JPH10308936A - 映像配信システム、データ配信方法及び媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】蓄積容量の増加、処理負荷の増大等を招くこと
なく、早送り、巻き戻し等の特殊再生を行うことが出来
なかったと言う課題。 【解決手段】サーバ１０１は特殊再生時にもデータに付
加された表示時刻情報を変更せずに送出器１０５から送
出する。端末１０２は、特殊再生モードでは表示時刻情
報を無視し、独自のクロックに従って映像を再生し表示
器１１０で表示する。映像の不連続が起こるのを避ける
ため、端末１０２では特殊再生から通常再生へのモード
変更と同時にＰＬＬ１０７において基本クロックを再設
定する。同時にサーバ１０１から送出された通常再生の
最初の表示時刻情報を予め検出し、基本クロックがその
時刻になるまで表示時刻情報を無視してバッファ１０９
内のデータを用いて特殊再生動作を続け、その時刻にな
ればモード制御器１１１が特殊再生データをバッファ１
０９から破棄し通常再生にもどす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、デジタル
映像配信システムにおいて、早送り、まき戻しなどの特
殊再生を実現する事が出来る、映像配信システム、デー
タ配信方法及び相対に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、映像と音声を配信する、ビデオオ
ンデマンド等のデジタル映像配信システムが実用化段階
に入っている。この様なデジタル映像配信システムにお
ける、サーバ端末間の同期技術について説明する。

【０００３】従来のデジタル映像配信システムには、同
期方法により大別して、サーバと端末が同期したシステ
ム（以下同期システムと呼ぶ）、サーバと端末が非同期
であるシステム（以下非同期システムと呼ぶ）に分けら
れる。非同期システムには大別してサーバと端末の間で
フロー制御を行うシステム（以下フロー制御システムと
呼ぶ）と行わないシステム（以下非フロー制御システム
と呼ぶ）が存在した。

【０００４】まず非同期システムについて説明する。非
同期システムにおいては、サーバは固有のクロックによ
り映像データを送出する。端末では別の固有クロックに
従い、受信した映像データを表示する。このような独立
した２種のクロックの間には一般に誤差が存在するた
め、端末にバッファを装備して受信されたデータを一旦
蓄積することで、サーバと端末のクロックの間の誤差を
吸収する。この方法によれば一定の時間は誤差を吸収す
ることができる。

【０００５】しかし一方、長時間が経過すると誤差の蓄
積によりバッファがオーバーフロー又はアンダーフロー
状態となり、それ以上誤差を吸収することが出来なくな
る。

【０００６】この様な場合、非フロー制御システムにお
いては、例えば、バッファがオーバーフロー状態に近づ
くと１フレーム分の映像データを表示せずに破棄し、ア
ンダーフロー状態に近づくと、２フレーム連続して同一
の前記映像データを表示させることでバッファがオーバ
ーフロー又はアンダーフロー状態になるのを回避する方
法があった。しかしこの方法によれば、映像表示の忠実
性が犠牲になる。

【０００７】フロー制御システムにおいては、映像表示
の忠実性を犠牲にすることなく映像表示を行うことがで
きる。すなわちバッファがオーバーフローまたはアンダ
ーフロー状態に近づいた際、端末からサーバに対し信号
を送り、サーバから送出されるデータの量を制御するこ
とでバッファがオーバーフロー又はアンダーフロー状態
になるのを回避する。しかし端末からサーバへの制御が
必須となるため、システムが複雑になる傾向がある。

【０００８】次に同期システムについて説明する。同期
システムにおいては、サーバは固有のクロックにより映
像データを送出する。同時にサーバは固有のクロックに
基づいて時計同期用の情報を送出する。端末ではＰＬＬ
等を使用してこの時計同期用の情報に同期したクロック
を生成する事で送出される映像データのタイミングと正
確に同期したクロックを得、このクロックに従って映像
情報の表示を行う。この際、デジタル伝送による情報量
のばらつきを吸収するため、やはりバッファを備えるの
が一般的である。

【０００９】例えば映像を配信する国際規格であるＭＰ
ＥＧ（エムペグ）規格は同期方法による映像再生を規定
している。すなわち、同規格に定められるデータストリ
ーム中には時計同期用の情報としてＰＣＲ（プログラム
クロックリファレンス）又はＳＣＲ（システムクロック
リファレンス）が多重される。端末側ではこれらの情報
からＰＬＬを用いて同期されたクロック信号ＳＴＣ（シ
ステムタイミングクロック）を生成する。映像データに
は、復号するための時刻情報としてＤＴＳ（デコーディ
ングタイムスタンプ）が、映像を表示するための時刻情
報としてＰＴＳ（プレゼンテーションタイムスタンプ）
が付加されている。バッファに蓄積された映像データを
ＳＴＣを基準としてＤＴＳ、ＰＴＳに従った時刻で復
号、表示を行い、バッファのオーバーフロー、アンダー
フローを起こすことなく、元映像に忠実な再生を行う。

【００１０】同期システムは、非同期システムと異な
り、元映像に忠実な表示が可能で、端末からサーバへの
制御を必要としないことから、デジタル映像配信に広く
採用されている。

【００１１】一方、近年デジタル映像配信システムにお
いて、利用者の利便上の要請から、従来のＶＴＲにおけ
る早送り、まき戻し、スロー再生等に相当する映像の特
殊再生方法が求められている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な特殊再生を前述した従来の同期システムで行う場合、
以下の様ないくつかの課題が存在する。

【００１３】即ち、同期システムでは、時刻情報及び時
計同期用情報は、サーバから送出する際に計算した場合
負荷が大きいため、映像データの符号化を行う際に同時
に計算し、付加しておくのが一般的である。しかし、特
殊再生を行うと、通常と異なるタイミング、順番で映像
データが送信されるため、予め付加された時刻情報、時
計同期用情報によっては正しい再生を行う事が出来なく
なる。

【００１４】この解決法として、特殊再生の場合のみ時
刻情報、時計同期用情報を計算、変更、再付与する方法
が考えられるが、サーバでの処理負荷が増大するという
欠点を有していた。

【００１５】又、別の解決法として、例えば特開平８−
１２５９６６に開示される様に、予め特殊再生用のデー
タを別に蓄積しておく方法があり、これによれば処理負
荷が増大する事はないが、特殊再生の種類に応じて蓄積
容量が増加するという別の欠点を有していた。

【００１６】更に、これらのいずれの解決法において
も、特殊再生と通常再生の継ぎ目において時間の不連続
性が生じるため、映像の切れ目無く整合性ある再生を続
けることが困難であるという課題を有していた。

【００１７】本発明は、以上述べたような従来の技術の
問題点に鑑み、デジタル映像及び／又は音声の配信系に
おいて、従来に比べて蓄積容量の増加、処理負荷の増大
等を招くことなく、早送り、巻き戻し等の特殊再生を実
現することが出来る映像配信システム、データ配信方法
及び媒体を提供することを目的とする。

【００１８】又、本発明は、上記目的に加えて、映像及
び／又は音声に実質上切れ目の無い連続的な再生が出来
る映像配信システム、データ配信方法及び媒体を提供す
ることを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、端末からサーバに対して映像データの要求が有った
際、前記サーバに蓄積された映像データを送出し、前記
端末で受信して表示する映像配信システムであって、前
記サーバは、前記映像データに表示時刻情報を予め付加
して蓄積しており、前記端末の要求が通常再生の要求で
ある場合、前記サーバから送出される時計同期用情報に
同期した同期信号を生成し、又、前記要求が特殊再生の
要求である場合、前記時計同期用情報に関わらず別の基
準信号を生成する、前記端末に備えられた時計手段と、
前記受信された前記映像データを蓄積する、前記端末に
備えられたバッファ手段とを備え、前記端末は、前記通
常再生を要求した場合、前記時計手段により生成された
前記同期信号と前記表示時刻情報に基づいて、前記バッ
ファ手段に蓄積された前記映像データの表示を行い、
又、前記特殊再生を要求した場合、前記時計手段により
生成された別の基準信号に基づいて、前記バッファ手段
に蓄積された前記映像データの表示を行う映像配信シス
テムである。

【００２０】請求項２記載の本発明は、上記サーバは、
前記端末からの要求に応じて、前記送出すべき映像デー
タに対して特殊再生すべきか通常再生すべきかを示す再
生情報を付加して送出するものであり、前記特殊再生の
要求の後、前記通常再生を要求した前記端末が、通常再
生すべき映像データを受信した場合、前記時計手段によ
り生成される同期信号がその映像データに付加された前
記表示時刻情報と同期するのを待って、前記通常再生す
べき映像データを表示させるモード制御手段を備えた請
求項１記載の映像配信システムである。

【００２１】請求項３記載の本発明は、端末からサーバ
に対して映像及び／又は音声データの配信要求が有った
際、その配信要求に基づいて、前記サーバから前記端末
に対して、蓄積された映像及び／又は音声データとその
データの時計同期用情報とを送出するステップと、前記
送出されたデータ及び前記時計同期情報を前記端末によ
り受信するステップと、前記配信要求が通常再生の要求
である場合は、前記受信した時計同期用情報に基づい
て、前記受信したデータを再生し、又、前記配信要求が
特殊再生の要求である場合は、前記受信した時計同期用
情報に関わらず独自の基準信号に基づいて、前記受信し
たデータを再生するステップとを備えたデータ配信方法
である。

【００２２】請求項４記載の本発明は、上記各手段の全
部又は一部の手段の機能をコンピュータに実行させるた
めのプログラムを記録した媒体である。

【００２３】請求項５記載の本発明は、上記各ステップ
の全部又は一部のステップをコンピュータに実行させる
ためのプログラムを記録した媒体である。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる映像配信シ
ステム及びデータ配信方法の実施の形態を図面を用いて
説明する。

【００２５】図１は、本発明に係る一実施の形態である
デジタル映像配信システムの第一の例の模式図であり、
同図に従って本実施の形態の構成と動作を説明する。

【００２６】本実施の形態の各構成要素は通常再生、特
殊再生、遷移の各状態毎に異なる動作をする。各状態は
サーバと端末に各々備えられたモード制御器１１１、１
２０によって決定される。煩雑になるため、図１への状
態制御関係の記述は省略する。

【００２７】本実施の形態での映像データの構造はアイ
ティーユーティー（ＩＴＵＴ）勧告Ｈ２２２．０に規定
されているＭＰＥＧ２トランスポートストリームの形式
に準拠したものとする。すなわち、１フレーム分の映像
データに表示時刻情報としてのＰＴＳと特殊再生すべき
か通常再生すべきかを示す情報としてトリックモードフ
ラグとが付加されており、さらに時計同期用情報のデー
タとしてＰＣＲが一定の密度の以上に多重されている構
造であるとする。

【００２８】サーバ１０１は伝送路１０３を介して端末
１０２へ映像データを送出する。映像データは１フレー
ム毎のＰＴＳと、ＰＣＲを予め付加されて蓄積器１０４
に蓄積されており、送出器１０５によりパケット化さ
れ、発振器１０６より得られるクロックに従って送出さ
れる。この際、モード制御装置１２０により通常再生動
作を行うか、特殊再生動作を行うかが指示される。

【００２９】通常再生状態において送出器１０５は蓄積
された映像データを蓄積されたままの順序で送出し、特
殊再生状態において送出器１０５は蓄積された映像デー
タの順序及び時間間隔を変更して送出する。例えば２倍
早送り再生を行う場合は、映像データをスキップして２
フレームに１フレームの割合で送出する。逆再生を行う
場合、蓄積された画像データを蓄積順と逆順で送出す
る。また、この際に送出器１０５においてトリックモー
ドフラグを付加する。

【００３０】端末１０２において、受信された映像デー
タはまずパケット情報分離装置１０８に入力される。パ
ケット情報分離装置１０８は受信したパケット化された
映像データからＰＣＲを分離して時計指示レジスタへ入
力し、特殊再生モードフラグとＰＴＳを分離してモード
制御器１１１へ入力し、映像データとＰＴＳを分離して
バッファ１０９へ入力する。

【００３１】本発明の時計手段であるところのＰＬＬ１
０７は、時計指示レジスタ１１５、リセット回路１１
６、時計カウンタ１１７、帰還回路１１４、発振器１１
８によって構成される。

【００３２】通常再生状態と遷移状態ではＰＬＬ１０７
は映像データから分離されたＰＣＲに同期したクロック
を発生する。時計カウンタ１１７は発振器１１８の周波
数によりカウントアップするカウンタであり、その値は
ＳＴＣを表し、端末における基準時間となる。帰還回路
１１４はパケット情報分離器１０８から時計指示レジス
タ１１５にＰＣＲが入力された時、時計指示レジスタ１
１５と時計カウンタ１１７を比較し、その差が小さくな
るように発振器１１８へとフィードバックを行うことで
同期を行う。

【００３３】特殊再生状態ではＰＬＬ１０７は自走して
クロックを発生する。帰還回路１１４は特殊再生動作に
入ると出力を以前の出力のまま固定し、そのため発振器
１１８は発振器１０６と概ね等しい周波数で自走する。

【００３４】バッファ１０９はパケット情報分離装置１
０８から入力された映像データとＰＴＳを一組にして保
持する。

【００３５】表示器１１０は通常再生状態では表示指示
器１１３に従ってバッファ１０９内の映像データの表示
を行う。表示指示器１１３は時計カウンタ１１７のＳＴ
Ｃ値と、バッファ内の映像データに付属するＰＴＳ値が
一致したタイミングで表示器１１０に表示する事を指示
する。

【００３６】表示器１１０は特殊再生状態または遷移状
態ではバッファ制御装置１１２に従って表示を行う。バ
ッファ制御装置１１２は時計カウンタ１１７の値に従
い、一定のフレーム周期で表示を行う。バッファ制御装
置１１２はさらにバッファ１０９のデータの占有率を検
出する手段を持っており、バッファ１０９がオーバーフ
ロー状態に近づいた時、バッファ内の１フレーム分の前
記映像データを表示せずに破棄する事を指示し、アンダ
ーフロー状態に近づいた時、２フレーム連続して同一の
前記映像データを表示させることを指示する。

【００３７】以上述べた構成の各動作を要約すると、大
きく２種類の動作状態がある。

【００３８】第１に通常再生状態においては本実施の形
態の映像配信システムの動作は同期的動作である。

【００３９】すなわち、ＰＬＬ１０７はＰＣＲによりサ
ーバと同期したＳＴＣ発生を行っており、その同期した
ＳＴＣとＰＴＳに従ったタイミングで映像の表示が行わ
れている。第２に特殊再生状態と遷移状態においては本
実施の形態の映像配信システムの動作はフロー制御を行
わない非同期的動作である。すなわち、バッファ制御装
置１１２がＰＴＳを無視し、映像の忠実性を犠牲にした
タイミングで映像の表示を決定している。

【００４０】以上の動作状態の遷移する状況を示すタイ
ミングチャートを図２示す。図２において１）欄は特殊
再生か通常再生かを示すフラグの状態を、２）欄は端末
１０２が通常再生、特殊再生、遷移のいずれの常態にあ
るかを、３）欄はＰＬＬ１０７の動作状態を、４）欄は
表示器１１０の表示方法をそれぞれ示す。

【００４１】以下、図２に従って更に詳細に動作を説明
する。

【００４２】初期状態では端末１０２とサーバ１０１は
通常再生状態であり、完全に同期的な映像の表示を行っ
ている。その後、時刻Ａにおいてサーバが特殊再生を開
始する。サーバから送出されるＰＣＲ、ＰＴＳは予め蓄
積されたものであるから、送出の順番や時刻を変化させ
る特殊再生状態においては、整然とした時間関係は期待
出来ず、これらを基準に同期的な映像表示を行おうとす
ると、ＰＬＬの逸脱やＳＴＣとＰＴＳの矛盾、バッファ
のオーバーフロー、アンダーフロー等が引き起こされ
る。

【００４３】そこで端末側では特殊再生のフラグをパケ
ット情報分離器１０８をへてモード制御器１１１が検出
し、時刻Ａでただちに特殊再生状態へとモードの変更を
行う。この後、端末は非同期的動作を行うからＰＣＲ、
ＰＴＳの順序、時刻の変化に伴う前記の様な問題は回避
される。この期間においては映像の忠実性が失われる
が、特殊再生時には通常再生時に比べ映像の忠実性は強
く求められるものではない。

【００４４】その後、時刻Ｂにおいてサーバが通常再生
を開始する。これをモード制御器１１１が検出し、時刻
Ｂより遷移状態へとモードの変更を行う。また同時にモ
ード制御機１１１はリセット回路１１６を用いて時計指
示レジスタ１１５の内容を時計カウンタ１１７に設定す
る。これにより、ＰＬＬ１０７は特殊再生を行う前とは
飛躍のあるＰＣＲ値にリセットされ、以後新しい値を初
期値としてＰＣＲへの同期動作を再開する。

【００４５】時刻Ｂにおいて通常再生の映像データが受
信されはじめ、ＰＬＬ１０７がＰＣＲへの同期を開始し
ても、バッファ１０９には特殊再生用の順序、時刻の変
化したＰＴＳを伴うデータが蓄積されている。従って直
ちに表示指示器１１３に従った表示を初めた場合、やは
りＳＴＣとＰＴＳの矛盾、バッファ１０９のオーバーフ
ロー、アンダーフロー等が引き起こされる可能性があ
る。

【００４６】これを避けるため、本発明では特に遷移状
態での映像データ表示はバッファ制御装置１１２により
非同期的に行う。さらに、モード制御器１１１が、通常
再生状態の最初の映像フレームのＰＴＳを取得して保持
し、保持したＰＴＳとＳＴＣが一致した時点において初
めて特殊再生用の映像データをバッファ１０９から破棄
し、通常再生状態へと復帰する。以上のシーケンスにお
いて、通常再生と特殊再生の継ぎ目において映像の欠落
が起こらなくなり、バッファ１０９のオーバーフロー、
アンダーフローを回避する。

【００４７】以上のように、本発明の構成による映像配
信システムは、予めＰＣＲ、ＰＴＳの付加された通常再
生用のデータをそのまま用いて特殊再生を行っても破綻
無く連続的な再生を行う事が出来る。

【００４８】この様に、本実施の形態による映像配信シ
ステムは、通常再生用のデータを用いて特殊再生を行う
構成であるため、特殊再生のための特別なデータの蓄積
を必要とせず、蓄積容量が増加しない。

【００４９】また、予め表示時刻情報を付加して蓄積す
るため、サーバで通常再生データを送出する際に表示時
刻情報を計算する必要がなく、さらには特殊再生データ
を送出する際にも表示時刻情報を変更する必要がないた
め、サーバでの処理負荷が小さい。

【００５０】また、２種類の同期モードを持つにも関わ
らず、映像の切れ目無い連続的な再生が可能となるなど
優れた特徴を有する。

【００５１】なお、本実施の形態ではＰＴＳの取り扱い
についてのみ述べ、同様の性格を持つＤＴＳに関する記
述は略したが、同様の装置と方法で取り扱うことでＤＴ
Ｓに関しても同様に再計算を行うことなく破綻無い特殊
再生動作を行うことが出来る。

【００５２】又、本発明の効果はＭＰＥＧ２規格のデー
タ構造に限定されるものではない。

【００５３】又、上記実施の形態では、映像データの配
信を中心に説明した、これに限らず例えば、映像と音声
データ又は音声データの場合であっても勿論よく、同様
の効果が発揮できる。

【００５４】又、上記実施の形態では、特殊再生時にお
ける端末の動作が非フロー制御タイプである場合に付い
て説明したが、これに限らず例えば、フロー制御タイプ
であってもかまわない。

【００５５】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、従来に比べて蓄積容量の増加、処理負荷の増大
等を招くことなく、特殊再生が出来ると言う長所を有す
る。

【００５６】又、本発明は、上記効果に加えて、映像及
び／又は音声に実質上切れ目の無い連続的な再生が出来
ると言う長所を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる映像配信シ
ステムのブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態にかかる映像配信シ
ステムの動作タイミングチャートである。

【符号の説明】

１０１ サーバ １０２ 端末 １０３ 伝送路 １０４ 蓄積器 １０５ 送出器 １０６ 発振器 １０７ ＰＬＬ １０８ パケット情報分離器 １０９ バッファ １１０ 表示器 １１１ 端末モード制御器 １１２ バッファ制御装置 １１３ 表示指示器 １１４ 帰還回路 １１５ 時計指示レジスタ １１６ リセット回路 １１７ 時計カウンタ １１８ 発振器 １２０ サーバモード制御器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端末からサーバに対して映像データの要
   求が有った際、前記サーバに蓄積された映像データを送
   出し、前記端末で受信して表示する映像配信システムで
   あって、 前記サーバは、前記映像データに表示時刻情報を予め付
   加して蓄積しており、 前記端末の要求が通常再生の要求である場合、前記サー
   バから送出される時計同期用情報に同期した同期信号を
   生成し、又、前記要求が特殊再生の要求である場合、前
   記時計同期用情報に関わらず別の基準信号を生成する、
   前記端末に備えられた時計手段と、 前記受信された前記映像データを蓄積する、前記端末に
   備えられたバッファ手段とを備え、 前記端末は、前記通常再生を要求した場合、前記時計手
   段により生成された前記同期信号と前記表示時刻情報に
   基づいて、前記バッファ手段に蓄積された前記映像デー
   タの表示を行い、又、前記特殊再生を要求した場合、前
   記時計手段により生成された別の基準信号に基づいて、
   前記バッファ手段に蓄積された前記映像データの表示を
   行うことを特徴とする映像配信システム。
2. 【請求項２】 前記サーバは、前記端末からの要求に応
   じて、前記送出すべき映像データに対して特殊再生すべ
   きか通常再生すべきかを示す再生情報を付加して送出す
   るものであり、 前記特殊再生の要求の後、前記通常再生を要求した前記
   端末が、通常再生すべき映像データを受信した場合、前
   記時計手段により生成される同期信号がその映像データ
   に付加された前記表示時刻情報と同期するのを待って、
   前記通常再生すべき映像データを表示させるモード制御
   手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の映像配信
   システム。
3. 【請求項３】 端末からサーバに対して映像及び／又は
   音声データの配信要求が有った際、その配信要求に基づ
   いて、前記サーバから前記端末に対して、蓄積された映
   像及び／又は音声データとそのデータの時計同期用情報
   とを送出するステップと、 前記送出されたデータ及び前記時計同期情報を前記端末
   により受信するステップと、 前記配信要求が通常再生の要求である場合は、前記受信
   した時計同期用情報に基づいて、前記受信したデータを
   再生し、又、前記配信要求が特殊再生の要求である場合
   は、前記受信した時計同期用情報に関わらず独自の基準
   信号に基づいて、前記受信したデータを再生するステッ
   プと、を備えたことを特徴とするデータ配信方法。
4. 【請求項４】 請求項１又は２の請求項に記載の各手段
   の全部又は一部の手段の機能をコンピュータに実行させ
   るためのプログラムを記録したことを特徴とする媒体。
5. 【請求項５】 請求項３記載の各ステップの全部又は一
   部のステップをコンピュータに実行させるためのプログ
   ラムを記録したことを特徴とする媒体。