コンテンツ配信装置及びプログラム
【課題】複数のクライアント端末が帯域を共有するネットワーク上で映像等のコンテンツを配信する際に、予めクライアント数を予測する必要なく、コンテンツ配信先のクライアント端末が増減した場合であっても使用可能な配信帯域の上限まで活用してコンテンツを配信する。
【解決手段】複数のクライアント端末９に同時にコンテンツを配信するコンテンツ配信装置１において、配信サーバー３は、配信帯域の上限から配信データの再送に用いられる配信帯域を除いた残りの配信帯域を、コンテンツ配信中のクライアント数で除算して１クライアント当たりに使用可能な配信帯域を算出する。エンコードサーバー２は、映像音声信号を圧縮し、算出されたエンコードレートでコンテンツの配信データを生成し、配信サーバー３は、エンコードサーバー２がエンコードした配信データを配信する。
【解決手段】複数のクライアント端末９に同時にコンテンツを配信するコンテンツ配信装置１において、配信サーバー３は、配信帯域の上限から配信データの再送に用いられる配信帯域を除いた残りの配信帯域を、コンテンツ配信中のクライアント数で除算して１クライアント当たりに使用可能な配信帯域を算出する。エンコードサーバー２は、映像音声信号を圧縮し、算出されたエンコードレートでコンテンツの配信データを生成し、配信サーバー３は、エンコードサーバー２がエンコードした配信データを配信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンテンツ配信装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年普及しているＩＰ（Internet Protocol）ネットワークは、複数の端末が帯域を共有して伝送するベストエフォートネットワークであり、多くの端末が同時に伝送しているときにはネットワークが混雑し、各端末において所望のスループットを得られない場合もある。
【０００３】
また、ＩＰネットワーク上ではＴＣＰ（Transmission Control Protocol）方式を用いた伝送を行なうことが一般的である。ＴＣＰにより、伝送の開始、終了処理や、パケットロスの再送による回復処理などが行われ、送受信間端末間の正常なデータ伝送が保証される。送達確認の手順を伴うＴＣＰはユニキャスト通信と呼ばれる１対１の通信を基本としており、１台のサーバーから複数台のクライアントに対して同一のデータを配信する際には、クライアント数に応じた配信帯域が必要となる。
【０００４】
このようなＩＰネットワークを用いて、リアルタイムに映像を配信することが一般化している。映像データは容量が大きいため、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）方式に代表される圧縮技術により映像データを圧縮して伝送する。圧縮率を高くしてエンコードレートを小さくすれば、伝送データ量は減るものの映像の高解像度成分が失われ、映像品質は劣化する。
【０００５】
少数台のサーバーから複数台のクライアント端末に映像を配信する場合、あらかじめサーバー側の持つ配信処理能力や帯域と、想定される接続クライアント数を勘案して、安定して伝送できるエンコードレートを事前に決めることが一般的である。
このような中で、ネットワークにおけるパケット廃棄率などからネットワーク状況を取得し、伝送する内容やクライアントの優先度に応じて伝送レートを調節する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第０６／０１３６１８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、配信するコンテンツの内容などから正確なクライアントの接続数をあらかじめ予測することは極めて困難であり、想定を超えてクライアント数が増大するケースもある。また、同一コンテンツであっても、配信を要求するクライアント数が時間ごとに大きく増減を繰り返す場合もある。このような場合、サーバー側の持つ帯域の上限やサーバーの処理能力を超えて映像を配信することはできないため、想定以上のクライアントを受け付けられないという問題があった。
【０００８】
特許文献１の技術では、伝送状況の悪化を検出した場合に、伝送する内容や各クライアントの優先度にしたがって伝送量を下げる命令を送信して対応するものの、配信可能な帯域の上限まで活用する明確な伝送レート値の算出方法を提供するものではない。
【０００９】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、複数のクライアント端末が帯域を共有するネットワーク上で映像等のコンテンツを配信する際に、予めクライアント数を予測する必要なく、コンテンツ配信先のクライアント端末が増減した場合であっても使用可能な配信帯域の上限まで活用してコンテンツを配信することができるコンテンツ配信装置及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
［１］ 本発明の一態様は、複数のクライアント端末が帯域を共有するネットワーク上で前記複数のクライアント端末に同時にコンテンツを配信するコンテンツ配信装置において、エンコード処理を行ない、コンテンツの配信データを生成する複数のエンコード処理部と、前記ネットワークを介して接続される前記クライアント端末から配信要求信号及び配信終了要求信号を受信する配信要求受信部と、前記配信要求信号を受信してから前記配信終了要求信号を受信するまで前記配信要求信号の送信元のクライアント端末へ、前記配信要求信号により特定される前記エンコード処理部が生成した前記配信データを配信する伝送部と、前記配信要求受信部において受信した前記配信要求信号及び前記配信終了要求信号に基づいて配信中のクライアント数を前記エンコード処理部ごとにカウントするクライアント数カウント部と、前記クライアント数カウント部によってカウントされた前記エンコード処理部ごとのクライアント数に基づいて、前記伝送部から前記クライアント端末へ送信される前記配信データの合計の配信帯域が、前記複数のクライアント端末が共有する前記帯域における上限の配信帯域を超えないように前記複数のエンコード処理部それぞれにおいて生成する前記配信データのエンコードレートを算出するレート計算部と、を備えることを特徴とするコンテンツ配信装置である。
この構成によれば、複数のクライアント端末に、複数のエンコード処理部により生成された異なる品質の配信データ、または、異なるチャンネルの配信データを同時に配信するコンテンツ配信装置は、各エンコード処理部により生成された配信データを配信中のクライアント数に基づき、配信データの配信帯域の合計が上限の配信帯域を超えないように、各エンコード処理部におけるエンコードレートを決定する。
これにより、複数のクライアント端末が帯域を共有するネットワーク上で映像等のコンテンツを配信する際に、予めクライアント数を予測する必要なく、コンテンツが配信されているクライアント数が増減した場合であっても、使用可能な配信帯域の上限まで活用してコンテンツを配信することができる。
【００１１】
［２］ 本発明の一態様は、上述したコンテンツ配信装置であって、前記複数のエンコード処理部は、他の前記エンコード処理部におけるエンコードレートと所定の比率の関係を有する異なるエンコードレートにより前記配信データを生成し、前記レート計算部は、前記エンコード処理部ごとのクライアント数に基づいて、前記所定の比率の関係を満たすように前記複数のエンコード処理部それぞれにおけるエンコードレートを算出する、ことを特徴とする。
この構成によれば、コンテンツ配信装置は、複数のクライアント端末に異なる品質によってコンテンツを配信しており、各品質のコンテンツを配信中のクライアント数に基づき、配信データの配信帯域の合計が上限の配信帯域を超えないように、相対的な品質が高いほど相対的に高いエンコードレートを算出する。
これにより、コンテンツを異なる品質によって配信する際に、予めクライアント数を予測する必要なく、各品質のコンテンツが配信されているクライアント数が増減した場合であっても、相対的な品質を維持しながら、使用可能な配信帯域の上限まで活用してコンテンツを配信することができる。
【００１２】
［３］ 本発明の一態様は、上述したコンテンツ配信装置であって、前記複数のエンコード処理部は、それぞれ異なるチャンネルに対応し、前記レート計算部は、前記複数のエンコード処理部それぞれに対して同一のエンコードレートを算出する、ことを特徴とする。
この構成によれば、コンテンツ配信装置は、複数のクライアント端末に複数のチャンネルのコンテンツを配信しており、各チャンネルのコンテンツを配信中のクライアント数に基づき、配信データの配信帯域の合計が上限の配信帯域を超えないように、全てのチャンネルに対して同一のエンコードレートを算出する。
これにより、複数のチャンネルのコンテンツを配信する際に、予めクライアント数を予測する必要なく、各コンテンツが配信されているクライアント数が増減した場合であっても、使用可能な配信帯域の上限まで活用し、いずれのチャンネルを視聴しているクライアントにも同等の品質によりコンテンツを配信することができる。
【００１３】
［４］ 本発明の一態様は、上述したコンテンツ配信装置であって、前記複数のエンコード処理部は、それぞれ異なるチャンネルの前記配信データを、他の前記エンコード処理部とは異なるエンコードレートにより生成し、前記レート計算部は、割り当てた配信帯域の合計が上限の配信帯域を超えないように前記複数のエンコード処理部に配信帯域を割り当て、前記エンコード処理部に割り当てた配信帯域と前記エンコード処理部のクライアント数とに基づいて前記複数のエンコード処理部それぞれにおけるエンコードレートを算出する、ことを特徴とする。
この構成によれば、コンテンツ配信装置は、複数のクライアント端末に複数のチャンネルのコンテンツを配信しており、全体として上限の配信帯域を超えないように各チャンネルに配信帯域を割り当てた後、各チャンネルについて、そのクライアント数に基づき、エンコードレートを算出する。
これにより、複数のチャンネルのコンテンツを配信する際に、予めクライアント数を予測する必要なく、各コンテンツが配信されているクライアント数が増減した場合であっても、使用可能な配信帯域の上限まで活用して、クライアント数が少ないチャンネルほど高品質で、クライアント数が多いチャンネルほど低品質でコンテンツを配信することができる。
【００１４】
［５］ 本発明の一態様は、上述したコンテンツ配信装置であって、前記複数のエンコード処理部は、それぞれ異なるチャンネルの前記配信データを、他の前記エンコード処理部とは異なるエンコードレートにより生成し、前記レート計算部は、前記エンコード処理部ごとに与えられる所定の定数に前記エンコード処理部に対応するクライアント数を乗じた値に比例するように前記エンコード処理部ごとのエンコードレートを算出する、ことを特徴とする。
この構成によれば、コンテンツ配信装置は、複数のクライアント端末に複数のチャンネルのコンテンツを配信しており、上限の配信帯域を超えないように、チャンネルに対応した所定の定数と該チャンネルのクライアント数とを乗じた値に比例するよう各チャンネルのエンコードレートを算出する。
これにより、複数のチャンネルのコンテンツを配信する際に、予めクライアント数を予測する必要なく、各コンテンツが配信されているクライアント数が増減した場合であっても、使用可能な配信帯域の上限まで活用して、クライアント数が多いチャンネルほど高品質で、クライアント数が少ないチャンネルほど低品質でコンテンツを配信することができる。
【００１５】
［６］ 本発明の一態様は、上述したコンテンツ配信装置であって、前記伝送部は、前記クライアント端末へ送達しなかった前記配信データを再送し、前記レート計算部は、前記上限の配信帯域に代えて、再送対象の未送信の前記配信データの配信帯域を前記上限の配信帯域から減算して得られた配信帯域を用いて前記エンコードレートを算出する、ことを特徴とする。
この構成によれば、上限の配信帯域の代わりに、上限の配信帯域から配信データの再送に用いられる配信帯域を除いた残りの配信帯域を用いてエンコードレートを算出する。
これにより、再送される配信データの帯域を確保しながら、使用可能な配信帯域の上限まで活用してコンテンツを配信することができる。
【００１６】
［７］ 本発明の一態様は、複数のクライアント端末が帯域を共有するネットワーク上で前記複数のクライアント端末に同時にコンテンツを配信するコンテンツ配信装置において、エンコード処理を行ない、コンテンツの配信データを生成する複数のエンコード処理部と、前記ネットワークを介して接続される前記クライアント端末から配信要求信号及び配信終了要求信号を受信する配信要求受信部と、前記配信要求信号を受信してから前記配信終了要求信号を受信するまで前記配信要求信号の送信元のクライアント端末へ、前記エンコード処理部が生成した前記配信データを配信するとともに、前記クライアント端末へ送達しなかった前記配信データを再送する伝送部と、前記配信要求受信部において受信した前記配信要求信号及び前記配信終了要求信号に基づいて配信中のクライアント数をカウントするクライアント数カウント部と、前記クライアント数カウント部によってカウントされたクライアント数に基づいて、前記伝送部から前記クライアント端末へ送信される前記配信データの合計の配信帯域が、前記複数のクライアント端末が共有する前記帯域における上限の配信帯域から未送信の再送対象の配信データを減算した帯域を超えないように前記エンコード処理部において生成する配信データのエンコードレートを算出するレート計算部と、を備えることを特徴とするコンテンツ配信装置である。
この構成によれば、複数のクライアント端末に同時にコンテンツを配信するコンテンツ配信装置は、配信データを配信中のクライアント数に基づき、配信データの配信帯域の合計が、配信帯域の上限から配信データの再送に用いられる配信帯域を除いた残りの配信帯域を超えないように、配信データのエンコードレートを決定する。
これにより、複数のクライアント端末が帯域を共有するネットワーク上で映像等のコンテンツを配信する際に、予めクライアント数を予測する必要なく、コンテンツが配信されているクライアント数が増減した場合であっても、再送される配信データの帯域を確保しながら、使用可能な配信帯域の上限まで活用してコンテンツを配信することができる。
【００１７】
［８］ 本発明の一態様は、コンピュータを、上述したコンテンツ配信装置として機能させることを特徴とするプログラムである。
【発明の効果】
【００１８】
この構成によれば、複数のクライアント端末が帯域を共有するネットワーク上で映像等のコンテンツを配信する際に、予めクライアント数を予測する必要なく、コンテンツ配信先のクライアントが増減した場合であっても使用可能な配信帯域の上限まで活用し、全てのクライアント端末に対してコンテンツの配信を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態によるコンテンツ配信装置の構成図である。
【図２】同実施形態によるエンコードサーバーの構成を示すブロック図である。
【図３】同実施形態による配信サーバーの構成を示すブロック図である。
【図４】同実施形態によるコンテンツ配信装置の配信処理フローを示す図である。
【図５】第２の実施形態によるコンテンツ配信装置の構成図である。
【図６】同実施形態による配信サーバーの構成を示すブロック図である。
【図７】同実施形態によるコンテンツ配信装置の接続先通知手順を示す図である。
【図８】第３の実施形態によるコンテンツ配信装置の構成図である。
【図９】同実施形態による配信サーバーの構成を示すブロック図である。
【図１０】同実施形態による他の配信サーバーの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２１】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態によるコンテンツ配信装置１の構成を示すブロック図である。コンテンツ配信装置１は、複数のクライアント端末９に対して、同時に映像、音声などのコンテンツを配信する。同図に示すコンテンツ配信装置１は、コンテンツの映像や音声を符号化した映像音声信号を配信用に圧縮して配信データを生成するエンコードサーバー２と、エンコードサーバー２が生成した配信データを複数のクライアント端末９に配信する配信サーバー３とを備え、配信サーバー３とクライアント端末９とは、ＩＰ（Internet Protocol）網などのネットワークＮを介して接続される。映像音声信号より生成される配信データのエンコードレートは、コンテンツ配信中のクライアント端末９の数に応じてエンコードサーバー２から配信サーバー３に指示される。以下、ｎ台のクライアント端末９をそれぞれ、クライアント端末９−１〜９−ｎと記載する。
【００２２】
コンテンツ配信装置１から配信可能な帯域には上限がある。例えば、配信サーバー３に実装されているネットワークインターフェースが、１００Ｂａｓｅ−Ｔ イーサーネット（登録商標）であれば、１００［Ｍｂｐｓ（メガビット毎秒）］以上の配信はできない。このとき、従来のコンテンツ配信装置の場合、エンコードサーバーにおいて映像音声のエンコードレートを１［Ｍｂｐｓ］の固定レートに圧縮していれば、プロトコルオーバヘッドや伝送量の時間的偏り等による伝送効率低下を無視できるとすると、１００台のクライアント端末まで配信を行なうことができる。しかし、それ以上の数のクライアント端末からの配信要求を受けても、１００台の上限を超えたクライアント端末には配信を行なうことはできない。本実施形態のコンテンツ配信装置１は、配信帯域の上限と、コンテンツ配信中のクライアント数とに応じてエンコードレートを変えることによって、１台のクライアント端末９あたりに配信するデータ量を調節し、クライアント数の増加に対応することができる。
【００２３】
なお、配信帯域の上限は、物理的なインタフェース等のハードウェアの性能により定まる値であってもよく、物理的なインタフェース等のハードウェアの性能により定まる配信帯域内で配信者が意図的に設定した値であってもよい。この配信帯域の上限は、予め配信サーバー３に記憶させておく。
【００２４】
図２は、図１に示すエンコードサーバー２の内部構成を示すブロック図である。同図に示すように、エンコードサーバー２は、レート指示受信部２１、エンコード処理部２２、及び、エンコードデータ送信部２３を備えて構成される。
レート指示受信部２１は、配信サーバー３からエンコードレートを示すレート指示値を受信する。エンコード処理部２２は、外部装置等から入力された映像音声信号を記憶する記憶部２０を備えており、レート指示受信部２１が受信したレート指示値に従って映像音声信号を圧縮するエンコード処理を行い、エンコードデータを生成する。エンコードデータ送信部２３は、エンコード処理部２２が生成したエンコードデータを配信データとして配信サーバー３に出力する。
【００２５】
図３は、図１に示す配信サーバー３の内部構成を示すブロック図である。同図に示すように、配信サーバー３は、配信要求受信部３１、クライアント数カウント部３２、レート計算部３３、レート指示送信部３４、配信データ受信部３５、及び、伝送部３６を備えて構成される。
配信要求受信部３１は、クライアント端末９からコンテンツの配信要求信号及び配信終了要求信号を受信する。クライアント数カウント部３２は、配信要求受信部３１が受信した配信要求信号及び配信終了要求信号に基づいて、コンテンツ配信中のクライアント数をカウントする。レート計算部３３は、クライアント数カウント部３２がカウントしたクライアント数等に基づいて、エンコードレートを算出する。レート指示送信部３４は、レート計算部３３によって算出されたエンコードレートをレート指示値としてエンコードサーバー２に出力する。配信データ受信部３５は、エンコードサーバー２から受信した配信データを伝送部３６に出力する。伝送部３６は、配信要求信号送信元のクライアント端末９へ配信要求信号を受信してから配信終了要求信号を受信するまでの間、配信データ受信部３５から入力された配信データをユニキャストにより配信する。
【００２６】
次に、本実施形態のコンテンツ配信装置１の処理について説明する。
図４は、コンテンツ配信装置１の配信処理フローを示す。
エンコードサーバー２のエンコード処理部２２は、外部装置等から映像音声信号の入力が開始されると、この入力された映像音声信号を記憶部２０に書き込んでいく（ステップＳ１０５）。
配信サーバー３の配信要求受信部３１がクライアント端末９からコンテンツの配信を要求するための配信要求信号を受信すると（ステップＳ１１０：配信要求）、クライアント数カウント部３２は、コンテンツ配信中のクライアント数に１を加算し、レート計算部３３に出力する（ステップＳ１１５）。
【００２７】
レート計算部３３は、クライアント数カウント部３２からクライアント数を受信すると、クライアント数等に基づいてエンコードレートを算出する（ステップＳ１２０）。この算出方法の詳細については後述する。レート指示送信部３４は、レート計算部３３が算出したエンコードレートを示すレート指示値をエンコードサーバー２に出力する（ステップＳ１２５）。
【００２８】
エンコードサーバー２のレート指示受信部２１は、配信サーバー３からレート指示値を受信し、エンコード処理部２２に出力する（ステップＳ１３０）。エンコード処理部２２は、記憶部２０に記憶されている映像音声信号を配信用に圧縮し、レート指示値により指示されたエンコードレートで配信データを生成する（ステップＳ１３５）。エンコードデータ送信部２３は、エンコード処理部２２が生成した配信データを配信サーバー３に出力する（ステップＳ１４０）。
【００２９】
配信サーバー３の配信データ受信部３５は、エンコードサーバー２から配信データを受信し、伝送部３６に出力する（ステップＳ１４５）。伝送部３６は、新たに配信要求信号を受信したクライアント端末９、及び、すでにコンテンツを配信中のクライアント端末９に、配信データ受信部３５から入力された配信データをユニキャストにより配信する（ステップＳ１５０）。以降、ステップＳ１１０からの処理を繰り返す。
【００３０】
なお、配信サーバー３の配信要求受信部３１が配信データを配信中のクライアント端末９からコンテンツの配信終了を要求するための配信終了要求信号を受信すると（ステップＳ１１０：配信終了要求）、伝送部３６は、配信終了要求信号送信元のクライアント端末９への配信データの配信を終了する（ステップＳ１５５）。クライアント数カウント部３２は、コンテンツ配信中のクライアント数に１を減算し、レート計算部３３に出力する（ステップＳ１１５）。ステップＳ１２０以降の処理は、上記と同様である。ただし、ステップＳ１５０においては、配信を終了したクライアント端末９を除き、コンテンツ配信中のクライアント端末９に、ステップＳ１４５においてエンコードサーバー２から受信した配信データをユニキャストにより配信する。
【００３１】
上記において、クライアント数カウント部３２は、配信要求信号の受信、あるいは、配信終了要求信号の受信など、クライアント数に変化がある度にレート計算部３３に出力しているが、３分毎などの所定時間毎に平均のクライアント数をレート計算部３３に出力してもよい。この場合、所定時間の間、ステップＳ１１０〜Ｓ１１５までの処理を繰り返した後、カウントしたクライアント数の平均値をレート計算部３３に出力する。
【００３２】
続いて、ステップＳ１２０におけるエンコードレートの算出方法について詳細に説明する。レート計算部３３は、コンテンツ配信装置１が配信可能な上限の配信帯域を超えないように、エンコードサーバー２のエンコード処理部２２において生成する配信データのエンコードレートを算出する。例えば以下の式（１）により、エンコードレートを算出する。
【００３３】
（エンコードレート）＝（配信帯域の上限値）／（クライアント数） …（１）
【００３４】
上記のようにエンコードレートを算出することにより、例えば、配信帯域の上限が１００［Ｍｂｐｓ］であり、１００台のクライアント端末９がコンテンツの配信を要求している場合、１［Ｍｂｐｓ］のエンコードレートで圧縮された配信データが各クライアント端末９に配信される。ここで、急激にクライアント数が増加し、２００台のクライアント端末９が配信を要求してきた場合でも、０．５［Ｍｂｐｓ］のエンコードレートで圧縮された配信データを各クライアント端末９に配信し、全てのクライアント端末９への配信を継続することができる。このように、想定を超えたクライアントが配信を要求してきた場合でも、クライアント数に応じたエンコードレートでコンテンツを配信するとともに、クライアントの接続要求を継続して受け付けることができるようになる。なお、エンコードレートに算出にあたっては、エンコードレートに上限を設け、クライアント数が少ない場合でも必要以上にエンコードレートが高くならないようにしてもよい。つまり、（レート計算部３３が算出したエンコードレート）＞（エンコードレートの上限値）である場合、レート指示送信部３４は、レート指示値としてエンコードレートの上限値を設定し、エンコードサーバー２へ出力する。
【００３５】
配信サーバー３の伝送部３６は、各クライアント端末９において一部のデータを受信できなかったことを検出した場合に配信データを再送するようにしてもよい。例えば、伝送部３６は、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）の再送制御方式を適用し、配信した配信データに対するクライアント端末９からの応答を受信しなかった場合に、配信データの不達を検出することができる。また、クライアント端末９から再送対象の配信データを特定する情報を受信してもよい。
【００３６】
この場合、レート計算部３３は、配信データの再送に使用される帯域を考慮してエンコードレートを決定することで、より安定してクライアント端末９に配信データを配信することができる。具体的には、伝送部３６において、各クライアント端末９−１、９−２、…、９−ｎに再送すべき現在未送信の配信データのデータ量（以下、「再送データ量」と記載）であるＲ１、Ｒ２、…、Ｒｎ［ｂｐｓ（ビット毎秒）］をカウントし、レート計算部３３に通知する。レート計算部３３は、以下の式（２）によりエンコードレートを算出する。
【００３７】
（エンコードレート）＝（配信帯域の上限値−Ｒ１−Ｒ２−…−Ｒｎ）／（クライアント数） …（２）
【００３８】
上記のようにエンコードレートを算出することにより、各クライアント端末９に対して再送する配信データの分も含めて配信サーバー３からの出力が配信帯域の上限を超えることなく、クライアント数と各クライアント端末９の受信状況とに応じたエンコードレートで配信を継続することが可能となる。
【００３９】
なお、各クライアント端末９への再送データ量が増大する場合、必要以上にエンコードレートが下がることを防ぐために、再送データ量に上限を設けてもよい。つまり、再送データ量Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎが上限を超えるときには、各クライアント端末９個別の問題により受信状況が悪化していると考え、該当するクライアント端末９に対し、配信タイムアウト、配信中止処理を行なう。この場合、配信サーバー３のクライアント数カウント部３２は、配信中のクライアント数から１を減算し、図４のステップＳ１２０からの処理を行なう。
【００４０】
また、エンコードレートの算出結果が、映像や音声などが正常に再生できる最低のエンコードレートを下回った場合、新たなクライアント端末９からの配信要求を拒否する。
なお、上記においては、配信帯域の上限、または、配信帯域の上限から再送データ量を減算した帯域を用いてエンコードレートを決定しているが、実際の配信サービスに適した多様な条件により、配信帯域の上限を超えないようにエンコードレートを決定することができる。
【００４１】
また、上記においては、エンコードサーバー２と配信サーバー３とを別の装置として説明したが、エンコードサーバー２と配信サーバー３を１つのコンピュータ装置により実現してもよい。
【００４２】
［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２の実施形態によるコンテンツ配信装置４の構成を示すブロック図である。同図において、図１に示す第１の実施形態によるコンテンツ配信装置１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４３】
コンテンツ配信装置４は、複数のクライアント端末９に対して、内容は同一であるが、異なる品質の映像や音声などのコンテンツを配信する。同図に示すコンテンツ配信装置４は、エンコードサーバー２と配信サーバー５の組を複数備える。複数のエンコードサーバー２には同一の映像音声信号が入力され、各エンコードサーバー２は映像音声信号をコンテンツの品質に応じたエンコードレートで配信用に圧縮して配信データを生成する。コンテンツが映像である場合、高いエンコードレートであれば、高画質な映像が出力され、低いエンコードレートであれば低画質な映像となる。ここでは、低画質、中画質、高画質の３つの品質それぞれに対応したエンコードサーバー２と配信サーバー５の組を備える場合を説明する。以下、低画質、中画質、高画質の品質に対応したエンコードサーバー２、配信サーバー５をそれぞれ、エンコードサーバー２−１〜２−３、配信サーバー５−１〜５−３と記載する。各配信サーバー５−ｉ（ｉ＝１、２、３）は、エンコードサーバー２−ｉが生成した配信データを複数のクライアント端末９に配信する。これにより、クライアント端末９には、接続先の配信サーバー５に応じた異なる品質の映像が配信される。
【００４４】
また、各クライアント端末９は、ネットワークＮを介してウェブサーバー８と接続される。ウェブサーバー８は、クライアント端末９から接続先問合せを受信し、クライアントへ配信すべきコンテンツの品質に基づいていずれかの配信サーバー５のアドレスを通知する。
【００４５】
図６は、図５に示す配信サーバー５の内部構成を示すブロック図である。同図において、図３に示す第１の実施形態による配信サーバー３と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。配信サーバー５が第１の実施形態に示す配信サーバー３と異なる点は、クライアント数カウント部３２に代えてクライアント数カウント部５２を備える点、レート計算部３３に代えてレート計算部５３を備える点、外部クライアント数取得部５７を備える点である。
【００４６】
クライアント数カウント部５２は、配信要求受信部３１が受信した配信要求信号及び配信終了要求信号に基づいて、コンテンツ配信中のクライアント数をカウントし、カウントしたクライアント数をレート計算部５３に出力するともに、他の配信サーバー５へ送信する。外部クライアント数取得部５７は、他の配信サーバー５からクライアント数を受信する。レート計算部５３は、クライアント数カウント部５２がカウントしたクライアント数、外部クライアント数取得部５７が他の配信サーバー５から受信したクライアント数等に基づいて、エンコードレートを算出する。
【００４７】
次に、本実施形態のコンテンツ配信装置４の処理について説明する。
図７は、クライアント端末９への接続先通知手順を示す図である。
本実施形態において、各クライアント端末９が配信サーバー５にアクセスしてコンテンツの配信を要求する際に、ウェブサーバー８は、各クライアントについて定まる指標に従って接続先の配信サーバー５を決定する。具体的には、まず、クライアント端末９が、代表のウェブサーバー８にアクセスする（ステップＳ３０５）。ウェブサーバー８は、アクセス元のクライアント端末９について定まる指標に従って高画質、中画質、低画質のいずれの品質のコンテンツを送信するかを決定し、決定した品質のコンテンツを配信する配信サーバー５のアドレスを通知する（ステップＳ３１０）。例えば、配信開始後、接続してきたクライアント端末９が所定数ａに達するまでは高画質、所定数αを超えて所定数β（＞α）までは中画質、所定数βを超えた場合は低画質と決定する。あるいは、ウェブサーバー８は、各クライアントのＩＤに対応づけて接続優先権を記憶しておき、接続元のクライアント端末９から受信したクライアントのＩＤに対応して読み出した接続優先権が高い場合は高画質、標準の場合は中画質、低い場合は低画質と決定する。これ以外にも、任意の指標によって各クライアントに適用すべき品質を決定することができる。
【００４８】
クライアント端末９は、ステップＳ３１０において通知されたアドレスを宛先として配信サーバー５にアクセスし、コンテンツの配信要求信号を送信する（ステップＳ３１５）。クライアント端末９からコンテンツの配信要求信号を受信した配信サーバー５は、配信データを配信する（ステップＳ３２０）。つまり、配信サーバー５のアドレスが、配信を要求する品質を示す情報として用いられ、いずれのエンコードサーバー２において生成された配信データを要求するかを特定する。
【００４９】
次に、本実施形態のコンテンツ配信装置４の配信処理について説明する。
各画質のエンコードサーバー２及び配信サーバー５の組のそれぞれは、以下の点を除いて、図４に示す第１の実施形態と同様の処理を行なう。
ステップＳ１１５において、配信サーバー５のクライアント数カウント部５２は、第１の実施形態のクライアント数カウント部３２と同様に、配信要求受信部３１が受信した配信要求信号及び配信終了要求信号に従ってクライアント数をカウントすると、カウントしたクライアント数をレート計算部５３に出力するとともに、他の配信サーバー５に通知する。
【００５０】
そして、ステップＳ１２０において、レート計算部５３は、クライアント数カウント部５２からカウントしたクライアント数が入力された場合、あるいは、外部クライアント数取得部５７から他の配信サーバー５より受信したクライアント数が入力された場合に、これらのクライアント数等に基づいてエンコードレートを算出する。
【００５１】
本実施形態のエンコードレートの算出方法について詳細に説明する。上述したように本実施形態では、各クライアントの指標に従って適切な品質のコンテンツを配信する。配信サーバー５はそれぞれの品質のコンテンツを配信するために十分な帯域を持っているが、コンテンツ配信装置４全体としての配信帯域の上限（Ｌ）がある。レート計算部５３は、コンテンツ配信装置４が配信可能な上限の配信帯域を超えないように、各エンコードサーバー２のエンコード処理部２２において生成する配信データのエンコードレートを算出する。
【００５２】
ここで、低画質の映像が配信されるクライアント数をＮｘ、中画質の映像が配信されるクライアント数をＮｙ、高画質の映像が配信されるクライアント数をＮｚとし、低画質の映像のエンコードレートをｘ、また中画質の映像のエンコードレートをｙ、高画質の映像のエンコードレートをｚとする（ｘ＜ｙ＜ｚ)。
このとき、例えば以下の式（３）を満たすようにエンコードレートｘ，ｙ，ｚを決定することにより、使用可能な配信帯域を全て有効に使いながら、それぞれのクライアントの持つ指標に適した画質の映像を配信することができる。
【００５３】
Ｌ＝Ｎｘ×ｘ＋Ｎｙ×ｙ＋Ｎｚ×ｚ …（３）
【００５４】
各配信サーバー５は、お互いのクライアント数を通知しあっており、レート計算部５３は、クライアント数カウント部３２、外部クライアント数取得部５７から配信サーバー５−１、５−２、５−３においてカウントされたクライアント数Ｎｘ、Ｎｙ、Ｎｚを取得している。レート計算部５３は、予め決められたエンコードレートｘ，ｙ，ｚの相互関係と、クライアント数Ｎｘ、Ｎｙ、Ｎｚから、自配信サーバー５の品質に対応したエンコードレートを決定する。
【００５５】
以下に、具体的なエンコードレートの算出例を説明する。例えば、コンテンツ配信装置４の配信帯域の上限Ｌが１００[Ｍｂｐｓ]であるとする。また、各クライアントの持つ指標に応じて段階的に高画質な映像を配信する場合に、中画質の映像エンコードレートｙ＝２ｘ、高画質の映像エンコードレートｚ＝３ｘのように、予め各品質間のエンコードレートの関係が決められている。
【００５６】
ある時点で、低画質映像を配信しているクライアント数Ｎｘ=３００、中画質映像を配信しているクライアント数Ｎｙ=受信機２００、高画質映像を配信しているクライアント数Ｎｚ=１００の場合、式（３）に各クライアント数を代入して以下のように映像エンコードレートｘ，ｙ，ｚが算出される。
【００５７】
低画質の映像エンコードレートｘ=１００[ｋｂｐｓ]
中画質の映像エンコードレートｙ=２００[ｋｂｐｓ]
高画質の映像エンコードレートｚ=３００[ｋｂｐｓ]
【００５８】
配信サーバー５−１は、低画質の映像エンコードレートｘをエンコードサーバー２−１へ、配信サーバー５−２は、中画質の映像エンコードレートｙをエンコードサーバー２−２へ、配信サーバー５−３は、低画質の映像エンコードレートｚをエンコードサーバー２−３へ指示する。
【００５９】
ここで、例えば低画質では満足できないクライアントが配信の要求を取りやめる、あるいは、料金を支払ってより高画質な映像の配信を要求するなどして、各画質の配信を要求するクライアント数がＮｘ=５０、Ｎｙ=１５０、Ｎｚ=５０と急激に変化したとする。この場合、式（３）に各クライアント数を代入して以下のように映像エンコードレートｘ，ｙ，ｚが算出される。
【００６０】
低画質の映像エンコードレートｘ=２００[ｋｂｐｓ]
中画質の映像エンコードレートｙ=４００[ｋｂｐｓ]
高画質の映像エンコードレートｚ=６００[ｋｂｐｓ]
【００６１】
このようにクライアント数が動的に変化しても、配信帯域を全て有効に使いながら、各クライアントが持つ指標に従って、相対的な画質を維持して映像を配信することができる。
【００６２】
また、第１の実施形態と同様に、配信データの再送を考慮してエンコードレートを決定することで、より安定してクライアント端末９に配信データを配信することができる。つまり、第１の実施形態と同様、配信帯域の上限から再送データ量を減算することで、各クライアント端末９に対して必要となる再送データ分も含め、配信サーバー５−１〜５−３から出力される配信データの合計帯域が配信帯域の上限を超えることなく、配信データを配信することが可能である。
【００６３】
具体的には、各配信サーバー５の伝送部３６は、各クライアント端末９に対する再送データ量をレート計算部５３に通知するとともに、クライアント数カウント部５２に通知する。クライアント数カウント部５２は、クライアント数と併せて再送データ量を他の配信サーバー５に通知する。各配信サーバー５の外部クライアント数取得部５７は、他の配信サーバー５からクライアント数と再送データ量を受信し、レート計算部５３に通知する。各配信サーバー５のレート計算部５３は、配信帯域の上限（Ｌ）から自配信サーバー５の再送データ量と他の配信サーバー５から通知された再送データ量とを減算した帯域を、式（３）の左辺である配信帯域の上限（Ｌ）の代わりに用い、自配信サーバー５が配信する映像の品質に対応したエンコードレートを算出する。
【００６４】
なお、上記においては、配信帯域の上限、または、配信帯域の上限から再送データ量を減算した帯域を用いてエンコードレートを決定しており、また、計算例として具体的な数値で説明するための条件付けを行ったが、実際の配信サービスに適した多様な条件により、配信帯域の上限を超えないようにエンコードレートを決定することができる。
【００６５】
なお、上記においては、エンコードサーバー２と配信サーバー５とを別の装置として説明したが、エンコードサーバー２と配信サーバー５を１つのコンピュータ装置により実現してもよい。
また、上記においては、各配信サーバー５−１〜５−３のレート計算部５３がエンコードレートを算出していたが、複数の配信サーバー５のうち１台のみが外部クライアント数取得部５７、レート計算部５３及びレート指示送信部３４を備え、レート計算部５３が各品質のエンコードレートを算出し、レート指示送信部３４が、各エンコードサーバー２に対して、対応する品質のエンコードレートを指示するようにしてもよい。
【００６６】
また、上記においては、配信サーバー５を複数備えているが、配信サーバー５を１台のみ備える構成としてもよい。この場合、外部クライアント数取得部５７は不要となる。配信サーバー５の配信要求受信部３１は、要求する品質を特定する情報を含んだ配信要求信号を受信し、クライアント数カウント部５２は、各品質についてクライアント数をカウントする。レート計算部５３は、クライアント数カウント部５２がカウントした各品質のクライアント数の入力を受け、上記と同様に、各品質についてのエンコードレートを算出する。レート指示送信部３４は、各エンコードサーバー２に対して、対応する品質のエンコードレートを指示する。配信データ受信部３５は、各エンコードサーバー２から配信データを受信し、伝送部３６は、各エンコードサーバー２から受信した配信データのうち、配信要求信号により要求された品質の配信データをクライアント端末９に配信する。
【００６７】
［第３の実施形態］
図８は、本発明の第３の実施形態によるコンテンツ配信装置６の構成を示すブロック図である。同図において、図５に示す第２の実施形態によるコンテンツ配信装置４と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６８】
コンテンツ配信装置６は、複数のクライアント端末９に対して、複数チャンネルのコンテンツを配信する。同図に示すコンテンツ配信装置６は、エンコードサーバー２と配信サーバー７の組を複数備える。各配信サーバー７は、異なるチャンネルを配信するが、１台の配信サーバー７が複数のチャンネルを配信してもよく、１つのチャンネルが複数の配信サーバー７から配信されてもよい。ここでは便宜的に１台の配信サーバー７が１つのチャンネルを配信するものとして説明する。
【００６９】
コンテンツ配信装置６は、コンテンツ配信を要求してきた複数の各クライアント端末９に対し、各配信サーバー７によりユニキャストで個別のチャンネルの配信データを配信する。以下、チャンネル（Ｃｈ．）１〜ｋに対応したエンコードサーバー２、配信サーバー７をそれぞれ、エンコードサーバー２−１〜２−ｋ、配信サーバー７−１〜７−ｋと記載する。各配信サーバー７−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）は、エンコードサーバー２−ｉが生成したチャンネルｉの配信データを複数のクライアント端末９に配信する。これにより、クライアント端末９には、接続先の配信サーバー７に応じたチャンネルのコンテンツが配信される。
【００７０】
また、各クライアント端末９は、ネットワークＮを介してウェブサーバー８ａと接続される。ウェブサーバー８ａは、クライアント端末９から所望のチャンネルについての接続先問合せを受信し、このチャンネルのコンテンツを配信する配信サーバー７のアドレスを通知する。
【００７１】
図９は、図８に示す配信サーバー７の内部構成を示すブロック図である。同図において、図３に示す第１の実施形態による配信サーバー３と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。配信サーバー７が第１の実施形態に示す配信サーバー３と異なる点は、クライアント数カウント部３２に代えてクライアント数カウント部７２を備える点、レート計算部３３に代えてレート計算部７３を備える点、外部クライアント数取得部７７を備える点である。
【００７２】
クライアント数カウント部７２は、配信要求受信部３１が受信したチャンネルの配信要求信号及び配信終了要求信号に基づいてコンテンツ配信中のクライアント数をチャンネル毎にカウントし、カウントしたチャンネル毎のクライアント数をレート計算部７３に出力するともに、他の配信サーバー７へ送信する。外部クライアント数取得部７７は、他の配信サーバー７から各チャンネルのクライアント数を受信する。レート計算部７３は、クライアント数カウント部７２がカウントしたチャンネル毎のクライアント数、外部クライアント数取得部７７が他の配信サーバー７から受信した各チャンネルのクライアント数等に基づいて、エンコードレートを算出する。
【００７３】
次に、本実施形態のコンテンツ配信装置６の処理について説明する。
まず、本実施形態のコンテンツ配信装置６による接続先通知手順は、以下の点を除いて、図７に示す第２の実施形態と同様の処理を行なう。
ステップＳ３０５において、クライアント端末９は、代表のウェブサーバー８ａにアクセスし、配信を要求するチャンネルを特定する情報を送信する。ステップＳ３１０において、ウェブサーバー８ａは、受信した情報により特定されるチャンネルの配信する配信サーバー７を特定し、この特定した配信サーバー７のアドレスを通知する。ステップＳ３１５において、クライアント端末９は、ウェブサーバー８ａから通知されたアドレスを宛先として配信サーバー７にアクセスして所望チャンネルのコンテンツの配信要求信号を送信し、配信サーバー７は、要求されたチャンネルの配信データを配信する。従って、配信サーバー７のアドレスが、配信を要求するチャンネルを示す情報に相当する。なお、１台の配信サーバー７が複数チャンネルを配信する場合、クライアント端末９は、チャンネルを特定する情報を配信要求信号に明示的に設定して配信サーバー７へ送信し、配信サーバー７は、受信した情報により特定されるチャンネルの配信データを配信する。
【００７４】
次に、本実施形態のコンテンツ配信装置６の配信処理について説明する。
各チャンネルのエンコードサーバー２及び配信サーバー７の組のそれぞれは、以下の点を除いて、図４に示す第１の実施形態と同様の処理を行なう。
【００７５】
ステップＳ１１０において、配信要求受信部３１は、クライアント端末９から所望チャンネルの配信要求信号、または、配信終了要求信号を受信する。ステップＳ１１５において、配信サーバー７のクライアント数カウント部７２は、配信要求受信部３１が受信した配信要求信号または配信終了要求信号に基づき、各チャンネルについてコンテンツ配信中のクライアント数をカウントする。つまり、配信要求信号を受信した場合、配信が要求されたチャンネルについてコンテンツ配信中のクライアント数に１を加算し、配信終了要求信号を受信した場合、配信終了要求信号送信元のクライアント端末９への配信を終了したチャンネルについてコンテンツ配信中のクライアント数から１を減算する。クライアント数カウント部７２は、チャンネルと、このチャンネルについてカウントしたクライアント数とをレート計算部７３に出力するとともに、他の配信サーバー７に通知する。
【００７６】
ステップＳ１２０において、レート計算部７３は、クライアント数カウント部７２からチャンネルとクライアント数が入力された場合、あるいは、外部クライアント数取得部７７から他の配信サーバー７より受信したチャンネルとクライアント数が入力された場合に、各チャンネルのクライアント数等に基づいてエンコードレートを算出する。
また、ステップＳ１５０において、伝送部３６は、配信要求信号送信元のクライアント端末９に対して、配信が要求されたチャンネルの配信データを配信する。
【００７７】
各配信サーバー７は映像を配信するための十分な帯域を持っているが、コンテンツ配信装置６全体としての配信帯域の上限(Ｌ)がある。レート計算部７３は、コンテンツ配信装置６が配信可能な上限の配信帯域を超えないように、各エンコードサーバー２のエンコード処理部２２において生成する配信データのエンコードレートを算出する。
【００７８】
ここで、配信サーバー７の台数ｋ＝３、チャンネル１が配信されるクライアント数をＮ１、チャンネル２が配信されるクライアント数をＮ２、チャンネル３が配信されるクライアント数をＮ３とし、チャンネル１のエンコードレートをｘ、チャンネル２のエンコードレートをｙ、チャンネル３のエンコードレートをｚとする。
このとき、例えば以下の式（４）を満たすようにエンコードレートｘ，ｙ，ｚを決定することにより、使用可能な配信帯域を全て有効に使いながら、それぞれのチャンネルに適した画質の映像を配信することができる。
【００７９】
Ｌ＝Ｎ１×ｘ＋Ｎ２×ｙ＋Ｎ３×ｚ …（４）
【００８０】
各配信サーバー７は、お互いのチャンネルとクライアント数を通知しあっており、レート計算部７３は、クライアント数カウント部７２、外部クライアント数取得部７７から各チャンネル１、２、３のクライアント数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３を取得している。レート計算部７３は、予め決められたエンコードレートｘ，ｙ，ｚの相互関係と、クライアント数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３から、各チャンネルのエンコードレートを決定することができる。
【００８１】
例えば、ｘ，ｙ，ｚの相互関係として、ｘ＝ｙ＝ｚと規定すれば、チャンネルごとのクライアント数に関係なく、コンテンツ配信装置６の全クライアント数とコンテンツ配信装置６の上限帯域に応じた品質の映像が、いずれのチャンネルを視聴するクライアントに対しても提供される。
【００８２】
あるいは、ｘ＝ａ／Ｎ１、ｙ＝ｂ／Ｎ２、ｚ＝ｃ／Ｎ３（ａ，ｂ，ｃは相対的な比率）と規定すれば、各チャンネルを視聴するクライアント数に反比例した値でエンコードレートが決定される。従って、視聴者数が多いチャンネルほどエンコードレートは低くなり品質は劣化するが、視聴者数の少ないチャンネルに対してはエンコードレートを高くして高品質の映像を提供することができる。例えば、配信帯域の上限が６Ｍｂｐｓであり、ａ：ｂ：ｃが１：２：３である場合、チャンネル１全体には１Ｍｂｐｓ、チャンネル２全体には２Ｍｂｐｓ、チャンネル３全体には３Ｍｂｐｓが割り当てられる。よって、チャンネル１のエンコードレートは１／Ｎ１[Ｍｂｐｓ]、チャンネル２のエンコードレートは２／Ｎ２[Ｍｂｐｓ]、チャンネル３のエンコードレートは３／Ｎ３[Ｍｂｐｓ]となる。
ａ，ｂ，ｃの値は、コンテンツの種類によって変化させることができる。例えば、より高画質な映像が要求されるスポーツ番組については割合を高く、映画やドラマであればスポーツ番組より低く、バラエティ番組ではさらに低くする。配信サーバー７のレート計算部７３は、各チャンネルで配信されるコンテンツが変わるときに、ａ，ｂ，ｃの比率を変化させる。
【００８３】
逆に、ｘ＝ａ×Ｎ１、ｙ＝ｂ×Ｎ２、ｚ＝ｃ×Ｎ３（ａ，ｂ，ｃは相対的な比率）と規定すれば、視聴者数が多いチャンネルほどエンコードレートは高くして高品質の映像を提供し、より多くのクライアントが満足するようにエンコードレートを調節することが可能である。しかしこの場合は、人気のチャンネルに対してクライアント数が増えるほど、さらに配信帯域を圧迫することになるので、クライアント数が増加するにつれてエンコードレートの増加量は急激に小さくなる。
【００８４】
上記に示す方法では、定数値ａ，ｂ，ｃの比率を調節することで、チャンネルごとの相対的な映像品質を設定することが可能となる。
また、第１の実施形態、第２の実施形態と同様に、配信データの再送を考慮してエンコードレートを決定することで、より安定してクライアント端末９に配信データを配信することができる。つまり、第２の実施形態と同様に、各配信サーバー７間において再送データ量を通知しあう。各配信サーバー７のレート計算部７３は、配信帯域の上限（Ｌ）から自配信サーバー７の再送データ量と他の配信サーバー７から通知された再送データ量とを減算した帯域を、式（４）の左辺である配信帯域の上限（Ｌ）の代わりに用い、自配信サーバー７が配信するチャンネルのエンコードレートを算出する。これにより、各クライアント端末９に対して必要となる再送データ分も含めて、コンテンツ配信装置６から出力される配信データの合計帯域が配信帯域の上限を超えることなく、配信データを配信することが可能である。
【００８５】
このように、クライアント数に応じてチャンネルごとのエンコードレートの決め方を変えることで、クライアントに対して、多様な方針で決定される品質による映像配信サービスを提供することができる。
【００８６】
なお、上記においては、配信帯域の上限、または、配信帯域の上限から再送データ量を減算した帯域を用いてエンコードレートを決定しており、また、計算例として具体的な条件付けを行ったが、実際の配信サービスに適した多様な条件により、配信帯域の上限を超えないようにエンコードレートを決定することができる。
【００８７】
なお、上記においては、エンコードサーバー２と配信サーバー７とを別の装置として説明したが、エンコードサーバー２と配信サーバー７を１つのコンピュータ装置により実現してもよい。
また、上記においては、各配信サーバー７−１〜７−ｋのレート計算部７３がエンコードレートを算出していたが、複数の配信サーバー７のうち１台のみが外部クライアント数取得部７７、レート計算部７３及びレート指示送信部３４を備え、レート計算部７３が各チャンネルのエンコードレートを算出し、レート指示送信部３４が、各エンコードサーバー２に対して、各チャンネルのエンコードレートを指示するようにしてもよい。
【００８８】
また、上記においては、配信サーバー７を複数備えているが、配信サーバー７を１台のみ備える構成としてもよい。この場合、外部クライアント数取得部７７は不要となる。配信サーバー７の配信要求受信部３１は、要求するチャンネルを特定する情報を含んだ配信要求信号を受信し、クライアント数カウント部７２は、各チャンネルについてクライアント数をカウントする。レート計算部７３は、クライアント数カウント部７２がカウントした各チャンネルのクライアント数の入力を受け、上記と同様に各チャンネルについてのエンコードレートを算出する。レート指示送信部３４は、各エンコードサーバー２に対して、対応するチャンネルのエンコードレートを指示する。配信データ受信部３５は、各エンコードサーバー２から配信データを受信し、伝送部３６は、各エンコードサーバー２から受信した配信データのうち、配信要求信号により要求されたチャンネルの配信データをクライアント端末９に配信する。
【００８９】
また上述した実施形態に示したように、全てのチャンネルのエンコードレートを特定のアルゴリズムで自動的に決めるのではなく、配信サーバー運用者が、ある特定のチャンネルのエンコードレートを明示的に指示して映像の品質を決定し、残りのチャンネルのエンコードレートは、余った帯域を使うように決定しても良い。これにより、例えば、映像監視システムに本実施形態のコンテンツ配信装置を適用する場合、監視者が手動により異常のあった映像に高いエンコードレートを設定し、重点的に監視するようなことも可能となる。
【００９０】
図１０は、このときに配信サーバー７に代えて用いる配信サーバー７ａの構成を示す図である。同図に示す配信サーバー７ａが図９に示す配信サーバー７と異なる点は、レート計算部７３に変えてレート計算部７３ａを備える点、特定チャンネルに適用するエンコードレートの指示を外部から受信するレート受信部７８を備える点である。配信サーバー７ａのレート計算部７３ａは、入力された指示によって指定されたチャンネルについては指定のエンコードを用い、他の指定されなかったチャンネルについては、上記と同様に各チャンネルのエンコードレートを算出する。
【００９１】
例えば、チャンネル１にエンコードαを用いるよう指示が入力された場合、式（４）は、以下の式（５）ようになる。
【００９２】
Ｌ＝Ｎ１×α＋Ｎ２×ｙ＋Ｎ３×ｚ …（５）
【００９３】
各配信サーバー７ａは、お互いのチャンネルとクライアント数を通知しあっており、レート計算部７３ａは、クライアント数カウント部７２、外部クライアント数取得部７７から各チャンネルのクライアント数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３を取得している。よって、レート計算部７３ａは、予め決められた各チャンネルのエンコードレートｙ，ｚの相互関係と、各チャンネル１、２、３のクライアント数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３から、チャンネル２、３のエンコードレートｙ、ｚを決定することができる。
【００９４】
なお、上述のエンコードサーバー２、配信サーバー３、５、７、７ａ、ウェブサーバー８、８ａは、内部にコンピュータシステムを有している。そして、エンコードサーバー２の各部、配信サーバー３、５、７、７ａの各部、及び、ウェブサーバー８、８ａの動作の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでいうコンピュータシステムとは、ＣＰＵ及び各種メモリやＯＳ、周辺機器等のハードウェアを含むものである。
【００９５】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ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等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等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、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバー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、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。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良く、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良い。
【符号の説明】
【００９６】
１、４、６…コンテンツ配信装置
２、２−１、２−２、２−３…エンコードサーバー
３、５、５−１〜５−３、７、７−１〜７−３、７ａ…配信サーバー
８、８ａ…ウェブサーバー
９、９−１〜９−ｎ…クライアント端末
２０…記憶部
２１…レート指示受信部
２２…エンコード処理部
２３…エンコードデータ送信部
３１…配信要求受信部
３２、５２、７２…クライアント数カウント部
３３、５３、７３、７３ａ…レート計算部
３４…レート指示送信部
３５…配信データ受信部
３６…伝送部
５７、７７…外部クライアント数取得部
７８…レート受信部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンテンツ配信装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年普及しているＩＰ（Internet Protocol）ネットワークは、複数の端末が帯域を共有して伝送するベストエフォートネットワークであり、多くの端末が同時に伝送しているときにはネットワークが混雑し、各端末において所望のスループットを得られない場合もある。
【０００３】
また、ＩＰネットワーク上ではＴＣＰ（Transmission Control Protocol）方式を用いた伝送を行なうことが一般的である。ＴＣＰにより、伝送の開始、終了処理や、パケットロスの再送による回復処理などが行われ、送受信間端末間の正常なデータ伝送が保証される。送達確認の手順を伴うＴＣＰはユニキャスト通信と呼ばれる１対１の通信を基本としており、１台のサーバーから複数台のクライアントに対して同一のデータを配信する際には、クライアント数に応じた配信帯域が必要となる。
【０００４】
このようなＩＰネットワークを用いて、リアルタイムに映像を配信することが一般化している。映像データは容量が大きいため、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）方式に代表される圧縮技術により映像データを圧縮して伝送する。圧縮率を高くしてエンコードレートを小さくすれば、伝送データ量は減るものの映像の高解像度成分が失われ、映像品質は劣化する。
【０００５】
少数台のサーバーから複数台のクライアント端末に映像を配信する場合、あらかじめサーバー側の持つ配信処理能力や帯域と、想定される接続クライアント数を勘案して、安定して伝送できるエンコードレートを事前に決めることが一般的である。
このような中で、ネットワークにおけるパケット廃棄率などからネットワーク状況を取得し、伝送する内容やクライアントの優先度に応じて伝送レートを調節する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第０６／０１３６１８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、配信するコンテンツの内容などから正確なクライアントの接続数をあらかじめ予測することは極めて困難であり、想定を超えてクライアント数が増大するケースもある。また、同一コンテンツであっても、配信を要求するクライアント数が時間ごとに大きく増減を繰り返す場合もある。このような場合、サーバー側の持つ帯域の上限やサーバーの処理能力を超えて映像を配信することはできないため、想定以上のクライアントを受け付けられないという問題があった。
【０００８】
特許文献１の技術では、伝送状況の悪化を検出した場合に、伝送する内容や各クライアントの優先度にしたがって伝送量を下げる命令を送信して対応するものの、配信可能な帯域の上限まで活用する明確な伝送レート値の算出方法を提供するものではない。
【０００９】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、複数のクライアント端末が帯域を共有するネットワーク上で映像等のコンテンツを配信する際に、予めクライアント数を予測する必要なく、コンテンツ配信先のクライアント端末が増減した場合であっても使用可能な配信帯域の上限まで活用してコンテンツを配信することができるコンテンツ配信装置及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
［１］ 本発明の一態様は、複数のクライアント端末が帯域を共有するネットワーク上で前記複数のクライアント端末に同時にコンテンツを配信するコンテンツ配信装置において、エンコード処理を行ない、コンテンツの配信データを生成する複数のエンコード処理部と、前記ネットワークを介して接続される前記クライアント端末から配信要求信号及び配信終了要求信号を受信する配信要求受信部と、前記配信要求信号を受信してから前記配信終了要求信号を受信するまで前記配信要求信号の送信元のクライアント端末へ、前記配信要求信号により特定される前記エンコード処理部が生成した前記配信データを配信する伝送部と、前記配信要求受信部において受信した前記配信要求信号及び前記配信終了要求信号に基づいて配信中のクライアント数を前記エンコード処理部ごとにカウントするクライアント数カウント部と、前記クライアント数カウント部によってカウントされた前記エンコード処理部ごとのクライアント数に基づいて、前記伝送部から前記クライアント端末へ送信される前記配信データの合計の配信帯域が、前記複数のクライアント端末が共有する前記帯域における上限の配信帯域を超えないように前記複数のエンコード処理部それぞれにおいて生成する前記配信データのエンコードレートを算出するレート計算部と、を備えることを特徴とするコンテンツ配信装置である。
この構成によれば、複数のクライアント端末に、複数のエンコード処理部により生成された異なる品質の配信データ、または、異なるチャンネルの配信データを同時に配信するコンテンツ配信装置は、各エンコード処理部により生成された配信データを配信中のクライアント数に基づき、配信データの配信帯域の合計が上限の配信帯域を超えないように、各エンコード処理部におけるエンコードレートを決定する。
これにより、複数のクライアント端末が帯域を共有するネットワーク上で映像等のコンテンツを配信する際に、予めクライアント数を予測する必要なく、コンテンツが配信されているクライアント数が増減した場合であっても、使用可能な配信帯域の上限まで活用してコンテンツを配信することができる。
【００１１】
［２］ 本発明の一態様は、上述したコンテンツ配信装置であって、前記複数のエンコード処理部は、他の前記エンコード処理部におけるエンコードレートと所定の比率の関係を有する異なるエンコードレートにより前記配信データを生成し、前記レート計算部は、前記エンコード処理部ごとのクライアント数に基づいて、前記所定の比率の関係を満たすように前記複数のエンコード処理部それぞれにおけるエンコードレートを算出する、ことを特徴とする。
この構成によれば、コンテンツ配信装置は、複数のクライアント端末に異なる品質によってコンテンツを配信しており、各品質のコンテンツを配信中のクライアント数に基づき、配信データの配信帯域の合計が上限の配信帯域を超えないように、相対的な品質が高いほど相対的に高いエンコードレートを算出する。
これにより、コンテンツを異なる品質によって配信する際に、予めクライアント数を予測する必要なく、各品質のコンテンツが配信されているクライアント数が増減した場合であっても、相対的な品質を維持しながら、使用可能な配信帯域の上限まで活用してコンテンツを配信することができる。
【００１２】
［３］ 本発明の一態様は、上述したコンテンツ配信装置であって、前記複数のエンコード処理部は、それぞれ異なるチャンネルに対応し、前記レート計算部は、前記複数のエンコード処理部それぞれに対して同一のエンコードレートを算出する、ことを特徴とする。
この構成によれば、コンテンツ配信装置は、複数のクライアント端末に複数のチャンネルのコンテンツを配信しており、各チャンネルのコンテンツを配信中のクライアント数に基づき、配信データの配信帯域の合計が上限の配信帯域を超えないように、全てのチャンネルに対して同一のエンコードレートを算出する。
これにより、複数のチャンネルのコンテンツを配信する際に、予めクライアント数を予測する必要なく、各コンテンツが配信されているクライアント数が増減した場合であっても、使用可能な配信帯域の上限まで活用し、いずれのチャンネルを視聴しているクライアントにも同等の品質によりコンテンツを配信することができる。
【００１３】
［４］ 本発明の一態様は、上述したコンテンツ配信装置であって、前記複数のエンコード処理部は、それぞれ異なるチャンネルの前記配信データを、他の前記エンコード処理部とは異なるエンコードレートにより生成し、前記レート計算部は、割り当てた配信帯域の合計が上限の配信帯域を超えないように前記複数のエンコード処理部に配信帯域を割り当て、前記エンコード処理部に割り当てた配信帯域と前記エンコード処理部のクライアント数とに基づいて前記複数のエンコード処理部それぞれにおけるエンコードレートを算出する、ことを特徴とする。
この構成によれば、コンテンツ配信装置は、複数のクライアント端末に複数のチャンネルのコンテンツを配信しており、全体として上限の配信帯域を超えないように各チャンネルに配信帯域を割り当てた後、各チャンネルについて、そのクライアント数に基づき、エンコードレートを算出する。
これにより、複数のチャンネルのコンテンツを配信する際に、予めクライアント数を予測する必要なく、各コンテンツが配信されているクライアント数が増減した場合であっても、使用可能な配信帯域の上限まで活用して、クライアント数が少ないチャンネルほど高品質で、クライアント数が多いチャンネルほど低品質でコンテンツを配信することができる。
【００１４】
［５］ 本発明の一態様は、上述したコンテンツ配信装置であって、前記複数のエンコード処理部は、それぞれ異なるチャンネルの前記配信データを、他の前記エンコード処理部とは異なるエンコードレートにより生成し、前記レート計算部は、前記エンコード処理部ごとに与えられる所定の定数に前記エンコード処理部に対応するクライアント数を乗じた値に比例するように前記エンコード処理部ごとのエンコードレートを算出する、ことを特徴とする。
この構成によれば、コンテンツ配信装置は、複数のクライアント端末に複数のチャンネルのコンテンツを配信しており、上限の配信帯域を超えないように、チャンネルに対応した所定の定数と該チャンネルのクライアント数とを乗じた値に比例するよう各チャンネルのエンコードレートを算出する。
これにより、複数のチャンネルのコンテンツを配信する際に、予めクライアント数を予測する必要なく、各コンテンツが配信されているクライアント数が増減した場合であっても、使用可能な配信帯域の上限まで活用して、クライアント数が多いチャンネルほど高品質で、クライアント数が少ないチャンネルほど低品質でコンテンツを配信することができる。
【００１５】
［６］ 本発明の一態様は、上述したコンテンツ配信装置であって、前記伝送部は、前記クライアント端末へ送達しなかった前記配信データを再送し、前記レート計算部は、前記上限の配信帯域に代えて、再送対象の未送信の前記配信データの配信帯域を前記上限の配信帯域から減算して得られた配信帯域を用いて前記エンコードレートを算出する、ことを特徴とする。
この構成によれば、上限の配信帯域の代わりに、上限の配信帯域から配信データの再送に用いられる配信帯域を除いた残りの配信帯域を用いてエンコードレートを算出する。
これにより、再送される配信データの帯域を確保しながら、使用可能な配信帯域の上限まで活用してコンテンツを配信することができる。
【００１６】
［７］ 本発明の一態様は、複数のクライアント端末が帯域を共有するネットワーク上で前記複数のクライアント端末に同時にコンテンツを配信するコンテンツ配信装置において、エンコード処理を行ない、コンテンツの配信データを生成する複数のエンコード処理部と、前記ネットワークを介して接続される前記クライアント端末から配信要求信号及び配信終了要求信号を受信する配信要求受信部と、前記配信要求信号を受信してから前記配信終了要求信号を受信するまで前記配信要求信号の送信元のクライアント端末へ、前記エンコード処理部が生成した前記配信データを配信するとともに、前記クライアント端末へ送達しなかった前記配信データを再送する伝送部と、前記配信要求受信部において受信した前記配信要求信号及び前記配信終了要求信号に基づいて配信中のクライアント数をカウントするクライアント数カウント部と、前記クライアント数カウント部によってカウントされたクライアント数に基づいて、前記伝送部から前記クライアント端末へ送信される前記配信データの合計の配信帯域が、前記複数のクライアント端末が共有する前記帯域における上限の配信帯域から未送信の再送対象の配信データを減算した帯域を超えないように前記エンコード処理部において生成する配信データのエンコードレートを算出するレート計算部と、を備えることを特徴とするコンテンツ配信装置である。
この構成によれば、複数のクライアント端末に同時にコンテンツを配信するコンテンツ配信装置は、配信データを配信中のクライアント数に基づき、配信データの配信帯域の合計が、配信帯域の上限から配信データの再送に用いられる配信帯域を除いた残りの配信帯域を超えないように、配信データのエンコードレートを決定する。
これにより、複数のクライアント端末が帯域を共有するネットワーク上で映像等のコンテンツを配信する際に、予めクライアント数を予測する必要なく、コンテンツが配信されているクライアント数が増減した場合であっても、再送される配信データの帯域を確保しながら、使用可能な配信帯域の上限まで活用してコンテンツを配信することができる。
【００１７】
［８］ 本発明の一態様は、コンピュータを、上述したコンテンツ配信装置として機能させることを特徴とするプログラムである。
【発明の効果】
【００１８】
この構成によれば、複数のクライアント端末が帯域を共有するネットワーク上で映像等のコンテンツを配信する際に、予めクライアント数を予測する必要なく、コンテンツ配信先のクライアントが増減した場合であっても使用可能な配信帯域の上限まで活用し、全てのクライアント端末に対してコンテンツの配信を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態によるコンテンツ配信装置の構成図である。
【図２】同実施形態によるエンコードサーバーの構成を示すブロック図である。
【図３】同実施形態による配信サーバーの構成を示すブロック図である。
【図４】同実施形態によるコンテンツ配信装置の配信処理フローを示す図である。
【図５】第２の実施形態によるコンテンツ配信装置の構成図である。
【図６】同実施形態による配信サーバーの構成を示すブロック図である。
【図７】同実施形態によるコンテンツ配信装置の接続先通知手順を示す図である。
【図８】第３の実施形態によるコンテンツ配信装置の構成図である。
【図９】同実施形態による配信サーバーの構成を示すブロック図である。
【図１０】同実施形態による他の配信サーバーの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２１】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態によるコンテンツ配信装置１の構成を示すブロック図である。コンテンツ配信装置１は、複数のクライアント端末９に対して、同時に映像、音声などのコンテンツを配信する。同図に示すコンテンツ配信装置１は、コンテンツの映像や音声を符号化した映像音声信号を配信用に圧縮して配信データを生成するエンコードサーバー２と、エンコードサーバー２が生成した配信データを複数のクライアント端末９に配信する配信サーバー３とを備え、配信サーバー３とクライアント端末９とは、ＩＰ（Internet Protocol）網などのネットワークＮを介して接続される。映像音声信号より生成される配信データのエンコードレートは、コンテンツ配信中のクライアント端末９の数に応じてエンコードサーバー２から配信サーバー３に指示される。以下、ｎ台のクライアント端末９をそれぞれ、クライアント端末９−１〜９−ｎと記載する。
【００２２】
コンテンツ配信装置１から配信可能な帯域には上限がある。例えば、配信サーバー３に実装されているネットワークインターフェースが、１００Ｂａｓｅ−Ｔ イーサーネット（登録商標）であれば、１００［Ｍｂｐｓ（メガビット毎秒）］以上の配信はできない。このとき、従来のコンテンツ配信装置の場合、エンコードサーバーにおいて映像音声のエンコードレートを１［Ｍｂｐｓ］の固定レートに圧縮していれば、プロトコルオーバヘッドや伝送量の時間的偏り等による伝送効率低下を無視できるとすると、１００台のクライアント端末まで配信を行なうことができる。しかし、それ以上の数のクライアント端末からの配信要求を受けても、１００台の上限を超えたクライアント端末には配信を行なうことはできない。本実施形態のコンテンツ配信装置１は、配信帯域の上限と、コンテンツ配信中のクライアント数とに応じてエンコードレートを変えることによって、１台のクライアント端末９あたりに配信するデータ量を調節し、クライアント数の増加に対応することができる。
【００２３】
なお、配信帯域の上限は、物理的なインタフェース等のハードウェアの性能により定まる値であってもよく、物理的なインタフェース等のハードウェアの性能により定まる配信帯域内で配信者が意図的に設定した値であってもよい。この配信帯域の上限は、予め配信サーバー３に記憶させておく。
【００２４】
図２は、図１に示すエンコードサーバー２の内部構成を示すブロック図である。同図に示すように、エンコードサーバー２は、レート指示受信部２１、エンコード処理部２２、及び、エンコードデータ送信部２３を備えて構成される。
レート指示受信部２１は、配信サーバー３からエンコードレートを示すレート指示値を受信する。エンコード処理部２２は、外部装置等から入力された映像音声信号を記憶する記憶部２０を備えており、レート指示受信部２１が受信したレート指示値に従って映像音声信号を圧縮するエンコード処理を行い、エンコードデータを生成する。エンコードデータ送信部２３は、エンコード処理部２２が生成したエンコードデータを配信データとして配信サーバー３に出力する。
【００２５】
図３は、図１に示す配信サーバー３の内部構成を示すブロック図である。同図に示すように、配信サーバー３は、配信要求受信部３１、クライアント数カウント部３２、レート計算部３３、レート指示送信部３４、配信データ受信部３５、及び、伝送部３６を備えて構成される。
配信要求受信部３１は、クライアント端末９からコンテンツの配信要求信号及び配信終了要求信号を受信する。クライアント数カウント部３２は、配信要求受信部３１が受信した配信要求信号及び配信終了要求信号に基づいて、コンテンツ配信中のクライアント数をカウントする。レート計算部３３は、クライアント数カウント部３２がカウントしたクライアント数等に基づいて、エンコードレートを算出する。レート指示送信部３４は、レート計算部３３によって算出されたエンコードレートをレート指示値としてエンコードサーバー２に出力する。配信データ受信部３５は、エンコードサーバー２から受信した配信データを伝送部３６に出力する。伝送部３６は、配信要求信号送信元のクライアント端末９へ配信要求信号を受信してから配信終了要求信号を受信するまでの間、配信データ受信部３５から入力された配信データをユニキャストにより配信する。
【００２６】
次に、本実施形態のコンテンツ配信装置１の処理について説明する。
図４は、コンテンツ配信装置１の配信処理フローを示す。
エンコードサーバー２のエンコード処理部２２は、外部装置等から映像音声信号の入力が開始されると、この入力された映像音声信号を記憶部２０に書き込んでいく（ステップＳ１０５）。
配信サーバー３の配信要求受信部３１がクライアント端末９からコンテンツの配信を要求するための配信要求信号を受信すると（ステップＳ１１０：配信要求）、クライアント数カウント部３２は、コンテンツ配信中のクライアント数に１を加算し、レート計算部３３に出力する（ステップＳ１１５）。
【００２７】
レート計算部３３は、クライアント数カウント部３２からクライアント数を受信すると、クライアント数等に基づいてエンコードレートを算出する（ステップＳ１２０）。この算出方法の詳細については後述する。レート指示送信部３４は、レート計算部３３が算出したエンコードレートを示すレート指示値をエンコードサーバー２に出力する（ステップＳ１２５）。
【００２８】
エンコードサーバー２のレート指示受信部２１は、配信サーバー３からレート指示値を受信し、エンコード処理部２２に出力する（ステップＳ１３０）。エンコード処理部２２は、記憶部２０に記憶されている映像音声信号を配信用に圧縮し、レート指示値により指示されたエンコードレートで配信データを生成する（ステップＳ１３５）。エンコードデータ送信部２３は、エンコード処理部２２が生成した配信データを配信サーバー３に出力する（ステップＳ１４０）。
【００２９】
配信サーバー３の配信データ受信部３５は、エンコードサーバー２から配信データを受信し、伝送部３６に出力する（ステップＳ１４５）。伝送部３６は、新たに配信要求信号を受信したクライアント端末９、及び、すでにコンテンツを配信中のクライアント端末９に、配信データ受信部３５から入力された配信データをユニキャストにより配信する（ステップＳ１５０）。以降、ステップＳ１１０からの処理を繰り返す。
【００３０】
なお、配信サーバー３の配信要求受信部３１が配信データを配信中のクライアント端末９からコンテンツの配信終了を要求するための配信終了要求信号を受信すると（ステップＳ１１０：配信終了要求）、伝送部３６は、配信終了要求信号送信元のクライアント端末９への配信データの配信を終了する（ステップＳ１５５）。クライアント数カウント部３２は、コンテンツ配信中のクライアント数に１を減算し、レート計算部３３に出力する（ステップＳ１１５）。ステップＳ１２０以降の処理は、上記と同様である。ただし、ステップＳ１５０においては、配信を終了したクライアント端末９を除き、コンテンツ配信中のクライアント端末９に、ステップＳ１４５においてエンコードサーバー２から受信した配信データをユニキャストにより配信する。
【００３１】
上記において、クライアント数カウント部３２は、配信要求信号の受信、あるいは、配信終了要求信号の受信など、クライアント数に変化がある度にレート計算部３３に出力しているが、３分毎などの所定時間毎に平均のクライアント数をレート計算部３３に出力してもよい。この場合、所定時間の間、ステップＳ１１０〜Ｓ１１５までの処理を繰り返した後、カウントしたクライアント数の平均値をレート計算部３３に出力する。
【００３２】
続いて、ステップＳ１２０におけるエンコードレートの算出方法について詳細に説明する。レート計算部３３は、コンテンツ配信装置１が配信可能な上限の配信帯域を超えないように、エンコードサーバー２のエンコード処理部２２において生成する配信データのエンコードレートを算出する。例えば以下の式（１）により、エンコードレートを算出する。
【００３３】
（エンコードレート）＝（配信帯域の上限値）／（クライアント数） …（１）
【００３４】
上記のようにエンコードレートを算出することにより、例えば、配信帯域の上限が１００［Ｍｂｐｓ］であり、１００台のクライアント端末９がコンテンツの配信を要求している場合、１［Ｍｂｐｓ］のエンコードレートで圧縮された配信データが各クライアント端末９に配信される。ここで、急激にクライアント数が増加し、２００台のクライアント端末９が配信を要求してきた場合でも、０．５［Ｍｂｐｓ］のエンコードレートで圧縮された配信データを各クライアント端末９に配信し、全てのクライアント端末９への配信を継続することができる。このように、想定を超えたクライアントが配信を要求してきた場合でも、クライアント数に応じたエンコードレートでコンテンツを配信するとともに、クライアントの接続要求を継続して受け付けることができるようになる。なお、エンコードレートに算出にあたっては、エンコードレートに上限を設け、クライアント数が少ない場合でも必要以上にエンコードレートが高くならないようにしてもよい。つまり、（レート計算部３３が算出したエンコードレート）＞（エンコードレートの上限値）である場合、レート指示送信部３４は、レート指示値としてエンコードレートの上限値を設定し、エンコードサーバー２へ出力する。
【００３５】
配信サーバー３の伝送部３６は、各クライアント端末９において一部のデータを受信できなかったことを検出した場合に配信データを再送するようにしてもよい。例えば、伝送部３６は、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）の再送制御方式を適用し、配信した配信データに対するクライアント端末９からの応答を受信しなかった場合に、配信データの不達を検出することができる。また、クライアント端末９から再送対象の配信データを特定する情報を受信してもよい。
【００３６】
この場合、レート計算部３３は、配信データの再送に使用される帯域を考慮してエンコードレートを決定することで、より安定してクライアント端末９に配信データを配信することができる。具体的には、伝送部３６において、各クライアント端末９−１、９−２、…、９−ｎに再送すべき現在未送信の配信データのデータ量（以下、「再送データ量」と記載）であるＲ１、Ｒ２、…、Ｒｎ［ｂｐｓ（ビット毎秒）］をカウントし、レート計算部３３に通知する。レート計算部３３は、以下の式（２）によりエンコードレートを算出する。
【００３７】
（エンコードレート）＝（配信帯域の上限値−Ｒ１−Ｒ２−…−Ｒｎ）／（クライアント数） …（２）
【００３８】
上記のようにエンコードレートを算出することにより、各クライアント端末９に対して再送する配信データの分も含めて配信サーバー３からの出力が配信帯域の上限を超えることなく、クライアント数と各クライアント端末９の受信状況とに応じたエンコードレートで配信を継続することが可能となる。
【００３９】
なお、各クライアント端末９への再送データ量が増大する場合、必要以上にエンコードレートが下がることを防ぐために、再送データ量に上限を設けてもよい。つまり、再送データ量Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎが上限を超えるときには、各クライアント端末９個別の問題により受信状況が悪化していると考え、該当するクライアント端末９に対し、配信タイムアウト、配信中止処理を行なう。この場合、配信サーバー３のクライアント数カウント部３２は、配信中のクライアント数から１を減算し、図４のステップＳ１２０からの処理を行なう。
【００４０】
また、エンコードレートの算出結果が、映像や音声などが正常に再生できる最低のエンコードレートを下回った場合、新たなクライアント端末９からの配信要求を拒否する。
なお、上記においては、配信帯域の上限、または、配信帯域の上限から再送データ量を減算した帯域を用いてエンコードレートを決定しているが、実際の配信サービスに適した多様な条件により、配信帯域の上限を超えないようにエンコードレートを決定することができる。
【００４１】
また、上記においては、エンコードサーバー２と配信サーバー３とを別の装置として説明したが、エンコードサーバー２と配信サーバー３を１つのコンピュータ装置により実現してもよい。
【００４２】
［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２の実施形態によるコンテンツ配信装置４の構成を示すブロック図である。同図において、図１に示す第１の実施形態によるコンテンツ配信装置１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４３】
コンテンツ配信装置４は、複数のクライアント端末９に対して、内容は同一であるが、異なる品質の映像や音声などのコンテンツを配信する。同図に示すコンテンツ配信装置４は、エンコードサーバー２と配信サーバー５の組を複数備える。複数のエンコードサーバー２には同一の映像音声信号が入力され、各エンコードサーバー２は映像音声信号をコンテンツの品質に応じたエンコードレートで配信用に圧縮して配信データを生成する。コンテンツが映像である場合、高いエンコードレートであれば、高画質な映像が出力され、低いエンコードレートであれば低画質な映像となる。ここでは、低画質、中画質、高画質の３つの品質それぞれに対応したエンコードサーバー２と配信サーバー５の組を備える場合を説明する。以下、低画質、中画質、高画質の品質に対応したエンコードサーバー２、配信サーバー５をそれぞれ、エンコードサーバー２−１〜２−３、配信サーバー５−１〜５−３と記載する。各配信サーバー５−ｉ（ｉ＝１、２、３）は、エンコードサーバー２−ｉが生成した配信データを複数のクライアント端末９に配信する。これにより、クライアント端末９には、接続先の配信サーバー５に応じた異なる品質の映像が配信される。
【００４４】
また、各クライアント端末９は、ネットワークＮを介してウェブサーバー８と接続される。ウェブサーバー８は、クライアント端末９から接続先問合せを受信し、クライアントへ配信すべきコンテンツの品質に基づいていずれかの配信サーバー５のアドレスを通知する。
【００４５】
図６は、図５に示す配信サーバー５の内部構成を示すブロック図である。同図において、図３に示す第１の実施形態による配信サーバー３と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。配信サーバー５が第１の実施形態に示す配信サーバー３と異なる点は、クライアント数カウント部３２に代えてクライアント数カウント部５２を備える点、レート計算部３３に代えてレート計算部５３を備える点、外部クライアント数取得部５７を備える点である。
【００４６】
クライアント数カウント部５２は、配信要求受信部３１が受信した配信要求信号及び配信終了要求信号に基づいて、コンテンツ配信中のクライアント数をカウントし、カウントしたクライアント数をレート計算部５３に出力するともに、他の配信サーバー５へ送信する。外部クライアント数取得部５７は、他の配信サーバー５からクライアント数を受信する。レート計算部５３は、クライアント数カウント部５２がカウントしたクライアント数、外部クライアント数取得部５７が他の配信サーバー５から受信したクライアント数等に基づいて、エンコードレートを算出する。
【００４７】
次に、本実施形態のコンテンツ配信装置４の処理について説明する。
図７は、クライアント端末９への接続先通知手順を示す図である。
本実施形態において、各クライアント端末９が配信サーバー５にアクセスしてコンテンツの配信を要求する際に、ウェブサーバー８は、各クライアントについて定まる指標に従って接続先の配信サーバー５を決定する。具体的には、まず、クライアント端末９が、代表のウェブサーバー８にアクセスする（ステップＳ３０５）。ウェブサーバー８は、アクセス元のクライアント端末９について定まる指標に従って高画質、中画質、低画質のいずれの品質のコンテンツを送信するかを決定し、決定した品質のコンテンツを配信する配信サーバー５のアドレスを通知する（ステップＳ３１０）。例えば、配信開始後、接続してきたクライアント端末９が所定数ａに達するまでは高画質、所定数αを超えて所定数β（＞α）までは中画質、所定数βを超えた場合は低画質と決定する。あるいは、ウェブサーバー８は、各クライアントのＩＤに対応づけて接続優先権を記憶しておき、接続元のクライアント端末９から受信したクライアントのＩＤに対応して読み出した接続優先権が高い場合は高画質、標準の場合は中画質、低い場合は低画質と決定する。これ以外にも、任意の指標によって各クライアントに適用すべき品質を決定することができる。
【００４８】
クライアント端末９は、ステップＳ３１０において通知されたアドレスを宛先として配信サーバー５にアクセスし、コンテンツの配信要求信号を送信する（ステップＳ３１５）。クライアント端末９からコンテンツの配信要求信号を受信した配信サーバー５は、配信データを配信する（ステップＳ３２０）。つまり、配信サーバー５のアドレスが、配信を要求する品質を示す情報として用いられ、いずれのエンコードサーバー２において生成された配信データを要求するかを特定する。
【００４９】
次に、本実施形態のコンテンツ配信装置４の配信処理について説明する。
各画質のエンコードサーバー２及び配信サーバー５の組のそれぞれは、以下の点を除いて、図４に示す第１の実施形態と同様の処理を行なう。
ステップＳ１１５において、配信サーバー５のクライアント数カウント部５２は、第１の実施形態のクライアント数カウント部３２と同様に、配信要求受信部３１が受信した配信要求信号及び配信終了要求信号に従ってクライアント数をカウントすると、カウントしたクライアント数をレート計算部５３に出力するとともに、他の配信サーバー５に通知する。
【００５０】
そして、ステップＳ１２０において、レート計算部５３は、クライアント数カウント部５２からカウントしたクライアント数が入力された場合、あるいは、外部クライアント数取得部５７から他の配信サーバー５より受信したクライアント数が入力された場合に、これらのクライアント数等に基づいてエンコードレートを算出する。
【００５１】
本実施形態のエンコードレートの算出方法について詳細に説明する。上述したように本実施形態では、各クライアントの指標に従って適切な品質のコンテンツを配信する。配信サーバー５はそれぞれの品質のコンテンツを配信するために十分な帯域を持っているが、コンテンツ配信装置４全体としての配信帯域の上限（Ｌ）がある。レート計算部５３は、コンテンツ配信装置４が配信可能な上限の配信帯域を超えないように、各エンコードサーバー２のエンコード処理部２２において生成する配信データのエンコードレートを算出する。
【００５２】
ここで、低画質の映像が配信されるクライアント数をＮｘ、中画質の映像が配信されるクライアント数をＮｙ、高画質の映像が配信されるクライアント数をＮｚとし、低画質の映像のエンコードレートをｘ、また中画質の映像のエンコードレートをｙ、高画質の映像のエンコードレートをｚとする（ｘ＜ｙ＜ｚ)。
このとき、例えば以下の式（３）を満たすようにエンコードレートｘ，ｙ，ｚを決定することにより、使用可能な配信帯域を全て有効に使いながら、それぞれのクライアントの持つ指標に適した画質の映像を配信することができる。
【００５３】
Ｌ＝Ｎｘ×ｘ＋Ｎｙ×ｙ＋Ｎｚ×ｚ …（３）
【００５４】
各配信サーバー５は、お互いのクライアント数を通知しあっており、レート計算部５３は、クライアント数カウント部３２、外部クライアント数取得部５７から配信サーバー５−１、５−２、５−３においてカウントされたクライアント数Ｎｘ、Ｎｙ、Ｎｚを取得している。レート計算部５３は、予め決められたエンコードレートｘ，ｙ，ｚの相互関係と、クライアント数Ｎｘ、Ｎｙ、Ｎｚから、自配信サーバー５の品質に対応したエンコードレートを決定する。
【００５５】
以下に、具体的なエンコードレートの算出例を説明する。例えば、コンテンツ配信装置４の配信帯域の上限Ｌが１００[Ｍｂｐｓ]であるとする。また、各クライアントの持つ指標に応じて段階的に高画質な映像を配信する場合に、中画質の映像エンコードレートｙ＝２ｘ、高画質の映像エンコードレートｚ＝３ｘのように、予め各品質間のエンコードレートの関係が決められている。
【００５６】
ある時点で、低画質映像を配信しているクライアント数Ｎｘ=３００、中画質映像を配信しているクライアント数Ｎｙ=受信機２００、高画質映像を配信しているクライアント数Ｎｚ=１００の場合、式（３）に各クライアント数を代入して以下のように映像エンコードレートｘ，ｙ，ｚが算出される。
【００５７】
低画質の映像エンコードレートｘ=１００[ｋｂｐｓ]
中画質の映像エンコードレートｙ=２００[ｋｂｐｓ]
高画質の映像エンコードレートｚ=３００[ｋｂｐｓ]
【００５８】
配信サーバー５−１は、低画質の映像エンコードレートｘをエンコードサーバー２−１へ、配信サーバー５−２は、中画質の映像エンコードレートｙをエンコードサーバー２−２へ、配信サーバー５−３は、低画質の映像エンコードレートｚをエンコードサーバー２−３へ指示する。
【００５９】
ここで、例えば低画質では満足できないクライアントが配信の要求を取りやめる、あるいは、料金を支払ってより高画質な映像の配信を要求するなどして、各画質の配信を要求するクライアント数がＮｘ=５０、Ｎｙ=１５０、Ｎｚ=５０と急激に変化したとする。この場合、式（３）に各クライアント数を代入して以下のように映像エンコードレートｘ，ｙ，ｚが算出される。
【００６０】
低画質の映像エンコードレートｘ=２００[ｋｂｐｓ]
中画質の映像エンコードレートｙ=４００[ｋｂｐｓ]
高画質の映像エンコードレートｚ=６００[ｋｂｐｓ]
【００６１】
このようにクライアント数が動的に変化しても、配信帯域を全て有効に使いながら、各クライアントが持つ指標に従って、相対的な画質を維持して映像を配信することができる。
【００６２】
また、第１の実施形態と同様に、配信データの再送を考慮してエンコードレートを決定することで、より安定してクライアント端末９に配信データを配信することができる。つまり、第１の実施形態と同様、配信帯域の上限から再送データ量を減算することで、各クライアント端末９に対して必要となる再送データ分も含め、配信サーバー５−１〜５−３から出力される配信データの合計帯域が配信帯域の上限を超えることなく、配信データを配信することが可能である。
【００６３】
具体的には、各配信サーバー５の伝送部３６は、各クライアント端末９に対する再送データ量をレート計算部５３に通知するとともに、クライアント数カウント部５２に通知する。クライアント数カウント部５２は、クライアント数と併せて再送データ量を他の配信サーバー５に通知する。各配信サーバー５の外部クライアント数取得部５７は、他の配信サーバー５からクライアント数と再送データ量を受信し、レート計算部５３に通知する。各配信サーバー５のレート計算部５３は、配信帯域の上限（Ｌ）から自配信サーバー５の再送データ量と他の配信サーバー５から通知された再送データ量とを減算した帯域を、式（３）の左辺である配信帯域の上限（Ｌ）の代わりに用い、自配信サーバー５が配信する映像の品質に対応したエンコードレートを算出する。
【００６４】
なお、上記においては、配信帯域の上限、または、配信帯域の上限から再送データ量を減算した帯域を用いてエンコードレートを決定しており、また、計算例として具体的な数値で説明するための条件付けを行ったが、実際の配信サービスに適した多様な条件により、配信帯域の上限を超えないようにエンコードレートを決定することができる。
【００６５】
なお、上記においては、エンコードサーバー２と配信サーバー５とを別の装置として説明したが、エンコードサーバー２と配信サーバー５を１つのコンピュータ装置により実現してもよい。
また、上記においては、各配信サーバー５−１〜５−３のレート計算部５３がエンコードレートを算出していたが、複数の配信サーバー５のうち１台のみが外部クライアント数取得部５７、レート計算部５３及びレート指示送信部３４を備え、レート計算部５３が各品質のエンコードレートを算出し、レート指示送信部３４が、各エンコードサーバー２に対して、対応する品質のエンコードレートを指示するようにしてもよい。
【００６６】
また、上記においては、配信サーバー５を複数備えているが、配信サーバー５を１台のみ備える構成としてもよい。この場合、外部クライアント数取得部５７は不要となる。配信サーバー５の配信要求受信部３１は、要求する品質を特定する情報を含んだ配信要求信号を受信し、クライアント数カウント部５２は、各品質についてクライアント数をカウントする。レート計算部５３は、クライアント数カウント部５２がカウントした各品質のクライアント数の入力を受け、上記と同様に、各品質についてのエンコードレートを算出する。レート指示送信部３４は、各エンコードサーバー２に対して、対応する品質のエンコードレートを指示する。配信データ受信部３５は、各エンコードサーバー２から配信データを受信し、伝送部３６は、各エンコードサーバー２から受信した配信データのうち、配信要求信号により要求された品質の配信データをクライアント端末９に配信する。
【００６７】
［第３の実施形態］
図８は、本発明の第３の実施形態によるコンテンツ配信装置６の構成を示すブロック図である。同図において、図５に示す第２の実施形態によるコンテンツ配信装置４と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６８】
コンテンツ配信装置６は、複数のクライアント端末９に対して、複数チャンネルのコンテンツを配信する。同図に示すコンテンツ配信装置６は、エンコードサーバー２と配信サーバー７の組を複数備える。各配信サーバー７は、異なるチャンネルを配信するが、１台の配信サーバー７が複数のチャンネルを配信してもよく、１つのチャンネルが複数の配信サーバー７から配信されてもよい。ここでは便宜的に１台の配信サーバー７が１つのチャンネルを配信するものとして説明する。
【００６９】
コンテンツ配信装置６は、コンテンツ配信を要求してきた複数の各クライアント端末９に対し、各配信サーバー７によりユニキャストで個別のチャンネルの配信データを配信する。以下、チャンネル（Ｃｈ．）１〜ｋに対応したエンコードサーバー２、配信サーバー７をそれぞれ、エンコードサーバー２−１〜２−ｋ、配信サーバー７−１〜７−ｋと記載する。各配信サーバー７−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）は、エンコードサーバー２−ｉが生成したチャンネルｉの配信データを複数のクライアント端末９に配信する。これにより、クライアント端末９には、接続先の配信サーバー７に応じたチャンネルのコンテンツが配信される。
【００７０】
また、各クライアント端末９は、ネットワークＮを介してウェブサーバー８ａと接続される。ウェブサーバー８ａは、クライアント端末９から所望のチャンネルについての接続先問合せを受信し、このチャンネルのコンテンツを配信する配信サーバー７のアドレスを通知する。
【００７１】
図９は、図８に示す配信サーバー７の内部構成を示すブロック図である。同図において、図３に示す第１の実施形態による配信サーバー３と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。配信サーバー７が第１の実施形態に示す配信サーバー３と異なる点は、クライアント数カウント部３２に代えてクライアント数カウント部７２を備える点、レート計算部３３に代えてレート計算部７３を備える点、外部クライアント数取得部７７を備える点である。
【００７２】
クライアント数カウント部７２は、配信要求受信部３１が受信したチャンネルの配信要求信号及び配信終了要求信号に基づいてコンテンツ配信中のクライアント数をチャンネル毎にカウントし、カウントしたチャンネル毎のクライアント数をレート計算部７３に出力するともに、他の配信サーバー７へ送信する。外部クライアント数取得部７７は、他の配信サーバー７から各チャンネルのクライアント数を受信する。レート計算部７３は、クライアント数カウント部７２がカウントしたチャンネル毎のクライアント数、外部クライアント数取得部７７が他の配信サーバー７から受信した各チャンネルのクライアント数等に基づいて、エンコードレートを算出する。
【００７３】
次に、本実施形態のコンテンツ配信装置６の処理について説明する。
まず、本実施形態のコンテンツ配信装置６による接続先通知手順は、以下の点を除いて、図７に示す第２の実施形態と同様の処理を行なう。
ステップＳ３０５において、クライアント端末９は、代表のウェブサーバー８ａにアクセスし、配信を要求するチャンネルを特定する情報を送信する。ステップＳ３１０において、ウェブサーバー８ａは、受信した情報により特定されるチャンネルの配信する配信サーバー７を特定し、この特定した配信サーバー７のアドレスを通知する。ステップＳ３１５において、クライアント端末９は、ウェブサーバー８ａから通知されたアドレスを宛先として配信サーバー７にアクセスして所望チャンネルのコンテンツの配信要求信号を送信し、配信サーバー７は、要求されたチャンネルの配信データを配信する。従って、配信サーバー７のアドレスが、配信を要求するチャンネルを示す情報に相当する。なお、１台の配信サーバー７が複数チャンネルを配信する場合、クライアント端末９は、チャンネルを特定する情報を配信要求信号に明示的に設定して配信サーバー７へ送信し、配信サーバー７は、受信した情報により特定されるチャンネルの配信データを配信する。
【００７４】
次に、本実施形態のコンテンツ配信装置６の配信処理について説明する。
各チャンネルのエンコードサーバー２及び配信サーバー７の組のそれぞれは、以下の点を除いて、図４に示す第１の実施形態と同様の処理を行なう。
【００７５】
ステップＳ１１０において、配信要求受信部３１は、クライアント端末９から所望チャンネルの配信要求信号、または、配信終了要求信号を受信する。ステップＳ１１５において、配信サーバー７のクライアント数カウント部７２は、配信要求受信部３１が受信した配信要求信号または配信終了要求信号に基づき、各チャンネルについてコンテンツ配信中のクライアント数をカウントする。つまり、配信要求信号を受信した場合、配信が要求されたチャンネルについてコンテンツ配信中のクライアント数に１を加算し、配信終了要求信号を受信した場合、配信終了要求信号送信元のクライアント端末９への配信を終了したチャンネルについてコンテンツ配信中のクライアント数から１を減算する。クライアント数カウント部７２は、チャンネルと、このチャンネルについてカウントしたクライアント数とをレート計算部７３に出力するとともに、他の配信サーバー７に通知する。
【００７６】
ステップＳ１２０において、レート計算部７３は、クライアント数カウント部７２からチャンネルとクライアント数が入力された場合、あるいは、外部クライアント数取得部７７から他の配信サーバー７より受信したチャンネルとクライアント数が入力された場合に、各チャンネルのクライアント数等に基づいてエンコードレートを算出する。
また、ステップＳ１５０において、伝送部３６は、配信要求信号送信元のクライアント端末９に対して、配信が要求されたチャンネルの配信データを配信する。
【００７７】
各配信サーバー７は映像を配信するための十分な帯域を持っているが、コンテンツ配信装置６全体としての配信帯域の上限(Ｌ)がある。レート計算部７３は、コンテンツ配信装置６が配信可能な上限の配信帯域を超えないように、各エンコードサーバー２のエンコード処理部２２において生成する配信データのエンコードレートを算出する。
【００７８】
ここで、配信サーバー７の台数ｋ＝３、チャンネル１が配信されるクライアント数をＮ１、チャンネル２が配信されるクライアント数をＮ２、チャンネル３が配信されるクライアント数をＮ３とし、チャンネル１のエンコードレートをｘ、チャンネル２のエンコードレートをｙ、チャンネル３のエンコードレートをｚとする。
このとき、例えば以下の式（４）を満たすようにエンコードレートｘ，ｙ，ｚを決定することにより、使用可能な配信帯域を全て有効に使いながら、それぞれのチャンネルに適した画質の映像を配信することができる。
【００７９】
Ｌ＝Ｎ１×ｘ＋Ｎ２×ｙ＋Ｎ３×ｚ …（４）
【００８０】
各配信サーバー７は、お互いのチャンネルとクライアント数を通知しあっており、レート計算部７３は、クライアント数カウント部７２、外部クライアント数取得部７７から各チャンネル１、２、３のクライアント数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３を取得している。レート計算部７３は、予め決められたエンコードレートｘ，ｙ，ｚの相互関係と、クライアント数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３から、各チャンネルのエンコードレートを決定することができる。
【００８１】
例えば、ｘ，ｙ，ｚの相互関係として、ｘ＝ｙ＝ｚと規定すれば、チャンネルごとのクライアント数に関係なく、コンテンツ配信装置６の全クライアント数とコンテンツ配信装置６の上限帯域に応じた品質の映像が、いずれのチャンネルを視聴するクライアントに対しても提供される。
【００８２】
あるいは、ｘ＝ａ／Ｎ１、ｙ＝ｂ／Ｎ２、ｚ＝ｃ／Ｎ３（ａ，ｂ，ｃは相対的な比率）と規定すれば、各チャンネルを視聴するクライアント数に反比例した値でエンコードレートが決定される。従って、視聴者数が多いチャンネルほどエンコードレートは低くなり品質は劣化するが、視聴者数の少ないチャンネルに対してはエンコードレートを高くして高品質の映像を提供することができる。例えば、配信帯域の上限が６Ｍｂｐｓであり、ａ：ｂ：ｃが１：２：３である場合、チャンネル１全体には１Ｍｂｐｓ、チャンネル２全体には２Ｍｂｐｓ、チャンネル３全体には３Ｍｂｐｓが割り当てられる。よって、チャンネル１のエンコードレートは１／Ｎ１[Ｍｂｐｓ]、チャンネル２のエンコードレートは２／Ｎ２[Ｍｂｐｓ]、チャンネル３のエンコードレートは３／Ｎ３[Ｍｂｐｓ]となる。
ａ，ｂ，ｃの値は、コンテンツの種類によって変化させることができる。例えば、より高画質な映像が要求されるスポーツ番組については割合を高く、映画やドラマであればスポーツ番組より低く、バラエティ番組ではさらに低くする。配信サーバー７のレート計算部７３は、各チャンネルで配信されるコンテンツが変わるときに、ａ，ｂ，ｃの比率を変化させる。
【００８３】
逆に、ｘ＝ａ×Ｎ１、ｙ＝ｂ×Ｎ２、ｚ＝ｃ×Ｎ３（ａ，ｂ，ｃは相対的な比率）と規定すれば、視聴者数が多いチャンネルほどエンコードレートは高くして高品質の映像を提供し、より多くのクライアントが満足するようにエンコードレートを調節することが可能である。しかしこの場合は、人気のチャンネルに対してクライアント数が増えるほど、さらに配信帯域を圧迫することになるので、クライアント数が増加するにつれてエンコードレートの増加量は急激に小さくなる。
【００８４】
上記に示す方法では、定数値ａ，ｂ，ｃの比率を調節することで、チャンネルごとの相対的な映像品質を設定することが可能となる。
また、第１の実施形態、第２の実施形態と同様に、配信データの再送を考慮してエンコードレートを決定することで、より安定してクライアント端末９に配信データを配信することができる。つまり、第２の実施形態と同様に、各配信サーバー７間において再送データ量を通知しあう。各配信サーバー７のレート計算部７３は、配信帯域の上限（Ｌ）から自配信サーバー７の再送データ量と他の配信サーバー７から通知された再送データ量とを減算した帯域を、式（４）の左辺である配信帯域の上限（Ｌ）の代わりに用い、自配信サーバー７が配信するチャンネルのエンコードレートを算出する。これにより、各クライアント端末９に対して必要となる再送データ分も含めて、コンテンツ配信装置６から出力される配信データの合計帯域が配信帯域の上限を超えることなく、配信データを配信することが可能である。
【００８５】
このように、クライアント数に応じてチャンネルごとのエンコードレートの決め方を変えることで、クライアントに対して、多様な方針で決定される品質による映像配信サービスを提供することができる。
【００８６】
なお、上記においては、配信帯域の上限、または、配信帯域の上限から再送データ量を減算した帯域を用いてエンコードレートを決定しており、また、計算例として具体的な条件付けを行ったが、実際の配信サービスに適した多様な条件により、配信帯域の上限を超えないようにエンコードレートを決定することができる。
【００８７】
なお、上記においては、エンコードサーバー２と配信サーバー７とを別の装置として説明したが、エンコードサーバー２と配信サーバー７を１つのコンピュータ装置により実現してもよい。
また、上記においては、各配信サーバー７−１〜７−ｋのレート計算部７３がエンコードレートを算出していたが、複数の配信サーバー７のうち１台のみが外部クライアント数取得部７７、レート計算部７３及びレート指示送信部３４を備え、レート計算部７３が各チャンネルのエンコードレートを算出し、レート指示送信部３４が、各エンコードサーバー２に対して、各チャンネルのエンコードレートを指示するようにしてもよい。
【００８８】
また、上記においては、配信サーバー７を複数備えているが、配信サーバー７を１台のみ備える構成としてもよい。この場合、外部クライアント数取得部７７は不要となる。配信サーバー７の配信要求受信部３１は、要求するチャンネルを特定する情報を含んだ配信要求信号を受信し、クライアント数カウント部７２は、各チャンネルについてクライアント数をカウントする。レート計算部７３は、クライアント数カウント部７２がカウントした各チャンネルのクライアント数の入力を受け、上記と同様に各チャンネルについてのエンコードレートを算出する。レート指示送信部３４は、各エンコードサーバー２に対して、対応するチャンネルのエンコードレートを指示する。配信データ受信部３５は、各エンコードサーバー２から配信データを受信し、伝送部３６は、各エンコードサーバー２から受信した配信データのうち、配信要求信号により要求されたチャンネルの配信データをクライアント端末９に配信する。
【００８９】
また上述した実施形態に示したように、全てのチャンネルのエンコードレートを特定のアルゴリズムで自動的に決めるのではなく、配信サーバー運用者が、ある特定のチャンネルのエンコードレートを明示的に指示して映像の品質を決定し、残りのチャンネルのエンコードレートは、余った帯域を使うように決定しても良い。これにより、例えば、映像監視システムに本実施形態のコンテンツ配信装置を適用する場合、監視者が手動により異常のあった映像に高いエンコードレートを設定し、重点的に監視するようなことも可能となる。
【００９０】
図１０は、このときに配信サーバー７に代えて用いる配信サーバー７ａの構成を示す図である。同図に示す配信サーバー７ａが図９に示す配信サーバー７と異なる点は、レート計算部７３に変えてレート計算部７３ａを備える点、特定チャンネルに適用するエンコードレートの指示を外部から受信するレート受信部７８を備える点である。配信サーバー７ａのレート計算部７３ａは、入力された指示によって指定されたチャンネルについては指定のエンコードを用い、他の指定されなかったチャンネルについては、上記と同様に各チャンネルのエンコードレートを算出する。
【００９１】
例えば、チャンネル１にエンコードαを用いるよう指示が入力された場合、式（４）は、以下の式（５）ようになる。
【００９２】
Ｌ＝Ｎ１×α＋Ｎ２×ｙ＋Ｎ３×ｚ …（５）
【００９３】
各配信サーバー７ａは、お互いのチャンネルとクライアント数を通知しあっており、レート計算部７３ａは、クライアント数カウント部７２、外部クライアント数取得部７７から各チャンネルのクライアント数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３を取得している。よって、レート計算部７３ａは、予め決められた各チャンネルのエンコードレートｙ，ｚの相互関係と、各チャンネル１、２、３のクライアント数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３から、チャンネル２、３のエンコードレートｙ、ｚを決定することができる。
【００９４】
なお、上述のエンコードサーバー２、配信サーバー３、５、７、７ａ、ウェブサーバー８、８ａは、内部にコンピュータシステムを有している。そして、エンコードサーバー２の各部、配信サーバー３、５、７、７ａの各部、及び、ウェブサーバー８、８ａの動作の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでいうコンピュータシステムとは、ＣＰＵ及び各種メモリやＯＳ、周辺機器等のハードウェアを含むものである。
【００９５】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ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等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等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、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバー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、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。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良く、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良い。
【符号の説明】
【００９６】
１、４、６…コンテンツ配信装置
２、２−１、２−２、２−３…エンコードサーバー
３、５、５−１〜５−３、７、７−１〜７−３、７ａ…配信サーバー
８、８ａ…ウェブサーバー
９、９−１〜９−ｎ…クライアント端末
２０…記憶部
２１…レート指示受信部
２２…エンコード処理部
２３…エンコードデータ送信部
３１…配信要求受信部
３２、５２、７２…クライアント数カウント部
３３、５３、７３、７３ａ…レート計算部
３４…レート指示送信部
３５…配信データ受信部
３６…伝送部
５７、７７…外部クライアント数取得部
７８…レート受信部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のクライアント端末が帯域を共有するネットワーク上で前記複数のクライアント端末に同時にコンテンツを配信するコンテンツ配信装置において、
エンコード処理を行ない、コンテンツの配信データを生成する複数のエンコード処理部と、
前記ネットワークを介して接続される前記クライアント端末から配信要求信号及び配信終了要求信号を受信する配信要求受信部と、
前記配信要求信号を受信してから前記配信終了要求信号を受信するまで前記配信要求信号の送信元のクライアント端末へ、前記配信要求信号により特定される前記エンコード処理部が生成した前記配信データを配信する伝送部と、
前記配信要求受信部において受信した前記配信要求信号及び前記配信終了要求信号に基づいて配信中のクライアント数を前記エンコード処理部ごとにカウントするクライアント数カウント部と、
前記クライアント数カウント部によってカウントされた前記エンコード処理部ごとのクライアント数に基づいて、前記伝送部から前記クライアント端末へ送信される前記配信データの合計の配信帯域が、前記複数のクライアント端末が共有する前記帯域における上限の配信帯域を超えないように前記複数のエンコード処理部それぞれにおいて生成する前記配信データのエンコードレートを算出するレート計算部と、
を備えることを特徴とするコンテンツ配信装置。
【請求項２】
前記複数のエンコード処理部は、他の前記エンコード処理部におけるエンコードレートと所定の比率の関係を有する異なるエンコードレートにより前記配信データを生成し、
前記レート計算部は、前記エンコード処理部ごとのクライアント数に基づいて、前記所定の比率の関係を満たすように前記複数のエンコード処理部それぞれにおけるエンコードレートを算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ配信装置。
【請求項３】
前記複数のエンコード処理部は、それぞれ異なるチャンネルに対応し、
前記レート計算部は、前記複数のエンコード処理部それぞれに対して同一のエンコードレートを算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ配信装置。
【請求項４】
前記複数のエンコード処理部は、それぞれ異なるチャンネルの前記配信データを、他の前記エンコード処理部とは異なるエンコードレートにより生成し、
前記レート計算部は、割り当てた配信帯域の合計が上限の配信帯域を超えないように前記複数のエンコード処理部に配信帯域を割り当て、前記エンコード処理部に割り当てた配信帯域と前記エンコード処理部のクライアント数とに基づいて前記複数のエンコード処理部それぞれにおけるエンコードレートを算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ配信装置。
【請求項５】
前記複数のエンコード処理部は、それぞれ異なるチャンネルの前記配信データを、他の前記エンコード処理部とは異なるエンコードレートにより生成し、
前記レート計算部は、前記エンコード処理部ごとに与えられる所定の定数に前記エンコード処理部に対応するクライアント数を乗じた値に比例するように前記エンコード処理部ごとのエンコードレートを算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ配信装置。
【請求項６】
前記伝送部は、前記クライアント端末へ送達しなかった前記配信データを再送し、
前記レート計算部は、前記上限の配信帯域に代えて、再送対象の未送信の前記配信データの配信帯域を前記上限の配信帯域から減算して得られた配信帯域を用いて前記エンコードレートを算出する、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のコンテンツ配信装置。
【請求項７】
複数のクライアント端末が帯域を共有するネットワーク上で前記複数のクライアント端末に同時にコンテンツを配信するコンテンツ配信装置において、
エンコード処理を行ない、コンテンツの配信データを生成する複数のエンコード処理部と、
前記ネットワークを介して接続される前記クライアント端末から配信要求信号及び配信終了要求信号を受信する配信要求受信部と、
前記配信要求信号を受信してから前記配信終了要求信号を受信するまで前記配信要求信号の送信元のクライアント端末へ、前記エンコード処理部が生成した前記配信データを配信するとともに、前記クライアント端末へ送達しなかった前記配信データを再送する伝送部と、
前記配信要求受信部において受信した前記配信要求信号及び前記配信終了要求信号に基づいて配信中のクライアント数をカウントするクライアント数カウント部と、
前記クライアント数カウント部によってカウントされたクライアント数に基づいて、前記伝送部から前記クライアント端末へ送信される前記配信データの合計の配信帯域が、前記複数のクライアント端末が共有する前記帯域における上限の配信帯域から未送信の再送対象の配信データを減算した帯域を超えないように前記エンコード処理部において生成する配信データのエンコードレートを算出するレート計算部と、
を備えることを特徴とするコンテンツ配信装置。
【請求項８】
コンピュータを、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のコンテンツ配信装置として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１】
複数のクライアント端末が帯域を共有するネットワーク上で前記複数のクライアント端末に同時にコンテンツを配信するコンテンツ配信装置において、
エンコード処理を行ない、コンテンツの配信データを生成する複数のエンコード処理部と、
前記ネットワークを介して接続される前記クライアント端末から配信要求信号及び配信終了要求信号を受信する配信要求受信部と、
前記配信要求信号を受信してから前記配信終了要求信号を受信するまで前記配信要求信号の送信元のクライアント端末へ、前記配信要求信号により特定される前記エンコード処理部が生成した前記配信データを配信する伝送部と、
前記配信要求受信部において受信した前記配信要求信号及び前記配信終了要求信号に基づいて配信中のクライアント数を前記エンコード処理部ごとにカウントするクライアント数カウント部と、
前記クライアント数カウント部によってカウントされた前記エンコード処理部ごとのクライアント数に基づいて、前記伝送部から前記クライアント端末へ送信される前記配信データの合計の配信帯域が、前記複数のクライアント端末が共有する前記帯域における上限の配信帯域を超えないように前記複数のエンコード処理部それぞれにおいて生成する前記配信データのエンコードレートを算出するレート計算部と、
を備えることを特徴とするコンテンツ配信装置。
【請求項２】
前記複数のエンコード処理部は、他の前記エンコード処理部におけるエンコードレートと所定の比率の関係を有する異なるエンコードレートにより前記配信データを生成し、
前記レート計算部は、前記エンコード処理部ごとのクライアント数に基づいて、前記所定の比率の関係を満たすように前記複数のエンコード処理部それぞれにおけるエンコードレートを算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ配信装置。
【請求項３】
前記複数のエンコード処理部は、それぞれ異なるチャンネルに対応し、
前記レート計算部は、前記複数のエンコード処理部それぞれに対して同一のエンコードレートを算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ配信装置。
【請求項４】
前記複数のエンコード処理部は、それぞれ異なるチャンネルの前記配信データを、他の前記エンコード処理部とは異なるエンコードレートにより生成し、
前記レート計算部は、割り当てた配信帯域の合計が上限の配信帯域を超えないように前記複数のエンコード処理部に配信帯域を割り当て、前記エンコード処理部に割り当てた配信帯域と前記エンコード処理部のクライアント数とに基づいて前記複数のエンコード処理部それぞれにおけるエンコードレートを算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ配信装置。
【請求項５】
前記複数のエンコード処理部は、それぞれ異なるチャンネルの前記配信データを、他の前記エンコード処理部とは異なるエンコードレートにより生成し、
前記レート計算部は、前記エンコード処理部ごとに与えられる所定の定数に前記エンコード処理部に対応するクライアント数を乗じた値に比例するように前記エンコード処理部ごとのエンコードレートを算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ配信装置。
【請求項６】
前記伝送部は、前記クライアント端末へ送達しなかった前記配信データを再送し、
前記レート計算部は、前記上限の配信帯域に代えて、再送対象の未送信の前記配信データの配信帯域を前記上限の配信帯域から減算して得られた配信帯域を用いて前記エンコードレートを算出する、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のコンテンツ配信装置。
【請求項７】
複数のクライアント端末が帯域を共有するネットワーク上で前記複数のクライアント端末に同時にコンテンツを配信するコンテンツ配信装置において、
エンコード処理を行ない、コンテンツの配信データを生成する複数のエンコード処理部と、
前記ネットワークを介して接続される前記クライアント端末から配信要求信号及び配信終了要求信号を受信する配信要求受信部と、
前記配信要求信号を受信してから前記配信終了要求信号を受信するまで前記配信要求信号の送信元のクライアント端末へ、前記エンコード処理部が生成した前記配信データを配信するとともに、前記クライアント端末へ送達しなかった前記配信データを再送する伝送部と、
前記配信要求受信部において受信した前記配信要求信号及び前記配信終了要求信号に基づいて配信中のクライアント数をカウントするクライアント数カウント部と、
前記クライアント数カウント部によってカウントされたクライアント数に基づいて、前記伝送部から前記クライアント端末へ送信される前記配信データの合計の配信帯域が、前記複数のクライアント端末が共有する前記帯域における上限の配信帯域から未送信の再送対象の配信データを減算した帯域を超えないように前記エンコード処理部において生成する配信データのエンコードレートを算出するレート計算部と、
を備えることを特徴とするコンテンツ配信装置。
【請求項８】
コンピュータを、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のコンテンツ配信装置として機能させることを特徴とするプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−４９６９（Ｐ２０１２−４９６９Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３９７６２（Ｐ２０１０−１３９７６２）
【出願日】平成２２年６月１８日（２０１０．６．１８）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１８日（２０１０．６．１８）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
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