(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オンデマンド方式の映像配信方法であって、
映像ファイルを部分的に不完全にした不完全映像ファイルと該不完全映像ファイルを元の映像ファイルに修復する核映像ファイルとを作成して蓄積する第１の段階と、
端末からの事前配送要求に基づいて、前記蓄積した不完全映像ファイルを当該端末に配送し、当該端末に蓄積する第２の段階と、
前記不完全映像ファイルの当該端末への蓄積完了後、当該端末からの映像再生要求に基づいて、前記蓄積した核映像ファイルを当該端末に送信する第３の段階と、
当該端末に蓄積した不完全映像ファイルを読み出して、前記送信された核映像ファイルで修復しながら映像ストリーム再生を行う第４の段階と
を有することを特徴とする映像配信方法。
【請求項２】
前記第１の段階では、デコード時に基本となるフレーム内符号化画像である主フレームと該主フレーム以外の予測符号化画像である従フレームからなるデジタル圧縮した映像ファイルから、該主フレームを捨て代わりにダミーデータを入れた不完全映像ファイルと、該主フレームを抜き出して集めた核映像ファイルとを作成し、
前記第４の段階では、当該端末に蓄積した前記不完全映像ファイルのダミーデータを前記核映像ファイルの主フレームに置換して完全な元の映像ファイルを得ること
を特徴とする請求項１に記載の映像配信方法。
【請求項３】
前記第３の段階では、不完全映像ファイルをトラヒックの状況に合わせて断続的に送信すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の映像配信方法。
【請求項４】
前記第１の段階では、前記作成した不完全映像ファイルを端末で読取可能な媒体に蓄積し、
前記第２の段階では、前記媒体を当該端末に配送し、当該端末は該媒体を用いて前記不完全映像ファイルを蓄積し、
前記第４の段階では、前記媒体に蓄積された不完全映像ファイルを読み出すこと
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の映像配信方法。
【請求項５】
オンデマンド方式の映像配信システムであって、
映像ファイルのデータを部分的に不完全にして不完全映像ファイルとこれを補完する核映像ファイルを作成するファイル劣化手段と、
前記作成された不完全映像ファイルと核映像ファイルとを蓄積する蓄積手段と、
前記蓄積した不完全映像ファイルをトラヒックの空いている時に端末に配送し蓄積させる事前配送手段と、
前記端末からの再生要求時に前記蓄積した核映像ファイルを当該端末に送信する送信手段と、
前記端末に事前配送され蓄積された不完全映像ファイルに対し、前記送信された核映像ファイルで修復しながら映像ストリーム再生する補完再生手段と
を有することを特徴とする映像配信システム。
【請求項６】
オンデマンド方式の映像配信システムであって、
映像ファイルのデータを部分的に不完全にして不完全映像ファイルとこれを補完する核映像ファイルを作成するファイル劣化手段と、
前記作成された核映像ファイルを蓄積する第１の蓄積手段と、
前記作成された不完全映像ファイルを端末で読取可能な媒体に蓄積する第２の蓄積手段と、
前記端末からの再生要求時に前記第１の蓄積手段に蓄積した核映像ファイルを当該端末に送信する送信手段と、
前記端末に事前配送され媒体に蓄積された不完全映像ファイルに対し、前記送信された核映像ファイルで修復しながら映像ストリーム再生する補完再生手段と
を有することを特徴とする映像配信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リクエスト型映像・音声情報提供システムなどにおいて、そのセンタ等の蓄積装置にディジタル映像・音声を蓄積し、端末側からの番組再生要求に対し、該蓄積した当該番組の圧縮映像情報を端末側に送出し、端末側では圧縮映像を伸張再生する、ＶＯＤ（ビデオ  オン  デマンド）方式での映像配送と映像再生の技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＶＯＤ方式の映像配信／映像再生方法では、番組はデータ圧縮してサーバの蓄積装置に蓄積しておき、端末において番組メニューを観て選択した番組を要求すると、サーバは要求対象の蓄積した番組の圧縮映像を端末に送信し、端末は受信した圧縮映像を単純にデコーダに通して復号再生している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、オンデマンド通信では、アンダフローを起こさないように再生速度（スループット）を保証する必要があるが、上記従来の映像配信／映像再生方法では、一フレーム当たりの映像のデータ量がＭＰＥＧ１符号化圧縮でさえも１．５Ｍｂｐｓ程度と大きいため、複数ある端末からのアクセスが集中すると回線トラヒックに影響を与え、トラヒックの状況によっては映像の配信が端末での映像の再生速度に間に合わないという事態になる虞れがあった。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ＶＯＤシステムなどにおいて、トラヒックを分散させて再生時のスループットを低くするとともに、それに付随して配送に伴うコンテンツ保護、映像再生時での映像復元を保証する映像配信方法およびシステムを提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための映像配信方法として本発明は、オンデマンド方式の映像配信方法であって、映像ファイルを部分的に不完全にした不完全映像ファイルと該不完全映像ファイルを元の映像ファイルに修復する核映像ファイルとを作成して蓄積する第１の段階と、端末からの事前配送要求に基づいて、前記蓄積した不完全映像ファイルを当該端末に配送し、当該端末に蓄積する第２の段階と、前記不完全映像ファイルの当該端末への蓄積完了後、当該端末からの映像再生要求に基づいて、前記蓄積した核映像ファイルを当該端末に送信する第３の段階と、当該端末に蓄積した不完全映像ファイルを読み出して、前記送信された核映像ファイルで修復しながら映像ストリーム再生を行う第４の段階とを有することを特徴とする。
【０００６】
また、前記第１の段階では、デコード時に基本となるフレーム内符号化画像である主フレームと該主フレーム以外の予測符号化画像である従フレームからなるデジタル圧縮した映像ファイルから、該主フレームを捨て代わりにダミーデータを入れた不完全映像ファイルと、該主フレームを抜き出して集めた核映像ファイルとを作成し、前記第４の段階では、当該端末に蓄積した前記不完全映像ファイルのダミーデータを前記核映像ファイルの主フレームに置換して完全な元の映像ファイルを得ることを特徴とする。
【０００７】
また、前記第３の段階では、不完全映像ファイルをトラヒックの状況に合わせて断続的に送信することを特徴とする。
【０００８】
また、前記第１の段階では、前記作成した不完全映像ファイルを端末で読取可能な媒体に蓄積し、前記第２の段階では、前記媒体を当該端末に配送し、当該端末は該媒体を用いて前記不完全映像ファイルを蓄積し、前記第４の段階では、前記媒体に蓄積された不完全映像ファイルを読み出し修復することを特徴とする。
【０００９】
また、上記の課題を解決するための映像配信システムとして本発明は、オンデマンド方式の映像配信システムであって、映像ファイルのデータを部分的に不完全にして不完全映像ファイルとこれを補完する核映像ファイルを作成するファイル劣化手段と、前記作成された不完全映像ファイルと核映像ファイルとを蓄積する蓄積手段と、前記蓄積した不完全映像ファイルをトラヒックの空いている時に端末に配送し蓄積させる事前配送手段と、前記端末からの再生要求時に前記蓄積した核映像ファイルを当該端末に送信する送信手段と、前記端末に事前配送され蓄積された不完全映像ファイルに対し、前記送信された核映像ファイルで修復しながら映像ストリーム再生する補完再生手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
あるいは、映像ファイルのデータを部分的に不完全にして不完全映像ファイルとこれを補完する核映像ファイルを作成するファイル劣化手段と、前記作成された核映像ファイルを蓄積する第１の蓄積手段と、前記作成された不完全映像ファイルを端末で読取可能な媒体に蓄積する第２の蓄積手段と、前記端末からの再生要求時に前記第１の蓄積手段に蓄積した核映像ファイルを当該端末に送信する送信手段と、前記端末に事前配送され媒体に蓄積された不完全映像ファイルに対し、前記送信された核映像ファイルで修復しながら映像ストリーム再生する補完再生手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明では、番組等の映像（コンテンツ）を劣化手段等により不完全映像ファイルとこれを補完する核映像ファイルにしてサーバ等に蓄積しておき、端末がサーバ等に事前配送要求を行うと、サーバ等では事前配送手段等により不完全映像ファイル（有効情報を全体のｎ％とする）を、例えばトラヒックの状況に合わせて断続的に端末へファイル転送したり、端末で読取可能な媒体に蓄積して配送する。端末でこの不完全映像ファイルを受け取って蓄積した後に、端末から再生要求すると、サーバ等は核映像ファイルを送信手段等により読み出して、回線スループットを端末での再生レートのｍ（＝１００−ｎ）％以上となるように保証して端末に送信する。端末は補完再生手段等により、端末に事前に蓄積された不完全映像ファイルの例えばダミーデータに対し、リアルタイムでサーバ等から送信されてくる核映像ファイルの例えば主フレームで修復しながら映像ストリーム再生を行う。
【００１２】
このように本発明では、ＶＯＤシステム等において、トラヒックの状況に合わせて、断続的に映像ファイルの何％かを不完全な映像として事前配送したり、端末で読取可能な媒体に蓄積して事前配送したりすることにより、回線の使用率やサーバのリソースの使用率を平均化させ、結果的に、再生時のスループットを低くする。また、再生要求時には不完全な映像を補完する映像情報を送信し、端末のＲＡＭ上でのみ完全な映像に復元することにより、映像の事前配送に伴うコンテンツ保護、及びオンデマンドでの映像再生時に映像復元を保証する。
【００１３】
本発明のように映像データの送信に、不完全な映像を事前配送して、コンテンツの無断使用を抑止し、再生要求時には不完全な映像を補完する映像情報を送信し、端末のＲＡＭ上でのみ完全な映像に復元するという分割映像配送技術は今までにはなかった。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を用いて詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明での映像配信システムの実施形態例を示す構成図である。本実施形態例における映像配信システムは、１のＶＯＤサーバ（以下、サーバ）と、３の端末と、これらを接続する２のネットワーク（ＮＷ）とで構成される。ＶＯＤサーバ１は、１１のＣＰＵ、１２の送信バッファ、および１３の磁気ディスク（以下、磁気ＤＫ）を有する。また、端末３は、３１のＣＰＵ、３２の受信バッファ、３３のＲＡＭ、３４の磁気ＤＫ、３５のデコーダ、および３６のＣＤ装置を有する。
【００１６】
サーバ１のＣＰＵ１１は、機能手段として、ファイル劣化手段と、不完全ファイル事前配送手段と、核ファイル送信手段とを実現している。また、同じく端末３のＣＰＵ３１は、事前配送要求手段と、補完再生手段を実現している。
【００１７】
以上の構成の図１の映像配信システムの動作例を説明する。本動作例においては、映像番組を蓄積するサーバ１に対し、利用者端末３から番組予約要求を発生し、その後に映像要求を発生する場合の処理例を示す。
【００１８】
端末３から観たい番組（以下、コンテンツ）をＣＰＵ３１の事前配送要求手段で事前にサーバ１に通知すると、サーバ１では要求されたコンテンツの不完全ファイルをＣＰＵ１１の事前配送手段によりトラヒックの合間に端末３にファイル転送する。このコンテンツの不完全ファイルは、ＣＰＵ１１のファイル劣化手段によりコンテンツのデータを部分的に不完全にすることで作成され、磁気ＤＫ１３に蓄積しておく。このとき同時に、不完全ファイルを補完する核ファイルを作成して磁気ＤＫ１３に蓄積しておく。端末３では、この不完全ファイルを受け取り、受信バッファ３２を通し磁気ＤＫ３４に蓄積しておく。
【００１９】
次に、端末３からの再生要求時には、サーバ１はＣＰＵ１１の核ファイル送信手段により、不完全ファイルを補完するための核ファイルを磁気ＤＫ１３から読み出して、送信バッファ１２を経由してサーバ１より端末３に送信する。端末３は、補完再生手段により、端末３に事前配送された不完全ファイルを磁気ＤＫ３４からＲＡＭ３２に読み出し、再生速度に間に合うように、核ファイルの真データを読み出し、不完全ファイルのダミーデータの代わりに配置し、デコーダ３５に通してコンテンツを再生する。すなわち、端末３側では核ファイルの主フレーム（ＭＰＥＧ圧縮データ）を受信バッファ３２で受け取り、端末のＲＡＭ３３上で、磁気ＤＫ３４に格納してある不完全ファイルを読み出し、ＲＡＭ３３上で核ファイルの主フレームと不完全ファイルの従フレームとを結合し、デコーダ３５に通して映像再生する。
【００２０】
以下、本発明での映像配信方法の第１の実施形態例を説明する。
【００２１】
（１）ファイル構成
図２は、本方法でのファイル構成例を示す図である。以下、図２を用いて端末３への不完全ファイルの事前配送方法と、端末３での再生時における不完全ファイルのファイル修復方法を説明する。
【００２２】
図２において、４１はファイルＡの第１ＧＯＰの第１フレーム（Ｂピクチャー）、４２はファイルＡの第１ＧＯＰの第２フレーム（Ｂピクチャー）、４３はファイルＡの第１ＧＯＰの第３フレーム（Ｉピクチャー）、４４はファイルＡの第１ＧＯＰの第４フレーム（Ｂピクチャー）、４５はファイルＡの第１ＧＯＰの第５フレーム（Ｂピクチャー）、４６はファイルＡの第１ＧＯＰの第６フレーム（Ｐピクチャー）、４７はファイルＡの第２ＧＯＰの第３フレーム（Ｉピクチャー）、５１はファイルＣの第１ＧＯＰの第１フレーム（Ｉピクチャー）、５２はファイルＣの第１ＧＯＰの第２フレーム（Ｉピクチャー）、６１はファイルＢの第１ＧＯＰの第１フレーム（Ｂピクチャー）、６２はファイルＢの第１ＧＯＰの第２フレーム（Ｂピクチャー）、６３はファイルＢの第１ＧＯＰの第３フレーム（Ｉピクチャーのダミーデータ）、６４はファイルＢの第１ＧＯＰの第４フレーム（Ｂピクチャー）、６５はファイルＢの第１ＧＯＰの第５フレーム（Ｂピクチャー）、６６はファイルＢの第１ＧＯＰの第６フレーム（Ｐピクチャー）、６７はファイルＢの第２ＧＯＰの第３フレーム（Ｉピクチャーのダミーデータ）、７１はダミーデータＩ′（無効データ）である。
【００２３】
ファイルＡは、ＭＰＥＧエンコーダで映像をデータ圧縮した完全ファイルの例である。Ｉピクチャー（Ｉｎｔｒａ−Ｐｉｃｔｕｒｅ），Ｐピクチャー（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−Ｐｉｃｔｕｒｅ），Ｂピクチャー（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ−Ｐｉｃｔｕｒｅ）からなる１ＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ  Ｏｆ  Ｐｉｃｔｕｒｅ）が１５フレーム構成の場合の例である。不完全ファイルＢは、完全ファイルＡのＩフレームーをダミーデータ７１に置き換えたファイルの構成例である。ファイルＣは、ファイルＡからのＩフレーム４３や４７およびそれ以降のＩフレームを抜き出して集めて作成した核ファイルの構成例である。ファイルＢおよびＣはサーバ１上の磁気ＤＫ１３に格納しておく。
【００２４】
（２）事前配送方法
図３は、本方法での事前配送制御フロー図であって、左半部はサーバ１側の処理（Ｓ−１〜Ｓ−５）を示し、右半部は端末３側の処理（Ｔ−１〜Ｔ−２）を示している。ここでは、不完全ファイルＢの事前配送方法を説明する。
【００２５】
端末３からコンテンツの事前配送要求（Ｔ−１）をサーバ１に送信すると、サーバ１は受信（Ｓ−１）する。図２のファイルＢは、コンテンツ予約がされた段階で、サーバ１のリソース（ＣＰＵ、タイムスロット）の使用率や通信回線の使用率を検出して、基準値以下（Ｓ−２）の場合には、該当コンテンツの不完全ファイルＢをサーバ１の磁気ＤＫ１３より読み出し、基準値を越えた場合には中断しながら断続的に、端末３へファイル転送する（Ｓ−３）。ファイルＢの転送が終了すると（Ｓ−４）、不完全ファイルの転送終了を端末３に通知する（Ｓ−５）。この転送終了を端末３が受信（Ｔ−２）した段階で、要求コンテンツのオンデマンド再生を行う。
【００２６】
（３）補完再生方法
図４は、本方法での再生時における映像修復フロー図であって、左半部はサーバ１側の処理（ＳＳ−１〜ＳＳ−５）を示し、右半部は端末３側の処理（ＴＴ−１〜ＴＴ−８）を示している。ここでは、映像の補完再生方法を説明する。
【００２７】
端末３からのコンテンツの再生要求（ＴＴ−１）が発生し、サーバ１が、この再生要求を受信（ＳＳ−１）すると、サーバ１は要求コンテンツの核ファイルＡを磁気ＤＫ１３よりアクセスし、セグメント単位（再生速度単位）に読み出して端末３に送信する。端末３は、要求コンテンツの核ファイルＡをセグメント単位に受信（ＴＴ−２）し、核ファイルＡのセグメントから主フレーム（Ｉフレーム）を抽出（ＴＴ−３）する。次に、磁気ＤＫ３４内の不完全ファイルＢを順次読み出し、ＲＡＭ３３上でその基本フレームのダミーデータ域に基本フレームの実データ（真データ）を置換し（ＴＴ−４）、主フレームの組み込みをする。そして、図２に示すファイルＡのフレームシーケンスを端末３のＲＡＭ３３上でＧＯＰ単位に整えて展開する。これをデコーダ３５に入力（ＴＴ−５）して、映像再生（ＴＴ−６）を行い、サーバ１からの映像が終了（ＴＴ−７）すると再生を終了する。また、途中で端末３からの映像再生終了要求がサーバ１に送信（ＴＴ−８）されると、サーバ１は映像の読み取りを終了する（ＳＳ−３）。
【００２８】
次に、本発明の映像配信方法の第２の実施形態例を説明する。
【００２９】
本実施形態例では、前述の第１の実施形態例における不完全ファイルＢの事前配送をファイル転送ではなく、不完全ファイルＢをＣＤ−ＲＯＭ（あるいはＤＶＤ）等の媒体に記録して配送しておく。そして映像再生要求時に、サーバ１からリアルタイムに送信された核ファイルＡの主フレームを、端末３のＣＤ装置（あるいはＤＶＤ装置）３６上の媒体からＲＡＭ３３上に読み出した不完全ファイルＢのダミーデータに上書きし、デコーダ３５を通して映像再生を行う。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、映像を蓄積するＶＯＤシステム等において、要求番組の映像データは映像再生の核となるＩフレーム等の基本映像を除いた不完全映像ファイルをトラヒックの空き状況に合わせて自由（断続的）に事前配送できるため、平均化したデータ配送ができ、データの効率的な配送が可能となる。また、再生時には核映像ファイルのビットレートを保証をすれば良く、狭帯域ＩＳＤＮ回線等でのＭＰＥＧ１映像再生や、１．５Ｍｂｐｓの広帯域ＩＳＤＮ回線でＭＰＥＧ２映像再生を実現できる。また、核映像ファイルはオンデマンドで通信するため、映像再生時にはサーバ等を読み出すことになり、課金の契機が明確になる。さらに、事前配送された不完全映像ファイルを勝手に再生しても映像として意味がないため、コンテンツのセキュリテイが守られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明での映像配信システムの一実施形態例を示す構成図である。
【図２】本発明の映像配信方法の一実施形態例で使用するファイル構成例を示す図である。
【図３】上記映像配信方法の実施形態例での不完全ファイルの事前配送フロー図である。
【図４】上記映像配信方法の実施形態例での映像再生時の映像修復制御フロー図である。
【符号の説明】
１…ＶＯＤサーバ
１１…ＣＰＵ
１２…送信バッファ
１３…磁気ＤＫ
２…ネットワーク
３…端末
３１…ＣＰＵ
３２…受信バッファ
３３…ＲＡＭ
３４…磁気ＤＫ
３５…デコーダ
３６…ＣＤ装置
【図１】
0003557075.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003557075.tif 000004
【図４】
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