JP4247888B2 - Video distribution system and video distribution method - Google Patents
Video distribution system and video distribution method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4247888B2 JP4247888B2 JP2003142130A JP2003142130A JP4247888B2 JP 4247888 B2 JP4247888 B2 JP 4247888B2 JP 2003142130 A JP2003142130 A JP 2003142130A JP 2003142130 A JP2003142130 A JP 2003142130A JP 4247888 B2 JP4247888 B2 JP 4247888B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- video
- packet
- priority
- bandwidth
- information
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Television Systems (AREA)
- Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークを用いて映像配信サーバから視聴者端末に映像配信する映像配信システムおよび映像配信方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ネットワークを用いて試聴者に映像配信する方法は大きく2つに分けられる。1つは、ネットワーク上の映像配信サーバからダウンロードによって映像データを視聴者端末にファイル転送し、転送終了後に映像を視聴者端末上で再生する方法である。もう1つの方法は、ネットワーク上の映像配信サーバから映像データをダウンロードしながら再生するストリーミング技術である。映像配信を行う場合、現在では後者の技術が広く認知されており、WindowsMedia(登録商標),Real(登録商標),QuickTime(登録商標)等の多くの映像配信ソフトウェアがこの技術を採用している。
【0003】
ストリーミング技術を用いて、ネットワークを通じて試聴者に映像配信する場合、映像配信システムと視聴者端末との間のネットワークが混雑すると、高品質な映像を配信するのに十分なネットワーク伝送帯域を使用することができず、映像データ(パケット)が欠落する。これにより、符号化映像を正しく復号することができず、再生映像に歪みやフリーズが発生する。このため、配信映像の品質は低下してしまう。また、この品質劣化を軽減するため、前記ソフトウェアを用いた映像配信システムでは、予め多段階の品質の符号化映像を用意しておき、利用できるネットワーク伝送帯域に応じて最適な符号化速度の映像を配信する等の処理が行われている。
【0004】
具体的には、視聴者端末は、映像配信システムから正確に受信できなかったデータ量(パケット損失量)や、データ到着の時間的なゆらぎ(遅延ゆらぎ量)の情報、あるいは視聴者端末に既に到着している再生前の映像のデータ量(バッファリング量)の情報等を映像配信システムに返信する。映像配信システムでは、これらの情報から映像配信システムと視聴者端末との間のネットワークの混雑度合いを推定し、混雑していると判断すると、映像配信システムはその視聴者端末に対する映像データの伝送帯域を1段階低下させる。
【0005】
これにより、必要となるネットワーク伝送帯域が低下するため、符号化速度の低下に伴う映像品質劣化が発生するものの、データ損失(パケット損失)等による映像の歪み、フリーズ、音の途切れ等のような重大な品質劣化現象を避けることが可能となる。なお、このような考えから、クライアント毎のストリーミング受信アプリケーションに実際の通信環境に即した適正な接続速度パラメータを自動設定可能にしたストリーミング・メディア・サーバーが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
一方、近年、ネットワークを用いた音声・映像等の連続メディア通信の品質保証を目的として、ネットワークにおいて帯域保証や遅延時間保証等を実現する機構が利用できるようになってきている。この機構を利用して全ての視聴者に対して利用帯域を完全に保証することも考えられるが、ネットワーク構築コストが大きくなってしまう。この代替案として、ある視聴者に対して最低限保証する帯域を設定する方法が有効であると考えられる。具体的には、IETFで標準化されているDiffservAFクラスは、ネットワークの各ルータにおいて、ユーザが利用する最低帯域を保証するための1実現方法である。
【0007】
以上のような、映像配信システムの動的な映像符号化速度の制御機構と、ネットワークの最低帯域保証の機構を組み合わせれば、最低限の映像品質を確保した映像配信が可能となる。
【0008】
【特許文献1】
特開2002−94603号公報(第3頁、図1)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記Diffserv技術を用いた最低帯域保証は、映像配信サーバと視聴者端末との間の全ルータで連携して動作するものではなく、各ルータ独立に交換・転送されるため、ネットワークが輻輳した場合に影響を受ける映像コネクションは確率的に変動するという問題がある。
【0010】
具体例で説明すると、例えば通常2Mbit/sの帯域で高品質な符号化映像を配信し、ネットワーク輻輳時には、1Mbit/sの帯域で中品質な符号化映像を配信するコネクションを考える。この映像コネクション群に対して、まとめて帯域20Mbit/sが用意されており、各コネクションに対する最低保証帯域が1Mbit/sに設定されているとする。この例では、10コネクションまでは高品質な状態を保って映像配信することができるが、11番目からは9コネクションが2Mbit/sの帯域を2コネクションが2Mbit/sの帯域を分割して1Mbit/sの帯域を使うことになる。全てのコネクションが同時に開始および終了されることは稀であるため、例えば11番目のコネクションのみがランダムに開始・終了を行うと、その他の10コネクションの中で使用帯域が1Mbit/sに低下する(輻輳の影響を受ける)コネクションは、確率的にランダムとなる。
【0011】
ここで、映像符号化速度が時間的に変動する場合にユーザが実感する映像品質は、文献1「2002年7月電子情報通信学会コミュニケーションクオリティ研究会CQ2002−71『映像配信サービスにおけるビットレート変動の影響の主観品質評価』」や文献2「2003年電子情報通信学会総合大会SB−7−1『QoS制御下の映像配信サービスの主観品質推定モデル』」などに示されている。そこでは、使用帯域が低下した場合には、低い帯域での品質から受ける印象が全体の総合品質に与える影響が強く、平均帯域の品質よりも低くなるという結果が得られている。また、低い帯域で配信した時間の占有率が大きくなった場合でも、低い帯域で変化しない場合の品質は下回らないことが実証されている。
【0012】
この品質評価特性を考慮すると、前述の例において、11番目のコネクションがランダムに発生し、その他の10コネクションの中で使用帯域が1Mbit/sに低下するコネクションがランダムに決定された場合、どのコネクションも低い帯域で映像配信された場合と近い品質となってしまう問題がある。
【0013】
本発明は、前記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ネットワークが輻輳した場合に、ユーザが体感する映像品質を高く維持することを可能にする映像配信システムおよび映像配信方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
前記目的達成のために、請求項1の発明にかかる映像配信システムは、映像配信サーバから視聴者端末に対し、パケット交換機を含むネットワークを介して映像コンテンツを配信する映像配信システムであって、前記パケット交換機が、視聴者端末ごとの映像コネクションに過去の最大使用帯域を記録する最大使用帯域記録部と、最大使用帯域記録部に記録された使用帯域情報に基づいて配信された映像情報パケットの優先度を判定し、この判定した優先度の情報に基づいて、映像情報パケットを優先度が異なるパケット送信バッファに振り分けるパケット優先度判定・振分部と、前記優先度の情報に基づき各パケット送信バッファから映像情報パケットを取り出すパケット取出部と、パケット取出部により取り出した映像情報パケットを各映像コネクション毎に視聴者端末側へ送信する送信部と、を備えることを特徴とする。
【0015】
また、請求項2の発明にかかる映像配信システムは、映像配信サーバから視聴者端末に対し、パケット交換機を含むネットワークを介して映像コンテンツを配信する映像配信システムであって、少なくともパケット交換機および映像配信サーバ間に映像情報パケット優先度付加装置を設け、映像情報パケット優先度付加装置が、視聴者端末ごとの映像コネクションに過去の最大使用帯域を記録する最大使用帯域記録部と、最大使用帯域記録部に記録された使用帯域情報に基づいて配信された映像情報パケットの優先度を判定するパケット優先度判定部と、パケット優先度判定部で判定された各優先度の情報をパケットに付与し、映像情報パケットとして視聴者端末へ送信する送信部と、を備えることを特徴とする。
【0016】
また、請求項3の発明にかかる映像配信方法は、映像配信サーバから視聴者端末に対してパケット交換機を含むネットワークを介して映像コンテンツを配信する映像配信方法であって、視聴者端末ごとの映像コネクションに過去の最大使用帯域を記録する最大使用帯域記録ステップと、この記録された使用帯域情報に基づいて配信された映像情報パケットの優先度を判定し、この判定した優先度の情報に基づいて、映像情報パケットを優先度が異なるパケット送信バッファに振り分けるパケット優先度判定・振分ステップと、前記優先度の情報に基づき各パケット送信バッファから映像情報パケットを取り出すパケット取出ステップと、この取り出した映像情報パケットを各映像コネクション毎に視聴者端末側へ送信する送信ステップと、を含むことを特徴とする。
【0017】
また、請求項4の発明にかかる映像配信方法は、映像配信サーバから視聴者端末に対してパケット交換機を含むネットワークを介して映像コンテンツを配信する映像配信方法であって、少なくともパケット交換機および映像配信サーバ間において、視聴者端末ごとの映像コネクションに過去の最大使用帯域を記録する最大使用帯域記録部と、この記録された使用帯域情報に基づいて配信された映像情報パケットの優先度を判定するパケット優先度判定ステップと、判定した各優先度の情報をパケットに付与し、映像情報パケットとして視聴者端末へ送信する送信ステップと、を含むことを特徴とする。
【0018】
以上のような本発明の映像配信方法および映像配信装置では、ネットワークの輻輳などによって過去に使用帯域が低下した映像コネクションをリストに記録しておき、再びネットワークが輻輳した場合に使用帯域を低下させる映像コネクションを前記リストに基づいて決定することが可能となるため、輻輳の影響を受けない映像コネクションを多く残しつつ、輻輳の影響を受ける映像も最低限の品質を保ったまま映像配信することが可能となる。前述の例で説明すると、11番目のコネクションがランダムに発生した場合に、その他の10コネクションの中で使用帯域が1Mbit/sに低下するコネクションを固定しておくと、9コネクションは高品質映像を配信でき、2コネクションは中品質映像を配信できることになるため、11コネクション全体で見た場合の品質を高く保つことが可能となる。
【0019】
なお、特開2000−253021号公報には、予め接続呼数と最低保証帯域のシステム構成情報の登録を帯域制御装置に対して行うことで、新たな呼設定時の呼損および接続遅延をなくすとともに、帯域の最低保証を行うことでリアルタイム性を要する通信品質の保証を実現する方法が提案されている。しかし、リアルタイム性を要する通信がネットワークの輻輳から受ける影響を考慮していない。また、特開2003−18209号公報には、品質保証した映像配信を実現する方法が提案されているが、事前に帯域を確保することを前提としたシステムであり、本発明とは異なる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0021】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係わる映像配信システムを示すシステム構成図である。
【0022】
図1に示すように、視聴者端末11〜13は、複数の視聴者データを同一の通信回線に混在させて転送するユーザ収容パケット交換機20を介して、ネットワーク30内の1つのパケット交換機31に接続されている。ネットワーク30内の別のパケット交換機32には映像配信サーバ40が接続されている。従って、視聴者端末11〜13は、ユーザ収容パケット交換機20、パケット交換機31および32を含む品質制御を可能とするネットワーク30を介して、映像配信サーバ40に対して映像コンテンツを要求し、これを視聴することができる。
【0023】
図2はパケット交換機31の詳細な構成を示すブロック図である。このパケット交換機31は、パケット送信インタフェース310、パケット受信インタフェース311a〜311c、メモリバッファ312、パケット優先度判定・振分部313、最大使用帯域記録部314、高優先度バッファ315、中優先度バッファ316、低優先度バッファ317、パケット取出部318により構成されている。
【0024】
前記パケット受信インタフェース311a〜311cは、ネットワーク30を介して映像配信サーバ40から送出される複数の映像情報パケットを受信するものであり、メモリバッファ312は受信された各パケットを受信した時刻順に記録するものである。最大使用帯域記録部314は各映像コネクション単位にて過去の最大使用帯域を記録しており、この最大使用帯域情報に従って、パケット優先度判定・振分部313がメモリバッファ312内の映像情報パケットの優先度を判定する。
【0025】
また、このパケット優先度判定・振分部313は判定した優先度にもとづいて各映像情報パケットを高優先度バッファ315または中優先度バッファ316に振り分けるように機能する。低優先度バッファ317は、本発明で扱う映像コネクション以外のパケットに適用される。高優先度バッファ315、中優先度バッファ316および低優先度バッファ317はパケット送信バッファを構成している。
【0026】
前記パケット取出部318は、各バッファ315〜317からの各パケットを取り出して、パケット送信インタフェース310およびユーザ収容交換機20を介して各視聴者端末11〜13へ送出するように機能する。図2では、パケット受信インタフェース311a〜311cの数あるいは優先度別バッファ315〜317の数を3個ずつとして示したが、2以上の任意の数で構成することも可能である。また、図2では、映像情報パケットが視聴者端末に流れる方向(パケット交換機32からユーザ収容パケット交換機20の方向)のみに関する構成を示しており、逆方向の構成(既存のパケット交換方法と同様)は省略してある。
【0027】
次に、この実施の形態による映像配信システムの動作を説明する。
【0028】
多くの視聴者が映像視聴を要求して映像配信サーバ40からの映像配信を受ける場合に、ユーザ収容パケット交換機20とパケット交換機31との間のネットワークが輻輳すると、通常は、映像コネクションを意識しないで映像情報パケットはパケット交換機31内で廃棄される。これに対し、本発明では、受信部としてのパケット受信インタフェース311a〜311cが映像配信サーバ40から映像情報パケットを受信すると、受信した時刻順にこれらを一旦メモリバッファ312に記録する。
【0029】
次に、パケット優先度判定部313では受信した映像情報パケットの優先情報パケットの優先度を判定し、この優先度に従って各映像情報パケットを高優先度バッファ315あるいは中優先度バッファ316に割り当てる。
【0030】
この映像情報パケットの優先度は、映像コネクション毎に過去の最大使用帯域が記録された最大使用帯域記録部314の情報から決定される。受信した映像コネクションが配信開始されてから現在まで、最大帯域(ネットワークの輻輳などの影響を受けずに、高い映像符号化速度で配信されている状態)を維持して送信されていると判断された場合は、高優先度バッファ315に振り分ける。
【0031】
また、受信した映像コネクションが配信開始されてから現在までの間に、最大帯域を維持できずに使用帯域が低下したことがある(ネットワークの輻輳などの影響により、低い映像符号化速度で配信された状態がある)場合、中優先度バッファ316に振り分ける。映像コネクションが確立されてから一定時間内の使用帯域を最大使用帯域として設定し、メモリバッファ312に流れる映像コネクションの使用帯域を監視し、最大使用帯域記録部314の情報を更新しておく。
【0032】
ここで、受信データが映像コネクションであるか否かは、品質制御を可能とするネットワーク30において送受信されるパケットのヘッダ情報により識別することができる。各映像コネクションは、さらに映像情報パケットのヘッダに記載されたIPアドレスや通信ポート番号を用いて特定することができる。また、使用帯域がある一定時間内にない場合には、同じIPアドレスや通信ポート番号でも別の映像コネクションとして見なす。
【0033】
パケット取出部318では、例えば、WFQ(Weighted Fair Queuing)やWRR(Weigted Round Robin)等のアルゴリズムを用いて、各バッファ315〜317の優先度に基づいてパケットを取り出し、送信部としてのパケット送信インタフェース310を介して、この映像情報パケット視聴者端末11〜13へ送信する。各バッファ315〜317のうち、例えば、高優先度バッファ315は完全帯域保証、中優先度バッファ316は最低域保証、低優先度バッファ317はベストエフォートとして扱うことができる。
【0034】
以上の実施の形態1により、各映像コネクション毎に使用帯域を監視し、ネットワークの輻輳が発生した場合に受ける映像コネクション毎に使用帯域を監視して、ネットワーク輻輳が発生した場合に影響を受ける映像コネクションを偏らせることにより、本発明の対象とする課題を解決し、映像コネクション全体の品質を高く保つことができる。
【0035】
(実施の形態2)
実施の形態1では、パケット交換機31で扱われる映像情報パケットに本発明の原理を適用したものであるが、実施の形態2では、映像配信サーバ40から送信された映像情報パケットに対して、本発明の原理を適用する。
【0036】
図3は、この実施の形態2に係わる映像配信システムを示すシステム構成図である。
【0037】
図3に示すように、視聴者端末11〜13は、複数の視聴者データを同一の通信回線に混在させて転送するユーザ収容パケット交換機20を介して、ネットワーク30内の1つのパケット交換機31に接続されている。また、ネットワーク30内の別のパケット交換機32には、映像情報パケット優先度付加装置50を介して映像配信サーバ40が接続されている。従って、視聴者端末11〜13は、ユーザ収容パケット交換機20、パケット交換機31、32を含み品質制御を可能とするネットワーク30、映像情報パケット優先度付加装置50を介して、映像配信サーバ40に映像コンテンツを要求し、これを視聴することができる。
【0038】
図4は、映像情報パケット優先度付加装置50の詳細な構成を示すブロック図である。
【0039】
この映像情報パケット優先度付加装置50は、パケット送信インタフェース501、パケット受信インタフェース502、パケット優先度判定部503、最大使用帯域記録部504により構成されている。前記パケット受信インタフェース502は映像配信サーバ40から送出される複数の映像情報パケットを受信するものである。最大使用帯域記録部504は各映像コネクション単位にて過去の最大使用帯域を記録するものである。また、パケット優先度判定部503はこの最大使用帯域情報に従って、映像情報パケットの優先度を判定するものである。
【0040】
また、この最大使用帯域記録部503は、判定した優先度にもとづく優先度情報を映像情報パケットのヘッダ内に付与するように機能する。前記パケット送信インタフェース501は、優先度情報が付与された映像情報パケットをパケット交換機32、ネットワーク30、パケット交換機31、ユーザ収容パケット交換機20を介して視聴者端末11〜13へ送信するように機能する。図4では、映像情報パケットが視聴者端末11〜13に流れる方向(映像配信サーバ40からパケット交換機32の方向のみに関する構成を示しており、逆方向の構成(既存のパケット交換方法と同様)は省略してある。
【0041】
次に、この実施の形態2による映像配信システムの動作を説明する。
【0042】
この実施の形態2では、配信映像の使用帯域を、映像配信サーバ40に接続した視聴者端末11〜13と映像配信サーバ40との間でのネットワークの輻輳を検出して制御する。このため、図3で映像情報パケット優先度付加装置50を設置した箇所以外においても、送信データ量を監視することは可能であり、設置箇所を限定するものではない。実施の形態2では、パケット受信インタフェース502により映像情報パケットを受信すると、パケット優先度判定部503において受信したこの映像情報パケットの優先度を判定し、この判定した優先度に従って優先度情報を映像情報パケットのヘッダ内に付与する。
【0043】
具体的には、IPパケットのTOS(Type Of Services)フィールドにこの優先度の情報を記録する。パケット優先度は、映像コネクション毎に過去の最大使用帯域が記録された最大使用帯域記録部504の情報にもとづいて決定される。受信した映像コネクションが配信開始されてから現在まで、前記同様に最大帯域を維持して送信されていると判断された場合は、高優先度と判定する。また、受信した映像コネクションが配信開始されてから現在までの間に最大帯域を維持できずに使用帯域が低下したことがある場合は、前記同様に中優先度と判定する。また、映像コネクションの使用帯域を監視して最大使用常帯記録部504の情報を更新しておく。
【0044】
実施の形態1と同様に、各映像コネクションは、映像情報パケットのヘッダに記載されたIPアドレスや通信ポート番号を用いて特定する。さらに送信データ量がある一定時間内に存在しない場合には、同じIPアドレスや通信ポート番号でも別の映像コネクションとして見なすこととする。映像コネクション以外のデータパケットは低優先度パケットとして処理される。
【0045】
以上の実施の形態2により、各映像コネクション毎に優先度を付与して送信された映像情報パケットは、品質制御を可能としたネットワーク30内で付与された情報に基づいて制御されることから、ネットワーク輻輳が発生した場合に影響をうける映像品質を高く保つことができる。
【0046】
【発明の効果】
以上のように、本発明によればネットワークを用いて視聴者に映像配信する際に、過去にネットワークが輻輳した時に使用帯域が低下した映像コネクションを把握しておき、再度ネットワークが輻輳した場合には、前記映像コネクションから使用帯域が低下するような制御を行うことにより、ネットワークの輻輳の影響を受けなかった映像コネクションは高品質で配信できる。また、ネットワークの輻輳の影響を受けた映像コネクションは中品質で配信することができる。従って、このような配信制御を行わない場合は、ネットワークの輻輳により全ての映像コネクションが少しずつ影響を受けることになり、ユーザが感じる品質は最悪時の映像品質が与える影響が大きいため、映像コネクション全体で見ると中品質での配信がほとんどを占めてしまう結果となる。本発明では、ネットワークの構築コストを高めることなく、視聴者が体感する映像コネクション全体での配信映像品質を高く維持することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る映像配信システムを示すシステム構成図
【図2】図1におけるパケット交換機を示すブロック図
【図3】本発明の実施の形態2に係る映像配信システムを示すシステム構成図
【図4】図3における映像情報パケット優先度付加装置を示すブロック図
【符号の説明】
11,12,13:視聴者端末、20:ユーザ収容パケット交換機、30:ネットワーク、31,32:パケット交換機、310:パケット送信インタフェース(送信部)、311a,311b,311c:パケット受信インタフェース、312:メモリバッファ、313:パケット優先度判定・振分部、314:最大使用帯域記録部、315:高優先度バッファ、316:中優先度バッファ、317:低優先度バッファ、318:パケット取出部、40:映像配信サーバ、50:映像情報パケット優先度付加装置、501:パケット送信インタフェース、502:パケット受信インタフェース、503:パケット優先度判定部、504:最大使用帯域記録部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a video distribution system and a video distribution method for distributing video from a video distribution server to a viewer terminal using a network.
[0002]
[Prior art]
There are roughly two methods for distributing video to a listener using a network. One is a method of transferring video data to a viewer terminal by downloading from a video distribution server on the network, and reproducing the video on the viewer terminal after the transfer is completed. Another method is a streaming technique of playing back video data while downloading it from a video distribution server on the network. In the case of video distribution, the latter technique is now widely recognized, and many video distribution software such as Windows Media (registered trademark), Real (registered trademark), QuickTime (registered trademark), etc. adopt this technology. .
[0003]
When streaming video to a listener through a network, use a network transmission band sufficient to deliver high-quality video when the network between the video distribution system and the viewer terminal is congested. Video data (packets) is lost. As a result, the encoded video cannot be correctly decoded, and the reproduced video is distorted or frozen. For this reason, the quality of the distribution video is degraded. In order to reduce this quality degradation, the video distribution system using the software prepares encoded video of multi-stage quality in advance, and the video with the optimal encoding speed according to the available network transmission band. And the like are distributed.
[0004]
Specifically, the viewer terminal has already received information on the amount of data (packet loss) that has not been correctly received from the video distribution system, information on temporal fluctuation of data arrival (delay fluctuation), or the viewer terminal. Information on the data amount (buffering amount) of the video that has arrived before playback is returned to the video distribution system. In the video distribution system, the degree of congestion of the network between the video distribution system and the viewer terminal is estimated from these pieces of information, and when it is determined that the network is congested, the video distribution system transmits the video data transmission bandwidth to the viewer terminal. Is reduced by one step.
[0005]
As a result, the necessary network transmission bandwidth is reduced, and although video quality degradation is accompanied by a reduction in coding speed, video distortion, freeze, sound interruption, etc. due to data loss (packet loss), etc. It is possible to avoid a serious quality deterioration phenomenon. From such an idea, a streaming media server has been proposed in which an appropriate connection speed parameter suitable for the actual communication environment can be automatically set in a streaming reception application for each client (see, for example, Patent Document 1). ).
[0006]
On the other hand, in recent years, for the purpose of quality assurance of continuous media communication such as audio / video using a network, a mechanism for realizing bandwidth guarantee, delay time guarantee and the like has become available in the network. Although it is conceivable to use this mechanism to completely guarantee the use band for all viewers, the network construction cost increases. As an alternative, a method of setting a minimum guaranteed bandwidth for a certain viewer is considered effective. Specifically, the DiffservAF class standardized by IETF is one implementation method for guaranteeing the minimum bandwidth used by the user in each router of the network.
[0007]
By combining the dynamic video coding rate control mechanism of the video distribution system as described above and the minimum bandwidth guarantee mechanism of the network, video distribution with minimum video quality can be ensured.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2002-94603 A (page 3, FIG. 1)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the minimum bandwidth guarantee using the Diffserv technique does not operate in cooperation with all routers between the video distribution server and the viewer terminal, and is exchanged and transferred independently for each router, so that the network is congested. There is a problem that the video connection that is affected in this case varies stochastically.
[0010]
Specifically, for example, a connection is considered in which high-quality encoded video is normally distributed in a band of 2 Mbit / s, and medium-quality encoded video is distributed in a band of 1 Mbit / s when the network is congested. Assume that a bandwidth of 20 Mbit / s is prepared for the video connection group, and the minimum guaranteed bandwidth for each connection is set to 1 Mbit / s. In this example, video distribution can be performed while maintaining a high quality state up to 10 connections, but from the 11th connection, 9 connections are divided by 2 Mbit / s and 2 connections are divided by 2 Mbit / s to obtain 1 Mbit / s. s band is used. Since it is rare for all connections to start and end at the same time, for example, if only the 11th connection starts and ends randomly, the bandwidth used decreases to 1 Mbit / s in the other 10 connections ( Connections (affected by congestion) are stochastically random.
[0011]
Here, when the video encoding speed fluctuates with time, the video quality perceived by the user is as described in Reference 1, “July 2002, IEICE Communication Quality Study Group CQ2002-71“ Changes in Bit Rate in Video Distribution Services. "Subjective quality assessment of influence""and reference 2," 2003 IEICE General Conference SB-7-1 "Subjective Quality Estimation Model of Video Distribution Service Under QoS Control""and the like. In this case, when the use band is lowered, the impression that the impression received from the quality in the low band has a strong influence on the overall overall quality, and the result is lower than the quality of the average band. In addition, it has been proved that even when the occupancy rate of the time distributed in the low band becomes large, the quality when it does not change in the low band is not lowered.
[0012]
In consideration of this quality evaluation characteristic, in the above example, when the eleventh connection is randomly generated and the connection whose use band is reduced to 1 Mbit / s is randomly determined among the other 10 connections, However, there is a problem that the quality is close to that when video is distributed in a low band.
[0013]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide video distribution that enables a user to experience high video quality when the network is congested. To provide a system and a video distribution method.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the object, a video distribution system according to the invention of claim 1 is a video distribution system for distributing video content from a video distribution server to a viewer terminal via a network including a packet switch, The packet switch records the maximum bandwidth used in the past in the video connection for each viewer terminal, and the priority of the video information packet distributed based on the bandwidth usage information recorded in the maximum bandwidth recording section A packet priority determination / distribution unit that distributes video information packets to packet transmission buffers having different priorities based on the determined priority information, and each packet transmission buffer based on the priority information. A packet extraction unit that extracts video information packets from the network, and video information packets extracted by the packet extraction unit. Characterized in that it comprises a transmitter which transmits to the viewer terminal side for each image connection.
[0015]
A video distribution system according to a second aspect of the present invention is a video distribution system for distributing video content from a video distribution server to a viewer terminal via a network including a packet switch, and at least the packet switch and the video distribution A video information packet priority adding device is provided between the servers, and the video information packet priority adding device records a maximum used bandwidth recording unit in a video connection for each viewer terminal, and a maximum used bandwidth recording unit. A packet priority determination unit for determining the priority of the video information packet distributed based on the used bandwidth information recorded in the packet, and information on each priority determined by the packet priority determination unit is attached to the packet, and the video And a transmission unit that transmits the information packet to the viewer terminal.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a video distribution method for distributing video content from a video distribution server to a viewer terminal via a network including a packet switch. The maximum used bandwidth recording step for recording the past maximum used bandwidth in the connection, and the priority of the video information packet distributed based on the recorded used bandwidth information is determined, and based on the determined priority information A packet priority determination / distribution step for distributing video information packets to packet transmission buffers having different priorities, a packet extraction step for extracting video information packets from each packet transmission buffer based on the priority information, and the extracted video A transmission step of transmitting an information packet to the viewer terminal for each video connection; And wherein the Mukoto.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a video distribution method for distributing video content from a video distribution server to a viewer terminal via a network including a packet switch, and at least the packet switch and the video distribution. A packet for determining the priority of a video information packet distributed based on the recorded used bandwidth information, and a maximum used bandwidth recording unit that records the past maximum used bandwidth in a video connection for each viewer terminal between servers. A priority determination step, and a transmission step of assigning the determined priority information to the packet and transmitting the packet to the viewer terminal as a video information packet.
[0018]
In the video distribution method and the video distribution apparatus according to the present invention as described above, video connections whose used bandwidth has been reduced in the past due to network congestion or the like are recorded in a list, and when the network is congested again, the used bandwidth is reduced. Since video connections can be determined based on the list, it is possible to distribute video while maintaining the minimum quality of video affected by congestion while leaving many video connections that are not affected by congestion. It becomes possible. In the example described above, if the 11th connection occurs randomly, and the connection whose bandwidth is reduced to 1 Mbit / s is fixed among the other 10 connections, 9 connections will display high quality video. Since two connections can deliver medium quality video, it is possible to maintain high quality when viewed over the entire 11 connections.
[0019]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-253021 eliminates call loss and connection delay when setting a new call by previously registering the system configuration information of the number of connected calls and the minimum guaranteed bandwidth to the bandwidth control device. At the same time, there has been proposed a method for realizing a guarantee of communication quality that requires real-time performance by performing a minimum bandwidth guarantee. However, it does not take into account the effects of communications that require real-time performance from network congestion. Japanese Patent Laid-Open No. 2003-18209 proposes a method for realizing quality-assured video distribution, but is a system that presupposes securing a bandwidth in advance, and is different from the present invention.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a system configuration diagram showing a video distribution system according to Embodiment 1 of the present invention.
[0022]
As shown in FIG. 1, the viewer terminals 11 to 13 transfer to a
[0023]
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the
[0024]
The
[0025]
The packet priority determination /
[0026]
The
[0027]
Next, the operation of the video distribution system according to this embodiment will be described.
[0028]
When many viewers request video viewing and receive video distribution from the
[0029]
Next, the packet
[0030]
The priority of the video information packet is determined from information of the maximum used
[0031]
In addition, the maximum bandwidth may not be maintained and the bandwidth used may have decreased from the time when the received video connection was started until the present time. (Due to the influence of network congestion, etc. If there is a status, the
[0032]
Here, whether or not the received data is a video connection can be identified by header information of a packet transmitted and received in the
[0033]
The
[0034]
According to Embodiment 1 above, the bandwidth used is monitored for each video connection, the bandwidth used is monitored for each video connection received when network congestion occurs, and the video affected when network congestion occurs By biasing the connections, it is possible to solve the subject of the present invention and keep the quality of the entire video connection high.
[0035]
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the principle of the present invention is applied to a video information packet handled by the
[0036]
FIG. 3 is a system configuration diagram showing a video distribution system according to the second embodiment.
[0037]
As shown in FIG. 3, the viewer terminals 11 to 13 transfer to a
[0038]
FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of the video information packet
[0039]
The video information packet
[0040]
The maximum used
[0041]
Next, the operation of the video distribution system according to the second embodiment will be described.
[0042]
In the second embodiment, the bandwidth of the distribution video is controlled by detecting network congestion between the viewer terminals 11 to 13 connected to the
[0043]
Specifically, the priority information is recorded in the TOS (Type Of Services) field of the IP packet. The packet priority is determined based on information of the maximum used
[0044]
As in the first embodiment, each video connection is specified using an IP address or a communication port number described in the header of the video information packet. Furthermore, when the transmission data amount does not exist within a certain time, the same IP address and communication port number are regarded as different video connections. Data packets other than video connections are processed as low priority packets.
[0045]
According to the second embodiment, since the video information packet transmitted by giving priority to each video connection is controlled based on the information given in the
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when video is distributed to viewers using a network, when the network is congested in the past, the video connection whose bandwidth is reduced is grasped, and the network is congested again. By controlling the video connection to reduce the bandwidth used, video connections that are not affected by network congestion can be distributed with high quality. Also, video connections affected by network congestion can be delivered with medium quality. Therefore, if such distribution control is not performed, all video connections are affected little by little due to network congestion, and the quality perceived by the user is greatly affected by the worst video quality. Overall, medium-quality delivery will dominate. According to the present invention, it is possible to maintain a high distribution video quality in the entire video connection experienced by the viewer without increasing the network construction cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram showing a video distribution system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a packet switch in FIG. 1. FIG. 3 is a video distribution system according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing a video information packet priority adding apparatus in FIG. 3;
11, 12, 13: Viewer terminal, 20: User accommodating packet switch, 30: Network, 31, 32: Packet switch, 310: Packet transmission interface (transmitting unit), 311a, 311b, 311c: Packet reception interface, 312: Memory buffer, 313: Packet priority determination / allocation unit, 314: Maximum used bandwidth recording unit, 315: High priority buffer, 316: Medium priority buffer, 317: Low priority buffer, 318: Packet extraction unit, 40 : Video distribution server, 50: Video information packet priority adding device, 501: Packet transmission interface, 502: Packet reception interface, 503: Packet priority determination unit, 504: Maximum used bandwidth recording unit.
Claims (4)
前記パケット交換機が、
前記視聴者端末ごとの映像コネクション単位に過去の最大使用帯域を記録する最大使用帯域記録部と、
前記最大使用帯域記録部に記録された使用帯域情報に基づいて配信された映像情報パケットの優先度を、配信開始から現在まで最大帯域を維持している場合は高優先度と判定し、配信開始から現在までの間に最大帯域を維持できずに使用帯域が低下したことがある場合は中優先度と判定し、この判定した優先度の情報に基づき、高優先度の映像情報パケットを高優先度パケット送信バッファに振り分け、中優先度の映像情報パケットを中優先度パケット送信バッファに振り分けるパケット優先度判定・振分部と、
前記優先度の情報に基づき前記高優先度パケット送信バッファまたは前記中優先度パケット送信バッファから映像情報パケットを取り出すパケット取出部と、
前記パケット取出部により取り出した映像情報パケットを各映像コネクション毎に前記視聴者端末側へ送信する送信部と、
を備えることを特徴とする映像配信システム。A video distribution system for distributing video content from a video distribution server to a viewer terminal via a network including a packet switch,
The packet switch is
A maximum usable bandwidth recording unit that records the past maximum usable bandwidth to the video connection units for each of the viewer's terminal,
The priority of the delivered video information packets based on the maximum usable bandwidth recording unit used bandwidth information recorded in the case that maintain the maximum bandwidth from the distribution start to now determines that high priority, distribution start If the maximum bandwidth has not been maintained from the current time to the present and the bandwidth used has decreased, it is determined as medium priority, and high priority video information packets are assigned high priority based on this determined priority information. A packet priority determination / distribution unit that distributes video information packets of medium priority to a medium priority packet transmission buffer;
A packet extraction unit that extracts a video information packet from the high-priority packet transmission buffer or the medium-priority packet transmission buffer based on the priority information;
A transmission unit that transmits the image information packet extracted by the packet extracting unit to the viewer's terminal for each video connection,
A video distribution system comprising:
少なくとも前記パケット交換機および前記映像配信サーバ間に映像情報パケット優先度付加装置を設け、
前記映像情報パケット優先度付加装置が、
前記視聴者端末ごとの映像コネクション単位に過去の最大使用帯域を記録する最大使用帯域記録部と、
前記最大使用帯域記録部に記録された使用帯域情報に基づいて配信された映像情報パケットの優先度を、配信開始から現在まで最大帯域を維持している場合は高優先度と判定し、配信開始から現在までの間に最大帯域を維持できずに使用帯域が低下したことがある場合は中優先度と判定するパケット優先度判定部と、
前記パケット優先度判定部で判定された各優先度の情報をパケットに付与し、映像情報パケットとして前記視聴者端末へ送信する送信部と、
を備えることを特徴とする映像配信システム。A video distribution system for distributing video content from a video distribution server to a viewer terminal via a network including a packet switch,
Provided video information packet priority application device to at least the packet switching device and between said video distribution server,
The video information packet priority adding device comprises:
A maximum usable bandwidth recording unit that records the past maximum usable bandwidth to the video connection units for each of the viewer's terminal,
The priority of the delivered video information packets based on the maximum usable bandwidth recording unit used bandwidth information recorded in the case that maintain the maximum bandwidth from the distribution start to now determines that high priority, distribution start A packet priority determination unit that determines medium priority when there is a decrease in the use bandwidth without being able to maintain the maximum bandwidth from to the present,
The grant information for each priority which is determined by the packet priority decision unit into the packet, a transmission unit for transmitting to the viewer terminal as a video information packet,
A video distribution system comprising:
前記視聴者端末ごとの映像コネクション単位に過去の最大使用帯域を記録する最大使用帯域記録ステップと、
この記録された使用帯域情報に基づいて配信された映像情報パケットの優先度を、配信開始から現在まで最大帯域を維持している場合は高優先度と判定し、配信開始から現在までの間に最大帯域を維持できずに使用帯域が低下したことがある場合は中優先度と判定し、この判定した優先度の情報に基づき、高優先度の映像情報パケットを高優先度パケット送信バッファに振り分け、中優先度の映像情報パケットを中優先度パケット送信バッファに振り分けるパケット優先度判定・振分ステップと、
前記優先度の情報に基づき前記高優先度パケット送信バッファまたは前記中優先度パケット送信バッファから映像情報パケットを取り出すパケット取出ステップと、
この取り出した映像情報パケットを各映像コネクション毎に前記視聴者端末側へ送信する送信ステップと、
を含むことを特徴とする映像配信方法。A video distribution method for distributing video content from a video distribution server to a viewer terminal via a network including a packet switch,
A maximum usable bandwidth recording step of recording historical maximum usable bandwidth to the video connection units for each of the viewer's terminal,
The priority of the video information packet distributed based on the recorded used bandwidth information is determined to be high priority when the maximum bandwidth is maintained from the start of distribution until the present, and between the start of distribution and the present When the maximum bandwidth cannot be maintained and the used bandwidth has decreased, it is determined as medium priority, and based on the determined priority information, high priority video information packets are distributed to the high priority packet transmission buffer. A packet priority determination / distribution step for distributing the medium priority video information packet to the medium priority packet transmission buffer;
A packet extracting step for extracting a video information packet from the high priority packet transmission buffer or the medium priority packet transmission buffer based on the priority information;
A transmission step of transmitting the retrieved video information packets to the viewer terminal for each video connection,
A video distribution method comprising:
少なくとも前記パケット交換機および前記映像配信サーバ間において、前記視聴者端末ごとの映像コネクション単位に過去の最大使用帯域を記録する最大使用帯域記録ステップと、
この記録された使用帯域情報に基づいて配信された映像情報パケットの優先度を、配信開始から現在まで最大帯域を維持している場合は高優先度と判定し、配信開始から現在までの間に最大帯域を維持できずに使用帯域が低下したことがある場合は中優先度と判定するパケット優先度判定ステップと、
判定した各優先度の情報をパケットに付与し、映像情報パケットとして前記視聴者端末へ送信する送信ステップと、
を含むことを特徴とする映像配信方法。A video distribution method for distributing video content from a video distribution server to a viewer terminal via a network including a packet switch,
In at least the packet switching device and between said video distribution server, and the maximum usable bandwidth recording step of recording the maximum usable bandwidth of past video connection units for each of the viewer's terminal,
The priority of the video information packet distributed based on the recorded used bandwidth information is determined to be high priority when the maximum bandwidth is maintained from the start of distribution until the present, and between the start of distribution and the present A packet priority determination step for determining a medium priority when the maximum bandwidth cannot be maintained and the used bandwidth has decreased;
Grant information for each priority determined in the packet, a transmission step of transmitting to the viewer terminal as a video information packet,
A video distribution method comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003142130A JP4247888B2 (en) | 2003-05-20 | 2003-05-20 | Video distribution system and video distribution method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003142130A JP4247888B2 (en) | 2003-05-20 | 2003-05-20 | Video distribution system and video distribution method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004349824A JP2004349824A (en) | 2004-12-09 |
JP4247888B2 true JP4247888B2 (en) | 2009-04-02 |
Family
ID=33530307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003142130A Expired - Fee Related JP4247888B2 (en) | 2003-05-20 | 2003-05-20 | Video distribution system and video distribution method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4247888B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8154602B2 (en) | 2006-05-09 | 2012-04-10 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Video quality estimation apparatus, method, and program |
-
2003
- 2003-05-20 JP JP2003142130A patent/JP4247888B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004349824A (en) | 2004-12-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101785275B (en) | Content rate selection for media servers with proxy-feedback-controlled frame transmission | |
KR101699656B1 (en) | Devices, systems, and methods for managing and adjusting adaptive streaming traffic | |
US6973047B1 (en) | System and method for providing dynamic bandwidth on demand | |
US6085252A (en) | Device, system and method for real-time multimedia streaming | |
EP2563034B1 (en) | Dynamic Bandwidth Re-Allocation | |
US20050071494A1 (en) | Method and apparatus for providing fixed bandwidth communications over a local area network | |
US20060268692A1 (en) | Transmission of electronic packets of information of varying priorities over network transports while accounting for transmission delays | |
EP1428357A1 (en) | Data communications method and system using receiving buffer size to calculate transmission rate for congestion control | |
CA2266694A1 (en) | Packet routing and queuing at headend of shared data channel | |
WO2006096823A2 (en) | Communication system and techniques for transmission from source to destination | |
CN102325251B (en) | Video monitoring and playback service realization methods and equipment | |
JP4733743B2 (en) | Apparatus and method for measuring client input buffer usage in real-time content delivery | |
Su et al. | Smooth control of adaptive media playout for video streaming | |
JP5807710B2 (en) | Content distribution system, content distribution method and program | |
US20090077256A1 (en) | Dynamic change of quality of service for enhanced multi-media streaming | |
Bouras et al. | Multimedia transmission with adaptive QoS based on real‐time protocols | |
CN105306970B (en) | A kind of control method and device of live streaming media transmission speed | |
JP4247888B2 (en) | Video distribution system and video distribution method | |
Tham et al. | Congestion adaptation and layer prioritization in a multicast scalable video delivery system | |
JP2003110558A (en) | Communication quality monitoring system | |
JP2004048450A (en) | Stream distribution method, client terminal, device, system, program, and recording medium recording the program | |
JP2022122064A (en) | Distribution server, distribution system and distribution program | |
KR20050047228A (en) | Mutlticasting serivce method of high density internet broadcast system | |
JP2001148717A (en) | Data server device | |
Schulzrinne | Transport protocols for multimedia |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050725 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080122 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080318 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081104 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081201 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090107 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090108 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120123 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130123 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |