JPH10108157A - 映像データ転送方式,ビデオサーバ装置およびクライアント装置 - Google Patents
映像データ転送方式,ビデオサーバ装置およびクライアント装置Info
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Abstract
の映像データ転送方式に関し,映像データが消失しても
リアルタイムな映像データの途切れのない表示を可能に
することを目的とする。 【解決手段】ビデオポンプ部1は,映像データの先読み
領域と所定量の送出済み映像データを確保する保存領域
とを有するバッファを備え,映像データを映像データ自
体の固有のビットレートより速く送る。クライアント部
2は,映像データが消失したことを検出した場合に,再
送要求発生手段23により消失した映像データの再送要求
を出し,ビデオポンプ部1は,要求されたデータを再送
する。
Description
して映像データを伝送するビデオ・オン・デマンド(V
OD)システム等の映像データ転送方式,ビデオサーバ
装置およびクライアント装置に関する。
術の進歩により,映像を情報伝達の手段として使う動き
が盛んになってきている。そうした中で,好きなときに
好きな映像を,家庭あるいはオフィスに居ながらにして
見ることができるVODシステムは,これからのマルチ
メディア時代の重要なアプリケーションとしてその普及
が期待されている。
データの伝送媒体に非同期転送モード(ATM)が用い
られたり,あるいは映像データを伝送するプロトコルと
してUDP(User Datagram Protocol)がそのまま使わ
れたりしていた。
コルによる映像データ転送においては,映像を表示する
クライアントにデータが到達するまでに,データが消失
することは考慮されておらず,ネットワークの伝送途中
でデータが消失したり,クライアント側の処理能力の不
足によりデータが消失したりした場合には,表示される
映像が乱れてぎくしゃくした映像になるという問題があ
った。
タイムな映像データの表示の途切れが生じない転送を可
能とすることを目的とする。
決するために,ビデオポンプ部とクライアント部とから
構成される映像データ転送方式において,図1に示すよ
うな手段により,映像データの消失に対する補償を行
う。
中,1は映像データを送出するビデオポンプ部(ビデオ
サーバ装置),2は映像データを受信して映像を表示す
るクライアント部(クライアント装置)である。
領域を有するバッファ,11はバッファ10に対する映
像データの書き込みおよび読み出しを制御するバッファ
書き込み/読み出し制御部,12は映像データをネット
ワークを介して送出するデータ送出手段,13はクライ
アント部2からの再送要求を検出する再送要求検出手
段,14はクライアント部2からの送出停止要求を検出
する送出停止要求検出手段,15は映像データを蓄積す
る映像データ蓄積装置を表す。
バッファ,21はバッファ20に対する映像データの書
き込みおよび読み出しを制御するバッファ書き込み/読
み出し制御部,22は映像データの消失を検出する映像
データ消失検出手段,23は再送要求を発行する再送要
求発生手段,24はバッファ20の一時蓄積領域が溢れ
そうになったことを検出する溢れ検出手段,25は送出
停止要求を発行する送出停止要求発生手段,26は映像
データを表示する表示装置を表す。
12は,映像データが消失した場合のデータの再送に備
え,映像データが本来持つ再生に必要な転送速度よりも
高い速度でデータを送出する。
れたシーケンス番号によって映像データが消失したこと
を検出する映像データ消失検出手段22を備え,映像デ
ータの消失が発生した場合には,消失したデータの再送
要求をビデオポンプ部1に発行する再送要求発生手段2
3を持つ。
3によってクライアント部2からの制御データ中に再送
要求を検出した場合に,バッファ10の保存領域から送
出済みの映像データを再度読み出し,データ送出手段1
2を介して送出する。
映像データ自体の固有のビットレートより速く送るため
に必要なデータを確保する先読み領域と,映像データが
消失した場合に備え,過去のデータを確保する保存領域
が設けられるバッファ10を備え,映像データ蓄積装置
15からの映像データの先読みおよび保存を,バッファ
書き込み/読み出し制御部11によって制御する。
有のビットレートより速く送られてくる映像データを一
時蓄積するための一時蓄積領域であるバッファ20を備
えるとともに,その一時蓄積領域が溢れそうになったこ
とを検出する溢れ検出手段24と,溢れそうになったこ
とを検出した場合に,ビデオポンプ部1に対し送出停止
要求を発行する送出停止要求発生手段25を備える。
段14によってクライアント部2からの制御データ中に
送出停止要求を検出した場合に,バッファ書き込み/読
み出し制御部11に対して,映像データの読み出しおよ
び送出を一時的に停止する指示を出す。バッファ書き込
み/読み出し制御部11は,映像データの読み出しおよ
び送出を一時的に停止した後,所定の時間が経過すると
データの読み出しおよび送出を再開する。
プ部1からクライアント部2への映像データの転送途中
において映像データの消失が生じても,クライアント部
2においてリアルタイムな映像の表示の途切れが生じる
ことがない映像データの転送が可能になる。
図3はクライアント部の構成例を示す図である。
みアドレス生成部31,バッファ書き込み部32,読み
出しアドレス生成部33,バッファ読み出し部34およ
びアドレス比較部36は,図1に示すバッファ書き込み
/読み出し制御部11に相当する。
込みアドレス生成部41,バッファ書き込み部42,読
み出しアドレス生成部43およびバッファ読み出し部4
4は,図1に示すバッファ書き込み/読み出し制御部2
1に相当する。アドレス比較部46は,図1に示す溢れ
検出手段24に相当し,シーケンス番号検出部48は,
図1に示す映像データ消失検出手段22に相当する。
は,ネットワークを介して接続されている。ビデオポン
プ部1のデータ読み出し部30は,ディスク記憶媒体等
に蓄積された映像データを読み出す。読み出された映像
データは,バッファ書き込み部32によって,書き込み
アドレス生成部31が生成するバッファ10のアドレス
に書き込まれる。
は,バッファ読み出し部34によって読み出しアドレス
生成部33が生成するバッファ10のアドレスから読み
出され,データ送出部35へ送られる。データ送出部3
5は,映像データの送出単位ごとに送出する映像データ
の順番を示すシーケンス番号を付与し,ネットワークを
介してクライアント部2へ送出する。このとき,データ
送出部35は,読み出された映像データが本来転送され
るべき転送速度よりも速い速度でクライアント部2側へ
送出する。
タ自体の固有のビットレートより速く送るために必要な
データを確保する先読み領域と,映像データが消失した
場合に備えて所定量以上の送出済み映像データを確保す
る保存領域とが用意される。アドレス比較部36は,バ
ッファ10に対する書き込みアドレスと読み出しアドレ
スとを比較し,その差が一定量以上になるように保存領
域を確保しつつ,データ読み出し部30に対し映像デー
タの先読みの指示を出す。
ら制御データを受信する。送出停止要求検出部38は,
データ受信部37が受信した制御データが送出停止要求
であるかどうかを調べ,送出停止要求である場合には,
バッファ10からの映像データの読み出しを止め,映像
データの送出を一時的に停止する。所定の時間が経過し
たならば,バッファ読み出し部34およびデータ送出部
35による映像データの送出を再開する。
部37が受信した制御データが再送要求であるかどうか
を調べ,再送要求である場合には,要求されたシーケン
ス番号に該当する映像データのバッファ10上のアドレ
スを読み出しアドレス生成部33によって生成し,その
アドレスからバッファ読み出し部34によって映像デー
タを読み出し,データ送出部35によって再度送出す
る。
から送出されてきた映像データを,データ受信部40に
よって受信し,バッファ書き込み部42によって,書き
込みアドレス生成部41が生成したバッファ20のアド
レスに,受信した映像データを書き込む。このバッファ
20に蓄積した映像データは,読み出しアドレス生成部
43が生成したアドレスから,バッファ読み出し部44
によって所定の量ずつ読み出され,表示部45を介して
表示装置に表示される。
する書き込みアドレスと読み出しアドレスとを比較し,
映像データの書き込み量が読み出し量よりも多いため
に,バッファ20内の一時蓄積領域が溢れそうになる
と,その旨を送出停止要求発生部47へ通知する。送出
停止要求発生部47は,送出停止要求を発行し,制御デ
ータ送出部50を介して送出停止要求の制御データをビ
デオポンプ部1へ送出する。
検出部48は,データ受信部40が受信したデータから
シーケンス番号を抽出し,そのシーケンス番号が予定さ
れたシーケンス番号であるかどうかを調べる。シーケン
ス番号が予定されたシーケンス番号より先に進んだもの
である場合には,映像データが消失したと判断し,再送
要求発生部49にその旨を通知する。再送要求発生部4
9は,届かなかったシーケンス番号を持つ映像データに
ついての再送要求を発行し,制御データ送出部50を介
して再送要求の制御データをビデオポンプ部1へ送出す
る。
構成例を示す。本実施の形態では,ビデオポンプ部1と
クライアント部2間で,UDPプロトコルを用いたデー
タの転送を行っている。しかし,UDPプロトコル自体
は,データが消失することを考慮していないので,UD
Pヘッダ部,IPヘッダ部に続くデータ部の先頭に,デ
ータの消失を検出するためのシーケンス番号を設定し,
その後に実際の映像データを設定したパケットを生成し
て,送信データとしている。
プ部1とクライアント部2におけるバッファの使用例を
説明するための図である。図5(A)は,ビデオポンプ
部1のバッファ10を示しており,図中の各記号は,そ
れぞれ以下の事項を表している。
みポインタ) PTRr:バッファ10からの読み出しアドレス(読み
出しポインタ) N:図1に示す映像データ蓄積装置15からの読み出し
単位 n:バッファ10から映像データを送出する単位 バッファ10のサイズは,例えばN×10バイト程度で
ある。Nおよびnは映像データの転送速度に依存する
が,転送速度が6Mbpsの場合,例えばn=1Kバイ
ト,N=100Kバイトである。この場合,送出停止要
求に対して送出を一時的に停止する時間wは,w=10
0ms程度が適当である。
ら最終アドレスADRbまで,巡回的に使われる。読み
出しアドレスPTRrから書き込みアドレスPTRwま
でが,送出前の映像データが蓄積されている先読み領域
である。また,書き込みアドレスPTRw+Nから読み
出しアドレスPTRrまでが,送出済み映像データが保
存されている保存領域である。ただし,バッファ10に
対する初回の書き込みサイクルでは,バッファ10の先
頭アドレスADRtから読み出しアドレスPTRrまで
が保存領域であり,書き込みアドレスPTRwから最終
アドレスADRbまでは未使用領域となる。
バッファ20を示しており,図中の各記号は,それぞれ
以下の事項を表している。 CADRt:バッファ20の先頭アドレス CADRb:バッファ20の最終アドレス CPTRw:バッファ20への書き込みアドレス(書き
込みポインタ) CPTRr:バッファ20からの読み出しアドレス(読
み出しポインタ) m:バッファ20から映像データを読み出す単位 n:バッファ20への映像データの書き込み単位 mおよびnは,映像データの転送速度に依存するが,転
送速度が6Mbpsの場合,例えばm=1Kバイト,n
=1Kバイトである。
から最終アドレスCADRbまで,巡回的に使われる。
バッファ20に書き込むデータが溢れそうになったかど
うかは,読み出しアドレスCPTRrと書き込みアドレ
スCPTRwとの差によって判断する。この量が所定の
閾値L以下になると,データ溢れが生じると判断し,送
出停止要求を出す。データ転送速度が6Mbpsの場
合,L=200Kバイト程度とする。バッファ20とし
ては,L×3程度の大きさを確保するものとする。
ートである。ステップS1では,バッファ10の書き込
みポインタ(PTRw)および読み出しポインタ(PT
Rr)をバッファ10の先頭アドレス(ADRt)と
し,シーケンス番号Sを1とする初期設定を行う。
て保証するために,映像データのバッファ10への書き
込み前に,保存領域は十分であるかどうかを判断する。
保存領域が十分である場合,ステップS3へ進み,保存
領域が十分でない場合には,ステップS5へ進む。
こでは,保存領域の大きさは,最低でもN×3以上確保
するものとする。Nは,バッファ10への書き込み単位
(映像データ蓄積装置15からの読み出し単位)であ
る。
り小さいかどうかを判定する。 小さい場合,p=PTRr−N×3+ADRb−A
DRtとする。バッファ10を巡回的に使用するために
必要なアドレスの調整処理である。なお,pは次ので
の比較に用いるための作業用変数である。
れば,p=PTRr−N×3とする。 次に,PTRw+Nとpとを比較し,PTRw+N
がpより小さければ,保存領域は十分であると判断す
る。PTRw+Nがpより小さくなければ,保存領域の
確保のためにバッファ10への書き込み処理をスキップ
し,ステップS5へ進む。
す映像データ蓄積装置15からNバイト読み出し,バッ
ファ10の書き込みポインタ(PTRw)が示すアドレ
スに,読み出した映像データを書き込む。
TRw)を次のように更新する。 PTRw=PTRw+N もし,PTRwがバッファ10の最終アドレス(A
DRb)以上になったならば,PTRw=ADRtとす
る。
しポインタ(PTRr)が示すアドレスから映像データ
をnバイト読み出し,その先頭部分にシーケンス番号S
を付ける。
像データを送出する。ステップS7では,読み出しポイ
ンタ(PTRr)を次のように更新する。 PTRr=PTRr+n もし,PTRrがバッファ10の最終アドレス(A
DRb)以上になったならば,PTRr=ADRtとす
る。
のように更新する。この例では,シーケンス番号の最大
値を10000とし,シーケンス番号Sが10000の
後は,Sを1に戻す処理を行っている。
ているかどうかを調べる。再送要求が来ていない場合,
ステップS11へ進む。再送要求が来ている場合,ステ
ップS10を実行する。
ケンス番号から該当するバッファ10のアドレスを計算
し,バッファ10中の保存領域にその映像データが残っ
ていれば,その映像データを読み出してクライアント部
2へ送出する。
ら送出停止要求が来ているかどうかを調べる。送出停止
要求が来ていない場合,ステップS2へ戻る。送出停止
要求が来ている場合,ステップS12を実行する。
停止するため,所定の時間wだけウェイトし,所定の時
間w経過後にステップS2へ戻って,同様に処理を繰り
返す。wは,例えば映像データの転送速度が6Mbps
の場合,100ms程度である。
返し,映像データをすべて送出した場合またはクライア
ント部2から終了要求があった場合に,処理を終了する
(終了処理については図示省略する)。
ートである。ステップS20では,バッファ20の書き
込みポインタ(CPTRw)および読み出しポインタ
(CPTRr)をバッファ20の先頭アドレス(CAD
Rt)とし,受信の確認用シーケンス番号CSを1とす
る初期設定を行う。確認用シーケンス番号CSは,次に
受信すべきシーケンス番号を確認するためのクライアン
ト部2が内部で管理する番号である。
を受信する。
から検出したシーケンス番号Sと,確認用シーケンス番
号CSとが一致するかどうかを判定する。一致する場
合,ステップS23へ進み,一致しない場合,ステップ
S24へ進む。
号CSを次のように更新する。確認用シーケンス番号C
Sも,シーケンス番号Sと同様に,最大値が10000
であり,確認用シーケンス番号CSが10001になっ
は場合には,CSを1に戻す。その後,ステップS28
へ進む。
に再送要求をしたデータであるかどうかを判定する。再
送要求データである場合,ステップS27へ進み,再送
要求データでない場合には,受信すべき映像データが消
失したと判断してステップS25へ進む。
対し,届かなかった映像データの再送要求を行う。ステ
ップS26では,再送要求をしたデータが後に届いた場
合に,それを格納するためのバッファ20の領域を空け
ておくため,書き込みポインタ(CPTRw)を先に進
める。また,確認用シーケンス番号CSを先に進める。
その後,ステップS28へ進む。
次の計算を行う。 CPTRw=CPTRw+n×i CS=CS+i ただし,計算途中でCPTRwが最終アドレスCADR
b以上になった場合には,CPTRwを先頭アドレスC
ADRtに戻す。また,CSが10000を超えた場合
には,CS=1とする。
信した映像データを,バッファ20の該当位置に書き込
む。書き込む位置は,ステップS26における書き込み
ポインタCPTRwの更新で空けておいた場所であり,
受信した映像データのシーケンス番号から計算によって
求める。その後,ステップS30へ進む。
を,バッファ20の書き込みポインタ(CPTRw)が
示すアドレスに書き込む。ステップS29では,書き込
みポインタ(CPTRw)を次のように更新する。
(CADRb)以上になったならば,CPTRw=CA
DRtとする。
出しポインタ(CPTRr)が示すアドレスから映像デ
ータをmバイト読み出し,表示部45へ転送する。ステ
ップS31では,読み出しポインタ(CPTRr)を次
のように更新する。
(CADRb)以上になったならば,CPTRr=CA
DRtとする。
があるかどうか,すなわち書き込むデータが溢れるおそ
れがないかどうかを調べる。余裕がある場合,ステップ
S21へ戻り,余裕がないため溢れが生じるおそれがあ
る場合には,ステップS33を実行する。具体的には,
以下の処理を行う。空き領域が所定の閾値L以下になっ
た場合に,余裕がないと判断するものとする。
する。 CPTRrが大きい場合,p=CPTRr−CPT
Rwとする。
ADRb−CPTRw+CPTRr−CADRtとす
る。 pがLより小さいかどうかを判定し,pがLより小
さい場合,溢れが生じるおそれがあると判断する。
するために,ビデオポンプ部1に対し送出停止要求を送
出する。その後,ステップS21へ戻って同様に処理を
繰り返す。
り返し,映像データをすべて表示した場合またはユーザ
から終了要求があった場合に,処理を終了する(終了処
理については図示省略する)。
2から送出停止要求を送った後,その解除のためにクラ
イアント部2から送出停止解除の要求を送るようにする
と,クライアント部2とビデオポンプ部1間の制御デー
タの転送数が多くなるが,本実施の形態では,クライア
ント部2から送出停止解除の要求を送らなくても,一定
時間が経過すると自動的にビデオポンプ部1が映像デー
タの転送を再開するので,制御データの転送数は少なく
て済む。
ビデオポンプ部とクライアント部との間で,映像データ
が消失した場合でも,そのデータを再送し,リアルタイ
ムな映像の途切れの生じない表示が可能になる。したが
って,ビデオ・オン・デマンド(VOD)システム等に
おける映像データを用いたサービスの高品質化を実現す
ることができる。
す図である。
アント部におけるバッファの使用例を説明図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 映像データを送出するビデオポンプ部
と,該ビデオポンプ部から送出された映像データを受信
して映像を表示するクライアント部とから構成される映
像データ転送方式において,前記クライアント部は,受
信すべき映像データが消失したことを検出する手段と,
映像データが消失したことを検出した場合に前記ビデオ
ポンプ部に対し消失した映像データの再送要求を発行す
る手段とを備え,前記ビデオポンプ部は,前記クライア
ント部から再送要求があった場合に,要求された映像デ
ータを再送する手段を備えることを特徴とする映像デー
タ転送方式。 - 【請求項2】 前記ビデオポンプ部は,映像データの送
出時に映像データの送出単位ごとにシーケンス番号を付
加する手段を備え,前記クライアント部による前記映像
データの消失の検出および再送要求は,前記ビデオポン
プ部において映像データに付加したシーケンス番号によ
って行われることを特徴とする請求項1記載の映像デー
タ転送方式。 - 【請求項3】 前記ビデオポンプ部は,映像データが消
失した場合の再送に備えて,前記クライアント部におい
てリアルタイムに映像を表示するのに必要な映像データ
が本来持つ転送速度よりも高い転送速度で映像データを
送出する手段を備えることを特徴とする請求項1記載の
映像データ転送方式。 - 【請求項4】 前記ビデオポンプ部は,映像データを映
像データ自体の固有のビットレートより速く送るために
必要なデータを確保する先読み領域と,映像データが消
失した場合に備えて所定量以上の送出済み映像データを
確保する保存領域とを有するバッファを備えることを特
徴とする請求項1記載の映像データ転送方式。 - 【請求項5】 前記クライアント部は,映像データ自体
の固有のビットレートより速く送られてくる映像データ
を一時蓄積するための領域を有するバッファと,その領
域が溢れそうになったことを検出する手段と,その領域
が溢れそうになった場合に前記ビデオポンプ部に対し,
映像データの送出停止要求を発行する手段を備え,前記
ビデオポンプ部は,前記クライアント部からの送出停止
要求があった場合に,映像データの送出を一時的に停止
し,所定の時間経過後に映像データの送出を再開する手
段を備えることを特徴とする請求項1記載の映像データ
転送方式。 - 【請求項6】 ネットワークを介して映像データを他の
装置へ送出するビデオサーバ装置であって,映像データ
の送出時に映像データの送出単位ごとにシーケンス番号
を付加する手段と,映像データが消失した場合の再送に
備えて,映像データを受信する前記他の装置がリアルタ
イムに映像を表示するのに必要な映像データが本来持つ
転送速度よりも高い転送速度で映像データを送出する手
段と,前記他の装置から再送要求があった場合に,要求
された映像データを再送する手段とを備えることを特徴
とするビデオサーバ装置。 - 【請求項7】 映像データを映像データ自体の固有のビ
ットレートより速く送るために必要なデータを確保する
先読み領域と,映像データが消失した場合に備えて所定
量以上の送出済み映像データを確保する保存領域とを有
するバッファを備えることを特徴とする請求項6記載の
ビデオサーバ装置。 - 【請求項8】 前記他の装置からの送出停止要求があっ
た場合に,映像データの送出を一時的に停止し,所定の
時間経過後に映像データの送出を再開する手段を備える
ことを特徴とする請求項6または請求項7記載のビデオ
サーバ装置。 - 【請求項9】 ネットワークを介してビデオサーバ装置
から送信されてきた映像データを受信し表示するクライ
アント装置であって,受信すべき映像データが消失した
ことを検出する手段と,映像データが消失したことを検
出した場合に,映像データを送信した前記ビデオサーバ
装置に対し消失した映像データの再送要求を発行する手
段とを備えることを特徴とするクライアント装置。 - 【請求項10】 前記映像データが消失したことを検出
する手段および前記再送要求を発行する手段は,映像デ
ータの消失の検出および再送要求を,前記ビデオサーバ
装置が映像データに付加したシーケンス番号によって行
うように構成されていることを特徴とする請求項9記載
のクライアント装置。 - 【請求項11】 映像データ自体の固有のビットレート
より速く送られてくる映像データを一時蓄積するための
領域を有するバッファと,その領域が溢れそうになった
ことを検出する手段と,その領域が溢れそうになった場
合に前記ビデオサーバ装置に対し,映像データの送出停
止要求を発行する手段とを備えることを特徴とする請求
項9または請求項10記載のクライアント装置。
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