JP2012244587A - Storage server - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ストレージサーバに係り、特に、ストレージに蓄積された映像・音声データを取得して再生装置に送信する際に、再生装置における映像データの連続再生時のタイムラグを少なくするための映像・音声データに対するストレージサーバに関する。 The present invention relates to a storage server, and in particular, when acquiring video / audio data stored in a storage and transmitting it to a playback device, video / video for reducing a time lag during continuous playback of video data in the playback device. The present invention relates to a storage server for audio data.
本発明に関連する従来技術として、例えば、特許文献1等に記載された技術が知られている。この技術は、素材映像を放送用映像に編集加工する編集処理を行って番組を制作し、送出するためのシステムであり、素材映像の読み出し遅延、通信網を介して素材映像データを送信する際の転送遅延が一定時間以下に収まり、画面フリーズが生じないように、通信網の帯域幅を確保するというものである。
As a conventional technique related to the present invention, for example, a technique described in
一般に、ストレージに蓄積された映像・音声データを読み出し、読み出した映像・音声データを再生装置に送信して再生させるシステムは、映像・音声データを一括取得して再生することが可能なだけの記憶容量が再生装置側で確保できていない構成の場合、映像・音声データの再生・逆再生を行う(再生の方向が変わる)際に生じるタイムラグをどのように解消するかが問題となっている。また、前述したシステムは、通常の連続再生や逆再生を行う場合においても、また、再生速度を変更した場合であってもなめらかな画面表示を行うことが要求されている。 In general, a system that reads video / audio data stored in a storage, and transmits the read video / audio data to a playback device for playback can only acquire and play back the video / audio data collectively. In a configuration in which the capacity cannot be secured on the playback device side, there is a problem of how to eliminate the time lag that occurs when video / audio data is played back / reversely (the playback direction changes). Further, the above-described system is required to display a smooth screen even when normal continuous playback or reverse playback is performed or when the playback speed is changed.
また、前述したシステムは、映像・音声データを任意のときに随時取得するために、ストレージの物理ディスクへのアクセスを再生の都度実施した場合、物理ディスクからのデータ読み出しのための応答遅延を発生させ、また、高速再生時や逆再生を行う場合、ストレージに対してランダムアクセスを行う必要があるために、更に大きな応答遅延を生じさせてしまう。 In addition, the system described above generates a response delay for reading data from the physical disk when accessing the physical disk of the storage every time playback is performed in order to acquire video / audio data at any time. In addition, when performing high-speed playback or reverse playback, it is necessary to perform random access to the storage, resulting in a larger response delay.
前述したような遅延を生じさせないようにすることのできる従来技術として、ストレージへのアクセスを制御するストレージサーバが、再生装置から再生すべき映像・音声データが要求される度に物理ディスクからの映像・音声データの取得を行うのではなく、一定サイズの映像・音声データを、予めストレージサーバのメモリ上にバッファリングしておき、要求を受信したときに、バッファの内容を再生装置に送信するというものがある。 As a conventional technique capable of preventing the delay as described above, every time the storage server that controls access to the storage requests video / audio data to be played back from the playback device, the video from the physical disk・ Rather than acquiring audio data, video / audio data of a certain size is buffered in advance on the memory of the storage server, and when the request is received, the contents of the buffer are sent to the playback device. There is something.
このように、物理ディスク上のデータの一部をメモリ上にバッファリングして保持しておくことにより、応答速度を向上させることができる。しかし、映像・音声データを、予めストレージサーバのメモリ上にバッファリングしておくという前述の従来技術は、バッファが1面のみの場合、バッファの最後に行き着いたときにメモリをクリアし、ディスクからreadする必要があり、その際に遅延を発生させるという問題点を有する。そのため、2面のバッファを準備し、交互に使用するという技術が一般に採用されているが、このような従来技術も、再生方向を逆転させた場合に、遅延を発生させてしまうという問題点を生じさせる。 In this way, a part of the data on the physical disk is buffered and held in the memory, so that the response speed can be improved. However, the above-described conventional technique in which video / audio data is buffered in advance on the memory of the storage server clears the memory when it reaches the end of the buffer when there is only one buffer and removes it from the disk. There is a problem that it is necessary to read, and a delay occurs at that time. For this reason, a technique of preparing two buffers and using them alternately is generally adopted. However, such a conventional technique also has a problem that a delay occurs when the reproduction direction is reversed. Cause it to occur.
本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、ストレージに蓄積された映像・音声データを取得して再生装置に送信して再生させるシステムにおける前述したような応答遅延を少なくし、倍速再生、逆再生等のどのような再生の場合にも映像・音声を滑らかに再生できるようにしたストレージサーバにおける映像・音声データに対するバッファ制御方法及びストレージサーバを提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, reduce the response delay as described above in the system that acquires the video / audio data stored in the storage, transmits it to the playback device, and plays it back. It is an object of the present invention to provide a buffer control method and a storage server for video / audio data in a storage server capable of smoothly reproducing video / audio in any reproduction such as double speed reproduction and reverse reproduction.
前記目的は、例えば、ストレージに保管された映像・音声データを取得し再生装置に送信して再生させるストレージサーバでの映像・音声に対するバッファ制御において、前記ストレージサーバは、前記ストレージから取得した映像・音声データを保持する3面のメモリバッファを有し、再生装置が使用中の一定量の映像・音声データと、未来方向の一定量の映像・音声データと、過去方向の一定量の映像・音声データとを前記3面のメモリバッファのそれぞれに保持するように、前記3面のメモリバッファを制御することにより達成される。 The purpose is, for example, buffer control for video / audio in a storage server that acquires video / audio data stored in a storage, transmits it to a playback device, and plays back the video / audio data. It has a three-sided memory buffer that holds audio data, a certain amount of video / audio data being used by the playback device, a certain amount of video / audio data in the future direction, and a certain amount of video / audio data in the past direction This is accomplished by controlling the three-sided memory buffer to hold data in each of the three-sided memory buffers.
再生側の装置が映像・音声ファイルを一括して取得しなくても、倍速再生や逆再生時も含めて、どのような再生の場合にも映像・音声を滑らかに再生させることができる。 Even if the playback-side apparatus does not acquire the video / audio files all together, the video / audio can be smoothly played back in any playback, including double-speed playback and reverse playback.
以下、本発明による映像・音声データに対するバッファの実施形態を図面により詳細に説明する。ここで説明する本発明の実施形態は、映像・音声データを保持するストレージへのアクセスを制御するストレージサーバを、映像・音声データを保持するメモリバッファを3面備えて構成することにより、再生装置からの映像・音声データの取得要求に対して応答遅延を防止し、なめらかな再生、逆再生を行うことができるようにしたものである。 Hereinafter, embodiments of a buffer for video / audio data according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the embodiment of the present invention described herein, a storage server that controls access to a storage that holds video / audio data is configured to include three memory buffers that hold video / audio data. Response delay in response to a video / audio data acquisition request from the user, and smooth playback and reverse playback can be performed.
図1は本発明の一実施形態によるストレージサーバを備え、ストレージに蓄積された映像・音声データを取得し、再生装置に送信して再生させる再生システムの構成例を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a playback system that includes a storage server according to an embodiment of the present invention, acquires video / audio data stored in a storage, and transmits the acquired video / audio data to a playback device.
図1に示す再生システムの例は、映像・音声データを格納しているストレージ107と、該ストレージ107に接続されていて、ストレージ107から取得した映像・音声データをデコーダ101に送信する本発明の実施形態によるストレージサーバ102と、デコーダ101を含んで構成される図示しない映像・音声データの再生装置とにより構成される。
The example of the reproduction system shown in FIG. 1 is a
前述において、図示しない映像・音声データの再生装置は、デコーダ101を有するどのような構成のものであってもよく、ストレージサーバ102に再生に必要な映像・音声データを要求し、デコーダ101がストレージサーバから受け取って復号した映像・音声を表示・出力することができるものであればよい。
In the above description, the video / audio data reproducing apparatus (not shown) may have any configuration having the
また、ストレージ107は、複数のHDD等のディスクを備えて構成され、ディスク内な映像・音声データを蓄積していて、ストレージサーバ102からの要求により、要求された映像・音声データをストレージサーバ102に送信する機能を備えている。
The
また、ストレージサーバ102は、よく知られているように、図示しないが、CPU、メモリ、OS及びアプリケーションプログラム等を格納するHDD等の記憶装置、必要であれば、管理者が使用する表示装置及びキーボード等の入力装置を備えた情報処理装置であり、デコーダ101からの要求により、ストレージ107にアクセスしてストレージ107から要求された映像・音声データを取得し、取得した映像・音声データをデコーダ101に送信する機能を有している。また、ストレージサーバ102は、本発明のために、ストレージ107から取得した映像・音声データを格納する3面のメモリバッファA104からC106と、デコーダとの間でのデータ等の授受を制御する制御部103とを備えている。
In addition, as is well known, the
そして、ストレージサーバ102の図示しない記憶装置内には、本発明におけるメモリバッファの制御を行う機能部を構築するプログラムが格納されており、そのプログラムがメモリにロードされ、OSの下にCPUにより実行されることにより、後述するような本発明の実施形態でのメモリバッファの制御機能が構築される。
A storage device (not shown) of the
図2は本発明により実現される映像・音声データに対するメモリバッファの制御方法の第1の例を説明する図である。ここで説明するメモリバッファの制御方法は、ストレージサーバ102に備えられる3面のメモリバッファA104〜C106の全てが空きとなっている初期状態で、ストレージサーバ102がデコーダ101から要求された映像・音声データをストレージ107のディスクから取得してデコーダに転送する制御を説明するものである。
FIG. 2 is a diagram for explaining a first example of a memory buffer control method for video / audio data realized by the present invention. The memory buffer control method described here is the video / audio requested by the
(1)状態1として示すように、デコーダ101は、まず、ストレージサーバ102に、再生すべき先頭からの映像・音声データを要求する。この要求を受けたストレージサーバ102は、ストレージ107から先頭から所定量の映像・音声データ(図2では単に映像とのみ表示)1を読み出して取得し、メモリバッファA104に格納すると共に、映像・音声データ1をデコーダ101に転送して、先頭の映像・音声を再生させると同時に、先頭からの映像・音声データ1に続く所定量の映像・音声データ2、3をストレージ107から取得してメモリバッファB105、C106に格納する。
(1) As shown as
(2)次に、デコーダ101が、状態2として示すように、ストレージサーバ102に、再生すべき先頭の映像・音声データ1の次のデータ2を要求したとする。この要求を受けたストレージサーバ102は、メモリバッファB105に格納されている映像・音声データ2をデコーダ101に転送して、次の映像・音声データ2の映像・音声を再生させる。このとき、ストレージサーバ102は、デコーダ101からの要求が順方向の再生、逆方向の再生のとちらにも対応することができるように、3面のメモリバッファA104〜C106には、映像・音声データ1〜3を保持したままとする。
(2) Next, it is assumed that the
(3)次に、デコーダ101が、状態3として示すように、ストレージサーバ102に、次に再生すべき映像・音声データ3を要求したとする。この要求を受けたストレージサーバ102は、メモリバッファC106に格納されている映像・音声データ3をデコーダ101に転送して、次に再生すべき映像・音声データ3の映像・音声を再生させる。このとき、ストレージサーバ102は、逆方向の再生に備えるため、映像・音声データ2を継続して保持し、2世代古い映像・音声データ1を破棄して、メモリバッファA104を空け、次の順方向の再生のために映像・音声データ3に続く所定量の映像・音声データ4をストレージ107から取得してメモリバッファA104に格納する。
(3) Next, it is assumed that the
(4)次に、デコーダ101が、状態4として示すように、ストレージサーバ102に、逆方向の再生を行うために再生すべき映像・音声データとして映像・音声データ2を要求したとする。この要求を受けたストレージサーバ102は、メモリバッファB105に保持していた映像・音声データ2をデコーダ101に転送して、映像・音声データ2の映像・音声を逆方向に再生させる。このとき、ストレージサーバ102は、順方向再生のために、映像・音声データ3を継続して保持すると共に、逆方向の再生が続くことも予測して、2世代先の映像・音声データ4を破棄して、メモリバッファA104を空け、次の逆方向の再生のために映像・音声データ2の逆方向の映像・音声データ1をストレージ107から取得してメモリバッファA104に格納する。
(4) Next, it is assumed that the
本発明の実施形態は、前述したようなメモリバッファの制御を行うことにより、再生側の装置が映像・音声ファイルを一括して取得しなくても、倍速再生や逆再生時も含めて、どのような再生の場合にも映像・音声を滑らかに再生させることができる。 In the embodiment of the present invention, the memory buffer is controlled as described above, so that the playback side device does not acquire video / audio files all at once, including double speed playback and reverse playback. Even in the case of such reproduction, video / audio can be reproduced smoothly.
図3は本発明により実現される映像・音声データに対するメモリバッファの制御方法の第2の例を説明するフローチャート、図4はデコーダ101からの映像・音声データの取得要求の例を要求順にテーブルとして示した図であり、次に、図3、図4を参照すると共に、図1をも参照して、映像・音声データに対するメモリバッファの制御方法の第2の例を説明する。ここで説明するメモリバッファの制御方法は、ストレージサーバ102に備えられる3面のメモリバッファA104〜C106の全てに映像・音声データが格納されている状態で、ストレージサーバ102がデコーダから図4に示しているような要求を受けたときに、要求された映像・音声データをストレージ107のディスクから取得してデコーダに転送する制御を説明するものである。
FIG. 3 is a flowchart for explaining a second example of the memory buffer control method for video / audio data realized by the present invention. FIG. 4 shows an example of an acquisition request for video / audio data from the
そして、ここでは、メモリバッファからの読み取りフレーム数を最大5とし、各バッファには、10フレーム分のデータが保持されている場合の例を挙げて説明するが、これらの値は、システム構成に応じて任意に設定可能である。そして、デコーダ101からの映像・音声データの取得要求は、図4に示すように、要求を一意に特定するID、リード状態を示すモード、再生方向と再生速度とを示す再生モード、開始フレーム番号を示す開始位置、再生の場合の取得フレーム数を示すフレーム数を1つのレコードとした複数の取得要求からなり、ここで説明する例では、デコーダ101からの映像・音声データの取得要求が、ID001から順ストレージサーバに送信されてくるものとする。また、ストレージサーバ102内のメモリバッファA104〜C106には、フレーム番号−10〜20までの30フレームの映像・音声データが10フレームずつ格納されているものとしている。
In this example, the maximum number of frames read from the memory buffer is set to 5, and each buffer holds data for 10 frames. However, these values are determined depending on the system configuration. It can be set arbitrarily depending on the situation. As shown in FIG. 4, the video / audio data acquisition request from the
(1)ストレージサーバ102は、デコーダ101からの映像・音声データの取得要求を受信すると、データ取得要求の完了までの処理を繰り返すようにループを設定する(ステップ201、202)。
(1) Upon receiving the video / audio data acquisition request from the
(2)その後、ストレージサーバ102の制御部103は、デコーダ101からの要求を解析してフレーム開始位置を特定し、要求に含まれる再生モードから再生方向、再生速度を判断し、返信する指定されたフレームを特定する(ステップ203、204)。
(2) Thereafter, the
(3)次に、ストレージサーバ102の制御部103は、3面のメモリバッファをまたぐフレームが要求されているか否かを判定する。例えば、デコーダ101からの取得要求がID=001の取得要求であった場合、必要なフレームは、フレーム3〜7の5フレームであり、これらのフレームはメモリバッファB105に保持されているので、メモリバッファのまたぎが発生していないと判断でき、このメモリバッファB105内から全フレームを取得可能であるためメモリバッファB105から取得要求のフレームを抽出してデコーダ101に返信し、次の要求についての処理を行う(ステップ205、206)。
(3) Next, the
(4)ステップ205の判定で、3面のメモリバッファをまたぐフレームが要求されていた場合、例えば、デコーダ101からの取得要求が次の要求であるID=002の取得要求であった場合、必要なフレームがフレーム8〜12の5フレームであり、メモリバッファB105からメモリバッファC106にまたがっていると判定される。この場合、制御部103は、抽出対象のフレーム8〜12を抽出してデコーダ101に返信する。その際、制御部103は、抽出するフレームがメモリバッファB105からメモリバッファC106に移ったときに、メモリバッファA104に保持していた映像・音声データを破棄してメモリバッファA104を開放し、ストレージ107からフレーム21以降の10フレーム分のフレームをディスクから先読みし、ここでは未来面と呼ぶバッファをメモリバッファA104内に生成し、メモリバッファC106を現在面と呼ぶバッファとし、メモリバッファB105を過去面と呼ぶバッファとして、次の取得要求に備える(ステップ207)。
(4) Necessary when a frame across three memory buffers is requested in the determination in
(5)ステップ206またはステップ207の処理の後、ステップ202の処理で設定したループでのデータ取得要求の繰り返し処理が終了していれば、ここでの処理を終了する(ステップ208)。
(5) After the process of
次に、続けて、デコーダ101からID=003、ID=004の取得要求が順に届いたものとして、前述のステップ205以降の処理について説明する。
Next, assuming that the acquisition requests of ID = 003 and ID = 004 have arrived in order from the
デコーダ101からID=003の取得要求が届いたものとする。このID=003の取得要求は、逆再生でメモリバッファC106が保持している現在面及びメモリバッファB105が保持している過去面のフレームを要求しているので、ステップ205の判定で、メモリバッファのまたぎが発生していると判定される。そして、制御部103は、抽出対象のフレームであるフレーム12〜フレーム8を抽出して返信するが、抽出するフレームを格納しているバッファが切り替わると同時に、ID=002の要求の処理で先読みを行い、未来方向の映像・音声データを保持していたメモリバッファA104を開放し、ストレージ107のディスクから過去方向の映像・音声データを先読みしてメモリバッファA104に格納し、メモリバッファA104を過去面と呼ぶバッファとして次の取得要求に備える。
It is assumed that an acquisition request with ID = 003 is received from the
続けて、デコーダ101からID=004の取得要求が届いたものとする。この場合、そのまま逆方向への再生の処理であるが、2倍速の逆再生であるため、ステップ204の処理で1フレームずつ間引いたフレーム、すなわち、フレーム8、6、4、2、−1が特定される。取得するフレームは、メモリバッファB105及びA104内に存在するので、ステップ205の判定で、メモリバッファのまたぎが発生していると判定される。そして、制御部103は、抽出対象のフレームを抽出してデコーダ101に返信する。その際、制御部103は、前述と同様に、抽出するフレームを格納しているバッファが切り替わると同時に、メモリバッファC106を開放し、ストレージのディスクからさらに過去方向の映像・音声データの先読みを行い、メモリバッファC106に過去面のバッファを生成して次の取得要求に備える。このときメモリバッファB105は未来面のバッファとされ、メモリバッファA104は現在面のバッファとされる。
Subsequently, it is assumed that an acquisition request with ID = 004 is received from the
本発明の実施形態は、前述で説明したような制御を行うことにより、安定した映像・音声データを再生装置に配信して再生を行わせることができる。 In the embodiment of the present invention, stable video / audio data can be distributed to a playback device and played back by performing the control described above.
なお、3倍速以上の再生モードの場合、メモリバッファからのフレームの取得を行わず、ストレージから必要なフレームを抽出し、再生装置に返信後、メモリバッファを必要に応じて開放し、次の要求に備えるようにすればよい。 In the playback mode of 3x speed or higher, frames are not acquired from the memory buffer, the necessary frames are extracted from the storage, returned to the playback device, the memory buffer is released as necessary, and the next request You should be prepared for.
101 デコーダ
102 ストレージサーバ
103 制御部
104 メモリバッファA
105 メモリバッファB
106 メモリバッファC
107 ストレージ
105 Memory buffer B
106 Memory buffer C
107 storage
Claims (3)
前記ストレージから取得した映像・音声データを保持する3面のメモリバッファ、及び、再生装置が使用中の一定量の映像・音声データと、未来方向の一定量の映像・音声データと、過去方向の一定量の映像・音声データとを前記3面のメモリバッファのそれぞれに保持するように、前記3面のメモリバッファを制御する制御手段を有することを特徴とするストレージサーバ。 In a storage server that acquires video / audio data stored in storage, sends it to a playback device, and plays it back,
Three memory buffers for holding video / audio data acquired from the storage, a certain amount of video / audio data being used by the playback device, a certain amount of video / audio data in the future direction, and a past direction A storage server comprising control means for controlling the three-surface memory buffer so as to hold a certain amount of video / audio data in each of the three-surface memory buffer.
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2011
- 2011-05-24 JP JP2011116028A patent/JP2012244587A/en active Pending
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