JP2017098796A - コンテンツ配信装置、コンテンツ配信システム、コンテンツ配信方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】通信環境の変化に応じて受信成功率と映像品質とを最適化すること。【解決手段】コンテンツ配信装置は、複数の端末へ同報配信するコンテンツデータを送出する配信データ送出部と、各端末におけるコンテンツデータの受信成功度を示す受信成功度情報を取得する受信状況取得部と、受信成功度情報に基づいて、複数の端末における平均的な受信成功度を示す受信環境を解析する受信環境解析部と、受信環境に基づいて同報配信における配信レートとＦＥＣ付与率とを決定するパラメータ決定部と、コンテンツデータの同報配信における配信レートをパラメータ決定部によって決定された配信レートに切り替える配信レート切替部と、コンテンツデータの同報配信におけるＦＥＣ付与率をパラメータ決定部によって決定されたＦＥＣ付与率に切り替えるＦＥＣ付与率切替部とを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、コンテンツ配信装置、コンテンツ配信システム、コンテンツ配信方法、およびプログラムに関する。

放送のデジタル化によって実現可能となった空き帯域を活用した携帯端末向けマルチメディア放送や、無線ブロードバンド通信によるスマートフォンやタブレット端末向けの映像コンテンツ配信の普及など、放送と通信の連携が進んでいる。このような、放送・通信連携サービスを実現する手段の１つとして、ＩＰデータキャスト（ＩＰＤＣ；Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｃｏｌ ＤａｔａＣａｓｔ）がある。ＩＰデータキャストは、放送波や通信網にＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｃｏｌ）パケットを乗せてデータを片方向に伝送する技術である。この技術によって、各種デバイス端末へ一斉同報（マルチキャスト）でマルチメディアファイル（例えば、テキスト、画像、音声、および映像など）のデータ伝送を行うことが可能になる。マルチキャストの技術を用いることによって、端末の台数が増えてもトラフィック集中時の輻輳が避けられるというメリットがある。ＩＰデータキャストは、例えば、スタジアムの観客席のように多数の端末が存在する場所でのコンテンツ同報配信、災害発生時の緊急速報および地域行政情報などの一斉通知、および自販機などへの制御プログラムの一斉配信のような分野などにおいて活用が期待されている。

ところで、データを伝送する際、伝送路の品質によっては受信側に届くデータに欠落が発生する場合がある。例えば、配信サーバから各端末へ、Ｗｉ−Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ；ワイファイ）などの無線通信の電波を介してコンテンツが配信される場合、壁などの障害物によって電波が減衰し、データの一部が欠落することがある。ＴＣＰ／ＩＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ；ティーシーピー・アイピー）プロトコルでは、受信側から再送要求をかけることで欠落部分のデータを補うことができるが、再送要求を前提としないアプリケーションもある。例えば、ライブ映像の配信などリアルタイム性が求められるアプリケーションでは再送しても配信には間に合わず再送要求によるデータ補正は適していないため、ＵＤＰ／ＩＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ；ユーディーピー・アイピー）プロトコルが用いられる。

ＵＤＰ／ＩＰプロトコルでは、データが欠落したとしても次のデータ復号処理に進むため、例えば、映像配信の場合にはコマ落ちが生じる。このような、再送要求を前提とせず、伝送路におけるデータ損失が見込まれる場合、ＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ；前方誤り訂正）技術を利用したデータの復号が有効であることが知られている。ＦＥＣ生成技術の一つとして、元データを一定サイズの小さなデータブロックに分割して、分割したデータに対してパリティ情報（誤り訂正符号）を付加して送信する方法がある。誤り訂正符号を多く付与することで送信する情報の量を増やせば、伝送路におけるデータ損失があっても影響を抑えることができるが、誤り訂正等のために情報量が過大に増えることは望ましくない。また、リアルタイム性が求められるアプリケーション用のデータを送信する際には（例：映像、音声や音楽）、情報を受信する端末の処理能力を考慮し、端末が受信する情報の帯域（例えば、ＩＰビットレート）の上限を予め定めておくことが一般的である。

端末へできるだけ高品質な映像を送り届けるには、映像の品質を左右する映像レートをできるだけ高くし、かつデータ損失により映像の途切れが生じないように十分な誤り訂正符号を付与する必要がある。ここで、適切なＦＥＣ付与率を決めるにあたっては、伝送路の環境を考慮する必要がある。タブレットやスマートフォン端末の伝送路としてはＷｉ−Ｆｉが一般的な環境であるが、電波の強さや周囲の電波干渉によってパケットロスが発生し状況は逐次変化するため、最適なＦＥＣ付与率を決定することは難しい。
ＦＥＣ付与率を決定してデータを送信する技術として、例えば、特許文献１に記載のデータ通信装置がある。特許文献１に記載のデータ通信装置は、受信側においてエラー発生状況を解析して送信側に送信し、送信側でエラー情報に基づき冗長度を設定する。

特開２００８−１８７３４１号公報

しかしながら、特許文献１に記載のデータ通信装置は、エラーの性質に応じてＦＥＣ付与率を増減させ、また通信速度も増減させているが、ライブストリーミング配信においては通信速度を減少させた場合、端末へのデータの到着が遅れリアルタイムでのストリーミング再生が困難になる。リアルタイム配信において通信速度の上限が決まっている中でＦＥＣ付与率を増加させるためには、データ制御に関するパラメータも考慮する必要がある。
また、上記技術では受信端末ごとに送出パラメータを変更しているがマルチキャスト配信においては端末ごとに異なるパラメータを用いることができない。そのため、全ての端末の状況を考慮した、環境全体における最適な送出パラメータを一様に決定する必要がある。
加えて、環境全体における最適なパラメータを考慮するためには、例外的な端末、例えばかなり遠くの位置に離れてしまった端末も考慮してしまうと全体としての最適性が損なわれてしまう。そのため、例外の判定と、判定のための情報が必要となる。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、通信環境の変化に応じて受信成功率と映像品質とを最適化することができるコンテンツ配信装置、コンテンツ配信システム、コンテンツ配信方法、およびプログラムを提供する。

（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様としては、複数の端末へ同報配信するコンテンツデータを送出する配信データ送出部と、前記コンテンツデータを受信する各端末における前記コンテンツデータの受信成功度を示す受信成功度情報を取得する受信状況取得部と、前記受信成功度情報に基づいて、前記複数の端末における平均的な受信成功度を示す受信環境を解析する受信環境解析部と、前記受信環境に基づいて前記コンテンツデータの同報配信における配信レートとＦＥＣ付与率とを決定するパラメータ決定部と、前記コンテンツデータの同報配信における前記配信レートを前記パラメータ決定部によって決定された前記配信レートに切り替える配信レート切替部と、前記コンテンツデータの同報配信における前記ＦＥＣ付与率を前記パラメータ決定部によって決定された前記ＦＥＣ付与率に切り替えるＦＥＣ付与率切替部と、を備えることを特徴とするコンテンツ配信装置である。

（２）また、本発明の一態様としては、前記受信状況取得部は、各端末における通信状況を示す通信状況データを取得し、前記受信環境解析部は、前記通信状況データに基づいて前記受信環境を解析する対象とする前記端末を決定する、ことを特徴とする（１）に記載のコンテンツ配信装置である。

（３）また、本発明の一態様としては、前記配信データ送出部は、複数の種類のコンテンツデータを送出し、前記受信環境解析部は、前記コンテンツデータの種類ごとに前記受信環境を解析する、ことを特徴とする（１）または（２）に記載のコンテンツ配信装置である。

（４）また、本発明の一態様としては、前記パラメータ決定部は、前記配信レートを決定し、決定した前記配信レートに応じて設定可能な前記ＦＥＣ付与率を決定する、ことを特徴とする（１）から（３）のいずれか一項に記載のコンテンツ配信装置である。

（５）また、本発明の一態様としては、コンテンツデータを取得するコンテンツデータ取得部、を備え、前記配信レート切替部は、前記コンテンツデータ取得部へ、前記パラメータ決定部によって決定された前記配信レートによる前記コンテンツデータの取得を要求する、ことを特徴とする（１）から（４）のいずれか一項に記載のコンテンツ配信装置である。

（６）また、本発明の一態様としては、コンテンツ配信装置と複数の端末を有するコンテンツ配信システムであって、前記コンテンツ配信装置は、複数の端末へ同報配信するコンテンツデータを送出する配信データ送出部と、前記コンテンツデータを受信する各端末における前記コンテンツデータの受信成功度を示す受信成功度情報を取得する受信状況取得部と、前記受信成功度情報に基づいて、前記複数の端末における平均的な受信成功度を示す受信環境を解析する受信環境解析部と、前記受信環境に基づいて前記コンテンツデータの同報配信における配信レートとＦＥＣ付与率とを決定するパラメータ決定部と、前記コンテンツデータの同報配信における前記配信レートを前記パラメータ決定部によって決定された前記配信レートに切り替える配信レート切替部と、前記コンテンツデータの同報配信における前記ＦＥＣ付与率を前記パラメータ決定部によって決定された前記ＦＥＣ付与率に切り替えるＦＥＣ付与率切替部と、を備え、前記端末は、前記コンテンツ配信装置によって配信されたコンテンツデータに基づくコンテンツを再生する、ことを特徴とするコンテンツ配信システムである。

（７）また、本発明の一態様としては、コンピュータを用いたコンテンツ配信方法であって、配信データ送出部が、複数の端末へ同報配信するコンテンツデータを送出する配信データ送出ステップと、受信状況取得部が、前記コンテンツデータを受信する各端末における前記コンテンツデータの受信成功度を示す受信成功度情報を取得する受信状況取得ステップと、受信環境解析部が、前記受信成功度情報に基づいて、前記複数の端末における平均的な受信成功度を示す受信環境を解析する受信環境解析ステップと、パラメータ決定部が、前記受信環境に基づいて前記コンテンツデータの同報配信における配信レートとＦＥＣ付与率とを決定するパラメータ決定ステップと、配信レート切替部が、前記コンテンツデータの同報配信における前記配信レートを前記パラメータ決定ステップにおいて決定された前記配信レートに切り替える配信レート切替ステップと、ＦＥＣ付与率切替部が、前記コンテンツデータの同報配信における前記ＦＥＣ付与率を前記パラメータ決定ステップにおいて決定された前記ＦＥＣ付与率に切り替えるＦＥＣ付与率切替ステップと、を有することを特徴とするコンテンツ配信方法である。

（８）また、本発明の一態様としては、コンピュータに、複数の端末へ同報配信するコンテンツデータを送出する配信データ送出ステップと、前記コンテンツデータを受信する各端末における前記コンテンツデータの受信成功度を示す受信成功度情報を取得する受信状況取得ステップと、前記受信成功度情報に基づいて、前記複数の端末における平均的な受信成功度を示す受信環境を解析する受信環境解析ステップと、前記受信環境に基づいて前記コンテンツデータの同報配信における配信レートとＦＥＣ付与率とを決定するパラメータ決定ステップと、前記コンテンツデータの同報配信における前記配信レートを前記パラメータ決定ステップにおいて決定された前記配信レートに切り替える配信レート切替ステップと、前記コンテンツデータの同報配信における前記ＦＥＣ付与率を前記パラメータ決定ステップにおいて決定された前記ＦＥＣ付与率に切り替えるＦＥＣ付与率切替ステップと、を実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、通信環境の変化に応じて受信成功率と映像品質とを最適化することができる。

本発明の実施形態に係るコンテンツ配信システムの構成の一例を示す概略図である。 ＩＰデータキャストによるライブストリーミング配信にて用いられる通信プロトコルのプロトコルスタックの一例を示す図である。 ＩＰデータキャストによるライブストリーミングの処理手順の一例を示す概略図である。 本発明の実施形態に係るコンテンツ配信装置の機能構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るコンテンツ配信装置の受信環境解析部の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るコンテンツ配信装置のパラメータ決定部の動作の一例を示すフローチャートである。

（実施形態）
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るコンテンツ配信システムの構成の一例を示す概略図である。
本実施形態に係るコンテンツ配信システム１は、多数の観客を収容可能な観客席を有する競技場に設置されるシステムである。コンテンツ配信システム１は、例えば、競技場で行われている競技の様子をカメラで撮影する。コンテンツ配信システム１は、撮影した映像を示すデータを、観客席の観客がそれぞれ保持するスマートフォンなどの携帯端末へ無線通信を介してライブストリーミング配信する。これにより、競技の様子を示す映像が、携帯端末においてリアルタイムに再生される。

具体的には、コンテンツ配信システム１は、ＭＰＥＧ−ＤＡＳＨ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ−Ｄｙｎａｍｉｃ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ ｏｖｅｒ ＨＴＴＰ；エムペグ・ダッシュ）方式のストリーミング規格がサポートする数秒単位のセグメント形式の動画や音声のファイルを、ＩＰデータキャストによって送受信することにより、ライブストリーミング配信を行う。

ＭＰＥＧ−ＤＡＳＨとは、各種のデバイス端末へのＨＴＴＰプロトコルによる動画や音声のストリーミング配信を実現する国際標準規格である。従来のストリーミング技術では、映像をパケット単位に分割して送出するため、パケットを損失すると完全に元の映像を復元できず、ノイズなどの映像の乱れが発生する。一方で、ＩＰデータキャスト技術とＭＰＥＧ−ＤＡＳＨ技術を組み合わせたライブストリーミングでは、映像の再生単位であるファイルごとに処理を行うといった特性上、映像の再生で画面にノイズが発生しない。加えて伝送路でのデータの損失時にもデータを復元しやすいため映像が途切れにくいといった、既存のストリーミング技術と比較して再生品質面でのメリットがある。

図１に図示するように、本実施形態に係るコンテンツ配信システム１は、カメラ１０と、エンコーダ２０と、コンテンツ配信装置３０と、Ｗｉ−Ｆｉルータ４０と、端末５０と、を含んで構成される。
カメラ１０は、動画撮影をすることができる。カメラ１０は、例えば、レンズを通した映像を、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ；電荷結合素子）撮像板などの個体撮像素子に結像させ、それを電気信号であるビデオ信号としてエンコーダ２０へ出力する放送用ビデオカメラを含んで構成される。
エンコーダ２０は、カメラ１０から入力されたビデオ信号を、ＭＰＥＧ−ＤＡＳＨ形式のセグメントファイル（コンテンツデータ）に変換する。エンコーダ２０は、変換したセグメントファイルを、コンテンツ配信装置３０へ出力する。エンコーダ２０は、例えば、ビデオ信号をセグメントファイルに変換することができるアプリケーションを含んで構成される。

コンテンツ配信装置３０は、エンコーダ２０から入力されたＭＰＥＧ−ＤＡＳＨ形式のセグメントファイルに対し、ＩＰデータキャストによる配信のための送出処理を行う。コンテンツ配信装置３０は、送出処理後のデータをＷｉ−Ｆｉルータ４０へ出力する。コンテンツ配信装置３０は、例えば、汎用コンピュータ、またはＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ：パーソナルコンピュータ）などを含んで構成される。
Ｗｉ−Ｆｉルータ４０は、コンテンツ配信装置３０から入力されたデータを無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ；構内通信網）パケットとして、複数の端末５０へ向けて同報配信する。

端末５０は、Ｗｉ−Ｆｉルータ４０から同報配信された無線ＬＡＮパケットを受信する。端末５０は、受信した無線ＬＡＮパケットに対してＩＰデータキャストによる受信処理を行い、セグメントファイルを復号する。端末５０は、復号したセグメントファイルによってライブストリーミング映像を再生する。端末５０は、例えば、スマートフォンやタブレット端末などの携帯端末、またはＰＣなどを含んで構成される。

図２は、ＩＰデータキャストによるライブストリーミング配信にて用いられる通信プロトコルのプロトコルスタックの一例を示す図である。
図示するように、ＩＰデータキャストによるＦＬＵＴＥ（Ｆｉｌｅ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｏｖｅｒ Ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）／ＡＬ−ＦＥＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ Ｆｏｒｗｏｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）処理が行われることで、複数映像の送受信と伝送路にて情報の欠落があっても映像の再生が可能になる。

ユニキャスト通信においては、接続される端末が帯域を共有するため同時接続台数に限りがあり、また１つではなく複数の映像を同時に配信するとさらに同時接続台数が少なくなる。一方、本実施形態に係るコンテンツ配信システム１は、ＵＤＰ／ＩＰを用いたマルチキャスト配信を行うため、伝送路の帯域が狭い場合であっても多数の端末へ映像を同報配信することができる。マルチキャスト配信では、端末の同時接続台数に関わらず映像を配信することができるため、例えば、本実施形態のように競技場の観客席などの多数の端末が存在する場所でのライブストリーミング配信が可能である。なお、マルチキャスト配信では、伝送路として、放送波および通信網のどちらも利用されうる。

次に、ＩＰデータキャストによるライブストリーミング配信の処理手順について、図面を参照しながら説明する。
図３は、ＩＰデータキャストによるライブストリーミングの処理手順の一例を示す概略図である。
図３の左側半分は、データの送出側（すなわち、カメラ１０、エンコーダ２０、コンテンツ配信装置３０、およびＷｉ−Ｆｉルータ４０）において行われる処理を、上から下に向かって順に表したものである。一方、図３の右側半分は、データの受信側（すなわち、端末５０）において行われる処理を、下から上に向かって順に表したものである。

（ステップＳ００１）カメラ１０は、動画撮影を行うことにより非圧縮映像データを生成する。生成された非圧縮映像データは、エンコーダ２０へ出力される。

（ステップＳ００２）エンコーダ２０は、カメラ１０から入力された非圧縮映像データを、数秒単位のセグメントファイルに分割し、エンコードを行う。
なお、エンコーダ２０は、複数の映像レート（例えば、８００ｋｂｐｓ、１．２Ｍｂｐｓ、および１．８Ｍｂｐｓなどの映像ビットレート）でエンコードすることができる。エンコーダ２０は、複数の映像レートのセグメントファイルをそれぞれ作成する。このうち、どの映像レートのセグメントファイルが選択されるかにしたがって、セグメントファイルのファイルサイズが決定される。セグメントファイルのファイルサイズが決定すると、ＩＰ送出レートには上限があることから、ＦＥＣ付与率の最大値が決定する。
エンコーダ２０は、複数の映像レートでエンコードしたそれぞれのセグメントファイルを、コンテンツ配信装置３０へ出力する。

（ステップＳ００３）コンテンツ配信装置３０は、エンコードしたセグメントファイルを、ソースブロックに分割した上で、ソースシンボルに分割する。コンテンツ配信装置３０は、ソースシンボル単位で処理を行う。コンテンツ配信装置３０は、数秒単位の１つのセグメントファイルに対して、複数のソースシンボルに分割する。

（ステップＳ００４）コンテンツ配信装置３０は、ＦＥＣシンボルを生成し、分割したソースシンボルにＦＬＵＴＥヘッダを付与する。なお、ＦＬＵＴＥヘッダには、ＦＬＵＴＥパケットの順番を示す情報などが含まれている。
このように、送出側でＦＥＣシンボルが生成されることにより、伝送路にて損失したＦＬＵＴＥパケットを受信側で復号することができる。但し、損失したパケットが多い場合には、受信側で復号ができない場合がある。その場合、ＦＥＣ付与率をより高くすることによって復号できるようにする必要がある。また、ＦＥＣ付与率は、上記のステップＳ００２において選択された映像レートに基づいて決まるため、ＦＥＣ付与率をより高くするためには、異なる映像レートを選択する必要がある。

（ステップＳ００５）コンテンツ配信装置３０は、ＦＥＣシンボル内でＦＬＵＴＥパケットの順番をランダムに並べ替えるインターリーブを行う。

（ステップＳ００６）コンテンツ配信装置３０は、パケットにＵＤＰ／ＩＰヘッダを付与し、Ｗｉ−Ｆｉルータ４０を介して端末５０へ向けてＵＤＰパケットを配信する。

（ステップＳ００７）端末５０は、Ｗｉ−Ｆｉルータ４０から配信されたＵＤＰパケットを、端末５０に備えられたアンテナ（図示せず）を介して受信する。

（ステップＳ００８）端末５０は、受信したＵＤＰパケットからＦＬＵＴＥパケットへ復号する。

（ステップＳ００９）端末５０は、ＦＥＣデコードを行い、損失した復号ＦＬＵＴＥパケットを復号する。

（ステップＳ０１０）端末５０は、ＦＬＵＴＥパケットからソースシンボルへ復号する。

（ステップＳ０１１）端末５０は、ソースシンボルからセグメントファイルへ復号する。

（ステップＳ０１２）端末５０は、復号したセグメントファイルの順番に再生を行う。

（コンテンツ配信装置の構成）
本実施形態に係るコンテンツ配信システム１が有するコンテンツ配信装置３０は、複数の端末５０それぞれにおけるセグメントファイルの受信成功率の情報（受信成功度情報）を取得し、かつ、Ｗｉ−Ｆｉ環境を示す値であるＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ， Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ；受信信号高度）およびＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ；信号対ノイズ比（または、Ｓ／Ｎ比とも言う））の値を取得する。

コンテンツ配信装置３０は、それぞれの端末５０における受信成功率、ＲＳＳＩおよびＳＮＲの値を用いて環境全体における平均的な受信成功率を解析する。コンテンツ配信装置３０は、解析した結果に基づいて送出側における制御パラメータを変更する。これにより、コンテンツ配信装置３０は、通信環境の変化に応じて、受信成功率および映像品質を最適化することができる。
なお、ここでいう最適化とは、一定の映像品質を保ったうえで受信成功率を最も高くすること、または、一定の受信成功率を保ったうえで映像品質を最も高くすることである。

以下に、コンテンツ配信装置３０の機能構成について、図面を参照しながら説明する。
図４は、本発明の実施形態に係るコンテンツ配信装置３０の機能構成を示すブロック図である。
コンテンツ配信装置３０は、配信データ取得部３０１（コンテンツデータ取得部）と、受信状況取得部３０２と、受信環境解析部３０３と、パラメータ決定部３０４と、配信レート切替部３０５と、ＦＥＣ付与率切替部３０６と、配信データ送出部３０７と、を含んで構成される。

配信データ取得部３０１は、エンコーダ２０において生成され、エンコーダ２０から出力された複数の映像レートのセグメントファイルを取得する。配信データ取得部３０１は、取得した複数の映像レートのセグメントファイルを配信レート切替部３０５へ出力する。

受信状況取得部３０２は、端末５０から出力された受信成功率を示すデータを取得する。ここでいう「受信成功率を示すデータ」とは、当該Ｗｉ−Ｆｉルータ４０と通信接続し、当該Ｗｉ−Ｆｉルータ４０を介して配信される映像を受信する端末５０の一覧、および複数の端末５０におけるそれぞれの受信成功率の値を含むデータ（すなわち、それぞれの端末５０におけるデータ受信状態を示すログデータ）である。

また、受信状況取得部３０２は、Ｗｉ−Ｆｉルータ４０から出力されたＲＳＳＩおよびＳＮＲを示すデータを取得する。ここでいう「ＲＳＳＩおよびＳＮＲを示すデータ」とは、当該Ｗｉ−Ｆｉルータ４０と通信接続し、当該Ｗｉ−Ｆｉルータ４０を介して配信される映像を受信する端末５０の一覧、および複数の端末５０におけるそれぞれのＲＳＳＩの値およびＳＮＲの値を含むデータ（すなわち、Ｗｉ−Ｆｉの通信状況を示すログデータ）である。
受信状況取得部３０２は、取得した「受信成功率を示すデータ」、および取得した「ＲＳＳＩおよびＳＮＲを示すデータ」を、受信環境解析部３０３へ出力する。

受信環境解析部３０３は、受信状況取得部３０２から出力された「受信成功率を示すデータ」、および取得した「ＲＳＳＩおよびＳＮＲを示すデータ」を取得し、取得したデータに基づいて、環境全体における平均的な受信成功率を解析することにより受信環境を解析する。受信環境解析部３０３は、受信環境を解析した結果を示すデータをパラメータ決定部３０４へ出力する。なお、受信環境解析部３０３による受信環境の解析処理の動作の詳細については、後述する。

パラメータ決定部３０４は、受信環境解析部３０３から出力された「受信環境を解析した結果を示すデータ」を取得する。パラメータ決定部３０４は、取得したデータに基づいて、ライブストリーミング配信において用いる映像レートおよびＦＥＣ付与率を示すパラメータ値を決定する。

例えば、受信環境の解析結果が良い受信環境を示しているほど、パラメータ決定部３０４は、映像レートをより高くするようにパラメータ値を決定し、かつ、ＦＥＣ付与率をより低くするようにパラメータ値を決定する。また、例えば、受信環境の解析結果が悪い受信環境を示しているほど、パラメータ決定部３０４は、映像レートをより低くするようにパラメータ値を決定し、かつ、ＦＥＣ付与率をより高くするようにパラメータ値を決定する。

パラメータ決定部３０４は、決定した「映像レートを示すパラメータ値」を、配信レート切替部３０５へ出力する。また、パラメータ決定部３０４は、決定した「ＦＥＣ付与率を示すパラメータ値」を、ＦＥＣ付与率切替部３０６へ出力する。なお、パラメータ決定部３０４によるパラメータ値の算出処理の動作の詳細については、後述する。

配信レート切替部３０５は、配信データ取得部３０１から出力された「複数の映像レートのセグメントファイル」を取得する。また、配信レート切替部３０５は、パラメータ決定部３０４から出力された「映像レートを示すパラメータ値」を取得する。
配信レート切替部３０５は、取得した「複数の映像レートのセグメントファイル」の中から、取得した「映像レートを示すパラメータ値」に該当する映像レートのセグメントファイルを選択する。
配信レート切替部３０５は、選択したセグメントファイルを配信データ送出部３０７へ出力する。

ＦＥＣ付与率切替部３０６は、パラメータ決定部３０４から出力された「ＦＥＣ付与率を示すパラメータ値」を取得する。
ＦＥＣ付与率切替部３０６は、取得した「ＦＥＣ付与率を示すパラメータ値」に基づいてＦＥＣ付与率を決定する。ＦＥＣ付与率切替部３０６は、決定したＦＥＣ付与率を示すデータを配信データ送出部３０７へ出力する。

配信データ送出部３０７は、配信レート切替部３０５から出力されたセグメントファイルを取得する。また、配信データ送出部３０７は、ＦＥＣ付与率切替部３０６から出力されたＦＥＣ付与率を示すデータ取得する。配信データ送出部３０７は、取得したセグメントファイルに、取得したデータに基づくＦＥＣ付与率でＦＥＣシンボルを付与する処理を行う。そして、配信データ送出部３０７は、セグメントファイルをＷｉ−Ｆｉルータ４０へ出力することにより、Ｗｉ−Ｆｉルータ４０を介して複数の端末５０へセグメントファイルを同報配信する。

（受信環境解析部の動作）
次に、受信環境解析部３０３の動作について、図面を参照しながら説明する。
図５は、本発明の実施形態に係るコンテンツ配信装置３０の受信環境解析部３０３の動作を示すフローチャートである。
本フローチャートは、受信環境解析部３０３が、受信状況取得部３０２から出力された、それぞれの端末５０における受信成功率、ＲＳＳＩおよびＳＮＲの値を示すデータを取得した際に開始する。

（ステップＳ１０１）受信環境解析部３０３は、それぞれの端末５０におけるＲＳＳＩの値と、予め定められたＲＳＳＩの閾値とを比較する。また、受信環境解析部３０３は、それぞれの端末５０におけるＳＮＲの値と、予め定められたＳＮＲの閾値とを比較する。
受信環境解析部３０３は、ＲＳＳＩの値が閾値より大きく、かつ、ＳＮＲの値が閾値より大きい端末５０を、通信環境を解析するための対象端末とする。

これは、例えば、特定の端末が１台だけ離れた場所に持ち出された場合などに当該端末における受信成功率が極端に下がることによって（すなわち、例外とすべき端末も対象端末としたことによって）、パラメータが大きく変動することを避けるためである。このようなケースは、例えば、端末が固定されているような環境や、スタジアムの観客席のように観客が保持する端末があまり移動しない場所においては発生しにくいが、例えば、屋外イベントのように観客が保持する端末が頻繁に移動する場所においては発生することがある。このような場合に、通信環境を示すＲＳＳＩおよびＳＮＲの値を用いて、例外とする端末を考慮する必要がある。
なお、ＲＳＳＩまたはＳＮＲのいずれか一方が閾値より大きい端末５０が対象端末とされる構成であってもかまわない。
その後、ステップＳ１０２へ進む。

（ステップＳ１０２）受信環境解析部３０３は、対象端末における受信成功率の平均値を計算する。
なお、それぞれの端末５０における受信成功率は、「受信成功率＝復号に成功したセグメント数／全セグメント数×１００」の計算式によって計算されたものである。例えば、セグメントファイルが１秒間隔、取得間隔が２分間（すなわち、１２０秒間）であったとすると、合計セグメント数は１２０セグメントとなる。このとき、復号に成功したセグメント数が９８セグメントであったとすると、「９８（セグメント）／１２０（セグメント）×１００＝８２（％）」となるため、受信成功率は８２％となる。

また、例えば、端末５０が６台あり、それぞれの受信成功率、ＲＳＳＩ、およびＳＮＲの値が、それぞれ「９０％、−６５、２５」、「５８％、−６８、２３」、「８８％、−６５、２６」、「７３％、−６４、２２」、「６２％、−７０、２０」、および「２５％、−８０、１５」であったとする。また、ＲＳＳＩの閾値が「−７５」、ＳＮＲの閾値が「１８」であったとする。その場合、受信成功率、ＲＳＳＩ、およびＳＮＲの値が「２５％、−８０、１５」である端末は、ＲＳＳＩおよびＳＮＲの値がいずれも閾値以下の値であるため、受信環境解析部３０３は、当該端末を対象端末から除外する。そして、受信環境解析部３０３は、残りの５台の端末において受信成功率の平均値を計算する。これにより、「環境における受信成功率」は、「（９０＋５８＋８８＋７３＋６４）／５＝７４．６」となり、７４．６％となる。

但し、「環境における受信成功率」は、上記のようにＲＳＳＩおよびＳＮＲの値に基づいて例外とする端末を除いた対象端末における受信成功率の平均値でもよいし、環境下にある全ての端末５０における受信成功率の平均値であってもよい。なお、「環境における受信成功率」を、「平均的な受信成功率（受信成功度）」ともいう。

なお、複数の動画が端末５０へ配信されるような場合など、配信される映像が１セッションではなく複数セッション配信されるような場合には、セッション毎に上記の受信成功率の計算がなされる。

（ステップＳ１０３）受信環境解析部３０３は、ステップＳ１０２において計算した受信成功率の平均値を「環境における受信成功率」として、パラメータ決定部３０４へ出力する。
以上で本フローチャートの処理が終了する。

（パラメータ決定部の動作）
次に、パラメータ決定部３０４の動作について、図面を参照しながら説明する。
図６は、本発明の実施形態に係るコンテンツ配信装置３０のパラメータ決定部３０４の動作の一例を示すフローチャートである。
本フローチャートは、パラメータ決定部３０４が、受信環境解析部３０３から出力された「環境における受信成功率」を示すデータを取得した際に開始する。

（ステップＳ２０１）パラメータ決定部３０４は、受信環境解析部３０３から取得した「環境における受信成功率」の値と、予め設定された受信成功率の上限の閾値および下限の閾値とをそれぞれ比較する。
その後、ステップＳ２０２へ進む。

（ステップＳ２０２）「環境における受信成功率」の値が、受信成功率の上限の閾値以上の値である場合、ステップＳ２０４へ進む。そうでない場合は、ステップＳ２０３へ進む。

（ステップＳ２０３）「環境における受信成功率」の値が、受信成功率の下限の閾値以下の値である場合、ステップＳ２０６へ進む。そうでない場合は、ステップＳ２０５へ進む。

（ステップＳ２０４）パラメータ決定部３０４は、現在のＦＥＣ付与率が必要以上に高い値になっていると判定する。パラメータ決定部３０４は、ＦＥＣ付与率を現在より低くし、その分、映像レートを高くするようにパラメータの値を決定する。その後、ステップＳ２０７へ進む。

（ステップＳ２０５）パラメータ決定部３０４は、「環境における受信成功率」の値が、受信成功率の上限の閾値と下限の閾値との間に収まっていることにより、現在のパラメータ値が適切に設定されていると判定すする。したがって、パラメータ決定部３０４は、現在のパラメータの値を維持するように決定する。その後、ステップＳ２０７へ進む。

（ステップＳ２０６）パラメータ決定部３０４は、現在のＦＥＣ付与率が十分な値よりも低い値であると判定する。パラメータ決定部３０４は、ＦＥＣ付与率を現在より高くし、その分、映像レートを低くするようにパラメータの値を決定する。その後、ステップＳ２０７へ進む。

（ステップＳ２０７）パラメータ決定部３０４は、上記において決定した、映像レートを設定するパラメータを配信レート切替部３０５へ出力する。また、パラメータ決定部３０４は、上記において決定した、ＦＥＣ付与率を設定するパラメータをＦＥＣ付与率切替部３０６へ出力する。
以上で、本フローチャートの処理を終了する。

なお、例えば、上述した例のように「環境における受信成功率」の値が７４．６％であり、受信成功率の上限の閾値および下限の閾値が、それぞれ９５％および７５％であるとする。この場合、「環境における受信成功率」の値が受信成功率の下限の閾値より小さいため、パラメータ決定部３０４は、現状よりも低い映像レートを選択するようにパラメータの値を決定する。パラメータ決定部３０４は、選択された映像レートの値とＩＰ送出レートの上限値とからＦＥＣ付与率の値を計算する。

例えば、現状の映像レートが３０００ｋｂｐｓ、現状のＦＥＣ付与率が６０％、およびＩＰ送出レートの上限値が４８００ｋｂｐｓであるとする。この場合、配信レート切替部３０５が配信データ取得部３０１から取得する複数の映像の映像レートのうち、一段低い映像レートが２４００ｋｂｐｓであった場合には、映像レートは２４００ｋｂｐｓに設定される。ＦＥＣ付与率は、ＩＰ送出レートと映像レートから、「ＦＥＣ付与率＝（ＩＰ送出レート／映像レート）×１００−１００」の計算式によって計算される。これにより、ＦＥＣ付与率は、「４８００（ｋｂｐｓ）／２４００（ｋｂｐｓ）×１００−１００＝１００（％）」となり、１００％となる。よって、パラメータ決定部３０４は、映像レートを２４００ｋｂｐｓ、ＦＥＣ付与率を１００％に変更するようにそれぞれのパラメータの値を決定し、決定したパラメータの値をそれぞれ配信レート切替部３０５およびＦＥＣ付与率切替部３０６へ出力する。

なお、上記の例においては、パラメータ決定部３０４は、「環境における受信成功率」の値に基づいて、まず映像レートを選択し、次に、決定した映像レートで配信する場合に設定可能なＦＥＣ付与率を計算する構成としたが、これに限られない。例えば、パラメータ決定部３０４が、まずＦＥＣ付与率を決定し、次に、決定したＦＥＣ付与率で配信する場合に選択可能な映像レートを選択する構成であってもかまわない。

さらに、上記の例においては、パラメータ決定部３０４が、予め決められた複数の映像レートの中から映像レートを選択する構成としたが、これに限られない。例えば、パラメータ決定部３０４によって決定されたＦＥＣ付与率で配信される場合に設定可能な映像レートを配信レート切替部３０５が計算し、計算した映像レートでの映像データを、配信データ取得部３０１を介してエンコーダ２０に要求するような構成にしてもよい。

なお、複数の動画が端末５０へ配信されるような場合など、配信される映像が１セッションではなく複数セッション配信されるような場合にも、例えば、パラメータ決定部３０４は、複数セッションそれぞれのＩＰ送出レートの合計値をセッション数で除算することによってＩＰ送出レートの上限値を設定し、それぞれのセッションについてパラメータの値を決定する。
例えば、ＩＰ送出レートの上限値が４８００ｋｂｐｓであり、セッション数が３である場合には、パラメータ決定部３０４は、セッション毎に１６００ｋｂｐｓ（すなわち、４８００（ｋｂｐｓ）／３）を上限値として、パラメータの値を決定する。

また、パラメータ決定部３０４が、セッション毎に受信成功率の閾値を変更することができる場合には、例えば、特定のセッションの通信品質を高めることが可能になる。例えば、３つのセッションがある場合、パラメータ決定部３０４が、そのうち１つのセッションにおける受信成功率の閾値を８５％から９５％、および残りの２つのセッションにおける受信成功率の閾値を７５％〜９０％とすることによって、１つのセッションを高い受信成功率に収束させ、他の２つのセッションよりも受信成功率を高くする（すなわち、通信品質を高める）ことができる。

または、コンテンツ配信装置３０が、各セッションのＩＰ送出レートの上限値を変更することによって、特定のセッションの通信品質を高くすることができるような構成であってもよい。例えば、ＩＰ送出レートの上限値が４８００ｋｂｐｓであり、３つのセッションがある場合、通信品質を高めたい特定のセッションのＩＰ送出レートの上限値を２４００ｋｂｐｓとし、残りの２つのセッションのＩＰ送出レートの上限値を１２００ｋｂｐｓとするように設定すればよい。

以上、説明したように、本実施形態に係るコンテンツ配信装置３０は、環境下にある端末５０それぞれの受信状況を示すデータ（受信成功率）および通信環境を示すデータ（ＲＳＳＩおよびＳＮＲ）を定期的に取得する。そして、コンテンツ配信装置３０は、取得した受信状況を示すデータおよび通信環境を示すデータに基づいて、環境下にある複数の端末における平均的な受信成功度を計算する。計算した受信成功度が予め設定された許容範囲（上限の閾値と下限の閾値との間の範囲）から外れている場合には、コンテンツ配信装置３０は、映像レートおよびＦＥＣ付与率を増減させることにより、受信成功率と映像品質とを最適化する。
以上により、本実施形態に係るコンテンツ配信装置３０は、通信環境の変化に応じて受信成功率と映像品質とを最適化することができる。

以上、この発明の実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。

なお、上述した実施形態におけるコンテンツ配信装置３０の一部又は全部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。

なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、コンテンツ配信装置３０に内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信回線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

また、上述した実施形態におけるコンテンツ配信装置３０を、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現してもよい。コンテンツ配信装置３０の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。

１・・・コンテンツ配信システム、１０・・・カメラ、２０・・・エンコーダ、３０・・・コンテンツ配信装置、４０・・・Ｗｉ−Ｆｉルータ、５０・・・端末、３０１・・・配信データ取得部、３０２・・・受信状況取得部、３０３・・・受信環境解析部、３０４・・・パラメータ決定部、３０５・・・配信レート切替部、３０６・・・ＦＥＣ付与率切替部、３０７・・・配信データ送出部

Claims (8)

1. 複数の端末へ同報配信するコンテンツデータを送出する配信データ送出部と、
   前記コンテンツデータを受信する各端末における前記コンテンツデータの受信成功度を示す受信成功度情報を取得する受信状況取得部と、
   前記受信成功度情報に基づいて、前記複数の端末における平均的な受信成功度を示す受信環境を解析する受信環境解析部と、
   前記受信環境に基づいて前記コンテンツデータの同報配信における配信レートとＦＥＣ付与率とを決定するパラメータ決定部と、
   前記コンテンツデータの同報配信における前記配信レートを前記パラメータ決定部によって決定された前記配信レートに切り替える配信レート切替部と、
   前記コンテンツデータの同報配信における前記ＦＥＣ付与率を前記パラメータ決定部によって決定された前記ＦＥＣ付与率に切り替えるＦＥＣ付与率切替部と、
   を備えることを特徴とするコンテンツ配信装置。
2. 前記受信状況取得部は、各端末における通信状況を示す通信状況データを取得し、
   前記受信環境解析部は、前記通信状況データに基づいて前記受信環境を解析する対象とする前記端末を決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ配信装置。
3. 前記配信データ送出部は、複数の種類のコンテンツデータを送出し、
   前記受信環境解析部は、前記コンテンツデータの種類ごとに前記受信環境を解析する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンテンツ配信装置。
4. 前記パラメータ決定部は、前記配信レートを決定し、決定した前記配信レートに応じて設定可能な前記ＦＥＣ付与率を決定する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のコンテンツ配信装置。
5. コンテンツデータを取得するコンテンツデータ取得部、
   を備え、
   前記配信レート切替部は、前記コンテンツデータ取得部へ、前記パラメータ決定部によって決定された前記配信レートによる前記コンテンツデータの取得を要求する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のコンテンツ配信装置。
6. コンテンツ配信装置と複数の端末を有するコンテンツ配信システムであって、
   前記コンテンツ配信装置は、
   複数の端末へ同報配信するコンテンツデータを送出する配信データ送出部と、
   前記コンテンツデータを受信する各端末における前記コンテンツデータの受信成功度を示す受信成功度情報を取得する受信状況取得部と、
   前記受信成功度情報に基づいて、前記複数の端末における平均的な受信成功度を示す受信環境を解析する受信環境解析部と、
   前記受信環境に基づいて前記コンテンツデータの同報配信における配信レートとＦＥＣ付与率とを決定するパラメータ決定部と、
   前記コンテンツデータの同報配信における前記配信レートを前記パラメータ決定部によって決定された前記配信レートに切り替える配信レート切替部と、
   前記コンテンツデータの同報配信における前記ＦＥＣ付与率を前記パラメータ決定部によって決定された前記ＦＥＣ付与率に切り替えるＦＥＣ付与率切替部と、
   を備え、
   前記端末は、前記コンテンツ配信装置によって配信されたコンテンツデータに基づくコンテンツを再生する、
   ことを特徴とするコンテンツ配信システム。
7. コンピュータを用いたコンテンツ配信方法であって、
   配信データ送出部が、複数の端末へ同報配信するコンテンツデータを送出する配信データ送出ステップと、
   受信状況取得部が、前記コンテンツデータを受信する各端末における前記コンテンツデータの受信成功度を示す受信成功度情報を取得する受信状況取得ステップと、
   受信環境解析部が、前記受信成功度情報に基づいて、前記複数の端末における平均的な受信成功度を示す受信環境を解析する受信環境解析ステップと、
   パラメータ決定部が、前記受信環境に基づいて前記コンテンツデータの同報配信における配信レートとＦＥＣ付与率とを決定するパラメータ決定ステップと、
   配信レート切替部が、前記コンテンツデータの同報配信における前記配信レートを前記パラメータ決定ステップにおいて決定された前記配信レートに切り替える配信レート切替ステップと、
   ＦＥＣ付与率切替部が、前記コンテンツデータの同報配信における前記ＦＥＣ付与率を前記パラメータ決定ステップにおいて決定された前記ＦＥＣ付与率に切り替えるＦＥＣ付与率切替ステップと、
   を有することを特徴とするコンテンツ配信方法。
8. コンピュータに、
   複数の端末へ同報配信するコンテンツデータを送出する配信データ送出ステップと、
   前記コンテンツデータを受信する各端末における前記コンテンツデータの受信成功度を示す受信成功度情報を取得する受信状況取得ステップと、
   前記受信成功度情報に基づいて、前記複数の端末における平均的な受信成功度を示す受信環境を解析する受信環境解析ステップと、
   前記受信環境に基づいて前記コンテンツデータの同報配信における配信レートとＦＥＣ付与率とを決定するパラメータ決定ステップと、
   前記コンテンツデータの同報配信における前記配信レートを前記パラメータ決定ステップにおいて決定された前記配信レートに切り替える配信レート切替ステップと、
   前記コンテンツデータの同報配信における前記ＦＥＣ付与率を前記パラメータ決定ステップにおいて決定された前記ＦＥＣ付与率に切り替えるＦＥＣ付与率切替ステップと、
   を実行させるためのプログラム。

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