JP2002325254A

JP2002325254A - 動画符号評価装置及びシステム

Info

Publication number: JP2002325254A
Application number: JP2002039545A
Authority: JP
Inventors: Yoshizo Honda; 芳三本多
Original assignee: Ando Electric Co Ltd
Current assignee: Ando Electric Co Ltd
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2002-02-18
Publication date: 2002-11-08

Abstract

(57)【要約】【課題】動画符号のフレームヘッダの異常の有無及びフ
レームヘッダに含まれる動画符号化パラメータを抽出す
ることによって、動画符号を復号せずに、動画符号の受
信状況をより少ない処理負担で評価できる動画符号評価
装置を提供する。【解決手段】動画符号を伝送手段を介して、受信して復
号する動画受信装置21で前記伝送手段に起因する動画の
欠損に基づく伝送後の動画情報量を評価する動画符号評
価装置において、受信した前記動画符号のフレームヘッ
ダを検査し、フレームヘッダの異常の有無を判定して所
定時間毎のフレームの欠損率を算出する手段23,28と、
前記フレームヘッダに含まれる動画符号化パラメータを
抽出すると共に、前記所定時間内における前記動画符号
化パラメータの変動を検出する手段24,25,26と、前記動
画符号化パラメータに前記所定時間内における前記動画
符号化パラメータの変動に基づいた重み付けたものを総
和して、所定時間内における理想動画情報量を算出する
手段28とを含み前記理想動画情報量に（１−フレーム欠
損率）を掛けて実動画情報量を得る動画符号評価装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動画符号評価器に
関し、特にディジタル動画データの送受信に用いられる
符号およびプロトコルを評価する動画符号通信評価技術
に関する。

【０００２】

【従来技術】ディジタル動画は動画フレーム（以下、フ
レームという）と呼ぶ瞬間の映像が時間的に連なったも
のである。そして、ディジタル動画は一般にデータ量が
膨大なので、情報圧縮すなわち符号化（エンコード）を
行って送受信を行い、受信後に復号（デコード）を行っ
て動画を再生するという動画符号伝送が広く行われてい
る。

【０００３】例えば、動画符号の国際標準に、ISO/IEC
（International Organization forStandardization /
International Electrotechnical Commission）による
MPEG(Moving Picture Experts Group)-2(ISO/IEC1381
8)、MPEG-4(ISO/IEC14496)、ITU(International Teleco
mmunication Union)勧告によるH.261、H.263がある。本
発明は前記国際標準だけでなく、同等の動画符号に適用
できる。

【０００４】前述のような動画符号では、フレームは格
子状に並んだ画素からなり、例えば横352画素×縦288画
素で構成するCIFフォーマット、横176画素×縦144画素
で構成されるQCIFフォーマットなどがある。フレームを
構成する画素数を画面サイズということもある。

【０００５】カラー画像の場合は、前者のCIFフォーマ
ットでは、画素数は輝度画面（Y）、色差画面(U,V)があ
り、輝度画面２×２画素当たり、色差画面のＵ情報に１
画素、Ｖ情報に１画素を割り当てる４：２：０フォーマ
ット、輝度画面２画素当たり、色差画面のＵ情報に１画
素、Ｖ情報に１画素を割り当てる４：２：２フォーマッ
トなどがある。

【０００６】４：２：０フォーマットに比べて４：２：
２フォーマットの方が色差画面の画素数は２倍多い。ま
た、RGB（赤緑青）のように３原色でそれぞれを表す場
合もある。画素数は、カラーの場合は輝度及び色差ある
いは３原色すべての画素を指す。いうまでもなく、一フ
レーム当たりの画素数が多いほど高精細すなわち高画質
である。

【０００７】また、単位時間当たりのフレーム数につい
ても例えば毎秒30枚、15枚などがあり、この数値が大き
いほど、滑らかに動きを表現でき、すなわち高画質であ
る。さらに、輝度をディジタルで表現するにあたり、最
も暗い黒から、最も明るい白までの中間階調レベルを量
子化する。その場合、ディジタル値が表す量子化レベル
数は有限であり、一般用途では視覚上8bitで表せる256
階調前後が使われている。あるいは、色をディジタルで
表現するにあたり色数は有限であり、1600万色前後が使
われる。

【０００８】これも、階調量子化レベル数とも言える。
特にこだわらない限り、量子化レベル数はカラーの場合
は色数である。これについても、階調数または色数が多
いほど高画質である。ここで、特定時間内の量子化レベ
ル数を全フレーム内の全画素にわたって総計した値を動
画情報量と呼ぶ。

【０００９】一般には、フレームを構成する画素数、毎
秒当たりのフレーム数は一定である場合が多いが、画素
数やフレーム数を変動させる場合もある。量子化レベル
数にいたっては、フレーム内で変化する場合もある。

【００１０】ところで、伝送路、送信器、受信器にかか
る負荷の点では、動画符号の量は少ないほど負荷が軽
い。したがって、情報圧縮前の画像の情報量に対する動
画符号量、すなわち圧縮率または符号化効率が高いほど
望ましい。

【００１１】ところが、前記国際標準や同等の動画符号
においては、実現されている符号化効率は限られた範囲
であるため、伝送路、送信器、受信器に与える負荷を軽
くするには、画素数、フレーム数、量子化レベル数を減
らすことが実際には有効である。しかし、その場合に
は、画質が低下する。

【００１２】また、伝送路・送信器・受信器の負担を補
償するには、動画の伝送における、実際の運用で費用が
かかるので、動画情報量が多いほど高く課金してサービ
スを運用する方法もある。

【００１３】これに対して、動画符号の伝送による動画
の品質劣化について説明する。動画符号の送受信におい
て、次のような原因により受信側で元の動画に比べて品
質が劣化する。先ず、伝送誤りにより動画符号が正しく
受信されない場合がある。また、パケット分割されて送
信した結果、一部のパケットが途中で損失して受信され
ない場合がある、さらに、動画符号の送受信に時間がか
かり過ぎて、すでに開始された動画再生のタイミングに
対して、ある動画フレームのデコード後の表示に間に合
わなくなって、その動画フレームの表示をスキップして
次の動画フレームの処理に移行する場合がある。

【００１４】このように、元の動画に対して復号表示が
できなかった個所を、動画の欠損とよぶ。伝送誤りは、
動画符号のどの個所に発生したかによって復号表示され
る動画への影響が異なる。

【００１５】動画符号の画面サイズや色差フォーマット
など、動画符号全体の仕様を表すパラメータ、あるいは
フレーム全体の予測符号化方式や予測方法などの符号を
まとめた個所をヘッダと呼ぶ。この、ヘッダ部分に伝送
誤りが発生した場合は、動画全体の復号表示が不可能に
なったり、そのフレーム全体の復号表示が不可能になっ
たりする。

【００１６】フレーム内の画素の階調に関する個所に伝
送誤りが発生した場合は、該当する画素のみの復号表示
が不可能になる場合がある。このように、伝送誤りや遅
延などで復号表示に用いられない動画符号の量と復号後
の動画における動画欠損量は、一定の関係になく、動画
の欠損をそのつど評価する必要がある。

【００１７】そこで、前述の同発明人による参考例であ
る、特願2000-389795号の「動画符号通信評価方法及び
動画符号通信評価装置」では、動画情報量と動画欠損量
を評価する装置を提供している。そに構成例を、図２を
用いて説明する。動画符号送信器11が、動画符号を送信
し、この動画符号を動画符号受信器22が受信し、復号す
る。

【００１８】そして、動画符号を、動画符号計数器27で
動画符号の量を計数する。動画欠損評価器33は、次に説
明するように動画欠損量を評価する。さらに、動画品質
評価換算器38で、動画情報量から動画欠損量を差し引
く。

【００１９】前述の動画欠損評価器33は、同発明人によ
る特願平11-153078「動画通信品質判定装置」に原理構
成及び作用が記載されているが、以下に簡潔に説明す
る。動画欠損評価器33は、前記動画符号を復号し、正し
く復号できた領域を記録し、そのように記録されなかっ
た領域を欠損と見なす。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】前述のCIFフォーマッ
トで伝送されている動画符号があって、伝送路の混雑や
伝送誤り率の劣化などに応じて、QCIFフォーマットの動
画符号の伝送に切り替えるサービスが行われるとする
と、動画の品質は大きく２段階に分かれる。

【００２１】CIFとQCIFは、それぞれ、横352画素×縦28
8画素で構成するCIFフォーマット、横176画素×縦144画
素で構成されるQCIFフォーマットであるので、両者の動
画情報量には４倍の違いがある。伝送誤りなどで数%の
動画欠損が発生すると、CIFフォーマットとQCIFフォー
マットの間の動画情報量の違いは、およそ3.8倍から4.2
倍の範囲である。

【００２２】正しく伝送した動画情報量に比例するよう
に課金をする場合でも、画素数やフレーム数など（即
ち、どのようなフォーマットで動画が伝送されたか等）
が正しく伝送された動画情報量に大きく影響し、数％の
動画欠損は、上述の説明の如く、フォーマットの差異に
比べて１/10程度にしか正しく伝送された動画情報量に
影響しない。

【００２３】従来の動画符号評価装置では、動画欠損を
画素単位で判定しているため、受信した動画符号を復号
している。その場合には、１フレームが５万画素から成
る場合でさえ、0.002％の細かさで欠損量を算定してい
る。しかし、画素単位での動画欠損は動画情報量に大き
くは影響しないので、前述のように数％の精度で、欠損
量を求めれば十分であるのに、全画素を復号して欠損を
判定するしているので、その処理が受信器にとって過剰
な負荷となるという問題があった。伝送技術の進歩が著
しく、伝送容量が増大し、動画符号レートが高くなって
いる現在の状況では、特に受信器への処理負荷を軽減す
ることが、極めて重要な問題になっている。

【００２４】本発明の課題（目的）は、動画符号のフレ
ームヘッダの異常の有無及びフレームヘッダに含まれる
動画符号化パラメータを抽出することによって、動画符
号を復号せずに、動画符号の受信状況をより少ない処理
負担で評価できる動画符号評価装置を提供することにあ
る。

【００２５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、動画符号を伝送手段を介して、受信して復号する動
画受信装置で前記伝送手段に起因する動画の欠損に基づ
く伝送後の動画情報量を評価する動画符号評価装置にお
いて、受信した前記動画符号のフレームヘッダを検査
し、フレームヘッダの異常の有無を判定して所定時間毎
のフレームの欠損率を算出する手段と、前記フレームヘ
ッダに含まれる動画符号化パラメータを抽出すると共
に、前記所定時間内における前記動画符号化パラメータ
の変動を検出する手段と、前記動画符号化パラメータに
前記所定時間内における前記動画符号化パラメータの変
動に基づいた重み付けたものを総和して、所定時間内に
おける理想動画情報量を算出する手段とを含み前記理想
動画情報量に（１−フレーム欠損率）を掛けて実動画情
報量を得る。（請求項１）

【００２６】また、前記動画符号化パラメータには、動
画符号の画素数、フレームレート及び量子化レベル数が
含まれ、前記所定時間内における前記動画符号化パラメ
ータの変動を検出する手段は、前記画素数、フレームレ
ート及び量子化レベル数のそれぞれの数値が同一の値を
継続するフレームの前記所定の時間に対する割合を検出
する。（請求項２）また、前記フレームヘッダの異常が判定されたフレーム
ヘッダに含まれる前記画素数、フレームレート及び量子
化レベル数の値は無視され、直前のフレームヘッダに含
まれる画素数、フレームレート及び量子化レベル数の値
が継続しているものとして扱う。（請求項３）

【００２７】また、前記量子化レベル数は、前記フレー
ムヘッダに含まれる量子化レベル数に加えて、フレーム
よりも下位の階層のヘッダから抽出される量子化レベル
数を加味して抽出される。（請求項４）また、前記所定時間内における動画符号化パラメータの
変動を検出する手段には、直前のフレームヘッダに含ま
れるパラメータと異なったパラメータを抽出した際にリ
セットされるタイマー又はカウンタを使用する。（請求
項５）

【００２８】また、前記請求項１〜５のいずれか１項に
記載のフレーム欠損率を動画符号の伝送を管理するネッ
トワーク管理装置に出力して、前記フレーム欠損率に基
づいて、送信側において動画符号の画面サイズ、色差フ
ォーマット、フレームレート及び量子化レベル数の少な
くとも１つのパラメータを可変可能な動画符号伝送ネッ
トワークシステムとする。（請求項６）また、請求項１〜５のいずれか１項における実動画情報
量を、課金手段に出力することによって、動画の受信品
質に応じた課金を行う動画伝送サービスの課金システム
を得る。（請求項７）

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の適用される動画符号では
その記述対象が階層化されている。MPEG-2、MPEG-4、H.
261及びH.263のような国際標準では、それぞれの国際標
準ごとに差異はあるが、例えば下位の階層から、画素、
８画素×８画素ブロック、２ブロック×２ブロック、１
個以上のマクロブロックの連続であるスライス、フレー
ム、１枚以上のフレームであるGOP、フレームの連なり
で１つの画面を表す１本のストリームであるシーケン
ス、という構成になる。本発明は、上記の国際標準に限
定されるものではなく、ヘッダに動画符号の画面サイ
ズ、色差フォーマット、フレームレート、量子化レベル
数等を含む動画符号に適用が可能である。

【００３０】次に、本発明の実施例について、図面を参
照して説明する。図１は、本発明の実施例を示す動画符
号評価器の構成を示すブロック図である。図１におい
て、動画符号送信器11は送信側にあって動画符号を送信
する。また、図１において点線で示される動画受信器21
が受信側にあって動画符号を送信し、受信側にある動画
受信器22で動画符号を受信する。受信側の動画受信器21
は、動画符号受信器22、ヘッダ検査器23、画面サイズ抽
出器24、フレームレート抽出器、25量子化レベル抽出器
26及び動画符号計数器27及び動画情報量算出器28で構成
されている。なお、動画符号計数器27は、従来の装置に
も含まれるものであって、受信された動画符号を動画符
号計数器27で符号量を計数して欠損量を算出する機能を
果たす部分である。

【００３１】動画符号受信器22で受信した動画符号のヘ
ッダは、ヘッダ検査器23、画面サイズ抽出器24、フレー
ムレート抽出器25及び量子化レベル抽出器26に与えられ
る。ヘッダ検査器23では、入力されたヘッダの異常を検
査する。ヘッダの検査による異常には、例えば、ヘッダ
に含まれるCRCチェック、ヘッダ長さの異常、数値が所
定の範囲を超えた場合等がある。ヘッダ長が正しくなか
ったり、正しくない数値の範囲が得られた場合は、その
ヘッダの属する階層部分は、欠損と判定される。フレー
ムヘッダの場合には、そのフレームが欠損と見なされ
る。また、ヘッダに含まれる表示タイムコードと入力さ
れた時刻とが比較されて遅延している場合には、そのヘ
ッダが含まれる階層（例えばフレーム）は欠損と判定さ
れる。

【００３２】また、ヘッダ検査器23は、フレームヘッダ
が入力される度に、フレームヘッダ入力信号を動画情報
量算出器28に出力し、入力されたフレームヘッダが異常
である場合には、フレームヘッダ異常信号を動画情報量
算出器28に出力する。このフレームヘッダ入力信号及び
フレームヘッダ異常信号を所定の時間に亘って計数する
ことによって、動画情報量算出器28で所定時間毎のフレ
ームの欠損率の算出が実行される。

【００３３】画面サイズ抽出器24は、入力されたヘッダ
から動画の画面サイズ、色差フォーマットを読取り、フ
レームの画素数を算出して、算出した画素数を動画情報
量算出器28に出力する。画面サイズ抽出器24には、入力
されたヘッダから画面サイズ及び色差フォーマットを読
取った時から、後続の別のヘッダから異なる画面サイズ
及び色差フォーマットを読取る時までの時間を測定する
画面サイズ抽出器タイマ（図示せず）を備えている。

【００３４】画面サイズ抽出器24では、後続の別のヘッ
ダから異なる画面サイズ及び色差フォーマットを読取る
時までの測定時間を動画情報量算出器28に出力すると共
に、画面サイズ抽出器タイマをリセットして、更に後続
の別のヘッダから異なる画面サイズ及び色差フォーマッ
トを読取る時までの時間測定を開始する。

【００３５】なお、上述の説明では、画面サイズ抽出器
24には、図示しない画面サイズ抽出器タイマを設けて、
入力されたヘッダから画面サイズ及び色差フォーマット
を読取った時から、後続の別のヘッダから異なる画面サ
イズ及び色差フォーマットを読取る時までの時間を測定
しているが、画面サイズ抽出器タイマの代わりに、画面
サイズ抽出器カウンタを設けて、入力されたヘッダから
画面サイズ及び色差フォーマットを読取った時から、後
続の別のヘッダから異なる画面サイズ及び色差フォーマ
ットを読取る時までのヘッダの数をカウントすることも
可能である。

【００３６】画面サイズ抽出器カウンタを用いることの
メリットとしては、動画符号がリアルタイムに受信され
ず、バースト的に実時間に対して不連続に受信される場
合に、受信したヘッダ（フレーム）に含まれる画面サイ
ズ及び色差フォーマットが同一の数値であるヘッダ数の
正確な測定が可能になる。

【００３７】また、画面サイズ抽出器24において、図示
しない画面サイズ抽出器タイマ（画面サイズ抽出器カウ
ンタ）を設けて、入力されたヘッダから画面サイズ及び
色差フォーマットを読取った時から、後続の別のヘッダ
から異なる画面サイズ及び色差フォーマットを読取る時
までの時間（ヘッダ数）を測定するに際して、ヘッダ検
査器23において、ヘッダが異常と判断されたヘッダに対
しては、当該ヘッダから抽出された画面サイズ及び色差
フォーマットは無視して、直前のヘッダに含まれる画面
サイズ及び色差フォーマットが継続しているものとして
扱う。

【００３８】フレームレート抽出器25は、入力されたヘ
ッダから動画のフレームレートを読取り、読取ったフレ
ームレートを動画情報量算出器28に出力する。フレーム
レート抽出器25には、入力されたヘッダからフレームレ
ートを読取った時から、後続の別のヘッダから異なるフ
レームレートを読取る時までの時間を測定するフレーム
サイズ抽出器タイマ（図示せず）を備えている。

【００３９】フレームレート抽出器25では、後続の別の
ヘッダから異なるフレームレートを読取る時までの測定
時間を動画情報量算出器28に出力すると共に、フレーム
レート抽出器タイマをリセットして、更に後続の別のヘ
ッダから異なるフレームレートを読取る時までの時間測
定を開始する。

【００４０】なお、上述の説明では、フレームレート抽
出器25には、図示しないフレームレート抽出器タイマを
設けて、入力されたヘッダからフレームレートを読取っ
た時から、後続の別のヘッダから異なるフレームレート
を読取る時までの時間を測定しているが、フレームレー
ト抽出器タイマの代わりに、フレームレート抽出器カウ
ンタを設けて、入力されたヘッダからフレームレートを
読取った時から、後続の別のヘッダから異なるフレーム
レートを読取る時までのヘッダの数をカウントすること
も可能である。

【００４１】フレームレート抽出器カウンタを用いるこ
とのメリットとしては、動画符号がリアルタイムに受信
されず、バースト的に実時間に対して不連続に受信され
る場合に、受信したヘッダ（フレーム）に含まれるフレ
ームレートが同一の数値であるヘッダ数の正確な測定が
可能になる。

【００４２】また、フレームレート抽出器25において、
図示しないフレームレート抽出器タイマ（フレームレー
ト抽出器カウンタ）を設けて、入力されたヘッダからフ
レームレートを読取った時から、後続の別のヘッダから
異なるフレームレートを読取る時までの時間（ヘッダ
数）を測定するに際して、ヘッダ検査器23において、ヘ
ッダが異常と判断されたヘッダに対しては、当該ヘッダ
から抽出されたフレームレートは無視して、直前のヘッ
ダに含まれるフレームレートが継続しているものとして
扱う。

【００４３】量子化レベル抽出器26は、入力されたヘッ
ダから動画の量子化レベル数を読取り、読取った量子化
レベル数を動画情報量算出器28に出力する。量子化レベ
ル抽出器26には、入力されたヘッダから量子化レベル数
を読取った時から、後続の別のヘッダから異なる量子化
レベル数を読取る時までの時間を測定する量子化レベル
抽出器タイマ（図示せず）を備えている。

【００４４】量子化レベル抽出器26では、後続の別のヘ
ッダから異なる量子化レベル数を読取る時までの測定時
間を動画情報量算出器28に出力すると共に、量子化レベ
ル抽出器タイマをリセットして、更に後続の別のヘッダ
から異なる量子化レベル数を読取る時までの時間測定を
開始する。

【００４５】なお、上述の説明では、量子化レベル抽出
器26には、図示しない量子化レベル抽出器タイマを設け
て、入力されたヘッダから量子化レベル数を読取った時
から、後続の別のヘッダから異なる量子化レベル数を読
取る時までの時間を測定しているが、量子化レベル抽出
器タイマの代わりに、量子化レベル抽出器カウンタを設
けて、入力されたヘッダから量子化レベル数を読取った
時から、後続の別のヘッダから異なる量子化レベル数を
読取る時までのヘッダの数をカウントすることも可能で
ある。

【００４６】量子化レベル抽出器カウンタを用いること
のメリットとしては、動画符号がリアルタイムに受信さ
れず、バースト的に実時間に対して不連続に受信される
場合に、受信したヘッダ（フレーム）に含まれる量子化
レベル数が同一のヘッダ数が継続している数のより正確
な測定が可能になる。

【００４７】また、量子化レベル抽出器26において、図
示しない量子化レベル抽出器タイマ（量子化レベル抽出
器カウンタ）を設けて、入力されたヘッダから量子化レ
ベル数を読取った時から、後続の別のヘッダから異なる
量子化レベル数を読取る時までの時間（ヘッダ数）を測
定するに際して、ヘッダ検査器23において、ヘッダが異
常と判断されたヘッダに対しては、当該ヘッダから抽出
された量子化レベル数は無視して、直前のヘッダに含ま
れる量子化レベル数が継続しているものとして扱う。

【００４８】なお、量子化レベルに関するパラメータ
（量子化レベル数）は、例えば、MPEG-4ではフレームヘ
ッダ部分だけで設定されるのではなく、フレームより下
位の階層のヘッダにおいても、フレームヘッダで設定さ
れた量子化レベル数の範囲内で、更に詳細に変更が可能
である（同一のフレーム内で量子化レベルの変更ができ
る。）ので、そのデータが抽出できる場合は、より精度
よく階調量子化レベル数の抽出が可能になる。しかし、
前述の課題のように、動画符号の評価には必要な精度が
得られればよいので、必要に応じて、上位階層の抽出に
とどめれば、処理負荷を軽減することができる。

【００４９】次に動画情報量算出器28の処理について説
明する。動画情報量算出器28では、ヘッダ検査器23から
入力される、フレームヘッダ入力信号とフレームヘッダ
異常信号を各々カウントして、所定時間Ｔ毎に、フレー
ム欠損率を算出する。また、動画情報量算出器28では、
所定時間Ｔ毎に、フレーム欠損が無いと仮定して、画面
サイズ抽出器24、フレームレート抽出器及び25量子化レ
ベル抽出器26から入力された画素数、フレームレート及
び量子化レベル数から、理想動画情報量を算出する。

【００５０】また、所定時間Ｔ内に、画面サイズ抽出器
24、フレームレート抽出器及び25量子化レベル抽出器26
に設けられたタイマ（カウンタ）のいずれかから測定時
間（カウント数）入力された場合には、測定時間（カウ
ント数）に比例する重み付けをし、各重み付けられた値
の総和をとって理想動画情報量を算出する。

【００５１】ここで、特にタイマとは、フレームヘッダ
から表示タイムコードを読み取って表示されるべき理想
的な時刻に基づいた時間に換算したものを使用しても良
い。表示タイムコードから表示すべき実時間は、ほとん
どの動画符号形式において換算可能である。例えば、表
示タイムコードが実時間相当では、0.1秒を単位として
増加する場合、新たに読み取った動画符号化パラメータ
の値がそれ以前と変更があった時に、フレームヘッダの
表示タイムコードの増加分が３であれば、継続した時間
は0.3秒と算出できる。

【００５２】前述のように、バースト的に受信される場
合に、フレームレートが一定であれば、前記のカウンタ
を用いるほうが簡単であり、フレームレートが一定でな
い場合には、このようにタイマを表示タイムコードで換
算した時間から継続の実時間を算出するほうがより正確
である。いずれの方法を採用するかは、必要とする動画
情報量の精度と、実施のためのコスト等との兼ね合いで
選択すれば良い。

【００５３】例えば、所定時間Ｔ内に、画素数について
変動があり、測定時間t1の間は画素数P1、フレームレー
トF1、量子化レベル数Q1であり、残りの時間t2（所定時
間T−測定時間t1）は、画素数P2、フレームレートF1、
量子化レベル数Q1とする。そして、前者（測定時間t1）
の理想動画情報量I2は測定時間t1により重み付けられて
算出され、後者（残りの時間t2）の理想動画情報量I1は
測定時間t2により重み付けられて算出されて、I1とI2を
足して所定時間Ｔ内の理想動画情報量Ｉが算出される。
次に、動画情報量算出器28は、所定時間Ｔ内の理想動画
情報量とフレーム欠損率を掛けて、実動画情報量を算出
する。

【００５４】動画情報量算出器28は、前述の処理で算出
された実動画情報量を動画符号の評価結果として外部に
出力しても良い。また、実動画情報量は、次のように算
出しても良い。動画情報量算出器28において、ヘッダ検
出器23が出力するフレームヘッダ入力信号とフレームヘ
ッダ異常信号のそれぞれの出力回数を計数し、ここで計
数した両者の合計値を算出して、この合計を実フレーム
数とする。フレームレート検出器23で直前までに読み取
られていたフレームレート値と新たに読み取ったフレー
ムレート値とが異なる値が読み取られた時から、動画情
報量算出器28において、フレームレート値に所定時間を
掛けた値、即ち欠損が無いとした場合の理想フレーム数
を求め、同じ所定時間内の前記実フレーム数の増加分を
算出して、理想フレーム数と実フレーム数増加分との差
を未受信フレーム数とする。

【００５５】理想フレーム数より実フレーム数増加分が
小さい場合は、フレームヘッダそのものが受信できなか
った状況に相当するので、所定時間内のフレーム欠損率
は、理想フレーム数で、フレーム異常信号の計数値と未
受信フレーム数の和を除した値とする。動画情報量算出
器28において、前記理想動画情報量に（１−フレーム欠
損率）を掛けて実動画情報量を得る、動画情報量算出器
28はこのフレーム欠損率を外部に出力しても良い。

【００５６】あるいは、フレームレートの指定が符号に
無い場合、次のように算出することができる。動画情報
量算出器28において、ヘッダ検出器23がフレームヘッダ
異常信号を出力したフレームに対して動画情報量をゼロ
とし、積算されないようにしても良い。この場合には、
理想動画情報量はそのまま実動画情報量とする。なぜな
らば、既にフレーム欠損の分が補正されているからであ
る。

【００５７】あるいは、動画情報量算出器28において、
ヘッダ検出器23がフレームヘッダ異常信号を出力してか
ら、次にフレームヘッダ入力信号までの時間をタイマに
基づき欠損時間を算出し、前記動画符号化パラメータが
変更されるまでの継続時間から、この欠損時間を差し引
いた実継続時間を重み付けとして理想動画情報量を算出
しても良い。この場合も、理想動画情報量はそのまま実
動画情報量とする。なぜならば、既にフレーム欠損の分
が補正されているからである。いずれの方法を採用する
かは、必要とする動画情報量の精度と、実施のためのコ
スト等との兼ね合いで選択すれば良い。

【００５８】また、動画情報量算出器28が評価結果を出
力する対象としては、課金装置（図示せず）がある。課
金装置は、入力された実動画情報量に基づいて動画伝送
サービスを受けるユーザに対する課金額を決定する。

【００５９】また、動画情報量算出器28は、動画符号計
数器27から入力された符号量とフレーム欠損率を掛けて
実動画符号量を所定時間Ｔ毎に算出して、算出された動
画実符号量を外部に出力することも可能である。

【００６０】動画情報量算出器28は、フレーム欠損率を
外部の動画符号の伝送を管理するネットワーク管理装置
（図示せず）に出力することも可能である。ネットワー
ク管理装置では、入力されたフレーム欠損率に基づい
て、動画符号送信器11の前段にある動画符号化装置（図
示せず）の動画符号化パラメータ（画面サイズ、色差フ
ォーマット、フレームレート及び量子化レベル数等）を
変更することができる。したがって、ネットワークの状
況に応じて適切な動画符号化パラメータの選択ができ、
動画情報をより確実に伝送することができる。

【００６１】動画符号化パラメータ（画面サイズ、色差
フォーマット、フレームレート及び量子化レベル数等）
の内、特にフレームレートが変動する場合には、１枚の
フレームの欠損の重み付けが変わるので、枚数の欠損率
ではなく、欠損したフレームに対応する時間を重み付け
して欠損量を評価することにより、動画符号のより正し
い評価をすることができる。そして、この評価を動画伝
送サービスを行うネットワーク管理システムに用いるこ
とによりユーザの要求に合致した動画サービス料金を定
めることができる。なお、図１の本発明では、動画符号
計数器27を備えない構成とすることもでき、その場合に
は、動画情報量算出器28は実符号量の算出はできない。

【００６２】

【発明の効果】請求項１に記載の発明では、動画符号を
伝送手段を介して、受信して復号する動画受信装置で前
記伝送手段に起因する動画の欠損に基づく伝送後の動画
情報量を評価する動画符号評価装置において、受信した
前記動画符号のフレームヘッダを検査し、フレームヘッ
ダの異常の有無を判定して所定時間毎のフレームの欠損
率を算出する手段と、前記フレームヘッダに含まれる動
画符号化パラメータを抽出すると共に、前記所定時間内
における前記動画符号化パラメータの変動を検出する手
段と、前記動画符号化パラメータに前記所定時間内にお
ける前記動画符号化パラメータの変動に基づいた重み付
けたものを総和して、所定時間内における理想動画情報
量を算出する手段とを含み、前記理想動画情報量に（１
−フレーム欠損率）を掛けて実動画情報量を得ることに
よって、動画符号のフレームヘッダの異常の有無及びフ
レームヘッダに含まれる動画符号化パラメータを抽出す
ることによって、動画符号を復号せずに、動画符号の受
信状況をより少ない処理負担で評価できる。

【００６３】また、請求項２に記載の発明では、前記動
画符号化パラメータには、動画符号の画素数、フレーム
レート及び量子化レベル数が含まれ、前記所定時間内に
おける前記動画符号化パラメータの変動を検出する手段
は、前記画素数、フレームレート及び量子化レベル数の
それぞれの数値が同一の値を継続するフレームの前記所
定の時間に対する割合を検出することによって、動画符
号符号化パラメータが変更された場合にもより正確な評
価が可能になる。

【００６４】また、請求項３に記載の発明では、前記フ
レームヘッダの異常が判定されたフレームヘッダに含ま
れる前記画素数、フレームレート及び量子化レベル数の
値は無視され、直前のフレームヘッダに含まれる画素
数、フレームレート及び量子化レベル数の値が継続して
いるものとして扱う異常が検出されたフレームヘッダに
含まれる動画符号化パラメータである画素数、フレーム
レート及び量子化レベル数の誤りの影響を少なくするこ
とが可能である。

【００６５】また、請求項４に記載の発明では、前記量
子化レベル数は、前記フレームヘッダに含まれる量子化
レベル数に加えて、フレームよりも下位の階層のヘッダ
から抽出される量子化レベル数を加味して抽出すること
によって、より詳細な量子化レベル数得ることができ、
より正確な評価が可能になる。また、請求項５に記載の
発明では、前記所定時間内における動画符号化パラメー
タの変動を検出する手段には、直前のフレームヘッダに
含まれるパラメータと異なったパラメータを抽出した際
にリセットされるタイマー又はカウンタを使用すること
によって、市販の安価な部品を用いてシステムを構成で
きる。

【００６６】また、請求項６に記載の発明では、前記請
求項１〜５のいずれか１項に記載のフレーム欠損率を動
画符号の伝送を管理するネットワーク管理装置に出力し
て、前記フレーム欠損率に基づいて、送信側において動
画符号の画面サイズ、色差フォーマット、フレームレー
ト及び量子化レベル数の少なくとも１つのパラメータを
可変することによって、ネットワークの状況に応じて適
切な動画符号化パラメータの選択ができ、動画情報をよ
り確実に伝送することができる。また、請求項７に記載
の発明では、請求項１〜５のいずれか１項における実動
画情報量を、課金手段に出力することによって、動画の
受信品質に応じた課金を行うことによって、動画符号を
受信側における受信品質に応じた適切な課金が可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による動画符号評価器の構成を
示すブロック図である。

【図２】従来の動画符号評価器の構成を示すブロック図
である。

【符号の説明】

11 動画符号送信器 21 動画受信器 22 動画符号受信器 23 ヘッダ検査器 24 画面サイズ抽出器 25 フレームレート抽出器 26 量子化レベル抽出器 27 動画符号計数器 28 動画情報量算出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動画符号を伝送手段を介して、受信して
復号する動画受信装置で前記伝送手段に起因する動画の
欠損に基づく伝送後の動画情報量を評価する動画符号評
価装置において、受信した前記動画符号のフレームヘッダを検査し、フレ
ームヘッダの異常の有無を判定して所定時間毎のフレー
ムの欠損率を算出する手段と、前記フレームヘッダに含まれる動画符号化パラメータを
抽出すると共に、前記所定時間内における前記動画符号
化パラメータの変動を検出する手段と、前記動画符号化パラメータに前記所定時間内における前
記動画符号化パラメータの変動に基づいた重み付けたも
のを総和して、所定時間内における理想動画情報量を算
出する手段と、を含み前記理想動画情報量に（１−フレーム欠損率）を
掛けて実動画情報量を得ることを特徴とする動画符号評
価装置。
【請求項２】前記動画符号化パラメータには、動画符
号の画素数、フレームレート及び量子化レベル数が含ま
れ、前記所定時間内における前記動画符号化パラメータ
の変動を検出する手段は、前記画素数、フレームレート
及び量子化レベル数のそれぞれの数値が同一の値を継続
するフレームの前記所定の時間に対する割合を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の動画符号評価装置。
【請求項３】前記フレームヘッダの異常が判定された
フレームヘッダに含まれる前記画素数、フレームレート
及び量子化レベル数の値は無視され、直前のフレームヘ
ッダに含まれる画素数、フレームレート及び量子化レベ
ル数の値が継続しているものとして扱うことを特徴とす
る請求項２に記載の動画符号評価装置。
【請求項４】前記量子化レベル数は、前記フレームヘ
ッダに含まれる量子化レベル数に加えて、フレームより
も下位の階層のヘッダから抽出される量子化レベル数を
加味して抽出されること特徴とする請求項２又３に記載
の動画符号評価装置。
【請求項５】前記所定時間内における動画符号化パラメ
ータの変動を検出する手段には、直前のフレームヘッダ
に含まれるパラメータと異なったパラメータを抽出した
際にリセットされるタイマー又はカウンタを使用するこ
とを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の動
画符号評価装置。
【請求項６】前記請求項１〜５のいずれか１項におけ
るフレーム欠損率を動画符号の伝送を管理するネットワ
ーク管理装置に出力して、前記フレーム欠損率に基づい
て、送信側において動画符号の画面サイズ、色差フォー
マット、フレームレート及び量子化レベル数の少なくと
も１つのパラメータを可変することを特徴とする動画符
号伝送ネットワークシステム。
【請求項７】請求項１〜５のいずれか１項における実
動画情報量を、課金手段に出力することによって、動画
の受信品質に応じた課金を行うことを特徴とする動画伝
送サービスの課金システム。