JP2002204278A - データ伝送装置およびデータ伝送方法 - Google Patents

データ伝送装置およびデータ伝送方法

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JP2002204278A JP2001200156A JP2001200156A JP2002204278A JP 2002204278 A JP2002204278 A JP 2002204278A JP 2001200156 A JP2001200156 A JP 2001200156A JP 2001200156 A JP2001200156 A JP 2001200156A JP 2002204278 A JP2002204278 A JP 2002204278A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 データ伝送システムにおいて、現在のネット
ワーク状態に応じてパケット損失や遅延の少ないリアル
タイムデータ通信を実現する。 【解決手段】 送信側において受信側から得られる補足
情報としての少なくともジッタあるいはパケット損失率
のいずれかの通知をもとに、伝送路の伝送状態を推定す
る手段１０５と、この推定した伝送状態に合わせて送信
側における送信データのビットレートまたは誤り耐性レ
ベルのうち、少なくとも一方を変更制御する手段１０２
とを備える。本発明はＲＴＰの特徴を利用するものであ
って、ＲＴＰには送信側や受信側から補足情報としてジ
ッタやパケット損失率などを通知する仕組み（ＲＴＣ
Ｐ）を備えており、送信側において受信側から得た補足
情報としてのジッタやパケット損失率などの通知をもと
に伝送路状態に合わせて送信データのビットレート調整
や誤り耐性レベル変更などを実施する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、符号化された動画
像／静止画像をＩＳＤＮ（Integrated ServicesDigital
Network）やインターネット等の有線通信網、あるいは
ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）や衛星通信等
の無線通信網を用いて伝送する情報伝送方法およびその
方法が適用されるデータ伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、画像をはじめとする各種情報のデ
ィジタル符号化技術および広帯域ネットワーク技術の進
展により、これらを利用したアプリケーションの開発が
盛んになっており、圧縮符号化した画像などを、通信網
を利用して伝送するシステムが開発されている。
【０００３】例えば、図１３に示すごときで、画像入力
部１０１より入力された画像信号１３１を画像符号化部
１０２で符号化し、得られた符号化データ１３２を符号
化データ送信部１０３に与え送信データ１３３として伝
送路に送信する。このようにして画像は符号化して送信
するが、近年では、インターネット・イントラネットの
普及により、データをパケット化して送受信するアプリ
ケーションやシステムが増加してきている。パケット化
は通信路の帯域を効率よく複数のユーザで共有するため
の非常に有効な手段となっている。
【０００４】ところで、インターネット・イントラネッ
トでパケットデータを送受信するプロトコルとしてＴＣ
Ｐ／ＩＰ（Transmission Control Protocol／Internet
Protocol）やＵＤＰ／ＩＰ（User Datagram Protocol／
Internet Proto）などが存在する。
【０００５】これらのうち、ＴＣＰ／ＩＰはインターネ
ット標準プロトコルであって、世界的に最も普及したプ
ロトコルとして、インターネットばかりでなくイントラ
ネットやＬＡＮなどにも応用されているプロトコルであ
る。ＴＣＰは、ＯＳＩ基本参照モデルの第４層トランス
ポート層で働き、ＩＰは第３層ネットワーク層で働く。
【０００６】また、ＵＤＰ／ＩＰは、ＴＣＰ／ＩＰスイ
ートのトランスポート層プロトコルの一つであり、ＴＣ
Ｐがコネクション型プロトコルであるのに対して、ＵＤ
Ｐはコネクションレス型プロトコルである。ＴＣＰと同
様にポート番号を使って上位のアプリケーションを識別
する。ネットワークの監視制御用の短いデータや、オー
ディオ・データあるいはビデオ・データのような実時間
指向データを運ぶのに使うことが多い。
【０００７】ところで、これらのうち、ＴＣＰ／ＩＰは
再送などの枠組みが組み込まれていることから誤りなど
に強く、多少時間がかかっても正しくデータを受信した
いダウンロード型のアプリケーションで有効である。し
かし、反面、リアルタイム性を求められるアプリケーシ
ョンには非力である。
【０００８】これに対し、ＵＤＰ／ＩＰは再送の枠組み
がない反面、再送などにかかる遅延がなく、リアルタイ
ム性を求められるアプリケーションには非常に有効であ
る。
【０００９】リアルタイム性を求められるアプリケーシ
ョンの代表例としては動画像の伝送があげられるが、通
常の動画像通信の場合、画像データは非常に膨大なデー
タ量であり、ネットワークの帯域に収まらない場合がほ
とんどである。その場合、画像データを符号化し、デー
タ量を小さくしてから伝送するという手法が用いられ
る。動画像信号の圧縮符号化技術としては動き補償、離
散コサイン変換（ＤＣＴ）、サブバンド符号化、ピラミ
ッド符号化、可変長符号化等の技術やこれらを組み合わ
せた方式が開発されている。
【００１０】そして、動画像符号化の国際標準方式とし
てはＩＳＯ ＭＰＥＧ−１、ＭＰＥＧ−２、ＩＴＵ−Ｔ
Ｈ．２６１、Ｈ．２６２、Ｈ．２６３が存在し、また
動画像、音声・オーディオ信号を圧縮した符号列や他の
データを多重化する国際標準方式としてはＩＳＯ ＭＰ
ＥＧシステム、ＩＴＵ−Ｔ Ｈ．２２１、Ｈ．２２３が
存在する。
【００１１】インターネット等は無数のネットワークを
介して繋がっており、どのネットワークがどういう状況
になっているかわからないのが普通である。また、そこ
に流れているデータ量が時々刻々と変動するため、どの
くらいのデータがリアルタイムで通信できるかを判定す
る仕組みが必要である。
【００１２】そこで、ＵＤＰ／ＩＰを利用したリアルタ
イムアプリケーションからさらに一歩進み、パケットに
時間情報等を付加して伝送するＲＴＰ（Real-time Tran
sport Protocol）と呼ばれるパケットフォーマットを使
用するアプリケーションが増えてきている。
【００１３】このＲＴＰとは、ＲＦＣ１８８９で規定さ
れた、オーディオ・データやビデオ・データを実時間転
送するためのプロトコルであって、通常はＵＤＰ（User
Datagram Protocol）に乗せて運ぶ。ビデオ会議のよう
なマルチメディア・システムに適用することを想定した
もので、実時間会話形式でデータを授受できる。ただし
音質や画質の品質保証機能はない。RTPヘッダーの中に
パケットの順序番号やタイム・スタンプ（時刻表示デー
タ）をつけることによって実時間動作をサポートしてい
る。
【００１４】尚、ＲＦＣとはＲｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ
Ｃｏｍｍｅｎｔｓの略称であって、インターネットの技
術開発組織であるＩＥＴＦ（Internet Engineering Tas
k Force）が公開している技術提案やコメントの文書の
ことを指す。ＴＣＰ／ＩＰスイートの各種のプロトコル
のような、多くのデファクト・スタンダードがＲＦＣに
記述されている。
【００１５】そして、このＲＴＰを利用することで、パ
ケットに時間情報およびパケット番号が付加され、受信
側では正しい時間情報を用いて音声や画像を表示するこ
とが出来たり、ネットワークで順番が入れ替わったパケ
ットなどを判定したり、パケット番号を見ることでパケ
ットが損失していることを検出すること等が出来るよう
になった。
【００１６】しかも、ＲＴＰには送信側や受信側から補
足情報としてジッタ（遅延情報）やパケット損失率など
を通知する仕組み（ＲＴＣＰ）も備わっている。しか
し、このＲＴＣＰの情報をどう利用するかはアプリケー
ションに依存し、規格では決まっていない。
【００１７】また画像の場合、ネットワークの帯域では
生の画像伝送分の帯域を確保できないことから、前述の
ように画像信号をＭＰＥＧなどの符号化方式で圧縮をし
て送る必要がある。これはデータ量の減少には効果があ
るが、逆に不安定なインターネットにデータを流すこと
でのパケット損失や誤りの混入に対して非常にもろくな
る。これは動画像符号化方式が前のフレームとの差分の
みを送信することから、データの一部が欠落することが
非常に大きな問題になる。ＵＤＰやＲＴＰを使った場
合、基本的にデータの再送は行われないことからこの問
題に対する対策が必要である。
【００１８】ところで、画像符号化の中には、通常２つ
のモードが存在する。前述した前のフレームとの差分を
送るフレーム間符号化モード（Ｐ Ｐｉｃｔｕｒｅ）
と、１枚のフレームの中で閉じて符号化を行うフレーム
内符号化モード（Ｉ Ｐｉｃｔｕｒｅ）である。通常、
図１９に示すように、適当なタイミングでフレーム内符
号化モード（図中のＩ−Ｐｉｃ）が設けられ、それらの
間には、フレーム間符号化モード（図中のＰ−Ｐｉｃ）
が設けられる。このフレーム内符号化モードでフレーム
を符号化する間隔をＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃ
ｔｕｒｅｓ）間隔と呼ぶ。ここで、図２０に示すよう
に、データの欠落が発生しある復号画像（例えば、図中
の１０００）が壊れてしまった場合、それ以降、フレー
ム間符号化モードで符号化を行っていると、壊れた画像
をもとに復号を行うため、以降の復号画像全てが影響を
受け、正しく復号できないことになる。そのため、図２
１に示すように、途中にフレーム内符号化モードで符号
化したフレーム（例えば、図中の１００１）を挿入する
ことで、誤りの影響の伝播をそこで断ち切り、回復させ
る手段が用いられる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、ネッ
トワークにエラーがあることは判断できたが、それをど
のように利用するかは不明であった。また、ネットワー
ク情報を独自の形で送信側に通知するような仕組みは考
えられていたが、そのアプリケーション独自の仕様とな
り、汎用性がなかった。
【００２０】例えば、せいぜい図１４に示す如く、受信
側情報受信部１４０１を用いて送信データ１３３を受信
し、この送信経路でネットワーク側から受ける情報の範
囲で画像符号化部１０２の画像符号化処理を制御する程
度である。
【００２１】また、従来のネットワークの状態判定で
は、ネットワークの輻輳ということを想定して考えられ
てきた。しかし、インターネットがモバイル環境に広が
っていくことで、さらに無線環境での誤り等を考慮する
必要が出てくる。しかし、現在の技術でこのような対策
は全く取られていない。
【００２２】さらに、誤りに対応する場合でも、ネット
ワークの状態が変化し、誤り率などが一定にならない場
合などについても考慮がなされていなかった。誤りが多
い場合に対応するためにＧＯＰ間隔を狭く設定すると、
フレーム内符号化モードでの符号化が多くなり、符号化
効率が悪くなる。定常的に誤りが多い場合はこのような
状態にする必要性がある場合もあるが、通常状態では誤
りがほとんどなく、ある瞬間にだけ誤りが発生するよう
なネットワークの場合、これは非常に大きな無駄とな
る。逆に、ＧＯＰ間隔を長く設定した場合には、誤りが
発生したときの影響が大きくなってしまうという問題が
あった。
【００２３】そこで、ＲＴＰを利用した実時間転送の利
用に着目してみる。
【００２４】上述したように、オーディオ・データやビ
デオ・データを実時間転送するためのプロトコルである
ＲＴＰを利用することで、パケットに時間情報およびパ
ケット番号が付加され、受信側では正しい時間情報を用
いて音声や画像を表示することが出来たり、ネットワー
クで順番が入れ替わったパケットなどを判定したり、パ
ケット番号を見ることでパケットが損失していることを
検出すること等が出来る。
【００２５】しかも、ＲＴＰには送信側や受信側から補
足情報としてジッタやパケット損失率などを通知する仕
組み（ＲＴＣＰ）も備わっている。
【００２６】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、このようなＲＴＰの特徴を利用し、送信側におい
て受信側から得た補足情報としてのジッタやパケット損
失率などの通知をもとに、伝送路の伝送状態に合わせて
伝送レートを調整したり、誤り耐性を変更するなどの制
御を実施できるようにして最大限に効率よくデータ伝送
できるようにして、リアルタイム性が要求される伝送に
ついても十分に利用可能にしたデータ伝送装置およびデ
ータ伝送方法を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】本発明は、送信側におい
て受信側から得られる補足情報としての少なくとも遅延
情報（ジッタ）あるいはパケット損失率のいずれかの通
知をもとに、伝送路の伝送状態を推定する手段と、この
推定した伝送状態に合わせて送信側における送信データ
のビットレートまたは誤り耐性レベルのうち、少なくと
も一方を変更制御する手段とを備えたこと特徴とする。
【００２８】また、本発明は、送信側に設けられ、同一
コンテンツに対して伝送レートをそれぞれ異ならせて符
号化した符号化データを供給する供給手段と、送信側に
おいて受信側から得られる補足情報としての少なくとも
遅延情報あるいはパケット損失率のいずれかの通知をも
とに、伝送路の伝送状態を推定する手段と、この推定し
た伝送状態に合わせて送信側における送信データのビッ
トレートを調整すべく、前記供給手段の供給する符号化
データのうち、最適伝送レートの符号化データを選択す
る選択手段とを備えたこと特徴とする。
【００２９】また、本発明は、ネットワークの状態に関
するネットワーク情報を受信するネットワーク情報受信
手段と、前記ネットワーク情報受信手段にて得た前記ネ
ットワーク情報からネットワークの状態を判定するネッ
トワーク状態判定手段と、送信すべきデータを符号化処
理するものであって、前記ネットワーク状態判定手段に
より判定されたネットワーク状態情報によりビットレー
トまたは誤り耐性のうち、少なくともいずれかを制御さ
れる画像符号化手段と、前記画像符号化手段から出力さ
れた画像符号化データをネットワークに送信する送信手
段とを備えたことを特徴とする。
【００３０】また、本発明は、符号化された符号化デー
タをネットワークに送信するデータ伝送装置において、
ネットワークの状態に関するネットワーク情報を受信す
るネットワーク情報受信手段と、前記ネットワーク情報
受信手段で受信した前記ネットワーク情報からネットワ
ークの状態を判定するネットワーク状態判定手段と、そ
れぞれ異なる伝送レート別に符号化された符号化データ
から切り替え情報対応の伝送レートの符号化データを選
択して出力する符号化データ切り替え手段と、前記ネッ
トワーク状態判定手段から出力されたネットワーク状態
情報から前記送信手段より送信する符号化データの伝送
レートを選択し、前記符号化データ切り替え手段へ前記
切り替え情報として与える符号化データ選択手段とを具
備することを特徴とする。
【００３１】［１］また、本発明は、画像を取り込む画
像入力手段と、前記画像入力手段から出力された画像信
号を符号化する画像符号化手段と、前記画像符号化手段
から出力された画像符号化データをネットワークに送信
する送信手段と、ネットワークの状態に関するネットワ
ーク情報を受信するネットワーク情報受信手段と、前記
ネットワーク情報受信手段で受信した前記ネットワーク
情報からネットワークの状態を判定するネットワーク状
態判定手段とを有し、前記画像符号化手段が前記ネット
ワーク状態判定手段により判定されたネットワーク状態
情報により制御されることを特徴とする。 ［２］また、本発明は、［１］の装置において、前記画
像符号化手段で決定した符号化パラメータ情報を前記ネ
ットワーク状態判定手段に入力することを特徴とする。 ［３］また、本発明は、前記第二の発明に関する画像送
信装置の前記ネットワーク状態判定手段において、前記
画像符号化手段から入力された符号化パラメータ情報を
格納する符号化パラメータ情報格納手段と、前記ネット
ワーク情報受信手段から入力されたネットワーク情報を
格納するネットワーク情報格納手段とを有し、前記ネッ
トワーク情報受信手段から入力されたネットワーク情報
と符号化パラメータ情報格納手段から出力される過去の
符号化パラメータ情報と前記ネットワーク情報格納手段
から出力される過去のネットワーク情報とからネットワ
ーク状態を判定することを特徴とする。 ［４］また、本発明は、［１］の装置における前記画像
符号化手段において、前記ネットワーク状態判定手段か
ら入力されたネットワーク状態情報から符号化パラメー
タを決定する符号化パラメータ決定手段を有することを
特徴とする。 ［５］また、本発明は、［４］の装置における前記符号
化パラメータ決定手段において、前記ネットワーク状態
情報を用いて符号化パラメータを決定した際、次のフレ
ームを強制的にフレーム内符号化で符号化するかどうか
を判定するフレーム内符号化判定手段を有することを特
徴とする。 ［６］また、本発明は、符号化された符号化データをネ
ットワークに送信する送信手段と、ネットワークの状態
に関するネットワーク情報を受信するネットワーク情報
受信手段と、前記ネットワーク情報受信手段で受信した
前記ネットワーク情報からネットワークの状態を判定す
るネットワーク状態判定手段と、複数の符号化された符
号化データの入力から一つを選択し出力する符号化デー
タ切り替え手段と、前記ネットワーク状態判定手段から
出力されたネットワーク状態情報から前記送信手段より
送信する符号化データを選択し前記符号化データ切り替
え手段へ切り替え情報を出力する符号化データ選択手段
とを有することを特徴とする。 ［７］また、本発明は、［６］の装置の符号化データ切
り替え手段において、符号化データの切り替え可能位置
を検出する切り替え位置検出手段を有し、前記符号化デ
ータ選択手段から出力された前記切り替え情報により符
号化データ切り替え信号が来た場合、前記切り替え位置
検出手段で切り替え位置の検出を行い、前記切り替え位
置で符号化データを切り替えることを特徴とする。
【００３２】なお、装置に係る本発明は方法に係る発明
としても成立し、方法に係る本発明は装置に係る発明と
しても成立する。また、装置または方法に係る本発明
は、コンピュータに当該発明に相当する手順を実行させ
るための（あるいはコンピュータを当該発明に相当する
手段として機能させるための、あるいはコンピュータに
当該発明に相当する機能を実現させるための）プログラ
ムとしても成立し、該プログラムを記録したコンピュー
タ読取り可能な記録媒体としても成立する。
【００３３】本発明は、ＲＴＰの特徴を利用するもので
あって、ＲＴＰには送信側や受信側から補足情報として
遅延情報（ジッタ）やパケット損失率などを通知する仕
組み（ＲＴＣＰ）を備えており、送信側において受信側
から得た補足情報としてのジッタやパケット損失率など
の通知をもとに、伝送路の伝送状態に合わせて送信側に
おける送信データのビットレートを調整したり、誤り耐
性レベルを変更するなどの制御を実施するものである。
【００３４】従って、本発明によれば、最大限に効率よ
くデータ伝送できるようにして、リアルタイム性が要求
される伝送についても十分に利用可能にしたデータ伝送
を実現できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら発明の
実施の形態を説明する。
【００３６】本発明は、オーディオ・データやビデオ・
データを実時間転送するためのプロトコルであるＲＴ
Ｐ、ＲＴＣＰを利用するものであって、送信側において
受信側から得た補足情報としてのジッタ（遅延情報）や
パケット損失率などの通知をもとに、伝送路の伝送状態
に合わせて伝送レートを調整したり、誤り耐性を変更す
るなどの制御を実施できるようにして最大限に効率よく
データ伝送できるようにするものであり、以下、詳細を
説明する。
【００３７】（第１の実施形態）図１は本発明の第１の
実施形態に係る画像送信装置の基本構成図である。図に
おいて、１０１は画像入力部であり、１０２は画像符号
化部であって、当該画像入力部１０１より入力された画
像信号１３１を符号化処理するものである。
【００３８】１０３は符号化データ送信部であって、画
像符号化部１０２により符号化された符号化データ１３
２をネットワークに適合したかたちに加工し、受信側へ
送信するものである。１０４はネットワーク情報受信部
であって、受信側より送られてきたネットワーク情報１
３４を受信し、それをネットワーク状態判定部１０５へ
出力するためのものである。このネットワーク状態判定
部１０５はネットワーク情報受信部１０４から出力され
たネットワーク情報１３５からネットワークの状態を判
定し、その結果をネットワーク状態情報１３６として画
像符号化部１０２へ通知する機能を有する。
【００３９】なお、画像符号化部１０２はネットワーク
状態情報１３６を利用し、画像信号１３１の符号化を行
うが、これはつぎのようにして行う。すなわち、ＲＴ
Ｐ、ＲＴＣＰの場合、パケット損失率や遅延情報が与え
られる。これにより、ネットワーク状態判定部１０５で
は、パケット損失率が“０”でなかったり、遅延時間が
ある値よりも大きければ、ネットワークになんらかの負
荷がかかっており、想定したデータ量のデータを流せな
いでいると判断する。そこで、画像符号化部１０２へビ
ットレートを下げるような指示（ネットワーク状態情報
１３６）を出し、符号化する際の目標ビットレートの設
定を低く設定し直すという処理を行うように構成してあ
る。
【００４０】このような構成の本装置は、画像信号１３
１を画像入力部１０１より入力すると、この入力された
画像信号１３１は画像符号化部１０２で符号化される。
そして、画像符号化部１０２により符号化された符号化
データ１３２は符号化データ送信部１０３に入力され
る。
【００４１】符号化データ送信部１０３では、符号化デ
ータ１３２をネットワークにあった形に加工し、受信側
へ送信する。ネットワーク情報受信部１０４では受信側
より送られてきたネットワーク情報１３４を受信し、そ
れをネットワーク状態判定部１０５へ出力する。
【００４２】ネットワーク状態判定部１０５ではネット
ワーク情報受信部から出力されたネットワーク情報１３
５からネットワークの状態を判定し、その結果をネット
ワーク状態情報１３６として画像符号化部１０２へ通知
する。
【００４３】画像符号化部１０２ではこの通知されたネ
ットワーク状態情報１３６を利用し、画像信号１３１の
符号化を行う。
【００４４】上述したように、ＲＴＰ、ＲＴＣＰの場
合、パケット損失率や遅延情報が与えられる。これによ
り、ネットワーク状態判定部１０５では、パケット損失
率が“０”でなかったり、遅延時間がある値よりも大き
ければ、ネットワークになんらかの負荷がかかってお
り、想定したデータ量のデータを流せないでいると判断
する。そこで、このような場合には、ネットワーク状態
判定部１０５では、画像符号化部１０２へビットレート
を下げるような指示（ネットワーク状態情報１３６）を
出し、符号化する際の目標ビットレートの設定を低く設
定し直す。
【００４５】図１０にネットワーク状態判定部１０５で
のネットワーク状態の判定方法の非常に簡単な一例をフ
ローチャートで示す。すなわち、手順Ｓ１００１では、
ネットワーク情報のパケット損失率を調べ、“０”かそ
うでないかを判定する。その結果、もしパケット損失が
あれば、手順Ｓ１００２によりパケット損失率から有効
ビットレートを算出する。これは、例えば次に示すよう
な式（１）で計算することが可能である。 ｂ′＝ｂ×（１−ｒ） …（１） ここで、ｂは現在のビットレート、ｂ′は新しいビット
レート、ｒはパケット損失率である。
【００４６】次に手順Ｓ１００３では前記手順Ｓ１０２
で求めたパラメータ（符号化パラメータ）を画像符号化
部１０２に通知する。ここで、上記のパラメータは画像
符号化部１０２における符号化処理のレートコントロー
ルや誤り耐性のレベル決定するするためのもので、画像
符号化部１０２では、入力される画像信号１３１の符号
化処理速度をこのパラメータ対応に調整制御してビット
レートを変えたり、フレーム間隔を変えたり、誤り耐性
のレベルを変えるなどの調整に用いられる。
【００４７】一方、手順Ｓ１００１でパケット損失率が
“０”であった場合は、手順Ｓ１００４でパラメータ変
更なしとなる。これは判断方法の一例であり、手順Ｓ１
００１の判断基準を“０”かそれ以外とせずある閾値で
判断する場合や、上記式（１）以外の数式に基づいてビ
ットレートを求める等、これ以外の判断方法をとること
も可能である。
【００４８】このように、第１の実施形態においては、
画像を取り込む画像入力手段と、前記画像入力手段から
出力された画像信号を符号化する画像符号化手段と、前
記画像符号化手段から出力された画像符号化データをネ
ットワークに送信する送信手段と、ネットワークの状態
に関するネットワーク情報を受信するネットワーク情報
受信手段と、前記ネットワーク情報受信手段で受信した
前記ネットワーク情報からネットワークの状態を判定す
るネットワーク状態判定手段とを有し、前記画像符号化
手段が前記ネットワーク状態判定手段により判定された
ネットワーク状態情報により処理動作が制御されるよう
にしたことを特徴とするものである。
【００４９】従って、本実施形態を用いることで伝送ネ
ットワークの帯域が不明の場合や、途中で変化した場合
にでも、受信側のネットワーク情報を元にパラメータ等
を再設定し、現在のネットワークに合ったパラメータで
画像を符号化、送信することが可能となる。これによ
り、ネットワークが混雑してきた場合でもビットレート
を自動的に落とし、画質は低下するが遅延があまり発生
したり、パケット損失により画像が壊れるなどの現象が
出ずに画像を通信することが可能となる。これは、リア
ルタイムの画像伝送に非常に有効な方法となる。
【００５０】なお、第１の実施形態は次のように変形し
て実施可能である。一例を示すと、図１１の如きであ
る。この図１１にはネットワーク状態判定部１０５での
ネットワーク状態の判定方法の図１０以外の例をあげ
る。ここで特徴的なのは、図１０のフローチャートがパ
ケット損失率のみでパラメータを設定しているのに対
し、図１１の方法では、手順Ｓ１１０４でパケット損失
がない場合でも遅延量を調べるようにし、その結果、あ
る値以上に遅延しているようなら、やはりネットワーク
が混雑していると判断する。そして、ネットワークが混
雑していると判断された場合、手順Ｓ１１０５において
例えば次の式（２）を用いて、ビットレートを計算し、
新たなパラメータとする。 ｂ′＝ｂ×｛（ＴN−ＴS）＋（ｄ−ｄth）｝／（ＴN−ＴS） …（２） ここで、ｂは現在のビットレート、ｂ′は新しいビット
レート、ＴNは現在の時刻、ＴSは開始時刻、ｄは遅延時
間、ｄthは遅延時間の閾値である。
【００５１】図１の構成を発展させて、ネットワーク状
態判定部１０５にネットワーク状態情報１３６を生成す
る機能を持たせて画像符号化部１０２に与えるようにし
た例を図２に示す。
【００５２】すなわち、図２に示す構成の場合は、ネッ
トワーク状態判定部１０５に、現在の画像符号化部１０
２の現在のパラメータを取得する機能と、これにより取
得した現在のパラメータとネットワーク情報１３５とか
ら次にどのようなパラメータ設定をしたらいいかという
ネットワーク状態情報１３６を生成して画像符号化部１
０２に与える機能を持たせたものである。
【００５３】この構成の場合、ネットワーク状態判定部
１０５で画像のパラメータすなわち、画像符号化部１０
２において現在行っている符号化処理の状態を知ること
ができることを意味するから、ビットレートなどをネッ
トワーク状態判定部１０５の方で計算して把握すること
が可能となる。これは、ネットワーク情報１３５とパラ
メータ情報１３７を比較して、ネットワークの状態を判
定する場合などに有利になる。そして、ネットワークの
状態に合わせて最適なビットレートとなるようにパラメ
ータを変更し、画像符号化部１０２に与えて符号化処理
を調整することができる仕組みを実現できることにな
る。
【００５４】このように、本発明は、伝送路の伝送状態
に合わせて伝送を調整したり、誤り耐性を変更するもの
であり、伝送状態の調整はビットレートを変えたり、フ
レーム間隔を変えるなどして行い、伝送路の品質の変動
に対しては、伝送路の伝送状態に合わせ、誤り耐性を切
り替える（例えば、ＭＰＥＧ４同期信号の間隔を変える
などして、誤り耐性を変更する）ことで伝送路の状態対
応の伝送を行うことができ、以て、最大限に効率よくデ
ータ伝送できるようにして、リアルタイム性が要求され
る伝送についても十分に利用可能にしたデータ伝送を可
能にするものである。
【００５５】別の例を図３に示す。図３では図２の構成
をさらに発展させ、ネットワーク状態判定部１０５の中
に過去のネットワーク情報を格納しておくネットワーク
情報格納部３０１と、現在の画像符号化部１０２の適用
している符号化パラメータ情報を格納した符号化パラメ
ータ情報格納部３０２とを有する構成としたものであ
る。ネットワーク状態判定部３０３は、これらより過去
のネットワーク情報と現在の符号化パラメータとを知
り、これらよりネットワーク状態の時間的な推移を判断
して画像符号化部１０２に与える最適なパラメータを決
定し、画像符号化部１０２に与える。
【００５６】この構成によれば、時間的なネットワーク
情報の推移を見ることで、ネットワークの状態をより正
確に判定することが可能となる特徴が得られる。図１２
に、この方式を用いた場合でのネットワーク状態判定方
法のフローチャートを示す。
【００５７】このフローチャートに従ってネットワーク
状態判定部３０３の処理を説明すると、ネットワーク状
態判定部３０３はまず、手順Ｓ１２０１でパケット損失
があるかどうかの判定を行い、その判定の結果、パケッ
ト損失がある場合、手順Ｓ１２０２によって、前回もパ
ケット損失が発生していたかどうかの判定を行う。その
結果、前回もパケット損失が起きていた場合、その損失
率を比較し、前回のパケット損失率より今回のパケット
損失率が上回っていると、前回の修正が有効でなかった
と判断できる。
【００５８】これは、ネットワークの輻輳のような伝送
データの帯域オーバーが問題なのではなく、回線上にノ
イズのようなものが発生し、データを破壊している可能
性が高いことを意味していると判断できる。よって、ネ
ットワーク状態判定部３０３は手順Ｓ１２０４において
はビットレートを変動せず、誤りに強くなるようなパラ
メータの設定を行い、手順Ｓ１２０５で画像符号化部１
０２に通知する。
【００５９】ネットワーク状態判定部３０３は、手順Ｓ
１２０３において今回のパケット損失率が前回のパケッ
ト損失率を下回っていれば、前回の変更が有効に働いて
いたとして、手順Ｓ１２０６においてパケット損失率か
ら有効ビットレートを再計算する。また、手順Ｓ１２０
２において前回はパケット損失が発生していない場合、
今回の損失は回線のノイズと判定、手順１２０４に進
む。
【００６０】一方、ネットワーク状態判定部３０３は手
順Ｓ１２０１においてパケット損失がなかった場合に
は、手順Ｓ１２０７に進み遅延量を調べることになる。
そして、その結果、遅延量が閾値Ｔｈを超えた場合、手
順Ｓ１２０８で遅延量から有効ビットレートを計算し、
手順Ｓ１２０５にて画像符号化部１０２に通知すること
になる。
【００６１】最後に、ネットワーク状態判定部３０３は
手順Ｓ１２０７で遅延量も閾値Ｔｈを超えていない場合
は良好な通信が出来ていると判断して、手順Ｓ１２０９
において特にパラメータの変更を行わないこととする。
【００６２】ネットワーク状態判定部３０３にこのよう
な処理を行わせることで、ネットワーク状態判定部１０
５には伝送路上で起きているパケット損失がネットワー
クの輻輳かそれとも無線などの回線状態が悪くノイズが
発生し損失が起きているのかを判断することが可能な機
能を持たせることができるようになる。
【００６３】これは、一例であり、例えば手順Ｓ１２０
２で前回はパケット損失がない場合をノイズだと判定せ
ず、逆にネットワークの輻輳だと思いビットレートを下
げる制御を行ったり、手順Ｓ１２０３で前回のパケット
損失率より今回のパケット損失率が改善されていれば、
前回どのような変更を行ったかを調べ、それと同様のパ
ラメータ変更を行うということも考えられる。このよう
に本方式では様々な判定方式をネットワークに合わせ設
定することが可能である。
【００６４】以上は、ネットワーク状態判定部１０５で
決定され、与えられた符号化パラメータに基づいて画像
符号化部１０２が符号化処理する例を示したが、ネット
ワーク状態判定部１０５ではなく、画像符号化部１０２
によりパラメータを決定する構成とすることもできる。
その例を図４に示す。
【００６５】図４に画像符号化部１０２で符号化パラメ
ータを決定する場合の構成を含んだブロック図を示す。
この例の場合、画像符号化部１０２は符号化パラメータ
決定部４０１と信号処理部４０２とから構成される。
【００６６】この構成の場合、ネットワーク状態判定部
１０５はネットワーク状態判定部３０３からネットワー
ク状態情報１３６を出力して画像符号化部１０２に与え
る構成とする。
【００６７】このような構成において、ネットワーク状
態判定部１０５では、そのネットワーク状態判定部３０
３から出されたネットワーク状態情報１３６は、画像符
号化部１０２に与える。すると、画像符号化部１０２で
は、ネットワーク状態情報１３６はまず符号化パラメー
タ決定部４０１に入力され、符号化パラメータ決定部４
０１はこのネットワーク状態情報１３６からネットワー
ク状態を知ってネットワーク状態に適合した形の符号化
パラメータ４３１を生成させる。
【００６８】生成された符号化パラメータ４３１は信号
処理部４０２に入力される。すると、この信号処理部４
０２は画像入力部１０１から入力された画像信号１３１
をこの符号化パラメータ４３１を使い、符号化する。
【００６９】符号化後の符号量などの符号化情報４３２
は符号化パラメータ決定部４０１に入力され、次回の符
号化パラメータ決定の際に利用される。信号処理部４０
２で符号化された符号化データ１３２は符号化データ送
信部１０３へ出力される。
【００７０】図５は、図４で示した符号化パラメータ決
定部４０１において、フレーム内符号化を強制的に設定
するフレーム内符号化判定部５０１を含む構成を示した
ブロック図である。図に示すように、符号化パラメータ
決定部４０１は、フレーム内符号化判定部５０１と符号
化パラメータ決定部５０２とを備えて構成されている。
【００７１】この構成の場合、ネットワーク状態判定部
１０５から出力されたネットワーク状態情報１３６は符
号化パラメータ決定部４０１の持つ符号化パラメータ決
定部５０２に入力され、当該符号化パラメータ決定部５
０２からはネットワーク状態情報１３６対応の符号化パ
ラメータ情報５３１が出力される。
【００７２】符号化パラメータ情報５３１はフレーム内
符号化判定部５０１に入力され、そのままフレーム間符
号化を行うのかそれともフレーム内符号化に強制的にす
るのかを判断する。もしフレーム内符号化と判断された
場合、ここで符号化パラメータ情報５３１はフレーム内
符号化を行うように更新され、符号化パラメータ情報４
３１として、図４における画像符号化部１０２の信号処
理部４０２へ出力される。
【００７３】このようにすることで、以前のデータが受
信側に正しく伝送されていなくても、パラメータ変更後
から正しく受信できれば、正しい画像を再生することが
出来るような構成になる。
【００７４】画像符号化部１０２とネットワーク状態判
定部１０５の機能を併せ持つようなネットワーク状態判
定可能な画像符号化部を構成し、一つのブロックの中で
前述してきたような機能を持たせることも可能である。
【００７５】符号化パラメータ決定部４０１やネットワ
ーク状態判定部１０５では、次の符号化パラメータ設定
に関わる判断を行うのであるが、一時的なネットワーク
の不安定さによって急激に画質が変動したりすると逆に
見にくい映像になってしまったりする場合がある。この
ような現象を抑制するために、符号化パラメータの変動
をある程度の範囲内に押さえる機構を入れることも可能
であり、上記のような状況では有効に機能する。
【００７６】ビットレートの設定や、誤り耐性パラメー
タの設定は算出されたもの通りに設定する場合もある
が、例えばある程度予めパターンを決めておき、その中
から一番近いものを選択するという方法を取ることも可
能である。また、一番近いものではなく、ビットレート
では算出したビットレート以下のもので最も近いものを
選択するなどの使い方も可能である。これにより、様々
なパラメータの組み合わせにより予期しない画質の映像
が出ることを防ぐことができ、ある程度テスト済みの符
号化パラメータの組み合わせを用意しておくことが可能
となる。
【００７７】以上の例では、パケット損失率が“０”で
なかったり、遅延が閾値を超えた場合に、ビットレート
や誤り耐性などのパラメータを変更し、現状に合ったパ
ラメータに設定し直すような制御を行ってきた。
【００７８】しかし、ネットワークの状態が回復し、パ
ケット損失が発生しなくなったり、遅延が小さくなった
場合には、逆にビットレートを上げたり、誤り耐性パラ
メータを弱くしたりする制御を行うことも可能である。
【００７９】そのような例を第２の実施形態として次に
説明する。
【００８０】（第２の実施形態）図６は本発明の第２の
実施形態に係る画像送信装置の基本構成図である。図６
において、６０１は蓄積媒体、６０２は符号化データ切
り替え部、６０３は符号化データ選択部であり、また、
１０３は符号化データ送信部、１０４はネットワーク情
報受信部、１０５はネットワーク状態判定部である。
【００８１】これらのうち、蓄積媒体６０１は予め符号
化されたコンテンツの符号化データ６３１を保存するた
めのものであり、複数あるものとする。各蓄積媒体６０
１にはそれぞれ異なる符号化パラメータで符号化された
同一コンテンツの符号化データが保存してある。
【００８２】符号化データ切り替え部６０２はこれら複
数の蓄積媒体６０１のうちの一つを選択してその選択し
た蓄積媒体６０１に保持されている符号化データ６３１
を、前記符号化データ送信部１０３に与えるべく、蓄積
媒体６０１を選択切り替えするものであって、この選択
は符号化データ選択部６０３からの切り替え情報６３２
に従って実施される構成である。
【００８３】ネットワーク情報受信部１０４は、受信側
からの送信データを受信するものであって、受信側や網
側から送られてくるパケット損失率や遅延情報等のネッ
トワーク情報１３４を受信してこれをネットワーク状態
判定部１０５にネットワーク情報１３５として与える機
能を有する。
【００８４】また、ネットワーク状態判定部１０５は入
力されたネットワーク情報１３５からネットワークの状
態を判定し、その結果をネットワーク状態情報１３６と
して符号化データ選択部６０３へ出力するものであり、
符号化データ選択部６０３はこのネットワーク状態情報
１３６からどの符号化パラメータの符号化データが現在
のネットワークに最適であるかを推測して、その推測し
た最適な符号化パラメータによる符号化データを出力と
して選択すべく、切り替えるための切り替え情報６３２
を符号化データ切り替え部６０２へ出力する機能を有す
る。
【００８５】符号化データ切り替え部６０２ではこの切
り替え情報６３２をもとに、入力された符号化データ６
３１の中から１つの符号化データを選択し、符号化デー
タ１３２を出力することになる。
【００８６】このような構成において、予め符号化され
て蓄積媒体６０１などに保存されていた符号化データ６
３１は、蓄積媒体６０１から再生させると符号化データ
切り替え部６０２に入力される。すなわち、複数ある蓄
積媒体６０１にはそれぞれ、異なる符号化パラメータで
符号化されたそれぞれの符号化データが保持されてお
り、これらを再生する結果、符号化データ切り替え部６
０２には、それぞれ異なる符号化パラメータで符号化さ
れた符号化データが入力されることになる。そして、符
号化データ切り替え部６０２は、この中から一つを選択
して符号化データ送信部１０３へ出力する。
【００８７】なお、この選択は符号化データ選択部６０
３からの切り替え情報６３２に従って実施される。
【００８８】一方、受信側からのパケット損失率や遅延
情報等のネットワーク情報１３４はネットワーク情報受
信部１０４で受信され、ネットワーク状態判定部１０５
に送られる。ネットワーク状態判定部１０５では入力さ
れたネットワーク情報１３５からネットワークの状態を
判定し、その結果をネットワーク状態情報１３６として
符号化データ選択部６０３へ出力する。
【００８９】符号化データ選択部６０３ではネットワー
ク状態情報１３６からどの符号化パラメータの符号化デ
ータが現在のネットワークに最適かを推測し、切り替え
情報６３２を符号化データ切り替え部６０２へ出力す
る。
【００９０】符号化データ切り替え部６０２ではこの切
り替え情報６３２をもとに、入力された符号化データ６
３１の中から１つの符号化データを選択し、符号化デー
タ１３２を出力する。
【００９１】具体的な例で本実施形態を説明する。い
ま、蓄積媒体６０１として、例えば、３８４［kbps］、
１２８［kbps］、６４［kbps］、３２［kbps］、１６
［kbps］で符号化された５つの符号化データが保存され
た５台の記憶媒体６０１ａ〜６０１ｅが存在するものと
する。
【００９２】すなわち、例えば、３８４［kbps］で符号
化されたコンテンツの符号化データを保存した記憶媒体
が記憶媒体６０１ａ、１２８［kbps］で符号化されたコ
ンテンツの符号化データを保存した記憶媒体が記憶媒体
６０１ｂ、６４［kbps］で符号化されたコンテンツの符
号化データを保存した記憶媒体が記憶媒体６０１ｃ、３
２［kbps］で符号化されたコンテンツの符号化データを
保存した記憶媒体が記憶媒体６０１ｄ、１６［kbps］で
符号化されたコンテンツの符号化データを保存した記憶
媒体が記憶媒体６０１ｅである。
【００９３】３８４［kbps］で送信できる品質を持つ伝
送路を用いている場合、まずは３８４［kbps］で符号化
されたコンテンツの符号化データを保存した記憶媒体で
ある記憶媒体６０１ａによる再生符号化データを選択さ
せ、３８４［kbps］で送信を開始し、受信側からのネッ
トワーク情報の受信も同時に開始する。
【００９４】ある間隔でネットワーク情報を受信する
が、その情報によりネットワークになんらかの支障があ
り、パケット損失や遅延が発生しているとわかった段階
で、有効なビットレートを算出する。そして、その算出
したビットレートに近いビットレートの符号化データを
符号化データ選択部６０３で選択し、符号化データ切り
替え部６０２で切り替え、送信することとなる。
【００９５】例えば、算出したビットレートが１４０
［kbps］であれば、このビットレートに近い値を持つの
は１２８［kbps］であり、この場合には１２８［kbps］
で符号化されたコンテンツの符号化データを保存した記
憶媒体６０１ｂの再生している符号化データを選択して
切り替えるようにし、算出したビットレートが１００
［kbps］であれば、これ以下でのビットレートで近い値
を持つのは６４［kbps］であり、この場合には６４［kb
ps］で符号化されたコンテンツの符号化データを保存し
た記憶媒体６０１ｃの再生している符号化データを選択
して切り替えるようにすると云った具合である。
【００９６】このように、本実施形態はコンテンツを、
伝送ビットレートの種別対応に、予め符号化を行って用
意しておき、ＲＴＰの持つ機能である受信側からのパケ
ット損失率や遅延情報等のネットワーク情報に基づいて
現在の最適な伝送レートを求め、この伝送レートに対応
するビットレートの得られる符号化データを保存した記
憶媒体の再生符号化データ出力に選択切り替えて伝送す
るようにしたので、サーバ側でリアルタイムに符号化を
行うという処理が必要がなくなり、サーバの負荷を軽減
することが可能となる。これは特に放送などの予め作ら
れた映像を配信する際に非常に有効な手段となる。
【００９７】ここで、第２の実施形態の変形例について
触れておく。これは図７に示す如き構成であって、ここ
には符号化データ切り替え部６０２において、入力され
る符号化データの切り替えタイミングについての制御を
行う方法についてのブロック図を示してある。
【００９８】符号化データ６３１は切り替え位置検出部
７０１と切り替え部７０２に入力される。切り替え位置
検出部７０１では、切り替え情報６３２が入力される。
切り替え情報６３２により現在の符号化データから他の
符号化データへ切り替えを実行する必要が生じた際、切
り替え位置検出部７０１では符号化データを解析し、切
り替え可能な位置の検出を行う。
【００９９】これは例えばフレーム内符号化（Ｉ−Ｐｉ
ｃｔｕｒｅ）で符号化されたフレームを探すということ
である。
【０１００】そして、切り替え可能位置になったところ
で、切り替え部７０２に切り替え指示情報７３１を用い
て符号化データの切り替えを指示を行う。図８には、こ
の様子を図で示したものを示す。Ａの符号化データが現
在選択されていて、切り替え情報６３２によりＢの符号
化データへの切り替えを行う必要が生じたとする。
【０１０１】その時点では、図８中の“切り替え指示”
時点でのフレームを処理していたと仮定する。その場
合、ここで符号化データを切り替えてしまうと画像に不
整合が生じてしまう。なぜなら、フレーム間符号化（Ｐ
−Ｐｉｃｔｕｒｅ）では、前の画像との差分を符号化し
ている。そのため、Ｐ−Ｐｉｃｔｕｒｅの時点で符号化
データを切り替えてしまうと、直前の画像（符号化デー
タ（Ａ）の復号画像Ｉ１１）を使って次の画像（符号化
データ（Ｂ）の画像Ｐ１１）を再生しようとすることと
なってしまう。
【０１０２】これでは正しい復号画像が得られず、画像
が壊れてしまうという問題点がある。
【０１０３】そこで、前の画像との差分ではなく、その
フレームだけで符号化を行うフレーム内符号化（Ｉ−Ｐ
ｉｃｔｕｒｅ）の画像のタイミングで切り替えを行う必
要が出てくる。これが図８の“切り替え実行”のマーク
位置でのタイミングになる。
【０１０４】また、図９のようにフレームの枚数や時間
位置が符号化データ毎に異なる場合も考えられる。その
際も、同様に切り替え先の符号化データの切り替え可能
位置を検出し、可能位置に来たところで符号化データの
切り替えを実行する。
【０１０５】図７の切り替え位置検出部７０１におい
て、切り替え情報６３２で切り替えの必要が生じた場合
に、一時的に符号化データ送信部１０３への出力１３２
を停止し、切り替え位置が来た段階で新しい符号化デー
タを符号化データ送信部１０３へ出力する方法も可能で
ある。
【０１０６】これは、符号化データの切り替えにより、
バッファのオーバーフローなどを抑制する必要がある場
合に有効である。また、逆にアンダーフローが問題にな
る場合は、スタッフィングビットなどを強制的に挿入す
ることでも対処可能である。
【０１０７】（第３の実施形態）次に、第３の実施形態
について説明する。
【０１０８】本実施形態では、第１の実施形態の図４の
画像符号化部１０２の符号化パラメータ決定部４０１に
おいて、ネットワーク状態判定部１０５から出力された
ネットワーク状態情報１３６に基づき、フレーム内符号
化モードで符号化する時間間隔（ＧＯＰ間隔）を調整す
るようにした場合の構成例について説明する。なお、こ
こでは、第１の実施形態と相違する点を中心に説明す
る。
【０１０９】図１５に、この場合の符号化パラメータ決
定部４０１の構成例を示す。このように、ＧＯＰ間隔計
算部１５０１と符号化パラメータ決定部５０２とを備え
て構成されている。
【０１１０】ネットワーク状態判定部１０５から出力さ
れたネットワーク状態情報１３６（ここでは、少なくと
もパケット損失率情報が含まれているものとする）は、
符号化パラメータ決定部５０２に入力される。パラメー
タ決定部５０２では、ネットワーク状態情報１３６のパ
ケット損失率情報１５３１をＧＯＰ間隔計算部１５０１
に入力する。ＧＯＰ間隔計算部１５０１では、パケット
損失率情報１５３１からＧＯＰ間隔を計算する。ＧＯＰ
間隔情報１５３２は、符号化パラメータ決定部４０１に
通知される。符号化パラメータ決定部４０１では、入力
されたＧＯＰ間隔情報１５３２を含む符号化パラメータ
情報４３１を出力する（なお、符号化パラメータ決定部
４０１では、内部で生成したパラメータ情報がある場合
には、ＧＯＰ間隔情報１５３２と該内部で生成したパラ
メータ情報を含む符号化パラメータ情報４３１を出力す
る）。
【０１１１】図１６にＧＯＰ間隔計算部におけるＧＯＰ
間隔を決定する方法の一例をフローチャートで示す。
【０１１２】手順Ｓ１６０１では、ネットワーク状態情
報１３６からパケット損失が発生したかどうかを判定す
る。パケット損失が発生していた場合は、手順Ｓ１６０
２において例えば次の式（３）よりＧＯＰ間隔を推定す
る。 ｇｏｐ＝（ＴN−ＴL）／｛（ＦN−ＦL）×ｒ｝ …（３） ここで、ｇｏｐはＧＯＰ間隔、ｒはパケット損失率、Ｆ
Nは現在のフレーム総数、ＦLは前回の計算時のフレーム
総数、ＴNは現在の時刻、ＴLは前回の計算時の時刻であ
る。
【０１１３】手順Ｓ１６０２で求められたＧＯＰ間隔
は、手順Ｓ１６０３で信号処理部４０２に通知され、こ
の値に基づいて符号化が行われる。
【０１１４】一方、手順Ｓ１６０１でパケット損失が発
生していなかった場合は、手順Ｓ１６０４でデフォルト
のＧＯＰ間隔値を読み出す。そして、手順Ｓ１６０３
で、この値を信号処理部４０２に通知する。
【０１１５】本実施形態によれば、ＧＯＰ間隔をネット
ワークに適した値に動的に変化させることが可能とな
る。これにより、誤りの少ない場合にはＧＯＰ間隔を広
げ無駄なフレーム内符号化モードを減らすことが可能と
なる。その反対に、誤りの多い場合にはＧＯＰ間隔を狭
めフレーム内符号化モードのフレームが早く出現するこ
とで回復を早くすることが可能となる。本実施形態で
は、効率的なフレーム内符号化モードの選択が可能とな
る。
【０１１６】図１７にＧＯＰ間隔計算部におけるＧＯＰ
間隔を決定する方法の他の例をフローチャートで示す。
【０１１７】この例では、図１６の方式に比べパケット
損失が無かった場合でも、手順Ｓ１７０４においてパケ
ット損失の過去の履歴からネットワークの状態を推定
し、最適なＧＯＰ間隔を計算するようにしている。この
手法は、ある瞬間にパケット損失がなかったとしてすぐ
ＧＯＰ間隔をデフォルト値に戻すのではなく、過去の履
歴を検証し、ネットワークが完全に誤りがない状態にな
ったのか、それとも誤りはまだ発生する可能性があるの
かどうかを推定することを可能としている。これによ
り、より正確なネットワークの状態判定が可能になる。
【０１１８】図１８にＧＯＰ間隔計算部におけるＧＯＰ
間隔を決定する方法のさらに他の例をフローチャートで
示す。
【０１１９】この例では、ＧＯＰ間隔を決定するのにパ
ケット損失の有り／無しでの判定を行うのではなく、一
意の計算方式で決定するようにしている。これは、現在
のパケット損失率から一つの式でＧＯＰ間隔を決定する
場合にも、過去の履歴を検証し一番適したＧＯＰ間隔を
決定する場合にも利用できる。
【０１２０】次の式（４）はＧＯＰ間隔を決定する際の
計算式の例を示したものである。 ｇｏｐ＝［（ＴN−ＴL）／｛（ＦN−ＦL）×ｒ｝］×α …（４） ここで、ｇｏｐはＧＯＰ間隔、ｒはパケット損失率、α
は感度係数、ＦNは現在のフレーム総数、ＦLは前回の計
算時のフレーム総数、ＴNは現在の時刻、ＴLは前回の計
算時の時刻である。
【０１２１】この例では、実際の値から算出されたＧＯ
Ｐ間隔に感度係数を掛け合わせることで、誤りのある場
合は効率を犠牲にして早く回復したいといった要求や多
少誤りの影響が長引いても構わないといった要求などを
満たすことが可能となる。例えば、感度係数αを１より
も小さく設定すると、実測値から計算したＧＯＰ間隔よ
りも短いＧＯＰ間隔が出力される。これにより、効率は
犠牲になるが、誤りが発生した場合、かなり早い回復を
見込むことが可能となる。
【０１２２】なお、本実施形態は、式（３），（４）に
限定されるものではない。例えばこれらの式は前回計算
時からの増分を使って値を算出しているが、ｎ回前から
の増分というように幅をとって計算することも可能であ
る。これにより、細かい状態の変化の中に隠れたゆるや
かな変化に対応したり、一時的な変化をある程度除去す
ることが可能となる。同様にアルゴリズムも本実施形態
で示したものに限定されるものではない。
【０１２３】また、上記では、第１の実施形態の図４の
画像符号化部１０２の符号化パラメータ決定部４０１に
おいてネットワーク状態情報１３６に基づきフレーム内
符号化モードで符号化する時間間隔（ＧＯＰ間隔）を調
整する場合の構成例について説明したが、第１の実施形
態のネットワーク状態判定部１０５（図１、図２、また
は図３）において、ネットワーク情報受信部１０４から
の情報、またはネットワーク情報受信部１０４からの情
報および画像符号化部１０２からの情報に基づいて、フ
レーム内符号化モードで符号化する時間間隔（ＧＯＰ間
隔）を決定して、画像符号化部１０２へ与えるようにす
る構成も可能である。
【０１２４】また、第１の実施形態で述べたように、画
像符号化部１０２とネットワーク状態判定部１０５の機
能を併せ持つようなネットワーク状態判定可能な画像符
号化部を構成し、一つのブロックの中で前述してきたよ
うな機能を持たせることも可能である。
【０１２５】以上、種々の実施形態を説明したが、要す
るに本発明は、ＲＴＰの特徴を利用するものであって、
ＲＴＰには送信側や受信側から補足情報としてジッタや
パケット損失率などを通知する仕組み（ＲＴＣＰ）を備
えており、送信側において受信側から得た補足情報とし
てのジッタやパケット損失率などの通知をもとに、伝送
路の伝送状態に合わせて送信側における送信データのビ
ットレートを調整したり、誤り耐性レベルを変更するな
どの制御を実施できるようにしたものである。従って、
上述した本発明によれば、最大限に効率よくデータ伝送
できるようにして、リアルタイム性が要求される伝送に
ついても十分に利用可能にしたデータ伝送を実現できる
ようになる。
【０１２６】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、種々変形して実施可能である。ま
た、本発明において、上記実施形態には種々の段階の発
明が含まれており、開示される複数の構成要件における
適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例
えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成
要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄
で述べた課題の少なくとも１つが解決でき、発明の効果
の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる
場合には、この構成要件が削除された構成が発明として
抽出され得る。
【０１２７】また、本発明における実施形態に記載した
手法は、コンピュータに実行させることのできるプログ
ラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハ
ードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ
−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ＭＯなど）、半導体メモリ
などの記録媒体に格納して頒布することもでき、また、
ネットワークを介しての伝送により、頒布することもで
きる。
【０１２８】
【発明の効果】本発明によれば、ネットワークの状態を
判定し、符号化のパラメータを最適に設定することが可
能となる。また、ネットワークに輻輳によるパケット損
失と無線誤りのような損失が混在する場合、これを判定
しパラメータを設定することが可能となる。従って、本
発明によれば、最大限に効率よくデータ伝送できるよう
にして、リアルタイム性が要求される伝送についても十
分に利用可能にしたデータ伝送を実現できるようになる
データ伝送装置およびデータ伝送方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の基本構成例を示す図
【図２】同実施形態における一構成例を示す図
【図３】同実施形態におけるネットワーク状態判定部の
構成例を示す図
【図４】同実施形態における画像符号化部の構成例を示
す図
【図５】同実施形態における符号化パラメータ決定部の
構成例を示す図
【図６】本発明の第２の実施形態における基本構成例を
示す図
【図７】同実施形態における符号化データ切り替え部の
構成例を示す図
【図８】同実施形態における符号化データ切り替え部で
の符号化データ切り替えタイミングを説明するための図
【図９】同実施形態における符号化データ切り替え部で
のフレーム間隔の異なる符号化データの切り替えタイミ
ングを説明するための図
【図１０】本発明の第１の実施形態におけるネットワー
ク状態判定部でのネットワーク状態判定方法の基本例を
示すフローチャート
【図１１】同実施形態におけるネットワーク状態判定部
でのネットワーク状態判定方法の遅延対応させた基本例
を示すフローチャート
【図１２】同実施形態におけるネットワーク状態判定部
でのネットワーク状態判定方法での時間方向変動を考慮
した基本例を示すフローチャート
【図１３】従来の画像送信装置の構成を示す図
【図１４】従来の独自ネットワーク情報を利用した画像
送信装置の構成を示す図
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る構成例を示す
図
【図１６】同実施形態におけるＧＯＰ間隔計算部におけ
るＧＯＰ間隔計算方法の一例を示すフローチャート
【図１７】同実施形態におけるＧＯＰ間隔計算部におけ
るＧＯＰ間隔計算方法の他の例を示すフローチャート
【図１８】同実施形態におけるＧＯＰ間隔計算部におけ
るＧＯＰ間隔計算方法のさらに他の例を示すフローチャ
ート
【図１９】ＧＯＰの構造とＧＯＰ間隔について説明する
ための図
【図２０】誤りによる復号画像への影響について説明す
るための図
【図２１】ＧＯＰ間隔を小さくした場合の誤りによる復
号画像への影響について説明するための図
【符号の説明】
１０１…画像入力部 １０２…画像符号化部 １０３…符号化データ送信部 １０４…ネットワーク情報受信部 １０５…ネットワーク状態判定部 １３１…画像信号 １３２…符号化データ １３３…送信データ １３４…受信データ １３５…ネットワーク情報 １３６…ネットワーク状態情報 １３７…符号化パラメータ情報 ３０１…ネットワーク情報格納部 ３０２…符号化パラメータ格納部 ３０３…ネットワーク状態判定部 ３３１…ネットワーク情報 ３３２…符号化パラメータ情報 ４０１…符号化パラメータ決定部 ４０２…信号処理部 ４３１…符号化パラメータ情報 ４３２…符号化情報 ５０１…フレーム内符号化判定部 ５０２…号化パラメータ決定部 ５３１…符号化パラメータ情報 ６０１…蓄積媒体 ６０２…符号化データ切り替え部 ６０３…符号化データ選択部 ６３１…号化データ ６３２…切り替え情報 ７０１…切り替え位置検出部 ７０２…切り替え部 ７３１…切り替え指示情報 １５０１…ＧＯＰ間隔計算部
フロントページの続き (72)発明者 増田 忠昭 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Ｆターム(参考） 5K014 AA01 AA02 DA01 FA12 FA13 GA01 HA00 5K034 AA01 AA05 CC02 EE11 MM08

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】送信側において受信側から得られる補足情
    報としての少なくとも遅延情報あるいはパケット損失率
    のいずれかの通知をもとに、伝送路の伝送状態を推定す
    る手段と、 この推定した伝送状態に合わせて送信側における送信デ
    ータのビットレートまたは誤り耐性レベルのうち、少な
    くとも一方を変更制御する手段とを備えたこと特徴とす
    るデータ伝送装置。
  2. 【請求項２】送信側に設けられ、同一コンテンツに対し
    て伝送レートをそれぞれ異ならせて符号化した符号化デ
    ータを供給する供給手段と、 送信側において受信側から得られる補足情報としての少
    なくとも遅延情報あるいはパケット損失率のいずれかの
    通知をもとに、伝送路の伝送状態を推定する手段と、 この推定した伝送状態に合わせて送信側における送信デ
    ータのビットレートを調整すべく、前記供給手段の供給
    する符号化データのうち、最適伝送レートの符号化デー
    タを選択する選択手段とを備えたこと特徴とするデータ
    伝送装置。
  3. 【請求項３】送信側において受信側から得られる補足情
    報としての少なくとも遅延情報あるいはパケット損失率
    のいずれかの通知をもとに、伝送路の伝送状態を推定
    し、 この推定した伝送状態に合わせて送信側における送信デ
    ータのビットレートまたは誤り耐性レベルのうち、少な
    くとも一方を変更制御すること特徴とするデータ伝送方
    法。
  4. 【請求項４】送信側に、同一コンテンツに対して伝送レ
    ートをそれぞれ異ならせて符号化した符号化データを用
    意し、 送信側において受信側から得られる補足情報としての少
    なくとも遅延情報あるいはパケット損失率のいずれかの
    通知をもとに、伝送路の伝送状態を推定すると共に、こ
    の推定した伝送状態に合わせて送信側における送信デー
    タのビットレートを調整すべく、前記符号化データのう
    ち、最適伝送レートの符号化データを選択して送信する
    こと特徴とするデータ伝送方法。
  5. 【請求項５】送信側において受信側から得られる補足情
    報としての少なくとも遅延情報あるいはパケット損失率
    のいずれかの通知をもとに、伝送路の伝送状態を推定す
    る工程と、 この推定した伝送状態に合わせて送信側における送信デ
    ータのビットレートまたは誤り耐性レベルのうち、少な
    くとも一方を変更制御する工程と、からなる処理を実行
    するためのプログラム。
  6. 【請求項６】ネットワークの状態に関するネットワーク
    情報を受信するネットワーク情報受信手段と、 前記ネットワーク情報受信手段にて得た前記ネットワー
    ク情報からネットワークの状態を判定するネットワーク
    状態判定手段と、 送信すべきデータを符号化処理するものであって、前記
    ネットワーク状態判定手段により判定されたネットワー
    ク状態情報によりビットレートまたは誤り耐性のうち、
    少なくともいずれかを制御される画像符号化手段と、 前記画像符号化手段から出力された画像符号化データを
    ネットワークに送信する送信手段とを備えたことを特徴
    とするデータ伝送装置。
  7. 【請求項７】前記符号化手段は前記ネットワーク状態情
    報として符号化パラメータを与えられ、この符号化パラ
    メータ対応にビットレート調整した符号化データを得る
    べく符号化処理する構成とすると共に、 前記ネットワーク状態判定手段は前記符号化手段から得
    た符号化パラメータ情報を格納する符号化パラメータ情
    報格納手段と、前記ネットワーク情報受信手段から入力
    されたネットワーク情報を格納するネットワーク情報格
    納手段とを具備し、 前記ネットワーク情報受信手段から入力されたネットワ
    ーク情報と符号化パラメータ情報格納手段から出力され
    る過去の符号化パラメータ情報と前記ネットワーク情報
    格納手段から得られる過去のネットワーク情報とからネ
    ットワーク状態を判定して、前記符号化手段の前記符号
    化パラメータを決定することを特徴とする請求項６に記
    載のデータ伝送装置。
  8. 【請求項８】前記符号化手段は前記ネットワーク状態判
    定手段から入力されたネットワーク状態情報から符号化
    パラメータを決定する符号化パラメータ決定手段を具備
    すると共に、前記符号化手段はこの決定された符号化パ
    ラメータ対応にビットレート調整した符号化データを得
    るべく符号化処理する構成とすることを特徴とする請求
    項６に記載のデータ伝送装置。
  9. 【請求項９】前記符号化パラメータ決定手段は前記ネッ
    トワーク状態情報を用いて符号化パラメータを決定した
    際、次のフレームを強制的にフレーム内符号化で符号化
    するか否かを判定するフレーム内符号化判定手段を具備
    することを特徴とする請求項８に記載のデータ伝送装
    置。
  10. 【請求項１０】前記ネットワーク状態判定手段は、 前記ネットワーク情報受信手段から入力されたネットワ
    ーク情報からＧＯＰ間隔を計算するＧＯＰ間隔計算手段
    を更に備え、 前記ＧＯＰ間隔計算手段から出力されたＧＯＰ間隔を示
    すＧＯＰ間隔情報を含むネットワーク状態情報を作成
    し、 前記画像符号化手段は、前記ネットワーク状態情報に含
    まれる前記ＧＯＰ間隔情報に従って画像符号化を行うこ
    とを特徴とする請求項６または７に記載のデータ伝送装
    置。
  11. 【請求項１１】前記画像符号化手段は、 前記ネットワーク情報受信手段から入力されたネットワ
    ーク情報からＧＯＰ間隔を計算するＧＯＰ間隔計算手段
    を更に備え、 前記ＧＯＰ間隔計算手段から出力されたＧＯＰ間隔を示
    すＧＯＰ間隔情報に従って画像符号化を行うことを特徴
    とする請求項６または８に記載のデータ伝送装置。
  12. 【請求項１２】前記ネットワーク状態判定手段は、前記
    ネットワークの状態として少なくともパケット損失率を
    判定し、 前記ＧＯＰ間隔計算手段は、少なくとも前記パケット損
    失率に基づいて前記ＧＯＰ間隔を求めることを特徴とす
    る請求項１０または１１に記載のデータ伝送装置。
  13. 【請求項１３】符号化された符号化データをネットワー
    クに送信するデータ伝送装置において、 ネットワークの状態に関するネットワーク情報を受信す
    るネットワーク情報受信手段と、 前記ネットワーク情報受信手段で受信した前記ネットワ
    ーク情報からネットワークの状態を判定するネットワー
    ク状態判定手段と、 それぞれ異なる伝送レート別に符号化された符号化デー
    タから切り替え情報対応の伝送レートの符号化データを
    選択して出力する符号化データ切り替え手段と、 前記ネットワーク状態判定手段から出力されたネットワ
    ーク状態情報から前記送信手段より送信する符号化デー
    タの伝送レートを選択し、前記符号化データ切り替え手
    段へ前記切り替え情報として与える符号化データ選択手
    段とを具備することを特徴とするデータ伝送装置。
  14. 【請求項１４】前記符号化データ切り替え手段は、符号
    化データの切り替え可能位置を検出する切り替え位置検
    出手段を具備し、前記符号化データ選択手段から出力さ
    れた前記切り替え情報により符号化データ切り替え信号
    が来た際に、前記切り替え位置検出手段で切り替え位置
    の検出を行い、前記切り替え位置で符号化データを切り
    替えることを特徴とする請求項１１記載のデータ伝送装
    置。
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