JP5147950B2 - 可変帯域幅のチャンネルを介してサイマル放送を行う装置および方法 - Google Patents

Description

本発明の以下の各原理は、データ伝送に関し、より具体的には、可変帯域幅のチャンネルを介してサイマル放送用のデータを伝送することに関する。

各コンテンツ・サービスは、複数の異なるサプライヤのスペクトラムにより提供される。例えば、住宅用ディジタル・ビデオ・サービスには、ディジタル・テレビジョン、ビデオ・オンデマンド（Ｖｉｄｅｏ ｏｎ Ｄｅｍａｎｄ）、インターネット・ビデオ・ストリーミングなどが含まれ、各サービスは、通常、複数の異なる符号化されたレベルで表示可能な音声／映像のデータを提供する。

コンテンツ・データは、例えば、映像、音声、データのような、圧縮されたマルチメディアをディジタル的に表すために使用されるビットストリーム、すなわちバイナリー・ビットの連続したシーケンスの形態で伝送される。ビットストリームは、伝送チャンネルを介して伝送される。コンテンツ・データが連続したビットストリームとして送信されると、クライアント装置は、このストリームのバッファリングを行い、リアルタイムに再生できるようにする。

モバイル放送ネットワークは、音声／映像のデータを配信するのに困難な環境である。特定の時点で接続に利用できる帯域幅は、時間と場所の双方に依存して変化する。帯域幅のこの変化により、実質的な音声／映像コンテンツを含むパケット全体が失われる。さらに、ネットワークを通じたレイテンシにより、クライアント側で、最終的に表示される映像に「ジッタ（ｊｉｔｔｅｒ）」が生じたり、鮮明さが失われたりする。これらの要因は、ハイレベル・プロトコルでエラーや損失が訂正されるような、ジッタが問題とならない、ファイル転送のトラフィックでは、許容されるものである。

リアルタイムなライブ・コンテンツをストリーミングする際における既存のライブ放送ネットワーク、方法では、音声／映像コンテンツの伝送は、利用可能なネットワーク帯域幅の関数として変化する。利用可能な帯域幅に依存して、サービスのヘッドエンド、または、送信側は、現在利用可能な帯域幅で送信できるように、データをバッファリングしてこれらを別の時に送信することもできるし、符号化器を使用してコンテンツのストリームの圧縮パラメータを変化させ、リアルタイムに送信することもできる。

ライブ・テレビ放送サービスを提供する事業者は、モバイル・カスタマーに対し、低品質バージョンのテレビ放送フィードをリアルタイムにストリーム配信する。例えば、ＶｅｒｉｚｏｎやＳｐｒｉｎｔのようなモバイル事業者は、ＶＣａｓｔ Ｌｉｖｅ ＴＶ、ＭｏｂｉＴＶなどのようなライブＴＶサービスを、解像度とビットレートを低下させてこれらのサービスを利用した携帯電話機に提供する。

本願の原理の一態様によれば、装置のネットワークを介してデータを提供する方法は、通信チャンネルを介してデータを提供するための帯域幅の値を設定するステップと、通信チャンネルを介してクライアント装置に帯域幅の値を提供するステップと、設定された帯域幅の値と閾値との比較に応じてクライアント装置に通信チャンネルを介して所定のバージョンのデータを提供するステップとを含む。データを提供するステップは、データを無線接続により伝送すること、または、データを有線接続により伝送することが含まれる。

別の態様によれば、帯域幅は、利用可能な帯域幅を推定することにより設定されてもよく、帯域幅の初期値を設定することにより設定されてもよい。

帯域幅の閾値は、設定された閾値に基づいて設定され、一実施態様においては、帯域幅の閾値は、設定された帯域幅の値の片方として設定される。

本発明の別の態様によれば、帯域幅が閾値よりも高いときに、低圧縮したバージョンのデータを伝送し、帯域幅が閾値よりも低いときに、高圧縮したバージョンのデータを伝送する。

別の実施態様によれば、装置は、通信チャンネルを介してデータを伝送するための帯域幅の値を設定し、クライアント装置に設定された帯域幅の値を伝送し、設定された帯域幅の値と閾値との間の比較に応じて所定のバージョンのデータの伝送するように構成されたヘッドエンド・スケジューラを含む。

さらに別の実施態様によれば、本願の原理は、コンピュータによって使用可能な媒体を有するコンピュータ・プログラム・プロダクツとして実施され、このコンピュータによって使用可能な媒体には、通信チャンネルを介したデータの通信に使用するためのコンピュータによって読み取り可能なプログラム・コードが実装されている。コンピュータ・プログラム・プロダクツは、通信チャンネルを介してデータを伝送するための帯域幅の値を設定するプログラム・コードと、通信チャンネルを介してクライアント装置に設定された帯域幅の値を伝送するプログラム・コードと、設定された帯域幅の値と閾値との比較に応じてクライアント装置に通信チャンネルを介して所定のバージョンのデータを伝送するプログラム・コードとを含む。

本願の原理のその他の態様および特徴事項は、以下の詳細な説明を添付図面と併せて考慮することにより明らかになるであろう。しかしながら、各図面は、例示的な目的のみで描かれたものであり、本願の原理の範囲を定義するように意図されたものではなく、本願の原理の範囲は、付随する請求項の範囲を参照すべきであることが理解されよう。さらに、各図面は、必ずしも原寸に比例したものではなく、特に示されていなければ、本願明細書に記載された各構造および処理を概念的に例示するように意図されたものにすぎないことを理解すべきである。

各図面において、同様の参照符号は、同様の構成要素を表す。

モバイル放送用に構成された通常の放送ネットワークを示すブロック図である。 例示的な個人向けコンテンツ放送システムを示すブロック図である。 図３ａは、本願の原理の実施態様に係る方法を示すブロック図である。 図３ｂは、本願の原理の実施態様に係る方法を示すフロー図である。 本願の原理の別の実施の態様に係る方法を示すフロー図である。

図１は、モバイル放送用に構成された通常の放送ネットワークシステム１００を示している。元のコンテンツの信号１０２は、コンテンツ・トランスコーダ１０８を介して送信され、コンテンツ・トランスコーダ１０８は、音声／映像コンテンツを圧縮し、モバイル・ネットワーク１１１を介したモバイル・クライアント１１２への伝送（送信）（１１０）に適するようにする。オンデマンド装置（例えば、Ｖｅｒｉｚｏｎ Ｖｃａｓｔサービス）においては、各ユーザは、自己のそれぞれの端末にマルチメディア・ファイルをストリーミングさせることができる。これらのサービスにおいては、サーバは、コンテンツがトランスコードされたものを送出する。トランスコードされたコンテンツの帯域幅は、ユーザのリクエストがなされた際に、ユニキャスト・チャンネルを介してユーザに提供される帯域幅を超えないように決定される。ネットワークを用いた映像または他のマルチメディアのストリーミングでは、連続的な映像の再生を維持するために、どの時点においても、圧縮映像の瞬間的な帯域幅は、クライアント側のバッファの範囲内で、利用可能なネットワークの帯域幅に制限される。瞬間的な帯域幅が利用可能な帯域幅を超えると、クライアント側での再生に支障が生じる。

圧縮されたマルチメディアがストリームされたものではなく、ファイルとして伝送される場合には、圧縮されたマルチメディアの帯域幅は、ネットワークの帯域幅と一致する必要はない。マルチメディア・ファイルの伝送時間は、マルチメディア・ファイルのコンテンツの長さ（時間）と対応する必要はない。

オンデマンド・サービスは、各ユーザのための帯域幅を消費する。通常、これは、サービスの多数の加入者に対するスケーリングはあまりよく行われないため、非常にコストのかかる処理である。このようなプラクティスは、帯域幅の消費を生じさせるが、大抵の場合には、必ずしも、ネットワークおよびクライアント側の装置の動作に対して最適化されているものではない。

図２は、個人向けの放送映像システム２００を示すブロック図である。放送映像システム２００は、個人向けのための単純なユーザ・インタフェースを提供し、効率的にネットワーク帯域幅を使用し、受信機のバッテリ装置の使用を最小限にする。システム２００は、ヘッドエンド２００と、放送ネットワーク２１０と、受信機２４０とを含む。ヘッドエンドは、入力クリップ２０２と、スケジューラ２０４と、電子サービス・ガイド（ＥＳＧ： ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｓｅｒｖｉｃｅ ｇｕｉｄｅ）発生器２０６と、ＦＬＵＴＥサーバ２０８とを含む。受信機は、ＦＬＵＴＥ受信機２１２と、ＥＳＧパーサ２１４と、コンテンツ選択コントロール２１８と、ユーザ・プロフィール２１６と、コンテンツ記憶装置２２０と、音声／映像プレイヤ２２２とを含む。

受信機２４０上のユーザ・プロフィール２１６は、ユーザの興味を示す。放送される個々のクリップ２０２は、キーワードなどの、フレキシブルなメタデータ・タグに関連付けられ、スケジューラ２０４を介してＥＳＧ発生器２０６に送信される。コンテンツ、特に、映像プログラムが放送されると、受信機２４０は、プログラムに対応するスコアの計算に基づいて記録される個々のプログラムを選択する。特定のコンテンツに対し、ＥＳＧコンテンツ・キーワードおよびユーザ・プロフィールを用いてスコアが計算される。これは、特定のキーワードにおけるユーザの興味のレベルを示す。ユーザ・プロフィール２１６は、ユーザの視聴履歴に基づいて構成させることができる。

機会主義的な（ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃ）帯域幅環境（即ち、可変ビットレート）では、出力チャンネル帯域幅は一定ではない。これは、スケジューラ２０４によって行われる各コンテンツの全ての放送タイミング計算に影響を与える。従って、信頼性のある放送スケジュールを提供するためには、スケジューラ２０４は、利用可能な帯域幅と、利用可能な帯域幅についての自己の推定値に基づいて、タイムリーな方法で、コンテンツ・ファイルの放送のスケジューリングを行う必要がある。

スケジューラ２０４は、定期的にコンテンツ・ファイルの放送のスケジュールを出力する。このスケジュールは、クライアント装置に通信されるＥＳＧの形態である。一方向放送環境においては、受信機２４０は、コンテンツの選択受信には、この受信機２４０が取得するスケジュールおよびメタデータ情報にかなり依存している。クライアントがスケジュールを実際の放送時間よりも前に受信することが重要である。サーバ２０８によって放送されるスケジュールには、各コンテンツの放送時間などのメタデータ情報が含まれる。放送タイミング情報は、クライアントにとって重要である。なぜならば、クライアントは、この情報を使用して、異なるコンテンツの放送時間に基づいて受信機の各コンポーネントをオン、または、オフに選択的に切り換えて、有効なコンテンツの選択受信できるからである。さらに、クライアントは、必要なときにのみ、受信機のコンポーネントをオンに切り換えるため、クライアントの電力リソースが効率的に使用される。

スケジューラ２０４は、スケジュールに従ってコンテンツ・ファイルの伝送を制御する伝送モニタ・システム（図示せず）を有する。伝送モニタ・システムは、スケジューラ２０４の更新を、各クリップの伝送ステータスおよび出力チャンネル速度の変化により行う。

本発明によれば、上述した各システムを使用するもののような、放送コンテンツ・サービスのユーザは、コンテンツを放送するスケジューリングが行われたときの帯域幅に依存して可変の圧縮フォーマットでコンテンツを受信する。このようなシステムにおいては、さらに、コンテンツ・ファイルの再放送のスケジューリングが、スケジューラによって決定されたように行われる。再放送の間に、帯域幅の十分な量が確保されていれば、スケジューラは、コンテンツ・ファイルをより高い品質フォーマットで放送することを選択することができる。

例として、音声／映像コンテンツ・クリップＡが、それぞれが、高い帯域幅、低い帯域幅を使用する、２つの異なる圧縮形式のＣｌｉｐＡ＿ｌｏｗＣｏｍｐおよびＣｌｉｐＡ＿ｈｉｇｈＣｏｍｐにトランスコードされる場合を考える。事業者は、一般的に、利用可能な帯域幅のほとんどを使用するような幾つかのライブ・テレビジョン・サービスを提供する。

図３ａに示す例示的な実施態様を参照すると、本願の原理の実施態様に従った方法２７５が示されている。まず、通信チャンネルの帯域幅が設定される（ステップ２８０）。当業者であれば、通信チャンネルの帯域幅を設定する方法として、多くの異なる方法が存在することを認識するであろう。なお、本願の原理は、チャンネルの帯域幅を設定するどのような適切な方法を使用した場合にも適用することができる。チャンネルの帯域幅が設定されると、帯域幅情報が通信チャンネルを介してクライアント装置に伝送される（ステップ２８２）。この時点で、設定された帯域幅と帯域幅閾値との間の比較に応じて、通信チャンネルを介して或るバージョンのデータが伝送される（ステップ２８４）。

図３ｂは、本願の原理の実施態様に係る方法３００を示している。まず、スケジューラ２０４は、コンテンツ・ファイルの自己のデータベースを処理し、帯域幅の現在の推定値に基づいてスケジュールの出力を決定する（ステップ３０２）。次に、スケジュールは、クライアント装置２４０に送信される（ステップ３０４）。ここで、クライアント装置は、各コンテンツ・ファイルが放送される推定時間についての情報を有する。この情報に基づいて、クライアントは、受信機のルーチンを最適化することができる。

各ファイルの放送の前に、帯域幅の初期値を用いてサービスのスケジューラ２０４の構成が行われる。または、サービスのスケジューラ２０４は、利用可能な帯域幅の推定値を作成するように構成される（ステップ３０２）。

一実施態様によれば、帯域幅の初期値、または、推定値の片方として、帯域幅閾値を設定することができる。最初の時点で、帯域幅閾値が高い値、ＢＷ＿ＨＩＧＨにあれば、スケジューラ２０４は、低圧縮で、より高品質であるが、より帯域幅を多く使用するＣｌｉｐＡ＿ｌｏｗＣｏｍｐを放送することを選択するであろう。幾らかの時間が経過する間に、サービスに割り当てられた帯域幅が変化し、スケジュールに影響が及ぼされるであろう。スケジューラは、通常、このことを自己の伝送制御モジュールを介して検出する。例えば、ここで、チャンネルの帯域幅が低い閾値であるＢＷ＿ＬＯＷに落ちると、スケジューラは、帯域幅におけるその変更を検出し、コンテンツ・ファイルの放送スケジュールに影響が及ぼされる。これが、図３に示された例である。

スケジューラ２０４は、全てのコンテンツ・ファイルの再スケジューリングを行う代わりに、ここで、コンテンツ・ファイルのより高圧縮のバージョンであり、より低品質で、使用する帯域幅がより小さいが、ユーザにとって許容される、ＣｌｉｐＡ＿ｈｉｇｈＣｏｍｐを放送することを選択する（ステップ３０８）。後の時点で帯域幅が値ＢＷ＿ＨＩＧＨまで増加すると、コンテンツ・ファイルＣｌｉｐＡの再放送のスケジューリングが行われ、このときは、スケジューラは、決定ブロック３０６の閾値を変更し、ＣｌｉｐＡ＿ｌｏｗＣｏｍｐを放送することを選択するであろう（ステップ３１０）。このコンテンツを受信したクライアントは、前のファイルの高品質のバージョンであることを検出し、低品質のコンテンツ・ファイルＣｌｉｐＡ＿ｈｉｇｈＣｏｍｐを置き換えることを選択することができる。

スケジューラ２０４は、スケジュールのタイムラインを維持することができるように、放送されるファイルのバージョンを選択する。従って、サービスに割り当てられた帯域幅に変化があったとしても、クライアント側では、スケジュールの変更を見ることはない。このように、クライアント装置には、サービスがシームレスに動作しているように見える。

図３は、決定ブロック３０６の閾値の判定がＢＷ＿ＬＯＷである場合の例を示している。当業者であれば、ＢＷ＿ＬＯＷからＢＷ＿ＨＩＧＨへの閾値の変更により、図示された実施態様の決定「はい」と「いいえ」が逆になることが分かるであろう。これは、例えば、図４のフローチャートに示されている。ここで、ステップ４０２、４０４、４０６は、全て、同じステップ３０２、３０４、３０６にそれぞれ対応する。帯域幅の閾値がＢＷ＿ＨＩＧＨを超えている場合（帯域幅の閾値がＢＷ＿ＨＩＧＨを超えていない場合、「いいえ」判定）、Ａ＿ｈｉｇｈＣｏｍｐクリップが送信される（ステップ４０８）。帯域幅閾値がＢＷ＿ＨＩＧＨよりも下であると、Ａ＿ｌｏｗＣｏｍｐクリップが伝送される（ステップ４１０）。

本願の原理は、ハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア、特定目的用途のプロセッサ、または、これらを組み合わせた様々な形態において実施することが可能であることが理解できよう。好ましくは、本願の原理は、ハードウエアおよびソフトウエアを組み合わせて実施することができる。さらに、好ましくは、ソフトウエアは、プログラム記憶装置に実行可能に格納されるアプリケーション・プログラムとして具体的な形態に実装される。アプリケーション・プログラムは、適切なアーキテクチャからなるマシンにアップロードされ、このマシンによって実行されるようにしてもよい。好ましくは、このマシンは、一つ以上の中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェースを有するコンピュータ・プラットフォーム上で実装される。また、コンピュータ・プラットフォームは、オペレーティング・システムおよびマイクロインストラクション・コードを含む。本明細書中で開示される様々な処理および機能は、オペレーティング・システムを介して実行されるマイクロインストラクション・コードの一部を構成するものでもよいし、アプリケーション・プログラムの一部を構成するものであってもよいし、これらを組み合わせたものであってもよい。さらに、追加的なデータ記憶装置や印刷機等、様々な他の周辺機器をコンピュータ・プラットフォームに接続するようにしてもよい。

図面に示すシステムの構成要素およびステップの幾つかをソフトウエアの形態によって実施してもよいため、システムの構成要素間の実際の接続、または、処理機能ブロックは、本願の原理がプログラムされる方法によって異なる場合があることが理解できよう。本明細書の開示する内容に基づいて、関連する技術に関して通常の技術を有するものであれば、本願の原理の実施態様または構成を理解し、さらに、類似した実施態様または構成を企図することができるであろう。

Claims (13)

1. ネットワークを介してコンテンツファイルを提供する方法であって、
   通信チャンネルを介してコンテンツファイルを提供するための帯域幅の値を設定するステップと、
   前記通信チャンネルを介してクライアント装置に前記帯域幅の値を提供するステップと、
   前記帯域幅の値と閾値との比較に応じて前記クライアント装置に前記通信チャンネルを介して前記コンテンツファイルを提供するステップであって、前記帯域幅の値が前記閾値よりも高いときは前記コンテンツファイルに関連する低圧縮したバージョンのデータを伝送し、前記帯域幅の値が前記閾値よりも低いときは前記コンテンツファイルに関連する高圧縮したバージョンのデータを伝送する、ステップと、
   前記コンテンツファイルを提供する前記ステップにおいて前記コンテンツファイルに関連する前記高圧縮したバージョンのデータを伝送した後に前記帯域幅が増大したことを検出すると、前記コンテンツファイルを提供する前記ステップにおいて関連する前記高圧縮したバージョンのデータが伝送された前記コンテンツファイルと同一のコンテンツファイルを前記クライアント装置に前記通信チャンネルを介して再び提供するステップであって、前記同一のコンテンツファイルに関連する前記低圧縮したバージョンのデータを伝送する、ステップと、
   を含む、前記方法。
2. 前記設定するステップは、前記通信チャンネルにおいて利用可能な帯域幅を推定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記設定するステップは、前記帯域幅の初期値を設定するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記設定された帯域幅の値に基づいて前記閾値を設定するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記閾値は、前記設定された帯域幅の値の片方として設定される、請求項４に記載の方法。
6. 通信チャンネルを介してコンテンツファイルを提供するための帯域幅の値を設定し、クライアント装置に前記帯域幅の値を提供し、前記帯域幅の値と閾値との間の比較に応じて前記クライアント装置に前記通信チャンネルを介して前記コンテンツファイルを提供するように構成されたヘッドエンド・スケジューラであって、前記帯域幅の値が前記閾値よりも高いときは前記コンテンツファイルに関連する低圧縮したバージョンのデータを伝送し、および、前記帯域幅の値が前記閾値よりも低いときは前記コンテンツファイルに関連する高圧縮したバージョンのデータを伝送するヘッドエンド・スケジューラを含み、該ヘッドエンド・スケジューラは、前記コンテンツファイルに関連する前記高圧縮したバージョンのデータを伝送した後に前記帯域幅が増大したことを検出すると、前記コンテンツファイルと同一のコンテンツファイルに関連する前記低圧縮したバージョンのデータを前記クライアント装置に前記通信チャンネルを介して提供するようにさらに構成される、装置。
7. 前記スケジューラは、初期帯域幅の値を用いて構成される、請求項６に記載の装置。
8. 前記スケジューラは、前記通信チャンネルの前記帯域幅を推定して前記帯域幅の値を設定するように構成される、請求項６に記載の装置。
9. 前記スケジューラは、前記帯域幅の値の片方に基づいて前記閾値を設定する、請求項６に記載の装置。
10. 通信チャンネルを介してコンテンツファイルを提供するための帯域幅の値を設定するプログラム・コードと、
    前記通信チャンネルを介してクライアント装置に前記帯域幅の値を提供するプログラム・コードと、
    前記設定された帯域幅の値と閾値との比較に応じて前記クライアント装置に前記通信チャンネルを介して前記コンテンツファイルを提供するプログラム・コードであって、前記帯域幅の値が前記閾値よりも高いときは前記コンテンツファイルに関連する低圧縮したバージョンのデータを伝送し、前記帯域幅の値が前記閾値よりも低いときは前記コンテンツファイルに関連する高圧縮したバージョンのデータを伝送する、プログラム・コードと、
    前記コンテンツファイルを提供する前記プログラム・コードにしたがって前記コンテンツファイルに関連する前記高圧縮したバージョンのデータを伝送した後に前記帯域幅が増大したことを検出すると、前記コンテンツファイルを提供する前記プログラム・コードにしたがって関連する前記高圧縮したバージョンのデータが伝送された前記コンテンツファイルと同一のコンテンツファイルを前記クライアント装置に前記通信チャンネルを介して再び提供するプログラム・コードであって、前記同一のコンテンツファイルに関連するデータ前記低圧縮したバージョンのデータを伝送する、プログラム・コードと、
    を含む、装置。
11. 前記設定された帯域幅の値に基づいて前記閾値を設定するプログラム・コードをさらに含む、請求項１０に記載の装置。
12. 帯域幅の値を設定する前記プログラム・コードは、前記通信チャンネルにおいて利用可能な帯域幅を推定するプログラム・コードをさらに含む、請求項１０に記載の装置。
13. 前記設定された帯域幅の片方として、前記閾値を設定するプログラム・コードをさらに含む、請求項１１に記載の装置。