(57)【要約】【課題】エンコードに伴う映像データ量の変化の影響を受けて、受信端末への配信ビットレートが大きく変動すること。【解決手段】映像配信システムは、リアルタイムエンコーダ１０と映像配信サーバ２０とを備える。リアルタイムエンコーダ１０は、映像データをエンコードし、パケット化して、設定された固定ビットレートで出力する。映像配信サーバ２０は、リアルタイムエンコーダ１０から出力されるパケットを受信端末３０へ配信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像データをエンコードし、パケット化して、設定された固定ビットレートで出力するエンコーダと、
前記エンコーダから出力されるパケットを配信先に配信する配信装置とを備えることを特徴とする映像配信システム。
【請求項２】
前記エンコーダは、
前記映像データをエンコードするエンコード手段と、
設定された単位時間毎に、前記エンコード手段から出力されるエンコードデータの単位時間当たりのデータ量が前記固定ビットレートに応じて定まる基準データ量に比べて不足するデータ量を算出し、該算出したデータ量のＮＵＬＬデータを出力するビットレート平滑化手段と、
前記エンコード手段から出力されるエンコードデータと前記ビットレート平滑化手段から出力されるＮＵＬＬデータをパケット化して出力するパケット化手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の映像配信システム。
【請求項３】
前記固定ビットレートは、前記エンコード手段の出力ビットレートの最大値よりも所定量だけ大きな値に設定されている
ことを特徴とする請求項２に記載の映像配信システム。
【請求項４】
前記映像データは、カメラから出力されるデータである
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の映像配信システム。
【請求項５】
複数の前記エンコーダを備える
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の映像配信システム。
【請求項６】
エンコーダと配信装置とを備える映像配信システムにおける映像配信方法であって、
前記エンコーダが、映像データをエンコードし、パケット化して、設定された固定ビットレートで出力し、
前記配信装置が、前記エンコーダから出力されるパケットを配信先に配信する
ことを特徴とする映像配信システム。
【請求項７】
映像データをエンコードするエンコード手段と、
設定された単位時間毎に、前記エンコード手段から出力されるエンコードデータの単位時間当たりのデータ量が固定ビットレートに応じて定まる基準データ量に比べて不足するデータ量を算出し、該算出したデータ量のＮＵＬＬデータを出力するビットレート平滑化手段と、
前記エンコード手段から出力されるエンコードデータと前記ビットレート平滑化手段から出力されるＮＵＬＬデータをパケット化して出力するパケット化手段とを有することを特徴とするエンコーダ。
【請求項８】
コンピュータを、
映像データをエンコードするエンコード手段と、
設定された単位時間毎に、前記エンコード手段から出力されるエンコードデータの単位時間当たりのデータ量が固定ビットレートに応じて定まる基準データ量に比べて不足するデータ量を算出し、該算出したデータ量のＮＵＬＬデータを出力するビットレート平滑化手段と、
前記エンコード手段から出力されるエンコードデータと前記ビットレート平滑化手段から出力されるＮＵＬＬデータをパケット化して出力するパケット化手段と
して機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像配信システムに関し、特に映像データをエンコードして配信先に配信する映像配信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
映像を配信するシステムの一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載される映像配信システムは、複数の映像・音声エンコーダと、データパケット可変送出装置と、多重化装置と、モジュレータとから構成される。
【０００３】
個々の映像・音声エンコーダは、入力となる複数の映像・音声からＭＰＥＧ２方式のデジタル信号圧縮技術を用いてパケットストリームを生成し、多重化装置へ送信する。データパケット可変送出装置は、画像データやプログラムデータ等のコンテンツデータからＭＰＥＧ２方式のデータパケットを生成し、多重化装置へ送信する。多重化装置は、複数の映像・音声エンコーダおよびデータパケット可変送出装置から受信した複数のパケットストリームおよびデータパケットを多重化し、モジュレータへ送信する。モジュレータは、多重化装置の出力を変調して、衛星放送であれば衛星に、地上放送であれば放送局に、それぞれ送出する。
【０００４】
また上記のデータパケット可変送出装置は、複数のコンテンツデータをＭＰＥＧ２方式のＭＰＥＧ２トランスポートパケットに変換して複数のパケットファイルを作成するパケット化プロセッサと、上記複数のパケットファイルからの複数のパケットを多重化装置から入力される指定ビットレートになるように必要に応じてＮＵＬＬパケットを追加して多重化するパケット送出プロセッサと、このパケット送出プロセッサで多重化されたＭＰＥＧ２トランスポートパケットを設定レートにて送出するパケット送出ボードとを有する。
【０００５】
上記多重化装置は、映像系のデータ量の変化を検知した場合に、データパケット可変送出装置に対して指定するビットレートを変化させる。データパケット可変送出装置は、コンテンツデータのパケット送出の多重化量を、指定ビットレートに基づいて変化させる。これにより、上記映像配信システムは、映像系のデータ量の変化に追随して効率良くコンテンツデータの送出を行うことができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２１１２０２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に映像をエンコードすると、データ量が圧縮される。このとき、圧縮後のデータ量は映像の状況によって大きく変化する。例えば、高精細の動きの激しい映像はデータ量が多く、動きの無い映像であれば圧縮後のデータ量は少なくなる。従って、映像をエンコードして生成したパケットストリームを配信すると、配信ビットレートが激しく変動する。特許文献１には、画像データやプログラムデータ等のコンテンツデータのデータ量を一定ビットレートになるように制御することは記載されているが、映像系のデータ量を一定ビットレートになるように制御することは記載されていない。
【０００８】
一般に映像配信システムにおける受信端末は、受信したデータをバッファに一旦蓄積し、バッファからデータを読み出して、所望の映像再生ビットレートで映像を再生している。バッファがあるため、或る程度の配信ビットレートの揺らぎは吸収できる。しかし、許容限度を超える配信ビットレートの変動が発生すると、所望の映像再生ビットレートを維持することができず、映像のカクつきが発生する。また、タイミングによっては、バッファの溢れが発生して映像情報が損失し、それが原因で再生映像にブロックノイズが発生する。
【０００９】
本発明の目的は、エンコードに伴う映像データ量の変化の影響を受けて配信ビットレートが大きく変動する、という課題を解決する映像配信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一形態にかかる映像配信システムは、
映像データをエンコードし、パケット化して、設定された固定ビットレートで出力するエンコーダと、
上記エンコーダから出力されるパケットを配信先に配信する配信装置とを備える、という構成を採る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は上述のような構成を有するため、エンコード後の映像データ量が大きく変動しても一定のビットレートで配信を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の概略動作の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の動作シーケンス図である。
【図４】本発明の第１の実施形態におけるビットレート平滑化処理の詳細を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。以下では、ＭＰＥＧ２を使用した実施の形態について説明するが、映像コーデックはＭＰＥＧ２に限定されず、本発明は任意の映像コーデックを使用することが可能である。
[第１の実施形態]
図１を参照すると、本発明の第１の実施形態にかかる映像配信システムは、リアルタイムエンコーダ１０と、映像配信サーバ２０と、受信端末３０とから構成される。リアルタイムエンコーダ１０と映像配信サーバ２０と受信端末３０は、インターネット等のネットワーク１００を通じて相互に通信可能に接続されている。
【００１４】
リアルタイムエンコーダ１０は、カメラ１１から出力される映像データを入力してエンコードし、パケット化して、設定された固定ビットレートで出力する機能を有する。リアルタイムエンコーダ１０は、エンコード手段１２とビットレート平滑化手段１３とＴＳパケット化手段１４とを有する。これらの各手段１２〜１４は、例えばコンピュータとプログラムとで実現することができる。プログラムは、磁気ディスク等の記録媒体に記録されて提供される。コンピュータは、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、そのプログラムを実行することにより、コンピュータ上に上記の各手段１２〜１４を実現する。
【００１５】
エンコード手段１２は、カメラ１１から出力される映像データをエンコードする機能を有する。エンコード方式は任意である。例えば、ＭＰＥＧ２方式のデジタル信号圧縮技術を使用することができる。エンコード手段１２は、エンコードした結果のデータ（エンコードデータ）をビットレート平滑化手段１３へ出力する。
【００１６】
ビットレート平滑化手段１３は、設定される固定ビットレートにほぼ一致するように、リアルタイムエンコーダ１０の映像ビットレートを平滑化する機能を有する。設定される固定ビットレートは、エンコード手段１２の出力ビットレートの最大値よりも所定量（例えば予め設定された余裕分）だけ大きな値に設定されている。ビットレート平滑化手段１３は、設定された単位時間毎に、エンコード手段１２から出力されるエンコードデータの単位時間当たりのデータ量と上記固定ビットレートに応じて定まる基準データ量とを比較して、不足するデータ量を算出する。そして、この算出したデータ量に相当するＮＵＬＬデータをエンコードデータにＰａｄｄｉｎｇするためのデータとして出力する。上記単位時間は任意であり、例えば１秒、または１秒より短い時間、または１秒より長い時間としても良い。
【００１７】
ＴＳパケット化手段１４は、エンコード手段１２から出力されるエンコードデータとビットレート平滑化手段１３から出力されるＮＵＬＬデータとを入力し、これらのデータをパケット化し、ＴＳパケットとして出力する。ＴＳパケット化手段１４は、エンコードデータとＮＵＬＬデータをエンコード手段１２およびビットレート平滑化手段１３から直接に受信しても良いし、何らかの記憶装置（例えばＦＩＦＯバッファ）を介して受信しても良い。
【００１８】
映像配信サーバ２０は、リアルタイムエンコーダ１０から出力されるＴＳパケットをネットワーク１００を通じて受信し、ネットワーク１００を通じて配信先である受信端末３０に配信する機能を有する。映像配信サーバ２０の配信ビットレートは固定である。映像配信サーバ２０は、リアルタイムエンコーダ１０の過去所定期間（例えば５秒）の平均ビットレートを配信ビットレートとする。本実施形態では、リアルタイムエンコーダ１０の送信ビットレートはほぼ固定なので、映像配信サーバ２０の配信ビットレートもほぼ固定となる。
【００１９】
受信端末３０は、映像配信サーバ２０からネットワーク１００経由で配信されるデータを受信し、再生する装置である。受信端末３０は、パーソナルコンピュータや携帯端末などで構成される。
【００２０】
次に図２を参照して、本実施形態の動作の概略を説明する。
【００２１】
リアルタイムエンコーダ１０は、カメラ１１の映像データをエンコードし、パケット化して、固定ビットレートで、ネットワーク１００を通じて映像配信サーバ２０へ送信する。このとき、リアルタイムエンコーダ１０は、図２の吹き出しＦ１で模式的に示すように、エンコード手段１２の出力データ量が激しく変動したとしても、ビットレート平滑化手段１３によりＮＵＬＬデータを適宜挿入することで、ＴＳパケット化手段１４により生成されるＴＳパケットのデータ量（リアルタイムエンコーダ１０の映像ビットレート）は一定になる。
【００２２】
映像配信サーバ２０は、リアルタイムエンコーダ１０から受信する過去一定期間の平均ビットレートを配信ビットレートに設定する。この結果、図２の吹き出しＦ２で模式的に示すように、映像配信サーバ２０の配信ビットレートは一定になる。
【００２３】
映像配信サーバ２００は、上記の一定の配信ビットレートで、リアルタイムエンコーダ１０から受信した映像を受信端末３０へ配信する（図２のＦ３）。この結果、受信端末３０の受信バッファ量が均一になり、安定した再生が行われる（図２のＦ４）。
【００２４】
次に図３を参照して、本実施形態の動作をより詳細に説明する。
【００２５】
カメラ１１から映像データが出力されると、リアルタイムエンコーダ１０のエンコード手段１２は、その映像データをエンコードする（Ａ１１）。次に、ビットレート平滑化手段１３は、エンコードされたデータに対してビットレート平滑化処理を行う（Ａ１２）。次に、ＴＳパケット化手段１４は、ビットレート平滑化処理後のデータをパケット化し、映像配信サーバ２０へ送出する（Ａ１３）。
【００２６】
映像配信サーバ２０は、データを受信し、図示しない記憶装置に蓄積する（Ａ２０）。
【００２７】
他方、受信端末３０は起動すると（Ａ３０）、一旦、映像配信受信待ち状態となった後、
映像配信サーバ２０に対して映像配信を要求する（Ａ３１）。
【００２８】
映像配信サーバ２０は、受信端末３０からの要求に対して、映像データから算出された映像ビットレート（一例では、５秒分の平均ビットレート）で、映像の配信を開始する（Ａ２１）。受信端末３０は、配信映像を受信し、再生処理を行う（Ａ３２）。
【００２９】
次に、図４を参照して、リアルタイムエンコーダ１０における映像ビットレートの平滑化処理の詳細を説明する。
【００３０】
リアルタイムエンコーダ１０のビットレート平滑化手段１３には、予め、固定ビットレートとサンプリング間隔とが設定されている（図４のＡ１３０）。
【００３１】
固定ビットレートは、外部からリアルタイムエンコーダ１０に入力して記憶させても良いし、リアルタイムエンコーダ１０が自動的に算出して記憶するようにしても良い。例えば、ビットレート平滑化手段１３は、エンコード手段１２から出力されるエンコードデータに基づいて固定ビットレートを算出し、記憶するようにしても良い。その際、ビットレート平滑化手段１３は、エンコード手段１２から出力されるエンコードデータの単位時間当たりの平均ビットレートを算出し、この算出した平均ビットレートに所定の余裕度を加算した値を固定ビットレートとして算出してよい。固定ビットレートの算出は、一度だけ行うようにしても良いし、定期的に見直すようにしても良い。
【００３２】
サンプリング間隔は、外部からリアルタイムエンコーダ１０に入力して記憶させても良いし、リアルタイムエンコーダ１０が自動的に算出して記憶するようにしても良い。
【００３３】
ビットレート平滑化手段１３は、設定されたサンプリング間隔で、実データの容量とその時点における期待データ容量とを比較する（図４のＡ１３１）。実データの容量とは、エンコーダ１２から出力されるエンコードデータの容量のことである。期待データ容量とは、エンコーダ１２から上記固定ビットレートでエンコードデータが出力されると仮定した場合のエンコードデータの容量のことである。
【００３４】
ビットレート平滑化手段１３は、期待データ容量から実データ容量を差し引いた残りの容量を不足容量として計算し、この不足容量分のＮＵＬＬデータを発生（挿入）する（図４のＡ１３２）。例えば、ビットレート平滑化手段１３は、サンプリング周期の開始時点で、内部のカウンタを０にリセットし、エンコード手段１２からｍバイトのエンコードデータが出力される毎に上記カウンタをｍだけカウントアップする。そして、ビットレート平滑化手段１３は、サンプリング周期の終了時点のカウンタの値を実データ容量とし、期待データ容量から減算して、不足容量を算出する。
【００３５】
ビットレート平滑化手段１３は、上記のＡ１３１、Ａ１３２の処理を繰り返し実行する（図４のＡ１３３）。
【００３６】
このように本実施形態によれば、映像配信サーバ２０は、一定のビットレートで映像データを配信することができる。その理由は、リアルタイムエンコーダ１０側の送出映像ビットレートが一定化されているためである。
【００３７】
また本実施形態によれば、映像配信サーバ２０の配信ビットレートが一定化することにより、受信端末３０側における再生バッファの揺れが生じなくなり、滑らかな映像の再生が可能になる。
【００３８】
また本実施形態によれば、リアルタイムエンコーダ１０は、パケット化の前のエンコードデータに対してＮＵＬＬデータを追加しているため、パケット化以後の処理を簡素化することができる。
【００３９】
以上の実施の形態では、配信するデータは、カメラ１１で撮影された映像データとした。しかし、本発明における配信データはそれに限定されるものではない。カメラ１１で撮影された映像データに加えて、カメラ１１で録音された音声データを配信データとしても良い。また、カメラ１１以外の手段で撮影された映像データおよび音声データを配信データとしても良い。
【００４０】
また以上の実施の形態は、映像配信サーバ２０は、１台のリアルタイムエンコーダ１０から受信した映像データを受信端末３０に配信するようにしている。しかし、本発明はそのような構成に限定されない。例えば図５に示すように、映像配信サーバ２０は、複数のリアルタイムエンコーダ１０から受信した映像データを受信端末３０に配信するようにしても良い。
【符号の説明】
【００４１】
１０…リアルタイムエンコーダ
１１…カメラ
１２…エンコード手段
１３…ビットレート平滑手段
１４…ＴＳパケット化手段
２０…映像配信サーバ
３０…受信端末
１００…ネットワーク
【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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