図1：デジタルサイネージシステムの各種インタフェースを示すブロック図

図1にスマートデジタルサイネージのブロック図を示します。MCUベースのAI/MLビジョンとアプリケーションプロセッサベースのソリューションで構成されており、インフラストラクチャプロバイダはデジタルサイネージを迅速に展開できます。AI/MLビジョン機能を備えたMCUは、デジタルサイネージアプリケーションにおける物体検出、顔認識、リアルタイム分析に最適です。これらはエネルギー効率が高く、消費電力が低く、視聴者の追跡やターゲットを絞ったコンテンツ表示などの機能を可能にします。アプリケーションプロセッサは、4Kビデオレンダリング、マルチメディア再生、予測分析のための高度なAI/MLモデルなどの計算量の多いタスクを処理し、デジタルサイネージシステムのパフォーマンスとユーザーエクスペリエンスを向上させます。

NFCは、視聴者が看板ディスプレイ上のNFC対応デバイス（スマートフォン）をタップすることで、プロモーションコンテンツへのアクセス、取引、アプリのダウンロード、パーソナライズされた情報の受信を可能にします。このテクノロジーは、小売、広告、スマート環境で普及しており、カスタマーエクスペリエンスを向上させます。超広帯域（UWB）は、正確な位置ベースのやり取りを可能にすることでユーザーエクスペリエンスを向上させることができます。広告は、ユーザーの正確な位置に基づいてパーソナライズすることもできます。UWBはまた、安全で正確なリアルタイム追跡をサポートし、企業が顧客の行動を分析し、コンテンツ配置を最適化するのに役立ちます。GPIOポートは、センサー、ボタン、外部デバイスとの統合を可能にし、ユーザーエンゲージメントやシステム監視などのデジタルサイネージシステムで特定のイベントやインタラクティブ性をトリガーします。

リモートコンテンツ管理

ワイヤレス接続とセキュリティのポートフォリオは、安全なデータと通信のための新規設計と既存設計の両方を補完します。WiFiは、リモートコンテンツ更新、リアルタイムデータ統合、サイネージネットワークの集中制御のためのワイヤレス接続を提供します。セキュリティモジュールは、安全なデータ送信、認証、暗号化を可能にし、サイバー脅威から保護することにより、システムセキュリティを強化します。オーディオアンプはマルチメディアコンテンツのオーディオ出力を強化し、ビデオ、アナウンス、広告用にクリアで大音量のサウンドを利用できるようにします。

デジタルサイネージネットワークにより、ネットワーク所有者や管理者は画面に表示されるコンテンツをリモートで制御できます。このプロセスには、ネットワークの展開、コンテンツ資産の収集、コンテンツのスケジュール設定、コンテンツの再生、プレーヤーからのフィードバックの受信が含まれます。ユーザーは、イーサネット、Wi-Fi®、またはセルラー（3G/4G）テクノロジーを使用して、画面をインターネットまたはローカルコンピュータネットワークに接続する必要があります。コンテンツ資産はデジタルサイネージコンテンツ管理システム（CMS）ソフトウェアにロードされ、ウェブブラウザやローカルLANを使用したり、メディアプレーヤー自体に埋め込んだりして複数の関係者がアクセスすることができます。

コンテンツ資産がCMSソフトウェアにロードされると、それらをプレイリストにスケジュールして、各デバイスに特定の日時にコンテンツを表示するように指示することができます。デバイスはCMSサーバーに定期的にチェックインしてステータスを更新し、必要なコンテンツ資産と指示を自動的にダウンロードします。ダウンロードしたアセットはローカルストレージ領域に保存され、プレイリストの指示に従って再生されます。プレイヤーはコンテンツを表示する際にコンプライアンスログを生成し、CMSシステムに送り返して適切に機能していることを確認します。

リモート管理により、マシン単位またはユーザーが選択したグループでローカルセンサーとコントロールの変更とクエリが可能です。リモート診断では、自動化されたスクリプトを実行して機器をテストし、事前に設定されたスケジュールでレポートを生成します。ソフトウェアリビジョンコントロールは、ネットワーク経由でデバイスにソフトウェアとファームウェアのリモートアップデートを展開し、グラフィックはデバイスに関するリアルタイム情報を表示します。一元化されたデータ収集は、すべてのデバイスからデータを収集し、ユーザーのサーバーまたはクラウドで分析します。データ分析とレポートは、組み込みのレポートツールまたはWebベースのAPIを使用して、ユーザーが選択した場所に選択した形式でデータをエクスポートします。

デジタルサイネージのニーズに適したハードウェアの選択

導入を成功させるためには、正しいハードウェアを選択することが不可欠です。利用可能なすべてのオプションを考慮し、お客様の具体的な要件に最もよく合うものを決定する必要があります。評価すべき重要な要素には、デジタルサイネージプレーヤーハードウェア、ディスプレイスクリーン、メディアプレーヤー、タッチスクリーンキオスクハードウェア、ビデオウォールハードウェアがあります。これらの要素は、お客様のデジタルサイネージのセットアップの成功に大きく影響し得るものです。

まず、デジタルサイネージが屋内または屋外で動作する環境を考慮します。自然による環境変化に耐えることができ、オーバーヒートを防ぐための統合冷却システムを備えたスクリーンを選択します。エリアの照明条件を考慮して、画面が聴衆に容易に見えるようにします。最後に、デバイスの消費電力を考慮します。エネルギー効率に優れたデバイスは消費電力を最小限に抑え、照明条件に応じて明るさと消費電力を調整するセンサーを内蔵しているものもあります。この機能はエネルギーを節約し、デバイスの寿命を延ばします。

デジタルサイネージハードウェアは情報を表示し、製品やサービスを宣伝し、顧客を楽しませることができます。さらに、タッチスクリーンキオスクハードウェアは、ユーザーがタッチスクリーンインターフェースを介してコンテンツと直接対話するインタラクティブアプリケーションに有用です。ビデオウォールコントローラは、単一のソースから複数の出力を提供し、異なるソースからの画像をさまざまなディスプレイに同時に表示できるため、プロの視聴者が必要とする品質やパフォーマンスを損なうことなく、印象的な視覚的インパクトを生み出します。

デジタルサイネージやメディアプレーヤーは、ディスプレイ上でコンテンツを実行するために必要な計算能力を提供するシステムの中心にあります。これらのディスプレイはお客様のニーズに応じて小さい単一スクリーンから大きいビデオウォールおよびタッチスクリーンキオスクまでご用意しています。メディアプレーヤーにより、会場内の1つ以上のスクリーンに表示されるビデオ、画像、インタラクティブアプリケーションなどのコンテンツへのアクセスを実現します。

デジタルサイネージの接続テクノロジーを選択するにあたり、必要なデータ量とコンテンツ更新の頻度を考慮します。低消費電力広域通信（LPWA）テクノロジーは、低ビットレートでの長距離通信に理想的であり、テキストベースのデジタルサイネージの使用に適しています。しかし、スマートビルボードやデジタルサイネージをリアルタイムで配信するためには、より効率的なテクノロジーが必要とされています。これらのソリューションは、パフォーマンスIoTからより高水準のLTEカテゴリ、5Gブロードバンドまで幅広いものになるでしょう。5Gはより高い帯域幅を提供し、カスタマイズされたコンテンツ配信のための顔認識などのAIアプリケーションを可能にします。コンテンツを絶えず変化させるスマートサイネージソリューションには、リアルタイム機能を備えたテクノロジーを選択します。LPWAはビデオのような複雑なデジタルサイネージの使用には適していませんが、他のオプションよりも費用対効果が高いです。小売業者は、送信されるデータの質が特に高い場合でなければ、LPWAの手頃な価格を活用するべきです。

デジタルサイネージの利点

デジタルサイネージは、カスタマーエンゲージメントの強化、カスタマーエクスペリエンスの向上、売上の増加、内部コミュニケーションの改善、手頃な価格、ブランド構築など、企業に多くの利点をもたらします。小売およびホスピタリティでは、デジタルサイネージは、魅力的で有益な方法で製品およびサービスをプロモーションすることによって、販売に直接影響を与えることができます。人通りの多いエリアでデジタルスクリーンを使用してプロモーションを表示すると、顧客は衝動的に購入する可能性が高くなります。屋外のデジタルサイネージはまた、より多くの人々に入店するよう、そして最終的に製品を購入するように促して、客足を増やすことができます。

デジタルサイネージには、費用対効果、リアルタイムのコンテンツ更新、ターゲット広告、ブランド構築、環境持続可能性、データインサイト、安全性の向上、エンターテインメントなど、従来のサイネージと比較していくつか利点があります。初期設定コストは従来のサイネージよりも高いかもしれませんが、企業は時間の経過とともにより多くのお金を節約できます。リアルタイムコンテンツにより、企業は変化に即座に対応し、顧客に情報を提供し、エンゲージメントを維持できます。ターゲット広告は、特定の時間帯、顧客層、店舗の場所に基づいてカスタマイズでき、プロモーションをより効果的に行うことができます。

デジタルサイネージはまた、企業が色、キャッチフレーズ、ロゴを使用して、個性、価値観、アイデンティティを視覚的に伝え、すべての画面を通じてメッセージを強調するのに役立ちます。さらに、紙の無駄を減らし、絶え間ない印刷の必要性を最小限に抑えることで、持続可能性の取り組みを支えます。データ追跡機能により、企業は顧客とのやり取りや好みを分析し、将来のコンテンツを調整して最大限の効果を得ることができます。

デジタルサイネージは、安全指示や避難経路を顧客や従業員に伝達することで安全性を高め、誰もに情報が届き、誰もが守られていることを保証します。

Raspberry Piがこのソリューションに最適な理由

Raspberry Piは、手頃な価格、パワー、信頼性、高品質なデザインのために、デジタルサイネージのための人気のプラットフォームです。世界中で利用可能であり、デジタルサイネージディスプレイのリモートサポートとトラブルシューティングが利用可能です。サポートチームは、デバイス画面とRaspberry Piのハードウェア状態をリモートで監視できます。Raspberry Pi 4/5は、Player/Linuxを実行するカスタマイズされたディスクイメージを作成するのに最適なメディアプレーヤープラットフォームであり、お客様が独自のDIY Raspberry Piメディアプレーヤーを構築できます。Raspberry Piの優れたパワー、ビデオ/URL再生機能、低コスト、柔軟性により、ケースや電源からプレイヤーデバイスを設計するための説得力のある選択肢となっています。

• Raspberry Pi 5

  Raspberry Pi 5（図2）の際立った特徴は、2.4 GHzクアッドコア、64ビットArm Cortex-A76 CPU、VideoCore VII GPU、マルチタスクおよびリソース集約型アプリケーション用の4 GBまたは8 GB LPDDR4X-4267 SDRAMを搭載した強力なコンピュータを統合したスマートなデジタルサイネージを構築できることです。CPUパフォーマンスが2～3倍向上し、その結果より高速となり応答性が向上しています。

  2.4GHzおよび5.0GHz 802.11ac WiFi、Bluetooth 5.0、Bluetooth Low Energy (BLE)をサポートし、シームレスなワイヤレス接続を実現します。また、高速データ転送用の2つのUSB 3.0ポート、2つのUSB 2.0ポート、PoE+対応のギガビットイーサネット、および2×4レーンMIPIカメラ/ディスプレイトランシーバを含む、さまざまなI/Oオプションを備えています。さらに、高速周辺機器を接続するためのPCIe 2.0 x1インターフェイスを備えています。

図2：Raspberry Pi 5のすべてのコンポーネントを示すブロック図

• Raspberry Piコンピュートモジュール

  Raspberry Piコンピュートモジュールは、Raspberry Piフラッグシップモデルのシステムオンモジュール型です。デジタルサイネージ、シンクライアント、プロセスオートメーションなどの産業および商業アプリケーションで特に人気があります。一部のアプリケーションはRaspberry Piのフラッグシップ設計を採用していますが、多くのユーザーはコンピュートモジュールが提供するコンパクトなフォームファクターとオンボードのeMMCストレージを好まれます。

  コンピュートモジュールには、メモリとはんだ付けされたマルチメディアカード（eMMC）フラッシュストレージの容量が異なる複数のバリエーションがあります。SDカードと同様に、eMMCは最小限のエネルギー消費で永続的なストレージを提供します。しかしながら、SDカードとは異なる点は、eMMCはディスクとして機能するように特別に設計されており、信頼性を高めるための追加機能が含まれていることです。

  a. Raspberry Pi Compute Module 5

  Raspberry Pi Compute Module 5（図3）は、組み込みアプリケーション向けに設計されたフォームファクターでRaspberry Pi 5の機能を提供するシステムオンモジュールです。クアッドコアArm Cortex-A76プロセッサ、デュアル4Kp60 HDMI出力、ギガビットイーサネット、およびWi-Fi®とBluetooth接続を提供するオプションの完全認定ワイヤレスモジュールを搭載しています。

  様々なRAMやeMMCフラッシュオプションを備えたCompute Module 5は、Raspberry Pi 5の堅牢なハードウェアと最適化されたソフトウェアスタックをカスタムシステムやフォームファクターで活用することを可能にします。追加のI/Oインターフェイスが含まれており、eMMCフラッシュなしのバリエーションがあり、柔軟性が向上しています。

図3： Raspberry Pi Compute Module 5

b. Raspberry Pi Compute Module 4

Raspberry PiCompute Module 4（図4）は、小売環境、旅客情報システム、クイックサービスメニューボードにおけるプロフェッショナルサイネージディスプレイのための強力で費用対効果の高いソリューションです。クアッドコア64ビットARM Cortex-A72プロセッサ、VideoCore IV GPU、H.265とH.264のハードウェアビデオエンコード/デコード、OpenGL ES 3.0グラフィックス、4GB LPDDR2 SDRAM、32GBのオンボードeMMCストレージを搭載しています。

Raspberry Pi OSはデジタルサイネージ向けに最適化されており、オープンでモジュール化された設計により、個々の使用要件に合わせてカスタマイズが可能です。さらに、高性能なデジタルサイネージやプレゼンテーションアプリケーション向けに、モノのインターネット（IoT）へのスマート接続をサポートしています。

インテグレータは、さまざまなオペレーティングシステムと互換性のあるオープンソースソリューションを利用できる一方、ユーザーはサードパーティのコンテンツ管理システムを利用して、サイネージのニーズを効果的に管理できます。

図4：Raspberry Pi Compute Module 4

c. Raspberry Pi IOボード

Raspberry Pi IOボードは、単一のコンピュートモジュールを様々なI/O（入出力）インターフェースに接続する方法を提供します。Raspberry Pi IOボードは開発用または個人用に設計されたブレークアウトボードであり、モジュールへの電源供給、GPIOをピンヘッダに接続する、カメラとディスプレイインタフェースをFFCコネクタに接続する、HDMIをHDMIポートに接続する、USBをUSBポートに接続する、LEDへのアクティビティ監視、USBを介したeMMCプログラミング、ストレージや周辺機器のコネクタにPCIeを接続するなど、様々な機能を備えています。コンピュートモジュールは小さく、ポートとコネクタがありません。IOボードはコンピュートモジュールを様々な周辺機器に接続する方法を備えています。

図5：Raspberry Pi Compute Module 5 IOボード

• 図5にRaspberry Pi Compute Module 5 IOボードを示します。40ピンGPIOコネクタ付きHATフットプリント、PoEヘッダー、2x HDMIポート、2x USB 3.0ポート、PoEサポート付きギガビットイーサネットRJ45、M.2 MキーPCIeソケット、microSDカードスロット、MIPI DSI/CSI-2一体化ディスプレイ/カメラFPCコネクタ、バッテリーソケット付きリアルタイムクロック、4ピンJST-SH PWMファンコネクタ、USB-C電源（Raspberry Pi 5と同じ規格を使用）、USBブート、EMMCブートのような機能を無効にするジャンパー、EEPROMへの書き込み、USB OTG接続を備えています。

• Raspberry Pi AI HAT+

  Raspberry Pi AI HAT+は、Raspberry Pi 5用のHailo AIアクセラレータを内蔵したアドオンボード（図6）です。ニューラルネットワークアクセラレーターを内蔵しており、Raspberry Pi 5が高性能でアクセスしやすく、電力効率の高いAIマシンに変身します。13または26のTOPS性能を備え、エントリーレベルのアプリケーションからより複雑なニューラル処理まで、複数のモデルやAIタスクを同時に処理する能力を備えています。AI HAT+はRaspberry Pi 5のPCIe Gen 3インタフェースを使って通信します。Raspberry Pi AI HAT+は、Raspberry Piのカメラソフトウェアスタックに完全に統合されており、ニューラルネットワークアクセラレータを利用して、物体検出、画像セグメンテーション、姿勢推定などの後処理タスクを実行できます。TensorFlowやPyTorchなどの共通フレームワークをサポートし、AIを活用したスマートデジタルサイネージを構築できます。

図6：Raspberry Pi AI HAT+

RPIを使用したデジタルサイネージソリューションの成功事例

Raspberry Piの適応性と堅牢な機能は、デジタルサイネージに革命をもたらしました。この多目的で手頃なプラットフォームを使用して、企業は影響力のあるサイネージシステムを作成することができます。

• Yodeck - サイネージ

  Yodeckは、中小企業や予算重視の企業向けに設計されたデジタルサイネージプラットフォームです。ユーザーは無料のテンプレートとアプリの豊富なライブラリを使用して、プロのコンテンツをすばやく作成できます。当初、同社はPCベースのソリューションの高コストと限られた拡張性に直面していました。これらの問題に対処するため、チームはPythonベースのRaspberry Pi用アプリケーションを開発し、コンテンツの再生、スケジューリング、デバイス管理を効率的に管理しました。このプラットフォームは、コンテンツをクライアントデバイスに自動的にプッシュし、さまざまなディスプレイや場所で一貫したメッセージングを保証します。Yodeckの業界要件に対する革新的な洞察とRaspberry Piの能力は、信頼性が高く費用対効果の高いデジタルサイネージソリューションを確立し、競争の激しい市場での地位を確固たるものにしました。

  YodeckがRaspberry Piを選んだ理由は、手頃な価格でパワフルで信頼性が高く、コンパクトなフォームファクターで高品質を提供するからです。多くの世界市場での入手できることは、Yodeckの国際的な野心と一致していました。Yodeckのデジタルサイネージディスプレイにリモートサポートとトラブルシューティングを提供する機能は非常に重要であり、Raspberry PiのLinuxオペレーティングシステムの基盤となるコードにアクセスすることで、これを容易に達成できるようになりました。顧客とYodeckのサポートチームが、各デバイスの画面状態やRaspberry Piのハードウェア自体の状態をリモートで監視できることが不可欠です。

図7：Yodeckのデジタルサイネージシステム

• Yodeckのクラウドベースのプラットフォームは、リモート画面制御を可能にし、いつでもどこでもコンテンツの更新を可能にします。スケジューリング機能は、特定の時間帯や特別なイベントをターゲットにして、自動でコンテンツを表示します。Yodeckはまた、コンテンツを安全に保つために業界標準の暗号化とプロトコルを使用し、セキュリティを優先して、特に機密情報を扱う企業のための業界標準の暗号化とプロトコルを使用することでコンテンツを安全に保っています。この点により、デジタルサイネージのセットアップと管理を合理化しようとしている企業にとって理想的な選択肢となります。

  Yodeckのコンテンツ管理システムにより、ユーザーがアップロードした写真、グラフィック、ビデオクリップを使用してプレイリストや画面レイアウトを作成することを可能になります。同社は幅広いハードウェアオプションを提供しています。モデルには、16 GB SDカード、Argon40 Neoケースが付属したRaspberry Pi 4 Model Bがあり、Yodeckの年間サブスクリプションに申し込むことで誰でもハードウェアにアクセスできます。しかし、YodeckはRaspberry Pi Compute Module 3および4を搭載したNECディスプレイを含む、Raspberry Piのあらゆるモデルで動作します。

• XOGO

  XOGO Mini 2はカスタムのXOGO Player/Linuxイメージを動作させるRaspberry Pi 4をベースにしています。XOGOのカスタムソフトウェアは、コンテンツをディスプレイにプッシュするメディアプレーヤーに変換します。Mini 2はワイヤレスに対応しており、ユーザーはXOGOのPlayerアプリを使ってSDカードに保存されたコンテンツを任意のスマートフォンでコントロールしたり再生したりできます。アクセスはセキュリティコードによって制限されています。このコードを入力すると、ユーザーはアプリからMini 2に安全にプレイリストを送信できます。XOGO Mini 2は、XOGOのカスタムサイレントファンレスエンクロージャーに収容され、HDMIケーブルと国際的な電源アダプターが付属しているため、プラグアンドプレイでセットアップできます。

図8：XOGO Mini 2とデジタルサイネージディスプレイ