッチバス、１５０…ローカルエリアネットワ
ーク(LAN)、１６１…バス制御ブロック、１６２…制御
管理信号線、１６５…データ管理システム、１６６…管
理情報、１７０…(映像)編集(装置)、１７１…ワークス
テーション(WS)、１７２…パーソナルコンピュータ(P
C)、１８０…公衆網、１８１…公衆網I/F、１９０…制
御ユニット。２０１…入力用スイッチ、２０２…出力用
スイッチ、２１０…マルチプレクサ、２１１…マルチプ
レクサ、２１８…マルチプレクサ、２１９…マルチプレ
クサ、２２１〜２２９…ユニット（映像蓄積配送装置ま
たは制御ユニット）、２３１〜２３９…外部接続端、２
４０…バッファ、２５０…セル選択回路、２５５…バッ
ファブロック、２６０…制御ブロック、２７０…制御信
号線。４００…映像蓄積配送装置、４１０…データ蓄積
装置、４１１…スイッチ、４２０…メモリ、４２１…ス
イッチ、４３０…出力ドライバ、４３５…入力ドライ
バ、４５０…制御ブロック、４５１…CPU、４５２…タ
イマ、４５３…メモリ、９０１…映像蓄積配送装置、９
０５…コントローラ、９０６…デイスクアレイ装置、９
１１…バス、９１２…ドライバ、９１３…プロトコル制
御、９１５…ATM/ALL（ATMアダプテイブ層）、９２１…
ドライバ、９２２…ファイル形式制御、９３０…スケジ
ューリング/ファイルアクセス制御、９３１…サーバア
プリケーション、９５０…クライアント、９６０…映像
データデコーダ、９６１…ドライバ、９６２…デコーダ
制御、９６３…NTSC（信号）、９７０…ATM/ALL（ATMア
ダプテイブ層）、９７１…ドライバ、９７２…プロトコ
ル制御、９８１…Videoボード、９８２…Windowシステ
ム、９８３…クライアントアプリケーション。１０００
…映像蓄積配送システム、１０１０…制御ユニット、１
０１１…ドライバ、１０１２…ATM/ALL（ATMアダプテイ
ブ層）、１０２０…スイッチバス、１０５０…映像編集
用WS。１４０８…フレームアドレステーブル、１５００
…メモリ、１５０５…プログラム、OS用領域、１５１０
…（データ）蓄積装置の空きブロックリストテーブル、
１５３０…バッファ０、１５４０…バッファ１。１８０
０…映像蓄積配送装置、１８０１…バス、１８０２…CP
U、１８０３…ATMボード、１８０５…バスI/F、１８０
６…バッファ、１８０７…SCSI2（コントローラ及びI/
F）、１８１０…単体磁気デイスク。２１００…バッフ
ァリング装置、２１０１…光デイスクジュークボック
ス、２１０２…光デイスクジュークボックス、２１１０
…バスI/F、２１２０…バスI/F、２１３０…メモリ、２
１４０…バスI/F、２１５０…制御ブロック、２１５１
…CPU、２１５２…タイマ、２１７１…映像蓄積装置、
２１７２…映像蓄積装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 未来子 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 斎藤 温 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 林 剛久 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 井川 勝 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の入力端子と複数の出力端子とを有
   し、入力データを指定された出力端子に出力するための
   スイッチユニットと、 上記スイッチユニットを制御するための制御ユニット
   と、 上記スイッチユニットに接続され、それぞれ映像情報の
   蓄積手段と映像情報出力手段とを有する少なくとも一つ
   の映像蓄積配送装置と、 上記スイッチユニットと結合された少なくとも１つの端
   末装置とからなり、 上記映像蓄積配送装置と上記端末装置との間の映像デー
   タ転送および上記端末装置と上記制御ユニットとの間の
   通信が、上記スイッチユニットを介して行われるように
   したことを特徴とする映像蓄積配送システム。
2. 【請求項２】複数の入力端子と複数の出力端子とを備
   え、上記何れかの入力端子から入力されたＡＴＭ（アシ
   ンクロナウス トランスファ モード）セルを指定された
   出力端子に出力するスイッチユニットと、 上記スイッチユニットに接続された少なくとも１つの端
   末装置装置と、 上記スイッチユニットを介して上記端末装置と通信する
   ための手段を備えた上記スイッチユニットを制御するた
   めの制御ユニットと、 上記スイッチユニットに接続された少なくとも１つの映
   像蓄積配送装置とからなり、 上記映像蓄積配送装置が、映像データを蓄積するための
   ファイル手段と、要求された映像データを上記ファイル
   手段から読み出してＡＴＭセルの形式で出力するための
   手段からなり、要求元の端末装置に対して上記スイッチ
   ユニットを介して映像データを転送することを特徴とす
   る映像蓄積配送システム。
3. 【請求項３】前記制御ユニットが、前記映像蓄積配送装
   置内での映像データの格納場所を記憶するための手段を
   有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載
   の映像蓄積配送システム。
4. 【請求項４】前記各端末装置が前記制御ユニットに対し
   て映像デ−タのアクセス要求を発行し、上記制御ユニッ
   トが、上記アクセス要求に応じて前記スイッチユニット
   に指令を与え、上記端末装置と前記映像蓄積配送装置と
   の間の接続を確立することを特徴とする請求項１〜請求
   項３の何れかに記載の映像蓄積配送システム。
5. 【請求項５】前記制御ユニットが、前記端末装置から配
   送開始時間を指定した形で映像配送要求を受付け、各映
   像データの配布サービスを指定された時間に開始するこ
   とを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の映
   像蓄積配送システム。
6. 【請求項６】映像データを蓄積するためのファイル手段
   を備え、要求された映像データを上記ファイル手段から
   読み出して配送する映像蓄積配送装置において、 上記ファイル手段に、映像データの各フレームの格納ア
   ドレスを示すフレームアドレステーブルを上記映像デー
   タと共に格納したことを特徴とする映像蓄積配送装置。
7. 【請求項７】早送りまたは早戻し再生要求時に、前記フ
   レームアドレステーブルに従って、前記ファイル手段か
   ら上記再生に必要なフレームデータを読み出すための手
   段を備えたことを特徴とする請求項６に記載の映像蓄積
   配送装置。
8. 【請求項８】第１の再生速度で再生すべき第１の映像デ
   ータの各フレームの前記ファイル手段内での格納アドレ
   スを示すための第１のフレームアドレステーブルと、第
   ２の再生速度で再生すべき第２の映像データの各フレー
   ムの前記ファイル手段内での格納アドレスを示す第２の
   フレームアドレステーブルとを備えることを特徴とする
   請求項６に記載の映像蓄積配送装置。
9. 【請求項９】前記第１、第２のフレームアドレステーブ
   ルが、前記第１、第２の映像データとともに、前記ファ
   イル手段に記憶されることを特徴とする請求項８に記載
   の映像蓄積配送装置。
10. 【請求項１０】映像データに時間情報を付加して前記フ
    ァイル手段に格納しておき、上記時間情報に対応して映
    像データを配送することを特徴とする請求項６〜請求項
    ９の何れかに記載の映像蓄積配送装置。
11. 【請求項１１】映像データ蓄積手段と、要求された映像
    データを上記蓄積手段から読み出して出力するための手
    段と、時間情報を発生するための手段とを有する映像蓄
    積配送装置において、 上記映像データ蓄積手段に映像データを蓄積する際に、
    各フレームのデータ蓄積装置内の格納場所を示すアドレ
    スと、各フレームの配送時間を指定する相対時間情報と
    を示すフレームアドレステーブルを生成し、 上記データ蓄積装置に、上記フレームアドレステーブル
    と、上記映像データと、再生方法及び再生時間長とを格
    納することを特徴とする映像蓄積配送装置。
12. 【請求項１２】要求された映像データを蓄積手段から読
    み出して配送する映像蓄積配送装置において、 前記映像データを格納するための第１のデータ蓄積装置
    と、該第１のデータ蓄積装置よりも情報記憶容量の少な
    い第２のデータ蓄積装置を備え、 配送要求された映像データの少なくとも一部を上記第１
    のデータ蓄積装置から読み出して上記第２のデータ蓄積
    装置へ書き込み、上記第２のデータ蓄積装置から読み出
    した映像データを要求元装置に配送することを特徴とす
    る映像蓄積配送装置。
13. 【請求項１３】前記第２のデータ蓄積装置が、前記第１
    のデータ蓄積装置より高速のデータ転送機能を有するこ
    とを特徴とする請求項１２に記載の映像蓄積配送装置。
14. 【請求項１４】映像データを蓄積するファイル手段と、 通常再生の映像データを第１再生速度モードの配送する
    機能と、早送りまたは早戻しの特殊再生の映像データを
    第２の再生速度モードで配送する機能とを備えた配送手
    段と有し、上記配送手段が、上記第２の再生速度モード
    で配送要求された映像データを上記第１の再生速度モー
    ドより低いフレームレートで配送することを特徴とする
    映像蓄積配送装置。
15. 【請求項１５】映像データを蓄積するための蓄積装置
    と、上記蓄積手段から読み出された複数の映像ストリー
    ムをネットワークを介して要求元装置に配送するための
    配送制御手段とを備えた映像蓄積配送装置において、 配送中の映像ストリームに関する上記蓄積装置へのアク
    セス周期時間の最短周期時間と、上記各映像ストリーム
    の上記蓄積装置のアクセス占有時間と、上記最短周期時
    間内に発生した新規の映像ストリーム配送要求および非
    周期的なアクセス要求に関する上記蓄積装置の専有時間
    とを記憶するための第１の記憶手段と、 上記蓄積装置におけるアクセス単位に対するアクセス時
    間の特性を記憶するための第２の記憶手段とを有し、 上記配送制御手段が、上記第１、第２の記憶手段に記憶
    された情報に基づいて、新規に発生した映像ストリーム
    配送要求に対して映像ストリームの配送開始時間を制御
    することを特徴とする映像蓄積配送装置。
16. 【請求項１６】前記第２の記憶手段が、前記蓄積手段の
    特性を折れ線近似により記憶することを特徴とする請求
    項１５に記載の映像蓄積配送装置。
17. 【請求項１７】映像を蓄積するための蓄積装置と、上記
    蓄積手段から読み出された複数の映像ストリームをネッ
    トワークを介して要求元装置に配送するための配送制御
    手段とを備えた映像蓄積配送装置において、 既に配送中の映像ストリームの上記蓄積装置へのアクセ
    ス周期時間のうちの最短周期時間Ｔｓと、配送中の映像
    ストリームのうちの周期的なアクセス要求による上記蓄
    積装置のアクセス占有時間の総和Ｗｔと、上記最短周期
    時間内に既に発生済みの新規の映像ストリーム配送要求
    および非周期的なアクセス要求が占める上記蓄積装置の
    専有時間Ｄとを記憶するための手段を有し、 新規の映像ストリーム配送要求または非周期なアクセス
    要求が発生した時、これらが必要とする上記蓄積装置へ
    のアクセス時間ＷＫが、条件式Ｔｓ≦（Ｗｔ＋Ｄ＋Ｗ
    Ｋ）を満たさない場合は、該要求に基づく上記蓄積装置
    へのアクセスを保留するようにしたことを特徴とする映
    像蓄積配送装置。
18. 【請求項１８】映像を蓄積するための蓄積装置と、上記
    蓄積手段から読み出された複数の映像ストリームをネッ
    トワークを介して要求元装置に配送するための配送制御
    手段とを備えた映像蓄積配送装置において、 新規の映像ストリームの配送要求が発生した場合に、上
    記配送制御手段によって、既に配送サービス中または受
    付済要求に基づく上記蓄積装置へのアクセス周期時間の
    うちの最短の周期時間Ｔｓと、配送中の映像ストリーム
    による上記蓄積装置のアクセス占有時間の総和Ｗと、新
    規の映像ストリーム配送要求による上記蓄積装置へのア
    クセス時間Ｗｋとが、条件式Ｔｓ≦（Ｗ＋Ｗｋ）を満た
    すか否かを判定し、上記条件式を満たさない場合、上記
    の新規の映像ストリームの配送要求を拒絶または一時保
    留するようにしたことを特徴とする映像蓄積配送装置。
19. 【請求項１９】前記配送制御手段が、 上記蓄積装置へのアクセス要求をファーストイン・ファ
    ーストオウト形式でバッファリングするための第１のコ
    マンドキュウと、 新規に発生した映像ストリーム配送要求における上記蓄
    積装置への最初のアクセス要求をファーストイン・ファ
    ーストオウト形式でバッファリングするための第２のコ
    マンドキュウとを有し、 前記条件式の判定結果に従って、上記第２コマンドキュ
    ウからの配送要求の読み出しを制御することを特徴とす
    る請求項１７または請求項１８に記載の映像蓄積配送装
    置。
20. 【請求項２０】それぞれ映像を蓄積するための個別の蓄
    積手段と、上記蓄積手段から読み出された複数の映像ス
    トリームをネットワークを介して要求元装置に配送する
    ための配送制御手段とを備えた複数の映像蓄積配送装置
    からなる映像配送システムにおいて、 上記各映像蓄積配送装置が、映像ストリームの配送中
    に、他の映像蓄積配送装置との間で複写された映像デー
    タを送受信するための手段を備えることを特徴とする映
    像蓄積配送装置。
21. 【請求項２１】端末装置またはネットワークに接続され
    たスイッチ手段と、 上記スイッチ手段に接続され、それぞれが映像を蓄積す
    るための蓄積手段と、上記蓄積手段から読み出された複
    数の映像ストリームを上記スイッチ手段を介して上記端
    末装置または上記ネットワークに送出するための配送手
    段とを備えた複数の映像蓄積配送装置と、 上記スイッチ手段に接続された制御装置とからなる映像
    配送システムにおいて、 上記制御装置が、上記何れかの映像蓄積配送装置におい
    て配送サービス中の映像データの少なくとも１部を他の
    何れかの映像蓄積配送装置の蓄積手段に転写し、同一映
    像に関する複数の配送要求元に対して、複数の映像蓄積
    配送装置で分担して配送サービスするようにしたことを
    特徴とする映像配送システム。
22. 【請求項２２】前記制御装置が、配送サービス中の映像
    蓄積配送装置における負荷状況に応じて、前記他の何れ
    かの映像蓄積配送装置への転写を行うことを特徴とする
    請求項２１に記載の映像配送システム。
23. 【請求項２３】前記スイッチ手段に接続された端末装
    置、または前記ネットワークに結合された端末装置が、
    上記制御装置に対して映像の配送要求を発行し、 上記制御装置が、上記配送要求に応じて上記スイッチ手
    段を制御し、要求元端末装置と上記複数の映像蓄積配送
    装置のうちの１つとの間に映像データ転送のためのパス
    を形成することを特徴とする請求項２１または請求項２
    ２に記載の映像蓄積配送システム。
24. 【請求項２４】映像を蓄積するための蓄積装置と、上記
    蓄積手段から読み出された複数の映像ストリームを直接
    またはネットワークを介して要求元装置に配送するため
    の配送制御手段とを備えた映像蓄積配送装置において、 他の配送要求に基づく映像ストリームの配送期間中に、
    配送開始時間を指定した形で新たな映像配送要求を受付
    け、該新たな配送要求について、上記指定された配送開
    始時間に配送サービスを開始するための手段を有するこ
    とを特徴とする映像蓄積配送装置。
25. 【請求項２５】前記配送制御手段と前記端末装置または
    ネットワークがスイッチ手段を介して接続されたことを
    特徴とする請求項２４に記載の映像蓄積配送装置。
26. 【請求項２６】前記スイッチ手段がＡＴＭセルを入出力
    するＡＴＭスイッチであり、前記配送制御手段が、前記
    蓄積手段から読み出された映像データをＡＴＭセルに変
    換するための手段を備えることを特徴とする請求項２５
    に記載の映像蓄積配送装置。
27. 【請求項２７】複数の映像タイトルを蓄積するための蓄
    積装置と、上記蓄積手段から読み出された複数の映像ス
    トリームを直接またはネットワークを介して要求元装置
    に配送するための配送制御手段とを備えた映像蓄積配送
    装置において、 同一の要求元に対して、第１の映像タイトルのデータ配
    送終了に同期して、第２の映像タイトルのデータ配送を
    開始するための手段を備えたことを特徴とする映像蓄積
    配送装置。
28. 【請求項２８】前記配送制御手段と前記端末装置または
    ネットワークが、スイッチ手段を介して接続されたこと
    を特徴とする請求項２７に記載の映像蓄積配送装置。
29. 【請求項２９】前記スイッチ手段がＡＴＭセルを入出力
    するＡＴＭスイッチであり、前記配送制御手段が、前記
    蓄積手段から読み出された映像データをＡＴＭセルに変
    換するための手段を備えることを特徴とする請求項２８
    に記載の映像蓄積配送装置。