(57)【要約】【課題】送信側からサーバへのファイルアップロードが完了する間での時間、すなわちメディアデータの実時間に対して蓄積された動画像ファイルの遅延時間を最大限に小さくすることができる動画像ファイル配信装置を提供すること。【解決手段】メディアデータをアップロードにより受信部１０により受信し、該メディアデータをストア部１２に一時保持する。合成部１３は、ストア部１２に保持されたメディアデータにファイルヘッダを合成して動画像ファイルを生成する。合成部１３で合成された動画像ファイルは記憶手段１１に蓄積される。記憶手段１１に蓄積された動画像ファイルは、ダウンロードによりクライアントに配信することができる。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画像ファイルをファイル蓄積部に蓄積し、前記ファイル蓄積部に蓄積した動画像ファイルをダウンロードによりクライアントに配信する動画像ファイル配信装置において、
メディアデータをアップロードにより受信する受信部と、
該受信したメディアデータを保持するストア部と、
前記ストア部に保持されたメディアデータにファイルヘッダを合成して動画像ファイルを生成する合成部とを具備することを特徴とする動画像ファイル配信装置。
【請求項２】
メディアデータに多重化されて受信された付随情報を抽出する抽出部を備え、前記合成部は、前記抽出部により抽出された付随情報を用いて生成したファイルヘッダをメディアデータに合成して動画像ファイルを生成することを特徴とする請求項１に記載の動画像ファイル配信装置。
【請求項３】
前記合成部は、メディアデータとは別に受信された付随情報から生成されたファイルヘッダをメディアデータに合成して動画像ファイルを生成することを特徴とする請求項１に記載の動画像ファイル配信装置。
【請求項４】
メディアデータに続いて受信されたファイルヘッダを分離する分離部を備え、前記合成部は、前記分離部により分離されたファイルヘッダをメディアデータに合成して動画像ファイルを生成することを特徴とする請求項１に記載の動画像ファイル配信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動画像ファイル配信装置に関し、特に、メディアデータの生成から動画像ファイルの蓄積に要する時間、すなわちメディアデータの実時間に対して蓄積された動画像ファイルの遅延時間を最大限に小さくすることができる動画像ファイル配信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＳＯ／ＩＥＣで規定されている動画像ファイルＭＰ４やパーソナルコンピュータ上で広く利用されているＱｕｉｃｋＴｉｍｅ等の動画像ファイルは、ビデオデータおよびオーディオデータ、ならびにそれらデータの各フレームに関する情報（フレームサイズ、フレームタイムコード、各データのファイル内での格納位置等）をヘッダ形式で格納したフォーマットを有し、ヘッダ、ビデオデータおよびオーディオデータを合わせて１つのファイルが構成されている。
【０００３】
動画像ファイルを利用した動画像ファイル配信システムにおいては、常に最新の動画像ファイルがサーバに蓄積されている状態を継続することによりリアルタイム動画像の配信が実現される。
【０００４】
図６は、従来の動画像ファイル配信システムの構成を示すブロック構成図であり、送信側は、カメラ１により生成されるビデオデータを圧縮符号化するエンコーダ２、マイク３により生成されるオーディオデータを圧縮符号化するエンコーダ４、エンコーダ２で圧縮符号化されたビデオデータおよびエンコーダ４で圧縮符号化されたオーディオデータを多重化する多重化部５、多重化されたデータを一時保持するストア部６、圧縮符号化されたビデオデータおよびオーディオデータから、ファイルヘッダの生成に必要な付随情報を抽出して一時保持する情報ストア部７、ストア部６および情報ストア部７に保持されたデータおよび付随情報とからファイル、例えばＭＰ４ファイルを生成するファイル生成部８、および生成されたファイルを送信する送信部９を有する。
【０００５】
受信側、すなわちサーバは、送信されたファイルを受信する受信部１０、受信したファイルを配信用に蓄積するハードディスクなどのファイル蓄積部１１を有する。
【０００６】
送信側において、動画像ファイルに含まれるべき時間長のビデオデータおよびオーディオデータが生成されてストア部６に一時保持され、これらデータから抽出された付随情報が情報ストア部７に一時保持される。ストア部６に保持されたデータと付随情報とがファイル生成部８に入力されることにより１つの動画像ファイルが生成される。具体的には、動画像ファイルのヘッダが生成され、このヘッダがビデオデータおよびオーディオデータに合成されて動画像ファイルが生成される。その後、生成された動画像ファイルがサーバにアップロードされる。上記ビデオデータおよびオーディオデータの生成からファイルアップロードまでの一連の動作が繰り返されてサーバ内の動画像ファイルが常に最新の状態に維持される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の動画像ファイル配信システムでは、上述のように、ビデオデータおよびオーディオデータの生成、ファイルヘッダの生成、動画像ファイルの作成、アップロードが時間順次に行われるので、動画像ファイルは、これら４つの処理に必要な合計時間だけ動画像ファイルの実時間から遅延してサーバに蓄積されることになる。サーバ内に蓄積されるの動画像ファイルは、ビデオデータおよびオーディオデータの実時間からの遅延量ができるだけ小さく、常に最新の状態に維持されることが望ましい。
【０００８】
上記４つの処理に必要な時間について検討する。
（１）ビデオデータおよびオーディオデータの生成に要する時間は、リアルタイムの動画像に対して画像の取り込みと同時に圧縮を行った場合、動画像ファイルに含まれるべきビデオデータおよびオーディオデータの時間長とほぼ等しい。
（２）ヘッダの生成に要する時間は、ビデオデータおよびオーディオデータの全てのサンプルの情報を適切な構造体に再構成するのに必要な時間であり、一般的なパーソナルコンピュータの能力を考慮すると無視できるほど小さい。
（３）動画像ファイルの生成に要する時間は、既に生成されているファイルヘッダとビデオデータおよびオーディオデータとを合成してファイルを出力するのに必要な時間であり、一般的なパーソナルコンピュータの能力を考慮すると無視できるほど小さい。
（４）アップロードに要する時間は、動画像ファイルのサイズとアップロードに用いられる回線の速度に依存する。
【０００９】
（１）は理論的にこれ以上短縮できない値であり、（２）と（３）は無視できるほど十分に小さい。しかしながら、（４）は現在の実使用環境下において大きな値である。
【００１０】
ここで、例えば、遠隔地にある監視カメラの画像をリアルタイム配信する場合において、送信側の動画像エンコーダとサーバとの間が６４ｋビット／秒のＩＳＤＮ回線で接続されており、ビデオデータおよびオーディオデータの符号化ビットレートがビデオとオーディオ合わせて６４ｋビット／秒であると仮定すると、ビデオデータおよびオーディオデータ長１秒につきアップロードに１秒要することになる。動画像ファイルの時間長を１５秒とすると、サーバにアップロードされた時点での動画像ファイルには、（１）の１５秒＋（４）の１５秒＝３０秒の遅延が含まれることになる。
【００１１】
このように、従来の動画像ファイル配信システムにおいては、（１）のファイル生成と（４）のアップロードとが時間順次に行われているため、遅延量は、ほぼこれらの合計値となる。これは、動画像ファイルの生成がそれに含まれるビデオデータおよびオーディオデータが全て揃っていないと行えないことに起因している。
【００１２】
本発明の目的は、上述した従来技術の問題点を解決し、送信側からサーバへのファイルアップロードが完了する間での時間、すなわちビデオデータおよびオーディオデータの実時間に対して蓄積された動画像ファイルの遅延時間を最大限に小さくすることができる動画像ファイル配信装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記した課題を解決するために、本発明は、動画像ファイルをファイル蓄積部に蓄積し、前記ファイル蓄積部に蓄積した動画像ファイルをダウンロードによりクライアントに配信する動画像ファイル配信装置において、メディアデータをアップロードにより受信する受信部と、該受信したメディアデータを保持するストア部と、前記ストア部に保持されたメディアデータにファイルヘッダを合成して動画像ファイルを生成する合成部とを具備する点に第１の特徴がある。
【００１４】
また、本発明は、メディアデータに多重化されて受信される付随情報を抽出する抽出部を備え、前記合成部は、前記抽出部により抽出された付随情報を用いて生成したファイルヘッダをメディアデータに合成して動画像ファイルを生成する点に第２の特徴がある。
【００１５】
また、本発明は、前記合成部が、メディアデータとは別に受信された付随情報から生成されたファイルヘッダをメディアデータに合成して動画像ファイルを生成する点に第３の特徴がある。
【００１６】
さらに、本発明は、メディアデータに続いて受信されたファイルヘッダを分離する分離部を備え、前記合成部は、前記分離部により分離されたファイルヘッダをメディアデータに合成して動画像ファイルを生成する点に第４の特徴がある。
【００１７】
本発明の特徴によれば、動画像ファイル配信装置側においてメディアデータとファイルヘッダとを合成して動画像ファイルを生成するので、送信側において動画像ファイルを生成する必要がなく、生成されたメディアデータをそのままアップロードすることができ、メディアデータの生成から動画像ファイルの蓄積に要する時間、すなわちメディアデータの実時間に対して蓄積された動画像ファイルの遅延時間を最大限に小さくすることができる。
【００１８】
すなわち、（１）のファイル生成と（４）のアップロードとを並行して行うことによりアップロード回線の速度が低速であっても遅延量をほぼ理論限界値に抑えることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係る動画像ファイル配信装置（以下、サーバと称す。）の基本構成を示すブロック構成図である。なお、図６と同一あるいは同等部分には同一番号を付してある。本サーバは、メディアデータをアップロードにより受信する受信部１０、該受信したメディアデータを一時保持するストア部１２、ストア部１２に保持されたメディアデータにファイルヘッダを合成して動画像ファイルを生成する合成部１３を具備する。合成部１３で合成された動画像ファイルは、ファイル蓄積部１１に蓄積される。ファイル蓄積部１１に蓄積された動画像ファイルは、ダウンロードによりクライアントに配信することができる。
【００２０】
このようにサーバにおいてメディアデータとファイルヘッダとを合成部１３で合成して動画像ファイルを生成することにより、送信側において動画像ファイルを生成する必要がなく、生成されたメディアデータをそのままアップロードすることができるようになる。
【００２１】
図２は、本発明に係るサーバの第１の実施形態を示すブロック構成図である。なお、図１と同一あるいは同等部分には同一番号を付してある。本実施形態は、ＩＳＯ／ＩＥＣで規定されているＭＰ４ファイルフォーマットの動画像ファイルを伝送する遠隔監視映像のリアルタイム配信システムに適用された動画像ファイル配信装置の例である。
【００２２】
送信側において、カメラ１により生成された動画像データは、１フレームずつエンコーダ２に取り込まれ、同時に圧縮符号化される。また、マイク３により生成された音声データも１フレームずつエンコーダ４に取り込まれ、同時に圧縮符号化される。エンコーダ２からは、動画像について圧縮符号化されたビデオデータ（以下、Ｖデータと称す。）と付随情報が出力され、エンコーダ４からは、音声について圧縮符号化されたオーディオデータ（以下、Ａデータと称す。）と付随情報が出力される。
【００２３】
付随情報は、ファイルヘッダの生成に必要な情報であり、例えば、動画像や音声の取得日時（タイムコード）、メディア種類（ビデオまたはオーディオの種別）、サイズ情報などを含む。なお、受信側でＶデータやＡデータから容易に抽出できる情報は、ここで付随情報とする必要はない。
【００２４】
エンコーダ２から出力されたＶデータと付随情報、およびエンコーダ４から出力されたＡデータと付随情報は、多重化部５で多重化され、送信部９より送信される。このように、送信側で生成された１フレーム分の圧縮ビットストリーム、すなわち、メディアデータは、生成された順に逐次、付随情報と共にサーバにアップロード送信される。このアップロード送信は、装置を意図的にＯＦＦにするまで行われる。
【００２５】
サーバにおいて、メディアデータおよび付随情報は受信部１０で受信され、メディアデータは抽出部１４を介してストア部１２に入力されて一時保持される。抽出部１４は、ファイルヘッダの生成に必要な付随情報を抽出する。ストア部１５は、抽出部１４により抽出された情報を一時保持する。
【００２６】
ヘッダ生成部１６は、生成すべきファイル、例えばＭＰ４ファイルの時間長のメディアデータおよび付随情報が揃った時点でファイルのヘッダ（ＭＰ４ファイルヘッダ）を生成する。なお、メディアデータおよび付随情報が揃う時点は、予め時間により取り決めておいたり、当該時点を示す情報を挿入しておくことなどにより判断できる。合成部１３は、ストア部１２に一時保持されたメディアデータとヘッダ生成部１６にて生成されたファイルヘッダとを合成してファイル（ＭＰ４ファイル）を生成する。生成されたファイルは、ファイル蓄積部１１に蓄積される。
【００２７】
図３は、合成部１３により得られる動画像ファイルの構成例を示す図であり、Ｈはファイルヘッダ、Ｖ、Ａはそれぞれ、Ｖデータ、Ａデータを示している。ＶやＡの１つの塊は、チャンクと呼ばれるもので、具体例では、Ｖ，Ａの１チャンクはそれぞれ１秒分のデータを含み、ビデオフレームレート１０ｆｐｓ、ｘ＝１５秒とすると、各ファイルはＶとＡの１５組を含み、ビデオフレームは１チャンク当たり１０枚となる。
【００２８】
ファイルヘッダに含まれるヘッダ情報は、例えば、ファイルの時間長、ファイルの作成日時、各メディア（Ｖ、Ａ）ごとの時間長、各メディアごとの作成日時、Ｖのサイズ（縦×横）、Ｖチャンクの配置位置（バイトオフセット）、Ｖのフレームの総数、Ｖの１フレームごとのデータサイズ（バイト数）、Ｖのフレーム表示継続時間、Ｖの符号化ビットレート、Ａのサンプリング周波数、Ａのモード（モノラル、ステレオ）、Ａチャンクの配置位置（バイトオフセット）、Ａの１フレームごとのデータサイズ、Ａのフレーム再生継続時間、Ａのフレーム総数などである。
【００２９】
次に、メディアデータの実時間に対して蓄積された動画像ファイルの遅延時間について具体的に説明する。各パラメータを先に述べたものと同様とした場合、すなわち、送信側とサーバとの間が６４ｋビット／秒のＩＳＤＮ回線で接続されており、メディアデータの符号化ビットレートをビデオとオーディオ合わせて６４ｋビット／秒、生成すべきファイルの時間長を１５秒と仮定すると、ビデオデータの符号化フレーム長は０．１秒以下であるのが一般的であるから、送信側が１５秒分のデータを生成しながらアップロードを全て完了するまでに必要な時間は、１５．１秒以下になる。これは理論限界値である。
【００３０】
サーバでは、この直後にファイルの構成処理を行うが、これは前述したとおり、無視できるほど小さい値である。したがって、同条件下において、従来の装置では、動画像ファイル長が１５秒の場合、サーバに蓄積される最新ファイルがメディアデータの実時間より３０秒ほど遅延したものであるのに比べ、本発明によればその遅延を約１／２に短縮できることになる。
【００３１】
図４は、本発明に係るサーバの第２の実施形態を示すブロック構成図である。なお、図２と同一あるいは同等部分には同一番号を付してある。本実施形態は、多重化部１７で多重化されて送信部１８より送信されるメディアデータ、メディアデータとは別に多重化部１９で多重化されて送信部２０より送信される付随情報に、サーバが対処できるように構成した例である。
【００３２】
すなわち、本実施形態のサーバは、メディアデータを受信する受信部２１、付随情報を受信する受信部２２、受信部２１で受信されたメディアデータを一時保持するストア部１２、受信部２２で受信された付随情報を一時保持するストア部１５、付随情報に基づいてファイルヘッダを生成するファイルヘッダ生成部１６、生成されたファイルヘッダをストア部１５に一時保持されたメディアデータと合成して動画像ファイルを生成する合成部１３を備える。本実施形態は、付随情報がメディアデータとは別に受信される点で第１の実施形態と異なるだけであるので、詳細な説明は省略する。
【００３３】
図５は、本発明に係るサーバの第３の実施形態を示すブロック構成図である。なお、図２と同一あるいは同等部分には同一番号を付してある。本実施形態は、多重化部５で多重化されて送信部９より送信されるメディアデータ、ストア部７およびヘッダ生成部２３により生成され、ファイル中に含まれるべき全てのメディアデータの送信に続いて切換スイッチ部２４が切り換えられることにより送信されるファイルヘッダに、サーバが対処できるように構成した例である。なお、ヘッダ生成部２３は、ファイルを構成するメディアデータが送信された時点でそのファイルヘッダを直ちに生成でき、この処理での遅延は小さい。
【００３４】
本実施形態のサーバは、ファイル中に含まれるべきメディアデータが受信部１０を通して受信される期間では、切換スイッチ２５を図示上側に切り換えてメディアデータをストア部１２に一時保持し、その後に続いて受信されるファイルヘッダをヘッダ検出部２６で検出して切換スイッチ部２５を図示下側に切り換えてファイルヘッダを合成部１３に入力する。合成部１３は、ストア部１２に一時保持されたデータとファイルヘッダとから動画像ファイルを生成する。
【００３５】
以上、実施形態について説明したが、本発明の範囲内で種々の改変が可能である。例えば、メディアデータは、オーディオデータを含まなくてもよい。また、動画像ファイルを蓄積するファイル蓄積部としては、ハードディスクに限らず、メモリによる仮想ディスクなど、種々のデータ記憶手段を採用することができる。
【００３６】
本発明の動画像ファイル配信装置は、監視カメラにより撮像されたライブ画像を、携帯電話やインターネット向けに配信する監視映像配信サーバシステム、その他の動画像配信サーバシステムに適用できる。
【００３７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、動画像ファイル配信装置側においてメディアデータとファイルヘッダとを合成して動画像ファイルを生成するので、送信側において動画像ファイルを生成する必要がなく、生成されたメディアデータをそのままアップロードすることができ、メディアデータの生成から動画像ファイルの蓄積に要する時間、すなわちメディアデータの実時間に対して蓄積された動画像ファイルの遅延時間を最大限に小さくすることができる。
【００３８】
すなわち、ファイル生成とアップロードとを並行して行うことによりアップロード回線の速度が低速であっても遅延量をほぼ理論限界値に抑えることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る動画像ファイル配信装置の基本構成を示すブロック構成図である。
【図２】本発明に係る動画像ファイル配信装置の第１の実施形態を示すブロック構成図である。
【図３】動画像ファイルの構成例の説明図である。
【図４】本発明に係る動画像ファイル配信装置の第２の実施形態を示すブロック構成図である。
【図５】本発明に係る動画像ファイル配信装置の第３の実施形態を示すブロック構成図である。
【図６】従来の動画像ファイル配信システムの構成を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
１・・・カメラ、２、４・・・エンコーダ、３・・・マイク、５、１７、１９・・・多重化部、６、１２、１５・・・ストア部、８・・・ファイル生成部、９、１８、２０・・・送信部、１０、２１、２２・・・受信部、１１・・・ファイル蓄積部、１３・・・合成部、１４・・・抽出部、１６、２３・・・ヘッダ生成部、２４、２５・・・切換スイッチ部、２６・・・ヘッダ検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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