JP4888955B2

JP4888955B2 - コンテンツ配信方法および装置

Info

Publication number: JP4888955B2
Application number: JP2006147070A
Authority: JP
Inventors: 整内藤; 淳小池
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2026-05-26
Also published as: JP2007318532A

Description

本発明は、映像コンテンツを配信するコンテンツ配信方法および装置に係り、特に、トリック再生に好適なコンテンツ配信方法および装置に関する。

従来から、映像コンテンツを配信するコンテンツ配信サーバは、動画の早送り再生、早戻し再生等のトリック再生を実現するために、通常再生用コンテンツとは別に早送り再生／早戻し再生のためのトリック再生用コンテンツを備えている。ここで、通常再生用コンテンツはフレーム内符号化ピクチャ（Ｉピクチャ）、フレーム間順方向予測符号化ピクチャ（Ｐピクチャ）および双方向予測符号化ピクチャ（Ｂピクチャ）から構成され、トリック再生用コンテンツは、通常再生用コンテンツの内容を所定の倍率で高速再生するためのＩピクチャのみで構成されている。

このような構成では、コンテンツ配信サーバは、通常再生用コンテンツを配信している通常再生時にトリック再生が要求されると、通常再生用コンテンツの配信を停止した後、トリック再生用コンテンツの配信を開始していた。しかしながら、このような従来技術では、再生コンテンツが通常再生用コンテンツからトリック再生用コンテンツに切りかわる切換過渡期に映像が乱れたり、映像の切りかわりに長いタイムラグが発生するという技術課題があった。

このような技術課題に対して、特許文献１には、トリック再生時のスムーズな表示を可能にするために、デコーダのフレームレートをトリック再生時に高くする技術が開示されている。すなわち、通常再生時には３０フレーム／秒であったフレームレートが、２倍速の早送り再生時には６０フレーム／秒となる。
特開２００１−５４０６６号公報

特許文献１に開示された従来技術では、トリック再生速度に応じてデコーダのフレームレートを高くしなければならない。しかしながら、ハイビジョン放送のように通常再生時であっても高いフレームレートが要求される高画質再生においては、トリック再生時にデコーダのフレームレートをさらに高めることは難しい。また、トリック再生速度が速くなるほどデコーダには高いフレームレートが要求されるので、トリック再生速度が速い場合には適用が難しい。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、通常再生時のフレームレートやトリック再生速度に制約がなく、かつコンテンツの切換過渡期に映像が乱れたり、映像の切り替わりに長いタイムラグが発生しないコンテンツ配信装置およびコンテンツ再生装置を提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明は、コンテンツ配信サーバから配信される通常再生用コンテンツおよびトリック再生用コンテンツを再生装置で受信して再生するコンテンツ配信装置において、以下のような手段を講じた点に特徴がある。

(1)コンテンツ配信サーバが、再生装置からの通常再生要求およびトリック再生要求を検知する手段と、前記通常再生要求に応答して通常再生用コンテンツおよびトリック再生用コンテンツを並列的に配信し、トリック再生要求に応答してトリック再生用コンテンツをトリック再生速度に応じたレートで配信するコンテンツ配信手段とを含み、再生装置が、通常再生の指示に応答して通常再生要求を送信し、トリック再生の指示に応答してトリック再生要求を送信する再生要求手段と、通常再生要求に応答して通常再生用コンテンツと並列的に配信されるトリック再生用コンテンツを記憶するトリック再生バッファと、受信コンテンツのストリーミング再生またはトリック再生バッファに記憶されたトリック再生用コンテンツの再生を選択する再生コンテンツ選択手段とを含み、前記再生コンテンツ選択手段は、通常再生用コンテンツのストリーミング再生中にトリック再生の指示に応答してトリック再生バッファを選択し、前記トリック再生要求に応答してコンテンツ配信サーバからトリック再生用コンテンツが受信されると、受信中のトリック再生用コンテンツのストリーミング再生を選択すること。

(2)トリック再生用コンテンツが前記通常再生用コンテンツに先行して配信されること。

(3)並列的に配信される通常再生用コンテンツの帯域がトリック再生用コンテンツの帯域よりも広いこと。

(4)通常再生用コンテンツがＩスライス、ＰスライスおよびＢスライスから構成され、トリック再生用コンテンツがトリック再生速度に応じた周期のＩスライスから構成され、コンテンツ配信サーバは、トリック再生用コンテンツの各Ｉスライスのうち、通常再生用コンテンツのＩスライスとタイムライン上で同一または接近したタイミングのＩスライスの配信を間引きし、再生装置は、トリック再生用コンテンツから間引かれたＩスライスに対応した通常再生用コンテンツのＩスライスをトリック再生用コンテンツのＩスライスとして利用すること。

本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1)コンテンツ配信サーバからは、通常再生中もトリック再生用コンテンツが通常再生用コンテンツと並行して配信され、再生装置では、通常再生用コンテンツの再生と並行してトリック再生用コンテンツが一時記憶される。そして、トリック再生が指示されると、トリック再生用コンテンツのストリーミング再生が可能になるまでは、前記一時記憶されたトリック再生用コンテンツが読み出されて再生され、その後、トリック再生用コンテンツのストリーミング再生に切り替わるので、トリック再生が指示された直後から応答遅れ無しにトリック再生が可能になる。
(2)トリック再生用コンテンツが通常再生用コンテンツと並行、かつ通常再生用コンテンツに先行して配信されるので、トリック再生時には描画中のフレームの次のフレームからトリック再生を開始できるようになる。
(3)コンテンツ配信サーバでは、トリック再生用コンテンツを構成する各Ｉスライスのうち、通常再生用コンテンツのＩスライスとタイムライン上で同一または接近したタイミングのＩスライスに関しては配信を間引きし、再生装置では、この通常再生用コンテンツのＩスライスをトリック再生用コンテンツのＩスライスの一部として記憶し、トリック再生に利用するので、通常再生時にトリック再生用コンテンツに割り当てる帯域を削減できる。

以下、図面を参照して本発明の最良の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明が適用されるコンテンツ配信システムの主要部の構成を示したブロック図であり、コンテンツ配信側は、通常再生用コンテンツが蓄積された通常再生用コンテンツ蓄積部１と、早送り再生や早戻し再生等のトリック再生用コンテンツが蓄積されたトリック再生用コンテンツ蓄積部２と、各映像コンテンツをCDN(コンテンツ・デリバリ・ネットワーク)網４を介して再生装置に配信するコンテンツ配信サーバ３とを含む。コンテンツ再生側には、映像コンテンツをCDN網４から受信して再生する再生装置５と、再生された映像コンテンツを出力する表示装置６とを含む。

図２は、前記コンテンツ配信サーバ３の主要部の構成を示したブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。

前記通常再生用コンテンツ蓄積部１には、フレーム内符号化ピクチャ（Ｉスライス）、フレーム間順方向予測符号化ピクチャ（Ｐスライス）および双方向予測符号化ピクチャ（Ｂスライス）を含む通常再生用コンテンツが蓄積されている。トリック再生用コンテンツ蓄積部２には、通常再生用コンテンツの内容を所定の倍率で高速再生するためのトリック再生用コンテンツが蓄積されている。このトリック再生用コンテンツには、トリック再生速度が５倍速であれば、通常再生用コンテンツの５フレームごとに１フレームの割合でＩスライスが蓄積されている。

コンテンツ配信サーバ３において、再生要求検知部３１は、ユーザからCDN網経由で送信される通常再生要求およびトリック再生要求を検知する。配信切換部３２は、前記再生要求検知部３１において通常再生要求が検知されると、通常再生用コンテンツに全帯域の大部分（広帯域）を割り当て、トリック再生用コンテンツに全帯域の残りの帯域（狭帯域）を割り当てる。

コンテンツ配信部３３は、前記通常再生用コンテンツおよびトリック再生用コンテンツを並行して、かつトリック再生用コンテンツが通常再生用コンテンツよりもタイムライン上で所定の再生時間分だけ先行するように、ネットワークインターフェース３４を介してCDN網４へ送出する。このとき、トリック再生速度が５倍速であれば、通常再生用コンテンツが５フレーム配信されるごとにトリック再生用コンテンツが１フレームずつ配信される。

なお、本実施形態ではトリック再生用コンテンツを構成する各Ｉスライスのうち、通常再生用コンテンツのＩスライスとタイムライン上で同一または接近したタイミングのＩスライスは予め間引きされており、配信されない。間引きされたトリック再生用コンテンツのＩスライスに対応する通常再生用コンテンツのＩスライスには、所定の識別情報が付加される

また、本実施形態では前記再生要求検知部３１においてトリック再生要求が検知されると、配信切換部３２において、全ての帯域がトリック再生用コンテンツに割り当てられる。コンテンツ配信部３３は、前記トリック再生用コンテンツのみをトリック再生速度に相当するレートで送出する。すなわち、トリック再生速度が５倍速であれば、トリック再生用コンテンツを前記通常再生時の５倍の速度で送出する。

図３は、前記再生装置５の主要部の構成を示したブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。

再生要求部５１はユーザインターフェース５２を備え、ユーザにより通常再生が要求されると通常再生要求をネットワークインターフェース５３を介してコンテンツ配信サーバ３へ送信し、トリック再生が要求されるとトリック再生要求を送信する。コンテンツ受信部５４は、前記コンテンツ配信サーバ３から配信された映像コンテンツ（通常再生用コンテンツおよびトリック再生用コンテンツ）を受信し、通常再生時に広帯域で受信される通常再生用コンテンツ、およびトリック再生時に全帯域で受信されるトリック再生用コンテンツは一次記憶バッファ５５へ出力し、通常再生時に狭帯域で受信されるトリック再生用コンテンツはトリック再生バッファ５６に蓄積する。

なお、本実施形態では通常再生時に広帯域で受信される通常再生用コンテンツのうち、トリック再生用コンテンツの間引きされたＩスライスのタイミングとタイムライン上で同一または接近したタイミングのＩスライスに関しては、トリック再生バッファ５６にも蓄積される。

再生コンテンツ選択部５７は、前記再生要求部５１により通常再生が指定されていれば、一時記憶バッファ５５から通常再生用コンテンツを順次に読み出して表示装置６へ出力する。再生コンテンツ選択部５７はさらに、前記再生要求部５１によりトリック再生が指定されると、トリック再生用コンテンツをトリック再生用バッファ５６から順次に呼び出して表示装置６へ送出する。

図４は、前記再生装置５におけるコンテンツ再生動作を模式的に表現した図であり、図５は、その動作を示したフローチャートである。ここでは、特に再生コンテンツ選択部５７の動作に注目して説明する。

通常再生中はコンテンツ配信サーバ３からＢ，Ｐ，Ｉの各スライスで構成される通常再生用コンテンツ、およびＩスライスのみで構成されるトリック再生用コンテンツが、それぞれ広帯域および狭帯域を利用して並列的に、かつトリック再生用コンテンツが通常再生用コンテンツよりもタイムライン上で数秒分だけ先行するように配信される。このとき、トリック再生用コンテンツとして配信される各Ｉスライスは、図６に一例を示したように、通常再生用コンテンツのＩスライスからタイムライン上で離れたＩスライス（In，In+1，In+3…）のみであって、通常再生用コンテンツのＩスライスと同一または近いタイミングのＩスライス（In+2）は、トリック再生時に通常再生用コンテンツのＩスライスで代用されるので、間引きされて配信されない。

したがって、この間引き分を考慮すれば、トリック再生速度が５倍速のとき、トリック再生用コンテンツは通常再生用コンテンツが５フレーム配信されるごとに１フレーム弱ずつ配信され、トリック再生時には、トリック再生用コンテンツが前記通常再生時の５倍強の速度で送出される。

通常再生中は、再生コンテンツ選択部５７によりストリーミング再生が選択されているので、受信された通常再生用コンテンツは一時記憶バッファ５５に一時記憶されたのち、再生コンテンツ選択部５７により所定のタイミングで順次に読み出されて再生される。このとき、通常再生用コンテンツのＩスライスのうち、トリック再生用コンテンツのＩフレームと同一または近いタイミングのＩスライスは、一時記憶バッファ５５に蓄積されると共にトリック再生バッファ５６にも蓄積され、トリック再生時にトリック再生用コンテンツのＩスライスとして利用される。前記通常再生用コンテンツと並行して受信されるトリック再生用コンテンツは、全てトリック再生バッファ５６に蓄積される。

図４へ戻り、通常再生中に時刻t1で再生装置５のユーザインターフェース５２からユーザがトリック再生を指示すると、前記再生要求部５１からコンテンツ配信サーバ３へトリック再生要求が送信される。コンテンツ配信サーバ３では、このトリック再生要求に応答して、通常再生用コンテンツおよびトリック再生用コンテンツの配信を時刻t2で停止し、さらに全帯域を利用してトリック再生用コンテンツをトリック再生速度に応じたレートで配信するための準備を開始する。再生装置５では、前記トリック再生の指示に応答して、前記再生コンテンツ選択部５７によりトリック再生バッファ５６が選択されて図５のトリック再生処理が開始される。

図５において、ステップＳ１では現在描画中のフレーム番号Nfbが識別される。ステップＳ２では、現在描画すべきフレーム番号Nfcが識別される。ステップＳ３では、トリック再生をトリック再生用コンテンツのストリーミング再生に切り換える切換点Nfaが、例えば描画中フレーム番号Nfbに所定の応答遅れ相当のフレーム数Nを加算して求められる。

ステップＳ４では、トリック再生バッファ５６に蓄積されている各Ｉスライスのフレーム番号の中で、前記描画すべきフレーム番号Nfcに最も近いフレーム番号Nfdが識別される。ここで、トリック再生バッファ５６に蓄積されている各Ｉスライスのフレーム番号は、例えばトリック再生速度が５倍速であれば５つ置きであり、後述するステップＳ８において、描画すべきフレーム番号Nfcが１フレームずつ更新される。したがって、ここではフレーム番号Nfcが５フレーム分だけ更新されるごとに、新たなＩスライスのフレーム番号Nfdが順次に識別されることになる。

ステップＳ５では、ステップＳ１で認識された描画中フレーム番号NfbおよびステップＳ４で識別されたフレーム番号Nfdのうち、いずれが次に描画すべきフレーム番号Nfcに近いかが判定される。換言すれば、表示すべきＩスライスを現在のまま維持するか、あるいは５フレーム分だけ後のＩスライス（早送り再生時）または前のＩスライス（早戻し再生時）に切り換えるか否かが判定される。

ここで、NfdとNfcとの間隔がNfbとNfcとの間隔よりも短ければステップＳ６へ進み、フレーム番号NfdのＩスライスがトリック再生バッファ５６から読み出されて表示される。ステップＳ７では、現在描画中のフレーム番号NfbがNfdに更新される。これに対して、NfbとNfcとの間隔がNfdとNfcとの間隔よりも短ければ、現在のフレームが表示され続ける。

ステップＳ８では、次に描画すべきフレーム番号Nfcが１フレーム分だけ更新される。ステップＳ９では、前記切換フレーム番号Nfaと次に描画すべきフレーム番号Nfcとが比較され、次に描画すべきフレーム番号Nfcが切換フレーム番号Nfaに達するまでは上記した各処理が繰り返される。

その後、図４の時刻t3においてコンテンツ配信サーバからトリック再生用コンテンツの配信が開始され、これが再生装置５で受信されると、受信フレームが一時記憶バッファ５５に蓄積される。時刻t4において、次に描画すべきフレーム番号Nfcが切換フレーム番号Nfaとが一致し、これが図５のステップＳ９で検知されるとステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、トリック再生方式が、前記トリック再生バッファ５６に蓄積されていたＩスライスの再生から、前記バッファ５５経由で入力されるトリック再生用コンテンツのストリーミング再生に切り換えられる。

その後、このトリック再生中に時刻t5で再生装置５のユーザインターフェース５２からユーザによりトリック再生の終了が指示されると、コンテンツ配信サーバ３では、トリック再生用コンテンツの配信が停止され、再び通常再生用コンテンツおよびトリック再生用コンテンツの並列配信の準備が開始され、時刻t6において、通常再生用コンテンツのストリーミング再生に切り換わる。

なお、上記した実施形態では早送り再生を例にして説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、早戻し再生にも同様に適用できる。すなわち、通常再生中に早戻し再生がユーザにより指示されると、その直後は再生コンテンツ選択部５７によりトリック再生バッファ５６が選択され、蓄積済みのＩスライスが逆向きに再生される。

このとき、コンテンツ配信サーバ３では、このトリック再生要求に応答して通常再生用コンテンツおよびトリック再生用コンテンツの配信を時刻t2で停止し、さらに全帯域を利用してトリック再生用コンテンツをトリック再生速度に応じたレートで逆向きに配信するための準備を開始する。その後、コンテンツ配信サーバ３からトリック再生用コンテンツの配信が開始されると、再生コンテンツ選択部５７により一次記憶バッファ５５が選択されてトリック再生用コンテンツのストリーミング再生に切り換わる。

本発明が適用されるコンテンツ配信システムのブロック図である。コンテンツ配信サーバの主要部の構成を示したブロック図である。再生装置の主要部の構成を示したブロック図である。再生装置におけるコンテンツ再生動作を模式的に表現した図である。再生装置におけるコンテンツ再生動作を示したフローチャートである。トリック再生用コンテンツの間引き配信方法を模式的に表現した図である。

符号の説明

１…通常再生用コンテンツ蓄積部，２…トリック再生用コンテンツ蓄積部，３…コンテンツ配信サーバ，４…CDN網，５…再生装置，６…表示装置

Claims

コンテンツ配信サーバから配信される通常再生用コンテンツおよびトリック再生用コンテンツを再生装置で受信して再生するコンテンツ配信方法において、
前記コンテンツ配信サーバが、
再生装置からの通常再生要求に応答して、通常再生用コンテンツおよびトリック再生用コンテンツを並行して配信する手順と、
再生装置からのトリック再生要求に応答して前記並列送信を停止し、トリック再生用コンテンツをトリック再生速度に応じたレートで配信する手順とを含み、
前記再生装置が、
通常再生の指示に応答して通常再生要求を送信する手順と、
前記通常再生要求に応答して配信された通常再生用コンテンツおよびトリック再生用コンテンツを受信する手順と、
前記受信した通常再生用コンテンツをストリーミング再生する手順と、
前記受信したトリック再生用コンテンツを蓄積する手順と、
トリック再生の指示に応答してトリック再生要求を送信する手順と、
前記トリック再生の指示に応答して、通常再生用コンテンツのストリーミング再生から前記蓄積されたトリック再生用コンテンツの再生に切り換える手順と、
前記トリック再生要求に応答して配信されたトリック再生用コンテンツを受信する手順と、
前記トリック再生用コンテンツが受信されると、前記蓄積されたトリック再生用コンテンツの再生から、受信中のトリック再生用コンテンツのストリーミング再生に切り換える手順とを含むことを特徴とするコンテンツ配信方法。
前記トリック再生用コンテンツが前記通常再生用コンテンツに先行して配信されることを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ配信方法。
前記並列配信される通常再生用コンテンツの帯域がトリック再生用コンテンツの帯域よりも広いことを特徴とする請求項１または２に記載のコンテンツ配信方法。
前記通常再生用コンテンツがＩスライス、ＰスライスおよびＢスライスから構成され、
前記トリック再生用コンテンツがトリック再生速度に応じた周期のＩスライスから構成され、
前記コンテンツ配信サーバは、通常再生用コンテンツと並行して配信するトリック再生用コンテンツの各Ｉスライスのうち、前記通常再生用コンテンツのＩスライスとタイムライン上で同一または接近したタイミングのＩスライスの配信を間引きし、再生装置は、トリック再生用コンテンツから間引かれたＩスライスに対応した通常再生用コンテンツのＩスライスをトリック再生用コンテンツのＩスライスとして利用することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のコンテンツ配信方法。
コンテンツ配信サーバから配信される通常再生用コンテンツおよびトリック再生用コンテンツを再生装置で受信して再生するコンテンツ配信装置において、
前記コンテンツ配信サーバが、
再生装置からの通常再生要求およびトリック再生要求を検知する手段と、
前記通常再生要求に応答して通常再生用コンテンツおよびトリック再生用コンテンツを並列的に配信し、トリック再生要求に応答してトリック再生用コンテンツをトリック再生速度に応じたレートで配信するコンテンツ配信手段とを含み、
前記再生装置が、
通常再生の指示に応答して通常再生要求を送信し、トリック再生の指示に応答してトリック再生要求を送信する再生要求手段と、
通常再生要求に応答して通常再生用コンテンツと並列的に配信されるトリック再生用コンテンツを記憶するトリック再生バッファと、
受信コンテンツのストリーミング再生またはトリック再生バッファに記憶されたトリック再生用コンテンツの再生を選択する再生コンテンツ選択手段とを含み、
前記再生コンテンツ選択手段は、通常再生用コンテンツのストリーミング再生中にトリック再生の指示に応答してトリック再生バッファを選択し、前記トリック再生要求に応答してコンテンツ配信サーバからトリック再生用コンテンツが受信されると、受信中のトリック再生用コンテンツのストリーミング再生を選択することを特徴とするコンテンツ配信装置。
前記トリック再生用コンテンツが前記通常再生用コンテンツに先行して配信されることを特徴とする請求項５に記載のコンテンツ配信装置。
前記並列的に配信される通常再生用コンテンツの帯域がトリック再生用コンテンツの帯域よりも広いことを特徴とする請求項５または６に記載のコンテンツ配信装置。
前記通常再生用コンテンツがＩスライス、ＰスライスおよびＢスライスから構成され、
前記トリック再生用コンテンツがトリック再生速度に応じた周期のＩスライスから構成され、
前記コンテンツ配信サーバは、通常再生用コンテンツと並行して配信するトリック再生用コンテンツの各Ｉスライスのうち、前記通常再生用コンテンツのＩスライスとタイムライン上で同一または接近したタイミングのＩスライスの配信を間引きし、再生装置は、トリック再生用コンテンツから間引かれたＩスライスに対応した通常再生用コンテンツのＩスライスをトリック再生用コンテンツのＩスライスとして利用することを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載のコンテンツ配信装置。