JP7630293B2 - Rate control server, distribution system and rate control program - Google Patents
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Description
本発明は、複数の視聴端末への動画配信システムに関する。 The present invention relates to a video distribution system for multiple viewing terminals.
近年、仮想化ネットワーク技術の成熟により、5Gのネットワークスライス技術のような、サービスの要件などに応じて仮想的なネットワークを使い分ける通信サービスが商用的に利用可能となっている。仮想化ネットワークを利用したサービスは、今後ますます増加することが予想され、例えば、コンテンツ配信事業者が仮想的に構築された帯域保証型のネットワークを占有できるような通信サービスを利用することも技術的に可能となっている。このようなネットワークでは、他事業者のトラフィックの影響を受けることがないため、コンテンツ配信事業者が仮想的な配信ネットワーク上に流れる全てのトラフィックをコントロールすることが可能となる。よって、従来のインターネット配信と比較し、動画視聴における視聴者の体感品質(QoE: Quality of Experience)をより細かく管理することが可能となることが期待されている。 In recent years, with the maturation of virtualized network technology, communication services that use different virtual networks depending on the requirements of the service, such as 5G network slicing technology, have become commercially available. Services using virtualized networks are expected to increase in the future. For example, it is technically possible for content distributors to use communication services that allow them to occupy a virtually constructed bandwidth-guaranteed network. In such a network, the content distributor can control all the traffic flowing on the virtual distribution network because it is not affected by the traffic of other operators. Therefore, it is expected that it will be possible to manage the quality of experience (QoE) of viewers when watching videos more precisely than with conventional Internet distribution.
動画のQoEに基づく品質評価については研究が進んでおり、例えば、国際標準規格であるITU-T,SG12,P1203がある。これらの評価指標は、動画のビットレート、解像度、フレームレートといったエンコードパラメータからMOS(Mean Opnion Score)値を推定するものである。
しかし、これらの指標は、エンコードパラメータから評価値を算出するため、動画の動きの激しさといった絵柄を考慮した指標となっておらず、あくまで、あらゆる動画における平均的な評価指標となっている。
一方、国際標準規格ではないものの、一般に利用されているVMAF(Video Multimethod Assessment Fusion)、SSIM+(Structural SIMilarity plus)などの評価指標は、符号化前の参照画像と比較して評価値を算出するものである。また、これらの評価指標は、P1203と同様に、MOS値に基づく評価値であり、0~100のスコアでQoEを評価することが可能となっている。
Research into video quality assessment based on QoE is progressing, for example, in the international standard ITU-T SG12 P1203. These assessment indices estimate a Mean Opinion Score (MOS) value from encoding parameters such as video bit rate, resolution, and frame rate.
However, because these indices calculate evaluation values from encoding parameters, they do not take into account image characteristics such as the intensity of motion in the video, and are merely average evaluation indices for all videos.
On the other hand, although not an international standard, evaluation indices such as VMAF (Video Multimethod Assessment Fusion) and SSIM+ (Structural SIMilarity plus) are commonly used to calculate evaluation values by comparing with a reference image before encoding. In addition, like P1203, these evaluation indices are evaluation values based on MOS values, and it is possible to evaluate QoE with a score of 0 to 100.
ところで、OTTでのストリーミング動画配信は、MPEG-DASHを始めとするHTTP ABR(Adaptive-Bit-Rate)方式を利用した配信方式が主流となっている。ABRとは、同じ動画コンテンツに対してビットレートが異なる複数の品質のストリームを用意し、各ストリームを一定時間ごとに区切られたセグメントと呼ばれる単位に分割することで、品質を切り替えながらシームレスに視聴することが可能な技術である。視聴端末は、現在のネットワークのスループットを計測し、スループットに対して適切な品質のセグメントを自律的に選択することで、動画再生のフリーズを抑制しつつ、ネットワーク状況に応じた高ビットレートな動画を視聴することができる。 Meanwhile, the mainstream OTT streaming video delivery is a delivery method that uses the HTTP ABR (Adaptive-Bit-Rate) method, including MPEG-DASH. ABR is a technology that provides multiple quality streams with different bit rates for the same video content, and divides each stream into units called segments that are separated by fixed time intervals, allowing seamless viewing while switching between qualities. The viewing terminal measures the current network throughput and autonomously selects a segment with an appropriate quality for the throughput, thereby preventing video playback from freezing and allowing viewing of high bitrate videos according to the network conditions.
しかしながら、ビットレート、解像度、フレームレートといったエンコードパラメータが同じであっても、映像の特性に応じてセグメントごとに実際のQoEは異なる。通常のABRアルゴリズムでは、ビットレートのみを基準に品質が選択されるため、品質選択にQoEが考慮されていなかった。
そこで、例えば、特許文献1では、セグメントのビットレートに加え、QoEを考慮して品質選択を行う方式が提案されている。
However, even if encoding parameters such as bit rate, resolution, and frame rate are the same, the actual QoE varies from segment to segment depending on the video characteristics. In a typical ABR algorithm, the quality is selected based only on the bit rate, and the QoE is not taken into consideration when selecting the quality.
Therefore, for example,
しかしながら、従来のABRアルゴリズム(品質選択アルゴリズム)は、前述のように、各端末により測定されるスループットや受信バッファ量に基づく端末による自律制御である。このようなアルゴリズムは、一般的に、スループットに余裕がある場合は、できるだけ高レートの品質を選択するような実装となっていることから、他の視聴端末との帯域の奪い合いが発生する。結果として、端末ごとに視聴品質のばらつきがランダムに発生し、サービス全体としてのQoEを損ねてしまう課題があった。
特許文献1の方法も、端末の自律制御を前提としているため、他の視聴端末との帯域の奪い合いを解決することができない。
However, as described above, the conventional ABR algorithm (quality selection algorithm) is autonomously controlled by the terminal based on the throughput and the reception buffer amount measured by each terminal. Such an algorithm is generally implemented to select the highest possible quality rate when there is a margin of throughput, which results in a battle for bandwidth with other viewing terminals. As a result, there is a problem that the viewing quality varies randomly from terminal to terminal, impairing the QoE of the service as a whole.
The method of
本発明は、動画配信サービス全体としてのQoEを向上できる配信システムを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a distribution system that can improve the QoE of the entire video distribution service.
動画のコンテンツを一定時間ごとのセグメントに分割し、配信サーバが視聴端末へ複数の品質で選択的に配信するシステムにおいて、本発明に係るレート制御サーバは、コンテンツID、セグメント番号、及び品質識別番号ごとのセグメントデータの品質評価値及びサイズを管理するデータ情報管理部と、複数の前記視聴端末それぞれから、前記コンテンツID及び前記セグメント番号を含む端末通知情報を受信するデータ受信部と、受信された複数の前記端末通知情報それぞれに含まれる前記セグメント番号以降の所定期間のセグメントデータのサイズの総合計が、前記システムの利用可能帯域内で当該所定期間に配信可能な大きさであることを条件に、各セグメントに対する前記品質識別番号ごとの前記品質評価値に基づいて、当該所定期間に前記視聴端末に配信されるセグメント全体として品質を最大化するように、当該所定期間のセグメントの前記品質識別番号を確定する品質計算部と、確定した前記品質識別番号を、該当のセグメントを要求した前記視聴端末へ送出する品質送出部と、を備える。 In a system in which video content is divided into segments of a fixed time interval and a distribution server selectively distributes the content to viewing terminals at multiple qualities, the rate control server according to the present invention comprises: a data information management unit that manages the quality evaluation value and size of segment data for each content ID, segment number, and quality identification number; a data receiving unit that receives terminal notification information including the content ID and the segment number from each of the multiple viewing terminals; a quality calculation unit that determines the quality identification number of the segment for the specified period based on the quality evaluation value for each quality identification number for each segment, so as to maximize the quality of the entire segments distributed to the viewing terminal during the specified period, provided that the total sum of the sizes of the segment data for the specified period from the segment number included in each of the multiple received terminal notification information is a size that can be distributed during the specified period within the available bandwidth of the system; and a quality sending unit that sends the determined quality identification number to the viewing terminal that requested the segment.
前記レート制御サーバは、前記品質送出部により、前記所定期間のセグメントの前記品質識別番号を送出した後、所定時間に前記データ受信部が受信した端末通知情報を、前記品質計算部へ通知する端末情報管理部を備えてもよい。 The rate control server may include a terminal information management unit that notifies the quality calculation unit of terminal notification information received by the data receiving unit at a predetermined time after the quality sending unit sends the quality identification number of the segment for the predetermined period.
前記端末情報管理部は、前記品質送出部により、前記所定期間のセグメントの前記品質識別番号を送出した後、前記視聴端末の全てから次の端末通知情報を受信すると、経過時間に関わらず、前記データ受信部が受信した前記次の端末通知情報を、前記品質計算部へ通知してもよい。 When the terminal information management unit receives the next terminal notification information from all of the viewing terminals after the quality sending unit has sent out the quality identification number of the segment for the specified period, the terminal information management unit may notify the quality calculation unit of the next terminal notification information received by the data receiving unit regardless of the elapsed time.
前記品質計算部は、複数の前記視聴端末における前記所定期間の前記品質評価値の総合計を最大化するように、各セグメントに対する前記品質識別番号を確定してもよい。 The quality calculation unit may determine the quality identification number for each segment so as to maximize the total sum of the quality evaluation values for the specified period at the multiple viewing terminals.
前記品質計算部は、複数の前記視聴端末における前記所定期間の前記品質評価値のうちの最小値を最大化するように、各セグメントに対する前記品質識別番号を確定してもよい。 The quality calculation unit may determine the quality identification number for each segment so as to maximize the minimum value of the quality evaluation values for the specified period among the multiple viewing terminals.
前記品質計算部は、前記最小値が所定の目標値を超えるまでを上限に、各セグメントに対する前記品質識別番号を一段階ずつ上昇させてもよい。 The quality calculation unit may increase the quality identification number for each segment by one step, up to an upper limit until the minimum value exceeds a predetermined target value.
本発明に係る配信システムは、前記レート制御サーバと、前記配信サーバと、前記レート制御サーバから受信した前記品質識別番号のセグメントを前記配信サーバに要求して取得する複数の前記視聴端末と、を備える。 The distribution system according to the present invention includes the rate control server, the distribution server, and a plurality of viewing terminals that request and obtain segments of the quality identification number received from the rate control server from the distribution server.
前記レート制御サーバは、前記所定期間のセグメントの前記品質識別番号を送出し終わるまでに、新たな視聴端末から前記端末通知情報を受信した場合、当該新たな視聴端末へ、前記利用可能帯域とは異なる別回線の利用を指示する通知を送出し、前記視聴端末は、当該通知に応じて、前記別回線を介して前記配信サーバにセグメントを要求してもよい。 If the rate control server receives the terminal notification information from a new viewing terminal before it has finished sending the quality identification number for the segment for the specified period, it may send a notification to the new viewing terminal instructing it to use a different line than the available bandwidth, and the viewing terminal may request the segment from the distribution server via the different line in response to the notification.
本発明に係るレート制御プログラムは、前記レート制御サーバとしてコンピュータを機能させるためのものである。 The rate control program of the present invention is for causing a computer to function as the rate control server.
本発明によれば、動画配信サービス全体としてのQoEを向上できる。 The present invention can improve the QoE of the entire video distribution service.
以下、本発明の実施形態の一例について説明する。
図1は、本実施形態における配信システム1の全体構成、及び動画の配信フローを示す図である。
An example of an embodiment of the present invention will now be described.
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a
配信システム1は、動画の配信サーバ10、配信サーバ10に接続されたスイッチ21、スイッチ21に接続されたスイッチ22、スイッチ22に接続された視聴端末30群、及びレート制御サーバ40で構成される。
ここで、スイッチ21-スイッチ22間は、コンテンツ事業者が占有可能なネットワークとし、その他のリンクの帯域は十分あるものとする。
The
Here, it is assumed that the network between the
また、配信サーバ10には、一つの動画コンテンツに対して、ビットレートが互いに異なる複数の品質(例えば、1500kbps,1000kbps,500kbps)のストリームが一定の時間(例えば、2秒)で区切ったセグメント単位で格納されており、複数の異なる動画コンテンツが存在するものとする。
なお、配信サーバ10、及び配信サーバ10とスイッチ21との間のリンクのトラフィック分散のため、配信サーバ10は複数設けられてもよい。
In addition, for one video content, the
In order to distribute traffic on the
レート制御サーバ40は、視聴端末30群からアクセス可能な任意のネットワークに接続されているものとし、本実施形態では、スイッチ21に接続されているものとする。
レート制御サーバ40は、配信サーバ10に格納される全てのセグメントごとのビットレート情報(例えば、セグメントのバイトサイズなど)と、所定の品質評価値を保有している。品質評価値として、例えば、VMAFを利用することができるが、PSNR,SSIM,SSIM+など、その他の評価指標が用いられてもよい。また、レート制御サーバ40は、スイッチ21-スイッチ22間の利用可能帯域BWを把握している。
The
The
まず、視聴端末30は、レート制御サーバ40に対して、コンテンツID及びセグメント番号を通知する(1)。
レート制御サーバ40は、全ての視聴端末30からの通知を受けると、それぞれの通知に対して提供する品質を算出する(2)。ただし、既に品質が計算されている場合は省略される。そして、レート制御サーバ40は、全ての視聴端末30に対し、一斉に品質を通知する(3)。
視聴端末30は、配信サーバ10に該当の品質のセグメントをリクエストし(4)、配信サーバ10は、リクエストを受けたセグメントを送出する(5)。
First, the
When the
The
図2は、本実施形態におけるレート制御サーバ40の機能構成を示す図である。
レート制御サーバ40は、制御部及び記憶部の他、各種のインターフェースを備えた情報処理装置であり、記憶部に格納されたソフトウェア(レート制御プログラム)を制御部が実行することにより、本実施形態の各種機能が実現される。
FIG. 2 is a diagram showing the functional configuration of the
The
レート制御サーバ40の制御部は、データ受信部41と、端末情報管理部42と、品質計算部43と、データ情報管理部44と、品質管理部45と、品質送出部46とを備える。
The control unit of the
データ受信部41は、視聴端末30から、端末情報管理部42で生成された端末識別番号を含む端末通知情報(コンテンツID、セグメント番号、端末識別番号)を受信し、端末情報管理部42に登録する。なお、初回アクセス時は、端末通知情報に端末識別番号は含まれない。
The
端末情報管理部42は、各視聴端末30からの初回アクセス時に、この視聴端末30に端末識別番号を付与し、データ受信部41から取得した端末通知情報を、端末識別番号で管理する。端末情報管理部42は、品質管理部45に端末通知情報を通知し、品質送出部46に端末識別番号を通知する。
When each
また、端末情報管理部42は、品質管理部45に格納された品質情報を全ての視聴端末30に通知し終えたことを検知すると、所定の時間を計時するタイマをセットする。タイマがタイムアウトになるか、もしくは前回通知があった全ての視聴端末30から通知を受信すると、現在保持している端末通知情報を品質計算部43に通知する。このとき、タイマがセットされていた場合は解除される。
When the terminal
品質計算部43は、端末情報管理部42から通知された端末通知情報と、データ情報管理部44から得られるセグメントごとの品質評価値及びサイズとに基づいて、提供する品質を計算する。品質計算部43は、計算結果を品質管理部45に通知する。
The
データ情報管理部44は、コンテンツID及びセグメント番号をキーとして、セグメントごとの品質評価値及びサイズを管理し、品質計算部43からの要求に応じて、管理情報を通知する。
The data
品質管理部45は、端末識別番号及びセグメント番号をキーとして、品質計算部43の計算結果である品質を管理し、端末情報管理部42からの要求に応じて、品質送出部46に該当の品質を通知する。
The
品質送出部46は、端末情報管理部42から通知された端末識別番号により識別される視聴端末30へ、品質管理部45から通知された品質を送出する。
The
ここで、品質計算部43による品質計算の手法を詳述する。
まず、以下の変数を定義する。
id_c: 視聴端末30が通知するコンテンツID
t’_c: 視聴端末30が通知するセグメント番号
t’: セグメント番号、1≦t’≦コンテンツごとのセグメントの総数
q[id][t’][l]: コンテンツ、セグメント、品質ごとの品質評価値
ss[id][t’][l]: コンテンツ、セグメント、品質ごとのサイズ
BW: 利用可能帯域(bps)
SD: 1セグメントあたりの動画の長さ(sec)
c: 端末識別番号、1≦c≦Csize
t: セグメントの時刻識別番号、1≦t≦Tsize
l: 品質識別番号、1≦l≦lmax
Tsize: 一度に計算するセグメント数
Csize: 視聴端末30の総数
lmax: ABRにおいて用意された動画品質セットの種類の数
Here, the method of quality calculation by the
First, define the following variables:
id_c: Content ID notified by the
t'_c: segment number notified by the viewing terminal 30 t': segment number, 1≦t'≦total number of segments for each content q[id][t'][l]: quality evaluation value for each content, segment, and quality ss[id][t'][l]: size for each content, segment, and quality BW: available bandwidth (bps)
SD: Video length per segment (sec)
c: terminal identification number, 1≦c≦Csize
t: Time identification number of the segment, 1≦t≦Tsize
l: quality identification number, 1≦l≦lmax
Tsize: Number of segments to be calculated at one time Csize: Total number of
配信サーバ10に格納されるコンテンツは、コンテンツIDで管理される。全てのコンテンツに対して、セグメント単位で品質評価値がサービス開始前に予め付与される。本実施形態では、評価指標としてVMAFを利用する。この品質評価値及びセグメントのサイズが、それぞれ配列q[id][t’][l]及びss[id][t’][l]に格納される。
Content stored in the
なお、端末識別番号cは、例えば、レート制御サーバ40へのアクセス順に、1からシーケンシャルに各視聴端末30に割り振られる。
また、品質識別番号lは、例えば、ABRにおける動画品質セットのうち、ビットレートの小さいものから順に、1からシーケンシャルに割り振られる。
The terminal identification numbers c are assigned to the
The quality identification number l is assigned sequentially from 1, for example, in the ABR moving image quality set, in order from the smallest bit rate.
全ての視聴端末30から、id_c(視聴したいコンテンツID)と、t’_c(視聴したいセグメント番号)の通知を受けると、品質計算部43は、前処理として、各視聴端末30に付与された端末識別番号cに対して、計算で利用する以下の配列を初期化する。
Q[c][t][l]: 計算で利用する端末、時刻、品質ごとの品質評価値
SS[c][t][l]: 計算で利用する端末、時刻、品質ごとのサイズ(bit)
R[c][t]: 計算で求める端末、時刻ごとの品質識別番号、1≦R≦lmax
When id_c (the content ID to be viewed) and t'_c (the segment number to be viewed) are received from all
Q[c][t][l]: Terminal, time, and quality evaluation value for each quality used in the calculation SS[c][t][l]: Terminal, time, and quality size (bits) used in the calculation
R[c][t]: Terminal to be calculated, quality identification number for each time, 1≦R≦lmax
図3は、本実施形態における前処理のアルゴリズムを示す図である。
前処理では、視聴端末30の総数Csize、及び一度に(1サイクルで)計算するセグメント数Tsizeの範囲で、全ての品質識別番号R[c][t]が最小値である1に初期化される。
また、全ての品質識別番号に対して、品質評価値Q[c][t][l]及びサイズSS[c][t][l]には、予め用意されている品質評価値q[id][t’][l]及びサイズss[id][t’][l]の該当する値が代入される。
FIG. 3 is a diagram showing a preprocessing algorithm in this embodiment.
In the preprocessing, all quality identification numbers R[c][t] are initialized to 1, which is the minimum value, within the range of the total number Csize of
In addition, for all quality identification numbers, the quality evaluation value Q[c][t][l] and size SS[c][t][l] are substituted with the corresponding values of the quality evaluation value q[id][t'][l] and size ss[id][t'][l] that have been prepared in advance.
図4は、本実施形態における品質計算部43による前処理完了後の初期状態を例示する図である。
この例は、Csize(端末数)が2、Tsize(計算するセグメント数)が4、lmax(品質数)が3の場合を示している。この場合、品質計算部43は、1回の品質計算で2台の視聴端末30に対する4セグメント分の品質識別番号R[c][t]を決定する。
FIG. 4 is a diagram illustrating an initial state after completion of preprocessing by the
This example shows a case where Csize (number of terminals) is 2, Tsize (number of segments to be calculated) is 4, and lmax (quality number) is 3. In this case, the
前処理が終了すると、2台の視聴端末30のそれぞれに対する時刻t:1~4のセグメントについて、品質識別番号R[c][t]の8個の要素は全て1に初期設定され、Q[c][t][l]の24個の要素には、データ情報管理部44から得られる品質評価値が設定される。
なお、セグメントのサイズSS[c][t][l]の図示は省略しているが、Q[c][t][l]と同様に配列の24個の要素には、データ情報管理部44から得られる値が設定される。
Once preprocessing is complete, for segments from time t:1 to 4 for each of the two
Although the segment size SS[c][t][l] is not shown, similar to Q[c][t][l], the 24 elements of the array are set to values obtained from the data
次に、各品質識別番号R[c][t]を求める計算処理の詳細を示す。
初期状態において、品質計算で求める品質識別番号R[c][t]には、全て最低の品質を示す1が格納されている。このとき、品質計算部43は、次の条件式(1)を満たす範囲内でR[c][t]の要素のいずれかを1段階ずつ上昇させ、最適な品質を求める。
In the initial state, the quality identification numbers R[c][t] calculated by the quality calculation all store the
この条件式(1)の範囲でR[c][t]を決定することにより、(Tsize・SD)秒以内に1サイクル(視聴端末30から端末通知情報を受け、t:1~t:4のセグメントを配信し終えるまで)を完了することが可能となり、視聴端末30での動画再生時にフリーズが発生することなく安定視聴ができる。
By determining R[c][t] within the range of conditional formula (1), it becomes possible to complete one cycle (from receiving terminal notification information from the
図5は、本実施形態におけるセグメントごとの品質識別番号R[c][t]を決定する具体的な処理手順を例示する図である。
この例は、「全端末の平均QoEを最大化すること」を目的とする場合の処理手順を示している。
FIG. 5 is a diagram illustrating a specific processing procedure for determining the quality identification number R[c][t] for each segment in this embodiment.
This example shows a processing procedure when the objective is to "maximize the average QoE of all terminals."
ステップS1において、品質計算部43は、R[c][t]<lmaxを満たすc,tのうち、ステップS4でR[c][t]が確定していない組を抽出する。
In step S1, the
ステップS2において、品質計算部43は、ステップS1で(c,t)の組が抽出されたか否かを判定する。この判定がYESの場合、処理はステップS3に移り、判定がNOの場合、処理は終了する。
In step S2, the
ステップS3において、品質計算部43は、抽出された(c,t)について、次の計算式(2)を実行し、QoEの向上効果が高い一組の(result_c,result_t)を求める。
ステップS4において、品質計算部43は、求まった(result_c,result_t)を用いて、R[result_c][result_t]を一段階上昇させる(R[result_c][result_t]++)。
In step S4, the
ステップS5において、品質計算部43は、ステップS2で更新されたR[c][t]によって条件式(1)を満たしているか否かを判定する。この判定がYESの場合、処理はステップS1に移り、判定がNOの場合、処理はステップS6に移る。
In step S5, the
ステップS6において、品質計算部43は、R[result_c][result_t]を一段階低下させ(R[result_c][result_t]--)、R[result_c][result_t]を確定する。
その後、処理はステップS1に移る。
In step S6, the
Then, the process proceeds to step S1.
この処理手順では、全てのR[c][t]が確定、又は全てのR[c][t]=lmaxとなった場合、ステップS1~S6のループを抜け、品質計算が終了する。
品質計算の終了後、各視聴端末30から受信した端末通知情報に対応して、R[c][t](t=1)に格納されている品質識別番号がそれぞれ、該当の視聴端末30に通知される。視聴端末30から2回目以降(t:2~t:4)の端末通知情報を受けた際は、既に対応するR[c][t]が計算済みであるため、品質計算部43は、新たな計算を省略し、R[c][t]に格納されている計算済みの品質識別番号を通知する。
In this processing procedure, when all R[c][t] are determined or all R[c][t]=lmax, the loop of steps S1 to S6 is exited and the quality calculation ends.
After the quality calculation is completed, the quality identification number stored in R[c][t] (t=1) is notified to each
この処理手順においいて、「セグメント単位で最低QoEを底上げすること」を目的とする場合は、ステップS3の計算式(2)が次の計算式(3)に変更される。
また、さらに、目標QoE(Target_QoE)を設定する場合は、計算式(3)を利用した上で、ループ終了条件に次の条件式(4)が追加される。
目標QoEは、配信側が設定する値であり、利用する品質評価値に基づいて決定されてよい。目標QoEを設定することで過剰な品質での配信を抑制することができ、通信量の削減が期待できる。 The target QoE is a value set by the delivery side and may be determined based on the quality evaluation value used. By setting a target QoE, delivery with excessive quality can be suppressed, and a reduction in communication volume can be expected.
図6は、本実施形態におけるレート制御サーバ40の処理フローを示す図である。
本処理(ステップS11~S19のサイクル)は、配信システム1のサービスが開始されると、繰り返し実行され、サービスの終了まで視聴端末30からの端末通知情報の待ち受け状態となる。
このとき、データ受信部41は、視聴端末30から、コンテンツID(id_c)及びセグメント番号(t’_c)を含む端末通知情報を受信する。視聴端末30が端末情報管理部42により付与された端末識別番号cを既に持っている場合は、この端末識別番号cも通知される。
FIG. 6 is a diagram showing a process flow of the
This process (a cycle of steps S11 to S19) is repeatedly executed when the service of the
At this time, the
ステップS11において、端末情報管理部42は、タイマ(例えば、100ms)をセットする。
In step S11, the terminal
ステップS12において、端末情報管理部42は、タイマがタイムアウトになるか、又は前回のサイクルで送出を行った全ての視聴端末30からの通知を受信するまで待機する。前回送出を行った端末かどうかは、端末からの端末識別番号cの通知の有無により判断できる。
なお、前回の通知が無く、初めて通知を受けた場合は、直ちにステップS3へ遷移してよい。
In step S12, the terminal
If there has been no previous notification and this is the first notification received, the process may immediately proceed to step S3.
ステップS13において、端末情報管理部42は、端末通知情報を受信したか否かを判定する。この判定がYESの場合、処理はステップS14に移り、判定がNOの場合、処理はステップS11に戻る。
In step S13, the terminal
ステップS14において、端末情報管理部42は、これまでに通知があった新たな視聴端末30の情報を登録する。このとき、端末情報管理部42は、視聴端末30ごとに端末識別番号cを付与する。
In step S14, the terminal
ステップS15において、品質計算部43は、登録されている視聴端末30に対して、前述の手順(図5)により、それぞれのコンテンツについて、通知されたセグメント番号を含む未来の数セグメント(例えば、4セグメント分)の品質計算を実施する。
In step S15, the
ステップS16において、品質送出部46は、登録されている視聴端末30に対して、端末通知情報のセグメント番号に対応したセグメント、すなわち、品質計算された最初のセグメントの品質識別番号を一斉に送出する。このとき、品質送出部46は、新たに登録された視聴端末30へ、端末識別番号cも同時に送出する。
In step S16, the
ステップS17において、品質識別番号を送出した視聴端末30から次の端末通知情報を受信するまで待機する。
In step S17, the system waits until the next terminal notification information is received from the
ステップS18において、品質送出部46は、受信した端末通知情報のセグメント番号に対応したセグメントの、既に計算済みの品質識別番号を、該当の視聴端末30へ送出する。
In step S18, the
ステップS19において、品質管理部45は、品質計算済みの最後のセグメントの品質識別番号を送出したか否かを判定する。この判定がYESの場合、1サイクルが終了する。一方、判定がNOの場合、処理はステップS17に戻る。
In step S19, the
この処理により、視聴端末30は、レート制御サーバ40から受信した品質識別番号のセグメントを配信サーバ10に要求し、取得したセグメントデータをバッファに蓄積しつつ、再生を行う。
By this process, the
なお、ステップS13以降において、未登録の視聴端末30から端末通知情報を受信した場合は、次回のサイクルで処理されることとしてよい。
あるいは、視聴端末30での待ち時間を短縮するために、帯域利用料が安価なベストエフォート回線など、別回線を利用して、初期バッファを開始させ、次回以降のサイクルで同期させてもよい。この場合、例えば、視聴端末30へは、品質識別番号に代えて別回線の利用を示す通知が送出され、視聴端末30と配信サーバ10とが別回線で接続される。
Note that, in step S13 and thereafter, if terminal notification information is received from an
Alternatively, in order to shorten the waiting time at the
本実施形態によれば、動画のコンテンツを一定時間ごとのセグメントに分割し、複数の品質で選択的に配信する配信システム1のレート制御サーバ40は、コンテンツID、セグメント番号、及び品質識別番号ごとのセグメントデータの品質評価値及びサイズを管理し、複数の視聴端末30それぞれから、コンテンツID及びセグメント番号を含む端末通知情報を受信すると、このセグメント番号以降の所定期間のセグメントデータのサイズの総合計が、配信システム1の利用可能帯域内で所定期間に配信可能な大きさであることを条件に、各セグメントに対する品質識別番号ごとの品質評価値に基づいて、所定期間に視聴端末30に配信されるセグメント全体として品質を最大化するように品質識別番号を確定し、確定した品質識別番号を、該当のセグメントを要求した視聴端末30へ送出する。
According to this embodiment, the
これにより、レート制御サーバ40は、セグメント単位でQoEの評価値に基づき配信レートを決定することで、利用可能帯域を効率的に利用しつつ、複数の視聴端末30を協調的に制御する。このとき、レート制御サーバ40は、全ての視聴端末30における未来の所定期間の品質を考慮した上で品質識別番号を決定するため、品質選択の幅が広がることから、より効率的に目的とする品質選択を行うことが可能となる。この結果、動画配信サービス全体としてのQoEを向上できる。
As a result, the
レート制御サーバ40は、所定期間のセグメントの品質識別番号を送出した後、所定時間に受信した端末通知情報に基づいて、これらに対応するセグメントに対して、品質を確定する。
したがって、レート制御サーバ40は、複数の視聴端末30に対して提供する品質を同期して適切に制御することができる。
After sending out the quality identification numbers of the segments for a predetermined period, the
Therefore, the
また、レート制御サーバ40は、所定期間のセグメントの品質識別番号を送出した後、視聴端末30の全てから次の端末通知情報を受信すると、経過時間に関わらず、受信した次の端末通知情報に基づいて、これらに対応するセグメントに対して、品質を確定する。
したがって、レート制御サーバ40は、タイマによる待機時間を低減して効率的に処理することができる。
Furthermore, after the
Therefore, the
レート制御サーバ40は、複数の視聴端末30における所定期間の品質評価値の総合計を最大化するように、各セグメントに対する品質識別番号を確定することにより、全視聴端末30の平均QoEを最大化し、限られた帯域の中で各端末のQoE評価値を可能な限り上昇させることができる。
The
また、レート制御サーバ40は、複数の視聴端末30における所定期間の品質評価値のうちの最小値を最大化するように、各セグメントに対する品質識別番号を確定することにより、セグメント単位で最低QoEを底上げし、限られた帯域の中で、可能な限り視聴者が不快に感じる視聴時間を抑制することができる。
In addition, the
さらに、レート制御サーバ40は、品質評価値の最小値が所定の目標値を超えるまでを上限に、各セグメントに対する品質識別番号を一段階ずつ上昇させることにより、必要十分な目標QoEでの視聴を確保しつつ、過剰な品質での配信を抑制し、通信量を削減することができる。
Furthermore, the
レート制御サーバ40は、所定期間のセグメントの品質識別番号を送出し終わるまでに、新たな視聴端末30から端末通知情報を受信した場合、この新たな視聴端末へ、別回線の利用を指示する通知を送出し、視聴端末30は、この通知に応じて、別回線を介して配信サーバ10にセグメントを要求してもよい。
これにより、視聴端末30は、新たに動画配信を要求する際に、レート制御サーバによる処理サイクルの終了を待機することなく、即座に動画再生を開始できる。
If the
This allows the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、前述の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載されたものに限定されるものではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments. Furthermore, the effects described in the above-described embodiments are merely a list of the most favorable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are not limited to those described in the embodiments.
本実施形態では、主に配信システム1の構成と動作について説明したが、本発明はこれに限られず、各構成要素を備え、動画を配信するための方法、又はプログラムとして構成されてもよい。
In this embodiment, the configuration and operation of the
さらに、配信システム1の機能を実現するためのプログラムをコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。
Furthermore, the functions of the
ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器などのハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータで読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROMなどの可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスクなどの記憶装置のことをいう。 The term "computer system" here includes hardware such as the OS and peripheral devices. Additionally, "computer-readable recording media" refers to portable media such as flexible disks, optical magnetic disks, ROMs, and CD-ROMs, as well as storage devices such as hard disks built into computer systems.
さらに「コンピュータで読み取り可能な記録媒体」とは、インターネットなどのネットワークや電話回線などの通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含んでもよい。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。 Furthermore, "computer-readable recording medium" may include a recording medium that dynamically holds a program for a short period of time, such as a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, or a recording medium that holds a program for a fixed period of time, such as a volatile memory inside a computer system that serves as a server or client in such a case. Furthermore, the above program may be one that realizes part of the functions described above, or may be one that can realize the functions described above in combination with a program already recorded in the computer system.
1 配信システム
10 配信サーバ
21 スイッチ
22 スイッチ
30 視聴端末
40 レート制御サーバ
41 データ受信部
42 端末情報管理部
43 品質計算部
44 データ情報管理部
45 品質管理部
46 品質送出部
REFERENCE SIGNS
Claims (9)
コンテンツID、セグメント番号、及び品質識別番号ごとのセグメントデータの品質評価値及びサイズを管理するデータ情報管理部と、
複数の前記視聴端末それぞれから、前記コンテンツID及び前記セグメント番号を含む端末通知情報を受信するデータ受信部と、
受信された複数の前記端末通知情報それぞれに含まれる前記セグメント番号以降の所定期間のセグメントデータのサイズの総合計が、前記システムの利用可能帯域内で当該所定期間に配信可能な大きさであることを条件に、各セグメントに対する前記品質識別番号ごとの前記品質評価値に基づいて、当該所定期間に前記視聴端末に配信されるセグメント全体として品質を最大化するように、当該所定期間のセグメントの前記品質識別番号を確定する品質計算部と、
確定した前記品質識別番号を、該当のセグメントを要求した前記視聴端末へ送出する品質送出部と、を備えるレート制御サーバ。 In a system in which video content is divided into segments of a fixed time interval and a distribution server selectively distributes the content to a viewing terminal at multiple qualities,
a data information management unit that manages a quality evaluation value and a size of segment data for each content ID, segment number, and quality identification number;
a data receiving unit that receives terminal notification information including the content ID and the segment number from each of the plurality of viewing terminals;
a quality calculation unit which determines the quality identification numbers of the segments for a predetermined period based on the quality evaluation value for each quality identification number for each segment, so as to maximize the quality of the entire segments delivered to the viewing terminal during the predetermined period, on the condition that the total sum of the sizes of segment data for the predetermined period following the segment number included in each of the multiple received terminal notification information is a size that can be delivered during the predetermined period within the available bandwidth of the system;
a quality sending unit that sends the determined quality identification number to the viewing terminal that has requested the corresponding segment.
前記配信サーバと、
前記レート制御サーバから受信した前記品質識別番号のセグメントを前記配信サーバに要求して取得する複数の前記視聴端末と、を備える配信システム。 A rate control server according to any one of claims 1 to 6;
The distribution server;
a plurality of viewing terminals that request and acquire segments of the quality identification number received from the rate control server from the distribution server.
前記視聴端末は、当該通知に応じて、前記別回線を介して前記配信サーバにセグメントを要求する請求項7に記載の配信システム。 when the rate control server receives the terminal notification information from a new viewing terminal before finishing sending the quality identification number of the segment of the predetermined period, it sends a notification to the new viewing terminal instructing the new viewing terminal to use a different line from the available bandwidth;
The distribution system according to claim 7 , wherein the viewing terminal, in response to the notification, requests the segment from the distribution server via the separate line.
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