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発明の名称 受信されたストリーミング・コンテンツ・チャンネルを変更する方法および装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−188915(P2003−188915A)
公開日 平成15年7月4日(2003.7.4)
出願番号 特願2002−263472(P2002−263472)
出願日 平成14年9月10日(2002.9.10)
代理人 【識別番号】100087321
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 勝徳
【テーマコード(参考)】
5C053
5C064
5K030
【Fターム(参考)】
5C053 FA20 GB17 GB21 LA14 
5C064 BA01 BB05 BC10 BC20 BC21 BC23 BD08
5K030 GA12 HA08 HA10 HB02 HB13 KA22 KX28 LA15 LD05 LD06
発明者 トーマス アンソニー ストール / ジヨン ウイリアム リチヤードソン
要約 課題
瞬時にチャンネルの変更を行うと共にジッタの除去されたストリーミング・コンテンツ・システムおよび方法を提供する。

解決手段
開示された装置と方法において、コンテンツ・チャンネルの信号を搬送する第1のコンテンツ・ストリームをバッファが受信する。第1のコンテンツ・ストリームはコンテンツ・チャンネルの信号を、ストリーミング・コンテンツの再生速度よりも相当に早い速度で搬送し、バッファを最初にロードする。バッファはそのコンテンツ・チャンネル信号の受信を第1のコンテンツ・ストリームから第2のコンテンツ・ストリームに切り換える。第2のコンテンツ・ストリームは、ストリーミング・コンテンツの再生とほぼ同じレート(速度)である。この切換えは一般に、所定の閾値のコンテンツ・チャンネル信号がバッファされたときに起こる。
特許請求の範囲
【請求項1】 ディジタル信号を転送する方法であって、コンテンツ・チャンネル信号を搬送する第1のコンテンツ・ストリームを、ストリーミング・コンテンツの再生レートよりも大きいレートで、バッファにおいて受信するステップと、第1のコンテンツ・ストリームを、コンテンツ・チャンネル信号を搬送する第2のコンテンツ・ストリームに切り換えるステップと、から成り、前記第2のコンテンツ・ストリームは表示レートでバッファに転送される、前記方法。
【請求項2】 コンテンツ・チャンネル信号がストリーミング・ビデオ・データから成る、請求項1記載の方法。
【請求項3】 コンテンツ・チャンネル信号がストリーミング・オーディオ・データから成る、請求項1記載の方法。
【請求項4】 第1のコンテンツ・ストリームから第2のコンテンツ・ストリームに切り換えるステップが更に、切換えに先立ちバッファが満たされていることを確認するステップを含む、請求項1記載の方法。
【請求項5】 第1のコンテンツ・ストリームから第2のコンテンツ・ストリームに切り換えるステップが更に、切換えに先立ちバッファに所定量のチャンネル・コンテンツ・データが入っていることを確認するステップを含む、請求項1記載の方法。
【請求項6】 前記第2のコンテンツ・ストリームが、マルチキャスト、ブロードキャスト(放送)、および非同期転送モード(ATM)ポイント‐マルチポイント(point‐multipoint)から成る群から選択されるタイプのものである、請求項1記載の方法【請求項7】 ディジタル信号を転送する装置であって、コンテンツ・チャンネル信号を搬送する第1のコンテンツ・ストリームを、ストリーミング・コンテンツの再生レートよりも大きいレートで、バッファにおいて受信する手段と、第1のコンテンツ・ストリームから、コンテンツ・チャンネル信号を搬送する第2のコンテンツ・ストリームに切り換える手段と、を具え、前記第2のコンテンツ・ストリームが表示レートでバッファに転送される、前記ディジタル信号転送装置。
【請求項8】 第1のディジタル・ビデオ・チャンネルから第2のディジタル・ビデオ・チャンネルに変更する方法であって、チャンネル変更コマンドを受信するステップと、第2のディジタル・ビデオ・チャンネルを搬送する第1のビデオ・ストリームを、第1のバッファから少なくとも第2のバッファへ表示レートよりも大きいレートで転送するステップと、第2のディジタル・ビデオ・チャンネルを受信すると直ちに、第1のディジタル・ビデオ・チャンネルから第2のディジタル・ビデオ・チャンネルに変更するステップと、前記第1のビデオ・ストリームから、第2のディジタル・ビデオ・チャンネルを搬送する第2のビデオ・ストリームに切り換えるステップと、から成り、前記第2のビデオ・ストリームが表示レートで第2のバッファに転送される、前記方法。
【請求項9】 第1および第2のビデオ・ストリームがディジタル加入者線(DSL)信号から成る、請求項8記載の方法。
【請求項10】 第1のビデオ・ストリームから第2のビデオ・ストリームに切り換えるステップが更に、切換えに先立ち第2のバッファが望ましいレベルに満たされていることを確認するステップを含む、請求項8記載の方法。
【請求項11】 第1のビデオ・ストリームを第1のバッファにほぼ表示レートでロードするステップを更に含む、請求項8記載の方法。
【請求項12】 チャンネル変更コマンドを受信するステップが更に、第1のバッファと第2のバッファ間の1対1(one‐to‐one)の接続を確立するステップを含む、請求項8記載の方法。
【請求項13】 前記第2のビデオ・ストリームが、マルチキャスト、ブロードキャストおよびATMポイント‐マルチポイント(point‐multipoint)のうちの1つである、請求項8記載の方法。
【請求項14】 ディジタル・ビデオ・チャンネルが、ディジタル加入者線(DSL)、ケーブル・モデム、およびISDNのうちの1つによって第2のバッファに配信される、請求項8記載の方法。
【請求項15】 機械で読取り可能なプログラム蓄積デバイスであって、第1のディジタル・ビデオ・チャンネルから第2のディジタル・ビデオ・チャンネルに変更する方法のステップを実行するために前記機械で実行可能な命令のプログラムを具体的に実施し、前記方法のステップは、チャンネル変更コマンドを受信するステップと、第2のディジタル・ビデオ・チャンネルを搬送する第1のビデオ・ストリームを、表示レートよりも大きいレートで第1のバッファから少なくとも第2のバッファへ転送するステップと、第2のディジタル・ビデオ・チャンネルを受信すると直ちに第1のディジタル・ビデオ・チャンネルから第2のディジタル・ビデオ・チャンネルに変更するステップと、そして第1のビデオ・ストリームから、第2のディジタル・ビデオ・チャンネルを搬送する第2のビデオ・ストリームに切り換えるステップと、から成り、前記第2のビデオ・ストリームは表示レートで前記第2のバッファに転送される、前記プログラム蓄積デバイス。
【請求項16】 第1のディジタル・ビデオ・チャンネルから第2のディジタル・ビデオ・チャンネルに変更するための装置であって、チャンネル変更コマンドを受信する手段と、第2のディジタル・ビデオ・チャンネルを搬送する第1のビデオ・ストリームを第1のバッファから少なくとも第2のバッファへ表示レートよりも大きいレートで転送する手段と、第2のディジタル・ビデオ・チャンネルを受信すると直ちに第1のディジタル・ビデオ・チャンネルから前記第2のディジタル・ビデオ・チャンネルに変更する手段と、第1のビデオ・ストリームから、第2のディジタル・ビデオ・チャンネルを搬送する第2のビデオ・ストリームに切り換える手段と、を具え、前記第2のビデオ・ストリームは前記第2のバッファへ表示レートで転送される、前記チャンネル変更装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ストリーミング・コンテンツ(streaming content)をダウンロードすることに関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタル・ビデオ番組を中継局(Head End:HE)からディジタル加入者線(DSL)を通してセット・トップ・ボックス(STB)に搬送する方法が業界内で提案されている。多くの場合、ディジタル・ビデオ(映像)は、MPEG2またはMPEG4のような圧縮ディジタル・ビデオの形態をとっている。これらのシステムの多くは、ビデオをネットワークの末端まで効率的に配信するために、HE装置内でビデオ・マルチキャスト(multicast)を利用する。これらのシステムの重大な制約は、DSLリンクが有する帯域幅では1つか2つのビデオ・ストリーム(Video Stream、プログラム/番組)しか同時に処理できないことである。
【0003】このような帯域幅の制約のために、これらのシステムが遭遇する1つの問題はジッタ(jitter)である。ジッタは、ディジタル信号のビット到着時間の「ずれ(deviation)」または「変位(displacement)」である。ジッタの原因として、とりわけ、ネットワークのスイッチにおけるキュー(queues)およびその後の再送信を必要とするパケットの衝突がある。また、ジッタは、非同期転送モード(Asynchronous Transfer Mode:ATM)のスイッチングまたはインターネット・プロトコル(IP)のルーティング(routing)の結果として、ビデオ・ストリームに加えられる。さらに、ビデオ(映像)がDSLのモデムからSTBに、例えば、イーサネット(登録商標)(Ethernet(登録商標))を介して家庭内に配信されると、ジッタはビデオ・ストリームに加えられて生じることもある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ジッタを訂正するために、例えば、STB内のデコーダのフロント・エンドで大型のデジッタ(de‐jitter、ジッタ除去)バッファを使用する方法が提案されている。しかしながら、デジッタ・バッファはかなりの望ましくない時間遅延を信号に与える。例えば、ビデオ(映像)を5秒間保持するように設計されたデジッタ・バッファの場合、ビデオがSTBで受信されてから表示されるまでに5秒間の遅延を生じる。
【0005】バッファリング(buffering)は付加的な問題を生じる。例えば、もし、視聴者がチャンネルを変更し、システムが単にSTBをリアルタイムのビデオ・ストリームに接続するだけであっても、視聴者は、ビデオ(映像)が表示されるまでにバッファが満たされるのを5秒間も待たなければならない。このため、多くの人々が予期するチャンネル変更の体験が損なわれる。例えば、多くの人々は或る1つの番組に落ち着くまでに、放送中の番組を調べるために、幾つかのチャンネルを「サーフィン」したがる。新しいチャンネルを選択する度に長い遅延があると種々のチャンネルを素早くサーフィンできず、視聴者はそのような遅延を特に苛立たしく感じる。
【0006】
【課題を解決するための手段】従って、本発明は、瞬時にチャンネルの変更を行うと共にジッタの除去されたストリーミング・コンテンツ(streaming content)システムおよび方法を提供する。本発明の原理に従い、バッファはコンテンツ・チャンネル信号を搬送する第1のコンテンツ・ストリームを受信する。この第1のコンテンツ・ストリームは、ストリーミング・コンテンツの再生レート(rate:速度)(playout rate)よりも相当に大きいレート(速度)でコンテンツ・チャンネル信号を搬送する。バッファはそのコンテンツ・チャンネル信号の受信を第1のコンテンツ・ストリームから第2のコンテンツ・ストリームに切り換える。該第2のコンテンツ・ストリームは、ストリーミング・コンテンツの再生レートとほぼ同じレートである。一般に、この切換えは、コンテンツ・チャンネル信号が所定の閾値(threshold)までバッファされたときに行われる。
【0007】添付されている図面に関して、本発明を以下に詳細に説明する。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明は、新しいチャンネルを選択後の初期の期間に表示速度よりも十分に速い速度でビデオ(映像)・データをSTBに伝達する。この初期の期間の間にSTBバッファに所望のレベルまでデータがロードされる。STBバッファがロードされるとビデオはビデオ・マルチキャスト(video multicast)の接続に切り換えられ、STBのビデオ・デコーダはバッファされたビデオを、ビデオ表示レート(速度)とほぼ同じレートで、STBのバッファから受信する。ビデオに関して述べたが、本発明のコンセプトおよび原理はあらゆる形態のストリーミング・ディジタル・データ(ビデオ、オーディオ、またはその組合せ)に適用できる。
【0009】本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、特殊目的のプロセッサあるいはその組合わせなど、種々の形態で実現できる。また、本発明は、プログラム(番組)蓄積デバイス上に具体化されるアプリケーション・プログラムとして、ソフトウェアでも実現できる。アプリケーション・プログラムは、適当なアーキテクチャから成るマシーンにアップロードされそのマシーンで実行される。1つの実施例では、このマシーンは、1つ以上の中央処理装置(CPU)、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、および入力/出力(I/O)インタフェースのようなハードウェアを有するコンピュータのプラットフォーム(platform、コンピュータ・システムの基盤となるハードウェアあるいはソフトウェアを示す。)で実現される。コンピュータのプラットフォームには、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・コードも含まれる。ここで述べる種々のプロセスおよび機能は、マイクロ・インストラクション・コードの一部であるか、またはオペレーティング・システム上で実行されるアプリケーション・プログラムの一部(またはその組合せ)でも良い。また、付加的なデータ蓄積(ストレージ)デバイスおよびプリンタのような他の種々の周辺装置をコンピュータのプラットフォームに接続しても良い。
【0010】本発明の説明および図面に示されているシステムの構成要素および方法のステップの幾つかはソフトウェアで実施されるので、システムの構成要素(またはプロセスのステップ)間の実際の接続は、本発明がプログラムされる方法に依り異なる。本発明の教示を与えられると、この技術分野に於て通常の技量を有する者は本発明および同様な実装または構成を思考できるであろう。
【0011】本発明の実施例によれば、インターネットによる配信におけるように、ジッタの量および激しさがしばしば問題となるシステムにおいて、デコーダのフロント・エンドに比較的大きなデジッタ(de‐jitter、ジッタ除去)バッファを具え、それによって、バッファされたビデオの量を増加させることにより、ジッタの発生および激しさを減少させることができる。
【0012】本発明は、ビデオ・サーバからインターネットでビデオを配信しているシステムに利用できる。最終的な配信は、DSL(ディジタル加入者線)、ダイヤルアップ、ケーブル・モデム、ISDN、あるいはインターネットに接続する他の手段によって行われる。また、本発明は、効率的な配信を行うためにマルチキャスト(multicast、同じデータを複数のあて先アドレスに配布すること。)信号を使用するかあるいは単にストリームを複製しストリームを個々に送出するシステムまたはネットワークの接続にも利用できる。
【0013】図1はDSLビデオを伝達するネットワークを例示する。これには、ビデオ・サーバ101、ATMスイッチ102、サービス制御プロセッサ(Service Control Processor:SCP)103が含まれている。このネットワークには複数のDSLユーザをネットワークに接続するDSLアクセス・マルチプレクサ(DSLAM)104も含まれている。DSLAM104はATMスイッチ102に接続される。DSLAM104は信号をデマルチプレクス(逆多重化)し、それをそれぞれのDSLに伝達する。このネットワークはさらに、DSLターミネータ105、ルータ106、CPE(CustomerPremise Equipment、顧客構内装置)107、STB108を具える。ビデオ・サーバ101は選択される各ビデオ・チャンネルのためのバッファを具える。これらのバッファは、STB (Set Top Box、セット・トップ・ボックス) 108において表示される最悪のジッタ発生ケース(ATM配信により生じるジッタおよびEthernet(登録商標)のようなLAN内部の配信により生じるジッタを含む)を処理する大きさにできる。
【0014】ジッタは、使用される配信チャンネルに依り数マイクロ秒から数秒にわたる。チャンネル変更コマンド用の通信チャンネルは、STB108と中継局装置109との間に存在する。顧客がチャンネルをオンにするか、またはチャンネルを変更するときに、STB108から中継局109にコマンドが送られる。SCP103は、ビデオ・サーバ101とSTB108間の接続を設定する。ビデオ・サーバ101は、通常のビデオ視聴速度(例えば、毎秒30フレーム)よりも相当に早い速度(例えば、2倍速)で中継局バッファからSTBバッファにビデオ(映像)を供給する。
【0015】本発明の1つの実施例で、接続は一時的な2箇所間の接続として論理的に設定される。他のSTBで、まったく同時にこのように高速のストリームを受信するものはない。このSTBは高速のビデオ・ストリームを受信し、直ちにそのストリームの表示を開始するが、そのビデオを通常の視聴速度で表示する。従って、ビデオはそれが表示(または消費)されている速度よりも早くSTBに到着するので、STBのフロント・エンド内のデジッタ(ジッタ除去)用バッファには映像がロード(蓄積)されている。STBバッファが望ましいレベルにまで満たされると、SCPはビデオ・ソースを、1つまたはそれ以上のSTBの間で共有できるビデオ・ストリーム(例えば、マルチキャスト)に切り換える。
【0016】図2について、生放送の場合、中継局(HE)は、STB内でデジッタ(ジッタ除去)用に使用されるバッファと少なくとも同じ大きさのバッファを維持する。例えば、5秒のSTBデジッタ・バッファに対し、中継局のバッファはビデオ(映像)を5秒間以上貯える。視聴者がチャンネルを変更すると、中継局は通常の視聴用ビデオ・レート202(例えば、毎秒30フレーム)より速いレート201(例えば、毎秒60フレーム)で、遅延されたビデオ(映像)を中継局バッファから供給する。
【0017】本発明の1つの実施例で、中継局のバッファは、情報のレベルを維持する巡回バッファまたはキュー(queue)である。中継局の送信機は、漸進的に遅れた時刻からのデータをバッファ内から引き出している。バッファは常に満たされており、従って、異なる時刻からのデータをバッファ内から引き出すことにより、多数の顧客に同時に対応できる。データは1X(1倍)のレートでバッファから転送されるが、データはより高いレート(例えば、3X(3倍))でSTBに送られている。しかしながら、STBから見て中継局バッファは空になっているように見える。
【0018】ビデオ(映像)は通常の速度で表示されているが、ストリームはより高速で到着しているので、デコーダのフロント・エンド内のデジッタ・バッファは所望のレベルに満たされる。実施例によれば、このバッファが5秒間ビデオで満たされると、中継局はSTBにビデオを高速で送信しなくなり、通常の視聴速度でビデオを送信し始める。これは1対1(one‐to‐one)の関係で起こるが、STBの入力を単にマルチキャスト(multicast)またはブロードキャスト(放送)のビデオ・ストリームに切り換えるだけでも起こり得る。マルチキャスト・ストリームはリアルタイムで送られる。初期の段階の間、この5秒間の遅延は、中継局バッファから送られている5秒間の古いデータに起因する。マルチキャストに切り換えた後、すべての遅延はSTBバッファ内に貯えられた5秒間のビデオ(映像)に起因する。
【0019】中継局でバッファされた信号からビデオ・ストリームへの切換えは中継局から制御できる。何故なら、すべての遅延されたビデオ(映像)をどの箇所でSTBが中継局のバッファから受信したのかを中継局は知っており、送信用に残されているビデオは、遅延バッファを満たすために使用されているリアルタイムのビデオのみだからである。
【0020】図3について、一時的なチャンネル変更の期間(301〜303)にデータは中継局バッファ304〜307からSTBバッファ308〜311に転送され、希望する遅延が達成されてから、バッファされたブロードキャスト(broadcast、放送)ストリーム312に切り換えられる。この方法は、リアルタイムの放送、例えば、スポーツ、映画、あるいは他のビデオ(映像)番組に利用できる。
【0021】また、第2の変更後の最初のわずかな時間に幾つかのビデオ・データが遅れて到着することも起こり得る。しかしながら、大部分のビデオ・パケットに関連するパケットの遅延は最大遅延よりも少ないと予想されるので、これは異議を生じるとは予想されない。加えて、復号化用バッファが満たされるにつれて、遅れたパケットに出会う可能性は減少する。
【0022】DSLビデオ(映像)配信システムのジッタを除去(de‐jitter)するシステムと方法について実施例を記述したが、上述した教示に鑑みて修正および変更が当業者によってなし得る。従って、本発明の精神とクレームの範囲内で開示された本発明の実施例の変更がなされ得る。このように本発明は特許法で要求される委曲をつくして説明され、特許証で保護されることが望まれる請求事項はクレームに記載されている。




 

 


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