JP2010177986A - 映像配信装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】1組の受信部と復号部だけで、迅速にザッピングを開始することが出来る、映像配信装置と方法およびシステムを提供する。
【解決手段】複数の番組チャンネルの配信映像を合成して、その一部の領域を順繰りに同期スライスとしたザッピングチャンネルを配信する。このザッピングチャンネルを受信した情報処理装置は、同期スライス受信が完了した領域から復号して表示する。
【選択図】図1

Description

本発明は映像を配信する装置と方法およびシステムに関する。
近年、デジタル方式映像の配信サービスが広がりを見せている。例えば、広くユーザが楽しんでいるテレビジョン放送は、地上アナログテレビジョン放送から地上デジタルテレビジョン放送(地デジ)へと移行が進んでおり、2011年には完全移行が完了する。また、2006年からは携帯電話向け地上デジタルテレビジョン放送(通称ワンセグ放送)も始まっており、手軽にテレビジョン放送を楽しめる方式として、若者を中心として普及している。また、このような放送以外でも、インターネットやNGNの様なIP網上でデジタル方式の映像を配信するIPTVも近年では広がりを見せている。
この様にデジタル方式映像の配信サービスが普及し始めているのは、デジタル方式映像が持つメリットによるところが大きい。このメリットしては、アナログ方式の映像配信で問題となっていた、配信経路での雑音による映像品質の劣化、経路反射によるゴーストの発生、の各々が生じない点が挙げられる。これにより、高品質の映像配信サービスの提供が可能となる。また、アナログ方式映像よりもデジタル方式映像の方が配信経路の利用効率が一般的に高いので、配信経路の帯域(例えば無線による配信であれば周波数帯域幅)あたりの配信可能映像数を増やすことが出来るというメリットがある。
このようにデジタル方式映像は、映像品質やリソースの利用効率の面で種々のメリットを持つ。しかし、デジタル方式映像がアナログ方式映像に比べて劣る点もある。
その1つが受信端末での映像の表示開始に時間がかかるというものである。アナログ方式映像を配信する旧来サービスであれば、視聴端末が映像受信し始めた直後から映像が表示される。ところが、デジタル方式映像配信の場合は、視聴端末が映像を受信し始めてから、映像が表示されるまでにある程度の時間を要する。
これはデジタル方式映像において一般的に使われているフレーム間予測符号化の特性に起因する。フレーム間予測符号化とは、映像のフレーム間の差分を符号化することで符号量を減らすというものである。一般的に、フレーム間の相関は高いので、フレームそのままではなく差分を符号化することでデータ量を削減することが出来る。差分を符号化したフレーム(これを差分フレームと呼ぶ)を復号するには、符号化の際の差分計算に使用したフレームが必要となる。なお、差分ではなく1フレームをそのまま符号化することも出来る(これを同期フレームと呼ぶ)。同期フレームは、フレーム内符号化によって符号化されたフレームである。同期フレームを復号するには、当該フレームだけあればよく、その他のフレームは必要ない。
フレーム間予測符号化によって生成されたデジタル方式映像は、差分フレームだけでは復号できず、復号には同期フレームが必要となる。ところが、端末が映像受信を開始した瞬間に同期フレームが到着する保証はない。最初に差分フレームを受信してしまうと、同期フレームを受信するまで映像の復号は出来ず端末画面上に映像を表示することが出来ない。これがデジタル方式映像の配信において映像表示までに時間を要する主な理由である。
このことは映像配信サービスを提供する際に問題となる。一般的に映像配信サービスでは複数の映像を同時配信することが多い(この複数の映像をそれぞれ番組チャンネルと呼ぶ)。この場合、ユーザは興味のある映像を探すために番組チャンネルを次々と切り替える(これをザッピングと呼ぶ)。しかし、番組チャンネルの切り替えの度に、先述の同期フレーム待ちが発生するために、映像を確認しながら番組チャンネルを切り替えるには多くの時間を要する。このことは、旧来のアナログ方式の映像配信サービスでのザッピングの快適さに慣れたユーザに違和感を与え、デジタル方式での映像配信サービスにおけるユーザ満足度を下げる原因となっている。
この問題を解決するために、複数の番組チャンネルの映像を縮小して合成したチャンネル(これをザッピングチャンネルと呼ぶ)を用意して、ザッピングの際にはこのザッピングチャンネルに切り替える方法が提案されている。例えば、特許文献1では次のような方法が提案されている。まず、受信端末内部に受信部と復号部を2組用意しておく。そのうちの1組ではユーザが視聴している番組チャンネルの受信と復号を行い、それと同時に、他方の1組でザッピングチャンネルの受信と復号を行う。その上で、ユーザが番組を視聴している最中は、番組チャンネルの復号結果を画面に表示する。ユーザがザッピングを行う際には、画面に表示する映像を番組チャンネルからザッピングチャンネルに切り替える。なお、この切替え以前からザッピングチャンネルの受信と復号は実行されているので、切り替えの際に同期フレーム待ちが生じることはない。そのため、ユーザは即座にザッピングチャンネルを観ることが出来て、自分が視聴したい番組を選択することが出来る。
上記の方法により、ユーザは即座にザッピングを始めることが出来る。しかし、迅速なザッピング開始を実現するために、受信部と復号部を2組用意する必要がある。
特開2008−66770号公報
特許文献1に記載された、ザッピングチャンネルを用意するだけの仕組みでは、迅速なザッピング開始を実現するために、受信部と復号部を2組要するという問題がある。このことは視聴端末の価格の上昇、巨大化および消費電力の増大などを招き、特にモバイル用途での視聴端末を開発する際に問題となる。
そこで、本発明は上記課題に鑑みて発明されたものであって、その目的は、1組の受信部と復号部だけで、迅速にザッピングを開始することが出来る、映像配信装置と方法およびシステムを提供することである。
上記課題を解決する本発明は、フレーム内符号化又はフレーム間予測符号化で符号化されたスライスを含むフレームを含む映像データを出力する装置であって、少なくとも二つ以上の映像データを取得する取得手段と、取得された各映像データを合成し、各映像データのフレームをスライスとして含むフレームを含む映像データを出力する合成手段と、合成された映像データに含まれる各スライスを所定の規則に従って符号化し、各フレームがフレーム内符号化で符号化されたスライスとフレーム間予測符号化で符号化されたスライスとをそれぞれ少なくとも一つ以上含む映像データを出力する符号化手段と、を備える装置である。
上記課題を解決する本発明は、フレーム内符号化又はフレーム間予測符号化で符号化されたスライスを含むフレームを含む映像データを出力する配信装置と、前記配信装置から映像データを取得する受信装置とを備える映像配信システムであって、前記配信装置は、少なくとも二つ以上の映像データを取得する取得手段と、取得された各映像データを合成し、各映像データのフレームをスライスとして含むフレームを含む映像データを出力する合成手段と、合成された映像データに含まれる各スライスを所定の規則に従って符号化し、各フレームがフレーム内符号化で符号化されたスライスとフレーム間予測符号化で符号化されたスライスとをそれぞれ少なくとも一つ以上含む映像データを出力する符号化手段と、を備え、前記受信装置は、前記配信装置からの映像データを取得する取得手段と、前記取得手段で取得する映像データを選択する選択部と、を備える映像配信システムである。
上記課題を解決する本発明は、フレーム内符号化又はフレーム間予測符号化で符号化されたスライスを含むフレームを含む映像データを出力する装置を制御する方法であって、少なくとも二つ以上の映像データを取得する取得ステップと、取得された各映像データを合成し、各映像データのフレームをスライスとして含むフレームを含む映像データを出力する合成ステップと、合成された映像データに含まれる各スライスを所定の規則に従って符号化し、各フレームがフレーム内符号化で符号化されたスライスとフレーム間予測符号化で符号化されたスライスとをそれぞれ少なくとも一つ以上含む映像データを出力する符号化ステップと、を含む方法である。
上記課題を解決する本発明は、コンピュータに、少なくとも二つ以上の映像データを取得する取得処理と、取得された各映像データを合成し、各映像データのフレームをスライスとして含むフレームを含む映像データを出力する合成処理と、合成された映像データに含まれる各スライスを所定の規則に従って符号化し、各フレームがフレーム内符号化で符号化されたスライスとフレーム間予測符号化で符号化されたスライスとをそれぞれ少なくとも一つ以上含む映像データを出力する符号化処理と、を実行させるプログラムである。
本発明によれば、1組の受信部と復号部だけで、迅速にザッピングを開始することが出来る。また、本発明によれば、受信部と復号部が1組しか必要ないため、視聴端末の価格抑制や小型化および消費電力軽減などを果たすことができ、これは特にモバイル用途の映像配信システムの実現に寄与する。
第1の実施の形態に係る映像配信システムの構成例を示すブロック図である。 合成符号化部1−0−2を説明する図である。 処理の動作を説明するためのフローチャートである。 映像データの1フレームを例示する図である。 映像データの1フレームを例示する図である。 映像データの1フレームを例示する図である。 映像データの1フレームを例示する図である。 同期スライスを選択する例を示す図である。 復号の例を説明するための図である。 表示例を説明するための図である。 表示例を説明するための図である。 第1の実施の形態に係る映像配信システムの変形例の構成を示すブロック図である。 第2の実施の形態に係る合成装置の構成例を示すブロック図である。 第3の実施の形態に係る配信装置の構成例を示すブロック図である。 第4の実施の形態に係る装置の構成例を示すブロック図である。 第4の実施の形態の動作の例を示すフローチャートである。
図1と図2は本発明の最良の実施形態における映像配信システムの構成例を示すブロック図である。この図を参照して、本実施形態のシステム構成について詳述する。
[第一の実施形態の構成]
本実施形態の映像配信システムは、配信装置1および受信装置2を含む。配信装置1と受信装置2は通信路3を介して接続される。(配信装置1、受信装置2、通信路3)の組み合わせとして、例えば、(フルセグ放送装置、フルセグ視聴装置、放送電波)、(ワンセグ放送装置、ワンセグ視聴装置、放送電波)、(ケーブルテレビ放送装置、ケーブルテレビ視聴STB(SetTopBox)、通信ケーブル)、(IPTV配信サーバ、IPTV視聴装置、IPネットワーク)等を用いることができる。つまり、映像配信が行える任意の組み合わせを(配信装置1、受信装置2、通信路3)の組み合わせとして用いることができる。
なお、図1には、配信装置1と受信装置2とをそれぞれ1台ずつ含む映像配信システムが例示されている。これらの装置の台数はそれぞれ任意である。例えば、先の(配信装置1、受信装置2、通信路3)が(ワンセグ放送装置、ワンセグ視聴装置、放送電波)の組み合わせである場合、配信装置1(=ワンセグ放送装置)は1台であり、受信装置2(=ワンセグ視聴装置)は複数台である。この例では、カーナビや携帯電話などのワンセグ視聴装置は、それぞれが通信路(=放送電波)経由で映像を受信できる。
[配信装置]
配信装置1は、受信装置2に向けて、通信路3を介して、映像データを送信する。配信装置1がm種(mは1以上の自然数)のチャンネルを取り扱う場合、配信装置1は、mの映像データ(番組チャンネル)と、1の映像データ(ザッピングチャンネル)と、を送信する。
配信装置1はn組(nは1以上の自然数)の入力部1−1−1〜1−n−1、符号化部1−1−2〜1−n−2および送信部1−1−3〜1−n−3並びに合成符号化部1−0−2及び送信部1−0−3を具備する。ここで、nを番組チャンネルの数としてもよい。
入力部1−1−1〜1−n−1は映像ソースから映像を取り込む手段である。入力部1−x−1(xは1以上n以下の自然数)は、取り込んだ映像を映像データとして出力する。入力部1−x−1から出力される映像データは、符号化部1−x−2と合成符号化部1−0−2とに伝達される。
入力部1−x−1は、映像を、例えば、事前作成しておいた映像を格納している記憶装置、映像を逐次撮影して取り込む撮影装置、別の装置から放送されてくる映像を受信する装置、等から取り込んでもよい。
入力部1−x−1は、例えば、TVチューナ機能を有するキャプチャボードである。他の例として、既にハードディスク等の記憶手段に記憶されている映像データを読み出す手段がある。
符号化部1−1−2〜1−n−2は映像データを符号化する手段である。符号化部1−x−2は、入力部1−x−1からの映像データを、スライス毎にフレーム間予測を行える符号化方法で符号化する。符号化された映像データは送信部1−x−3に伝達される。
符号化方式は、例えば、H.264等である。符号化部1−x−2は、例えば、上記の符号化方式をサポートする画像処理ボードである。他の例は、上記の符号化方式をサポートするプログラムによる処理をCPUが実施することにより仮想的に実現される手段である。
送信部1−1−3〜送信部1−nー3は符号化された映像データを受信装置2へ送信する手段である。送信部1−x−3は、符号化1−x−2からの符号化された映像データを、通信路3を介して、受信装置2へ送信する。送信部1−x−3は、例えば、NIC(Network Interface Card)を用いて実現できる。
合成符号化部1−0−2は、入力部1−1−1〜1−n−1からの映像データを合成して符号化する手段である。合成符号化部1−0−2は、符号化された映像データを、送信部1−0−3に渡す。合成の方法に関する詳細は後述される。合成符号化部1−0−2は例えば、プログラムによる処理をCPUが実施することにより仮想的に実現される手段である。また、他の例としては、合成符号化部1−0−2が画像処理ボードであってもよい。
図2は、合成符号化部1−0−2を説明する図である。
図2に示されるように、合成符号化部1−0−2は合成部1−0−2−1と符号化部1−0−2−2と同期スライス制御部1−0−2−3とを備える。
合成部1−0−2−1は入力部1−1−1〜1−n−1からの映像データを合成する手段である。合成部1−0−2−1は、合成した映像データと合成に用いた映像データの数(nの映像データを合成した場合にはn)とを、符号化部1−0−2−2に渡す。合成の方法に関する詳細は後述される。
符号化部1−0−2−2は合成された映像データを符号化する手段である。符号化部1−0−2−2は、合成部1−0−2−1からの映像データを、スライス毎にフレーム間予測を行える符号化方式で、符号化する。符号化の際、符号化部1−0−2−2は、同期スライス制御部1−0−2−3から示される同期スライスを、フレーム内符号化で符号化する。同期スライスは後述される。符号化された映像データは送信部1−0−3に伝達される。
また、符号化部1−0−2−2は、同期スライス制御部1−0−2−3に同期スライスを決定させるために、同期スライス制御部1−0−2−3に合成に用いた映像データの数を出力する。
符号化部1−0−2−2での符号化方式は、符号化部1−1−2〜1−n−2での符号化方式と同じである。符号化部1−0−2−2での符号化方式は、例えば、H.264である。符号化部1−0−2−2は、例えば、上記の符号化方式をサポートする画像処理ボードである。他の例は、上記の符号化方式をサポートするプログラムによる処理をCPUが実施することにより仮想的に実現される手段である。
同期スライス制御部1−0−2−3は符号化の際に同期スライスとするスライスを決定する手段である。同期スライス制御部1−0−2−3は、同期スライスとすべきスライスを、符号化部1−0−2−2に渡す。同期スライス制御部1−0−2−3は、例えば、所定の規則に基づいて同期スライス決定するプログラムによる処理をCPUが実施することにより仮想的に実現される手段である。同期スライス制御部1−0−2−3の動作は、後述される。
同期スライスは、フレーム間の差分を用いずに1フレームの情報だけを用いて符号化するスライスである。換言すれば、同期スライスは、フレーム内符号化により符号化されるスライスである。
送信部1−0−3は、合成符号化部1−0−2からの映像データを、通信路3を介して、受信装置2へ送信する手段である。送信部1−0−3は、例えば、NICを用いて実現できる。
[受信装置]
次に、受信装置2について説明する。図1に示されるように、受信装置2は、選択部2−1と受信部2−2と復号部2−3と出力部2−4を備える。
選択部2−1は、利用者から、受信する映像データ(番組チャンネル)を示す情報を取得する手段である。選択部2−1は、受信する映像データを示す情報を、受信部2−2に渡す。
選択部2−1は、例えば、キー、マウス等の入力装置を用いて実現されるユーザインタフェースである。映像データを示す情報は、例えば、番組チャンネルのチャンネル番号である。
受信部2−2は、選択部2−1からの映像データを示す情報に対応する映像データを受信する手段である。受信部2−2は、受信した映像データを、復号部2−3に渡す。
復号部2−3は、受信部2−2からの映像データを復号する手段である。復号部2−3は、復号した映像データを、出力部2−4に渡す。
出力部2−4は、復号された映像データを画面に表示する手段である。出力部2−4は、例えば、ディスプレイ等の表示装置を用いて実現される
[第一の実施形態の動作]
次に、本発明の第一の実施形態の動作について、図1と図2を参照しながら詳述する。
[配信装置1の動作]
配信装置1の入力部1−1−1は、接続1−1−aを通して任意の映像ソースから番組チャンネル1の映像を取得する。そして、入力部1−1−1は、符号化部1−1−2に取得した映像の映像データを供給する。
符号化部1−1−2は、入力部1−1−1からの映像データを符号化する。そして、符号化部1−1−2は、接続1−1−cを通して、符号化した映像データを、送信部1−1−3に、供給する。
その後、送信部1−1−3は、符号化部1−1−2からの映像データを、通信路3への接続1−1−dを通して、受信装置2へ送信する。
以上が、番組チャンネル1の送信を例にした処理の説明である。この処理は、他の番組チャンネルに関しても同様である。例えば、チャンネルnであれば、入力部1−n−1と符号化部1−n−2および送信部1−n−3を用いて同様の処理を行う。以上の動作により、n個の番組チャンネルの映像データが、配信装置1から受信装置2に送信される。
次に、ザッピングチャンネルの送信に関する処理を説明する。図3は、ザッピングチャンネルの送信に関する処理の動作を説明するためのフローチャートである。
入力部1−1−1は、映像データを符号化部1−1−2に供給する際に、同じ映像データを接続1−1−b’を通して、合成符号化部1−0−2の合成部1−0−2−1にも供給する。他の番組チャンネルに関しても同様である。例えば、番組チャンネルnに関して、入力部1−n−1は、番組チャンネルnの映像データを符号化部1−n−2に供給する際に、同じ映像データを接続1−n−b’を通して合成符号化部1−0−2の合成部1−0−2−1にも供給する。
上記の結果、合成部1−0−2−1は、番組チャンネルn個分の映像データを受け取る(ステップS10)。
合成部1−0−2−1は、入力部1−1−1〜1−n−1からの映像データを、それぞれを縮小して並べることで、単一の映像データに合成する(ステップS11)。番組チャンネル数は任意である。図4は、9チャンネル分の映像を合成する場合の例を示す図である。
図4は、合成された結果となる映像データの1フレームを例示する図である。このフレームにおいて、「チャンネル1」、「チャンネル2」、「チャンネル3」、「チャンネル4」、「チャンネル5」、「チャンネル6」、「チャンネル7」、「チャンネル8」、「チャンネル9」の記載された四角の領域はスライスである。この例では、合成部1−0−2−1は、1〜9のそれぞれのチャンネルの映像データのフレームを、縦横それぞれ三分の一に縮小して各スライスとし、これらのスライスから1フレームを合成している。
また、図5は、合成された結果となる映像データの1フレームの別の例を示す図である。このように、スライスの縦又は横のいずれか一方を縮尺して、各スライスとしても良い。
また、図6は、合成された結果となる映像データの1フレームのさらなる別の例を示す図である。この例に示すように、各スライスの大きさは一致していなくとも良い。
また、図7は、合成された結果となる映像データの1フレームのさらなる別の例を示す図である。この例に示すように、各スライスの形状は矩形に限定されない。また、各スライスの形状は一致していなくとも良い。この例では、「チャンネル3」の映像データと「チャンネル7」の映像データとに対応するスライスはそれぞれ楕円形状となっている。
符号化部1−0−2−2は合成された映像データを符号化する(ステップS12)。そして、符号化部1−0−2−2は、接続1−0−cを通して送信部1−0−3に符号化した映像データを供給する。
符号化の際、符号化部1−0−2−2は、接続1−0−2−bを通して同期スライス制御部1−0−2−3に、映像のどのスライスを同期スライスとするかを問い合せる。
問い合わせの際、符号化部1−0−2−2は、同期スライス制御部1−0−2−3に、合成した映像データの数と、符号化を行うフレームのフレーム番号を渡しても良い。
その後、同期スライス制御部1−0−2−3は同期スライスとすべきスライスを決定する。決定方法は後述される。そして、同期スライス制御部1−0−2−3は、接続1−0−2−bを通して符号化部1−0−2−2へ同期スライスとすべきスライスを示す情報を供給する。
符号化部1−0−2−2は、同期スライスとすべきスライスを示す情報を用いて、合成された映像データを符号化する。符号化部1−0−2−2は、同期スライスとすべきスライスをフレーム内符号化で符号化し、その他のスライスをフレーム間予測符号化で符号化する。そして、符号化部1−0−2−2は、符号化した映像データを送信部1−0−3に供給する。
送信部1−0−3は符号化された映像データを、ザッピングチャンネルとして、通信路3上の接続1−0−dを通して受信装置2へと送信する。
以上の動作によりザッピングチャンネルの映像データが配信装置1から受信装置2に送信される。
同期スライス制御部1−0−2−3が同期スライスを決定する方法について説明する。同期スライスは、予め定められた規則に従って決定できる。そして、同期スライスを決定する規則として、任意の規則を用いることが出来る。例えば、同期スライスを決定するために、符号化部1−0−2−2からの合成した映像データの数とフレーム番号とを用いてもよい。この場合、同期スライスを決定する規則は、「(合成した映像データの数でフレーム番号を割った余り)に1足した番号のチャンネルに相当するスライスを同期スライスとする」となる。図8は、この方法により同期スライスを選択する例を示す図である。
図8は、合成された結果となる映像データのフレームを時間順に並べた図である。フレーム番号は1、2、3の順で時間順となっている。黒地の白抜き文字を含む四角の領域は同期スライスであるスライスを意味する。白地の黒色の文字を含む四角の領域は同期スライスではないスライスを意味する。
図8に示すように、「(合成した映像データの数でフレーム番号を割った余り)に1足した番号のチャンネルに相当するスライスを同期スライスとする」規則では、フレームに含まれる各スライスが順番に同期スライスとなる。
その他の規則としては、「視聴ユーザが多いチャンネルに相当するスライスを多くのフレームで同期スライスにして、視聴ユーザが少ないチャンネルに相当するスライスは少ないフレームでのみ同期スライスにする」というものでもよい。
[受信装置2の動作]
受信装置2の動作について説明する。
受信装置2の選択部2−1は、ユーザからの入力を取得する。選択部2−1は、取得した入力に応じて、nチャンネルの番組チャンネルとザッピングチャンネルの計(n+1)チャンネルから、受信するチャンネルを、接続2−aを通して、受信部2−2へ指示する。
受信部2−2は、指示されたチャンネルの映像データを受信する。そして、受信部2−2は、接続2−2を通して復号部2−3へ受信した映像データを供給する。
復号部2−3は供給された映像データを復号する。そして、復号部2−3は、復号した映像データを接続2−cを通して出力部2−4へ供給する。
ここで、復号部2−3が復号を始める映像データのフレームは、当該チャンネルの受信を開始するタイミングに依存する。したがって、番組チャンネルの映像データに関しては、同期フレーム(フレーム内符号化で符号化されたフレーム)が供給されるまで、復号の開始が遅れる。
一方、ザッピングチャンネルの映像データは、合成符号化部1−0−2の説明で述べたとおり、フレームに含まれるスライスが順繰りに同期スライスとしてフレーム内符号化で符号化されている。このため、受信を開始するタイミングに依らず、フレームのいずれかの領域が同期スライスとなるまでに必要な待ちフレームが少なくて済む。例えば、前述の「(合成した映像データの数でフレーム番号を割った際の余り)に1足した番号のチャンネルに相当するスライスを同期スライスとする」規則に基づいて同期スライスが決定されている場合、フレームのいずれかのスライスが同期スライスとなるまでに必要な待ちフレームは、フレーム全体を同期フレームとする場合に比べ、平均で1/nとなる。この同期スライスとして受信されたスライスから復号することで、当該スライスに対応する番組の映像の表示を開始する時間を短くできる。なぜならば、スライスの復号を開始するまでの待ち時間を少なくできるからである。図9に例示する。
図9は、受信した映像データのフレームを時間順に並べた図である。フレーム番号はX、(X+1)、(X+2)の順で時間順となっている。白色の文字を含む黒地の四角の領域は同期スライスであるスライスを意味する。黒色の文字を含む白地の四角の領域は同期スライスではないスライスを意味する。
図9に示す例の映像データは、「(合成した映像データの数でフレーム番号を割った余り)に1足した番号のチャンネルに相当するスライスを同期スライスとする」規則を採用する配信装置1から送信されたデータである。この場合、図9に示すように、フレームに含まれる各スライスは順番に同期スライスとなる。
フレーム番号Xにおいて、復号部2−3は、フレーム内に含まれる同期スライス(チャンネル5)の復号を行う。その他のスライスは、同期スライスを受信していないので、復号されなくとも良い。
フレーム番号X+1において、復号部2−3は、フレーム内に含まれる同期スライス(チャンネル6に相当するスライス)の復号を行う。また、復号部2−3は、チャンネル5に相当するスライスに関して、フレーム番号Xで同期スライスを受信している。したがって、復号部2−3は、フレーム間予測符号化で符号化されているチャンネル5に相当するスライスを復号できる。その他のスライスは、同期スライスを受信していないので、復号されなくとも良い。
フレーム番号X+2において、復号部2−3は、フレーム内に含まれる同期スライス(チャンネル7に相当するスライス)の復号を行う。また、復号部2−3は、チャンネル5及び6に相当するスライスに関して、フレーム番号XまたはX+1で同期スライスを受信している。したがって、復号部2−3は、フレーム間予測符号化で符号化されているチャンネル5及び6に相当するスライスを復号できる。その他のスライスは、同期スライスを受信していないので、復号されなくとも良い。
出力部2−4は復号された映像を画面に表示する。例えば、出力部2−4は、複数のチャンネルが格納されたまま表示してもよい。この方法をとる場合、ザッピングチャンネルへの切替え直後は同期スライスを受信した領域に相当するチャンネルだけが表示され、時間が経過するとともに全てのチャンネルの映像が表示されることになる。その上で、ユーザは例えばカーソルを上下左右に動かすことで次に視聴する番組チャンネルを選択することが出来る。この例を、図10を用いて説明する。
図10は、出力部2−4がザッピングチャンネルを表示する例を示す図である。点線により示される四角の領域は、出力部2−4が表示できる範囲を示す。そのなかで、黒地で白抜き文字を含む四角の領域は、復号された映像の表示されている領域を意味する。白地で黒色の文字を含む四角の領域は、対応するスライスが復号されていないために映像が表示されていない領域又は復号されていても表示されている映像が映像として意味をなしていない(例えば、いわゆる砂嵐といわれる映像等)領域を意味する。
すなわち、図10の例では、出力部2−4によって、「チャンネル5」、「チャンネル6」、「チャンネル7」と記された領域には意味をなす映像が表示されている。また、「チャンネル1」、「チャンネル2」、「チャンネル3」「チャンネル4」、「チャンネル8」、「チャンネル9」と記された領域には、出力部2−4によって、映像が表示されていない、または、映像としての意味をなさない映像が表示されている。
図10において、「チャンネル6」を囲う太線で示す四角は、利用者により選択されていることを示すカーソルである。図10の例では、利用者は「チャンネル6」を選択している。利用者は、キーやマウス等の入力装置(図示しない)を用いて、カーソルを移動させることが出来る。
出力部2−4による表示の別の例について説明する。出力部2−4は、同期スライスを受信した領域に相当するチャンネルを画面一杯に拡大して表示してもよい。この方法をとる場合、ザッピングチャンネルへの切り替え直後は、同期スライスとして受信したスライスに相当するチャンネルがまず画面一杯に表示される。その上で、利用者は例えば「ザッピング送りボタン」を押すことで画面表示するチャンネルを変更する。利用者が「ザッピング送りボタン」繰り返し押すにつれて、出力部2−4は、ザッピングチャンネルに含まれる各スライスから復号された映像を表示する。利用者は、視聴する番組が決めた時点で例えば「ザッピング決定ボタン」を押す。「ザッピング決定ボタン」を押すことで、次に視聴する番組チャンネルが決定される。この例を、図11を用いて説明する。
図11は、出力部2−4がザッピングチャンネルを表示する例を示す図である。点線により示される四角の領域は、出力部2−4が表示できる範囲を示す。黒地で白抜き文字を含む四角の領域は、復号された映像の表示できる領域を意味する。白地で黒色の文字を含む四角の領域は、対応するスライスが復号されていないために映像が表示できない領域又は復号されていても表示できる映像が映像として意味をなさない(例えば、いわゆる砂嵐といわれる映像等)領域を意味する。
すなわち、図11の例では、出力部2−4は、「チャンネル5」、「チャンネル6」、「チャンネル7」と記された領域が選択された場合、意味をなす映像を表示できる。一方、「チャンネル1」、「チャンネル2」、「チャンネル3」「チャンネル4」、「チャンネル8」、「チャンネル9」と記された領域が選択された場合、出力部2−4は、意味をなす映像を表示できない。
図11において、当初、出力部2−4は、「チャンネル5」のスライスに相当する映像データを拡大して表示している。利用者が、キーやマウス等の入力装置(図示しない)を用いて、「ザッピング送り」を指示する。出力部2−4は、指示に応じて、次に、意味のある映像を表示できる映像データを拡大して表示する。この例では、出力部2−4は、「チャンネル5」のスライスに相当する映像データを拡大して表示する。
以上のような方法により、次に視聴する番組チャンネルが決定したところで、選択部2−1は、利用者から、受信する映像データ(チャンネル)を示す情報を取得する。そして、選択部2−1は、受信する映像データ(チャンネル)を示す情報を受信部2−2に渡す。その後、受信部2−2は、選択部2−1からの映像データを示す情報に対応する映像データを受信する。
これにより、ユーザがザッピングチャンネルの受信を開始してから、いずれかの番組の表示が始まるまでの時間を短くすることが出来る。
以上の動作により、1組の受信部と復号部だけで、迅速にザッピングを開始することが可能になる。
また、ザッピングチャンネルとして合成された映像データは、各フレームがフレーム内符号化で符号化されたスライスとフレーム間予測符号化で符号化されたスライスとをそれぞれ少なくとも一つ以上含む映像データとすることができる。このため、利用者がザッピングチャンネルの受信を開始してから、スライスに対応する映像が表示されるまでの時間を短くすることができる。
また、映像データの符号化方法が、フレームに含まれるスライス毎にフレーム内符号化又はフレーム間予測符号化で符号化できる符号化方法を用いることで、同じ符号化方法で符号化されたザッピングチャンネルの映像データとザッピングチャンネルの合成元の映像データを、1組の受信部と復号部だけで復号することができる。その結果、利用者がザッピングチャンネルの受信を開始してからスライスに対応する映像が表示されるまでの時間が短くなるという利点を、1組の受信部と復号部だけで享受できる。
上記の第一の実施の形態の変形例を説明する。図12は、第一の実施の形態の変形例の構成例を示すブロック図である。第一の実施の形態の構成例と比較して、入力部1−x−1と符号化部1−x−2がなく、取得部10−x−1が送信部10−x−3と接続されている。送信部1−0−3は、第一の実施の形態におけるものと同一であるので、説明を省略する。
取得部10−x−1は、配信装置ではない他の装置(図示しない)から、符号化された映像データを取得する。そして、取得部10−x−1は、取得した映像データを、合成符号化部10−0−2と送信部10−x−3に出力する。
合成符号化部10−0−2は、符号化されている映像データを取得部10−1−1〜10−n−1から受け取る。そして、合成符号化部10−0−2は、各映像データを復号することなく、各映像データを合成してザッピングチャネルの映像データを出力する。
合成の際、合成符号化部10−0−2は、ザッピングチャンネルの映像データにおける各フレームにおける同期スライスが、フレーム間で分散するように合成する。
つまり、合成符号化部10−0−2は、あるフレームに含まれるスライスの全てが同期スライスとならないように合成する。換言すれば、合成符号化部10−0−2は、あるフレームにおける少なくとも一つスライスがフレーム間予測符号化により符号化されるスライスとなるように合成する。
また、合成符号化部10−0−2は、一つのチャンネルに対応するスライスが常に同期スライスであり続けることが無いように、取得部10−x−1からの映像データを合成する。
例えば、取得部10−1−1〜10−n−1の取得する映像データの同期フレームのタイミングを各映像データ間でずらしておくことにより、合成符号化部10−0−2は、あるフレームに含まれるスライスの全てが同期スライスとならないように、また、一つのチャンネルに対応するスライスが常に同期スライスであり続けることが無いように、取得部10−x−1からの映像データを、合成することができる。また、別の例として、取得部10−1−1〜10−n−1が、取得部10−1−1〜10−n−1の出力する映像データの同期フレームのタイミングを各映像データ間でずらしてもよい。
第一の実施の形態の変形例によれば、取得部10−1−1〜10−n−1が取得した映像データを復号することなく、ザッピングチャンネルの映像を合成して配信する。このため、復号のために必要となる計算機資源を節約することができ、ひいては、配信装置の小型化や低コスト化が可能となる。
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態として、他の配信装置が配信している番組チャンネルからザッピングチャンネルを生成して他の受信装置へと配信する機能に特化した合成装置を説明する。図13がこの合成装置の構成例を示すブロック図である。この図を参照して、本実施形態の構成について詳述する。
本実施形態の映像配信システムは、別の配信装置が配信している番組チャンネルを合成してザッピングチャンネルを作成して別の受信装置へと送信する合成装置4を含む。合成装置4は経路5を介して別の配信装置と接続される。また、合成装置4は経路6を介して別の受信装置と接続される。配信装置や受信装置および経路の組合せとして、第1の実施形態のところで述べたとおり、任意の組み合わせにすることができる。
本実施形態の合成装置4は、n組(チャンネルの数)の受信部と復号部を具備する。図中の番号を用いて具体的に述べると、受信部4−1−1〜4−n−1と復号部4−1−2〜4−n−2を具備する。
受信部4−1−1〜4−nー1は他の配信装置が配信している番組チャンネルを受信するする。受信部4−x−1は、受信した番組チャンネルの映像データを出力する。
復号部4−1−2〜4−nー2は、受信部4−x−1からの映像データを、復号する。
合成装置4は、合成符号化部4−0−3と送信部4−0−4を備える。
合成符号化部4−0−3は、復号部4−1−2〜4−nー2で復号された映像データを合成して符号化する。
送信部4−0−3は、映像を他の受信装置へと送信する手段として機能する。
次に本実施形態の動作について図13を参照しながら詳述する。
合成装置4の受信部4−1−1〜4−n−1は別の配信装置が配信するn個の番組チャンネルの映像データを経路5上の接続4−1−a〜4−n−aを通して受信する。そして受信した映像データを接続4−1−b〜4−n−bを通して復号部4−1−2〜4−n−2へと供給する。
復号部4−1−2〜4−n−2は、受信部4−1−1〜4−n−1からの映像データを復号する。そして、復号部4−1−2〜4−n−2は、復号した映像データを、接続4−1−c〜4−n−cを通して合成符号化部4−0−3へと供給する。
合成符号化部4−0−3は、復号部4−1−2〜4−n−2からのn個の映像データを合成して、特定の領域を同期スライスにしながら符号化する。この合成符号化部4−0−3の動作は第1の実施形態のところで述べた合成符号化部1−0−2の動作と同じなので、説明は省略する。
次に、合成符号化部4−0−3は、符号化した映像データを経路6上の接続4−0−dを通して送信部4−0−4へと出力する。
送信部4−0−4は、合成符号化部4−0−3からの供給された映像を接続4−0−eを通して別の受信装置へとザッピングチャンネルとして送信する。
第2の実施形態として説明した合成装置は、配信装置と受信装置の間に配置することができる。配信装置と受信装置の間に第2の実施形態として説明した合成装置を配置することで、ザッピングチャンネルに対応していない配信装置を用いながらも、素早いザッピングを実現する映像配信システムを構築することが可能となる。
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。
図14は、第3の実施の形態の構成例を示すブロック図である。図14に示すように、第3の実施の形態に係る配信装置11は、入力部10−1−1〜10−n−1、合成符号化部11−0−2、帯域算出部11−0−5、符号化部11−1−2〜11−n−2、指示受信部11−0−4、及び、送信部10−0−3〜10−n−3を備える。
入力部10−x−1は、第一の実施の形態で説明した入力部と同一の内容であるので、説例を省略する。
指示受信部11−0−4は、ザッピングチャンネルの映像データを配信する旨の指示を受信する。指示は、例えば、受信装置(図示しない)に備えられた指示部から送出される。指示受信部11−0−4は、例えば、NICを用いて実現される。
指示受信部11−0−4は、指示を受信すると、合成符号化部11−0−2に、ザッピングチャンネルの映像データを合成、符号化するよう指示する。
合成符号化部11−0−2は、指示受信部11−0−4から指示を受け取ると、入力部からの映像データを合成し、符号化する。
その際、合成符号化部11−0−2は、符号化された映像データの送信に必要と見込まれる帯域が入力部からの映像データの送信に必要と見込まれた帯域の合計に占める比を示す情報を、帯域算出部11−0−5に出力する。
例えば、入力部10−1−1〜10−10−1からの映像データの送信に必要と見込まれた帯域が、それぞれ64Kbps(Kilo bit per second)である場合、それらの待機の合計は640Kbpsである。そして、ザッピングチャンネルの映像データを符号化した映像データの送信に必要と見込まれる帯域が32Kbpsであるとすると、合成符号化部11−0−2は、符号化された映像データの送信に必要と見込まれる帯域が入力部からの映像データの送信に必要と見込まれた帯域の合計に占める比である(32/640)=0.05を帯域算出部11−0−5に出力する。
合成符号化部11−0−2による、合成及び符号化の方法は、第一の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
帯域算出部11−0−5は、合成符号化部11−0−2からの比を示す情報に基づいて、符号化部11−x−2に対し、入力部10−x−1からの映像データの圧縮率の増減を示す情報を出力する。
例えば、帯域算出部11−0−5は、符号化された映像データの送信に必要と見込まれる帯域が入力部からの映像データの送信に必要と見込まれた帯域の合計に占める比として0.05を受け取った場合には、各符号化部11−x−2に対し、5%の圧縮率の増加を示す情報を出力する。
符号化部11−x−2は、入力部10−x−1からの映像データを、符号化し、送信部10−x−3に出力する。
この際、符号化部11−x−2は、帯域算出部10−0−5からの圧縮率の増減を示す情報に基づいて、入力部10−x−1からの映像データが送信部10−x−3から送信される際の帯域を制御する。
例えば、符号化部11−x−2は、入力部10−x−1からの映像データを符号化する際のおける圧縮率を変更することにより、送信部10−x−3から送信される際の帯域を制御する。例えば、符号化部11−x−2は、映像データにおけるフレーム間予測を用いて符号化されるフレームの率を増加させると、画質を維持しながら圧縮率を増加させることができる。
また、他の例として、符号化部11−x−2が、SVC(Scalable Video Codec)を用いている場合、符号化部11−x−2は、レイヤを限定することにより、送信部10−x−3から送信される際の帯域を制御できる。符号化部11−x−2は、例えば、5レイヤあるうちの2レイヤだけを送信部10−x−3に出力することにより、あるいは、基本レイヤだけを送信部10−x−3に出力することにより、レイヤを限定することができる。レイヤを限定する手法は例示であり、これに限定されない。
第3の実施の形態では、指示受信部が受信するザッピングチャンネルの映像データを配信する旨の指示に応じて、該映像データの送信に必要となる帯域を考慮して、符号化部11−x−2の出力する映像データの送信に必要となる帯域を制御する。このため、配信装置10が送信する映像データが必要とする総帯域を維持することができ、利用できる帯域の制限されたネットワークにおいても、素早いザッピングを実現する映像配信システムを構築することが可能となる。
[第4の実施の形態]
次に、第4の実施の形態について説明する。
図15は、第4の実施の形態に係る装置の構成の例を示すブロック図である。図15に示すように、第4の実施の形態に係る装置100は、取得部101と、合成部102と、符号化部103とを備える。
取得部101は、n個の映像ソースから映像データを取得する。そして、取得部101は、合成部102に、取得したn個の映像データを出力する。取得部101は、例えば、キャプチャボード、TVチューナ機能を有するキャプチャボードである。他の例として、既にハードディスク等の記憶手段に記憶されている映像データを読み出す手段がある。
合成部102は、取得部101からの映像データを合成する。そして、合成部102は、合成した映像データを符号化部103に出力する。合成の態様については、第一の実施の形態の説明において説明した。
符号化部103は、フレーム間予測符号化を用いる符号化方式で合成部103からの映像データを符号化する。
符号化の際、符号化部103は、所定の規則に従って符号化し、各フレームがフレーム内符号化で符号化されたスライスとフレーム間予測符号化で符号化されたスライスとをそれぞれ少なくとも一つ以上含む映像データを出力する。
符号化のための規則として、第一の実施の形態で説明したものを用いることができる。
次に、第4の実施の形態の動作について説明する。
図16は、第4の実施の形態の動作の例を示すフローチャートである。
第4の実施の形態に係る装置100の取得部101は、n個の映像ソースから映像データを取得する(ステップS101)。取得部101は、合成部102に取得した映像データを出力する。
次に、合成部102は、取得部101からの映像データを合成する(ステップS102)。合成部102は、合成した映像データを符号化部103に出力する。
そして、符号化部103は、合成部103からの映像データを符号化する。
第4の実施の形態によれば、各フレームがフレーム内符号化で符号化されたスライスとフレーム間予測符号化で符号化されたスライスとをそれぞれ少なくとも一つ以上含む映像データを出力するので、迅速にザッピングを開始することが出来る。
また、符号化部103における符号化方式として、ザッピングチャンネルとして受信される映像データとともに受信される映像データと同一の符号化方式を用いる場合には、1組の受信部と復号部だけで、迅速にザッピングを開始することが出来る。
なお、各実施形態で説明した配信装置、受信装置、合成装置、装置等は、コンピュータにより構成することが可能である。そして、そのコンピュータに対して、入力部、合成符号化部、合成部、符号化部、同期スライス制御部、送信部、選択部、受信部、復号部、出力部、指示受信部、帯域算出部等のそれぞれの処理を実行させるコンピュータプログラムを、当該コンピュータにインストールすることが可能である。このとき、このコンピュータプログラムは、様々な種類の記憶媒体に格納することが可能であり、また、通信媒体を介して伝達されることが可能である。ここで、記憶媒体には、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD、ROMカートリッジ、バッテリバックアップ付きRAMメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性RAMカートリッジ等を含む。また、通信媒体には、電話回線等の有線通信媒体、マイクロ波回線等の無線通信媒体等を含み、インターネットも含まれる。
以上好ましい実施の形態、実施例及び態様をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態及び態様に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形し実施することが出来る。
1 配信装置
2 受信装置
3 通信路
1−1−1 入力部
1−0−2 合成符号化部
1−0−2−1 合成部
1−0−2−2 符号化部
1−0−2−3 同期スライス制御部
1−0−3 送信部
1−1−3 送信部
2−1 選択部
2−2 受信部
2−3 復号部
2−4 出力部
10 配信装置
10−1−1 取得部
10−0−2 合成符号化部
10−1−3 送信部
4 合成装置
4−1−1 受信部
4−1−2 符号化部
4−0−3 合成符号化部
4−0−4 送信部
5 通信路
6 通信路
11 配信装置
11−0−2 合成符号化部
11−0−5 帯域算出部
11−1−2 符号化部
100 装置
101 取得部
102 合成部
103 符号化部

Claims (12)

  1. フレーム内符号化又はフレーム間予測符号化で符号化されたスライスを含むフレームを含む映像データを出力する装置であって、
    少なくとも二つ以上の映像データを取得する取得手段と、
    取得された各映像データを合成し、各映像データのフレームをスライスとして含むフレームを含む映像データを出力する合成手段と、
    合成された映像データに含まれる各スライスを所定の規則に従って符号化し、各フレームがフレーム内符号化で符号化されたスライスとフレーム間予測符号化で符号化されたスライスとをそれぞれ少なくとも一つ以上含む映像データを出力する符号化手段と、
    を備える装置。
  2. 前記符号化手段が出力する映像データの符号化方式は、前記取得手段が取得する映像データの符号化方式である請求項1に記載の装置。
  3. 前記符号化手段は、フレーム内符号化で符号化するスライスを選択する際、直前のフレームにおいてフレーム内符号化で符号化されたスライスの元となった映像データ以外の映像データから生成されたスライスをフレーム内符号化で符号化する請求項1又は2に記載の装置。
  4. 前記符号化手段は、直前のフレームにおいてフレーム内符号化で符号化されたスライスの元となった映像データから生成されたスライスをフレーム間予測符号化で符号化する請求項1乃至3のいずれかに記載の装置。
  5. 前記合成手段は、取得した映像データの解像度と、合成した映像データの解像度が一致するように、前記取得した各映像データのフレームを変形してスライスを生成し該生成したスライスを含むフレームを合成する請求項1乃至4のいずれか一項に記載の装置。
  6. 前記符号化手段は、スライスの元である映像データの所定の指標に基づく順番に応じて、該映像データから生成されたスライスをフレーム内符号化で符号化する請求項1乃至5のいずれか一項に記載の装置。
  7. 前記映像データには、チャンネル数が割り当てられ、
    前記所定の指標は、各映像データに割り当てられたチャンネル数である、
    請求項6に記載の装置。
  8. 前記出力すべき映像データと前記取得した映像データとを送信する送信手段をさらに備える請求項1乃至7のいずれか一項に記載の装置。
  9. 前記各符号化は、H.264に規定の符号化である請求項1乃至8に記載の装置。
  10. フレーム内符号化又はフレーム間予測符号化で符号化されたスライスを含むフレームを含む映像データを出力する配信装置と、前記配信装置から映像データを取得する受信装置とを備える映像配信システムであって、
    前記配信装置は、
    少なくとも二つ以上の映像データを取得する取得手段と、
    取得された各映像データを合成し、各映像データのフレームをスライスとして含むフレームを含む映像データを出力する合成手段と、
    合成された映像データに含まれる各スライスを所定の規則に従って符号化し、各フレームがフレーム内符号化で符号化されたスライスとフレーム間予測符号化で符号化されたスライスとをそれぞれ少なくとも一つ以上含む映像データを出力する符号化手段と、
    を備え、
    前記受信装置は、
    前記配信装置からの映像データを取得する取得手段と、
    前記取得手段で取得する映像データを選択する選択部と、
    を備える映像配信システム。
  11. フレーム内符号化又はフレーム間予測符号化で符号化されたスライスを含むフレームを含む映像データを出力する装置を制御する方法であって、
    少なくとも二つ以上の映像データを取得する取得ステップと、
    取得された各映像データを合成し、各映像データのフレームをスライスとして含むフレームを含む映像データを出力する合成ステップと、
    合成された映像データに含まれる各スライスを所定の規則に従って符号化し、各フレームがフレーム内符号化で符号化されたスライスとフレーム間予測符号化で符号化されたスライスとをそれぞれ少なくとも一つ以上含む映像データを出力する符号化ステップと、
    を含む方法。
  12. コンピュータに、
    少なくとも二つ以上の映像データを取得する取得処理と、
    取得された各映像データを合成し、各映像データのフレームをスライスとして含むフレームを含む映像データを出力する合成処理と、
    合成された映像データに含まれる各スライスを所定の規則に従って符号化し、各フレームがフレーム内符号化で符号化されたスライスとフレーム間予測符号化で符号化されたスライスとをそれぞれ少なくとも一つ以上含む映像データを出力する符号化処理と、
    を実行させるプログラム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017220763A (ja) * 2016-06-06 2017-12-14 ヤフー株式会社 配信装置、配信方法、配信プログラムおよび端末プログラム

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