JP2002112265A - 動画像符号化データの送信装置および送信方法 - Google Patents
動画像符号化データの送信装置および送信方法Info
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- JP2002112265A JP2002112265A JP2000334854A JP2000334854A JP2002112265A JP 2002112265 A JP2002112265 A JP 2002112265A JP 2000334854 A JP2000334854 A JP 2000334854A JP 2000334854 A JP2000334854 A JP 2000334854A JP 2002112265 A JP2002112265 A JP 2002112265A
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Abstract
く、許容される伝送容量の範囲内で動画像符号化データ
を送信する装置を提供する。 【解決手段】 バッファ16は、MPEG4に準拠した
動画像符号化データを分割して得られたビデオパケット
41を蓄積する。各ビデオパケット41の属性値とし
て、画像符号化タイプ51と画像間符号化画像数52と
画像内符号化ブロック数53とが検出される。優先度算
出部14は、検出された属性値に基づき、各ビデオパケ
ットの優先度54を算出する。送信判定部15は、許容
された伝送容量の範囲内で、優先度54に従ってビデオ
パケットを選択する。RTP送信部83は、送信判定部
15が選択したビデオパケット42のみを送信する。
Description
タの送信装置および送信方法に関し、より特定的には、
一または複数の動画像符号化データを許容される伝送容
量の範囲内で送信する動画像符号化データの送信装置お
よび送信方法に関する。
像データを、インターネットを介して動画像配信サーバ
からパーソナルコンピュータなどの動画像受信端末へ配
信する技術が知られている。インターネットの伝送容量
の範囲内で動画像データを配信するためには、動画像デ
ータを所定の方式で符号化し、符号化して得られた動画
像符号化データを動画像の特性に応じた方式で伝送する
ことが必要とされる。
タの符号化方式としてMPEG4(Moving Picture Exp
ert Group 4)を用い、データ伝送方式としてRTP
(Realtime Transport Protocol )を用いることによ
り、動画像配信サーバ1から動画像受信端末2へ動画像
データを配信することができる。図15において、MP
EG4符号化部82は、画像データ供給部81から供給
された画像データをMPEG4に準拠して符号化し、動
画像符号化データを求める。動画像符号化データは、ビ
デオパケット41の形式でRTP送信部83に供給され
る。RTP送信部83は、RTPに準拠してビデオパケ
ット41を送信し、RTP受信部84は、RTPに準拠
してビデオパケット49を受信する。MPEG4復号化
部85は、受信したビデオパケット49をMPEG4に
準拠して復号化し、画像データを再生する。再生画像
は、ディスプレイ86に表示される。
14496-2 Video",ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 Document MP
EG/N1902, October, 1997.や“MPEG4のすべ
て”、三木 弼一 編著、工業調査会、1998.に、RT
Pの詳細は、"RTP: A TransportProtocol for Real-Tim
e Applications", H.Schulzrinne, S.Casner, R.Freder
ik, and V.Jacobson, RFC1889,1996.に、それぞれ記載
されている。
画像を構成する各画像ごとに画像内符号化または画像間
符号化のいずれかが選択され、各画像は選択された方式
で符号化される。図16に示す例では、4枚の画像71
a〜dのうち、画像71aは画像内符号化され、画像7
1b〜dは画像間符号化される。画像内符号化される画
像は、符号化対象とする画像だけを用いて符号化・復号
化される。これに対して、画像間符号化される画像は、
符号化対象とする画像に加えて、参照画像と呼ばれる画
像を用いて符号化・復号化される。参照画像には、過去
に復号化された画像が使用される。画像間符号化は、画
像内符号化に比べて符号化効率が高いという長所を有す
る一方で、伝送誤りなどにより参照画像が得られない場
合には復号化できないという短所を有する。
らなるブロックに分割され、ブロック単位で符号化され
る。各ブロックは、ブロック内のデータのみを用いて符
号化する画像内符号化、または、ブロック内のデータに
加えて参照画像を用いて符号化する画像間符号化のいず
れかの方式で符号化される。画像内符号化される画像
(例えば、画像71a)では、各ブロックは、すべて画
像内符号化される。これに対して、画像間符号化される
画像(例えば、画像71b)では、各ブロックは、画像
内または画像間のいずれかの方式で符号化される。この
ように、画像間符号化された画像に含まれる画像内符号
化されたブロックは、参照画像を参照することなく復号
化できる。このようなブロックは、一般にリフレッシュ
ブロックと呼ばれる。
タは、画像のブロックを単位として、ビデオパケットと
呼ばれるデータに分割される。図17は、画像とビデオ
パケットとの対応関係を示す図である。図17(a)に
示す例では、1枚の画像を符号化して得られた動画像符
号化データは、5個のビデオパケットに分割されてい
る。ビデオパケットは、1個以上のブロックについての
符号化データを含むことが条件とされる。したがって、
ビデオパケットは、図17(b)に示すように、1ない
し3個のブロックについての符号化データを含むもので
もよく、図17(c)に示すように、画像のすべてのブ
ロックについての符号化データを含むものでもよい。
要とするデータをインターネット上で伝送する方式の一
つである。図18は、RTP伝送方式の説明図である。
図18において、RTP送信部83は、シリアルナンバ
ーとタイムスタンプとを付加した後に、入力されたパケ
ットを送信する。RTP受信部84は、タイムスタンプ
を参照して、シリアルナンバーの順に受信したパケット
を出力する。この際、RTP送信部83は、パケットの
到達を確認することなく、次々とパケットを送信する。
したがって、通信ネットワーク7で輻輳や伝送誤りが発
生したときには、パケットが途中で消失するパケットロ
スが発生する。このため、RTPでは、すべてのパケッ
トの伝送を保証できない反面、伝送遅延によって動画像
データの復号化処理が破綻することを防ぐことができ
る。
ことにより、図15に示すシステムを構成し、インター
ネット3を介して動画像配信サーバ1から動画像受信端
末2へ動画像データを配信することができる。この技術
を用いれば、動画像受信端末2が携帯電話などの移動端
末である場合にも、図19に示すゲートウェイ4を使用
することにより、動画像配信サーバ1から動画像受信端
末2へ動画像データを配信することができると考えられ
る。
に示す動画像符号化データ配信システムには、動画像受
信端末2における再生画像の画質が著しく劣化するとい
う問題がある。その理由は、次のとおりである。
ト3の伝送容量はビデオパケット41のデータレートに
比べて十分大きいため、動画像配信サーバ1は、伝送容
量の制限を考慮することなく、すべてのビデオパケット
41を送信する。このようにしても、インターネット3
では輻輳や伝送誤りが生じることがない。したがって、
ゲートウェイ4が受信するビデオパケット48は、動画
像配信サーバ1が送信したビデオパケット41に一致す
る。
接続された動画像受信端末2に対して、ビデオパケット
48を送信する。この際、ビデオパケット48は、携帯
電話網5に含まれる無線伝送区間6を経由して伝送され
る。しかし、無線伝送区間6の伝送容量がビデオパケッ
ト48のデータレートに比べて小さい場合には、図20
(a)に示すように、無線伝送区間6で輻輳が生じ、予
期しないパケットロスが発生する。このため、受信した
ビデオパケット49に基づき画像データを再生した場合
に、再生画像の画質は著しく劣化する。
を低減させ、通信の信頼性を向上させるために、伝送容
量の一部を再送用に割り当る方式が採用される場合も多
い。この方式を無線伝送区間6に採用した場合、図20
(b)に示すように、送信部は、以前に消失したビデオ
パケット47を、再送用伝送容量8を用いて送信する。
しかし、たとえビデオパケットを再送することとして
も、ビデオパケット48のデータレートが無線伝送区間
6の伝送容量を越えている場合には、やがて大量にビデ
オパケットが再送される状態になる。このため、無線伝
送区間6ではやはり輻輳が生じ、予期しないパケットロ
スが発生する。したがって、この方式を採用しても、再
生画像の画質を改善することはできない。
きく劣化させることなく、許容される伝送容量の範囲内
で動画像符号化データを送信する、動画像符号化データ
の送信装置および送信方法を提供することを目的とす
る。
発明は、動画像を構成する各画像ごとに画像内符号化ま
たは画像間符号化を選択し、画像内符号化すべき画像に
含まれるすべてのブロックを画像内符号化し、画像間符
号化すべき画像に含まれる各ブロックを画像内符号化ま
たは画像間符号化して得られた動画像符号化データを送
信する動画像符号化データ送信装置であって、動画像符
号化データを画像のブロック単位で分割して得られた複
数のビデオパケットの供給を受け、ビデオパケットを蓄
積するパケット蓄積部と、各ビデオパケットについて、
画像の符号化方式に関する複数の属性値を検出する属性
値検出部と、複数の属性値に基づき、各ビデオパケット
の優先度を算出する優先度算出部と、パケット蓄積部に
蓄積されたビデオパケットのうち、優先度と許容される
伝送容量とに基づき選択したビデオパケットを送信する
パケット送信部とを備える。
パケットについて画像の符号化に関する複数の属性値が
検出され、検出された属性値に基づき優先度が算出さ
れ、さらに、算出された優先度に基づき選択されたビデ
オパケットが送信される。したがって、再生画像の画質
に大きな影響を与えるビデオパケットには高い優先度を
与えて優先的に送信することにより、再生画像の画質を
大きく劣化させることなく、伝送容量の範囲内で動画像
符号化データを送信することができる。
値検出部は、各ビデオパケットに対応した画像の符号化
タイプを検出する画像符号化タイプ検出部と、各ビデオ
パケットに対応した画像と当該画像よりも前にあって最
も近い画像内符号化された画像との間にある画像の数を
検出する画像間符号化画像数検出部と、各ビデオパケッ
トに含まれる画像内符号化されたブロックの数を検出す
る画像内符号化ブロック数検出部とを含むことを特徴と
する。
パケットについて、画像の符号化タイプと画像間符号化
画像数と画像内符号化ブロック数とが、画像の符号化方
式に関する属性値として検出される。したがって、これ
らの属性値を用いることにより、各ビデオパケットが再
生画像の画質に大きな影響を与えるか否かを、効果的に
判断することができる。
内符号化ブロック数検出部は、各ビデオパケットについ
て、当該ビデオパケットに含まれるブロックの数と当該
ビデオパケットのサイズとに基づき、当該ビデオパケッ
トに含まれる画像内符号化されたブロックの数を推定す
ることを特徴とする。
ケットの構造から容易に得られる属性値を用いることに
より、ビデオパケットを復号化することなく、画像内符
号化ブロック数を簡易な処理で検出することができる。
内符号化ブロック数検出部は、各ビデオパケットについ
て、当該ビデオパケットに含まれるブロックの数と当該
ビデオパケットのサイズと画像内符号化された画像に含
まれるブロックの平均データサイズとに基づき、当該ビ
デオパケットに含まれる画像内符号化されたブロックの
数を推定することを特徴とする。
ケットの構造から容易に得られる、画像内符号化された
画像に含まれるブロックの平均データサイズを用いるこ
とにより、画像内符号化ブロック数を簡易な処理で検出
することができる。
ット送信部は、送信されるビデオパケットのデータ量が
伝送容量を越えない範囲内で、送信すべきビデオパケッ
トを優先度に従って選択することを特徴とする。
タ量が伝送容量を越えない範囲内で、優先度の高いビデ
オパケットを優先して選択することにより、再生画像の
画質を大きく劣化させることなく、伝送容量の範囲内で
動画像符号化データを送信することができる。
容量は、受信装置との間で折衝して定めた値であること
を特徴とする。
の特性や通信路の状態に応じて伝送容量を切り替えて、
伝送容量の範囲内で動画像符号化データを送信すること
ができる。
容量は、通信路の伝送容量から通信路においてビデオパ
ケットの再送用に割り当てた伝送容量を引いた値である
ことを特徴とする。
ケットの再送を考慮して伝送容量を決定し、伝送容量の
範囲内で動画像符号化データを送信することができる。
像符号化データは、複数の動画像を個別に符号化して得
られたものであることを特徴とする。
画像に対応したビデオパケットが供給された場合でも、
再生画像の画質に大きな影響を与えるビデオパケットに
は高い優先度を与えて優先的に送信することにより、再
生画像の画質を大きく劣化させることなく、伝送容量の
範囲内で動画像符号化データを送信することができる。
ット送信部は、各動画像を個別に符号化したときのデー
タ量に応じて伝送容量を分割し、優先度と分割された伝
送容量とに基づき、動画像ごとに送信すべきビデオパケ
ットを選択することを特徴とする。
画像に対応したビデオパケットが供給された場合には、
動画像ごとに伝送容量を割り当て、動画像ごとに送信す
べきビデオパケットを選択することにより、再生画像の
それぞれについて画質が大きく劣化することを防止する
ことができる。
ごとに画像内符号化または画像間符号化を選択し、画像
内符号化すべき画像に含まれるすべてのブロックを画像
内符号化し、画像間符号化すべき画像に含まれる各ブロ
ックを画像内符号化または画像間符号化して得られた動
画像符号化データを送信する動画像符号化データ送信方
法であって、動画像符号化データを画像のブロック単位
で分割して得られた複数のビデオパケットの供給を受
け、ビデオパケットを蓄積するパケット蓄積ステップ
と、各ビデオパケットについて、画像の符号化方式に関
する複数の属性値を検出する属性値検出ステップと、複
数の属性値に基づき、各ビデオパケットの優先度を算出
する優先度算出ステップと、パケット蓄積ステップにお
いて蓄積されたビデオパケットのうち、優先度と許容さ
れる伝送容量とに基づき選択したビデオパケットを送信
するパケット送信ステップとを備える。
オパケットについて画像の符号化に関する複数の属性値
が検出され、検出された属性値に基づき優先度が算出さ
れ、さらに、算出された優先度に基づき選択されたビデ
オパケットが送信される。したがって、再生画像の画質
に大きな影響を与えるビデオパケットには高い優先度を
与えて優先的に送信することにより、再生画像の画質を
大きく劣化させることなく、伝送容量の範囲内で動画像
符号化データを送信することができる。
属性値検出ステップは、各ビデオパケットに対応した画
像の符号化タイプを検出する画像符号化タイプ検出ステ
ップと、各ビデオパケットに対応した画像と当該画像よ
りも前にあって最も近い画像内符号化された画像との間
にある画像の数を検出する画像間符号化画像数検出ステ
ップと、各ビデオパケットに含まれる画像内符号化され
たブロックの数を検出する画像内符号化ブロック数検出
ステップとを含むことを特徴とする。
オパケットについて、画像の符号化タイプと画像間符号
化画像数と画像内符号化ブロック数とが、画像の符号化
方式に関する属性値として検出される。したがって、こ
れらの属性値を用いることにより、各ビデオパケットが
再生画像の画質に大きな影響を与えるか否かを、効果的
に判断することができる。
画像内符号化ブロック数検出ステップは、各ビデオパケ
ットについて、当該ビデオパケットに含まれるブロック
の数と当該ビデオパケットのサイズとに基づき、当該ビ
デオパケットに含まれる画像内符号化されたブロックの
数を推定することを特徴とする。
パケットの構造から容易に得られる属性値を用いること
により、ビデオパケットを復号化することなく、画像内
符号化ブロック数を簡易な処理で検出することができ
る。
画像内符号化ブロック数検出ステップは、各ビデオパケ
ットについて、当該ビデオパケットに含まれるブロック
の数と当該ビデオパケットのサイズと画像内符号化され
た画像に含まれるブロックの平均データサイズとに基づ
き、当該ビデオパケットに含まれる画像内符号化された
ブロックの数を推定することを特徴とする。
パケットの構造から容易に得られる、画像内符号化され
た画像に含まれるブロックの平均データサイズを用いる
ことにより、画像内符号化ブロック数を簡易な処理で検
出することができる。
パケット送信ステップは、送信されるビデオパケットの
データ量が伝送容量を越えない範囲内で、送信すべきビ
デオパケットを優先度に従って選択することを特徴とす
る。
ータ量が伝送容量を越えない範囲内で、優先度の高いビ
デオパケットを優先して選択することにより、再生画像
の画質を大きく劣化させることなく、伝送容量の範囲内
で動画像符号化データを送信することができる。
伝送容量は、受信側との間で折衝して定めた値であるこ
とを特徴とする。
の特性や通信路の状態に応じて伝送容量を切り替えて、
伝送容量の範囲内で動画像符号化データを送信すること
ができる。
伝送容量は、通信路の伝送容量から通信路においてビデ
オパケットの再送用に割り当てた伝送容量を引いた値で
あることを特徴とする。
パケットの再送を考慮して伝送容量を決定し、伝送容量
の範囲内で動画像符号化データを送信することができ
る。
動画像符号化データは、複数の動画像を個別に符号化し
て得られたものであることを特徴とする。
動画像に対応したビデオパケットが供給された場合で
も、再生画像の画質に大きな影響を与えるビデオパケッ
トには高い優先度を与えて優先的に送信することによ
り、再生画像の画質を大きく劣化させることなく、伝送
容量の範囲内で動画像符号化データを送信することがで
きる。
パケット送信ステップは、各動画像を個別に符号化した
ときのデータ量に応じて伝送容量を分割し、優先度と分
割された伝送容量とに基づき、動画像ごとに送信すべき
ビデオパケットを選択することを特徴とする。
動画像に対応したビデオパケットが供給された場合に
は、動画像ごとに伝送容量を割り当て、動画像ごとに送
信すべきビデオパケットを選択することにより、再生画
像のそれぞれについて画質が大きく劣化することを防止
することができる。
明の第1の実施形態に係る動画像符号化データ送信装置
の構成を示すブロック図である。図1に示す動画像符号
化データ送信装置10は、画像データ供給部81、MP
EG4符号化部82、RTP送信部83、画像符号化タ
イプ検出部11、画像間符号化画像数検出部12、画像
内符号化ブロック数検出部13、優先度算出部14、送
信判定部15、および、バッファ16を備える。この動
画像符号化データ送信装置10は、図15に示す動画像
配信サーバ1と対比されるものである。
次のように動作する。画像データ供給部81は、MPE
G4符号化部82に対して画像データを供給する。画像
データ供給部81は、多数の動画像データを蓄積したデ
ータサーバや、動画像データを取り込むカメラなどによ
って構成される。MPEG4符号化部82は、供給され
た画像データをMPEG4に準拠して符号化する。これ
により得られた動画像符号化データは、ビデオパケット
41の形式でバッファ16に供給される。
から供給されたビデオパケット41、各ビデオパケット
の優先度54、および、各ビデオパケットの送信マーク
55を蓄積する。優先度54および送信マーク55の詳
細については、後述する。
化画像数検出部12、および、画像内符号化ブロック数
検出部13は、いずれも、バッファ16に蓄積されたビ
デオパケット41を参照し、各ビデオパケットの属性値
を検出する。優先度算出部14は、検出された複数の属
性値に基づき、各ビデオパケットの優先度54を算出
し、バッファ16に書き込む。送信判定部15は、バッ
ファ16から読み出した優先度54に基づき各ビデオパ
ケット41を送信するか否かを判定し、その結果を表す
送信マーク55をバッファ16に書き込む。
いて送信すべきと判定されたビデオパケット42のみが
出力される。RTP送信部83は、RTPに準拠して、
ビデオパケット42を受信装置(図示せず)に対して送
信する。
る。ビデオパケット41は、MPEG4に準拠して符号
化された動画像符号化データを分割したものである。こ
の動画像符号化データは、動画像を構成する各画像ごと
に画像内符号化または画像間符号化を選択し、画像内符
号化すべき画像に含まれるすべてのブロックを画像内符
号化し、画像間符号化すべき画像に含まれる各ブロック
を画像内または画像間のいずれかで符号化して得られた
ものである。動画像符号化データは、画像単位で分割さ
れた後に、ブロック単位でパケット化されている。すな
わち、動画像符号化データは、各ブロックの符号化デー
タが複数のビデオパケットにまたがらず、かつ、各画像
の最初のブロックの符号化データはビデオパケットの先
頭に位置するようにパケット化される。なお、本実施形
態に係るビデオパケット41は、図15に示した従来の
システムにおけるビデオパケット41と同じである。
ある。ビデオパケット41は、図2に示すように、ヘッ
ダ61、ブロックデータ62、および、スタッフィング
63から構成される。ブロックデータ62は、複数のブ
ロックについての符号化データである。スタッフィング
63は、ビデオパケット41のサイズをバイト境界にそ
ろえるために追加された無意味なデータである。
ックを含むか否かにより、2種類に分類される。画像の
最初のブロックを含むビデオパケット41aのヘッダ6
1aには、図2(a)に示すように、ピクチャスタート
コード64やI−P判定情報65などが含まれる。画像
の最初のブロックを含まないビデオパケット41bのヘ
ッダ61bには、図2(b)に示すように、ビデオパケ
ットスタートコード66や開始ブロック番号67などが
含まれる。ピクチャスタートコード64は、このビデオ
パケットが画像の最初のブロックを含むことを表し、ビ
デオパケットスタートコード66は、このビデオパケッ
トが画像の最初のブロックを含まないことを表す。I−
P判定情報65は、画像が画像内または画像間のいずれ
によって符号化されたものであるかを示す。開始ブロッ
ク番号67は、このビデオパケットに含まれる先頭のブ
ロックの番号を示す。
係を示す図である。図3に示す例では、1枚の画像を符
号化して得られた動画像符号化データは、ブロック単位
で5個のビデオパケットに分割されている。画像の最初
のブロックを含む第1のビデオパケット41aには、I
−P判定情報65が含まれている。画像の最初のブロッ
クを含まない第2ないし第5のビデオパケット41bに
は、開始ブロック番号67が含まれている。
特徴である画像符号化タイプ検出部11、画像間符号化
画像数検出部12、画像内符号化ブロック数検出部1
3、優先度算出部14、および、送信判定部15の詳細
について説明する。
デオパケット41は、順に、バッファ16に蓄積され
る。画像符号化タイプ検出部11、画像間符号化画像数
検出部12、画像内符号化ブロック数検出部13、優先
度算出部14、および、送信判定部15は、所定のタイ
ミングで、例えば、バッファ16に蓄積されたビデオパ
ケット41の量がしきい値以上となったときに、バッフ
ァ16に蓄積されたビデオパケット41のうち未処理の
ものについて、以下の処理を行う。
16に蓄積されたビデオパケット41を参照し、このビ
デオパケットが画像内符号化された画像、または、画像
間符号化された画像のいずれに対応するかを検出し、そ
の結果を表す画像符号化タイプ51を出力する。具体的
には、画像符号化タイプ検出部11は、画像の最初のブ
ロックを含むビデオパケット41aが与えられたとき
に、I−P判定情報65を抽出して、その値を画像符号
化タイプ51に設定すればよい。
ァ16に蓄積されたビデオパケット41を参照し、この
ビデオパケットに対応した画像の画像間符号化画像数5
2を求める。ここで、画像間符号化画像数とは、画像間
符号化された画像について、その画像とその画像の前に
あって最も近い画像内符号化された画像との間に存在す
る画像の数をいう。例えば、図4に示すように、4枚の
画像71a、71b、71cおよび71dがこの順序で
符号化され、画像71aは画像内符号化され、画像71
b〜dは画像間符号化された場合を考える。画像71d
と直近の画像内符号化された画像71aとの間には、2
枚の画像が存在するので、画像71dの画像間符号化画
像数は、2となる。同様に、画像71bおよび71cの
画像間符号化画像数は、それぞれ、0および1となる。
また、画像71aは画像内符号化されているので、画像
71aの画像間符号化画像数は定義されない。画像間符
号化画像数検出部12は、画像符号化タイプ検出部11
と同様に、ビデオパケット41aに含まれるI−P判定
情報65を用いて、画像間符号化画像数52を求める。
ッファ16に蓄積されたビデオパケット41を参照し
て、各ブロックが画像内または画像間のいずれによって
符号化されているかを検出し、画像内符号化されたブロ
ックの数53(以下、画像内符号化ブロック数という)
を出力する。具体的には、画像内符号化ブロック数検出
部13は、各ブロックの符号化方式が判別できる程度に
までビデオパケット41を復号化することにより、画像
内符号化ブロック数53を求める。
ビデオパケット41bには、図3に示すように、開始ブ
ロック番号67が含まれている。したがって、ビデオパ
ケット41が画像内符号化された画像に対応する場合に
は、画像内符号化ブロック数検出部13は、対象とする
ビデオパケットの開始ブロック番号67と次のビデオパ
ケットの開始ブロック番号との差を画像内符号化ブロッ
ク数53として出力することにより、ビデオパケット4
1を復号化する必要はない。この場合、画像の最初のブ
ロックを含むビデオパケット41aは、開始ブロック番
号67の値が1であるとして扱えばよい。
出部11と画像間符号化画像数検出部12と画像内符号
化ブロック数検出部13とによって検出された3個の属
性値に基づき、各ビデオパケット41の優先度54を算
出する。
との対応関係を示す図である。図5に示すように、画像
符号化タイプ51が画像内符号化であるビデオパケット
には、画像符号化タイプ51が画像間符号化であるビデ
オパケットに比べて、高い優先度が与えられる。また、
画像符号化タイプ51が画像間符号化である場合には、
画像間符号化画像数52が少ないビデオパケットに、高
い優先度が与えられる。また、画像内符号化ブロック数
53が多いビデオパケットに、高い優先度が与えられ
る。このように再生画像の画質に大きな影響を与えるビ
デオパケットには、高い優先度が与えられる。
ローチャートである。優先度算出部14は、まず、求め
るべき優先度Pの値を0に初期化する(ステップS10
1)。次に、優先度算出部14は、画像符号化タイプ検
出部11から画像符号化タイプ51を受け取る(ステッ
プS102)。次に、優先度算出部14は、画像符号化
タイプ51が画像内符号化であればステップS104に
進み、そうでなければステップS105に進む(ステッ
プS103)。ステップS104では、優先度算出部1
4は、優先度Pに画像符号化タイプ51に基づく第1の
優先度Pa=Caを加える。ここで、Caは、後述する
定数である。
れた画像に対応したビデオパケットには高い優先度が、
画像間符号化された画像に対応したビデオパケットには
低い優先度が、それぞれ与えられる。例えば、図7に示
すように、4枚の画像71a、71b、71cおよび7
1eがこの順序で符号化され、画像71aと71eとは
画像内符号化され、画像71bと71cとは画像間符号
化された場合を考える。この場合、画像71aまたは7
1eに対応したビデオパケットには高い優先度が、画像
71bまたは71cに対応したビデオパケットには低い
優先度が、それぞれ与えられる。
は、画像間符号化画像数検出部12から画像間符号化画
像数52を受け取る。次に、優先度算出部14は、優先
度Pに画像間符号化画像数52に基づく第2の優先度P
b=(L−N)×Cbを加える(ステップS106)。
ここで、Nは画像間符号化画像数52であり、Lおよび
Cbは後述する定数である。
に対応した画像が直近の画像内符号化された画像から離
れるほど、そのビデオパケットには低い優先度が与えら
れる。例えば、図4に示した例については、図8に示す
ように、画像71bに対応したビデオパケットには高い
優先度が、画像71dに対応したビデオパケットには低
い優先度が、それぞれ与えられる。また、画像71cに
対応したビデオパケットには、両者の中間の優先度が与
えられる。
ブロック数検出部13から画像内符号化ブロック数53
を受け取る(ステップS107)。次に、優先度算出部
14は、優先度Pに画像内符号化ブロック数53に基づ
く第3の優先度Pc=M×Ccを加える(ステップS1
08)。ここで、Mは画像内符号化ブロック数53であ
り、Ccは後述する定数である。
号化されたブロックを多く含むビデオパケットには、よ
り高い優先度が与えられる。
りも大きな定数、Caはバッファ16内のすべてのPb
よりも大きな定数、Cbはバッファ16内のすべてのP
cよりも大きな定数、Ccは正の定数である。これら定
数の値は、この条件を満たすように予め決めておいても
よく、バッファ16に蓄積されたビデオパケット41を
解析した後に決めてもよい。
ャートに従い、通信ネットワークの伝送容量の範囲内
で、優先度54に従って送信すべきビデオパケットを選
択する。送信判定部15は、まず、送信量Tの値を0に
設定し(ステップS201)、処理対象のビデオパケッ
ト41の送信マーク55をすべてオフに設定する(ステ
ップS202)。次に、送信判定部15は、処理対象の
ビデオパケット41の最新のタイムスタンプT1(秒)
および最古のタイムスタンプT2(秒)と、通信ネット
ワークの伝送容量R(キロビット毎秒)とに基づき、次
式(1)を用いて送信可能データ量B(バイト)を計算
する(ステップS203)。
デオパケットを選択する処理を繰り返す(ステップS2
04からS208)。具体的には、送信判定部15は、
送信マーク55がオフであるビデオパケットのうち、優
先度54が最大であるものを検出する(ステップS20
4)。次に、送信判定部15は、ステップS204で検
出したビデオパケットのサイズVを検出する(ステップ
S205)。次に、送信判定部15は、TとVとの和が
B以下である場合にはステップS207に進み、それ以
外の場合には処理を終了する(ステップS206)。ス
テップS207では、送信判定部15は、ステップS2
04で検出したビデオパケットの送信マーク55をオン
に設定する。次に、送信判定部15は、TにVを加える
(ステップS208)。ステップS204からS208
により、送信可能データ量Bの範囲内で、優先度54の
順に、送信すべきビデオパケットの送信マーク55をオ
ンに設定したことになる。
ローチャートに従い、送信すべきビデオパケットを選択
してもよい。送信判定部15は、まず、図10のステッ
プS201からS203と同じ処理を行い、送信量Tと
送信マーク55とを初期化し、送信可能データ量Bを計
算する(ステップS301からS303)。
デオパケットを選択する処理を繰り返す(ステップS3
04からS310)。具体的には、送信判定部15は、
送信マーク55がオフであるビデオパケットがあるか否
かを判断し、ビデオパケットがある場合はステップS3
05に進み、それ以外の場合は処理を終了する(ステッ
プS304)。次に、送信判定部15は、送信マーク5
5がオフであるビデオパケットのうち、優先度54が最
大であるものを検出し(ステップS305)、そのビデ
オパケットのサイズVを検出する(ステップS30
6)。次に、送信判定部15は、TとVとの和がB以下
である場合にはステップS308に進み、それ以外の場
合にはステップS310に進む。
信判定部15は、検出したビデオパケットの送信マーク
55をオンに設定し(ステップS308)、TにVを加
えた後に、ステップS304へ戻る(ステップS30
9)。TとVとの和がBより大きい場合には、送信判定
部15は、検出したビデオパケットの送信マーク55を
チェック済みに設定し、ステップS304へ戻る(ステ
ップS310)。チェック済みの送信マーク55は、ス
テップS304ではオフでないとして取り扱われるもの
とする。ステップS304からS310により、送信可
能データ量Bの範囲内で、優先度54の順に、送信すべ
きビデオパケット41の送信マーク55をオンに設定し
たことになる。
ャートでは、通信ネットワークの伝送容量Rを用いて送
信可能データ量Bを計算しているが、これに代えて、許
容される伝送容量として、受信装置との間で折衝して定
めた伝送容量を用いてもよい。例えば、許容される伝送
容量として、受信装置から指定された伝送容量を用いも
よい。また、ビデオパケットの再送を行う方式を採用し
た場合には、許容される伝送容量として、通信ネットワ
ークの伝送容量からビデオパケット再送用の伝送容量を
引いた値を用いてもよい。
像符号化データ送信装置は、供給された複数のビデオパ
ケットを蓄積し、各ビデオパケットについて画像符号化
タイプと画像間符号化画像数と画像内符号化ブロック数
とを検出し、これらの属性値に基づき各ビデオパケット
の優先度を算出した後に、蓄積したビデオパケットのう
ち、優先度と許容される伝送容量に従って選択したビデ
オパケットを送信する。これにより、画像内符号化され
た画像に対応したビデオパケットは、画像間符号化され
た画像に対応したビデオパケットよりも優先的に送信さ
れる。また、ビデオパケットに対応した画像が直近の画
像内符号化された画像に近いほど、そのビデオパケット
は優先的に送信される。また、画像内符号化されたブロ
ックを多く含むビデオパケットは、優先的に送信され
る。したがって、再生画像の画質に大きな影響を与える
ビデオパケットには高い優先度を与えて優先的に送信す
ることにより、再生画像の画質を大きく劣化させること
なく、伝送容量の範囲内で動画像符号化データを送信す
ることができる。
2の実施形態に係る動画像符号化データ送信装置の構成
を示すブロック図である。図12に示す動画像符号化デ
ータ送信装置20は、RTP受信部84、RTP送信部
83、画像符号化タイプ検出部21、画像間符号化画像
数検出部12、画像内符号化ブロック数推定部23、優
先度算出部14、送信判定部15、および、バッファ1
6を備える。この動画像符号化データ送信装置20は、
図19に示すゲートウェイ4と対比されるものである。
(図示せず)を介して、MPEG4に準拠して求めたビ
デオパケット41を受信する。本実施形態に係るビデオ
パケット41は、第1の実施形態に係るビデオパケット
41と同じ特徴を有する。
給されたビデオパケット41、各ビデオパケットの優先
度58、および、各ビデオパケットの送信マーク59を
蓄積する。
化画像数検出部12、画像内符号化ブロック数推定部2
3、優先度算出部14、および、送信判定部15は、第
1の実施形態と同様に、所定のタイミングで、バッファ
16に蓄積されたビデオパケット41のうち未処理のも
のについて処理を行う。
施形態に係る画像符号化タイプ検出部11と同様に、画
像符号化タイプ51を出力する。これに加えて、画像符
号化タイプ検出部21は、画像内符号化された画像に含
まれるブロックのデータサイズの平均値である画像内符
号化ブロック平均データサイズ56を出力する。
は、画像内符号化された画像に対応したビデオパケット
が入力されたときに、ビデオパケットのデータサイズP
をビデオパケットに含まれるブロック数Qで割った商
を、画像内符号化ブロック平均データサイズ56として
出力する。あるいは、画像符号化タイプ検出部21は、
画像内符号化された画像に対応した複数のビデオパケッ
トについて上記PおよびQをそれぞれ合計し、Pの合計
値をQの合計値で割った商を画像内符号化ブロック平均
データサイズ56として出力してもよい。画像符号化タ
イプ検出部21は、第1の実施形態に係る画像内符号化
ブロック数検出部13と同様の手法を用いて、ビデオパ
ケット41を復号化することなく、上記Qを求める。こ
のようにして求めた画像内符号化ブロック平均データサ
イズ56は、画像内符号化ブロック数推定部23に供給
される。
ッファ16に蓄積されたビデオパケット41のデータサ
イズと、このビデオパケットに含まれるブロック数とを
検出する。これら2つの値は、ビデオパケット41を復
号化することなく検出できる。ビデオパケットに含まれ
る画像内符号化されたブロックの数Biについては、次
式(2)が成立する。そこで、画像内符号化ブロック数
推定部23は、式(2)をBiについて解いた次式
(3)を用いて、画像内符号化されたブロックの数Bi
を求める。
41のデータサイズ、Aは画像符号化タイプ検出部21
から供給された画像内符号化ブロック平均データサイズ
56、Bvは対象ビデオパケットに含まれるブロック
数、Rcは画像内符号化されたブロックと画像間符号化
されたブロックの符号化効率の比である。Rcの値は、
予め例えば、Rc=10のように決定しておく。このよ
うにビデオパケット41を復号化することなく求めた値
Biは、画像内符号化ブロック数推定値57として、優
先度算出部14に供給される。
出部14、および、送信判定部15は、第1の実施形態
と同様に動作する。ただし、優先度算出部14は、第1
の実施形態に係る画像内符号化ブロック数53に代え
て、画像内符号化ブロック数推定値57を用いる。
いて送信すべきと判定されたビデオパケット43のみが
出力される。RTP送信部83は、RTPに準拠して、
ビデオパケット43を受信装置(図示せず)に対して送
信する。
像符号化データ送信装置は、各ビデオパケットに含まれ
るブロックの数と、ビデオパケットのサイズと、画像内
符号化されたブロックの平均データサイズとに基づき、
各ビデオパケットの画像内符号化ブロック数を推定する
ことを特徴とする。したがって、第1の実施形態に係る
動画像符号化データ送信装置が奏する効果に加えて、画
像内符号化ブロック数を簡易な処理で検出できるという
効果を奏する。
て画像内符号化ブロック数を推定することとしたが、画
像内符号化ブロック数を推定する計算式は、これに限る
ものではない。例えば、画像符号化タイプ検出部から供
給される画像内符号化ブロック平均データサイズに代え
て、予め定めた画像内符号化されたブロックのデータサ
イズや、予め定めた画像間符号化されたブロックのデー
タサイズを用いて、画像内符号化ブロック数を推定して
もよい。
3の実施形態に係る動画像符号化データ送信装置の構成
を示すブロック図である。図13に示す動画像符号化デ
ータ送信装置30は、第1から第4のRTP受信部84
a〜d、RTP送信部83、画像符号化タイプ検出部1
1、画像間符号化画像数検出部12、画像内符号化ブロ
ック数検出部13、優先度算出部14、送信判定部3
5、および、バッファ36を備える。この動画像符号化
データ送信装置30は、図14に示すゲートウェイ9と
して使用される。
ように、インターネット3を介して4つの動画像配信サ
ーバ1a〜dから、それぞれ、ビデオパケット41a〜
dを受信する。本実施形態に係るビデオパケット41a
〜dは、第1の実施形態に係るビデオパケット41と同
じ特徴を有する。
から供給されたビデオパケット41a〜d、各ビデオパ
ケットの優先度54a〜d、および、各ビデオパケット
の送信マーク55a〜dを蓄積する。ただし、図13で
は、図面の簡単化のため、ビデオパケット41aと優先
度54aと送信マーク55aのみを示している。
化画像数検出部12、画像内符号化ブロック数検出部1
3、優先度算出部14、および、送信判定部35は、第
1の実施形態と同様に、所定のタイミングで、バッファ
36に蓄積されたビデオパケット41a〜dのうち未処
理のものについて処理を行う。画像符号化タイプ検出部
11、画像間符号化画像数検出部12、画像内符号化ブ
ロック数検出部13、および、優先度算出部14は、第
1の実施形態と同様に動作する。これにより、ビデオパ
ケット41a〜dの優先度54a〜dが求められ、バッ
ファ36に書き込まれる。
づき、通信ネットワークの伝送容量の範囲内で、送信す
べきビデオパケットを選択する。送信判定部35は、い
ずれのRTP受信部84a〜dから供給されたかにかか
わらず、処理対象のすべてのビデオパケットを同じよう
に扱い、図10または図11に示すフローチャートに従
い、送信すべきビデオパケットを選択する。この選択手
法によれば、複数の動画像符号化データに対応したビデ
オパケットの中から、再生画像の画質に大きな影響を与
えるビデオパケットを選択して送信することができる。
符号化データのデータレートの比に応じて各チャンネル
に伝送容量を割り当て、チャンネルごとに送信すべきパ
ケットを選択することとしてもよい。例えば、図14に
示すように、4種類のビデオパケット41a〜dを携帯
電話網5に中継する場合であって、ビデオパケット41
a〜dのデータレートが順に64Kbps、32Kbp
s、64Kbps、128Kbpsである場合には、送
信判定部35は、携帯電話網5の伝送容量である64K
bpsを2:1:2:4の比に分割する。その後、送信
判定部35は、例えば、ビデオパケット41aについて
は、許容される伝送容量が64Kbps÷9であるとし
て、図10または図11に示すフローチャートに従い、
送信すべきビデオパケットを選択する。この選択手法に
よれば、複数の再生画像のそれぞれについて、画質に大
きな影響を与えるビデオパケットを選択して送信するこ
とができる。
いて送信すべきと判定されたビデオパケット44のみが
出力される。RTP送信部83は、RTPに準拠して、
ビデオパケット44を動画像受信端末2に対して送信す
る。動画像受信端末2は、ビデオパケット44を受信
し、図14に示すように、4つの再生画面87a〜dを
ディスプレイ86に表示する。
像符号化データ送信装置は、複数の動画像に対応したビ
デオパケットを蓄積し、各ビデオパケットについて画像
符号化タイプと画像間符号化画像数と画像内符号化ブロ
ック数とを検出し、これらの属性値に基づき各ビデオパ
ケットの優先度を算出した後に、蓄積したビデオパケッ
トのうち、優先度と許容される伝送容量に従って選択し
たビデオパケットを送信する。したがって、複数の動画
像に対応したビデオパケットが供給された場合でも、第
1の実施形態に係る動画像符号化データ送信装置と同じ
効果を奏することができる。また、動画像ごとに伝送容
量を割り当て、動画像ごとに送信すべきビデオパケット
を選択することにより、再生画像のそれぞれについて画
質が大きく劣化することを防止することができる。
の構成を有する動画像符号化データ送信装置を示した
が、供給されるビデオパケットは、装置の内部で生成し
たものでも、通信ネットワークを介して受信したもので
もよい。また、ビデオパケットは、1本の動画像を符号
化して得られたものでも、複数の動画像を符号化して得
られたものでもよい。また、画像内符号化ブロック数
は、ビデオパケットを復号化して検出したものでも、画
像内符号化ブロック平均データサイズなどを用いて推定
したものでもよい。
の符号化タイプと画像内符号化画像数と画像間符号化ブ
ロック数と優先度とを所定のタイミングで求めることと
したが、ビデオパケットが供給された時に、これらの値
を求めることとしてもよい。
EG4とRTPとを用いた動画像符号化データ送信装置
について説明したが、画像符号化方式としてMPEG4
以外の方式を用いてもよく、通信方式としてRTP以外
の方式を用いてもよい。
ータ送信装置の構成を示すブロック図である。
ある。
る、ビデオパケットの属性値と優先度との対応関係を示
す図である。
度算出部の動作を示すフローチャートである。
る、画像符号化タイプに基づく優先度の説明図である。
る、画像間符号化画像数に基づく優先度の説明図であ
る。
る、画像内符号化ブロック数に基づく優先度の説明図で
ある。
信判定部の動作を示すフローチャートである。
信判定部の他の動作を示すフローチャートである。
データ送信装置の構成を示すブロック図である。
データ送信装置の構成を示すブロック図である。
用いた動画像符号化データ配信システムの構成を示す図
である。
成を示す図である。
図である。
である。
タ配信システムの構成を示す図である。
ムが有する問題点の説明図である。
Claims (18)
- 【請求項1】 動画像を構成する各画像ごとに画像内符
号化または画像間符号化を選択し、画像内符号化すべき
画像に含まれるすべてのブロックを画像内符号化し、画
像間符号化すべき画像に含まれる各ブロックを画像内符
号化または画像間符号化して得られた動画像符号化デー
タを送信する動画像符号化データ送信装置であって、 前記動画像符号化データを画像のブロック単位で分割し
て得られた複数のビデオパケットの供給を受け、前記ビ
デオパケットを蓄積するパケット蓄積部と、 各前記ビデオパケットについて、画像の符号化方式に関
する複数の属性値を検出する属性値検出部と、 前記複数の属性値に基づき、各前記ビデオパケットの優
先度を算出する優先度算出部と、 前記パケット蓄積部に蓄積されたビデオパケットのう
ち、前記優先度と許容される伝送容量とに基づき選択し
たビデオパケットを送信するパケット送信部とを備え
た、動画像符号化データ送信装置。 - 【請求項2】 前記属性値検出部は、 各前記ビデオパケットに対応した画像の符号化タイプを
検出する画像符号化タイプ検出部と、 各前記ビデオパケットに対応した画像と当該画像よりも
前にあって最も近い画像内符号化された画像との間にあ
る画像の数を検出する画像間符号化画像数検出部と、 各前記ビデオパケットに含まれる画像内符号化されたブ
ロックの数を検出する画像内符号化ブロック数検出部と
を含むことを特徴とする、請求項1に記載の動画像符号
化データ送信装置。 - 【請求項3】 前記画像内符号化ブロック数検出部は、
各前記ビデオパケットについて、当該ビデオパケットに
含まれるブロックの数と当該ビデオパケットのサイズと
に基づき、当該ビデオパケットに含まれる画像内符号化
されたブロックの数を推定することを特徴とする、請求
項2に記載の動画像符号化データ送信装置。 - 【請求項4】 前記画像内符号化ブロック数検出部は、
各前記ビデオパケットについて、当該ビデオパケットに
含まれるブロックの数と当該ビデオパケットのサイズと
画像内符号化された画像に含まれるブロックの平均デー
タサイズとに基づき、当該ビデオパケットに含まれる画
像内符号化されたブロックの数を推定することを特徴と
する、請求項3に記載の動画像符号化データ送信装置。 - 【請求項5】 前記パケット送信部は、送信されるビデ
オパケットのデータ量が前記伝送容量を越えない範囲内
で、送信すべきビデオパケットを前記優先度に従って選
択することを特徴とする、請求項1に記載の動画像符号
化データ送信装置。 - 【請求項6】 前記伝送容量は、受信装置との間で折衝
して定めた値であることを特徴とする、請求項1に記載
の動画像符号化データ送信装置。 - 【請求項7】 前記伝送容量は、通信路の伝送容量から
前記通信路においてビデオパケットの再送用に割り当て
た伝送容量を引いた値であることを特徴とする、請求項
1に記載の動画像符号化データ送信装置。 - 【請求項8】 前記動画像符号化データは、複数の動画
像を個別に符号化して得られたものであることを特徴と
する、請求項1に記載の動画像符号化データ送信装置。 - 【請求項9】 前記パケット送信部は、各動画像を個別
に符号化したときのデータ量に応じて前記伝送容量を分
割し、前記優先度と分割された前記伝送容量とに基づ
き、動画像ごとに送信すべきビデオパケットを選択する
ことを特徴とする、請求項8に記載の動画像符号化デー
タ送信装置。 - 【請求項10】 動画像を構成する各画像ごとに画像内
符号化または画像間符号化を選択し、画像内符号化すべ
き画像に含まれるすべてのブロックを画像内符号化し、
画像間符号化すべき画像に含まれる各ブロックを画像内
符号化または画像間符号化して得られた動画像符号化デ
ータを送信する動画像符号化データ送信方法であって、 前記動画像符号化データを画像のブロック単位で分割し
て得られた複数のビデオパケットの供給を受け、前記ビ
デオパケットを蓄積するパケット蓄積ステップと、 各前記ビデオパケットについて、画像の符号化方式に関
する複数の属性値を検出する属性値検出ステップと、 前記複数の属性値に基づき、各前記ビデオパケットの優
先度を算出する優先度算出ステップと、 前記パケット蓄積ステップにおいて蓄積されたビデオパ
ケットのうち、前記優先度と許容される伝送容量とに基
づき選択したビデオパケットを送信するパケット送信ス
テップとを備えた、動画像符号化データ送信方法。 - 【請求項11】 前記属性値検出ステップは、 各前記ビデオパケットに対応した画像の符号化タイプを
検出する画像符号化タイプ検出ステップと、 各前記ビデオパケットに対応した画像と当該画像よりも
前にあって最も近い画像内符号化された画像との間にあ
る画像の数を検出する画像間符号化画像数検出ステップ
と、 各前記ビデオパケットに含まれる画像内符号化されたブ
ロックの数を検出する画像内符号化ブロック数検出ステ
ップとを含むことを特徴とする、請求項10に記載の動
画像符号化データ送信方法。 - 【請求項12】 前記画像内符号化ブロック数検出ステ
ップは、各前記ビデオパケットについて、当該ビデオパ
ケットに含まれるブロックの数と当該ビデオパケットの
サイズとに基づき、当該ビデオパケットに含まれる画像
内符号化されたブロックの数を推定することを特徴とす
る、請求項11に記載の動画像符号化データ送信方法。 - 【請求項13】 前記画像内符号化ブロック数検出ステ
ップは、各前記ビデオパケットについて、当該ビデオパ
ケットに含まれるブロックの数と当該ビデオパケットの
サイズと画像内符号化された画像に含まれるブロックの
平均データサイズとに基づき、当該ビデオパケットに含
まれる画像内符号化されたブロックの数を推定すること
を特徴とする、請求項12に記載の動画像符号化データ
送信方法。 - 【請求項14】 前記パケット送信ステップは、送信さ
れるビデオパケットのデータ量が前記伝送容量を越えな
い範囲内で、送信すべきビデオパケットを前記優先度に
従って選択することを特徴とする、請求項10に記載の
動画像符号化データ送信方法。 - 【請求項15】 前記伝送容量は、受信側との間で折衝
して定めた値であることを特徴とする、請求項10に記
載の動画像符号化データ送信方法。 - 【請求項16】 前記伝送容量は、通信路の伝送容量か
ら前記通信路においてビデオパケットの再送用に割り当
てた伝送容量を引いた値であることを特徴とする、請求
項10に記載の動画像符号化データ送信方法。 - 【請求項17】 前記動画像符号化データは、複数の動
画像を個別に符号化して得られたものであることを特徴
とする、請求項10に記載の動画像符号化データ送信方
法。 - 【請求項18】 前記パケット送信ステップは、各動画
像を個別に符号化したときのデータ量に応じて前記伝送
容量を分割し、前記優先度と分割された前記伝送容量と
に基づき、動画像ごとに送信すべきビデオパケットを選
択することを特徴とする、請求項17に記載の動画像符
号化データ送信方法。
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